专利名称：利用电磁场的感应信号输出设备及其特性误差修正方法
技术领域：
本发明涉及通过与交变的电场相互作用的磁路的振动输出振动或音响或同时输 出振动和音响的利用电磁场的感应信号输出设备。
背景技术：
一般来说，感应信号输出设备是对将信号源输入的电信号转变为机械信号，从而 输出音响或产生振动的扩音器、接收机、蜂鸣器、振动体(振荡器(包含振动电机))等音响 或振动力输出设备的统称。以往的感应信号输出设备如图1、图2所示，磁路M随着线圈C的电场变化而振动， 即，被弹性支撑体S支撑的磁路M沿上下方向振动，输出振动力或音响(附图中，符号‘H’ 是机箱)。上述磁路M包含卡箍、磁铁以及上板，在卡箍和卡箍上表面依次通过粘接或焊接 而层叠固定的磁铁及上板之间的空隙中，设置了固定在振动板的一个侧面的线圈，随着输 入到线圈的交流信号的方向变化(电场变化)，与空隙中产生的磁束相互作用而产生振动。此时，上述振动力最大，即，振幅最大的部分为谐振点，这种谐振点可以根据所需 感应信号输出设备的特性，通过事先设计好线路(线圈和磁路)以及弹性支撑体(钨和弹 簧)结构而进行设定。像这样，事先设定的谐振点，即使根据部件的相关关系设计好了线路，也会由于各 部件自身特性误差而产生整体误差。S卩，如图2所示，假设事先设定的所需谐振点为175Hz，但是由于自身特性和磁路 及弹性支撑体的自身特性误差，无法得到所需接近谐振点的输出。以前，即使发生如上所述的偏离谐振点甚至是超出误差允许范围的误差，也没有 能够对其进行修正的设备或方法。出现上述谐振点误差，根据误差程度会被当作特性不合格处理，因此，如果在成品 状态下出现误差，只能作为不合格品处理。另外，即使是合格品，也会由于1 2Hz的差异， 使其在单一频率上出现较大的振动力差异，因此，必须将产品性能指标的基准公差范围设 置的较大，而对于安装使用产品的用户，则必须事先考虑到这些偏差进行使用。如上所述，以往在成品状态下出现不良时，由于无法进行特性修正，只能对成品进 行报废处理，因此，不仅降低了生产效率，而且提高了生产成本。另外，即使是合格品，产品 之间也存在较大偏差。
发明内容
本发明的利用电磁场的感应信号输出设备10通过与交变电场相互作用的磁路2 的振动来输出感应信号，其特点是包括引力作用装置11，当机箱1内设置的磁路2在振动过 程中接近引力作用装置11时，引力作用装置11与磁路2发生相互吸引作用而改变谐振频 率，并改变单一频率中的重力加速度。
本发明能够在成品或半成品状态下，仅通过引力作用装置的拆装(包含更换)，即 可人为改变重力加速度，调节谐振点，从而可以很容易地修正输出特性的误差。另外，本发明可以在成品状态下对输出特性的误差进行修正，能够显著降低不良 发生率，不仅提高生产效率，还可以降低产品成本，提高产品质量。
图1、图2是表示以往的感应信号输出设备的结构及振动状态的剖视图；图3是表示以往的感应信号输出设备产生特性误差的谐振点曲线；图4是表示本发明的实施例的结构的剖视图；图5是表示本发明的实施例的另一种结构的剖视图；图6是表示本发明的实施例的又一种结构的剖视图；图7是本发明的实施例的又一种结构的剖视图；图8是表示本发明的更加详细的实施例的结构的剖视图；图9至图15是表示更加详细的其它实施例的结构的剖视图；图16、图17是表示本发明的机械工作状态的剖视图；图18是表示本发明的实验数据(直径变化)的实验结果表；图19是表示本发明的实验数据(厚度变化)的实验结果表；以及图20是表示本发明的谐振点修正状态的特性曲线。附图标记10 感应信号输出设备，11 引力作用装置，1 机箱，la 盖子，2 磁路，3 线圈，4 弹性支撑体。
具体实施例方式对本发明进行说明之前，先简单说明一下各附图。图4是表示本发明的实施例的 结构的剖视图，图5是表示本发明的实施例的另一种结构的剖视图，图6是表示本发明的实 施例的又一种结构的剖视图，图7是表示本发明的实施例的又一种结构的剖视图，图8是表 示本发明的更加详细的实施例的结构的剖视图，图9至图15是表示本发明的更加详细的其 它实施例的结构的剖视图，图16、图17是表示本发明的机械工作状态的剖视图，图18是表 示本发明的实验数据(直径变化)的实验结果表，图19是表示本发明的实验数据(厚度变 化)的实验结果表，图20是表示本发明的谐振点修正状态的特性曲线。下面，参照附图对本发明进行说明。首先，如图4所示，本发明的利用电磁场的感应信号输出设备10，通过随交变电场 而变化的磁路2的振动输出感应信号，其特点是，包括引力作用装置11，当机箱1内设置的 磁路2在振动过程中接近引力作用装置11时，引力作用装置11与磁路2发生相互吸引作 用而改变谐振频率，并改变单一频率中的根据振动的重力加速度。在这里，本发明中的上述引力作用装置11可以设置在容纳磁路的机箱1外部。这 样，感应信号输出设备10在成品状态下进行特性检测时，为了修正误差，可以很容易地拆 装引力作用装置11，能够将特性不合格而需报废处理的产品修正为合格品，从而降低不合格率。
此时，上述引力作用装置11，如图4所示，可以设置在磁路2振动方向上的机箱1 的一个侧面，也可以如图5所示，设置在两个侧面。这样，就可以与磁路2包含的磁铁相互 吸引，在振动过程中，以更强的作用力相互吸引。此时，上述引力作用装置11可以通过磁路包含的磁铁的磁力贴附在机箱1上，但 是考虑到对机箱1的固定力和稳定性以及弹性支撑体4的回复力，最好是在特性测试及修 正后，最终通过粘结剂或双面胶粘接在机箱1的表面上或者焊接在机箱1的表面上。另外，引力作用装置11可以由能够在磁场内被磁化的磁性材料制成。只有这样， 才能够与磁路2的磁铁相互吸引。上述磁性材料可以是金属。上述金属可以采用透磁合金(Permalloy)。上述透磁 合金可以是镍和铁的合金，也可以是在纯氢状态下含有钼的金属。上述镍和铁的合金可以 根据用途，将镍的比率调整为35 90%。例如，用于低输出时可以将镍含量设定为78 %， 用于高输出时可以将镍含量设定为50%。另外，引力作用装置11如图所示，可以为金属板体，也可以如图6所示，由金属丝 编织成网状，还可以如图7所示，包含在贴附于感应信号输出设备10的机箱1的一个侧面， 与设置对象表面贴附的同时，吸收振动冲击的冲击吸收体中。此时，上述冲击吸收体由泡棉 (Poron;发泡材料)制成。引力作用装置11由金属板制成时，对机箱1具有良好的贴附力，能够稳定地结合； 引力作用装置11由金属网组成时，能够堵住机箱1上形成的孔，调节空气流动；包含在冲击 吸收体中时，能够作为冲击吸收体使用，同时起到引力作用装置11的作用。另外，本发明中的上述电场可以由输入到线圈3的交流信号产生。此时，上述线圈 3可以如图8所示，圆形缠绕后固定在机箱1上。上述线圈3可以固定在机箱1的盖子la 上。这样，磁路2的磁场将与固定在盖子la上的线圈3的电磁场相互作用，在弹性支撑体 4的支撑下，随线圈3的交流信号方向而进行直线往返运动，产生振动力。上述盖子la可以由铁等磁性材料制成，也可以由黄铜等非磁性材料制成。此时， 如果上述盖子la由磁性材料制成，根据线圈3内流过的交流信号的方向，线圈3内/外侧 方向的极性将以+和-方式交变，从而在磁性材料制成的盖子la部分产生电动势，通过产 生的电动势吸引磁路2。另一方面，在本发明中，上述磁路2可以由一侧具有墙面的卡箍2a和设置在所述 卡箍2a上并与卡箍的墙面之间形成空隙的磁铁2b及上板2c构成。此时，上述磁路2可以 通过弹性支撑体4固定支撑在机箱上。上述弹性支撑体4可以为板簧。上述板簧可以是圆 筒形，其内边缘与磁路2的卡箍2a外表面结合，外边缘与机箱1内侧面结合，内边缘和外边 缘之间的面被切割而具有弹性。另外，在本发明中，如图9所示，上述线圈3与外边缘固定在上述机箱1上的振动 板5—侧的中央圆拱部分的下方结合，从而被振动板5支撑。这样，磁路2的磁场随固定在 振动板5上的线圈3的电磁场而变化，在弹性支撑体4的支撑下，随线圈3的交流信号的方 向而进行直线往返运动，产生振动力，同时，线圈3与磁路2相互吸引，使振动板5振动，输 出音响。另外，在本发明中，上述弹性支撑体4可以对磁路2的一侧进行支撑。此时，上述 弹性支撑体4如图10所示，呈下宽上窄的圆锥体状，上方与磁路2结合，下方与机箱1内侧底面结合。上述磁路2和弹性支撑体4的结合以及机箱1和弹性支撑体4的结合可以用铆 钉结合，也可以是焊接或粘接结合。这样，就可以根据线圈3的交流信号方向，对磁路2吸 引排斥的状态进行弹性支撑。另外，在本发明中，上述弹性支撑体4可以如图11所示，呈上宽下窄的圆锥体状， 上方与磁路2结合，下方与机箱1内侧底面结合。上述磁路2和弹性支撑体4的结合方式 可以采用上述弹性支撑体4的外边缘向外侧延伸，延伸的部分从磁路2 —侧的边缘部分包 住外表面，与另一侧表面的边缘部分弯曲结合的方法。另一方面，在本发明中，上述线圈3结合在机箱内表面，磁路2在线圈3内侧进行 直线往返运动。此时，上述磁路2为磁铁2b贯通套在卡箍2a的中央凸起部分，重量体2d套 在上述磁铁2b外表面的结合体。上述磁路2两端表面边缘设置了被磁铁2b的磁力吸附的 磁性流体2e，对线圈3进行缓冲支撑(润滑作用)。这样，磁路2就可以在磁性流体2e的 支撑下，随线圈3的交流信号方向进行直线往返运动，产生振动力。另外，在本发明中，弹性支撑体4可以如图13所示，一侧端部固定在机箱1的一个 侧面，另一侧端部结合在磁路2的一侧方向上。这样，弹性支撑体4就可以对磁路2进行弹 性支撑，使其相对机箱1进行转动。并且，本发明可以如图14所示，在磁路2直线往返运动方向的机箱1内侧面设置 缓冲部件6。缓冲部件6可以由泡棉制成，也可以由橡胶材料制成，还可以由海绵制成。这 样，在振动过程中，磁路2与机箱1内侧面碰撞时，能够对冲击起到缓冲作用。另外，上述缓 冲部件6可以如图15所示，是通过磁路2包含的磁铁2b的磁力吸附设置在磁路2的一个 侧面或两个侧面上的磁性流体。除此之外，只要是包含线圈和磁路，利用电磁场(包含电动势)的感应信号输出设 备，都能与本发明的引力作用装置11结合。本发明在容纳磁路2的机箱1上附着了引力作用装置11，从而当利用电磁场的感 应信号输出设备10的谐振点特性超出误差范围时，只要磁路2在振动过程中接近引力作用 装置11，该引力作用装置11就会与磁路2发生相互吸引作用，改变振动的重力加速度，修正 谐振点的误差。所述感应信号输出设备通过与交变的电场相互作用的磁路2的振动输出感
应信号。下面参照附图对上述过程进行详细说明。首先，本发明如图16、图17所示，磁路2的磁场与上述线圈3的电磁场相互作用， 在弹性支撑体4的支撑下，沿线圈3的交流信号方向进行直线往返运动的过程中产生振动 力，由于机箱1上设置了引力作用装置11，在磁路2向引力作用装置11方向移动的运动方 向上，磁路2和引力作用装置11之间存在相互引力作用，即，在磁路2的磁力作用下，由磁 性材料制成的引力作用装置11被磁化，从而相互吸引。这样，在随着线圈3的信号自然振动的状态下受到磁力的强制吸引，因此，相比通 常的振动状态，其重力加速度加大。那么，在重力加速度达到最大的部分形成谐振点(在重 力加速度达到最大点附近形成谐振点的原理)。此时，在引力作用装置11和磁铁2b之间的引力作用下，向反方向振动时，也许会 错误地认为由于引力作用会使振动力减小，但与拉开弓弦后释放时的原理相同，弹性支撑 体4克服引力弹出时，重力加速度仍然增大，从而提高振动力。
上述重力加速度及重力加速度产生的谐振点可以通过引力作用装置11的直径或 厚度进行调整。即，通过人为调节上述引力作用装置11的直径或厚度，可以修正谐振点。这一点可以从图18所示的实验结果表(直径变化)中得到验证，以下说明是在所 需谐振点(谐振频率)的基准值为175Hz时，重力加速度为1. 3g以上的假设下进行的。以第一次实验结果为例，某个感应信号输出设备10的成品初期特性检测结果表 明，谐振点(谐振频率)为180. 5Hz，175Hz对应的重力加速度为0.74g。由于谐振点相比基 准值要高，在产品所需的175Hz时，具有较小的重力加速度，没有达到在175Hz时重力加速 度至少达到1. 3g的要求，属于不合格品。但是，将本发明的引力作用装置11贴附在上述感应信号输出设备10的机箱1的 一个侧面时，例如A类所示，贴附了直径为3 0，厚度为0. 025t的引力作用装置11后，谐振 点(谐振频率)为178Hz，重力加速度为1. 14g。这相当于将谐振点下调了 2. 5Hz，修正到了 谐振点误差范围以内，并将175Hz对应的重力加速度提高了 0. 4g。另外，如B类所示，贴附了直径为4. 7 e，厚度为0. 025t的引力作用装置11后，谐 振点(谐振频率)为175. 5Hz，重力加速度为1.37g。这相当于将谐振点下调了 5Hz (已修 正到误差范围以内)，几乎满足基准谐振点要求，同时将重力加速度提高了 0. 63g。另一方面，本发明对厚度变化的实验结果表如图19所示，以下说明与直径变化实 验时相同，假设所需谐振点(谐振频率)为175Hz，重力加速度为1.3g以上。以第一次实验结果为例，某个感应信号输出设备10的成品初期特性检测结果表 明，谐振点(谐振频率)为178. 5Hz，175Hz对应的重力加速度为0.97g。由于该谐振点相比 基准值要高，在产品所需的175Hz，具有较小的重力加速度，没有达到在175Hz时重力加速 度至少达到1. 3g的要求，属于不合格品。但是，将本发明的引力作用装置11贴附在上述感应信号输出设备10的机箱1的 一个侧面时，例如A类所示，贴附了直径为3 0，厚度为0. 025t的引力作用装置11后，谐振 点(谐振频率)为176. 9Hz，重力加速度为1.46g。这相当于将谐振点下调了 1.6Hz，修正到 了谐振点误差范围以内，并将175Hz对应的重力加速度提高了 0. 49g。另外，如B类所示，贴附了直径为3 e，厚度为0.04t的引力作用装置11后，谐振点 (谐振频率)为174. 4Hz，重力加速度为1.47g。这相当于将谐振点下调了 4. 1Hz，修正到了 谐振点误差范围以内，同时将175Hz对应的重力加速度提高了 0. 5g。通过上述引力作用装置11进行的谐振点修正状态可以通过如图20所示的曲线进 行比较。从曲线上可以看出，某个感应信号输出设备的初期特性显示为，谐振点为178. 5Hz， 175Hz对应的重力加速度为0. 92g，但是在贴附了直径为3 0，厚度为0. 02t的引力作用装 置11后，谐振点下移到了 177Hz，175Hz对应的重力加速度修正到了 1. 38g ；在贴附了直径 为4. 2 0，厚度为0. 02t的引力作用装置11后，谐振点下移到了 175Hz，重力加速度修正到 了 1. 68g (作为参考，曲线上使用的不是g (9. 8m/s"2)，而是m/s~2，因此除以9. 8就能得到 上述说明的以g为单位的数值)。如上所述，本发明可以在感应信号输出设备10的成品或半成品状态下，仅通过拆 装(包含更换)引力作用装置11，即可人为改变重力加速度，对谐振点进行调节，从而可以 很容易地修正输出特性的误差。另外，本发明可以在成品状态下修正输出特性的误差，能够 显著降低不合格率。
以上结合了本发明的优选实施例对本发明进行了详细说明和图示，但本发明并不 局限于此，其适用的硬件范围也不局限于此。在不脱离权利要求书所述的发明思想和范畴 的前提下，可以对本发明进行多种变更和修正。因此，通过上述变更和修正得到的等价物也 应属于本发明权利要求的范围。
权利要求
一种利用电磁场的感应信号输出设备，该感应信号输出设备(10)通过与交变电场相互作用的磁路(2)的振动输出感应信号，其特征在于，该感应信号输出设备(10)包括引力作用装置(11)，当机箱(1)内设置的所述磁路(2)在振动过程中接近所述引力作用装置(11)时，所述引力作用装置(11)与所述磁路(2)发生相互吸引作用而改变谐振频率，并改变单一频率中的重力加速度。
2.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)设置在容纳所述磁路(2)的机箱(1)的外部。
3.根据权利要求2所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)设置在所述磁路(2)的振动方向上的所述机箱(1)的一个侧面。
4.根据权利要求2所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)设置在所述磁路(2)的振动方向上的所述机箱(1)的两个侧面。
5.根据权利要求2所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)通过所述磁路(2)包含的磁铁(2b)的磁力贴附在所述机箱(1)上。
6.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)由能够在磁场内被磁化的磁性材料制成。
7.根据权利要求6所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述磁性材 料为金属材料，该金属材料是透磁合金。
8.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)为金属板体。
9.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)为由金属丝编织而成的网状结构。
10.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述引力作 用装置(11)为贴附在所述机箱(1)的一个侧面、在与设置对象表面贴附的同时吸收振动冲 击的冲击吸收体。
11.根据权利要求10所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述冲击 吸收体由发泡材料泡棉制成。
12.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述电场由 线圈⑶产生。
13.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述机箱 (1)呈箱体形状，其开放端与盖子(la)结合而密闭，所述盖子(la)由磁性材料或非磁性材 料制成，在朝机箱⑴内侧方向的表面上固定了所述线圈(3)，所述引力作用装置(11)设置 在所述盖子(la)外部。
14.根据权利要求13所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述磁性 材料制成的盖子(la)的材质是铁。
15.根据权利要求13所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述非磁 性材料制成的盖子(la)的材质是黄铜。
16.根据权利要求13所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，如果所述 盖子(la)由所述磁性材料制成，根据所述线圈(3)内流过的交流信号的方向，所述线圈⑶ 内/外侧方向的极性将以+和-方式交变，从而在所述磁性材料制成的盖子(la)部分产生电动势，通过所产生的电动势吸引所述磁路(2)。
17.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述磁路(2)包括一侧具有墙面的卡箍(2a)和设置在所述卡箍(2a)上并与所述卡箍的墙面之间形 成空隙的磁铁(2b)及上板(2c)，所述磁路(2)通过弹性支撑体(4)固定支撑在所述机箱(1)上。
18.根据权利要求17所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述弹性 支撑体(4)由板簧组成，呈圆筒形，所述弹性支撑体(4)的内表面与所述磁路(2)的卡箍 (2a)外表面结合，所述弹性支撑体⑷的外表面与所述机箱⑴内侧面结合，所述内表面和 所述外表面之间的面被切割而具有弹性。
19.根据权利要求12所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述线圈(3)与外表面固定在所述机箱(1)上的振动板(5)—侧的中央圆拱部分的下方结合，从而被 所述振动板(5)支撑。
20.根据权利要求17所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述线圈 (3)结合在所述机箱的内表面，所述磁路(2)在所述线圈(3)的内侧进行直线往返运动。
21.根据权利要求20所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述磁路(2)为所述磁铁(2b)贯通套在所述卡箍(2a)的中央凸起部分、重量体(2d)套在所述磁铁 (2b)外表面的结合体。
22.根据权利要求20所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述磁路 (2)两端表面边缘设置了被所述磁铁(2b)的磁力吸附的磁性流体(2e)，该磁性流体(2e) 对所述线圈(3)进行缓冲支撑。
23.根据权利要求17所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述弹性 支撑体(4)对所述磁路(2)的一个侧面进行支撑。
24.根据权利要求17所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，所述弹性 支撑体(4)的一侧端部固定在所述机箱(1)的一个侧面，另一侧端部结合在所述磁路(2) 的一侧方向上。
25.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，在所述磁路 (2)的直线往返运动方向的机箱(1)内侧面设置缓冲部件(6)，该缓冲部件(6)由泡棉制 成。
26.根据权利要求1所述的利用电磁场的感应信号输出设备，其特征在于，该感应信号 输出设备还包括依靠所述磁路(2)包含的磁铁(2b)的磁力吸附设置在所述磁路(2)的一 个侧面或两个侧面上的磁性流体。
27.一种利用电磁场的感应信号输出设备的特性误差修正方法，其特征在于，在容纳 磁路(2)的机箱(1)上附着了引力作用装置(11)，从而当通过与交变的电场相互作用的磁 路(2)的振动输出感应信号的利用电磁场的感应信号输出设备(10)的谐振点特性超出误 差范围时，只要所述磁路(2)在振动过程中接近所述引力作用装置(11)，该引力作用装置 (11)就会与所述磁路(2)发生相互吸引作用，改变振动的重力加速度，修正谐振点的误差。
全文摘要
本发明涉及利用电磁场的感应信号输出设备及其特性误差修正方法。本发明的利用电磁场的感应信号输出设备(10)通过与交变电场相互作用的磁路(2)的振动输出感应信号，包括引力作用装置(11)，当机箱(1)内设置的上述磁路(2)在振动过程中接近引力作用装置(11)时，引力作用装置(11)与磁路(2)发生相互吸引作用而改变谐振频率，并改变单一频率中的重力加速度。本发明能在成品或半成品状态下，仅通过引力作用装置的拆装(包含更换)改变重力加速度，调节谐振点，从而修正输出特性的误差。另外，本发明可以在成品状态下对输出特性的误差进行修正，能显著降低不良发生率。另外，本发明能降低各产品之间的性能偏差，始终保持最佳性能。
文档编号H02K33/18GK101807842SQ20101011287
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月4日 优先权日2009年2月16日
发明者姜允圭, 舶贤哲 申请人:株式会社礼一电子