CN102301745A - 运动部件及具有该运动部件的电-动力转换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运动部件及具有该运动部件的电-动力转换器。本发明涉及电-动力转换器的运动部件（1），包括至少一个心轴（2），该心轴（2）支撑一卷至少一根绕成线圈的导线（3），其特征在于，所述心轴（2）包括至少一个第一元件，该第一元件刚性地连接于至少一个第二元件（5）内，所述第二元件用于在所述转换器内引导该运动部件（1），所述第一元件（4）构成所述绕成线圈（3）的绕组支撑物，以便线圈被置于所述心轴（2）内，所述第一元件也构成振动发射装置例如振动膜，所述振动由所述绕成线圈的导线（3）中的电流感生的所述线圈的移动产生。本发明还涉及包括该运动部件（1）的电-动力转换器。

Description

运动部件及具有该运动部件的电 - 动力转换器

技术领域

本发明涉及机电领域。

本发明将尤其，但不是限制性地，适用于电-动力转换器领域。

这些电-动力转换器通常被用作扬声器、地音探听器以及麦克风。

本发明涉及用于电-动力转换器的运动部件，该运动部件包括至少一个支撑一卷至少一根绕成线圈的导线的心轴。

背景技术

已知地，电-动力转换器包括通常由绕心轴缠绕的铜或铝线线圈形成的运动部件，所述心轴由轻的柔性材料制成，所述轻的柔性材料例如是铝纸或酰亚胺基聚合物膜，例如“KAPTON®”。进一步地，在扬声器的框架内，运动部件包括连接于其心轴端部的振动膜，该振动膜通常被称作“隔膜”。所述心轴用作所述线圈的导线的支撑物，为圆管形。包括线圈和心轴的单元在所述线圈的轴向方向上可运动地安装在称作“间隙”的空间内，该“间隙”有永磁场穿过，从而当电流通过所述线圈的导线时，所述心轴在所述间隙内运动。换言之，该系统允许将电流转化为机械能，或者反之亦然。

应当注意的是所述永磁场由磁体产生。

运动部件的移动引起所述振动膜的振动，根据流过过所述线圈的电流产生声波。

特别的是，运动部件在导鞘的内部振动。所述导鞘是圆柱形的，围绕所述运动部件的部分且在所述导鞘内部产生所述磁场。技术的发展倾向于提高所述运动部件动力学效率和性能。

因此，心轴和振动膜由尽可能最轻和最薄的材料制成且与之一致地成形。也就是说，心轴为中部为空的圆柱形的形式，心轴的外围上被缠绕着所述线圈的导线。

心轴和振动膜的重量的减少经常导致他们的刚性的降低；该刚性的降低可能导致扬声器的通带中的简正振动模式。这些简正模式产生非线性，该非线性影响电-动力转换器的频率响应。这些非线性产生谐波的和非谐波的声音失真，当听到时特别令人不快。

此外，在声学上没有被复原的简正模式的能量在运动部件的激励过程中被存储，然后当激励停止时即被复原，引起拖尾现象，导致所产生的声音的质量受损。

为了提高效率，采用了更轻而且更加刚性的材料。与之前为提高效率所考虑的方案相反，为了更有效地预防简正模式，一些部分也较厚，以便增加他们的刚性，因此更重。

根据用于运动部件的移动的引导，支撑线圈的心轴的设计经常导致长的中空部件，该长的中空部件一方面产生额外的重量，另一方面在电-动力转换器的通带中具有简正振动模式。

此外，该心轴的高度激励可能引起其变形，大大地改变其寿命和性能。

在JP 2001 359193中描述了已知的解决方案，该申请涉及用于电-动力转换器的运动部件，该运动部件一方面包括构成发射装置的振动膜，另一方面包括构成线圈支撑物的由两部分组成的构件。该线圈通过所述构件将其振动传递给振动膜，然后该构件用作传递所述线圈振动的管。由于其形状和其定位，该管不发射任何有用的声波，因为其在移动过程中“分割”空气，但是另一方面，该管产生寄生振荡，且作为连接线圈与振动膜的管，该管具有其特有的振动模式。只有振动膜使空气在该部件内运动。因此，心轴仅仅用作支撑物且根本不发射。此运动部件属于控制但并不能消除线圈的支撑物的简正振动模式的现有技术尝试。

另一个文件，US 6587570，描述了具有支撑振动膜且具有寄生简正振动模式的管的类似系统。

在US 5 647 014中描述了另一个方案，该方案涉及包括管的运动部件，该管在外围处将线圈封入槽内。所述管不包括任何发射装置且仅用作线圈的支撑物。

这些装置因此不完全令人满意且不允许避免寄生振动。

发明内容

本发明的目的是通过提供用于电-动力转换器的尺寸减小的运动部件的制造应对现有技术的缺点，该运动部件允许减少或消除通带中的简正模式的影响，同时保证在与移动轴一致的方向上的最佳的引导。

为此，本发明的目标是用于电-动力转换器的运动部件。

该运动部件包括至少一个心轴，该心轴支撑一卷至少一根绕成线圈的导线。特别地，所述心轴包括至少一个第一构件，该第一构件在内部与至少一个用于在所述转换器内引导该运动部件的第二构件构成整体，所述第一构件一方面构成所述一卷绕成线圈的导线的支撑物，以便该线圈被置于所述心轴内，且另一方面构成发射振动的装置，例如振动膜，所述振动由所述绕成线圈的导线中的电流感生的该线圈的移动产生。

所述心轴有利地具有允许直接发射振动的发射表面。中心构件也提高了心轴的总体刚性，因此允许使用更轻的材料。

当应用在扬声器内时，所述运动部件允许提高此声学装置的线性。它也允许省略外部隔膜的形式的传统的振动膜。

此外，将线圈封入心轴内允许将由线圈移动产生的力直接传递至心轴。尤其是，也用作发射表面的支撑构件完全像线圈一样振动，这使得响应的线性提高。

换言之，根据本发明，已知的用作线圈的支撑物的心轴，现在仅是引导运动部件的构件。

因此，根据本发明的运动部件拥有被推到所述电-动力转换器的通带的极限之外的简正模式。

此外，根据本发明，线圈与形成心轴的2个构件的接触改善了线圈在其激励过程中的散热，因此限制了温度升高以及因此有利于避免由电-动力转换器发出的声音的压缩现象。

因此，线圈将它的力直接传递给支撑绕组的第一构件，该第一构件具有振动发射特性，该第一构件通过其振动，即通过其发射表面，产生声波。此外，该构件也能用作，于是在引导构件内部缠绕，并且因此，在该心轴内部缠绕的线圈的支撑物。因此发射表面的响应与线圈的相同，接近完美的线性。

本发明还涉及一种包括所述运动部件的电-动力转换器，即例如扬声器的转换器。

附图说明

通过接下来对本发明的非限制性实施例的详细描述，本发明另外的特征和优点将变得清晰。参考附图本说明书将得到更好的理解，其中：

图1为根据本发明的运动部件的实施例的纵向截面图；

图2为根据另一个实施例的与图1类似的视图；以及

图3为沿轴A-A’的图1的横向截面图。

具体实施方式

本发明涉及运动部件1以及具有所述运动部件的电-动力转换器。

参考图1，所述运动部件1包括至少一个心轴2，该心轴2支撑一卷至少一根绕成线圈的导线3。特别地，所述心轴2由一个或数个构件构成，所述构件可以是管的形式，在其整个或部分长度或横截面部分中空的管，或所述构件可以是杆的形式，即圆柱形杆。该心轴的目的是容纳缠绕形成线圈的一根或数根导线3。

所述心轴2包括至少一个用于缠绕所述绕成线圈的导线3的第一构件4，所述第一构件4与至少一个用于在所述转换器内引导运动部件1的第二构件5构成整体。换言之，所述线圈位于所述心轴2内，由第一构件4支撑并被第二构件5包围。

有利地，本发明的特征在于使所述线圈特别地与支撑构件4构成整体，从而使线圈将其力直接地且无中间媒介地传递给所述支撑构件4。

进一步地，根据在图1和图2中示出的实施例，所述绕成线圈的导线3可以在至少一个槽6内缠绕。所述槽被设置在所述第一构件4的外围，即设置在所述第一构件4的外围边缘7的水平。

应当注意的是，若干槽6可以在所述第一构件4的边缘7的全部或部分上延伸，以便每个槽容纳一根或若干根绕成线圈的导线3.

如上所述，应当注意的是第二构件5构成在扬声器内引导运动部件1的装置。

在这一方面，所述第二构件5可以由刚性且轻的材料制成，例如由碳纤维或玻璃纤维制成。

此外，根据非限制性的实施例，第二构件5的引导可以通过形成铁磁流体密封件8的铁磁液体发生。

该密封件8可以在图2中看出，并被设置固定在所述第二构件5的外壁水平。然后每个密封件8可以具有围绕所述第二构件5的环形，即围绕该第二构件5。

根据优选的和必要的实施例，所述第一构件4构成发射由线圈移动产生的振动的装置，所述移动通过绕成线圈的导线3内的电流感生。

通过将所述支撑构件4的表面用作引导构件缠绕的发射表面，不再像以前一样通过中间部件而是直接产生推力，因此最小化损耗和摩擦力。因此能看到本发明允许将简正模式向后推到所述电-动力转换器的通带的极限外。

此外，支撑部件4的发射表面至少部分地由与心轴2的轴线正交地延伸的表面构成。换言之，该发射表面与平行于扬声器的轴线的平移运动一致地运动。换言之，该发射表面至少部分地由所述第一支撑构件4的顶面构成。因此，所述顶面成为可发射声音振动的，如同振动膜一样。

应当注意的是，所述支撑发射构件4可以制成刚性、厚重且轻，由多层复合体形成，例如由碳泡沫形成。

根据优选实施例，所述第一构件4可以由三层复合材料形成，即由中心延伸有具有蜂窝状结构的薄膜的两个碳层构成。该蜂窝状结构的薄膜能够被任何种类的用于设计三层材料的多孔材料替代，例如能够被ROHACELL®泡沫替代。

因此线圈支撑-发射构件由厚重的块构成，即由多层块构成，从而其尽可能地刚性，使得其简正频率尽可能地高，同时保持尽可能地轻，以便提高效率。

有利地，所述第二构件5由至少一个管构成。而第一构件4可以是厚重的，由杆或封闭第二构件5的管的横截面的表面形成。

更特别地，所述第一构件4可以由封闭所述第二构件5的整个内横截面的表面形成。进一步地，如上所述，该封闭表面可以构成发射表面，产生声波。

根据如图3所示的非限制性的实施例，第一构件4在内部与第二构件5构成整体。第一构件4和第二构件5具有相同的圆形的横截面。第二构件5然后形成旋转圆柱体的形状，同时第一构件4为圆盘形。该圆盘尤其在图1和图2中可见。

如上所述，所述圆盘和所述管优选地为圆柱形，带有圆形底座。根据另一个实施例，圆盘的底座可以是多边形的，即长方体的，而管的底座保持圆形。因此，所述管的内部空间具有容纳所述圆盘的多边形横截面。

在这方面，所述管具有与所述圆盘的横截面互补的横截面，从而包围所述第一构件4以及绕第一构件4的所述绕成线圈的导线3。

应当注意的是，在第二构件5的管的内部插入第一构件4的圆盘允许显著增加第二构件5的刚性，因此，增加了心轴2和运动部件1构成的单元的刚性，由此，简正模式的频率增加。

特别地，所述圆盘和所述管与线圈接触。因此管的内表面与支撑-发射构件4的形状匹配。第一构件4和第二构件5与线圈接触以便在线圈激励过程中完美地引导线圈释放的热，这允许线圈保持合理的工作温度，从而避免由电-动力转换器发出的声音的压缩现象。

应当注意的是，通过适合的固紧方式，即通过粘合，第一构件4和第二构件5可以在所述第一构件4的外围边缘7的水平彼此构成整体。因此，线圈在所述边缘7的水平，即在圆盘的槽6内被夹住，因此改善了线圈的运动到支撑构件4的传递，然后，支撑构件4，通过线圈的激励的运动的直接传递，发射振动，即变成声辐射源，使空气运动，以便生成声波。

因此，已经刚性的支撑构件4被置于引导构件5内，引导构件5单独具有必定恼人的简正模式。但是，引导构件5粘合于支撑构件4增加了它的简正频率。形成心轴2的两个构件4和5构成的单元构成了简正频率在扬声器的通带之外的运动部件1。

有利地，所述圆盘的底座中的至少一个为平的、凸的或凹的。根据各实施例，上底座9可以设计为平的、凸的或凹的，而下底座10不受限制地为平的、凸的或凹的。平面度也可以一致或有所区别。根据图2中所示的实施例，上底座9为平的且下底座10为凹的。

如上所述，这些底座表面的各种形状基本上在一个或若干个正交于心轴2的轴线的平面上延伸。

进一步地，为了加固支撑-发射构件4以及增加它的刚性，其至少一个底座用涂覆材料11处理。该材料11可由复合材料形成，即由清漆或塑料薄膜形成，甚至由碳纤维形成。取决于所用的材料，在所述第一构件4的至少一个底座的外表面的该涂覆材料11能够提供对任何种类的流体（即空气）的不渗透性。图2的实施例显示了覆盖有该材料11的顶面9。

本发明还涉及一种电-动力转换器，即例如扬声器，该电-动力转换器包括至少一个如上所述的运动部件1。

具有根据本发明的运动部件的电-动力转换器具有如上所述的相同的特征。

在本发明落入的背景中，由于电-动力转换器的框架，由运动部件1产生的声波能够被引导。

本发明在心轴2内装入线圈，允许将由线圈的移动导致的力直接传递给心轴2，尤其是传递到线圈的第一支撑构件4。

有利地，例如所述振动膜中的至少一个，将心轴2变形为运动部件1，内部具有振动膜。因此本发明允许省略隔膜的形式的外部振动膜。本发明的一个主要目标是发射表面的响应尽可能地与线圈的性能一致。

此外，根据本发明，线圈与形成心轴2的两个构件4和5的接触改善了线圈在其激励过程中的散热，因此限制了其温度升高，并且因此有利于避免由电-动力转换器发出的声音的压缩现象。

最后，本发明提供了运动部件1更好的刚性，同时保持材料尽可能轻，这导致简正模式的频率升高。

当然，本发明不限于上面所显示和描述的例子，本发明可以有不脱离本发明框架的变形和修改，尤其是根据本发明的运动部件1将可用于任何类型的设备中，并非限制性地结合到即例如扬声器、地音探听器以及麦克风的电-动力转换器中。

Claims (8)

1. 用于电-动力转换器的运动部件（1），包括至少一个心轴（2），该心轴（2）支撑一卷至少一根绕成线圈的导线（3），其中，所述心轴（2）包括至少一个第一构件（4），所述第一构件在内部与至少一个用于在所述转换器内引导该运动部件（1）的第二构件（5）构成整体，所述第一构件（4）一方面构成一圈所述绕成线圈的导线（3）的支撑物，以便该线圈被置于所述心轴（2）内，且另一方面构成发射振动的装置，例如振动膜，所述振动由所述绕成线圈的导线（3）中的电流感生的所述线圈的移动产生。

2. 如权利要求1所述的运动部件（1），其中，所述发射装置至少部分地由所述第一构件（4）的表面形成。

3. 根据上述权利要求中的任何一个所述的运动部件（1），其中，所述第一构件（4）包括至少一个具有圆形底座的圆柱形圆盘，而所述第二构件（5）由至少一个具有与所述圆盘的横截面互补的横截面的管形成，以围绕所述第一构件（4）以及绕第一构件（4）的所述绕成线圈的导线（3）。

4. 根据权利要求3所述的运动部件（1），其中，所述圆盘包括至少一个用于所述一圈所述绕成线圈的导线（3）的槽（6），所述槽（6）设置在所述第一构件（4）的外围边缘中。

5. 根据权利要求3或4中的任何一个所述的运动部件（1），其中，所述圆盘和所述管与所述绕成线圈的导线（3）接触。

6. 根据上述权利要求中的任何一个所述的运动部件（1），其中，所述第一构件（4）的底座中的至少一个设计为平的、凸的或凹的。

7. 根据上述的权利要求中的任何一个所述的运动部件，其中，所述第一构件（4）的底座中的至少一个用涂覆材料处理。

8. 电-动力转换器，即例如扬声器，包括至少一个根据上述的权利要求中的任何一个的运动部件（1）。

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