专利名称：扬声器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于音响机器等电动型扬声器及其制造方法。
说明以上构成的扬声器的动作。当使电流流过缠绕在音圈骨架72上的音圈71时，电流与由上轭1和中央芯柱4构成磁路空隙内的磁场形成垂直关系，按照佛莱明法则，在分别与磁场和电流垂直的方向上会产生力。这时，阻尼器19以及凸缘11，支承音圈71使其与中央芯柱4同心，并起到施加力的振幅方向上的弹簧作用，使振动板10在振动时上轭1的厚度方向的中点与音圈71的线圈宽度的中点保持一致。如果在音圈71中流入交流电，音圈骨架72和振动板10一边由阻尼器19以及凸缘11所支承，一边振动。这样，空气被振动，产生疏密波，可以听见声音。
但是，在上述那样的构成中，作为第1问题点，由于阻尼器19以及凸缘11的支承力的非对称性、和在将扬声器本身安装在箱体内进行播放时施加在振动板10上的背压的非对称性，振动系统无法进行理想的活塞移动，存在出现左右摇摆现象(在左右方向上的晃动)的问题。在产生该左右摇摆现象时，振动板10整体不同相运动，一部分反相运动，如
图15的a曲线所示，在音压频率特性上出现扰动。作为第2问题点，由于阻尼器19的力与变位之间的关系不是线性，而且具有迟滞性，如图15的b曲线、c曲线所示，存在在音压频率特性上出现高次谐波失真的问题。
为了解决上述课题，在特许第2940236号中虽然提出了通过采用轴承和轴协助上下振幅的活塞运动的方式而不需要阻尼器的扬声器的方案，但存在轴和轴承之间的擦动音的问题。
为了达到上述目的，本发明包括由环状的上轭、环状的磁铁、与中央芯柱连接的下轭所构成的磁回路、固定在该磁回路上的框体、固定在该框体上的振动板、设置在振动板的内周上缠绕在骨架上的音圈、固定在音圈的骨架上的中央帽、固定在该中央帽的中心上的轴、固定在设置在上述磁回路的中心部的贯通孔中并且配置在上述中央芯柱上的漏磁磁力线最大的位置上、与上述轴嵌设的轴承、注入在上述轴与轴承之间的间隙中的磁性流体，利用磁性流体可以抑制轴和轴承之间的擦动音，可以获得没有左右摇摆现象并且失真少的优异的扬声器。
图2表示实施例1的扬声器的距中央芯柱的距离的剖视图。
图3表示实施例1的扬声器的在距中央芯柱的距离X点处的磁力线密度的变化特性图。
图4表示实施例1中扬声器的特性图。
图5表示实施例1中使用的轴承的剖视图。
图6表示为说明实施例1的剖视图。
图7表示实施例1的轴所承受的磁应力的特性图。
图8表示为说明实施例1的剖视图。
图9表示为说明实施例1的剖视图。
图10表示为说明实施例2的剖视图。
图11表示实施例2中使用的轴承的剖视图。
图12表示为说明实施例1中扬声器的制造方法的组装斜视图。
图13表示在现有技术的扬声器的组装中所使用的衬套的斜视图。
图14表示在现有技术的扬声器的剖视图。
图15表示在现有技术的扬声器的特性图。
本发明进一步具有在轴承上设置磁性流体或者润滑剂的保持部，通过保持给定量的磁性流体或者润滑剂，可以获得即使经过较长时期变化也较小的扬声器的作用。
本发明进一步具有通过由自润滑性树脂构成轴承，可以长期抑制轴和轴承之间的擦动音的作用。
本发明进一步具有通过由非磁性体金属材料构成轴，可以获得圆滑的上下振动的作用。
本发明进一步具有通过由磁性体金属材料构成轴，可以利用电磁制动效果抑制对振动的阻尼的作用。
本发明进一步具有通过使轴的直径在1mm到3mm的范围内，可以使由于振动系的重量增加对音压的降低达到最小限度的作用。
本发明进一步具有通过使轴和轴承之间的间隙在0.008～0.015mm的范围内，可以使擦动音的产生达到最小限度的作用。
本发明进一步具有通过控制磁性流体的粘度，可以控制扬声器的谐振的尖锐度(Q)的作用。
本发明进一步具有通过由多孔性材料密封中央芯柱的贯通孔，可以确保通气性、防止从外部混入异物的作用。
本发明进一步具有通过将轴承配置在圆筒形金属的两端并保持给定间隙，可以提高组装精度的作用。
本发明进一步具有通过采用硅系润滑剂或者氟系润滑剂作为润滑剂，可以长期不产生擦动音的作用。
另外，本发明是预先准备号在设置在振动板内周的音圈上固定中央帽并且在该中央帽的中心上固定轴的振动系部件、和在磁回路的中央芯柱的中心部中设置注入了磁性流体或者润滑剂的轴承的磁路部件，以磁回路的中央芯柱的中心部上固定的轴承作为导引，在构成磁路部件的框体上固定振动板的外周的扬声器的制造方法，具有可以高精度进行组装的作用。
以下采用图1～图12说明本发明的实施例。
(实施例1)图1表示为说明本发明实施例1的扬声器的结构剖视图。图2表示实施例1的扬声器的要部剖视图。图3表示实施例1的扬声器的特性图。
图1所示的本发明的扬声器包括环状的上轭1、环状的磁铁2、与中央芯柱4连接的下轭3、固定在中央芯柱4上的轴承5、固定在上轭1上的框体6、固定在振动板10的内周上的音圈71，缠绕线圈的骨架72与振动板10的内周相接合。固定在音圈71的内周上的中央帽8塞住骨架的上端。进一步包括固定中央帽8的中心部上的轴9、设置在振动板10的外周并固定在框体6上的凸缘11、注入到轴9和轴承5之间的间隙中的磁性流体12。图2表示与中央芯柱4的上面相距距离X的测量磁力线密度的位置，图3表示测量结果。
如图3所示，在本实施例中，在距中央芯柱4的上面1mm的位置上磁力线密度最大。通过在该位置上配置轴承5，磁性流体12集中在该处，不会出现由于轴9的移动引起磁性流体12分散的现象。另外，轴承5配置在设置在中央芯柱4的中心的贯通孔41中，在该轴承5中由轴9穿通。
图4表示在本实施例1中构成的扬声器的频率与音压、失真特性。和图15所示的现有技术的扬声器的特性进行比较，表明，2次谐波失真(曲线b)以及3次谐波失真(曲线c)均已大幅度降低。
如上所述，根据实施例1中说明的构成，可以在不采用阻尼器的情况下实现没有擦动音的特性优异的扬声器。
实施例1中所采用的轴承5的结构如图5所示。本发明的轴承是在上部具有口径大的部分而以该部分作为磁性流体的滞留部51，以下部的口径小的部分5b作为轴承的结构。这样，可以注入给定量的磁性流体12，并且在制造时也容易注入磁性流体12，提高生产效率。
在实施例1中，轴承5采用自润滑性树脂构成。作为自润滑性树脂，可以采用在聚缩醛树脂或者聚烯系树脂均匀分散包含润滑油以及特殊填充剂的不加油轴承。即使轴9和轴承5之间的摩擦增大，从自润滑性树脂中析出油成分，可以抑制擦动音。此外，本发明并不相当于上述特定的树脂，只要是具有同样作用的高分子材料就可以使用。
在实施例1中，轴9的材质通过采用非磁性体金属材料构成，不会影响中央芯柱4周边的漏磁磁力线，可以圆滑进行上下振动。
在实施例1中，如图6所示，当轴9的材质由磁性体金属构成时，磁性体金属制成的轴9插入到中央芯柱4的贯通孔41中的插入量就变得重要了。插入量Y，以当轴9的中央位置与中央芯柱的上面处在同一位置时为基准(即Y＝0)，表示插入轴9后中央位置距离中央芯柱上面的位移量。在图6中表示插入量Y。当轴9逐渐插入时，对轴9的磁应力的仿真结果如图7所示。在距中央芯柱4上面的距离Y的位置上存在不向轴9施加磁应力的点，在该位置的上下方向上均施加某种程度的、对称的应力。也就是说，在实施例1中，如果采用磁性体金属的轴9时，在从中央芯柱4上面向贯通孔41内部插入到7mm的位置上磁应力为零。在该位置上轴9达到磁平衡。如果以该位置为基准构成为振动系可以上下振动，当振动系振动时，振幅越大所施加的磁应力也越大，可以获得所谓的电磁制动效果形成的阻尼。
在实施例1中，轴9的直径设定在1mm到3mm的范围内，如果在该尺寸以内，可以最小限度抑制振动系重量的增加，在不显著降低音压的情况下实现高性能的扬声器。
在实施例1中，通过改变轴9和轴承5之间的间隙内注入的磁性流体12的粘度，可以控制扬声器的阻尼因子。如图8所示的频率-音压特性，是分别使用粘度A为2000mPa·sec、B为1000mPa·sec、C为500mPa·sec的磁性流体12时的频率特性，通过改变磁性流体12的粘度，控制扬声器的阻尼因子。通过以上那样改变磁性流体的粘度，可以调整到所希望的Q值。
在实施例1中，如图9所示，在中央芯柱4的贯通孔41的下端面上，为了防止异物(例如铁粉等)混入，采用由多孔性材料构成封口材料13粘贴下轭。多孔性材料具有无数个微小孔，可以确保通气性，并且防止从外部混入异物，不造成对扬声器特性的影响。
(实施例2)图10表示为说明本发明实施例2的扬声器的剖视图。
图10的扬声器包括环状的上轭1、环状的磁铁2、与中央芯柱4连接的下轭3、固定在中央芯柱4上的轴承5、固定在上轭1上的框体6、固定在振动板10的内周上的音圈骨架7，缠绕音圈71的骨架7与振动板10的内周相接。固定在骨架7的内周上的中央帽8塞住骨架的上端。进一步包括固定中央帽8的中心部上的轴9、设置在振动板10的外周并固定在框体6上的凸缘11、注入到轴承5的间隙中的润滑剂14，上轴承部件53和下轴承部件54之间保持给定的间隙，构成轴承5。该轴承5配置在设置在中央芯柱4的中心的贯通孔41中，在该轴承5中由轴9穿通。
在本实施例2中，和实施例1同样，与现有技术的扬声器相比，可以大幅度降低2次谐波失真、3次谐波失真。
根据这样的构成，可以在不采用阻尼器的情况下实现没有擦动音的特性优异的扬声器。
在实施例2中，也和实施例1所示那样，轴承5通过采用自润滑性树脂构成，可以抑制擦动音。
和实施例1同样，轴9的材质通过采用非磁性体金属材料构成，可以圆滑进行上下振动。
在实施例2中，如果采用磁性体金属的轴9时，如果是以从中央芯柱4上面向贯通孔41内部7mm的位置为基准使振动系可以上下振动的构，可以获得电磁制动效果形成的阻尼。
在实施例2中，轴9的直径设定在1mm到3mm的范围内，可以最小限度抑制振动系重量的增加。
在实施例2中，通过将轴承5和轴9的间隙设定在0.008～0.015的范围内，可以实现可靠性高的扬声器。
在实施例2中，采用由多孔性材料构成封口材料13对贯通孔进行密封，在确保通气性的情况下，并且防止从外部混入异物，不造成对扬声器特性的影响。
在实施例2中，如图11的剖视图所示，为了保持良好精度固定2个轴承部件53、54，采用圆筒形金属15进行支承的结构，在该2个轴承53和54之间设置间隙部，在间隙部分中注入润滑剂14。这样通过在2个轴承53、54之间的间隙中预先注入润滑剂14形成组合部件，可以保持轴承的精度，并且减少扬声器的组装工序数。
在实施例2中，通过采用硅系润滑剂，可以实现经过长时间变化以及温度变化后也不会产生擦动音的优异的扬声器。另外，采用氟系润滑剂也可以获得同样的效果。
(实施例3)图12表示本发明实施例3的组装方法。本发明的实施例3，是图1所示扬声器的组装工艺，制作由振动板10、凸缘11、固定轴9的中央帽8、固定在振动板10的内周的将中央帽固定在其内周上的音圈71所构成的振动系组合部件16，另一方面，制作固定了上轭1、磁铁2、下轭3以及框体6、并且固定了轴承5的磁路部件17。然后，以固定在中央芯柱4上的轴承5作为导引，通过在轴承5中插入轴9进行位置对准，将振动系组合部件16和磁路部件17一起组装，然后在框体6上固定凸缘11。
采用该工艺，可以确保各个组合部件的精度，最终由轴9和轴承5确定与中央芯柱之间的位置关系，可以高精度，并且以较少的工序制造扬声器。
(比较例)在现有技术中，为了将音圈固定在中央芯柱4的中心部上，采用图13所示定位架18作为模具使用。在现有的工艺中，如图14所示，用定位架18在中央芯柱4上固定音圈骨架72，分别将音圈骨架72与振动板72的内周面粘接，将凸缘11粘接在框体6上，等干燥后取出定位架18，安装上中央帽8，然后将中央帽粘接，在这样的方式中，轴承5和轴9的位置偏离的可能性高。
如上所述，本发明是不采用阻尼器的扬声器，可以实现没有左右摇摆现象，不会产生擦动音，失真低，性能优异的扬声器。
权利要求
1.一种扬声器，包括在中央具有贯通孔的磁回路、固定在所述磁回路上的框体、固定在所述框体上的振动板、设置在所述振动板的内周且缠绕了音圈的骨架、固定在所述骨架上中央帽、固定在所述中央帽的中心上的轴、以及嵌入在所述贯通孔中的轴承，其特征是所述轴按给定的间隙嵌插在所述轴承中，所述轴承保持在与所述轴之间的润滑性流体。
2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征是所述轴承在轴承中间部具有大口径部，所述润滑性流体被保持在所述大口径部中。
3.根据权利要求1所述的扬声器，其特征是所述轴承由上部轴承和下部轴承构成，在所述上部轴承和所述下部轴承之间具有给定的间隔，在所述间隔部中保持所述润滑性流体。
4.根据权利要求1所述的扬声器，其特征是在金属筒内按给定间隔设置所述上部轴承和下部轴承。
5.根据权利要求1所述的扬声器，其特征是所述润滑性流体是氟系润滑剂或者硅系润滑剂。
6.根据权利要求1所述的扬声器，其特征是所述轴承被配置在所述磁回路的中心线上的磁力线最大的位置上，所述润滑性流体是磁性流体。
7.根据权利要求6所述的扬声器，其特征是采用给定粘度的所述磁性流体，调整到所希望的Q值上。
8.根据权利要求6所述的扬声器，其特征是所述轴承在轴承上部具有大口径部，所述磁性流体保持在所述大口径部中。
9.根据权利要求1或6所述的扬声器，其特征是所述轴承由自润滑性树脂制作。
10.根据权利要求1或6所述的扬声器，其特征是所述轴由非磁性金属材料制作。
11.根据权利要求1或6所述的扬声器，其特征是所述轴由磁性金属材料制作，并将所述轴的下端配置在所述贯通孔的给定位置上。
12.根据权利要求1或6所述的扬声器，其特征是所述轴的直径设定在1mm到3mm的范围内。
13.根据权利要求1或6所述的扬声器，其特征是所述轴与所述轴承之间的间隙设定在0.008～0.015mm的范围内。
14.根据权利要求1或6所述的扬声器，其特征是在所述磁回路的底面上设置有覆盖所述贯通孔的多孔性材料。
15.一种扬声器的制造方法，其特征是包括在配置在振动板内周的音圈骨架上固定中央帽并且在所述中央帽的中心固定轴的振动系部件组装工艺、在磁回路的中央芯柱的中心部中嵌入设置注入了润滑性流体的轴承并且安装框体的磁路部件组装工艺、通过在所述轴承中插入所述轴使所述振动系部件和所述磁路部件之间的位置对准进行组装的完成品组装工艺、以及在对准位置的状态下将振动板的外周固定在所述框体上的完成工艺。
16.根据权利要求15所述的扬声器的制造方法，其特征是采用磁性流体作为所述润滑性流体，所述磁路部件组装工艺包括测量所述磁回路的中心线上的磁力线的工艺、和在所述磁力线最大的位置上配置所述轴承的嵌设工艺。
17.根据权利要求15所述的扬声器的制造方法，其特征是所述磁路部件组装工艺包括通过改变所述磁性流体的粘度的Q值调整工艺。
全文摘要
一种扬声器，具有固定在音圈骨架上的中央帽、在该中央帽的中心上固定轴，在设置在磁路中心部上的贯通孔中设置了留置润滑性流体的轴承，利用该润滑性流体的磁性流体或者润滑剂可以抑制轴与轴承之间的擦动音，可以提供一种没有左右摇摆现象并且失真少的优异的扬声器。
文档编号H04R9/00GK1465207SQ02802440
公开日2003年12月31日 申请日期2002年7月17日 优先权日2001年7月19日
发明者长谷川昭典, 今野文靖 申请人:松下电器产业株式会社