CN1285705A

CN1285705A - 具有三方式重放特性的小型电－声转换器

Info

Publication number: CN1285705A
Application number: CN00108038A
Authority: CN
Inventors: 刘东沃; 金庆镐
Original assignee: MICROTECH CO Ltd
Current assignee: MICROTECH CO Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-02-28
Also published as: US6385328B1; TW463515B; JP2001086590A; EP1079662A2; KR100339816B1; KR19990078949A

Abstract

本发明提供一种小型电－声转换器,包括:磁轭部21,其内部形成凹槽37;永久磁铁26,设置在磁轭部21的凹槽37中,产生非交变磁场;平板25,用于在其外周部与磁轭部21的上端部之间形成磁隙;音圈32,卷绕在音圈架上,并设置在磁隙中,框架20,围绕磁轭部21,在内部形成凹槽37,并有与外部连通的通孔;振动膜34,外周部支撑在框架20的上端上。形成在磁轭部21的切开部和框架20中的空间的大小能够防止音圈32和引入线的连接部在上下振动时接触,从而扩展了音圈架的上下振动范围。

Description

具有三方式重放特性的小型电-声转换器

本发明涉及具有三方式重放特性的小型电-声转换器，特别涉及这样的小型电-声转换器：切开磁轭部的一部分以使音圈组件能够上下充分振动，同时，使用边缘柔软的材料，由此，在小型电子装置中，在超小型的情况下，具有高功率、高效率的音响变换和三方式宽频带的频率重放特性。

在现有技术中，音响重放机一般这样分类：(喇叭型)扬声器、在组合系统这样的高保真音响系统中所使用的、由覆盖一定频带的低中音和高音等所构成的扬声器系统、由一个单元覆盖全频带的一般扬声器、在超小型便携式摄象录象两用机等小型电子装置中所使用的具有超轻重量·超细型构造的微型扬声器、在移动通信终端机中所使用的接收机、具有一部分插入耳中的构造的耳机、仅重放特定频带的频率的蜂鸣器。

现有技术的扬声器的一般结构是：将单一磁铁设置在磁轭部的内部，用于绕制音圈的音圈架位于在磁铁上部设置了顶板的磁回路的磁隙G中。并且，音圈架的上部具有这样的构造：外周部分别固定在框架的上部和下部上，中心部固定在具有圆形通孔的振动膜和阻尼器上，用于埋入音圈架的孔的中心帽(所谓防尘帽)同振动膜的中央部相结合。

但是，携带电话、摄录机、笔记本PC、在超小型录音机等中使用的微型扬声器(以下称为“小型扬声器”)等为了适应于小型化，而省略了阻尼器以便于能够具有超小型或者超薄型构造，同时，采用降低了框架部分高度的电动型构造。

这种电动型扬声器如图1a所示的那样，在具有凹槽结构的框架2的上端覆盖保护部分1，端子板9固定在框架2的底部背面的一侧上，固定在框架底部的中心部分的磁轭部8同与其内侧结合的永久磁铁6和平板7形成磁回路。振动膜3的边缘固定在框架2的中间台阶部上，以使固定在振动膜3上的音圈5能够活动地配置在磁轭部8和平板7之间的磁隙G之间。在图1a中，标号10表示的是通气孔，标号11表示的是信号引入线。

上述电动型小型扬声器的工作原理是这样的：由固定的磁回路所产生的非交变(直流)磁通和由能够上下活动的音圈5所产生的交变(交流)旋转磁通，根据弗莱明左手定则，通过感应所产生的吸引力和排斥力，振动膜3和音圈5上/下振动，而发出对应于驱动信号的音响。

但是，在图1a所示的上述电动型扬声器的情况下，在为了适合于摄录机、笔记本PC、小型录音机、信息通信便携终端机等的超小型的条件下来制造其大小的情况下，则在扬声器的构造上，由于以下一些原因而不能实现上述便携电子装置要求的低音和高音区域的扩展重放。

例如，如图1c那样，在扬声器的上下高度为4mm，直径为20mm的情况下，音圈架4的长度被设定为约2.3mm，直径为9.5mm，在此情况下，将音圈架4的整个长度用音圈5和软线11之间的连接区域a、音圈卷绕区域b、边缘c分为0.9、1.2、0.2mm。

因此，在直径0.8mm的软线11通过焊接同音圈5焊接的情况下，音圈组件15能够上下振动的振动幅度d被设定为软线11与磁轭部8的上端部之间的距离，即0.3～0.4mm左右。

当音圈组件15在所设定的振动幅度d以上进行振动时，软线11的焊接部分16与磁轭部8的上端部相接触，而产生所谓的接触噪声，从而失去了作为音响重放产品的价值。

这样，在现有技术中，尽管在音圈架4的下端与磁轭部8的极限间距具有最低限度为0.7mm以上的裕量(能够随永久磁铁6的高度而增加)，但如果磁隙G被扩大，效率就会下降，但是不能扩展又不能使用。

这样的振动允许幅度d仅限制了可允许的输入，由于振动幅度d受限制，使可用的磁铁的大小受到限制，而在构造上不可能实现高输出/高效率。而且，为了抑制音圈组件15的圆滑振动，不能在振动膜3的边缘上使用柔软材料，因此，难于降低与边缘的刚度成比例的扬声器的低频共振频率f₀。

而且，为了从外部向音圈5提供驱动信号而使用软线11，如图1a至图1c所示，用牢固的粘接剂12，13来固定两端部，使用柔软的粘接剂14把软线11的中间部分固定在振动膜3上，但软线11不能承受过大的输入，因为会产生断线。

作为参考，目前市售的接收机产品，在实际的额定输入下，直径20mm以下的产品的额定输入功率为0.01W至0.1W左右，在直径36mm产品的情况下，为0.2W至0.5W左右，直径50至57mm的产品容纳0.5W至1W左右的功率。

但是，小型扬声器在目前最大产品为直径20mm时，额定输入功率为0.2W至0.3W，容纳最大输入0.5W左右的功率。

这样，要减小扬声器的大小，在构造上受到很多制约，一般来说，低频共振频率f₀会变高，效率和输出变低。

另一方面，按照现有的电-声变换理论和构造所制造的电磁型扬声器，在其实际应用中的情况是，只能重放极窄的1或2KHz的单音信号，而仅作为蜂鸣器的功能来使用。

由于上述理由，今后为了实现把视频、音频、事务处理的功能全部复合化的小型个人信息处理终端机，就非常希望出现用一个单元来综合超小型、能够容纳宽频带的音响重放和大输入功率并且效率(SPL)高的多功能的超级小型扬声器。

因此，为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种具有三方式宽频带频率重放功能的小型电-声转换器，通过切开软线11和音圈的焊接部分相对的磁轭部的一部分以使音圈组件能够上下充分振动，同时，在边缘使用柔软的材料，由此，作为小型尺寸的单一单元，能够涵盖各种便携电子装置的蜂鸣器、接收机和微型扬声器的所有的音响重放功能。

本发明的另一个目的是提供一种小型电-声转换器，在超小型的条件下，不受音圈组件可允许的振幅的影响，能够容许大输入功率，而完成高输出/高效率的音响重放。

本发明的另一个目的是提供一种小型电-声转换器，在超小型的条件下，能够使用整体形成加强体的振动膜，在重放频率的全部频带中具有平坦的频率特性。

本发明的另一个目的是提供一种小型电-声转换器，具有这样的构造：音圈组件和框架组件的制造简单，从音圈到PCB之间的连接简单，能够充分吸收过振动。

本发明的另一个目的是提供一种小型电-声转换器，卷绕长方形柔性PCB作为音圈架使用，该长方形柔性PCB在上侧具有用于分别将音圈的两端部和软线焊接起来的一对电极图形。

为了实现上述目的，本发明提供一种小型电-声转换器，其特征在于，包括：磁轭部，在内部形成凹槽，至少在一个侧面上由于除去一定的垂直壁而具有的垂直切开部；永久磁铁，设置在上述磁轭部的凹槽中，产生非交变磁场；平板，装在上述永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成磁隙；音圈，卷绕在音圈架上，且配置在上述磁隙中，当从外部通过第一和第二引入线施加电气驱动信号时，产生交变磁场，从而通过与由永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；圆筒状的框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽，在与上述磁轭部的切开部相对应的凹槽空间部中形成与外部连通的通孔；以及振动膜，其支撑上述音圈架，外周部支撑在上述框架的上端上，当音圈架上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响，形成在上述磁轭部的切开部和框架中的空间形成为这样的大小：能够防止音圈和引入线的连接部在上下振动时同上述音圈架相接触，而使音圈架的上下振动幅度被扩展。

其中，将上述音圈架做成长方形，在上侧沿长度方向分开地形成第一和第二带状电极图形，在下侧以圆筒状形成位于音圈卷绕用的粘接剂涂敷区域的柔性PCB基板，在此情况下，上述音圈的两端部同各电极图形的相邻一侧的端部相连接，上述第一和第二引入线同各电极图形的另一侧端部相连接，与上述引入线和电极图形的连接部相对地形成在上述磁轭部上所形成的单一切开部。

将上述音圈架做成长方形，在上侧沿长度方向分开地形成第一和第二带状电极图形，在下侧形成位于音圈卷绕用的粘接剂涂敷区域的圆筒状的柔性PCB基板，在此情况下，上述音圈的两端部同各电极图形的一侧的端部分别相连接，上述第一和第二引入线相对于音圈架的中心同各电极图形相互对应的位置相连接，与上述引入线和电极图形的第一和第二连接部相对地分别形成在上述磁轭部上所形成的单一切开部。

并且，上述柔性PCB基板进一步包括第三和第四带状电极图形，在内侧面上同第一和第二带状电极图形电连接，用来补偿由永久磁铁所产生的直流磁场的线性。

而且，上述框架进一步包括：第一和第二引导装置，用于将第一和第二引入线以锯齿形从上述音圈通过各个通孔引出到外部；电极端子板，把通过引导装置所引出的第一和第二引入线分别连接到上述通孔两侧的框架下部表面上，而分开形成用于施加外部的驱动信号的第一和第二电极焊盘，在第一和第二引入线的另一端被固定在第一和第二电极焊盘上的状态下除去第一和第二引导装置。

上述振动膜包括：主体，以圆锥形从音圈架所安装的颈部延伸到外侧部；防尘帽，在上述颈部内侧做成圆拱形；加强肋，从上述防尘帽的中心到主体的外侧端以与一定宽度相同的高度连续地突出，用于抑制振动膜在中·高音区域中分区共振；边缘，用于把上述主体支撑在框架上，上述主体、防尘帽、加强肋和边缘是整体形成的。

上述振动膜进一步包括加强用主体，做成与主体和防尘帽相同的形状，具有与防尘帽的中央部相对应的孔，安装在振动膜的下部，用于减少振动膜的非线性失真。

并且，上述振动膜可以由分离型主体和边缘所构成。

另一方面，上述磁轭部和框架可以由磁路材料整体形成。

本发明的小型电-声转换器包括具有多个放音孔的盖板，与上述框架的下部相结合，用于阻断异物进入内部。

作为本发明的另一个方案，本发明提供一种小型电-声转换器，其特征在于，包括：磁轭部，在内部形成圆形凹槽，在两个侧面上具有用于除去一定的垂直壁的第一和第二垂直切开部；永久磁铁，设置在上述磁轭部的凹槽中，产生非交变磁场；平板，装在上述永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成磁隙；音圈，卷绕在音圈架上，且配置在上述磁隙中，当从外部施加驱动信号时，产生交变磁场，并通过与由永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；圆筒状的框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，其外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽，在与上述磁轭部的切开部相对应的第一和第二凹槽空间部中形成与外部连通的第一和第二通孔；以及振动膜，支撑上述音圈架，外周部支撑在上述框架的上端上，当音圈架上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响，由上述第一和第二切开部和第一和第二凹槽空间部所分别形成的第一和第二空间形成为这样的大小：其能够防止为了从外部给音圈施加驱动信号而固定在音圈架上的第一和第二软线的第一和第二连接部在音圈架上下振动时同上述磁轭部和框架相接触，从而使音圈架的上下振动幅度被扩展。

上述本发明提供了在小型电-声转换器中特别适合于超小型/超薄型的产品的构造。

在本发明中，通过磁轭部的切开能够确保音圈组件有充分的允许振动幅度，可以使用边缘柔软的材料，这样，能够降低低音共振频率，而具有综合了蜂鸣器、接收器和微型扬声器的所有功能的宽频带范围的音响重放能力。

在本发明中，通过磁轭部的切开，通过切开部能够非常简单地使用软线在音圈与电极端子板之间进行连接，在解决断线的问题的同时，提供了能够容纳耐高输入、并具有高输出/高效率的特性的新的扬声器构造。

这样，本发明能够实现综合了视频、音频、事务处理的所有功能的个人信息处理终端机。

本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的几个实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中：

图1a是现有的电动型扬声器的剖视图；

图1b是表示图1a的音圈线的固定构造的振动膜的背面图；

图1c是对图1a的音圈架的放大图；

图2是本发明的第一实施例的小型扬声器的透视图；

图3a是表示第一实施例中所使用的音圈架组件的透视图；

图3b是在图3a中所使用的音圈架的平面图；

图4a是表示本发明中所使用的磁轭部的切割方法的平面图；

图4b同样是表示本发明中所使用的磁轭部的切割方法的平面图；

图5a是表示本发明中所使用的磁轭部的上端形状的磁轭部剖面图；

图5b同样是表示本发明中所使用的磁轭部的上端形状的磁轭部剖面图；

图6是本发明的第二实施例的小型扬声器的除去了振动膜的状态下的平面图；

图7是图6的沿Ⅶ-Ⅶ线的剖视图；

图8是图6的沿Ⅷ-Ⅷ线的剖视图；

图9是图6的沿Ⅸ-Ⅸ线的剖视图；

图10是图6的底面图；

图11是图6的侧面图；

图12a是第二实施例中所使用的磁轭部的平面图；

图12b是第二实施例中所使用的磁轭部的侧面图；

图12c是图12a的沿Ⅻ-Ⅻ线的截面；

图13是在第二实施例中所使用的PCB的平面图

图14a是表示第二实施例中所使用的音圈架组件的透视图；

图14b是在图14a中所使用的音圈架的平面图；

图15a是在第一和第二实施例中所使用的振动膜的平面图；

图15b是图15a的沿ⅩⅤ-ⅩⅤ线的剖视图；

图16a是在第一和第二实施例中所使用的盖板的平面图；

图16b是在第一和第二实施例中所使用的盖板的侧面图；

图17a是在本发明的音圈架中所使用的和其他的柔性PCB基板的平面图；

图17b是图17a的底面图；

图18a是本发明的第三实施例中的小型扬声器的平面图；

图18b是图18a的沿ⅩⅧ-ⅩⅧ线的剖视图。

下面参照附图来详细说明本发明的优选实施例。A．第一实施例的构成

附图2是本发明的第一实施例的小型扬声器的透视图，图3a是表示第一实施例中所使用的音圈架组件的透视图，图3b是在图3a中所使用的音圈架的平面图，图5a和图5b是表示本发明中所使用的磁轭部的上端形状的磁轭部剖面图。

首先，在图2、图3a和图3b中，由于本发明的第一实施例中的小型扬声器100与图7所示的第二实施例的剖视图具有类似的截面构造，因此参考它们来对小型扬声器100的内部构造进行说明。

第一实施例的框架20是圆筒状的，其内部具有凹槽构造，在内侧壁上具有用于固定振动膜34的边缘43的台阶部20b。框架20的前面(上部表面)为开口状态，为了振动膜的圆滑振动，在底部20a上左右排列着多个通气孔31。

在框架20的底部20a上用镶嵌模铸法整体形成杯形磁轭部21，在底部20a的底面一侧一体地形成PCB28，其中分开形成了一对电极图形33a，33b。

将上述磁轭部21的一侧如图2所示的部分切开并除去，而成为这样的结构：即使形成在图3a的音圈架24上的音圈32和软线27的焊接部分上下振动，也不会与磁轭部21接触而产生接触现象。

在上述第一实施例中，磁轭部21为在一侧形成一个切开部22的不对称构造，但也可以采用对称的构造，如图4a那样，在磁轭部210a的两侧边以直线形状切出一对切开部22a，22b，或者，如图4b那样，以曲线形状在磁轭部210a的两侧边切出一对切开部22a，22b，以便于使能够切开的面积为最小限度，同时增加磁通密度。(参照第二实施例)

磁轭部21的上端部可以象图5a和图5b那样使用平面构造或者在内侧成为台阶的构造，形成在上端外周部上的引导装置21a起到当通过镶嵌模铸而弹射出框架20时防止磁轭部21摆动的作用，在磁轭部21的凹槽中央形成通气孔23。

在上述磁轭部21的凹槽内部装有盘形永久磁铁26，在永久磁铁26的上部固定着用于把磁铁的磁通集中在磁隙G中来提高变换效率的盘形平板25。上述磁轭部21和平板25由磁路形成材料构成(参照图7)。

另一方面，音圈架24的上端部固定在振动膜34的颈部41，以使在外周部卷绕了音圈32的音圈架24位于上述磁隙G中(参照图15a和图15b)。

上述音圈架24，按图3a和图3b所示的那样，在基板24a的上端部形成相互分离的一对导电体(例如，铜箔)电极图形24b，24c，在其下侧形成用于使所绕制的音圈32保持同基板24a相接触的状态的粘接剂涂敷区域24d，在把这样的柔性PCB基板24a成型为圆筒状之后，在音圈架24的粘接剂涂敷区域24d的外周部上卷绕音圈32。

然后，通过焊接或者焊接来把音圈32的两侧端部分别固定到电极图形24b，24c的一侧焊盘上，对固定部的上侧进行保护用模制处理，一对软线27用相同方法固定在上述电极图形24b，24c的另一侧焊盘上。

这样，能够用单纯的方法来进行音圈32和软线27的连接和固定。但是，在此情况下，最好在软线27所安装的相对一侧的电极图形的一侧焊盘上附加配重，以使音圈架24的重心位于轴线上。

在本发明中，不使用上述软线，可以代之以使用音圈32的剩余线，来连接音圈32和PCB28的电极图形33a，33b。

上述音圈32的材料最好使用SV(Super Voice高级音频)线、PE、TE这样的高耐热性产品，柔性PCB基板24a可以使用聚乙烯亚胺(PEI)、聚亚胺(PI)、卡普顿(CAPTON)这样的由高耐热性高分子材料所制成的产品。

在此情况下，振动膜34采用这样的构造：在整体形成圆形主体42和用于把上述主体42支撑在框架20的台阶部上的向下弯卷型边缘43的构造中，在下部表面上安装加强用主体44，而可防止高音区域中的分开振动(以后详细说明)，或者，使用由一般的主体和边缘所形成的振动膜。

在是分离型的情况下，可以用于主体42的材料是：高分子材料如聚乙烯(PE)、PET、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚亚胺(PI)、卡普顿(CAPTON)，或者抗磁性、半磁性系列的金属材料如钛(Ti)、铝(Al)、硬铝合金、不锈钢、黄铜、磷青铜。

边缘43的断面形状除上述的向下弯卷型之外，可以是向上弯卷型、平面型波形，并且，上述边缘可以是起缓冲作用的垫圈整体型，其材料可以是硅、高分子系列树脂、纤维、橡胶等。

在此情况下，上述振动膜34的主体42和边缘43可以象上述例子那样分别制作再结合起来，也可以整体制作。

而且，上述边缘43还可使用用于进行固定的橡皮或者EVA材料的垫圈35。

另一方面，在本发明中，连接在音圈32的两端部上的一对软线27，不象现有技术(图1a)那样沿着振动膜被引出到框架的外部，而是从音圈架24向下方引出，通过磁轭部21的切开部22而固定到PCB28的一对电极图形33a，33b上。

具有上述构造的第一实施例，由于从音圈32所引出的一对软线27通过磁轭部21的切开部22而引出到外部，因此不会产生现有技术那样的问题。其软线27焊接到音圈架24的电极图形24b，24c上的部分不会同磁轭部21的上端部相接触而产生接触现象。

这样，音圈组件320的音圈架24可以上下振动到磁轭部21的下端，而大大增加了可允许的振动幅度。而且，在本发明中，由于不需要担心接触现象，而能够增加使磁路的磁场强度增强的磁铁26的大小，特别是，可以增加厚度，由此，能够进一步增加音圈组件320的振动幅度。

上述结果是，本发明的振动幅度为1.5mm，在使磁铁26的厚度增加的情况下，可以确保到达最大2mm的程度。这样的振动幅度可以增加对扬声器音圈32的允许输入，能够在直径20mm级上，重放1.5～2W的额定功率。

在本发明中，虽然由于磁轭部21的切开而导致效率降低，但在本发明中，能够大大增加磁路，因而宁可在由于磁轭部的切开所引起的效率降低的情况下，谋求提高效率。

而且，在本发明中，由于振动幅度增加，可以在振动膜34的边缘43上使用柔软材料。一般来说，扬声器的低频共振频率f₀可以象从以下代数式1所看到的那样与作为边缘的柔软度(compliance)的倒数的刚度成正比，因此，本发明的低频共振频率f₀变低。即，重放频带带宽增加了。B．第二实施例

若参照图6至图11，第二实施例300与上述第一实施例100的磁轭部具有不对称形状的单一的磁轭部切开构造的方案相反，在两侧具有对称的切开构造这点上是最大的不同点。

第二实施例的磁轭部210，如图12a至图12c所示的那样，具有两侧对称的一对切开部22a，22b，在上端外周部上具有形成引导装置21a的构造。

由于在第二实施例300中所使用的音圈组件322中的磁轭部210的切开部22a，22b位于两侧，所以如图14b所示的那样，具有与第一实施例100的主体相类似的构造。与第一实施例的主体的不同点是：用于把软线27固定到音圈架24的电极图形24b，24c上的固定焊盘24e，24f不是象第一实施例那样集中在一侧，而是为了卷绕音圈32而形成为圆筒状，从而形成在电极图形24b，24c的中间以使其位于彼此相对的两侧。

当用与第一实施例110相同的方式来制作音圈组件322时，可以得到图14a那样的结构，在此情况下，由于一对软线27a，27b分别焊接或者焊接到配置在相互面对位置上的固定焊盘24e，24f上，则不需要另外的配重。

另一方面，在第二实施例300中，与磁轭部210一起进行镶嵌模铸的PCB 28a，如图13所示的那样，磁轭部切开部22a，22b和音圈组件322的软线27a，27b对称地形成在音圈架24的两侧，因此，能够与其相对应的一对半圆型电极图形330，332分离地形成在圆环状的基板280上。

而且，在软线27a，27b所连接的基板280的两侧形成凹槽282，284，用于防止接触形状的出现，当在凹槽282，284的一侧因镶嵌模铸而与磁轭部210相结合时，使用于防止磁轭部210旋转的防转突起286，288突出。

用镶嵌模铸方法整体形成的框架20为图6所示的那样，以便于容纳磁轭部210和PCB 28a。在图6中，在由磁轭部210的两侧切开部22a，22b所形成的贯通空间部310，312中，从框架200所延长的一对软线引导装置201～204在高低存在差异的条件下以水平状态延伸。

在第二实施例300中，从音圈组件322所引出的软线27a，27b，按图8那样，分别以“S”形通过贯通空间部310，312的软线引导装置201，202之间，顶端部通过焊接固定在PCB 28a的电极图形330上。然后，当切断并除去软线引导装置201～204时，软线27a，27b在音圈组件322上下振动时具有足够的长度，来连接音圈32和PCB 28a的电极图形330，332。

在第二实施例300中，通过电极图形334，336连接在从图10的一侧所露出的电极图形330，332上，来提供从外部例如从扬声器所使用的音箱的主PCB所施加的声音输出。

其结果是，即使由于象现有技术那样的过输入而使音圈架、振动膜34上下振动，也不会发生断线，具有弹性力，能够伸缩地进行应对。这样，在现有技术中，由于这种断线的产生而限制了可允许的输入，而在本发明中，由于上述理由而较少地受到这样的制约，因此，能够容许耐高输入，而具有高输出特性。

并且，在本发明的第一和第二实施例中，为了防止由于在磁轭部21、210上形成切开部、灰尘或者异物会从外部进入扬声器内部这种情况，在下侧结合了图16a和图16b所示的盖板37。

盖板37形成了一侧能够引出电极端子334，336的凹槽37a，并贯通形成多个放音孔37b。

另一方面，在第一和第二实施例中所共同使用的本发明的振动膜的平面图被表示在图15a中，其剖视图表示在图15b中。

在所图示的实施例中，振动膜34这样制作：在边缘43、该边缘43和颈部41之间，主体42和颈部41的内侧的防尘帽46为整体的，在主体42和防尘帽46之间沿着圆周方向，以中央为中心整体形成用于防止分区共振的十字形加强肋47，它们最好使用恢复性很好的高分子系列的薄膜材料。

最好在振动膜34的下部安装加强振动膜用主体44，为了降低非线性失真，该加强用主体44用Al、Ti、硬铝合金、纸浆、高分子材料等坚固并且重量轻的材料制作，以与除去了上述振动膜34的边缘的部分相同的形状来成型，并具有防尘帽44a。

振动膜34的主体42按图15b那样成为圆锥形，防尘帽46为圆拱形状，十字形加强肋47在向下弯卷型边缘43中通过振动膜的中心，到达相对面的边缘43的部分，而成为同一平面水平状态，成为具有一定的宽度并从主体42的部分突出的形状。

而且，在整体型振动膜和振动膜加强用主体44的颈部41(即，主体42和防尘帽46的边界部)上结合并固定卷绕了音圈32的音圈架24。

上述振动膜通过用十字形加强肋47进行加强而在振动膜34上下振动时可以使主体42整体的机械弯曲现象最小。其结果是，在低音区域能够实现活塞静振动，在中·高音区域，能够抑制分区共振。

具有上述振动膜的本发明的扬声器能够覆盖可重放的频率的全部频带，具有一定即平坦的频率特性的重放，通过抑制分割共振而大大减少了二次谐波成分，而能够干净、明亮地重现声音。

上述实施例表示了安装了振动膜加强用主体44的例子，但也可以把振动膜加强用主体44和振动膜34整体形成。

上述第二实施例基本上具有与第一实施例类似的磁轭部和音圈组件的构造，表示了由于低频共振频率f₀的扩展、容许输入的增加所产生的高输出特性。

以下更详细地说明本发明第一实施例和第二实施例相对应的动作原理及作用。C．高效率小型电-声变换原理及宽频带重放构造

本发明的小型扬声器的音圈组件320、322不受限制，能够根据输入信号而进行充分的振动，能够增加磁铁24的大小，与现有技术相比，能够提高扬声器的变换效率(SPL)。

而且，在第一和第二实施例中，在按以下代数式1那样所决定的扬声器的低频共振频率f₀下，刚度so变小，由此，由于低频共振频率变低而扩展了扬声器的重放音域。其中，so是作为扬声器的边缘43的柔软度的倒数的刚性，数值越小，表示越柔软，mo是用音圈32的重量+边缘43的1/2重量+主体42，44的重量+空气的反作用所产生的附加质量(8/3×1.23×a³(Kg))所表示的振动系统的等效质量。其中，a是振动膜34的半径。

而且，上述振动膜34的颈部41的半顶角θ较大，通过弹性率(杨氏模量)E的调节，能够扩展与其成比例的高音共振区域，本发明的扬声器能够实现重放音域的实质性扩展。

这样，本发明扬声器的低频共振频率f₀变低，高频共振频率f_h增加，而能得到低音和高音的扩展。

当用直径20mm×高度4.1mm来实现具有上述构造的本发明的扬声器单元时，在自由音域中测定的重放频带被确认为满足200Hz至16KHz。

这样，从频率特性来看，本发明的扬声器具有微型扬声器、接收机和蜂鸣器所要求的全部频率特性。

D．二次和三次谐波失真的减少。

一般地，由于在扬声器中提高重放频率，振动膜的左右会出现偏振动或者分开振动，而产生振动系统的非线性失真。

由于这样的现象会对决定重放音是清晰还是浑浊的二次谐波失真产生影响，因此希望尽可能降低。

但是，在本发明中，通过十字形加强肋47和振动膜加强用主体44来获得振动膜的均衡，因此，能够减小上述二次谐波失真，而使重放音变得清晰。

另一方面，在永久磁铁的直流磁通比音圈的旋转磁场相对小的情况下，会产生从平板流向磁轭部的直流磁通的线性失真的现象，这样的现象在原音重放时会产生对音色产生影响的三次谐波失真。

在本发明中，如图17a和图17b所示的那样，形成音圈架240的柔性PCB基板24a为双面基板，外侧面为与第一和第二实施例的音圈架24相同的构造，而在内侧面上形成图17b所示那样用于集中直流磁通的导电图形242，244，导电图形242，244分别通过多个通孔246与电极图形24b，24c电连接。

这样，当在音圈架240的内侧面上形成导电图形242，244的状态下制作音圈组件来装配扬声器时，当与施加在音圈32上的电流相比旋转磁场增加时，导电图形242，244与其成比例，来使从平板25流向磁轭部21，210的永久磁铁24的直流磁通被集中起来，来补偿相对小于音圈32的旋转磁场的现象。

其结果是，抑制了从平板流向磁轭部的直流磁通的线性失真的现象，与现有技术相比，能够减小三次谐波失真，因此，能够实现更接近于原音色的重放。

E．防止音圈的断线和容纳大输入的结构。

在本发明的小型扬声器中，从音圈32所引出的软线27，27a，27b不是固定在振动膜的音圈架上，而是以在音圈32的上下振动中具有足够的长度的锯齿形穿过贯通空间部310而固定在PCB 28，28a上，由于磁轭部21，210的切开，音圈组件可以具有足够的振动幅度来进行振动。

这样，能够防止音圈32发生断线，由于不会受到断线和接触形状所决定的允许输入的限制，因而能够允许高输入，并因此具有高输出特性。

其结果是，本发明能够在直径20mm级的超小型扬声器中允许额定输入2W的大输入。F．第三实施例

在图18a和图18b中表示了本发明的第三实施例。

在第三实施例中，与第一实施例和第二实施例相同的部分使用相同的标号，而对其省略详细的说明，仅对不同点进行说明。

如图所示的那样，第三实施例的小型扬声器与第一和第二实施例不同，由把磁轭部分51和框架部分52结合为一个整体的整体型磁轭部/框架50所构成，将强磁性磁路材料用冷轧或者热轧或者短调方法来整体地成型。

然后，如第二实施例那样，在磁轭部部分51上形成两侧对称的切开部53a，53b，在框架部分52的下部表面上具有同PCB28a相结合的构造。音圈组件和振动膜34具有与上述第二实施例相同的构造。

这样，从音圈组件322与PCB28a的连接用与第二实施例相同的方式实现。当然，在第三实施例中也可以采用第一实施例那样的在磁轭部部分的一侧形成切开部的构造。

上述第三实施例具有与第一和第二实施例类似的构造，呈现与第一实施例类似的效果。

上述实施例是按照扬声器单元整体上具有轻薄短小的形状那样来设计框架，但是当然也可以用于大尺寸的具有大输出和高变换效率的扬声器中。

在本发明中，最基本的发明思想包括以下几点：在磁轭部的侧面上增加音圈组件的振动幅度来防止接触现象，或者是形成一对切开部；使用柔性PCB基板来形成音圈架；采用提高原音重放能力的振动膜。这样的技术构思可以用于任何种类的电-声转换器。

如上述那样，在本发明中，提供一种小型扬声器，通过磁轭部和框架构造的变更，能够在极小型尺寸下实现大输入/大输出、高效率、三方式的宽频带重放。

由此，本发明不需要分别设置微型扬声器、接收机和蜂鸣器，可以用单一的单元来进行代替，能够减少为了音响重放而安装在机中的全部部件数量，能够引导具有更高的音响再现能力的终端携带用电子产品的开发。

在本发明中，能够卷绕长方形柔性PCB，而作为音圈架使用，而提供了制造简单的电-声转换器。

虽然对本发明的优选实施例已经进行了展示和说明，但是，应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的条件下进行变化和改型，本发明的范围由权利要求书限定。

Claims

1．一种小型电-声转换器，其特征在于，包括：

磁轭部，在内部形成凹槽，至少在一个侧面上由于除去一定的垂直壁而具有的垂直切开部；

永久磁铁，设置在上述磁轭部的凹槽中，产生非交变磁场；

平板，装在上述永久磁铁的上部表面上，用于在外周部与磁轭部的上端部之间形成磁隙；

音圈，其卷绕在音圈架上，并设置在上述磁隙中，当从外部通过第一和第二引入线施加电气驱动信号时，产生交变磁场，通过与由永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；

圆筒状的框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，其外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长而形成，以便于在内部形成凹槽，在与上述磁轭部的切开部相对应的凹槽空间部中形成与外部连通的通孔；以及

振动膜，支撑上述音圈架，其外周部支撑在上述框架的上端上，当音圈架上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响，

将在上述磁轭部的切开部和框架中的空间的大小形成为：能够防止音圈和引入线的连接部在上下振动时同上述音圈架相接触，而使音圈架的上下振动幅度被扩展。

2．根据权利要求1所述的小型电-声转换器，其特征在于，

上述音圈架做成长方形，在上侧沿长度方向分离地形成第一和第二带状电极图形，在下侧形成位于音圈卷绕用的粘接剂涂敷区域的圆筒状的柔性PCB基板，

上述音圈的两端部同各电极图形的相邻一侧的端部相连接，上述第一和第二引入线同各电极图形的另一侧端部相连接，与上述引入线和电极图形的连接部相对地形成在上述磁轭部上所形成的单一切开部。

3．根据权利要求1所述的小型电-声转换器，其特征在于，

上述音圈架做成长方形，在上侧沿长度方向分开形成第一和第二带状电极图形，在下侧形成位于音圈卷绕用的粘接剂涂敷区域的圆筒状的柔性PCB基板，

上述音圈的两端部同各电极图形的一侧的端部相连接，上述第一和第二引入线相对于音圈架的中心同各电极图形相互对应的位置相连接，与上述引入线和电极图形的第一和第二连接部相对地分别形成在上述磁轭部上所形成的单一切开部。

4．根据权利要求3所述的小型电-声转换器，其特征在于，上述框架进一步包括：

第一和第二引导装置，用于使所述第一和第二引入线以锯齿形状从上述音圈通过各个通孔引出到外部；

电极端子板，把通过引导装置所引出的第一和第二引入线分别连接到上述通孔两侧的框架下部表面上，而分开形成施加外部驱动信号的第一和第二电极焊盘；

在第一和第二引入线的另一端被固定在第一和第二电极焊盘上的状态下除去第一和第二引导装置。

5．根据权利要求2所述的小型电-声转换器，其特征在于，上述框架进一步包括：电极端子板，在与上述通孔相连接的框架的下表面上连接从音圈所引出的引入线，分开形成施加外部驱动信号的第一和第二电极焊盘。

6．根据权利要求1所述的小型电-声转换器，其特征在于，上述振动膜包括：

主体，以圆锥形从音圈架所安装的颈部延伸到外侧部；

防尘帽，在上述颈部内侧做成圆拱形；

加强肋，从上述防尘帽的中心到主体的外侧端以与一定宽度相同的高度连续地突出，用于抑制振动膜在中·高音区域中分区共振；以及

边缘，用于把上述主体支撑在框架上，

上述主体、防尘帽、加强肋和边缘是整体形成的。

7．根据权利要求6所述的小型电-声转换器，其特征在于，进一步包括加强用主体，做成与主体和防尘帽相同的形状，具有与防尘帽的中央部相对应的孔，安装在振动膜的下部，用于减少振动膜的非线性失真。

8．根据权利要求6所述的小型电-声转换器，其特征在于，上述柔性PCB基板进一步包括第三和第四带状电极图形，在内侧面上同第一和第二带状电极图形电连接，用于补偿由永久磁铁所产生的直流磁场的线性。

9．根据权利要求1所述的小型电-声转换器，其特征在于，上述磁轭部和框架由磁路材料整体形成。

10．根据权利要求1所述的小型电-声转换器，其特征在于，进一步包括盖板，其具有多个放音孔，同上述框架的下部相结合，用于阻断异物流入内部。

11．一种小型电-声转换器，其特征在于，包括：

磁轭部，在内部形成圆形凹槽，在两个侧面上由于除去一定的垂直壁而具有垂直切开部；

永久磁铁，设置在上述磁轭部的凹槽中，产生非交变磁场；

音圈，卷绕在音圈架上，并且配置在上述磁隙中，当从外部施加驱动信号时，产生交变磁场，通过与由永久磁铁所产生的非交变磁场的相互作用而上下移位；

圆筒状的框架，在把上述磁轭部定位于中央的状态下，外周部围绕磁轭部，外周部呈直角地延长形成，以便于在内部形成凹槽，在与上述磁轭部的切开部相对应的第一和第二凹槽空间部中形成与外部连通的第一和第二通孔；以及

振动膜，支撑上述音圈架，外周部支撑在上述框架的上端上，当音圈架上下移位时，产生与上述驱动信号相对应的音响，

由上述第一和第二切开部和第一和第二凹槽空间部所分别形成的第一和第二空间形成为这样的大小：能够防止用于从外部给音圈施加驱动信号而固定在音圈架上的第一和第二软线的第一和第二连接部在音圈架上下振动时同上述磁轭部和框架相接触，而使音圈架的上下振动幅度被扩展。