專利名稱：：用于稀土磁體揚聲器的低成本馬達結構的制作方法相關申請的參考本申請聲明享有于1988年12月13日提出的序列號為60/108338的美國專利申請的優先權。發明的背景本發明涉及揚聲器及用于揚聲器的低成本磁馬達。本發明還可應用在其他地方，用在移動電話、尋呼機、MP3播放器，以及其它考慮重量和尺寸因素的裝置上。大部分的揚聲器是電動揚聲器。這種揚聲器使用一個磁驅動器以產生膜片(主要是圓錐形或圓頂形)的運動，從而產生聲音。一個典型的揚聲器包括一個固定的磁體和音圈。該磁體可以安裝在膜片后面的框架的尾部。一個磁路可以用來聚集并因而加強被稱為“空氣隙”區域的磁場。音圈被設置在鄰近該磁體，最好在空氣隙內。該線圈一般是用金屬絲纏繞在一個圓柱形支撐或“線圈架”周圍，這個圓柱支撐或“線圈架”本身被附接于膜片上。在工作中，來自放大器的電音頻信號被施加到音圈上，同時在線圈周圍產生一個變化的電磁場。該電磁場與磁體產生的磁場相互作用。磁體被牢固地固定在框架上而音圈是可運動的，所以音圈隨著兩個場的相互作用而運動。因為音圈通過支撐與振動膜相耦合，它的運動使膜片振動。膜片的振動使揚聲器周圍的空氣壓縮或減壓，同時在空氣中產生聲波。稀土材料如釹硼鐵的高能密度對于制作揚聲器磁體和使被屏蔽的揚聲器磁體小型化是非常吸引人的。為了制作容易，磁體圓環或圓盤最好能被作為芯安置在傳感器音圈的內側。那樣，最大的可存貯的和可釋放的(extractable)能量受音圈的直徑限制而且僅能通過釹塊的高度而增加。本發明的目的是為了提供一種改進的揚聲器，更具體地說，是提供一種用于揚聲器的改進的磁馬達。本發明的另一個目的是為了提供使用稀土磁體的馬達。本發明的又一個目的是提供的這樣一種馬達，用于驅動揚聲器的允許采用低阻抗結構、更高的B×L的釹馬達。本發明的再一個目的是為了提供這樣一種馬達，不需使用多個磁體和昂貴的扁繞繞組并且為了整個系統最好值而在放大器匹配方面給予了更大的自由。本發明還有一個目的是提供這樣一種馬達，允許采用低壓聲音系統結構用于便攜使對話設備如移動電話，筆記本電腦和掌上電腦，尋呼機及其它的相互作用的無線設備。發明概要前述的目的由本發明達到，一方面，本發明提供一種揚聲器磁馬達，該馬達使用一個音圈，該音圈由兩個或更多個相互并聯的金屬線圈組成并且一個放在另一個上面一層層設置。本發明的另一個方面是提供如上所述的馬達，其中線圈由有圓形橫截面的金屬線構成。本發明的另一個方面是提供如上所述的馬達，其中第一線圈被設置在音圈線圈架周圍，第二線圈設置在第一線圈周圍。另一方面，本發明提供的如上所述的馬達，它包括，作為磁場源的一塊永久磁體，更具體地說，該永久磁體包含一塊稀土金屬。本發明的相關方面提供如上所述的馬達，其中磁場源包括釹。這樣的一個源是一個釹硼鐵磁體。本發明的另一方面提供如上所述的馬達，其中永久磁體是“硬幣形”的，或更具體地說，有一個圓柱形的截面。本發明的另一個方面是提供一種包括如上所述的磁馬達的揚聲器。本發明的這些方面和其它方面在下面的附圖和說明書中是明白的。由本發明所提供的揚聲器磁馬達與現有技術相比有若干優點。它們提供一個低成本的、實用的方法以使來自于任何“厚”稀土磁體馬達的，即具有工作點B/H＞＝2.5的永久磁體的馬達的可獲得的力F＝B×L×I最大化。這通過采用低阻、高B×L用來驅動揚聲器的釹馬達可以達到一個改進的成本性能比。這也免除對多磁體和昂貴的扁繞繞組的需要且為了整個系統最好值在放大器匹配方面給予更大的自由。附圖的簡要描述參考附圖可以得到對本發明更全面的理解，附圖如下圖1是示出各種磁材料和結構形式的磁通量密度(B)、矯頑磁力(H)和工作點之間的關系的一個圖；圖2A示出了常用的磁馬達的一個橫截面；圖2B詳細示出了圖2A中所示圖的一部分；圖3A示出了使用扁繞繞組的磁馬達的一個橫截面；圖3B詳細示出了圖3A中所示的圖的一部分；圖4A示出了使用根據本發明的一個繞組的釹硼鐵磁馬達的橫截面；圖4B詳細示出了圖4A所示的圖的一部分；圖5示出了在一個四層結構中使用同樣的繞組和磁體與在500Hz標準曲線之后的串接結構形式相比的增加的低音部輸出；圖6是示出了本發明的磁馬達的阻抗與頻率之間的關系曲線及常規馬達，如圖2中所示的那種類型的馬達，的阻抗與頻率之間的關系曲線的對比圖；以及圖7示出本發明的一種揚聲器。實施例的詳細描述對于一個揚聲器可得到的驅動力是B×L×I，其中B是磁通量密度，L是線圈金屬線的長度，I是通過線圈金屬線的電流。對于固定的磁體直徑、間隙、高度d，這樣磁工作點B/H快速地達到，在這一點間隙中的磁通量B增加得非常少，而磁成本隨著其高度的增加而增加。整個能量積B*H只有當B/H＝1時才能被實現。見圖1。圖2A和2B示出了常規磁馬達10的橫截面。圖示的馬達包括一個永久磁體12和一個包括頂板與底板14、16的磁“路”。該頂板、底板將磁體12產生的磁場聚集在間隙18中，這在圖2B中被詳細示出。音圈20被形成在支撐(或線圈架)22的周圍。圖示的線圈包括兩層圓形金屬線，即有圓形橫截面的金屬線。圖2A-2B的馬達10最適于d/w＞＝2.5的“低”磁工作點(B/H)的系統，其中d是磁體的高度，w是間隙的寬度。一個B/H＞＝2.5的較高磁體主要是改善系統的溫度穩定性。增加圖2A-2B所示類型的磁馬達的驅動力的一個途徑是利用極性相反的疊層堆放的磁體。這雖然有效，但是昂貴。另一個途徑是使用圖3A-3B所示類型的“扁繞繞組”結構形式。這里，有效線圈金屬線的長度L通過在支承周圍纏繞“扁平的金屬線”24A(即，橫截面是扁平的金屬線)而增加。這種結構形式在磁通量B本身不可能提高時是特別有用的，因而，只有金屬線長度L(或電流I)的增加能增加可釋放的力。不幸的是，對于達到低成本、高容量值來說，扁平的金屬線圈繞組的方法是乏味的且太慢。實際中，扁繞繞組也導致強阻抗或高阻抗線圈如果要保持低阻抗那么線圈質量變得相當大或者阻抗變得特別高這樣減少了電流I。另一個缺點是為了使返回導線24B通過需要未充填的空隙空間，這占據了間隙18的一部分，因而，阻止了本應從間隙內磁場獲得的能量釋放(exraction)。圖4A-4B描述了本發明實際應用的一種磁馬達。該馬達包括一個磁體12＇，該磁體優選包含稀土金屬，最好是包含釹。最最好它是一個釹硼鐵磁體。頂板14，底板16是由常規類型的材料組成，與這種磁體12＇連接。音圈20＇包括兩個或更多的金屬線繞組或在稀土磁馬達中常用的那種類型的其它的導體。不像常規的結構形式(即圖2A-2B中所示的類型的結構形式)，線圈20＇的多個繞組是并聯的，因此，第一繞組被置于圓柱形支撐22的周圍，第二纏繞被置于第一繞組周圍，第三繞組置于第二繞組周圍，以此類推。這些繞組是彼此并聯的。根據本發明的馬達仿效扁繞結構形式，沒有后者固有的缺點。正如一個通常的圓形金屬線圈，對于一個給定的間隙長度，這種繞組增加了匝數L。疊層的線圈部件是并聯的。在一個具有多個繞組的結構形式中，對于一個給定的施加電壓，與具有同樣匝數的常規的兩層線圈(如圖2所示)相比，電流I增加了四倍。阻抗是通常線圈的阻抗的四分之一，而匝數L的有效數則減半。然而，對于一個給定的線圈高度，匝數L比具有同一阻抗和高度的單個金屬線圈大SQRT(2)倍。串聯線圈的線圈厚度是相同面積的單個金屬線圈的厚度的SQRT(2)倍。當質量大致相同時，對于一個給定的磁通量密度B，B×L×I的積比相同面積的單個線圈的大SQRT(2)倍。通過使用一個釹硼磁體，圖4A-4B的馬達允許增加間隙寬度而不遭受鐵氧體磁體在增大磁間隙時有關的磁通量密度的損失。而且，磁體結構中一個“厚”釹磁體可以位于音圈的內側上，它們使磁體結構更強有力并能提供高級別的釋放(extractive)能量。受益的設備是免提移動電話、尋呼機、MP3播放機及其它新型的交互式會話網絡設備，在這些設備中重量和尺寸對于產品的可接受性是很關鍵的。圖5示出了一個使用同樣的線圈和磁體的四層結構與在500赫茲標準化曲線后的串聯結構相比增加低音輸出的曲線的示圖。圖6是示出根據本發明的磁馬達的阻抗與頻率之間的關系曲線與圖2中所示的那種類型的常規馬達的阻抗與頻率之間的關系曲線的對比圖。根據本發明的馬達具有下述明顯的有益效果1.保持同樣的移動質量(見圖5)的同時在B×L值方面增加33％；2.在低供應電壓設備中為改進功率輸入量的低驅動阻抗(見圖6，黃色曲線)；3.與通常的多層線圈相比較的減少的感抗也改善了高頻響應(見圖6)；4.低成本結構和低成本制作；5.保持高的磁工作點的溫度穩定性；6.能使用四和六層線圈結構而沒有不適當的質量增加；7.所有的金屬和磁性材料的更好的利用。圖7示出根據本發明的一個揚聲器。除了它包括一個圖4A-4B示出的及上面描述的那種類型的磁馬達之外，揚聲器具有常規的操作和結構。上面所描述的是一個根據本發明的改進的磁馬達和揚聲器。應當意識到附圖中所示的和上面所述的實施例僅僅是本發明的例子，包含該技術的其它馬達和揚聲器都在本發明的范圍之內，即權利要求的范圍之內。權利要求1.一種揚聲器磁馬達包括一個音圈，該音圈包括兩個或更多個金屬線圈；該金屬線圈是并聯的且一個在另一個上面一層層設置。2.根據權利要求1所述的揚聲器磁馬達，其中至少線圈中的一個包括一個有一圓形截面的導體。3.根據權利要求2所述的揚聲器磁馬達，其中該線圈是由有圓形截面的金屬線組成的。4.根據權利要求2所述的揚聲器磁馬達，其中第一金屬線圈被置于支撐周圍，且第二金屬線圈被置于第一線圈周圍。5.根據權利要求1所述的揚聲器磁馬達，包括一個磁場源。7.根據權利要求5所述的揚聲器磁馬達，其中磁場源是一塊永久磁體。8.根據權利要求7所述的揚聲器磁馬達，其中磁場源包括一塊稀土金屬。9.根據權利要求8所述的揚聲器磁馬達，其中磁場源包括銣。10.根據權利要求9所述的揚聲器磁馬達，其中磁場源包括釹硼鐵磁體。11.根據權利要求10所述的揚聲器磁馬達，其中釹硼鐵磁體具有圓柱形截面。12.一種揚聲器包括一個音圈，該音圈包括兩個或更多個金屬線圈；該金屬線圈是并聯的且一個在另一個上面一層層設置。13.根據權利要求12所述的揚聲器，其中至少線圈中的一個包括一個有一圓形截面的導體。14.根據權利要求13所述的揚聲器，其中該線圈是由有圓形截面的金屬線組成的。15.根據權利要求13所述的揚聲器，其中第一金屬線圈被置于支撐周圍，且第二金屬線圈被置于第一線圈周圍。16.根據權利要求12所述的揚聲器，包括一個磁場源。18.根據權利要求16所述的揚聲器，其中磁場源是一塊永久磁體。19.根據權利要求18所述的揚聲器，其中磁場源包括稀土金屬。20.根據權利要求19所述的揚聲器，其中磁場源包括釹。21.根據權利要求20所述的揚聲器，其中磁場源包括釹硼鐵磁體。22.根據權利要求21所述的揚聲器，其中釹硼鐵磁體具有圓柱形截面。全文摘要一種揚聲器磁馬達使用一個具有兩個或更多金屬線圈的音圈(20′),這些金屬線圈并聯且一個在另一個之上一層層設置。該馬達使用一塊永久磁體作為磁場源,更確切地說,該永久磁體包括稀土金屬,如一個釹硼鐵磁體。文檔編號H04R9/06GK1369190SQ99815224公開日2002年9月11日申請日期1999年11月13日優先權日1998年11月13日發明者戈德哈德A·岡瑟申請人:戈德哈德A·岡瑟