专利名称：扬声器及制备方法
技术领域：
本发明涉及扬声器，特别涉及使用稀土永磁铁的电动扬声器，属于电学的机电传感器领域。
已有技术中，流通的钕铁硼Hi-Fi扬声器，其输入功率虽然有了大幅度的提高，但扬声器的灵敏度仍然很低，音圈发热严重，而且磁路结构继续或变相套用低磁能积的铁氧体永磁扬声器的设计原理。因而，钕铁硼稀土永磁材料高磁能积的技术优势并没有得到充分的发掘利用。例如CN93234253.1及CN93237215.5提供的扬声器，依然存在上述基本缺陷，所以，产品的灵敏度只有86～84dB/W/m，并且，产品的覆盖率也相当狭窄。
本发明的第一个目的是克服已有技术的不足之处，提供若干种磁路结构新颖合理、稀土永磁铁的高磁能积能够得到最大限度的开发利用，因而适宜在Hi-Fi及专业扬声器领域全面推广实施的、高灵敏度、高保真和高性能价格比的外磁式稀土永磁扬声器。
本发明的第二个目的是克服稀土永磁扬声器特别是大功率扬声器中高内禀矫顽力永磁铁在整体磁路中不易被充饱和的技术难题，提供一种与传统扬声器永磁铁与磁路粘合固定的方式完全不同的、将稀土永磁铁在充磁机上予先充饱和后再通过组合方式制备得到扬声器的一种新方法。
本发明的第三个目的是提供一种扬声器磁力驱动器护套的制备方法，护套的设置可以保护稀土永磁铁免受冲击损伤并将外泄磁场梯度限制在一个较小的范围之内，同时以一种新的方法将磁轭及永磁铁粘结成为一个整体组合磁路。
本发明的第四个目的是提供一种调节扬声器环形磁隙磁场强度的方法，有效控制扬声器批量生产过程中主要电声指标的离散性，进一步减小扬声器的失真度。
一种扬声器，主要包括永磁铁、音圈、定芯支片、振膜、盆架和一组具有环形磁隙的磁路，所述磁路的上磁轭是一块磁性材料制作的平板，其中央部位设有轴孔，它通常是一个圆孔，也可以是一个与下磁轭柱状极芯匹配的正方形或正六边形孔；所述磁路的下磁轭是一块与所述上磁轭投影面积相当的磁性材料制作的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位设有一个柱状极芯且具有圆形或正方形或正六边形的实心的或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭的中央轴孔内且比上磁轭的外侧平面高出一个构成全对称磁路必需的高度ΔH1，其值为数毫米至数十毫米；在所述上磁轭与所述下磁轭的所述极靴之间的周边部位处，设有一块环状的或一块以上均布等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁薄片，它们均在厚度方向充磁极化；所述音圈与所述轴孔及所述柱状极芯相匹配，其最佳横截面形状为正六边形，每个六边形内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切，而其圆心则落在该内角的角平分线上；在所述下磁轭的周边极靴上还可以设置二个以上均布的内凹形对流气孔，所述气孔的底部最深时与所述磁轭内凹形平板的内廓底面相平。所述上磁轭是一块圆形平板，所述下磁轭是一块圆形的内凹形平板。所述上磁轭是一块正多边形平板，所述下磁轭是一块正多边形的内凹形平板。所述上磁轭是一块矩形平板，所述下磁轭是一块矩形内凹形平板。
一种扬声器，主要包括永磁铁、音圈、定芯支片、振膜、盆架和一组具有环形磁隙的磁路，所述磁路的上磁轭是一块磁材料制成的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位处设有轴孔，它通常是一个圆孔，也可以是一个与下磁轭柱状极芯匹配的正方形或正六边形孔；所述磁路的下磁轭是一块与所述上磁轭投影面积相当的磁性材料制作的平板，其中央部位设有一个柱状极芯且具有圆形或正方形或正六边形的实心或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭的中央轴孔内且比上磁轭的外侧平面高出一个构成全对称磁路必需的高度ΔH1，其值为数毫米至数十毫米；在所述上磁轭与所述下磁轭的所述极靴之间的周边部位处，设有一块环状的或一块以上均布并等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁薄片，它们均在厚度方向充磁极化；所述音圈与所述轴孔及所述柱状极芯相匹配，其最佳横截面形状为正六边形，每个六边形内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切，而其圆心则落在该内角的角平分线上；在所述上磁轭的周边极靴上还可以设置二个以上均布的内凹形对流气孔，所述气孔的底部最深时与所述磁轭内凹形平板的内廓底面相平。所述上磁轭是一块圆形的内凹形平板，所述下磁轭是一块圆形平板。所述上磁轭是一块正多边形的内凹形平板，所述下磁轭是一块正多边形平板。所述上磁轭是一块矩形的内凹形平板，所述下磁轭是一块矩形平板。
一种扬声器，主要包括永磁铁、音圈、定芯支片、振膜、盆架和一组具有环形磁隙的磁路，所述磁路的上磁轭是一块磁性材料制作的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位设有轴孔，它通常是一个圆孔，也可以是一个与下磁轭柱状极芯匹配的正方形或正六边形孔；所述磁路的下磁轭是一块与所述上磁轭投影面积相当的磁性材料制作的内凹形平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位设有一个柱状极芯且具有圆形或正方形或正六边形的实心或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭的中央轴孔内且比上磁轭的外侧平面高出一个构成全对称磁路必需的高度ΔH1，其值为数毫米至数十毫米；在所述上磁轭与所述下磁轭的所述极靴之间的周边部位处，设有一块环状的或一块以上均布并等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁薄片，它们均在厚度方向充磁极化；所述音圈与所述轴孔及所述柱状极芯相匹配，其最佳横截面形状为正六边形，每个六边形内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切，而其圆心则落在该内角的角平分线上；在所述上磁轭及下磁轭的周边极靴上还可以设置二个以上均布的内凹形对流气孔，所述气孔的底部最深时与所述磁轭内凹形平板的内廓底面相平。所述上磁轭及所述下磁轭均是一块圆形的内凹形平板。所述上磁轭及所述下磁轭均是一块正多边形的内凹型平板。所述上磁轭及所述下磁轭均是一块矩形的内凹型平板。
一个具有足够刚度的非导磁材料制成的空心框架嵌入所述上磁轭或所述下磁轭的内凹型空间，其嵌入部份的外廓面与所述磁轭的内廓面良好匹配并预先粘结牢固，所述空心框架的外侧水平面与所述磁轭周边极靴的极面相平或略低有毫米级的空隙，所述空心框架的外侧垂直面由此构成所述永磁铁薄片的滑动导轨和定位面，此外，在所述外侧垂直面的适当高度上还可以设置二个以上沿周边方向均布的通风口；一根足够刚度的非导磁材料制成的薄壁套管，具有光滑的内外壁面，其横截面形状与所述上磁轭的所述轴孔及所述下磁轭的所述柱状极芯互相匹配，将所述薄壁套管的一端套装在所述柱状极芯上，其另一端具有一个渐缩的较小的横截面形状，以便将所述上磁轭很容易地套装进所述薄壁套管；所述薄壁套管的内壁面与所述下磁轭柱状极芯的垂直外廓面呈滑动配合，所述薄壁套管的外壁面与所述上磁轭的所述轴孔的内廓面呈滑动配合，所述滑配间隙的最佳值不超过十微米；利用两付夹具将所述上磁轭及所述下磁轭分别固定在二个平行的水平面上并操作其中一付夹具使所述上磁轭沿所述薄壁套管由外侧向内侧滑行，利用一个辅助定位装置或塞规块终止所述上磁轭的滑行行程并确保所述上磁轭与所述下磁轭的极面间隙比所述永磁铁薄片的厚度高出一个微小的安装间隙，其最佳值不超过数十微米；将预先充饱和的一块以上等厚的稀土永磁铁薄片按照规定极性由外侧插入所述磁轭的极面间隙内并滑行到被所述空心框架的定位面所限位；将非导磁材料制作的紧固件插入均布在所述上磁轭及所述下磁轭安装平面上的三个以上均布的紧固孔内，待所有永磁铁安装到位后撤去所述上磁轭夹具及辅助定位装置或塞规块，收紧紧固件对所述磁轭及所述永磁铁的吻合极面施加静压力，待预先涂布在所述空心框架定位面或水平面上的粘结剂固化以后，撤去所述薄壁套管和所述下磁轭夹具；在所述扬声器的所述上磁轭及所述下磁轭与所述永磁铁的吻合极面的外侧结合部还可以涂布粘结剂增强其连接强度。
扬声器磁力驱动器护套的制备方法，沿所述上磁轭、所述下磁轭及所述永磁铁的垂直外廓面设置二段以上用非导磁材料制作的护套将其紧密包裹在内；所述护套的内廓面与所述上磁轭、所述下磁轭及所述永磁铁的垂直外廓面互相吻合并在装配之前预先涂布胶结剂；所述两段以上护套之间的结合面亦预先涂布粘结剂；通过夹具由外侧向内侧对组装中的所述护罩套施加静压力或通过设置在相邻段护套之间的紧固件使所述护套紧压在所述上磁轭、所述下磁轭及所述永磁铁的垂直外廓面上，所述护套相邻段之间的结合面亦受到挤压，待所述粘结剂固化后撤去夹具。
扬声器环形磁隙磁场强度的一种调节方法，在所述下磁轭的凹形平板上或在所述周边极靴的内凹形气孔的下磁轭位置上，沿所述柱状极芯的轴心线均匀设置二个以上的调节螺孔；所述调节螺孔内由外侧向内侧拧入相应的用导磁材料制作的调节螺钉，所述调节螺钉的前端部具有规则化的机械加工外表面；所述调节螺钉均设置在所述音圈的外侧，所述调节螺钉的外侧端部还可以沉入所述调节螺孔；调节所述调节螺钉的进入深度或更换不同长度的所述调节螺钉，即可变更所述调节螺钉端部与所述上磁轭或与所述永磁铁之间的漏磁通量，从而达到调节扬声器环形磁隙磁场强度之目的。
按照本发明实施的扬声器具有如下优点1、磁路的磁阻减少，稀土永磁铁的磁能积得到了最大限度的开发利用。
2、高灵敏度。在扬声器口径、软件材质、主要电声指标相当的情况下，较传统扬声器提高效率2～4倍以上。
3、音圈低温升，工作高可靠。从提高灵敏度减少输入功率入手，根本上解决了Hi-Fi扬声器及专业扬声器长期存在的音圈高温升、连续工作时产生“功率压缩”的弊端和容易烧毁音圈的技术难题。
4、在扬声器磁力驱动器或扬声器整机组装完毕后，可以对扬声器的灵敏度和环形磁隙的磁场不均匀度实施调校，有效控制了批量产品的离散性和改善了失真度。
5、是一种高效节能、高降耗、高性价比的绿色产品，可以对传统扬声器实施全面的更新换代。
附面说明
图1.扬声器实施例1的纵剖面图。
图2.扬声器实施例2的磁路纵剖面图。
图3.扬声器实施例3的磁路纵剖面图。
图4.扬声器实施例4的磁路纵剖面图。
图5.具有正方形磁轭的磁路实施例5平剖面图。
图6.具有正方形磁轭的磁路实施例6平剖面图。
图7.具有矩形磁轭的磁路实施例7平剖面图。
图8.具有圆形磁轭的磁路实施例8平剖面图。
图9.具有圆形磁轭的磁路实施例9平剖面图。
图10.空心框架结构安装示意图。
图11.扬声器磁隙平面示意及柱状极芯实施例纵剖面图。
图12.扬声器制备方法实施例平面图。
图13.扬声器制备方法实施例纵剖面示意图。
图14.扬声器制备方法及磁力驱动器护套制备方法实施例纵剖面图。
图15.磁力驱动器护套实施例1示意图。
图16.磁力驱动器护套实施例2示意图。
图17.扬声器往复式对流通风实施例纵剖面图(节点)。
图18.环形磁隙磁场强度调节方法实施例纵剖面图(节点)。
图19.环形磁隙磁场强度调节方法实施例平面图。
本发明元件与标号对应关系如下上磁轭——101、201、301......901；下磁轭——111、211、311......911；磁轭内廓面——124、224、324......924；永磁铁——102、202、302......902；上磁轭平台面——113、213、313......913；柱状极芯——103、203、303......903；柱状极芯外廓面——130、230、330......430；柱状极芯散热孔——131、231、331......931；盆架——105、205、305......905；振膜——166、266、366......966；音圈——120、220、320......920； 音圈骨架——119、219、319......919；定芯支片——118、218、318......918；极靴——129、229、329......929；极面——100、200、300......900；中央轴孔——126、226、326......926；结构空间——163、263、363......963；环形磁隙——110、210、310......910；磁轭凹形对流气孔——117、217、317......917；磁力驱动器护套——137、237、337......937；护套内廓面——138、238、338......938；护套通风口——140、240、340......940；空心框架——104、204、304......904；空心框架外廓面——134、234、334......934；空心框架外侧垂直面——122、222、322......922；空心框架外侧水平面——100′、200′、300′......900′；空心框架通风口——164、264、364......964；上磁轭穿透孔——106、206、306......906；下磁轭螺孔——107、207、307......907；可调节漏磁通——1001；漏磁通调节螺钉——1002；调节螺钉——1003；磁轭紧固件——0109；薄壁套管——0108；夹具——0410；夹具——0430；螺钉——0114；螺孔——0115；粘结剂——0155；防尘罩——112、212、312......912。
以下将结合附图对本发明作进一步阐述。
图1示出了扬声器实施例1的纵剖面图。所述扬声器由下磁轭111、永磁铁102、上磁轭101、柱状极芯103、防尘罩112、盆架105、振膜166、压边(省略未绘)、定芯支片118、音圈120、环形磁隙110等组成。所述上磁轭101是一块圆形或矩形或正多边形的磁性材料制作的平板，其中央部位设有一个轴孔126，它通常是一个圆孔，也可以是一个与所述柱状极芯103匹配的正方形或正六边形孔。所述下磁轭111是一块与上磁轭101投影面积相当的圆形或矩形或正多边形的良导磁材料制成的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴129，为了减小下磁轭的等效磁阻和上下磁轭之间的漏磁并符合稀土永磁铁的技术特性，所述极靴的吻合极面100与所述凹底平板之间以折线或弧线收缩过渡。在所述下磁轭111的凹底平板的中央部位处还设有一个柱状极芯103，它具有圆形或正方形或正六边形的实心的或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭101的中央轴孔126内，此孔的内廓面与柱状极芯103的垂直外廓面130构成扬声器的环形磁隙110，为了简化生产工艺并减小磁阻，所述柱状极芯103可以在所述下磁轭111铸造、胎模锻、冷礅时一体化成型。为了减小音圈轴向运动时的空气阻尼并提高音圈的散热效果，可以在下磁轭111的周边极靴上设置二个以上均布的内凹形对流气孔，气孔的底部最深时与下磁轭内凹形平板的内廓底面相平。在上磁轭101与下磁轭111的极靴129之间的周边部位处设有一块环状的或一块以上等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁102，它们通常由钕铁硼薄片构成并在厚度方向充磁极化。上磁轭、下磁轭、永磁铁可以按照传统方式由粘结剂粘结成为一个整体即由此构成扬声器的磁力驱动器，但也可以采用本发明规定的另一种制备方法利用均布在上磁轭平面上的若干个穿透孔106及均布在下磁轭平面上的若干个螺孔107及非磁性材料制作的紧固件0109，通过组合方法将磁力驱动器装配成为一个整体，详见图14等下述说明。上磁轭101的外侧平面上还设有平台面103，其上设有螺孔0115，扬声器的盆架用螺钉0114固定在上磁轭上。此外，在上磁轭101的外廓垂直面上也可以设置螺孔供安装盆架105之用(图1省略未绘)，这时扬声器可以配用特大口径的定芯支片。
图2示出了本发明实施例2的磁路纵剖面图。所述磁路的上磁轭201是一块圆形或矩形或正多边形的磁性材料制作的内凹形平板，平板的周边部位设置凸起的极靴229，所述极靴的吻合极面200与所述凹底平板之间以拆线或弧线收缩过渡。凹底平板的中央部位还设有轴孔226，它通常是一个圆孔，也可以是一个与所述柱状极芯203匹配的正方形或正多边形孔。下磁轭211是一块与上磁轭201投影面积相当的圆形或正多边形的良导磁材料制成的平板，其中央部位设有一个柱状极芯203，其上端部伸进轴孔226内且与之构成扬声器的环形磁隙210。当所述下磁轭211由铸造、胎膜锻、冷礅制作时，所述柱状极芯203可与之一体化成型。其余部份，与图1实施例1的说明完全相同，本图不再予以重复。
图3示出了本发明实施例3的磁路纵剖面图。上磁轭301与下磁轭311都是一块圆形或矩形或正多边形的磁性材料制作的内凹形平板，其投影面积相当。除此之外，与图1实施例1的说明完全相同。
图4示出了本发明实施例4的磁路纵剖面图。所述上磁轭401是一块内凹形平板，极靴的极面400和内廓面424与上磁轭的凹底平板之间以直线收缩过渡。下磁轭的所述平板在中央轴线部位向外凸出一个平台面，除此之外，本实施例与图1的说明完全相同。
图5示出了具有正方形磁轭的磁路实施例5平剖面图。其视向相当于图1的A-A平剖面投影。4块面积、体积、磁性能相等的条形状钕铁硼薄片502均布在下磁轭极靴529与上磁轭501之间的周边部位处。在下磁轭511上设有4个均布的凹形对流气孔517及4个均布的下磁轭螺孔507，在上磁轭上设有与螺孔相当的4个穿透孔506，4个铜螺钉穿越上磁轭501、结构空间563、永磁铁502对吻合极面500施加静压力并使之联结为一个整体的磁力驱动器(可参照图14及其说明)。所有吻合极面间不再涂布传统的粘结剂。组装完毕后，永磁铁端部的间隙处可构成4个分布在四侧的对流气孔517(可参照图17及其说明)。为了进一步改善音圈的散热效果，柱状极芯503具有空心管横截面形状，其中央孔道形成一个散热孔531。有关其它部份与图1实施例1的说明安全相同。
图6示出了具有正方形磁轭的磁路实施例6平剖面图。4块条形状钕铁硼薄片602彼此以侧面吻合。4个均布的上磁轭穿透孔606和下磁轭螺孔607分别设置在上磁轭601及下磁轭611的凹底平板上，紧固件0109是4个铜螺钉。拧紧铜螺钉，吻合极面600被施加静压力并将上磁轭、永磁铁、下磁轭联结为一个整体的磁力驱动器(可参照图14及其说明)。其余部份与图1实施例1的说明完全相同。
图7示出了具有矩形磁轭的磁路实施例7平剖面图。在矩形的长边方向配置2个面积、体积、磁性能相等的较大的条形状钕铁硼簿片702，在矩形的短边方向配置2个面积、体积、磁性能相等的较小的条形状永磁铁702，只要适当选择长边方向永磁铁的几何尺寸，就可以在组装完成后的磁力驱动器环形磁隙710内获得匀称的磁通密度(可参照图14及其说明)。其余部份，与图1实施例1的说明完全相同。
图8示出了具有圆形磁轭的磁路实施例8平剖面图。3个均布上磁轭的穿透孔806、下磁轭螺孔807分别设在上磁轭801及下磁轭811的凹底平板上。永磁铁802是1块圆环形钕铁硼永磁铁。音圈的通风由设置在柱状极芯803中央孔道的散热孔831予以改善(可参照图14及其说明)。其余部份与图1实施例1的说明完全相同。
图9示出了具有圆形磁轭的磁路实施例9平剖面图。永磁铁902由4块面积、体积、磁性能相等的钕铁硼扇形状薄片构成，每块磁铁的端部留有适当间隙并构成分布在四侧的对流气孔917(可参照图14及其说明)，其余部份与图1实施例1的说明完全相同。
需要指出的是图5至图9的实施方式同样适用于本发明三种组合磁路的任何一种结构形式。它们都以图1的A-A视向绘制而成。
图10示出了本发明扬声器制备方法必需的空心框架104的结构安装示意图。空心框架104是采用非磁性材料制作的具有足够刚度的组合磁路中的一个稀土永磁铁的滑动导轨和定位装置，通常由工程塑料或有色金属或酚醛等材料制成。图10a所示，空心框架104为配合上述具有弧线过渡连接的内凹型磁轭专门设计(参阅图1)。根据所述下磁轭的及靴内廓面124及所述下磁轭的凹底平面尺寸和极靴及永磁铁的高度设计空心框架的几何尺寸，例如，它具有高度H3。将空心框架104嵌入所述内凹型磁轭的凹入部位，空心框架104的外廓面134与所述磁轭的极靴内廓面124良好匹配并通过涂布在二者之间的粘结剂0155将空心框架104粘牢在所述磁轭上。它的一个外侧水平面100′与极靴的极面100相平或略低有毫米级的空隙，另一个外侧垂直面122则构成永磁铁102的滑动导轨和定位面，控制永磁铁伸出极靴129有一个足够的宽度ΔB，以便磁轭能充分吸收永磁铁的漏磁通。这时空心框架104的高度应比永磁铁2的另一个极面100减小ΔH3的裕量。如前所述，定位面122上应预先涂布粘结剂0155，但必需具备足够长的固化时间，以便所有永磁铁安装到位后再将永磁铁粘牢。图10b示出了一个正方形的空心框架104的结构平面示意图；图10c示出了一个圆形的空心框架104的结构平面示意图。毫无疑问，根据本发明提供的各种磁轭的不同结构型式，空心框架104至904可以制作成各种相应的几何形状和几何尺寸。
图11示出了扬声器环形磁隙平面示意及柱状极芯实施例纵剖面图。结合实施例1，图11a示出了具有最佳横截面正六边形的所述环形磁隙110及所述柱状极芯103。与圆形或正方形的横截面形状相比，正六边形的柱状极芯103与轴孔126构成的正六边形环形磁隙110具有最长的周边长度，因而，嵌入其中的正六边形音圈120将具有最长的周长和最佳的散热效果，从而使所述扬声器的电声转换效率相对提高。正六边形柱状极芯可以采用“冷拔”加工工艺制得，按规定高度切断后，将其根部车削成圆柱体130A，圆柱体的直径与正六边形体的内切圆直径D1相当。在下磁轭111上设置相应的圆孔，通过过盈加压配合将所述柱状极芯的圆柱体130A嵌进所述圆孔，最后将所述圆柱体基底部位的内凹式圆孔D2扩张，使圆柱体的基底凹入内圆的凸缘130B胀紧铆固在下磁轭111上。其示意图可参见图11b。正方形横截面的所述柱状极芯及所述环形磁隙亦可按此类推处理。图11c示出了所述柱状极芯103与所述轴孔126为正六边形横截面时，内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切于点010，而弧形线段的圆心则正好落在该内角的角平分线上。其余正多边形的环状极芯、环状磁隙及配套音圈骨架均可按照上述方法类推处理。
图12示出了本发明提供的一种扬声器制备方法的实施例平面图。该扬声器具有图1及图6所示的结构型式。空心框架104嵌入安装在下磁轭111的凹入部位。扬声器具有4块面积、体积、厚度、磁性能相等的钕铁硼永磁铁薄片。结合图13所示，先将下磁轭111用夹具0410固定在某一个合适高度和合适的操作面上，将一根用非导磁材料制成且具有高刚度的薄壁套管0108套装到下磁轭111的柱状极芯103上，此薄壁套管0108具有光滑的内外壁面，其内壁面与柱状极芯103的垂直外廓面130呈滑动配合，二者之间的横截面形状彼此匹配，薄壁套管0108的壁厚即环形磁隙110的宽度，二者之间呈微小间隙的滑动配合，一般说来，薄壁套管0108的壁厚比所述环形磁隙的宽度有一个数值为最佳值不超过十微米的负公差。薄壁套管0108的另一个外侧端部设有一个渐缩的较小的横截面形状，并在轴向长度约数十毫米内匀称过渡到环形磁隙110规定的标称横截面积。将上磁轭101的轴孔126由薄壁套管0108的外侧端部轻易地套进所述薄壁套管0108并沿图13箭头标示方向向内侧方向滑行，到达某一个高度后被夹具0430夹紧并被辅助装置定位(省略未绘)。此时，上磁轭101的极面100与下磁轭极靴129的极面100之间具有一个极面间隙H2′，H2′比钕铁硼永磁铁薄片的厚度H2高出一个微小的安装间隙，其最佳值不超过数十微米。将已在充磁机上充饱和的第一块钕铁硼永磁铁薄片102a按图12a所示箭头方向从外侧插入到所述极面间隙并滑行到安装位，如图12b所示。第二块永磁铁102b亦按图12b所示箭头方向插入推进到位，从而形成一个对称的组合过渡磁路。这时，可以在上磁的穿透孔106内插入4个铜螺钉0109并拧入到下磁轭的螺孔107内(参见图14)。图12c示出了3块就位永磁铁和最后1块永磁铁102d的推入方向。4块永磁铁全部安装到位后(如图6所示)即可撤去上磁轭夹具0430，收紧铜螺钉，最后撤去薄壁套管0108及下磁轭夹具0410，待预先涂布在空心框架104上的粘结剂固化后，即获得一个整体的磁力驱动器。
所述夹具0410及夹具0430可以是与台虎钳或车床三爪卡盘、四爪卡盘类似的简单夹具，它具备向内侧收紧和向外侧放松的活络装置，当然也可以进一步设计成自动流水线上的专用夹具。其中，夹具0430还设有能够作轴向位移的连动杠杆系统0431，该系统又设有辅助定位装置0432(图13省略未绘)，例如台式钻床或立式钻床的垂直定位机构，用于限定或微调上磁轭101与极靴129之间的极面间隙H2′达到规定值。有时，为求简单精确起见，所述辅助定位装置0432还可以是1块或2块具有轴向高度H2′值的活动塞规块。当夹具0430在连动杠杆系统0431的带动下使所述上磁轭向内侧方向运动，将所述活动塞规块预先置入所述极面间隙H2′内并借此对所述上磁轭定位，取出塞规块后即可组合磁路。
图14示出了扬声器的一种制备方法及磁力驱动器护套制备方法实施例的纵剖面图。按前述说明，本发明提供的三种结构型式(参见图1、图2、图3及其说明)，其所述磁轭与所述磁铁均可以采用传统方式用粘结剂将它们组合成一个整体磁路，但也可以采用本发明提供的另一种扬声器制备方法，即采用图13示知的方式予以实施。以图1的结构型式为例，图14对图13的说明作出了进一步补充在上磁轭101的安装平面上，以柱状极芯103的轴心线为对称轴，设置三个以上均布的穿透孔106。在下磁轭111的安装平面上，以柱状极芯103的轴心线为对称轴，设置三个以上均布的并与穿透孔106对应的螺孔107。一个空心框架104预先嵌入安装在下磁轭的内凹形空间并依靠粘结剂预先粘结牢固。空心框架的外侧垂直面122上预先涂布粘结剂0155，待整个扬声器磁路按照图12、图13说明提供的方法安装就位后，在所述的穿透孔106内插入非导磁材料制作的紧固件(如铜螺钉、螺栓、铆钉等)0109，逐个收紧紧固件，对上磁轭、永磁铁、下磁轭构成的二个吻合极面100施加静压力，待永磁铁102的内侧面与空心框架104的定位面122之间涂布的粘结剂0155固化后，即可获得一种在永磁铁与磁轭吻合极面间不再涂布粘结剂，因而使磁路的磁阻更小的新型扬声器磁力驱动器。
由于稀土永磁铁例如钕铁硼永磁铁的Br值及最大磁能积都很高，按照上述方式实施得到的扬声器磁力驱动器的外侧垂直面上，漏磁通的磁场梯度较高，很容易将铁磁性物质吸引到驱动器表面从而使扬声器环形磁隙内的磁通密度降低。此外，钕铁硼等稀土永磁铁都很脆，暴露在外时极易因机械撞击而受损。为了克服上述二个缺点并进一步加强扬声器组合磁路的整体组合强度，本发明采用二段以上用非导磁材料制作的磁力驱动器护套，沿上磁轭101、下磁轭111及永磁铁102(以图1为例)的垂直外廓面将所述磁路紧密包裹在内。护套137在本实施例中以塑料加压铸成。护套137的内廓面138上设有与永磁铁102匹配的凹槽139，所述内廓面138及139上或在所述磁路的垂直外廓面上均预先涂布粘结剂0155，通过夹具由外侧向内侧对护套137施加静压力Fin如图15箭头方向所示。而每段护套的结合面之间亦预先涂布粘结剂并受力Fin挤压，待固化后撤去夹具，即获得一个组合强度更高的新型磁力驱动器。毫无疑问，在护套137上设置穿透孔或螺孔，利用若干根非导磁材料制作的紧固件，也可以制备得到相同效果的磁力驱动器护套。由于这是常识范围的公知技术，本发明对此不再绘制附图并作进一步的说明。
图15a示出了本发明扬声器磁力驱动器护套实施例1的平剖面图。它具有圆形的磁轭，对照图1、图14及其说明，显示图15a是一个具有A-A视向的平剖面图。在本实施例中，护套137由二个半圆形的弧形段构成。为了配合图9所示的磁路结构型式改善扬声器的通风散热效果，每段护套137上还可以设置二个通风口140，如图15b所示。二段护套的结合面处亦涂布粘结剂0155。箭头Fin表示对夹具及磁力驱动器施加静压力的方向。
图16a示出了磁力驱动器护套实施例2的平剖面图。它具有正方形的磁轭。具有图5所示的磁路结构型式。本实施例护套237由4段条形状的护套构成。护套的内廓面及相邻段护套的结合面处涂布粘结剂，箭头Fin表示对夹具及磁力驱动器施加静压力的方向。为改善扬声器的通风散热效果，每段护套上还可以设置一个通风口240，如图16b所示。
图17示出了扬声器往复式对流通风实施例纵剖面图(节点)。这是本发明提供的一种独特的通风散热方式。由图可见，下磁轭111是一块典型的内凹型平板，在其周边极靴上设有二个以上均布的内凹型对流气孔117。空心框架104及磁力驱动器护套137上亦分别设置对应的通风口164及通风口140，当扬声器的振膜及定芯支片(本图省略未绘出)在工作过程中发生往复振动时，例如当振膜及定芯支片向上(外侧)运动时，往复式对流气道的左侧空气变疏，冷空气由护套的通风口140进入气道并经由环形磁隙110被排出至磁路之外的空间。当振膜及定芯支片向下(内侧)运动时，对流气道的左侧(含环形磁隙)空气变密，冷空气经由盆架的周边空隙及环形磁隙进入气道并经由通风口164、117和护套通风口140被排出至磁路之外的空间。只要扬声器在工作，音圈的热量将被上述往复式气流带走，从而达到良好的通风散热效果。
图18示出了环形磁隙磁场强度调节方法的实施例纵剖面图(节点)。在所述下磁轭111的凹形平板上或在所述周边极靴(参见图1及其说明)的内凹形气孔的下磁轭位置上，以柱状极芯103的轴心线为对称轴设置若干个均布的轴向螺孔1003，螺孔内旋入调节螺钉1002，其内侧前端部具有规则化的机械加工外表面，例如呈圆锥形或圆台型，其外侧端部设有一个凹入的操作表面，诸如一字形或十字形、口字形等公知形式。调节螺钉1002通常采用铁磁性材料制作，但它的投影位置应落到音圈投影平面之外的结构空间163内。当本发明规定的扬声器磁力驱动器组装完毕后，操纵调节螺钉1002的进入深度或采用更换不同长度的调节螺钉1002，便可以控制发生在调节螺钉前端部与上磁轭113水平内廓面或与永磁铁102的S极之间的漏磁通量所述调节螺钉1002旋深则上述漏磁通1001增加，与所述调节螺钉相邻近的环形磁隙110处的磁场强度因而(或磁通密度)降低。反之，当调节螺钉1002向外旋出时上述漏磁通1001减少，与所述调节螺钉相邻近的环形磁隙110处的磁场强度(或磁通密度)就升高。逐个调节分布在环形磁隙周边应置上的调节螺钉，便可以控制所述环形磁隙内磁密的均匀性或从整体上升高、降低环形磁隙内的磁场强度，从而确保相同规格的扬声器具有相同的磁场强度，消除同规格不同批号扬声器产品的离散性，或者改善因磁隙磁场不均匀而引起的扬声器失真度。
图19示出了环形磁隙磁场强度调节方法的实施例平面图。由图可见，本实施例采用了一个圆形磁轭。4个调节螺钉1002设置在下磁轭111的一个同心圆周线上，任意二个调节螺钉的圆周角均为90°。为了增强调节灵敏度，调节螺钉的设置数量应尽可能增加，但太密的调节螺孔1003会增加下磁轭的等效磁阻，因此应对上述两个因素适当兼顾。同时，为了尽量减少调节螺钉操作端部(外侧)可能引发的漏磁通，调节螺孔1003的外侧部份可以扩展为一个沉头孔，使调节螺钉1002的外端部得以沉入到下磁轭111的外廓面以内。
权利要求
1.一种扬声器，主要包括永磁铁、音圈、定芯支片、振膜、盆架和一组具有环形磁隙的磁路，其特征在于a.所述磁路的上磁轭是一块磁性材料制作的平板，其中央部位设有轴孔，它通常是一个圆孔，也可以是一个与下磁轭柱状极芯匹配的正方形或正六边形孔；b.所述磁路的下磁轭是一块与所述上磁轭投影面积相当的磁性材料制作的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位设有一个柱状极芯且具有圆形或正方形或正六边形的实心的或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭的中央轴孔内且比上磁轭的外侧平面高出一个构成全对称磁路必需的高度ΔH1，其值为数毫米至数十毫米；c.在所述上磁轭与所述下磁轭的所述极靴之间的周边部位处，设有一块环状的或一块以上均布等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁薄片，它们均在厚度方向充磁极化；d.所述音圈与所述轴孔及所述柱状极芯相匹配，其最佳横截面形状为正六边形，每个六边形内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切，而其圆心则落在该内角的角平分线上；e.在所述下磁轭的周边极靴上还可以设置二个以上均布的内凹形对流气孔，所述气孔的底部最深时与所述磁轭内凹形平板的内廓底面相平。
2.按照权利要求1规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭是一块圆形平板，所述下磁轭是一块圆形的内凹形平板。
3.按照权利要求1规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭是一块正多边形平板，所述下磁轭是一块正多边形的内凹形平板。
4.按照权利要求1规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭是一块矩形平板，所述下磁轭是一块矩形内凹形平板。
5.一种扬声器，主要包括永磁铁、音圈、定芯支片、振膜、盆架和一组具有环形磁隙的磁路，其特征在于a.所述磁路的上磁轭是一块磁材料制成的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位处设有轴孔，它通常是一个圆孔，也可以是一个与下磁轭柱状极芯匹配的正方形或正六边形孔；b.所述磁路的下磁轭是一块与所述上磁轭投影面积相当的磁性材料制作的平板，其中央部位设有一个柱状极芯且具有圆形或正方形或正六边形的实心或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭的中央轴孔内且比上磁轭的外侧平面高出一个构成全对称磁路必需的高度ΔH1，其值为数毫米至数十毫米；c.在所述上磁轭与所述下磁轭的所述极靴之间的周边部位处，设有一块环状的或一块以上均布并等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁薄片，它们均在厚度方向充磁极化；d.所述音圈与所述轴孔及所述柱状极芯相匹配，其最佳横截面形状为正六边形，每个六边形内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切，而其圆心则落在该内角的角平分线上；e.在所述上磁轭的周边极靴上还可以设置二个以上均布的内凹形对流气孔，所述气孔的底部最深时与所述磁轭内凹形平板的内廓底面相平。
6.按照权利要求5规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭是一块圆形的内凹形平板，所述下磁轭是一块圆形平板。
7.按照权利要求5规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭是一块正多边形的内凹形平板，所述下磁轭是一块正多边形平板。
8.按照权利要求5规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭是一块矩形的内凹形平板，所述下磁轭是一块矩形平板。
9.一种扬声器，主要包括永磁铁、音圈、定芯支片、振膜、盆架和一组具有环形磁隙的磁路，其特征在于a.所述磁路的上磁轭是一块磁性材料制作的内凹型平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位设有轴孔，它通常是一个圆孔，也可以是一个与下磁轭柱状极芯匹配的正方形或正六边形孔；b.所述磁路的下磁轭是一块与所述上磁轭投影面积相当的磁性材料制作的内凹形平板，平板的周边部位设置凸起的极靴，所述凹形平板的中央部位设有一个柱状极芯且具有圆形或正方形或正六边形的实心或空心的横截面形状，其上端部伸进所述上磁轭的中央轴孔内且比上磁轭的外侧平面高出一个构成全对称磁路必需的高度ΔH1，其值为数毫米至数十毫米；c.在所述上磁轭与所述下磁轭的所述极靴之间的周边部位处，设有一块环状的或一块以上均布并等厚的扇形状或条形状的稀土永磁铁薄片，它们均在厚度方向充磁极化；d.所述音圈与所述轴孔及所述柱状极芯相匹配，其最佳横截面形状为正六边形，每个六边形内角的顶部均设有一短截圆弧形线段，该线段与该内角的两边分别相切，而其圆心则落在该内角的角平分线上；e.在所述上磁轭及下磁轭的周边极靴上还可以设置二个以上均布的内凹形对流气孔，所述气孔的底部最深时与所述磁轭内凹形平板的内廓底面相平。
10.按照权利要求9规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭及所述下磁轭均是一块圆形的内凹形平板。
11.按照权利要求9规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭及所述下磁轭均是一块正多边形的内凹型平板。
12.按照权利要求9规定的扬声器，其特征在于所述上磁轭及所述下磁轭均是一块矩形的内凹型平板。
13.权利要求1、5、9规定的扬声器的一种制备方法，其特征在于a.一个具有足够刚度的非导磁材料制成的空心框架嵌入所述上磁轭或所述下磁轭的内凹型空间，其嵌入部份的外廓面与所述磁轭的内廓面良好匹配并预先粘结牢固，所述空心框架的外侧水平面与所述磁轭周边极靴的极面相平或略低有毫米级的空隙，所述空心框架的外侧垂直面由此构成所述永磁铁薄片的滑动导轨和定位面，此外，在所述外侧垂直面的适当高度上还可以设置二个以上沿周边方向均布的通风口；b.一根足够刚度的非导磁材料制成的薄壁套管，具有光滑的内外壁面，其横截面形状与所述上磁轭的所述轴孔及所述下磁轭的所述柱状极芯互相匹配，将所述薄壁套管的一端套装在所述柱状极芯上，其另一端具有一个渐缩的较小的横截面形状，以便将所述上磁轭很容易地套装进所述薄壁套管；c.所述薄壁套管的内壁面与所述下磁轭柱状极芯的垂直外廓面呈滑动配合，所述薄壁套管的外壁面与所述上磁轭的所述轴孔的内廓面呈滑动配合，所述滑配间隙的最佳值不超过十微米；d.利用两付夹具将所述上磁轭及所述下磁轭分别固定在二个平行的水平面上并操作其中一付夹具使所述上磁轭沿所述薄壁套管由外侧向内侧滑行，利用一个辅助定位装置或塞规块终止所述上磁轭的滑行行程并确保所述上磁轭与所述下磁轭的极面间隙比所述永磁铁薄片的厚度高出一个微小的安装间隙，其最佳值不超过数十微米；e.将预先充饱和的一块以上等厚的稀土永磁铁薄片按照规定极性由外侧插入所述磁轭的极面间隙内并滑行到被所述空心框架的定位面所限位；f.将非导磁材料制作的紧固件插入均布在所述上磁轭及所述下磁轭安装平面上的三个以上均布的紧固孔内，待所有永磁铁安装到位后撤去所述上磁轭夹具及辅助定位装置或塞规块，收紧紧固件对所述磁轭及所述永磁铁的吻合极面施加静压力，待预先涂布在所述空心框架定位面或水平面上的粘结剂固化以后，撤去所述薄壁套管和所述下磁轭夹具；g.在所述扬声器的所述上磁轭及所述下磁轭与所述永磁铁的吻合极面的外侧结合部还可以涂布粘结剂增强其连接强度。
14.权利要求1、5、9、13规定的扬声器磁力驱动器护套的制备方法，其特征在于a.沿所述上磁轭、所述下磁轭及所述永磁铁的垂直外廓面设置二段以上用非导磁材料制作的护套将其紧密包裹在内；b.所述护套的内廓面与所述上磁轭、所述下磁轭及所述永磁铁的垂直外廓面互相吻合并在装配之前预先涂布胶结剂；c.所述两段以上护套之间的结合面亦预先涂布粘结剂；d.通过夹具由外侧向内侧对组装中的所述护罩套施加静压力或通过设置在相邻段护套之间的紧固件使所述护套紧压在所述上磁轭、所述下磁轭及所述永磁铁的垂直外廓面上，所述护套相邻段之间的结合面亦受到挤压，待所述粘结剂固化后撤去夹具。
15.权利要求1、5、9、13规定的扬声器环形磁隙磁场强度的一种调节方法，其特征在于a.在所述下磁轭的凹形平板上或在所述周边极靴的内凹形气孔的下磁轭位置上，沿所述柱状极芯的轴心线均匀设置二个以上的调节螺孔；b.所述调节螺孔内由外侧向内侧拧入相应的用导磁材料制作的调节螺钉，所述调节螺钉的前端部具有规则化的机械加工外表面；c.所述调节螺钉均设置在所述音圈的外侧，所述调节螺钉的外侧端部还可以沉入所述调节螺孔；d.调节所述调节螺钉的进入深度或更换不同长度的所述调节螺钉，即可变更所述调节螺钉端部与所述上磁轭或与所述永磁铁之间的漏磁通量，从而达到调节扬声器环形磁隙磁场强度之目的。
全文摘要
一块圆形或正多边形或矩形的平板和一块与上述平板相当的内凹形平板;一块所述的内凹形平板和一块与所述内凹形平板相当的平板;二块所述的内凹形平板,与设置在内凹形平板周边极靴上的稀土永磁铁薄片构成三种不同型式的扬声器。一种所述扬声器的制备方法,将预先极化的稀土永磁铁薄片从外侧方向插入上下磁轭之间的极面间隙并依靠粘结在磁轭内凹形空间的空心框架的垂直定位面将所述磁路粘结成一个整体。扬声器磁隙的磁密可以人为调节。
文档编号H04R9/06GK1207011SQ9811195
公开日1999年2月3日 申请日期1998年4月14日 优先权日1998年4月14日
发明者张凡 申请人:张凡