专利名称：扬声器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过由磁致伸縮致动器向声膜施加振动来回放声音的扬声 器装置。
背景技术：
已经提出了通过由磁致伸縮致动器向声膜施加振动来回放声音的扬声 器装置。
具体而言，日本未经审查的专利申请公开第2007-166027号揭示了一
种例如图8所示的构造，其中由亚克力(acryl)等制成的圆筒形声膜110
被竖直地支撑，多个磁致伸縮致动器130布置在声膜110的下端处，并且
磁致伸縮致动器130的驱动杆135接触声膜110的下端表面112，以在与
下端表面112垂直的方向或膜面方向上向声膜110施加振动。
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在声膜110的膜面方向上传播，除了纵波之外还产生了横波。横波引起声 波沿着与声膜110的膜面垂直的方向辐射，从而提供了较宽地散播的声场。
磁致伸縮致动器是使用磁致伸縮体的致动器，当施加外部磁场时，磁 致伸縮体的形状发生改变。最近，得到了超磁致伸縮体，其变形量可达过 去的磁致伸縮体的变形量的一千倍。此外，当磁致伸縮体在形状改变时产 生较大应力。即使当磁致伸縮致动器较小，磁致伸縮致动器也可以使得声 膜产生相对响亮的声音，并且磁致伸縮致动器可以使得例如铁板制成的硬 质致动器产生声音。
此外，磁致伸縮致动器具有较高的响应速度。单个磁致伸縮体的响应 速度是十亿分之一秒量级的。
发明内容
在图9中示出了用于如图8所示的扬声器装置的磁致伸縮致动器130 的支撑结构。
具体而言，在声膜110是圆筒形的情况下，设置了具有特定高度(厚 度)并具有比声膜110的外径更大的外径的盘形基体壳体120。通过例如 在基体壳体120的上表面121上的四个等角间隔的位置处的L形板(图9 中未示出)之类的安装工具，将声膜110的下端部安装在基体壳体120 上。
在上述安装位置之间的四个等角间隔的位置处，容纳部123形成在基 体壳体120中。容纳部123是沿着竖直方向从上表面121到下表面122穿 透基体壳体120的通孔。磁致伸縮致动器130分别从下侧插入到容纳部 123中，使得驱动杆135面向上。
此外，通过螺栓152和153将板簧151安装到基体壳体120的下表面 122，使得分别插入到容纳部123中的130被支撑，并且驱动杆135的端部 接触声膜110的下端表面112。
每个磁致伸縮致动器130包括致动器主体和外壳体139。致动器主体 包括杆状磁致伸縮体131、布置在磁致伸縮体131周围的电磁线圈132、 布置在电磁线圈132周围磁体133和磁轭134、连接到磁致伸縮体131 的端部的驱动杆135、以及安装到磁致伸縮体131的另一个端部的固定板 136。致动器主体布置在外壳体139中，使得驱动杆135的末端部从外壳 体139向外突伸。
由硅橡胶等制成的阻尼构件137布置在驱动杆135处。螺栓138朝向 固定板136的背侧插入，并因此将预负载Fl施加至磁致伸縮体131。
通过将预负载Fl施加至磁致伸縮致动器130中的磁致伸縮体131，可 以防止磁致伸縮体131由于磁致伸縮致动器130被驱动时的重复应力而破 裂。
当将控制电流施加至电磁线圈132而将控制磁场施加至磁致伸缩体 131时，磁致伸縮值的相对于控制磁场的特性随着施加至磁致伸縮体131 的负载而显著改变。当施加特定负载时，其中磁致伸縮值相对于控制磁场的改变而线性改变的磁场范围变为最宽，并且相对于该磁场范围内的控制 磁场的磁致伸縮值变为最大。
因此，此时的负载被确定为最优值，并且此时磁致伸縮值相对于控制 磁场的特性被确定为最优磁致伸縮特性。
具体而言，例如当施加至磁致伸縮体131的负载是105kg/cn^时，其 中磁致伸縮值相对于控制磁场的改变而线性改变的磁场范围变为最宽，并 且相对于该磁场范围内的控制磁场的磁致伸縮值变为最大。
由此，在磁致伸縮致动器130中，调节螺栓138的紧固程度，使得预 负载Fl变为105kg/cn^的最优值，或者例如在磁致伸縮体131具有2mm 的直径和3.14mn^的横截面面积的情况下，将3.30kg的负载施加至磁致伸 縮体131。
但是，对于如图9所示的构造，当在所制造的多个扬声器装置之间、 或者在单个扬声器装置的多个磁致收縮致动器或容纳部之间存在尺寸和调
节的不同时，要施加至磁致伸縮体131的负载可能显著地改变，导致磁致 伸縮特性显著改变。
例如，当磁致伸縮致动器130的总长度(从驱动杆135的末端到螺栓 138的底表面的长度)小于设计值时，或者当从声膜110的下端表面112 到基体壳体120的下表面122的距离大于设计值时，驱动杆135抵靠声膜 110的接触压力减小，并且有时可能在驱动杆135的末端与声膜110的下 端表面112之间产生小间隙。
因此，虽然将预负载Fl确定为上述最优值，但是要施加至磁致伸縮 体131的负载变为小于该最优值，导致磁致伸縮特性偏离上述最优磁致伸 縮特性。
另一方面，当磁致伸縮致动器130的总长度大于设计值时，或者当从 声膜110的下端表面112到基体壳体120的下表面122的距离小于设计值 时，因为板簧151将磁致伸縮致动器130朝向声膜110施压，所以小于预 负载F1的负载被施加至磁致伸縮体131。
因此，虽然将预负载Fl确定为上述最优值，但是要施加至磁致伸縮 体131的负载变为大于该最优值，导致磁致伸縮特性偏离上述最优磁致伸縮特性。
此外，对于如图9所示的构造，当磁致伸縮致动器130被驱动了例如 1000小时或更长的较长时间、因此声膜110的下端表面112的与驱动杆 135接触的一部分受到磨损时，会导致与从声膜110的下端表面112到基 体壳体120的下表面122的距离长于设计值的情况相同的结果。
此外，对于如图9所示的构造，如果螺栓152的紧固程度与螺栓153 不同，例如螺栓152被较松地紧固而螺栓153被较紧地紧固的状况，则磁 致伸缩致动器130的轴向相对于竖直方向倾斜，并且向声膜IIO施加振动 的方向和振动的大小变为与预期方向和大小不同。因此，不能提供预期的 音质和音量。
考虑到此，期望提供一种通过由磁致伸縮致动器向声膜施加振动来回 放声音的扬声器装置，无论磁致伸縮致动器和支撑构件的尺寸和调节有何 不同，且无论声膜的磨损如何，该扬声器装置都能够定常地提供期望的磁 致伸縮特性并提供预定的音质和音量。
根据本发明的实施方式的扬声器装置，包括声膜；支撑构件，其具 有容纳部，所述容纳部是在所述支撑构件的面向所述声膜的表面中的孔； 磁致伸縮致动器，其具有磁致伸縮体和连接到所述磁致伸縮体的端部的驱 动杆，所述磁致伸縮致动器被插入到所述容纳部中，使得所述驱动杆接触 所述声膜，所述磁致伸縮致动器将振动施加至所述声膜；以及弹簧，其从 与所述磁致伸縮致动器的所述驱动杆的位置相反的位置插入所述容纳部 中，所述弹簧将所述磁致伸縮致动器朝向所述声膜施压并将负载施加至所 述磁致伸縮体。
利用具有以上构造的扬声器装置，根据磁致伸縮致动器和支撑构件在 尺寸和调节上的不同，并根据声膜的磨损，弹簧将磁致伸縮致动器朝向声 膜施压的力在一类情况下在理想范围内减小，在另一类情况下在理想范围 内增大。即，施加至磁致伸縮体的负载在理想范围内增大或减小，并且磁 致伸縮特性在理想范围内改变。
因此，无论磁致伸縮致动器和支撑构件的尺寸和调节如何不同，并且 无论声膜的磨损如何，都可以定常地提供理想的磁致伸縮特性，并可以提供预定的音质和音量。
此外，因为弹簧被插入容纳部中，并将磁致伸縮致动器的中心朝向声 膜施压，所以磁致伸縮致动器的轴向不会相对于竖直方向倾斜，即，要施 加至声膜的振动的方向和大小不会与期望方向和大小不同。
如上所述，利用此构造，无论磁致伸縮致动器和支撑构件的尺寸和调 节如何不同，并且无论声膜的磨损如何，都可以定常地提供理想的磁致伸 縮特性，并可以提供预定的音质和音量。
图1A和1B图示了根据第一实施方式的扬声器装置的示例性总体构
造；
图2图示了作为根据第一实施方式的第一示例的扬声器装置的主要部
分；
图3图示了磁致伸缩值相对于控制磁场的示例性特性； 图4图示了在如图2所示的第一示例中、盘簧的收縮量与由盘簧施加 的负载之间的示例性关系；
图5图示了作为根据第一实施方式的第二示例的扬声器装置的主要部
分；
图6图示了作为根据第二实施方式的第一示例的扬声器装置的主要部
分；
图7图示了作为根据第二实施方式的第二示例的扬声器装置的主要部
分；
图8图示了现有技术的扬声器装置的示例性基本构造；并且 图9图示了用于如图8的示例所示的扬声器装置的磁致伸縮致动器的 示例性支撑结构。
具体实施例方式
在第一实施方式中，在作为支撑构件的基体壳体中，通孔被形成为容
7纳部，并且磁致伸縮致动器、作为弹簧的示例的盘簧和用于使盘簧压缩的 构件被布置在该孔中。 (l-l.扬声器装置的示例性总体构造图1A和IB)
图1A和IB图示了根据第一实施方式的扬声器装置的示例。具体而
言，图1A是俯视图(当从上侧观察时)，而图1B是侧视图，其涉及沿着 图1A中的线IB-IB所取的作为支撑构件的基体壳体的剖视图。
声膜IO是例如厚度为2mm、直径为10cm且长度(高度)为100cm 的端部开口的亚克力圆筒。
基体壳体20是例如具有特定高度(厚度)并具有比声膜10的外径更 大的外径的铝盘。
声膜10在一侧的端表面处具有上端表面11，并在另一侧的端表面处 具有下端表面12。假定声膜IO的轴向是竖直方向。声膜10安装在基体壳 体20的上表面21上，使得声膜10的中心轴线与基体壳体20的中心轴线 对准。
具体而言，L形板41设置在基体壳体20的上表面21上的四个等角间 隔的位置处。在阻尼构件42布置在L形板41与基体壳体20之间的情况 下，每个L形板41的一个端部通过螺栓43安装到基体壳体20。在阻尼构 件44布置在声膜10的内侧与螺母47之间并且阻尼构件45布置在声膜10 的外侧与螺栓46之间的情况下，L形板41的另一个端部通过螺栓46和螺 母47安装到声膜10的下端部。阻尼构件42， 44及45由硅橡胶制成。
通过将声膜10经由阻尼构件44、 45和42安装在基体壳体20上，防 止声膜10的振动传播到基体壳体20，因此可以防止声像被局限在基体壳 体20。
此外，容纳部23在L形板41的安装位置之间的四个等角间隔的位置 处形成在基体壳体20中。容纳部23是沿着竖直方向从上表面21到下表面 22穿透基体壳体20的通孔。
磁致伸縮致动器30分别从容纳部23的下侧插入到基体壳体20的容纳 部23中，使得驱动杆35面向上。然后，盘簧51和螺栓52分别插入到容 纳部23中磁致伸縮致动器30的下侧。
8每个螺栓52被插入在容纳部23中使驱动杆35的末端接触声膜10的 下端表面12并且盘簧51被压縮了预定量的位置。
在基体壳体20的下表面22上的三个等角间隔的位置处形成腿部27。
此外，如果必要，可以在声膜10的下端表面12与基体壳体20的上表 面21之间、未被磁致伸縮致动器30的驱动杆35占用的区域中布置由硅橡 胶等制成的阻尼构件13，以提高声膜10与基体壳体20之间的密封程度。
对于根据具有以上构造的如图1A和1B所示的示例的扬声器装置，当 用声音信号驱动磁致伸缩致动器30时，磁致伸縮致动器30的磁致伸縮体 (下文描述)根据声音信号在其轴向上伸展或收縮。驱动杆35沿着相同 方向发生位移，因此纵波的振动被施加至声膜10的下端表面12。
纵波沿着声膜10的膜面传播到上端表面11。在传播期间，除了纵波 之外还产生了横波。横波沿着与声膜10的膜面垂直的方向作为声波辐 射。
因此，声像在声膜10的整个膜面中均匀地散播，并且声像均一地定 位在整个声膜10中。
当用相同的声音信号驱动磁致伸縮致动器30时，可以获得无方向 性。当用不同信道的声音信号或者从相同声音信号获得的具有不同水平、 不同延迟时间或不同频率特性的信号驱动磁致伸縮致动器30时，可以获 得较宽散播的声场。
参考图1A,可以在基体壳体20的中心位置处形成开口 29，并可以将 电动扬声器的扬声器单元安装到开口 29，使得扬声器的前侧面向下。例 如，声膜IO和磁致伸縮致动器30可以用作用于音频范围的高频部分的高 音扩音器，而电动扬声器可以用作用于音频范围的低频部分的低音扩音 器。
(l-2.第一示例:图2至4)
在根据第一实施方式的第一示例中，将预负载施加至磁致伸縮致动器 <构造图2>
图2图示了其中磁致伸縮致动器30、盘簧51和螺栓52分别布置在如 图l所示的示例中的扬声器装置的基体壳体20的容纳部23中的状况。每个磁致伸縮致动器30都包括致动器主体和由例如铝制成的外壳体
39。致动器主体包括杆状磁致伸縮体31、布置在磁致伸縮体31周围的电 磁线圈32、布置在电磁线圈32周围的磁体33和磁轭34、连接到磁致伸 縮体31的端部的驱动杆35、以及安装到磁致伸缩体31的另一个端部的固 定板36。致动器主体布置在外壳体39中，使得驱动杆35的末端部从外壳 体39向外突伸。
由硅橡胶制成的阻尼构件37布置在驱动杆35处。螺栓38朝向固定板 36的背侧插入，并因此将预负载Fl施加至磁致伸縮体31 。
以此方式施加有预负载Fl的磁致伸縮致动器30的优点在于防止在其 中磁致伸縮致动器30和扬声器装置由不同的制造者(制造商)制造并且 生产磁致伸縮致动器30的制造者检测磁致伸縮致动器30的情况下磁致伸 縮体31的破裂。
当声音信号供应至电磁线圈32并且用该声音信号驱动磁致伸縮致动 器30时，随着磁致伸縮体31变薄，将回放更高频率的声音。因此，磁致 伸縮体31的直径被减小到例如2mm。
在如图2所示的示例中，如上所述，在声膜10由基体壳体20支撑的 情况下，将以上构造的磁致伸縮致动器30插入容纳部23中，并还将盘簧 51插入容纳部23中，然后将螺栓52插入到容纳部23中使盘簧51被压 縮、驱动杆35的末端接触声膜10的下端表面12、并且除了上述预负载 Fl之外盘簧51还将负载F2施加至磁致伸縮体31的位置。
此时，如果每个盘簧51的端部(上端部)直接接触位于磁致伸縮致 动器30的底部的螺栓38，则当将螺栓52旋拧插入容纳部23时，盘簧51 可能与螺栓52—起旋转。因此，扭应力会施加至磁致伸縮致动器30的磁 致伸縮体31，可能导致磁致伸縮体31破裂。
因此，可以如图所示将环57插入在磁致伸缩致动器30与盘簧51之 间。环57例如由金属和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，由此盘簧 51不接收到阻力而可以平顺地旋转。
因此，当将螺栓52旋拧插入到容纳部23中因此盘簧51与螺栓52 — 起旋转时，盘簧51不接收到阻力而平顺地旋转。由此，扭应力不会施加至磁致伸縮体31，从而防止磁致伸縮体31破裂。
此外，此时，当磁致伸縮致动器30被驱动并且振动被施加至声膜10 时，磁致伸縮致动器30的外壳体39可以在容纳部23的内周表面处接触基 体壳体20。这可以引起外壳体39和基体壳体20受到损伤或磨损。
因此，如图所示，诸如润滑油之类的薄膜59可以形成或布置在外壳 体39的外周表面与基体壳体20的容纳部23的内周表面之间。薄膜59在 不影响磁致伸縮致动器30的驱动的情况下防止外壳体39和基体壳体20彼 此直接接触。
<磁致伸縮特性和负载图3和4>
在如图2所示的示例中，总负载Ft (=F1+F2)，即预负载Fl和负 载F2之和被如下所述确定为最优值。
当控制电流供应到电磁线圈32并且控制磁场施加至磁致伸縮体31 时，例如如图3所示，磁致伸縮值相对于控制磁场的特性根据总负载Ft改 变。
图3中图示的是
(a) 当总负载Ft是Fa二105kg/cn^时的曲线1，
(b) 当总负载Ft是0.5Fce二52.5kg/cm2时的曲线2，
(c) 当总负载Ft是0.3Fg;= 31.5kg/cm2时的曲线3 ，
(d) 当总负载Ft是1.5Fo;二157.5kg/cn^时的曲线4，以及(e) 当总负载Ft是1.8Fa二189kg/cm2时的曲线5，
总负载Ft是每单位面积(lcm2)的负载。例如，假定磁致伸縮体31 具有2mm的直径和3.14mm2的横截面面积。
因此，实际施加至磁致伸縮体31的总负载Gt是
(f) 在曲线1中，Go;二3.30kg，
(g) 在曲线2中，0.5Go;二1.65kg，
(h) 在曲线3中，0.3Go;=0.99kg，
(i) 在曲线4中，1.5Ga=4.95kg，并且 (j)在曲线5中，1.8Go!=5.94kg。
如曲线1所示，当总负载Ft是FQ;=105kg/cm4t (当总负载Gt是Gee=3.30kg时)，其中磁致伸縮值相对于控制磁场的改变而线性改变的磁场
范围变为最宽，并且相对于该磁场范围内的控制磁场的改变而发生的磁致 伸縮值的改变变为最大。
这里，Fa二105kg/cr^或Go;二3.30kg被确定为最优值。将总负载Ft确 定为最优值Fo;并将偏置磁场设定为约500Oe，当将音频信号供应至电磁 线圈32并将控制磁场施加至磁致伸縮体31时，可以获得最优磁致伸缩特 性。
虽然图3未示出，但是即使当总负载Ft小于Fo^l05kg/cn^时，只要 总负载Ft等于或大于80kg/cm2，相比曲线2和3的情况，其中磁致伸縮值 相对于控制磁场的改变而线性改变的磁场范围仍较宽，并且相对于该磁场 范围内的控制磁场的改变而发生的磁致伸縮值的改变仍较大。
另一方面，即使当总负载Ft大于Fo;二105kg/cn^时，只要总负载Ft等 于或小于110kg/cm2，相比曲线4和5的情况，其中磁致伸縮值相对于控 制磁场的改变而线性改变的磁场范围仍较宽，并且相对于该磁场范围内的 控制磁场的改变而发生的磁致伸縮值的改变仍较大。
因此，磁致伸縮致动器30的驱动的总负载Ft的理想范围可以从80到 110kg/cm2，或者将总负载Ft转换为总负载Gt时，总负载Gt的理想范围 可以从2.51到3.45kg。
总负载Ft被确定为最优值Fa。例如，通过每个0.5Fo;二52.5kg/cr^将 最优值Fo;分为两半并分配给预负载Fl和负载F2。
艮P，在磁致伸縮致动器30中，螺栓38将与Fl=0.5 Fa二52.5kg/cm2 对应的转矩施加至磁致伸縮体31。当将转矩转换为实际施加至磁致伸縮体 31的预负载G1时，预负载Gl是Gl二0.5Go;-1.65kg。
关于负载F2，螺栓52使盘簧51压縮，并因此将F2 = 0.5 Fo;= 52.5kg/cm2的负载施加至磁致伸縮体31。当将转矩转换为实际施加至磁致 伸縮体31的负载G2时，负载G2是G2二0.5Gce二1.65kg。
例如，使用具有32.3mm的自由长度和从0.2到0.3kg￡/mm的盘簧 51。参考图4，盘簧51从32.3的自由长度压縮了约5mm，由此负载F2变 为F2=0.5 Fce=52.5kg/cm2。
12因此，在如图2所示的示例中，设计并制造诸如磁致伸縮致动器30 和基体壳体20之类的部件以及诸如盘簧51和螺栓52之类的构件，并接着 组装扬声器装置，通过将螺栓52插入到容纳部23中使盘簧51压縮约 5mm的位置，使得磁致伸縮致动器30的预负载Fl变为0.5Fa = 52.5kg/cm2，负载F2变为0.5Fa=52.5kg/cm2，并且总负载Ft (=F1 + F2)变为Fo =105kg/cm2。
这里，即使当所制造的多个扬声器装置之间、或者单个扬声器装置的 多个磁致伸縮致动器或容纳部之间在尺寸和调节上存在不同时，这些不同 也可以通过盘簧51的收縮量的不同而被吸收。
例如，当磁致伸縮致动器30的总长度L (从驱动杆35的末端到螺栓 38的底表面的长度)小于设计值时，或者当从声膜10的下端表面12到螺 栓52的上表面的距离D大于设计值时，盘簧51的收縮量变为小于设计 值。此时，总负载Ft变为小于最优值Fa;但是，减小量非常小。总负载 Ft在上述80到11 Okg/cm2的范围内。
另一方面，当磁致伸縮致动器30的总长度L大于设计值时，或者当 距离D小于设计值时，盘簧51的收縮量变为大于设计值。此时，总负载 Ft变为大于最优值Fa;但是，增加量非常小。总负载Ft在上述80到 110kg/cr^的范围内。
因此，对于如图2所示的示例，无论尺寸和调节如何不同，总负载Ft 仍落在理想范围内。磁致伸縮致动器30能够以其中磁致伸縮值相对于控 制磁场的改变而线性改变的较宽磁场范围并以相对于在该磁场范围内的控 制磁场的改变而发生的磁致伸縮值的较大改变，来以理想的磁致收縮特性 被驱动。
当长时间驱动磁致伸縮致动器30时，声膜10的下端表面12的与驱动 杆35接触的部分会受到磨损。在检测中，当声膜10由亚克力制成、驱动 杆35由铁制成、具有从6到7Vrms范围的峰值电压的声音信号施加至电 磁线圈32、且驱动磁致伸縮致动器30达1000小时时，声膜10的下端表 面12的与驱动杆35接触的部分被磨损了约10/zm。
在图2所示的示例中，即使当经过较长时间的使用使声膜10的下端
13表面12的与驱动杆35接触的部分受到磨损时，磨损量也非常小。于是，
与其中距离D大于设计值的上述情况相似，总负载Ft落在从80到 110kg/cm2的范围内，并因此能够以上述理想磁致伸縮特性来驱动磁致伸 縮致动器30。
此外，在图2所示的示例中，盘簧51将磁致伸縮致动器30的中心朝 向声膜10施压。因此，磁致伸縮致动器30的轴向不会相对于竖直方向倾 斜。在一定方向上的具有一定大小的振动被定常地施加到声膜10。 (l-3.第二示例图5)
可以使用未施加有预负载的磁致伸縮致动器。
图5图示了作为根据第一实施方式的第二示例的示例。声膜10及其 支撑结构与如图1所示的示例相似。
与如图2所示的示例的磁致伸縮致动器30相似，如图5所示的磁致伸 縮致动器60包括致动器主体和由例如铝制成的外壳体39。致动器主体包 括杆状磁致伸縮体31、布置在磁致伸縮体31周围的电磁线圈32、布置在 电磁线圈32周围的磁体33和磁轭34、连接到磁致伸縮体31的端部的驱 动杆35、以及安装到磁致伸縮体31的另一个端部的固定板36。致动器主 体布置在外壳体39中，使得驱动杆35的末端部从外壳体39向外突伸。但 是，与如图2所示的磁致伸縮致动器30不同的是，磁致伸縮致动器60不 具有上述螺栓38或阻尼构件37，因此未将预负载施加至磁致伸縮体31。
在此情况下，为了抵抗横向应力，例如在驱动杆35的盘部与外壳体 39之间设置0环67。
未施加有预负载的磁致伸縮致动器60不使用诸如螺栓38和阻尼构件 37之类的用于施加预负责的构件。因此，磁致伸縮致动器60的结构较简 单。
在此示例中，如上所述，当声膜10由基体壳体20支撑时，具有以上 构造的磁致伸縮致动器60被插入到容纳部23中，使得驱动杆35面向上， 将环57和盘簧51也插入到容纳部23中，然后将螺栓52插入到容纳部23 中使盘簧51被压縮、驱动杆35的末端接触声膜10的下端表面12、并且 盘簧51将负载F3施加至磁致伸縮体31的位置。在此示例中，由盘簧51施加的负载F3是施加至磁致伸縮体31的总
负载Ft。因此，负载F3被确定为上述最优值Fce。
因此，同样在此示例中，与如图2所示的示例相似，无论磁致伸縮致 动器60以及基体壳体20的尺寸及调整的变化如何，磁致伸縮致动器60能 够以其中磁致伸縮值相对于控制磁场的改变而线性改变的较宽磁场范围并 以相对于在该磁场范围内的控制磁场的改变而发生的磁致伸縮值的较大改 变，来以理想的磁致收縮特性被驱动。
此外，在此示例中，与如图2所示的示例相似，盘簧51将磁致伸縮 致动器60的中心朝向声膜10施压。因此，磁致伸縮致动器60的轴向不会 相对于竖直方向倾斜。在一定方向上的具有一定大小的振动被定常地施加 到声膜10。 (1-4.其他示例)
虽然如图2和5所示的示例提供了其中插入螺栓52作为用于使盘簧 51压縮的构件的情况，但是也可以插入销状构件来代替螺栓52。
在此情况下，例如，在容纳部23的内周表面上形成用于限制构件的 插入位置的台阶或斜坡，或者将该构件的端部界定为大直径头部(底 部)。设计并制造这些部件和构件，使得当该构件插入到容纳部23中由 台阶或斜坡所限制的位置、或者头部接触基体壳体20的下表面22的位置 时，盘簧51的收縮量变为预定量，并且总负载Ft变为最优值Fce。
磁致伸縮致动器30或60可以在驱动杆35的末端部处设置有缓冲构 件，以减少声膜IO的下端表面12的与驱动杆35接触的部分的磨损。
缓冲构件可以形成为片的形式，并用粘接剂安装到驱动杆35的末端 表面。或者，缓冲构件可以根据期望安装在(覆盖在)驱动杆35的末端 部上，以更容易地安装在驱动杆35上和从驱动杆35拆卸。
如果缓冲构件具有较大厚度，则当缓冲构件接触声膜10的下端表面 12时，音质会发生改变。因此，缓冲构件的厚度被确定为数个十分之一毫 米或更小。
缓冲构件可以基本上由比驱动杆35和声膜10的材料更软的材料形 成，以吸收从驱动杆35到声膜10的冲击。
15但是，如果缓冲构件太软，则缓冲构件在被压縮时更大地变形。因 此，降低了向声膜IO传递振动的能力，导致声压降低。当缓冲构件的材
料比驱动杆35和声膜10的材料更软时，如果缓冲构件具有一定值或更大 的硬度，则粘接是不够的。因此，降低了向声膜IO传递振动的能力，导 致声压降低。
因此，缓冲构件的材料可以理想地具有根据作为软度(硬度)的度量 的硬度计量D的30至75范围内的软度(硬度)。具有这种软度的材料之 一可以是聚氟乙烯(ETFE)，其是一种氟塑料。
(2.第二实施方式图6和7)
在上述第一实施方式中，在作为支撑构件的基体壳体20中形成作为 容纳部23的通孔。但是，磁致伸縮致动器和弹簧(线圈弹簧)所插入其 中的容纳部可以是具有底部的盲孔(槽)。此情况被作为第二实施方式来
描述o
(2-l.第一示例:图6)
图6图示了根据第二实施方式的第一示例。声膜IO及其支撑结构与 如图l所示的示例相似。
在如图6所示的示例中，未穿透基体壳体20达到基体壳体20的下表 面22、而是具有底部23a的盲孔被形成作为基体壳体20中的容纳部23。 盘簧51从基体壳体20的上表面21插入到容纳部23中。此外，如图2所 示施加有预负载Fl的磁致伸縮致动器30被插入到容纳部23中盘簧51 上，所述盘簧51在容纳部23中。
在此情况下，在声膜10未被安装在基体壳体20时，将盘簧51和磁致 伸縮致动器30插入到容纳部23中，然后如同如图1所示的示例那样将声 膜10安装在基体壳体20上，使得磁致伸縮致动器30的驱动杆35的末端 部接触声膜10的下端表面12，并且使盘簧51被压縮。
此时，设计并制造诸如磁致伸縮致动器30和基体壳体20之类的部件 以及诸如盘簧51之类的构件，然后组装扬声器装置，使得当盘簧51的收 縮量变为预定量时，作为施加至磁致伸縮致动器30中的磁致伸縮体31的预负载Fl和由压縮盘簧51施加至磁致伸縮体31的负载F2之和的总负载 Ft (二F1+F2)变为上述最优值Fa。
因此，同样在此示例中，即使当所制造的多个扬声器装置之间、或单 个扬声器装置的多个磁致伸縮致动器或容纳部之间在尺寸和调节上存在不 同时，或者即使当由于声膜IO的下端表面12的预驱动杆35接触的部分的 磨损导致尺寸的改变时，这些不同和改变也可以通过盘簧51的收縮量的 不同而被吸收。总负载Ft (=F1+F2)可以落在理想范围内。磁致伸縮致 动器30能够以其中磁致伸縮值相对于控制磁场的改变而线性改变的较宽 磁场范围并以相对于在该磁场范围内的控制磁场的改变而发生的磁致伸縮 值的较大改变，来以理想的磁致收縮特性被驱动。
此外，在此示例中，盘簧51将磁致伸縮致动器30的中心朝向声膜10 施压。因此，磁致伸縮致动器30的轴向不会相对于竖直方向倾斜。在一 定方向上的具有一定大小的振动被定常地施加到声膜10。
此外，在此实施方式中，诸如润滑油之类的薄膜59可以形成在外壳 体39的外周表面与基体壳体20的容纳部23的内周表面之间。薄膜59在 不影响磁致伸縮致动器30的驱动的情况下防止外壳体39和基体壳体20彼 此直接接触。 (2-2.第二示例图7)
图7图示了根据第二实施方式的第二示例。声膜10及其支撑结构与 如图l所示的示例相似。
在如图7所示的示例中，未穿透基体壳体20达到基体壳体20的下表 面22、而是具有底部23a的盲孔被形成作为基体壳体20中的容纳部23。 盘簧51从基体壳体20的上表面21插入到容纳部23中。此外，如图5所 示的未施加有预负载的磁致伸縮致动器60被插入到容纳部23中盘簧51 上，所述盘簧51在容纳部23中。
这里，设计并制造诸如磁致伸縮致动器60和基体壳体20之类的部件 以及诸如盘簧51之类的构件，然后组装扬声器装置，使得当盘簧51的收 縮量变为预定量时，由盘簧51施加的作为施加至磁致伸縮体31的总负载 Ft的负载F3变为上述最优值Fof。因此，同样在此示例中，即使当所制造的多个扬声器装置之间、或单 个扬声器装置的多个磁致伸縮致动器或容纳部之间在尺寸和调节上存在不
同时，或者即使当由于声膜10的下端表面12的预驱动杆35接触的部分的 磨损导致尺寸的改变时，这些不同和改变也可以通过盘簧51的收縮量的 不同而被吸收。总负载Ft (=F3)可以落在理想范围内。磁致伸縮致动器 60能够以其中磁致伸縮值相对于控制磁场的改变而线性改变的较宽磁场范 围并以相对于在该磁场范围内的控制磁场的改变而发生的磁致伸縮值的较 大改变，来以理想的磁致收縮特性被驱动。
此外，在此示例中，盘簧51将磁致伸縮致动器60的中心朝向声膜10 施压。因此，磁致伸縮致动器60的轴向不会相对于竖直方向倾斜。在一 定方向上的具有一定大小的振动被定常地施加到声膜10。 (3.其他示例或实施方式)
当声膜是如前述示例中那样为圆筒形时， 一端或两端可以封闭。 例如，在如图1所示的示例中，当声膜10的上端封闭时，声波从上
端处的那个底部辐射，并因此声像变为较宽地散播。
声膜不一定是圆筒，而可以是半圆筒或椭圆筒。或者，声膜可以是与
中心轴线方向垂直的横截面为多边形的方筒。又或者，声膜不限于筒形，
而可以是平板。
当声膜是平板时，声膜的端部可以由例如与如图1所示的声膜为筒形 的示例相似的基体壳体之类的支撑构件来支撑。
此外，声膜不一定是筒形或平板，而可以是半球形、球形、锥形、棱 锥形或箱形。
声膜的材料不限于亚克力，而可以是玻璃等。
本领域的技术人员应该理解，在所附权利要求及其等同方案的范围 内，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和替换。
本发明包含2008年1月9日递交给日本专利局的日本专利申请JP 2008-001908的主题，其整个内容通过引用而被包含于此。
权利要求
1. 一种扬声器装置，包括声膜；支撑构件，其具有容纳部，所述容纳部是在所述支撑构件的面向所述声膜的表面中的孔；磁致伸缩致动器，其具有磁致伸缩体和连接到所述磁致伸缩体的端部的驱动杆，所述磁致伸缩致动器被插入所述容纳部，使得所述驱动杆接触所述声膜，所述磁致伸缩致动器将振动施加至所述声膜；以及弹簧，其从与所述磁致伸缩致动器的所述驱动杆的位置相反的位置插入所述容纳部，所述弹簧将所述磁致伸缩致动器压向所述声膜并将负载施加至所述磁致伸缩体。
2. 根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，在所述磁致伸縮致动器中，预负载被施加至所述磁致伸縮体。
3. 根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，在所述磁致伸縮致动器中，预负载未被施加至所述磁致伸縮体。
4. 根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，所述容纳部是穿透所述支撑构件到达与所述支撑构件的所述表面相反的另一表面的通孔，并且所述弹簧和用于压縮所述弹簧的构件被布置在所述容纳部中。
5. 根据权利要求4所述的扬声器装置，其中，所述构件是螺栓。
6. 根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，所述容纳部是未穿透所述支撑构件到达与所述支撑构件的所述表面相反的另一表面的盲孔。
7. 根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，所述磁致伸縮致动器至少在与所述声膜的端面垂直的方向上将振动分量施加至所述声膜。
8. 根据权利要求1所述的扬声器装置，其中，所述支撑构件具有用作多个所述容纳部的多个孔，并且多个所述磁致伸縮致动器和多个所述弹簧被分别插入所述孔。
全文摘要
本发明公开了一种扬声器装置，包括声膜；支撑构件，其具有容纳部，所述容纳部是在支撑构件的面向声膜的表面中的孔；磁致伸缩致动器，其具有磁致伸缩体和连接到磁致伸缩体的端部的驱动杆，磁致伸缩致动器被插入到容纳部中，使得驱动杆接触声膜，磁致伸缩致动器将振动施加至声膜；以及弹簧，其从与磁致伸缩致动器的驱动杆的位置相反的位置插入容纳部中，弹簧将磁致伸缩致动器朝向声膜施压并将负载施加至磁致伸缩体。
文档编号H04R15/00GK101500186SQ20091000034
公开日2009年8月5日 申请日期2009年1月6日 优先权日2008年1月9日
发明者大桥芳雄, 瓜生胜, 田中幸雄, 铃木伸和, 锦织伸之 申请人:索尼株式会社