专利名称：扬声器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种扬声器及其制造方法；特别是涉及一种瘦小型的扬声器及其制造方法，在所述扬声器中，阻尼器安装在金线上，从而使得经由所述阻尼器输出的声音振幅最大，衰减最小谐振频率，并且加强低频带。
一般来说，扬声器分成高音调、中低音调和全波段音调的几种类型。高音调的扬声器被称为“高音扬声器”，它输出短的波长。中音调扬声器被称为“中音扬声器(Midranger)”或“Squaker”。低音调的扬声器被称为“低音扬声器”，它输出长的波长。另外，全波段音调的扬声器被称为“全波段扬声器(Full rang)”，它能够再现整个音调波段的声音。为了再现高音调声音，使用准锥体(sub-cone)，铜帽等。
图1是现有技术Nd磁体型扬声器的剖视图。
见图1，框架1决定扬声器的大小和形状。框架1支撑一个振动器，所述振动器包括锥形纸盆3，阻尼器9，音圈4，金线10，边缘2，垫圈12，防尘帽5等；和磁路，它包括上板6，磁体7，和轭铁8等。框架1形成台阶。即，框架1包括结合边缘2的第一台阶1-1，按台阶形式连接第一台阶1-1的第二台阶1-2，和阻尼器9连接的第三台阶1-3。
用现有技术的扬声器结构，在框架1的外径小于100毫米时，因为对阻尼器9的振幅的限制，不可能再现低频带的声音并衰减了最小谐振频率。
低频带声音的再现是由阻尼器的振幅和锥形纸盆的振幅确定的。如图1所示，小于Φ45毫米尺寸的锥形的扬声器不能够将最小谐振频率(fo)衰减到低于300赫兹。因此，为了衰减这个频率，可以使用蝶形的阻尼器。另外，也可以不使用阻尼器。但是，因为蝶形的阻尼器很昂贵，它不能够应用到低价格的普通扬声器上。另外，不用阻尼器的话，不能够到达比指定量大的功率输出。
根据本发明的一个方面，通过提供一种扬声器使上述和其他的目的得以实现，所述扬声器包括一个振动器，它包括锥形纸盆，阻尼器，音圈，和金线和磁路，它包括上板，磁体和轭铁。所述阻尼器安装在所述金线上，并且尺寸加大，从而放大输出声音的振幅和加强低波段分量。
根据本发明的另一个方面，提供一种扬声器，它包括固定振动器和磁路的框架，所述扬声器的大小和形状由所述框架确定；轭铁，形成在所述框架的下表面上，起磁力线的通道作用，所述磁力线平缓地流经所述轭铁；磁体，安装在所述轭铁的上表面上，向磁路连续供给直流磁通；上板，安装在所述磁体的上表面上，形成磁路；金线，向音圈传递电信号；音圈，由通过所述金线传递的电信号的排斥能量产生振动力；阻尼器，阻尼振动或振幅，所述阻尼器形成在连接所述音圈的金线上；和锥形纸盆，通过向扬声器产生振动再现声音源。
最好是，所述扬声器还包括端子板，安装到所述框架的侧表面上，连接到音频信号放大电路供给的电信号；防尘帽，防止外来物进入所述磁路的间隙中；边缘，形成在锥形纸盆的圆周上，起帮助锥形纸盆平稳振动并返回到它的原来位置的固定装置作用；和垫圈，作用是在固定所述扬声器的框架和盖中，防止所述框架和盖与金属件的谐振，并防止由于锥形纸盆的振动所述边缘与锥形纸盆分层和分离。
另外，最好是，所述扬声器还包括形成在所述轭铁上表面和音圈之间的环形盖，以防止由于在所述金线上设置阻尼器使外来物进入轭铁的间隙中。
所述阻尼器连接到所述音圈的上表面和框架的上表面。
根据本发明的另一方面，提供制造扬声器的方法，所述方法包括步骤I〕制备轭铁和磁体并将它们装到一起；II)在框架上压紧端子板；III)在所述磁体上压紧上板IV〕将包括所述轭铁、磁体和上板的磁路装到所述框架上；V〕在所述轭铁和上板之间的间隙中插入并固定音圈；(VI)将金线连接到所述音圈；(VII)在金线上安装阻尼器，并将所述阻尼器结合到所述框架和音圈的上表面上(VIII)将防尘帽装到所述音圈的上表面上，并在所述结合的阻尼器上结合锥形纸盆；和(IX)将边缘和垫圈结合到所述锥形纸盆的圆周上，从而完成所述扬声器的制造。
最好是，所述扬声器的制造方法还可以包括步骤(X)通过视觉观察或用测试装置测试制造的扬声器；和(XI)通过测试显示装置测试制造的扬声器，所述测试显示装置是通过测量阻抗与频率的比值测试扬声器输出特性。
图1是现有技术Nd磁体型扬声器的剖视图；图2是根据本发明低波段被强化的瘦小Nd磁体型扬声器剖视图；图3是根据本发明的制造扬声器的方法的流程图；和图4是使用显示装置的表示本发明扬声器输出特性的频率响应曲线。
如图所示，框架20确定扬声器的大小和形状，并固定振动器和磁路。所述振动器包括锥形纸盆42、阻尼器38、音圈36、金线48等。所述磁路包括上板34、磁体32、轭铁30等。所述框架20是由冷轧钢板、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)树脂或铝板制造的。
轭铁30(也被称为“底板”)形成在框架20的下表面上。所述轭铁是起磁力线通道的作用。磁力线可以平稳地流经所述轭铁30。轭铁30一般是由纯铁制造。
磁体32是磁路的关键组件，使用一个永磁体。磁体32形成在轭铁30上。由于弗来明左手定律，磁体32感生音圈36的竖直运动。磁体32连续地向磁路供给直流(DC)磁通。
上板34形成在磁体32的上表面上。
如上所述，轭铁30、磁体32和上板构成所述磁路。
端子板46装在框架20的侧表面的指定区域上。端子板46包括多个终端，供给从音频信号放大电路向扬声器施加的电信号。
金线48将端子板46连接到音圈36。从而，金线48的作用是将经由端子板46的多个终端输入的电信号传输到音圈36。
音圈36经金线48从放大器输出级(amp output station)接收电信号。然后，音圈36由输入电信号的排斥能产生振动力。音圈36是通过涂敷由带有绝缘层和粘结剂层的铜或铝制的导线，并将涂层的线缠绕在纸或铝片制造的绕线筒上制成的。
阻尼器38安装在金线48上。阻尼器48的作用是衰减振动和/或振幅。阻尼器48是扬声器的振动器的主要部件。阻尼器38支撑在锥形纸盆42和音圈36之间的连接部件，提供扬声器的大部分刚度。
锥形纸盆42，即振动台，起的作用是通过向扬声器产生振动再现声源。在此术语“锥形纸盆”名字源于它的圆锥的形状。锥形纸盆42接收音圈36的振动，并通过空气的压缩应变产生声波。另外，锥形纸盆42影响扬声器的再现音调的质量。锥形纸盆42的材料影响再现音调质量和再现音色。即，锥形纸盆42的大小、重量和截面形状改变再现频率特性。
防尘帽40的作用是防止外来物进入磁路的间隙中，并根据它的材料、重量和截面形状改变在扬声器的高频段上的频率特性。特别是，喇叭形的防尘帽被称为“双锥(double cone)”。防尘帽40是由纸、聚酯薄膜或布料制造的。
扬声器还包括边缘44和垫圈45。边缘44形成在锥形纸盆的圆周上，起帮助锥形纸盆主体平稳振动的固定装置作用。另外，边缘44也是帮助锥形纸盆返回它的原始位置的固定装置。垫圈45通常在有较大的直径的扬声器中使用。垫圈45的作用是，在固定扬声器框架20和盖中，防止框架20和盖与金属件的谐振。另外，垫圈45的作用是防止由于锥形纸盆42的振动造成的边缘44从锥形纸盆42分层和分离。
根据本发明，阻尼器38的作用是阻尼机械振动。例如，阻尼器38是一个支撑芯子的悬臂的橡胶件。阻尼器38的性能直接影响跟踪能力或串扰。阻尼器38还起将扬声器的音圈36保持在间隙中心的作用。
阻尼器38形成在框架10中的锥形纸盆42下面。阻尼器38的一端贴附到音圈36上，它的另一端贴附到框架20。阻尼器38实现音圈36的竖直直线运动。另外，阻尼器38适当地阻尼音圈36的竖直直线运动。即，除了阻尼功能外，阻尼器38还实现保持中心的功能，以使得音圈36正好在磁路的间隙上工作。因为阻尼器38控制振幅，阻尼器38能够调制最小的谐振频率(fo)和功率输出。通过将音圈36固定到磁路的间隙的中心上，感生振动器的竖直直线运动，从而防止声音失真。阻尼器38阻挡外来物进入到所述间隙，并且对竖直直线运动提供恢复力。
本发明的阻尼器38是通过用诸如酚醛类的热塑树脂浸渍诸如棉花和合成纤维之类的布制造的。然后，用热压压缩它将阻尼器38加工成波纹的形状。通过酚醛的浸渍量能够调节扬声器单元的最小的谐振频率(fo)。阻尼器可以制造成各种类型，即圆形的、椭圆形的、或矩形的、或蝶形的带波纹的阻尼器。蝶形的阻尼器是通过切割能够实现直线运动的指定形状的薄板制造的。
与现有技术比较，本发明的阻尼器38被最大限度地加大。从而，能够加强最小谐振频率(fo)和低波段。即，通过使得功率输出的振幅最大化，本发明的阻尼器38，甚至在小型的扬声器中，能够强化低声部和低波段。
如图2所示，框架20形成阶梯形。阻尼器38的一端结合到框架20的第二台阶22，阻尼器38的另一端连接到音圈36的上表面。从而，与现有技术的扬声器的阻尼器比较，阻尼器38加大了尺寸。因此，通过这样加大的阻尼器38，小型的扬声器的低波段和低声部能够被强化。边缘44在框架20的第一台阶21上连接到锥形纸盆42。
下面参照图3说明本发明低波段被增强的扬声器的制造方法。
图3是根据本发明的制造扬声器的方法的流程图。
首先，制备轭铁30和磁体32，并将它们装在一起(S11)。在框架20上压紧端子板46(S12)。在磁体32上压紧上板34(S13)。
在S14，包括轭铁30、磁体32和上板34的磁路被装到框架20上。
在轭铁30和上板34之间的间隙中插入并固定音圈36(S15)。然后，将金线48连接到音圈36(S16)。
在金线48上安装阻尼器38，并且将其结合到框架20和音圈36的上表面上。阻尼器38的一端结合到音圈36的上表面上，阻尼器38的另一端结合到框架20的第二台阶22(S17)。
在音圈36的上表面上安装固定防尘帽40。锥形纸盆42结合到固定的阻尼器38(S18)。将边缘44和垫圈45结合到锥形纸盆42的圆周上(S19)。从而，完成本发明扬声器的制造。
然后，视觉检查制造的本发明的扬声器，或测试其输出特性。即，通过视觉检查或测试工具测试制造的扬声器。另外，通过测试显示装置再次测试制造的扬声器，所述测试显示装置是通过测量与频率相对的阻抗来测试扬声器的输出特性。
按传统方式，将所述阻尼器连接到框架的第三台阶和音圈的下表面上。即，现有技术的阻尼器安装在金线下。但是，将本发明的阻尼器38连接到第二台阶22和在金线48上的音圈36的上表面。因此，阻尼器38在尺寸上最大程度地加大，从而使得功率输出的振幅最大。
另外，由于在金线48上设置阻尼器38，本发明的扬声器包括形成在轭铁30的上表面和音圈36之间的环形盖50，以防止外来物进入到轭铁30的间隙中。
通过将阻尼器38设置在金线48上，本发明的框架20的内部的上表面与轭铁30的上表面在同一平面上耦接。
将本发明应用到小于80毫米外径、小于60毫米厚度的小型的扬声器，是可取的。
因此，根据本发明的低波段被增强的小型扬声器一体地安装到笔记本电脑、小型个人电脑、小型电脑或LCD监视器等中，从而满足紧凑和小型化的趋向。
图4是使用显示装置的表示本发明的扬声器的输出特性的频率响应曲线。
扬声器的阻抗是8欧，最小谐振频率(fo)，即响应频率是250±50赫。扬声器的功率输出是3.0到5.0瓦。如图4所示，在20到20千赫的音频范围中的约大于200赫的范围内，本发明的扬声器输出80到90分贝的声音。因此，按照本发明，尺寸小于Φ45毫米的扬声器能够将最小谐振频率(fo)衰减到小于300赫。
虽然为了进行说明公开了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员理解，在不偏离所附的权利要求公开的本发明的范围条件下，能够形成种种改进、添加、和替换。
权利要求
1.一种扬声器，其特征在于包括振动器，它包括锥形纸盆，阻尼器，音圈，和金线；和磁路，它包括上板，磁体和轭铁，其中，所述阻尼器安装在所述金线上，并且尺寸加大，从而放大输出声音的振幅和加强低波段分量。
2.一种扬声器，其特征在于包括固定振动器和磁路的框架，所述扬声器的大小和形状由所述框架确定；轭铁，形成在所述框架的下表面上，起磁力线的通道作用，所述磁力线平缓地流经所述轭铁；磁体，安装在所述轭铁的上表面上，并向所述磁路连续供给直流磁通；上板，安装在所述磁体的上表面上，并形成磁路；金线，向音圈传递电信号；音圈，由通过所述金线传递的电信号的排斥能量产生振动力；阻尼器，阻尼振动或振幅，所述阻尼器形成在连接所述音圈的金线上；和锥形纸盆，通过向扬声器产生振动再现声音源。
3.根据权利要求2的扬声器，其特征在于还包括端子板，安装到所述框架的侧表面上，并连接到音频信号放大电路供给的电信号；防尘帽，防止外来物进入所述磁路的间隙中；边缘，形成在锥形纸盆的圆周上，起帮助锥形纸盆平稳振动并返回到它的原来位置的固定装置作用；和垫圈，作用是在固定所述扬声器的框架和盖中，防止所述框架和盖与金属件的谐振，和防止由于锥形纸盆的振动，所述边缘与锥形纸盆分层和分离。
4.根据权利要求2的扬声器，其特征在于所述阻尼器连接到所述音圈的上表面和所述框架的上表面。
5.根据权利要求2的扬声器，其特征在于还包括形成在所述轭铁上表面和音圈之间的环形盖，以防止由于在所述金线上设置阻尼器使外来物进入到轭铁的间隙中。
6.根据权利要求2的扬声器，其特征在于它的阻抗是8欧，最小谐振频率(fo)，即，响应频率是250±50赫，功率输出是3.0-5.0瓦，并且在20到20千赫音频范围的约大于200赫的范围中，它输出约80到90分贝的声音。
7.一种制造扬声器的方法，所述方法包括步骤(I)制备轭铁和磁体并将它们装到一起；(II)在框架上压紧端子板；(III)在所述磁体上压紧上板；(IV)将包括所述轭铁、磁体和上板的磁路装到所述框架上；(V) 在所述轭铁和上板之间的间隙中插入并固定音圈；(VI)将金线连接到所述音圈；(VII)在金线上安装阻尼器，并将所述阻尼器结合到所述框架和音圈的上表面上；(VIII)将防尘帽装到所述音圈的上表面上，并在所述结合的阻尼器上结合锥形纸盆；和(IX)将边缘和垫圈结合到所述锥形纸盆的圆周上，从而完成所述扬声器的制造。
8.根据权利要求7的制造扬声器的方法，其特征在于还包括步骤(X)通过视觉检查或用测试工具测试所述制造的扬声器；(XI)通过测试显示装置测试所述制造的扬声器，所述测试显示装置是通过测量相对于频率的阻抗测试扬声器的输出特性。
9.根据权利要求7的制造扬声器的方法，其特征在于它的阻抗是8欧，最小谐振频率(fo)，即响应频率是250±50赫，功率输出是3.0到5.0瓦，在20到20千赫的音频范围的约大于200赫范围中输出约80到90分贝的声音。
10.根据权利要求7-9任何一项的制造扬声器的方法。
全文摘要
一种扬声器和制造它的方法。所述扬声器包括固定到框架侧表面上并连接电信号的端子板，防止外来物进入磁路的间隙中的灰尘盖，在锥形纸盆的圆周上形成的边缘，和垫圈，它的作用是在固定所述扬声器的框架和盖中，防止所述框架和盖与金属件的谐振，并防止由于锥形纸盆的振动造成所述边缘和所述锥形纸盆分层和分离。所述阻尼器最大程度地被加大了尺寸，从而使得经由所述阻尼器输出声的振幅最大，并衰减低波段分量。所述阻尼器连接到所述音圈的上表面和所述框架的上表面。从而，在小于Φ45毫米的尺寸的扬声器的情况下，最小谐振频率能够被衰减到小于300赫。本发明的扬声器可以用于各种电气装置，满足结构紧凑和小型化的趋向。
文档编号H04R9/00GK1438820SQ02120280
公开日2003年8月27日 申请日期2002年5月21日 优先权日2002年2月15日
发明者洪河龙 申请人:三星电机株式会社