CN101415136A - 具有减小尺寸的高效微型电声换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微型电声换能器，包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈。磁路包括分别适于接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中作用在第一音圈部件上的磁通量由内部磁性装置和第一外部磁性装置联合提供，而作用在第二音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有减小尺寸的微型电声换能器。具体地，本发明涉及一种微型电声换能器，这种微型电声换能器包括非对称磁路，其中仅有两个相对的气隙布置在产生磁通量的磁体(诸如永磁体)之间。
背景技术
未来的移动电话期望是比今天的移动电话更加小型并且仍然能够产生较高的声压级。因此，用于移动电话的扩音器设计沿着较小的尺寸、较强的处理能力和较高的最大声压能力等方向推进，以满足上述需求。同时，用于手持设备的微型换能器处于从市场需求到较极端的形状因素(form factors)的持续压力下。因此，在微型扩音器或扬声器中像热和声学通风问题变得越来越关键。
现有技术的微型换能器可实现的最小宽度主要由外部磁体和振动膜悬挂装置的尺寸给出。因而，如果要减小微型换能器的宽度，则必须减小外部磁体和振动膜悬挂装置的尺寸。另一个方案可以是省略外部磁体。但是，如果没有外部磁体，换能器的电动机的效能显著削弱。另外，音圈的尺寸也显著地减小，结果存在热问题。
本发明的一个目的是提供一种具有减小的尺寸、同时保持声学性能的微型换能器。
根据本发明的微型换能器的优点是：在提供很小的换能器宽度的同时，提供强劲的电动机和具有增大周长的可动线圈，从而提供最理想的热状态。
发明内容
在第一方面，上述目的通过提供一种微型电声换能器来实现，所述微型电声换能器包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，其中磁路包括分别适于接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中作用在第一音圈部件上的磁通量由内部磁性装置和第一外部磁性装置联合(in combination)提供，而作用在第二音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供。
如本文所使用的，“作用在......上”用于指内部磁性装置和第一外部磁性装置提供的磁通量与相应的音圈部件在空间上叠置。另外如本文所使用的，“操作地连接”用于指音圈可以直接地附连到振动膜上，或者经由直接地附连到振动膜上的另一个元件而附连到振动膜上。
因此，根据本发明第一方面的微型换能器的特征是：磁路是不对称的，这是因为第一和第二气隙内的磁通量以很不同的方式产生。根据本发明的第一方面，第一气隙内的磁通量可以由两个磁性装置(例如两个永磁体)联合产生。这两个磁体可以是公共内部磁体联合第一外部磁体。与此相反，第二气隙内的磁通量可以主要仅仅由单个磁体产生，所述单个磁体优选地是公共内部磁体。这样，可以省略沿着第二气隙的外部磁体，从而可以减小微型换能器在第二气隙方向的垂直方向上的宽度。不管磁路的非对称性质，第一和第二气隙内的磁通量密度优选在强度上基本相等。
如本文所使用的，术语“内部”和“外部”涉及磁性装置相对于给定气隙的定位。因此，内部磁性装置在朝向微型换能器中心的方向上定位，即在给定气隙的中央侧。可选地，内部磁性装置可以与微型换能器的中心点相叠合。与此相反，外部磁性装置定位在给定气隙的相对侧上。术语“内部”和“外部”的定义同样适用于本发明接下来的各个方面(第二到第六方面)。
此外，根据本发明第一方面的微型换能器的磁路可以进一步包括分别适于接纳第三和第四音圈部件的第三和第四气隙部分，其中作用在第三音圈部件上的磁通量由所述内部磁性装置和第二外部磁性装置联合提供，而作用在第四音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供。
因此，根据本发明的第一方面，第三气隙内的磁通量可以由两个磁性装置(例如两个永磁体)联合产生。这两个磁体可以是公共内部磁体联合第二外部磁体。与此相反，第四气隙内的磁通量可以主要仅仅由单个磁体产生，所述单个磁体优选地是公共内部磁体。如上所述，这意味着可以省略沿着第四气隙的外部磁体，从而可以减小微型换能器的宽度。
优选地，第一和第三气隙部分是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。类似地，第二和第四气隙部分优选地是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。因此，四个气隙部分优选形成矩形形状。
每个气隙可以具有在0.5-0.8mm范围内的宽度，例如大约为0.6mm的宽度。在气隙内的平均磁通量密度可以在0.3-1.5T的范围内，例如在0.5-1T的范围内，或者在任何其它子集范围内。
内部永磁体和/或外部磁体可以包括NdFeB化合物，并且具有至少1.2T的剩磁通量密度、至少1000kA/m的抗磁力和至少300kJ/m3的能量乘积。举例来说，可以应用NdFeB N44H。
为了适配上述气隙结构，第一和第三音圈部件可以是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。类似地，第二和第四音圈部件可以是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。为了形成整体音圈，第一、第二、第三和第四音圈部件可以通过弯曲的桥接部分互连，以形成基本呈矩形形状的音圈。因此，第一、第二、第三和第四音圈部件可以形成整体音圈，从而四个音圈部件承载相同的音圈电流。
音圈的阻抗可以在4-16Ω的范围内，例如大约为8Ω。优选地，音圈由铜线或铜包铝(CCA)线绕制而成。在CCA线的情况下，铜的含量可以为大约15％。在典型的操作中，8Ω(阻抗)的音圈由大约2-5VRMS的电压驱动，以经过换能器产生1-2W的电功率。
内部磁性装置、第一外部磁性装置和第二外部磁性装置可以布置在公共磁极片的基本为平面的基座部分上，公共磁极片例如是由铁磁材料制成的可透磁轭状物。公共磁极片可以包括第一和第二外部磁极片部分，所述第一和第二外部磁极片部分从公共磁极片的基本为平面的基座部分延伸。优选地，第一和第二外部磁极片部分从公共磁极片的基本为平面的基座部分以基本垂直的方向延伸。
磁路可以进一步包括分别布置在第一和第二外部磁性装置上的第一和第二外部磁极片。因此，第一和第二外部磁极片可以沿着第一和第三气隙部分布置在第一和第二外部磁性装置上，或者可以由第一和第二外部磁性装置支撑。
优选地，第一和第二外部磁极片形成磁极片环的整体部分，所述磁极片环沿着第二和第四气隙部分布置在公共磁极片的第一和第二磁极片部分上。因此，磁极片环可以沿着第二和第四气隙部分布置在公共磁极片的第一和第二磁极片部分上，或者可以由第一和第二外部磁性装置支撑。优选地，磁极片环由单个磁极片元件组成，所述单个磁极片元件还形成微型换能器的外表面部分的整体部分。优选地，振动膜附连到所述磁极片环。磁路可以进一步包括布置在内部磁性装置上的内部磁极片。
合适的磁极片材料是低碳含量钢/铁材料，例如均依照DIN EN 10130的类似Werkstoff-No.1.0330(St 2)、1.0333(St 3)、1.0338(St 4)的材料。
在第二方面，本发明涉及一种微型电声换能器，包括：
振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，和
磁路，其包括内部永磁体组件、外部永磁体组件、可透磁轭状物以及分别传导第一和第二磁通量密度的第一和第二气隙部分，在第一和第二气隙部分中分别布置有第一和第二音圈部件。
其中第一气隙部分内的磁通量密度由内部永磁体组件产生的磁通量和外部永磁体组件产生的磁通量叠加产生，而第二气隙部分内的磁通量密度基本上由内部永磁体组件专门产生。
不管本发明的第二方面的磁路的非对称性质，第一和第二气隙内的磁通量密度优选在强度上基本相等。
如本文所使用的，“操作地连接”用于指音圈可以直接地附连到振动膜上，或者经由直接附连到振动膜上的另一个元件而附连到振动膜端上。
如本文所使用的，术语“内部”和“外部”涉及磁体组件相对于给定气隙的定位。因此，内部磁体组件在朝着微型换能器中心的方向上定位，即在给定气隙的中央侧。可选地，内部磁体组件可以与微型换能器的中心点叠合。与此相反，外部磁体组件定位在给定气隙的相对侧上。
在根据第二方面的微型电声换能器中，磁路可以进一步包括分别适于接纳第三和第四音圈部件的第三和第四气隙部分，其中第三气隙部分内的磁通量密度由内部永磁体组件产生的磁通量和外部永磁体组件产生的磁通量叠加产生，而第四气隙部分内的磁通量密度基本上由内部永磁体组件专门产生。
因此，根据本发明第二方面的微型电声换能器提供非对称磁路，因为第一和第二气隙内的磁通量以很不相同的方式产生。类似于本发明第一方面的实施例，第一(和第三)气隙内的磁通量可以由两个磁性装置(例如两个永磁体)联合产生。这两个磁体可以是公共内部磁体联合第一外部磁体。与此相反，第二(和第四)气隙内的磁通量可以基本上仅仅由单个磁体专门(例如主要地)产生，所述单个磁体优选地是公共内部磁体。这样，可以省略沿着第二气隙的外部磁体，从而可以减小微型换能器在第二气隙方向的垂直方向上的宽度。
优选地，第一和第三气隙部分是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。类似地，第二和第四气隙部分优选地是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。因此，四个气隙部分优选形成矩形形状。
每个气隙可以具有在0.5-0.8mm范围内的宽度，例如大约为0.6mm的宽度。气隙内的平均磁通量密度可以在0.3-1.5T的范围内，例如在0.5-1T的范围内，或者在任何其它子集范围内。
内部永磁体组件和/或外部永磁体组件可以包括包含NdFeB化合物的永磁体，并且具有至少1.2T的剩磁通量密度、至少1000kA/m的抗磁力和至少300kJ/m3的能量乘积。举例来说，可以应用NdFeB N44H。
为了适配上述气隙结构，第一和第三音圈部件可以是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。类似地，第二和第四音圈部件可以是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。为了形成整体音圈，第一、第二、第三和第四音圈部件可以通过弯曲的桥接部分互连，以形成基本呈矩形形状的音圈。因此，第一、第二、第三和第四音圈部件可以形成整体音圈，从而四个音圈部件承载相同的音圈电流。
音圈的阻抗可以在4-16Ω的范围内，例如大约为8Ω。优选地，音圈由铜线或铜包铝(CCA)线绕制而成。在CCA线的情况下，铜的含量可以为大约15％。在典型的操作中，8Ω(阻抗)的音圈由大约2-5VRMS的电压驱动，以经过换能器产生1-2W的电功率。
内部永磁体组件和外部永磁体组件可以布置在由铁磁材料制成的可透磁轭状物上。可透磁轭状物可以包括第一和第二外部磁极片部分，所述第一和第二外部磁极片部分从可透磁轭状物延伸。优选地，第一和第二外部磁极片部分从可透磁轭状物在基本垂直的方向上延伸。
磁路可以进一步包括分别布置在外部永磁体组件的第一和第二外部磁性装置上的第一和第二外部磁极片。因此，第一和第二外部磁极片可以沿着第一和第三气隙部分布置在第一和第二外部磁性装置上，或者可以由第一和第二外部磁性装置支撑。
优选地，第一和第二外部磁极片形成磁极片环的整体部分，所述磁极片环沿着第二和第四气隙部分布置在可透磁轭状物的第一和第二磁极片部分上。因此，磁极片环可以沿着第二和第四气隙部分布置在可透磁轭状物的第一和第二磁极片部分上，或者可以由第一和第二磁极片部分支撑。优选地，磁极片环由单个磁极片元件组成，所述单个磁极片元件还形成微型换能器的外表面部分的整体部分。优选地，振动膜附连到所述磁极片环。内部永磁体组件可以进一步包括布置在内部永磁体部件的内部永磁体上的内部磁极片。
合适的磁极片材料是低碳含量钢/铁材料，例如均依照DIN EN 10130的类似Werkstoff-No.1.0330(St2)、1.0333(St3)、1.0338(St4)的材料。
在第三方面，本发明涉及一种微型电声换能器，包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，其中磁路包括分别适于接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中第一气隙部分设置在内部磁性装置和第一外部磁性装置之间，而第二气隙部分设置在所述内部磁性装置和第一外部磁极片装置之间。
类似于本发明的第一和第二方面，根据第三方面的微型换能器的特征是：磁路是不对称的，因为第一和第二气隙内的磁通量以很不同的方式产生。如上所述，第一气隙内的磁通量可以由两个磁性装置(例如两个永磁体)联合产生。这两个磁体可以是公共内部磁体联合第一外部磁体。与此相反，第二气隙内的磁通量可以主要仅仅由单个磁体产生，所述单个磁体优选地是公共内部磁体。这样，可以省略沿着第二气隙的外部磁体，从而可以减小微型换能器在第二气隙方向的垂直方向上的宽度。如上所述，本发明的磁路的强非对称性不会导致气隙内的磁通量密度与其它气隙相比明显更高。
根据本发明第三方面的磁路可以进一步包括分别适于接纳第三和第四音圈部件的第三和第四气隙部分，其中第三气隙部分设置在所述内部磁性装置和第二外部磁性装置之间，而第四气隙部分设置在所述内部磁性装置和第二外部磁极片装置之间。
因此，根据本发明的第三方面，第三气隙内的磁通量可以由两个磁性装置(例如两个永磁体)联合产生。这两个磁体可以是公共内部磁体联合第二外部磁体。与此相反，第四气隙内的磁通量可以主要仅仅由单个磁体产生，所述单个磁体优选地是公共内部磁体。如上所述，这意味着可以省略沿着第四气隙的外部磁体，从而可以减小微型换能器的宽度。
优选地，第一和第三气隙部分是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。类似地，第二和第四气隙部分优选地是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。因此，四个气隙部分优选形成矩形形状。
每个气隙可以具有在0.5-0.8mm范围内的宽度，例如大约0.6mm的宽度。气隙内的平均磁通量密度可以在0.3-1.5T的范围内，例如在0.5-1T的范围内，或者在任何其它子集范围内。
内部永磁体和/或外部磁体可以包括NdFeB化合物，并且具有至少1.2T的剩磁通量密度、至少1000kA/m的抗磁力和至少300kJ/m3的能量乘积。举例来说，可以应用NdFeB N44H。
为了适配上述气隙结构，第一和第三音圈部件可以是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。类似地，第二和第四音圈部件可以是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。为了形成整体音圈，第一、第二、第三和第四音圈部件可以通过弯曲的桥接部分互连，以形成基本呈矩形形状的音圈。因此，第一、第二、第三和第四音圈部件可以形成整体音圈，从而四个音圈部件承载相同的音圈电流。
音圈的阻抗可以在4-16Ω的范围内，例如大约为8Ω。优选地，音圈由铜线或铜包铝(CCA)线绕制而成。在CCA线的情况下，铜的含量可以为大约15％。在典型的操作中，8Ω(阻抗)的音圈由大约2-5VRMS的电压驱动，以经过换能器产生1-2W的电功率。
内部磁性装置、第一外部磁性装置和第二外部磁性装置可以布置在公共磁极片的基本为平面的基座部分上，公共磁极片例如是由铁磁材料制成的可透磁轭状物。公共磁极片可以包括第一和第二外部磁极片部分，所述第一和第二外部磁极片部分从公共磁极片的基本为平面的基座部分延伸。优选地，第一和第二外部磁极片部分从公共磁极片的基本为平面的基座部分在基本垂直的方向上延伸。
磁路可以进一步包括分别布置在第一和第二外部磁性装置上的第一和第二外部磁极片。因此，第一和第二外部磁极片可以沿着第一和第三气隙部分布置在第一和第二外部磁性装置上，或者可以由第一和第二外部磁性装置支撑。
优选地，第一和第二外部磁极片形成磁极片环的整体部分，所述磁极片环沿着第二和第四气隙部分布置在公共磁极片的第一和第二磁极片部分上。因此，磁极片环可以沿着第二和第四气隙部分布置在公共磁极片的第一和第二磁极片部分上，或者可以由第一和第二磁极片部分支撑。优选地，磁极片环由单个磁极片元件组成，所述单个磁极片元件还形成微型换能器的外表面部分的整体部分。优选地，振动膜附连到所述磁极片环。磁路可以进一步包括布置在内部磁性装置上的内部磁极片。
合适的磁极片材料是低碳含量钢材，例如均依照DIN EN 10130的类似Werkstoff-No.1.0330(St 2)、1.0333(St 3)、1.0338(St 4)的材料。
在第四方面，本发明涉及一种包括悬挂构件的振动膜组件，所述悬挂构件包括：由柔性环绕物环绕的中心部分；包括中心部分和第一环绕部分的活塞构件，活塞构件的中心部分操作地连接到悬挂构件的中心部分；和包括操作地连接到活塞构件的第一和第二音圈部件的音圈，其中第一音圈部件操作地连接到活塞构件的第一环绕部分，而第二音圈部件操作地连接到活塞构件的中心部分。
因此，根据本发明的第四方面，提供了音圈部件相对于振动膜的非对称布置，因为第一音圈部件布置在柔性环绕部分下方，而第二音圈部件布置在活塞构件的中心部分下方。
活塞构件可以进一步包括第二环绕部分，并且音圈可以进一步包括第三和第四音圈部件。第三音圈部件可以操作地连接到活塞构件的第二环绕部分，而第四音圈部件可以操作地连接到活塞构件的中心部分。
优选地，活塞构件的第一和第二环绕部分与柔性环绕物的相应部分对准。这样，第一和第三音圈部件可以分别定位在柔性环绕物的相应部分的正下方。第二和第四音圈部件可以经由设置在活塞构件的中心部分和相应的第二以及第四音圈部件之间的相应定距块而操作地连接到活塞构件的中心部分。
振动膜可以具有在5-25μm范围内的厚度。根据本发明的振动膜是多层振动膜，其中第二聚合物膜(活塞)附连到较大的聚合物膜(悬挂构件)的至少一部分上。通过将一个振动膜层压到另一个振动膜，振动膜的特定区域的硬度可以明显增加。聚合物膜的类型可以是多芳基化合物(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEk)、聚亚苯基硫化物(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚碳酸酯(PC)。
在第五方面，本发明涉及一种振动膜、一种操作地连接到振动膜的音圈以及一种包括分别传导第一和第二磁通量密度的第一和第二气隙部分的磁路。第一气隙部分布置在磁通量产生元件之间，而第二气隙部分布置在磁通量产生元件和可透磁元件之间。
因此，根据本发明的第五方面，第一气隙部分可以布置在两个永磁体之间，而第二气隙部分可以布置在永磁体和可透磁元件(例如磁极片)之间。
磁路可以进一步包括分别传导第三和第四磁通量密度的第三和第四气隙部分，其中第三气隙部分可以布置在磁通量产生元件之间，而第四气隙部分可以布置在磁通量产生元件和可透磁元件之间。因此，第三气隙部分可以布置在两个永磁体之间，而第四气隙部分可以布置在永磁体和可透磁元件(例如磁极片)之间。
优选地，根据本发明第五方面的磁路包括内部永磁体和两个外部永磁体。内部永磁体与一个外部永磁体联合产生第一磁通量密度，而内部永磁体和另一个外部永磁体联合产生第三磁通量密度。与此相反，内部永磁体基本上产生全部的第二和第四磁通量密度。
在进一步实施方面，遵照关于根据本发明第一方面的电声换能器而描述的设计思路，可以实施根据第五方面的电声换能器。
在第六方面，本发明涉及一种微型电声换能器，所述微型电声换能器包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，磁路包括适于分别接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中作用在第一音圈部件上的磁通量由内部磁性装置和外部磁性装置联合提供，而作用在第二音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供，其中内部磁性装置和外部磁性装置构造成使得第一气隙部分和第二气隙部分内的磁通量密度优选在强度上基本相等。
在强度上基本相等意味着磁通量密度之差小于20％，例如小于15％，例如小于10％。
在进一步实施方面，遵照关于根据本发明第一方面的电声换能器而描述的设计思路，可以实施根据第六方面的电声换能器。
附图说明
现在将参考附图来进一步详细地解释本发明，附图中：
图1示出根据本发明的组装好的微型换能器的顶端透视图，
图2示出根据本发明的组装好的微型换能器的底端透视图，
图3示出微型换能器的第一剖视透视图，
图4示出微型换能器的第二剖视透视图，以及
图5示出微型换能器的分解透视图。
尽管容易对本发明做出多种修改和可供选择的形式，但是在此将对已经通过举例在附图中示出的特定实施例进行详细地描述。然而应该理解的是，本发明并非限定为所公开的特定形式。相反地，本发明涵括了落在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改方案、等同方案和可供选择的方案。
具体实施方式
如上所述，根据本发明的微型换能器的特征在于：磁路是非对称的，这是因为在两个基本垂直布置的气隙部分中的磁通量以很不同的方式产生。因此，根据本发明，基本呈线性形状的第一气隙内的磁通量由两个磁性装置(例如两个永磁体)联合产生，而基本呈线性形状的第二气隙内的磁通量主要仅仅由单个磁性装置产生，所述第二气隙基本垂直于第一气隙定向，所述单个磁性装置优选为永磁体。不管本发明的磁路的非对称性，第一和第二气隙内的磁通量密度优选在强度上基本相等。
根据本发明，可以省略一对外部磁体，由此可以明显减小根据本发明的微型换能器在至少一个方向上的尺寸。
因此，根据本发明的微型换能器符合用于未来移动电话的新一代微型换能器的一些最重要的要求。
现在参考图1，示出根据本发明的微型换能器的顶端透视图。图1示出一种布置，所述布置包括：铁磁材料的公共轭状物1和两个布置在其上的外部磁体2、3；外部磁极片4；磁极片环5和具有两个声音出口7的盖6。磁极片环5形成微型换能器壳体的整体部分。如上所述，合适的磁极片材料是低碳含量钢材，例如均依照DIN EN 10130的类似Werkstoff-No.1.0330(St 2)、1.0333(St 3)、1.0338(St 4)的材料。外部磁体2、3可以包括NdFeB化合物，并且具有至少1.2T的剩磁通量密度、至少1000kA/m的抗磁力和至少300kJ/m3的能量乘积。举例来说，可以应用NdFeB N44H。
微型换能器的尺寸可以是下述范围：宽度：4-15mm，长度：8-30mm以及高度：1-2mm。因此，根据本发明的至少一些方面的微型换能器具有牢固的矩形形状。与传统的推拉式换能器布置相比，牢固的矩形形状是省略了两个外部磁体的结果。
图2示出根据本发明的微型换能器的底端透视图。类似于图1，示出公共轭状物1、外部磁体2、3、磁极片环5和盖6。还示出与(图1的)外部磁极片4相对地布置的外部磁极片8。如所见的，磁极片环5布置在外部磁极片4、8(图2中仅仅示出外部磁极片8)的边缘和外部磁体2、3上。
图3示出横过根据本发明的换能器的宽度的剖视透视图。类似于图1和2，示出公共轭状物1、外部磁极片4、8、外部磁体3(在图2中未示出外部磁体2)、磁极片环5和盖6(包括一个声音出口7)。外部磁极片4、8被实施为公共磁极片1的弯曲部分。然而，所述外部磁极片还可被分离地制成并随后附连到公共轭状物。如在图3中所见，磁极片环5置于外部磁极片4、8的上边缘上，而盖6附连到磁极片环5。振动膜9附连在磁极片环5和盖6之间。活塞10附连到振动膜9的中心部分，振动膜包括环绕所述中心部分的柔性环绕物12。
如上所述，振动膜9可以具有在5-25μm范围内的厚度。振动膜9可以有利地包括多层振动膜，其中聚合物膜形式的活塞10附连到振动膜的中心部分，即另一个聚合物膜9。通过将一个振动膜层压到另一个振动膜，振动膜的特定区域的硬度可以明显增加。聚合物膜的类型可以是多芳基化合物(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEk)、聚亚苯基硫化物(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。
内部磁体13布置在公共轭状物1上。内部磁体13优选地是包括NdFeB化合物的永磁体，并且具有至少1.2T的剩磁通量密度、至少1000kA/m的抗磁力和至少300kJ/m3的能量乘积。举例来说，可以应用NdFeB N44H。
内部磁极片14布置在内部磁体13上，从而在内部磁极片14和外部磁极片4、8之间形成气隙。这些气隙适于接纳均附连到活塞10上的相应音圈部件15、16。如图3中所示，音圈部件15、16定位在柔性环绕物的正下方，即振动膜的中心部分的外侧。用于内部磁极片14的合适的磁极片材料包括按照DIN EN10130的低碳含量钢材。
音圈15、16所经受的磁通量主要由内部磁体13提供，因为在音圈部件15、16的外侧没有设置外部磁体。“主要”意指特别是在角部件处，即两个基本呈线性形状的音圈部件相交的地方，外部磁体(例如外部磁体3)可产生轻微作用在音圈部件15、16上的磁通量。
安放音圈部件15、16的气隙可以具有在0.5-0.8mm范围内的宽度，例如大约为0.6mm的宽度。在气隙内的平均磁通量密度可以在0.3-1.5T的范围内，例如在0.5-1T的范围内，或者在任何其它子集范围内。
现在参考图4，示出根据本发明的微型换能器的另一个剖视图。与图3的剖视图相比，在图4中示出的剖视图相对于它旋转了90度。此外，示出公共轭状物1、内部磁体13、外部磁体2、3、内部磁极片14和磁极片环5的结构布置。
如图4所示，在内部磁极片14和磁极片环5之间提供气隙。所述气隙适于接纳相应的音圈部件17、18。与音圈部件15、16相反，音圈部件17经受由内部磁体13和外部磁体2联合产生的磁通量。类似地，音圈部件18经受由内部磁体13和外部磁体3联合产生的磁通量。因此，作用在音圈部件17和18上的磁通量由相对布置的内部和外部磁体产生，这意味着音圈部件17和18均受到增强的磁通量。
安放音圈部件17、18的气隙可以具有在0.5-0.8mm范围内的宽度，例如大约为0.6mm的宽度。在气隙内的平均磁通量密度可以在0.3-1.5T的范围内，例如在0.5-1T的范围内。
音圈部件17、18均经由定距元件19、20附连到活塞10上。这些定距元件19、20补偿图3的音圈部件15、16定位成比活塞的中心部分低这个事实。因此，为了保证正确附连到活塞，定距元件19、20需要嵌入音圈部件18、19和音圈部件所附连的活塞10的中心部分之间。定距元件19、20优选与活塞10形成整体。
根据本发明的微型换能器的分解视图在图5中示出，图5示出公共轭状物1以及整体的外部磁极片4、8、内部磁体13、外部磁体2、3、内部磁极片14和磁极片环5。磁体的形状示出为矩形的，但是还可以根据本发明原理应用其它形状。如上所述，磁极片环5还用作微型换能器的壳体的外表面部分。
为了适配围绕内部磁体13的边缘所提供的四个气隙部分，提供矩形形状的音圈21。音圈21包括先前所述的通过四个角或桥部分而互连的音圈部件15、16、17、18。音圈21的阻抗可以在4-16Ω的范围内，例如大约为8Ω。优选地，音圈由铜线或铜包铝(CCA)线绕制而成。在CCA线的情况下，铜的含量可以为大约15％。在典型的操作中，8Ω(阻抗)的音圈由大约2-5VRMS的电压驱动，以经过换能器产生1-2W的电功率。
音圈21附连到固定于振动膜9的活塞10上。振动膜9保持在使其定位在盖6和磁极片环5之间的位置上。若干声音出口7设置在盖6中，若干是指不是必须为两个(即一个或多个)。
根据本发明的组装好的微型换能器还包括用于提供电通路到换能器的可运动音圈的合适的电端子。
Claims (25)
1.一种微型电声换能器，包括：
振动膜和操作地连接到振动膜的音圈；和
磁路，其包括内部永磁体组件和外部永磁体组件、可透磁轭状物以及分别传导第一和第二磁通量密度的第一和第二气隙部分，所述第一和第二气隙部分中分别布置有第一和第二音圈部件，
其中第一气隙部分内的磁通量密度由内部永磁体组件产生的磁通量和外部永磁体组件产生的磁通量叠加产生，而第二气隙部分内的磁通量密度基本上由内部永磁体组件专门产生。
2.根据权利要求1所述的微型电声换能器，其中磁路还包括分别适于接纳第三和第四音圈部件的第三和第四气隙部分，其中第三气隙部分内的磁通量密度由内部永磁体组件产生的磁通量和外部永磁体组件产生的磁通量叠加产生，而第四气隙部分内的磁通量密度基本上由内部永磁体组件专门产生。
3.根据权利要求2所述的微型电声换能器，其中第一和第三气隙部分是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。
4.根据权利要求2或3所述的微型电声换能器，其中第二和第四气隙部分是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的气隙部分。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的微型电声换能器，其中第一和第三音圈部件是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的微型电声换能器，其中第二和第四音圈部件是以基本平行的方式布置的基本呈线性形状的音圈部件。
7.根据权利要求6所述的微型电声换能器，其中第一、第二、第三和第四音圈部件通过弯曲的桥接部分互连，从而形成基本呈矩形形状的音圈。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的微型电声换能器，其中内部和外部永磁体组件布置在可透磁轭状物的基本为平面的部分上。
9.根据权利要求8所述的微型电声换能器，其中可透磁轭状物包括第一和第二外部磁极片部分，所述第一和第二外部磁极片部分从可透磁轭状物的基本为平面的部分延伸。
10.根据权利要求9所述的微型电声换能器，其中第一和第二外部磁极片部分从可透磁轭状物的基本为平面的部分在基本垂直的方向上延伸。
11.根据权利要求2-10中任一项所述的微型电声换能器，其中磁路还包括分别布置在外部永磁体组件的第一和第二永磁体上的第一和第二外部磁极片。
12.根据权利要求11所述的微型电声换能器，其中第一和第二外部磁极片形成磁极片环的整体部分，所述磁极片环沿着第二和第四气隙部分布置在可透磁轭状物的第一和第二磁极片部分上。
13.根据权利要求12所述的微型电声换能器，其中振动膜附连到所述磁极片环上。
14.根据权利要求12或13所述的微型电声换能器，其中磁极片环形成换能器的外部壳体部分。
15.根据在前权利要求中任一项所述的微型电声换能器，其中内部永磁体组件包括布置在内部永磁体上的内部磁极片。
16.一种微型电声换能器，包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，其中磁路包括分别适于接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中第一气隙部分设置在内部磁性装置和第一外部磁性装置之间，而第二气隙部分设置在所述内部磁性装置和第一外部磁极片装置之间。
17.根据权利要求16所述的微型电声换能器，其中磁路还包括分别适于接纳第三和第四音圈部件的第三和第四气隙部分，其中第三气隙部分设置在所述内部磁性装置和第二外部磁性装置之间，而第四气隙部分设置在所述内部磁性装置和第二外部磁极片装置之间。
18.一种微型电声换能器，包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，其中磁路包括分别适于接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中作用在第一音圈部件上的磁通量由内部磁性装置和第一外部磁性装置联合提供，而作用在第二音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供。
19.根据权利要求18所述的微型电声换能器，其中磁路还包括分别适于接纳第三和第四音圈部件的第三和第四气隙部分，其中作用在第三音圈部件上的磁通量由所述内部磁性装置和第二外部磁性装置联合提供，而作用在第四音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供。
20.一种振动膜组件，包括：
悬挂构件，其包括由柔性环绕物环绕的中心部分；
活塞构件，其包括中心部分和第一环绕部分，活塞构件的中心部分操作地连接到悬挂构件的中心部分；和
音圈，其包括操作地连接到活塞构件的第一和第二音圈部件，其中第一音圈部件操作地连接到活塞构件的第一环绕部分，而第二音圈部件操作地连接到活塞构件的中心部分。
21.根据权利要求20所述的振动膜组件，其中活塞构件还包括第二环绕部分，而音圈还包括第三和第四音圈部件，其中第三音圈部件操作地连接到活塞构件的第二环绕部分，而第四音圈部件操作地连接到活塞构件的中心部分。
22.根据权利要求21所述的振动膜组件，其中活塞构件的第一和第二环绕部分与柔性环绕物的相应部分对准。
23.根据权利要求20或21所述的振动膜组件，其中第二和第四音圈部件经由设置在活塞构件的中心部分和相应的第二以及第四音圈部件之间设置的相应定距块而操作地连接到活塞构件的中心部分。
24.一种微型电声换能器，包括：磁路、振动膜和操作地连接到振动膜的音圈，磁路包括分别适于接纳第一和第二音圈部件的第一和第二气隙部分，其中作用在第一音圈部件上的磁通量由内部磁性装置和外部磁性装置联合提供，而作用在第二音圈部件上的磁通量基本上仅仅由所述内部磁性装置提供，其中内部磁性装置和外部磁性装置构造成使得第一气隙部分和第二气隙部分内的磁通量密度在强度上基本相等。
25.根据权利要求24所述的微型电声换能器，其中第一和第二气隙部分内的磁通量密度的强度之差小于20％，例如小于15％，例如小于10％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GONGDA EUROPE RESEARCH + DEVELOPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: PULSE HVT APS Effective date: 20111109 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20111109 Address after: Denmark Herlev Applicant after: Pulse Hvt APS Address before: Dane Horsens Applicant before: Pars HVT limited liability company |
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Effective date of registration: 20180613 Address after: No. 69, Longquan street, Fangzi District, Shandong, Weifang Patentee after: Shandong Gettop Acoustic Co.,Ltd. Address before: Denmark Herlev Patentee before: Pulse Hvt APS |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 261200 No. 68 Fengshan Road, Fangzi District, Weifang City, Shandong Province Patentee after: GONGDA ELECTROACOUSTIC Co.,Ltd. Address before: 261200 No. 69, Longquan street, Fangzi District, Shandong, Weifang Patentee before: SHANDONG GETTOP ACOUSTIC Co.,Ltd. |