電磁驅動單元的製作方法
2023-12-12 09:30:42 2
電磁驅動單元的製作方法
【專利摘要】一種用於揚聲器的電磁驅動單元，該揚聲器為其中空氣間隙被布置在磁體系統中以致通過空氣間隙的磁通線實質上是線性的並且在空氣間隙中布置了聲圈的類型，其中磁體系統包括與環形磁體系統被空氣間隙隔開的中心軛，該磁體系統至少包括連接到所述中心軛的底板，和磁鐵以及頂板，其特徵在於中心軛的至少對應於空氣間隙的範圍的部分並且頂板的至少對應的部分由軟磁複合材料製成。
【專利說明】電磁驅動單元
發明領域
[0001]本發明涉及用於傳感器單元的磁體組件，其具有移動的膜並且具有布置在所述磁體組件內的空氣間隙中的聲圈。
[0002]本發明還涉及包括根據本發明的磁體組件的揚聲器及包括這種揚聲器的揚聲器箱。
[0003]發明背景
[0004]本領域對於磁體系統的構造建議了很多不同的解決方案。當使用磁體系統作為用於通過移動膜來產生聲音的驅動器時，通常在磁體系統的兩部分之間布置間隙以便將有被布置成通過此間隙的磁通場。在間隙中布置了聲圈。聲圈將響應於線圈中感應的交替變化的電流在磁通場中移動。磁體的磁通場將迫使線圈在磁通場中實質上垂直於組成磁通場的磁通線的方向和垂直於電流的方向移動。當聲圈被固定在膜上時，聲圈中交替的電流產生源自揚聲器的聲音。
[0005]本領域一般有兩種類型的磁體組件設計，第一種是懸臂式，其中較寬的聲圈被布置在較窄的空隙中，用這樣的方法以便線圈的實際範圍超出間隙的實際範圍。另一個通常使用的原理是所謂的懸掛式系統，其中較窄的線圈被布置在較寬的間隙裡，用這樣的方法以便間隙的實際範圍超過聲圈的實際範圍。
[0006]本發明適合這兩種類型的設計以及中懸式設計，即其中聲圈和間隙具有相同的尺寸的設計。
[0007]現有技術的揚聲器組件的實例在US2002/0106101中公開。該系統包括驅動器單元，驅動器單元包括其周圍布置有永久磁鐵的中心T型軛。這種構造提供了其中聲圈幾乎可以在驅動器的邊緣移動的間隙。進一步，為了節省構造高度，驅動器被部分地布置在揚聲器膜的前面，這將引起聲音失真以及涉及將驅動器牢系在底架上的相當複雜的設計。
[0008]現有技術設計的進一步實例從W098/47312中得知，其中磁體系統被布置為與軛構造相連。聲圈在其中移動的間隙如上面所討論的傳統方式布置。因此，這個構造也經歷了由於在間隙每一端(上面或下面)的磁通衰減導致的失真問題，因為磁通集中在這些區域。在磁體和間隙之間的有效橫截面積的差異較大時，將產生衰減效應。
[0009]另一個現有技術設計示例於DE3108715。在該磁體組件中，磁體是特別的，原因在於環繞空氣間隙的磁體是由包含帶有通常基於高聚物的人造粘合劑的鐵粉的複合材料製造的。使用複合導電材料的目的是使渦流電流最小化，由於聲圈和磁極中的電流的變化導致聲圈在空氣間隙中移動時，渦流電流將會產生。
[0010]通常，為了避免產生的聲音的失真，希望儘量獲得通過空氣間隙的線性磁場。渦流電流將會產生失真，並且因此希望在空氣間隙中產生實質上上零渦流電流的磁通。
[0011]這個問題已經在JP56-128099和JP59-21199中得到解決，其中鐵粉已經在壓力及高溫(大約1200°C)下燒結，以產生非導電材料，其在以上提到的日本出版物中被布置在空氣間隙的任一邊上來使渦流電流效應最小化。雖然所產生的磁體組件比現有技術改進了並且確實減少了失真，它們仍然沒有提供最佳的聲音再現因為渦流電流效應已經直接影響到揚聲器的諧波能力。燒結過程通過使用鐵粉進行，鐵粉在燒結過程期間與磷添加劑一起熔化，產生相對較硬的材料，此材料的電導率是普通鐵的大約十分之一。這樣，磁導率被保持而產生渦流的電導率已經降低，藉此也降低了渦流效應。
[0012]發明目的
[0013]因此，本發明的目的是提供一種用於揚聲器的磁體組件，其與現有技術相比，失真實質上被最小化。
[0014]揚聲器中精確的聲音再現的先決條件是由揚聲器的移動膜產生的聲波儘可能真實地表示提供給揚聲器的電壓。較廣範圍的參數影響所產生的聲波波形的精度。對所產生的聲音的精確程度具有很大的影響的一個非常重要的參數是供給揚聲器的電信號和膜的實際運動之間的線性度。
[0015]影響該膜運動的精度的參數至少是雙重的。為了獲得膜對供應的電信號的高保真響應，膜的實際運動應該對電信號進行線性地響應。為了實現膜的這種線性響應，其中容納有線圈的間隙中的磁通必須儘可能均勻。磁通越均勻將導致越少的失真。
[0016]另外，如上面已經提到的，磁場的衰減強度儘可能對稱是非常重要的，因為將磁場表示為到間隙中心的距離的函數的曲線應該在到間隙中心的任一實際距離呈現相似的特性。因此，將磁場表示為到間隙中心的距離的函數的曲線應該在落入間隙內的距離處以及在間隙外的距離處儘可能對稱於間隙的中心。用這種方法，所謂的偶次諧波失真可以被減少。此外，在間隙外面具有對稱的磁場衰減強度暗指線圈可以部分地離開間隙而不會引起任何不可接受的失真。換句話講，越少的渦流電流出現在圍繞空氣間隙的導電元件之間的磁通場裡，磁通場的線性度越好，並且因此聲圈將在通過整個空氣間隙從而在揚聲器的範圍內更好地以線性方式響應。
[0017]因此本發明的目的是提供一種類型的磁體組件，其為具有連接到聲圈的移動的膜的類型，聲圈在磁體組件內的空氣間隙中是可移動的，其中磁體組件的性能得到改善。改善主要是針對在用於容納聲圈的間隙中產生均勻的磁通以及提供了一種磁體系統，該磁體系統即使長時間連續使用以後，聲音也具有減小的失真，即使在聲圈運動的極限位置。
[0018]發明描述
[0019]通過本發明，該目的通過用於揚聲器的電磁驅動單元得以實現，所述揚聲器是其中空氣間隙被布置在磁鐵系統中以便通過空氣間隙的磁通線實質上是線性的並且聲圈被布置在所述空氣間隙中的類型，其中該磁體系統包括通過所述空氣間隙與環形磁體系統隔開的中心軛，所述磁體系統至少包括連接到所述中心軛的底板，和磁體以及頂板，其特點是中心軛的至少對應於空氣間隙的範圍的部分以及頂板的至少對應的部分由軟磁複合材料製成。
[0020]特別是利用軟磁複合材料(SMC)提供了在間隙中生成非常低的渦流電流。由於這些材料通常比用於電磁驅動單元的傳統的鐵材料更加昂貴，有利的是僅在渦流電流可能影響聲圈的地方布置軟磁複合材料(SMC )。
[0021]SMC是具有非常低的電導率的各向同性的鐵基材料，但是具有非常高的磁導率和高飽和感應。具有這些特性,磁通飽和度很高，由此產生的磁通變得更加均勻和一致。
[0022]
【權利要求】
1.一種用於揚聲器的電磁驅動單兀，所述揚聲器為其中空氣間隙被布置在磁體系統中以致通過所述空氣間隙的磁通線實質上是線性的並且聲圈布置在所述空氣間隙中的類型，其中所述磁體系統包括與環形磁體系統通過所述空氣間隙隔開的中心軛，所述磁體系統至少包括磁體、頂板和連接到所述中心軛的底板，其特徵在於所述中心軛的至少對應於所述空氣間隙的範圍的部分及所述頂板的至少對應的部分由軟磁複合材料製成。
2.根據權利要求1所述的電磁驅動單元，其特徵在於所述軟磁複合材料是具有在45 μ m到150 μ m範圍的微粒大小的鐵粉,其中所述鐵粉的微粒被塗覆有電絕緣的無機化合物。
3.根據權利要求1或2所述的電磁驅動單元，其特徵在於整個所述軛和/或整個所述頂板由所述軟磁複合材料製成。
4.一種揚聲器單元，其具有框架和將所述框架連接到膜的外圍物，其中所述膜設置有聲圈，所述聲圈被布置在根據權利要求1到3中的任何一項所述的電磁驅動單元的空氣間隙中。
5.—種揚聲器,其具有箱和被布置在所述箱中的根據權利要求4所述的至少一個揚聲器單元。
【文檔編號】H04R9/02GK103814587SQ201280033212
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年5月3日 優先權日:2011年5月4日
【發明者】吉姆·克裡斯蒂安森, 弗萊明·布斯·本迪克森, 託埃斯·博格斯特德·布朗德傑格 申請人:達利有限責任公司