CN1275497C - 平面型音响变换装置 - Google Patents
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Abstract
形成为扁平四角形状的永磁体m18,m28,m38的每一个以其磁极面朝向上方来接近或接触地配置在磁轭20上,使得不同磁性的磁极面交替配置。磁轭20上面侧配置振动膜26,以便相对永磁体的磁极面平行。振动膜26上配置着卷绕成螺旋形且配置在振动膜的表里两面上的线圈对L18,L28,L38,以与永磁体m18,m28,m38的每一个相对应。各线圈对L18,L28,L38卷绕成螺旋形,成为与永磁体m18,m28,m38的各个磁极面的外缘大致相似的形状,从包括与磁极面的中心对应的部位的区域向外侧分别放置螺旋的内周,并且配置成外周彼此不重叠。由于永磁体接近接触来配置,使得在磁轭上彼此相邻,故向着与振动膜面大致平行的方向的磁力线为最大值,向着与振动膜面大致平行方向的磁力线与各个线圈对交链,线圈中流过电流时,电流从磁场接受的力的方向成为与振动膜面大致正交的方向,沿着振动膜面的方向的力变得非常小,从而减小杂音成分、提高音质。
Description
【技术领域】
本发明涉及平面型音响变换装置,尤其涉及可用作平面型扬声器、平面型话筒、可作为话筒使用的平面型扬声器等的平面型音响变换装置。
【背景技术】
图1表示现有的平面型扬声器的基本结构。该平面型扬声器具有:并列配置在磁轭4上的多个棒状磁体1、接近并与这些棒状磁体1的磁极面平行设置的振动膜2、分别形成在振动膜面上与棒状磁体的磁极面对应的位置上以在与由棒状磁体1产生的磁场正交的方向上流过电流的多个线圈3。各个线圈3,线圈的内周侧的大部分配置在与棒状磁体的磁极面相对的位置上,并且剩余部分配置在比与棒状磁体的外缘对应的位置向更外侧。振动膜通过固定部件固定振动膜的周缘,以能够与线圈一起振动。并且,通过在各个线圈3中流过交流电流,根据法拉弟左手定则流过各个线圈3的电流从棒状磁体的磁场受力,从而使振动膜2与通电的线圈一起在与振动膜面正交的方向上振动,从而将电信号变换为音响信号。
通过使振动膜2在与振动膜面正交的方向上振动,根据法拉弟右手定则将音响信号变换为电信号,可用作麦克风。
但是,上述现有的平面型扬声器中,与棒状磁体的磁极面相对的位置上配置线圈的大部分,从而使配置在与棒状磁体的磁极面相对的位置上的线圈部分与振动膜面正交的方向的磁场发生作用。因此,流过该线圈部分的电流从磁场受到的力是沿着振动膜面的方向的。沿着该振动膜面方向的力在振动膜上产生畸变,对音响信号而言,成为杂音成分,从而出现音质降低的问题。
由于将多个棒状磁体配置成纵向平行,与各线圈的磁场交链的部分的长度为棒状磁体的长边和线圈匝数之积的2倍左右,与线圈磁场交链部分相对振动膜面积的占有面积比例低,因此,音响变换效率变差,出现不仅得不到充分的音量,而且还得不到充分的音质的问题。
扬声器的形状由棒状磁体的长度和棒状磁体的配置个数确定,扬声器形状设计自由度有限,而且由于沿着棒状磁体的纵向对每个棒状磁体配置线圈,因此,具有在将扬声器的阻抗值设置到适当值方面欠灵活的问题。
而且,上述现有的平面型扬声器中,从振动膜到棒状磁体的磁极面的距离和从振动膜到磁轭的棒状磁体配置间隙的距离差别仅为棒状磁体厚度,因此,在从振动膜产生的后磁极面以及从各个磁轭反射到达振动膜的声音中产生相位差。从而,振动膜随对应该相位差的声压分布而畸变,对音响信号而言,成为杂音成分,出现音质降低的问题。
为解决该问题,考虑在振动膜与磁极面之间填充海绵等柔性材料,但振动膜的振动受到该柔性材料的妨碍,尤其降低了低音域的音质。
由于将多个棒状磁体配置成纵向平行,与各线圈的磁场交链部分的长度为棒状磁体的长边与线圈匝数之积的2倍左右,与线圈磁场交链部分相对振动膜面积的占有面积比例降低,因此音响变换效率变差,出现不仅得不到充分的音量,而且还得不到充分的音质的问题。
扬声器的形状由棒状磁体的长度和棒状磁体的配置个数确定,扬声器形状设计自由度有限,而且由于沿着棒状磁体的纵向对每个棒状磁体配置线圈,因此,具有在将扬声器的阻抗值设置到适当值方面欠灵活的问题。
而且,上述现有的平面型扬声器中,振动膜接近棒状磁体的磁极面配置,振动膜与磁极面之间产生间隙,出现使得平面型扬声器自身变厚的问题。
上述现有的平面型扬声器的形状变大变细长时,振动膜产生松弛,该振动膜与磁轭不再平行。因此,从振动膜上各点到磁轭或棒状磁体的磁极面的距离不同。结果,由磁轭等反射再次返回到振动膜的反射声音出现相位差,振动膜随该声压分布出现畸变,出现产生杂音、音质降低的问题。
本发明为解决上述问题而作出,第一目的是提供一种平面型音响变换装置,减少振动膜的畸变并减少杂音成分。
本发明的第二目的是提供一种平面型音响变换装置,加长与线圈磁场交链的部分的长度,提高振动膜面上线圈的占有面积比例,提高音响变换效率,再进一步提高音质。
本发明的第三目的是提供一种平面型音响变换装置,加长与线圈磁场交链的部分的长度,提高振动膜面上线圈的占有面积比例,提高音响变换效率,再进一步提高音质。
本发明为解决上述问题而作出,其第四目的是提供一种厚度更薄的平面型音响变换装置。
本发明为解决上述问题而作出,其第五目的是提供一种平面型扬声器装置,不论振动膜形状如何,都能始终输出优质的声音。
【发明公开】
为实现上述目的,第一发明的平面型音响变换装置,包括:配置成第一磁极面与规定面大致平行的第一磁体;与所述第一磁体间隔规定距离设置的第二磁体,使得与所述第一磁极面的极性不同的第二磁极面相对所述规定面大致平行,并且朝向与所述第一磁体的第一磁极面相同的侧;配置成与所述第一磁极面和第二磁极面相对的振动部件;形成螺旋状,同时配置成在夹持住所述振动部件的与所述第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周的第一线圈;形成螺旋状,同时配置成在夹持住所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周的第二线圈。
第一发明的第一磁体配置成第一极性(例如N极)的第一磁极面与规定面大致平行。第二磁体与所述第一磁体间隔规定距离来设置,使得与第一极性不同的第二极性(例如S极)的第二磁极面相对规定面大致平行,并且朝向与第一磁体的第一磁极面相同的侧。第一磁体和第二磁体可配置在规定面上,但也可用框体等支持外周来配置。由振动膜或振动板构成的振动部件配置成与该规定面相对。整个发明中,振动部件由振动膜或振动板构成。
在按规定间隔分开配置第一磁体和第二磁体的情况下,效果是将第一线圈配置成在夹持住振动部件的与第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,同时,将第二线圈配置成在夹持住振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周。
在该振动部件上配置形成为螺旋状的第一线圈和第二线圈。第一线圈配置在振动部件的与第一磁极面对应的部位上以使磁力线交链。第二线圈与第一线圈同样,也配置在振动部件的与第二磁极面对应的部位上以使磁力线交链。
由此,从各磁体产生的磁力线从第一磁极面朝向第二磁极面或从第二磁极面朝向第一磁极面,从而第一磁极面和第二磁极面之间的区域的磁力线,及第一磁体和第二磁体之间的区域的磁力线朝向与振动部件面大致平行的方向。
在振动部件的第一磁极面和第二磁极面一侧上与振动部件一起配置柔性空气层形成部件以形成规定厚度的空气层。通过配置空气层形成部件,从振动部件产生的声音由空气层形成部件反射,再度到达振动部件,但在振动部件与空气层形成部件之间形成规定厚度的空气层,从而在反射声音中不产生相位差,因此,振动部件不产生畸变,音质良好。
即使在接触配置第一磁体和第二磁体时,来自磁极面的反射声音中不产生相位差,反射声音中不产生失真,但磁体自身的硬度高,从而反射率变高、反射声音变高。本发明中,配置柔性空气层形成部件,使得可降低反射声音。
这样,第一线圈和第二线圈的每一个被配置成在与振动部件的第一磁极面和第二磁极面对应的部位上交链,或如上说明那样,第一磁体和第二磁体之间的区域的磁力线朝向与振动部件面大致平行的方向,从而从第一线圈的与第二线圈相接的内周跨到外周的部分以及从第二线圈的与第一线圈相接的内周跨到外周的部分中作用着朝向与振动部件面大致平行的方向的磁力线。
因此,第一线圈和第二线圈中流过电流时,电流从磁场受力的方向成为与振动部件面大致正交的方向,沿着振动部件面的方向的力减小,因此,可减小杂音成分,提高音质。
若将振动部件配置成接近并面对第一磁极面和第二磁极面,则作用在与第一线圈和第二线圈之间相交链接的部分上的朝向与振动部件面大致平行的方向的磁力线增多,从而更好。
通过在第一线圈的与第二线圈相接的部分以及第二线圈的与第一线圈相接的部分中流过相同方向的电流,流过从第一线圈的与第二线圈相接的内周跨到外周的部分以及从第二线圈的与第一线圈相接的内周跨到外周的部分的每一个中的电流从磁场受力的方向相同,从而可产生大音量的音响信号。
在各线圈中流过相同方向的电流,可以是独立地在各线圈中流过电流,但如下面说明那样,可在第一线圈的与第二线圈相接的部分以及第二线圈的与第一线圈相接的部分中流过相同方向的电流。即,第一线圈和第二线圈的卷绕方向从外周向内周为相同方向时,如图2A和图2B所示,在第一线圈L1和第二线圈L2之间作连接或在第一线圈L1和所述第二线圈L2的外周之间作连接。
在第一线圈和第二线圈的卷绕方向从外周向内周而彼此不同时,如图3A和图3B所示,连接第一线圈L1和第二线圈L2之一的内周侧和另一个的外周侧或如图3C所示,在第一线圈L1和第二线圈L2的内周侧之间作连接以及在外周侧之间作连接。
第二发明的平面型音响变换装置包括:配置成第一磁极面与规定面大致平行的第一磁体;与所述第一磁体间隔规定距离设置的第二磁体,使得与所述第一磁极面的极性不同的第二磁极面相对所述规定面大致平行,并且朝向与所述第一磁体的第一磁极面相同的侧;配置成与所述规定面相对的振动部件;形成螺旋状,同时配置成在夹持住所述振动部件的与第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周的第一线圈;形成与所述第一线圈相反方向的螺旋状的同时,配置成在夹持住所述振动部件的与所述第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,配置在所述振动部件的与所述第一线圈重叠的位置上、且内周端与所述第一线圈的内周端连接的第二线圈;形成与所述第二线圈相同方向的螺旋状的同时,配置成在夹持住所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,配置在所述振动部件上,且外周端与所述第二线圈的外周端连接的第三线圈;形成与所述第一线圈相同方向的螺旋状的同时,配置成在夹持住所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,并且配置在所述振动部件的与所述第三线圈重叠的位置上、内周端与所述第三线圈的内周端连接的第四线圈。
在第二发明中,所述第一线圈配置在所述振动部件的一面上,所述第二线圈配置在所述振动部件的另一面上并且内周端贯通所述振动部件与所述第一线圈的内周端连接,所述第三线圈配置在所述振动部件的所述另一面上,所述第四线圈配置在所述振动部件的所述一面上并且内周端贯通所述振动部件与所述第三线圈的内周端连接。这样,通过在振动部件两面上配置线圈,可有效利用振动部件。
使第一线圈的内周端和第二线圈的内周端连接,同时使第三线圈的内周端和第四线圈的内周端连接,用外周端连接第二线圈和第三线圈,从而可用连续的一根线形成线圈。
在第二发明中,将第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈作为一个线圈组,将相邻的线圈组的第一线圈的外周端与第四线圈的外周端连接,这样,可配置多个这样的线圈组。此时,在同一面上配置的相邻的线圈组的线圈之间流过相同方向的电流,因此,可提高效率,同时极大地降低杂音等的产生。
可在线圈的厚度方向上层叠排列多个上述的线圈组。
在接触配置第一磁体和第二磁体时,效果是将第一线圈和第二线圈配置成从包含所述振动部件的与所述磁极面的中心对应的部位的区域向外侧分别设置螺旋的内周,并且不与外周相互重叠,即将所述第一线圈配置在从所述振动部件的与所述第一磁极面的外缘对应的部位到在与所述第一磁极面的中心对应的部位的方向上离开规定距离的部位之间的区域中,同时,将所述第二线圈配置在从所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位到在与所述第二磁极面的中心对应的部位的方向上离开规定距离的部位之间的区域中。
上述各发明,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。通过这样配置,将多个第一磁体和多个第二磁体配置成矩阵状。配置成矩阵状时,对应于配置的第一磁体和第二磁体的每一个来配置第一和第二线圈或第一~第四线圈。
如上所述,通过将多个第一磁体和多个第二磁体配置成矩阵状,与并排配置棒状磁体的情况相比,可配置更多的磁体。线圈个数与磁体个数相同或是磁体个数的多倍来配置,使得与线圈的磁力线交链的部分的长度总和加长,提高振动部件面上的线圈的占有面积的比率,提高音响变换效率,而且进一步提高音质。
如上所述,将多个第一磁体和多个第二磁体配置成矩阵状时,如上所述,如图2A,2B和图3A,3B,3C所示连接第一线圈L1和第二线圈L2。
另外,配置多个第一磁体和多个第二磁体时,如图2A,2B和图3A,3B,3C所示,以串联连接的第一线圈和第二线圈构成的线圈组为一个单位,如图3C所示,可并联连接。
如上所述,通过串联或并联或串联与并联混合地连接多个线圈,可适当设置平面型扬声器的阻抗。这样自由连接线圈,对于一个线圈而言或连接多个线圈,形成一个线圈组。因此,在平面型扬声器内配置多个线圈组,将各个信号源连接于该线圈组,使得1台平面型扬声器产生多声道音源或立体声音源。当然,可将所有线圈组连接于单一信号源。
第一磁体和所述第二磁体至少之一的形状是多种形状。此时,第一线圈和第二线圈形成卷绕的形状,与第一磁体和第二磁体的外形相似。磁体的形状为多种时,配合平面型音响变换装置的形状来配置第一磁体和第二磁体,从而适用于任何形状的平面型音响变换装置,增加整个音响变换装置的形状设计自由度。
上述磁体和线圈的形状除四角形状外,还可以是三角形、五角形、六角形、其他多角形、圆形、椭圆形、以及不定形等自由形状。例如,如图4所示接近或接触或隔开规定距离地将三角形、四角形以及其他多角形的磁体m配置成矩阵形。通过在振动部件面上与各磁体对应地来配置螺旋状的线圈L1,使得沿着各磁体之间的排列方向并且沿着振动部件面的方向的磁力线正交,可自由设计整个音响变换装置的形状,可构成外形与目前的形状不同的音响变换装置,可柔和地设定阻抗。
通过组合这样的形状和排列,与并排多个棒状磁体的情况相比,配置多个磁极面小的磁体,增加围绕各磁体周围的线圈的占有面积,与使用棒状磁体的情况相比,对振动部件的驱动力增加且均匀化。因此,电信号向音响信号的变换效率提高,音质也提高。
如图5所示,将正三角形的磁体接近、接触或隔开规定距离设置成正三角形状,构成作为外形为正三角形状的音响变换装置的扬声器的情况下,从扬声器的各边反射的音波不相互干涉,从而尤其提高音质。三角形状不限于上述正三角形状,可以是直角三角形状。
上述第一磁体和第二磁体可配置在磁性体构成的板状部件上。通过在磁性体构成的板状部件上配置磁体,将板状部件用作磁路,几乎所有的磁力线都通过该磁路内,***漏到外部,从而,第一磁极面和第二磁极面侧上产生密度高的磁力线,由此,可产生大音量的音响信号。此时,通过使磁性体周缘向磁体配置方向弯曲,以与磁体配置面成一角度,使得从N极出来的磁力线从弯曲部通过磁体配置面进入S极,没有磁力线从侧面泄漏到外部,可进一步高效地磁屏蔽。
若通过夹持振动部件在板状部件的相反一侧上配置由磁性体构成的第二板状部件,则磁力线通过第二板状部件内,能够防止磁力线泄漏到外部。此时,最好是这些板状部件至少之一上穿设用于通过声音的至少一个孔。
本发明中,流过线圈的电流从磁场受力使得振动部件振动,但配置振动部件的同一线圈组的部位不一体振动时,得不到大的音响输出,或声音失真,产生杂音。因此,配置线圈的配置部分的振动部件的硬度最好较高。另一方面,作为振动部件整体,由于与振动部件面正交的方向上必须能够自由振动,因此应使配置振动部件的线圈的配置部分以外的部分的硬度较低,振动部件的线圈配置部分在与振动部件的面正交的方向上容易移动。因此,本发明中,振动部件的配置第一线圈和第二线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。这样,支持配置部分周围的振动部件的部分的硬度降低,从而可有效地使振动部件振动。
线圈配置部分的硬度高的振动部件结构向振动部件的线圈配置部分施加涂层,使得其比线圈配置部分的周围的振动部件的硬度高,将线圈配置在振动部件的线圈配置部分的同时,将配置线圈的振动部件贴合在比该振动部件硬度低的其他振动部件上,使线圈配置部分的硬度比线圈配置部分的周围的部分的硬度高。
振动部件的配置线圈的配置部分与支持部件的支持部分之间设置包围线圈配置部分的弹性部分时,线圈配置部分整体可在与振动部件面垂直的方向上平行移动,因此,更高效地使振动部件振动。
本发明中,如图6A和图6B所示,相邻的磁体m的极性相反地配置时,相邻的磁体之间的磁力线从N极向2个S极,因此磁体与磁体之间的区域的磁力线朝向与振动部件面大致平行的方向。但是,即使相邻的磁体的极性相同或如图7所示彼此相反,排列成部分极性相同的磁极面之间相邻的情况下,这些N极的中间部分是磁力线方向反转的地方。因此,线圈的电流方向反转的位置要精确地设计,这不实用。如图8所示,例如,将奇数个三角形的磁体m配置成环状时,可以组合成相邻的磁体的极性一致,此时,极性一致的2个磁体之间磁力线方向反转,因此不实用。从而,如图6A和图6B所示,相邻的磁体之间的配置不偏离最好。
如上说明,根据各个发明,配置第一磁体和第二磁体来与规定面相邻,使得不同极性的磁极面朝向相同方向,从而朝向与振动部件面大致平行的方向的磁力线成为最大值,或将第一线圈和第二线圈配置成磁力线交链,使得朝向与振动部件面大致平行的方向的磁力线与第一线圈和第二线圈交链,在第一线圈和第二线圈中流过电流时,电流从磁场受力的方向为大致与振动部件面正交的方向,沿着振动部件面的方向的力变得非常小,从而实现降低杂音成分、提高音质的效果。
在有柔性空气层的情况下,配置第一磁体和第二磁体来与规定面相邻,使得不同极性的磁极面朝向相同方向,从而磁力线向着与振动部件面大致平行的方向,或者将第一线圈和第二线圈配置成磁力线交链,使得朝向与振动部件面大致平行的方向的磁力线与第一线圈和第二线圈交链,在第一线圈和第二线圈中流过电流时,电流从磁场受力的方向为大致与振动部件面正交的方向,沿着振动部件面的方向的力变得非常小,通过柔性空气层形成部件使反射向振动部件方向的声音的相位相同,从而实现降低杂音成分、提高音质的效果。
上述各发明中,多个第一磁体和多个第二磁体接近或接触配置成矩阵状时,与将棒状磁体并排配置的情况相比可配置更多的磁体,线圈个数也与磁体个数相同或是其若干倍,因此与线圈的磁力线交链的部分的长度总和加长,实现提高振动部件面上的线圈占有面积的比率,提高音响变换效率,而且进一步提高音质的效果。
并且,第一磁体和第二磁体的至少之一的形状为多种形状,则可配合平面型扬声器的形状来配置第一磁体和第二磁体,从而适合于任何形状的平面型扬声器,得到增加扬声器整体的形状设计自由度的效果。
上述各发明中,就将平面型音响变换装置用作扬声器的情况作了说明,但可用作振动致动器使用,用来使振动膜振动,在导体和线圈中产生感应电流,使话筒、平面型音响变换装置以外的一般音响变换装置或可振动部件振动。
根据各个发明,将第一磁体和第二磁体隔开规定距离或接触地固定在振动体上或夹持在振动体和夹持体之间来使得不同的磁极面朝向相同的方向,从而使厚度更薄。磁力线朝向与振动部件面大致平行的方向,朝向与振动部件面大致平行的方向的磁力线与第一线圈和第二线圈交链,在第一线圈和第二线圈中流过电流时,电流从磁场受力的方向变为与振动部件面大致正交的方向,沿着振动部件面的方向的力非常小,得到降低杂音成分、提高音质的效果。
将多个第一磁体和多个第二磁体隔开规定距离或接触配置成矩阵状时,与将棒状磁体并排配置的情况相比可配置更多的磁体,线圈个数也与磁体个数相同或是其若干倍,因此与线圈的磁力线交链的部分的长度总和加长,实现提高振动部件面上的线圈占有面积的比率,提高音响变换效率,而且进一步提高音质的效果。
并且,第一磁体和第二磁体的至少之一的形状为多种形状,则可配合平面型扬声器的形状来配置第一磁体和第二磁体,从而适合于任何形状的平面型扬声器,得到增加扬声器整体的形状设计自由度的效果。
上述发明中,将磁体安装在振动体上时,振动体与磁体之间***非磁性体的柔性部件更好。
【附图的简要说明】
图1是表示现有的平面型扬声器的分解透视图;
图2A和2B是表示本发明的线圈卷绕方向相同时的第一线圈和第二线圈的连接状态的说明图;
图3A,3B和3C是表示本发明的线圈卷绕方向不同时的第一线圈和第二线圈的连接状态的说明图;
图4是表示配置成相邻的永磁体的磁极面的极性彼此不同的磁体的配置状态的平面图;
图5是表示按规则配置成相邻的永磁体的磁极面的极性彼此不同的磁体的配置状态的平面图;
图6A和6B是表示本发明的相邻磁体之间不产生偏离的情况的磁体的配置状态例的平面图;
图7是表示本发明的相邻磁体之间产生偏离的情况的磁体的配置状态的平面图;
图8是表示将奇数个磁体排列成环状的磁体的配置状态的平面图;
图9是表示本发明的第一实施例的分解透视图;
图10是表示在上述第一实施例的振动膜的与永磁体外缘部对应的部位的外侧上配置的螺旋状线圈的部分透视图;
图11是表示本发明的第二实施例的分解透视图;
图12是表示上述第二实施例的线圈连接状态的平面图;
图13是表示在上述第二实施例的振动膜的表里两面上放置的线圈的连接状态的说明图;
图14是沿着通过上述第二实施例的永磁体m18~m38的平面的剖面图;
图15是表示通过固定振动膜的其他例子的线圈对L11~L31的平面的剖面图;
图16是表示在板状部件上设置磁性体构成的与永磁体高度大致相同的周壁的变形例的剖面图;
图17是表示本发明的第三实施例的分解透视图;
图18是表示本发明的第三实施例的分解图;
图19是表示上述第三实施例的线圈连接状态的平面图;
图20是表示本发明的第三实施例的部分剖面图;
图21是表示本发明的第四实施例的剖面图;
图22A是表示测定图23的磁力线分布的永磁体的配置状态的平面图,图22B是图22A的剖面图;
图23A是表示无间隙地配置永磁体时的磁力线分布的曲线,图23B是表示对应于图23A的磁力线分布的线圈的配置位置的说明图;
图24A是表示测定图25的磁力线分布的永磁体的配置状态的平面图,图24B是图25A的剖面图;
图25A是表示隔开间隙来配置永磁体时的磁力线分布的曲线,图25B是表示对应于图25A的磁力线分布的线圈的配置位置的说明图;
图26是表示本发明的第五实施例的分解透视图;
图27是表示本发明的第六实施例的分解透视图;
图28是表示沿着通过上述第六实施例的永磁体m18~m38的平面的剖面图;
图29是表示本发明的第七实施例的分解透视图;
图30是表示本发明的第七实施例的部分剖面图;
图31是表示第七实施例的变形例的部分剖面图;
图32是表示本发明的第八实施例的分解透视图;
图33是表示第八实施例剖面图;
图34是表示流过第八实施例的线圈的电流受力的方向的简图;
图35是表示本发明的第九实施例的分解透视图;
图36是表示沿着通过上述第九实施例的永磁体m18~m38的平面的剖面图;
图37是表示隔开规定距离配置永磁体的变形例的剖面图;
图38是表示永磁体组的变形例的剖面图;
图39是本发明的实施例的平面型扬声器单元的分解透视图;
图40是第十实施例的主要剖面图;
图41A~41C是第十实施例的边缘部件的制造方法;
图42是表示边缘的另一例子的透视图;
图43是表示边缘的再一例子的透视图;
图44是表示振动膜的其他例子的剖面图;
图45是第十一实施例的剖面图;
图46是第十一实施例的第一基板的平面图;
图47是配置第十一实施例的导线的第二基板的平面图。
【发明的最佳实施例】
下面参考附图详细说明将本发明适用于扬声器的实施例。
(第一实施例)
第一实施例的平面型扬声器单元如图9所示具有磁性体构成的矩形的板状部件所形成的磁轭20。磁轭20的上角部之一上通过粘合剂粘合而配置着扁平的三角形的永磁体M11,其S极的磁极面朝上,斜边向着角部方向。作为永磁体,可使用铁氧体系列磁体和钕系列磁体。
沿着磁轭20的长边方向与永磁体M11相邻的部位上配置着扁平的四角形状的永磁体M12,其N极的磁极面朝向上方,并且1个侧面与永磁体M11的侧面相接。
沿着磁轭20的长边方向与永磁体M12相邻的部位上配置着S极的磁极面朝向上方的扁平的且为四角形状的永磁体M13,与永磁体M13相邻的部位上配置着N极的磁极面朝向上方的扁平的三角形的永磁体M14,每一侧面与相邻的永磁体相接。
沿着磁轭20的永磁体M11,M12,M13,M14的每一个的短边方向的相邻部位上配置3个永磁体,极性不同的磁极面交替设置,并且1个侧面与相邻的永磁体接触。各永磁体M11~M34是扁平的并且表面两面平行,因此各磁极面与磁轭20的上面平行,朝向相同方向配置。
上述结果是混合三角形和四角形形状的12个永磁体在4个角部上放置三角形的永磁体,并且无间隙地配置成相邻的永磁体的极性之间彼此不同的矩阵状。这样,相邻的永磁体的极性之间彼此不同地来无间隙地配置,使得在相邻的永磁体之间与振动膜面大致平行的方向的磁力线最大。
朝向上方的磁极面为第一极性的永磁体Mij(其中i=1,3时,j=1,3,而i=2时j=2,4)与本发明的第一磁体和第二磁体之一相当时,朝向上方的磁极面为第二极性的永磁体Mij(其中i=1,3时,j=2,4,而i=2时j=1,3)与本发明的第一磁体和第二磁体另一个相当。因此,沿着磁轭一边极性不同的磁极面交替朝向上方来排列的多个磁体所构成的磁体列被并排排列多列,使得沿着磁轭的另一边极性不同的磁极面交替设置。
磁轭20上面上配置厚度比永磁体厚度厚的框状的间隔物16,使得开口部内放置所有永磁体。
间隔物16与永磁体的磁极面,从而与磁轭的上面平行并且在膜面上施加规定的张力,膜面与永磁体的磁极面接近且相对地来将振动膜26的膜面的周边部分固定在间隔物16的上面上。振动膜26由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等高分子膜构成。振动膜26的中央部分通过涂覆陶瓷、抗蚀剂(例如环氧系)设置硬度高的8角形的线圈配置部分。因此,振动膜26的线圈配置部分周围比线圈配置部分硬度低,振动膜26通过硬度低的部分被固定在间隔物16的上面。
振动膜26的线圈配置部分的一面上对应各个永磁体M11~M34配置卷绕成螺旋状的线圈C11~C34。各线圈C11~C34形状与各个永磁体M11~M34的磁极面外缘相似,对应于相同极性的磁极面的线圈从外周向内周为相同卷绕方向。
即,与三角形的永磁体对应的线圈C11,C14,C31,C34卷绕成三角形,与四角形的永磁体对应的线圈C12,C13,C21~C24,C32,C33卷绕成四角形。
这样的线圈可通过在振动膜26的线圈配置部分上蒸镀铜薄膜,将该铜薄膜蚀刻成平面形状为螺旋形而构成音圈。替代蒸镀铜薄膜,可压合或接合铜箔或层叠铜镀层来形成线圈。并且用绝缘材料覆盖各线圈。
线圈C12如图10所示,螺旋的外周,即线圈的外周C0位于与振动膜26上的与磁极面的外缘对应的部位一致的区域中,并且如图9所示,螺旋的外周部,即线圈的外周部配置成相互不重叠。其他的线圈也与线圈C12一样,将线圈的外周放置在与振动膜上的磁极面的外缘所对应的部位一致的区域中,并且线圈的外周部配置成相互不重叠。这样,各线圈C11~C34配置成与振动膜的磁极面相对的部位的外缘上放置外周。包含与振动膜的磁极面中心对应的部分的规定的区域的磁力线大小很小,该区域中不配置线圈时,振动膜的重量可减小。
之后,与永磁体列方向相邻的线圈的外周侧和内周侧连接起来,形成顺序串联连接线圈C34~C31的线圈列、顺序串联连接线圈C21~C24的线圈列以及顺序串联连接线圈C14~C11的线圈列。这些线圈列再顺序串联连接起来。
上述固定了多个永磁体的磁轭20以及固定配置了多个线圈的振动膜26的间隔物组成平面型扬声器单元。
这样,如上所述在配置成接近永磁体的磁极面并与之平行的振动膜上配置线圈,使得与各线圈相接的部分中交链沿着振动膜面的方向的磁力线,另一方面,也交链与振动膜面垂直的方向的磁力线,但该磁力线产生的力小,在线圈的对称位置中作用在相反方向而抵消。因此,从串联连接在平面型扬声器单元的线圈组的一端向另一端流过电流时,相邻的线圈的相接部分之间流过相同方向的电流,相邻的线圈的相接部分中流过的电流从磁场受到与振动膜面正交的相同方向的力。其结果,振动膜几乎不受到沿着振动膜面方向的力,在与膜面正交的方向上振动,因此使杂音成分极小,可提高音质。上述实施例中,振动膜的线圈配置部分涂覆陶瓷,从而涂覆陶瓷的部分一体振动,声音也没有失真,可输出大的声音。
本实施例中,将多个永磁体配置在现有的棒状磁体的纵向,即本实施例的列方向上,振动膜的与永磁体对应的部分上配置多个线圈,因此多个永磁体的外缘部分的总长比棒状磁体的外缘长度长,与磁力线交链的线圈部分的整个长度比使用棒状磁体时长。由此,与并排配置多个棒状磁体的情况相比,围绕各个磁体周围的线圈的占有面积的比率提高,并且有效磁力线比原来多,从而电信号向声音信号变换的效率上升,可提高音质。
而且,作为永磁体和线圈,混合配置三角形和四角形的形状的永磁体和线圈,因此,扬声器的形状可形成与原来不同的形状。
(第二实施例)
接着参考图11说明第二实施例。第二实施例具有用磁性体构成且由周缘部上穿设多个孔20A的矩形的板状部件构成的磁轭20,磁轭20的孔20A包围的部位上形成用于固定永磁体的磁体固定部。
磁体固定部上使磁极面朝向上方通过接合无间隙地固定配置扁平的且形成为三角形状的每一个永磁体m11~m38,使得不同极性的磁极面交替配置,并且侧面与相邻的永磁体接触。即,永磁体Mij(其中i=1,3时,j=1,3,5,7,而i=2时j=2,4,6,8)的S极的磁极面朝向上方来固定配置,永磁体Mij(其中i=1,3时,j=2,4,6,8,而i=2时j=1,3,5,7)的N极的磁极面朝向上方来固定配置。各永磁体也可固定成S极和N极互逆。
磁轭20的上面侧上振动膜26与磁极面接近配置,使得与永磁体的磁极面,从而与磁轭的上面平行。振动膜26与第一实施例一样,由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等高分子膜构成,通过涂覆陶瓷在中央部分设置配置了线圈的矩形的硬度高的线圈配置部分。从而,该线圈配置部分周围全都比线圈配置部分硬度低。
振动膜26通过振动膜的硬度低的整个周围部分被固定在框体24上,从而与框体24固定。框体24的开口大小比包含磁轭上固定的全部永磁体的大小大一些。
振动膜26的线圈配置部分上对应各个永磁体m11~m38配置卷绕成螺旋状并且配置在线圈配置部分的表里两面上的1对线圈构成的线圈对L11~L38。各线圈对L11~L38卷绕成形状与各个永磁体m11~m38的外缘相似,放置在和与作为螺旋外周的线圈外周与振动膜上的磁极面的外缘对应的部位一致的区域中,并且配置成作为螺旋的外周部的线圈外周部彼此不重叠。
这样的线圈与第一实施例一样,振动膜26的线圈配置部分通过压接或接合铜薄膜,将该铜薄膜蚀刻成平面形状为螺旋形而构成。并且用绝缘材料覆盖各线圈。
振动膜26和多个磁极面之间夹持无纺布、海绵、玻璃棉或发泡尿烷等软质材料22,以防止通过振动膜振动线圈与磁极面接触。
振动膜26的上面侧上与磁轭20一样配置用磁性体构成且将多个孔20A穿设成矩阵状的矩形的板状部件构成的磁屏蔽部件28。
如图12所示,线圈对L11~L38串联连接多个(本实施例中为4个)线圈对而构成多个(本实施例中为6个)线圈组G1~G6。该线圈组G1~G6并联连接。
参考图13说明线圈组G1~G6的卷绕方向和连接状态。各线圈的卷绕方向以及连接状态相同,因此下面对在振动膜长边方向上相邻的串联连接的1对线圈对进行说明,其他线圈对的卷绕方向和连接状态的说明从略。在一个线圈对的线圈配置部分的表面上配置的线圈(与使用第一~第四线圈的发明的第一线圈对相当)为LA1、以在线圈配置部分的里面上配置的线圈(与使用第一~第四线圈的发明的第二线圈对相当)为LB1,在另一个线圈对的线圈配置部分的表面上配置的线圈(与使用第一~第四线圈的发明的第四线圈对相当)为LA2、以在线圈配置部分的里面上配置的线圈(与使用第一~第四线圈的发明的第三线圈对相当)为LB2来说明。各线圈的卷绕方向是从整个振动膜的表面侧看去的方向。
线圈LA1从外周向内周按顺时针方向卷绕形成,线圈LB1从内周向外周按顺时针方向卷绕形成,线圈LB2从外周向内周按逆时针方向卷绕形成,线圈LA2从内周向外周按逆时针方向卷绕形成。因此在线圈配置部分的一个面上配置的线圈的卷绕方向从内周向外周(或从外周向内周)是相同方向。
线圈LA1的内周端部从表面向里面垂直贯通振动膜26的线圈配置部分与线圈LB1的内周端部连接。线圈LB1的外周端部沿着线圈配置部分的里面延伸并连接于线圈LB2的外周端部。线圈LB2的内周端部从里面向表面垂直贯通振动膜26的线圈配置部分与线圈LA2的内周端部连接。并且,线圈LA2的外周端部沿着线圈配置部分延伸并与未示出的相邻的线圈的外周端部连接。
各线圈组的线圈之间通过反复上述说明的卷绕方向和连接状态而串联连接。
从串联连接的线圈组的线圈LA1的外周端部流过电流I时,在图13所示的箭头方向上流过电流I,因此从线圈LA1、LA2之间相接的内周跨过外周的部分以及从线圈LB1、LB2之间相接的内周跨过外周的部分中流过同向电流。
相邻的线圈组,即线圈组G1和线圈组G2、线圈组G2和线圈组G3、线圈组G4和线圈组G5、线圈组G5和线圈组G6的卷绕方向形成为彼此互逆。
上述固定多个永磁体的磁轭20、软质材料22、固定配置了多个线圈的振动膜26的框体24以及磁屏蔽部件28组合成平面型扬声器单元,以未示出的支持部件支持周缘使得在磁轭20与磁屏蔽部件28之间夹持软质材料22、固定配置了多个线圈的振动膜26的框体24。
图14表示省略了上述组装的平面型扬声器单元的软质材料的剖面图。相邻的永磁体m18和永磁体m28、相邻的永磁体m28和永磁体m38无间隙地配置成侧面与相邻的永磁体相接,其上方侧的磁极面为不同极性并且朝着相同方向。因此,从各永磁体产生的磁力线从N极的磁极面朝向S极的磁极面,相邻的永磁体之间的区域的磁力线朝向与振动膜面大致平行的方向,尤其是在永磁体的接触部上方为最大。
振动膜的表面和里面上配置线圈对L18,L28,L38,因此各线圈上交链朝向与振动膜面大致平行的方向的磁力线。线圈上流过图13所示方向的电流I时,如图14所示,相邻的线圈的相接的内周跨过外周的部分之间流过相同方向的电流,整个线圈接受相同方向并且与振动膜的膜面垂直的方向的力F,从而振动膜向与膜面垂直的方向移动。因此,通过使表示想要产生的音响的电信号通向线圈,振动膜对应该电信号振动,产生音响信号。图13和14中H表示磁力线的方向。
此时,永磁体的底面侧的磁极面的磁力线如图14所示从N极出来通过磁轭20内的磁路进入到S极,因此产生比上面侧的磁极面密度高的磁力线。由此,即使流过小的振幅的电流,也可高效率地变换成音响信号,减少流向底面侧外部的泄漏磁力线。
如图14所示,到达永磁体上面侧磁极面的屏蔽部件的磁力线从N极出来通过磁屏蔽部件28内的磁路进入到S极,因此减少到外部的泄漏磁力线,进行磁屏蔽。
磁屏蔽部件28上穿设多个孔,使得音响信号通过该孔从平面型扬声器单元输出。音响信号也可从磁轭20中形成的孔输出。
上面描述中,以振动膜26的周围固定在框体24上的例子来说明,但如图15所示,通过在配置了剖面为コ字形状的槽的框体25的槽内在用浸渍了发泡尿烷、合成树脂的布振动膜26的周围的状态下将其容纳进来,也可用框体25夹持振动膜26。
上述各实施例的磁轭20上如图16所示可设置用磁性体形成的并且与从底面20b的周缘向上包围永磁体的与永磁体大致等高的周壁20c。图11所示的角部上设置的永磁体m38具有不与相邻的永磁体接触的2个侧面,但这样的永磁体周围设置用磁性体构成的周壁20c,使得从永磁体m38的N极向周壁20c产生的磁力线与线圈交链。从N极出来的磁力线从周壁20c通过底面20b进入S极,从而没有从侧面到外部的泄漏磁力线,可更有效地磁屏蔽。
上述各实施例的线圈并联或串联或并联串联混合,将电流电阻值设定到规定值。这样可自由连接线圈,使得实现各个音圈的分组,可一体振动各线圈组。
(第三实施例)
接着参考图17和图18说明第三实施例。第三实施例如图17和图18所示,具有用磁性体构成且由周缘部上穿设多个孔20A的矩形的板状部件构成的磁轭20,磁轭20的孔20A包围的部位上形成用于固定永磁体的磁体固定部。磁轭20的四个角上穿设***在外壳上形成的轴毂的轴毂***用小孔20B。
各个磁体固定部上使磁极面朝向上方通过接合等无间隙地固定配置扁平的且形成为四角形状的多个永磁体m的每一个,使得不同极性的磁极面交替配置,并且侧面与相邻的永磁体相接。即,将沿着磁轭20的长方向交替配置N极磁极面朝向上方的永磁体和S极磁极面朝向上方的永磁体而构成的磁体列固定配置多列,使得在磁轭20的宽度方向上N极磁极面朝向上方的永磁体和S极磁极面朝向上方的永磁体交替放置。各永磁体可固定成S极与N极互逆。
磁轭20的上面侧配置振动膜26,使得与永磁体的磁极面,从而与磁轭的上面平行。振动膜26具有配置线圈的线圈配置部12、配置端子的端子配置部分14和连接线圈配置部12与端子配置部分14的连接部18A,18B,18C,整体由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等高分子膜构成。
振动膜26的线圈配置部12上对应各个永磁体m配置多个卷绕成螺旋状并且配置在线圈配置部的表里两面上的1对线圈构成的线圈对L。各线圈对L如图10所示卷绕成螺旋状,形状与各个永磁体m的外缘相似,放置在和与作为螺旋外周的线圈外周与振动膜上的磁极面的外缘对应的部位一致的区域中,并且如图17所示配置成作为螺旋的外周部的线圈外周部彼此不重叠。
如图19所示,各线圈对L串联连接多个(本实施例中为4个)线圈对L而构成多个(本实施例中为9个)线圈组G1~G9。该线圈组G1~G9与图12的线圈组一样并联连接。线圈组G1~G9的卷绕方向和连接状态与图13说明的各线圈的卷绕方向和连接状态相同,说明从略。相邻的线圈组,即线圈组G1和线圈组G2、线圈组G2和线圈组G3、线圈组G4和线圈组G5、线圈组G5和线圈组G6、线圈组G7和线圈组G8、线圈组G8和线圈组G9的卷绕方向形成为彼此互逆。
这样的线圈对的线圈将铜镀膜接合在振动膜26的线圈配置部12上,通过蚀刻将该铜镀膜形成为平面形状为螺旋状。并且各线圈用作为绝缘材料的抗蚀剂覆盖。
振动膜26的端子配置部分14上隔开间隔固定配置正端子16A,负端子16B。正端子16A经设置在连接部18B和18C上的2根布线连接于并联连接的线圈组的一端,负端子16B经设置在连接部18B和18A上的2根布线连接于并联连接的线圈组的另一端。这样,正端子和负端子各自经2根布线连接于线圈组,从而连接部18A或连接部18C上的布线切断时,也可经连接部18B上的布线向线圈组提供电流,使得提高平面型扬声器的动作可靠性。
如图18所示,设置容纳线圈组和振动膜26的树脂制作的外壳30。外壳30通过穿设多个贯通孔30A的底面30B和从底面30B的周缘向上的周壁30C形成在内部具有容纳空间的剖面为コ字状的形状,在周壁30C的各个角上形成轴毂30D。
振动膜26的线圈配置部12和线圈组一起由ウレタン制造的无纺布构成的柔性支持部件10A,10B从表里面侧夹持。这样,线圈配置部12和线圈组由支持部件10A,10B包围并容纳在外壳30内的容纳空间中。并且,配置成固定永磁体的磁轭20从外壳30的周壁30C侧封闭容纳空间。通过轴毂30D***磁轭20的小孔20B并熔接轴毂30D从小孔20B突出的部分,组装成图20所示的平面型扬声器。此时,振动膜的端子配置部分14将磁轭20组装到外壳30中而在压接于支持部件10A,10B之间的状态下被夹持,同时从外壳30露出,以能够与信号源连接。
由此,如图20所示,振动膜26的线圈配置部12可与线圈组一起振动,并且振动膜26的线圈配置部12和线圈组不与外壳的内面接触地支持在外壳内的容纳空间中。
省略如上所述组装的平面型扬声器单元的支持部件的剖面图与图14一样,相邻的永磁体m无间隙地配置成1个侧面与相邻的永磁体相接,其上方侧的磁极面为不同极性并且朝向相同方向。因此,从各永磁体产生的磁力线从N极的磁极面朝向S极的磁极面,相邻的永磁体之间的区域的磁力线朝向与振动膜面大致平行的方向,特别是在永磁体之间的区域为最大。
振动膜的线圈配置部中配置由表面和里面上配置的线圈构成的线圈对L,因此各线圈上交链朝向与振动膜面大致平行方向的磁力线。如图13所示的方向的电流I通过线圈时,如图14所示,在从相邻的线圈的相接的内周跨过外周的部分之间流过同向电流,整个线圈受到方向相同且与振动膜的膜面垂直的方向的力F,故振动膜向与膜面垂直的方向移动。
因此,通过使表示想要产生的音响的电信号通向线圈,振动膜的线圈配置部对应该电信号与线圈一起振动,产生音响信号。此时振动膜的线圈配置部的周缘成为自由端,故线圈配置部整个振动,提高振动膜的振动效率。
此时,永磁体的底面侧的磁极面的磁力线如图14所示从N极出来通过磁轭20内的磁路进入到S极,因此产生比上面侧的磁极面密度高的磁力线,由此,即使流过小的振幅的电流,也可高效率地变换成音响信号,减少流向底面侧外部的泄漏磁力线。
外壳30的底面30B上穿设多个孔30A,使得音响信号可通过该孔从平面型扬声器表面输出。
(第四实施例)
接着参考图21说明第四实施例。本实施例与第三实施例一样将多个永磁体m构成的永磁体组配置在作为挠性部件的布制成的支持体40上,永磁体m组全部用固定用布42覆盖,缝合布制作的支持体40和固定用布42的永磁体m组的两侧部分来将永磁体组M固定在布制作的支持体40上。
永磁体m组上方在由支持部件10A,10B包围的状态下配置带有与第三实施例一样的线圈组的振动膜26。由支持部件包围的振动膜由布制作的罩44覆盖,布制作的罩44和布制作的支持体40缝合一起,振动膜的线圈配置部可与线圈一起振动,并且振动膜的线圈配置部和线圈一起被包围并支持在外壳内,使得振动膜的线圈配置部和线圈不与布制作的外壳的内面接触。
本实施例中也与第三实施例一样生成音响信号,但振动膜、线圈和永磁体以外的部分用布制作,极富柔性,可装在衣服中或容纳在垫肩中。平面型扬声器或平面型扬声器单元配置在衣服的口袋内、衣服的与锁骨等骨头相对的部分、衣服前面或衣服的背面等处,可穿着使用。另外,通过可穿着使用,通过振动振动膜时的振动与来自永磁体的磁力的相互作用,使血液循环良好。
上述各实施例中,以在振动膜上配置线圈对为例作了说明,但可使用仅在振动膜一面上配置的线圈。而且,上面描述中,以将螺旋状线圈固定在振动膜上为例作了说明,但可替代线圈而使用在振动膜的与永磁体之间对应的部分上固定的1根或多根导线。
上述各实施例中,以与各永磁体接触配置为例作了说明,但可稍微隔开一个间隙来接近配置各永磁体,使用扁平的正方形磁体时,间隙最好在永磁体宽度的三分之一以下。接触配置的永磁体与接近配置的永磁体混合配置也可。
上述各实施例中,就向线圈通电而输出声音的扬声器作了说明,但若根据法拉弟右手定则振动振动膜在线圈中流过感应电流,则可用作话筒。
实际上,接触9个长10mm×宽10mm×厚3mm的扁平正方形永磁体如图22A所示将其在磁轭20上无间隙地配置成矩阵状,测定在离开图22B所示的磁极面的距离为1.0mm的线1上的磁力线密度。磁极面上方配置磁屏蔽部件。与线1上的A点到B点的磁极面平行的方向(x方向)以及与磁极面垂直的方向(z方向)的磁力线密度如图23所示。
x方向的磁力线密度在与磁极面中心对应的位置上为零,从这一点越离开,其绝对值增大,在相邻的永磁体的边界为最大(5000G以上)。尤其,接触配置永磁体时,与后述的隔开一点间隙接近配置永磁体时相比,边界处的x方向的磁力线密度显著增加。z方向的磁力线密度在与永磁体的磁极面中心点附近相对的位置上大致为4000G且最大,但在A点和相邻的永磁体的边界处为零。
线圈的配置位置考虑这样的磁力线分布来决定。如图23所示的磁力线分布下,配置线圈时,在线圈上作用着驱动振动膜需要的规定磁力线密度(例如2000G)以上的磁场的斜线区域(例如与从永磁体外周到靠内2.5mm的区域对应的区域)上配置线圈。磁力线密度小于规定磁力线密度的区域中,在振动膜上施加垂直方向的力,但考虑线圈的重量时,使保持线圈的振动膜振动不需要很大的力,通过在规定磁力线密度以上的区域配置线圈,可使振动膜高效振动。
配置线圈的斜线区域中z方向的磁力线密度不为零,但力在线圈的对称位置处在相反方向上作用,与振动膜平行的方向的力互相抵消,因此不引起振动膜的畸变等。
接着,如图24A所示隔开2.5mm的间隔在磁轭上将9个长7.5mm×宽7.5mm×厚3mm的永磁体接近配置成矩阵状,测定在离开图24B所示的磁极面的距离为1.0mm的线1上的磁力线密度。磁极面上方配置磁屏蔽部件。与线1上的A点到B点的磁极面平行的方向(x方向)以及与磁极面垂直的方向(z方向)的磁力线密度如图25所示。
x方向、z方向的磁力线分布与无间隙地将长10mm×宽10mm×厚3mm的永磁体配置成矩阵状时大致相同,但在离开A点的距离为8.75mm的位置开始到离开A点的距离为11.25mm的位置之间的区域,即不配置永磁体的间隙上方中,x方向的磁力线密度维持在最大约4000G左右的值。
与无间隙配置永磁体时同样,在作用着驱动振动膜需要的规定磁力线密度以上的磁场的斜线区域(与从离开磁极面外周向内侧规定距离的位置到磁体与磁体的中心位置处的区域对应的区域)上配置线圈,可使振动膜高效振动。
(第五实施例)
下面说明第五实施例。第五实施例的平面型扬声器单元如图26所示,在图9所示的第一实施例的扬声器单元的多个永磁体的磁极面的整个面上贴合非磁性材料构成的薄层件22A,通过薄层件22A覆盖磁极面的整个面。薄层件22A由具有石棉、玻璃棉、无纺布、日本纸等的柔软性和某种程度的通气性的材料构成。其他部分与第一实施例一样,对相同部分附加相同标号,其说明从略。
磁轭20的上面配置厚度比永磁体厚的框状的间隔物16以在开口内放置所有永磁体。该间隔物可由磁性体或非磁性体构成,但通过用磁性体构成可防止横向的磁力线泄漏。
间隔物16的上面与永磁体的磁极面,从而与磁轭的上面平行并且在膜面上施加规定的张力,膜面与薄层件22A接近且相对地来将振动膜26的膜面的周边部分固定在间隔物16的上面上。
由此薄层件22A与振动膜26之间通过***在薄层件22A与振动膜26之间的间隔物16形成规定厚度的空气层。该空气层厚度为在振动膜26以最大振幅振动时振动膜26刚好和薄层件22A接触的厚度。
这样,接近薄层件并且平行地配置的振动膜上如上所述配置线圈,从而各线圈的相接部分中交链沿着振动膜面的方向的磁力线,另一方面,与振动膜面垂直方向的磁力线也交链,但该磁力线产生的力小,在线圈的对称位置中作用在相反方向而抵消。因此,从串联连接在平面型扬声器单元的线圈组的一端向另一端流过电流时,相邻的线圈的相接部分之间流过相同方向的电流,相邻的线圈的相接部分中流过的电流从磁场受到与振动膜面正交的相同方向的力。其结果,振动膜几乎不受到沿着振动膜面方向的力,在与膜面正交的方向上振动,因此使杂音成分极小,可提高音质。上述实施例中,振动膜的线圈配置部分涂覆陶瓷,从而涂覆陶瓷的部分一体振动,声音也没有失真,可输出大的声音。
本实施例中,将多个永磁体配置在现有的棒状磁体的纵向,即本实施例的列方向上,振动膜的与永磁体对应的部分上配置多个线圈,因此多个永磁体的外缘部分的总长比棒状磁体的外缘长度长,与磁力线交链的线圈部分的整个长度比使用棒状磁体时长。由此,与并排配置多个棒状磁体的情况相比,围绕各个磁体周围的线圈的占有面积的比率提高,并且有效磁力线比原来多,从而电信号向声音信号变换的效率上升,可提高音质。
而且,作为永磁体和线圈,混合配置三角形和四角形的形状不同的永磁体和线圈,因此,扬声器的形状可形成与原来不同的形状。
用柔性薄层件覆盖硬度高的磁极面,故从薄层件反射的声音减少,防止反射声音成为杂音。并且,在振动膜与薄层件之间***规定厚度的空气层,故使从来自薄层件的反射声音相位相同,防止振动膜畸变。
(第六实施例)
接着参考图27和图28说明第六实施例。第六实施例替代第二实施例的软质材料22而使用薄层件22A。其他部分与第二实施例相同,对同一部分附加相同的标号,说明从略。
即,在第六实施例中,如第五实施例说明的那样,为在与振动膜26之间形成规定厚度的空气层,用贴合的薄层件22A覆盖多个永磁体的磁极面。
固定上述磁极面由薄层件22A覆盖的多个永磁体的磁轭20、固定配置了多个线圈的振动膜26的框体24以及磁屏蔽部件28组装成平面型扬声器单元,在磁轭20和磁屏蔽部件28之间夹持固定配置了多个线圈的振动膜26的框体24,并且为在振动膜与薄层件之间形成规定厚度的空气层而***间隔物。
本实施例中,硬度高的磁极面用柔性薄层件覆盖,因此降低来自薄层件的反射声音,减少反射声音成为杂音的情况。并且在振动膜与薄层件之间***规定厚度的空气层,从而使来自薄层件的反射声音的相位相同,防止振动膜畸变。
上述第五、第六实施例中,就接触配置各永磁体的例子作了说明,但稍微隔开间隙接近配置各永磁体也可。如下面的实施例所示,隔开规定距离配置磁体也可。使用扁平的正方形磁体时,磁体间的距离最好在永磁体的宽度的三分之一以下。接触配置的永磁体与接近或隔开规定距离配置的永磁体混合配置也可以。
(第七实施例)
接着参考图29~图31说明第七实施例。第七实施例如图30所示将第六实施例的磁体隔开规定距离配置,弯曲磁轭20的周缘以与磁体配置面20B正交而形成正交部20C后,还与磁体配置面平行地弯曲来形成振动膜安装部20D。图30中,振动膜安装部20D向内侧弯曲,但如图31所示,振动膜安装部20D可向外侧弯曲。这样,通过向外侧弯曲,可将该振动膜安装部20D作为平面型扬声器单元的安装部使用。
振动膜安装部20D上***纸等构成的间隔物21,固定矩形框状的框体24的外周缘。框体24是沿着外周缘连接突出成剖面为半圆弧形的弹性部分25而形成的边缘。框体24的内周缘侧上接合在中央部分配置线圈的振动膜的外周缘。由此,该振动膜的线圈配置部分的整个周围由硬度比线圈配置部分的硬度低的弹性部分25包围。该弹性部分25如下面说明的那样,最好是长边部分的一部分的弹性模量比周围的弹性模量高。
在多个永磁体的磁极面的整个面上贴合非磁性体构成的上述说明的薄层件22A,磁极面的整个面由薄层件22A覆盖。由此,磁体之间的空间由薄层件22A覆盖,振动膜与薄层件之间形成规定厚度的空气层。
根据本实施例,由于形成正交部20C,防止从侧面向外部的磁力线泄漏,同时由于设置薄层件22A,使来自薄层件的反射声音的相位相同,防止振动膜畸变,用具有弹性的弹性部分包围振动膜,从而得到使振动膜与和振动膜的膜面正交的方向平行地振动的效果。
如上说明,根据本实施例,由于在振动膜的第一磁极面与第二磁极面侧上配置柔性空气层形成部件,使得和振动膜一起形成规定厚度的空气层,因此振动膜与空气层形成部件之间形成规定厚度的空气层,反射声音中不产生相位差,从而振动膜不产生畸变,得到音质良好的效果。
(第八实施例)
接着说明第八实施例。第八实施例的平面型扬声器单元如图32所示,***非磁性体的薄层件112来用一对振动体120夹持与侧面接触地配置的扁平永磁体M11~M34构成的永磁体组114,如图33所示,构成为全部扁平(例如1mm左右)地接合。
如图32所示,在与下侧的振动体120的角部之一对应的部位上,与图9同样,使S极的磁极面朝上的扁平并且为三角形状的永磁体M11将斜边向着角部方向,***薄层件112,安装成可相对薄层件112移动。作为永磁体,可使用铁氧体系列磁体和NdFeB系磁体。
沿着振动体120的长边方向与永磁体M11相邻的部位上,扁平并且为四角形状的永磁体M12使N极的磁极面朝向上方并且使一个侧面与永磁体M11的侧面相接的***薄层件112,安装成可相对薄层件112移动。
沿着振动体120的长边方向与永磁体M12相邻的部位上,使S极的磁极面朝上安装扁平并且为四角形状的永磁体M13,在与永磁体M13相邻的部位上,使N极的磁极面朝向上方的扁平并且为三角形状的永磁体M14安装成与各个侧面与相邻的永磁体相接。
在永磁体M11,M12,M13,M14的沿着各个薄层件的短边方向的相邻部位上安装3个永磁体,使极性不同的磁极面交替放置,并且侧面与相邻的永磁体接触。各永磁体M11~M34是扁平的并且表里两面平行,因此各磁极面向着与振动体的上面平行的相同方向配置。
如上所述配置的结果是永磁体Mij与第一实施例一样,沿着振动体一边极性不同的磁极面交替朝向上方来排列的多个磁体所构成的磁体列被并排排列多列,使得沿着振动体的另一边极性不同的磁极面交替设置。
各个振动体120结构相同,在由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等高分子膜构成的振动膜26的中央部分与永磁体M11~M34对应地配置卷绕成螺旋状的线圈C11~C34。各线圈C11~C34形状与永磁体M11~M34的各个磁极面的外缘大致相似,并且与相同极性的磁极面对应的线圈从外周向内周为相同的卷绕方向。
即,与三角形的永磁体对应的线圈C11,C14,C31,C34卷绕成三角形,与四角形的永磁体对应的线圈C12,C13,C21~C24,C32,C33卷绕成四角形。
这样的线圈如上说明的那样将铜薄膜压接或结合于振动膜26,并蚀刻该铜薄膜使之平面形状成为螺旋状,这样构成音圈。替代蒸镀铜薄膜,可压合或接合铜箔或层叠铜镀层来形成线圈。并且用绝缘材料覆盖各线圈。
薄层件112可用具有石棉、玻璃棉、无纺布、日本纸等的柔软性和某种程度的通气性的材料构成。可不设置该薄层而将永磁体直接安装在振动体上。
线圈的配置以及连接与第一实施例一样,说明从略。
上述相互接触地配置的多个永磁体所构成的永磁体组114、一对薄层件112以及多个线圈和振动膜构成的一对振动体120如图33所示组装成平面型扬声器单元,在中央夹持永磁体组,薄层件与振动膜的周缘相互贴合。上侧的振动体的线圈和下侧的振动体的线圈连接成在与各磁体对应的线圈中流过的电流的方向在各振动体中互逆。
这样一来,在振动膜上配置线圈,因此各线圈的相接的部分中沿着振动膜面的方向的磁力线交链,另一方面,与振动膜的面垂直的方向的磁力线也交链,但该磁力线产生的力小,在线圈的对称位置中作用在相反方向而抵消。因此,从串联连接在平面型扬声器单元的线圈组的一端向另一端流过电流时,如图34所示,在各振动体中相邻的线圈相接部分之间流过相同方向的电流,相邻的线圈的相接部分中流过的电流从磁场H受到与振动膜面正交的相同方向的力。其结果,振动膜几乎不受到沿着振动膜面方向的力,一对振动体、一对薄层件以及永磁体组一体地在与膜面正交的方向上振动,因此使杂音成分极小,可提高音质。
本实施例中,将多个永磁体配置在现有的棒状磁体的纵向,即本实施例的列方向上,振动膜的与永磁体对应的部分上配置多个线圈,因此多个永磁体的外缘部分的总长比棒状磁体的外缘长度长,与磁力线交链的线圈部分的整个长度比使用棒状磁体时长。由此,与并排配置多个棒状磁体的情况相比,围绕各个磁体周围的线圈的占有面积的比率提高,并且有效磁力线比原来多,从而电信号向声音信号变换的效率上升,可提高音质。
而且,作为永磁体和线圈,混合配置三角形和四角形的形状不同的永磁体和线圈,因此,扬声器的形状可形成与原来不同的形状。
(第九实施例)
接着参考图35说明第九实施例。第九实施例中,使磁极面朝向上方地通过接合无间隙地***薄层件112来固定配置扁平的且形成为四角形状的永磁体m11~m38的每一个,以便使不同的极性的磁极面交替放置并且使侧面与相邻的永磁体接触。即永磁体mij(其中i=1,3时,j=1,3,5,7,而i=2时j=2,4,6,8)使其N极的磁极面朝向上方、在振动体120中***薄层件112、配置在与振动体120的各线圈对应的位置上,永磁体mij(其中i=1,3时,j=2,4,6,8,而i=2时j=1,3,5,7)的S极的磁极面朝向上方、在振动体120中***薄层件112来配置。各永磁体也可配置成S极和N极互逆。
构成振动体120的振动膜26与第八实施例一样,由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等高分子膜构成,在中央部分形成配置线圈的线圈配置部分。
在振动膜26的线圈配置部分与永磁体m11~m38对应的同时,配置形成为螺旋状并且在线圈配置部分的表里两面上配置的一对线圈所构成的线圈对L11~L38。各线圈对L11~L38卷绕成与永磁体m11~m38的各外缘大致相似的形状,放置在和与作为螺旋外周的线圈外周与振动膜上的磁极面的外缘对应的部位一致的区域中,并且配置成作为螺旋的外周部的线圈外周部彼此不重叠。在包含振动体的与磁极面中心对应的部分的规定区域的磁力线的大小很小,因此该区域中不配置线圈时,可减轻振动体。
线圈对L11~L38和线圈组G1~G6的连接状态与图12和图13说明的相同。
***上述薄层件而在下侧的振动体120上配置的多个永磁体上***上侧的薄层件112来安装上侧的振动体120。此时,上侧的振动体的线圈组如图36所示,与下侧的振动体的线圈组同样地对应永磁体的每一个来安装。并且,组装为薄层件和振动膜的周缘相互贴合,在振动体之间夹持多个永磁体的平面型扬声器单元。
上述说明中就***薄层件在振动膜上安装永磁体的情况作了说明,但可不安装永磁体而将薄层件与振动膜的周缘相互安装,这样,振动体之间可夹持多个永磁体。
图36是放大表示上述组装的平面型扬声器单元的线圈直径的剖面图。相邻的永磁体18m和永磁体m28、相邻的永磁体28m和永磁体m38无间隙地配置成侧面与相邻的永磁体相接,这些上方侧的磁极面为不同极性,并且朝向相同方向。下方侧的磁极面与上方侧的磁极面一样。因此,从各永磁体产生的磁力线从N极的磁极面朝向S极的磁极面,相邻的永磁体之间的区域的磁力线朝向与振动膜面大致平行的方向,尤其是在永磁体的接触部上方和下方成为最大。
上下振动膜26的表面和里面上配置线圈对L18,L28,L38,因此各线圈上交链朝向与振动膜面大致平行的方向的磁力线。线圈上通过图13所示的方向的电流I时,如图36所示,相同振动体中在相邻的线圈的相接的周周跨过外周的部分之间流过同向电流,所有线圈相同方向并且受到与振动膜的膜面垂直的方向的力F,从而上下振动膜与薄层件和永磁体一起同时向与膜面垂直的方向移动。因此,通过使表示想要产生的音响的电信号通向线圈,振动膜、薄层件以及多个永磁体一起对应该电信号振动,产生音响信号。
上述第八、第九实施例的平面型扬声器单元可通过贴合在箱体、板等非磁性体构成的可振动的部件来输出更大的音响。箱体、板等非磁性体材料构成的可振动部件可由木头、瓦楞纸板、发泡尿烷、塑料、玻璃、铝、合成板、多孔板、FPP等构成。另外,在永磁体的两面上配置线圈,因此可从平面型扬声器单元的两面输出音响。通过提高共鸣效果,较好是可振动部件比平面型扬声器单元大。
上述第八、第九实施例中,以振动体上夹持多个永磁体为例作了说明,但可省略一个振动体或省略一个振动体和薄层件,也可替代一个振动体和薄层件而使用铁板等的夹持体。以一对振动体在同一方向上振动为例作了说明,但流过一个振动体的线圈中的电流的方向可与上述实施例相反,在一对振动体反方向振动。
上述第八、第九实施例的线圈可通过串联或并联或者混合串联或并联连接将扬声器的阻抗设定到规定值。这样一来,通过自由连接线圈,实现各个音圈的分组,使各组一体振动。
上述第八、第九实施例中,以接触配置各永磁体为例作了说明,但稍微隔开间隙接近配置各永磁体也可以。如图37所示,隔开规定距离配置磁体也可。使用扁平的正方形磁体时,磁体间的距离在永磁体宽度的三分之一以下。接触配置的永磁体与接近或隔开规定距离配置的永磁体混合配置也可。
上述第八、第九实施例中,就向线圈通电而输出声音的扬声器作了说明,但若根据法拉弟右手定则振动振动膜在线圈中流过感应电流,则可用作话筒。
上述中说明了配置独立的多个永磁体的例子,但如图38所示,在塑料和橡胶中混合磁性粉130形成板状部件132,在规定区域的磁性粉中交替磁化成S极和N极而部分磁化,构成接触、接近或隔开规定距离来配置的多个永磁体。通过铁等的磁性体构成的板状部件部分磁化,构成S极、N极排列成矩阵状的基板。这些情况下,不必要各自独立地排列多个永磁体,制造简化。
如上说明的那样,根据本实施例,第一磁体和第二磁体安装在振动体上,或第一磁体和第二磁体夹持在一对振动体之间,因此得到可使平面型音响变换装置自身的厚度更薄的效果。
磁力线朝向与振动膜面大致平行的方向,朝向与振动膜面大致平行的方向的磁力线在第一线圈和第二线圈交链,因此第一线圈和第二线圈中流过电流时,电流从磁场受力的方向大致与振动膜面正交,沿着振动膜面的方向的力变得极小,得到减小杂音成分、提高音质的效果。
多个第一磁体和第二磁体隔开规定距离或接触地配置成矩阵状时,与并排配置棒状磁体的情况相比,可配置多个磁体,线圈个数与磁体个数相同或是磁体个数的多倍,使得与线圈的磁力线交链的部分的长度总和加长,提高振动部件面上的线圈的占有面积的比率,得到提高音响变换效率,而且进一步提高音质的效果。
(第十实施例)
下面说明第十实施例。本实施例如图39所示,具有从箱状构成的框体210、通过振动向外部发音的振动膜230和将振动膜230安装在框体210上的边缘240。
框体210如图40所示,具有:设置多个永磁体220的凹部211、从凹部211的开口端包围其开口端地与凹部211的底面平行设置的安装面212、在安装面212的外缘上沿着该面的铅直方向设置的立壁213。
凹部211由作为其底面设置永磁体220的基板214和包围基板214形成的周壁215构成。
基板214上将大致长方形的多个永磁体220隔开规定距离配置成矩阵状。具体说,如第一~第九实施例中说明的那样,各永磁体220设置在基板214上,使得与相邻的永磁体220的极性不同的极性朝向振动膜230。
另一方面,从周壁215附近的永磁体220的N极出来的磁力线通过周壁215到达S极。这样,由于设置包围各永磁体220的周壁215,没有磁力线泄漏到外部,振动膜230的一端的螺旋线圈231上也交链磁力线。作为永磁体220,可使用NdFeB系磁体和钕系磁体等。
与各永磁体220的振动膜230相对的面上贴合非磁性体构成的1块薄层件216。因此,基板214以夹持永磁体220的状态由薄层件216覆盖。薄层件216例如由具有石棉、玻璃棉、无纺布、日本纸等的柔软性和某种程度的通气性的材料构成。并且在薄层件216与振动膜230之间形成规定厚度的空气层。该空气层的厚度以在振动膜230以最大振幅振动时振动膜230刚好与薄层件216接触为好。
振动膜230的一面上设置卷绕成螺旋状的多个螺旋线圈231。各螺旋线圈231的中心在振动体230安装在框体210上时位于各永磁体220的大致中心轴上。各螺旋线圈231设置成彼此不重叠。
螺旋线圈231卷绕成与相对的永磁体220的面的外缘相似的形状。即,螺旋线圈231对应长方体的永磁体220的磁极面卷绕成大致正方形。各螺旋线圈231在与永磁体220的相同极性相对时卷绕方向也相同。另一方面,螺旋线圈231在其极性不同时卷绕方向也不同。例如,螺旋线圈231在位于永磁体220的N极上时从外周向内周向右方向卷绕,位于永磁体220的S极上时从外周向内周向左方向卷绕。
由此,在螺旋线圈231中流过电流时,如图40所示,相邻的外周部的电流的方向相同。另外,此时各螺旋线圈231的相邻的外周部在上述的大磁力线中通过。这里,通过串联或并联连接螺旋线圈231或者串联和并联混合连接螺旋线圈231,可将直流电阻值设定到规定值。
这样的螺旋线圈231通过在振动膜230上蒸镀铜薄膜、通过蚀刻将该铜薄膜形成为螺旋状而形成。替代蒸镀铜薄膜,可压合或接合铜箔或替代蚀刻铜薄膜将铜镀层层叠成线圈状。并且用绝缘材料覆盖螺旋线圈231。
振动膜230由聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯等高分子膜构成。振动膜230的设置螺旋线圈231的部分通过涂覆陶瓷、抗蚀剂(例如环氧系)硬度增高。
如图39所示,边缘240形成为框状。具体说,边缘240的内周部241与振动膜230的外缘相似,形成得比振动膜230的外周稍小。边缘240的外周部242比凹部211的上端的外缘大,并且比安装面212的外周小。内周面241和外周面242之间如图40所示形成弯曲部243,与振动膜230的面垂直的方向的剖面弯曲成半圆状并且由例如发泡尿烷和合成橡胶等构成。弯曲部243以剖面形成为大致半圆状的情况为例作了说明,但可形成例如山字形、山字形的连续的其他形状。
边缘240的内周部241从振动膜230的上面固定于振动膜230的外周部。另一方面,边缘240的外周部242从安装面212的上面通过夹持间隔物244固定于凹部211上端的周边。此时,边缘240边向振动膜230施加规定的张力边固定振动膜230。
边缘240的弯曲部243因振动膜230的重量而不松弛,在长边部分的规定区域中具有硬化部245。硬化部245比弯曲部243的其他部分的弹性模量高。因此,硬化部245对外力的变形量比其他部分小。
该边缘240例如由发泡尿烷构成的情况下,如下制造。这里如图41A所示,对细长的板状发泡尿烷246上形成硬化部的情况作说明。
首先如图41A所示,板状发泡尿烷246的中央部分(形成硬化部的部分)上重叠放置1块或多块硬化部用发泡尿烷片247。之后,压缩板状发泡尿烷246和硬化部用发泡尿烷片247。压缩后,如图41b所示,形成规定厚度的板状发泡尿烷片246。这样,板状发泡尿烷246中央部分比其他部分密度高,成为硬化部245。
在为合成橡胶的情况下,仅一部分不能提高密度。因此,如图41C所示,板状发泡合成橡胶248的中央部分(形成硬化部的部分)的厚度变厚来成型。
具有这样形成硬化部245的弯曲部243的边缘240安装振动膜230,可因其重量而防止松弛。其结果振动膜230在安装在边缘240的状态中与覆盖相对的永磁体220的一面的薄层件216的面平行。
这样构成的平面型扬声器单元在向螺旋线圈231中流过声音信号的电流时,流过各螺旋线圈231中的电流方向如图40所示。即,各螺旋线圈231的相邻的外周部的电流的方向相同。此时,根据法拉弟左手定则在各螺旋线圈231中朝上面方向产生相等的力F。其结果振动膜230向与其面垂直的方向移动,产生声音。
此时,振动膜230从与覆盖相对的永磁体220的一面的薄层件216的面平行的状态移动到与其面垂直的方向。其结果无论以振动膜230的哪个位置为起点,都使振动膜230到薄层件216的相位相同,可产生平面波。
如上所述,本实施例把边缘240的中心部作成高密度或加厚来形成硬化部245,因此从振动膜230到薄层件216的相位常常相同。结果振动膜230根据其之间的相位差的声压分布而不产生畸变,可输出没有杂音成分的优质的声音。
本实施例中,硬度高的永磁体220的磁极面上覆盖薄层件216,故降低从薄层件216反射的声音,可抑制该反射声音产生的杂音。另外,平面型扬声器单元在振动膜230与薄层件216之间***空气层,从薄层件216反射的声音的相位相同,防止振动膜230产生畸变,可输出优质的声音。
边缘240的硬化部245不限于形成在长边的中央部分的一个位置上的情况,如图42所示,可在几个位置形成。如图43所示,替代框型边缘240可设置形成为外经和内径相似的椭圆状的边缘240A。此时,硬化部245可具有多个硬化部245。
如图44所示,替代振动膜230使用在表里面上设置了螺旋线圈231、231A的振动膜230A。具体说,振动膜230A的上面侧上设置螺旋线圈231、其下面设置螺旋线圈231A。螺旋线圈231A卷绕成其外周部的电流方向与和其上面侧相对的螺旋线圈231的外周部的电流方向相同,并且设置在振动膜230A上。
由此,螺旋线圈231,231A上流过电流时,根据法拉弟左手定则在振动膜230A上作用F’(>F)的力,增大声音输出。
上述的实施例中,各永磁体220空开规定距离设置在安装面212上,但并不限于此。例如,可稍稍增大永磁体220、不间隔开距离将永磁体220设置在安装面212上。
上述的实施例中,说明了在永磁体220的磁极面上覆盖薄层件216的情况,但替代此可使用板状塑料等的非磁性部件,使永磁体220的磁极面和磁极之间的面为同一面。
上述说明中,对向螺旋线圈231通电输出声音的平面型扬声器单元作了说明,但若根据法拉弟右手定则在螺旋线圈231中流过感应电流,则可用作话筒。
本实施例的扬声器边缘设有外周部和内周部之间的部分弯曲的弹性体所构成的弯曲部,所述弯曲部的长度方向的至少一部分上设置比周围部分弹性模量高的高弹性模量部分,使得高弹性模量部分对外力的变形量小,无论振动膜的大小如何,都不产生松弛,可支持振动膜。结果振动膜输出没有相位差的平面波,可输出优质的声音。
本实施例的平面型扬声器单元通过设有具有外周部和内周部之间的部分弯曲的弹性体所构成的弯曲部,同时所述弯曲部的长度方向的至少一部分对外力的变形量小的扬声器边缘,即使振动膜为大而细长的形状,振动膜和基板也大致平行。结果可不产生松弛并支持振动膜,因此输出没有相位差的平面波,并输出优质的声音。
本实施例说明的边缘也可适用于上述第七实施例。
上述各实施例中,说明了使用振动膜的例子,但可替代振动膜使用铝板、纸酚制成的板等形成的振动板。上述各实施例中接触配置永磁体的情况下,最好在永磁体的4个角部接触的部分上穿设通过声音的孔。
(第十一实施例)
接着说明第十一实施例。本实施例的平面型扬声器单元如图45所示,具有:磁性体构成的矩形板状部件构成的第一基板50;具有石棉、玻璃棉、无纺布和日本纸等的柔软性和某种程度的通气性的非磁性体的薄层件52和设置导体的第二基板54,第一基板50和第二基板54之间***薄层件52并一体安装第一基板50、薄层件52和第二基板54。
如图46所示,基板50上通过部分磁化使S极的磁极面和N极的磁极面朝向相同侧而交替地排列成矩阵状。4个磁极面交互接触的位置上穿设圆形孔50A。
第二基板54除上述说明的振动膜等的非磁性体构成的柔性薄层件外还可使用轻木(balsa)等重量轻的硬板。第二基板上配置的导体除上述各实施例中说明的形成为螺旋状的线圈外,如图47所示,可使用在交链磁力线的位置上,即沿着与相邻的磁极面的边界对应的位置设置的导线56。该导线由连续的1根或多根导体构成,在第二基板上将流过电流的方向和交链磁力线的方向的关系配置成彼此相同。因此,与第一基板的主表面大致平行的磁力线与导线交链。
流过电流的方向和交链磁力线的方向的关系相同,因此向交链磁力线的导线通电时,流过导线的电流从磁力线受同一方向的力,第一基板50、薄层件52和第二基板54一体振动,从本实施例的扬声器单元输出没有相位差的平面波。
该扬声器单元的第二基板的与第一基板相对侧的面贴合在比第二基板大的非磁性体构成的可振动部件上时,可振动部件共振产生高输出的声音。可振动部件可使用由木头、瓦楞纸板、发泡尿烷、塑料、玻璃、铝、合成板、FPP、多孔板等构成的箱体、板、防屋顶积雪下滑装置(snowboard)、日历。扬声器单元的可振动部件可安装在比该可振动部件大的屋顶、床、墙壁、独立浴室(unit bath)、橱窗(show window)等上。
Claims (32)
1.一种平面型音响变换装置,包括:
配置成第一磁极面与规定面平行的第一磁体;
与所述第一磁体间隔规定距离来设置的第二磁体,使得与所述第一磁极面的极性不同的第二磁极面相对所述规定面平行,并且朝向与所述第一磁体的第一磁极面相同的侧;
配置成与所述第一磁极面和第二磁极面相对的振动部件;
形成螺旋状,同时配置成在夹持住所述振动部件的与所述第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周的第一线圈;
形成螺旋状,同时配置成在夹持住所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周的第二线圈。
2.根据权利要求1所述的平面型音响变换装置,其特征是,包含配置成在所述振动部件朝向所述第一磁极面和第二磁极面的一侧上并与所述振动部件一起形成规定厚度的空气层的柔性空气层形成部件。
3.根据权利要求1或2所述的平面型音响变换装置,其特征是,在所述第一线圈的与所述第二线圈相接的部分以及所述第二线圈的与所述第一线圈相接的部分中流过相同方向的电流。
4.根据权利要求1或2所述的平面型音响变换装置,其特征是,在所述第一线圈和所述第二线圈的内周向外周的卷绕方向相同时,在所述第一线圈和所述第二线圈的内周侧之间作连接或在所述第一线圈和所述第二线圈的外周侧之间作连接。
5.根据权利要求1或2所述的平面型音响变换装置,其特征是,在所述第一线圈和所述第二线圈的内周向外周的卷绕方向不同时,连接所述第一线圈和所述第二线圈之一的内周侧和另一个的外周侧或在所述第一线圈和所述第二线圈的内周侧之间作连接以及在外周侧之间作连接。
6.根据权利要求1或2所述的平面型音响变换装置,其特征是,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。
7.根据权利要求3所述的平面型音响变换装置,其特征是,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。
8.根据权利要求4所述的平面型音响变换装置,其特征是,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。
9.根据权利要求5所述的平面型音响变换装置,其特征是,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。
10.根据权利要求1、2、7-9中任意一项所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
11.根据权利要求3所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
12.根据权利要求4所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
13.根据权利要求5所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
14.根据权利要求6所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
15.根据权利要求1、2、7-9、11-14中任意一项所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
16.根据权利要求3所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
17.根据权利要求4所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
18.根据权利要求5所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
19.根据权利要求6所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
20.根据权利要求10所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
21.一种平面型音响变换装置,包括:
配置成第一磁极面与规定面平行的第一磁体;
与所述第一磁体间隔规定距离来设置的第二磁体,使得与所述第一磁极面的极性不同的第二磁极面相对所述规定面平行,并且朝向与所述第一磁体的第一磁极面相同的侧;
配置成与所述第一磁极面和第二磁极面相对的振动部件;
配置成在夹持住所述振动部件的与第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,并形成为螺旋状的第一线圈;
配置成在夹持住所述振动部件的与所述第一磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,配置在所述振动部件的与所述第一线圈重叠的位置上,内周端与所述第一线圈的内周端连接的,并形成为与所述第一线圈相反方向的螺旋状的第二线圈;
配置成在夹持住所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,配置在所述振动部件上,且外周端与所述第二线圈的外周端连接的,并形成为与所述第二线圈相同方向的螺旋状的第三线圈;
配置成在夹持住所述振动部件的与所述第二磁极面的外缘对应的部位的位置上放置螺旋内周和外周,并配置在所述振动部件的与所述第三线圈重叠的位置上,内周端与所述第三线圈的内周端连接的,并形成为与所述第一线圈相同方向的螺旋状的第四线圈。
22.根据权利要求21所述的平面型音响变换装置,其特征是,包含配置成在所述振动部件朝向所述第一磁极面和第二磁极面的一侧上并与所述振动部件一起形成规定厚度的空气层的柔性空气层形成部件。
23.根据权利要求21或22所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一线圈配置在所述振动部件的一面上,所述第二线圈配置在所述振动部件的另一面上并且内周端贯通所述振动部件与所述第一线圈的内周端连接,所述第三线圈配置在所述振动部件的所述另一面上,所述第四线圈配置在所述振动部件的所述一面上并且内周端贯通所述振动部件与所述第三线圈的内周端连接。
24.根据权利要求21或22所述的平面型音响变换装置,其特征是,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。
25.根据权利要求23所述的平面型音响变换装置,其特征是,配置多个沿着第一方向交替配置所述第一磁体和所述第二磁体而构成的磁体列,使得在与所述第一方向交叉的第二方向上,所述第一磁体和所述第二磁体交替配置。
26.根据权利要求21、22、25中任意一项所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
27.根据权利要求23所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
28.根据权利要求24所述的平面型音响变换装置,其特征是,振动部件上配置所述线圈的配置部分的硬度比该配置部分以外的部分的硬度高。
29.根据权利要求21、22、25、27、28中任意一项所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
30.根据权利要求23所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
31.根据权利要求24所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
32.根据权利要求26所述的平面型音响变换装置,其特征是,所述第一磁体和所述第二磁体配置在磁性体构成的板状部件上。
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