CN110062313A - 一种振膜及电声转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种振膜及电声转换装置。本发明实施例通过在折环部分形成有柔性区，且所述柔性区的材料为硅胶或橡胶类材料，在振膜振动过程中当拐角部分出现的应力时，与传统振膜材料相比，振膜拐角处的柔性区域硅胶、橡胶类材料可以有一定的形变但不会出现褶皱现象，避免了噪音的产生，同时减小了振膜破裂的风险，提升了可靠性，进而能够提高电声转换装置的音质。

Description

一种振膜及电声转换装置

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种振膜及电声转换装置。

背景技术

电声转换装置是把电能转换成声能的器件，其主要依靠振膜的振动，反复推动空气产生声音。然而，在振膜工作时的振幅比较大时，现有的振膜易出现应力集中区域并产生褶皱，褶皱将导致噪音。如振膜长时间振动，应力集中区域还会出现振膜断裂。因此，研究一种能够避免应力集中的振膜，对提高电声转换装置的音质以及使用寿命具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种振膜，能够避免出现应力集中而形成的褶皱。

第一方面，本发明实施例提供了一种振膜，所述振膜包括：

折环，其中，所述折环包括多个拐角部分和多个直线部分，所述拐角部分包括柔性区，所述柔性区的材料的延伸率大于所述直线部分的材料的延伸率；

第一连接部，所述第一连接部位于所述折环的外周；

第二连接部，所述第二连接部位于所述折环的内周。

进一步地，所述柔性区的材料为硅胶或橡胶。

进一步地，所述振膜大致呈矩形形状。

进一步地，所述折环包括四个拐角部分和四个直线部分。

进一步地，所述四个直线部分包括两个相对设置的第一边和两个相对设置的第二边，所述拐角部分位于相邻第一边和第二边之间。

进一步地，所述柔性区在所述拐角部分的中间，所述拐角部分还包括位于柔性区两端的花纹区。

进一步地，所述花纹区和所述柔性区通过粘接的方式相互连接。

进一步地，所述拐角部分全部为柔性区。

进一步地，所述直线部分和所述柔性区通过粘接的方式相互连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种电声转换装置，所述电声转换装置包括：

音圈、盆架、磁性组件以及如第一方面中所述的振膜。

本发明实施例通过在折环部分形成有柔性区，且所述柔性区的材料为硅胶或橡胶类材料，在振膜振动过程中当拐角部分出现的应力时，与传统振膜材料相比，振膜拐角处的柔性区域硅胶、橡胶类材料可以有一定的形变但不会出现褶皱现象，避免了噪音的产生，同时减小了振膜破裂的风险，提升了可靠性，进而能够提高电声转换装置的音质。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是一种电声转换装置的剖面图；

图2是对比例的振膜的结构的剖面图。；

图3-图5是本发明第一实施例的振膜的结构的剖面图；

图6和图7是本发明第二实施例的电声转换装置的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多层”的含义是两层或两层以上。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。为便于描述这里可以使用诸如“在…之下”、“在...下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间关系术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。应当理解，空间关系术语旨在概括除附图所示取向之外器件在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其他元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，这里所用的空间关系描述符被相应地解释。

应力集中是是应力在固体局部区域内显著增高的现象。一般出现在物体形状急剧变化的地方，如缺口、孔洞、沟槽、拐角以及有刚性约束处。应力集中能使物体产生疲劳裂纹，也能使脆性材料制成的零件发生静载断裂。

电声转换装置是把电能转换成声能的器件，其包括相互连接的盆架和磁性组件，其中，盆架上连接有振膜，音圈位于盆架和磁性组件组成的壳体内部，其一端连接在振膜的内表面，音圈的另一端形成自由端并插入磁性组件中。

图1是一种电声转换装置的剖面图。所述电声转换装置可以包括音圈10、盆架20、振膜30以及磁性组件40。

所述磁性组件40与盆架20相连，用于形成磁场。所述音圈10是通过电流的线圈，在接收电流信号后，在磁场中振动。所述音圈10带动振膜30振动，反复推动空气而发声。

图2是对比例的振膜的结构的剖面图。如图2所示，对比例的振膜1’为具有圆角的矩形，在振膜1’的折环11’的拐角附近设置花纹区111’。所述花纹区111’具体为间隔设置的纺锤形的凸起，这种设置能够在一定范围内减小应力集中。虽然对比例通过在折环11’的拐角部分设置花纹可以减少褶皱出现的风险，但大振幅下效果不好。在大振幅下，由于应力集中较大，拐角处的振膜仍会出现褶皱。在褶皱产生的同一时间，由于振膜的材料内部已经积蓄了一定的弹性势能，褶皱产生之后，振膜的材料内部的弹性势能转换成动能，从而振动形成噪声，因此会导致使用该振膜的电声转换装置的音质效果较差。这种因出现褶皱而形成的噪声类似于生活中纸张或塑料袋变形时发出的声音。

有鉴于此，在本发明的第一实施例中，提供了一种振膜，能够避免出现对比例中的振膜因为应力集中而形成的褶皱。

本发明第一实施例所述振膜包括：折环、第一连接部以及第二连接部。其中，所述折环包括多个拐角部分和多个直线部分，所述拐角部分包括柔性区，所述柔性区的材料的延伸率(Elongation)大于所述直线部分的材料的延伸率。所述第一连接部位于所述折环的外周。所述第二连接部位于所述折环的内周。

如图3所示，在一种可选的实现方式中，振膜1包括折环11、第一连接部12以及第二连接部13。具体地，所述振膜1大致呈矩形形状。所述折环11为外周和内周均具有圆角的矩形的环状，所述第一连接部12和所述第二连接部13分别位于所述折环的外周和内周。所述第一连接部12用于与电声转换装置的盆架连接。所述第二连接部13用于与电声转换装置的音圈相连接。

进一步地，所述折环11沿XX线的截面具有弧度。进一步地，所述折环11沿XX线的截面呈中间凸出的拱形。所述第一连接部12以及第二连接部13可以是平面状。

进一步地，所述第一连接部12和所述第二连接部13的材料可以是纸、塑料、金属及合成纤维等常规用来制作振膜的材料，具体地，所述第一连接部12和所述第二连接部13的材料可以是聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨基甲酸酯(PU)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)或聚醚砜(PES)；也可以是玻璃纤维、石墨纤维、电木、丝质纤维、发泡聚苯乙烯或发泡塑料。

进一步地，所述折环11包括四个拐角部分111和四个直线部分112。其中，所述四个直线部分包括两个相对设置的第一边1121和两个相对设置的第二边1122，所述拐角部分111位于相邻第一边1121和第二边1122之间。其中，所述两个相对设置的第一边1121基本相互平行，所述两个相对设置的第二边1122基本相互平行，所述第一边1121和第二边1122基本相互垂直。

进一步地，所述拐角部分111包括位于拐角部分111中间位置的柔性区1112和位于柔性区两端的花纹区1111。所述花纹区1111和所述柔性区1112通过粘接的方式相互连接。可选地，花纹区1111和所述柔性区1112也可以通过卡接等方式连接。花纹区1111的花纹具体为间隔设置的纺锤形的凸起。

进一步地，所述柔性区1112的材料的延伸率大于所述直线部分112的材料的延伸率。所述柔性区1112的材料的弹性系数小于所述直线部分112的材料的弹性系数。所述柔性区1112的材料的弹性系数小于花纹区1111的材料的弹性系数。进一步地，所述柔性区的材料为硅胶或橡胶。

因为在拐角部分111的中间位置产生的应力集中最大，将柔性区1112设置在拐角部分111的中间位置，当在形成应力时，振膜可以有一定的形变量，振膜为弹性变形，在应力消失后振膜恢复原状，而不会出现褶皱或者裂纹。因此，本发明实施例中，采用硅胶或橡胶形成柔性区1112，能够避免因形成褶皱而导致的噪声。

进一步地，所述直线部分112和花纹区1111可以是一体形成的，也可以是通过胶粘层粘接，也可以是卡接等方式连接。所述直线部分112和花纹区1111的材料可以是纸、塑料、金属及合成纤维等常规用来制作振膜的材料。具体地，所述第一连接部12和所述第二连接部13的材料可以是聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨基甲酸酯(PU)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)或聚醚砜(PES)；也可以是玻璃纤维、石墨纤维、电木、丝质纤维、发泡聚苯乙烯或发泡塑料。

与对比例的振膜相比，本实施例的振膜在折环部分形成有柔性区，且所述柔性区的材料的延伸率大于所述直线部分的材料的延伸率。由于柔性区的材料具有较大的延伸率，在振膜振动过程中当拐角部分出现的应力时，振膜可以有一定的变形而不会出现褶皱或者裂纹，能够避免振膜出现褶皱而导致的噪声，同时还能够避免应力集中导致的振膜破裂，进而能够提高电声转换装置的音质。

如图4所示，在另一种可选的实现方式中，振膜2包括折环21、第一连接部22以及第二连接部23。具体地，所述振膜2大致呈矩形形状。所述折环21为外周和内周均为具有圆角的矩形的环状，所述第一连接部22和所述第二连接部23分别位于所述折环的外周和内周。所述第一连接部22用于与电声转换装置的盆架连接。所述第二连接部23用于与电声转换装置的音圈相连接。

进一步地，所述折环21包括四个拐角部分211和四个直线部分212。其中，所述四个直线部分包括两个相对设置的第一边2121和两个相对设置的第二边2122，所述拐角部分211位于相邻第一边2121和第二边2122之间。其中，所述两个相对设置的第一边2121基本相互平行，所述两个相对设置的第二边2122基本相互平行，所述第一边2121和第二边2122基本相互垂直。

可选地，所述第一连接部22和所述第二连接部23的材料可以是纸盆、塑料、金属及合成纤维等常规用来制作振膜的材料。具体地，所述第一连接部22和所述第二连接部23的材料可以是聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨基甲酸酯(PU)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)或聚醚砜(PES)；也可以是玻璃纤维、石墨纤维、电木、丝质纤维、发泡聚苯乙烯或发泡塑料。

进一步地，所述拐角部分211的材料的延伸率大于所述直线部分212的材料的延伸率。进一步地，所述柔性区的材料为硅胶或橡胶。

振膜2与振膜1的区别在于，所述振膜2的拐角部分211全部为柔性区，即所述振膜2的拐角部分211全部为柔性材料。所述直线部分212和所述柔性区通过粘接的方式相互连接。也可以通过卡接等方式连接。

在本实施例中，将拐角部分全部设置为柔性区，柔性区的面积增大，能够进一步增大振膜在振动过程中的拐角部分的形变量，能够避免应力集中导致的振膜破裂，进而能够提高电声转换装置的音质。

应理解，在本发明实施例中，所述振膜以近似矩形的形状为例进行说明，也可以根据不同的应用场景的需要适应性的改变振膜的形状，例如，所述振膜的形状也可以是图5所示的形状，包括折环31、第一连接部32以及第二连接部33。折环31包括2个半圆形的拐角部分311和两个相对设置平行或基本平行的直线部分312。

应理解，柔性区的材料不限于硅胶或者橡胶，也可以是其他韧性较好的柔性材料，例如柔性区的材料可以是热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer，TPE)、热塑性橡胶(Thermo-Plastic-Rubber，TPR)或软质聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)等材料。

本发明实施例通过在折环部分形成有柔性区，且所述柔性区的材料为硅胶或橡胶类材料，在振膜振动过程中当拐角部分出现的应力时，与传统振膜材料相比，振膜拐角处的柔性区域硅胶、橡胶类材料可以有一定的形变但不会出现褶皱现象，避免了噪音的产生，同时减小了振膜破裂的风险，提升了可靠性，进而能够提高电声转换装置的音质。

本发明实施例采用两种不同的材料形成复合的振膜，在应力集中的区域采用延伸率较好的材料，例如硅胶或橡胶等。在非应力集中区域采用重量轻且总谐波失真(TotalHarmonic Distortion，THD)较小的材料，如聚丙烯(Polypropylene，PP)等。与全部采用在非应力集中区域的材料形成的振膜相比，本发明实施例的振膜不易在应力集中区域出现褶皱而产生噪音，提高采用本发明实施例的振膜的声电转换装置的音质。同时，也不会因为长时间应力集中而产生裂纹，能够提高振膜的可靠性，延长使用寿命。

同时，全部采用在应力集中区域的材料形成的振膜，如硅胶振膜，由于硅胶振膜重量大且硅胶振膜较厚，会大大增加振膜重量，硅胶振膜的阻尼较小，总谐波失真难以控制，因此，会使得采用纯硅胶振膜形成的电声转换装置的音质较差。且纯硅胶振膜与音圈粘接面容易脱开，采用纯硅胶振膜形成的电声转换装置的可靠性不足。本发明实施例与全部采用在应力集中区域的材料形成的振膜相比具有音质好，可靠性高的特点。

图7是本发明第二实施例的电声转换装置俯视图。图6是本发明第二实施例的电声转换装置沿图7中YY线的的剖面图。如图6和图7所示，在本发明的第二实施例中，提供一应用上述第一实施例中的振膜的电声转换装置，所述电声转换装置包括：音圈101、盆架201、磁性组件401以及振膜301。

所述盆架201为所述电声转换装置的支撑部件，可以将电声转换装置的各功能部件集成后，通过盆架201安装到应用该电声转换装置的电子设备上。所述盆架201可以包括底板和侧壁，所述侧壁垂直设置于所述底板上。所述盆架上可以具有用于通气的气孔(图中未示出)，以调整电声转换装置的音质。

所述磁性组件401与盆架201相连，用于形成磁场。所述磁性组件401与盆架201相连，用于形成磁场。所述磁性组件包括磁碗，以及位于磁碗中心的中心磁体，中心磁体的上方设有中心磁顶片，磁碗的两端有两个相对设置的边磁体，为了更好的展示本发明实施例的技术方案，图6中没有示出所述磁碗、中心磁体、中心磁顶片以及边磁体等结构。

所述音圈101是通过电流的线圈，在接收电流信号后，在磁性组件401形成的磁场中振动。当载流导体通过磁场时，会受到一个电动力，其方向符合弗莱明左手定则，力与电流、磁场方向互相垂直，受力大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。当音圈101输入交变音频电流时，音圈101就成为载流导体而受到一个交变推动力产生交变运动，带动振膜301振动，反复推动空气而发声。所述音圈101可以为管状结构，其中，所述管状结构的截面可以是圆环，椭圆环以及矩形环等。

所述振膜301用于随所述音圈101振动，反复推动空气产生声音。振膜301包括折环3011、第一连接部3012以及第二连接部3013。其中，所述第一连接部3012以及第二连接部3013分别和音圈101以及盆架201的端面连接。

具体地，所述振膜可以是本申请第一实施例中所述的振膜。

所述电声转换装置可为微型扬声器，诸如免提电话扬声器或智能电话内的扬声器或受话器，或者其他类似的紧凑型电子设备，诸如膝上型电脑、笔记本或平板电脑。所述电声转换装置可封闭在或被集成在其所在的设备的外壳或壳体内。

所述电声转换装置的外形可以为长方体、立方体以及不规则形状等不同形状，在此不做限制，可以根据所述电声转换装置的应用场景自由选择。

应理解，所述振膜、音圈、盆架以及磁性组件均可以根据电声转换装置的形状和大小做适应性调整，在此不做限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种振膜，其特征在于，所述振膜包括：

折环，其中，所述折环包括多个拐角部分和多个直线部分，所述拐角部分包括柔性区，所述柔性区的材料的延伸率大于所述直线部分的材料的延伸率；

第一连接部，所述第一连接部位于所述折环的外周；

第二连接部，所述第二连接部位于所述折环的内周。

2.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述柔性区的材料为硅胶或橡胶。

3.根据权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述振膜大致呈矩形形状。

4.根据权利要求3所述的振膜，其特征在于，所述折环包括四个拐角部分和四个直线部分。

5.根据权利要求4所述的振膜，其特征在于，所述四个直线部分包括两个相对设置的第一边和两个相对设置的第二边，所述拐角部分位于相邻第一边和第二边之间。

6.根据权利要求5所述的振膜，其特征在于，所述柔性区在所述拐角部分的中间，所述拐角部分还包括位于柔性区两端的花纹区。

7.根据权利要求6所述的振膜，其特征在于，所述花纹区和所述柔性区通过粘接的方式相互连接。

8.根据权利要求5所述的振膜，其特征在于，所述拐角部分全部为柔性区。

9.根据权利要求8所述的振膜，其特征在于，所述直线部分和所述柔性区通过粘接的方式相互连接。

10.一种电声转换装置，其特征在于，所述电声转换装置包括：

音圈、盆架、磁性组件以及如权利要求1-9中任一项所述的振膜。