CN104796824A - 一种扬声器振动单元的悬边结构 - Google Patents

Abstract

一种扬声器振动单元的悬边结构，所述悬边结构设置在扬声器振动单元的振动元件和框架之间，其包括弹性悬边以及多个限位肋，其中所述弹性悬边设置在所述振动元件周围并且延伸在所述振动元件和所述框架之间，并且各个所述限位肋向外凸起地延伸于所述弹性悬边并且延伸在所述振动元件和所述框架之间，沿着各个所述限位肋长度方向的截面上，各个所述限位肋与所述框架的内周表面形成点连接。具有上述悬边结构的所述振动单元适合应用于制作扬声器或被动振动板。

Description

一种扬声器振动单元的悬边结构

技术领域

本发明涉及一种音效装置，特别涉及一种扬声器振动单元的悬边结构，其将振动单元的运动限制在轴向上。

背景技术

现有音效装置，例如扬声器，一般包括扬声器框架，由所述扬声器框架支撑的振膜，与所述振膜耦联的一音圈，以及一磁回单元以与所述音圈电磁感应，从而驱使所述振膜振动，从而再现声音。特别地，所述振膜安装在所述扬声器框架的一开口处，其中当电磁地诱导所述音圈往复运动时，相应地驱动了所述振膜振动。但是，所述振膜的振动方向是不受控制的，从而所述振膜不能再现好的声音音质。为了得到较好的声音音质，所述振膜应以均匀的振幅仅在一个方向上往复地运动。例如，当所述振膜被水平地安置时，所述振膜应该仅在竖直(向上和向下)方向上往复地运动，而所述振膜的向上的位移应该与所述振膜的向下的位移是相同的。

也就是说，现有的振膜还无法做到只沿着其轴向方向运动，而是在沿着轴向运动时会产生偏移晃动，导致产生的声音不纯净。如图1所示是一种典型的扬声器的振动单元，其可以作为扬声器的振动系统，以连接于音圈从而响应音频信号的输入而产生声音，或者其也可以作为被动振动单元，经由气压的变化由其他喇叭系统带动而振动产生辅助音效。如图中所示，现有技术中典型的扬声器的振动单元包括中间的振动块1，位于振动块1周围的悬边2，以及外部框架3。其中悬边2是呈拱形，并且与振动块1共轴。然而，这种传统的振动单元，在一个振动周期中，悬边2还是不能起到将振动块1的振动方向限制在其轴向方向上。因为，振动块1在偏离轴向方向运动时，悬边2本身没有产生相应的拉力阻止振动块1的偏移，而是振动块1的偏移力传递至悬边2与外部框架3的连接处时才得到缓解。也就是说，悬边2不能及时有效地防止振动块1的偏移。

现有的一种解决方案，如图2和图3所示，是在悬边2和外部框架3之间设置多个加强肋4，这些加强肋4起到定位的作用，以防止振动块1偏移轴向方向运动。也就是说，当产生偏移时，偏移力会传递到这些加强肋4，而及时地被抵消。然而，如图3中所示，在这种振动单元的一个剖面上，可以看出，这种加强肋4与振动块1和外部框架3都是线接触，这样当振动块1沿着轴向运动时，其轴向运动的拉扯力也会很快地传递至加强肋4，并且进一步很快地传递至外部框架3，这样实际上振动块1的轴向运动也受到加强肋4的影响。也就是说，虽然这种加强肋4起到一定的防止偏移的作用，但是也使振动块1沿轴向方向的位移，即振动单元的冲程也减少，这样就会影响整个振动单元的冲程，使音质效果不佳，特别是低音音质。

另外，为了得到更好的音质效果，特别是低音效果，振动单元或振膜的冲程需要尽可能大，而传统的音效装置中的解决方案通常是制作大尺寸的振动单元或振膜尺寸，从而使现有的音效装置不够小巧。而对于许多含有音效装置的小巧型产品来说，例如，平板电视，移动手机，手提电脑，希望使用的所述声音装置尽可能地既平又薄，从而使其小巧型产品能维持独特的设计以及外形。体积大的音效装置不适合设计于这些小巧型产品中。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，其中所述扬声器振动单元包括振动元件、框架、以及位于所述振动元件周围所述框架内的悬边结构，所述悬边结构着所述扬声器振动单元的中心轴的圆周方向形成褶皱结构，从而有效地防止所述振动元件在沿着中心轴方向振动时产生晃动和偏移。

本发明的另一目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，所述所述悬边结构包括弹性悬边和延伸在所述振动元件和所述框架之间的多个限位肋，以由多个所述限位肋在所述振动元件的周围形成高低起伏状悬边，从而起到限位并且防止偏移的作用。

本发明的另一目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，各个所述限位肋与所述框架之间的连接是点连接，并且各个所述限位肋截面呈三角形，从而既达到稳固连接的效果，又能有效防止所述振动元件的晃动和偏移，并且不会影响所述振动元件的轴向位移，以保证所述振动元件产生的音质效果。

本发明的另一目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，所述弹性悬边可以沿着所述振动元件的周围形成多个互相间隔地并且沿着环形排列的凹槽，从而使所述弹性悬边沿着所述振动元件的周围形成一系列凹凸结构，这种凹凸结构可以形成波浪形，从而可以防止所述振动元件的进一步的径向位移。

本发明的另一目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，所述弹性悬边可以使用胶水与所述振动元件及所述框架粘接在一起，或者所述弹性悬边在形成时，其弹性材料可以同时包覆在所述振动元件上，从而其制作方法容易，成本低。

本发明的另一目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，所述扬声器振动单元可以用于制作喇叭或提供协助音效的被动振动板，并且能改善音质效果，特别是低音效果。

本发明的另一目的在于提供一种扬声器振动单元的悬边结构，小尺寸和小体积的所述扬声器振动单元就能达到较大的冲程，较佳的音质效果，从而本发明的所述扬声器振动单元可以应用于小巧型数字产品如平板电视，移动手机，手提电脑中。

为达到以上目的，本发明提供一种扬声器振动单元的悬边结构，所述悬边结构设置在一框架和一振动元件之间，其包括：

一弹性悬边；以及

多个限位肋，其中所述弹性悬边设置在所述振动元件周围并且延伸在所述振动元件和所述框架之间，并且各个所述限位肋向外凸起地延伸于所述弹性悬边并且延伸在所述振动元件和所述框架之间，沿着各个所述限位肋长度方向的截面上，各个所述限位肋与所述框架的内周表面形成点连接。

优选地，在上述悬边结构中，所述弹性悬边沿着所述振动元件的径向方向的截面形成波形或拱形。

优选地，在上述悬边结构中，所述弹性悬边在一侧形成环状凹槽，各个所述限位肋形成于所述弹性悬边的另一侧。

优选地，在上述悬边结构中，所述限位肋呈片状或条状。

优选地，在上述悬边结构中，各个所述限位肋沿着其长度方向的截面上呈三角形。

优选地，在上述悬边结构中，多个所述限位肋将所述弹性悬边隔成多个悬边段，相邻两所述限位肋和对应的相邻两所述限位肋之间的所述悬边段形成一凹槽。

优选地，在上述悬边结构中，所述限位肋的数量是2-100个。

优选地，在上述悬边结构中，所述弹性悬边与所述限位肋由相同的弹性材料制成。

优选地，在上述悬边结构中，所述弹性悬边与所述限位肋由不同的弹性材料制成。

优选地，在上述振动单元中，所述振动元件的形状选自圆形、椭圆形、矩形、和多边形中的一种。

优选地，在上述悬边结构中，所述振动元件的形状是圆形，各个所述限位肋沿着所述振动元件的径向方向设置。

优选地，在上述悬边结构中，多个所述限位肋相对于所述振动元件的中心呈对称地排列。

优选地，上述振动单元用于连接一音圈，所述音圈耦联于一磁回系统，从而组装成一扬声器。

优选地，上述振动单元作为一被动振动板，与至少一主振动喇叭共用一振动腔，所述主振动喇叭响应音频信号的输入而振动时，藉由所述振动腔内的气压的变化，所述振动单元被驱动而振动，以产生辅助音效。

优选地，上述振动单元与所述主振动喇叭肩并肩地设置。

优选地，上述振动单元与所述主振动喇叭同轴地背对背地设置。

附图说明

图1是现有技术中的扬声器振动单元的结构示意图。

图2A是现有技术中一种改进的扬声器振动单元的结构示意图。

图2B是图2A中A-A线的截面示意图。

图3是根据本发明的一个优选实施例的振动单元的立体示意图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的振动单元的分解示意图。

图5A是图3中B-B线的剖视图。

图5B是图3中C-C线的剖视图。

图6A是根据本发明的上述优选实施例的振动单元应用于制作扬声器的立体示意图。

图6B是根据本发明的上述优选实施例的振动单元应用于制作的扬声器的分解示意图。

图7A是根据本发明的上述优选实施例的振动单元应用于制作被动振动板的立体示意图。

图7B是根据本发明的上述优选实施例的振动单元制作的被动振动板使用在音箱上时的剖视图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图3至图5B所示是根据本发明的第一个优选实施例的具有本发明的悬边结构的振动单元100，其包括位于中间的振动元件10，位于所述振动元件10周围的弹性悬边20，以及位于所述弹性悬边20周围的框架30。也就是说，所述弹性悬边20，其由弹性材料制成，并延伸在所述振动元件10和所述框架30之间，以限制所述振动元件的振动。所述振动元件10可以是圆形、椭圆形、方形或其他多边形，在这个优选实施例中，所述振动元件10是椭圆形。所述弹性悬边20也相应地在所述振动元件10周围形成大致椭圆形。所述框架30可以是各种形状，本发明在这方面不受限制。

在这个优选实施例中，所述振动单元100的所述悬边结构还包括多个限位肋40，多个所述限位肋40延伸在所述振动元件10和所述框架30之间，从而所述振动元件10和所述框架30之间形成高低起伏的结构。所述限位肋40用于限位作用，以防止所述振动元件10偏离其中心轴的位移。更具体地说，当所述振动元件10将要偏离其中心轴而产生偏移时，对应的所述限位肋40产生反向的拉力，以抵消引起所述振动元件10产生偏移的偏移力。值得一提的是，所述限位肋40可以是沿着与对应的所述振动元件10的外周表面和对应的所述框架30的内周表面垂直的方向延伸，如图3中所示，也可以是沿着所述振动单元10的径向方向设置，或者倾斜地设置。这种排列方式可以产生相应的沿着这些方向的拉力，从而有效地防止所述振动元件沿着这些方向产生偏移。

值得一提的是，这些限位肋40可以均匀地排列在所述振动元件10的周围，并且可以相对于所述振动元件10的中心呈对称地布置。作为一个示例，如图3中所示，这些限位肋40包括左侧限位肋401和右侧限位肋402。当所述振动单元100上下放置并且正常工作时，所述振动元件10沿着轴向上下运动，当所述振动元件10想要向左偏移时，会立即受到所述右侧限位肋402向右的反向拉力，从而阻止所述振动元件10进一步向左偏移。反之，当所述振动元件10想要向右偏移时，会立即受到所述左侧限位肋401向左的反向拉力，从而阻止所述振动元件10进一步向右偏移。这样，所述弹性悬边20和所述限位肋40能够有效地将所述振动元件10的振动方向限制在沿着轴向的上下方向上。

所述弹性悬边20可以是具有图1中所示的结构，其与所述振动元件10同轴地设置，并且沿着所述振动元件10的径向上，其截面形成波浪形或拱形，如图5B所示，从而沿着所述振动元件10的中心轴可以形成环状凸纹。值得一提的是，各个所述限位肋40从所述弹性悬边20凸起地设置，以在所述振动元件10的圆周方向上形成高低起伏结构。也就是说，本发明的所述“波浪形”可以不是严格的类似水形成的波浪形状，而是可以在所述振动元件10的周围形成有褶皱结构或类似瓦棱纸结构。

如图3中所示，多个所述限位肋40实质上将所述弹性悬边20隔成多个悬边段201。所述限位肋40的数量不受限制，其可以根据不同的需要进行调整。在图3中所示的例子中，8个所述限位肋40将所述弹性悬边20分隔成8个所述悬边段201。各个所述限位肋40也由弹性材料制成，其可以与所述弹性悬边20由同样的弹性材料制成，也可以由不同的弹性材料制成。当所述限位肋40与所述弹性悬边20由同样的材料制成时，多个所述限位肋40与所述弹性悬边20可以一体成型。也就是说，可以在一个注塑步骤中使用一个成型模具注入预定的弹性材料，从而同时制作带有多个所述限位肋40与所述弹性悬边20的组合体。值得一提的是，在成型过程中，所述预定的弹性材料也可以包覆在所述振动元件10上，从而形成一弹性包覆层12。也就是说，所述振动元件10可以包括内部的振动加重块11和外部的弹性包覆层12。值得一提的是，所述弹性悬边20和所述限位肋40也可以利用常规方法通过胶水与所述框架30和所述振动元件10粘接。

值得一提的是，如图5B所示，所述弹性悬边20的拱形结构可以形成一环状凹槽202。各个所述限位肋40可以向外凸起地设置在所述弹性悬边20两侧，或者只设置在所述弹性悬边10的一侧。在这个优选实施例中，各个所述限位肋40与所述环状凹槽202位于所述弹性悬边20的两侧，也就是说，各个所述限位肋40不延伸进入所述环状凹槽202，而只是延伸在所述弹性悬边10的一侧，如图5B所示，其凸起地延伸在所述弹性悬边10的上侧。而相邻的两个所述限位肋40之间形成凹槽203，从而所述弹性悬边20和所述限位肋40在所述振动元件10的周围形成了高低起伏的结构。

如图3和图5A所示，各个所述限位肋40截面可以呈三角形、也可以梯形、菱形等，从而既能起到稳固地定位连接作用，又能不防碍所述振动元件10的轴向运动。更具体地，在图3和图5A中所示的例子中，各个所述限位肋40呈片状，并且截面呈三角形。所述三角形限位肋40可以通过三角形的一底边与所述振动元件10连接，三角形的一顶点与所述框架30连接，或者可以通过三角形的一底边与所述框架30连接，三角形的一顶点与所述振动元件10连接。

优选地，各个所述限位肋40包括振动元件连接端41和框架连接端42。所述振动元件连接端41与所述振动元件10的外周表面101是线连接，也即是所述限位肋40的三角形的底边与与所述振动元件10的外周表面101相接触并且连接。所述框架连接端42与所述框架30的内周表面301是点连接，也即是所述限位肋40的三角形的顶点与所述框架30的内周表面301相接触并且连接。值得一提的是，所述限位肋40的截面形成的三角形可以是任意三角形的形状，如直角三角形、等腰三角形，并且可以形成正三角形。值得一提的是，这里的三角形各个边可以是直线，也可以是曲线，在图5A中所示的例子中，各个所述限位肋40与所述弹性悬边20相连接的部分可以是呈弧线形。

值得一提的是，这种设计使得所述限位肋40与所述振动元件10的连接强度大于与所述框架30的连接强度。从而在阻止所述振动元件10产生偏移的同时，使推动所述振动元件10沿轴向运动的推力不至于很快地传递到所述框架30，而使所述振动元件10的冲程即轴向位移不受到太大的影响。也就是说，所述框架30对所述限位肋40施加的将所述振动元件10拉回其初始位置的拉力不至于快速传递至所述振动元件10，而是尽量使所述振动元件10达到最大轴向位移。也即是说，不能使所述限位肋40刚开始从中间的初始位置开始轴向位移时，就马上受到带自所述框架30的回复力的作用而缩短轴向位移。

也就是说，如图2A和2B中所示，加强肋4与振动块1和外部框架3都是线连接，截面呈大致矩形，这样加强肋4两端通过与振动块1和外部框架3的连接结构一样，从而具有相同的连接强度。这样，外部框架3和加强肋4起到的拉回振动块1的拉力可以实时地作用到振动块1上，而导致振动块1的轴向位移也产生影响。也就是说，加强肋4虽然可以起到一定的减少振动块1的偏移的作用，但同时却对振动块1的冲程产生了严重不利的影响。而本发明使各个所述限位肋40一端与所述框架30形成点连接，而另一端与所述振动元件10形成线连接，既能起到防止所述振动元件10的晃动和偏移，又能不影响所述振动元件10的轴向位移。

如图6A和图6B所示，本发明的这个优选实施例中的所述振动单元100可以用作扬声器1000的振动系统，所述振动单元100的所述振动元件10与音圈110连接，所述音圈110与磁回系统120电磁感应，从而在所述扬声器1000中输入音频信号时，所述音圈110在所述磁回系统120的磁场中来回运动，从而驱动所述振动元件10来回振动以产生声音。而本发明的所述弹性悬边20藉由其波浪形结构将所述振动元件10的运动限制在轴向方向上，从而使产生的音效更纯净。

如图7A和图7B所示，本发明的这个优选实施例中的所述振动单元100A可以用作扬声器1000’的被动振动板。具体地，扬声器1000’可以包括主振动喇叭1100’，以及振动单元100。所述主振动喇叭1100’可以响应音频信号的输入而振动产生声音。所述振动单元100与所述主振动喇叭1100’共用一振动腔1200’，当主振动喇叭1100’振动时，藉由所述振动腔1200’气压的变化，所述振动单元100也被驱动而振动产生辅助音效，从而改善音质，特别是加强了低音效果。

所述主振动喇叭1100’可以是传统的喇叭结构，也可以是由本发明的所述振动单元100制成的喇叭或扬声器。所述扬声器1000’可以包括一个或多个所述主振动喇叭1100’和一个或多个所述振动单元100。并且所述主振动喇叭1100’和所述振动单元100可以肩并肩地设置，如图7A中所示，也可以共轴地背对背地设置，如图7B中所示。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (16)

1.一种扬声器振动单元的悬边结构，所述悬边结构设置在一框架和一振动元件之间，其特征在于，所述悬边结构包括：

一弹性悬边；以及

多个限位肋，其中所述弹性悬边设置在所述振动元件周围并且延伸在所述振动元件和所述框架之间，并且各个所述限位肋向外凸起地延伸于所述弹性悬边并且延伸在所述振动元件和所述框架之间，沿着各个所述限位肋长度方向的截面上，各个所述限位肋与所述框架的内周表面形成点连接。

2.如权利要求1所述的悬边结构，其特征在于，所述弹性悬边沿着所述振动元件的径向方向的截面形成波形或拱形。

3.如权利要求2所述的悬边结构，其特征在于，所述弹性悬边在一侧形成环状凹槽，各个所述限位肋形成于所述弹性悬边的另一侧。

4.如权利要求1所述的悬边结构，其特征在于，所述限位肋呈片状或条状。

5.如权利要求1所述的悬边结构，其特征在于，各个所述限位肋沿着其长度方向的截面上呈三角形。

6.如权利要求1所述的悬边结构，其特征在于，多个所述限位肋将所述弹性悬边隔成多个悬边段，相邻两所述限位肋和对应的相邻两所述限位肋之间的所述悬边段形成一凹槽。

7.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述弹性悬边与所述限位肋由相同的弹性材料制成。

8.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述限位肋的数量是2-100个。

9.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述弹性悬边与所述限位肋由不同的弹性材料制成。

10.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述振动元件的形状选自圆形、椭圆形、矩形、和多边形中的一种。

11.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述振动元件的形状是圆形，各个所述限位肋沿着所述振动元件的径向方向设置。

12.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，多个所述限位肋相对于所述振动元件的中心呈对称地排列。

13.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述振动单元用于连接一音圈，所述音圈耦联于一磁回系统，从而组装成一扬声器。

14.如权利要求1至6中任一所述的悬边结构，其特征在于，所述振动单元作为一被动振动板，与至少一主振动喇叭共用一振动腔，所述主振动喇叭响应音频信号的输入而振动时，藉由所述振动腔内的气压的变化，所述振动单元被驱动而振动，以产生辅助音效。

15.如权利要求14所述的悬边结构，其特征在于，所述振动单元与所述主振动喇叭肩并肩地设置。

16.如权利要求14所述的悬边结构，其特征在于，所述振动单元与所述主振动喇叭同轴地背对背地设置。