扬声器的制作方法

1.本发明涉及扬声器。


背景技术：

2.近来，人们越来越关注浅的(shallow)扬声器在扬声器行业中的开发和使用。这可以在汽车应用、家庭音频应用和公共地址应用中看到。在大多数情况下，总扬声器高度由于应用设计选择或由于用于定位扬声器的实际限制而受到限制(例如，在车辆的座椅下方的扬声器，安装在沙发下方的浅低音炮外壳)。
3.制作提供浅的形状因子(form factor)但与传统的形状因子相比能够具有可媲美的性能的扬声器是一项挑战。这对于能够再现低频的扬声器(例如低音炮)来说尤其具有挑战性，因为实现可媲美的性能通常需要浅形状因子扬声器移动与常规形状因子扬声器一样多的空气。假定浅形状因子扬声器的振膜和常规形状因子扬声器具有相同的外径，为了移动与常规形状因子扬声器同样多的空气，浅形状因子扬声器的振膜必须能够具有与常规形状因子扬声器相同或类似的偏移(“偏移”在下面更被详细地限定)。
4.扬声器可根据其马达中的音圈和磁隙(在扬声器的纵向轴线的方向上)的相对高度进行分类，如下所示：
5.·“上悬(overhang)”——在其马达使用上悬布置的扬声器中，音圈的高度比磁隙的高度长(通常明显更长)。这通常意味着在磁隙中通常存在音圈的一些绕组。
6.·“平悬(equal hang)”——在其马达使用平悬布置的扬声器中，音圈的高度大约(例如
±
10％)与磁隙的高度相同。
7.·“下悬(under hang)”——在其马达使用下悬布置的扬声器中，音圈的高度小于磁隙的高度。这意味着音圈能够移出磁隙。
8.在大多数扬声器中，马达使用上悬布置(“上悬式扬声器”)。
9.由于当音圈从其静止位置移开时力很快地消失，所以不经常使用利用了平悬布置的扬声器(“平悬式扬声器”)。然而，平悬式扬声器可以是高效的，因为它们可以使用轻质线圈。平悬式扬声器更经常用于振膜不需要移动太多的应用(例如高音扩音器)中，而在需要大偏移的低音炮中更罕见。
10.利用下悬布置(“下悬式扬声器”)的扬声器是已知的，并且通常在需要小移动质量(扬声器的移动零件的质量)时使用。通过具有大的磁隙高度，利用下悬式扬声器可以实现大的偏移。但是大的磁隙高度增加了扬声器的高度。
11.与传统的锥体扬声器相比，有几种可替代的拓扑结构提供了扬声器中的高度减小。在这些拓扑中的许多拓扑中，磁体单元位于锥体的凹面内或部分位于锥体的凹面内。作为示例，在wo2004/017674的图1中示出了一个这样的拓扑。
12.本公开的图1是wo2004/017674的图1的标记版本，其标记有在平行于纵向轴线10的方向上测量的以下尺寸：
13.a.轭底厚度(特征6a的厚度)
14.b.最大机械偏移(6b和6a之间的距离)
15.c.线圈上悬量(coil overhang)(高度绕组6b-间隙/垫圈高度)/2
16.d.磁隙高度(垫圈高度)
17.e.最大机械偏移(垫圈和特征8b1之间的距离)
18.f.机械耦合厚度(特征22的厚度)
19.g.最大机械偏移(因为这也会影响扬声器的总高度-见下文)
20.该扬声器拓扑的总高度由堆叠高度(a b c d e f g)定义。
21.这里：
22.·“偏移”可以定义为沿着扬声器的纵向轴线测量的距离，其中当在给定的一组条件下使用扬声器时，扬声器的刚性可移动部件(例如振膜)从其静止位置(在沿纵向轴线的向前或向后方向上)移动。
23.·“最大线性偏移”(或“最大限度的线性偏移”)可以定义为偏移，在该偏移处，由音圈(当通电时)产生的力下降到由音圈(当用相同电流通电时)在其静止位置处产生的力的82％。该定义在行业中是常见的。该参数与所施加的电流无关。
24.·“最大实际应用偏移”(或“最大限度的实际应用偏移”)可定义为当扬声器在给定应用中使用时(例如当根据制造商定义的参数使用时)扬声器的刚性可移动部件(例如振膜)可实现的最大偏移。
25.·“最大机械偏移”(或“最大限度的机械偏移”)可定义为在扬声器使用时在导致扬声器的任何一个或多个刚性可移动部件撞击扬声器的静态部件(例如扬声器的框架或格栅)之前，扬声器的刚性可移动部件(例如振膜)可实现的最大偏移。
26.本领域技术人员将理解通常：
27.最大线性偏移《最大实际应用偏移《最大机械偏移
28.具体地，在图1所示的拓扑中，在最大线性偏移(与线圈上悬量有关)和最大机械偏移之间存在关系。具体地，最大机械偏移通常是大于最大实际应用偏移的因子。这个因子可以被看作是防止扬声器“触底”的安全因子，扬声器触底时，可移动部件撞击扬声器的静态部件。
29.然而，如果在保持相同的最大线性偏移和最大机械偏移的同时需要更多的高度减小，则通常必须采取其他措施来实现该高度减小。
30.关于扬声器的任何刚性可移动元件(例如振膜)，可以定义“静止位置”、“最大向前位置”(或“最大向前位置”)和“最大向后位置”(或“最大后向位置”)。
31.扬声器的刚性可移动元件(例如振膜)的术语“静止位置”可定义为当刚性元件相对于扬声器的静态元件静止且扬声器的音圈未被通电时刚性元件的位置。
32.扬声器的刚性元件(例如，振膜)的最大向前位置可以被定义为该刚性元件位于其静止位置的前方的位置，该位置距离其静止位置的距离等于沿着扬声器的纵向轴线测量的最大机械偏移。
33.扬声器的刚性元件(例如，振膜)的最大向后位置可以被定义为该刚性元件位于其静止位置的后方的位置，该位置距离其静止位置的距离等于沿扬声器的纵向轴线测量的最大机械偏移。
34.在本公开中，当我们讨论扬声器的“总高度”或“堆叠高度”时，我们指的是当扬声
器的振膜定位在其最大向前位置处时扬声器的高度。这对应于在实践中振膜可以到达的最前方位置(因为当扬声器在使用中时，扬声器的刚性部件的任何进一步移动将导致扬声器的刚性部件撞击扬声器的静态部件)。这是定义总高度的合理方式，因为扬声器的任何外壳都需要允许其刚性可移动部件的这种移动。
35.在现有技术中已经作出一些尝试，通过借助于延伸穿过磁体单元中的径向开口(狭槽)的刚性连接件耦合膜来减小扬声器的总高度，但是与图1所示的拓扑相比，这些拓扑倾向于导致最小的高度减小，或者导致使得这些概念不令人感兴趣或不实际的其它问题。
36.其中使用这种刚性连接件的扬声器的示例包括us9025809,ep0979592b1,ep1137320a2和us5883967。
37.本公开的图2是us9025809的图5的标记版本，示出了标记有在平行于纵向轴线a的方向上测量的以下尺寸的扬声器拓扑：
38.a.轭底厚度(特征71’的厚度)
39.b.最大机械偏移(特征71’和特征58’/30之间的距离)
40.c.线圈上悬量(高度绕组30-磁隙高度/垫圈高度78)/2
41.d.磁隙高度(垫圈高度78)
42.e.(对置磁体(76)厚度)(可选部件)
43.f.最大机械偏移(特征78-和特征28之间的距离)
44.g.附加高度(图中用
‘7’
标记)
45.h.最大机械偏移
46.该扬声器拓扑的总高度由堆叠高度(a b c d f g h (可选地)e)定义。
47.本公开的图3是ep0979592b1的图1的标记版本，示出了标记有在平行于纵向轴线(平行于方向14)的方向上测量的以下尺寸的扬声器拓扑：
48.a.轭底厚度(特征32的厚度)
49.b.最大机械偏移(特征18和特征32之间的距离)
50.c.用于下悬的线圈高度
51.d.线圈下悬量(距特征18的顶部和特征34的顶部的距离)
52.e.最大机械偏移
53.f.边缘展开
54.该扬声器拓扑的总高度由堆叠高度(a b c d e f)定义。
55.本公开的图4是ep1137320a2的图15的标记版本，示出了标记有在平行于纵向轴线的方向上测量的以下尺寸的扬声器拓扑：
56.a.轭底厚度(特征23的厚度)
57.b.最大机械偏移(从特征23的顶部到特征9a的底部的距离)
58.c.线圈上悬量(coil overhang)(高度绕组-磁隙高度/垫圈高度2)/2
59.d.磁隙高度(垫圈高度，2)
60.e.最大机械偏移(从特征3的顶部到特征18的底部的距离)
61.f.机械耦合距离(特征18的厚度)
62.g.最大机械偏移
63.该扬声器拓扑的总高度由堆叠高度(a b c d e f g)定义。
64.参考图2，us9025809描述了使用开槽的侧壁轭的浅的扬声器。该蜘蛛架(spider)具有柔性部分，具有延伸穿过轭狭槽的刚性构件，并且具有固定到线圈架底部边缘的通道，使得该通道不宽于线圈架和绕组。阻尼器耦合到线圈架(coil former)的底部，而膜耦合到绕组导线上方。然而，尽管使用通过磁体单元的径向开口耦合音圈的机械连接器，但由于扬声器的总高度仍然是a b c d e f g h，所以扬声器的总高度几乎没有任何减少。
65.参考图3，ep0979592b1描述了扬声器，其中大线圈通过肋向内耦合到振膜。通过使用该结构，可以制造与本公开的图1所示的其他倒置类型的换能器相比提供高度减小的换能器。该扬声器的一个问题是，在向前的方向上的偏移导致大的边缘(30)半径，导致显著的高度增加。该扬声器的第二个问题是，该解决方案对于较大的换能器(例如，具有60mm或更大、90mm或更大、甚至140mm或更大的振膜直径)来说不经济，因为与马达位于内周的换能器相比，马达和音圈价格要高得多。所述扬声器的第三个问题是，由于需要增加音圈与电机定子的间隙，因此对于较大的换能器，该解决方案变得效率较低。此外，音圈的移动质量显著增加，导致效率的另一损失。
66.参考ep0979592b1的图6所描述的变体，其具有内部延伸和外部延伸振膜，与如本公开的图1的其他倒置类型的换能器相比，不提供高度减小。这是因为ep0979592b1的图6的元件430将全机械偏移添加到堆叠高度，使得扬声器的总高度为a b c d e f。
67.参考本公开的图4，ep1137320a2描述了具有多个狭缝的扬声器，该多个狭缝提供了浅的形状因子，其中薄板(18)覆盖狭缝和轭的上表面，从而使其在膜的前部和后部之间具有气密性。然而，当分析该扬声器的堆叠高度时，与本公开的图1所示的扬声器相比，不存在高度降低，因为在这种情况下扬声器的总高度是a b c d e f g。
68.本公开的图4所示的来自ep1137320a2的实施例(其对应于ep1137320a2的图15)由ep1137320a2作为“实施例4”呈现。先前在ep1137320a2中描述的实施例1-3没有提供任何措施来形成在膜的前部和后部之间提供气密性的密封。当将这样的扬声器安装在封闭的音量应用中时，由于通过磁体单元的狭缝的空气压力泄漏，它将遭受效率损失。此外，流过磁体单元的狭缝的这种气流可能引起湍流(或送风噪声)，听众可能认为这是一种低质量的换能器。
69.本发明是根据上述考虑而设计的。


技术实现要素：

70.根据第一方面，本发明提供：
71.一种扬声器，包括：
72.振膜，所述振膜具有面向向前方向的前表面，以产生从所述扬声器在向前方向上向外辐射的声音，以及后表面，所述后表面面向与所述向前方向相反的向后方向；
73.配置成在磁隙中提供磁场的磁体单元，其中所述磁隙位于相对于所述扬声器的纵向轴线位于所述磁隙的径向内侧的所述磁体单元的第一部分和相对于所述扬声器的纵向轴线位于所述磁隙的径向外侧的所述磁体单元的第二部分之间；
74.音圈，其被配置为当所述振膜处于静止位置时位于所述磁隙中，并且还被配置为在使用中产生磁场，该磁场与所述磁隙中的磁体单元提供的磁场相互作用以使所述振膜沿着所述扬声器的纵向轴线移动；
75.其中音圈在扬声器的纵向轴线的方向上的高度小于磁隙在扬声器的纵向轴线的方向上的高度；
76.其中，所述音圈经由刚性连接件刚性地连接到所述振膜，其中，所述刚性连接件包括肋，所述肋穿过所述磁体单元的所述第二部分中的狭槽从音圈径向地向外延伸；
77.其中所述磁体单元的第一部分和所述磁体单元的第二部分被配置成使得所述磁隙中的所述磁场的磁通密度沿着所述扬声器的纵向轴线在第一峰值位置处达到第一局部最大值，并且沿着所述扬声器的纵向轴线在第二峰值位置处达到第二局部最大值，其中所述第一峰值位置和所述第二峰值位置通过谷区域在所述扬声器的纵向轴线的方向上空间地分离，在所述谷区域中，所述磁通密度低于所述第一局部最大值和所述第二局部最大值，其中，音圈被配置成当振膜位于其静止位置时位于所述谷区域中。
78.以这种方式，根据本发明的扬声器可以被看作是利用下悬式音圈布置与开槽磁体单元和双峰值磁通量磁体单元结合。
79.本发明人注意到，通过组合使用这三个特征，可以实现具有特别小的总高度但大的最大实际应用偏移的扬声器。这是因为，首先，结合开槽磁体单元的下悬式音圈布置允许扬声器具有小的总高度。此外，在使用具有小高度的磁体单元的同时，双峰值磁通量磁体单元允许大实际应用偏移。该布置在低音炮中特别有用，低音炮中需要大实际应用偏移，并且设计要求与其它类型的扬声器完全不同。此外，当与pct申请pct/ep2018/084048中描述的柔性防尘罩一起使用时，本扬声器特别有利，来自pct申请pct/ep2018/084048中的摘录并入本技术的说明书和附图中(见下文)。
80.虽然本发明人已知采用这三个特征(下悬式音圈布置、开槽磁体单元、双峰值磁通量磁体单元)中的不同特征的扬声器，但本发明人不知道这三个特征被组合使用。
81.使用没有固体防尘罩的开槽磁体单元的扬声器通常具有这样的缺点，即在辐射表面中存在对空气置换没有帮助的中心部分。因此，在这种系统中，强烈建议将音圈的直径(以及随后的磁体单元直径)保持为严格要求的小值。另一方面，具有小音圈的磁体单元具有有限的最大生成力因数，其中力因数(以t.m为标准单位)由力因数＝b
×
l给出，其中b是磁隙内的磁场强度，l是在磁场内有效的音圈的导线的长度(力可由力因数
×
i获得，其中i是通过导线的电流；本文中力因数有时表示为“bl值”)。这是由于磁体间隙体积的磁能有限。因此，对于具有开槽的磁体单元的扬声器来说，从尽可能小的直径中获得最大的bl值是重要的。当发明人比较了根据本发明的扬声器传统的下悬布置(其磁体单元在磁通曲线中具有2个明显的峰)时，发现对于相同的磁体直径和高度、相同的线圈直径、相同的线圈绕组规格、相同的线性偏移，bl值可提高约5％。另外，当总磁体单元高度浅而需要高线性时，这种差异会变得更大(例如25％不是例外)，并且可能导致不能使用传统的下悬式扬声器的情况。
82.在本公开中，音圈可以理解为刚性连接到振膜的线圈长度的导线。音圈优选地被认为不同于用于向音圈提供电能的任何(通常是非线圈的)电连接。
83.在本公开中，音圈的高度可以定义为音圈在扬声器的纵向轴线的方向上的高度。
84.作为惯例，在本公开中，第一峰值位置可以位于谷区域的后方(即，在向后方向上沿着纵向轴线比谷区域更远的一侧上)，第二峰值位置可以位于谷区域的前方(即，在向前方向上沿着纵向轴线比谷区域更远的一侧上)。
85.磁隙可以在沿着纵向轴线远离谷区域的方向上从第一峰值位置延伸至第一下降位置，在第一下降位置处，磁通量首先下降到第一峰值位置处的磁通密度的80％。
86.磁隙可以在沿着纵向轴线远离谷区域的方向上从第二峰值位置延伸至第二下降位置，在第二下降位置处，磁通量首先下降到第二峰值位置处的磁通密度的80％。
87.磁隙可以在沿着纵向轴线通向谷区域的方向上从第一峰值位置延伸到第三下降位置，在所述第三下降位置处，磁通量首先下降到第一峰值位置处的磁通密度的80％。
88.磁隙可以在沿着纵向轴线通向谷区域的方向上从第二峰值位置延伸到第四下降位置，在所述第四下降位置处，磁通量首先下降到第二峰值位置处的磁通密度的80％。
89.在本公开中，磁隙的高度可以定义为在扬声器的纵向轴线的方向上测量的第一下降位置和第二下降位置之间的距离。
90.磁隙的高度通常大致对应于包括在磁体单元中并且被配置为引导磁通量穿过磁隙的垫圈的高度，但是这对于所有扬声器来说并不是必须的。
91.如上所述的位置(第一下降位置、第一峰值位置、第二峰值位置、第二下降位置)可由本领域技术人员例如使用计算、测量或两者的组合而容易地针对给定扬声器算出。
92.磁体单元的第一部分和磁体单元的第二部分可以被配置成使得谷区域中的磁场的磁通密度沿着扬声器的纵向轴线在谷底位置处达到局部最小值。谷底位置处的磁通密度优选地为第一峰值位置和第二峰值位置之一/两者处的磁通密度的90％或更低，更优选地80％或更低。
93.能够产生具有上述曲线的磁通量的磁体单元可以由技术人员容易地生产。例如，磁体单元的第一和/或第二部分可以是在沿着对应于谷区域的纵向轴线的位置包括至少一个凹部(例如，切口)的垫圈。切口可以容纳短路环(其可以是被配置成耗散涡电流的导电环)。也可以采用其他方法(例如，被配置成引导磁通量穿过磁隙的一个或多个磁体中的切口)。
94.短路环可以理解为导电环，其可以位于音圈的绕组附近(例如在5mm以内)。这可用于减小和/或线性化音圈的自身电感(le)。注意，音圈的自身电感(le)将随音圈在磁体单元内的位置而变化，并且通常被视为(音圈)偏移的函数。
95.扬声器的音圈的(在纵向轴线的方向上测量的)高度可以为15毫米或更小、更优选地为11毫米或更小、更优选地为7毫米或更小。音圈的高度可以类似于最大线性偏移，例如高达最大线性偏移的1.5倍。
96.扬声器的磁隙(在纵向轴线的方向上测量)的高度可以为20毫米或更小、更优选地为15毫米或更小、更优选地为10毫米或更小。
97.扬声器的磁体单元(在纵向轴线的方向上测量)的高度可以为15mm或更小、更优选地为10mm或更小、更优选地为5mm或更小。
98.结合扬声器的磁体单元的高度，磁体单元可以被理解为包括在磁隙中提供磁场的那些一个或多个元件。典型地，这种元件包括u形轭、永磁体和至少一个垫圈。其它磁体结构是可用的。
99.扬声器的最大线性偏移可以为5mm或更大、更优选地为8mm或更大、更优选地为11mm或更大。
100.扬声器的最大机械偏移可以为12毫米或更大、更优选地为17毫米或更大、更优选
地为25毫米或更大。
101.扬声器的最大实际应用偏移可以为10mm或更大、更优选地为15mm或更大、更优选地为20mm或更大。
102.优选地，音圈包括两个或更多个绕组层。绕组层的数量可以理解为音圈中导线的最大层数。
103.优选偶数个(例如2，4，6)绕组层，因为这意味着可以在音圈的同一端提供电连接。
104.形成音圈的导线优选地具有正方形或矩形横截面，因为这有助于实现更好的堆叠密度。其他横截面是可能的，例如圆形横截面(其倾向于为最经济的)。
105.上面，解释了具有开槽磁体单元而没有固体防尘罩的扬声器被优化地设计为具有尽可能小的音圈直径。还显示，对于固定的音圈参数、磁体体积、磁体单元高度，狭槽间隙选项给出更多的bl。为了在限定的马达系统中从具有特定绕组高度的特定音圈直径中获得尽可能高的bli，增加绕组层的数量是有益的。当力(bl)由f＝b
×
l
×
i给出时，如果l通过添加更多层绕组而增加，则将达到更高的力。然而，增加层数也导致更高的自身电感(le)。高le导致在升高的频率下声压级下降。其次，与le(x)非线性组合的高le也会导致非对称偏移高于谐振频率(称为“直流偏移”)。该非对称偏移将导致失真。因此，在经典的扬声器拓扑中，在下悬式设计中增加绕组层的数量将是谨慎的，并且可能会选择较大的音圈直径和较少的绕组层以达到某个bl。然而，当在这里描述的双峰值磁通量磁体单元中使用多个绕组层时，特别是在使用切口来实现双峰值磁通量磁体单元的情况下(见上文)，双峰值磁通量磁体单元的切口提供了安装短路环的空间，这在本发明的情况下是特别使用的。特别地，如果需要在经典的下悬式磁体单元设计中引入短路环，则需要在垫圈的外径处包括铜屏蔽环。由于与线圈的间隙必须保持相等，这意味着垫圈外径将减小，这将导致通常为2％-5％的另一个bl下降。在如本文所述使用切口的情况下可以避免这种情况。
106.扬声器可以包括如未公开的pct申请pct/ep2018/084048中所述的柔性防尘罩和/或扬声器的任何特征，从中摘录的内容并入本技术的说明书和附图中(见下文)。
107.因此，扬声器可以包括附接到振膜和扬声器的附接表面的柔性防尘罩，该附接表面相对于磁体单元固定并且相对于扬声器的纵向轴线位于音圈的径向内侧。
108.根据本发明的扬声器可以包括如pct/ep2018/084048的文本和附图中所描述的任何特征(与防尘罩或其它相关联)。
109.例如，柔性防尘罩可以包括多于一个的波纹。
110.为了本公开的目的，关于元件使用的术语“波纹”可以理解为在元件中形成的隆起或沟槽(furrow)。包括在柔性防尘罩中的每个波纹(例如隆起或沟槽)可以围绕扬声器的纵向轴线延伸，例如在相对于扬声器的纵向轴线在圆周方向上延伸。
111.例如，柔性防尘罩可以被配置成允许振膜沿着纵向轴线从静止位置移动到最大向前位置(在pct/ep2018/084048中被称为“向前方向上的最大作用范围”)和最大向后位置(在pct/pct/084048中被称为“向后方向上的最大作用范围”)，而柔性防尘罩在使用中不接触磁体单元或音圈。
112.例如，相对于磁体单元固定的扬声器的附接表面可以是磁体单元的表面，或者相对于磁体单元固定的扬声器的框架上的表面。在一些示例中，附接表面可以是面向向前方向的磁体单元的前表面。附接表面可包括凹陷部分(例如，垫圈的前表面中的切口)以促进
柔性防尘罩附接到附接表面。
113.所述柔性防尘罩(例如，当所述振膜处于其静止位置时)可以包括直立部，所述直立部围绕所述扬声器的纵向轴线(例如，相对于所述纵向轴线在圆周方向)延伸，并且当在沿着所述扬声器的纵向轴线截取的横截面观察时，所述直立部相对于扬声器的纵向轴线优选地以不大于30
°
的角度从所述扬声器的附接表面沿向前方向延伸，更优选地以不大于20
°
的角度延伸。直立部可以直接或间接地，例如经由柔性防尘罩的(可选的)内部连接部附接到扬声器的附接表面。
114.柔性防尘罩(例如，当振膜处于其静止位置中)可以包括向外延伸部，该向外延伸部围绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线在圆周方向)延伸，并且当在沿着扬声器的纵向轴线截取的横截面中观察时，该向外延伸部相对于扬声器的纵向轴线从直立部径向向外延伸。当在沿扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，向外延伸部可相对于从扬声器的纵向轴线径向向外延伸且垂直于纵向轴线的径向轴线形成不大于20
°
的角度。
115.直立部(例如当振膜处于其静止位置时)可以通过柔性防尘罩中的弯曲部连接到向外延伸部，其中弯曲部围绕扬声器的纵向轴线(例如在相对于纵向轴线的圆周方向)延伸。当在沿着扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，第一弯曲部优选地具有平滑地变化的曲率，而不是在柔性防尘罩中是尖锐的折叠或拐角。
116.柔性防尘罩(例如，当振膜处于其静止位置时)可以包括围绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线在圆周方向)延伸的第一波纹。当在沿着扬声器的纵向轴线截取的横截面中观察时，第一波纹可在柔性防尘罩中形成隆起或沟槽(取决于其定向方式)。当在沿扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，第一波纹可以包括两个臂，两个臂在底部处连接，例如形成“u”形或“v”形(优选地“u”形)。优选地第一波纹定向成其底部面向向后方向。第一波纹的一个臂(优选地，径向最内侧臂)可以优选地经由柔性防尘罩中的非平滑地改变的折叠(例如，尖折叠或拐角)连接到向外延伸部。
117.柔性防尘罩(例如，当振膜处于其静止位置中)可以包括围绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线在圆周方向)延伸的第二波纹。当在沿着扬声器的纵向轴线截取的横截面中观察时，第二波纹可在柔性防尘罩中形成隆起或沟槽(取决于其定向方式)。当在沿扬声器的纵向轴线截取的横截面中观察时，第二波纹可以包括两个臂，两个臂在底部处接合，例如形成“u”形或“v”形(优选地“u”形)。优选地第二波纹定向成使其底部面向向前方向。第二波纹的一个臂(优选地径向最内侧臂)也可以是第一波纹的臂(优选地径向最外侧壁)。第二波纹的一个臂(优选地径向最外侧壁)可以附接到振膜，例如直接附接到振膜的前表面或后表面，或者经由(可选的)柔性防尘罩的外部连接部附接到振膜。
118.当振膜处于其最大向前位置时，柔性防尘罩可以(例如当振膜处于其静止位置时)在音圈上的最前方位置之上在纵向轴线的方向上延伸距离(g)。g为优选地20mm或更小，更优选地10mm或更小，更优选地8mm或更小，更优选地5mm或更小，更优选地4mm或更小，更优选地3mm或更小，更优选地2mm或更小，更优选地1mm或更小。
119.柔性防尘罩可以是单片柔性材料，例如橡胶或纺织物(有涂层或无涂层)，或者可以由彼此连接的多个材料制成(优选单片柔性材料)。
120.磁体单元的第一部分优选地是被配置成引导磁通量穿过磁隙的垫圈，但是可以是磁体/包括磁体。
121.磁体单元的第二部分优选地是被配置成引导磁通量通过磁隙的垫圈，但是可以是磁体/包括磁体。优选地磁体不用作磁体单元的第二部分，因为难以/昂贵地将狭缝放入磁体中(这可能导致磁体单元的第二部分包括多个磁体)。
122.优选地，扬声器包括单个磁体，例如，其被配置为向磁体单元的第一和第二部分提供磁通量。磁体可以与磁体单元的第一和第二部分分离。
123.扬声器可以是低音炮，例如被配置成产生具有低音频率范围中的频率的声音，例如具有不超过400hz的频率，更优选地具有不超过300hz的频率，更优选地具有不超过200hz的频率。
124.振膜可以具有60mm或更大、90mm或更大、甚至140mm或更大的宽度(例如直径，如果振膜是圆形的)。
125.音圈可以被配置成在使用中当电流通过其时产生磁场，其中由音圈产生的磁场与由磁隙中的磁体单元提供的磁场相互作用，以便沿着扬声器的纵向轴线向前和向后移动振膜。通过音圈的电流可以被配置为在预定频率范围(例如低音频率范围)中移动音圈。
126.扬声器可以包括框架。磁体单元可以(直接或间接)附接到框架，使得磁体单元相对于框架固定。振膜可以经由一个或多个悬垂元件从框架悬垂。一个或多个悬垂元件可包括辊式悬挂器(例如，半辊边缘式悬挂器)，其围绕振膜的外边缘(优选地连续)延伸。一个或多个悬垂元件可包括纺织物悬垂件(例如蜘蛛架)，其在相对于扬声器的纵向轴线在振膜的外边缘的径向内侧的区域处(直接地或经由诸如刚性连接件的另一元件)连接到振膜。蜘蛛架通常是纺织材料的环。
127.扬声器可以包括音圈架。
128.例如，音圈架可附接到刚性连接件或与刚性连接件整体形成。
129.纵向轴线可以延伸穿过扬声器的中心区域，优选地穿过音圈的中心和/或音圈围绕纵向轴线延伸。如果振膜是旋转对称的，则纵向轴线可以通过振膜的旋转对称轴。
130.扬声器的径向轴线可以定义为从扬声器的纵向轴线径向向外延伸并且垂直于扬声器的纵向轴线。
131.本发明包括所描述的方面和优选特征的组合，除非这种组合是明显不允许的或明确避免的。
附图说明
132.现在将参考附图讨论说明本发明原理的实施例和实验，附图中：
133.图1是wo2004/017674的图1的标记版本。
134.图2是us9025809的图5的标记版本。
135.图3是ep0979592b1的图1的标记版本。
136.图4是ep1137320a2的图15的标记版本。
137.图5a是根据本发明的扬声器，以横截面示出，其中振膜处于其静止位置。
138.图5b是图5a的扬声器，以横截面示出，其中振膜处于其最大向前位置(max forward position)。
139.图5c是图5a的扬声器，以横截面示出，其中振膜处于其最大后向位置(max backward position)。
140.图5d是图5a的扬声器的磁体单元。
141.图5e是图5d的磁体单元，其一部分被切掉。
142.图5f是图5a的扬声器的刚性连接件。
143.图5g示出了图5f的刚性连接件的下侧，其中音圈附接到刚性连接件。
144.图5h是图5a的扬声器的横截面，示出了图5a的扬声器的磁隙中的音圈。
145.图5i是示出图5a的扬声器的磁隙中的音圈的透视切开视图。
146.图5j是示出图5a的扬声器的磁体单元、刚性连接件和音圈的透视切开视图。
147.图5k是示出图5a的扬声器的透视切开视图，其中振膜处于其静止位置。
148.图6a(i)示出了图5a的扬声器的磁体单元中的磁通量。
149.图6a(ii)示出了图6a(i)的磁体单元的磁隙内的磁通密度如何随着沿着扬声器的纵向轴线的位置而变化。
150.图6a(iii)示出了图6a(i)的磁体单元的bl(x)曲线。
151.图6b(i)示出了与图5a的扬声器类似的磁体单元中的磁通量，但是在磁体单元的第一部分中没有切口。
152.图6b(ii)示出了图6b(i)的磁体单元的磁隙内的磁通密度如何随着沿着扬声器的纵向轴线的位置而变化。
具体实施方式
153.现在将参考附图讨论本发明的方面和实施例。对于本领域技术人员来说，其它方面和实施例将是显而易见的。本文中提及的所有文件通过引用并入本文。
154.下面阐述的示例扬声器利用多个特征以达到经济、有效和非常浅的扬声器。
155.这些特征可以包括以下部分或全部：
156.1.使用刚性连接件，该刚性连接件将音圈与振膜连接，该刚性连接件具有穿过磁体单元(“开槽的磁体单元”)的外壁中的狭槽延伸的肋；
157.2.下悬式音圈布置，其中音圈的高度(“绕组高度”)小于磁隙的高度(对应于垫圈高度)；
158.3.磁体单元，在其磁通曲线中具有2个明显的峰(“双峰值磁通量磁体单元”)；
159.4.音圈，当振膜处于其静止位置中，音圈位于磁通曲线中的两个明显的峰之间；
160.5.磁体单元，其具有提供总磁通量的单个磁体。
161.6.柔性防尘罩，其被设计成使得当振膜处于其最大向前位置时，较小绕组高度的音圈几乎不增加扬声器的总高度。
162.下面阐述的示例可以提供浅的扬声器，该浅的扬声器可以被配置为低音炮，与背景部分或其他类型的扬声器(当振膜处于静止时，其在位置高于磁体系统的最高点的连接点处将振膜耦合到音圈)中讨论的已知概念相比，该浅扬声器提供较浅的形状因子。
163.在下面描述的示例中，扬声器能够具有气密密封，同时几乎不增加扬声器的总高度。这部分地是通过使用pct申请pct/ep2018/084048中描述的柔性防尘罩来实现的，从pct/ep2018/084048中摘录的内容并入本技术的说明书和附图中(见下文)。与传统的防尘罩设计相比，这种防尘罩设计提供了显著的高度降低。
164.当需要防尘罩时，这里描述的柔性防尘罩对于当前描述的利用小绕组高度音圈的
示例特别有用，因为如果使用其他更传统形式的防尘罩，这些示例的一些降低高度的益处将会丢失。
165.所描述的示例可以能够具有大的线性偏移，例如5mm或更大。
166.通过使用在磁通曲线中具有两个明显的峰的双峰值磁通量磁体单元设计，结合短绕组高度音圈，可以实现具有小音圈高度的大线性偏移。换句话说，磁通曲线中的两个峰值有助于扩展力发生显著下降的区域。
167.具体示例
168.根据本发明的示例扬声器100在图5a-5k中示出，并参考图6a-6b进行描述。
169.如图5a-5c所示，扬声器100包括振膜110，振膜110具有面向向前方向112的前表面110a和面向与向前方向112相对的向后方向114的后表面110b，前表面110a用于产生从扬声器100在向前方向112上向外辐射的声音。
170.振膜110可以例如由纸制成。
171.振膜110通过一个或多个悬垂元件从刚性框架102悬垂，在该例中一个或多个悬垂元件包括辊式悬挂器104和纺织物悬垂件106(例如蜘蛛架)。辊式悬挂器104在振膜110上的从纺织物悬垂件106附接到振膜110的位置径向向外的位置处附接到振膜110。辊式悬挂器104附接到框架102的位置是沿着扬声器100的纵向轴线103与纺织物悬垂件106附接到框架102的位置分离的位置。其他悬垂布置是可能的。
172.如图所示，蜘蛛架106具有从其内径到其外径逐渐增加的辊高度，即蜘蛛架106中的波纹的高度在与振膜110连接时小于在与框架102连接时。
173.扬声器100还包括保护栅格108，保护栅格108附接到框架102并用于保护扬声器100的可移动部件，例如振膜110。
174.扬声器100还包括磁体单元120。磁体单元120在图5d和5e中最清楚地示出。在该示例中，磁体单元120是圆柱形的。磁体单元120被配置成在磁隙122中提供磁场，由图5e中的阴影线示出，其中磁隙122位于磁体单元120的第一部分124与磁体单元120的第二部分126之间，第一部分124相对于扬声器100的纵向轴线103位于磁隙122的径向内侧，第二部分126相对于扬声器100的纵向轴线103位于磁隙122的径向外侧。
175.在该示例中，磁体单元120的第一部分124是由两个单独的子垫圈124a、124b形成的复合垫圈。在该示例中，复合垫圈124在第一子垫圈124a的侧面中包括切口125，该切口125由短路环127填充。
176.在该示例中，磁体单元120的第二部分126是u形轭128的一部分。
177.单个永磁体130提供由磁体单元120的其他部件(复合垫圈124、u形轭128)引导通过磁隙122的磁通量。
178.如图6a(i)和6a(ii)所示，复合垫圈124中的切口125的存在意味着磁隙122中的磁场的磁通密度沿着扬声器100的纵向轴线103在第一峰值位置p1处到达第一局部最大值，沿着扬声器100的纵向轴线103在第二峰值位置p2处到达第二局部最大值，其中第一峰值位置p1和第二峰值位置p2在扬声器100的纵向轴线103的方向上通过谷区域v空间地分离，在谷区域中，磁通密度比第一局部最大值和第二局部最大值都低。
179.磁隙122在沿着纵向轴线103远离谷区域v的方向上从第一峰值位置p1延伸到第一下降位置d1，在第一下降位置d1处，磁通量首先下降到第一峰值位置p1处的磁通密度的
80％。
180.磁隙122还在沿着纵向轴线103远离谷区域v的方向上从第二峰值位置p2延伸到第二下降位置d2，在第二下降位置d2处，磁通量首先下降到第二峰值位置p2处的磁通密度的80％。
181.因此，磁隙从d1延伸到d2并且具有对应于d2-d1的高度。
182.磁隙122在沿着纵向轴线103通向谷区域v的方向上从第一峰值位置p1延伸到第三下降位置d3，在该第三下降位置d3处，磁通量首先下降到第一峰值位置p1处的磁通密度的80％。
183.磁隙122还在沿着纵向轴线103通向谷区域v的方向上从第二峰值位置p2延伸到第四下降位置d4，在该第四下降位置d4处，磁通量首先下降到第二峰值位置p2处的磁通密度的80％。
184.对于所描绘的示例，位置d3、d4与垫圈中的切口的位置相关联。
185.本领域技术人员将理解，在使用中，音圈140实际上在音圈的高度hv上对磁通线进行积分，这导致了名为bl的力因数。当音圈140移动时，音圈140将在磁通曲线的不同区域上对通量进行积分。当我们将力因数线绘制成偏移的函数时(x＝音圈140距其静止位置的距离)，得到的曲线将是线bl(x)曲线，如图6a(iii)所示的示例。
186.作为偏移的函数bl(x)的力因数的形式适用于所呈现的磁体单元，主要由高度a(沿纵向轴线的d1和d3之间的距离)、高度b(沿纵向轴线的d3和d4之间的距离)、高度c(沿纵向轴线的d4和d2之间的距离)和音圈高度hv限定。
187.磁体单元优选地被配置为使得通过音圈绕组的积分磁通量在线性偏移范围内恒定或接近恒定(例如
±
5％)。这导致与这些参数的定义相关的多个优选布置：
188.·
例如，优选地，音圈高度hv大于高度b。
189.·
例如，优选地，音圈高度大于峰值区域的高度(即，如图6a(i)所示的高度a和高度c)。
190.·
例如，优选地，以这样的方式选择谷区域v的高度，使得穿过音圈绕组的磁通量保持恒定或接近恒定(例如
±
5％)。这是因为如果该距离v太大，它将导致bl(x)曲线中的谷，而如果该距离太小，它将导致bl(x)曲线中的峰。然而，如果该距离被很好地选择，它将在bl(x)曲线中产生如图6a(iii)所示的期望平台。举例来说，如果线圈在向前方向上从静止位置移动—比如说1mm—则现在在新位置处穿过音圈的顶部1mm部分的磁通线应当具有与当线圈处于旧的(静止的)位置时底部1mm磁通线相同的磁通密度，使得总积分磁通密度在偏移期间保持恒定。
191.如图5d所示，u形轭128的外壁包括狭槽129(本文中术语“狭槽”可与“狭缝”互换使用)，其在扬声器100的纵向轴线103的方向上延伸。
192.扬声器100还包括音圈140，该音圈140被配置成在振膜110处于静止位置时位于磁隙122中，并且还被配置成在使用中(例如，当由电流激励时)产生磁场，该磁场与由磁体单元120提供的磁隙122中的磁场相互作用，以便沿着扬声器100的纵向轴线103移动振膜110。
193.音圈140在扬声器100的纵向轴线103方向上的高度(本例中为10.1mm)小于磁隙122在扬声器100的纵向轴线103方向上的高度(本例中为17mm)。因此，扬声器100具有下悬式音圈布置。
194.音圈140通过刚性连接件150刚性地连接到振膜110，其中刚性连接件150包括通过肋152连接在一起的内部部分150a和外部部分150b，其中连接件150的内部部分150a比连接件150b的外部部分150b更接近音圈140。肋152从音圈140穿过磁体单元120的第二部分126中的狭槽129径向地向外延伸，如图5h、5i和5j所示。
195.在该示例中，刚性连接件150的内部部分150a包括周向分布的间隙153，如图5f所示。这是因为，在该示例中，刚性连接件150由导电材料制成，并且该连接件150的与磁力线交叉的部分因此优选地在圆周上(不是完整的圆)被中断，以便减小/避免耦合元件中的福柯电流。
196.当振膜110位于其静止位置时，音圈140被配置成位于谷区域v中。
197.在该特定示例中，音圈140具有四个绕组层144，其中形成这些层的导线具有圆形截面。
198.音圈140的导线142可见于图5g，其示出了音圈140和连接件150的下侧。导线142将音圈140连接到电流供应。
199.如图5k所示，扬声器100包括与未公开的pct申请pct/ep2018/084048中描述的类似的柔性防尘罩160，从该pct/ep2018/084048中摘录的内容并入本技术的说明书和附图中(见下文)。如本文所包含的从pct/ep2018/084048中摘录的内容所描述的任何一个或多个特征可并入根据本发明的扬声器中。
200.柔性防尘罩160的各种特征和性质是参考振膜110处于其静止位置时描述的，因为振膜110的其他位置可能导致柔性防尘罩160变形。
201.如图5k所示，柔性防尘罩160可包括直立部161，其围绕扬声器100的纵向轴线103延伸，并且当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的横截面中观察时，其从磁体单元120的前表面123上的附接表面沿向前方向112优选地以相对于扬声器100的纵向轴线103不大于30
°
的角度延伸，但是，如果直立部161足够坚硬，则可能有更大的角度。直立部161可以直接附接到附接表面，或者经由柔性防尘罩160的(可选的)内部连接部161a附接到附接表面。直立部161可以帮助在磁体系统120的前表面123和柔性防尘罩160的向外延伸部162的开始之间(在纵向轴线103的方向上)创建距离(下文描述)。为了实现该功能，直立部161可以比柔性防尘罩160的其他区域更硬。这种刚度可以通过具有比柔性防尘罩160的某些其他区域的厚度更大的向外延伸部162来实现，或者通过在柔性防尘罩160的该区域中添加附加的硬化材料来实现。
202.尽管在该示例中，附接表面位于磁体单元120的前表面123上，但是附接表面可以位于扬声器的其他元件(例如，扬声器的框架)上，但优选地附接表面相对于磁体单元120是固定的。
203.柔性防尘罩160可包括向外延伸部162，向外延伸部162围绕扬声器100的纵向轴线103延伸，并且当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，向外延伸部162相对于扬声器100的纵向轴线103从直立部161径向向外延伸。当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，向外延伸部242可相对于从扬声器100的纵向轴线103径向向外延伸且垂直于纵向轴线103的径向轴线105形成不大于20
°
的角度。向外延伸部162优选地足够硬并且在使用中抵抗弯曲，以便当振膜110在向前方向112上处于其最大作用范围时为音圈140创造空间。这种刚度可以通过具有比柔性振膜110的一些其它区域的厚度更大的向外延
伸部162来实现，或者通过在柔性防尘罩160的该区域中添加附加的硬化材料来实现。
204.直立部161可通过柔性防尘罩160中的弯曲部163接合到向外延伸部162，其中弯曲部163围绕扬声器100的纵向轴线103延伸。当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，弯曲部163优选地具有平滑地变化的曲率，而不是在柔性防尘罩160中是尖锐的折叠或拐角。弯曲部163可允许向外延伸部162随着振膜110的移动而向前和向后移动。
205.柔性防尘罩160可包括第一波纹165，其围绕扬声器100的纵向轴线103延伸。当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，第一波纹165可在柔性防尘罩160中形成隆起或沟槽(如图5k中定向的第一波纹165可被视为形成沟槽)。当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，第一波纹165可以包括两个臂165a、165b，两个臂165a、165b在底部165c处接合，例如形成“u”形或“v”形(优选地如图5k所示的“u”形)。优选地第一波纹165被定向成其底部165c面向向后方向114(如图5k所示)。第一波纹165的一个臂(优选地，径向最内侧臂165a)可以优选地经由柔性防尘罩160中的非平滑地改变的折叠166(例如，尖折叠或拐角)接合到向外延伸部162。在一些示例中，第一波纹165的径向最内侧臂165a可相对于扬声器100的纵向轴线103形成不大于20
°
的角度。第一波纹165的径向最内侧臂165a可以允许柔性防尘罩160更接近振膜110，并且可以被配置成当振膜110在向后方向114上处于最大机械偏移时滚落。
206.柔性防尘罩160可包括第二波纹167，其围绕扬声器100的纵向轴线103延伸。当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，第二波纹167可在柔性防尘罩160中形成隆起或沟槽(如图5k中定向的第二波纹167可被视为形成隆起)。当在沿着扬声器100的纵向轴线103截取的截面中观察时，第二波纹167可以包括两个臂167a、167b，两个臂167a、167b在底部167c处连接，例如形成“u”形或“v”形(优选地如图5k所示的“u”形)。优选地第二波纹167定向成其底部167c面向向前方向112(如图5k所示)。第二波纹167的一个臂(优选地径向最内侧臂167a)也可以是第一波纹165的径向最外侧壁165b。第二波纹167的一个臂(优选地径向最外侧壁167b)可以例如直接地或经由柔性防尘罩160的(可选的)外部连接部168附接到振膜110的前表面110a或后表面110b。在一些示例中，第二波纹167的径向最外侧壁167b可相对于扬声器100的纵向轴线103形成不大于20
°
的角度。第二波纹167的径向最外侧壁167b可以被配置成当振膜110在向前方向112上处于最大机械偏移时滚落。
207.振膜110在向前方向112和向后方向114上移动期间，第一波纹165和第二波纹167被优选地配置为在向前方向112和向后方向114上弯曲。
208.柔性防尘罩160可以是单片橡胶。
209.尽管在图中未示出，但是直立部241可以比弯曲部243稍厚，弯曲部243又可以比向外延伸部242稍厚，向外延伸部242的厚度可选地比第一波纹245和第二波纹247(例如，可以具有彼此相同的厚度)厚。这些相对厚度可以帮助柔性防尘罩160的不同部分具有不同的刚度，使得这些部分如上所述起作用。
210.为了完整起见，可以将直立部241、弯曲部243、向外延伸部242和第一波纹245的径向最内侧臂245a一起看作是形成柔性防尘罩160中的另外的(第三)波纹(其如图5k中定向的可以被视为形成隆起)。
211.与其它设计相比，当振膜在向前方向上处于其最大作用范围时，扬声器100的柔性防尘罩160能够显著降低扬声器100的高度。
212.如图5a所示，磁体单元120的前表面，特别是复合垫圈124的最前表面，在其前表面上包括附加的切口，以便于柔性防尘罩160附接到磁体单元120。
213.图5a-c分别示出了处于其静止位置、最大向前位置和最大向后位置的振膜110，并且示出了振膜对于其尺寸具有非常大的最大机械偏移。
214.比较数据
215.下面的表1示出了不同扬声器拓扑的总堆叠高度，其具有用于所有列的以下固定示例参数：
216.最大机械偏移(x
mech
)＝20mm
217.磁轭厚度＝6mm
218.最大线性偏移(其中bl下降到在静止位置处的bl的82％的偏移)＝8.3mm
[0219][0220]
表1：不同扬声器拓扑的总堆叠高度
[0221]
注意：这里“轴向”可以用来表示纵向方向。
[0222]
该表的第1列示出了wo2004/017674的设计的堆叠高度(如本公开的图1所示)。这是音圈在磁体单元上方通过机械连接器耦合到振膜的设计。音圈是上悬设计。该设计的总堆叠高度为81mm。
[0223]
该表的第2列示出了us9025809的设计的堆叠高度(如本公开的图2所示)。这是一
种音圈在磁体系统上方并且部分地穿过磁体系统通过机械连接器耦合到振膜的设计。另外，阻尼器通过磁体系统耦合到音圈的底部。音圈是上悬设计。该设计的总堆叠高度为81mm。
[0224]
该表的第3列示出了ep09779592b1的设计的堆叠高度(如本公开的图3所示)。这是一种音圈通过磁体系统由机械连接器耦合到锥体的设计。另外，增加具有单一半径的边缘以从前向后密封振膜。由于边缘的半径需要较大以便允许偏移，这增加了堆叠高度。音圈是下悬式设计。该设计的总堆叠高度为71.5mm。
[0225]
该表的第4列示出了ep1137320a2的图15的设计的堆叠高度(如本公开的图4所示)，同时假设为下悬布置。这是一种设计，其中音圈通过磁体系统通过机械连接器耦合到锥体。另外，添加薄板以从前向后密封振膜。这里假定扬声器具有下悬式设计。该设计的总堆叠高度为82mm。
[0226]
第5列示出了ep1137320a2的图15的设计的堆叠高度(如本公开的图4所示)，同时假定为平悬布置。这是线圈通过磁体系统由机械连接器耦合到锥体的设计。另外，添加薄板以从前向后密封振膜。这里假定扬声器具有平悬式设计，作为第4列的替代，以验证对堆叠高度的影响。该设计的总堆叠高度为104毫米。
[0227]
第6列示出了图5a的扬声器的设计的堆叠高度。这是一种音圈通过磁体单元由机械连接器耦合到锥体的设计。另外，添加可变形的防尘罩以从前向后密封振膜。如pct/ep2018/084048中所述，可变形防尘罩仅在处于因子“g”的向前位置时增加高度，从其摘录的内容并入本技术的说明书和附图中(见下文)。扬声器在磁通曲线中具有两个明显的峰，与短绕组高度音圈结合，该短绕组高度音圈位于磁通量中的两个峰值之间且部分位于两个峰值内部。
[0228]
从该表中可以看出，所描述的本发明导致了用于相同性能的最浅扬声器设计(读取：低频再现)。该设计的总堆叠高度为62.1mm
[0229]
从该表还可以看出，基于开槽磁体系统的现有技术设计——为了节省高度——仍然明显高于所描述的发明。
[0230]
变体
[0231]
图5a所示的示例扬声器的变体可以包括：
[0232]
·
在音圈140中使用2个绕组层144(但可以使用其他数目，优选是2的倍数)。
[0233]
·
在音圈140中使用一个或多个矩形绕组层144(由具有矩形横截面的导线形成的绕组层)。
[0234]
·
振膜110，其高度和边缘104在向外方向上的展开不超过柔性防尘罩160在向外方向上的高度。(见图5b)(如果振膜110的高度过高，柔性防尘罩160的优点可能会减小)。
[0235]
·
使纺织物悬垂件106外径至少是振膜110的直径的0.8倍，这意味着悬垂件106优选地是足够大的，例如是部件110的直径的0.8倍。如果不是这样，则总堆叠高度可以增加。
[0236]
·
来自电流供应并到音圈140的导线连接142可以在辊式悬挂器104上布线。
[0237]
·
来自电流供应并到音圈140的导线连接142可以在振膜110上布线。
[0238]
·
刚性连接件150可以包括用于提供与音圈140的电连接的两个或更多个导电部件，可选地与耦合两个导电部件的第三非导电(例如塑料)元件组合。
[0239]
·
磁体系统可以使用外围磁体来代替或补充本文所述的内部永磁体130。
[0240]
·
振膜110可由各种材料制成，例如纤维素基材料、成形塑料、金属片材、多层夹层结构、纤维基材料和/或泡沫。
[0241]
·
由于空气管理的原因，刚性连接件150可以被穿孔。
[0242]
·
刚性连接件150可以由非导电材料制成，其具有嵌入式模制连接件，以提供到音圈140的电连接。
[0243]
·
刚性连接件150可以由非导电材料制成，其具有印刷导电迹线，以提供与音圈140的电连接。
[0244]
·
出于空气管理的原因，可以对纺织物悬垂件106进行穿孔。
[0245]
·
音圈140的最低部分可以高于刚性连接器150的最低部分，因为这有助于降低高度。
[0246]
·
刚性连接器150可以与振膜110整体形成。
[0247]
·
纺织物悬垂件106可以被另一个能够提供对称性的辊式悬挂器代替，但应该被隔开足够的距离来提供稳定性。
[0248]
·
辊式悬挂器104可以由纺织物悬垂件代替。
[0249]
·
悬垂件可以仅由振膜边缘和柔性防尘罩组成，即没有纺织物悬垂件106。
[0250]
示例应用
[0251]
举例来说，图5a所示的扬声器100可用于：
[0252]
·
汽车应用。例如舱棚扬声器、浅中音扬声器、座椅下方的低音炮、无限大挡板扬声器、门安装扬声器、搁脚板定位低音炮、头枕应用、近场应用、全场近场应用
……
[0253]
·
用户应用：例如，座椅下方的浅低音炮、壁挂式扬声器、集成在电视机中的扬声器。
[0254]
·
pa和固定安装应用。例如浅低音炮，用于线阵列的低音炮，特殊格式低音炮。
[0255]
结束语
[0256]
在前述描述中或在随后的权利要求中或在附图中公开的特征，以它们的具体形式或以用于执行所公开的功能的手段、或用于获得所公开的结果的方法或过程(视情况而定)来表示，可以单独地或以这些特征的任何组合来用于以其各种形式来实现本发明。
[0257]
虽然已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是当给出本公开时，对于本领域技术人员来说，许多等效的修改和变化将是显而易见的。因此，上述本发明的示例性实施例被认为是说明性的而不是限制性的。可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对所描述的实施例进行各种改变。
[0258]
为了避免任何疑问，提供本文提供的任何理论解释是为了提高读者的理解。发明人不希望受到任何这些理论解释的束缚。
[0259]
本文使用的任何章节标题仅用于组织目的，并且不应解释为限制所描述的主题。
[0260]
在整个说明书中，包括所附的权利要求书，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“包括”，“包括”和“包含”之类的变体将被理解为暗示包括以下内容。陈述的整数或步长或一组整数或(多个)步长，但不排除任何其他整数或步长或一组整数或(多个)步长。
[0261]
必须注意的是，如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”，“一种”和“该”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。范围可以在本文中表示为从“大约”一
个特定值和/或到“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解的是，特定值形成另一实施例。相对于数值的术语“约”是可选的，并且是指例如 /-10％。
[0262]
以其特定形式或用于执行所公开的功能的手段，或用于获得所公开的结果的方法或过程来表达的在前述说明书，或所附权利要求书或附图中公开的特征可以以不同形式(单独地，或以这些特征的任何组合)来理解本发明。
[0263]
尽管已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是当给出本公开时，许多等同的修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，以上阐述的本发明的示例性实施例被认为是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。
[0264]
参考文献
[0265]
为了更充分地描述和公开本发明和本发明所属的现有技术，上面引用了许多出版物。下面提供这些参考文献的完整引文。这些参考文献的全部内容并入本文。
[0266]
wo2004/017674
[0267]
us9025809
[0268]
ep0979592b1
[0269]
ep1137320a2
[0270]
us5883967
[0271]
pct/ep2018/084048在本文中也被提及，尽管它在提交时未被公布。从pct/ep2018/084048摘录的内容并入本技术的说明书和附图中(见下文)。
[0272]
附录-来自pct/ep2018/084048的摘录内容
[0273]
这些摘录内容来自pct申请pct/ep2018/084048，其被包括以提供关于上述柔性防尘罩的更详细信息。在这些摘录内容中，对附图重新编号以避免与本专利申请中的其它附图冲突，并且权利要求被重新标记为“申明”，以避免与本专利申请的权利要求混淆。
[0274]
发明内容
[0275]
在第一方面，本发明可以提供：
[0276]
扬声器，包括：
[0277]
振膜，所述振膜具有面向向前方向的前表面，以产生从扬声器在向前方向上向外辐射的声音，以及后表面，所述后表面面向与所述向前方向相反的向后方向；
[0278]
磁体单元，所述磁体单元配置为在空间的预定区域中提供磁场；
[0279]
音圈，所述音圈刚性地连接到振膜，其中，所述音圈被配置为在使用中产生磁场，所述磁场与磁体单元在预定的空间的预定区域中提供的磁场相互作用，从而使所述振膜沿着扬声器的纵向轴线移动；
[0280]
柔性防尘罩，所述柔性防尘罩附接在所述振膜和扬声器的附接表面上，扬声器的附接表面相对于磁体单元固定，并且相对于扬声器的纵向轴线位于音圈的径向内侧。
[0281]
通过使用如上所述的柔性防尘罩，本发明人发现，与使用更传统的刚性防尘罩的情况相比，具有振膜的扬声器在向前方向上最大作用范围的高度可以减小。
[0282]
优选地，柔性防尘罩包括一个以上的波纹。
[0283]
本发明人已经发现，如果在柔性防尘罩中有一个以上的波纹，则可以最有效地实
现高度减小的扬声器。
[0284]
为了本公开的目的，相对于元件使用的术语“波纹”可以理解为在元件中形成的隆起或沟槽。包括在柔性防尘罩中的每个波纹(例如隆起或沟槽)可以绕扬声器的纵向轴线延伸，例如，相对于扬声器的纵向轴线在圆周方向上延伸。
[0285]
纵向轴线可延伸穿过扬声器的中心区域，优选地延伸穿过音圈的中心。如果振膜是旋转对称的，则纵向轴线可以穿过振膜的对称旋转轴。
[0286]
振膜可以被配置为沿着纵向轴线从标称位置(例如，静止位置，其可以是当音圈没有电流通过时，振膜所处的位置)移动到在向前方向的最大作用范围和在后向方向的最大作用范围。
[0287]
柔性防尘罩优选地配置为沿着所述纵向轴线从标称位置移动到在向前方向的最大作用范围和在后向方向的最大作用范围，而柔性防尘罩不会接触所述此磁体单元或使用中的所述音圈。
[0288]
空间的预定区域(磁体单元被配置为在其中提供磁场)可以是位于磁体单元的两个部件之间的空隙。相对于扬声器的纵向轴线，两个部件中任一个可以位于音圈的径向内侧，而两个部件中的另一个位于磁体单元的音圈的径向外侧。这两个部件中的任一个或两者可以均是永磁体。这两个部件中的任一个或两者可以均是磁场引导元件，例如由钢制成。一个或多个磁场引导元件可以起到引导由磁体单元中包括的永磁体的磁体单元所产生的磁场进行相互作用(永磁体可以为，但不强制性的为，两个部件中的任一个)。优选地，位于音圈的径向内侧的部件是永磁体。优选地，位于音圈的径向外侧的部件是磁场引导元件，因为磁场引导元件通常可以被制成比永磁体更薄，以助于简化扬声器的设计。
[0289]
音圈可以被配置为在使用中通过电流时产生磁场，其中由音圈产生的磁场在空间的预定区域中与磁体单元提供的磁场相互作用，从而沿扬声器的纵向轴线前后移动振膜。通过音圈的电流可以被配置为在预定频率范围内移动音圈，例如在低音频率范围内。
[0290]
音圈可以通过刚性连接器刚性地连接到振膜。刚性连接器可以例如是附接至音圈和振膜上。
[0291]
在一些示例中，刚性连接器可以包括肋，这些肋延伸穿过位于音圈的径向向外的部件中的狭缝(两个部件之间的狭缝，在两个部件之间设有气隙)。狭缝可沿纵向轴线的方向延伸。可能有三个或更多的肋，以及三个或更多的缝隙，例如每个肋延伸穿过相应的缝隙。这样的布置可以基于例如在us5081684中描述的原理。
[0292]
在一些示例中，刚性连接器可以是音圈架。音圈架可以是管，音圈安装于其上。
[0293]
柔性防尘罩优选地配置为防止灰尘(或其他异物)进入空间的预定区域(例如，空隙)。
[0294]
振膜可包括孔，例如以容纳一个磁铁单元(如图5所示)或使振膜例如通过诸如音圈架之类的刚性连接器更容易地连接到音圈。
[0295]
扬声器可以包括框架。磁体单元可以(直接或间接)附接到框架，使得磁体单元相对于框架固定。振膜可通过一个或多个悬挂元件从框架悬挂。一个或多个悬挂元件可以包括绕振膜的外边缘(优选连续地)延伸的辊式悬挂器(例如半辊边缘式悬挂器)。一个或多个悬架元件可包括蜘蛛架(spider)，该蜘蛛架在振膜的相对于扬声器的纵向轴线径向向内的区域处(直接地，或经由诸如刚性连接器的另一元件)连接至振膜。蜘蛛架通常是纺织材料
环。
[0296]
扬声器可以是低型扬声器，例如当振膜在其向前方向上的最大作用范围时，其在扬声器的纵向轴线方向上从扬声器的最前表面到最后表面的高度为90mm或更小(更优选地为75mm或更小，更优选地为65mm或更小)。即使在振膜的前向最大作用范围和后向最大作用范围之间的纵向轴线方向上的距离(以下称为“峰至峰偏移距离”)为等于或大于20毫米，等于或大于30毫米，甚至等于或大于40毫米，也可以实现这样的高度。
[0297]
这些数字是可以实现的，因为使用如本文所公开的柔性防尘罩，本发明人能够制造具有约65mm的高度且具有约40mm的峰-峰偏移的扬声器。
[0298]
在本文中，对在振膜的两个不同位置之间在纵向轴线方向上的距离的引用可以理解为是在纵向轴线方向上振膜必须被移动以便从一个位置到达另一个位置的最小距离。
[0299]
相对于磁体单元固定的扬声器的附接表面可以是磁体单元的表面，或者可以是相对于磁体单元固定的扬声器框架上的表面。在一些示例中，附接表面可以是磁体单元的面向向前方向的前表面。
[0300]
为了避免任何疑问，柔性防尘罩可以例如附着在振膜的前表面或后表面(或甚至是振膜的侧面)上。柔性防尘罩例如经由中间元件间接地附接到振膜，优选地柔性防尘罩直接地附接到振膜。
[0301]
现在将描述柔性防尘罩的一些可选特征，可以参考振膜处于其标称位置来描述它们(因为振膜的其他位置可能导致柔性防尘罩变形)。
[0302]
柔性防尘罩可以(例如，当振膜处于其标称位置时)包括直立部，该直立部绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线的圆周方向)延伸，并且当沿着扬声器的纵向轴线截取的截面观察时从扬声器的附接表面沿向前的方向延伸，优选地以相对于扬声器的纵向轴线不大于30
°
的角度延伸，更优选地以不大于20
°
的角度延伸。直立部可以直接或间接地，例如通过柔性防尘罩的(可选的)内部连接部附接到扬声器的附接表面。
[0303]
柔性防尘罩可以(例如，当振膜处于其标称位置时)包括向外延伸部，该向外延伸部绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线的圆周方向)延伸，并且当沿着扬声器的纵向轴线截取的截面观察时从直立部相对于扬声器的纵向轴线径向向外延伸。当沿着扬声器的纵向轴线截取的横截面观察时，向外延伸部可以相对于扬声器的纵向轴线径向向外延伸并垂直于扬声器的纵向轴线的径向轴线形成不大于20
°
的角度。
[0304]
直立部可以(例如，当振膜处于其标称位置时)通过挠性防尘罩中的弯曲部与向外延伸部接合，其中弯曲部绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于扬声器纵向轴线的圆周方向)延伸。当沿着扬声器的纵向轴线截取的截面观察时，第一弯曲部优选地具有平滑变化的曲率，而不是柔性防尘罩中的尖锐的折痕或拐角。
[0305]
柔性防尘罩可以(例如，当振膜处于其标称位置时)包括第一波纹，该第一波纹绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线的圆周方向)延伸。当沿扬声器的纵向轴线截取的横截面观察时，第一波纹可能会在柔性防尘罩中形成隆起或沟槽(取决于其定向方式)。当在沿着扬声器的纵向轴线截取的横截面中观察时，第一波纹可以包括两个臂，它们在底部处接合，例如形成“u”形或“v”形(优选是“u”形)。优选地，第一波纹被定向成使其底部面向向后方向。第一波纹的一个臂(优选地，径向最内侧的臂)可以优选地经由柔性防尘罩中的不平滑变化的折叠部(例如，尖锐的折痕或拐角)而连接至向外延伸部。
[0306]
柔性防尘罩可以(例如，当振膜处于其标称位置时)包括第二波纹，该第二波纹绕扬声器的纵向轴线(例如，相对于纵向轴线的圆周方向)延伸。当沿扬声器的纵向轴线截取的横截面观察时，第二波纹可能会在柔性防尘罩中形成隆起或沟槽(取决于其定向方式)。当沿扬声器的纵向轴线截取的横截面观察时，第二波纹可以包括两个臂，它们在底部处接合，例如形成“u”形或“v”形(优选是“u”形)。优选地，第二波纹被定向为使其底部面向向前方向。第二波纹的一个臂(优选地，径向最内的臂)也可以是第一波纹的臂(优选地，径向最外的臂)。第二波纹的一个臂(最好是径向最外侧的臂)可以例如直接附接至振膜的前表面或后表面，或经由(可选的)柔性防尘罩的外部连接部附接至振膜的前表面或后表面。
[0307]
当振膜在向前方向上处于最大作用范围时，柔性防尘罩(例如，当振膜位于其标称位置时)在音圈上的最前方位置之上沿纵向轴线的方向延伸距离(g)。g优选为20mm或以下，更优选为10mm或以下，更优选为8mm或以下，更优选为5mm或以下，更优选为4mm或以下，更优选为3mm或以下，更优选为2mm或以下，更优选为1mm或以下。
[0308]
柔性防尘罩可以是单块柔性材料，例如橡胶或纺织品(带涂层或不带涂层)，或者可以由彼此连接的多种材料制成(最好是单块柔性材料)。
[0309]
柔性防尘罩的不同部的厚度和/或材料可以彼此不同，从而在每个不同部中实现期望的柔韧性/刚度水平。
[0310]
例如，直立部可以比弯曲部和/或向外延伸部更硬(例如，通过比向外延伸部更厚)。
[0311]
例如，弯曲部可以比向外延伸部更硬(例如，通过比向外延伸部更厚)。
[0312]
例如，向外延伸部可以比第一和/或第二波纹更硬(例如，通过比第一和/或第二波纹更厚)(在一些示例中，第一和第二波纹可以具有彼此相同的厚度)。
[0313]
扬声器可以是低音炮。低音炮是一种扬声器，专用于产生通常在250hz以下，更通常在200hz以下的低音频率。
[0314]
该扬声器可以用在汽车或家庭娱乐系统中，例如，hifi扬声器。
[0315]
在第二方面，本发明可以提供：如本文所述的柔性防尘罩。柔性防尘罩可以是如结合本发明的第一方面所述的柔性防尘罩，但是根据本发明的第一方面的扬声器的任何其他特征是需要的。
[0316]
本发明包括所描述的方面和优选特征的组合，除非明显不允许或明确避免这种组合。
[0317]
附图说明
[0318]
现将参考附图讨论说明本发明原理的实施例和实验，其中：
[0319]
图7示出了发明人根据已知原理设计的扬声器1。
[0320]
图8示出了图7的扬声器1的振膜10在标称位置、在向前方向14上的最大作用范围以及在向后方向18上的最大作用范围这三者中的每一个。
[0321]
图9示出了由发明人设计的扬声器101，其包括柔性防尘罩140。
[0322]
图10示出了图3的扬声器101的振膜110处于标称位置、在向前方向114上的最大作用范围以及在向后方向118上的最大作用范围这三者中的每一个。
[0323]
图11示出了由发明人设计的扬声器201，其包括柔性防尘罩240。
[0324]
图12示出了图11的扬声器201的振膜210处于标称位置、在向前方向214上的最大
作用范围以及在向后方向218上的最大作用范围这三者中的每一个。
[0325]
图13更详细地示出了图11的扬声器201的柔性防尘罩240。
[0326]
图14为图11的扬声器201的柔性防尘罩240的透视图，其中在柔性防尘罩上方绘制了一条线以示出其轮廓。
[0327]
图15提供了当振膜在向前方向上处于最大作用范围时，在磁体单元的前表面上方处图7、9以及11的扬声器1、101、201的防尘罩的高度之间的比较。
[0328]
图16-17示出了示例性扬声器301，其包括柔性防尘罩340，并且表示图11的扬声器201的示例性实现方式。
[0329]
具体实施方式
[0330]
现将结合附图讨论本发明的方面和实施例。对于本领域技术人员而言，其他方面和实施例将是显而易见的。本文中提及的所有文件均通过引用并入本文。
[0331]
图7示出了发明人根据已知原理设计的扬声器1。所述扬声器1具有振膜10，所述振膜10具有面向向前方向14的前表面12，以产生从扬声器1在向前的方向14上向外辐射的声音，以及面向向后方向18的后表面16。在该示例中，所述向前方向14与所述向后方向18相反，并且向前方向和向后方向14、18均沿着纵向轴线3延伸。在该示例中，所述振膜10为圆形的，但也其他形状是可预见的。
[0332]
所述振膜10通过辊式悬挂器(在该示例中为半辊式边缘悬挂件)从扬声器的框架(图7中未示出)被悬挂，所述辊式悬挂器11附接至所述振膜10的外边缘，例如通过胶水，并且其连续地绕振膜10的外边缘延伸。为了完整起见，我们注意到的是在图7中示出了振膜10的外边缘与辊式悬挂器11之间的附接，但是在随后的图中未示出。
[0333]
所述扬声器1还包括电磁驱动单元，所述电磁驱动单元包括磁体单元20和音圈30。
[0334]
所述磁体单元20被配置为在位于磁体单元20的两个部件22、24之间的空隙21中提供磁场。在该示例中，所述部件22为永磁体，而所述部件24为磁场引导元件。然而，技术人员将理解，所述部件22可以是永磁体或磁场引导元件，并且所述部件24可以是永磁体或磁场引导元件。
[0335]
所述音圈30刚性地连接到振膜10。所述音圈30被配置为在使用中产生磁场(通过使电流流过音圈30)，该磁场与磁体单元20提供的空隙21中的磁场相互作用，从而使所述振膜10沿扬声器1的纵向轴线3移动。
[0336]
在该示例中，所述音圈30经由刚性连接器(未示出)刚性地连接至所述振膜10，所述刚性连接器包括延伸穿过磁场引导元件24中的狭缝的肋。例如，在图16所示的扬声器301中采用类似的布置。这种布置基于例如在us5081684中描述的原理，所述布置涉及使用刚性连接器32经由磁场引导元件24中的狭缝将音圈30刚性地连接至振膜10。这种布置，尤其是当与具有相对平坦形状的振膜组合时，允许扬声器具有减小的高度。
[0337]
所述振膜10在其中心具有孔，以容纳磁体单元20(如下文所述)，从而允许减小扬声器的高度。刚性防尘罩40(例如通过胶水)附接到振膜10的所述前表面12上，所述刚性防尘罩40横穿并覆盖振膜10的中间的孔，以防止灰尘经由空隙21进入磁体单元20(如下所述)。
[0338]
图8示出了图7的扬声器1的振膜10处于由标号13a所示的标称位置(此为静止位置，该静止位置为当音圈30没有电流流经时振膜10所处的位置)，由标号13b所示的在向前
方向14上的最大作用范围，以及由标号13c所示的在向后方向18上的最大作用范围中的每个。图8还示出了当振膜在该三个位置中的每个位置时，防尘罩40、音圈30以及辊式悬挂器11这三者的位置。
[0339]
图8中还标出了以下距离：
[0340]
e：偏移距离，其是在振膜10的向前方向14上的最大作用范围(如标号13b所示)和在向后方向18上的最大作用范围(如标号13c所示)这两者中的每一个与在标称位置(如标号13a所示)之间沿所述纵向轴线3方向上的距离。
[0341]
ptp：峰到峰的偏移距离，这是振膜10的在向前方向14上的最大作用范围和在向后方向18上的最大作用范围之间沿纵向轴线3方向上的距离(这是偏移距离e的两倍)。
[0342]
a：当振膜10在向前方向14上的最大作用范围时，磁体单元20的前表面26(其面向向前方向14)与在防尘罩40上的最前方位置之间沿纵向轴线3方向上的距离。
[0343]
h1：当振膜10在向前方向14上处于最大作用范围时，在防尘罩40上最前方位置与磁体单元20的后表面28(面向向后方向18)之间沿纵向轴线3方向上的距离。
[0344]
h2：在悬挂振膜10的框架上的点与磁体单元20的后表面28之间在纵向轴线3的方向上的距离。
[0345]
h3：当振膜10在向前方向14上处于最大作用范围时，在辊式悬挂器11上的最前方位置与磁体单元20的后表面28之间在纵向轴线3方向上的距离。
[0346]
m(“磁体单元高度”)：磁体单元20的前表面26和后表面28之间在纵向轴线3方向上的距离。
[0347]
刚性防尘罩40，与传统的防尘罩一样，被设计成刚性的，即在扬声器1的操作过程中不会弯曲(或弯曲很小)。因此，所述刚性防尘罩与振膜一起上下移动了偏移距离e，并且峰到峰的偏移距离ptp为2
×
e。
[0348]
如图8所示，由于刚性防尘罩40位于磁体单元20的前方，所以操作期间的扬声器总高度h1基本上为h1＝m a，其中a等于当振膜10在向前方向14上处于最大作用范围时，在磁体单元20的前表面之上的刚性防尘罩40上的最前面的高度。所述高度a与距离ptp(2
×
e)基本相同，在音圈30处具有刚性防尘罩40的厚度并且添加了小的间隙，使得当振膜10在向后方向18上处于最大作用范围时刚性防尘罩40不接触磁体单元20。
[0349]
本发明人已经观察到，减小外部高度h2、h3(例如，通过使用具有更平坦形状的振膜10并将振膜10安装在扬声器1的框架的较低点上)不会减小扬声器的高度，当振膜在向前方向14上处于最大作用范围时，在这种情况下h1仍将定义为扬声器的高度。
[0350]
换句话说，本发明人已观察到刚性防尘罩，例如刚性防尘罩40，可以限制在使用扬声器时可以减小扬声器的高度的量。
[0351]
图9示出了由发明人设计的扬声器101，其包括柔性防尘罩140。
[0352]
图9的扬声器101在几个方面与图7的扬声器1相似，并且相似的部件已经被给予相应的附图标记并且不需要进一步详细解释，除非在下文提供替代性解释。
[0353]
在图9的扬声器101中，图7的刚性防尘罩40已由柔性防尘罩140代替。在该示例中，所述柔性防尘罩140采取经典的半辊式边缘悬架的形式，所述半辊式边缘悬架附接至振膜110的前表面112和磁体单元的前表面126上的附接表面t，该附接表面t面向向前方向114。
[0354]
图10示出了图7的扬声器101的振膜110处于由标号113a所示的标称位置(此为静
止位置，该静止位置为为当音圈130没有电流流经时振膜110所处的位置)，由标号113b所示的在向前方向114上的最大作用范围，以及由标号113c所示的在向后方向118上的最大作用范围中的每个。图10还示出了当振膜在该三个位置中的每个位置时，防尘罩140、音圈130以及辊式悬挂器111这三者的位置。
[0355]
图10中还标出了以下距离：
[0356]
e：偏移距离，其是振膜110的在向前方向114上的最大作用范围(由标号113b所示)和在向后方向118上的最大作用范围(由标号113c所示)中的每一个与在标称位置(由标号113a所示)之间沿纵向轴线103方向上的距离。
[0357]
ptp：峰到峰的偏移距离，这是振膜110的在向前方向114上的最大作用范围和在向后方向118上处于的最大作用范围之间沿纵向轴线103方向上的距离(这是偏移距离e的两倍)。
[0358]
d：当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，磁体单元120的前表面126和柔性防尘罩140上最前方位置之间沿纵向轴线103方向的距离。
[0359]
h4：当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，在柔性防尘罩140上的最前方位置与磁体单元120的后表面128之间在纵向轴线103方向上的距离。
[0360]
h5：在悬挂振膜110的框架上的点与磁体单元120的后表面128之间在纵向轴线103的方向上的距离。
[0361]
h6：当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，在辊式悬挂器111上的最前方位置与磁体单元120的后表面128之间在纵向轴线103方向上的距离。
[0362]
m：磁体单元120的前表面126和后表面128之间在纵向轴线103方向上的距离。
[0363]
x：当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，在音圈130上的最前方位置与当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，在柔性防尘罩140上的最前方位置之间沿纵向轴线103方向的距离。
[0364]
y：当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，在辊式悬挂器111上的最前方位置与当振膜在向前方向114上处于最大作用范围时，在柔性防尘罩140上的最前方位置之间在纵向轴线103方向上的距离。
[0365]
基于当振膜110在向前方向114上处于最大作用范围时，柔性防尘罩140越过音圈130的优选要求，以及当振膜110在向后方向118上处于最大作用范围时，柔性防尘罩140越过而不接触磁体单元120的拐角c的优选要求，来定义柔性防尘罩140提供的半辊式边缘悬架的曲率半径r。该拐角c可以为倒棱或倒圆，以帮助满足这些优选要求中的第二个。
[0366]
因此，由柔性防尘罩140提供的半辊式边缘悬架的曲率半径r优选地较大，导致当振膜110在向前方向14上处于最大作用范围时，在磁体单元120的前表面之上的柔性防尘罩140上的最前方位置的高度d，仍将是偏移量e的约1.5倍，其仍是相当大的高度，尽管小于刚性防尘罩40的相应高度a(例如，参见图9，这将在下文进行详细说明)。
[0367]
对于e＝20毫米的扬声器，其d的高度仍约为～30毫米。
[0368]
从图10中可以看出，距离x远大于防尘罩140的厚度。
[0369]
本发明人已观察到，当振膜在向前方向上处于最大作用范围(如标号13b所示)时，减小外部高度h6不会减小最大扬声器高度，因为在这种情况下h4仍将定义扬声器高度。
[0370]
从图10中需要注意的关键点为，在一定程度上，当振膜在向前方向上处于最大作
用范围时，用柔性防尘罩140替换刚性防尘罩40将有助于降低扬声器的高度(大约0.5x e)。
[0371]
图11示出了由发明人设计的扬声器201，其包括柔性防尘罩240。
[0372]
图11的扬声器201在几个方面与图9的扬声器101相似，并且相似的部件已经被给予相应的附图标记并且不需要进一步详细解释，除非在下文提供替代性解释。
[0373]
在图11的扬声器201中，图9的柔性防尘罩140已被不同的柔性防尘罩240代替，该柔性防尘罩240包括多个波纹。
[0374]
与图9的扬声器101一样，在扬声器201中，柔性防尘罩240被附接(在该示例中)至振膜210的前表面212和附接表面t，所述附接表面t(在本示例中)在磁体单元220的前表面226上。在其他示例(未示出)中，可将柔性防尘罩240附接至振膜210的后表面216和/或相对于磁体单元220固定的扬声器201中其他位置的替代附接表面。
[0375]
需要注意的是，由于附接表面t在磁体单元220的前表面226上，因此其相对于磁体单元220被固定。在所述磁体单元220的前表面226上的附接表面t相对于扬声器201的纵向轴线203位于音圈230的径向内侧，从而柔性防尘罩240能够防止灰尘经由空隙221进入磁体单元220。
[0376]
图12示出了图5的扬声器201的振膜210处于由标号213a所示的标称位置(此为静止位置，该静止位置为当音圈230没有电流流经时振膜10所处的位置)，由标号213b所示的在向前方向214上的最大作用范围，以及由标号213c所示的在向后方向218上的最大作用范围中的每个。图12还示出了当振膜在该三个位置中的每个位置时，防尘罩240、音圈230以及辊式悬挂器211这三者的位置。
[0377]
图12中还标出了以下距离：
[0378]
e：偏移距离，其是振膜210的在向前方向214上的最大作用范围(如标号213b所示)和在向后方向218上的最大作用范围(如标号213c所示)中的每一个与在标称位置(如标号213a所示)之间沿纵向轴线203方向上的距离。
[0379]
ptp：峰到峰的偏移距离，这是振膜210的在向前方向214上的最大作用范围和在向后方向218上处于的最大作用范围之间沿纵向轴线203方向上的距离(这是偏移距离e的两倍)。
[0380]
b：当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，磁体单元220的前表面226和柔性防尘罩240上的最前方位置之间沿纵向轴线203方向上的距离。
[0381]
h7：当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，在柔性防尘罩240上的最前方位置与磁体单元220的后表面228之间在纵向轴线203方向上的距离。
[0382]
h8：在悬挂振膜210的框架上的点与磁体单元220的后表面228之间在纵向轴线203的方向上的距离。
[0383]
h9：当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，在辊式悬挂器211上的最前方位置与磁体单元220的后表面228之间在纵向轴线203方向上的距离。
[0384]
m：磁体单元120220的前表面226和后表面228之间在纵向轴线103203方向上的距离。
[0385]
f：当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，磁体单元220的前表面226与音圈230上最前方位置之间沿纵向轴线203方向的距离。
[0386]
g：当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，在音圈230上的最前方位置
与当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，在柔性防尘罩240上的最前方位置之间在纵向轴线203方向上的距离。
[0387]
如图所示，柔性防尘罩240被配置为允许振膜210从标称位置移动至在向前方向214上的最大作用范围和在向后方向218上的最大作用范围，而不会使柔性防尘罩接触磁体单元220或使用中的音圈230。
[0388]
由于其形状，当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，磁体单元220的前表面之上的柔性防尘罩240上的最前方位置的高度b可以更接近偏移e，与图9的柔性防尘罩140相比。
[0389]
如图所示，当振膜210在向前方向上处于最大作用范围时，柔性防尘罩在音圈230上的最前方位置之上沿纵向轴线203的方向延伸距离g。g优选为20mm或以下，更优选为10mm或以下，更优选为8mm或以下，更优选为5mm或以下，更优选为4mm或以下，更优选为3mm或以下，更优选为2mm以下，更优选为1mm以下，实践中可能约为3mm。
[0390]
实际上，图11的扬声器201的柔性防尘罩240允许扬声器201具有的高度(当振膜在向前方向上处于最大作用范围时)被限制为音圈230的位置加上在音圈处的柔性防尘罩230的厚度加上较小的间隙。
[0391]
尽管并非不可能，但要使g基本上低于约5mm可能是具有挑战性的，因为在实践中，当振膜210在向前方向上处于最大作用范围时，可能需要在音圈230和防尘罩240之间的间隙，例如约1mm，防尘罩240在该区域的厚度可能约为2mm，并且也可当振膜210在向前方向上处于最大作用范围时，能促成从柔性防尘罩240的向外延伸部242的向上斜度到1-2mm的g。
[0392]
图13更详细地示出了图5的扬声器201的柔性防尘罩240。现将参照当振膜210处于标称位置来描述柔性防尘罩240的各种特征和性质(因为振膜210的其他位置可能导致柔性防尘罩240变形)。
[0393]
如图13所示，柔性防尘罩240可包括直立部241，所述直立部241绕扬声器201的纵向轴线203延伸，并且当沿着扬声器201的纵向轴线203截取的截面观察(如图13所示)时，所述直立部241从磁体单元220的前表面226上的附接表面沿向前方向214延伸，优选地相对于扬声器201的纵向轴线203成不大于30
°
的角度上延伸。但是，如果直立部241足够坚硬，则较大的角度是可能的。所述直立部241可以直接附接至附接表面，或者可以经由柔性防尘罩240的内部附接部241a(可选的)附接至附接表面。所述直立部241可有助于在磁体系统20的前表面226与柔性防尘罩240的向外延伸部242的起始(如下文所述)之间(沿纵向轴线203的方向)形成距离。为了实现该功能，所述直立部241可以比柔性防尘罩240的其他区域更硬。这样的刚度可以通过具有比柔性振膜240的一些其他区域更大的厚度的向外延伸部242来实现，或者通过在柔性防尘罩240的该区域中添加附加的硬化材料来实现。
[0394]
尽管在该示例中，附接表面t位于磁体单元220的前表面226上，但是附接表面t可以位于扬声器的其他元件(例如，扬声器的框架)上，尽管附接表面t相对于磁体单元220优选地是固定的。
[0395]
所述柔性防尘罩240可以包括向外延伸部242，该向外延伸部围绕扬声器201的纵向轴线203延伸，并且当沿着扬声器201的纵向轴线203截取的横截面观察时，该向外延伸部242(如图13所示)从直立部241相对于扬声器201的纵向轴线203径向向外延伸。当沿着扬声器201的纵向轴线203截取的横截面观察时，向外延伸部可以相对于从其径向向外延伸的径
向轴线204(垂直于扬声器201的纵向轴线203)形成不大于20
°
的角度。当振膜210在向前方向214上处于最大作用范围时，向外延伸部242优选地具有足够的刚度并且在使用中抵抗弯曲，以便为音圈230创造空间。这样的刚度可以通过具有比柔性振膜210的一些其他区域更大的厚度的向外延伸部242来实现，或者通过在柔性防尘罩240的该区域中添加附加的硬化材料来实现。
[0396]
所述直立部241可以通过柔性防尘罩240中的弯曲部243连接到向外延伸部242，其中弯曲部243围绕扬声器201的纵向轴线203延伸。当沿着扬声器201的纵向轴线203截取的横截面(如图7所示)观察时，弯曲部243优选具有平滑变化的曲率，而不是柔性防尘罩240中的尖锐折叠或拐角。所述弯曲部243可允许向外延伸部242随着振膜210的运动向前和向后运动。
[0397]
所述柔性防尘罩240可以包括第一波纹245，该第一波纹245围绕扬声器201的纵向轴线203延伸。当沿扬声器201的纵向轴线203截取的横截面(如图13所示)观察时，第一波纹245可在柔性防尘罩中形成隆起或沟槽(如图13所示取向的第一波纹245可以被视为形成了沟槽)。当在沿着扬声器的纵向轴线203截取的横截面中观察时，第一波纹245可以包括两个臂245a、245b，它们在底部245c处接合，例如形成“u”形或“v”形(优选如图13所示的“u”形)。优选地，所述第一波纹245定向成使其底部245c面向向后方向218(如图13所示)。所述第一波纹245的一个臂(优选地，径向最内侧的臂245a)可以优选地经由柔性防尘罩240中的不平滑变化的折叠部246(例如，尖锐的折叠部或拐角)而连接至向外延伸部242。在一些示例中，所述第一波纹245的径向最内侧的臂245a可以相对于扬声器201的纵向轴线203形成不大于20
°
的角度。第一波纹245的径向最里面的臂245a可以允许柔性防尘罩240更靠近振膜210，并且可以被配置成当振膜210在向后方向218上处于最大偏移时滚落，例如，如图6所示。
[0398]
所述柔性防尘罩240可以包括第二波纹247，所述第二波纹绕扬声器201的纵向轴线203延伸。当在沿着扬声器201的纵向轴线203截取的横截面中观察时，第二波纹247可在柔性防尘罩240中形成隆起或沟槽(如图13中所示取向的第二波纹247可被视为形成隆起)。当沿着扬声器201的纵向轴线203截取的横截面观察时，第二波纹247可以包括两个臂247a，247b，它们在底部247c处接合，例如形成“u”形或“v”形(优选如图13所示的“u”形)。优选地，第二波纹247定向成使其底部247c在向前方向214(如图13所示)。第二波纹247的一个臂(优选地，径向最内侧的臂247a)也可以是第一波纹245的径向最外臂245b。第二波纹247的一个臂(优选地，径向最外侧的臂247b)可以例如直接附接至振膜210的前表面212或后表面216，或经由(可选的)柔性防尘罩240的外部连接部248附接至振膜210的前表面212或后表面216。在一些示例中，第二波纹247的径向最外侧的臂247b可以相对于扬声器201的纵向轴线203形成不大于20
°
的角度。第二波纹247的径向最外侧的臂247b可被配置为当振膜在向前方向上处于最大偏移时滚落，例如，如图12所示。
[0399]
第一波纹245和第二波纹247优选地配置为在振膜210沿向前和向后方向运动期间在向前和向后方向弯曲。
[0400]
柔性防尘罩240可以是一块橡胶。
[0401]
虽然未在图中示出，但是直立部341可以比弯曲部343稍厚，弯曲部343又可以比向外延伸部342稍厚，向外延伸部342的厚度可选地比第一波纹345和第二波纹347(例如可以具有彼此相同的厚度)厚。这些相对厚度可以帮助柔性防尘罩340的不同部具有不同的刚
度，使得这些部如上文所述地起作用。
[0402]
为了完整起见，需注意的是，在柔性防尘罩204中，直立部241、弯曲部243，向外延伸部242以及第一波纹245的径向最内侧的臂245a可以一同被视为形成了另外的(第三)波纹(如图13中的所示取向的波纹可看作形成隆起)。
[0403]
图14为图11的扬声器201的柔性防尘罩240的透视图，其中在柔性防尘罩上方绘制了一条线以示出其轮廓。
[0404]
图15提供了当振膜在向前方向上处于最大作用范围时，在磁体单元的前表面上方处图7、9以及11的扬声器1、101、201的防尘罩的高度a、d、b之间的比较。
[0405]
图15说明，与其他设计相比，当振膜在向前方向上处于最大作用范围时，图11的扬声器201的柔性防尘罩240能够显着减小扬声器的高度，尤其是在振膜具有相对平坦的形状时，如图15所示。
[0406]
图16-17示出了示例性扬声器301，其包括柔性防尘罩340，并且表示图11的扬声器201的示例性实现方式。
[0407]
图16的扬声器301在几个方面与图11的扬声器201相似，并且相似的部件已经被给予相应的附图标记并且不需要进一步详细解释，除非在下文提供替代性解释。
[0408]
图16是沿着图17中的线b-b所示的平面截取的扬声器301的截面。图17是沿着图16中的线a-a所示的平面截取的扬声器301的截面。
[0409]
图17清楚地示出了磁体单元320的磁场引导元件324中的狭缝。在这种情况下，狭缝完全延伸穿过磁场引导元件324，从而磁场引导元件324由多个主体324a形成。因此，可以注意到，在磁场引导元件324中形成缝隙比在永磁体中形成缝隙更容易(尤其是在缝隙完全延伸穿过永磁体的情况下，这实际上需要多个永磁体)，因此永磁体优选地位于音圈330的径向内侧(相对于纵向轴线303)，而不是位于音圈330的径向外侧。
[0410]
在图16所示的扬声器301示例中，扬声器的框架308由金属制成。
[0411]
图16示出了刚性连接器332，该刚性连接器332通过肋334将音圈330刚性地连接到振膜310，肋334延伸穿过磁场引导元件324中的狭缝325。在该示例中，存在六个这样的肋334，但是当然其他数目也是可能的。在该示例中，刚性连接器332被胶粘到音圈330(在该示例中没有音圈架)并且被胶粘到振膜310的后表面316。
[0412]
图16的横截面穿过磁场引导元件324中的狭缝325之一，以说明刚性连接器332、振膜310以及音圈330之间的连接。
[0413]
图16还示出了扬声器301包括蜘蛛架319，该蜘蛛架319连接到振膜(通过胶合到刚性连接器332)，并且还例如通过胶粘连接到框架308。
[0414]
申明：
[0415]
a1.一种扬声器，包括
[0416]
振膜，所述振膜具有面向向前方向的前表面，以产生从所述扬声器在向前方向上向外辐射的声音，以及后表面，所述后表面面向与所述向前方向相反的向后方向；
[0417]
磁体单元，所述磁体单元配置为在空间的预定区域中提供磁场；
[0418]
音圈，所述音圈刚性地连接到所述振膜，其中，所述音圈被配置为在使用中产生磁场，所述磁场与所述磁体单元在所述空间的预定区域中通过磁体单元提供的磁场相互作用，从而使所述振膜沿着扬声器的纵向轴线移动；
[0419]
柔性防尘罩，所述柔性防尘罩附接在所述振膜和所述扬声器的附接表面上，所述扬声器的附接表面相对于所述磁体单元固定，并且相对于所述扬声器的纵向轴线位于所述音圈的径向内侧。
[0420]
a2.如申明a1所述的扬声器，其中，所述柔性防尘罩包括一个以上的波纹。
[0421]
a3.如申明a1或a2所述的扬声器，其中，
[0422]
所述柔性防尘罩被配置为允许振膜沿着所述纵向轴线从标称位置移动到在向前方向处于最大作用范围和在向后方向处于最大作用范围，而柔性防尘罩不会接触所述磁体单元或使用中的所述音圈。
[0423]
a4.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0424]
所述音圈经由刚性连接器刚性地连接至所述振膜，其中，所述刚性连接器包括肋，所述肋延伸穿过位于所述音圈的径向外侧的部件中的狭缝，其中，包括所述狭缝的部件是所述磁体单元的两个部件中的任一个，在所述两个部件之间设有空隙，其中所述空隙为所述空间的预定区域。
[0425]
a5.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0426]
当所述振膜在向前方向上处于其最大作用范围时，所述扬声器在所述扬声器的纵向轴线方向上从所述扬声器的最前表面到最后表面的高度为75mm或更小，其中，在所述振膜的向前方向上的最大作用范围和在向后方向上的最大作用范围之间的沿纵向轴线方向的距离为30mm或以上。
[0427]
a6.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0428]
所述附接表面是所述磁体单元的表面，或者是在相对于所述磁体单元固定的所述扬声器的框架上的表面。
[0429]
a7.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0430]
所述柔性防尘罩包括直立部，所述直立部绕所述扬声器的纵向轴线延伸，并且当在沿所述扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，所述直立部从所述扬声器的附接表面在前向方向上延伸。
[0431]
a8.如申明a7所述的扬声器，其中，
[0432]
当在沿所述扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，所述直立部从所述扬声器的附接表面在向前方向上相对于所述扬声器的纵向轴线以不大于30
°
的角度延伸。
[0433]
a9.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0434]
所述柔性防尘罩包括向外延伸部，所述向外延伸部绕所述扬声器的纵向轴线延伸，并且当在沿所述扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，所述向外延伸部从所述直立部相对于所述扬声器纵向轴线径向向外延伸。
[0435]
a10.如申明a9所述的扬声器，其中，
[0436]
当在沿所述扬声器的纵向轴线截取的横截面中观察时，所述向外延伸部相对于从所述扬声器的纵向轴线径向向外延伸并垂直于所述扬声器的纵向轴线的径向轴形成不大于20
°
的角度。
[0437]
a11.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0438]
所述柔性防尘罩包括绕所述扬声器的纵向轴线延伸的第一波纹。
[0439]
a12.如申明a11所述的扬声器，其中，
[0440]
当在沿所述扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，所述第一波纹包括两个臂，所述两个臂在底部处接合，其中，所述第一波纹被定向成其底部面向向后方向。
[0441]
a13.如申明a11-a12中任一项所述的扬声器，其中，
[0442]
所述柔性防尘罩包括第二波纹，所述第二波纹绕所述扬声器的纵向轴线延伸。
[0443]
a14.如申明a13所述的扬声器，其中，
[0444]
当在沿所述扬声器的纵向轴线截取的截面中观察时，所述第二波纹包括两个臂，所述两个臂在底部接合，其中所述第二波纹被定向成其底部面向向前方向。
[0445]
a15.如申明a13所述的扬声器，其中，
[0446]
所述第二波纹的径向最内侧的臂也是所述第一波纹的径向最外侧的臂，并且所述第二波纹的所述径向最外侧的臂附接到所述振膜。
[0447]
a16.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0448]
当所述振膜在向前方向上处于最大作用范围时，所述柔性防尘罩在所述音圈上的最前方位置之上在所述纵向轴线的方向上延伸距离g，其中，g为10mm或更小。
[0449]
a17.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0450]
所述柔性防尘罩是单块柔性材料，例如，橡胶或纺织物(有涂层或无涂层)，其中所述柔性防尘罩不同部的厚度互不相同。
[0451]
a18.如申明a1至a16中任一项所述的扬声器，其中，
[0452]
所述柔性防尘罩的不同部的材料彼此不同。
[0453]
a19.如前述申明中任一项所述的扬声器，其中，
[0454]
所述扬声器是低音炮。