CN119547459A - 低音扬声器 - Google Patents

Abstract

一种低音扬声器，包括：框架；膜片，其通过第一悬挂元件和第二悬挂元件悬挂到框架；第一悬挂元件在框架上的第一着陆面处附接到框架；第二悬挂元件在框架上的第二着陆面处附接到框架；磁体单元，其固定到框架；磁体单元包括永磁体和至少两个通量引导元件，通量引导元件引导磁通量跨过气隙；音圈，其刚性地连接到膜片；扬声器可操作为激励音圈以使音圈沿着移动轴线相对于磁体单元移动，从而沿着移动轴线移动膜片以产生声音；音圈被配置为当膜片静止时位于气隙中，其中音圈的质心具有沿着移动轴线在第一着陆面与第二着陆面之间的位置；在音圈的外周处的磁通密度是在音圈的内周处的磁通密度的50％或更少。

Description

低音扬声器

本申请要求于2022年6月29日提交的GB2209544.2的优先权。

技术领域

本发明涉及包括框架、膜片和驱动单元的低音扬声器。

背景技术

典型的常规扬声器具有框架、膜片以及用于再现声音的驱动单元。在使用中，驱动单元使用作活塞的膜片前后移动以生成压力波，即声音。

驱动单元通常包括附接到框架的磁体单元和附接到膜片的音圈。磁体单元限定包括气隙的磁路，磁通量被引导跨过该气隙，并且音圈在静止时位于该气隙中。通过激励音圈，磁体单元和音圈彼此磁性地协作，即磁性地相互作用，以实现音圈和膜片的组合的位移，从而产生声音。

本发明人已经观察到，根据常规原理，为了在扬声器操作时高效利用磁路，磁体单元在气隙中生成磁通量，使得相关联的磁通密度跨所述气隙尽可能均匀。例如，对于小型低音扬声器，期望磁通密度跨气隙尽可能均匀，以便确保磁路的高效使用，因为对于这些扬声器，音圈的质量和尺寸可以相对地保持以抑制摇摆。因此，在常规扬声器中，跨气隙中的音圈的磁通密度值通常将从初始的100％下降到90％，或者可能低至85％。

发明内容

本文描述了一种低音扬声器，其可以被视为偏离了以上背景技术部分中概述的常规原理。更具体地，所描述的低音扬声器具有气隙，其中，跨音圈的磁通密度显著下降50％或更多。所描述的低音扬声器还具有改进的抗摇摆能力，这允许更大范围的音圈参数，特别是相对大/重的音圈，以实现扬声器的期望性能。

根据本发明的第一方面，提供了一种低音扬声器，包括：框架；膜片，其通过至少第一悬挂元件和第二悬挂元件悬挂到框架，其中，第一悬挂元件在框架上的第一着陆面处附接到框架，并且第二悬挂元件在框架上的第二着陆面处附接到框架；磁体单元，其固定到框架，其中，磁体单元包括永磁体和至少两个通量引导元件，通量引导元件被配置为引导磁通量跨过气隙；音圈，其刚性地连接到膜片；其中，扬声器可操作为激励音圈以使音圈沿着移动轴线相对于磁体单元移动，从而沿着移动轴线移动膜片以产生声音；其中，音圈被配置为当膜片静止时位于气隙中，其中音圈的质心具有沿着移动轴线在第一着陆面与第二着陆面之间的位置；并且其中，在音圈的外周处的磁通密度是在音圈的内周处的磁通密度的50％(百分比)或更少。

通过使音圈的外周处的磁通密度为音圈的内周处的磁通密度的50％(百分比)或更少，扬声器能够具有更小或更轻的磁体单元，从而有助于使整个扬声器更轻(即使线圈被制造得更重以进行补偿)。通过将音圈和悬挂元件布置为使得音圈的重心位于第一着陆面与第二着陆面之间，可以抑制摇摆(例如如由具有较重的线圈以补偿跨气隙的减少的通量引起的)。更特别地，扬声器的摇摆模式可能被推到扬声器的工作频率范围之外。因此，可以选择音圈(例如尺寸/重量)以补偿磁通密度的下降，而不损害期望的性能，例如力因子。

如上所述的低音扬声器可以被配置为产生具有低音频率范围中的频率的声音。低音频率范围可以包括60-80Hz，其中，“Hz”表示物理单位“赫兹”。更优选地，低音频率范围可以包括40-100Hz。以示例的方式，低音频率范围可以是20Hz-100 Hz。

第一悬挂元件可以被设置为环绕件。第一悬挂元件可以直接或间接地附接到膜片。在一些示例中，第一悬挂元件可以固定到膜片的外边缘。

第二悬挂元件可以被设置为弹波(其可以被称为“定心支片”)。第二悬挂元件可以直接或间接地附接到膜片。在一些示例中，第二悬挂元件可以在相对于膜片的外边缘向内定位的位置处固定到膜片。

音圈刚性地连接到膜片，使得当扬声器被激励时，膜片和音圈一起(例如“作为一个”)沿着移动轴线移动。音圈可以直接或间接地刚性连接到膜片。

如本文所引用的气隙中的磁通密度可以是径向磁通密度。径向磁通密度可以是在垂直于移动轴线的方向上测量的磁通密度。

如果音圈是大体圆形的，音圈的内周可以被称为音圈的内径，音圈的外周可以被称为音圈的外径。

内周与外周之间在径向上(即，在垂直于移动轴线的方向上)的距离可以被认为是音圈的绕组厚度。因此，如上所述，穿过音圈的磁通密度可能在音圈的绕组厚度上下降。

磁通密度跨音圈下降(下降50％或更多)的程度可以取决于设计考虑，其可能因扬声器而不同。在大多数情况下，认为该下降可高达90％或甚至更高。如果下降高达90％，则在音圈外周的磁通密度可以在音圈内周的磁通密度的10％至50％的范围内。

至少两个通量引导元件可以将气隙限定为至少两个通量引导元件之间的空间体积。当膜片静止使得音圈位于气隙中时，音圈可以位于至少两个通量引导元件之间。

至少两个通量引导元件可以包括垫圈并且可以包括轭，轭可选地设置为U形轭。永磁体可以位于垫圈和轭之间。

轭可包括基座和从基座延伸的侧壁。垫圈和轭可以被布置为在垫圈和轭的侧壁之间限定气隙。

轭的侧壁在垂直于移动轴线的方向上的厚度可以小于音圈在垂直于移动轴线的方向上的厚度。在侧壁具有均匀壁厚(在垂直于移动轴线的方向上)的情况下，音圈的厚度(在垂直于移动轴线的方向上)可以大于(均匀)壁厚。在侧壁具有非均匀壁厚的情况下，(非均匀)壁厚的最大值(在垂直于移动轴线的方向上)可以小于音圈的厚度(在垂直于移动轴线的方向上)。

侧壁的厚度(例如如上所定义的)可以比音圈的厚度小至少两倍，更优选地三倍，例如3.15倍。

在一些示例中，侧壁的厚度(例如如上所定义的)可以比音圈的厚度小五倍或更多倍。

在至少两个通量引导元件内的平均磁通密度可以在1.5T和2T之间，其中，“T”表示物理单位“特斯拉”，例如以避免/减少由通量引导元件的饱和引起的问题。

第一着陆面和第二着陆面之间的间距可以被定义为在平行于移动轴线的方向上测量的第一着陆面上的位置和第二着陆面上的位置之间的距离。

在平行于移动轴线的方向上测量的音圈的范围(或音圈的“高度”)可以在平行于移动轴线的方向上测量的第一着陆面和第二着陆面之间的间距的85％和100％的范围内。这种配置可以实现音圈的大的线性位移，同时有效地抑制摇摆运动。

磁体单元和气隙可以形成磁路。磁路可为由永磁体生成并由至少两个通量引导元件引导的磁通量提供大致闭合的回路(或环路)。

磁路可以具有相对高的磁阻。特别地，磁阻可以超过通常保持为低的常规磁体单元的磁阻。例如，磁路的磁阻可以是至少2.5×10^6[1/H]或者甚至3×10^6[1/H]，其中，“H”表示物理单位“亨利”。相反，常规磁体单元可以具有至多1.5×10^6[1/H]的磁阻。因此，根据本发明的磁阻对应于或超过更常规的磁性单元的磁阻的166％或甚至200％。

磁路的磁阻的大部分可归因于气隙。例如，气隙可以具有至少2×10^6[1/H]的磁阻。

通过利用具有高磁阻的磁路，特别是高磁阻气隙，可以利用相对小的通量引导元件。因此，可以减轻磁体单元的重量。磁体单元的这种重量减轻可以更多地补偿大音圈的重量，这意味着磁路的相对高的磁阻使得能够设计重量特别轻的扬声器。这种考虑可能尤其与例如汽车工业中的应用有关。

永磁体的质量可以小于音圈的质量。也就是说，永磁体可以具有第一质量，音圈可以具有第二质量，并且第一质量可以小于第二质量。第一质量可以比第二质量小至少两倍，或者甚至至少2.5倍，例如2.8倍。

在常规扬声器中，由于在以上背景技术部分中概述的原因，永磁体的质量与音圈的质量相比可能较大。然而，本发明允许相对较重并因此大/密的音圈，其可以与较小/较轻的永磁体(并因此与磁体单元)组合。因此，较小的永磁体和较大/较密的音圈的组合可以帮助实现期望的性能参数，同时减轻扬声器的重量和永磁体的重量。鉴于稀土磁体的价格上涨，这可以提供更成本有效的配置。

膜片可以包括第一膜片体和第二膜片体，第二膜片体相对于第一膜片体(例如相对于移动轴线)居中。第一膜片体也可以称为外膜片体，并且第二膜片体也可以称为中心膜片体。

外膜片体和中心膜片体可一体形成。替代性地，外膜片体和中心膜片体可单独形成，并例如使用合适的粘合剂连结在一起。

外膜片体可以具有面向前向(例如远离框架)的第一辐射面和面向后向(例如朝向框架)的第二辐射面。

中心膜片体可以包括围绕音圈延伸的环形壁，环形壁在中心膜片体的第一端和第二端之间沿着移动轴线延伸。第一端可以比第二端沿着移动轴线更向前。外膜片体可在中心膜片体的第一端和第二端之间的位置处连接到环形壁，使得环形壁的第二端与外膜片连接到环形壁的位置分离。

外膜片体可以例如在外膜片体的外边缘处连接到第一悬挂元件。第二悬挂元件可以在中心膜片体的第二端处或者朝向中心膜片体的第二端连接到环形壁。

中心膜片体可提供用于附接悬挂元件的改进结构。特别地，膜片体的环形壁的第二端提供远离外膜片体(在后向上)延伸的自由端(即，第二端)，并且悬挂元件可以附接到该自由端。因此，可以改进悬挂元件的定位并且抑制摇摆。

在外膜片体和中心膜片体设置为单独形成的主体的情况下，这可以提供用于组装目的改进结构。特别地，这可以便于在组装期间改进引线的安装，因为外膜片体可以在随后的制造步骤中(即，在中心膜片体之后)安装，从而易于接近。

如果外膜片体和中心膜片体单独形成，则这些膜片体可通过匹配对应的表面而连结在一起。例如，外膜片体可具有相对于移动轴线倾斜的内周面，而中心膜片体的环形壁可具有相对于移动轴线倾斜的外周面。内周面和外周面可以相对于移动轴线以大致相同的角度倾斜，并且例如使用合适的粘合剂固定在一起。

角度或各个角度可以相对于移动轴线在3度至35度的范围内，优选地相对于移动轴线在3度至20度之间。

所指示的角度范围可以改善外膜片体和中心膜片体的连结(其中，这些膜片体单独形成)，并且可以改善环形壁的第二端(其中，环形壁是直的)的定位以用于附接第二悬挂元件的目的。

中心膜片体可以包括信号轨道，以向音圈传输电信号或从音圈传输电信号。信号轨道可以从中心膜片的环形壁的外周面上的位置沿着环形壁并朝向音圈延伸。信号轨道从其延伸的位置可以在环形壁的第二端处或朝向环形壁的第二端。第一焊盘可以设置在中心膜片体上信号轨道从其延伸的位置处。在此，“在环形壁的第二端处或朝向环形壁的第二端”可以理解为意指该位置在环形壁的第二端处或者在第二端与外膜片体附接到环形壁的位置之间。

在一些示例中，信号轨道可以延伸到接近音圈的中心膜片体的壁上的第二焊盘，例如以便于信号轨道容易地连接到音圈。该第二焊盘可以在中心膜片体的环形壁上或中心膜片体的另一壁上。优选地，第二焊盘在中心膜片体的壁上，在中心膜片已经固定到第二悬挂元件之后，可以接近该壁，因为这可以便于在安装期间将音圈连接到第二焊盘。在一些示例中，第二焊盘设置在限定穿过中心膜片体的孔缝的内环形壁上。例如，第二焊盘可以位于内环形壁的面向移动轴线的面上。因此，第二焊盘可以通过孔缝到达。

因此，中心膜片体可以用于向音圈和/或从音圈传输信号的目的，代替用于部分信号传输的引线。这可以降低结实条纹棉布引线噪声的风险，并且可以改善组装期间引线的安装，这在常规上可能是麻烦和困难的。

中心膜片体沿着移动轴线的轴向范围可以大于着陆面沿着移动轴线的间距。

中心膜片体的第一端可具有在垂直于移动轴线的方向上的第一范围。中心膜片体的第二端可具有在垂直于移动轴线的方向上的第二范围。第一范围可以小于第二范围。

中心膜片体的第一端可以是封闭的。另外或替代性地，防尘罩可位于中心膜片体的第一端上方。

通过提供封闭的第一端或用防尘罩覆盖中心膜片体来封闭中心膜片体，可以部分地或甚至完全地防止进入扬声器。

如上所述的扬声器可以设置在外壳中。外壳可以限定0.25升至5升范围的内部容积，扬声器安装在内部容积中。在一些示例中，内部容积可以高达1.5升。

根据本发明的另一方面，提供了一种低音扬声器，包括：框架；膜片，其通过至少第一悬挂元件和第二悬挂元件悬挂到框架，其中，第一悬挂元件在框架上的第一着陆面处附接到框架，并且第二悬挂元件在框架上的第二着陆面处附接到框架；磁体单元，其固定到框架，其中，磁体单元包括永磁体和至少两个通量引导元件，通量引导元件被配置为引导磁通量跨过气隙；音圈，其刚性地连接到膜片；其中，扬声器可操作为激励音圈以使音圈沿着移动轴线相对于磁体单元移动，从而沿着移动轴线移动膜片以产生声音；其中，膜片包括外膜片体和中心膜片体；其中，中心膜片体包括围绕音圈延伸的环形壁，环形壁在中心膜片体的第一端和第二端之间沿着移动轴线延伸；其中，外膜片体在第一端和第二端之间的位置处连接到环形壁，使得环形壁的第二端与外膜片连接到环形壁的位置分离；其中，第一悬挂元件连接到外膜片体；并且其中，第二悬挂元件在中心膜片体的第二端处或朝向中心膜片体的第二端连接到环形壁。

本发明包括所描述的方面和优选特征组合，除非这种组合明显是不允许的或明确避免的。

附图说明

现在将参考附图讨论说明本发明原理的实施例和实验，附图中：

图1是示例性扬声器的剖视图。

图2是图1的扬声器的一部分的剖视图。

图3是图1的扬声器的一部分的剖视图。

图4是例示图1的扬声器的磁通线的曲线图。

图5是例示图1的扬声器的磁通密度的曲线图。

图6是图1的扬声器的膜片的第一部分的透视图。

图7是图1的扬声器的膜片的第二部分的剖开透视图。

图8是图1的扬声器的一部分的剖视图。

图9是包括背靠背配置的图1的两个扬声器的扬声器组件。

图10是具有示例性扬声器的汽车的侧视图。

具体实施方式

现在将参考附图讨论本发明的方面和实施例。另外方面和实施例对于本领域技术人员而言将是明了的。本文中提及的所有文献以引用的方式并入本文。

本发明涉及包括框架、膜片和驱动单元的扬声器。在本发明的详细讨论之前，为了说明本发明的背景，下面讨论传统扬声器的示例。

在传统的扬声器中，箱体的深度受到扬声器本身的深度的限制。已知的扬声器特别设计为浅的，例如在EP1654908B1、EP0912072B1、US7570780B2中描述的扬声器。在EP1654908B1中，扬声器被描述为具有包括V形锥体的波状膜片；下悬挂零件定位为靠近磁体系统，以减小扬声器的移动组件的摇摆运动。在EP0912072B1中，描述了一种使用管悬挂系统的类似扬声器。在US7570780B2中，描述了又一种扬声器，其具有与扬声器的磁体系统相邻的下悬挂件。

各个上述扬声器被配置为提供跨相应扬声器的气隙的近似均匀通量密度的磁通量。如在以上背景技术部分中阐述的，这对应于扬声器设计的常规原理。因此，与所述常规原理的偏离可以在于，本文描述了包括通量密度相对不均匀的磁体单元的扬声器。

而且，各个上述扬声器使用具有相对小/重量轻的音圈和相对大/重的低磁阻磁体系统的驱动单元。这也可以对应于扬声器设计的常规原理。相反，本文描述的扬声器的磁体单元重量较轻并且具有相对较高的磁阻，而音圈相对较大/较重。

与前述已知的扬声器相比，本文所述的扬声器可以提供许多优点的组合。例如，本文所述的扬声器是浅的、重量轻的，并且在磁体单元中使用相对少量的稀土材料。而且，其易于用传统机械构建，并且与传统扬声器相比，可以在不增加零件数量的情况下构建。

图1是示例性扬声器100的剖视图。扬声器100包括框架200、从框架200悬挂的膜片300和驱动单元400。

驱动单元400具有可平移零件420和固定零件440。可平移零件420固定到膜片300，并包括音圈422。固定零件440固定到框架200，并包括被配置为在气隙442中产生磁场的磁体单元441。当膜片300静止时，音圈422位于气隙442中。

扬声器100可操作为激励音圈422，以使音圈422沿着移动轴线102相对于磁体单元441移动。音圈442刚性地连接到膜片300，使得音圈442和膜片300一起移动。当使音圈442沿着移动轴线102移动时，膜片300也沿着移动轴线102移动，从而产生声音。

更特别地，膜片300具有第一声音辐射面302和第二声音辐射面304。第一声音辐射面302面向前向104(远离框架200)并且在使用中用于产生声音。第二声音辐射面304面向后向106，即，进入框架200。前向104和后向106是平行于移动轴线102的相反方向。垂直于移动轴线102的方向也称为径向108。

扬声器100的框架200包括基部202和边缘204。基部202在径向108上延伸。框架200的边缘204定位在基部202的周边处，在驱动单元400的径向外侧，并且相对于移动轴线102轴向地延伸，即至少部分地沿着移动轴线102延伸。

驱动单元400的固定零件440固定到框架200的基部202，而膜片300和驱动单元400的可平移零件420借助于悬挂元件520、540从框架200悬挂。悬挂元件520、540被配置为允许沿着移动轴线102的移动，即在平行于移动轴线102的方向上的移动，并且抑制在径向104上移动。

第一悬挂元件520在由框架200的边缘204限定的第一着陆面220处附接到框架200。第一悬挂元件520被设置为固定到膜片300的外边缘306的橡胶环绕件。第二悬挂元件540在由框架200的边缘204限定的第二着陆面240处附接到框架200。第二悬挂元件540被设置为固定到膜片300的弹波，并且相对于移动轴线102径向向外延伸。

第一悬挂元件520和第二悬挂元件540固定到膜片300，使得可平移零件420的重心位于第一着陆面220和第二着陆面240之间。更特别地，音圈422被配置为当膜片300静止时位于气隙442中，其中音圈422的质心具有沿着移动轴线102在第一着陆面220和第二着陆面240之间的位置。

图2和图3是扬声器100的部分的剖视图。图2示出了膜片300、音圈422和悬挂元件520、540。图3示出了音圈422和磁体单元441。

音圈422具有沿着移动轴线102的轴向范围和垂直于移动轴线102的径向范围。音圈422的轴向范围(也称为音圈422的高度)是音圈422的一对端部425之间的距离。音圈422的径向范围(也称为音圈422的绕组厚度)是音圈422的内周423和音圈422的外周424之间的距离。

音圈422的高度近似是在平行于移动轴线102的方向上测量的第一着陆面220和第二着陆面240之间的间距的85％。

磁体单元441包括永磁体446、(磁性)垫圈447和(磁性)轭450。永磁体446被设置为稀土磁体，并且可以包括多于一个结构元件。永磁体446的质量小于音圈422的质量。在该示例中，音圈422的质量比永磁体446的质量大倍数二，即音圈422的质量比永磁体446的质量大两倍。

垫圈447和轭450(在该示例中被设置为U形轭)被配置为将永磁体446所生成的磁通量引导到垫圈447和轭450之间的气隙442。特别地，垫圈447和轭450引导磁通量跨过气隙442。

磁体单元441布置在扬声器100中，使得气隙442面向前向104，并且接收沿后向106延伸的音圈422。

磁体单元441和气隙442形成磁路443。磁路443为由永磁体446生成的并且由两个通量引导元件447、450引导跨过气隙442的磁通量提供闭环。在该示例中，气隙442具有2.0×10^6[1/H]的磁阻，并且磁路443具有稍大于气隙442的磁阻的总磁阻。

轭450具有基座452和从基座452凸出的侧壁454。基座452在径向108上延伸，而侧壁454相对于移动轴线102轴向地延伸。

轭450的侧壁454具有径向(即，在径向108上)界定的(均匀)厚度。音圈422也具有径向界定的(均匀)厚度。音圈422的厚度大于轭450的侧壁454的厚度。音圈422的厚度(即“绕组厚度”)与侧壁454的厚度的比率优选为3:1或甚至5:1。相同尺寸的传统扬声器可以具有小至0.2:1的比率。

扬声器100利用了在磁路443中使用许多层的相对大的音圈422。由于气隙442较宽以容纳与常规扬声器相比更大的音圈442，所以磁路443中的总磁阻增加得如此之大以致通量引导垫圈447和轭450的横截面可以很薄。

这种新的配置导致相对高的音圈质量和相对低的磁体单元质量。然而，驱动单元400的总质量可以低于例如上述已知扬声器的总质量。移动质量与总质量的比率可以至多1:3，优选至多1:2。而且，磁体质量与音圈绕组质量的比率可以达到1:2，优选至多1:4。这导致了令人惊讶的重量轻的低音扬声器，其在箱内具有低谐振频率。

永磁体446、垫圈447和轭450关于移动轴线102轴向对称，但是其它布置也是可能的。

图4和图5例示了由磁体单元441生成的磁通量。特别地，图4示出了驱动单元400的剖视图，并且例示了由磁体单元441生成的磁通线，而图5是示出跨音圈422(“线圈ID”至“线圈OD”，即内径/周423至外径/周424)的磁通密度的曲线图。

在图4中，磁通量遵循在气隙442中跨音圈422扩散的弯曲路径。对应地，磁通密度跨音圈422降低。图5示出了在音圈422的绕组厚度上的径向通量密度Br，其示出了在扬声器设计中通常不期望的显著下降。在典型的扬声器中，磁通密度可以几乎恒定，并且可以下降到初始值的大约85％到90％(百分比)。相反，根据本发明，径向通量密度可以在音圈422的绕组厚度上下降至少50％。在该示例中，在音圈422的外周424处的磁通密度大约是音圈422的内周423处的磁通密度的37％。换言之，磁通密度从音圈422的内周423到外周424下降大约63％。

磁通密度的相对较大的减小与扬声器100的磁体单元441的相对较高的磁阻有关。通过从使用静态磁路的有限元法的模拟中导出的计算，可以估计磁阻。

通过将磁体内部的平均磁场强度H_av,m(H_av,m)乘以磁体的高度h_m(h_m)来计算回路中的磁体的磁动势(F_m)。得到的单位为安培[A]。

通过整合穿过开放表面的磁通密度来估计穿过磁路的总磁通量φ_B(Phi_B)。整合在表面Sm(Sm)上进行，该表面通常是在垂直于磁体磁化方向的磁体的顶面或底面处的圆柱形表面。磁体处的磁通密度严格地是轴向的，使得径向分量可以被忽略。得到的单位为韦伯[Wb]。

将磁动势除以磁通量φ_B产生磁路的磁阻(R_m)。得到的单位是亨利分之一[1/H]。

已经发现，具有高于2.5×10^6[1/H](或“2.5E6 1/H”)、优选高于3×10^6[1/H](或“3E61/H”)的磁阻可以产生低重量的高效扬声器。相反，对传统扬声器的磁体系统执行相同计算示出其磁阻无法超过1.5×10^6[1/H](或“1.5E6 1/H”)。

在该示例中，通量引导元件447、450由钢制成，使得通量引导元件的磁阻可以被忽略，因为钢的相对磁导率μ_r>>1，并且所有磁阻可以分配给气隙442。具有这样的大磁阻气隙442，径向通量密度在气隙442中不是恒定的，如上所述。

图6和图7例示了膜片300。膜片300包括外膜片体320(或“锥体”)和中心膜片体340(或“子锥体”)。

在图6中，示出了外膜片体320。外膜片体320具有外边缘322和内边缘324。内边缘324界定穿过外膜片体320的中心孔缝325。当组装时，中心膜片体340被接收到中心孔缝325中。

外膜片体320的外边缘322连接到第一悬挂元件520。在该示例中，因为膜片体320、340单独形成，所以外膜片体320的内边缘322连接到中心膜片体340。

外膜片体320的内边缘324相对于移动轴线102以一定角度设置。在该示例中，该角度在5度至20度的范围内。因此，提供了与移动轴线102成一定角度的直立边缘部分。

在图7中，示出了中心膜片体340。中心膜片体340具有前端341和后端342。前端341和后端342是中心膜片体340的相对端，其限定中心膜片体340的纵向范围。前端341面向前向104，后端342面向后向106。

中心膜片体340包括外环形壁350和内环形壁370。环形壁350、370围绕移动轴线102同心地布置。在该示例中，内环形壁370和音圈422沿着移动轴线102顺序地布置，并且外环形壁350包围内环形壁370和音圈422。

内环形壁370朝向音圈422延伸，使得可以与音圈422或音圈架(在设置的情况下)形成机械和/或电连接。

内环形壁370界定延伸穿过中心膜片体340的孔缝372。

中心膜片体340和外膜片体320在外环形壁350接收外膜片体320的位置352(参见图2)处连结。位置352位于中心膜片体340的前端341和后端342之间。因此，外环形壁350在后向106上具有自由端354(参见图8)。第二悬挂元件540连接到外环形壁350，并且特别地，连接到外环形壁350的自由端354。

中心膜片体340的外环形壁350相对于移动轴线102成陡峭角度。在该示例中，该角度在5度至20度的范围内，从而允许第二悬挂元件540的小内径。这可以确保轭450上方的间隙，从而允许音圈422和整个移动组件的大的轴向位移。

外膜片体320的内边缘324和中心膜片体340的外环形壁350相对于移动轴线102以类似的陡峭角度设置，例如彼此在3度内，因为这可以改善膜片体320、340的结合。进一步地，这种设计允许膜片300的波动，从而导致外膜片体320和中心膜片体340的整个向下部分的实质加强，同时允许到中心膜片体340的底部的足够的间隙用于引线连接。

图8示出了中心膜片体340和音圈422。中心膜片体340用于将引线信号传输到音圈422和从其传输引线信号。更特别地，中心膜片体340包括信号轨道344，例如铜带，其用于引导信号至音圈422或从音圈引导信号。实际上，可以提供最少两个信号轨道344。

信号轨道344从外环形壁350的径向外表面356朝向音圈422延伸。适当地，信号轨道344连接一对焊盘348，其用于在信号轨道344的一端与引线380连接，并且在信号轨道344的另一端与音圈422连接。第一焊盘348设置在外环形壁350的径向外表面356上，第一焊盘348定位为朝向后端342。第二焊盘348设置在内环形壁370的径向内表面374上。

在该示例中，信号轨道344沿着外环形壁350的径向内表面358并且沿着内环形壁370的径向外表面376延伸。

信号轨道344的使用可以提高扬声器100的组装的容易性。信号轨道344可被设置为沿着中心膜片体340、沿着中心膜片体340的内部或外部胶合的薄的自粘铜带。这可以使得能够借助于焊接连接或导电胶在顶部容易地连接到音圈422并且在底部容易地连接到引线380。柔性引线380可以形成穿过空气的弧，或者连接到第二悬挂元件340，例如通过缝合或胶合或者甚至是织入。

从音圈422到信号轨道344、引线380和引线端子382的所有电连接都可以进行，同时部件可容易地接近，而不存在外膜片体320或不需要翻转扬声器100。音圈422的电连接可以通过中心膜片体340的孔缝372进行。

对于上述已知的扬声器，注意，所有三种扬声器设计都可能遭受将音圈绕组连接到端子的引线的相对复杂的引导。EP0912072B1允许大的位移，因为下悬挂件的内径接近U形轭的外径，但是利用管状元件和到锥体的联接特征的构造和引线引导可能是麻烦的。在EP1654908B1和US7570780B2的情况下，将连接面带到靠近U形轭的弹波的膜片的部分处于浅角度之下，导致弹波的大内径，从而降低最大偏移能力。

图9示出了另一示例性扬声器1000。扬声器1000包括两个扬声器100，其如上所述，以背靠背配置安装在3升的封闭箱容积中，各个扬声器被设计用于±10mm(毫米)的标称冲程。各个扬声器100被设置为5英寸低音扬声器，其用于在小至1.5升净容积的封闭箱中使用高达200Hz(赫兹)。

如上所述，磁体单元441仅由三个件构成：U形轭450、永磁体446(设置为盘)和垫圈447。永磁体446的直径为24mm，高度为8mm，重量为28g(克)。这对于具有这种应用的低音扬声器可能是异常小的。音圈422在6.4mm的绕组厚度下具有17mm的绕组高度。绕组的重量为75g。为了引导通量有效地穿过绕组，垫圈447具有3mm的厚度，U形轭具有2mm的壁厚(在音圈绕组的一半高度附近测量)。这些参数导致磁体重量与线圈重量的比率为1:2.8。绕组厚度与U形轭厚度的比率为3.15:1。

在图9中，这些扬声器100中的两者背靠背地安装在总净容积为3升的封闭箱中，从而允许各个扬声器100作用于1.5升的封闭容积上。由于尺寸小，箱不需要额外的内部加肋或加强元件，否则这些元件将增加必要的外部尺寸和总体积。磁体单元441背靠背安装，减轻了朝向U形轭所接触的中心表面的任何漏通量的影响，因为所有通量被迫回到通量引导钢中，从而允许横截面最小。

由于扬声器100背靠背连结，各个单独框架的后部上的净力为零，并且允许其薄且重量轻。各个马达系统400的力因子对位移是对称的，并且相对于在±8mm处的静止位置下降到50％，从而在宽的位移范围上产生低的变形。使钢通量引导元件在大约1.6T接近磁饱和允许保持电感如此低，以致于在至多200Hz的工作范围内，它对频率响应几乎没有影响。事实上，与具有较少绕组的传统扬声器相比，较高的电感以及因此较低的电感导致降低的较高阶失真，这是由于对于200Hz以上的较高频率的输出降低。

扬声器100的移动质量大约为100g，悬挂件和箱刚度的总和增加到15N/mm，从而导致62Hz的箱内谐振频率。扬声器100的总质量低于300g。

值得注意的是，对于两个背靠背的驱动器，驱动器的总质量低于600g，其中200g在相反方向上移动，从而在箱体上没有净力。箱内的两个驱动器的整体组件的质量在1.3kg以下。

这种小尺寸和重量以及没有任何箱体振动允许放置在纯粹尺寸先前禁止应用的位置。这可以例如靠近A型(A-style)的底部或在高功率底鼓(kick)低音应用中在车厢中的搁脚空间之间。

可以容易地理解根据上述发明的制造的可能性。比如，可以改进引线引导以及防尘罩的随后放置。在图9中，扬声器100被示出为具有单独的防尘罩390。这可以允许从框架和磁体系统开始并且最后添加防尘罩390的传统构建。替代性地，防尘罩集成在中心膜片体340中(参见图1)，从而允许在插入磁体单元并经由夹具定心之前与音圈422预组装并安装信号轨道344。膜片300具有覆盖音圈顶部的中心部分，从而用作防尘罩。在这种情况下，整个扬声器可以围绕最初插入框架中的对准夹具制造，该对准夹具最终由磁体单元代替。使用这种方法，零件数量相对于传统扬声器可能不会增加，同时在性能方面提供了实质的益处，如上所述。

图1中还示出了在多个位置处固定到第二悬挂元件540的引线。还可以设想，引线被部分地固定到膜片300的下侧，并且从那里通过空气朝向端子382拉伸弧。与在中心膜片体340的底部开始的弧相比，这可以降低结实条纹棉布引线噪声的风险。

音圈422可以具有一个(如上所述)或多个绕组，其经由单独的信号轨道344和引线380对从多个放大器通道驱动。而且，音圈422的绕组线可以具有圆形横截面或矩形横截面。这些绕组线类型允许与绕组占据的体积(填充因子)相比更高的导体率，并且在所描述的具有大线圈体积的扬声器中特别有用。绕组线材料是任何合适的导体材料；优选地为铜，但也可以是铝或两者的混合物，例如铜包铝线。

外膜片体320和中心膜片体340都可由具有高热导率的材料(例如铝)制成，当它们连接到音圈422附近而没有长音圈架时，有效地用作热沉。在这种情况下，信号轨道344与外膜片体320和中心膜片体340绝缘。还可以设想将一个电连接焊接到中心膜片体340，将一个连接焊接到外膜片体320；在这种情况下，可以通过膜片体320、340之间的粘合剂来提供它们之间的电绝缘。然后，引线380也分别连接到外膜片体320和中心膜片体340。当然，组合也是可能的，其中，例如仅一个连接经由信号轨道344完成，而另一个连接经由导电的中心膜片体340完成。

事实上，也可以沿着中心膜片体340的顶面将绕组线或线圈的引出线导向中心膜片体340的底部，以便连接到引线。如果膜片300具有集成的防尘罩并且完全覆盖线，这是特别令人感兴趣的。在中心膜片体340是注塑成型的情况下，也可以借助于嵌件成型导体来进行沿着中心膜片体340的电连接。甚至仅具有将导电面分开的条带的薄铜层也是一种选择，导电面借助于气相沉积添加到另外绝缘的中心膜片体340。可以看出，存在许多方式来实现电连接沿着中心膜片体340被引导并且被引导到第二悬挂元件540的内径以及膜片300下方的基本概念。

图10示出了汽车2000。如上所述的任何示例性扬声器可以安装在汽车2000中。在该示例中，上述扬声器100设置在汽车2000的搁脚空间2100之间。也可以设想其它位置，例如在A型的底部或朝向A型的底部。

在上述说明书或所附权利要求书或附图中公开的特征(以其特定形式或根据用于执行所公开的功能的装置、或用于获得所公开的结果的方法或过程来表达)可以适当地单独地或以这些特征的任意组合来用于以其不同形式实现本发明。

虽然已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是当给出本发明时，许多等同的修改和变化对于本领域技术人员将是明了的。因此，上述本发明的示例性实施例被认为是说明性的而非限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所述实施例进行各种改变。

为了避免任何疑问，提供本文提供的任何理论解释是为了改善读者的理解。发明人不希望受这些理论解释中的任何一者的限制。

本文所用的任何章节标题仅用于组织目的，而不应被解释为限制所描述的主题。

在整个说明书中，包括随后的权利要求书，除非上下文另有要求，词语“包括”和“包含”及其变体应理解为暗示包括所述的整体或步骤或整体或步骤的组，但不排除任何其它整体或步骤或整体或步骤的组。

必须注意，如说明书和所附权利要求中所用，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另外清楚地指示。范围在本文中可以表达为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，应当理解，特定值形成另一个实施例。与数值相关的术语“约”是可选的，并且是指例如+/-10％。

参考文献

为了更充分地描述和公开本发明以及与本发明相关的现有技术，上面引用了许多公报。这些参考文献的完整引用提供如下。这些参考文献中的每一者的全部内容都并入本文。

EP1654908B1

EP0912072B1

US7570780B2

Claims (16)

1.一种低音扬声器，包括：

框架；

膜片，其通过至少第一悬挂元件和第二悬挂元件悬挂到所述框架，其中，所述第一悬挂元件在所述框架上的第一着陆面处附接到所述框架，并且所述第二悬挂元件在所述框架上的第二着陆面处附接到所述框架；

磁体单元，其固定到所述框架，其中，所述磁体单元包括永磁体和至少两个通量引导元件，所述通量引导元件被配置为引导磁通量跨过气隙；

音圈，其刚性地连接到所述膜片；

其中，所述扬声器可操作为激励所述音圈以使所述音圈沿着移动轴线相对于所述磁体单元移动，从而沿着所述移动轴线移动所述膜片以产生声音；

其中，所述音圈被配置为当所述膜片静止时位于所述气隙中，其中所述音圈的质心具有沿着所述移动轴线在所述第一着陆面与所述第二着陆面之间的位置；并且

其中，在所述音圈的外周处的磁通密度是在所述音圈的内周处的磁通密度的50％或更少。

2.根据权利要求1所述的低音扬声器，其中，在所述音圈的所述外周处的所述磁通密度在所述音圈的所述内周处的所述磁通密度的10％至50％的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的低音扬声器，其中，所述磁体单元和所述气隙形成具有至少2.5×10^6[1/H]的磁阻的磁路。

4.根据权利要求3所述的低音扬声器，其中，所述气隙具有至少2×10^6[1/H]的磁阻。

5.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，

其中，所述至少两个通量引导元件包括轭，所述轭包括基座和从所述基座延伸的侧壁，

其中，所述音圈在垂直于所述移动轴线的方向上的厚度大于所述轭的所述侧壁在垂直于所述移动轴线的所述方向上的厚度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，

其中，所述音圈沿着所述移动轴线的范围在所述着陆面沿着所述移动轴线的间距的85％至100％的范围内。

7.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，

其中，所述永磁体具有第一质量，所述音圈具有第二质量，并且所述第一质量小于所述第二质量。

8.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，其中，

所述膜片包括外膜片体和中心膜片体；

所述中心膜片体包括围绕所述音圈延伸的环形壁，所述环形壁在所述中心膜片体的第一端和第二端之间沿着所述移动轴线延伸；

其中，所述外膜片体在所述第一端和所述第二端之间的位置处连接到所述环形壁，使得所述第二端与所述外膜片连接到所述环形壁的位置分离；

其中，所述第一悬挂元件连接到所述外膜片体；以及

所述第二悬挂元件在所述中心膜片体的所述第二端处或者朝向所述中心膜片体的所述第二端连接到所述环形壁。

9.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，其中，

所述外膜片体具有相对于所述移动轴线倾斜的内周面，

所述中心膜片体的所述环形壁具有相对于所述移动轴线倾斜的外周面，

其中，所述内周面和所述外周面相对于所述移动轴线以大致相同的角度倾斜并且固定在一起。

10.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，其中，

其中，所述角度相对于所述移动轴线在3度至35度的范围内，

优选地相对于所述移动轴线在3度至20度之间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，其中，

所述中心膜片体包括信号轨道，以向所述音圈传输电信号或从所述音圈传输电信号；

所述信号轨道从所述环形壁的所述外周面上的位置沿着所述环形壁并朝向所述音圈延伸，

所述信号轨道从其延伸的所述位置在所述环形壁的所述第二端处或朝向所述环形壁的所述第二端。

12.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，

其中，所述中心膜片体沿着所述移动轴线的轴向范围大于所述着陆面沿着所述移动轴线的所述间距。

13.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，

所述中心膜片体的所述第一端具有在垂直于所述移动轴线的方向上的第一范围，

所述中心膜片体的所述第二端具有在垂直于所述移动轴线的所述方向上的第二范围，

所述第一范围小于所述第二范围。

14.根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器，其中，

所述中心膜片体的所述第一端是封闭的，

或者防尘罩位于所述中心膜片体的所述第一端上方。

15.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的低音扬声器和外壳的组件，其中，所述低音扬声器安装在所述外壳中。

16.一种低音扬声器，包括：

框架；

膜片，其通过至少第一悬挂元件和第二悬挂元件从所述框架悬挂，其中，所述第一悬挂元件在所述框架上的第一着陆面处附接到所述框架，并且所述第二悬挂元件在所述框架上的第二着陆面处附接到所述框架；

磁体单元，其固定到所述框架，其中，所述磁体单元包括永磁体和至少两个通量引导元件，所述通量引导元件被配置为引导磁通量跨过气隙；

音圈，其刚性地连接到所述膜片；

其中，所述扬声器可操作为激励所述音圈以使所述音圈沿着移动轴线相对于所述磁体单元移动，从而沿着所述移动轴线移动所述膜片以产生声音；

其中，所述膜片包括外膜片体和中心膜片体；

其中，所述中心膜片体包括围绕所述音圈延伸的环形壁，所述环形壁在所述中心膜片体的第一端和第二端之间沿着所述移动轴线延伸；

其中，所述外膜片体在所述第一端和所述第二端之间的位置处连接到所述环形壁，使得所述环形壁的所述第二端与所述外膜片连接到所述环形壁的位置分离；

其中，所述第一悬挂元件连接到所述外膜片体；以及

其中，所述第二悬挂元件在所述中心膜片体的所述第二端处或者朝向所述中心膜片体的所述第二端连接到所述环形壁。