CN102959984B - 扬声器及其振动膜 - Google Patents

Abstract

可以加强扬声器的放射状的振动膜，以有助于将崩溃频率增大到相关驱动器的工作频率范围之上，这是通过由模制部分和附接的成形部分构成该振动膜而实现。所述模制部分是具有加强肋材的放射表面。所述成形部分是高系数材料的薄表面，其附接于所述肋材的背面。这个整体结构可以具有比上述两部分更高的任意一个刚度。这有助于设计在其工作频率范围内不会崩溃的扬声器驱动器。

Description

扬声器及其振动膜

技术领域

本发明涉及扬声器领域，尤其涉及振动膜及包含振动膜的扬声器。

背景技术

典型地，扬声器的放射状振动膜轴向地振动，由此利用一侧在扬声器箱外面产生了气压波。在某些频率下，在振动膜及其它活动部分中存在着自然的结构共振。当由音圈驱动所述振动膜时，可以激发这些共振。它们对应于振动膜的峰值位移，但是除了主共振(在此，振动膜可以活塞式地运动)外，位移是呈动态的弯曲变形的形式。这些变形影响了放射气压的量值和方向性，并且非常依赖于频率。因此不利地，它们影响了扬声器的声音。出现这个的最低频率被称为驱动器的“崩溃频率(breakupfrequency)”。

对于期望的放射气压，必须以多种可能方式中的一个或多个来控制驱动器崩溃/破坏。可以将变形部分的材料或几何结构设计成针对高刚度，以将崩溃频率增大到驱动器的工作范围之上。可替代地，可以将变形部分的材料选选为针对强阻尼，以便降低共振处变形的量值。

以不同的方式操作了用以控制崩溃的这些方法，并且因此，最合适的方法将会取决于其它因素，诸如尺寸、形状、工作频率范围、移动块对象，成本等。

通常用于增加强度的几何结构包括圆锥和圆顶；它们的曲率给予了它们更大得多的刚度，相比于平面振动膜而言。可以将加强肋材添加到该几何结构上；这些加强肋材通常垂直于振动膜后表面而突出，并且在共振变形方向上延伸，以增大共振的频率。

诸如构造高度、移动块对象、成本及装饰这样的因素可能意味着具有上述几何结构的振动膜不会给予足够高的崩溃频率。这在以下情况中尤其是真的：振动膜必须是平的，以将驱动器安装到浅薄外壳内。

发明内容

本发明主要涉及一种加强放射扬声器振动膜的方法，以有助于将崩溃频率增大到相关驱动器的工作频率范围之上。

振动膜由一体成型部分和附接的成形部分组成。一体成型部分是具有加强肋材的放射表面；它的表面可以是任意形状，例如圆锥形，圆顶形，平面盘形，矩形等。当这些肋材垂直于表面(通常，其平行于运动的轴线)、并且沿着表面几何形状的较长尺寸(即沿着共振变形的方向)而笔直延伸时，这些肋材是最有效的。与这些成直角延伸的另外的肋材也可以是有益的。

优选地，第二部分被构成为高弹性系数材料的薄表面。它也可以是圆锥形，圆顶形，平面等。理想情况下，它将具有与所有或部分肋材背面相同的外形轮廓，并且它可以附接到肋材的背面。

可以在放射表面的边缘处、肋材结构中和成形表面中提供缝隙或洞，以允许气流穿过该结构。该结构内部的直的加强肋材将会限定不间断的/连续的空气通道，并且在振动膜接近其它封闭气袋的组件中，这对于避免因振动膜振动而造成的高气压波动来说，可能是有益的。这些洞可以在不需要气流的情形中被密封。

该整体结构可以具有比这两部分中任一种显著更高的刚度。这有助于设计一种在其工作频率范围内不会崩溃的扬声器驱动器。

用于附接这两部分的粘合剂可以针对柔性和高阻尼而被选择。这可能会限制结构的整体刚度，但是会减少共振变形的量值。

因此，本发明提供了一种用于扬声器的振动膜，包括：放射表面，从其中可以投射出声波，多个肋材，在横切于该放射表面的方向上远离该放射表面的突出，以及至少一个加强构件，其包括连接到该肋材且偏离该放射表面轴向布置的表面。该放射表面具有第一刚度，并且该加强构件的表面具有更大的第二刚度。

在一个实施例中，该加强构件由具有弹性系数的材料制成，该弹性系数大于形成放射表面的材料的弹性系数。

该放射表面以及至少一个加强构件可以采用多种形状，包括圆锥形，截头圆锥形，圆顶形和平面。它们可以具有彼此相同的形状或者不同的形状。

多个肋材可以包括两个或多个肋材，每个肋材都从振动膜的中心区域朝着振动膜的外边缘而放射状地延伸。它们还可以包括位于介于振动膜的中心区域与振动膜的外边缘之间的一点处、并且周向地/环形地延伸的一个或多个肋材。

两个或多个放射状的肋材以及至少一个加强构件可以限定一个或多个空气通道，用来提供穿过如上所述的振动膜的气流。

可以有超过一个的加强构件，例如一对加强构件，每个加强构件都包含平面环形板，并且其中一个位于另一个内。优选地，以共面的方式定位这两个环形板，更优选地，可以用大体上同心的方式定位。

理想情况下，多个肋材可以与放射表面整体地模制成型。至少一个加强构件可在最远离放射表面的肋材上的一点处附接于多个肋材。

优选地，至少一个平坦表面由粘合剂而附接于多个肋材。理想情况下，它大体上会与振动膜平行。

本发明还提供了一种扬声器，包括如上所述的振动膜。

附图说明

以下将作为示例，参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1示出了根据本发明的扬声器的剖面图；

图2示出了根据本发明的振动膜的剖切视图；

图3示出了根据本发明的振动膜的轴向后视图；

图4示出了根据本发明的振动膜的截面；以及

图5示出了用于在根据本发明的包含具有加强构件的振动膜的扬声器与包含没有加强构件的振动膜的扬声器之间进行对比的频率响应曲线。

具体实施方式

图1示出了扬声器驱动器500。磁体组件502携载着永久磁体504和中心磁极片508，并且具有圆柱形的外部磁极片506，以限定出磁场缝隙510。底架512绕着磁体组件502同心地坐落，并且提供对扬声器驱动器500其它部分的支撑。

这些包括音圈514，其被支撑在音圈线圈架（voicecoilformer）516上，以便至少部分地位于磁场缝隙510内。音圈线圈架516驱动所述振动膜518，其具有平的前表面，以便减少扬声器驱动器500的相对于包含圆锥形振动膜的驱动器而言的总深度。为了提供一定程度的刚性，振动膜具有在其背面上的加强肋材，并且音圈线圈架516附接于这些肋材。

在其放射状的最外侧的区域处，由压边522支撑着振动膜518，相对于磁场缝隙510，压边522有助于使得所述振动膜518居于中心/对中，压边522充当气封，并且提供了恢复力，以使得振动膜518返回到它的静止位置（图示的）。为了将恢复力增加到合适的级别，还提供了悬挂524。在图示的情形中，悬挂524附接于环形的肋材536上适当的凸片530（参见图2）。

图2以更具体的方式示出了根据本发明实施例的振动膜518的最后面。图3以后视平面图示出了振动膜518，以及图4以横截面示出了振动膜。

振动膜包含多个放射状的肋材520，如前所述。这些肋材向后突出并且横向于振动膜的放射表面535。通常，它们从振动膜的中心区域向振动膜最外侧区域放射状地突出。多个放射状的肋材520沿着振动膜的整个半径以与振动膜的中心呈直角地延伸。仅在振动膜的一部分半径上形成其它的放射状的肋材520。

振动膜还包含多个环形的肋材536，其向后突出并且横向于放射表面535。将这些肋材环形地布置，从而使得它们与放射状的肋材520以直角交叉。

在图示的实施例中，布置了环形的肋材536以限定出两个同心圆。同心圆可以是连续的，或者在如图示的实施例中，是不连续的。不连续的环形的肋材允许限定放射状的空气通道，如以下将更详细地描述的。

在一个实施例中，放射表面535、放射状的肋材520、环形的肋材536和凸片530整体上都是由单个一体成型的聚合材料而形成的。

环形的肋材和放射状的肋材，单独及组合地，给振动膜518提供了一定量的刚性。然而，根据本发明的实施例，通过提供一个或多个加强构件538、540，可以增加刚性。

加强构件538、540的每一个都包含有基本上沿放射表面535设置且大体上平行于该放射平面的一种大体上的平坦表面，其附接于一个或多个加强肋材。根据肋材最后面的外形，可以将加强构件538、540定形，以便于容易地附接于其上。

加强构件由比放射表面更高系数的材料形成。

在图示的实施例中，加强构件538、540包括一对环形板，较小的板放射状地位于较大的板内。这两个加强构件538、540大体上是共面且同心的。便利地，可以制定它们的尺寸以适配于由环形的肋材536所限定的环形凹槽，以相对于振动膜允许相容地放置加强构件。然而，这不是必需的。

可替代地，在本发明范围内，可以想象加强构件538、540，以及放射状的肋材520、环形的肋材536背面轮廓的形状。例如，它们可以是圆锥形，截头圆锥形，圆顶状或者平面。

可以看出，放射表面535、放射状的肋材520和加强构件538、540的组合用来限定穿过振动膜518的放射状的空气通道，其从中心区域朝着外部区域延伸。在这种情况下，振动膜518、音圈514、音圈线圈架516和磁体组件502构成了密闭的气袋，并且空气通道有利于避免这里由于振动膜振动所造成的高气压波动。

图5是扬声器的频率响应的曲线图。

虚线示出了带有一种具备加强的放射状和环形肋材的平面振动膜的扬声器的频率响应。它不具有加强构件，但是在其它方面类似于本文所公开的振动膜。实线示出了根据本发明实施例的振动膜的频率响应，其带有如上所述的放射状和环形肋材以及加强构件。可以看出，经加强的振动膜的响应在达到高于常规振动膜频率的频率时是有规律的。也就是说，已经增大了振动膜的崩溃频率。

因此，本发明提供了一种用于扬声器的振动膜，其中，提供了一个或多个加强构件，包含沿着且轴向地偏离放射表面而延伸的表面。加强构件用来更进一步地增加振动膜的刚度，将频率范围增大到可被扬声器使用的整个频率范围之上。

当然，将会理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以对上述实施例作出各种变化。

Claims (14)

1.一种用于扬声器的振动膜，包括：

放射表面，从所述放射表面中可以投射出声波；

多个肋材，在垂直于所述放射表面的方向上远离所述放射表面而突出，所述放射表面与所述肋材整体上通过单次成型而形成；以及

至少一个加强构件，包括连接到所述肋材的表面，且以大致平行于所述放射表面的方式沿着所述放射表面的一侧延伸，其中，形成所述放射表面的材料具有第一刚度，并且其中所述加强构件包括具有更大的第二刚度的材料。

2.如权利要求1所述的振动膜，其中，所述多个肋材包括从所述振动膜的中心区域朝着所述振动膜的外边缘呈放射状延伸的两个或多个肋材。

3.如权利要求2所述的振动膜，其中，所述两个或多个放射状的肋材和所述至少一个加强构件限定一个或多个空气通道，以用于提供穿过所述振动膜的气流。

4.如权利要求1所述的振动膜，其中，所述多个肋材还包括位于所述振动膜的中心区域与所述振动膜的外边缘之间、并且环形地延伸的一个或多个肋材。

5.如权利要求4所述的振动膜，包括一对加强构件，每个加强构件都包括平坦的环形板，其中一个位于另一个内。

6.如权利要求5所述的振动膜，其中，以共面的方式定位这两个环形板。

7.如权利要求5或权利要求6所述的振动膜，其中，以大体上同心的方式定位这两个环形板。

8.如权利要求4所述的振动膜，其中，所述一个环形的肋材或每个环形的肋材是非连续的。

9.如权利要求1所述的振动膜，其中，所述至少一个加强构件在离所述放射表面最远的一个或多个肋材上的一点处附接于所述多个肋材。

10.如权利要求1所述的振动膜，其中，所述加强构件通过粘合剂附接于所述多个肋材。

11.如权利要求1所述的振动膜，其中，以以下形状之一形成所述放射表面：圆锥形、截头圆锥形、圆顶形或者平面。

12.如权利要求1所述的振动膜，其中，以以下形状之一形成所述至少一个加强构件：圆锥形，截头圆锥形，圆顶形或者平面。

13.一种扬声器，包括如权利要求1至12中任一项所述的振动膜。

14.一种扬声器，包括如权利要求2所述的振动膜，且还包括用于驱动所述振动膜的音圈线圈架，所述音圈线圈架附接到放射状延伸的肋材的背面。