CN102325292A - 具有螺旋沟槽加强结构的振动板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有螺旋沟槽加强结构的振动板，包括振动板主板，至少在振动板主体的其中一个表面上，开有中心线呈螺旋线状的螺旋沟槽，或包括上振动板主体和下振动板主体，上振动板主体和下振动板主体胶合成一体，至少在上振动板主体的下表面和下振动板主体的上表面上，分别开有中心线呈螺旋线状的上螺旋沟槽和下螺旋沟槽，在振动板主体上含有螺旋线式螺旋沟槽，呈螺旋线状的螺旋沟槽可以提供额外的形变刚性，来抑制分割振动；同时，在两振动板主体采用双螺旋沟槽反向缠绕结构，如同DNA的两条螺旋线反向缠绕结构一样，提供更高的结构稳定性，达到简单的可加工性与结构的高度不对称性与高结构刚性的完美结合，同样可有效的抑制振动板的分割振动。

Description

具有螺旋沟槽加强结构的振动板
技术领域：
本发明涉及振动板，具体涉及一种用于扬声器中的平板式振动板。
背景技术：
(参考〖扬声器系统〗山本武夫，1984年版，P38～40及〖扬声器及其系统〗曹水轩、沙家正，1991年版，P152～163)。根据现有的研究，在如图1所示的平板式扬声器中，在高频频段时，其所用的平板振动板工作会出现多种分割振动模式，即振动板的各个部分不再像低频工作时做同相同步运动，而是各部分的前后运动出现不同步，甚至可以出现两个或多个运动完全反相的部分，并出现振幅为零的节圆或节线。换言之，各部分被分割，不再是一个刚性的整体，故此该现象被称为“分割振动”。
分割振动对于传统的扬声器是一个关键因素，它严重制约了扬声器的高端重放频率，并且严重影响扬声器的音质。
目前采用了各种方法来抑制分割振动，进而改善扬声器的性能，如采用蜂巢板或各种复杂支撑结构的双层薄板式结构，都是在两层薄板之间加入各种支撑结构，如蜂巢式就是采用六角型网格支撑结构来达到低质量，高刚性，以提高分割振动的频率；而另一方面可以利用结构分布或刚性的不对称来抑制分割振动，来进一步改善扬声器的性能。
总之，改善平板振动板的分割振动问题有两个常见方法，一是减低质量、提高刚性，来有效提高分割振动的发生频率。二是采用不对称的结构或增加阻尼，从而抑制分割振动。
第一种方法是采用低密度高刚性的高比弹E/ρ的材料或类似蜂窝板来实现，此方法带来加工的难度和成本的上升，并且其改善性能的成本效益并不好。
第二种方法则是在平板振动板上各部位的厚度不同来抑制分割振动(如BES技术)，或是在振动板的特定部位加上一定的阻尼材料来对分割振动进行阻尼，从而抑制振动，此种方法简单有效，但其效果有限，其效果只是略微减低分割振动的峰谷，并不能得到平滑的高频响应，也不能如第一种方法一样延伸高频上限。
发明内容：
本发明的目的是提供一种具有螺旋沟槽加强结构的振动板，可以有效的抑制振动板的分割振动，并用于平板式扬声器或其它振动系统中，使得平板式扬声器音色佳，失真低。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
具有螺旋沟槽加强结构的振动板，包括振动板主体，在所述振动板主体的其中至少一个表面上，开有中心线呈螺旋线状的螺旋沟槽，这可以提供额外的形变刚性，有效提高分割振动的发生频率来抑制分割振动。
所述螺旋沟槽的中心线是阿基米德螺线或对数螺线或双曲螺线，上述螺旋线有简单的数学表达方式，可在〖数学手册〗(高等教育出版社，1979年版，ISBN7-04-003401-8，P398～400)上查到，更方便于电脑控制加工；
所述螺旋沟槽的中心线是不规则螺线，不规则螺线指的是没有单一或简单数学表达式的，或者是上述螺线外的非常见的，无既有命名的螺旋状曲线。
所述螺旋沟槽内，填充有阻尼层，阻尼层为涂敷阻尼胶或者填充上阻尼材料，加强了振动板主体的内阻尼，进一步抑制分割振动，且改善平板式扬声器的音色。
所述螺旋沟槽的深度不小于振动板主体厚度的十分之一，以得到较佳的结构加强的效果。
具有螺旋沟槽加强结构的振动板，包括上振动板主体和下振动板主体，上振动板主体和下振动板主体胶合成一体，至少在上振动板主体的下表面和下振动板主体的上表面上，分别开有中心线呈螺旋线状的上螺旋沟槽和下螺旋沟槽，利用双螺旋线的沟槽结构，可以提供额外的形变刚性，来抑制分割振动。
所述上螺旋沟槽和下螺旋沟槽的螺旋方向相反，上螺旋沟槽的螺旋方向为逆时针设置，下螺旋沟槽的螺旋方向为顺时针设置，相反亦可，即上螺旋沟槽的螺旋方向为顺时针设置，下螺旋沟槽的螺旋方向为逆时针设置。上下螺旋沟槽采用反向缠绕结构，如同DNA的两条螺旋线反向缠绕结构一样，能提供更高的结构稳定性，达到简单的可加工性与结构的高度不对称性与高结构刚性的完美结合；
所述上螺旋沟槽和下螺旋沟槽的中心线是阿基米德螺线或对数螺线或双曲螺线，上述螺旋线有简单的数学表达方式，可在〖数学手册〗(高等教育出版社，1979年版，ISBN7-04-003401-8，P398～400)上查到，更方便于电脑控制加工；
所述上螺旋沟槽和下螺旋沟槽的中心线是不规则螺线，不规则螺线指的是没有单一或简单数学表达式的，或者是上述螺线外的非常见的，无既有命名的螺旋状曲线。
所述上螺旋沟槽和下螺旋沟槽内，填充有阻尼层，阻尼层为涂敷阻尼胶或填充有阻尼材料，加强了振动板主体的内阻尼，进一步改善平板式扬声器的音色。
所述上螺旋沟槽和下螺旋沟槽的深度分别不小于上振动板主体和下振动板主体厚度的十分之一，以得到较佳的结构加强的效果。
所述上螺旋沟槽和下螺旋沟槽的宽度、深度不同，进一步提高结构不对称性，进一步改善性能。
所述上振动板主体和下振动板主体采用不同的材质和/或密度的材料制成，如通常采用轻质材料，各种泡沫材料和蜂巢板等材料制成，且所述上振动板主体和下振动板主体的厚度不同，加强了结构不对称性，使得上下振动板的分割振动模式不同，互相阻尼抑制，进一步改善性能。
本发明在振动板主体含有螺旋线式螺旋沟槽，呈螺旋线状的螺旋沟槽可以提供额外的形变刚性，来抑制分割振动；同时，在两振动板主体采用双螺旋沟槽反向缠绕结构，如同DNA的两条螺旋线反向缠绕结构一样，提供更高的结构稳定性，达到简单的可加工性与结构的高度不对称性与高结构刚性的完美结合，同样可以有效的抑制振动板的分割振动。
附图说明：
图1是现有技术中的平板式扬声器的结构示意图；
图2是实施例1的示意图；
图3是实施例2的示意图；
图4是实施例2的两振动板胶合后剖面示意图；
图5是本发明中阿基米德螺线示意图；
图6是本发明频响的示意图；
图7是传统的中音单元电路连接的示意图；
图8是改进后的中音单元电路连接的示意图；
其中，1、振动板主体，11、螺旋沟槽，2、上振动板主体，21、上螺旋沟槽，3、下振动板主体，31、下螺旋沟槽，4、折环，5、阻尼胶，6、音圈，7、高滤通电容，8、低滤通电感，9、传统的中音单元，10、改进后的中音单元。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
如图2所示，采用直径为75mm的圆形聚苯乙烯泡沫板作为振动板主体1，厚度为5mm，在振动板主体1铣出宽为5mm、深为3mm的螺旋沟槽11，螺线各匝间距即螺距为11mm，匝数为三匝。
在铣好的螺旋沟槽11内均匀涂上定量的阻尼胶5，待胶干后即得到一厚度为5mm的平板振动板，在其底面有一个中心线呈螺旋线状的螺旋沟槽11，而且螺旋沟槽11内有阻尼胶5。
螺旋沟槽的中心线为常见的阿基米德等距螺线(如图5，图中A0A1A3诸点等距)或其它的对数螺线，双曲螺线，这些螺线有简单的数学表达式，便于电脑控制加工，螺线的表达式可从数学手册上查询到，甚至可以是经实验选定的不规则螺线，不规则螺线指的是没有单一或简单数学表达式的，或者是上述螺线外的非常见的，无既有命名的螺线，而且螺线的匝数可以根据平板的尺寸厚度，工作频段等要求，由实验优选定出。
在该振动板主体1外缘装上折环4和音圈6，即构成一个75mm平板中音扬声器的振动部分，安装好磁路支架后形成一个完整的中音单元。
实施例2：
如图3、4所示，采用直径为75mm的圆形聚苯乙烯泡沫板作为上振动板主体2，其厚度为5mm及密度为30kg/m3，在上振动板主体2铣出宽为5mm、深为3mm的上螺旋沟槽21，螺线各匝间距即螺距为11mm，匝数为三匝。同样地，采用直径为75mm的圆形聚乙烯泡沫板作为下振动板主体3，其厚度为5mm及密度为50kg/m3，在下振动板主体3的上表面同样铣出下螺旋沟槽31，然后，上振动主体2与下振动主体3叠加在一起，且上螺旋沟槽21的螺旋方向为逆时针，下螺旋沟槽31的螺旋旋转方向为顺时针，旋转方向相反。
如图4所示，在铣好的上螺旋沟槽21与下螺旋沟槽31内均匀涂上定量的阻尼胶5，待阻尼胶5晾干后将上振动板主体2及下振动板主体3用胶胶合为一体，胶合时，有螺旋沟槽面为胶合面。
待胶干后即得到一个厚度10mm的平板振动板，在其胶合面处的上螺旋沟槽21与下螺旋沟槽31旋转方向相反，而且分别在上螺旋沟槽21与下螺旋沟槽31内涂有阻尼胶5来提供内阻尼，抑制分割振动。
在该胶合的上振动板主体2及下振动板主体3外缘装上折环4和音圈6，即构成一个75mm平板中音扬声器的振动部分，安装好磁路支架后形成一个完整的中音单元。
改进后的中音单元10的频响如图6所示，可见其高端频响平滑滚降，没有峰谷，而实际使用中，其音色优美。
如图7所示，传统的中音单元9的电路连接是通过高通滤波电容7连接低通滤波电感8，再与传统的中音单元9连接。
而采用了本发明后，改进后的中音单元10的电路连接如图8，可以省掉了低通滤波电感8，通过高通滤波电容7，直接与改进后的中音单元10连接，且由于其高频平滑滚降的优点，可以实现与高音单元直通连接，不影响音色效果，且音色更佳。

Claims (11)

1.具有螺旋沟槽加强结构的振动板，包括振动板主体(1)，其特征在于：在所述振动板主体(1)的其中至少一个表面上，开有中心线呈螺旋线状的螺旋沟槽(11)。
2.根据权利要求1所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述螺旋沟槽(11)的中心线是阿基米德螺线或对数螺线或双曲螺线或不规则螺线。
3.根据权利要求1所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述螺旋沟槽(11)内，填充有阻尼层(5)。
4.根据权利要求1所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述螺旋沟槽(11)的深度不小于振动板主体(1)厚度的十分之一。
5.具有螺旋沟槽加强结构的振动板，包括上振动板主体(2)和下振动板主体(3)，上振动板主体(2)和下振动板主体(3)胶合成一体，其特征在于：至少在上振动板主体(2)的下表面和下振动板主体(3)的上表面上，分别开有中心线呈螺旋线状的上螺旋沟槽(21)和下螺旋沟槽(31)。
6.根据权利要求5所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述上螺旋沟槽(21)和下螺旋沟槽(31)的螺旋方向相反。
7.根据权利要求5所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述上螺旋沟槽(21)及下螺旋沟槽(31)的中心线是阿基米德螺线或对数螺线或双曲螺线或不规则螺线。
8.根据权利要求5所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述上螺旋沟槽(21)和下螺旋沟槽(31)内，填充有阻尼层(5)。
9.根据权利要求5所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述上螺旋沟槽(21)和下螺旋沟槽(31)的深度分别不小于上振动板主体(2)和下振动板主体(3)厚度的十分之一。
10.根据权利要求5所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述上螺旋沟槽(21)和下螺旋沟槽(31)的宽度、深度不同。
11.根据权利要求5所述的具有螺旋沟槽加强结构的振动板，其特征在于，所述上振动板主体(2)和下振动板主体(3)采用不同的材质和/或密度的材料制成，且所述上振动板主体(2)和下振动板主体(3)的厚度不同。
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