專利名稱：具有定心裝置的振動器式換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于工業(yè)發(fā)明的本專利申請涉及一種振動器式或勵磁器式的磁動態(tài)換能器，該換能器具有改進的移動線圈的定心系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
參考圖1，公開了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁動態(tài)換能器。該換能器包括一個磁性單元，一般用數(shù)字(1)表示。磁性單元(1)包括永磁體C3)，通常是鐵氧體，該永磁體為環(huán)形，設(shè)置在第一極板 ⑵和第二極板⑷之間。第二極板⑷是與永磁體(3)類似的環(huán)形；第一極板⑵具有極心(20)，適于留有一定間隙地插入到磁體和第二極板的孔中，這樣就形成了一個環(huán)形空間， 稱之為氣隙(5)。雖然在附圖中說明了環(huán)形磁體(3)(通常是鐵氧體)，但是如現(xiàn)有技術(shù)中所公開的那樣，磁性單元(1)也可以是設(shè)置在極心00)的碟形磁體(通常為釹)中。術(shù)語“第一極板( ，，和“第二極板(4)，，指的是任意元件，該元件設(shè)置在磁體的任意一側(cè)。因此如本領(lǐng)域眾所周知的，第一極板( 也可以為杯形的形狀，第二極板(4)可具有碟形的形狀。任何情況下，磁性單元(1)必須能夠產(chǎn)生環(huán)形的氣隙(5)。音圈(6)包括一個空的圓柱形支撐體(61)，其上纏有繞組(60)。音圈(6)設(shè)置于第一極板的極心00)上，以在氣隙(5)中軸向地移動。極為重要的是，音圈(6)在氣隙(5)中能夠完美地定心，從而不會與極心(20)、第二上板(4)和磁體(3)相接觸。合適的定心系統(tǒng)(8)提供用于音圈(6)的定心。定心系統(tǒng)的功能是保證在氣隙內(nèi)側(cè)的線圈的軸向移動，從而避免由于機械干擾而帶來的噪音。在下文中，相同的元件或與已經(jīng)描述過的元件相應(yīng)的元件使用相同的數(shù)字標(biāo)記， 并省略對它們的詳細描述。最近，具有剛性主體的磁動態(tài)換能器的專利申請變得越來越流行，所述磁動態(tài)換能器進行振動以產(chǎn)生聲音。這種類型的聲音擴散器通常稱之為振動器或者勵磁器。與揚聲器不同，在振動器中，線圈保持不動，磁性單元沿軸向移動，從而將能量傳遞給將要振動的表面。由于沒有薄膜，其也可以做為定心裝置，振動器已經(jīng)由于保持音圈與相對移動的磁性單元配合而產(chǎn)生的問題所損壞。事實上定心裝置本身不能迫使磁性單元在平行于換能器的軸向上移動，因此對于音圈的額外錨定是必要的。這個缺陷在專利US 5，424，592中至少部分地被解決了，該專利公開了一個磁動態(tài)換能器的特殊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的換能器本質(zhì)上是不同的。事實上，音圈設(shè)有一個上端，其從第一上極板的上部位置突出，還設(shè)有一個下端，其通過下極板，以從下極板的下部位置突出。因此，第一定心元件固定到位于上極板之上的音圈上，第二定心元件固定到下極板下面的音圈上。每個定心元件是由合成材料制成的盤形，其具有多個螺旋形的開口，以增加靈活性。很明顯可以看出，雖然能夠保證在音圈和移動的磁體系統(tǒng)之間良好的定心，但是這樣的一個解決方案在結(jié)構(gòu)上是復(fù)雜的，這是因為音圈必須由串聯(lián)連接的兩部分構(gòu)成，其中一部分以順時針方向纏繞，而另一部分以逆時針方向纏繞，這樣從上、下極板徑向出來的具有相反方向的磁感應(yīng)能夠提供疊加的作用力。WO 2006/055801公開了一種傳統(tǒng)的揚聲器，其中定心元件是注模的并且是揚聲器盆架的一個集成部分。相對垂直于定心元件的軸，輻為波浪狀。GB 2392795和JP 09275598公開了傳統(tǒng)的具有定心元件的揚聲器，該揚聲器包括弧形連接的一個內(nèi)環(huán)和一個外環(huán)，不是平面的輻。外環(huán)具有與輻基本相同的厚度。眾所周知，由于移動系統(tǒng)(薄膜-線圈)相對較輕，傳統(tǒng)揚聲器的定心元件必須具有高易拉伸性。因此，由于下面的原因，這樣一個定心元件不能夠用于振動器中-易拉伸性太大，-為了最小化體積，沒有平面展開，-對于操作來說需要相對大的尺寸，然而小型化是振動器的要求。US 6965679公開了一種振動器式的揚聲器，該揚聲器設(shè)有兩個定心元件，該定心元件由已知類型的樹脂(spiders)處理過的纖維制成。DE 2132018公開了一種振動器式揚聲器，該揚聲器將一個磁動態(tài)單元(移動線圈和磁性電路)直接連接到表面上，而不使用彈性元件。由于沒有彈性元件，所以通過直接的剛性連接，將傳遞的振動限定在一個頻段中，由于缺少該彈性元件導(dǎo)致慣性器件的共振頻率降低。必須注意，在尋找一種能夠保證在操作期間線圈與磁性電路保持氣隙同軸的軸向運動的解決方案時，振動器/勵磁器的設(shè)計會遇到更多的困難。明顯地，這樣的一個特征一定是隨著時間而保持下來，并且由于上述原因，彈性定心系統(tǒng)在繁重的操作期間不能彎曲。因為上述原因，由經(jīng)過熱固樹脂處理過的纖維制成的傳統(tǒng)的定心系統(tǒng)在承受彎曲方面不適合使用，特別是在它們必須控制相對重的質(zhì)量。在傳統(tǒng)的揚聲器中，彈性約束的兩個間隔的點在定心元件和揚聲器的膜的周圍懸掛的環(huán)形邊緣上。相反，在不具有膜的振動器中，兩個約束點必須以定心元件的方式制作。在市面上可以得到只具有一個定心元件的振動器，因為他們不能保證軸向移動， 所以在保持線圈定心于氣隙中具有很明顯的問題。對于振動器來說，保證軸向移動的問題是很重要的，由于將要控制的質(zhì)量比揚聲器高得多。假設(shè)系統(tǒng)的共振頻率依賴于質(zhì)量(Kg)和易拉伸性(m/N)的乘積的平方根的倒數(shù)， 可以明顯看出在系統(tǒng)相同的頻率下，較高質(zhì)量需要與具有較低易拉伸性(更剛性的)的彈簧連接，反之亦然。因此，在振動器/勵磁器具有相對低的易拉伸性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種振動器式換能器，該換能器設(shè)有合適的音圈的定心系統(tǒng)，其易于生產(chǎn)并且制造成本便宜，除了穩(wěn)定性和可重復(fù)生產(chǎn)以外，還能夠滿足技術(shù)功能上的要求。該目的根據(jù)后附的本發(fā)明的獨立權(quán)利要求1描述的特征能夠?qū)崿F(xiàn)。有利的實施例能夠由從屬權(quán)利要求得到。根據(jù)本發(fā)明的振動器式換能器包括-磁性單元，由磁體構(gòu)成，設(shè)置在第一極板和第二極板之間，以產(chǎn)生一個環(huán)形的氣隙，-音圈，包括一個空的圓柱形支撐體，一個繞組纏繞在該支撐體周圍，所述音圈設(shè)于氣隙中，并且所述線圈的圓柱形支撐體設(shè)置在從所述第二極板突出的部分上。-定心元件，位于磁性單元和音圈之間，用于在線圈與磁性單元進行相對的軸向移動時，保持線圈相對于磁性單元定心，反之亦然。-剛性元件，包括桿，該剛性元件連接到音圈的所述圓柱形支撐體，并且適合鉚接于表面，以傳遞由磁性單元產(chǎn)生的聲音振動。定心元件包括-中心圓柱形桿，其固定到所述線圈的圓柱形支撐體的突出部分或磁性單元，-外周桿，其固定到磁性單元或線圈的圓柱形支撐體的突出部分，以及-多個彈性輻，其設(shè)置在所述中心桿和外周桿之間。輻的厚度低于所述中心桿的高度，平均隔開并且相對于垂直于中心桿的軸的平面是平的，所述中心桿的軸與線圈的軸是一致的。定心元件包括第一套輻，其位于垂直于中心桿的軸的第一平面上，和至少一個第二套輻，該輻位于垂直于中心桿的軸的至少一個第二平面上，其與所述第一平面具有一定的距離。因此，在線圈相對于磁性單元相對軸向移動期間，彈性輻作為板簧并且保持音圈很好地定心。本發(fā)明的振動器中，線圈的軸對稱通過多個間隔的輻來保持。所述輻通過彈性回程力保證對線圈的軸向位移的控制；輻還通過作用在垂直于線圈位移的軸的平面上的徑向中心力進行控制，使移動線圈不產(chǎn)生相對于其軸的橫向位移，從而在磁軛的氣隙內(nèi)移動，而不會產(chǎn)生由于機械干擾帶來的噪音。這種類型的定心元件允許-控制移動線圈的軸向移動并保持其在氣隙中的位置，-彈性系統(tǒng)的低易拉伸性，其能夠通過作用在定心元件的輻的特征部分的幾何形狀進行控制，-由于使用平的輻而得到的小體積，-在結(jié)構(gòu)上彈簧的位置設(shè)計成能夠分別保證兩部分之間的自定心組裝，該兩部分包括移動線圈和磁性系統(tǒng)。本發(fā)明的振動器對結(jié)構(gòu)簡潔和用于連接的自定心系統(tǒng)的使用進行優(yōu)化，由于組件便宜，其對于產(chǎn)品的經(jīng)濟性也有益處。


通過下面的詳細描述，但是其僅用于說明，并非限定實施例以及附圖的說明，本發(fā)明的附加特征將會變得很清楚，其中圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁動態(tài)換能器和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的定心元件的部分截斷的示意性立體圖；圖2為本發(fā)明的設(shè)有定心元件的磁動態(tài)換能器的分解立體圖，其設(shè)置用于振動器式聲音擴散體；圖3為組裝后圖2的換能器的立體圖；圖4為圖2的換能器的定心元件的立體圖；圖5為圖4的定心元件的俯視圖；圖6為圖4的定心元件不同結(jié)構(gòu)的一個分解立體圖；圖7為組裝后的圖6的定心元件的立體圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的用于振動器的定心元件的第二實施例的立體圖；圖9為附加有磁性單元和音圈的圖8的定心元件的軸向剖面具體實施例方式現(xiàn)在參考圖2 6，公開了根據(jù)本發(fā)明的定心元件，該定心元件通常用數(shù)字(100)表不。定心元件(100)包括中心圓柱形桿(101)，該圓柱形桿適于固定到音圈(6)的圓柱形支撐體(61)上，例如通過膠水。多個輻(103，103’)從中心圓柱形桿(101)向外分支，具有小于中心圓柱桿的長度的厚度，這樣較為靈活。輻(103，103’ )連接到外周圓柱形桿(102)的內(nèi)表面上。外周圓柱形桿(102)比中心圓柱形桿(101)長。外周圓柱形桿(10 設(shè)有環(huán)狀凸緣(104)，該環(huán)狀凸緣具有比外周桿大的直徑，適于固定到換能器的第二極板(4)上，例如通過膠水。有利地，自定心系統(tǒng)能夠設(shè)置在定心元件(100)、移動線圈和磁性單元之間。這樣一個自定心系統(tǒng)能夠提供用于外周凸緣(104)上的插入、適配或卡入裝置。在振動器式的換能器中，剛性元件(10)用于連接到表面，以傳遞通過磁性單元 (1)的移動而產(chǎn)生的聲音振動。平的剛性元件(10)能夠作為容器的底部，該容器設(shè)有一個合適的蓋子，來容納振動器。除了在操作期間保護振動器，設(shè)置容器的目的是賦予最終的產(chǎn)品美感。例如，剛性元件(10)由碟型盤(11)構(gòu)成，其設(shè)有圓柱形桿(12)，該圓柱形桿軸向地向上突出，以嚙合到定心元件的中心桿(101)中，該中心桿支撐音圈(6)的圓柱形支撐體 (61)。這樣，磁性單元(1)的移動能夠通過定心元件(100)中的作為彈簧的易彎的輻 (103，103，)來保證。每個易彎的輻(103，103’ )相對于垂直于定心元件的軸的平面，制成平的盤狀，以這樣的方式來優(yōu)化定心元件的全部體積。易彎的輻(103，103’)設(shè)置于至少兩個垂直定心元件(100)的軸平面上，與磁性單元(1)的軸向移動相一致。這樣會產(chǎn)生第一套輻(103)，其設(shè)置在垂直于定心元件的軸的第一平面上；和至少第二套輻(103’)，其設(shè)置在垂直定心元件的軸的至少一個第二平面上。
這樣，如果線圈(6)干擾環(huán)繞氣隙的金屬部分，在多個平面上設(shè)置輻(103，103’)， 允許保持磁性單元(1)的移動，其很好地與線圈(6)成軸向，從而避免了磁性單元(1)的橫向振動所導(dǎo)致的信號干擾。
根據(jù)附圖所示的實施例，第一套輻包括以120度等距地間隔開的三個輻(103)，第二套輻包括以120度等距地間隔開的三個輻(103’)。兩套輻(103，103’ )以錯位方式安裝，從而在輻之間產(chǎn)生60度的角距離。這樣，定心系統(tǒng)(100)能夠僅使用一個模具從塑料材料中注模。
顯然地，輻(103，103’ )能夠在形狀、厚度和數(shù)量上變化。輻(103，103’ )的數(shù)量能夠根據(jù)通常的輻系統(tǒng)需要獲得的易拉伸性進行變化。
輻(103，103’ )能夠涂覆阻尼材料，如熱塑橡膠，以允許普通的彈性系統(tǒng)的正確的阻尼。這樣的情況下，定心元件(100)能夠通過共模制塑料材料和傳統(tǒng)的橡膠一體地獲得。
為了相同的目的，移動線圈的空的圓柱體(61)能夠使用合適的材料進行填充，例如聚氨酯海綿，以確保對于振動的正確的阻尼。
為了得到磁性阻尼并有助于主要由彈性輻系統(tǒng)產(chǎn)生的普通的易拉伸性，移動線圈的相同的圓柱體(61)還能夠包括具有相反磁極的兩個磁體。第一磁體安裝在第一極板(2) 的極心00)上，具有相反磁極的第二磁體相對于第一磁體安裝并與桿(12)的平的表面相連接。
圖2 圖5示出了一體成形的定心元件(100)。也可如圖6和圖7所示，定心元件(100)能夠由兩個單獨的元件(100a，100b)制成，該兩個單獨的元件進行組裝并牢固地固定，例如使用膠水。
在這樣的情況下，第一定心部分(IOOa)用于第一套輻(103)，第二定心部分 (IOOb)用于第二套輻(103’)，該第二套輻以相互交錯的方式設(shè)置在比第一套輻(10 低的平面上。
第一定心部分(IOOa)設(shè)有一個環(huán)狀凸緣(104)，該環(huán)狀凸緣固定到第二定心部分 (IOOb)的外周圓柱形桿(10 上，這樣第一定心部分(IOOa)的中心桿(101)相對于第二部分(IOOb)的中心桿(101)同軸定位。
圖8和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明用于振動器的定心元件O00)的第二實施例，其中與上面描述的相同或相應(yīng)的定心元件的部分使用相同的增加了 “100”的數(shù)字來表示。
在這種情況下，振動器的磁性單元(301)較小并且包括杯體(302)、碟型磁體 (303)和下極板(304)。因此，在杯體(302)的內(nèi)表面和下極板(304)的外周表面之間產(chǎn)生氣隙(305)。
定心元件O00)的中心桿O01)固定于磁性單元(301)的杯體(302)上。為此目的，定心元件的中心桿O01)基本上制成倒置的杯狀，在上部具有中心孔009)。
音圈(6)的下部圓柱形部分(61)固定到蓋011)的桿012)上，該桿作為傳遞振動用的剛性元件010)。為此目的，蓋的桿012)設(shè)有中心孔013)，音圈的下部圓柱形部分(61)連接到所述中心孔中。
蓋011)具有外周區(qū)域014)，該外周區(qū)域通過適配或者卡口接頭與定心元件的外周桿(20 連接，這樣能夠允許音圈(6)在磁性單元(301)的氣隙(305)中自定心。
在定心元件的中心桿(201)和外周桿(202)之間，設(shè)置有彈性輻(203，203’)，基本上與第一實施例的輻(103，103’ )相似。
如果是小的振動器，定心元件Q00)也具有功能，這是因為其允許具有板簧(203， 203’)，其并未通過磁性單元(1)的直徑在尺寸上進行限定，就如同本發(fā)明的第一實施例的定心元件中的那樣。事實上，如果定心元件(100)與小的磁性電路使用，代表板簧(103， 103’ )的輻將會太小并且需要的易拉伸性和功能將不可能實現(xiàn)。
定心元件(200)還可以用于兩個(塑料)部分的自定心安裝，第一部分包括磁性電路(301)和兩個板簧(203，203’)，第二部分包括線圈(6)。這樣可以獲得在氣隙(305) 中的線圈(6)的自定心。
定心元件(200)還能夠在較大的振動器功能性地使用(如果空間不是問題，更大， 或者簡單地如果為了功能上的原因，需要大尺寸的輻)。
優(yōu)選地，定心系統(tǒng)(200) —體成形地注模。然而，定心元件(200)還能夠由如圖6 和圖7所示連接到一起的兩部分制成。
本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠?qū)Ρ景l(fā)明的現(xiàn)有實施例進行數(shù)量的變化和修改，但是仍會落在后附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.振動器式換能器，包括-磁性單元(1 ；301)，由設(shè)置在第一極板(2 ；302)和第二極板(4 ；304)之間的磁體(3 ； 303)構(gòu)成，由此形成基本環(huán)形的氣隙(5 ；305)，-音圈(6)，包括具有繞組(60)的空的圓柱形支撐體(61)，所述音圈(6)設(shè)置在氣隙 (5 ；305)中，并且所述圓柱形支撐體(61)具有一個上部，該上部從所述第二極板G ；304) 向外突出，-定心元件(100 ；200)，設(shè)置在所述磁性單元(1 ；301)和所述音圈(6)之間，以便在線圈相對磁性單元進行相對軸向移動期間，維持線圈(6)相對于磁性單元(1 ；301)的定心，反之亦然，-剛性元件(10 ；210)，包括桿(12 ；212)，該桿連接到音圈的所述圓柱形支撐體(61)并適于錨固到表面，以便傳遞由磁性單元產(chǎn)生的聲音振動，其特征在于所述定心元件(100 ；200)包括-中心圓柱形桿(101 ；201)，其固定到所述線圈的圓柱形支撐體(61)的所述突出部分或者所述磁性單元(1 ；301)上，-外周圓柱形桿(102 ;202)，其固定到所述磁性單元(1 ；301)或者音圈的所述圓柱形支撐體(61)上，所述外周圓柱形桿(102 ；202)比中心桿(101 ；201)高，以及-多個彈性輻(103，103，；203，203，)，設(shè)置在所述中心桿(101 ；201)和所述外周桿 (102 ；202)之間，其中所述輻(103，103，；203, 203')相對于垂直于中心桿的軸的平面制成平的盤狀，所述中心桿的軸與線圈(6)的軸相一致，所述輻的厚度比所述中心桿(101)的高度低，并且均勻間隔設(shè)置，-所述定心元件包括位于垂直中心桿的軸的第一平面上的第一套輻(103 ；203)和位于垂直中心桿的軸的至少第二平面上的至少第二套輻(103’ ；203’)，所述第二平面與所述第一平面具有一定的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的振動器式換能器，其特征在于第一套輻(103;203)角距離相等，第二套輻(103’ ；203’ )角距離相等，并且第二套輻相對于第一套輻(103 ；203)是交錯方式設(shè)置的。
3.如上述任意一項權(quán)利要求所述的振動器式換能器，其特征在于輻(103，103’；203, 203’ )由涂覆阻尼材料的塑料材料制成。
4.如上述任意一項權(quán)利要求所述的振動器型換能器，其特征在于音圈的圓柱形支撐體 (61)由阻尼材料填充。
5.如上述任意一項權(quán)利要求所述的振動器式換能器，其特征在于定心元件(100;200) 通過模制塑料材料而一體形成。
6.如權(quán)利要求1 5中任意一項所述的振動器式換能器，其特征在于定心元件(100) 通過將兩部分(100a，100b)組裝制成。
7.如上述任意一項權(quán)利要求所述的振動器式換能器，其特征在于所述定心元件(100； 200)包括適配或卡口接頭裝置，以允許在磁性單元(1 ；301)的氣隙(5 ；305)中的音圈(6) 的自定心。
8.如上述任意一項權(quán)利要求所述的振動器式換能器，其特征在于定心元件(100)的所述中心圓柱形桿(101)固定到線圈的圓柱形支撐體(61)的所述突出部分上；所述外周圓柱形桿(10 固定到磁性單元的所述第二極板(4)上。
9.如權(quán)利要求8所述的振動器式換能器，其特征在于所述上極板( 包括設(shè)置在環(huán)形磁體C3)和環(huán)形下極板內(nèi)的極心(20)，以及所述換能器還包括設(shè)置在音圈的所述圓柱體(61)內(nèi)的具有相反磁極的兩個磁體，第一磁體固定到上極板的極心00)上，第二磁體固定到音圈的圓柱體(61)上，以獲得磁阻尼并有助于主要由彈性輻(103)系統(tǒng)產(chǎn)生的普通的易拉伸性。
10.如權(quán)利要求1 7中任意一項所述的振動器式換能器，其特征在于-磁性單元的所述上極板(30 制成杯體(302)；-定心元件(200)的所述中心桿(201)固定到磁性單元(301)的所述杯體(302)上，和-用于傳遞聲音振動的所述剛性元件011)包括固定到音圈的所述圓柱形支撐體(61) 的桿012)，并且制成蓋O10)的形狀，蓋固定到音圈的所述圓柱形支撐體(61)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種振動器式換能器，其包括磁性單元(1)，該磁性單元由設(shè)置在第一極板(2)和第二極板(4)之間的磁體(3)構(gòu)成，這樣能夠形成一個環(huán)狀的氣隙(5)。音圈(6)設(shè)置在氣隙(5)中，以軸向移動并且定心元件(100)固定到線圈上以便保持其相對磁性單元(1)定心。剛性元件(10)包括固定到音圈的所述圓柱形支撐體(61)的桿(12)，并且適合錨固到表面以便傳遞由磁性單元(1)產(chǎn)生的聲音振動。定心元件(100)包括固定到線圈的中心圓柱形桿(101)、固定到第二極板(4)的外周桿(102)和多個設(shè)置在所述中心桿(101)和所述外周桿(102)之間的彈性輻(103，103’)。
文檔編號H04R9/04GK102498729SQ201080040417
公開日2012年6月13日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者A·法爾喬尼, C·桑奇西 申請人:Ask工業(yè)股份公司