CN106550307B - 低型面扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低型面扬声器。本发明涉及一种扬声器，其能够被布置成最小化其总深度，同时还增大破碎频率并减少潜在的摇摆振动。因此，本发明针对一种扬声器，其包括：磁体结构和音圈，所述音圈位于所述磁体结构所建立的磁场内，并响应于电信号，以沿运动轴线从静止位置经历偏移；被驱动体，其连接到所述音圈，并能够移动，以从所述扬声器的前部投射声波；以及悬挂部，其用于给所述被驱动体提供朝向所述静止位置的恢复力，所述悬挂部从所述被驱动体上的附接点延伸至所述扬声器的固定部分上的附接点；其中，所述被驱动体包括振膜和支撑结构，所述支撑结构从与所述音圈的连接点向后延伸至位于所述磁体结构的前部部分之后的与所述悬挂部的连接点。

Description

低型面扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器的领域，并且特别是涉及振膜和具有振膜的扬声器。

背景技术

扬声器通常具有音圈，其包括可以使电流通过的导体，所述音圈放置在磁体组件内，使得当电流通过音圈时，产生电磁驱动力。这又驱动被驱动体（driven body），例如振膜。常规来说，受例如所描述的音圈之类的驱动器机构驱动，所述被驱动体沿扬声器的轴线（即，从扬声器的前部通过到扬声器的后部并且基本上处于扬声器的中心的轴线，绕所述轴线，所述扬声器通常是基本上旋转对称的）振动。振膜的运动在环境空气中产生压力波，所述压力波作为声波传播。

扬声器的振膜在特定频率下不可避免地共振，所述频率中最低的在本领域中被描述为“破碎（breakup）”频率。这样的共振一般是不期望的，这是因为它们包含不对应于经由音圈施加的电信号的振膜运动。因此，如果它们落在扬声器的频率范围内（或接近它），则它们将影响声音输出。一般而言，刚硬的振膜将在较高的频率下显示出共振，并且努力常常针对增加振膜的刚度，使得共振频率被推到更高的水平，从而允许针对扬声器的更高的频率范围。为此，通常使用凹的锥形振膜，因为这将良好的表面面积与固有的刚硬形状相结合。悬挂部通常被附接到锥体的背面，并且包括具有柔和的弹性响应的结构，以便给振膜提供恢复力。

振膜通常被设置在可弹性变形的围绕部内，所述围绕部环绕振膜，并且将振膜的外边缘连接到固定的支撑结构。这提供了另一柔和的恢复力，并且还创建了将振膜之前和之后的空气体积分隔的气封。后者防止振膜的运动所产生的压力波由于到振膜之后的反压力区域（converse-pressure region）的气流或来自所述反压力区域的气流导致的损耗。

在扬声器以最小化其总深度的意向来设计的情况下，例如在可用深度非常宝贵的情况下，简单的锥形形状可能是不切实际的，这是因为它给扬声器增添了相当大的深度。然而，对于维持振膜的刚度而言，它仍然是重要的。存在各种选择来应对这一挑战。一种这样的方法被示出在US2010/0208934和US2012/0106776中，并且包含将振膜形成为双锥体，所述双锥体具有径向内部的凸锥形形状（从扬声器的外部观察）和径向外部的凹锥形形状。因此，在剖面中观察，所述振膜采用“V”形型面。悬挂部在V形的顶点处被附接到振膜，并且V的内边缘和外边缘相应地被附接到音圈和围绕部。我们的申请GB2479941A中示出了另一解决方案，其描述了大致平坦的扬声器振膜，所述振膜具有远离振膜的表面横向凸出的加强肋。

具有较浅的总深度的扬声器的关键需求在于提供足够的偏移能力（excursioncapability），使得扬声器能够使足够的空气体积移动，以满足其需求。当意在将扬声器用于在较低频率范围中产生声音时，这是特别相关的。

同样是挑战的是，简单的平坦浅振膜可遭受“摇摆（rocking）”运动、即绕轴线的旋转振荡影响，其中，所述轴线垂直于扬声器轴线。如果扬声器的悬挂部被布置在接近围绕部的平面的平面中，则摇摆振动可能会成为问题，这是因为两个恢复力所能够施加来抵消摇摆运动的组合力矩较小。摇摆运动能够使音圈在磁体布置结构内变得错位，并且可造成它们之间的接触，从而导致对音圈的损害。

发明内容

因此，本发明的一个目标在于提供一种扬声器，其能够被布置成最小化其总深度，而不会引起由针对该目标的其他已知解决方案引起的某些问题。

因此，本发明针对一种扬声器，其包括：磁体结构，和音圈，所述音圈位于所述磁体结构所建立的磁场内，并且响应于电信号，以沿运动轴线从静止位置经历偏移；被驱动体，其连接到所述音圈，并且能够移动，以从所述扬声器的前部投射声波；以及悬挂部，其用于给所述被驱动体提供朝向所述静止位置的恢复力，所述悬挂部从所述被驱动体上的附接点延伸至所述扬声器的固定部分上的附接点；其中，所述被驱动体包括振膜和支撑结构，所述支撑结构从与所述音圈的连接点向后延伸至位于所述磁体结构的前部部分之后的与所述悬挂部的连接点。

因此，本发明的振膜能够是大体平坦的，或仅轻微凸的/凹的，而在其内缘和外缘之间没有如US2010/0208934和US2012/0106776中所述的顶峰部分。这意味着振膜之后的声学容积被维持，而不是被V形型面减小，从而导致对振膜的运动的较小声阻抗。此外，用于悬挂部的连接点的形状是自由的并且不受对振膜自身的设计约束的约束，并且因此，能够为支撑结构和悬挂部之间的粘合连接提供足够的表面面积。这能够与US2010/0208934和US2012/0106776形成对比，其中，悬挂部必须被附接到V形型面中的顶点。

在本发明中，如上所述的不需要的摇摆运动或振动通过如下布置结构来解决，其中：悬挂部经由支撑结构来附接，并且因此，附接在与振膜隔开的平面中。这意味着施加在振膜上的总恢复力的力矩能够足以阻碍摇摆运动。

这种布置结构的优点在于它使得能够在定位支撑结构中实现灵活性，以便针对偏移空隙、针对扬声器的不同尺寸及优选功能来优化高度。

所述支撑结构还能加强被驱动体（即，使被驱动体变刚硬），同时保持其低重量。这种加强减少了不期望的共振。因此，所述支撑结构可以包括第一锥形部分，其从与音圈的连接点向后向外延伸至与悬挂部的连接点。振膜可以在与音圈的连接点处连接到支撑结构。此外，支撑结构还可以包括第二锥形部分，其从与悬挂部的连接点向前向外延伸。

这两个锥形部分给支撑结构引入了如下形状，即：所述形状可被描述为具有两个截头锥形区域，所述两个截头锥形区域布置成使得它们预期构成的顶被定向为相对于扬声器分别是向后和向前的。这样的布置结构也可以被描述为是双锥形的（bi-conical）。

本发明的扬声器的又一优点在于它可以按照大致常规的方式来组装，因而最小化了对于整体制造过程而言所需的任何改变。

振膜可以在第二锥形部分的外部区域处连接到支撑结构。以这种方式，振膜、第一锥形部分和第二锥形部分形成（在剖面中）具有高刚度和提高的破碎频率的高度刚性的三角形形状。

所述扬声器还可以包括柔性围绕部，其在第二锥形部分的外部区域处或附近附接到支撑结构和/或振膜。

所述支撑结构在倾斜的部分之间可以具有至少一个过渡部分，所述悬挂部能够被方便地连接在所述至少一个过渡部分处。因此，过渡部分和所述锥形部分可以形成基本上“U”形的形状。

所述支撑结构可以具有形成在其表面中的多个孔，以允许第一锥形部分和第二锥形部分之前与振膜的背面之后的内部空间之间的流体连通。这将支撑结构内的容积建立为振膜之后的声学容积的一部分，因而如上所述减小了对振膜的运动的声阻抗。强化起伏部（undulation）也能够被设置在支撑结构上，以更进一步增加其刚度。这些孔和起伏部优选地以具有围绕的肋的孔的形式被结合成单一的结构。理想情况下，它们绕振膜基本上对称地隔开。

所述扬声器还可以包括处于所述扬声器的后部处的框架。

附图说明

参照附图，现在将借助于示例来描述本发明的实施例，附图中：

图1示出了剖切实施本发明的扬声器的剖面图；

图2以透视图示出了实施本发明的扬声器的振膜；

图3示出了频率响应曲线，其用于在具有双锥形振膜的扬声器和具有带支撑结构的振膜的实施本发明的扬声器之间进行比较，所述双锥形振膜例如US2010/0208934所公开的；以及

图4示出了实施本发明的扬声器的组装过程的一个步骤。

具体实施方式

图1示出了实施本发明的扬声器10。所述扬声器10具有常规样式的磁体结构12。永磁体11被保持在一对极片8、9内，所述极片8、9被成形为导引磁通，并且产生跨越处于极片8、9的相对面之间的短环状间隙13的强局部磁场。圆筒形的音圈管（voice coil former）14位于磁体结构12在间隙13中所建立的磁场内，并且承载音圈15，所述音圈15随后响应于电信号，以沿运动轴线X从静止位置（rest position）经历偏移（excursion）。被驱动体16被连接到音圈管14，并且是可移动的，以从扬声器10的前部F投射（project）声波。悬挂部（suspension）18给被驱动体16提供朝向静止位置的恢复力，悬挂部18从被驱动体16上的附接点20延伸至扬声器10的固定部分上的附接点22。

被驱动体16包括振膜24和支撑结构26；支撑结构26从与音圈管14的连接点28向后延伸至与悬挂部18的连接点20。支撑结构26具有：从与音圈管14的连接点16向后向外延伸的第一锥形部分30；以及从与所述悬挂部的连接点20向前向外延伸的第二锥形部分32。在第一锥形部分30和第二锥形部分32之间并且在与悬挂部的连接点20处，支撑结构具有过渡部分34。当扬声器10处于所述静止位置时，过渡部分34基本上垂直于运动轴线X。第一锥形部分30、第二锥形部分32和过渡部分34一起形成U形。

振膜24延伸跨越被驱动体16的前部，并且在与音圈的连接点16处以及在第二锥形部分32的外部区域36处连接到支撑结构26。柔性围绕部38在第二锥形部分32的外部区域36处被附接到支撑结构26。振膜24是柔和弯曲的；这赋予扬声器的前部部分大致平坦的型面，并且有助于产生薄的整体外形（overall form factor）。在这种情况下，振膜具有凸的弯曲，即，从扬声器的前部观察产生拱顶的形状，但其他形状也与本发明相容。

支撑结构26具有形成在其中用于增加刚度的起伏部或肋（在图1中未示出），这些肋绕支撑结构26基本上对称地隔开。它还具有孔（在图1中未示出），其允许气流进入到振膜24和支撑结构26之间的封闭区域44中并且从其中离开。该气流能够允许由环境压力改变而引起的压力差均衡，并且（更重要的是）意味着封闭区域44形成振膜24之后的声学容积（acoustic volume）的一部分。大的声学容积允许利用空气在所述容积内较少的压缩来容纳振膜的运动，从而减小对振膜的运动的声阻抗。扬声器10在其后部处还具有框架42，所述框架42支撑并且收容扬声器的元件。

图2更详细地示出了图1的支撑结构26。支撑结构26具有第一锥形部段30、第二锥形部段32以及联接这两个锥形部段、即第一锥形部段30和第二锥形部段32的过渡部分34。因此，支撑结构26具有U形形状。多个结构40绕支撑结构26对称地分布；这些结构中的每一个形式为被直立的肋或脊48围绕的孔46，以允许如上所述的流体连通，并且还给予支撑结构附加的刚度。

因此，所描述的结构以抗摇摆运动的呈浅结构（shallow structure）的刚硬振膜的形式产生了上文所阐述的优点。悬挂部和围绕部与旋转中心的间隔和彼此的间隔产生杠杆作用（leverage），所述杠杆作用具有增大悬挂部和围绕部的径向刚度的效果。结果，任何摇摆运动的幅度将被减小，从而降低线圈接触相邻的固定结构的可能性，并且导致输出的较小失真以及降低故障的可能性。

图3示出了在示出为虚线的具有双锥形振膜的扬声器的频率响应和示出为实线的实施本发明的扬声器的频率响应之间的比较，所述实施本发明的扬声器具有带支撑结构的振膜。能够看到的是，提供了更好的频率响应；所实现的声压中的非线性较不显著和/或移动到较高频率。

图4示出了处于其组装过程期间的一个阶段的实施本发明的扬声器10。上文关于图1所述的特征中的许多特征也存在于该图中，但为了有助于清楚而未标示。音圈管14和支撑结构26已被预先组装为单元，并且使用垫片式的夹具（shim-type jig）100在磁体结构12的磁场间隙中集中（centralise）。在支撑结构26和音圈管14处于正确的位置的情况下，悬挂部18和围绕部38能够被装配和粘附到框架42，以将支撑结构26和音圈管14固定在该位置。一旦这已被装配，夹具100就能够被移除，并且例如通过粘合附接到支撑结构26，振膜24能够被附接到支撑结构26的前部。如上所述，扬声器10可以按照大致常规的方式来组装。

当然，要理解的是，可以对上述实施例作出许多变型，而不脱离本发明的范围。

Claims (13)

1.一种具有前部和后部的扬声器，包括：

具有朝向所述扬声器的所述前部的前部部分的磁体结构，和音圈，所述音圈位于所述磁体结构所建立的磁场内，并且响应于电信号，以沿运动轴线（X）从静止位置经历偏移，方向垂直于并且远离该轴线朝向外；

被驱动体，其连接到音圈管并且能够移动，以从所述扬声器的所述前部投射声波，所述被驱动体具有前部，其朝向所述扬声器的前部；以及

悬挂部，其用于给所述被驱动体提供朝向所述静止位置的恢复力，所述悬挂部从所述被驱动体上的连接点延伸至所述扬声器的固定部分上的附接点；

其中，所述被驱动体包括振膜和基本上U形支撑结构，所述振膜具有大致平坦的型面和延伸跨越被驱动体的前部的背面，所述基本上U形支撑结构具有第一锥形部分，其从与所述音圈管的连接点向后向外延伸至与位于所述磁体结构的前部部分之后的所述悬挂部的连接点，所述支撑结构包括：所述第一锥形部分；过渡部分，其在所述连接点处连接到所述悬挂部；以及第二锥形部分，其从与所述悬挂部的连接点向前向外延伸至所述振膜，所述过渡部分和所述锥形部分形成基本上U形，其中，所述振膜在与所述音圈管的连接点处连接到所述支撑结构，并且其中，在第一锥形部分之前且在所述振膜的背面之后存在空间。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述第二锥形部分具有朝向所述扬声器的所述前部的前部，所述空间在所述第二锥形部分的前部和所述振膜的背面之后之间延伸。

3.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，所述第二锥形部分具有朝向所述扬声器的所述前部的外部区域，并且在其中，所述振膜在所述第二锥形部分的外部区域处连接到所述支撑结构。

4.根据权利要求2所述的扬声器，还包括柔性围绕部，所述柔性围绕部在所述第二锥形部分的外部区域处附接到所述支撑结构和所述振膜中的至少一个。

5.根据权利要求3所述的扬声器，其特征在于，当所述扬声器处于所述静止位置时，所述过渡部分基本上垂直于所述运动轴线。

6.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述支撑结构具有至少一个孔，以允许穿过所述至少一个孔的流体连通。

7.根据权利要求6所述的扬声器，其特征在于，所述支撑结构具有多个孔。

8.根据权利要求7所述的扬声器，其特征在于，所述孔绕所述支撑结构基本上对称地隔开。

9.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述支撑结构具有形成在其表面中的多个起伏部。

10.根据权利要求9所述的扬声器，其特征在于，所述起伏部绕所述支撑结构基本上对称地隔开。

11.根据权利要求1所述的扬声器，还包括处于所述扬声器的后部处的框架。

12.根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述振膜是平坦的。

13.根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述振膜是柔和弯曲的并且是轻微凸的或轻微凹的。

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