專利名稱：雙隔膜電聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型雙隔膜電聲換能器，其中，公共磁通路徑包括第一和第二磁隙以及磁鐵組件。本發(fā)明提供一種小型雙隔膜電聲換能器，其具有需要少量獨(dú)立零部件的簡化磁路，并能在小型殼體內(nèi)提供優(yōu)良的聲音變換效率。因此，根據(jù)本發(fā)明的換能器特別良好適合便攜式小型通信設(shè)備，例如移動(dòng)終端，移動(dòng)或蜂窩式電話，耳機(jī)，義耳等。
背景技術(shù)：
由于不斷縮小便攜式通信設(shè)備的尺寸，因此本領(lǐng)域需要改進(jìn)的電聲換能器，例如小型揚(yáng)聲器或接收器，其在小的外殼內(nèi)提供改進(jìn)的振動(dòng)特性以及優(yōu)良的聲壓輸出能力。
US 2003/0048920A1公開了一種小型雙隔膜電動(dòng)揚(yáng)聲器，其包括布置在一對相對設(shè)置的平行隔膜之間的磁鐵系統(tǒng)。由相關(guān)磁鐵在兩個(gè)單向磁隙中的每一個(gè)中產(chǎn)生單向的磁通量。在基本上平行于相對設(shè)置的平行隔膜的平面內(nèi)，獨(dú)立的磁路在每個(gè)磁隙及其相關(guān)的磁鐵周圍延伸。由于每個(gè)磁隙中磁通量的單向性能，所以兩個(gè)導(dǎo)電線圈都是折疊的。雖然公開的小型換能器具有許多顯著優(yōu)點(diǎn)，例如非常小的高度，但需要折疊的導(dǎo)電線圈和在每個(gè)單向間隙周圍需要獨(dú)立的磁通量可能使公開的換能器變得并不太有理想的變換效率。變換效率和尺寸約束通常是電聲換能器的重要性能度量標(biāo)準(zhǔn)，特別是對于像單一電池驅(qū)動(dòng)裝置之類的便攜式通信設(shè)備，例如聽力裝置更是如此。
US 6,622,817公開了一種根據(jù)彎曲波原理工作的雙板揚(yáng)聲器，其包括具有公共磁通路徑的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。兩個(gè)相對設(shè)置并且平行的吸音板可有效克服傳統(tǒng)的單板揚(yáng)聲器前、后側(cè)聲波輻射之間的聲短路，聲短路時(shí)前、后側(cè)聲波輻射脫離相位。
根據(jù)本發(fā)明的小型電聲換能器特別良好適合用在用電池供電的便攜式裝置中，例如移動(dòng)終端和聽力裝置，并對一個(gè)或若干主要性能度量標(biāo)準(zhǔn)提供改進(jìn)的性能，例如成本，振動(dòng)輸出等級(jí)，聲音變換效率，最高聲壓性能以及外殼尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種小型電聲換能器，其包括具有聲孔的換能器殼體以及布置在換能器殼體內(nèi)的磁鐵組件。磁鐵組件適于在第一磁隙內(nèi)產(chǎn)生具有第一預(yù)定方向的第一磁通量，并適于在第二磁隙內(nèi)產(chǎn)生具有第二預(yù)定方向的第二磁通量。小型電聲換能器進(jìn)一步包括第一可移動(dòng)組件和第二可移動(dòng)組件，第一可移動(dòng)組件包括設(shè)置在第一磁隙內(nèi)并耦合到第一隔膜上的第一導(dǎo)電線圈，從而能使在第一方向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第一可移動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)與第一磁通量基本上垂直，第二可移動(dòng)組件包括設(shè)置在第二磁隙內(nèi)并耦合到第二隔膜上的第二導(dǎo)電線圈，從而能使在第二方向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的第二可移動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)與第二磁通量基本上垂直。公共磁通路徑包括磁鐵組件和第一與第二磁隙。
根據(jù)本發(fā)明的小型電聲換能器特別良好適合應(yīng)用在緊湊型便攜式通信設(shè)備中，并特別適用于小功率便攜式通信設(shè)備，例如義耳和其他用單電池供電的設(shè)備。
在本說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“小型電聲換能器”表示具有外部尺寸小于20mm(長度)，10mm(寬度)和6mm(高度)的電聲換能器，或者是具有外徑小于20mm和高度小于6mm的環(huán)狀或圓柱形換能器殼體的情況。
根據(jù)本發(fā)明的小型電聲換能器可以是如動(dòng)圈式揚(yáng)聲器或接收器的實(shí)施例，根據(jù)施加到換能器接線端子上的激勵(lì)電流，通過殼體上的聲孔提供聲音輸出，或通過殼體上的若干聲孔提供相應(yīng)的聲音輸出。另一方面，小型電聲換能器可以是如電動(dòng)式麥克風(fēng)的實(shí)施例，其將聲音輸入信號(hào)，即聲音變換成為表示該聲音輸入信號(hào)的電輸出信號(hào)。在本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例中，例如可在換能器殼體上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)相配合的聲孔，以便控制電聲換能器的方向性。優(yōu)選地，小型電聲換能器適于在大約20Hz與20kHz之間的整個(gè)音頻范圍內(nèi)變換電/聲輸入信號(hào)，或更為優(yōu)選的是在例如100Hz與10kHz之間較窄的頻率范圍內(nèi)變換電/聲輸入信號(hào)。對于某些電信應(yīng)用，可以將本小型換能器的可用頻率范圍限制在大約300Hz到大約4kHz的范圍內(nèi)。
磁鐵組件可包括適合在第一磁隙中產(chǎn)生第一磁通量的第一磁鐵組件，和-適合在第二磁隙中產(chǎn)生第二磁通量的第二磁鐵組件。使用獨(dú)立的第一和第二磁鐵組件有利地支持設(shè)置完全對稱的電聲換能器，其中，第一和第二磁通量的大小是基本相等的。
另一方面，磁鐵組件可只包括單一中心定位的永久磁鐵，優(yōu)選為簡單形狀，例如環(huán)形、圓盤形、圓柱形或矩形。本發(fā)明后面的這個(gè)實(shí)施例通過僅需要少量的獨(dú)立零部件和隨之而來的簡化裝配過程來提供一種成本效益高的小型換能器。
磁鐵組件或多個(gè)磁鐵組件可包括稀土型永久磁鐵或例如Nd-Fe-B磁鐵、通常表示為N37H的磁鐵。
電聲換能器的公共磁通路徑優(yōu)選地包括閉環(huán)的磁路，其在基本上與第一可移動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)的第一方向平行延伸的平面內(nèi)延伸。
根據(jù)本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例，磁鐵組件及第一和第二可移動(dòng)組件在平行于第一和第二隔膜延伸的中心平面周圍形成鏡面對稱實(shí)體或排列。第一和第二可移動(dòng)組件是基本相同的質(zhì)量，從而形成具有優(yōu)良振動(dòng)對消的小型換能器。磁鐵組件與第一和第二可移動(dòng)組件的鏡面對稱排列優(yōu)選地包括相對定向的第一和第二磁通量，例如向內(nèi)放射定向的第一磁通量和向外放射的第二磁通量。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施例，換能器殼體包括導(dǎo)磁的第一殼體部分，其圍繞或封閉中心設(shè)置的磁鐵組件，例如單一稀土型磁鐵，象Nd-Fe-B磁鐵。磁鐵組件可有效地固定在殼體中第一導(dǎo)磁部分的內(nèi)部側(cè)壁上。磁鐵組件與第一殼體部分之間的連接可基于粘接或焊接。優(yōu)選地，磁鐵組件的外圍部分鄰接第一殼體部分的內(nèi)部側(cè)壁部分，從而有效地利用小型換能器內(nèi)部有限的可用空間。磁鐵組件優(yōu)選為簡單形狀，例如環(huán)形或圓盤形、圓柱形或矩形，但可具有其他形狀，例如通常的多邊形。優(yōu)選地選擇殼體的第一導(dǎo)磁部分的配合內(nèi)壁形狀。有利的是第一殼體部分可圍繞并封閉第一可移動(dòng)組件和第二可移動(dòng)組件，從而形成緊湊型和優(yōu)選為整裝的雙隔膜換能器核心。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，運(yùn)動(dòng)的第一和第二方向既可以是基本上相同的，也可以是相反的?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接外部端子來構(gòu)造換能器，從而支持第一和第二隔膜根據(jù)第一和第二導(dǎo)電線圈中激勵(lì)電流的相應(yīng)方向同相地或異相地運(yùn)動(dòng)。
第一和第二導(dǎo)電線圈可直接或間接地耦合到相應(yīng)的隔膜上，例如利用環(huán)氧樹脂或其他適合的粘合劑將導(dǎo)電線圈直接連接到相應(yīng)的隔膜上。另一方面，通過支承導(dǎo)電線圈的相應(yīng)的線圈架或繞線管，將導(dǎo)電線圈間接地可耦合到相應(yīng)的隔膜上。繞線管連接在相應(yīng)的隔膜上，從而在隔膜與導(dǎo)電線圈之間形成中間耦合件。
換能器殼體基本上優(yōu)選為矩形或圓柱形的外輪廓，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到其他形狀也是可能的。用于助聽器應(yīng)用的圓柱形殼體的直徑優(yōu)選在3.0到6.0mm之間，高度在4.0到6.0mm之間。
種類繁多的殼體構(gòu)型可用在本小型電聲換能器的各種實(shí)施例中，其中，換能器殼體可具有單一聲孔，混合來自第一和第二隔膜的正面聲信號(hào)或正面聲壓。另一方面，換能器殼體可具有多個(gè)獨(dú)立的聲孔，用于每個(gè)正面的聲壓，并且在結(jié)合有本換能器的通信設(shè)備內(nèi)可設(shè)置用于混合這些正面聲壓的適合的殼體結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明特別有利的實(shí)施例，換能器殼體包括圍繞著永久磁鐵組件或多個(gè)永久磁鐵組件由導(dǎo)磁材料制的第一殼體部分，并且公共磁通路徑包括第一殼體部分。這允許一部分換能器殼體具有與公共磁通路徑相結(jié)合的附加功能。不再需要一個(gè)或數(shù)個(gè)另外所需的鐵磁件，以在公共磁通路徑內(nèi)第一與第二磁隙之間傳導(dǎo)磁通量。這個(gè)特征導(dǎo)致?lián)Q能器具有更少的零部件和簡化的裝配。第一殼體部分可軸向延伸以圍繞第一和第二可移動(dòng)組件。換能器殼體可包括第二殼體部分和第三殼體部分，第二殼體部分在第一隔膜之上延伸并將其覆蓋，形成具有面向或在前面地面向聲孔的第一側(cè)的第一前腔，第三殼體部分在第二隔膜之上延伸并將其覆蓋，形成具有面向或在前面地面向聲孔的第二側(cè)的第二前腔。第一和第二殼體部分可以成形為相應(yīng)的蓋，該蓋包括導(dǎo)磁材料，例如鐵磁合金和/或注射模制的塑料件。
永久磁鐵組件或多個(gè)永久磁鐵組件可有效地連接到第一殼體部分上，以固定其位置并有利地延伸，使得永久磁鐵組件或多個(gè)永久磁鐵組件的外圍表面鄰接第一殼體部分。
本發(fā)明非常有效的實(shí)施例采用了中心設(shè)置并軸向磁化的永久磁鐵組件或具有在垂直于軸向方向的平面內(nèi)延伸的閉合的外圍磁鐵表面的中心磁鐵組件，其中，所述閉合的外圍磁鐵表面鄰接第一殼體的內(nèi)部側(cè)壁。磁鐵組件和內(nèi)部殼體側(cè)壁的配合形狀可以是圓形、橢圓形或多邊形等。后面的這個(gè)實(shí)施例特別良好適合于小型換能器，因?yàn)槲挥诘谝缓偷诙梢苿?dòng)組件下面被封閉或密封在里面的換能器容積的實(shí)際部分充填有永久磁鐵材料，以便在公共磁通路徑的各個(gè)部分內(nèi)形成高的磁通量密度，特別是在第一和第二磁隙內(nèi)。換能器的這種設(shè)計(jì)或構(gòu)造因此有效地利用了換能器殼體內(nèi)所有的可用空間，并適合于通過中心磁鐵組件將第一和第二可移動(dòng)組件與第一殼體部分之間封閉的容積分成布置在第一隔膜下面的上部后腔和布置在第二隔膜下面的下部后腔。另一方面，在第一和第二可移動(dòng)組件與第一殼體部分之間封閉的容積可包括例如由貫穿中心磁鐵組件的聲道或連接部形成的公共后腔。
上部和下部后腔可包括相應(yīng)的后腔聲孔，或者公共后腔可包括后腔聲孔。實(shí)施例提出一種控制本換能器后腔容積的靈活方式，其中，形成基本上封閉的鄰近第一殼體部分的外表面部分設(shè)置的聲腔的外部換能器殼體部分包括在后腔聲孔或多個(gè)后腔聲孔與封閉的聲腔之間的聲連接部，從而形成小型電聲換能器的結(jié)合和放大有效的后腔。下面結(jié)合圖2公開根據(jù)后者這個(gè)實(shí)施例的特別有吸引力的換能器。該換能器可體現(xiàn)為兩個(gè)基本上分離的子組件，通過焊接、壓配合或粘結(jié)等方式將分離的子組件彼此固定連接而結(jié)合到單一小型揚(yáng)聲器中。第一子組件包括圓柱形的或其他任何適合形狀的聲源或核心，而第二子組件包括外部殼體，其具有例如通常的矩形形狀。將封閉的聲腔連接到聲源后腔(或多個(gè)后腔)的后腔聲孔或多個(gè)后腔聲孔構(gòu)成一種簡單和靈活的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使通過只改變矩形外部殼體的尺寸同時(shí)保留聲源的所有尺寸便能使換能器的性能滿足特殊用途的要求。
根據(jù)本發(fā)明的小型電聲換能器可包括形成部分公共磁通路徑的中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，以便在第一與第二磁鐵組件之間傳導(dǎo)磁通量和/或在第一與第二磁隙之間傳導(dǎo)磁通量。這種中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)可為本發(fā)明實(shí)施例另外地形成部分第二磁路，該通路合并單向或不連續(xù)的磁隙，并具有分離的第一和第二公共磁通量通路。這種中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包括導(dǎo)磁材料的疊片結(jié)構(gòu)，例如鐵磁合金，象Vacoflux。中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的外表面可有利地提供至少第一和第二磁隙的內(nèi)部分界面，并且任選地提供電聲換能器中所有磁隙的內(nèi)部分界面。
根據(jù)下面參考圖1-9所述的本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，第一磁隙包括連續(xù)的磁隙，和第二磁隙包括連續(xù)的磁隙。第一和第二正圓形、矩形或卵形導(dǎo)電線圈在相應(yīng)的連續(xù)磁隙內(nèi)相對地設(shè)置。將正圓形、矩形或卵形導(dǎo)電線圈中的每一個(gè)定向成基本上平行于其相關(guān)聯(lián)的隔膜，并優(yōu)選地被直接連接到導(dǎo)電線圈的平端表面或邊緣上的隔膜上。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一磁鐵組件包括基本為圈形或環(huán)形的磁鐵，其同軸地位于相應(yīng)形狀的第一導(dǎo)電線圈周圍。圈形或環(huán)形磁鐵被磁化，以產(chǎn)生向內(nèi)放射定向的第一磁通量。第二磁鐵組件包括基本為圈形或環(huán)形的磁鐵，其同軸地包圍相應(yīng)形狀的第二導(dǎo)電線圈，并且被磁化，以產(chǎn)生向外放射定向的第二磁通量。如果通過平面矩形磁鐵的相應(yīng)排列而形成磁鐵組件，則可得到簡化的磁鐵形狀，其中第一磁鐵組件包括平面磁鐵的基本為圓形、卵形或矩形的陣列，這些磁鐵同軸地設(shè)置在第一導(dǎo)電線圈周圍，并適合產(chǎn)生向內(nèi)定向的第一磁通量。第二磁鐵組件包括平面磁鐵的基本為圓形、卵形或矩形的陣列，這些磁鐵同軸地設(shè)置在第二導(dǎo)電線圈周圍，并適合產(chǎn)生向外定向的第二磁通量。電聲換能器的這些實(shí)施例優(yōu)選地包括中心設(shè)置的圓柱形或矩形的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形成公共磁通路徑的部分，以便在第一與第二磁鐵組件之間傳導(dǎo)磁通量。這個(gè)中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的表面部分可有利地構(gòu)成第一和第二磁隙的內(nèi)表面。
另一方面，第一和第二磁鐵組件可以提供一對中心定位的永久磁鐵，這些永久磁鐵設(shè)置成鄰接中心設(shè)置的圓柱形或矩形的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形成一部分公共磁通路徑。
根據(jù)下面參考圖10-13所述的本發(fā)明的其他實(shí)施例，電聲換能器的磁隙包括四個(gè)不連續(xù)或單向的磁隙，并且第一和第二導(dǎo)電線圈中的每一個(gè)設(shè)置在一組不連續(xù)的磁隙中。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，電聲換能器的磁路包括第一和第二公共磁通路徑。每個(gè)磁路包括磁鐵組件和相關(guān)聯(lián)的磁隙組。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一磁鐵組件包括第一對磁鐵，其具有設(shè)置在第一對磁鐵側(cè)面之間的第一磁隙，并且第二磁鐵組件包括第二對磁鐵，其具有設(shè)置在第二對磁鐵側(cè)面之間的第二磁隙。第一和第二導(dǎo)電線圈相鄰設(shè)置，并延伸到第一和第二磁隙中，且定向在基本上垂直于第一和第二隔膜延伸的平面內(nèi)，即垂直地定向。
另一實(shí)施例包括第一磁鐵組件，其適于在第一和第二不連續(xù)的磁隙中產(chǎn)生第一和第二磁通量。第二磁鐵組件，適于在第三和第四不連續(xù)的磁隙中產(chǎn)生第三和第四磁通量。第一公共磁通路徑包括第一磁鐵組件和第一與第二不連續(xù)的磁隙，而第二公共磁通路徑包括第二磁鐵組件和第三與第四不連續(xù)的磁隙。數(shù)個(gè)音圈排列都是可能的，在一個(gè)實(shí)施例中具有設(shè)置在第一和第三不連續(xù)磁隙中的第一導(dǎo)電線圈，從而包括設(shè)置在第一公共磁通路徑中的線圈繞組的第一部分和設(shè)置在第二公共磁通路徑中的線圈繞組的第二部分，而第二導(dǎo)電線圈設(shè)置在第二和第四不連續(xù)磁隙中，從而包括設(shè)置在第一公共磁通路徑中的線圈繞組的第一部分和設(shè)置在第二公共磁通路徑中的線圈繞組的第二部分。具有一對相對布置的折疊音圈的電聲換能器可以具體體現(xiàn)后面這個(gè)換能器的設(shè)計(jì)，使得第一導(dǎo)電線圈包括具有橋接部分的彎曲線圈和一對基本上與其垂直的線圈部分，其中，橋接部分定向在基本上與第一隔膜平行方向延伸的平面內(nèi)。第二導(dǎo)電線圈同樣包括具有橋接部分的彎曲線圈和一對基本上與其垂直的線圈部分。橋接部分定向在基本上與第二隔膜平行方向延伸的平面內(nèi)。
另一實(shí)施例包括分別設(shè)置在第一和第二不連續(xù)磁隙中的第一直的導(dǎo)電線圈的第一和第二線圈繞組部分和分別設(shè)置在第三和第四不連續(xù)磁隙中的第二直的導(dǎo)電線圈的第一和第二線圈繞組部分。這個(gè)實(shí)施例具有橫向設(shè)置的導(dǎo)電線圈，其中導(dǎo)電線圈平面端部表面的閉合曲線可沿著基本為圓形、矩形或卵形的連接區(qū)域直接連接到相關(guān)聯(lián)的隔膜上。通過適當(dāng)?shù)剡x擇導(dǎo)電線圈的尺寸，有可能激勵(lì)跨越其區(qū)域的基本部分，例如大于25％或優(yōu)選大于50％隔膜區(qū)域的隔膜。
另一方面，第一和第二直的導(dǎo)電線圈可分別地基本上正交于第一和第二隔膜的表面定向并延伸到第一和第二不連續(xù)磁隙以及第三和第四不連續(xù)磁隙中。本發(fā)明的后面這個(gè)實(shí)施例因此包括垂直定向的導(dǎo)電線圈，其中每個(gè)導(dǎo)電線圈的平面?zhèn)缺砻婵裳刂€形的接觸區(qū)域直接固定到相關(guān)聯(lián)的隔膜上。
根據(jù)本發(fā)明的特別值得關(guān)注的實(shí)施例，第一和第二磁鐵組件以及第一和第二可移動(dòng)組件形成鏡面對稱的物理排列或布置在平行于第一和第二隔膜延伸的中心平面的周圍。換能器殼體和/或聲孔可以另外地在中心平面周圍對稱地構(gòu)造和排列。根據(jù)這種電聲換能器設(shè)計(jì)，上部和下部磁鐵組件之間的磁極可以有利地交換，使得第一和第二磁通量基本上相對定向。本發(fā)明的所有實(shí)施例可受益于利用具有基本相同質(zhì)量的第一和第二可移動(dòng)組件，減少在揚(yáng)聲器工作期間電聲換能器的振動(dòng)輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種小型電聲換能器，其包括換能器殼體，該殼體具有布置在其中的換能器電動(dòng)機(jī)。換能器殼體包括導(dǎo)磁殼體部分，其至少部分地形成包圍纏繞著磁鐵芯并電氣連接到換能器電動(dòng)機(jī)的電線圈的聲腔。磁鐵芯的端表面有效地連接到導(dǎo)磁殼體部分的內(nèi)表面上，從而為磁鐵芯提供返回磁路。換能器電動(dòng)機(jī)可包括動(dòng)圈式揚(yáng)聲器芯或動(dòng)銜鐵接收器芯，其適于產(chǎn)生聲音或音響信號(hào)，這種信號(hào)從換能器殼體中的一個(gè)或數(shù)個(gè)聲音輸出口發(fā)射出來。動(dòng)圈式揚(yáng)聲器可包括根據(jù)本發(fā)明第一方面的小型雙隔膜揚(yáng)聲器。


下面將參考附圖對形式為小型助聽器接收器和小型揚(yáng)聲器的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。其中，圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圓柱形雙隔膜揚(yáng)聲器的軸向橫截面圖，圖2表示本發(fā)明第二實(shí)施例的垂直橫截面圖，該實(shí)施例的形式包括內(nèi)裝的圓柱形雙隔膜揚(yáng)聲器的助聽器接收器，圖3表示圖2中助聽器接收器的水平橫截面圖，圖4是圖2中助聽器接收器內(nèi)部零件的3D透視圖，圖5a-b表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器包括內(nèi)部中心圓柱形磁鐵結(jié)構(gòu)，圖6a-b表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的圓柱形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器包括隔膜之間的公共后容積，圖7a-b表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的圓柱形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器包括同軸地設(shè)置在相應(yīng)音圈元件周圍的上部和下部平面環(huán)形磁鐵，圖8a-b表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器包括同軸地布置在相應(yīng)環(huán)形音圈元件周圍的矩形上部和下部磁鐵組件，圖9a-b表示根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器包括同軸地布置在相應(yīng)細(xì)長音圈元件周圍的矩形上部和下部磁鐵組件，
圖10a-b表示根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器具有位于相應(yīng)單向磁隙對內(nèi)的上部和下部折疊的音圈，圖11a-b表示根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器具有水平布置在上部和下部單向磁隙對內(nèi)的上部和下部直的和細(xì)長音圈，圖12a-b表示根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器具有垂直布置在相應(yīng)左和右單向磁隙對內(nèi)的左和右直的和細(xì)長音圈，圖13a-b表示根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的矩形雙隔膜接收器或揚(yáng)聲器的垂直和水平橫截面圖，接收器或揚(yáng)聲器具有垂直并相鄰布置在一對中心單向磁隙內(nèi)的左和右直的和細(xì)長音圈。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說明中，不同實(shí)施例中的相同或相應(yīng)的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。下面對圖1-4的實(shí)施例給予最全面的說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很快注意到，這些實(shí)施例中的許多設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)特征，例如尺寸、形狀、材料等，也可容易地應(yīng)用到其他公開的實(shí)施例中。
圖1表示小型雙隔膜動(dòng)圈式電聲換能器1的垂直橫截面圖，該換能器優(yōu)選地用于揚(yáng)聲器或接收器，以產(chǎn)生在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的聲信號(hào)或聲壓信號(hào)，例如整個(gè)聲頻范圍在大約20Hz到20kHz之間，或者其范圍的一部分，例如100Hz到10kHz之間。另一方面，雙隔膜電聲換能器可用于麥克風(fēng)，以通過將撞擊聲信號(hào)變換為相應(yīng)的電信號(hào)來接收預(yù)定頻率范圍內(nèi)的聲信號(hào)。
在本實(shí)施例中，換能器1構(gòu)造成為揚(yáng)聲器或接收器，其適于結(jié)合到移動(dòng)終端或聽力裝置中。小型揚(yáng)聲器1包括基本為圓柱形的殼體5，其由Vacoflux或其他適合的導(dǎo)磁材料制成，例如鐵磁材料或化合物，象具有微量元素的鈷鐵合金。導(dǎo)磁材料優(yōu)選地呈現(xiàn)高飽和的磁通量密度和高的相對磁導(dǎo)率，例如相對磁導(dǎo)率超過100，或更優(yōu)選地超過1000，或最為優(yōu)選地超過10000。小型揚(yáng)聲器的物理布置包括兩個(gè)基本相同的半部，該兩半部基本上鏡面對稱地布置在基本上與上隔膜25和下隔膜50平行延伸的中心平面35周圍。優(yōu)選地將殼體的外徑值選擇在3到4mm之間，例如3.1mm，殼體的長度值選擇在3.0到5.0mm之間。
在中心電動(dòng)機(jī)組件周圍同軸地設(shè)置圓柱形殼體5。覆蓋上隔膜25的環(huán)形上蓋42形成小型揚(yáng)聲器1的上部前腔30。環(huán)形上蓋42鄰接圓柱形殼體5的上邊緣部分。面向上部側(cè)的前腔聲孔(未示出)設(shè)置在環(huán)形上蓋42中和/或設(shè)置在靠近圓柱形殼體5的上邊緣部分的區(qū)域內(nèi)。由下蓋43和具有面向下部側(cè)的前腔聲孔(未示出)的下部前腔90形成相應(yīng)的鏡面結(jié)構(gòu)。另一方面，分別用軸向設(shè)置在上隔膜25和下隔膜50之上的相應(yīng)的面向前的聲孔可替換面向上部和下部側(cè)的前腔聲孔，以形成端射式小型揚(yáng)聲器。
在單一中心設(shè)置的圓盤形永久磁鐵11周圍分別相對地設(shè)置上部和下部平面圓盤形極片40和45。上部和下部平面圓盤形極片40和45布置成鄰接中心設(shè)置的圓盤形磁鐵11的相應(yīng)磁極，并適于分別朝著環(huán)形的連續(xù)上部和下部磁隙15和55傳導(dǎo)磁通量。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，單一圓盤形永久磁鐵11或永久磁鐵11是電聲換能器1中唯一的磁鐵組件。永久磁鐵11優(yōu)選地包括磁性合金或基于象N37H之類的Nd-Fe-B合金的化合物。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，永久磁鐵11適于在圈形或環(huán)形磁隙15和55內(nèi)產(chǎn)生數(shù)值上相同的磁通密度。優(yōu)選地選擇磁通量密度值在0.5到1.5特斯拉之間，或最為優(yōu)選地在0.7到1.2特斯拉之間。
單一環(huán)形或圓盤形磁鐵11基本上軸向被磁化，因而借助于上部和下部平面圓盤形的極片40和45，在環(huán)形的上部磁隙15和環(huán)形下部磁隙55內(nèi)分別產(chǎn)生放射和向內(nèi)定向的磁通量和放射向外定向的磁通量，兩個(gè)極片40和45均包括導(dǎo)磁材料，例如鐵磁合金或象Ni-Fe之類的化合物。導(dǎo)電圓形直的上部線圈20或上部音圈設(shè)置在上部磁隙15內(nèi)，并同軸地圍繞圓盤形極片40，其方式是留有足夠的間隙，以便使直的上部線圈20能沿著基本上垂直于環(huán)形上部磁隙15內(nèi)放射定向的磁路自由地移動(dòng)。上部音圈20可包括單獨(dú)的絕緣鋁線或銅線的繞組，鋁線或銅線直徑小于50μm，或優(yōu)選地小于20μm，例如大約12μm，并具有符合線圈構(gòu)造的最小絕緣層。
圓柱形內(nèi)部殼體的一部分形成小型揚(yáng)聲器1的部分公共磁通路徑。公共磁通路徑另外地分別包括上部和下部磁隙15和55以及上部和下部極片(40，45)。因此，本實(shí)施例包括單一永久磁鐵11和單一公共磁通路徑，該公共磁通路徑分別貫穿環(huán)形連續(xù)的上部和下部磁隙15和55。永久磁鐵11在上部磁隙15內(nèi)產(chǎn)生向內(nèi)放射定向的磁通量和在下部磁隙55內(nèi)產(chǎn)生相反的向外定向的磁通量，其數(shù)值基本相等。上部音圈20只設(shè)置在上部磁隙15內(nèi)，而下部音圈80只設(shè)置在下部磁隙55內(nèi)。
中心永久磁鐵11具有這樣的直徑，確保其圓周邊接觸并鄰接圓柱形殼體5的內(nèi)部側(cè)壁部分。本實(shí)施例特別良好適合于小型化，因?yàn)樵谏喜亢拖虏扛裟?5、50以下分別封閉或密封在里面的實(shí)際部分的容積或空間充填有磁性材料。因此，這種結(jié)構(gòu)使有效地利用換能器殼體5內(nèi)所有可用的空間。殼體5優(yōu)選地包括鐵磁合金或化合物，例如具有微量元素的鈷鐵合金，它們經(jīng)常以例如Vacoflux，海波鈷鐵合金和釩，波門杜爾鐵鈷合金的商品名稱銷售，因?yàn)槠溆凶罴汛判孕阅?。?dāng)然，單一中心設(shè)置的磁鐵11可由包括有適當(dāng)極性的獨(dú)立和鄰接的磁鐵對的磁鐵組件來替代。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在圓柱形內(nèi)部殼體部分5的壁上設(shè)置一對側(cè)面面對的聲孔或連接部(未示出)，并與隔膜25，50下面封閉的相應(yīng)后腔進(jìn)行聲耦合。
直的上部線圈20的運(yùn)動(dòng)方向基本上垂直于環(huán)形上部磁隙15內(nèi)的放射定向的磁通量，和根據(jù)眾所周知的“右手定則”垂直于流入上部線圈20的線圈繞組中的激勵(lì)電流的方向F→≡(I→×B→)*L;]]>式中F是由流入到具有導(dǎo)線長度L、位于上部磁隙15內(nèi)的上部線圈20內(nèi)的電流I產(chǎn)生的電磁力矢量，其中，存在磁通量密度B。因此，F(xiàn)作用于上部可移動(dòng)組件，該上部可移動(dòng)組件包括上部音圈20和上部隔膜25以及任何可能的粘結(jié)劑或?qū)⑸喜恳羧?0與上部隔膜25結(jié)合在一起的其它連接裝置。
利用適合的粘合劑，例如環(huán)氧樹脂將上部線圈的圓形上邊緣部分優(yōu)選地直接連接到圓形上部隔膜25的周邊上。因此，當(dāng)直的上部線圈20隨施加于其上的激勵(lì)電流而振蕩時(shí)，則使上部隔膜25承受相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，該上部隔膜25又在前聲腔30內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的交變聲壓。
優(yōu)選地，上部隔膜25包括薄圓形塑料薄膜的基體層，例如1到20μm厚的聚對苯二甲酸酯(polyethylene terepthalate)片。粘附連接的20-50μm厚的鋁或鋁-鎂合金薄片可任選地連接到或粘接到上部隔膜25的基體層上，并利用來加固圓形上部隔膜25。
下面將不再對所示對稱平面35之下的小型揚(yáng)聲器1的鏡面對稱下部部分作全面的說明。這個(gè)下部部分的動(dòng)作、材料、零件和尺寸基本上與小型揚(yáng)聲器上部部分那些相關(guān)的對應(yīng)物相一致。因此，小型揚(yáng)聲器1的本實(shí)施例具有基本為鏡面對稱的物理設(shè)計(jì)，以提供振動(dòng)平衡的換能器結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)，其在理論上使上部和下部可移動(dòng)組件振動(dòng)所造成的接收器1的振動(dòng)輸出能完全對消。當(dāng)然，實(shí)際的小型揚(yáng)聲器1不能達(dá)到完美的鏡面對稱，而即使在重要振動(dòng)因素的實(shí)際匹配范圍內(nèi)，與相應(yīng)的單隔膜小型揚(yáng)聲器的振動(dòng)幅值相比，可使振動(dòng)幅值得到顯著降低。重要的振動(dòng)因素包括上部和下部可移動(dòng)組件質(zhì)量的匹配以及上部和下部隔膜的懸掛柔順的匹配。
在運(yùn)用中，接收器1的兩對外部引入接線端子(未示出)連接到相應(yīng)的導(dǎo)電上部和下部線圈20和80上，以便在需時(shí)，對小型揚(yáng)聲器1的每一半部能獨(dú)立地施加激勵(lì)電壓和電流。優(yōu)選地，通過向上部和下部音圈供給基本相同但相位相反的激勵(lì)電流使小型揚(yáng)聲器1動(dòng)作，由此，確保上部和下部隔膜25和50同相運(yùn)動(dòng)。另一方面，換能器可設(shè)有一對外部引入接線端子，并使上部音圈20和下部音圈80在內(nèi)部串聯(lián)起來。
圖2表示本發(fā)明第二實(shí)施例的垂直橫截面圖，其中，上面結(jié)合圖1所述的圓柱形雙隔膜換能器用作結(jié)合到通常為矩形的外殼體7內(nèi)的圓柱形聲源或核心，該殼體7分別包括圍繞面向第一和第二側(cè)的前腔聲孔70和72的單一聲音出口或聲孔95，以總和由第一和第二隔膜產(chǎn)生的相應(yīng)的聲壓。通過聲音出口95將總和的或合成的聲壓導(dǎo)出。具有向下延伸邊緣的環(huán)形上蓋42在第一隔膜25之上延伸并將其覆蓋，從而形成上部前腔30，其中，布置有面向第一側(cè)或上部側(cè)的聲孔(未示出)。相同的下蓋43在第二隔膜50之上延伸并將其覆蓋，從而形成下部前腔90，其中，布置有面對第二或下部側(cè)的聲孔(未示出)。
在相應(yīng)的隔膜25，50下面設(shè)置小型揚(yáng)聲器的上部和下部后腔。上部和下部后腔聲孔(參看圖4中的件號(hào)26和28)使上部和下部后腔與形成在矩形外殼體7后部中的公共封閉后腔85在聲音上連通。這個(gè)公共后腔85適用于擴(kuò)大小型揚(yáng)聲器1中后腔總?cè)莘e，并通過擴(kuò)展其低頻響應(yīng)和低頻最大輸出聲壓能力來改進(jìn)其聲音性能。如前所述，優(yōu)選地用導(dǎo)磁材料制造圓柱形殼體5、上蓋42和下蓋43，并且可用來封閉或包圍如圖1中所公開的基本為整裝的雙隔膜揚(yáng)聲器。
優(yōu)選地，通過裝配矩形外殼體7并在矩形外殼體7的頂蓋和底蓋上沖壓或激光切割出一對基本為圓形且垂直對準(zhǔn)的孔來制造圖2中的小型揚(yáng)聲器1。這些圓形孔中的每一個(gè)都具有與圓柱形整裝的雙隔膜揚(yáng)聲器(圖1)的外徑精密對應(yīng)的直徑，以使其通過將這些部分壓合在一起能插入并剛性地接合到矩形外殼體7中。另一方面，各殼體也可以通過將它們焊接或粘接在一起進(jìn)行接合。優(yōu)選地，圓柱形聲核心的殼體5磁性和電氣連接到矩形外殼體7上，以使整個(gè)外殼體表面(包括殼體部分7、42和43)能起到有效屏蔽外部電場和磁場的作用。
另一方面，圓柱形聲核心的殼體5可以彈性地懸掛在矩形外殼體7內(nèi)，以衰減圓柱形聲核心產(chǎn)生的殘余機(jī)械振動(dòng)。懸掛物可包括插入在例如上蓋42和下蓋43與矩形外殼體7部分之間適當(dāng)形狀的彈性件或多個(gè)彈性件。
矩形外殼體7的外部尺寸可適應(yīng)相當(dāng)寬的范圍，以配合各種應(yīng)用。優(yōu)選地，助聽器揚(yáng)聲器或接收器具有2.5到5.0mm之間的高度、3.0到6.0mm之間的寬度和5.0到8.0mm之間的長度(計(jì)量不包括發(fā)聲口95)。圓柱形聲核心的殼體5的尺寸可以自然地適于配合那些為矩形外殼體7所選擇的尺寸。
包括纏繞在鐵磁芯或繞線管2上的細(xì)長電線圈的電感線圈3設(shè)置在小型揚(yáng)聲器1中公共后腔85內(nèi)。電感線圈3串聯(lián)與兩個(gè)導(dǎo)電線圈或音圈20和80電耦合。然而，在本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例中該電感線圈3是一個(gè)完全任選的元件，其具有某些合乎需要的性能，用于由轉(zhuǎn)換放大器或D類放大器激勵(lì)的小型揚(yáng)聲器1的應(yīng)用之處，例如模擬或數(shù)字脈寬調(diào)制(PWM)或脈沖密度調(diào)制(PDM)放大器。這些轉(zhuǎn)換放大器通常以超聲波脈沖調(diào)制頻率為基礎(chǔ)，位于頻率范圍100kHz到10MHz之處。有利的是由小型揚(yáng)聲器1呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗在相關(guān)的頻率范圍內(nèi)充分大到能夠?qū)⒂闪鬟^轉(zhuǎn)換放大器中負(fù)載和輸出晶體管的轉(zhuǎn)換電流引起的轉(zhuǎn)換損失最小化。電感線圈3可具有0.5到5.0mH之間的電感，或更為優(yōu)選地在1到2.0mH之間，并且具有10到100ohm之間的DC串連電阻，以便在通過一對外部接線端子(未示出)提供給轉(zhuǎn)換放大器時(shí)提高小型揚(yáng)聲器1的高頻阻抗。
有利的是，線圈3的鐵磁芯或繞線管2可與圓柱形聲源的殼體部分5和/或矩形外殼體7磁性連接，以提供線圈3的返回磁路，這個(gè)特征特別有用，因?yàn)槠滹@著地衰減了由于將上述脈沖調(diào)制頻率施加給線圈3所產(chǎn)生的電磁信號(hào)，并防止這種干擾電磁信號(hào)從小型揚(yáng)聲器1內(nèi)部泄漏。從鐵磁芯2與鐵磁殼體7磁性連接得到的有益性能在不同形狀換能器殼體和其他類型的動(dòng)圈式揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)中無疑地同樣有用，例如在傳統(tǒng)的單隔膜換能器設(shè)計(jì)中等。
圖3是上面結(jié)合圖2公開和論述的小型揚(yáng)聲器1的中心水平截面圖。通過將這些部分壓合在一起，使線圈3中鐵磁芯的端凸緣磁性連接到鐵磁矩形外殼體7的相應(yīng)側(cè)壁部分上，以便為線圈3提供合乎需要的返回磁路。矩形外殼體7包括從外殼體7的底蓋延伸到頂蓋的前面矩形孔7a。圓柱形殼體5、上蓋42和下蓋43的周邊部分分別伸進(jìn)該前面矩形孔7a及面向第一和第二側(cè)的前腔聲孔70和72(圖2)內(nèi)，再延伸到這個(gè)前面矩形孔7a中，以便使這些聲孔與聲出口或出聲口95在聲音上連通。上部音圈(未示出)的第一平面音圈導(dǎo)線14和下部音圈(未示出)的第二平面音圈導(dǎo)線15均延伸到圓柱形聲核心的外部，并且可以用于與小型揚(yáng)聲器1中的線圈3和外部接線端子(未示出)的相關(guān)接線。
圖4是上面結(jié)合圖2和圖3公開和論述的小型揚(yáng)聲器1的內(nèi)部特征和元件的透視圖。面對于公共后腔85的圓柱形聲核心的殼體5的一部分分別包括上部和下部后腔聲孔26，28。該上部和下部后腔聲孔26，28分別形成環(huán)向延伸和貫穿分別靠近上蓋42和下蓋43的狹槽。當(dāng)然，另一方面，上部和下部后腔聲孔26，28的布置和形狀可分別采用其他形狀或位置。線圈3包括一對焊接點(diǎn)(12，13)，以便形成相應(yīng)的電氣連接。優(yōu)選地，一個(gè)焊接點(diǎn)12與小型揚(yáng)聲器1的第一外部接線端子(未示出)電氣連接，而另一個(gè)焊接點(diǎn)13則與圓柱形聲核心上部音圈(未示出)的第一平面音圈導(dǎo)線(圖3中件號(hào)14)電氣連接。上部和下部音圈在內(nèi)部串聯(lián)連接，并引出與小型揚(yáng)聲器1的第二外部接線端子(未示出)相連的下部音圈的第二音圈導(dǎo)線(圖3中件號(hào)15)。因此，線圈3和上部與下部音圈全部串聯(lián)連接。
圖5a和5b表示本發(fā)明另一有利實(shí)施例的垂直和水平橫截面圖，其中，電聲換能器1包括基本為矩形的外殼體部分7和與矩形外殼體部分7剛性連接的圓柱形內(nèi)殼體部分5。圓柱形內(nèi)殼體部分5同軸地設(shè)置在中心電動(dòng)機(jī)組件的周圍。環(huán)形上蓋42覆蓋并保護(hù)上部隔膜25免遭損害，并且有利的是透聲保護(hù)柵(未示出)可以覆蓋中心聲孔(未示出)，以提供優(yōu)良保護(hù)不受破壞。環(huán)形上蓋42設(shè)置在上部隔膜25之上，并通過圓形邊緣部分鄰接圓柱形內(nèi)部殼體部分5，以產(chǎn)生上部前容積30。在電聲換能器1的鏡面對稱下部部分設(shè)置相應(yīng)的蓋，前腔結(jié)構(gòu)和聲孔，這使本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例具有兩個(gè)獨(dú)立的聲孔或端口。
上部和下部平面圓盤形極片40和45分別相對地設(shè)置在單一中心定位的圓盤形磁鐵11周圍。上部和下部平面圓盤形極片40和45分別布置成與中心定位的圓盤形磁鐵11的相應(yīng)磁極鄰接并適合向圓形上部和下部磁隙15和55傳導(dǎo)磁通量。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，單一圓盤形磁鐵11構(gòu)成電聲換能器1唯一的磁性裝置，并可包括稀土型的磁鐵，例如Nd-Fe-B磁鐵，通常用N37H表示。圓盤形磁鐵11基本上在軸向被磁化，并借助于上部和下部平面圓盤形極片40和45分別適合于在圓形上部磁隙15內(nèi)產(chǎn)生放射和向內(nèi)定向的磁通量和在圓形下部磁隙55內(nèi)產(chǎn)生放射向外定向的磁通量，其中，上部和下部平面圓盤形極片40和45包括高磁導(dǎo)率的材料，例如鐵磁化合物或合金，象Ni-Fe。導(dǎo)電圓形直的上部線圈20或直的上部線圈設(shè)置在上部磁隙15內(nèi)，并且同軸地在圓盤形極片40周圍，以留有充分間隙的形式，使直的上部線圈20能沿著基本上與上部磁隙15放射定向的磁通量相垂直的通路自由地移動(dòng)。中心設(shè)置的圓盤形磁鐵11包括沿著圓盤形磁鐵11的上部和下部周邊的上部和下部徑向延伸的凹槽或臺(tái)階。盡管這些周邊臺(tái)階完全是任選的，但它們分別為上部和下部音圈20和80提供偏轉(zhuǎn)或移動(dòng)的擴(kuò)大范圍。這種有利特征轉(zhuǎn)化為改進(jìn)的最大輸出聲壓能力。此外，從原型換能器獲得的試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)證明，在圓盤形磁鐵11上設(shè)置一對周邊臺(tái)階大大地改進(jìn)了上部和下部磁隙15，55內(nèi)相應(yīng)磁場的均勻性，由此改進(jìn)了電聲換能器1的線性度。以助聽器應(yīng)用為目標(biāo)的本換能器實(shí)施例的一種原型已構(gòu)造成具有3.36mm寬、2.86mm高和5.56mm長的外部尺寸。該原型采用了具有大約3.11mm直徑的圓柱形內(nèi)殼體部分5，直徑2.59mm和高度1.15mm的單一磁鐵和具有相同直徑2.21 mm的極片40，45。上部和下部導(dǎo)電線圈20，80由12μm的銅線制成，并且每一個(gè)的內(nèi)徑和外徑分別為2.36mm和2.56mm。當(dāng)然，也可根據(jù)具體應(yīng)用的要求采用其他尺寸、形狀的殼體部分和內(nèi)部元件。
直的上部線圈20可包括單獨(dú)絕緣的鋁線或銅線的繞組，絕緣鋁線或銅線的直徑小于50μm或優(yōu)選地小于20μm，例如大約12μm，并具有符合線圈構(gòu)造的最小絕緣層。圓柱形內(nèi)殼體部分5包括高導(dǎo)磁率的導(dǎo)磁材料，例如具有微量元素的鈷鐵合金，并形成部分公共磁通路徑，該磁路另外分別貫穿上部和下部磁隙(15，50)以及上部和下部極片(40，45)。
中心設(shè)置的永久磁鐵11徑向延伸，以便接觸和鄰接圓柱形內(nèi)殼體部分5的內(nèi)側(cè)壁部分。本實(shí)施例特別良好適合小型化，因?yàn)榉謩e在上部和下部隔膜25、50下面封閉的實(shí)際容積部分填滿了永久磁鐵材料，從而有效地利用了換能器殼體7內(nèi)的可用空間。當(dāng)然，單一中心設(shè)置的磁鐵11可由一對獨(dú)立并鄰接的適當(dāng)極性的磁鐵來替代。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，在矩形殼體部分7內(nèi)呈后腔85和86的形式設(shè)置用于上部和下部隔膜的后面或后部容積。后腔85和86通過設(shè)置在圓柱形內(nèi)殼體部分5的壁上的一對上部聲音或聲孔26和一對下部聲孔28與隔膜25、50下面相應(yīng)的空氣容積進(jìn)行聲耦合。矩形殼體部分7優(yōu)選地包含注射模塑的熱塑塑料或金屬材料，例如鐵磁合金或其任何組合物。矩形殼體部分7在寬度、高度和長度方面的外部尺寸可根據(jù)具體應(yīng)用的要求來變化。對于助聽器應(yīng)用來說，有利的是寬度、高度和長度可小于7.0mm、5.0mm和10.0mm，更為優(yōu)選的是小于4.0mm、3.0mm和6.0mm。
矩形形狀的殼體部分7是許多可能形狀中的一種，并且對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯可使用不同的形狀，例如多邊形、圓柱形、圓盤形、六邊形等。同樣，舉例所述的圓柱形內(nèi)殼體部分5和中心設(shè)置的圓盤形磁體11的配合形狀只是許多其他可能配合形狀中的一種具體配合形狀。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯可使用不同的配合形狀，例如多邊形、圓形、卵形、橢圓形等。
圖6a和6b表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的雙隔膜電聲換能器1的垂直和水平橫截面圖。換能器1構(gòu)造為小型揚(yáng)聲器或接收器，并包括基本為圓柱形的殼體5，該殼體5用Vacoflux或其他適合的高飽和磁通密度和高相對磁導(dǎo)率的導(dǎo)磁材料制造。小型接收器1的物理布置包括在中心平面35周圍基本以鏡面對稱排列的兩個(gè)基本相同的半部，中心平面35平行于上部隔膜25和下部隔膜50延伸。對于適合在移動(dòng)終端和義耳應(yīng)用的實(shí)施例，外殼體的直徑數(shù)值優(yōu)選地選擇在3到5mm之間，例如大約3.0mm，長度大約5.0。
盡管上述本發(fā)明的實(shí)施例優(yōu)選地依靠包含有單一中心定位永久磁鐵的磁鐵組件，但本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例卻分別采用上部和下部圈形或環(huán)形的永久磁鐵10和60，該磁鐵在相反的方向被磁化。上部磁鐵10被磁化，以便在圓形的上部磁隙15內(nèi)產(chǎn)生向內(nèi)放射定向的磁通量，而下部磁鐵60適合在圓形的下部磁隙55內(nèi)產(chǎn)生向外放射定向的磁通量。上部和下部磁隙15和55方向相反的磁通量分別使接收器能動(dòng)作而無需在上部和下部磁鐵10和60中的每一個(gè)周圍分別有常規(guī)獨(dú)立的返回磁路。根據(jù)本發(fā)明，公共磁通路徑100(用箭頭表示的閉合通路)包括相應(yīng)的上部和下部平面環(huán)形磁鐵10和60和相應(yīng)的上部和下部磁隙15和50。公共磁通路徑100有利地可包括中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)或柱40，這種結(jié)構(gòu)或柱40適合在上部與下部環(huán)形磁鐵10與60之間分別傳導(dǎo)磁通量。導(dǎo)磁殼體5的環(huán)形部分還可形成部分的公共磁通路徑100，以在上部與下部平面環(huán)形磁鐵10與60之間形成周邊返回磁路。殼體5和中心設(shè)置的導(dǎo)磁柱40優(yōu)選地包括鐵磁合金，例如具有微量元素的鈷鐵合金，它們經(jīng)常以例如Vacoflux，海波鈷鐵合金和釩，波門杜爾鐵鈷合金的商品名稱銷售，因?yàn)槠溆凶罴汛判孕阅?。但是，可另外地或可替換地使用其他導(dǎo)磁材料。通過適合的止動(dòng)件(未示出)，例如用熱塑塑料制成的凸緣或支架，可將中心設(shè)置的導(dǎo)磁柱40固定在圓柱形殼體5內(nèi)的固定位置上、通過粘接或焊接等方式，將導(dǎo)磁柱40與圓柱形殼體5的內(nèi)部側(cè)壁互相連接。
下面對接收器1的上部部分進(jìn)行說明。在換能器殼體5內(nèi)部，設(shè)置構(gòu)成為上部環(huán)形磁鐵10的第一磁鐵組件。相對于換能器殼體5的內(nèi)部圓周部分同軸地設(shè)置上部環(huán)形磁鐵10，并與其鄰接。上部環(huán)形磁鐵10或上部磁鐵可包括基于Nd-Fe-B合金、例如N37H的磁性合金。如前所述，上部磁鐵10在徑向向內(nèi)方向被磁化，以在圓形上部磁隙15內(nèi)產(chǎn)生徑向磁通量。在本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例中，上部和下部磁鐵10，60適合在相應(yīng)的磁隙內(nèi)產(chǎn)生數(shù)值在0.5到1.5特斯拉之間的相同磁通量密度，優(yōu)選地在0.7到1.2特斯拉之間。
導(dǎo)電圓形直的上部線圈20或上部音圈與環(huán)形上部磁鐵10同軸地設(shè)置在上部磁隙15內(nèi)，以便留出充分的空間，使上部音圈20能在向上和向下的方向自由地振蕩或偏轉(zhuǎn)。上部音圈20可包括由絕緣鋁線或銅線制成的繞組，該線具有符合線圈構(gòu)造的最小絕緣層。根據(jù)前面提到的“右手定則”，上部音圈20的運(yùn)動(dòng)方向基本上垂直于環(huán)形上部磁隙15內(nèi)的放射定向的磁通量，并且垂直于在上部音圈20的線圈繞組內(nèi)流動(dòng)的激勵(lì)電流的方向。
優(yōu)選地利用適合的粘合劑，例如環(huán)氧樹脂將上部音圈的圓形上部邊緣部分直接連接到圓形上部隔膜25的周邊上。因此，當(dāng)上部音圈20隨對其施加的電流而振蕩時(shí)，使上部隔膜25也遭受相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，從而形成上部可移動(dòng)組件。上部隔膜25的振蕩在由殼體周圍壁形成的上部聲腔30內(nèi)產(chǎn)生交變的聲壓。聲音輸出孔(未示出)將聲壓從上部聲腔30傳送到換能器殼體5的外部。在相應(yīng)的圓形上部和下部隔膜25、50下面以及殼體5的內(nèi)部封閉一公共后腔85。
上部隔膜25優(yōu)選地包括圓形塑料薄膜的薄片，作為基體層，例如厚度為1到20μm之間的聚對苯二甲酸酯?？扇芜x地采用粘接相連的厚度為20-50μm的鋁或鋁鎂合金薄片，以加固圓形上部隔膜25。
下面將不再全面地說明接收器1中鏡面對稱的下部部分，因?yàn)槠鋭?dòng)作，零部件和尺寸基本上與接收器1中那些上部部分的相關(guān)對應(yīng)物相一致。因此，提供一種物理上鏡面對稱和振動(dòng)/質(zhì)量平衡的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)在理論上使接收器1的振動(dòng)輸出由于上部和下部組件的移動(dòng)而能完全對消。實(shí)際上，與僅有一個(gè)可移動(dòng)組件的相應(yīng)單隔膜接收器的振動(dòng)幅值相比，振動(dòng)輸出幅值可得到顯著的降低。在動(dòng)作期間，接收器1的兩對外部引入接線端子(未示出)連接到相應(yīng)的導(dǎo)電上部和下部線圈20和80上，使在需要時(shí)，能向每一個(gè)半組件單獨(dú)地施加激勵(lì)電壓和電流。優(yōu)選地，通過向上部和下部線圈供給基本相同的激勵(lì)電流并由此確保上部和下部隔膜25和50同相運(yùn)動(dòng)使接收器1動(dòng)作。
圖7a和7b表示根據(jù)本發(fā)明電聲換能器的可替換實(shí)施例的垂直和水平橫截面圖，其中，用一對中心定位并相鄰的永久磁鐵10，60分別替換圖6中公開實(shí)施例的上部和下部環(huán)形或圈形永久磁鐵10和60。永久磁鐵10、60中的每一個(gè)在基本軸向方向被磁化，并設(shè)置成與相應(yīng)獨(dú)立的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)或柱40鄰接和對齊。例如鐵磁合金或化合物之類的導(dǎo)磁材料的相應(yīng)上部和下部平面圈形或環(huán)形元件41、42分別構(gòu)成上部和下部磁隙15、55的外部環(huán)形表面。在環(huán)形上部磁隙15內(nèi)產(chǎn)生向內(nèi)放射定向的磁通量，而在環(huán)形下部磁隙55內(nèi)產(chǎn)生向外放射定向的磁通量。本實(shí)施例的這個(gè)有吸引力的特征是在電聲換能器1的磁路中僅需要兩個(gè)形狀簡單的磁鐵，例如圓柱形或矩形磁鐵。另一方面，根據(jù)圖1公開的實(shí)施例，單一永久磁鐵可替代相鄰的永久磁鐵對10，60。公共磁通路徑100(用箭頭表示的閉合通路)包括相應(yīng)的上部和下部中心定位的磁鐵10和60和相應(yīng)的上部和下部磁隙15和55以及平面圈形元件41、42。在相應(yīng)的圓形上部和下部隔膜25、50下面以及殼體5的內(nèi)部封閉一公共后腔85。
圖8a和8b表示圖6中雙隔膜接收器實(shí)施例的可替換型式的垂直和水平橫截面圖，其中，用通過成適當(dāng)角度的端部彼此鄰接而形成相應(yīng)矩形磁鐵陣列的四個(gè)矩形磁鐵的磁鐵組件分別替代上部和下部環(huán)形磁鐵10和60中的每一個(gè)。上部磁鐵裝置或磁鐵組件包括四個(gè)基本為矩形的磁鐵10a-d，而下部磁鐵組件包括四個(gè)相應(yīng)排列的矩形磁鐵60a-d。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，通過在上部和下部磁鐵組件的內(nèi)角里設(shè)置由例如Vacoflux或其他鐵磁合金的導(dǎo)磁材料制成的四個(gè)三角形上部插入物11a-d，使環(huán)形上部和下部磁隙的性能相接近。因此，合成的上部和下部磁隙15，65基本上是八邊形的，并且非常接近近似于比較理想且優(yōu)選的圓形，結(jié)果在上部和下部磁隙15，55內(nèi)相應(yīng)地產(chǎn)生基本上是向內(nèi)和向外放射定向的磁通量。因此，在本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例中，同樣采用了與平面圓形相應(yīng)的導(dǎo)電上部和下部線圈20、80以及圓柱形中心導(dǎo)磁柱40。
圖9a和9b表示圖8中雙隔膜接收器實(shí)施例的修改型或可替換型的垂直和水平橫截面圖。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例包括八個(gè)矩形磁鐵，它們分別排列在上部和下部磁鐵組件10a-d和60a-d內(nèi)。小型揚(yáng)聲器或接收器1包括具有圓角基本為矩形的殼體5。接收器1的物理布置包括在中心平面35周圍基本上鏡面對稱排列的兩個(gè)半部，中心平面35平行于上部隔膜25和下部隔膜50延伸。圖2的上部表示垂直橫截面圖，即垂直于接收器1中相應(yīng)的上部和下部隔膜25和50的平面內(nèi)的視圖。第一或上部磁鐵組件包括環(huán)繞上部細(xì)長卵形和直的導(dǎo)電線圈20的四個(gè)平面磁鐵10a-d的矩形陣列，近似于在上部連續(xù)的磁隙15中同軸設(shè)置的細(xì)長卵形導(dǎo)電線圈20。上部磁鐵組件或陣列包括鄰接端部邊緣設(shè)置的四個(gè)磁鐵10a-d，并配合在上部磁隙15內(nèi)產(chǎn)生向內(nèi)定向的第一磁通量。下部磁鐵組件包括四個(gè)平面矩形磁鐵60a-d的第二矩形磁鐵組件，這些磁鐵60a-d基本上同軸地設(shè)置在下部細(xì)長卵形導(dǎo)電線圈80或下部音圈周圍。下部磁鐵組件60a-d相對于磁化上部磁鐵組件10a-d方向相反地進(jìn)行磁化，以便在矩形和連續(xù)的下部磁隙55內(nèi)產(chǎn)生向外定向的磁通量。每個(gè)包括相應(yīng)的隔膜25或50和相應(yīng)的上部與下部音圈20或80的上部和下部可移動(dòng)組件適合在相應(yīng)的上部和下部前聲腔30和90內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的聲壓。中心設(shè)置的導(dǎo)磁柱40環(huán)繞以相應(yīng)的上部和下部音圈20或80。導(dǎo)磁柱40適合在相應(yīng)的上部和下部磁鐵組件10a-d與60a-d之間傳導(dǎo)磁通量，以產(chǎn)生包括上部和下部磁隙15、55以及上部和下部磁鐵組件的公共磁通路徑100(由箭頭表示的閉合通路)。
由于一部分換能器殼體形成部分的公共磁通路徑100，因此殼體5可以有利地用鐵磁合金或化合物制作，例如用Vacoflux，其具有高飽和通量密度和高相對磁導(dǎo)率。殼體5的外部尺寸，即寬度、高度和長度優(yōu)選地分別大約為3.36mm、3.0mm和5.36mm。中心設(shè)置的導(dǎo)磁柱具有0.81mm寬、2.0mm高和2.82mm長的尺寸。上部和下部磁鐵組件中最大磁鐵的每一個(gè)具有0.675mm寬、0.70mm高和3.70mm長的尺寸。上部和下部磁鐵陣列中較小磁鐵的每一個(gè)具有0.675mm寬、0.70mm高和1.71mm長的尺寸。導(dǎo)電線圈20、80由絕緣鋁或銅繞組形成，并且每個(gè)線圈具有1.56mm寬、0.60mm高和3.56mm長的尺寸。位于磁隙內(nèi)的每個(gè)繞組部分的寬度約為0.30mm。
圖10a和10b表示矩形雙隔膜小型揚(yáng)聲器或接收器1的垂直和水平橫截面圖，該揚(yáng)聲器或接收器1包括一對相對設(shè)置并折疊的導(dǎo)電線圈。本實(shí)施例包括具有圓角基本為矩形的殼體5。接收器1具有一物理布置，其包括在中心平面35周圍基本鏡面對稱布置的兩個(gè)物理上相同的半部，中心平面35平行于基本為矩形的上部隔膜25和基本為矩形的下部隔膜60延伸。第一磁鐵組件包括彼此上下垂直對準(zhǔn)的細(xì)長矩形永久磁鐵10a和60a。在與第一磁鐵組件相同的水平面內(nèi)布置的第二磁鐵組件包括彼此上下垂直對準(zhǔn)的細(xì)長矩形永久磁鐵10b和60b，接收器1可具有在中心垂直平面周圍基本為鏡面對稱的物理布置，中心平面正交于上部隔膜25和下部隔膜50延伸。在相應(yīng)的上部和下部隔膜25、50下面以及殼體5的內(nèi)部形成一公共后腔85。
與前面所述的本發(fā)明實(shí)施例相反，本實(shí)施例包括共用公共桿或柱的兩個(gè)公共磁通路徑。第一公共磁通路徑100(由箭頭表示的閉合通路)包括第一磁鐵組件，該第一磁鐵組件包含上部矩形磁鐵10a和下部矩形磁鐵60a。第二公共磁通路徑105(由箭頭表示的閉合通路)包括第二磁鐵組件，該第二磁鐵組件包含上部磁鐵10b和下部磁鐵60b。第一公共磁通路徑100貫穿不連續(xù)的或單向的上部磁隙15a和上部矩形磁鐵10a，以在上部磁隙15a內(nèi)產(chǎn)生向外定向的第一磁通量。第一公共磁通路徑100還在垂直方向，即基本上正交于上部隔膜25和下部隔膜50延伸，通過平面矩形磁極鋼板110a再通過下部矩形磁鐵60a進(jìn)入下部單向磁隙55a內(nèi)。中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40形成從下部單向磁隙55a回到上部磁隙15a的垂直返回磁路，以閉合第一公共磁通路徑100。
第二公共磁通路徑105貫穿不連續(xù)的上部磁隙15b和上部矩形磁鐵10b，以在上部磁隙15b內(nèi)產(chǎn)生第二個(gè)向外定向的第二磁通量。第二公共磁通路徑105還在垂直方向，即基本上正交于上部隔膜25和下部隔膜50延伸，通過平面矩形磁極鋼板110b再通過下部矩形磁鐵60b進(jìn)入下部單向磁隙55b內(nèi)。中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40形成從下部單向磁隙55b回到上部磁隙15b的垂直返回磁路，以閉合第二公共磁通路徑。因此，在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，第一和第二公共磁通路徑100、105分別都包括中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40。此外，折疊的上部導(dǎo)電線圈20或上部折疊的音圈設(shè)置在第一和第三這兩個(gè)不連續(xù)的磁隙中，使得這個(gè)上部折疊音圈包括設(shè)在第一公共磁通路徑內(nèi)的第一部分線圈繞組和設(shè)在第二公共磁通路徑內(nèi)的第二部分線圈繞組以及剛性連接到上部隔膜25上并設(shè)在任何磁隙外部的第三部分線圈繞組。最后，折疊的下部導(dǎo)電線圈80或下部折疊音圈設(shè)置在第二和第四這兩個(gè)不連續(xù)的磁隙中，使得這個(gè)下部折疊音圈80包括設(shè)在第一公共磁通路徑100內(nèi)的第一部分線圈繞組和設(shè)在第二公共磁通路徑105內(nèi)的第二部分線圈繞組以及剛性連接到下部隔膜50上并設(shè)在任何磁隙外部的第三部分線圈繞組。
圖11a和11b表示矩形雙隔膜接收器的垂直和水平橫截面圖，該接收器具有一對相對設(shè)置的細(xì)長和直的導(dǎo)電線圈20，80。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例具有許多與結(jié)合圖10論述和公開的本發(fā)明實(shí)施例中共同的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。最顯著的區(qū)別是用上部音圈20和下部音圈80形式的直的細(xì)長音圈代替了上部和下部折疊音圈中的每一個(gè)。本實(shí)施例包括總數(shù)為四個(gè)不連續(xù)的磁隙和兩個(gè)公共磁通路徑，這兩個(gè)公共磁通路徑共用公共桿或柱并環(huán)繞相應(yīng)的不連續(xù)磁隙對。
第一公共磁通路徑100貫穿第一并單向的上部磁隙15a和上部矩形磁鐵10a，以在上部磁隙15a中產(chǎn)生向外定向的第一磁通量。第一公共磁通路徑100還在垂直方向，即基本上正交于上部隔膜25和下部隔膜50延伸，通過平面矩形磁極鋼板110a再通過下部矩形磁鐵60a進(jìn)入第二下部單向磁隙55a內(nèi)。中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40形成從下部單向磁隙55a回到上部磁隙15a的垂直返回磁路，以閉合第一公共磁通路徑100，因此，第一公共磁通路徑100包括形式為第一和第二磁鐵10a，60a以及第一和第二氣隙15a，55a的第一磁鐵組件。
第二公共磁通路徑105貫穿第三不連續(xù)的上部磁隙15b和第三上部矩形磁鐵10b，以在上部磁隙15b內(nèi)產(chǎn)生第二個(gè)向外定向的第二磁通量。第二公共磁通路徑105還在垂直方向，即基本上正交于上部隔膜25和下部隔膜50延伸，通過平面矩形磁極鋼板110b再通過下部矩形磁鐵60b進(jìn)入下部單向磁隙55b內(nèi)。中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40形成從下部單向磁隙55b回到上部磁隙15b的垂直返回磁路，以閉合第二公共磁通路徑105。
圖12a和12b表示矩形雙隔膜接收器的垂直和水平橫截面圖，該接收器具有一對相對設(shè)置的直的導(dǎo)電線圈。本實(shí)施例不同于上面結(jié)合圖11論述和公開的實(shí)施例是采用了一組垂直定向的直的并細(xì)長的導(dǎo)電線圈20和80，而不是水平或橫向定向的導(dǎo)電線圈組。因此，本實(shí)施例不是在中心水平換能器平面周圍鏡面對稱的。
本實(shí)施例包括具有圓角基本上為矩形的殼體5。接收器1包括具有分別平行設(shè)置的上部和下部隔膜25和50的兩個(gè)半部。上部隔膜由第一細(xì)長導(dǎo)電線圈20激勵(lì)，該第一細(xì)長導(dǎo)電線圈20沿著導(dǎo)電線圈20的縱向周邊或側(cè)部連接到隔膜25上。上部磁鐵組包括兩個(gè)獨(dú)立的細(xì)長矩形磁鐵10a-b，這些磁鐵基本相對地設(shè)置在中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40周圍，并處于基本上平行于相應(yīng)的上部和下部隔膜25和50延伸的公共上部平面內(nèi)。下部磁鐵組包括兩個(gè)獨(dú)立的細(xì)長矩形磁鐵60a-b，這兩個(gè)磁鐵60a-b也是基本相對地設(shè)置在中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40的下部部分周圍，在下部公共平面內(nèi)與上部磁鐵組10a-b垂直對準(zhǔn)。第一公共磁通路徑100貫穿第一并單向的上部磁隙15a和上部矩形磁鐵10a，以在上部磁隙15a內(nèi)產(chǎn)生向外定向的第一磁通量。第一磁路100還在垂直方向，即基本上正交于上部隔膜25和下部隔膜50延伸，通過平面矩形磁極鋼板110a再通過下部矩形磁鐵60a進(jìn)入第二下部單向磁隙55a內(nèi)。優(yōu)選包括鐵磁材料或合金的中心導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40，形成從下部單向磁隙55a回到上部磁隙15a的垂直返回磁路，以閉合第一公共磁通路徑100。
第二公共磁通路徑105貫穿第三不連續(xù)的上部磁隙15b和第三并上部的矩形磁鐵10b，以在第二上部磁隙15b內(nèi)產(chǎn)生第二向外定向的第二磁通量。此外，第二公共磁通路徑105還在垂直方向延伸，通過平面矩形磁極鋼板110b再通過下部矩形磁鐵60b進(jìn)入下部單向磁隙55b內(nèi)。導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)40形成從下部單向磁隙55b回到上部磁隙15b的垂直返回磁路，以閉合第二公共磁通路徑105。因此，第一和第二公共磁通路徑均在基本上正交于相應(yīng)的上部和下部隔膜25，50的平面內(nèi)，貫穿導(dǎo)磁柱40。
圖13a和13b表示矩形雙隔膜接收器的垂直和水平橫截面圖，該接收器具有一對相鄰設(shè)置的直的導(dǎo)電線圈。本實(shí)施例不同于上面結(jié)合圖11論述和公開的實(shí)施例是缺少中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)或第一和第二磁路共用的柱。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例包括貫穿兩個(gè)獨(dú)立單向磁隙的單一公共磁通路徑。
接收器1包括殼體5，在該殼體5中排列有四個(gè)獨(dú)立的矩形永久磁鐵10a、b和60a、b，這些磁鐵具有以這樣方式排列的相關(guān)平面?zhèn)让?，即形成上部磁?5和下部磁隙55，上部磁隙15位于永久磁鐵10a和10b的側(cè)面之間，下部磁隙55在上部磁隙15下面對準(zhǔn)，位于永久磁鐵60a和60b的側(cè)面之間。第一平面并直的導(dǎo)電線圈20沿著導(dǎo)電線圈20的縱向周邊部分連接到上部隔膜25上，并相對于上部隔膜25垂直定向。公共磁通路徑100包括第一和第二磁隙15、55四個(gè)獨(dú)立的矩形永久磁鐵10a、b和60a、b，以及與換能器殼體5的相關(guān)側(cè)面部分鄰接橫向傳導(dǎo)磁通量的一對平面矩形極片110a，b。第一導(dǎo)電線圈20具有設(shè)置在第一和第二磁隙內(nèi)的相應(yīng)線圈繞組部分。第一磁隙15大致兩倍于結(jié)合圖12公開的實(shí)施例中使用的相應(yīng)磁隙寬度。由于借助于矩形磁鐵10a、b組的配合而獲得兩倍這么多的磁動(dòng)力，因此，磁隙內(nèi)的合成磁通量密度大致相等?？拷嗨瞥叽绲牡诙矫娌⒅钡膶?dǎo)電線圈60這樣設(shè)置第一平面并直的導(dǎo)電線圈20，使兩個(gè)線圈都能設(shè)置在換能器1的同一磁隙內(nèi)，即在第一和第二磁隙15、55內(nèi)。第二電導(dǎo)線圈80沿著縱向周邊部分連接到下部隔膜25上，并相對于上部和下部隔膜垂直定向。
權(quán)利要求
1.一種小型電聲換能器，該換能器包括-換能器殼體，其具有聲孔，-磁鐵組件，其適合在第一磁隙內(nèi)產(chǎn)生出具有第一預(yù)定方向的第一磁通量，并適合在第二磁隙內(nèi)產(chǎn)生具有第二預(yù)定方向的第二磁通量，-第一可移動(dòng)組件，其包括第一導(dǎo)電線圈，該導(dǎo)電線圈設(shè)置在第一磁隙內(nèi)并耦合到第一隔膜上，使第一可移動(dòng)組件能在基本垂直于第一磁通量的第一運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)，-第二可移動(dòng)組件，其包括第二導(dǎo)電線圈，該導(dǎo)電線圈設(shè)置在第二磁隙內(nèi)并耦合到第二隔膜上，使第二可移動(dòng)組件能在基本垂直于第二磁通量的第二運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)，其中，-公共磁通路徑包括磁鐵組件及第一和第二磁隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型電聲換能器，其中，磁鐵組件包括第一磁鐵組件，其適合在第一磁隙內(nèi)產(chǎn)生第一磁通量，第二磁鐵組件，其適合在第二磁隙內(nèi)產(chǎn)生第二磁通量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型電聲換能器，其中，第一磁隙包括連續(xù)的磁隙，并且第二磁隙包括連續(xù)的磁隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的小型電聲換能器，其中，換能器殼體包括導(dǎo)磁的第一殼體部分，-所述第一殼體部分圍繞中心設(shè)置的永久磁鐵組件，-所述永久磁鐵組件有效地固定在殼體內(nèi)第一導(dǎo)磁部分的內(nèi)部側(cè)壁部分上。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，磁鐵組件只包含單一中心定位的永久磁鐵。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，第一磁通量和第二磁通量基本上是方向相反的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的小型電聲換能器，其中-第一磁鐵組件包括基本上為環(huán)形的磁鐵，該磁鐵同軸地設(shè)置在第一導(dǎo)電線圈周圍，并適合產(chǎn)生向內(nèi)放射定向的第一磁通量，-第二磁鐵組件包括基本上為環(huán)形的磁鐵，該磁鐵同軸地設(shè)置在第二導(dǎo)電線圈周圍，并適合產(chǎn)生向外放射定向的第二磁通量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的小型電聲換能器，其中，-第一磁鐵組件包括基本上為圓形、卵形和矩形陣列的永久磁鐵，這些磁鐵基本上同軸地設(shè)置在第一導(dǎo)電線圈周圍，并適合產(chǎn)生向內(nèi)定向的第一磁通量，-第二磁鐵組件包括基本上為圓形、卵形和矩形陣列的永久磁鐵，這些磁鐵基本上同軸地設(shè)置在第二導(dǎo)電線圈周圍，并適合產(chǎn)生向外定向的第二磁通量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的小型電聲換能器，其中，公共磁通路徑包括中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)適合在第一與第二磁隙之間傳導(dǎo)磁通量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的小型電聲換能器，其中，中心設(shè)置的導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)的外表面提供至少兩個(gè)磁隙的分界面。
11.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，公共磁通路徑包括在基本上平行于第一可移動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)方向的平面內(nèi)延伸的封閉磁環(huán)。
12.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，第一和第二運(yùn)動(dòng)方向基本上方向相同或方向相反。
13.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，磁鐵組件及第一和第二可移動(dòng)組件在平行于第一和第二隔膜延伸的中心平面周圍形成基本鏡面對稱的實(shí)體。
14.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，第一和第二可移動(dòng)組件具有基本相同的質(zhì)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型電聲換能器，其中，-第一磁鐵組件包括第一對磁鐵，該對磁鐵具有設(shè)置在所述第一對磁鐵側(cè)面之間的第一磁隙，和-第二磁鐵組件包括第二對磁鐵，該對磁鐵具有設(shè)置在所述第二對磁鐵側(cè)面之間的第二磁隙，和-相鄰設(shè)置的第一和第二導(dǎo)電線圈延伸到第一和第二磁隙內(nèi)，并在基本垂直于第一和第二隔膜延伸的平面內(nèi)定向。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型電聲換能器，該換能器包括-第一磁鐵組件，其適合在第一和第二不連續(xù)的磁隙中產(chǎn)生第一和第二磁通量，-第二磁鐵組件，其適合在第三和第四不連續(xù)的磁隙中產(chǎn)生第三和第四磁通量，和第一公共磁通路徑，其包括第一磁鐵組件及第一和第二不連續(xù)的磁隙，第二公共磁通路徑，其包括第二磁鐵組件及第三和第四不連續(xù)的磁隙，
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的小型電聲換能器，其中，-第一導(dǎo)電線圈設(shè)置在第一和第三不連續(xù)的磁隙中，以包括設(shè)置在第一公共磁通路徑內(nèi)的第一部分線圈繞組和設(shè)置在第二公共磁通路徑內(nèi)的第二部分線圈繞組，-第二導(dǎo)電線圈設(shè)置在第二和第四不連續(xù)的磁隙中，以包括設(shè)置在第一公共磁通路徑內(nèi)的第一部分線圈繞組和設(shè)置在第二公共磁通路徑內(nèi)的第二部分線圈繞組。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的小型電聲換能器，其中，-第一導(dǎo)電線圈的第一和第二線圈繞組部分分別設(shè)置在第一和第二不連續(xù)的磁隙中，和-第二導(dǎo)電線圈的第一和第二線圈繞組部分分別設(shè)置在第三和第四不連續(xù)的磁隙中。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的小型電聲換能器，其中，-第一導(dǎo)電線圈包括具有橋接部分的彎曲線圈和基本上與其正交的一對線圈部分；其中，橋接部分在基本平行于第一隔膜延伸的平面內(nèi)定向，和-第二導(dǎo)電線圈包括具有橋接部分的彎曲線圈和基本上與其正交的一對線圈部分；其中橋接部分在基本平行于第二隔膜延伸的平面內(nèi)定向。
20.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，換能器殼體適合混合由第一和第二隔膜產(chǎn)生的聲信號(hào)，并引導(dǎo)合成的聲信號(hào)通過換能器殼體的單一聲音輸出孔。
21.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，換能器殼體包括-導(dǎo)磁材料制的第一殼體部分，該部分圍繞在永久磁鐵組件或多個(gè)永久磁鐵組件周圍；-所述公共磁通路徑包括第一殼體部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的小型電聲換能器，其中，永久磁鐵組件或多個(gè)永久磁鐵組件有效地連接到第一殼體部分上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的小型電聲換能器，其中，永久磁鐵組件或多個(gè)永久磁鐵組件的外周表面鄰接第一殼體部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的小型電聲換能器，該換能器包括-中心設(shè)置并軸向磁化的永久磁鐵組件，其具有在垂直于軸向方向的平面內(nèi)延伸的閉合外周磁表面，-所述閉合外周磁表面鄰接第一殼體的內(nèi)部側(cè)壁。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的小型電聲換能器，其中，-通過中心設(shè)置并軸向磁化的永久磁鐵組件，將封閉在第一和第二可移動(dòng)組件與第一殼體部分之間的容積分為布置在第一隔膜下面的上部后腔和布置在第二隔膜下面的下部后腔。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的小型電聲換能器，其中，-封閉在第一和第二可移動(dòng)組件與第一殼體部分之間的容積包括公共后腔。
27.根據(jù)權(quán)利要求21-26中任一所述的小型電聲換能器，其中，第一殼體部分還圍繞第一和第二可移動(dòng)組件。
28.根據(jù)權(quán)利要求21-27中任一所述的小型電聲換能器，其中，換能器殼體包括-第二殼體部分，其在第一隔膜上面延伸并將其覆蓋，以形成具有面向或在前面面向聲孔的第一側(cè)的第一前腔，-第三殼體部分，其在第二隔膜上面延伸并將其覆蓋，以形成具有面向或在前面面向聲孔的第二側(cè)的第二前腔。
29.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的小型電聲換能器，其中，上部和下部后腔中的每一個(gè)均包括相應(yīng)的后腔聲孔，或者公共后腔包括后腔聲孔。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的小型電聲換能器，該換能器包括-外部換能器殼體部分，其形成基本上封閉的、靠近第一殼體部分的外表面部分設(shè)置的聲腔，-聲音連接部，其位于后腔聲孔或多個(gè)后腔聲孔與封閉的聲腔之間，以形成小型電聲換能器的混合和放大有效的后腔。
31.據(jù)權(quán)利要求27-30中任一所述的小型電聲換能器，該換能器包括-聲音輸出口，其圍繞在第一和第二前腔聲孔周圍，以總和由第一和第二隔膜產(chǎn)生的相應(yīng)聲壓，并將合成的聲壓從聲孔導(dǎo)出。
32.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的小型電聲換能器，其中，第一和第二導(dǎo)電線圈分別直接地連接到第一和第二隔膜上。
33.一種便攜式通信設(shè)備，例如義耳和移動(dòng)電話，該設(shè)備包括根據(jù)前面權(quán)利要求中任一所述的電聲換能器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙隔膜電聲換能器，其中，公共磁通路徑包括第一和第二磁隙以及磁鐵組件。本發(fā)明可提供一種具有改進(jìn)性能的緊密磁路的小型換能器。根據(jù)本發(fā)明的電聲換能器可包括少量的獨(dú)立零部件，并在小型或緊湊型殼體內(nèi)提供良好的聲音變換效率。
文檔編號(hào)H04R9/10GK1954639SQ200580015531
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者P·L·馬達(dá)法里, S·J·范雷維伊克 申請人:桑尼奧荷蘭有限公司