电磁换能器制造技术

技术编号:20053941 阅读:12 留言:0更新日期:2019-01-09 08:35
电磁换能器包括可相对于中心轴移动的隔板、与所述隔板轴向地间隔开的磁性组件以及环形地布置在所述中心轴周围的磁性间隙。声音线圈耦接到所述隔板,并包括至少部分地布置在所述磁性间隙中的间隔开的第一和第二线圈部分。壳体包括围绕并支撑所述磁性组件的后框架,所述后框架具有与所述磁性间隙流体连通的环形井部分。至少一个通道在与所述井部分流体连通的所述后框架中形成,并在径向方向上向外延伸超过所述井部分。通风孔设置在与所述至少一个通道流体连通的所述后框架的外表面上,其中空气经由所述通风孔离开所述换能器以将热从所述换能器传递到周围环境。

【技术实现步骤摘要】
电磁换能器
实施方式涉及具有用于声音线圈的冷却的至少一个通道的双线圈电动换能器,包括倒置配置。
技术介绍
可利用电动换能器作为扩音器或作为在扩音器系统中的部件以将电信号转换成声信号。电动换能器一般包括框架、提供越过空气间隙的磁场的磁性电动机组件、隔板以及耦接在隔板的外圆周和框架的内圆周之间的悬置系统。由线圈架支撑的声音线圈耦接到隔板,使得流经声音线圈的电流致使声音线圈在空气间隙中移动且也致使隔板移动。电动机组件一般包括磁铁和相关铁磁部件,例如以圆柱形或环形对称性布置在中心轴周围的极靴、板、环等。声音线圈一般由圆柱形地缠绕在声音线圈架的下部分周围多匝的导铁丝形成,而声音线圈架的上部分附接到隔板。线圈架和所附接的声音线圈插入磁性组件的空气间隙内,使得声音线圈暴露于由磁性电动机组件建立的磁场。声音线圈可连接到音频放大器或转换成声波的电信号的另一源。在常规结构中,隔板包括对振动输入做出反应的柔性或顺应性材料。隔板由一个或多个支撑但顺应性悬置构件悬挂,使得隔板的柔性部分被允许移动。在常见的结构中,悬置构件可包括被称为滚边的外部悬置构件。滚边连接到隔板的外边缘并从隔板向外延伸以将隔板连接到框架。支撑元件也可包括被称为十字叉的内悬架。十字叉一般连接到声音线圈并从声音线圈延伸到框架的下部分,因而将声音线圈连接到框架。以这种方式,隔板一般通过直接连接到线圈架来机械地对声音线圈作为基准。在操作中,电信号作为交流电通过声音线圈传输,且交流电与在磁性空气间隙中的磁场交互作用。相应于传送音频信号的电信号的交流电启动声音线圈以在空气间隙中来自做往复运动,并相应地移动线圈(或线圈架)附接到的隔板。相应地,往复的声音线圈启动隔板以同样做往复运动,并因此产生作为声波通过适当的流体介质例如空气传播的声信号。因为声音线圈的材料具有电阻,流经声音线圈的一些电能转换成热能而不是声能。从声音线圈发出的热可传送到扩音器的其它操作部件,例如磁性组件和线圈架。由于几个原因,电阻热的产生是不利的。首先,电能到热能的转换在执行其预期目的——将电能转换成用于产生声信号的机械能的目的——时构成换能器的效率的损失。其次,过量的热可能损坏扩音器的部件和/或降低常常用于将各种部件附接在一起的粘合剂,并可能甚至致使扩音器停止运行。因此,热的产生限制扩音器的功率处理能力和无失真音量以及它们作为电声换能器的效率。当我们考虑到穿过声音线圈的电阻随着增加的温度而增加时,这样的问题加重。也就是说,声音线圈的铁丝变得越热,其电阻就越高且它产生的热就越多。扩音器的最常见的形式使用在单个磁性间隙中的单个声音线圈绕组。然而,可通过使用多个线圈/多个间隙设计来增强扩音器性能。多线圈换能器可包括彼此轴向地间隔开以形成两个或多个线圈的两个或多个单独的绕组,虽然相同的铁丝可用于形成线圈。多个声音线圈通常在线圈本身上或在扩音器的外部电连接在一起,使得线圈一起工作以移动隔板。当两个线圈提供用于驱动隔板的力时,扩音器的功率输出可增加,而不明显增加尺寸和质量。多线圈扩音器的最常见的实现方式使用两个声音线圈和两个磁性间隙。多种多线圈/多间隙设计能够产生每换能器质量更多的功率输出,并比常规单线圈设计耗散更多的热。例如,双线圈设计与很多单线圈配置比较提供更大的线圈表面积,且因此表面上能够以热传递的更大速度耗散更大数量的热。虽然多线圈/多间隙结构具有优于单间隙设计的几个优点,包括较高的功率处理、减小的失真、减小的电感和延长的频率响应,对双线圈/双间隙扬声器存在至少三个特定的缺点。首先,就双线圈驱动器的期望优点是它在较大的功率输出下操作的能力而言,所以在较高的功率输出下操作双线圈换能器致使双线圈换能器产生更多的热。因此,在双线圈设计中固有的提高的热耗散可通过热的更大产生而偏移。由于紧凑的电动机和磁铁到生热声音线圈的接近度,对过热的磁铁可能有问题。例如,与单线圈换能器比较,由于必须在热源(主要是声音线圈)和周围环境之间的衡越的较长热路径,在很多双线圈换能器和更一般地多线圈换能器中的足够的热耗散继续是问题。为了提供换能器冷却,极靴可被形成有提供用于从换能器的外部传递冷却空气的流路的中心通风孔。响应于隔板的运动以声音线圈的总位移产生穿过此通风孔的空气流。然而,这样的设计与直接冷却换能器声音线圈几乎没什么关系,因为空气简单地通过极靴从电动机的后面不断地抽运出来。事实上,在一些情况下,非常大的中心通风孔可减小接近声音线圈的对流冷却,并因此减小换能器的功率处理。在一些实例中,孔或狭槽可径向地在极靴内形成并从中心通风孔朝着声音线圈向外延伸,以便向声音线圈提供对流冷却。这样的径向孔可能对使冷却空气紧靠声音线圈的至少一部分从中心通风孔直接流动是有效的,但这些孔或狭槽的位置和形状并不有效地拉向声音线圈并干扰在中心通风孔内的层流空气流,产生湍流和阻力。此外,对这样的径向狭槽可产生声学问题,因为大量空气被强制穿过小通路。试图更直接地冷却声音线圈的一种方法是通过强制空气以高速度穿过在声音线圈和电动机之间的窄磁性间隙。这导致声音线圈的强制空气冷却,但然后是到磁铁零件的热的强制空气传递。直接冷却声音线圈以及总换能器的方法是将热直接从声音线圈传递到周围空气,完全跳过磁铁子组件。这可通过强制空气穿过磁性间隙经过热声音线圈并通过通风孔将它排出到周围环境来实现。然而,空气的高速在间隙中是需要的,且直接连接到磁性间隙的这样的通风孔可能是相当嘈杂的。
技术实现思路
在一个实施方式中,提供包括可相对于中心轴移动的隔板和与隔板轴向地间隔开的磁性组件的电磁换能器,磁性组件具有环形地布置在中心轴周围的磁性间隙。声音线圈耦接到隔板,声音线圈至少包括彼此轴向地间隔开并至少部分地布置在磁性间隙中的第一线圈部分和第二线圈部分,其中通过声音线圈传递电信号致使声音线圈和隔板振荡。壳体包括围绕隔板的前框架和围绕并支撑磁性组件的后框架,后框架具有与磁性间隙流体连通的环形井部分,其中井部分的截面积大于磁性间隙的截面积。至少一个通道在与井部分流体连通的后框架中形成,至少一个通道在径向方向上向外延伸超过井部分。通风孔设置在与至少一个通道流体连通并对准的后框架的外表面上,其中穿过磁性间隙、井部分和至少一个通道的空气流通过隔板的运动而产生,且空气经由通风孔离开换能器以将热从换能器传递到周围环境。在另一实施方式中,提供包括可相对于中心轴移动的隔板的电磁换能器。磁性组件沿着中心轴与隔板轴向地间隔开,并包括内磁性部分和外磁性部分,其中外磁性部分同轴地布置在中心轴周围并与它们的内磁性部分径向地间隔开,并且其中环形磁性间隙被限定在内和外磁性部分之间。声音线圈耦接到隔板,声音线圈至少包括彼此轴向地间隔开并至少部分地布置在磁性间隙中的第一线圈部分和第二线圈部分,其中通过声音线圈传递电信号致使声音线圈和隔板振荡。壳体包括围绕隔板的前框架和围绕并支撑磁性组件的后框架,后框架具有与磁性间隙流体连通的环形井部分,其中井部分的截面积大于磁性间隙的截面积。至少两个通道在与井部分流体连通的后框架中形成,至少两个通道各自在径向方向上向外延伸超过井部分。通风孔设置在与至少两个通道中的每个流体连通并对准的后框架的外表面上,其中穿过磁性间隙、井部分和至少两个通道的空气流通过隔板的运动而产生,且空气经由通风本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电磁换能器,其特征在于包括:隔板,其可相对于中心轴移动;磁性组件,其与所述隔板轴向地间隔开,所述磁性组件具有环形地布置在所述中心轴周围的磁性间隙;声音线圈,其耦接到所述隔板,所述声音线圈至少包括彼此轴向地间隔开并至少部分地布置在所述磁性间隙中的第一线圈部分和第二线圈部分,其中通过所述声音线圈传递电信号致使所述声音线圈和所述隔板振荡;壳体,其具有围绕所述隔板的前框架和围绕并支撑所述磁性组件的后框架,所述后框架具有与所述磁性间隙流体连通的环形井部分,其中所述井部分的截面积大于所述磁性间隙的截面积;至少一个通道,其在与所述井部分流体连通的所述后框架中形成,所述至少一个通道在径向方向上向外延伸超过所述井部分;以及通风孔,所述通风孔设置在与所述至少一个通道流体连通并对准的所述后框架的外表面上,其中穿过所述磁性间隙、所述井部分和所述至少一个通道的空气流通过所述隔板的运动而产生,且空气经由所述通风孔离开所述换能器以将热从所述换能器传递到周围环境。

【技术特征摘要】
2017.01.13 US 15/405,9731.一种电磁换能器,其特征在于包括:隔板,其可相对于中心轴移动;磁性组件,其与所述隔板轴向地间隔开,所述磁性组件具有环形地布置在所述中心轴周围的磁性间隙;声音线圈,其耦接到所述隔板,所述声音线圈至少包括彼此轴向地间隔开并至少部分地布置在所述磁性间隙中的第一线圈部分和第二线圈部分,其中通过所述声音线圈传递电信号致使所述声音线圈和所述隔板振荡;壳体,其具有围绕所述隔板的前框架和围绕并支撑所述磁性组件的后框架,所述后框架具有与所述磁性间隙流体连通的环形井部分,其中所述井部分的截面积大于所述磁性间隙的截面积;至少一个通道,其在与所述井部分流体连通的所述后框架中形成,所述至少一个通道在径向方向上向外延伸超过所述井部分;以及通风孔,所述通风孔设置在与所述至少一个通道流体连通并对准的所述后框架的外表面上,其中穿过所述磁性间隙、所述井部分和所述至少一个通道的空气流通过所述隔板的运动而产生,且空气经由所述通风孔离开所述换能器以将热从所述换能器传递到周围环境。2.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于其中所述至少一个通道包括直径地相对的两个通道。3.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于其中所述至少一个通道和所述通风孔具有实质上近似的截面积。4.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于其中所述至少一个通道具有沿着其长度通常均匀的截面积。5.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于还包括布置在所述磁性间隙中的线圈架,其中所述第一线圈部分和第二线圈部分以及所述隔板附接到线圈架,使得所述声音线圈经由所述线圈架耦接到所述隔板。6.如权利要求5所述的电磁换能器,其特征在于其中所述线圈架包括一个或多个孔。7.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于其中所述磁性组件包括第一极靴、与所述第一极靴轴向地间隔开的第二极靴、轴向地插在所述第一极靴和第二极靴之间的第一磁铁、轴向地插在所述第一极靴和第二极靴之间并与所述第一磁铁轴向地间隔开的第二磁铁、以及轴向地插在所述第一磁铁和第二磁铁之间的隔离片。8.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于其中所述磁性组件包括内磁性部分和外磁性部分,其中所述外磁性部分同轴地布置在所述中心轴周围并与所述内磁性部分径向地间隔开,并且其中所述磁性间隙被限定在所述内磁性部分和外磁性部分之间。9.如权利要求1所述的电磁换能器,其特征在于还包括耦接在所述隔板和所述壳体之间的滚边和耦接在所述声音线圈和所述壳体之间的十字叉。10.一种电磁换能器,其特征在于包括:隔板,其可相对于中心轴移动;磁性组件,其沿着所述中心轴与所述隔板轴向地间隔开,并包括内磁性部分和外磁性部分,其中所述外磁性部分同轴地布置在所述中心轴周围并与所述内磁性部分径向地间隔开,并且其中环形磁性间隙被限定在所述内磁性部分和外磁性部分之间;声音线圈,其耦接到所述隔板,所述声音线圈至少包括彼此轴向地间隔开并至少部分地布置在所述磁性间隙中的第一线圈部分和第二线圈部分,其中通过所述声音线圈传递电信号致使所述声音线圈和所述隔板振荡;壳体,其具有围绕所述隔板的前框架和围绕并支撑所述磁性组...

【专利技术属性】
技术研发人员:RE海德
申请(专利权)人:哈曼国际工业有限公司
类型:新型
国别省市:美国,US

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