TWI545973B - External magnetic circuit improved structure - Google Patents
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Description
本發明與揚聲器有關，特別是一種應用內徑配向複合磁石的外磁式磁路結構，能夠兼顧小尺寸與足夠的磁感應強度。
揚聲器以能量轉換方式的差異可以區分為電動式(Dynamic Type)、電磁式(Electromagnetic Type)與電容式(Electric Condenser Type)等類型，其中電動式揚聲器又稱為動圈式(Moving Coil Type)揚聲器，主要是利用揚聲器內部的磁路結構與音圈之間電磁感應來帶動振膜產生震動，磁路結構中的磁石需要為音圈振動提供一個均勻穩定的磁場，是不可或缺的重要部份。
進一步來說，揚聲器內部的磁路結構根據磁石在磁路中所設置的位置可以分為內磁式與外磁式兩種，當揚聲器的體積小於一定程度時，因為磁石製造上的困難，通常會改用外磁式的磁路結構，請參閱第1圖即為一種外磁式的磁路結構1，其包含有一導磁軛鐵2，其具有一平板部2a與一芯部2b凸設於平板部2a的頂面內側，使導磁軛鐵2呈L形截面；一永久磁鐵3設置於平板部2a的頂面外側；以及一導磁板4設於永久磁鐵3的頂面並與芯部2b保持一磁隙5。其中，永久磁石3的二磁極是分布於兩端而面對導磁軛鐵2之平板部2a與導磁板4，藉此將磁力線導引到磁隙5當中形呈均勻的磁場。為了維持足夠的磁感應強度，永久磁石3將會佔據一定的體積，而且
容易發生磁力洩漏的問題，因此妨礙揚聲器的尺寸小型化與聲音輸出表現，仍有改善空間。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種外磁式磁路改良結構，應用特殊配向的磁石來增加磁感應強度至理想範圍，以增加感度。
本發明之另一主要目的在於提供一種外磁式磁路改良結構，有助於揚聲器的體積小型化。
為了達成上述目的，本發明提供了外磁式磁路改良結構，其包含有：一鐵芯；至少一複合磁石，同軸設於鐵芯外側，複合磁石二磁極的磁場方向實質上垂直，且其中一磁極的磁場方向指向鐵芯；以及一導磁板，設置於複合磁石的另一磁極上，並且導磁板與鐵芯之間具有一磁隙。
藉此，複合磁石的磁極事先經過配向處理而形成實質垂直的二磁極方向以避免磁力洩漏的問題，再搭配鐵芯與導磁板而在磁隙內形呈均勻的磁場以提供一音圈足夠強度的磁感應強度。此外，相較於習用的外磁式磁路結構，本發明並不需要設置導磁軛鐵的平板部，故有利於揚聲器的小型化。
更佳地，複合磁石為一異向性黏結磁石或一異向性粉壓磁石。
更佳地，鐵芯為圓柱狀，複合磁石具有一環形本體，本體內部呈階梯狀而可區分為一小徑部與一大徑部，複合磁石的一磁極位於小徑部的內側面，另一磁極則位於大徑部的外端面以供磁板設置。
1‧‧‧磁路結構
2‧‧‧導磁軛鐵
2a‧‧‧平板部
2b‧‧‧芯部
3‧‧‧永久磁鐵
4、40‧‧‧導磁板
5、G‧‧‧磁隙
10‧‧‧外磁式磁路改良結構
20‧‧‧鐵芯
30‧‧‧複合磁石
31‧‧‧小徑部
32‧‧‧大徑部
N,S‧‧‧磁極
A,B‧‧‧量測點
第1圖為一習用外磁式磁路結構之剖視圖。
第2圖為本發明較佳實施例之立體圖。
第3圖為本發明較佳實施例之剖視圖。
第4圖為本發明較佳實施例中針對磁隙所量測的磁感應強度圖。
第5圖為本發明較佳實施例之磁力線分布示意圖。
第6圖為第1圖所示習用外磁性磁路結構針對磁隙所量測的磁感應強度圖。
為了能更瞭解本發明之特點所在，本發明一較佳實施例提供一種外磁式磁路改良結構10，請參考第2至3圖，其包含有一圓柱形的鐵芯20，一環形的複合磁石30同軸設於鐵芯20外側，以及一導磁板40設於複合磁石30的頂部端面，其中，導磁板40與鐵芯20之間具有一磁隙G。
請參閱第3圖，複合磁石30的本體內部呈階梯狀而可區分為一小徑部31與一大徑部32，小徑部31用以套設於鐵芯20，大徑部32的外端面則供導磁板40設置。此外，複合磁石30為事先經過配向處理(也就是以磁場或機械方式配定磁化方向)的異向性黏結磁石(Anisotropic Bonded Magnet)，也就是使用稀土永磁粉末，例如銣鐵硼(NeFeB)或釤鈷(SmCo)或鋁鎳鈷合金(Alnico)，與樹脂、塑料或低熔點合金膠結劑均勻混合，然後用壓縮、擠出或射出成型方法所製成的永磁性材料。因此，本發明所採用複合磁石30二磁極的磁場方向實質上垂直，其中一磁極(在本實施例為N極)位於小徑部31的內側面並以其磁場方向指向鐵芯20，另一磁極(在本實
施例為S極)則位於大徑部32的外端面並以其磁場方向指向導磁板40，故本實施例之磁力線分布如第5圖所示。
使用銣鐵硼(NeFeB)永磁粉末製成前述實施例之複合磁石30，並實際量測第5圖磁隙G中A量測點至B量測點的磁感應強度(magnetic flux density)，可以得到磁隙G中央的磁感應強度達到0.528B(Tesla)，其分布如第4圖所示，而如第1圖所示習用的外磁式磁路結構若以相同的方式進行量測，可得到其磁感應強度分布如第6圖所示，其磁隙中央的磁感應強度則為0.508B(Tesla)，此外，參照第4圖與第6圖也可輕易看出本發明實施例的最大磁感應強度與平均磁感應強度均較大，因此可以證明本發明在相同的空間限制下具有較高的磁感應強度。
由於本發明之外磁式磁路改良結構10提供較高的磁感應強度，故有助於改善揚聲器之感度，此外，本發明直接將複合磁石30做成內部呈階梯狀的環形，而且經過配向處理，便不需要在磁石底面設置導磁軛鐵，不會有磁力洩漏的問題，同時也有助於揚聲器的尺寸小型化。
在此補充說明的是，前述鐵芯實質上是不具有磁性的，並且複合磁石30也可以改用永磁粉末壓結方式製成，也就是粉壓磁石(Pressed Powder Magnet)，只要事先經過配向處理即可。此外，複合磁石30的數量與形狀也不以前述實施例的環狀為限，例如可以改用二個具L形截面的條狀複合磁石設置於鐵芯的兩側，同樣可以得到如第2圖所示的磁路結構，即為本發明之等效變化，而鐵芯也可以具有磁性(也就是磁鐵芯)，只要能夠發揮導引磁力線的功用即可。
最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露的
構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，舉凡其他易於思及的結構變化，或與其他等效元件的替代變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧外磁式磁路改良結構
20‧‧‧鐵芯
30‧‧‧複合磁石
31‧‧‧小徑部
32‧‧‧大徑部
40‧‧‧導磁板
G‧‧‧磁隙
N,S‧‧‧磁極
Claims (7)
- 一種外磁式磁路改良結構，其包含有：一鐵芯；至少一複合磁石，同軸設於該鐵芯外側，該複合磁石二磁極的磁場方向實質上垂直，且其中一磁極的磁場方向指向該鐵芯；以及一導磁板，設置於該複合磁石的另一磁極上，並且該導磁板與該鐵芯之間具有一磁隙。
- 如請求項1所述之外磁式磁路改良結構，其中該複合磁石為一異向性黏結磁石或一異向性粉壓磁石。
- 如請求項1所述之外磁式磁路改良結構，其中該鐵芯為圓柱狀。
- 如請求項3所述之外磁式磁路改良結構，其中該複合磁石具有一環形本體，該本體內部呈階梯狀而可區分為一小徑部與一大徑部，該複合磁石的一磁極位於該小徑部的內側面，另一磁極則位於該大徑部的外端面以供該導磁板設置。
- 如請求項4所述之外磁式磁路改良結構，其中該至少一複合磁石的數量為1個。
- 如請求項1所述之外磁式磁路改良結構，其中該至少一複合磁石的數量為2個，且各該複合磁石之截面呈L形。
- 如請求項1所述之外磁式磁路改良結構，其中該鐵芯實質上不具有磁性。
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