专利名称：多个磁气隙马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及高功率低频换能器，更确切地讲，涉及具有磁结构的高功率低频换能器，所述磁结构具有气隙和位于所述气隙中的音圈。
背景技术：
通常称作“扬声器”的高功率低频换能器具有磁结构，所述磁结构具有“气隙”和位于所述气隙中的音圈。在正常工作声压级时，音圈温度达到280°C (536° F)是常见的。该高温具有降低换能器有效性和可靠性的不良影响。现有的降低音圈温度的技术包括利用空气循环冷却音圈，但是这些现有技术无法提供有效冷却所需的足够体积的和足够速度的空气流。现有高功率扬声器的另一种问题是在轴向振动音圈涉及的极端力有时导致对扬声器的物理损坏。例如，移动音圈的惯性可能引起音圈振动超出运动安全范围，从而导致在扬声器部件之间的撞击或扬声器部件彼此拉离。现有技术既没有公开也没有提出一种有效限制音圈温度因而能够保证音圈的有效性和可靠性、以及音圈运动范围被有效地限制以防止损坏换能器的高功率低频换能器。
发明内容
本发明涉及一种具有磁性结构的高功率低频换能器，磁性结构具有气隙且音圈位于该气隙内。在一个实施例中，两个磁体以相反极性被磁化。这些磁体位于钢盘的相反侧并且位于气隙的同一内侧。气隙的两端通向大气。两个以上的钢盘分别位于上部磁体上方和下部磁体下方。钢管环绕该结构以限定气隙的外边界，并因此在磁体上方形成上部磁隙、在磁体之间形成中间磁隙、以及在磁体下方形成下部磁隙。铝环可粘结到磁体的暴露端，使得铝环与钢盘齐平，从而为气隙提供平滑边界以改善气流。来自两个磁体的磁通量可以在音圈在其中运行的中间磁隙内沿着相同方向。在上部和下部磁隙中的磁通量可以与中间磁隙内的磁通量相反，从而抑制音圈移动超出所需的限度。在第二实施例中，磁体具有相同极性并布置在气隙的相反侧。其它方面与第一实施例类似。在一个实施例中，一个磁体布置在气隙内侧且另一个磁体布置在气隙外侧。由于这种结构，两个磁体可以具有相同极性。有利地，如果磁体具有相同极性，扬声器可以在磁体被磁化之前装配。本发明的一个形式包括一种低频换能器装置，该低频换能器装置包括环绕磁极的大体圆柱形结构。磁极和大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙。所述气隙的两个相反端均是敞开的以使空气由其流过、并且沿着轴向方向相互间隔。第一磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。第二磁体沿着所述轴向方向与所述第一磁体间隔中间磁隙。所述第二磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。所述第一磁体和所述第二磁体在所述中间磁隙内沿着相同方向提供磁通量。上部磁隙轴向临近所述第一磁体并、且与所述中间磁隙相对地布置。下部磁隙轴向临近所述第二磁体并且与所述中间磁隙相对地布置。音圈至少部分地被布置在所述气隙内并且被构造成在所述中间磁隙内运行。本发明的另一种形式包括一种低频换能器装置，该低频换能器装置包括环绕磁极的大体圆柱形结构。所述磁极和所述大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙。所述气隙的两个相反端均是敞开的以使空气由其流过、并且沿着轴向方向相互间隔。上部磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。下部磁体沿着所述轴向方向与所述上部磁体间隔磁隙。所述下部磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。音圈至少部分地被布置在所述气隙内并且被构造成在所述磁隙内运行。所述下部磁体限制所述音圈在所述气隙内的向下轴向运动。本发明的另一个形式包括一种低频换能器装置，该低频换能器装置包括环绕磁极的大体圆柱形结构。所述磁极和所述大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙。所述气隙的两个相反端能够使空气由其流过。所述气隙的两个相反端沿着轴向方向相互间隔。第一磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。第二磁体沿着所述轴向方向与所述第一磁体间隔磁隙。所述第二磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。所述第一磁体和所述第二磁体在所述磁隙内沿着相同方向提供磁通量。所述第一磁体和/或所 述第二磁体在所述磁极的外表面凹入和/或在所述大体圆柱形结构的内表面凹入。非铁的环被布置在所述气隙与所述第一磁体和所述第二磁体中的至少一个之间的凹部中，使得所述环为所述气隙提供大体平滑的边界。音圈至少部分地被布置在所述气隙内并且在所述磁隙内运行。本发明的优点在于其提供从上到下的直线空气通路，以允许强制空气冷却，从而从音圈去除热量。本发明的另一个优点在于其使得上部磁隙和下部磁隙被用于磁性限制。
结合附图参考本发明实施例的以下说明，本发明的上述和其他特征和目的以及获得它们的方式将变得更加清楚，本发明本身也将得到更好地理解。其中图I是本发明扬声器的一个实施例的截面视图。图2是图I中扬声器的马达组件的B磁场分布图。图3是可用于本发明扬声器的马达组件的另一个实施例的仰视图。图4是包括图3中马达组件的本发明扬声器的另一个实施例沿线4-4的截面视图。图5是图4中马达组件的B磁场分布图。图6是本发明扬声器的另一个实施例的截面视图。图7是图6中扬声器的马达组件的B磁场分布图。图8是本发明马达组件的另一个实施例的截面视图。图9是本发明马达组件的又一个实施例的截面视图。图10是本发明马达组件的再一个实施例的截面视图。在几个附图中相应的数字标记表示相应的部件。尽管这里举例以几种形式说明了本发明的实施例，但是以下公开的实施例不意求详尽或被认为将本发明范围限制在所公开的具体形式。
具体实施例方式参考附图，尤其是图1，这里示出了本发明的扬声器20的一个实施例，其包括马达组件22、安装到马达组件22上的框架24、隔膜26、下部悬架或支承架28和上部悬架或环架30。马达组件22包括磁极40，其具有一堆四个钢盘32、在下部钢盘32下方的永磁体36、和布置在磁体36下方的另一个钢盘34。每个钢盘32、磁体36和钢盘34可以彼此粘结。马达组件22还包括绕着磁极40并具有布置在圆环状磁体44顶上的环形上部钢环42的圆柱体结构38。磁体44又布置在一堆另四个环形钢环46的上部。顶环42、磁环44、和钢环46可以彼此粘结。盘32、34和环42、46可由低碳钢制成。在圆柱体38和磁极40之间限定了气隙54。气隙54的两个相反端均是敞开的以使空气由其流过，且在由双箭头55表示的轴向彼此分离。 还设置音圈56，其包括中空圆柱形音圈架58，音圈架58具有内表面60和接收绕丝64的外表面62。音圈架58绕磁极40同心布置，且音圈56在扬声器20工作期间可在气隙54内轴向移动。音圈56通过隔膜26、支承架28和环架30相对于磁极40保持在位。隔膜26的一端通过粘结剂等粘附到音圈架58，隔膜26的相反端连接到环架30。环架30又安装到框架24的上端66。除了下部悬架或支承架28，隔膜26和环架30共同地为音圈56提供支撑。支承架28的内环边缘连接到音圈架58，支承架28的外环边缘安装到形成在框架24内的支座68上。防尘盖70安装到隔膜26上适当的位置以位于音圈56和磁极40之上，以便保护这些元件不受污垢、灰尘和其它污染物。防尘盖空腔72因此被限定在由隔膜26、防尘盖70、音圈56和磁极40环绕的空间。响应于电能输入到线圈64,音圈56相对于固定的马达组件22轴向移动。由于隔膜26、支承架28、环架30和防尘盖70可操作地连接到音圈架58，这些零件也随着音圈56轴向移动。由于隔膜26和防尘盖70的轴向移动，空气从扬声器20的外部流进和流出空腔72。也就是说，空气被抽入和抽出空腔72。磁极40具有成梯状的并且是环形的外表面。在图I所示的实施例中，位于上部的钢盘32的直径比紧临下面的钢盘32直径大。磁体36具有比任一钢盘32、34小的直径。环形磁体44与最小钢盘32相对地布置，并具有比顶部钢环42和三个钢环46的内径大的内径。但是，与磁体36相对的钢环46具有比圆柱体38内任一元件(包括环形磁体44)大的直径。钢环基板74粘结到圆柱体38的下表面和磁极40的下表面，从而与圆柱体38和磁极40相互连接。基板74包括多个周向均匀分布的通孔76，通孔76将气隙54与周围空气流体互连。间隙86限定在盘32中的顶部盘和音圈56的音圈架58之间。如图2所示，磁体36和44可具有相同的磁极性。具体地，在图2的实施例中，每个磁体36和44具有向上的北极和向下的南极。由于磁体36和44在气隙54的相反侧,相同极性导致磁体36和44在相同方向促成中间磁隙78内的磁通量。也就是说，磁体36和44均在中间磁隙78与气隙54重合的一部分内沿着径向向外的方向(图2中从左向右的方向)提供磁通量，音圈56在气隙54中运行。
音圈56至少部分布置在气隙54内并主要在中间磁隙78内运行。由于音圈56在中间磁隙78内在气隙54的部分中运行,音圈56依靠在中间磁隙78内的磁通量以便对音圈56施加磁力并因此当电流流经音圈56时导致音圈56移动。因此，具有由磁体36和44共同产生的较大磁通量比一个磁体的磁通量部分抵偿另一磁体的磁通量引起的较小净磁通量更有优势，例如如果磁体36和44具有相反极性就是这种情况。如图2所示，上部磁隙80轴向邻近顶部磁体44且 与中间磁隙78相反地布置。下部磁隙82轴向邻近下部磁体36且与中间磁隙78相反地布置。在上部磁隙80和下部磁隙82中的磁通量的方向可以与中间磁隙78内的磁通量的方向相反。更具体地,在中间磁隙78内的磁通量在气隙54内沿径向向外的方向(图2中从左向右)，但是磁通量在气隙54内在上部磁隙80和下部磁隙82中沿径向向内的方向(图2中从右向左)。因此，在上部磁隙80和下部磁隙82内施加在音圈56上的力的方向与在中间磁隙78内施加到音圈56上的力的方向相反。因此，在上部磁隙80和下部磁隙82中的磁通量可以限制由中间磁隙78内的磁通量引起的音圈56的移动。尽管在中间磁隙78内的磁通量沿着向上方向或向下方向推动音圈56可取决于音圈56内的电流方向，在上部磁隙80和下部磁隙82每个中的磁通量可以在相反方向推动音圈56,从而限制音圈56的垂直运动范围。例如，如果在中间磁隙78内的磁通量在向下方向朝下部磁隙82推动音圈56,当音圈56接近下部磁隙82时，音圈56受到下部磁隙82内的磁通量增大地影响并且受到中间磁隙78内的磁通量减小地影响。如果中间磁隙78内的磁通量向下推动音圈56,下部磁隙82内的磁通量向上推动音圈56。根据由中间磁隙78内的磁通量提供的音圈56所拥有的向下动力的程度，由下部磁隙82内的磁通量施加的向上力起作用以使音圈56慢下来到达某个垂直高度的死点，然后可使音圈56的运动方向反向(即，在向上方向移动音圈56)。因此,如上所述,作为下部磁隙82内的磁通量来源的下部磁体36可以限制音圈56在气隙54内的向下轴向运动。相反地，如果中间磁隙78内的磁通量推动音圈56向上，则上部磁隙80内的磁通量推动音圈56向下。根据由中间磁隙78内的磁通量提供的音圈56所拥有的向上动力的程度，由上部磁隙80内的磁通量施加的向下力起作用以使音圈56慢下来到达某个垂直高度的死点，然后可使音圈56的运动方向反向(即，在向下方向移动音圈56)。因此,如上所述，作为上部磁隙80内的磁通量来源的上部磁体36可以限制音圈56在气隙54内的向上轴向运动。上部磁隙80和下部磁隙82可用作磁中断并且更对称地限制音圈56的垂直移动。由于磁体36、44具有相同极性，磁体36、44没有必要彼此隔离地磁化。因此，由于磁体36、44具有相同磁极性,磁体36、44可以在扬声器20装配之后被磁化。在磁体36、44磁化之前装配扬声器20比在磁体36、44磁化后装配扬声器20更容易，因为磁化的磁体可对其它扬声器部件施加力，从而使得装配困难。扬声器20的结构的另一个优点在于空气可在空腔72与周围空气之间自由流动。更具体地，空气可从周围环境流经通孔76、气隙54和气隙86中的每个进入空腔72。空气可经由相同路径从空腔72排到周围环境中。此外，一个或多个盘32、34可具有横向定向的空气通道(未示出)和轴向凹部(未示出)，以经由板74内的中央通孔(未示出)流体互连气隙54与空腔72和/或周围环境。此外，一个或多个环42、46可具有横向定向的空气通道(未示出)，以流体互连气隙54与环境空气。上述空气通道可有助于抽运的空气流经过音圈56,从而对音圈56具有冷却效果,这可改善音圈56的性能。此外,如果磁体由neomidium制成，冷却音圈56可避免磁体36、44退磁。neomidium磁性材料放得太靠近热量可能趋于使 neomidium 退磁。图3和4所示的分别是马达组件122的另一个实施例的仰视图和截面视图，其可用在本发明的扬声器中。马达组件122包括“内部”磁体结构，其适合在外部圆柱形壁上的磁体是不需要的应用。
马达组件122包括具有中央通孔184的磁极140 ;上部钢环132 ;布置在环132之下的永环磁体136 ;布置在磁体136之下的一对叠置钢环134 ;布置在环134之下的另一永环磁体144 ;和布置在环磁体144之下的另一钢环142。包括钢环132、磁体136、钢环134、磁体144和钢环142整个堆叠粘结在一起。马达组件122还包括绕着磁极140的钢质圆柱形结构或管138。圆柱形结构138可为磁体136、144提供磁性返回路径从而完成磁性回路。气隙154限定在圆柱体138与磁极140之间。气隙154的两个相反端均是敞开的以使空气流过并在由双箭头155表示的轴向彼此分离。磁极140具有为阶梯状并且是环形的外部表面。在图4所示的具体实施例中，钢环132具有比磁体136更大的外径。磁体136具有比正下方的两个盘134小的外径，两个盘具有相同外径。磁体144具有与磁体136相等的外径。钢环142具有和钢环132相等的外径。刚质圆环基板174粘附在圆柱体138的下部表面和磁极140的下部表面，因而与圆柱体138和磁极140互连。基板174包括多个周向均匀分布的通孔176，通孔176使气隙154与环境空气互连。如图5所示,磁体136和144可具有相反极性。具体地,在图5的实施例中，磁体144具有向上的北极并且磁体136具有向下的北极。由于磁体136和144在气隙154的同一侧，相反极性导致磁体136和144在相同方向促成中间磁隙178内的磁通量。也就是说，磁体136和144均在中间磁隙178与气隙154重合的一部分内沿着径向向外的方向(图5中从左向右的方向)提供磁通量，音圈在气隙154中运行。如图5所示，上部磁隙180轴向邻近上部磁体136并与中间磁隙178相对地布置。下部磁隙182轴向邻近下部磁体144并与中间磁隙178相对地布置。上部磁隙180和下部磁隙182内的磁通量的方向可与中间磁隙178内的磁通量的方向相反。更具体地，中间磁隙178内的磁通量在气隙154内沿着径向向外方向(图5中从左到右)，但是磁通量在气隙154内在上部磁隙180和下部磁隙182内沿着径向向内方向(图5中从右到左的方向)。因此，在上部磁隙180内和在下部磁隙182内施加在音圈上的力的方向可与在中间磁隙178内施加在音圈上的力的方向相反。因此,在上部磁隙180和下部磁隙182内的磁通量可以限制由中央磁隙178内的磁通量引起的音圈的运动。尽管中间磁隙178内的磁通量在向上方向或向下方向推动音圈可取决于音圈内的电流方向，在上部磁隙180和下部磁隙182每个中的磁通量可以在相反方向推动音圈，从而限制音圈垂直运动的范围。例如，如果中间磁隙178内的磁通量在向下方向朝着下部磁隙182推动音圈，当音圈接近下部磁隙182时，音圈56受到下部磁隙182内的磁通量增大地影响并且受到中间磁隙178内的磁通量减小地影响。如果中间磁隙178内的磁通量向下推动音圈,在下部磁隙182内的磁通量向上推动音圈。根据由中间磁隙178内的磁通量提供的音圈所拥有的向下动力的程度，由在下部磁隙182内的磁通量施加的向上力起作用以使音圈慢下来到达某个垂直高度的死点，然后可使音圈运动方向反向(即，在向上方向移动音圈)。因此，如上所述，作为下部磁隙182内的磁通量来源的下部磁体144可以限制音圈在气隙154内的向下轴向运动。相反地，如果中间磁隙178内的磁通量推动音圈向上，则在上部磁隙180内的磁通量推动音圈向下。根据由中间磁隙178内的磁通量提供的音圈所拥有的向上动力的程度，由上部磁隙180内的磁通量施加的向下力起作用以使音圈慢下来到达某个垂直高度的死点，然后可使音圈的运动方向反向(即，在向下方向移动音圈)。因此，如上所述，作为上部磁隙180内的磁通量来源的上部磁体136可以限制音圈在气隙154内的向上轴向运动。上部磁隙180和下部磁隙182可用作磁中断和更对称地限制音圈的垂直移动。图6所示为本发明扬声器200的实施例，其中两个磁体都位于外部圆柱体上。扬声器200包括具有磁极240的马达组件222，磁极具有一堆六个钢盘232。每个盘232可彼此粘结。、马达组件222还包括绕着磁极240并具有布置在圆环状磁体244顶上的环形上部钢环242的圆柱体结构238。磁体244又布置在一堆另两个环形钢环246的上部。紧接在钢环246下方的是另一个圆环状磁体236。磁体236布置在另一个环形钢环247的顶部。顶环242、磁环244、中间环246、磁环236、和下部环247中的每个可以彼此粘结。盘232和环242、246和247可由低碳钢制成。磁极240具有阶梯状并且是环形的外部表面。在图6所示的具体实施例中，钢盘232中的上部钢盘、中间两个钢盘和下部钢盘具有相同直径，该直径大于从上往下的第二个盘232的直径。从下往上的第二个盘232具有在所有盘232中最小的直径。相似地，钢环242、246和247具有相等内径，该内径小于环磁体244的内径。环磁体247在圆柱体238内所有元件中具有最大内径。扬声器200的结构的其它方面可大体与扬声器20相似，因此在这里不做描述以避免不必要的重复。如图7所示，磁体236和244可以具有相反的极性。具体地，在图7的实施例中，磁体244具有向上的北极并且磁体236具有向下的北极。由于磁体236和244位于气隙254的同一侧，相反的极性导致磁体236和244在相同方向促成中间磁隙278内的磁通量。也就是说，磁体236和244均在中间磁隙278与气隙254重合的一部分内沿着径向向外的方向(图7中从左向右的方向)提供磁通量，音圈56在气隙254中运行。音圈56至少部分布置在气隙254内并主要在中间磁隙278内运行。由于音圈56在中间磁隙278中的气隙254的部分内运行,音圈56取决于中间磁隙278内的磁通量以便对音圈56施加磁力并因此在电流流经音圈56时导致音圈56移动。因此，具有由磁体236和244共同产生的较大磁通量比一个磁体的磁通量部分抵偿另一磁体的磁通量引起的较小净磁通量更有优势,例如如果磁体236和244具有相反极性就是这种情况。如图7所示，上部磁隙280轴向邻近顶部磁体244且与中间磁隙278相对地布置。下部磁隙282轴向邻近下部磁体236且与中间磁隙278相对地布置。上部磁隙280和下部磁隙282中的磁通量的方向可以与中间磁隙278内的磁通量的方向相反。更具体地，中间磁隙278内的磁通量在气隙254内沿着径向向外的方向(图7中从左向右)的，但是磁通量在气隙254内的上部磁隙280和下部磁隙282中沿着在径向向内的方向(图7中从右向左)。因此，在上部磁隙280和下部磁隙282内施加在音圈256上的力的方向与在中间磁隙278内施加在音圈56上的力的方向相反。结果，在上部磁隙280和下部磁隙282内的磁通量可以限制由中间磁隙278内的磁通量导致的音圈56的移动。尽管中间磁隙278内的磁通量在向上方向或向下方向推动音圈56可取决于音圈56内的电流方向，在上部磁隙280和下部磁隙282每个中的磁通量可以在相反方向推动音圈56,从而限制音圈56的垂直运动范围。例如，如果中间磁隙278内的磁通量在向下方向朝下部磁隙282推动音圈56,当音圈56接近下部磁隙282时，音圈56受到下部磁隙282内的磁通量增大地影响并且受到中间磁隙278内的磁通量减小地影响。如果中间磁隙278内的磁通量向下推动音圈56，则下部磁隙282内的磁通量向上推动音圈56。根据由中间磁隙278内的磁通量提供的音圈56所拥有的向下动力的程度，由下部磁隙282内的磁通量施加的向上力起作用以使音圈56慢下来到达某个垂直高度的死点，然后可使音圈56的运动方向反向(即，沿着向上方向移动音圈56)。因此，如上所述，作为下部磁隙282内的磁通量来源的下部磁体236可以限制音圈56在气隙254内的向下轴向运动。相反地，如果中间磁隙278内的磁通量向上推动音圈56，则上部磁隙280内的磁通量向下推动音圈56。根据由中间磁隙278内的磁通量提供的音圈56所拥有的向上动力 的程度，由上部磁隙280内的磁通量施加的向下力起作用以使音圈56慢下来到达某个垂直高度的死点，然后可使音圈56的运动方向反向(例如，沿着向下方向移动音圈56)。因此，如上所述，作为上部磁隙280内的磁通量来源的上部磁体244可以限制音圈56在气隙254内的向上轴向运动。上部磁隙280和下部磁隙282可用作磁中断并且更对称地限制音圈56的垂直移动。扬声器200结构的另一个优点是空气可在空腔72与环境空气之间自由流动。更具体地，空气从周围环境通过每个通孔76、气隙254和气隙256、并流入空腔72。空气可通过相同路径从空腔72排出到周围环境中。而且，一个或多个盘232可具有横向定向的空气通道(未示出)和轴向凹部(未示出)，以经由板74内的中央通孔(未示出)流体互连气隙254与空腔72和/或周围环境。此外，一个或多个环242、246、247可具有横向定向的空气通道(未示出)，以流体互连气隙254与环境空气。上述空气通道可有助于抽运的空气流经过音圈56，从而对音圈56具有冷却效果，这可改善音圈56的性能。图8所示为本发明马达组件272的另一个实施例的截面视图，其包括磁极293、环形磁体286、盘形磁体287、多个环形钢环282a-d、和钢盘284a_d。磁体286、287可具有相同极性。磁极293包括通孔或向上的凹部290。磁极293包括较大直径的上部区段274和较小直径的下部区段276。多个周向分布的空气通道288从通孔290的下部部分延伸到下部区段276的外表面。空气通道288可以具有矩形横截面。如箭头所示的气流可由施加在防尘盖(如防尘盖70)和音圈(如音圈56)的内圆周表面内收集的空气的力驱动。空气沿着大体侧向方向流经磁极293内的空气通道288，然后向下流经圆柱形气隙294。根据支承架的当前运动方向，空气可沿着与所示方向相反的方向流动。如图8所不,磁极293包括多个位于与磁体286大体相同的垂直层面的侧向空气通道288。空气通道288与向上的凹部290流体地连通。
图9所示为本发明马达组件322的另一个实施例的截面视图,包括具有磁极上半部342和磁极下半部344的磁极340。马达组件322还包括上部环形磁体336、下部环形磁体337、多个环形钢环332a-c、环形背板334。磁体336、337可具有相反极性使得磁体336、337通过钢环332b在相同方向提供磁通量。例如，磁体336可在其上表面具有北极，而磁体337可在其下表面具有北极。可选择地，磁体336可在其下表面具有北极，而磁体337可在其上表面具有北极。磁极上半部342可具有与磁极293类似的结构。磁极下半部344包括与磁极下半部344的下表面350连通的孔348，并且孔348仅部分地延伸通过磁极下半部344的高度。通孔352终止于端口 353，端口 353在背板334处通向大气。磁极下半部344包括较大直径的上部区段378和较小直径的下部区段380。多个周向分布的空气通道从孔348延伸到下部区段380的外表面。空气通道384可以具有矩形横截面。背板334可以具有面向圆柱形气隙354的环形外部表面338。如箭头所示的气流可由施加在防尘盖(如防尘盖70)和音圈(如音圈56)的内圆周表面内收集的空气的力驱动。空气沿着大体侧向方向流经磁极上半部342内的空气通道 382，然后向下流经气隙354。空气接着沿着相反的大体侧向方向流经磁极下半部344内的空气通道384、通过背板334上的通孔352并且经由端口 353流出。气流的整个路径可以是螺旋形的。也就是说，气流路径可以是三维的，具有绕着磁极340的顺时针或逆时针方向的分量。根据支承架和/音圈架的当前运动方向，空气可沿着与所示方向相反的方向流动。如图9所示，磁极340包括多个侧向定向的空气通道382，空气通道382与向上的凹部390流体连通并与磁体336处于大体相同的垂直层面。磁极340还包括多个侧向定向的空气通道384，空气通道384与磁体337处于大体相同的垂直层面并与呈通孔352形式的向下凹部流体连通。图10所示为本发明马达组件422的另一个实施例的截面视图，包括磁极443、环形磁体436、盘形磁体437、多个环形钢环432a-d、和钢盘434a_b。磁体436、437可具有相同极性。磁极443可具有与磁极293类似的结构。如箭头所示的气流可由施加在防尘盖(如防尘盖70)和音圈(如音圈56)的内圆周表面内收集的空气的力驱动。空气沿着大体侧向方向流经磁极443内的空气通道482，然后向下流经圆柱形气隙454。空气流经可以由钢环432c内的侧向定向的空气通道433从气隙454排出。如图10所示，磁极443包括多个侧向定向的空气通道482，空气通道482与向上的凹部490流体连通并与磁体436处于大体相同的垂直层面。圆柱体结构438包括与磁体437处于大体相同的垂直层面处的多个侧向定向的空气通道433。边缘由图10中虚线所示的可选环形非铁(如铝)环459、461可以分别粘结到磁体436、437上，以使气隙454内的空气流动路径进一步平滑。这里所示的每个实施例包括在磁极的外表面凹入和/或在圆柱形结构的内表面凹入的至少一个磁体。如图2和7所示，磁体的凹入位置使得来自两个磁体中每个的磁通量在气隙内沿着大体相同的侧向方向指向。在本发明的范围内，非铁环可以布置在气隙与其中一个磁体之间的任意数量的凹部中，使得环为气隙提供平滑边界。这种平滑边界可减小在气隙内对气流的阻力，且因此可增加流经气隙的气流的速度和体积。因此，可以提高气流对音圈的冷却效果。
如上所述，本发明的范围包括其中磁体布置在气隙相反侧的实施例、其中磁体仅仅布置在气隙内侧的实施例、和其中磁体仅仅布置在气隙外侧的实施例。在其中磁体仅仅布置在气隙内侧的实施例中，磁体外径可以小于磁返回路径的内径。相反地,在其中磁体仅仅布置在气隙外侧的实施例中，磁体内径可以大于磁返回路径的外径。这里所述的实施例包括用于磁体的低磁阻磁返回路径。也就是说，磁通量在从北极到南极的其路径的一些部分穿过低磁阻钢。然而，在本发明的范围内磁返回路径可以是高磁阻的，在磁返回路径内没有任何钢。也就是说，磁返回路径可以穿过通过高磁阻空气。为了补偿具有较高磁阻的磁返回路径，磁体可以更高程度的磁力被制成得更强些。尽管本发明描述为具有示例性设计，本发明还可以在所公开的范围和精神内进一步改进。因此本申请意在覆盖利用其基本原理的本发明的任意变化、使用或修改。权利要求
1.一种低频换能器装置，包括 磁极； 环绕所述磁极的大体圆柱形结构，所述磁极和所述大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙，所述气隙的两个相反端均是敞开的以使空气由其流过、并且沿着轴向方向相互间隔，第一磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内，第二磁体沿着所述轴向方向与所述第一磁体间隔中间磁隙，所述第二磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内，所述第一磁体和所述第二磁体在所述中间磁隙内沿着相同方向提供磁通量，上部磁隙轴向临近所述第一磁体并且与所述中间磁隙相对地布置，下部磁隙轴向临近所述第二磁体并且与所述中间磁隙相对地布置； 至少部分地被布置在所述气隙内并且被构造成在所述中间磁隙内运行的音圈。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，还包括连接到所述磁极的下表面和所述大体圆柱形结构的下表面的基板，所述基板包括使所述气隙与环境空气流体互连的至少一个 通孔。
3.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述音圈可在所述气隙内沿着轴向方向移动。
4.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一磁体和第二磁体中的每个被布置在所述磁极内。
5.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一磁体和第二磁体中的每个被布置在所述大体圆柱形结构内。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述磁极包括 向上的凹部； 多个侧向定向的第一空气通道，所述第一空气通道与所述向上的凹部流体连通并且被布置在与所述第一磁体大体相同的垂直层面； 处于与所述第二磁体大体相同的垂直层面的侧向定向的第二空气通道；和 与所述第二空气通道流体连通的向下的凹部。
7.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一磁体被布置在所述大体圆柱形结构内，并且所述第二磁体被布置在所述磁极内。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述磁极包括多个侧向定向的空气通道，所述多个侧向定向的空气通道处于与所述第一磁体大体相同的垂直层面。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述大体圆柱形结构包括多个侧向定向的空气通道，所述多个侧向定向的空气通道处于与所述第二磁体大体相同的垂直层面。
10.一种低频换能器装置，包括 磁极； 环绕所述磁极的大体圆柱形结构，所述磁极和所述大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙，所述气隙的两个相反端均是敞开的以使空气由其流过、并且沿着轴向方向相互间隔，上部磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内，下部磁体沿着所述轴向方向与所述上部磁体间隔磁隙，所述下部磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内；和 至少部分地被布置在所述气隙内并且被构造成在所述磁隙内运行的音圈，其中，所述下部磁体构造成限制所述音圈在所述气隙内的向下轴向运动。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括连接到所述磁极的下表面和所述大体圆柱形结构的下表面的基板，所述基板包括使所述气隙与环境空气流体互连的至少一个通孔。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述磁隙包括中间磁隙，所述第一磁体和所述第二磁体被构造成在所述中间磁隙内沿着相同方向提供磁通量，上部磁隙轴向临近所述第一磁体并且与所述中间磁隙相对地布置，下部磁隙轴向临近所述第二磁体并且与所述中间磁隙相对地布置。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述下部磁体被构造成在所述下部磁隙内沿着与所述中间磁隙内的磁通量的方向大体相反的方向提供磁通量。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述上部磁体和所述下部磁体中的每个被布置在所述大体圆柱形结构内，所述磁极包括 向上的凹部； 多个侧向定向的第一空气通道，所述第一空气通道与所述向上的凹部流体连通并且被布置在与所述第一磁体大体相同的垂直层面； 处于与所述第二磁体大体相同的垂直层面的侧向定向的第二空气通道；和 与所述第二空气通道流体连通的向下的凹部。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述上部磁体被布置在所述大体圆柱形结构内，并且所述下部磁体被布置在所述磁极内，所述磁极包括处于与所述第一磁体大体相同的垂直层面的多个侧向定向的空气通道，所述大体圆柱形结构包括处于与所述第二磁体大体相同的垂直层面的多个侧向定向的空气通道。
16.一种低频换能器装置，包括 磁极； 环绕所述磁极的大体圆柱形结构，所述磁极和所述大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙，所述气隙的两个相反端均被构造成能够使空气由其流过并且沿着轴向方向相互间隔，第一磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内，第二磁体沿着所述轴向方向与所述第一磁体间隔磁隙，所述第二磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内，所述第一磁体和所述第二磁体在所述磁隙内沿着相同方向提供磁通量，所述第一磁体和所述第二磁体中的至少一个是以下中的至少之一 在所述磁极的外表面凹入；和 在所述大体圆柱形结构的内表面凹入； 非铁的环，所述非铁的环被布置在所述气隙与所述第一磁体和所述第二磁体中的至少一个之间的凹部中，使得所述环为所述气隙提供大体平滑的边界；和 至少部分地被布置在所述气隙内并且被构造成在所述磁隙内运行的音圈。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括连接到所述磁极的下表面和所述大体圆柱形结构的下表面的基板，所述基板包括使所述气隙与环境空气流体互连的至少一个通孔。
18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述磁隙包括中间磁隙，上部磁隙轴向临近所述第一磁体并且与所述中间磁隙相对地布置，下部磁隙轴向临近所述第二磁体并且与所述中间磁隙相对地布置。
19.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述凹部由所述磁极中的钢盘之一和所述大体圆柱形结构中的钢环部分地限定。
20.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述音圈可在所述气隙内轴向移动。
全文摘要
本发明为多个磁气隙马达。一种低频换能器装置包括环绕磁极的大体圆柱形结构。磁极和大体圆柱形结构在它们之间限定了大体圆柱形气隙。所述气隙的两个相反端均是敞开的并且沿着轴向方向相互间隔。第一磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。第二磁体沿着所述轴向方向与所述第一磁体间隔中间磁隙。所述第二磁体被布置在所述磁极或所述大体圆柱形结构内。所述第一磁体和所述第二磁体在所述中间磁隙内沿着相同方向提供磁通量。上部磁隙轴向临近所述第一磁体并且与所述中间磁隙相对地布置。下部磁隙轴向临近所述第二磁体并且与所述中间磁隙相对地布置。音圈至少部分地被布置在所述气隙内并且被构造成在所述中间磁隙内运行。
文档编号H04R9/02GK102740194SQ20121010311
公开日2012年10月17日 申请日期2012年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者A·巴布 申请人:博世安防系统有限公司