平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器，該揚聲器包括：振動膜、音圈和環狀磁體；所述環狀磁體由同軸布置的兩個環狀Halbach磁陣列構成，所述環狀Halbach磁陣列在其內腔中形成單一方向的磁場，且兩個所述環狀Halbach磁陣列形成的磁場的方向相反；所述音圈包括垂直于磁場方向設置的線圈，所述線圈為平面線圈，且所述線圈的上端和下端分別位于兩個所述環狀Halbach磁陣列的磁場中，所述線圈用于帶動所述振動膜振動發聲。該揚聲器的磁系統采用環狀Halbach磁陣列，磁場集中，不需要設計導磁板或T鐵，磁感應強度高，可以提高揚聲器靈敏度；該揚聲器的音圈采用平面線圈，制作簡單，組裝方便。組裝方便。組裝方便。

【技術實現步驟摘要】
平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器


[0001]本技術涉及揚聲器
，具體涉及一種平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器。

技術介紹

[0002]海爾貝克陣列(Halbach Array、Halbach permanent magnet)是一種磁體結構。1979年美國學者Klaus Halbach做電子加速實驗時發現了這種特殊的永磁鐵結構并逐步完善，最終形成了所謂的“Halbach”磁鐵。它是工程上的近似理想結構，它利用特殊的磁體單元的排列，增強單位方向上的場強，目標是用最少量的磁體產生最強的磁場。這種陣列完全由稀土永磁材料構成，通過將不同充磁方向的永磁體按照一定規律排列，能夠在磁體一側匯聚磁力線，而在另一側削弱磁力線，從而獲得比較理想的單邊磁場。這在工程上有非常重要的意義，Halbach陣列以出色的磁場分布特性，被廣泛應用于工業領域。
[0003]圖1
?
1所示是一個單一磁鐵，北極全部向上，從圖中可以看出磁場的強度均勻位于磁鐵的底部和頂部。圖1
?
2所示是一個Halbach陣列，從圖中可以看出磁鐵頂部的磁場較高，而底部則相對薄弱。通常，同等體量下Halbach陣列磁鐵組的強側表面磁場強度約為傳統單顆磁鐵的√2倍(約1.4倍)，尤其在磁鐵充磁方向厚度在4～16mm時。
[0004]直線型是最基礎的Halbach陣列組成形式，這種陣列磁體可視為一種徑向陣列與切向陣列的結合，如圖2
?
1和圖2
?
2所示是兩種不同排列形式的Halbach陣列。直線型Halbach陣列目前主要應用于直線電機、磁懸浮列車之中。

技術實現思路

[0005]本技術的目的是提供一種平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器，用于提高揚聲器的性能。
[0006]為實現該技術目的，本技術提供的一種平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器，該揚聲器包括：振動膜、音圈和環狀磁體；所述環狀磁體由同軸布置的兩個環狀Halbach磁陣列構成，所述環狀Halbach磁陣列在其內腔中形成單一方向的磁場，且兩個所述環狀Halbach磁陣列形成的磁場的方向相反；所述音圈包括垂直于磁場方向設置的線圈，所述線圈為平面線圈，且所述線圈的上端和下端分別位于兩個所述環狀Halbach磁陣列的磁場中，所述線圈用于帶動所述振動膜振動發聲。
[0007]其中，所述線圈被施加音頻信號時，在磁場中受力產生沿所述環狀磁體軸線方向的伸縮運動。
[0008]一種可能的實現方式中，所述音圈設置有兩個，以對稱分布方式固定在一骨架上，所述骨架與所述振動膜連接。
[0009]一種可能的實現方式中，所述音圈是正方形或矩形形式的線圈，所述骨架為輕質的圓筒形的骨架。
[0010]一種可能的實現方式中，所述環狀Halbach磁陣列由多塊磁體單元按照磁極方向
等是用于區別不同的對象，而不是用于描述特定順序。此外，術語“包括”和“具有”以及它們任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元，或可選地還包括對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0028]請參考圖3，本技術實施例提供一種平面線圈環狀(即圓環形狀，簡稱環狀或環形)Halbach磁陣列揚聲器(下文簡稱揚聲器)。該揚聲器包括：振動膜11、音圈和環狀磁體。
[0029]其中，環狀磁體是由同軸、軸向間隔一定距離(或密切相接)、周向錯開一定角度的兩個相同的環狀Halbach磁陣列12構成。環狀Halbach磁陣列12在其內腔中形成單一方向(如圖7中箭頭方向)的磁場，且兩個環狀Halbach磁陣列12形成的磁場的方向相反。
[0030]其中，音圈包括垂直于磁場方向設置的線圈13，所述線圈13為平面線圈，且所述線圈13的上端和下端分別位于兩個環狀Halbach磁陣列12的磁場中。所述線圈13用于：被施加音頻信號時，在磁場中受力產生沿環狀磁體軸線方向的伸縮運動，從而帶動振動膜11振動發聲。
[0031]其中，線圈13可以設置兩個，以對稱分布方式固定在一骨架14上，所述骨架14與所述振動膜11連接。骨架14可以是輕質的圓筒形的骨架，音圈13可以是正方形或矩形形式的線圈。
[0032]其中，每個環狀Halbach磁陣列的厚度略大于音圈(線圈)高度的一半，兩個環狀Halbach磁陣列粘結在一起構成的環狀磁體的整體厚度大于音圈的高度，以確保線圈13的上端和下端分別工作于兩個環狀Halbach磁陣列12的內腔中。
[0033]當然，該揚聲器還可以包括用來固定環狀磁體的盆架以及其它常規的組件，本文不再一一詳細贅述。
[0034]下面通過具體實施例，進行更詳細的說明。
[0035]1.環狀Halbach磁陣列揚聲器的工作原理
[0036]環狀Halbach磁陣列是將直線型Halbach陣列首尾相接組合而形成的圓環形狀的磁陣列，如圖4
?
1所示是本實施例采用的環狀Halbach磁陣列的一種形式，如圖4
?
2所示是該種環狀Halbach磁陣列的磁系統的磁力線分布圖，可以看出該種環狀Halbach磁陣列的內腔中形成單一方向的磁場。
[0037]本技術實施例的環狀Halbach磁陣列揚聲器，是設想在環狀Halbach磁陣列的磁系統中，有一組與磁系統的空腔體內的磁力線相垂直、彼此平行放置的導線條，如圖5所示。按照左手定則，左手手心迎向磁力線，四指的方向為電流方向，則大姆指指向的就是導線的受力方向，也就是導線條就會受到大姆指方向的力了。若以圖4
?
1和圖4
?
2所示為例，磁場方向是平行于紙面的，使導線條中的電流方向也是平行于紙面且垂直于磁場方向的，例如在紙面上豎直向下或向上，則導線條受力的方向則應是垂直于紙面由紙面向內或向外。若導線條通以音頻交流信號，則導線條就會隨電流而垂直于紙面由紙面向內或向外往復運動，若導線條和振動膜相接，則會帶動振動膜振動而發聲。
[0038]2.平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器的結構設計
[0039]2.1磁系統的結構設計
[0040]本技術實施例的揚聲器，采用如圖4
?
1和圖4
?
2所示的環狀Halbach磁陣列。該
磁陣列可以由12塊磁體單元按照磁極方向依次偏轉60度的方式環繞圍合組成，其中任意位置相對的兩塊磁體單元的磁極方向相同。所述環狀磁體則是由兩個磁鋼，即兩個環狀Halbach磁陣列，周向錯開一定角度構成的，使得兩個環狀Halbach磁陣列形成的磁場的方向相反。環狀Halbach磁陣列的磁系統的磁力線幾乎全部在其圓柱形空腔內，外部幾乎為零。可采用現有技術完成環狀Halbach磁陣列的制造及充磁，本文不再詳述。
[0041]2.2音圈的結構設計
本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器，其特征在于，包括：振動膜、音圈和環狀磁體；所述環狀磁體由同軸布置的兩個環狀Halbach磁陣列構成，所述環狀Halbach磁陣列在其內腔中形成單一方向的磁場，且兩個所述環狀Halbach磁陣列形成的磁場的方向相反；所述音圈包括垂直于磁場方向設置的線圈，所述線圈為平面線圈，且所述線圈的上端和下端分別位于兩個所述環狀Halbach磁陣列的磁場中，所述線圈用于帶動所述振動膜振動發聲。2.根據權利要求1所述的平面線圈環狀Halbach磁陣列揚聲器，其特征在于，所述線圈被施加音頻信號時，在磁場中受力產生沿所述環狀磁體軸線方向的伸縮運動。3.根據權利要求2所述的平面線圈環狀Halbach磁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳宗漢，林朝陽，
申請(專利權)人：深圳市新厚泰電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：