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扬声器磁体组装件相关改进的制作方法

2022-11-12 23:03:20 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及对扬声器的改进。更具体地但非排他性地,本发明涉及用于扬声器的磁体组装件或马达。本发明还涉及包括这种磁体组装件的扬声器和制造这种磁体组装件的方法。


背景技术:

2.图1示出了传统扬声器1的横截面示意图。扬声器振膜(diaphragm)2(也称为音盆(cone))同心地位于底盘(chassis)4(也称为篮、框架或载体)内。环形环绕件6从振膜2的外周边延伸到底盘4的内边缘。蛛网件(spider)20附接到底盘4和安装在振膜2后端的音圈10,并且在音圈10和底盘4之间延伸。防尘罩22覆盖位于振膜2的中心的间隙24。音圈10从振膜2向后延伸到在环形磁体14和中心极16之间形成的音圈间隙12中。环形磁体14和中心极16安装在导磁极板26上。导磁环形顶板18位于环形磁体14的顶部,在环形磁体14和底盘4之间。环形磁体14、中心极16、极板26和顶板18可以一起被称为磁体组装件28。通常,环形磁体14是永磁体,而中心极16、极板26和顶板18由软磁材料(例如,铁磁材料(诸如铁或钢))制成。
3.在使用中,将电流施加到音圈,产生变化的电磁场,该电磁场与音圈间隙中的磁场相互作用,从而在音圈上产生电动势(electromotive force),导致音圈移动并因此导致振膜移动。
4.在如图1所示类型的扬声器中,磁场强度通常沿音圈间隙的长度发生显著变化。这可能导致驱动单元产生的声音失真,因为对于给定电流在音圈上产生的电动势的变化取决于音圈在音圈间隙中的轴向位置。提供减少这种类型的失真和/或可以更好地控制这种失真的水平的驱动单元是有利的。
5.该问题的一种解决方案是使音圈比音圈间隙长得多(“外伸式(overhung)”几何形状)。可替代地,音圈可以做得比音圈间隙短得多(“在轨上滑动(underhung)”式几何形状)。然而,这两种解决方案都可能导致驱动单元的尺寸和/或质量增加,和/或驱动单元的效率降低。
6.此外,在上述类型的扬声器中,音圈的移动可能会在由软磁材料制成的各种元件(例如顶板18)中产生涡流,这可能导致由驱动单元产生的(特别是在高频下的)声音失真。
7.wo 2017/023485公开了用于换能器的磁体组装件的示例,该换能器包括用于容纳和引导来自磁体的通量的铁(即软磁)构件。在wo 2017/023485的磁体组装件中,两个磁体的相同的磁极在音圈间隙的同一侧彼此相对,并且两个磁体的相反的磁极跨音圈彼此相对。由于在铁材料中产生的涡流,使用铁构件可能导致由包括wo 2017/023458的磁体组装件的扬声器产生的声音失真。
8.本发明寻求减轻上述问题。可替代地或额外地,本发明寻求提供一种用于扬声器的改进的驱动单元。


技术实现要素:

9.本发明提供了一种用于扬声器的磁体组装件,包括两对磁体,每对磁体中的每个磁体具有北极和南极。可以是将第一对磁体布置成该对磁体中的磁体的北极彼此相对,并且将第二对磁体布置成该对磁体中的磁体的南极彼此相对。第一对磁体可被定位成与第二对磁体相对,从而在两对磁体之间限定音圈间隙。可以将磁体布置成使得第一对磁体的每个北极被定位成与第二对磁体的一南极相对。每个磁体可以是永磁体。
10.因此,本发明可以提供四个磁体,在音圈间隙的每一侧各有两个磁体,相同的磁极在间隙的同一侧彼此相对,并且相反的磁极跨间隙彼此相对。这种布置可以促进音圈间隙中的改进的磁场分布,例如沿音圈间隙的长度变化较小的磁场分布。额外地或可替代地,这种布置可以允许实现更宽范围的磁场分布,而无需分割磁体和/或径向磁化。因此,根据本发明的磁体组装件可以比现有技术的磁体组装件(例如能够提供类似磁场的现有技术的磁体组装件)更容易和/或更具成本效益地制造。
11.可以将每对磁体中的磁体布置成彼此排斥(例如,施加排斥力)。也就是说,由于一对磁体中的一个磁体的存在,一对磁体中的另一个磁体可能会经历排斥力。每对磁体中的磁体可以沿音圈间隙的纵向轴线彼此间隔开。每对磁体中的磁体可以是紧邻的磁体。也就是说,可以在一对磁体中的磁体之间没有永磁体。
12.每对磁体中的磁体可以被定位成彼此紧邻,例如彼此接触(不包括用于将两个磁体接合在一起的任何粘合剂,如果存在的话),例如没有任何中间部件。非磁性材料(例如间隔板)可以位于一对磁体中的两个磁体之间。
13.音圈间隙的操作区域可以被限定为其中音圈的绕组在正常操作期间移动的音圈间隙的长度(即,从由音圈在未被驱动时所占据的位置在最大前向移动点和最大后向移动点之间的区域)。
14.可以使限定在两对磁体之间的音圈间隙的宽度(例如径向范围)沿音圈间隙的长度变化。音圈间隙的宽度可以沿音圈间隙的操作区域的长度变化。
15.提供宽度沿长度变化的音圈间隙(例如,通过使用如下所述的第一表面)可以允许磁场分布适合特定应用。在一些应用中,这种变化可用于在间隙中提供更均匀的磁场分布。
16.第一对磁体和第二对磁体中的每个磁体可以包括既不平行于也不垂直于音圈间隙的纵向轴线的第一表面。可以将磁体布置成使得磁体的第一表面一起(全部或部分地)限定音圈间隙的扩大区域。例如,可以将每个磁体布置成磁体的第一表面位于磁体的最内角部区域。磁体的最内角部区域可以被限定为最靠近该对磁体中的另一磁体和另一对磁体中的相对磁体二者的区域。扩大区域和操作区域可以全部或部分地重叠。扩大区域和操作区域可以重合。
17.音圈间隙可以包括其中第一对磁体和第二对磁体之间的间隙具有第一宽度的第一区域、其中第一对磁体和第二对磁体之间的间隙具有第二宽度的第二区域(或扩大区域)、以及其中第一对磁体和第二对磁体之间的间隙具有第三宽度的第三区域,第二区域位于第一区域和第三区域之间,第二宽度大于第一宽度和第三宽度。因此,第二区域可以是扩大区域。第二区域的宽度可以是第一区域和/或第二区域的宽度的至少两倍,例如至少三倍。
18.可以将每个第一表面成形,例如倾斜,使得当磁体如上所述布置时,磁通量在基本
上垂直于音圈间隙的纵向轴线的方向上流动。
19.可以将每个第一表面成形,例如倾斜,使得当磁体如上所述布置时,磁场沿操作区域的长度变化小于10%,例如小于5%。可以将每个第一表面成形,例如倾斜,使得当磁体如上所述布置时,磁场强度沿音圈间隙的操作区域的长度基本上恒定。
20.可以理解,跨音圈间隙的磁通线越平行,磁体体积的使用就将越有效。然而,设计意图可以是实现磁场分布,而不是优化磁体的有效使用。
21.每对磁体中的磁体可以关于第一对称平面对称,例如关于径向延伸平面对称。扩大区域和/或操作区域可以在第一对称平面的两侧延伸,例如以第一对称平面为中心。
22.对于每个磁体,可以限定面向另一对磁体中的相对磁体(在音圈间隙的相对侧上的磁体)的第一假想平面。磁体的第一假想平面可以平行于该磁体的纵向轴线延伸。第一假想平面可以定位成紧邻该磁体的最靠近相对磁体的表面。
23.对于每个磁体,可以限定面向该对磁体中的另一磁体(在音圈间隙的相同侧上的磁体)的第二假想平面。磁体的第二假想平面可以垂直于该磁体的纵向轴线延伸。第二假想平面可以定位成紧邻该磁体的最靠近该对磁体中的另一磁体的表面。
24.在一些情况下,例如,在从横截面观察时磁体具有多边形形状的情况下,第一假想平面和/或第二假想平面可以分别与磁体的第一侧和/或第二侧重合。因此,磁体的第一侧可以被限定为磁体的面向另一对磁体中的相对磁体的一侧。类似地,磁体的第二侧可以被限定为磁体的面向该对磁体中的另一磁体的一侧。除非这些特征和特性明显不兼容,否则本文中参考假想平面描述的特性和特征可以适用于相关侧,并且反之亦然。
25.每个磁体的第一表面可以在第一假想平面和第二假想平面之间延伸,从而限定音圈间隙的扩大区域。音圈间隙的扩大区域可以被限定为音圈间隙的一部分,该部分(当从横截面观察时)的宽度大于相对磁体之间的最小距离(位于音圈两侧的两个磁体的最近点之间的径向距离)。每个磁体的第一表面可以例如与其它磁体的第一表面结合来(至少部分地)限定音圈间隙的扩大区域。因此,音圈间隙的扩大区域可以由四个第一表面限定,每个磁体一个第一表面。可以将每个第一表面成形为使得磁体之间的通量在扩大区域中基本上平行于音圈和/或磁体的纵向轴线。可以将每个第一表面成形为使得磁场提供跨音圈间隙的目标分布。可以将每个第一表面成形为使得磁场强度在操作区域的大部分长度上,例如整个长度上,基本上恒定。
26.每个磁体可以包括限定音圈间隙、但既不垂直于也不平行于音圈间隙的第一表面。提供这样的表面可以促进提供沿音圈间隙和/或操作区域的长度变化较小的磁场,例如沿音圈间隙和/或操作区域的长度基本上恒定的磁场。额外地或可替代地,使用成形的第一表面可以促进提供跨音圈间隙具有期望的磁场分布的磁场。额外地或可替代地,使用成形的第一表面可以促进使用比现有技术解决方案小的磁体来提供给定强度的磁场。
27.第一表面的横截面形状(即,当从横截面观察时第一表面的形状)可以由线限定。该线可以包括直线部分。因此,该线的至少一部分可以是直的。第一表面的至少一部分可以是平面的。该线可以包括远离第一假想平面朝向第二假想平面延伸的对角线。该线可以包括从第一假想平面朝向例如第二假想平面延伸(或反之亦然)的对角线。
28.该线,例如该线的直线部分,可以相对于第二假想平面以5度到85度之间,例如20度到70度之间,例如40度到50度之间,例如为大约45度的角度倾斜。
29.线的大部分长度,例如线的整个长度,可以基本上是直的。因此,每个磁体例如在磁体的最内角部上可以包括倒角。例如,每个表面可以包括连接第一假想平面和第二假想平面的倒角。
30.被成形为具有直的第一表面(例如倒角)的磁体可以有效地在音圈间隙中提供所需的磁场分布,例如基本上恒定的磁场和/或磁通线基本上垂直于音圈间隙的纵向轴线,同时相对容易制造。例如,制造一些磁体(例如稀土磁体)的材料可能是易碎的和/或难以加工,从而限制了可以经济有效地制造的几何形状的类型和复杂性。
31.该线可以包括曲线。因此,该线的至少一部分可以是弯曲的。该曲线可以包括半径恒定或变化的曲线。该曲线可以远离第一假想平面朝向第二假想平面延伸(或反之亦然)。该曲线可以在第一假想平面和第二假想平面之间延伸。
32.线的大部分长度,例如线的整个长度,可以是弯曲的,例如可以是半径恒定的曲线。因此,每个磁体可以包括圆角,例如连接第一假想平面和第二假想平面的圆角。
33.当从横截面观察时,第一表面可以具有更复杂的形状。该线可以包括组合的一个或多个直线部分和/或一个或多个弯曲部分。该线可以包括第一直线部分和第二直线部分。可以将第二直线部分相对于第一直线部分倾斜。第一直线部分可以相对于第二假想平面以第一角度倾斜,第二直线部分可以相对于第二假想平面以第二角度倾斜。第一角度和第二角度可以相同或不同。该线可以包括第一曲线,例如凸曲线或凹曲线。该线可以包括第二曲线,例如凸曲线或凹曲线。第一曲线和第二曲线的类型(即凸或凹)、幅度和/或频率可以相同或不同。
34.限定第一表面的线的长度可以是第一侧和/或第二侧的长度的至少10%,例如至少20%,例如至少50%。该线可以比第一侧和/或第二侧的长度长。
35.在限定扩大区域的相对的第一表面之间的最大距离(例如径向距离)可以是线圈的高度和/或操作区域的长度的至少两倍,例如至少四倍。扩大区域可以足够大以在扩大区域中容纳半径为操作区域的长度的至少两倍、例如至少四倍的假想圆。假想圆当被容纳在扩大区域内时可以以位于第一对称平面上和/或音圈间隙的中心线上的点为中心。
36.第一对磁体或第二对磁体中的一对磁体可以同心地位于第一对磁体或第二对磁体中的另一对磁体内。第一对磁体和/或第二对磁体可以包括两个环形磁体。一对磁体,例如第一对磁体,可以同心地位于另一对磁体,例如第二对磁体内。第一对磁体和/或第二对磁体可以包括两个环形磁体。第一对磁体和/或第二对磁体可以包括两个锥形磁体,例如每个磁体可以包括截头的锥体,截头的锥体可选地具有延伸穿过截头的锥体的中心孔。
37.每个磁体可以是永磁体或稀土磁体,例如包括钕(ndfeb)、钐钴(smco)和/或硬铁氧体的磁体,例如陶瓷材料,例如锶铁氧体(srfeo)和/或钡铁氧体(bafeo)。这种磁体的较高磁强度可以特别应用于根据本发明的驱动单元中。
38.每个磁体可以是偶极磁体。因此,每个磁体可以仅具有两个磁极,例如单个北极和单个南极。
39.间隔件可以位于第一对磁体和/或第二对磁体中的两个磁体之间。间隔件可以包括板,例如环形板。间隔件可以包括第一边缘和第二边缘,第一边缘比第二边缘在径向上更靠近音圈间隙。第一边缘可以包括例如向前和/或向后远离板延伸的一个或多个突起。每个突起可以占据由第一假想平面和第二假想平面与第一表面的交点所界定的空间的至少一
部分。(一个或多个)突起可以占据第一假想平面和第二假想平面与第一表面的交点之间的整个空间。间隔件可以包括围绕间隔件的大部分(例如整个)周边延伸的一个或多个突起。磁体可以紧邻间隔件,例如直接接触间隔件(不包括用于将磁体接合到间隔件的任何粘合剂,如果存在的话)。也就是说,磁体和间隔件之间可以没有任何部件。
40.间隔件可以包括导热材料、基本上由导热材料组成、由导热材料组成、或由导热材料制成,使得间隔件将热量从间隔件所在的磁体传导出去。
41.间隔件可以包括导电材料、基本上由导电材料组成、由导电材料组成、或由导电材料制成,使得间隔件起到减少音圈中的电感性失真的作用。
42.间隔件可以包括非磁性材料、基本上由非磁性材料组成、由非磁性材料组成、或由非磁性材料制成,例如铝。
43.磁体组装件可以包括与一个或多个磁体热连通的散热器。间隔件可以与散热器热连通,使得从磁体传导出去的热量可以在散热器中消散。
44.磁体组装件可以包括极板,例如径向延伸的极板。第一对磁体和/或第二对磁体中的向后的磁体可以安装在极板上。
45.磁体组装件可以包括支撑件,一个或多个磁体(例如所有的磁体)都安装在支撑件上。该间隔件或每个间隔件可以形成支撑件的一部分。因此,支撑件可以包括如上所述的一个或多个间隔件。支撑件可以包括如上所述的极板。支撑件可以包括从极板垂直延伸(例如向前延伸)的一个或多个壁。可以将一个或多个磁体安装在(一个或多个)壁上。
46.通过例如使用粘合剂将磁体接合到支撑件,可以将磁体安装在支撑件(或其任何元件)上。
47.支撑件(例如极板、间隔件和/或壁)可以包括非磁性材料、基本上由非磁性材料组成、由非磁性材料组成、或由非磁性材料制成,例如具有与音圈间隙中的流体(例如类似于空气)的磁导率相似的磁导率的材料。使用这种材料可以减少支撑件对磁场的影响。因此,磁体组装件可以是无铁磁体组装件。无铁磁体组装件(或驱动单元或扬声器)可以被限定为不包括被配置为引导音圈间隙两端的磁通量的铁磁部件(例如由铁或软磁材料制成的部件)的磁体组装件(或驱动单元或扬声器)。无铁磁体组装件可以被配置为使得音圈间隙中的磁场模式基本上由磁体组装件的永磁体确定。
48.材料可以分为磁性材料或非磁性(或非导磁)材料。磁性材料可以进一步分为硬磁材料(例如永磁体)和软磁材料。软磁材料可以被磁化,但不会保持磁化,因此软材料在存在磁场的情况下会被磁化并产生磁通量。软磁材料包括含铁金属,例如铁和/或铁合金,例如钢。磁体组装件可以是无铁磁体组装件。也就是说,不包括磁体本身但是包括例如极板和/或顶板的磁体组装件包括非磁性材料、由非磁性材料组成、和/或基本上由非磁性材料制成。应当理解,在无铁磁体组装件中,例如在磁体包括钕(ndfeb)的情况下,磁体本身可以包括铁。本领域技术人员将很好地理解在扬声器的上下文中的术语“无铁”。磁体组装件可以包括导电材料板,例如铜板,导电材料板安装在第一对磁体和/或第二对磁体上以沿音圈间隙的操作区域的一部分长度(例如大部分或全部长度)延伸。该板可以是弯曲的。该板可以围绕磁体对之一的一部分周边(例如大部分或全部周边)延伸。因此,磁体组装件可以包括安装在邻近音圈间隙的磁体对之一上的导电材料的整个或部分套筒。
49.相比于没有板的线圈,导电板和音圈可以具有降低的电感。因此,导电板的存在可
以减少由具有这种磁体组装件的扬声器产生的声音中的失真。
50.磁体可以关于驱动单元的纵向轴线和/或关于第一对称平面旋转对称。
51.音圈间隙可以包括音圈可以在其中移动的填充有流体的(例如,填充有空气的)空隙。其上安装有磁体的任何结构可以具有与空隙中的流体(例如空气)相似的磁导率。因此,其上安装有磁体的任何结构都可以由非磁性材料制成。
52.本发明可以应用于所有尺寸的驱动单元,但可以具体应用于以20hz和500hz之间的频率操作的低频驱动单元(低音扬声器或低音驱动器)、和/或以20hz和5000hz之间的频率操作的中低频驱动单元(中低音扬声器)。
53.磁体的长度(沿音圈间隙的纵向轴线的范围)可以在5mm到50mm之间,例如在15mm到25mm之间。
54.音圈间隙的最小宽度可以为至少1mm。音圈间隙的最大宽度可以高达50mm,例如高达25mm。
55.在一对磁体同心地位于另一对磁体内的情况下,内磁体对的外表面在音圈间隙的区域中的最小半径可以是4mm至8mm。内磁体对的外表面在音圈间隙的区域中的最大半径可以是12mm至16mm。外磁体对的内表面在音圈间隙的区域中的最大半径可以为20mm至24mm。外磁体对的内表面在音圈间隙的区域中的最小半径可以为14mm至18mm。
56.驱动单元可以包括振膜。驱动单元可以包括位于音圈间隙中的音圈。音圈可以安装在振膜上以随振膜移动。音圈可以包括线圈架(也称为线轴)。音圈可以包括布置成传导电流的绕组,例如导线圈。
57.在本发明的第二方面,提供了一种用于扬声器的驱动单元,其包括根据本发明的任何其它方面的磁体组装件。
58.在本发明的第三方面,提供了一种扬声器,其包括根据任何其它方面的磁体组装件和/或驱动单元。磁体组装件和/或驱动单元可以安装在扬声器外壳中,例如以形成用于高保真系统的扬声器。
59.在本发明的第四方面,提供了一种制造用于扬声器的磁体组装件的方法。该方法可以包括布置多个磁体以提供以下中的一个或多个:第一对磁体,其中在第一对磁体中的磁体的磁极之间产生的力用于使磁体彼此排斥,例如相同磁极彼此相对;和第二对磁体,其中在第二对磁体中的磁体的磁极之间产生的力用于使磁体彼此排斥,例如相同磁极彼此相对。该方法可以包括布置多个磁体以限定多个磁体之间的音圈间隙和/或使得在第一对磁体的磁极和第二对磁体的磁极之间产生的力用于使磁体相互吸引,例如不同极性的磁极彼此相对。
60.该方法可以包括将磁体布置成第一对磁体和第二对磁体,并且然后布置第一对磁体和第二对磁体以限定二者之间的音圈间隙。可替代地,该方法可以包括布置至少两个磁体以提供音圈间隙,并且然后将一个或多个磁体添加到该布置以形成第一对磁体和第二对磁体。
61.将第一对磁体和/或第二对磁体布置为相互排斥的步骤可以包括将一对磁体安装在间隔件的两侧。将第一对磁体和/或第二对磁体布置为相互排斥的步骤可以包括将磁体安装在支撑件上,例如极板、空间的壁上。这种方法还可以包括将磁体接合到支撑件、极板和/或间隔件。
62.将第一对磁体和/或第二对磁体布置为相互排斥的步骤可以包括例如使用粘合剂来将第一对磁体和/或第二对磁体彼此接合。
63.该方法可以包括使每个磁体成形以提供第一表面。该方法可以包括布置每个磁体,使得磁体的第一表面一起限定音圈间隙的扩大区域。
64.使磁体成形的步骤可以包括额外地制造磁体,例如烧结(例如激光烧结)粉末,以形成磁体。
65.使磁体成形的步骤可以包括(例如通过研磨和/或切割)从磁体去除材料以产生第一表面,例如产生倒角或圆角。
66.该方法可以包括修改磁体的第一表面的设计以获得音圈间隙中的目标磁场分布。修改设计的步骤可以包括为每个磁体提供原始的第一表面设计,第一表面设计在音圈间隙中产生不同于目标设计的磁场分布。该方法可以包括修改原始的第一表面设计,例如修改第一表面的形状(例如限定第一表面的横截面形状的线的形状),以便产生在音圈间隙中提供目标磁场分布的修改设计。修改设计可以包括增加和/或减小线的直线部分相对于第二假想平面的角度。修改设计可以包括向线添加和/或从线移除一个或多个直线和/或弯曲部分。该方法可以包括根据修改的设计来制作驱动单元。
67.因此,通过改变第一表面的形状,本发明可以促进磁场分布的“调整”以在音圈间隙中提供期望的磁场分布(例如强度和/或形状)。目标磁场分布可以包括例如在操作区域中基本上垂直于音圈间隙的纵向轴线流动的通量。目标磁体分布包括例如跨操作区域在音圈间隙中基本上恒定的磁场强度。
68.当然应当理解,关于本发明的一个方面所描述的特征可以并入本发明的其它方面。例如,本发明的方法可以结合参考本发明的设备描述的任何特征,并且反之亦然。
附图说明
69.现在将仅参考所附示意图通过示例的方式描述本发明的实施例,在附图中:
70.图1示出了现有扬声器的横截面图;
71.图2示出了根据本发明的第一示例实施例的驱动单元的一部分的横截面透视图;
72.图3示出了图2的磁体组装件的一部分的近景示图;
73.图4示出了图2的磁体组装件中的磁通线;
74.图5示出了根据本发明的第二示例实施例的磁体组装件的一部分的近景示图;
75.图6示出了根据本发明的第三示例实施例的磁体组装件的一部分中的磁通线;
76.图7示出了图6的磁体组装件的一部分的近景;和
77.图8示出了制造磁体组装件的示例方法。
具体实施方式
78.图2示出了根据本发明的第一示例实施例的扬声器组装件101的一部分的横截面图。在图1和图2之间相似的元件已使用它们在图1中的附图标记加100来在图2中表示(即,图1中的蛛网件20在图2中被称为蛛网件120)。图2示出了连接到半环形环绕件106的振膜102。为了清楚起见,已经从图2中省略了底盘,但是应当理解,环绕件106的外周边将连接到底盘。防尘罩122位于振膜102的中心。音圈110包括上面缠绕有线圈132(见图3)的圆柱形音
圈架130,音圈110在形成于四个磁体136之间的音圈间隙112中从振膜102的中心向下延伸。图3中标记为136a、136b的两个磁体是环形的并且形成一对,上环形磁体136a位于下环形磁体136b的顶部。图3中标记为136c、136d的两个磁体是锥形的并且形成一对,上锥形磁体136c位于下锥形磁体136d的顶部。锥形磁体136c、136d同心地位于环形磁体136a、136b内,音圈间隙112是在磁体之间形成的环形间隙。波纹盘形式的蛛网件120从音圈架130延伸到底盘(未示出)。应当理解,本发明涉及磁体136的布置以及扬声器的其它元件的形状和配置,例如振膜102、支撑件106、音圈110和/或蛛网件120的形状和配置,可以与此处示出的不同。额外地或可替代地,在本发明的其它实施例中可能不存在此处所示出的一些元件,例如防尘罩122。磁体136是通过激光烧结粉末形式的材料然后研磨成型而生产的钕(ndfeb)磁体,并且形成磁体组装件128。图2的驱动单元是无铁驱动单元——没有布置软磁材料来控制磁场的通量。在其它实施例中,可以使用由其它制造工艺生产的ndfeb磁体。在又一些实施例中,磁体可以由任何永磁材料制成,例如钐钴(smco)和/或硬铁氧体,例如陶瓷材料,例如锶铁氧体(srfeo)和/或钡铁氧体(bafeo)。在又一些实施例中,驱动单元可以是非无铁的,例如铁磁材料,例如可以用于磁体的铁或钢。磁体对136a、136b和136c、136d使用粘合剂直接接合在一起。
79.图3示出了图2的扬声器组装件的一部分的横截面近景。图2的扬声器组装件的对称线由图3中标记为a的虚线表示。每个磁体的北极和南极在图3中分别用n或s表示。如图2所示,两个锥形磁体136c、136d布置成使得二者的北极直接相邻并且彼此相对。两个环形磁体136a、136b布置成使得二者的南极直接相邻并且彼此相对。在其它实施例中,极性可以颠倒,即锥形磁体136c、136d的南极彼此相对并且环形磁体136a、136b的北极彼此相对。锥形磁体136c、136d与环形磁体136a、136b相对定位,使得环形磁体136a、136b的每个南极与锥形磁体136c、136d的南极垂直对齐。每个磁体的第一侧142面向音圈间隙112。每个磁体的第二侧144面向相同类型(即锥形或环形)的另一磁体136。第一侧142大致垂直于第二侧144。第一侧142和第二侧144由在第一侧142和第二侧144之间延伸的直的第三侧146连接;因此,第一侧142和第二侧144之间的角部可以说是倒角。倒角形成音圈间隙112的扩大区域112a。音圈110位于图3中的这个扩大区域112a中。可以说磁体136的第一侧142和第三侧144形成限定音圈间隙112的至少一部分的表面。在其它实施例中,第三侧146可以不是直的和/或对角的,例如在一些实施例中,第三侧146可以是弯曲的或具有复杂的几何形状。在音圈间隙112的扩大区域112a中示出了由图3中的虚线b表示的假想圆。假想圆b的半径超过音圈110在正常操作期间移动的最大距离(即,在正常操作期间,线圈132行进的最前(或如图3所示的最高)点和最后(或如图3所示的最低)点之间的纵向距离)的两倍。
80.铜套筒148沿音圈间隙112的一侧从上锥形磁体136c的第一侧142延伸到下锥形磁体136d的第一侧142。
81.图4示出了在图3的磁体136内部和周围的磁通线。在音圈间隙112的扩大区域112a中,磁通线相当均匀地间隔开并且基本上垂直于音圈110的移动轴。因此,磁场密度在扩大区域112a中基本上恒定。因此,由于音圈在音圈间隙中移动时所经受的力(force)非线性减小,根据本示例实施例的扬声器可以提供改进的声音再现。额外地或可替代地,根据本示例实施例的成形(例如倒角)边缘的使用允许设计者对空气间隙中的磁通量成形,以获得期望的力因数特性。额外地或可替代地,根据本实施例的成形(例如倒角)边缘的使用可以允许
减小所需的磁体尺寸,从而允许降低扬声器尺寸和/或重量。
82.图5示出了根据第二示例实施例的扬声器组装件的一部分的横截面近景。在图3和图5之间相似的元件已使用它们在图3中的附图标记加100来在图5中表示(即,图3中的磁体136在图5中被称为磁体236)。除了间隔板250位于两个环形磁体236a、236b之间,图5的布置基本上如图3中所述。间隔板250的内端250a(邻近音圈间隙212的一端)包括突起252,突起252填充由环形磁体236a、236b的倒角产生的空间,使得环形磁体236a、236b的表面和面向音圈间隙212的远端250a一起形成直线。间隔板250向外径向延伸到向上延伸的壁253,壁253与极板226一起形成围绕磁体236的杯状件254。锥形磁体236c、236d安装在极板226上。间隔板250、壁252和极板226由铝制成。因此,第二示例实施例的扬声器组装件可以被描述为“无铁”扬声器。在其它实施例中,可以使用不同的材料。然而,使用磁导率与音圈间隙中的流体(例如空气)的磁导率相似的材料可以减少杯状件对磁场的影响。
83.间隔板250将热量从磁体236传导出去,因此根据本实施例的扬声器可以具有改进的散热。来自间隔板250的热量可以通过杯状件254上方的气流消散。额外地或可替代地,根据本实施例的扬声器可以更容易制造,因为间隔板250提供了增加的粘合面积并且促进将磁体236布置成使相同的磁极相邻(即在磁体236相互排斥的配置中)。
84.在未示出的其它实施例中,可以在两个锥形磁体之间提供间隔板。这可以是对在两个环形磁体之间提供的间隔板的补充或替代。
85.图6示出了根据第三示例实施例的扬声器的磁体336内部和周围的磁通线。在图5和图6之间相似的元件已使用它们在图5中的附图标记加100来在图6中表示(即,图5中的磁体236在图6中被称为磁体336)。间隔板(图6中未示出)位于每对磁体336之间。在第三示例实施例中,磁体336的形状与前述实施例的直线几何形状相比更复杂。如图6所示,远离音圈310的位置,当从横截面观察时,内磁体对336c、336c基本上为矩形,第一侧342面向音圈间隙112/外磁体对336a、336b,并且第二侧344面向内磁体对336c、336d中的另一磁体(即另一内磁体336c、336d)。然而,当从横截面观察时,在第一侧342和第二侧344之间延伸的表面346从第二侧344到第一侧342依次包括第一曲线346a、角部346b、直线部分346c和第二曲线346d(在图7中更详细地示出)。内磁体对336c、336d关于水平平面对称。如图6所示,远离音圈310的位置,当从横截面观察时,外磁体对336a、336b基本上是椭圆形,第一侧342是面向音圈间隙112/内磁体对336c、336d的假想第一侧342,并且第二侧344是面向外磁体对336a、336b中的另一磁体(即,另一外磁体336a或336b)的假想第二侧344。外磁体对336a、336b的假想第一侧342和假想第二侧344在图6中由虚线示出。当从横截面观察时,在外磁体对的每个磁体336a、336b的第一侧342和第二侧344之间延伸的表面346从第二侧344到第一侧342依次包括第一曲线346a、角部346b、直线部分346c和第二曲线346d。然而,曲线的半径和长度在内磁体336c、336d和外磁体对336a、336b之间不同,从而为两磁体对给出不同的分布。外磁体对336a、336b关于水平平面对称。音圈间隙112的第一扩大区域112a由磁体336的第一曲线346a限定。音圈间隙的第二扩大区域112b和第三扩大区域112c由磁体336的第二曲线346d限定,并且沿着音圈间隙112的长度位于第一扩大区域112a的两侧。音圈间隙112关于水平平面对称。钕磁体336使用粘合剂安装在铝制间隔板和支撑结构(图6中未示出)上。在其它实施例中,不同的材料可以用于磁体、间隔板和/或支撑结构。
86.在音圈间隙312的三个扩大区域312a之内和之间,磁通线相当均匀地间隔开并且
基本上垂直于音圈310的移动轴。因此,在正常操作期间,由音圈310占据的音圈间隙312的部分中的磁场密度基本上恒定。因此,由于音圈在音圈间隙中移动时所经受的力的非线性减小,根据本示例实施例的扬声器可以提供改进的声音再现。额外地或可替代地,根据本示例实施例的成形边缘的使用允许设计者对空气间隙中的磁通量成形,以获得期望的力因数特性。额外地或可替代地,根据本实施例的成形边缘的使用可以允许减少实现特定磁通量分布所需的磁性材料的量,从而允许降低扬声器尺寸、重量和/或成本。
87.图8示出了制造根据本发明的磁体组装件的示例方法的流程图。该方法包括通过激光烧结粉末材料来构建每个永磁体60。该方法包括如上所述地研磨每个磁体以产生倒角边缘62。在其它实施例中,其它增材制造工艺可以单独使用或与减材制造工艺结合使用,以生产如任何上述示例实施例中所述的磁体。该方法包括使用粘合剂将第一对磁体的北极接合在一起64。该方法包括使用粘合剂将第二对磁体的南极接合在一起66。在其它实施例中,磁体可以不直接接合在一起,而是可以替代性地接合和/或以其它方式安装到支撑结构。该方法可以包括将第一对磁体与第二对磁体相对布置以提供音圈间隙68,其中每个北极与一个南极跨间隙相对。
88.在一些实施例中,该方法可以包括为驱动单元提供原始设计70。该方法可以包括修改原始设计的磁体的第一表面的形状以在音圈间隙中提供目标磁场72。然后,该方法可以包括为修改后的设计制造磁体74,该方法可选地包括上述步骤。
89.尽管已经参照特定实施例来描述和说明了本发明,但是本领域普通技术人员将理解,本发明适用于本文未具体说明的许多不同变化。
90.在前面的描述中,提到了具有已知、明显或可预见的等效物的整体或元件,而这些等效物被并入本文,如同其单独阐述一样。应参考权利要求以确定本发明的真实范围,其应被解释为包括任何此类等效物。读者还将理解,被描述为优选、有利、方便等的本发明的整体或特征是可选的并且不限制独立权利要求的范围。此外应当理解,这些可选的整体或特征虽然在本发明的一些实施例中可能有益,但在其它实施例中可能是不期望的并且因此可能不存在。
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