同軸揚聲器布置的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種同軸揚聲器布置，該同軸揚聲器布置具有:用于在較低的頻率范圍內運行的外振膜和用于在較高的頻率范圍內運行的內振膜，外振膜和內振膜位于共同的揚聲器框架中；連接至外振膜的外音圈；連接至內振膜的內音圈；兩個同軸設置的磁鐵；以及與磁鐵相關聯的鐵氧體磁芯，其中，音圈延伸到在鐵氧體磁芯之間的氣隙中，以及振I旲通過柔性懸浮元件連接至揚聲器框架。
【背景技術】
[0002]眾所周知，作為電聲轉換器的揚聲器種類繁多(就功率和頻率范圍而言)。由于僅具有一個振膜的喇叭不適用于在整個可聽頻率范圍內提供全部性能，所以為了提供更好的聲學性能，在喇叭系統中組合了更多個喇叭，優選地是兩個(高范圍和低范圍)或者三個(高范圍、中范圍和低范圍)喇叭，這些喇叭可以經由兩向或者三向交叉單元連接至聲學功率放大器的輸出。一般而言，具有多個這類喇叭的喇叭系統僅可以安裝到較大的喇叭盒中。
[0003]為了減小所需空間以及由此減小這類揚聲器箱的大小，通過將不同喇叭同軸布置在公共框架中而提出了一種解決方案。車載收音機和車載放大器的當前揚聲器具有大體上同軸的布置，提供了較寬的音頻范圍，所需空間小。由于更小，所以具有同軸配置的揚聲器具有更少的功率輸出，例如，當與更大的多喇叭系統相比時，電流負荷能力更加有限。在這類常規的多喇叭系統中的更高電壓負荷或者電流負荷將產生更高的變形和更短的使用壽命O
[0004]專利文獻DE19913558公開了一種同軸揚聲器，其中，在外低音炮振膜的音圈與內高音振膜的音圈之間，僅存在一個介于鐵氧體磁芯之間的公共磁路。該揚聲器體積小，重量輕，但不適用于提供更高的功率音頻輸出。由兩個振膜音圈均在強度大體相同的磁場中移動這一事實產生的另一問題是:在無適當的頻率相關補償的情況下，會導致變形。
[0005]美國專利第6，963，650號和第4，821，331號公開了同軸揚聲器，其中，低音炮振膜的音圈和高音振膜的音圈位于介于鐵氧體磁芯之間的兩個不同磁路中。這些解決方案提供了對在強度不同的磁場中的不同音圈進行控制的可能性，但在兩個彼此上下層疊的平面中設置兩個振膜使得構造困難并且重量更大。
[0006]因此，本發明的目的在于提供一種同軸設置的揚聲器，該揚聲器在高音頻功率輸出、寬音頻頻帶和高電流負荷能力下具有較小的大小。本發明的另一目的在于提供一種與現有技術已知的相似揚聲器相比即使在更高功率輸出下仍具有低變形和較長使用壽命的同軸揚聲器布置。
【發明內容】
[0007]本發明的目的大體上通過如在權利要求1中所定義的同軸揚聲器布置來實現。另一些有利實施例和示例可以見于附屬權利要求項。
[0008]本發明涉及一種同軸揚聲器布置，所述同軸揚聲器布置具有:用于在較低的頻率范圍內運行的外振膜和用于在較高的頻率范圍內運行的內振膜，所述外振膜和所述內振膜位于共同的揚聲器框架中；連接至所述外振膜的外音圈；連接至所述內振膜的內音圈；兩個同軸設置的磁鐵；以及與所述磁鐵相關聯的鐵氧體磁芯，其中，所述音圈延伸到在所述鐵氧體磁芯之間的氣隙中，以及所述振膜通過柔性懸浮元件連接至所述揚聲器框架。根據本發明的一個方面，所述同軸揚聲器布置包括:介于外磁鐵與內磁鐵之間通過內氣隙彼此隔開的內磁芯和外磁芯；所述外磁鐵的一個鐵氧體磁芯通過外氣隙與位于兩個磁鐵之間的所述外磁芯隔開，其中，所述外振膜的所述音圈延伸到所述外氣隙中而所述內振膜的所述音圈延伸到所述內氣隙中。
[0009]這樣的設計確保兩個音圈將在強度不同的磁場中運行，以及兩個磁鐵為兩個音圈提供了強度足夠高的磁場。隨著磁場增大，揚聲器的敏感度和功率輸出會更高。即使在更高功率輸出下，在強度不同的磁場中運行的音圈也會減小揚聲器的變形。
[0010]在一個優選實施例中，至少部分所述內磁鐵和至少部分所述外磁鐵位于相同的平面中。該配置使揚聲器的大小減小。進一步的，在該配置中，所述內磁鐵的上平面優選地位于所述外磁鐵的所述上平面附近，在所述外磁鐵的所述上平面的上方，以及所述內磁鐵的所述下平面位于所述外磁鐵的所述上平面與所述下平面之間。
[0011]根據本發明的另一方面，所述外磁鐵位于下磁芯與上磁芯(磁極鐵芯)之間，其中，兩個鐵氧體磁芯的外徑基本上等于所述外磁鐵的外尺寸，以及所述氣隙的介于所述上鐵氧體磁芯的內徑與所述外鐵氧體磁芯的外尺寸之間的尺寸根據所述外音圈的尺寸選擇。所述外磁鐵的所述上平面大體上位于與所述上鐵氧體磁芯的所述上平面相同的平面中；以及所述內鐵氧體磁芯的所述上平面位于所述外鐵氧體磁芯的所述上平面附近，在所述外鐵氧體磁芯的所述上平面的下方。
[0012]在另一有利實施例中，所述外鐵氧體磁芯包括與所述內音圈相鄰的頭部和適配至所述內鐵氧體磁芯的根部，其中，所述氣隙的介于所述外鐵氧體磁芯的所述頭部的內徑與所述內鐵氧體磁芯的所述外徑之間的所述尺寸根據所述內音圈的所述尺寸選擇。
[0013]在進一步優選的實施例中，在所述外鐵氧體磁芯的所述頭部與所述根部之間形成中空的中間部，以及所述頭部包括從較高的外壁延伸至較低的內壁的錐面。
[0014]所述內鐵氧體磁芯具有大體上呈圓柱形的形狀，該形狀的上部具有用于容納所述內磁鐵的凹槽。該凹槽可以用于定位內磁鐵，例如，用于使內磁鐵定位為與揚聲器軸同軸。
[0015]所述內鐵氧體磁芯的所述上平面優選地高于所述內磁鐵的所述上平面，由此，插入到所述內鐵氧體磁芯中的所述內磁鐵可以被具有圓盤形狀的并且適配在所述內鐵氧體磁芯的所述凹槽內的鐵氧體磁芯覆蓋。
[0016]在所述內鐵氧體磁芯的所述外表面的下區域中形成圓周凹槽，用于與所述下鐵氧體磁芯的內邊緣配合。該凹槽可以用于定位內鐵氧體磁芯，例如，用于使內鐵氧體磁芯定位為與揚聲器軸同軸。
[0017]所述外磁鐵的北極和南極優選地指向所述上鐵氧體磁芯和下鐵氧體磁芯。在本發明的優選實施例中，所述內磁鐵的所述北極和所述南極分別朝內和朝外，以及所述內磁鐵的朝外的磁極與所述外磁鐵的指向所述上鐵氧體磁芯的磁極相同。
[0018]在本發明的進一步優選的實施例中，至少一個所述音圈中具有多層線圈，其中，彼此上下層疊的層的數量沿著所述線圈是可變的。在優選實施例中，所述音圈在橫截面中具有大體上呈錐形的形狀，在振膜側上具有彼此上下層疊的較多繞組，而在與所述振膜相對的另一側上具有較少的繞組。該配置可有助于大幅減少眾所周知的來自常規揚聲器的不愉快的音效，這種音效在連接驅動功率放大器或者音頻信號的電平在很大程度上變化時產生。
[0019]用于根據本發明的揚聲器布置的磁鐵為具有釹材料或者包括釹的永久磁鐵。
【附圖說明】
[0020]下面將參考在附圖中示出的實施例對本發明進行更詳細地描述，其中:
[0021]圖1在橫向截面圖中示出了根據本發明的同軸揚聲器布置；
[0022]圖2是圖1的同軸揚聲器布置的細節的放大圖；
[0023]圖3是圖1的同軸揚聲器布置的音圈的細節的放大圖；以及
[0024]圖4是根據本發明的同軸揚聲器布置的頻率響應圖。
【具體實施方式】
[0025]在圖1中，在橫向截面圖中示出了根據本發明的同軸揚聲器布置。如圖可見，該同軸揚聲器布置具有公共揚聲器框架10，該公共揚聲器框架10具有圓盤形的底板11和通過圓形緣連接并且終止的徑向延伸肋。揚聲器框架基本上是非磁性的，由此可以由塑性材料制成。為了經受更高的應變和功率，揚聲器框架可以優選地由非磁性金屬制成，有利地由鋁或者鋁合金制成。由諸如鋁等金屬制成的揚聲器框架還適用于熱傳遞。
[0026]在低頻帶下運行并且設有外音圈22的外振膜21通過柔性懸浮元件(三腳架)12和13固定至圓形上緣和圓形下緣。設有內音圈24并且在高頻帶下運行的內振膜23與外振膜同心設置并且通過柔性懸浮元件(三腳架)14固定至外鐵氧體磁芯42。揚聲器布置具有兩個同軸設置的磁鐵31和32，以及鐵氧體磁芯41、42和43與該磁鐵相關聯。音圈22和24延伸到介于鐵氧體磁芯之間的氣隙51、52中。外振膜21通過柔性懸浮元件12和13連接至揚聲器框架10。內振膜14通過柔性懸浮元件14耦合至鐵氧體磁芯42。內振膜23的開口被防塵蓋25覆蓋。
[0027]進一步地，設有內磁芯41和外磁芯42，內磁芯41和外磁芯42位于外磁鐵31與內磁鐵32之間并且由內氣隙52彼此隔開。在外磁鐵31上方的上鐵氧體磁芯43a通過外氣隙51與位于兩個磁鐵之間的外磁芯42隔開。外振膜21的音圈22延伸到外氣隙51中，而內振膜23的音圈24延伸到內氣隙52中。我們意外發現這樣的磁鐵配置會改善揚聲器的功率輸出，減少變形，并且使電流負荷能力更高。至少部分內磁鐵32和至少部分外磁鐵31位于相同的平面中。在附圖所示的配置中，內磁鐵32的上平面優選地位于外磁鐵31的上平面附近，在外磁鐵31的上平面的上方，而內磁鐵32的下平面位于外磁鐵31的上平面與下平面之間。
[0028]外磁鐵31位于下鐵氧體磁芯與上鐵氧體磁芯43a、43b之間，其中，兩個鐵氧體磁芯43a、43b的外徑基本上等于外磁鐵31的外尺寸。氣隙51的介于上鐵氧體磁芯43a的內徑與外鐵氧體磁芯42的外徑之間的尺寸根據外音圈22的尺寸選擇。外氣隙51的尺寸在2mm與4_之間，優選地為3mm。
[0029]外鐵氧體磁芯42的上平面大體上位于與上鐵氧體磁芯43a的上平面相同的平面中，而內鐵氧體磁芯41的上平面位于外鐵氧體磁芯42的上平面附近，在外鐵氧體磁芯42的上平面下方。
[0030]外鐵氧體磁芯42包括與內音圈24相鄰的頭部和適配至內鐵氧體磁芯41的根部。氣隙52的介于外鐵氧體磁芯42的頭部的內徑與內鐵氧體磁芯41的外徑之間的尺寸根據內音圈24的尺寸選擇。內氣隙52的尺寸在Imm與2mm之間，優選地為1.5mm。
[0031]進一步地，在外鐵氧體磁芯42的頭部與根部之間形成中空的中間部，以及頭部包括從較高的外壁延伸至較低的內壁的錐面。內鐵氧體磁芯41具有大體上呈圓柱形的形狀，該形狀的上部分具有用于容納內磁鐵32的凹槽。
[0032]內鐵氧體磁芯41的上平面高于內磁鐵32的上平面，由此，插入到內鐵氧體磁芯41中的內磁鐵32被具有圓盤形狀的并且適配在內鐵氧體磁芯41的凹槽內的鐵氧體磁芯44覆蓋。鐵氧體磁芯44設有中心開口，該中心開口的尺寸大體上等于內磁鐵32的