CN110140361A - 用于受话器的振膜 - Google Patents

Abstract

声学受话器振膜，其包括框架，所述框架具有延伸穿过该框架的开口。在该开口中设有膜片，间隙在该膜片和框架部分之间延伸。铰链将膜片连接至框架。该铰链具有压制部分，弯曲铰链的压制部分时，膜片可相对于框架移动。框架的一部分、膜片和铰链形成未装配的单体大致平面构件。

Description

用于受话器的振膜

技术领域

本公开涉及声学装置，并且更具体地，涉及具有可移动振膜的声学装置。

背景技术

多年来已经使用了各种类型的声学装置。声学装置的一个示例是受话器(receiver)。在多个方面中，受话器包括线圈、磁体、振膜(包括膜片)和磁轭(yoke)(以及其他部件)，这些部件均设置在壳体内。电流(代表待产生的声音)通过线圈并改变受话器中的磁场，从而使电枢移位。电枢的移位又使得连接至振膜的驱动杆或销移位，从而使振膜振动并产生声音。

确定受话器在产生声音的过程中的效果和效率的一个特性是灵敏度。总体来说，“灵敏度”与使振膜移动所需的力的大小有关。通常，理想的是具有较高灵敏度的受话器，而非具有较低灵敏度的受话器。在多个方面中，灵敏度本身可取决于振膜的刚度。

目前已经尝试了各种用于提高受话器的灵敏度的方法，但是这些方法都具有缺点。

附图说明

为了更全面地理解本发明，应当参考下文的具体实施方式和附图，其中：

图1是受话器的分解图；

图2是图1所示受话器的一部分的剖视图；

图3是具有悬臂铰链的s形振膜的立体图；

图4是具有扭转铰链的s形振膜的立体图；

图5是基本沿单个平面延伸的非s形振膜的立体图；

图6A和图6B是铰链的压制区域的侧视图；

图7A和图7B是铰链的另一个示例的视图，其中铰链、框架和/或膜片的部分被压制；

图8是具有悬臂铰链的c形振膜的立体图。

本领域普通技术人员应当理解，为了简单和清楚起见，示出附图中的元件。还应当理解，一些动作和/或步骤可以按照特定的发生顺序进行描述，而本领域普通技术人员应当理解，关于顺序的这种特殊性实际上并不是必须的。还应当理解，本文所使用的术语和表述具有与其相应调查和研究领域中的那些术语和表述相一致的普通含义，除非本文中另外阐述了其特定含义。

具体实施方式

本文所描述的方法提供了一种具有压制的(coined)铰链区域的受话器振膜。有利的是，对铰链区域进行压制，使得受话器具有更高的灵敏度。在通过压制来调节刚度的同时，调节了灵敏度和/或谐振频率。总体来说，振膜的刚度越低，则灵敏度越高、谐振频率越低。

在一些示例中，声学受话器振膜包括框架(frame)，该框架具有延伸穿过该框架的开口。在该开口中设有膜片，间隙(gap)在膜片和框架的各部分之间延伸。铰链将膜片连接至框架。铰链具有压制部分，并且在完全铰链的压制部分时，膜片可相对于框架移动。在一个实施方式中，振膜的一部分(包括支架、膜片和铰链)形成未装配的单体大致平面构件。

在多个方面中，振膜的一部分由金属制成，并且铰链的压制部分在冷加工工艺中塑性变形。例如，振膜可以由不锈钢、铝、镍以及其他金属及其合金制成。在其他实施方式中，振膜的一部分由可压制的非金属材料制成。也可以使用诸如塑料和碳纤维增强聚合物之类的非金属材料。在一个实施方式中，振膜是由单片材料在形成铰链的一部分材料被压制后的冲压(stamping)、铣削(milling)或刨削(routing)操作中制成的。在其他实施方式中，压制是在铣削、刨削或冲压操作之后进行的。

在其他方面中，铰链的压制部分具有第一厚度，而膜片或框架的邻近该铰链的部分具有第二厚度，其中第一厚度小于第二厚度。在一些实施方式中，压制减小了至少一部分铰链的厚度，但不会减小振膜其他部分的厚度。

在另外的其他方面中，框架具有从框架的多个部分延伸的一个或多个凸缘(flanges)。在一个实施方式中，当从一个角度观察时，包括一个或多个凸缘的框架具有s形轮廓。在一个具体示例中，框架在由框架、膜片和铰链的部分形成的大致平面构件的相反端处具有凸缘，并且振膜大致呈s形构造。凸缘可以与振膜一体地成型为已装配的或未装配的一体构件。在其他示例中，框架在由框架、膜片和铰链的部分形成的大致平面构件的相同端处具有凸缘，并且振膜大致呈c形构造。

铰链可以以不同的方式和相对位置设置在振膜的膜片和框架之间的间隙中。在一个示例中，铰链包括使膜片和框架互连的第一扭转构件和第二扭转构件，其中第一扭转构件和第二扭转构件沿相同的枢转轴线设置在膜片的相对侧。在另一个示例中，铰链包括一个或多个沿膜片的同一侧使膜片和框架互连的构件，其中该一个或多个构件形成相应的悬臂铰链。

在又一些其他方面中，振膜的一个或多个压制部分的材料性质与振膜的未压制部分(铰链的未压制部分或振膜的未压制部分)的材料性质不同。例如，与振膜的未压制部分相比，振膜的压制部分的材料强度可更大。在其他示例中，压制部分的延展性可与未压制部分的延展性不同。压制也可影响振膜的其他性质。

在其他示例中，振膜被调节至预定谐振频率，该预定谐振频率可以表示为：

其中f是谐振频率，m是质量，k是刚度。通过改变刚度，可以改变谐振频率。

有利地，与具有相同尺寸的未压制振膜产生的谐振频率相比，压制会降低谐振频率。

在其他方面中，声学受话器包括线圈、至少一个磁体、延伸穿过线圈并邻近该至少一个磁体的电枢、以及振膜。振膜包括框架、膜片、间隙和压制铰链，其中框架具有延伸穿过该框架的开口，膜片位于开口中，间隙处在膜片部分和框架部分之间，压制铰链将膜片连接至框架。框架的一部分、膜片和压制铰链形成未装配的单体大致平面构件。联接装置连接电枢与膜片。

在其他示例中，声学受话器振膜包括膜片、围绕膜片设置的外围框架、使膜片和外围框架柔性互连的铰链，以及位于膜片和外围框架的未通过铰链互连的部分之间的间隙。在铰链弯曲时，膜片可相对于外围框架移动。框架的一部分、膜片和铰链形成未装配的单体大致平面金属材料。铰链的第一部分的厚度小于邻近铰链的膜片部分和外围框架部分的厚度。

在多个方面中，铰链的厚度较小的部分为压制部分。在示例中，铰链的第二部分和膜片及外围框架的邻近该铰链部分的部分具有相同的厚度。铰链的第一部分的横截面积小于铰链的第二部分的横截面积。在示例中，框架在由框架部分、膜片和铰链形成的大致平面构件的相反端处具有凸缘。在示例中，振膜大体呈s形构造。

现在参考图1至图5，其描述了受话器100的一个示例。受话器100包括线圈102、磁体104、上壳体106、下壳体108、声管110、电缆112、振膜114(包括框架116和膜片(paddle)118)、电枢120和驱动杆(或销)122。在图2中，柔性膜117在振膜的顶部上方延伸，并覆盖膜片和框架之间的间隙。在一个示例中，柔性膜(环)117由诸如聚氨酯、聚酯(Mylar)或硅树脂之类的塑料膜制成。其他示例也是可能的。上壳体106和下壳体108联接在一起，形成封闭线圈102、磁体104、振膜114、电枢120和驱动杆122的腔。

电流(代表将呈现给用户的声音或声能)经由电缆112输入至受话器100，然后施加到线圈102。通过线圈102的电流产生变化的磁场，该变化的磁场使电枢120移位，电枢120(继而)使驱动杆或销122移位，从而使振膜114的膜片118振动并产生期望的声音。声音通过(由上壳体106和下壳体108形成的)壳体中的端口(port)传出，然后通过声管110呈现给听者。

在图3和图5中，铰链119跨过间隙连接膜片118和框架116。如下文更详细地阐述，铰链119可位于框架116与膜片118之间间隙中的各个位置处。

此外，对铰链119进行压制。可以压制整个铰链119，或者可以只压制铰链的一部分。无论是整个压制还是部分压制，铰链119的压制部分的厚度都小于振膜的其他部分(例如，框架116和膜片118)的厚度。压制的铰链或铰链的压制部分的尺寸取决于许多因素，包括所需的振膜刚度、材料的性质，以及铰链和膜片的尺寸等。在一个示例中，铰链的压制部分的厚度约为未压制部分的厚度的50％。在多个方面中，压制区域没有绝对的尺寸。上述百分比可以根据应用场景而进行调整。

在多个方面中，铰链的压制部分具有第一厚度，而膜片或框架的邻近铰链的部分具有第二厚度，并且第一厚度小于第二厚度。换言之，压制减小了铰链的厚度。根据在制造过程中何时进行压制，铰链的尺寸可以保持相同或者作为压制的结果而发生改变。

在振膜构造期间，可以对坯料片材的部分进行压制，从而减小这些部分的厚度。压制之后，可以对坯料片材进行冲压、铣削或刨削而得到振膜114。因此，振膜114由单个未装配的一体构件形成。

应当理解，振膜114的第一尺寸(长度)大于第二尺寸(宽度)或第三尺寸(厚度)。在图3中，铰链119是悬臂铰链，并沿膜片的同一端设置，而不是沿相同的轴线设置在膜片的相对侧。具体地，悬臂铰链从膜片的同一端平行地向外延伸。

在图4中，铰链是扭转铰链，并且沿相同的轴线从膜片的相对侧向外延伸。当膜片180移动时，在铰链119处施加扭矩。该动作与图3中悬臂铰链的弯曲动作形成对照。

在一些实施方式中，振膜114和/或振膜114的多个部分形成单个未装配的一体构件。例如，在图5中，整个振膜114是单体大致平面构件，其中框架116、膜片118和铰链119形成未装配的单体大致平面构件。在图5中，振膜不含从该平面构件延伸的凸缘。

在图3和图4中，振膜114的多个部分在多个平面中形成或延伸，以形成s形构件。更具体地，框架的多个部分形成位于大致平面构件133的相反端处的凸缘123。在这种情况下，振膜114大体呈s形构造。当被设置在受话器100内时，上面的凸缘123联接至上壳体，下面的凸缘123联接至下壳体，以在振膜的相反侧部分地限定壳体的前部容积和后部容积。在其他实施方式中，振膜仅包括从框架的一侧或一端延伸的单个凸缘。通常，在一些实施方式中，从振膜延伸的一个或多个凸缘限定壳体的前部容积部分和后部容积部分之间的边界。

振膜114可以由多种材料制成。例如，振膜可以由不锈钢、铝和镍制成。也可以使用其他材料。在多个方面中，振膜114由金属制成，并且铰链的压制部分在冷加工工艺中塑性变形。

如上所述，铰链119具有压制部分。在一些方面中，压制部分在压制之前具有第一横截面积，在压制之后具有第二横截面积。第二横截面积小于第一横截面积。在制造期间，可以对指定作为铰链的区域进行冲压。冲压使横截面区域向外延展。可以切割或以其他方式削去或修剪掉多余的区域。因此，铰链的压制部分的横截面积与进行压制处理之前铰链的横截面积相比有所减小。

在其他示例中，在压制前后，第一横截面积和第二横截面积保持相同。因此，未对多余的区域进行修剪。

在其他示例中，铰链被配置为调节振膜的谐振频率。在一些实施方式中，期望降低振膜的谐振频率，以改善受话器的性能。因此，可以选择铰链的特性来调节谐振频率。具体地，铰链的厚度和刚度可以根据需要进行调节，以提供特定的谐振频率。

在结构上，铰链的压制部分的硬度或强度有所增加(与振膜的未压制部分相比)。在该压制结构中，用于制造振膜114的材料的晶体结构不会滑移(slip)(或滑移较小)，因而可以将缺陷锁定位置。在其他方面中，通过对铰链119的部分进行压制来增加材料的拉伸强度和屈服强度。

现在参考图6A和图6B，其示出了振膜602的一个示例(在这种情况下是s形振膜)，振膜602包括框架604、第一凸缘606(从框架604延伸)、第二凸缘608(从框架604延伸)、薄膜(membrane)610和铰链612。在多个方面中，振膜602可类似于图3所示的振膜，并且包括膜片(图6A或图6B中未示出)。铰链612被压制为具有厚度614，厚度614小于框架604的厚度616。

现在参考图7A和图7B，其描述了铰链、框架和/或膜片的压制部分的一个示例。在该示例中，铰链702将膜片704连接至框架706。可以看出，整个铰链702均被压制(其厚度小于膜片和框架的其他部分的厚度)。还可以看出，膜片的一部分708和框架的一部分710也被压制。在其他示例中，仅膜片或框架中的一者被压制。

现在参考图8，其示出了振膜的另一个示例。该示例与图3所示示例类似，并且相同的部件以相同的部件标号进行编号。然而，图8所示的示例与图3所示示例的不同之处在于，凸缘123(与大致平面构件133一起)形成c形构件，而不是s形构件。图8所示的示例示出了悬臂铰链。然而，应当理解，图8的示例也可以与扭转铰链结构一起使用。

本文描述了本发明的优选实施方式，包括发明人已知的最佳方式。应当理解，所示出的实施方式仅仅是示例性的，而不应被视为限制所附权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种声学受话器振膜，所述声学受话器振膜包括：

框架，所述框架具有延伸穿过该框架的开口；

膜片，所述膜片设置在所述开口中；

间隙，所述间隙在所述膜片的部分和所述框架的部分之间延伸；

铰链，所述铰链将所述膜片连接至所述框架，所述铰链具有压制部分，在弯曲所述铰链的所述压制部分时，所述膜片能够相对于所述框架移动；

其中，所述框架的一部分、所述膜片和所述铰链形成未装配的单体大致平面构件。

2.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述振膜是金属，并且所述铰链的所述压制部分在冷加工工艺中塑性变形。

3.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述压制部分在压制之前具有第一横截面积，在压制之后具有第二横截面积，所述第二横截面积小于所述第一横截面积。

4.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述铰链的所述压制部分具有第一厚度，并且所述框架或所述膜片的邻近所述铰链的部分具有第二厚度，并且其中，所述第一厚度小于所述第二厚度。

5.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述铰链的所述压制部分具有第一厚度，其中，所述铰链具有第二厚度的未压制部分，并且其中，所述第一厚度小于所述第二厚度。

6.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述框架在由所述框架的所述一部分、所述膜片和所述铰链形成的所述大致平面构件的相反端处具有凸缘，并且其中，所述振膜大体呈s形构造。

7.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述铰链包括使所述膜片和所述框架互连的第一扭转构件和第二扭转构件，所述第一扭转构件和所述第二扭转构件沿共同的枢转轴线设置在所述膜片的相对侧。

8.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述铰链包括至少一个沿所述膜片的一侧将所述膜片和所述框架互连的构件。

9.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述振膜由从以下各项构成的组中选择的材料制成：不锈钢、铝、镍和碳纤维增强聚合物。

10.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述铰链具有第一材料性质，所述膜片和所述框架具有第二材料性质，其中，所述第一材料性质与所述第二材料性质不同。

11.根据权利要求10所述的振膜，其中，所述第一材料性质和所述第二材料性质为材料强度或延展性。

12.根据权利要求1所述的振膜，其中，所述铰链被配置为将所述振膜装置调节至预定谐振频率。

13.一种声学受话器，所述声学受话器包括：

线圈；

至少一个磁体；

电枢，所述电枢延伸穿过所述线圈并且邻近于所述至少一个磁体；

振膜，所述振膜包括：

-框架，所述框架具有延伸穿过该框架的开口；

-膜片，所述膜片位于所述开口中；

-间隙，所述间隙位于所述膜片的部分和所述框架的部分之间；

-压制铰链，所述压制铰链将所述膜片连接至所述框架，

-其中，所述框架的一部分、所述膜片和所述压制铰链形成未装配的单体大致平面构件；以及

联接装置，所述联接装置连接所述电枢和所述膜片。

14.根据权利要求13所述的受话器，其中，所述铰链的所述压制部分具有第一厚度，而所述框架或所述膜片具有第二厚度，并且其中，所述第一厚度小于所述第二厚度。

15.根据权利要求13所述的受话器，其中，所述压制部分具有第一厚度，其中，所述铰链具有第二厚度的未压制部分，并且其中，所述第一厚度小于所述第二厚度。

16.根据权利要求13所述的受话器，所述受话器还包括围绕所述线圈、所述磁体、所述电枢和所述振膜而设置的壳体，

所述壳体在所述振膜的一侧具有前部容积，并且在所述振膜的相反侧具有后部容积，

所述框架包括凸缘，所述凸缘以相对于由所述框架的所述一部分、所述膜片和所述铰链形成的所述大致平面构件带有角度的方式延伸，并且其中，所述凸缘限定所述前部容积的部分与所述后部容积的部分之间的边界。

17.一种声学受话器振膜，所述声学受话器振膜包括：

膜片；

外围框架，所述外围框架围绕所述膜片设置；

铰链，所述铰链将所述膜片和所述外围框架柔性互连；

间隙，所述间隙位于所述膜片和所述外围框架的未通过所述铰链互连的部分之间，其中，在弯曲所述铰链时，所述膜片能够相对于所述外围框架移动；

所述框架的一部分、所述膜片和所述铰链形成未装配的单体大致平面状的金属材料，

所述铰链的第一部分的厚度小于所述膜片及所述外围框架的邻近所述铰链的部分的厚度。

18.根据权利要求18所述的振膜，其中，所述铰链的具有较小厚度的部分是被压制的。

19.根据权利要求18所述的振膜，其中，所述铰链的第二部分与所述外围框架和膜片的邻近所述铰链部分的部分具有相同的厚度，所述铰链的所述第一部分的横截面积小于所述铰链的所述第二部分的横截面积。

20.根据权利要求19所述的振膜，其中，所述框架在由所述框架的所述一部分、所述膜片和所述铰链形成的所述大致平面构件的相反端处具有凸缘，其中，所述振膜大体呈s形构造。