CN103152678A

CN103152678A - 用于电动式扬声器的驱动器

Info

Publication number: CN103152678A
Application number: CN2013100730917A
Authority: CN
Inventors: 莫尔顿·克尔森·安德森; 普瑞本·奎斯特; 库尔特·索伦本
Original assignee: Shandong Gettop Acoustic Co Ltd
Current assignee: Shandong Gettop Acoustic Co Ltd
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2013-06-12
Also published as: EP2801217A4; WO2014134851A1; EP2801217A1; US20150365768A1

Abstract

本发明提供了一种用于电动式扬声器的驱动器，其包括：极板；位于极板上的磁体，所述磁体包括外磁体和内磁体；位于磁体上的磁极，所述磁极包括外磁极和内磁极；和位于由所述外磁体和所述内磁体以及所述外磁极和所述内磁极之间形成的空隙中的音圈；其中所述音圈的外周具有向内凹陷形状。

Description

用于电动式扬声器的驱动器

技术领域

本发明涉及扬声器，更具体而言，涉及用于驱动电动式扬声器的驱动器。

背景技术

扬声器是一种用于发送声波的装置，其中最常使用的是电动式扬声器。

电动式扬声器通常由三个系统构成：振动系统，包括锥形振膜或平板振动膜、定心支片等；驱动器，包括永磁体、导电磁板、中心柱等；和辅助系统，包括挠性悬架、线路板、前盖等。

电动式扬声器使用经由挠性悬架连接至刚性框或框架的轻质振动膜或锥形盆，所述刚性框或框架限制细金属箔线的音圈以沿轴向移动穿过圆柱形磁隙。当向音圈施加电流时，电流在音圈中产生磁场，从而形成可变磁体。音圈和驱动器的磁路系统相互作用，产生机械力，所述机械力使音圈（进而使所连接的锥形盆）前后移动，从而在来自放大器的施加电信号的控制下再现声音。

一种增加电动式扬声器输出的方法是提高工作电流，这通常通过降低常规扬声器中的音圈的阻抗或增加放大器的功率来实现。

然而，上述两种方法均存在加热线圈，从而为如何处理线圈以及与线圈紧密接触的其它部件的耐高温程度（超过150摄氏度）带来巨大的挑战。

因此，需要一种用于电动式扬声器的驱动器，所述驱动器能够增加扬声器的灵敏度且同时不加热线圈以及与线圈紧密接触的其它部件。

发明内容

鉴于上述需要，本发明人通过辛勤的工作进行了大量的研究，提供一种用于解决前述问题的有效方法，并据此做出了本发明。

相应地，本发明的一个目的是提供一种用于电动式扬声器的驱动器，所述驱动器能够在不增加电动式扬声器的功率水平的情况下增加扬声器的灵敏度。

下面将描述本发明的多个方面。

本发明的第一方面涉及一种用于电动式扬声器的驱动器，所述驱动器包括极板；位于极板上的磁体，所述磁体包括外磁体和内磁体；位于磁体上的磁极，所述磁极包括外磁极和内磁极；和位于由所述外磁体和所述内磁体以及所述外磁极和所述内磁极之间形成的空隙中的音圈，其特征在于，所述音圈具有其部分外周向内凹陷的形状。

在第一方面中，所述凹陷形状可以为H形状或S形状。

在第一方面中，所述凹陷形状可以为部分外周凹陷的不规则形状。

在第一方面中，在所述外磁体与所述内磁体之间形成的空隙可以为H形状或S形状或任意其它凹陷形状。

在第一方面中，在所述外磁极与所述外磁极之间形成的空隙可以为H形状或S形状或任意其它凹陷形状。

在第一方面中，所述空隙的形状可以与部分外周向内凹陷的不规则形状相对应。

在第一方面中，所述音圈可以被卷绕成突出形状，然后在固定器中进行后处理以形成H形状、S形状或者任意其它凹陷形状。

本发明的第二方面提供一种用于电动式扬声器的驱动器，其包括：极板；位于所述极板上的磁体，所述磁体包括两个外磁体；位于所述磁体上的磁极，所述磁极包括两个外磁极和一个内磁极；以及位于由所述两个外磁体之间以及所述两个外磁极和所述一个内磁极之间形成的空隙中的音圈；其特征在于，所述音圈具有其部分外周向内凹陷的形状。

在第二方面中，所述凹陷形状可以为H形状或S形状。

在第二方面中，所述凹陷形状可以为其部分外周向内凹陷的不规则形状。

本发明的第三方面提供一种用于电动式扬声器的驱动器，其包括：极板；位于所述极板上的内磁体；位于所述内磁体上的磁极，所述磁极包括一个内磁极和多个外磁极；以及位于由所述一个内磁极和所述多个外磁极之间形成的空隙中的音圈；其特征在于，所述音圈具有其部分外周向内凹陷的形状。

在第三方面中，所述凹陷形状可以为H形状或S形状。

在第三方面中，所述凹陷形状可以为其部分外周向内凹陷的不规则形状。

本发明的第四方面提供一种扬声器，所述扬声器具有根据所述第一、第二和第三方面中任一方面的驱动器。

在第四方面中，所述扬声器还可以包括位于所述极板、所述磁体和所述磁极周围的框。

在第四方面中，所述扬声器还可以包括位于所述框的上边缘上并与所述框接合的前盖。

在第四方面中，所述扬声器还可以包括环形的挠性悬架，其外缘固定在所述框与所述前盖之间。

在第四方面中，所述扬声器还可以包括位于所述音圈上方并且其外周与所述挠性悬架的内边缘连接的振膜。

在第四方面中，所述扬声器的灵敏度比配有突出形状的音圈的扬声器高至少0.5dB，优选高至少1dB，更优选高至少2dB。所述突出形状例如为圆形、椭圆形、赛场跑道形状或任意其它突出的形状。

音圈的材料不做具体限制，只要其适用于扬声器即可。音圈的非限制性实例包括例如Cu（铜）和CCA（覆有铜的铝）、Al（铝）等。也可以使用其它材料。

例如，在所述后处理中使用的固定器可以具有移动的部件。或者，在后处理期间进行加热（利用热空气或者烘箱加热）。

本发明的前述方面实现了以下优点。

通过采用具有凹陷形状的音圈，驱动器中的音圈的长度可以增加，从而为本发明的电动式扬声器提供了增加灵敏度且同时不增加其功率的优点。这将不再需要增加驱动器的工作电流，因此有效地避免了由于降低电阻而导致线圈加热的缺点，否则，线圈加热会对温度升高后的工作稳定性带来巨大的挑战。

另外，由于使用具有凹陷形状的音圈来代替现有技术中常规使用的突出形状的音圈，所以根据本发明的电动式扬声器还具有如下额外的优点：

1）为将音圈粘合到声辐射板提供了更大的接触面积，从而允许使用更薄（更轻）的声辐射板来提高其灵敏度；

2）为基于2个或更多磁体的磁体系统的粘合提供了更大的接触面积，从而增加了跌落测试的可靠性；以及

3）提供了更大的音圈周长，从而使冷却效果增加，由此降低工作温度。

附图说明

以下将参考附图描述本发明的示例性实施方案，从这些描述中本发明的特征、优点和技术以及工业意义将变得更为明显。其中：

图1是根据本发明的驱动器的一个实例的截面视图；

图2是根据本发明第一实施方案的具有H形音圈的磁系统的截面视图；

图3是根据本发明第一实施方案的具有H形音圈的扬声器的分解视图；

图4是根据第一实施方案的用于形成H形音圈的过程以及在扬声器内采用相同表面积的现有技术矩形音圈的比较图示；

图5是根据本发明第二实施方案的具有S形音圈的驱动器的磁系统的截面图；

图6是根据本发明第二实施方案的具有S形音圈的驱动器的分解视图；

图7是根据第二实施方案的用于形成S形音圈的过程以及在扬声器框内采用相同表面积的现有技术矩形音圈的比较图示。

本文所列举的示例仅仅是为了举例说明本发明的示例性实施方案，而不应被视为以任何方式来限制本发明的范围。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本文公开的实施方案无意于穷举或将本发明限制于以下详细描述中所公开的具体形式。相反，选择和描述这些实施方案的目的仅仅是为使本领域的普通技术人员能够实施本发明。

下面将详细描述用于电动式扬声器的驱动器的实施方案。

第一实施方案

本实施方案提供一种具有H形音圈、用于电动式扬声器的驱动器。

下面结合图2-4来描述第一实施方案。图2是根据本发明第一实施方案的具有H形音圈的磁系统的截面图。图3是在根据本发明第一实施方案的H型驱动器中具有H形音圈的扬声器的分解视图。

首先，参考图3，其提供一种电动式扬声器，所述扬声器包括：极板1；设置在极板1上的磁体2，所述磁体2包括外磁体2a和内磁体2b；设置在所述磁体2上的磁极3，所述磁极3包括外磁极3a和内磁极3b；设置在所述极板1、所述磁体2和所述磁极3周围的框4；设置在所述框4的上边缘上并与所述框4接合的前盖5；环形的挠性悬架（或铰链）6，其外缘固定在所述框4与所述前盖5之间；设置在由外磁体2a和内磁体2b以及外磁极3a和内磁极3b之间形成的空隙中的音圈7；以及设置在所述音圈7上并且其外周与所述挠性悬架（或铰链）6的内边缘连接的振膜8。所述音圈7具有H形状。

音圈7连接至刚性振膜8，振膜8在其周边连接至挠性悬架（或铰链）6，从而使得振膜8能够上下移动，由此产生声压。推动振膜8上下移动的力来自音圈7，所述音圈7位于磁系统中的空隙中的磁场中。当电流流过音圈的线圈中时，产生所述力。该电流来自传输信号（语音和音乐）的电子放大器（未示出）。

现在参考图4，其示意性示出用于制造H形音圈的过程。例如，H形音圈可以通过卷绕形成矩形音圈，然后在固定器（未示出）上进行后处理来获得。例如，所述后处理可以包括使矩形音圈在其周边的一部分凹陷。所述凹陷的部分可以位于矩形音圈的长边中部。作为一个替代方案，所述凹陷的部分也可以位于所述矩形音圈的短边中部，如图4中的下图所示的。

或者，所述凹陷的部分也可以形成在矩形音圈的长边或短边的其它位置处，只要其具有凹陷形状即可。所述凹陷的部分可以形成为半矩形的形状，如图4所示的，或者，也可以形成为半圆形形状或其它不规则形状。

另外，所述音圈也可以由初始形状为例如圆形、椭圆形、赛场跑道形状或任意其它突出的形状的音圈来制成。

在第一实施方案中，提供了一种使用H形音圈、用于扬声器的驱动器。由于采用具有所述H形状的音圈，相应地，例如，与初始的矩形音圈相比，所述音圈的有效长度增加了至少5%、优选至少10%、优选至少20%、优选至少30%、优选至少40%、优选至少50%、优选至少60%、优选至少70%、优选至少80%、优选至少90%、优选至少100%、优选至少200%，甚至可以为初始矩形音圈的长度的数倍，并且不会增加驱动器的面积。因此，可以显著提高扬声器的灵敏度，且同时不增加扬声器的功率水平。

第二实施方案

下面将参考图5、6和7描述与第一实施方案类似的第二实施方案。

在第二实施方案中提供的驱动器与第一实施方案中提供的驱动器的不同之处在于其包括S形音圈，如图5所示的。

参考图6，根据第二实施方案的用于电动式扬声器的驱动器包括极板1；设置在极板1上的内磁体2b，其包括两个外磁体2a；设置在磁体上的磁极3b，其包括两个外磁极3a；设置在外磁体2a和内磁体2b之间以及外磁极3a和内磁极3b之间形成的空隙中的音圈7，其中所述音圈7具有S形状。

现在参考图7，其示意性示出用于制造S形音圈的过程。例如，S形音圈可以通过首先卷绕形成矩形音圈，然后在固定器（未示出）上进行后处理来获得。例如，所述后处理可以包括使矩形音圈在其周边的一部分凹陷。所述凹陷的部分可以位于矩形音圈的长边中部。作为一个替代方案，所述凹陷的部分也可以位于所述矩形音圈的短边中部，如图4中的下图所示的。

或者，所述凹陷的部分也可以形成在矩形音圈的长边或短边的其它位置处，只要其具有凹陷形状即可。所述凹陷的部分可以形成为半圆形的形状，如图7所示的，或者，也可以形成为半矩形形状或不规则形状。

在第二实施方案中，提供了一种使用S形音圈、用于扬声器的驱动器。由于采用具有所述S形状的音圈，相应地，与初始的矩形音圈相比，所述音圈的有效长度增加了至少5%、优选至少10%、优选至少20%、优选至少30%、优选至少40%、优选至少50%、优选至少60%、优选至少70%、优选至少80%、优选至少90%、优选至少100%、优选至少200%，甚至可以为初始矩形音圈的长度的数倍。因此，可以显著提高扬声器的灵敏度，而不增加扬声器的功率水平。

实施例1：评价相对于现有技术的矩形音圈扬声器的灵敏度增加

下面将提供一个实施例，以举例说明本发明的效果，而非将本发明限制于此。

具体而言，通过如下方式制造S形铜质音圈：首先将一根铜丝卷绕成矩形形状，然后在固定器上进行后处理以形成S形音圈。

将所述S形音圈设置在如第二实施方案中所提供的电动式扬声器中，并且测量并按如下方式计算由此获得的扬声器的灵敏度。

磁系统假设/计算：

具有“推/拉”磁系统的“标准”11×15×3.5mm扬声器：在推/拉磁路系统中的B场：0.72T（模拟），假定S形磁系统具有相同的B场（尽管空隙长度较长）。这是因为外磁体较大。需要进行模拟以进行确认。

音圈计算：

由于“I”（音圈长度）较长，所以灵敏度增加：42.5mm/31.4mm = 1.354gg →2.63dB；

移动质量计算：

1. 现有矩形音圈的移动质量

由于移动质量引起的灵敏度变化：

对比例（矩形）的扬声器移动质量：

音圈：21mg

振动板：20mg

硅橡胶悬架（铰链）、胶粘剂等：26mg

总计：67mg

2. 本发明的S形音圈的移动质量：

音圈：28.4mg

振动板：15mg

硅橡胶悬架（铰链）、胶粘剂等：26mg

总计：69.4mg

灵敏度损失：67mg/69.4mg = 0.965 → -0.3dB。

因此，本发明的扬声器的灵敏度净增：2.63dB - 0.3dB = 2.33dB

由此可见，与使用现有的矩形音圈的电动式扬声器相比，通过使用根据本发明的S形音圈，所获得的电动式扬声器的灵敏度增加了约2.33dB，且其移动质量以及驱动器的面积等基本上没有发生变化。

本文记载的所有实施例和条件性语言意在用于教导目的，以帮助读者理解本发明和由本发明人在促进本领域方面做出贡献的概念，并且应当被解释为不限于这些具体记载的实施例和条件。在说明书中这些实施例的组织也不涉及本发明优点或缺点的显示。尽管已经详细描述了本发明的实施方案，但是应当理解，可以在不脱离本发明精神和范围的情况下对其进行各种变化、替代、和改变。

Claims

1.一种用于电动式扬声器的驱动器，其包括：

极板；

位于所述极板上的磁体，所述磁体包括外磁体和内磁体；

位于所述磁体上的磁极，所述磁极包括外磁极和内磁极；以及

位于由所述外磁体和所述内磁体以及所述外磁极和所述内磁极之间形成的空隙中的音圈；

其特征在于，所述音圈具有其部分外周向内凹陷的形状。

2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于所述凹陷形状为H形状或S形状。

3.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于所述凹陷形状为其部分外周向内凹陷的不规则形状。

4.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于所述外磁体与所述内磁体之间形成的空隙为H形状或S形状。

5.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于在所述外磁极与所述外磁极之间形成的空隙为H形状或S形状。

6.根据权利要求3所述的驱动器，其特征在于在所述外磁体与所述内磁体之间形成的空隙的形状与所述部分外周向内凹陷的不规则形状对应。

7.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于将所述音圈卷绕成突出形状，然后在固定器中进行后处理以形成H形状、S形状或者任意其它的凹陷形状。

8.一种用于电动式扬声器的驱动器，其包括：

极板；

位于所述极板上的磁体，所述磁体包括两个外磁体；

位于所述磁体上的磁极，所述磁极包括两个外磁极和一个内磁极；以及

位于所述两个外磁体之间以及所述两个外磁极和所述一个内磁极之间形成的空隙中的音圈；

其特征在于，所述音圈具有其部分外周向内凹陷的形状。

9.根据权利要求8所述的驱动器，其特征在于所述凹陷形状为H形状或S形状。

10.根据权利要求8所述的驱动器，其特征在于所述凹陷形状为其部分外周凹陷的不规则形状。

11.一种用于电动式扬声器的驱动器，其包括：

极板；

位于所述极板上的内磁体；

位于所述内磁体上的磁极，所述磁极包括一个内磁极和多个外磁极；以及

位于由所述内磁极和所述外磁极之间形成的空隙中的音圈；

其特征在于，所述音圈具有其部分外周向内凹陷的形状。

12.根据权利要求11所述的驱动器，其特征在于所述凹陷形状为H形状或S形状。

13.根据权利要求11所述的驱动器，其特征在于所述凹陷形状为其部分外周向内凹陷的不规则形状。

14.一种扬声器，其包括根据权利要求1-13中任一项所述的驱动器。

15.根据权利要求14所述的扬声器，其特征在于还包括位于所述极板、所述磁体和所述磁极周围的框。

16.根据权利要求15所述的扬声器，其特征在于还包括位于所述框的上边缘上并与所述框接合的前盖。

17.根据权利要求16所述的扬声器，其特征在于还包括环形的挠性悬架，其外缘固定在所述框与所述前盖之间。

18.根据权利要求17所述的扬声器，其特征在于还包括位于所述音圈上并且其外周与所述挠性悬架的内边缘连接的振膜。

19.根据权利要求14-18中任一项所述的扬声器，其特征在于所述扬声器的灵敏度比配有突出形状的音圈的扬声器高至少0.5dB。

20.根据权利要求19中任一项所述的扬声器，其特征在于，所述扬声器的灵敏度比配有突出形状的音圈的扬声器高至少1dB。

21.根据权利要求20中任一项所述的扬声器，其特征在于所述扬声器的灵敏度比配有突出形状的音圈的扬声器高至少2dB。