双线圈动磁换能器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开大体涉及电磁换能器，且特别地涉及扬声器。
【背景技术】
[0002]在换能器中，一种形式的能量被转换成不同形式的能量。电声换能器将电脉冲转换成可被感知为可让紧邻的听众听到的声音的声波振动。一些这样的电声换能器为通过驱动单元电磁驱动的电磁换能器，该驱动单元包括永久磁铁和具有多个线绕组的音圈。这里，被供给至音圈的电信号生成与永久磁铁所生成的磁场进行交互的磁场，从而在音圈中感应运动。由于音圈被固定至隔膜，因此可将该运动传送至隔膜以产生声音。
【发明内容】
[0003]本发明公开了用于经驱动单元驱动电磁换能器的实施方案，该电磁换能器包括固定线圈和移动磁铁。在一些实施方案中，电磁换能器包括被配置成生成声波振动的隔膜、被固定至隔膜的移动磁铁以及一对围绕移动磁铁的固定线圈，固定线圈被配置成在相反的方向上指引电流。
[0004]在额外的或替代的实施方案中，电磁换能器包括被固定至壳体的围绕物、被固定至壳体且被配置成产生声波振动的隔膜、被固定至隔膜的耦合器、被固定至耦合器且具有与中轴线相对齐的孔的永久磁铁以及包括第一线圈部分和第二线圈部分的线圈。第一和第二线圈部分同心围绕永久磁铁且被配置成响应于在相反的方向上指引电信号而关于中轴线在永久磁铁中感应运动。
[0005]在一些实施方案中，一种用于驱动电磁换能器的方法包括通过一对在相反方向上的线圈指引电信号和经所指引的电信号和永久磁铁产生的磁场而在永久磁铁中感应运动，该感应的运动经被固定至壳体的后表面的直线轴承而被约束至中轴线。该方法还包括将该对线圈保持在固定的位置上以及通过将感应的运动赋予被耦合至永久磁铁的隔膜而生成声波振动。
【附图说明】
[0006]通过阅读下面有关非限制性实施方案的描述并参照附图，可以更好地理解本公开，其中:
[0007]图1为根据本公开的一个或多个实施方案的扬声器的剖视图；
[0008]图2示意性地示出根据本公开的一个或多个实施方案的扬声器的驱动单元；
[0009]图3为根据本公开的一个或多个实施方案的集成耦合器-隔膜的剖视图；
[0010]图4为根据本公开的一个或多个实施方案的倒置耦合器-隔膜的剖视图；
[0011]图5为根据本公开的一个或多个实施方案的包括隔膜肋片的扬声器的立体图；
[0012]图6为根据本公开的一个或多个实施方案的倒置扬声器的剖视图；
[0013]图7为根据本公开的一个或多个实施方案的位于壳体中的扬声器的立体图；
[0014]图8为根据本公开的一个或多个实施方案的被固定至扬声器的散热器结构的立体图；以及
[0015]图9示出阐明根据本公开的一个或多个实施方案的一种用于驱动扬声器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]如上所述，电声换能器将电脉冲转换成可被紧邻的听众感知为声音的声波振动。一些电声换能器包括电磁驱动单元，其包括永久磁铁和具有多个线绕组的音圈。被供给至音圈的电信号生成与永久磁铁所生成的磁场进行交互的磁场，从而在音圈中感应运动。音圈被固定至隔膜以将感应的运动传送至隔膜，从而产生声音。然而，这样的拓扑通常利用强大的永久磁铁且易于因音圈的移动而退化。
[0017]在一些使用移动音圈的这样的方法中，通过使用由具有高磁通密度的材料，如钕合金所构成的磁铁而提供强大的永久磁铁。然而，相对于其他磁铁材料，使用钕会显著增加材料成本。在其他的方法中，可通过使用由被称为铝镍钴合金的铝、镍和钴合金所构成的永久磁铁而避免钕的高材料成本。然而，铝镍钴合金磁铁的磁通密度显著小于钕磁铁的磁通密度。为了补偿磁场强度的降低，可增加铝镍钴合金磁铁的质量，但这却是以增加扬声器的重量为代价的。
[0018]可使用包括固定双线圈和移动磁铁的电磁驱动单元增加电声换能器的输出，同时减少潜在的退化点和磁铁质量。磁铁可以是由钕合金构成的质量降低的永久磁铁。替代地，磁铁可由包括但不限于铝镍钴合金的其他材料构成。
[0019]图1示出根据本公开的一个实施方案的电磁换能器100的剖视图。在该实例中，电磁换能器100被配置成生成声波振动且还可被称之为扬声器。扬声器100可被配置在多个频率范围内产生声波。例如，扬声器100可在20Hz至200Hz的频率范围中生成可听见的声音，在这种情况下，扬声器可被归类为低音炮。
[0020]扬声器100包括壳体102,其从扬声器的后端104延伸至扬声器的前端106。壳体通常提供稳定的固定结构，移动和非移动的组件可被固定至该固定结构。当壳体可处在静止的环境(如房间)或移动环境(如车辆)中时，扬声器100的非移动的组件包括那些基本上相对于壳体进行固定的组件，且移动组件包括那些基本上相对于壳体未进行固定的从而使其可相对于壳体移动的组件，如下面进一步详细描述的一样。在一个实例中，基本上被固定至壳体的组件可通过紧固件、焊接、包覆模制等而被耦合至壳体。同样地，基本上未被固定至壳体的组件可通过相对灵活的连接而被耦合至壳体。
[0021]壳体至少部分包围且可完全包围也可能经历运动或保持在相对于壳体的固定位置上的其他组件。壳体102可由一个或多个导热材料(如铝)所构成，从而可有效地消散通过下述线圈生成的热量。由于扬声器所产生的功率和音量部分地受限于热量，因此有效的散热可有助于增加扬声器的输出。如下面进一步详细描述的，散热器结构可被固定至壳体102以进一步有助于散热。
[0022]扬声器100还包括直线轴承108，其便于在扬声器中实现电磁感应的运动。直线轴承108包括被固定至扬声器后端104的轴110。特别地,轴110相对于壳体102的后表面112垂直取向并限定扬声器的中轴线114，下述其他组件可关于该中轴线经历电磁感应的运动以在扬声器中生成声波振动。轴110可通过各种合适的方式被嵌入或以其它方式耦合至壳体102—例如，轴可通过在后表面112中的后孔116而插入以及胶合或螺合到位，且使轴的后表面基本上(例如，在5mm之内)与后表面112相平齐。然而,在其他实施方案中，轴110可与壳体102—体形成以作为单一的整体单元。在该实例中，轴110为圆柱形的，但其他几何形状也是可能的。
[0023]直线轴承108还包括同心定位以用于围绕轴110和中轴线114并保持与轴成滑动接触的护套118。在该实例中，护套118为环形且包括多个沿其内表面规则定位的凹槽(未示出)。这样的配置允许护套118沿中轴线114和轴110在两个方向上移动，且同时产生少量摩擦并在护套移动发生时促进空气输送。护套118和/或直线轴承108可由一个或多个低摩擦材料(如，特氟龙)所构成以促进这种运动。替代地，护套118和/或轴110的外表面可覆盖有一个或多个低摩擦材料。
[0024]随着从中轴线114沿径向向外横贯，耦合器120同心围绕中轴线和护套118并将电磁感应的运动平移至隔膜122。耦合器120包括内表面121A，其通常沿中轴线114面向上方和正方向；以及与内表面相对的外表面121B，其通常沿中轴线面向下方和负方向。内表面121A面向圆顶、隔膜、围绕物和框架的部分，而外表面121B则面向可操作用于驱动扬声器输出的组件，其包括磁铁、磁极片、线圈部分和套管。下面进一步地详细描述了这些组件的操作和设计。
[0025]磁铁124同心围绕耦合器120、护套118和轴110。在所示的实施方案中，磁铁124具有通过其插入耦合器120、护套118和轴110的部分的中心孔126。特别地，通过中心孔126形成的磁铁124的内表面被固定至耦合器120的外表面，这可通过各种合适的方式(例如，胶合、焊接等)而进行。因此，磁铁124为环形的且具有后表面128，其在该实例中基本上(例如，在几毫米内)与耦合器120和护套118的下端相平齐。
[0026]在所示的实施方案中，磁铁124由包括钕、铁和硼(例如，Nd2Fe14B)的合金构成且因此可被认为是具有相对高磁通密度的永久磁铁。就这点而言，可提供具有降低的质量的磁铁,其生成与由不同材料(例如,铝镍钴合金)所构成的其他较高质量的永久磁铁相同的磁场强度。然而，用于磁铁的其他材料组成仍处于本公开的范围内，其包括但不限于铝镍钴合金、陶瓷、铁素体和钐钴。磁铁124的质量降低可进一步增加扬声器