电动声学换能器及其制造方法技术

公开了一种电动声学换能器及其制造方法，电动声学换能器(1)包括框架和/或外壳(2)、振膜(3)、至少一个音圈(4、4a..4g)以及磁路系统(5)。在以音圈轴线(X)为截面的一部分的横截面视图中，音圈(4、4a..4g)包括多个由音圈(4、4a..4g)的电导体(8)形成的导电层(C1..C5)。电导体(8)在横截面视图中具有矩形横截面，其中，矩形横截面的长边(a)基本垂直于音圈轴线(X)。此外，根据制造所提出的类型的电动声学换能器(1)的方法，通过将电导体(8)的分离片进行堆叠并且将堆叠的分离片进行电连接，和/或将电导体(8)进行折叠，来从电导体(8)制成导电层(C1..C5)的堆叠。

【技术实现步骤摘要】
电动声学换能器及其制造方法
本专利技术涉及包括框架和/或外壳、固定到所述框架或所述外壳的振膜、至少一个音圈以及磁路系统的电动声学换能器。所述至少一个音圈附接到所述振膜并且具有在环状物部分中绕音圈轴线延伸的呈环状物形状的电导体。所述磁路系统被设计为产生横向于所述环状物部分中的导体的磁场。此外，本专利技术涉及一种制造这种电动声学换能器的方法。
技术介绍
电动声学换能器及其生产方法在现有技术中是公知的。遗憾的是，已知的电动声学换能器和已知的制造方法遭受许多限制和具有许多缺点。通常，音圈由绕音圈轴线多次缠绕的音圈导线制成。遗憾的是，这种音圈限于具有最小半径的形状。因此，缠绕的音圈是环形或椭圆形的，或者在缠绕多边形音圈的情况下具有相对较大的拐角半径。通常，缠绕过程不允许凹入或凸出的外部形状和尖角。这也限制了磁路系统的设计自由度，因为磁路系统的设计与音圈的设计息息相关。出于成本原因，通常由许多单个的线性磁体构成多边形磁路系统。然而，这意味着在多边形音圈的弓形(bow)部分中没有实质的磁通量。由于生产过程而导致的拐角半径越高，磁力线所流过的音圈的份额就越小。这意味着，任何拐角半径都会降低与流过音圈的电流有关的声压级(换言之，电动声学换能器的效率)。另外，在生产后，缠绕的音圈通常遭受形状改变和尺寸改变。它们可能会变成腹部(belly)形状或骨头形状，并且在缠绕完成后可能会变小。原因是导线中的拉应力，该拉应力是缠绕音圈所需的并且在缠绕后会释放。由于形状改变和尺寸改变，使得磁路系统与音圈之间的磁间隙(airgap)相对较宽，以允许补偿形状改变和尺寸改变。此外，作为导线在音圈体积上的份额的填充因数相对较低，因此提供了较差的音圈功率重量比。换句话说，提供特定声功率的电动声学换能器相当庞大且笨重，就移动设备而言是非常不利的。音圈体积上的除导线的份额之外的份额专门用于隔离和粘合(bond)，并且实际上是无用空间和无用质量。遗憾的是，音圈的重量不仅影响电动声学换能器的整体重量，而且更重要的是影响声学系统的移动质量。因此，已知的电动声学换能器的声音质量相对较差。应该指出的是，无用空间不只是由导线的几何形状引起的，而且是由于多个导线匝被布置在单层中而引起的。因此，两层之间的电压降相当高，并且绝缘层必须承受该电压降。因此，在由音圈导线制成的音圈的情况下，绝缘层相对较厚。而且，将振膜连接到由导线制成的音圈的过程通常与使用液态粘合剂相关联，需要该液态粘合剂来弥合由导线的圆形表面引起的变化的间隙宽度。通常，由于振膜与导线之间的接触面积小，因此音圈与振膜之间的粘附力(adhesion)相对较低。这样，结合有(incorporate)导线音圈的电动声学换能器的使用寿命可能遭受很大限制。也存在将金属箔用作音圈的电导体的电动声学换能器。例如，EP0377143A2公开了一种音圈，其包括平行于音圈轴线布置的箔层。这就是说，层的矩形横截面的长边平行于音圈轴线布置。金属箔绕音圈轴线缠绕非常类似于导线绕音圈轴线缠绕的方式。同样，该设计限于凸出的外部形状和圆角。当涉及相对较薄的音圈(即，比由音圈形成的环的宽度高得多的音圈)时，出现了这种设计的主要缺点。为了实现获得期望水平的洛伦兹力所需的期望匝数，箔必须相对较薄。这导致缠绕过程中的实质性问题，并导致较差的功率重量比。原因是较薄的箔意味着箔的厚度与箔之间的绝缘层(insulation)的厚度之比较差，由于期望的电气强度和期望的机械强度，箔在任何情况下必须具有特定的厚度。换句话说，绝缘层不能任意地做得薄。进而，考虑到由所述系统提供的声压，这种声学系统的移动质量同样相对较高。
技术实现思路
鉴于上述原因，本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，并提供用于电动声学换能器的改进的设计以及制造这种电动声学换能器的改进的方法。特别地，这种改进的设计应为音圈和磁路系统提供尽可能多的设计自由度、在生产过程之后的较小形状和尺寸变化(如果有的话)以及非常高的功率重量比。本专利技术的问题通过在开头段落中限定的电动声学换能器来解决，其中-在以所述音圈轴线为截面的一部分的横截面视图中，所述音圈包括多个导电层，所述多个导电层由其间具有绝缘层的所述电导体形成，并且-所述音圈的所述导体在所述横截面视图中具有矩形横截面，其中，所述矩形横截面的长边与所述音圈轴线之间的角度在80°至100°的范围内。换句话说，矩形横截面的长边(即其宽度)与穿过所述导体的磁场的磁力线(fieldline)之间或者所述长边与电动声学换能器的振膜之间的角度在-10°至+10°的范围内。这就是说，矩形横截面的长边基本上垂直于或甚至垂直于音圈轴线，或者基本上平行于或甚至平行于穿过所述导体的磁场的磁力线或基本上平行于或甚至平行于电动声学换能器的振膜。此外，在其中观察音圈的截面垂直于电导体的纵向延伸或垂直于流过电导体的电流的方向。本专利技术的问题还通过一种制造电动声学换能器的方法来解决，所述电动声学换能器具有框架和/或外壳、固定到所述框架或所述外壳的振膜、附接到所述振膜并且具有在环状物部分中绕音圈轴线延伸的呈环状物形状的电导体的至少一个音圈以及被设计为产生横向于所述环状物部分中的导体的磁场的磁路系统，所述方法包括以下步骤：a)从金属箔切割出所述电导体；b)在所述电导体上形成绝缘层；c)通过以下步骤从所述电导体制成导电层的堆叠：-将所述电导体的分离片进行堆叠，并且将所堆叠的分离片进行电连接，和/或-将所述电导体进行折叠，以及d)借助于粘合剂将所述导电层彼此(机械地)连接。通过上述措施，可以通过切割出相应的金属箔片来制造几乎任何形状的音圈。特别地，在多边形结构的情况下，可以形成非常尖锐的角。相比之下，当缠绕线或箔以形成多边形音圈时，这是不可能的，因为如前所述，在每个拐角处需要相对大的半径。由于磁路系统的设计与音圈的设计息息相关，因此所提出的措施也大大增加了制造磁路系统的可能性。如果由多个单个的线性磁体构建多边形磁路系统，则这特别有利，因为在尖锐的拐角半径的基础上，音圈的电导体的基本上整个长度都有磁力线流过。这意味着与流过音圈的电流有关的声压级非常高，换句话说，电动声学换能器的效率非常高。此外，在所提出的生产过程期间，导电层内不需要特定的拉应力。特别地，在步骤a)至步骤d)期间，电导体中的拉应力可以保持在50N/mm2以下。这样，可以避免明显的形状变化和尺寸变化。因为没有明显的形状和尺寸变化，所以磁路系统与音圈之间的磁间隙也可以做得非常小，因为如今已经可以以低公差制造磁路系统。通过这些措施，进一步提高了电动声学换能器的效率。另外，所提出的方法为音圈提供了高密度的电导体。优选地，填充因数(其为所有导电层在音圈的体积上的份额)>80％。其他解决方案(例如具有音圈导线或水平堆叠的层的音圈)提供的填充因数要低得多(通常低于70％)，从而降低了音圈的功率重量比。换句话说，提出的电动声学换能器在相同重量下提供了更多的声功率。如前所述，音圈的重量不仅影响电动声学换能器的整体重量，而且更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动声学换能器(1)，所述电动声学换能器(1)包括：/n-框架和/或外壳(2)；/n-振膜(3)，该振膜(3)固定到所述框架或所述外壳(2)；/n-至少一个音圈(4、4a..4g)，该至少一个音圈(4、4a..4g)附接到所述振膜(3)，并且具有在环状物部分(A)中绕音圈轴线(X)延伸的、呈环状物形状的电导体(8)，以及/n-磁路系统(5)，该磁路系统(5)被设计为产生横向于在所述环状物部分(A)中的所述电导体(8)的磁场(B)，/n其特征在于，/n-在以所述音圈轴线(X)为截面的一部分的横截面视图中，所述音圈(4、4a..4g)包括多个导电层(C1..C5)，所述多个导电层(C1..C5)由其间具有绝缘层(D12、D23)的所述电导体(8)形成，并且/n-所述音圈(4、4a..4g)的所述电导体(8)在所述横截面视图中具有矩形横截面，其中，所述矩形横截面的长边(a)与所述音圈轴线(X)之间的角度在80°至100°的范围内。/n

【技术特征摘要】
20190506 AT A50404/20191.一种电动声学换能器(1)，所述电动声学换能器(1)包括：
-框架和/或外壳(2)；
-振膜(3)，该振膜(3)固定到所述框架或所述外壳(2)；
-至少一个音圈(4、4a..4g)，该至少一个音圈(4、4a..4g)附接到所述振膜(3)，并且具有在环状物部分(A)中绕音圈轴线(X)延伸的、呈环状物形状的电导体(8)，以及
-磁路系统(5)，该磁路系统(5)被设计为产生横向于在所述环状物部分(A)中的所述电导体(8)的磁场(B)，
其特征在于，
-在以所述音圈轴线(X)为截面的一部分的横截面视图中，所述音圈(4、4a..4g)包括多个导电层(C1..C5)，所述多个导电层(C1..C5)由其间具有绝缘层(D12、D23)的所述电导体(8)形成，并且
-所述音圈(4、4a..4g)的所述电导体(8)在所述横截面视图中具有矩形横截面，其中，所述矩形横截面的长边(a)与所述音圈轴线(X)之间的角度在80°至100°的范围内。


2.根据权利要求1所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，在所述横截面视图中，所述矩形横截面的所述长边(a)垂直于所述音圈轴线(X)布置。


3.根据权利要求1或2所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，所述矩形横截面的所述长边(a)与所述矩形横截面的短边(b、b1、b2)之比>4。


4.根据权利要求1或2所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，导电层(C1..C5)的厚度(b、b1、b2)为10-30μm，和/或绝缘层(D12、D23)的总厚度(c)为1-5μm。


5.根据权利要求1或2所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，
-所述电导体(8)的所述矩形横截面的短边(b、b1、b2)的长度，和/或
-所述电导体(8)的所述矩形横截面的所述长边(a)的长度，和/或
-所述电导体(8)的所述矩形横截面的所述长边(a)的中心的水平位置
沿着所述音圈轴线(X)变化。


6.根据权利要求5所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，所述电导体(8)的所述矩形横截面的所述短边(b、b1、b2)的所述长度的所述变化是按如下方式进行的：与所述电导体(8)的所述矩形横截面的长边(a)不变的音圈(4、4a..4g)相比，所述换能器(1)的驱动力因数(BL)是平坦的。


7.根据权利要求5所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，
-所述电导体(8)的所述矩形横截面的短边(b、b1、b2)在所述至少一个音圈(4、4a..4g)的中心区域中比在所述至少一个音圈(4、4a..4g)的远处区域中长，和/或
-所述电导体(8)的所述矩形横截面的所述长边(a)在所述至少一个音圈(4、4a..4g)的中心区域中比在所述至少一个音圈(4、4a..4g)的远处区域中短。


8.根据权利要求5所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，形成所述音圈(4、4a..4g)的电连接的导电层(C1..C5)的厚度(b、b1、b2)比相邻导电层(C1..C5)的厚度(b、b1、b2)厚。


9.根据权利要求1或2所述的电动声学换能器(1a..1g)，其特征在于，形成所述音圈(4、4a..4g)的电连接的导电层(C1..C5)仅具有一个相邻导电层(C1..C5)或者具有两个相邻导电层(C1..C5)。


10.根据权利要求1或2所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，导电层(C1..C5)在所述电动声学换能器(1)的所述音圈(4、4a..4g)与非移动端子(T)之间形成电连接(15)。


11.根据权利要求10所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，所述音圈(4、4a..4g)与非移动端子(T)之间的所述电连接(15)涂覆有聚酰胺。


12.根据权利要求1或2所述的电动声学换能器(1)，其特征在于，所有导电层(C1..C5)在所述音圈(4、4a..4g)的体积上的份额>80％。


13.根据权利要求1或2所述的电动声...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·奥托，HB·D·阮，F·海丁格尔，
申请(专利权)人：奥音科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11