音圈的渦流冷卻的製作方法
2023-05-01 15:57:56
專利名稱：音圈的渦流冷卻的製作方法
技術領域：
本發明涉及高功率低頻換能器，更確切地講，涉及具有磁結構的高功率低頻換能器，所述磁結構具有氣隙和位於所述氣隙中的音圈。
背景技術：
通常稱作「揚聲器」的高功率低頻換能器具有磁結構，所述磁結構具有「氣隙」和位於所述氣隙中的音圈。在正常工作聲壓級時，音圈溫度達到280°C (536° F)是常見的。該高溫具有降低換能器有效性和可靠性的不良影響。現有的降低音圈溫度的技術包括利用空氣循環冷卻音圈，但是這些現有技術無法提供有效冷卻所需的足夠體積的和足夠速度的空氣流。
現有技術既沒有公開也沒有提出一種有效限制音圈溫度因而能夠保證音圈的有效性和可靠性的高功率低頻換能器。
發明內容
本發明提供了一種具有磁結構的高功率低頻換能器，所述磁結構具有氣隙和位於所述氣隙中的音圈。兩個獨立的空氣進口將冷空氣輸送通過螺旋形(即，非徑向的)通道，所述通道使空氣繞著音圈循環，然後通過共用出口將所述空氣排出。當音圈向上朝向圓錐體運動時，空氣通過中心底部開口進入。磁極下半部引導進入的空氣橫向向外運動。被橫向向外引導的空氣和被引導向下通過音圈的空氣被磁極的上半部橫向向內地引導。最後，空氣通過磁極的上半部的中心上部開口排出。當音圈向下遠離圓錐體運動時，空氣以與上述方向相反的方向運動。在具體實施例中，所述空氣被橫向地引導通過非旋轉的非徑向的恆定橫截面積的空氣通道。在磁極上半部和磁極下半部上的非徑向空氣通道可以布置成使得它們一起限定了通過磁極的螺旋形空氣通道。本發明的一個形式包括具有至少一個大致環形的磁鐵的低頻換能器裝置。音圈設置在所述磁鐵內並與所述磁鐵同心。磁極設置在所述音圈內並與所述音圈同心。氣隙被限定在所述磁鐵與所述磁極之間。所述磁極包括具有向下朝向的軸向凹部的下半部。多個第一空氣通道從所述向下朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向下朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。上半部具有向上朝向的軸向凹部。多個第二空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道是非徑向地定向。本發明的另一個形式包括具有環形磁鐵的低頻換能器裝置。音圈設置在所述磁鐵內並與所述磁鐵同心。磁極設置在所述音圈內並與所述音圈同心。圓柱形氣隙被限定在所述磁鐵與所述磁極之間。所述磁極處於與所述磁鐵大致相同的垂直層面。所述磁極包括向上朝向的軸向凹部。多個第一空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。環形鋼環設置在所述磁鐵下方與所述磁鐵同心。所述環形鋼環至少部分地限定所述氣隙的外邊界。所述鋼環包括多個第二空氣通道，所述第二空氣通道從所述氣隙橫向地延伸並使所述氣隙與周圍空氣流體互連。本發明的另一個形式包括具有兩個大致環形的同心磁鐵的低頻換能器裝置。音圈設置在所述磁鐵中的至少上部磁鐵中並與所述至少上部磁鐵同心。磁極設置在所述音圈中並與所述音圈同心。氣隙被限定在所述磁鐵和所述磁極之間。所述磁極包括具有向下朝向的軸向凹部的下半部。多個第一空氣通道從所述向下朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向下朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。所述下半部處於與所述磁鐵中的下部磁鐵大致相同的垂直層面。所述磁極包括具有向上朝向的軸向凹部的上半部。多個第二空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道是非徑向地定向。所述上半部處於與所述磁鐵中的上部磁鐵大致相同的垂直層面。本發明的一個優點為其中所述的磁極和其中的通道既提供較好的空氣流以冷卻音圈、又為所述磁體提供較好的磁導。
本發明的另一個優點為所述非徑向的和/或弓形的空氣通道提供了通過所述揚聲器的螺旋形空氣路徑，使得空氣流流速更快且體積更大，因此改進了音圈架和/或音圈的冷卻效果。
通過下述結合附圖對本發明的實施例的描述，本發明的上述的和其他的特徵和目的以及實現他們的方式將更加明確，同時本發明本身也將被更好地理解，其中圖I是依據本發明的揚聲器的一個實施例的截面圖。圖2是圖I的馬達組件的側視圖。圖3是圖2的馬達組件的仰視圖。圖4是圖3的馬達組件沿剖線4—4的截面圖。圖5是圖4的馬達組件的磁極上半部的俯視圖。圖6是圖4的馬達組件的磁極下半部的仰視圖。圖7是圖5的磁極上半部沿剖線7—7的截面圖。圖8是圖4的馬達組件的磁極下半部的俯視圖。圖9是圖4的馬達組件的磁極下半部的仰視圖。圖10是圖8的磁極下半部沿剖線10—10的截面圖。圖11是圖4的馬達組件的背板的俯視圖。圖12是圖11的背板沿剖線12—12的截面圖。圖13是圖3的馬達組件沿剖線4一4的截面圖，其示出了當揚聲器的音圈向上向圓錐體移動時通過所述馬達組件的空氣流。圖14是圖4的馬達組件的磁極下半部的俯視圖，其進一步示出了圖13的空氣流。圖15a是圖4的馬達組件的磁極上半部的俯視圖，其進一步示出了圖13的空氣流。圖15b是圖4的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的立體圖。
圖15c是圖4的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的俯視圖。圖15d是本發明的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的另一個實施例的立體圖。圖15e是圖15d的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的俯視圖。圖15f是本發明的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的另一個實施例的立體圖。圖15g是圖15f的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的俯視圖。 圖16是圖4的馬達組件的磁極下半部的另一個實施例的俯視圖，其進一步示出了圖13的空氣流。圖17a是圖4的馬達組件的磁極上半部的另一個實施例的俯視圖，其進一步示出了圖13的空氣流。圖17b是本發明的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的另一個實施例的立體圖。圖17c是圖17b的實施例的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的俯視圖。圖18是本發明的馬達組件的另一個實施例的截面圖。圖19是本發明的馬達組件的又一個實施例的截面圖。圖20是本發明的馬達組件的再一個實施例的截面圖。圖21是圖20的馬達組件沿剖線21—21的截面圖。在附圖中相應的附圖標記代表相應的部件。儘管此處陳述的示例闡明了本發明的實施例，下面以不同的形式公開的實施例並不意求詳盡，也不應認為其將本發明的範圍局限在所公開的各具體形式。
具體實施例方式現在參見附圖，尤其是圖1，其示出了依據本發明的揚聲器20的一個實施例，其包括馬達組件22、安裝到馬達組件22上的框架24、隔膜26、下懸架或支承架28、和上懸架或環架30。馬達組件22包括相互間隔開的前板32和背板34，並且在它們之間安裝或者夾有永久磁鐵36。磁極40被安裝在背板34的頂部位於形成在磁鐵36和前板32上的中心孔38內。磁極40包括上半部42和下半部44。上半部42包括通孔46。下半部44包括與下半部44的下表面50連通的孔48，且孔48僅沿著下半部44的高度局部地延伸。孔48與貫穿背板34的通孔52對齊且連通。通孔52終止於埠 53，埠 53在背板34上與大氣相通。前板32和磁極40之間限定了氣隙54。還設置音圈56,音圈56包括中空圓柱形音圈架58，音圈架58包括內表面60和外表面62，外表面62接收繞絲64。音圈架58與磁極40同心布置，當揚聲器20工作時音圈56可在氣隙54內沿軸向移動。音圈56通過隔膜26、支承架28和環架30被相對於磁極40保持在位。隔膜26的一端通過粘合劑或類似物被固定到音圈架58，隔膜26的另外一端與環架30連接。環架30又被安裝到框架24的上端66。除下懸架或支承架28外，隔膜26和環架30共同地支撐音圈56。支承架28的內環形邊緣與音圈架58連接，支承架28的外環形邊緣安裝到形成在框架24內的底座68上。防塵蓋70被安裝到隔膜26上位於音圈56和磁極40上面的位置，以保護這些零件免於汙垢、灰塵和其他汙染物。這樣，防塵蓋腔72被限定在由隔膜26的下部、防塵蓋70、音圈56和磁極40環繞的空間中。相應於對繞絲64的電能輸入,音圈56相對於固定的馬達組件22沿軸向運動。由於隔膜26、支承架28、環架30和防塵蓋70可操作地連接到音圈架58，因此這些零件也可以與音圈56 —起沿軸向運動。隔膜26和防塵蓋70的軸向運動使得空氣從揚聲器20外部流入和流出腔72。即，空氣被抽入和抽出腔72。磁極40的外表面呈階梯形和環形。在圖I所示的具體實施例中，上半部42包括較大直徑的上部區段74和較小直徑的下部區段76·。類似地，下半部44包括較大直徑的上部區段78和較小直徑的下部區段80。上部區段74、78的直徑大致相同，下部區段76、80的直徑也大致相同。如下文的更詳細的描述，多個沿圓周間隔開的空氣通道82自通孔46的下部部分延伸到下部區段76的外表面。空氣通道82的橫截面可以是矩形的。類似地，多個沿圓周間隔開的空氣通道84自孔48延伸到下部區段80的外表面。空氣通道84的橫截面也可以是矩形的。上部區段74和音圈架58之間限定了間隙86。圖2示出了馬達組件22的側視圖，圖3示出了其仰視圖。圖4進一步示出了單獨的馬達組件22的截面圖。圖5示出了單獨的磁極上半部42的俯視圖。如圖6所示，在一個實施例中，磁極上半部42包括六個等距布置的空氣通道82。圖6也明顯地示出，空氣通道82並不自通孔46沿徑向延伸。相反地，每個空氣通道82從對應徑向偏置約為45度的角87。在一個實施例中，角87可以約為30度至60度之間。每個空氣通道82在同一旋轉方向(S卩，從其對應徑向順時針地或逆時針)偏置。如圖6所示，每個空氣通道82從通孔46到下部區段76的外表面可以具有相等的恆定寬度。此外，每個空氣通道82從通孔46到下部區段76的外表面可以具有恆定高度，因此每個空氣通道82從通孔46到下部區段76的外表面可以具有恆定的橫截面面積。如圖7最佳地示出了磁極上半部42包括平的底面89，其與磁極下半部44的平的頂面91 (圖10)相接觸。可以利用如粘合劑將底面89固定連接到頂面91。如圖8所示，磁極下半部44的頂面91是圓形的。此外，上部區段78的圓周形外表面92是環形的。類似地，磁極上半部42的上部區段74的外表面是環形的。如圖9所示，在一個實施例中，磁極下半部44包括六個等距布置的空氣通道84。圖9也明顯地示出，空氣通道84並不自通孔48沿徑向延伸。相反地，每個空氣通道84相對於徑向偏置約為45度的角94。在一個實施例中，角94可以約為30度至60度之間。每個空氣通道84在同一旋轉方向(即，從其對應徑向順時針地或逆時針)偏置。如圖9所示，每個空氣通道84從通孔48到磁極下半部44的下部區段80的外表面可以具有相等的恆定寬度。此外，每個空氣通道84從通孔48到下部區段80的外表面可以具有恆定高度，因此每個空氣通道84從通孔48到下部區段80的外表面可以具有恆定橫截面面積。每個空氣通道84相對於向下的軸向凹部48相切地定向。類似地,如圖6所示，每個空氣通道82相對於向上的軸向凹部46相切地定向。S卩，每個空氣通道84大致限定了由向下的軸向凹部48限定的圓周的切線，每個空氣通道82大致限定了由向上的軸向凹部46限定的圓周的切線。最佳如圖10所示，磁極下半部44包括平的底面96，其與背板34的平的環形表面98 (圖12)相接觸。可以利用如粘合劑將底面96固定連接到表面98。如圖11所示， 背板34總體呈環形，並具有環形外圓周表面100。背板34包括與表面98平行的平的環形頂面102。環形斜坡表面104將表面98與頂面102互聯。頂面102可以與磁鐵36的平的環形底面106(圖4)接觸。可以利用如粘合劑將頂面102固定連接到底面106。如圖I所示,斜坡表面104可以被安置在與空氣通道84相同的垂直層面上，因此斜坡表面104可以向上引導從空氣通道84流出的空氣。圖13-15示出了音圈56向上運動時空氣流的速度向量。確切地講，空氣被牽引垂直地向上通過磁極下半部44的孔48，然後橫向地向外通過空氣通道84進入中心孔38。然後空氣被牽引橫向地通過磁極上半部42的空氣通道82，進入通孔46，並且最終進入腔72。空氣被牽引向上通過通孔52，然後以進入圖14的紙張方向進入孔48。空氣通道84的傾斜定向使得空氣在離開空氣通道84時被引導沿著圖14中所示逆時針方向流動，但是其向上偏置，因為適應與寬度相比空氣通道84的相對較大的高度。從圖13中可以看出，所述空氣可以通過環形斜坡104和磁鐵36的環形內表面107被進一步沿著逆時針方向引導。由於斜坡104通常是向上朝向和徑向向內朝向，斜坡104也用於指導或引導空氣向上通過中心孔38。因此，空氣可以向上流動到與磁極上半部42的空氣通道82相同的垂直位置，在該位置空氣繼續圍繞磁極上半部42以逆時針方向旋轉，如圖15所示。空氣可以從臨近空氣通道82的這個垂直位置通過空氣通道82被橫向向內地抽入。一旦到達通道82的內端時，空氣可以被進一步垂直向上抽吸通過通孔46並且進入腔72。可選地，空氣的一小部分可以經由磁極上半部42的上部區段74和音圈架58的內表面60之間的間隙86繞過空氣通道82和通孔46。如圖15a所示，磁極上半部42的空氣通道82的傾斜定向使圍繞磁極上半部42旋轉的空氣更容易被抽入通道82。即，所述旋轉空氣不須轉動尖銳直角而進入空氣通道82 (如果空氣通道是徑向定向的，則需要轉動尖銳直角)。相反地，通道82和位於空氣通道82的外端的切向空氣路徑110之間的角108約為75度。相比之下，如果空氣通道82是徑向定向的，該角為90度。已經發現，諸如角108減小15度而形成的銳角可以大幅提高沿著螺旋形路徑的空氣流的體積和速度，從而改善音圈56的冷卻。如圖15a所示，通過磁極上半部42的空氣通道82的每股空氣流以沿著通孔46的外壁的圓周逆時針方向進入通孔46。因此，通過六個空氣通道82的六股空氣流中的每股是相加的，並且每股空氣流促成了通孔46內的同一逆時針空氣流。即，空氣流的六個組成部分在通孔46內既不相互衝撞也不相互幹擾。通過下部空氣通道84、中心孔38和上部空氣通道82的空氣流的向上旋轉慣性使空氣流進入通孔46，以導致空氣旋轉向上通過通孔46並且進入腔72。由空氣通道82，84的非徑向定向提供的空氣流的總體螺旋形狀導致具有轉彎的更平滑空氣通道，所述轉彎不象現有技術中的那樣尖銳或急劇。因此，本發明降低了揚聲器中的空氣流動阻力，提高了用於冷卻音圈架58和音圈56的空氣的速度和體積。當音圈56向下運動時，這些空氣流速度向量的方向與圖13_15a中所示的方向相反。即，當空氣從圖15a的頁面向下流動時，空氣通過通道82橫向向外流動。一旦到達通道82的外端時，空氣圍繞磁極上半部42順時針流動(相對於圖15a的觀察點)，由於通道82相比其寬度的較大高度，所述空氣流向下偏置。所述空氣流繼續向下旋轉直到空氣到達磁極下半部44，所述空氣在該處繼續圍繞磁極下半部44順時針旋轉。空氣通道84的傾斜定向提供了相對較平滑的空氣路徑，因此有助於旋轉空氣流進入通道84。當到達孔48時，所述空氣繼續順時針流動並向下偏置，通道84中的空氣流的六個支流中的每個促成了孔48中的旋轉空氣流。在經由埠 53排出揚聲器20之前，空氣在孔48和背板34的通孔52中繼續向下旋轉。如上所述，揚聲器20表現自然的抽吸動作，因為隔膜26響應於音圈56的軸向移動將冷卻空氣從揚聲器20外部移動到防塵蓋腔72中以及排出防塵蓋腔72。音圈56運動過程中，磁極40的設置可以使冷卻空氣緊貼音圈56和/或音圈架58的內表面被引導以進入和排出防塵蓋腔72，因此提高了冷卻效果。響應音圈56在垂直向上方向的運動，如圖I所示定向，隔膜26通過埠 53將外部空氣吸入通孔52。冷卻空氣進入磁極下半部44的孔48，然後被空氣通道84引導進入中 心孔38。一旦進入中心孔38，進入的空氣可通過音圈架58的內表面60和音圈56。具體地，空氣可以在音圈56的徑向外側通過音圈56，並且進入在支承架28正下方的腔88。音圈56和音圈架58沿軸向向上運動時，支承架28隨著它們被向上拖動，從而擴大了腔88的體積並從中心孔38吸入空氣。進入的空氣也被從中心孔38沿著音圈架58的徑向內側並且通過磁極上半部42吸入防塵蓋腔72。如圖I所示，磁極下半部44的上部徑向外邊緣和音圈架58的下部邊緣之間可以限定受限的空氣通道90。空氣通道90與中心孔38的未佔用部分相比相對較小(至少在音圈架58的某些軸向位置)，由於文丘裡效應，空氣流可以提高通過空氣通道90的速度。提高後的空氣速度可提高空氣流對音圈56和音圈架58的冷卻效果。音圈架58可以對音圈56起散熱器的作用，因此，音圈架58的冷卻也可以有效地冷卻音圈56。空氣通過空氣通道90以後可以經由上部區段74和音圈架58之間的空隙86流入防塵蓋腔72。但是，大部分空氣可以通過磁極上半部42的空氣通道82提供的較少受限的路徑流入防塵蓋腔72，空氣通道82引導空氣進入磁極上半部42的通孔46中。結合圖13_15a可以明顯地看出，空氣以總體呈螺旋形的路徑從背板34的埠 53流到通孔46。空氣通道82、84的非徑向定向促成了該路徑的螺旋形狀。已發現，與具有嚴格的、直角、U型轉彎(如，急轉彎)的路徑相比，所述路徑的螺旋形狀減小了空氣流動阻力。因此，螺旋形的空氣路徑提供了增加的空氣流，並且提供了音圈56的更大程度的冷卻。在圖I所示的實施例中，上部區段42的空氣通道82的長度大體與通孔46和音圈架58垂直地定向。類似地，空氣通道84的長度大體與通孔52垂直地定向。但是，空氣通道82和/或空氣通道84可以成其他角度定向，只要冷卻空氣被抽吸通過音圈56和音圈架58。音圈56和隔膜26在相反的垂直向下軸向方向的運動使防塵蓋腔72內的空氣沿著相同流動路徑在相反方向流動。因此，在揚聲器20工作期間空氣進入和排出防塵蓋腔72的過程中，在冷卻空氣與音圈56之間發生熱交換。每個通道82由與通孔46的圓周大致相切的壁112和相對的平行壁114限定。每個壁112的內端116與鄰近的非平行壁114的內端118重合。S卩，壁112，114在通孔46的圓周上的某一點相交。圖15b以立體圖示出了圖4中的馬達組件的磁極上半部42的下部區段76和磁極下半部44的上部區段78。圖15c是與圖15b相對應的俯視圖。圖15d是本發明的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的另一個實施例的立體圖。圖15e是與圖15d相對應的俯視圖。在圖15d_e所示的實施例中，只有四個通道282，而不是圖15a-c所示的五個通道82。通道282和始於空氣通道282的外端的切向空氣路徑210之間的角208約為80度。一般地，通道和始於空氣通道的外端的切向空氣路徑之間的角可以取決於等距分布的通道的數量。圖15f是本發明的馬達組件的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段的另一個實施例的立體圖。圖15g是與圖15f相對應的俯視圖。在圖15f-g的實施例中，只有三個通道382，而不是圖15a-c所示的五個通道82或者圖d_e所示的四個通道282。通 道382和始於空氣通道382的外端的切向的空氣路徑310之間的角308約為85度。儘管圖15a_g所示的實施例中包括三個、四個或五個空氣通道，本發明的範圍可以包括任意數量的空氣通道。圖15a_g所示的每個實施例都在通孔的圓周上提供了較高百分比的開口區域以減少空氣湍流。在一個給定的應用中所採用的通道數量取決於所期望的通道總橫截面積和磁性方面的考慮。圖16示出了可用於本發明的磁極下半部144的另一個實施例。與空氣通道84相似，空氣通道184是非徑向定向的。此外，空氣通道184是弓形的而非直線形的。S卩，每個空氣通道184從其內端向外端沿著圖16的仰視圖中的逆時針方向相對於徑向方向彎曲。每個空氣通道184在其整個長度或大部分長度上具有恆定的曲率半徑。各個空氣通道184可以相同曲率半徑均勻間隔開。各個空氣通道184沿其整個長度或大部分長度可具有恆定的寬度，儘管圖16所示的實施例不是這種情況。空氣以與流過通道84相同的方式流過通道184，繞著磁極下半部144產生與繞著磁極下半部44的逆時針旋流相同的逆時針旋流。圖17a示出了可用於本發明的磁極上半部142的另一個實施例。與空氣通道82相似，空氣通道182是非徑向定向的。此外，空氣通道182是弓形的而非直線形的。S卩，每個空氣通道184從其內端向外端沿著圖17a的仰視圖中的順時針方向相對於徑向方向彎曲。每個空氣通道182在其整個長度或大部分長度上具有恆定的曲率半徑。各個空氣通道182可以相同曲率半徑均勻間隔開。各個空氣通道182沿其整個長度或大部分長度可具有恆定的寬度，儘管圖17a所示的實施例不是這種情況。空氣以與流過通道82相同的方式流過通道182，繞著磁極上半部142產生與繞著磁極上半部42的順時針旋流相同的順時針旋流。弓形空氣通道182，184相對於徑向方向沿著相反方向彎曲，如圖16和17a所示。即，空氣通道184沿著逆時針方向偏移以在空氣進入揚聲器20時在中心孔38內形成逆時針旋轉空氣流。空氣通道182以相應的順時針方向偏移，以便在中心孔38內更有效地捕獲逆時針運動的空氣流。相反地，當空氣排出揚聲器20時，弓形空氣通道182的順時針偏移在中心孔38內提供空氣的順時針旋轉(圖14-17a中仰視觀察時)。空氣通道184的相應逆時針偏移提供在中心孔38中捕獲順時針空氣流的更高效率。每個空氣通道184相對於向下朝向的軸向凹部148相切地定向。類似地，每個空氣通道182相對於向上朝向的軸向凹部146相切地定向。即，每個空氣通道184的內端大致限定了與由向下朝向的軸向凹部148限定的圓周相切的曲線，每個空氣通道182的內端大致限定了與由向上朝向的軸向凹部146限定的圓周相切的曲線。圖17b以立體圖示出了本發明的馬達組件的另一實施例的磁極上半部的下部區段和磁極下半部的上部區段。圖17c是與圖17b相對應的俯視圖。每個通道482由與通孔446的圓周大致相切的壁412和相對的平行壁414限定。每個壁412的內端416與鄰近的非平行壁414的內端重合。即，壁412，414在通孔446的圓周上的某一點相交。各個壁414與磁極上半部的下部區段的外圓周420相切。該相切關係可以減少湍流並增大空氣流內的旋轉能量。在一個給定的應用中所採用的空氣通道的數量取決於所期望的通道總橫截面積和磁性方面的考慮。圖18是本發明的馬達組件222的另一個實施例的截面圖，其包括磁極243、環形磁鐵236、盤形磁鐵237、多個環形鋼環232a-d、和鋼盤234a_b。磁鐵236，237可以具有相同的極性。磁極243的結構與磁極上半部42或142的結構相似。 箭頭表示的空氣流可以被支承架(未示出)如支承架28驅動。空氣沿著大致橫向方向流動通過磁極243內的空氣通道282，然後向下流過圓柱形氣隙254。根據支承架的當前運動方向，空氣可以沿著與圖示方向相反的方向流動。圖19是本發明的馬達組件322的另一個實施例的截面圖，其包括具有磁極上半部342和磁極下半部344的磁極340。馬達組件322也包括頂部環形磁鐵336、底部環形磁鐵337、多個環形鋼環332a-c、和圓環形背板334。磁鐵336、337可以具有相反的極性，因此磁鐵336、337提供沿著相同方向通過鋼環332b的磁通量。例如，磁鐵336可能是北極在上表面，而磁鐵337的北極在下表面。可選地，磁鐵336的北極可以在下表面，而磁鐵337的北極在其上表面。磁極上半部342的結構與磁極上半部42或142的結構相似。磁極下半部344的結構與磁極下半部44或144的結構相似。背板334可具有朝向圓柱形氣隙354的環形外表面338。箭頭所示的空氣流可以被音圈中收集的空氣驅動，或被防塵蓋如防塵蓋70驅動。空氣沿著大致橫向的方向通過磁極上半部342內的空氣通道382流動，然後向下流過氣隙354。空氣然後沿著大致相反的橫向方向通過磁極下半部344的空氣通道384流動、流過後背板334的通孔352並且通過埠 353排出。空氣流的路徑總體上可以是螺旋形的，如上述的揚聲器20內的空氣流的情況。根據支承架和/或音圈架的當前運動方向，空氣可以沿著與圖示方向相反的方向流動。圖20是本發明的馬達組件422的另一個實施例的截面圖，其包括磁極443、環形磁鐵436、盤形磁鐵437、多個環形鋼環432a-d、和鋼盤434a_b。磁鐵436、437可能具有相同的極性。磁極443的結構可能與磁極上半部42或142的結構類似。箭頭所示的空氣流可以被音圈中收集的空氣驅動或被防塵蓋驅動。空氣沿著大致橫向的方向通過磁極443內的空氣通道382流動，然後向下流入圓柱形氣隙454。環形鋼環432c可具有非徑向定向的空氣通道484(圖21)，空氣通道484以與空氣通道482相同的旋轉方向從徑向偏離。即，空氣通道484相對於圖21所示的空氣流以與空氣通道482相同的順時針方向從徑向偏離。空氣通道484可具有不同的橫截面形狀，例如矩形、正方形、圓形或者橢圓形。氣隙454可以選擇性地在其底端被密封，如457處虛線所示。根據支承架的當前運動方向，空氣可以沿著與圖示方向相反的方向流動。由於空氣通道482、484的相同順時針偏移，流動空氣可以沿著螺旋形路徑通過馬達組件422。至少部分空氣流可以自空氣通道482向下到空氣通道484完成圍繞氣隙454的至少一個完整旋轉。這些螺旋路徑有利地是相對平滑的，並且沒有急劇或尖銳的轉彎，因此減小了空氣流動阻力，並增大了空氣流速度和體積。因此，螺旋空氣路徑導致音圈架和音圈的更有效冷卻。其邊緣由圖20中的虛 線所示的可選用的環形鋁環459，461可以分別連接到磁鐵436,437,以進一步平滑氣隙454內的空氣流路徑。已經結合示例的設計對本發明進行了描述，在本發明的精神和範圍內，可以對本發明進行進一步的修改。因此，本申請意在覆蓋使用本發明基本原理的任何變形、使用或改進。
權利要求
1.一種低頻換能器裝置，包括 至少一個大致環形的磁鐵； 設置在所述磁鐵內並與所述磁鐵同心的音圈； 設置在所述音圈內並與所述音圈同心的磁極，氣隙被限定在所述磁鐵與所述磁極之間，所述磁極包括 具有向下朝向的軸向凹部的下半部，多個第一空氣通道從所述向下朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向下朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連；和 具有向上朝向的軸向凹部的上半部，多個第二空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連，其中，所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道是非徑向地定向。
2.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道中的至少一個是弓形的。
3.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述音圈可在所述氣隙內沿軸向方向運動。
4.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道大致均勻地間隔，以及所述第二空氣通道大致均勻地間隔。
5.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道中的每個沿著順時針方向和逆時針方向中的一個方向從徑向方向偏移，以及所述第二空氣通道中的每個沿著順時針方向和逆時針方向中的另一個方向從徑向方向偏移。
6.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道中的每個相對於所述向下朝向的軸向凹部相切地定向，以及所述第二空氣通道中的每個相對於所述向上朝向的軸向凹部相切地定向。
7.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，還包括支撐所述磁極的下半部和所述磁鐵的背板，所述背板包括 將所述向下朝向的軸向凹部與周圍空氣互連的軸向通孔；和與所述第一空氣通道設置在相同垂直層面的斜坡表面。
8.一種低頻換能器裝置，包括 環形磁鐵； 設置在所述磁鐵內並與所述磁鐵同心的音圈； 設置在所述音圈內並與所述音圈同心的磁極，圓柱形氣隙被限定在所述磁鐵與所述磁極之間，所述磁極處於與所述磁鐵大致相同的垂直層面，所述磁極包括向上朝向的軸向凹部，多個第一空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連；和 設置在所述磁鐵下方與所述磁鐵同心的環形鋼環，所述環形鋼環至少部分地限定所述氣隙的外邊界，所述鋼環包括多個第二空氣通道，所述第二空氣通道從所述氣隙橫向地延伸並使所述氣隙與周圍空氣流體互連。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道和/或第二空氣通道是非徑向地定向。
10.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道和/或第二空氣通道是弓形的。
11.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道大致均勻地間隔，以及所述第二空氣通道大致均勻地間隔。
12.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道和所述第二空氣通道中的每個沿著順時針方向和逆時針方向中的同一方向從徑向方向偏移。
13.如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道中的每個相對於所述向下朝向的軸向凹部相切地定向。
14.一種低頻換能器裝置，包括 兩個大致環形的同心磁鐵； 設置在所述磁鐵中的至少上部磁鐵中並與所述至少上部磁鐵同心的音圈； 設置在所述音圈中並與所述音圈同心的磁極，氣隙被限定在所述磁鐵和所述磁極之間，所述磁極包括 具有向下朝向的軸向凹部的下半部，多個第一空氣通道從所述向下朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向下朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連，所述下半部處於與所述磁鐵中的下部磁鐵大致相同的垂直層面；和 具有向上朝向的軸向凹部的上半部，多個第二空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連，其中，所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道是非徑向地定向，所述上半部處於與所述磁鐵中的上部磁鐵大致相同的垂直層面。
15.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述上部磁鐵的底面的磁極性與所述下部磁鐵的頂面的磁極性匹配。
16.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道中的至少一個是弓形的。
17.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述音圈可在所述氣隙內沿軸向方向運動。
18.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道大致均勻地間隔，以及所述第二空氣通道大致均勻地間隔。
19.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道中的每個沿著順時針方向和逆時針方向中的一個方向從徑向方向偏移，以及所述第二空氣通道中的每個沿著順時針方向和逆時針方向中的另一個方向從徑向方向偏移。
20.如權利要求14所述的裝置，其特徵在於，所述第一空氣通道中的每個相對於所述向下朝向的軸向凹部相切地定向，以及所述第二空氣通道中的每個相對於所述向上朝向的軸向凹部相切地定向。
全文摘要
低頻換能器裝置包括至少一個大致環形的磁鐵。音圈設置在所述磁鐵內並與所述磁鐵同心。磁極設置在所述音圈內並與所述音圈同心。氣隙被限定在所述磁鐵與所述磁極之間。所述磁極包括具有向下朝向的軸向凹部的下半部。多個第一空氣通道從所述向下朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向下朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。上半部具有向上朝向的軸向凹部。多個第二空氣通道從所述向上朝向的軸向凹部橫向地延伸並使所述向上朝向的軸向凹部與所述氣隙流體互連。所述第一空氣通道和/或所述第二空氣通道是非徑向地定向。
文檔編號H04R9/02GK102752693SQ201210102980
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月14日 優先權日2011年2月14日
發明者A·巴布 申請人:博世安防系統有限公司