TW201309049A - 雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器 - Google Patents
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Abstract
雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，由底座、安裝在底座內圓平檯面軸心部位的一個內磁芯、將內磁芯包圍在內且同軸安裝的一個外磁芯組成驅動器磁路。所述外磁芯被底座的圓筒狀筒壁內側的垂直定位面和水平面定位面配合固定或粘結定位。內磁芯、外磁芯分別由一塊或一塊以上軸向充磁的永磁鐵和二塊同軸等徑的上、下極板聯結成為一個整體。內磁芯、外磁芯的永磁鐵在軸向高度上具有相反的極性，在所述內磁芯極板、外磁芯極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度處具有同一條水準對稱軸Z---Z軸線，在所述內磁芯、外磁芯的永磁鐵的二分之一軸向高度具有同一條水準對稱軸W---W軸線，以所述內磁芯、外磁芯的中央軸線Y---Y軸線為垂直對稱軸，同時規定線圈的繞向等技術要求，由此構成具有對稱磁路和對稱線圈電路同時具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性並消除反電動勢的超高效率電聲/或機電換能器的驅動器。
Description
本發明涉及一種換能器，特別涉及具有對稱磁路及對稱線圈電路的雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，屬於電學的電聲換能器及機電換能器領域。
雙磁隙雙線圈換能器的驅動器是一種既有技術。例如，CN87200654、CN94246701.9、CN95101020.4、CN97246403.4、CN00806413.X，JP6233380、JP0951597，US5748760等均公開了涉及雙磁隙雙線圈揚聲器的驅動器的若干種技術方案。但是，能夠獲得電阻負載特性或近似電阻負載特性並消除揚聲器反電動勢的技術方案，則需要參閱本發明人的PCT/CN00/00241、US10/913018、US6795564、JP4399139號專利、CN200510091936.0、CN200710181973.X、CN200810065384.X、CN200810169693.1、CN200980102868.X、PCT/CN2008/072668、PCT/CN2009/070507等系列技術方案。
雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器磁路也是一種既有技術。例如，中國國防工業出版社於2006年1月第一次印刷出版的『實用揚聲器工藝手冊』第344頁之“圖8.77”就公開了一種「內外串聯磁路」。但是，該書並沒有公示該「內外串聯磁路」文獻提出時間，也沒有對該磁路的整體結構和實施方式進行完整、清楚的公開描述。更沒有公開其與
線圈電路的作用和關係。因此，它並非是一個公開的新技術方案。
本發明的目的是克服既有技術的不足之處，利用本發明人已經提出的PCT/CN00/00241、CN200610020317.7、PCT/CN2008/072668、CN201010278725.9等具有對稱磁路和對稱線圈電路構成的雙磁隙雙線圈外磁式換能器技術方案，與本發明人已經提出的US10/913018、CN200510091936.0、PCT/CN2009/070507等具有對稱磁路和對稱線圈電路構成的雙磁隙雙線圈內磁式換能器技術方案中具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性的換能器的兩組單獨安裝的對稱磁路和對稱線圈電路，使之組合發明並進一步更新為具有對稱磁路及對稱線圈電路的雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器驅動器。利用雙磁鐵提供的巨大能量使本發明換能器驅動器獲得強勁的軸向驅動力同時消除換能器驅動器的電感量和感應到的反電動勢。
本發明的目的是這樣實現的：雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，包括磁路及與之連結成一體的面蓋和底座，面蓋內側設有均勻佈置的徑向出氣凹槽，一塊表面光滑的喉塞被聯結固定在面蓋內側，其周邊部位構成與徑向出氣凹槽匹配的出氣孔，一塊與喉塞匹配的振膜，其上設有勻稱的皺折和圓環形平面，一個圓環形定位墊圈將振膜的圓環形平面固定在面蓋內側的圓環形平臺上同時被面蓋垂直內壁上均勻佈置的垂直定
位凸緣定位，安裝在底座內凸平檯面軸心部位的一個內磁芯，以及將內磁芯包圍在內且同軸安裝的一個外磁芯的相互匹配的極板垂直周面間構成同軸等徑的二個環形磁隙，一個插入環形磁隙的線圈骨架，其上平行纏繞彼此絕緣的電磁線並構成線圈，線圈骨架的頂端部位與振膜的圓環形凹槽粘結固定，通過線圈骨架的活塞運動帶動振膜振動發聲，所述面蓋和所述底座由非導磁材料構成，通過均勻佈置的若干個非導磁緊固件將所述面蓋和所述底座聯結成為一個整體；二塊同軸安裝並設有中央軸孔的圓片形上極板和下極板，所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，設有中央軸孔的一塊軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板粘結成為一個所述磁路的內磁芯；二塊同軸安裝的圓環狀上極板和下極板，二塊所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，一塊/或一塊以上等厚均布的軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板聯結固定成為一個所述磁路的外磁芯；一個非導磁材料構成的敞口圓筒狀底座，其軸心部位設有一個圓形平臺，所述圓形平臺的軸心部位設有一個與所述內磁芯極板及永磁鐵軸孔匹配的穿透孔/或螺孔，所述圓形平臺具有整齊粗糙的水準檯面和整齊光滑的垂直外圓面，所述垂直外圓面的外側設有環形凹槽，所述環形凹槽的兩側分別設有寬度為1-5毫米及深度為1-5毫米的環形溢膠槽，所述環形凹槽的槽底設有二個以上均勻佈置的穿透
氣孔，所述環形凹槽的外側構成所述底座的整齊粗糙的環形平檯面，所述環形平檯面的外側是所述底座的圓筒狀筒壁，所述圓筒狀筒壁內周面的相應軸向高度或其頂端部位設有光滑整齊的垂直定位面和水準定位面，所述圓筒狀筒壁的頂端水平面上還設有若干個均勻佈置的螺孔；一根非導磁材料製成的緊固件穿過已經被預先充飽和的所述磁路內磁芯的軸孔並將其聯結固定在所述底座的圓形平檯面的軸心部位上，已經被預先充飽和的所述磁路外磁芯被同軸嵌入安裝/或聯結固定在所述底座的環形平檯面上並被所述底座圓筒狀筒壁的垂直定位面和水準定位面配合固定/或粘結定位；所述磁路外磁芯將所述內磁芯包圍在內，所述外磁芯的永磁鐵與所述內磁芯的永磁鐵在軸向高度上具有相反的極性；所述磁路內磁芯的上極板和下極板與所述磁路外磁芯的上極板和下極板的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙，在所述環形磁隙內插入同軸等徑的二個線圈，規定二個線圈的繞向及流經線圈的電流方向，使所述線圈在同一工作瞬間產生同一方向的電動力F；所述磁路內磁芯的上極板及所述外磁芯的上極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線是同一條水準軸線，所述內磁芯的下極板及所述外磁芯的下極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線也是同一條水準軸線，以所述內磁芯永磁鐵及所述外磁芯永磁鐵的二分之一軸向高度的等分線W---W軸線為水準對稱軸，以所述內磁芯及所述外磁芯的中心軸
線Y---Y軸線為垂直對稱軸，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器具有在幾何形狀和磁性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱磁路以及在幾何形狀和電性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱線圈電路，二個所述線圈的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值和繞線時的張力彼此相等；所述底座環形凹槽上設有排放磁路及線圈電路散發的熱能以及減少所述換能器振動系統空氣阻尼而均勻佈置的所述穿透氣孔，當所述底座幾何尺寸及結構強度允許時，每個所述穿透氣孔具有盡可能大的投影面積且彼此相等，所述穿透氣孔的圓心或中心線均設置在所述線圈骨架/或所述同軸等徑線圈的投影平面的圓周線上，並且在所述換能器振動系統上下振動時始終保持所述線圈電路的所述左右對稱狀態；由此，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器的電感量及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位角而互相抵消，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器是一個具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性和超高效率的電聲換能器的驅動器。
雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，所述永磁鐵是釹鐵硼磁鐵/或稀土永磁鐵。
雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，所述環形磁隙中不允許添注磁流體。雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，包括磁路及與之連結成一體的框架和底座，安裝在底座內凸平檯面軸心部位的一個內磁芯，以及將內磁芯包圍
在內且同軸安裝的一個外磁芯的相互匹配的極板垂直周面間構成同軸等徑的二個環形磁隙，一個插入環形磁隙的線圈骨架，其上平行纏繞彼此絕緣的電磁線並構成線圈，與線圈骨架和至少一個彈波連結在一起的振膜/或平面發聲板，通過線圈骨架的活塞運動帶動所述振膜或平面發聲板振動發聲，或者通過所述振膜檢測聲音的聲壓變化並在線圈中感應到相應的音訊信號，所述框架是一個非導磁材料構成的框架/或所述框架和所底座是融合成為一個整體結構的框架；二塊同軸安裝並設有中央軸孔的圓片形上極板和下極板，所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，設有中央軸孔的一塊軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板聯結成為一個所述磁路的內磁芯；二塊同軸安裝的圓環狀上極板和下極板，二塊所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，一塊/或一塊以上等厚均布的軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板粘結成為一個所述磁路的外磁芯；一個非導磁材料構成的敞口圓筒狀底座，其軸心部位設有一個圓形平臺，所述圓形平臺的軸心部位設有一個與所述內磁芯極板及永磁鐵軸孔匹配的穿透孔/或螺孔，所述圓形平臺具有整齊粗糙的水準檯面和整齊光滑的垂直外圓面，所述垂直外圓面的外側設有環形凹槽，所述環形凹槽的兩側分別設有寬度為1-5毫米及深度為1-5毫米的環形溢膠槽，所述環形凹槽的槽底設有二個以上均勻佈置的穿透氣孔，所述環形凹槽的外側構成所述底座的整齊粗糙的環
形平檯面，所述環形平檯面的外側是所述底座的圓筒狀筒壁，所述圓筒狀筒壁內周面的相應軸向高度或其頂端部位設有光滑整齊的垂直定位面和水準定位面，所述圓筒狀筒壁的頂端水平面上還設有若干個均勻佈置的螺孔；一根非導磁材料製成的緊固件穿過已經被預先充飽和的所述磁路內磁芯的軸孔並將其聯結固定在所述底座的圓形平檯面的軸心部位上，已經被預先充飽和的所述磁路外磁芯被同軸嵌入安裝/或聯結固定在所述底座的環形平檯面上並被所述底座圓筒狀筒壁的垂直定位面和水準定位面配合固定/或粘結定位；所述磁路外磁芯將所述內磁芯包圍在內，所述外磁芯的永磁鐵與所述內磁芯的永磁鐵在軸向高度上具有相反的極性；所述磁路內磁芯的上極板和下極板與所述磁路外磁芯的上極板和下極板的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙，在所述環形磁隙內插入同軸等徑的二個線圈，規定二個線圈的繞向及流經線圈的電流方向，使所述線圈在同一工作瞬間產生同一方向的電動力F；所述磁路內磁芯的上極板及所述外磁芯的上極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線是同一條水準軸線，所述內磁芯的下極板及所述外磁芯的下極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線也是同一條水準軸線，以所述內磁芯永磁鐵及所述外磁芯永磁鐵的二分之一軸向高度的等分線W---W軸線為水準對稱軸，以所述內磁芯及所述外磁芯的中心軸線Y---Y軸線為垂直對稱軸，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器具有在幾何形狀和磁性能方面上下對稱及左右對稱的二
組對稱磁路以及在幾何形狀和電性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱線圈電路，二個所述線圈的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值和繞線時的張力彼此相等；所述底座環形凹槽上設有排放磁路及線圈電路散發的熱能以及減少所述換能器振動系統空氣阻尼而均勻佈置的所述穿透氣孔，當所述底座幾何尺寸及結構強度允許時，每個所述穿透氣孔具有盡可能大的投影面積且彼此相等，所述穿透氣孔的圓心或中心線均設置在所述線圈骨架/或所述同軸等徑線圈的投影平面的圓周線上，並且在所述換能器振動系統上下振動時始終保持所述線圈電路的所述左右對稱狀態；由此，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的電感量及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位角而互相抵消，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器是一個具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性和超高效率的電聲/或機電換能器的驅動器。
雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，所述永磁鐵是釹鐵硼磁鐵/或稀土永磁鐵。
雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，所述環形磁隙中不允許添注磁流體。
本發明的有益效果：利用本發明驅動器提供的巨大軸向驅動力，可以製備得到具有良好散熱功能、低失真、超高效率的電聲換能器/或機電換能器。例如，可以用一個本發明驅動器取代二個傳統驅動器，在磁隙中不再使用冷卻
磁液、輸入聲功率為250W、頻響範圍為350Hz--5000Hz，最大輸出聲壓達到139dB@1m的高效節能的折疊式號筒揚聲器。它們可以在-45℃至+50℃的惡劣氣候條件下可靠運行。
圖1揭示既有技術實施例1及其改進方案的縱剖面圖。這是本發明人已經公開的US10/913018、中國授權專利CN200510091936.0及PCT/CN2008/072668所揭示的圖6實施例的磁芯部分剖面圖(包含了線圈109及線圈骨架107在內)。上極板103A和下極板103B是二塊厚度相等、投影面積相等、同軸安裝的圓片形平板，一塊與之匹配的釹鐵硼磁鐵102被粘結在上極板103A和下極板103B之間，環筒狀磁軛113套裝於上述磁芯的軸心部位，此時，元件113的內周面與元件103A和103B的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙110A和110B，在所述環形磁隙中插入線圈骨架107和同軸安裝的二個線圈109A和109B，設定線圈109A為順時針繞向，線圈109B為反時針繞向(反之亦然)。規定線圈109A和線圈109B的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值、繞線時的張力彼此相等，串聯連接後成為一個線圈如PCT/CN2008/072668圖12所示，由此構成以上極板103A、下極板103B和線圈卷幅二分之一軸向高度的等分線Z-- Z軸線為水準對稱軸，以所述永磁鐵102的二分之一軸向高度的等分線X---X軸線為水準對稱軸、以元件103A、元件102和元
件103B的Y---Y中心軸線為垂直對稱軸的二組在幾何形狀和磁性能方面上下、左右對稱的磁路以及在幾何形狀和電性能方面上下、左右對稱的線圈電路。由此，本實施例的二個線圈109A和109B的電感量的絕對值及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位角而互相抵消。本實施例是具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性並具有超高靈敏度和高保真品質的一組雙磁隙雙線圈內磁式換能器驅動器。更詳細的說明請參閱本發明人已經公開的PCT/CN2008/072668圖6、圖9至圖12、圖20、圖21和CN200510091936.0和US2005/0099255A1說明書的描述而不再予以重複。
十分明顯，為了使換能器在動態工作過程中同樣能夠獲得PCT/CN2008/072668既有技術所述的對稱磁路和對稱線圈電路特性，本發明對上述既有技術提出了新的改進方案：以所述上極板103A和下極板103B以及線圈109A和線圈109B卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線為同一水準對稱軸，從而使本發明實施例可以獲得最佳的磁路和線圈電路的上下、左右對稱特性。
圖2揭示既有技術實施例2及其改進方案的縱剖面圖。
這是本發明人已經公開的PCT/CN2008/072668所揭示的圖5實施例的磁芯部分剖面圖(包含了線圈109及線圈骨架107在內)。上極板203A和下極板203B是二塊厚度相等、投影面積相等、同軸安裝的圓環形平板，一塊與之匹配的釹鐵硼磁鐵202被粘結在上極板203A和下極板203B之間，環筒狀磁軛213套裝於上述磁芯的軸心部位，此時，元
件213的外周面與元件203A和203B的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙210A和210B，在所述環形磁隙中插入線圈骨架207和同軸安裝的二個線圈209A和209B，設定線圈209A為順時針繞向，線圈209B為反時針繞向(反之亦然)。規定線圈209A和線圈209B的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值、繞線時的張力彼此相等，串聯連接後成為一個線圈如PCT/CN2008/072668圖12所示，由此構成以上極板203A、下極板203B和線圈卷幅二分之一軸向高度等分線Z---Z軸線為水準對稱軸，以所述永磁鐵202的二分之一軸向高度的等分線X---X軸線為水準對稱軸、以元件203A、元件202和元件203B的Y---Y中心軸線為垂直對稱軸的二組在幾何形狀和磁性能方面上下、左右對稱的磁路以及在幾何形狀和電性能方面上下、左右對稱的線圈電路。由此，本實施例的二個線圈209A和209B的電感量的絕對值及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位角而互相抵消。本實施例是一個具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性並具有超高靈敏度和高保真品質的一組雙磁隙雙線圈外磁式換能器驅動器。詳細的說明請參閱PCT/CN2008/072668圖5、圖9至圖12、圖20、圖21和PCT/CN00/00241、US6795564、CN200610020317.7等專利說明書，本發明不再予以重複描述。
十分明顯，為了使換能器在動態工作過程中同樣能夠獲得PCT/CN2008/072668既有技術所述的對稱磁路和對稱線圈電路特性，本發明對此提出了新的改進方案：以所述上極
板103A和下極板103B以及線圈109A和線圈109B卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線為同一水準對稱軸，從而使本發明實施例可以獲得最佳的磁路和線圈電路的上下、左右對稱特性。
圖3揭示既有技術實施例3的縱剖面組裝圖。
這是US5987148(Driver for A Horn Radiator)公開的一種號角揚聲器驅動器的縱剖面組裝圖。這個專利的發明要點是：在磁鐵42與軛鐵41(即U鐵)的垂直內壁面之間設置一個空隙413，在軛鐵41的垂直壁面上開設2個相反方向的穿透孔415。在軛鐵41與中空基座32之間形成另外一個空隙421。由此，利用振膜的往復振動，將頂部空間443的空氣經由音圈442及與其匹配的磁隙432再導入空隙413再經由空透孔415最終到達空隙421並形成驅動器內部的對流通風散熱氣道，從而達到Driver for 8 A Horn Radiator的發明目的。
但是，由於在軛鐵41的垂直內壁上開設穿透孔，當這二個孔的直徑較大時，勢必增加軛鐵41的磁阻，從而降低音圈442所在磁隙432的Br值，該號筒揚聲器的輸出聲壓將因之下降。反之，當這二個孔的直徑很小對驅動器磁隙432的Br值影響不大，則該發明對流氣道的通風散熱效果也不明顯。因此，它充分顯示了US5987148專利氣流散熱方案的十分矛盾的一個方面。
圖4揭示本發明實施例1的縱剖面組裝圖。
二塊同軸安裝並設有中央軸孔的圓片形上極板303A1和下極板303B1，具有相同的厚度和投影面積且與釹鐵硼
302A互相匹配。軸向充磁的永磁鐵302A將上極板303A1和下極板303B1粘結成為磁路的一個內磁芯。一個鋁合金製成的敞口圓筒狀底座381，其軸心部位設有一個圓形平臺3118，圓形平臺具有整齊粗糙的圓形平檯面31180和整齊光滑的垂直外圓面，在垂直外圓面的外側設有環形凹槽363，在環形凹槽363的槽底設有二個以上均勻佈置的穿透氣孔382，環形凹槽363的外側構成底座381的敞口圓筒狀筒壁，其內周面的相應軸向高度設有光滑整齊的水準定位面3810和垂直定位面3820，底座381的圓筒狀筒壁的頂端部位水平面上還設有若干個均勻佈置的螺孔321。
在圓形平臺3118的外側圓形平檯面31180上塗布粘結劑，通過專用工裝夾具，將已被充磁機充飽和的內磁芯粘結定位在該圓形平檯面31180的中心軸線部位上。這時，在粘結劑固化前，應立刻將一個非導磁緊固件3710穿入上極板303A1、釹磁鐵302A和下極板303B1的軸孔內，同時利用嵌裝在底座凹入孔351內的一個非導磁螺母37101將所述內磁芯聯結固定在底座381的圓形平檯面的軸心部位上。二塊同軸安裝的圓環狀上極板303A2和下極板303B2具有相同的厚度和投影面積且與釹鐵硼302B互相匹配，它可以是一塊圓環狀釹磁鐵，也可以是若干塊等厚均布的軸向充磁的釹磁鐵，由此將上極板303A2和下極板303B2聯結成為所述磁路的一個外磁芯。然後，待內磁芯粘結劑充分粘結固化後。利用專用工裝夾具，把所述外磁芯同軸安裝到所述內磁芯的週邊。這時，外磁芯的下極板303B2被敞口圓筒底座381的環形平檯面3810水準定位並粘結固定。外磁芯的
永磁鐵302B與內磁芯的永磁鐵302A在軸向高度上具有相反的極性如圖4及圖5所示：例如，靠近上極板303A1的永磁鐵302A極面具有N極性，靠近上極板303A2的永磁鐵302B極面則具有相反的S極性。為了使換能器具有最大的軸向線性工作行程和最大範圍的動態對稱特性，內磁芯的上極板303A1及外磁芯的上極板303A2及與之匹配的線圈309A卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線是同一條水準等分線或水準軸線。內磁芯的下極板303B1及外磁芯的下極板303B2及與之匹配的線圈309B卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線也是同一條水準等分線或水準軸線。
由圖4可見，內磁芯的上極板303A1與外磁芯的上極板303A2的垂直周面間以及內磁芯的下極板303B1與外磁芯的下極板303B2的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙310A和310B，在這二個環形磁隙內插入同軸等徑的線圈骨架307，其上繞有二個線圈309A和309B，規定線圈309A為順時針繞向以及線圈309B為反時針繞向並將這二個線圈串聯連接成為換能器的一個線圈309。這時線圈309A和309B在同一工作瞬間產生同一方向的電動力F。規定二個線圈309A和309B的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值和繞線時的張力彼此相等，以內磁芯永磁鐵302A及外磁芯永磁鐵302B的二分之一軸向高度的等分線W---W軸線為水準對稱軸，以內磁芯及外磁芯的中心軸線Y---Y軸線為垂直對稱軸，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器驅動器具有在幾何形狀和磁性能方
面左右對稱及上下對稱的二組磁路以及在幾何形狀和電性能方面左右對稱及上下對稱的二組線圈電路。由此，雙磁鐵雙磁隙雙線圈驅動器二組線圈的電感量及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位角而互相抵消，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器驅動器是一個具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性且具有超高效率和低失真品質的電聲換能器或機電換能器的驅動器。
事實上，由圖4可見：本實施例1提供的是一個折疊式號筒揚聲器的驅動器。這種驅動器的最大輸入聲功率有效值往往會達到200W-300W。因此，必須充分考慮釆用何種方式將磁路和線圈電路在工作中形成的大量熱能及時地從換能器驅動器內部排放出來。
為此，本發明要求：第一，在所述環形磁隙中不允許添注磁流體冷卻線圈；第二，在正對著所述環形磁隙的環形凹槽的槽底部，當底座381的幾何尺寸及結構強度允許時，還設有若干個盡可能多的均勻佈置的穿透氣孔382，且令每個氣孔382的投影面積彼此相等；第三，所述穿透氣孔的圓心或中心線均設置在所述線圈骨架/或所述同軸等徑線圈的投影平面的圓周線上。因此，當振膜306上下往復振動時，換能器驅動器磁路和線圈電路所產生的大量熱能都將經由：振膜下腔環形磁隙310及線圈309環形凹槽363穿透氣孔382驅動器外部空間。
最後，需要特別指出的是：本發明上述技術方案不僅改善了換能器驅動器的通風散熱效果和揚聲器的功率壓力現象，而且還改善了揚聲器的頻率瞬態回應特性，使換能器振
動系統上下振動時始終保持所述線圈電路的所述左右對稱狀態，從而明顯改善揚聲器的失真度。
毫無疑問，本實施例涉及元件1、元件2、元件3、元件5、元件6、元件9、元件19、元件22、元件306的安裝、作用、配置均屬於一般技術人員的公知技術而不再予以重複。
圖5揭示本發明實施例1的分離式元件縱剖面圖。它可以與圖4說明對照理解和互相印證。
圖6揭示本發明實施例1的後視平面圖。
由本圖可見，穿透氣孔382是28個均勻佈置的圓形孔洞。每個孔洞的投影面積彼此相等。每個孔洞的圓心均落在與所述線圈骨架外徑相等的圓周線上。
圖7揭示使用一個本發明驅動器的折疊式號筒揚聲器的縱剖面圖。由於是既有技術，請參閱本發明說明書的【主要元件符號說明】而不再贅述。
圖8揭示本發明實施例2的縱剖面組裝圖。
這是一個低音或重低音揚聲器的典型實施例。也是本發明實施例1的一種改進方案，適宜大口徑和大功率電聲換能器使用。此時，底座381的內凸圓形平臺3118的軸心部位設有一個螺孔或穿透孔，內磁芯上極板303A1、永磁鐵302A和下極板303B1均設有一個軸孔，在內凸平臺3118的外側水平面31180上塗布粘結劑後，將一個非導磁材料緊固件例如1Cr18Ni9Ti的不銹鋼螺栓3710插入內磁芯的軸孔並將其粘結緊固在內凸平臺3118的軸心部位。除此之外，本實施例的其它結構和工作原理，請參閱圖4至圖6的說明，本發
明不再重複描述。
103A-303A/103B-303B‧‧‧上極板/下極板
101-301‧‧‧框架
102-302‧‧‧永磁鐵
105-305‧‧‧防塵帽
106-306‧‧‧振膜/平面發聲板
107-307‧‧‧線圈骨架
109A-309A/109B-309B‧‧‧線圈
110A-310BL‧‧‧環形磁隙
113-313‧‧‧環筒狀磁軛
141-341L‧‧‧彈波
181-381‧‧‧底座
182-382‧‧‧穿透氣孔
99-399‧‧‧1懸邊
163-363‧‧‧環形凹槽
1118-3118‧‧‧圓形平臺
11180-31180‧‧‧圓形平檯面
1810-3810‧‧‧環形平檯面
1820-3820‧‧‧垂直定位面
1710-3710‧‧‧非導磁緊固件
172-372‧‧‧非導磁墊圈
17101-37101‧‧‧非導磁螺母
152-352‧‧‧散熱翅片
1013-3013‧‧‧非導磁螺釘
1811-3811‧‧‧框架法蘭盤
1871-3871‧‧‧敞口圓筒筒壁
151-351‧‧‧凹入孔
121-321‧‧‧螺孔
171-371‧‧‧溢膠槽
1‧‧‧面蓋
2‧‧‧非導磁緊固件
3‧‧‧喉塞
5‧‧‧密封墊圈
6‧‧‧編織引線
9‧‧‧定位墊圈
19‧‧‧柔性密封墊圈
22‧‧‧外螺紋出風管
901‧‧‧驅動器單元
902‧‧‧鋁合金法蘭盤
903‧‧‧非導磁緊固件
904‧‧‧中筒支架
905‧‧‧吹管
906‧‧‧中筒
907‧‧‧號筒
圖1揭示既有技術實施例1及其改進方案的縱剖面圖。
圖2揭示既有技術實施例2及其改進方案的縱剖面圖。
圖3揭示既有技術實施例3的縱剖面組裝圖。
圖4揭示本發明實施例1的縱剖面組裝圖。
圖5揭示本發明實施例1的分離式元件縱剖面圖。
圖6揭示本發明實施例1的後視平面圖。
圖7揭示使用一個本發明驅動器的折疊式號筒揚聲器的縱剖面圖。
圖8揭示本發明實施例2的縱剖面組裝圖。
1‧‧‧面蓋
2‧‧‧非導磁緊固件
3‧‧‧喉塞
6‧‧‧編織引線
9‧‧‧定位墊圈
19‧‧‧柔性密封墊圈
22‧‧‧外螺紋出風管
303A1、303A2‧‧‧上極板
303B1、303B2‧‧‧下極板
301‧‧‧框架
302A、302B‧‧‧永磁鐵
306‧‧‧振膜/平面發聲板
307‧‧‧線圈骨架
309A/309B‧‧‧線圈
310B‧‧‧環形磁隙
351‧‧‧凹入孔
381‧‧‧底座
382‧‧‧穿透氣孔
363‧‧‧環形凹槽
3118‧‧‧圓形平臺
3710‧‧‧不锈鋼螺栓
37101‧‧‧非導磁螺母
352‧‧‧散熱翅片
3871‧‧‧敞口圓筒筒壁
901‧‧‧驅動器單元
Claims (6)
- 一種雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，包括磁路及與之連結成一體的面蓋和底座，面蓋內側設有均勻佈置的徑向出氣凹槽，一塊表面光滑的喉塞被聯結固定在面蓋內側，其周邊部位構成與徑向出氣凹槽匹配的出氣孔，一塊與喉塞匹配的振膜，其上設有勻稱的皺折和圓環形平面，一個圓環形定位墊圈將振膜的圓環形平面固定在面蓋內側的圓環形平臺上同時被面蓋垂直內壁上均勻佈置的垂直定位凸緣定位，安裝在底座內凸平檯面軸心部位的一個內磁芯，以及將內磁芯包圍在內且同軸安裝的一個外磁芯的相互匹配的極板垂直周面間構成同軸等徑的二個環形磁隙，一個插入環形磁隙的線圈骨架，其上平行纏繞彼此絕緣的電磁線並構成線圈，線圈骨架的頂端部位與振膜的圓環形凹槽粘結固定，通過線圈骨架的活塞運動帶動振膜振動發聲，其特徵是：a.所述面蓋和所述底座由非導磁材料構成，通過均勻佈置的若干個非導磁緊固件將所述面蓋和所述底座聯結成為一個整體；b.二塊同軸安裝並設有中央軸孔的圓片形上極板和下極板，所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，設有中央軸孔的一塊軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板粘結成為一個所述磁路的內磁芯；c.二塊同軸安裝的圓環狀上極板和下極板，二塊所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，一塊/或一塊以上等厚均布的軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板聯結固定成為一個所述磁路的外磁芯； d.一個非導磁材料構成的敞口圓筒狀底座，其軸心部位設有一個圓形平臺，所述圓形平臺的軸心部位設有一個與所述內磁芯極板及永磁鐵軸孔匹配的穿透孔/或螺孔，所述圓形平臺具有整齊粗糙的水準檯面和整齊光滑的垂直外圓面，所述垂直外圓面的外側設有環形凹槽，所述環形凹槽的兩側分別設有寬度為1-5毫米及深度為1-5毫米的環形溢膠槽，所述環形凹槽的槽底設有二個以上均勻佈置的穿透氣孔，所述環形凹槽的外側構成所述底座的整齊粗糙的環形平檯面，所述環形平檯面的外側是所述底座的圓筒狀筒壁，所述圓筒狀筒壁內周面的相應軸向高度或其頂端部位設有光滑整齊的垂直定位面和水準定位面，所述圓筒狀筒壁的頂端水平面上還設有若干個均勻佈置的螺孔；e.一根非導磁材料製成的緊固件穿過已經被預先充飽和的所述磁路內磁芯的軸孔並將其聯結固定在所述底座的圓形平檯面的軸心部位上，已經被預先充飽和的所述磁路外磁芯被同軸嵌入安裝/或聯結固定在所述底座的環形平檯面上並被所述底座圓筒狀筒壁的垂直定位面和水準定位面配合固定/或粘結定位；f.所述磁路外磁芯將所述內磁芯包圍在內，所述外磁芯的永磁鐵與所述內磁芯的永磁鐵在軸向高度上具有相反的極性；g.所述磁路內磁芯的上極板和下極板與所述磁路外磁芯的上極板和下極板的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙，在所述環形磁隙內插入同軸等徑的二個線圈，規定二個線圈的繞向及流經線圈的電流方向，使所述線圈在同一 工作瞬間產生同一方向的電動力F；h.所述磁路內磁芯的上極板及所述外磁芯的上極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線是同一條水準軸線，所述內磁芯的下極板及所述外磁芯的下極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線也是同一條水準軸線，以所述內磁芯永磁鐵及所述外磁芯永磁鐵的二分之一軸向高度的等分線W---W軸線為水準對稱軸，以所述內磁芯及所述外磁芯的中心軸線Y---Y軸線為垂直對稱軸，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器具有在幾何形狀和磁性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱磁路以及在幾何形狀和電性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱線圈電路，二個所述線圈的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值和繞線時的張力彼此相等；i.所述底座環形凹槽上設有排放磁路及線圈電路散發的熱能以及減少所述換能器振動系統空氣阻尼而均勻佈置的所述穿透氣孔，當所述底座幾何尺寸及結構強度允許時，每個所述穿透氣孔具有盡可能大的投影面積且彼此相等，所述穿透氣孔的圓心或中心線均設置在所述線圈骨架/或所述同軸等徑線圈的投影平面的圓周線上，並且在所述換能器振動系統上下振動時始終保持所述線圈電路的所述左右對稱狀態；由此，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器的電感量及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位角而互相抵消，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器是一 個具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性和超高效率的電聲換能器的驅動器。
- 如請求項1所述的雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，其特徵是：所述永磁鐵是釹鐵硼磁鐵/或稀土永磁鐵。
- 如請求項1所述的雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，其特徵是：所述環形磁隙中不允許添注磁流體。
- 一種雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，包括磁路及與之連結成一體的框架和底座，安裝在底座內凸平檯面軸心部位的一個內磁芯，以及將內磁芯包圍在內且同軸安裝的一個外磁芯的相互匹配的極板垂直周面間構成同軸等徑的二個環形磁隙，一個插入環形磁隙的線圈骨架，其上平行纏繞彼此絕緣的電磁線並構成線圈，與線圈骨架和至少一個彈波連結在一起的振膜/或平面發聲板，通過線圈骨架的活塞運動帶動所述振膜或平面發聲板振動發聲，或者通過所述振膜檢測聲音的聲壓變化並在線圈中感應到相應的音訊信號，其特徵是：a.所述框架是一個非導磁材料構成的框架/或所述框架和所底座是融合成為一個整體結構的框架；b.二塊同軸安裝並設有中央軸孔的圓片形上極板和下極板，所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，設有中央軸孔的一塊軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極板聯結成為一個所述磁路的內磁芯；c.二塊同軸安裝的圓環狀上極板和下極板，二塊所述極板具有相同的厚度和投影面積且與永磁鐵匹配，一塊/或一塊以上等厚均布的軸向充磁的永磁鐵將所述上極板和下極 板粘結成為一個所述磁路的外磁芯；d.一個非導磁材料構成的敞口圓筒狀底座，其軸心部位設有一個圓形平臺，所述圓形平臺的軸心部位設有一個與所述內磁芯極板及永磁鐵軸孔匹配的穿透孔/或螺孔，所述圓形平臺具有整齊粗糙的水準檯面和整齊光滑的垂直外圓面，所述垂直外圓面的外側設有環形凹槽，所述環形凹槽的兩側分別設有寬度為1-5毫米及深度為1-5毫米的環形溢膠槽，所述環形凹槽的槽底設有二個以上均勻佈置的穿透氣孔，所述環形凹槽的外側構成所述底座的整齊粗糙的環形平檯面，所述環形平檯面的外側是所述底座的圓筒狀筒壁，所述圓筒狀筒壁內周面的相應軸向高度或其頂端部位設有光滑整齊的垂直定位面和水準定位面，所述圓筒狀筒壁的頂端水平面上還設有若干個均勻佈置的螺孔；e.一根非導磁材料製成的緊固件穿過已經被預先充飽和的所述磁路內磁芯的軸孔並將其聯結固定在所述底座的圓形平檯面的軸心部位上，已經被預先充飽和的所述磁路外磁芯被同軸嵌入安裝/或聯結固定在所述底座的環形平檯面上並被所述底座圓筒狀筒壁的垂直定位面和水準定位面配合固定/或粘結定位；f.所述磁路外磁芯將所述內磁芯包圍在內，所述外磁芯的永磁鐵與所述內磁芯的永磁鐵在軸向高度上具有相反的極性；g.所述磁路內磁芯的上極板和下極板與所述磁路外磁芯的上極板和下極板的垂直周面間構成二個同軸等徑的環形磁隙，在所述環形磁隙內插入同軸等徑的二個線圈，規定 二個線圈的繞向及流經線圈的電流方向，使所述線圈在同一工作瞬間產生同一方向的電動力F；h.所述磁路內磁芯的上極板及所述外磁芯的上極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線是同一條水準軸線，所述內磁芯的下極板及所述外磁芯的下極板及與之匹配的線圈卷幅的二分之一軸向高度的等分線Z---Z軸線也是同一條水準軸線，以所述內磁芯永磁鐵及所述外磁芯永磁鐵的二分之一軸向高度的等分線W---W軸線為水準對稱軸，以所述內磁芯及所述外磁芯的中心軸線Y---Y軸線為垂直對稱軸，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器具有在幾何形狀和磁性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱磁路以及在幾何形狀和電性能方面上下對稱及左右對稱的二組對稱線圈電路，二個所述線圈的電磁線橫截面積、線圈圈數、線圈卷幅、線圈電阻、線圈電感量的絕對值和繞線時的張力彼此相等；i.所述底座環形凹槽上設有排放磁路及線圈電路散發的熱能以及減少所述換能器振動系統空氣阻尼而均勻佈置的所述穿透氣孔，當所述底座幾何尺寸及結構強度允許時，每個所述穿透氣孔具有盡可能大的投影面積且彼此相等，所述穿透氣孔的圓心或中心線均設置在所述線圈骨架/或所述同軸等徑線圈的投影平面的圓周線上，並且在所述換能器振動系統上下振動時始終保持所述線圈電路的所述左右對稱狀態；由此，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的電感量及其在往復式運動過程中感應得到的反電動勢因具有180度相位 角而互相抵消，所述雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器是一個具有電阻負載特性或近似於電阻負載特性和超高效率的電聲/或機電換能器的驅動器。
- 如請求項4所述的雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，其特徵是：所述永磁鐵是釹鐵硼磁鐵/或稀土永磁鐵。
- 如請求項4所述的雙磁鐵雙磁隙雙線圈換能器的驅動器，其特徵是：所述環形磁隙中不允許添注磁流體。
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