一种音圈、其制造方法及扬声器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种音圈、其制造方法及扬声器，涉及扬声器技术领域。该音圈在径向上包括多个导线层；每个导线层中具有多个沿轴向排列的导线圈，并且相邻层的导线圈之间相互贴合；至少在一个导线层中包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域。本发明提供的音圈至少在一个导线层中包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域，通过改变导线圈轴向的疏密程度可方便的改善采用其的扬声器的性能。
【专利说明】
一种音圈、其制造方法及扬声器
技术领域
[0001]本发明涉及扬声器领域，尤其涉及一种音圈、该音圈的制造方法以及采用该音圈的扬声器。
【背景技术】
[0002]扬声器是一种电-力-声换能器，它是音响设备中的重要元件。扬声器在人们平时的日常生活中广泛被使用，带来了很多的便利，汽车、广播、电视、音箱、手机、MP4、电脑等电子产品领域中，扬声器的应用几乎随处可见。
[0003]目前市场上使用的主流扬声器为动圈式扬声器。图1为一款微型动圈式扬声器截面示意图，主要包括前盖I’、支架2’、振膜3’、音圈4’、顶片5’、磁铁6’及导磁碗7’。顶片5’和导磁碗7，为导磁材料，与磁铁6，粘接组成磁路组装体，磁间隙中存在静磁场。音圈4 ’位于磁间隙中。当交流电通过音圈4’时，根据左手定则，音圈4’产生的驱动力为BIL(B为音圈内部平均磁通量密度，I为通过音圈的电流，L为音圈长度)，最终驱动振膜3’振动发声。
[0004]图2为一款传统圆形音圈的外观示意图，包括入线端41’、出线端42’及音圈4’主体结构。传统音圈截面图如图3所示。音圈4’是由一根带有绝缘层的导线绕制而成，绕制音圈时的缠绕方向如图中箭头所示。
[0005]图4为传统磁路组装体与传统音圈的截面示意图及静磁场仿真结果。从仿真结果中可以看出，磁间隙中静磁场分布并不均匀，此特性将会导致如下两个问题:
[0006]1、音圈4 ’在顶片5 ’位置附近磁通量密度最大，远离顶片5 ’的位置磁通量密度相应减小，最终导致音圈4’不同位置的磁通量密度不相等。
[0007]2、扬声器在工作时音圈4’上下振动，当音圈4’位置振动至顶片5’附近时，音圈4’平均磁通量密度最大，当音圈4’因为振动远离顶片时，音圈4’平均磁通量密度减小。变化的磁通量密度导致驱动力的非线性变化，使被音圈4’驱动的振膜3’产生非线性振动，最终导致产品总谐波失真(以下简称THD)偏高。随着扬声器行业对THD性能的要求不断提高，传统设计的音圈4’已无法满足要求。
[0008]另外，传统音圈4’上部与振膜3’粘接，粘接区域与磁间隙距离较远，此区域的磁通量密度相对较低。同时，其底部也处在磁通量密度相对较低的区域，传统音圈4 ’的这两个区域使电-力-声能量转化效率降低。
[0009]为解决上述问题，现有技术中提供了一种音圈，其不同径向的层数不同，使音圈相对集中在磁通量密度较大的区域，最终实现提升灵敏度等目的。但此种方式的音圈层数较多的区域只在底部或顶部，音圈在绕制时限制较多，无法实现任意位置改变音圈层数的效果，并且对轴向音圈层数有相应要求，对绕线机要求较高，实现困难。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的在于提出一种音圈，通过改变导线圈轴向的疏密程度可方便的改善采用其的扬声器的性能。
[0011]本发明的再一个目的在于提出一种可方便的改变音圈导线圈的疏密程度的音圈的制造方法。
[0012]本发明的还一个目的在于提出一种可方便的改善性能的扬声器。
[0013]为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案:
[0014]—种音圈，
[0015]在径向上包括多个导线层；
[0016]每个导线层中具有多个沿轴向排列的导线圈，并且相邻层的导线圈之间相互贴合；
[0017]至少在一个导线层中包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域。
[0018]优选地，在所有导线层中均包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域，各个导线层中导线圈排列疏松的区域位置对应，导线圈排列紧密的区域位置对应。
[0019]优选地，所述音圈在其轴线方向上具有导线圈疏松区和/或导线圈紧密区；
[0020]所述导线圈疏松区内的导线圈排列比其他区域疏松；
[0021]所述导线圈紧密区内的导线圈排列比其他区域紧密。
[0022]优选地，所述音圈包括一个或多个导线圈疏松区；和/或，
[0023]所述音圈包括一个或多个导线圈紧密区。
[0024]优选地，所述导线圈疏松区位于所述音圈的任意位置;和/或，
[0025]所述导线圈紧密区位于所述音圈的任意位置；
[0026]优选地，所述导线圈疏松区位于所述音圈轴线方向的一侧或者中部。
[0027]优选地，所述音圈由导线绕制而成，所述导线的材料为铜、铜包铝、铝、铜合金或铝合金，所述导线的外周设置有绝缘层；
[0028]优选的，所述导线的直径为0.03mm至0.12mm；
[0029]优选地，所述绝缘层的厚度为0.0 Imm至0.05mm。
[0030]优选地，所述音圈在与其轴线垂直的平面上的形状为圆形、带圆角的矩形、带圆角的正方形或跑道形。
[0031]另一方面，本发明采用以下技术方案:
[0032]一种音圈的制造方法，所述方法包括:
[0033]通过绕线机绕制所述音圈；
[0034]通过改变所述绕线机的步进速度来改变绕制的导线圈的疏密程度。
[0035]再一方面，本发明采用以下技术方案:
[0036]一种扬声器，包括如上所述的音圈。
[0037]本发明提供的音圈至少在一个导线层中包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域，通过改变导线圈轴向的疏密程度可方便的改善采用其的扬声器的性能。
[0038]本发明提供的音圈的制造方法通过改变绕线机的步进速度来改变绕制的导线圈的疏密程度，加工方法简单，易于实现。
[0039]本发明提供的扬声器采用如上所述的音圈，可方便的提升扬声器THD性能、音质及灵敏度等性能。
【附图说明】
[0040]图1是现有的动圈式扬声器截面示意图；
[0041 ]图2是现有的传统圆形首圈的外观不意图；
[0042]图3是现有的传动音圈截面图；
[0043]图4是磁路组装体与传统音圈静磁场仿真结果；
[0044]图5是本发明实施例一提供的音圈截面图；
[0045]图6是磁路组装体与本发明实施例一提供的音圈静磁场仿真结果；
[0046]图7是本发明实施例一提供的音圈与传统音圈在磁场中上下移动时音圈中平均磁通量密度变化曲线图的仿真结果；
[0047]图8是本发明实施例二提供的音圈截面图；
[0048]图9是磁路组装体与本发明实施例二提供的音圈静磁场仿真结果。
[0049]图中，I’、前盖;2’、支架；3’、振膜;4’、音圈；41’、入线端;42’、出线端；5’、顶片；6’、磁铁;7’、导磁碗；
[0050]4、音圈;43、导线圈疏松区;44、导线圈紧密区；5、顶片;6、磁铁;7、导磁碗。
【具体实施方式】
[0051]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0052]本发明提供了一种音圈，该音圈在径向上包括多个导线层，每个导线层中具有多个沿轴向排列的导线圈，并且相邻导线层的导线圈之间相互贴合。其中，至少一个导线圈中包括至少两个在周向上导线圈排列疏密程度不同的区域。通过改变导线圈轴向的疏密程度可方便的改善采用其的扬声器的性能。
[0053 ]例如通过改变音圈中导线圈排列的疏密程度，使其在不均勾的磁场中音圈不同位置所得的磁通量密度相对一致;或者使音圈在磁通量密度较大的区域密度也变大，音圈整体的平均磁通量密度变大，亦或者通过改变音圈疏密程度调节其他影响扬声器最终性能的因素，最终实现提升扬声器THD性能、音质及灵敏度等性能。
[0054]当然，可以理解的是，具有疏密程度排列不同区域的导线层可以是一个，也可以是多个，只要能够改变音圈的导线圈排列疏密程度即可，可根据具体的需求进行设置，当多个或者所有导线层中均包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域时，优选的，各个导线层中导线圈排列疏松的区域位置对应，导线圈排列紧密的区域位置对应。
[0055]具体的，音圈在其轴线方向上具有导线圈疏松区和/或导线圈紧密区。其中，导线圈疏松区内的导线圈排列比其他区域疏松，导线圈紧密区内的导线圈排列比其他区域紧密。在一个音圈中，导线圈疏松区的数量可以为一个，也可以为多个，导线圈紧密区的数量可以为一个，也可以为多个。导线圈疏松区可位于音圈的任意位置，导线圈紧密区也可以位于音圈的任意位置。导线圈疏松区以及导线圈紧密区的设置位置及数量均可根据具体需求进行设置。
[0056]进一步的，音圈由导线绕制而成，导线的材料可以但不局限于是铜、铜包铝、铝、铜合金或铝合金。导线的外周设置有绝缘层。优选的，导线的直径为0.03_至0.12mm，绝缘层的厚度为0.0 Imm至0.05mm，从而带绝缘层的导线的总直径为0.04m至0.17_。
[0057]进一步的，音圈的具体形状不限，在与其轴线垂直的平面上的形状可以但不局限于是圆形、带圆角的矩形、带圆角的正方形或跑道形等。
[0058]本发明还提供了一种扬声器，采用如上所述的音圈，可方便的提升扬声器THD性能、首质及灵敏度等性能。
[0059]下面结合具体的实施例说明本发明提供的音圈的具体结构。
[0060]装置实施例一:
[0061 ]图5所示，本实施例提供的音圈4包括一个导线圈疏松区43和两个导线圈紧密44区，该导线圈疏松区43位于音圈4轴线方向的中部，另个导线圈紧密区44分别位于导线圈疏松区43的两侧。具体的，音圈4总圈数为40圈，共4层导线层，每层导线层包括10圈导线层。音圈4的上部和下部各13圈相对致密，为导线圈紧密区44;中间14圈相对稀疏，为导线圈疏松区43。图5中右侧最上部为绕线起始位置，左侧最上部为绕线终止位置，绕线方向如图中箭头所示。优选的，其中每一层的导线层中的相邻导线圈之间为连续的(或没有中断)的导线。
[0062]磁路组装体与本实施例提供的音圈静磁场的仿真结果如图6所示。磁铁6和顶片5位于导磁碗7内，顶片5位于磁铁6之上，音圈4位于顶片5和磁铁6与导磁碗7之间。音圈在仿真模型中相应简化，由图6可知，音圈4的导线圈紧密区44处在磁场中磁通量密度较小的区域，中间的导线圈疏松区43处在磁场中磁通量密度较大的区域，即顶片5附近。通过此方式实现音圈4不同部位的磁通量密度基本相等，当音圈4上下移动时内部磁通量密度变化较小，最终改善因为磁通量密度变化引起的失真变差的现象。
[0063]图7为本实施例提供的音圈以及传统音圈上下移动时其内部磁通量密度变化曲线图的仿真结果，仿真结果以音圈O位处磁通量密度值B作为标准做归零化处理，方便比较不同音圈的磁通量密度相对变化率。图中包括两条曲线，实线为传统音圈仿真结果;虚线为实施例一提供的音圈的仿真结果；图中横轴代表音圈在磁隙中上下移动的距离，纵轴代表音圈内部平均磁通量密度值B。横轴Omm位置代表音圈处在设计位置未发生移动，本实施例中的音圈磁通量密度B最大。经过归零化处理后横轴Omm位置的磁通量密度值为OT。当音圈上下移动时，磁通量密度都将变小。图7中可以看出，虚线较为平坦，说明本实施例提供的音圈在磁隙中上下移动时磁通量密度B的变化率与传统音圈相比较小。若电流I及音圈长度L与传统音圈相同，则本实施例提供的音圈的驱动力BIL的变化相比传统音圈低。驱动力非线性变化降低最终可以得到更低THD的扬声器。
[0064]装置实施例二:
[0065]如图8所示，本实施例提供的音圈4包括一个导线圈疏松区43和一个导线圈紧密44区，导线圈疏松区43位于音圈4的一侧，导线圈紧密区44位于音圈4的另一侧。具体的，音圈4总圈数为40圈，共4层导线层，每层导线层包括10圈导线层。音圈4的上部18圈相对稀疏，为导线圈疏松区43;下部22圈相对致密，为导线圈紧密区44。图8中右侧最上部为绕线起始位置，左侧最上部为绕线终止位置，绕线方向如图中箭头所示。优选的，其中每一层的导线层中的相邻导线圈之间为连续的(或没有中断)的导线。
[0066]磁路组装体与本实施例提供的音圈静磁场的仿真结果如图9所示。磁铁6和顶片5位于导磁碗7内，顶片5位于磁铁6之上，音圈4位于顶片5和磁铁6与导磁碗7之间。音圈在仿真模型中相应简化，由图9可知，音圈4下部导线圈紧密区44处在磁场中磁通量密度较大的区域，上部导线圈疏松区43处在磁场中磁通量密度较小的区域。本实施例提供的音圈4主体部分集中在磁隙中磁通量密度较大的区域，最终本实施例提供的音圈4内部的平均磁通量密度相比传统音圈较大。通过仿真，本实施例提供的音圈4内部平均磁通量密度为0.62T，传统音圈为0.59T，本实施例提供的音圈4提升磁通量密度值5 %，如其他条件相同，最终将提升扬声器灵敏度约0.5dB。
[0067]方法实施例:
[0068]本实施例提供了一种音圈的制造方法，该方法为:通过绕线机绕制音圈，并且，通过改变绕线机的步进速度来改变绕制的导线圈的疏密程度，可根据所需要的音圈的具体结构对绕线机的步进速度进行设定，具体的，当绕制导线圈疏松区时，提高绕线机的步进速度，当绕制导线圈紧密区时，降低绕线机的步进速度即可，加工方法简单，易于实现。优选的，其中每一层的导线层均为连续的、没有中断的，整个绕制过程也并不会中断。
[0069]此制作方法可通过音圈与磁路组装体的相互配合设计，使音圈不同区域的平均磁通量密度相对一致，最终提升THD性能;或可通过设计音圈主体集中在磁通量较大的区域，使音圈整体的磁通量密度达到最大，实现提升灵敏度的目的。亦或者通过改变音圈疏密程度调节其他影响扬声器最终性能的因素，最终实现提升扬声器THD性能、音质及灵敏度等性會K。
[0070]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种音圈，其特征在于， 在径向上包括多个导线层； 每个导线层中具有多个沿轴向排列的导线圈，并且相邻导线层的导线圈之间相互贴合； 至少在一个导线层中包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域。2.根据权利要求1所述的音圈，其特征在于，在所有导线层中均包括至少两个在轴向上导线圈排列疏密程度不同的区域;优选的，各个导线层中导线圈排列疏松的区域位置对应，导线圈排列紧密的区域位置对应。3.根据权利要求1或2所述的音圈，其特征在于，所述音圈在其轴线方向上具有导线圈疏松区(43)和/或导线圈紧密区(44); 所述导线圈疏松区(43)内的导线圈排列比其他区域疏松； 所述导线圈紧密区(44)内的导线圈排列比其他区域紧密。4.根据权利要求3所述的音圈，其特征在于，所述音圈包括一个或多个导线圈疏松区(43);和/或， 所述音圈包括一个或多个导线圈紧密区(44)。5.根据权利要求3所述的音圈，其特征在于，所述导线圈疏松区(43)位于所述音圈的任意位置;和/或， 所述导线圈紧密区(44)位于所述音圈的任意位置。6.根据权利要求5所述的音圈，其特征在于，所述导线圈疏松区(43)位于所述音圈轴线方向的一侧或者中部。7.根据权利要求1或2所述的音圈，其特征在于，所述音圈由导线绕制而成，所述导线的材料为铜、铜包铝、铝、铜合金或铝合金，所述导线的外周设置有绝缘层； 优选的，所述导线的直径为0.03mm至0.12mm； 优选地，所述绝缘层的厚度为0.0 Imm至0.05mm。8.根据权利要求1或2所述的音圈，其特征在于，所述音圈在与其轴线垂直的平面上的形状为圆形、带圆角的矩形、带圆角的正方形或跑道形。9.一种音圈的制造方法，其特征在于，所述方法包括: 通过绕线机绕制所述音圈； 通过改变所述绕线机的步进速度来改变绕制的导线圈的疏密程度。10.—种扬声器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的音圈。
【文档编号】H04R9/06GK105933833SQ201610352705
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】张韬, 闫鑫
【申请人】深圳精拓创新科技有限公司