CN111107470A - 一种用于发声装置的音圈线、音圈及发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于发声装置的音圈线，包括：线本体层，所述线本体层被配置为传输电信号；芯层，所述芯层设置在所述线本体层内；所述芯层的密度小于所述线本体层的密度；所述芯层的电阻率大于所述线本体层的电阻率。本发明还提供了一种音圈，所述音圈具有上述的音圈线。本发明还提供了一种发声装置。通过设置密度较小的芯层，可以有效降低音圈线的重量，设置芯层的电阻率大于线本体层的电阻率可以减小趋肤效应对音圈线的影响，提高音圈线的导电效率。

Description

一种用于发声装置的音圈线、音圈及发声装置

技术领域

本发明涉及声学技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于发声装置的音圈线、音圈及发声装置。

背景技术

扬声器是一种将电信号转换为声信号的基本发声单元。扬声器中设有振动系统和磁路系统，其中，振动系统包括音圈和振膜，音圈接通电流后，在磁路系统磁场作用下受力振动，音圈振动带动振膜振动发声。

音圈通常使用音圈线绕制而成。在现有设计中，音圈线大多采用金属线。其中，铜包铝线由于其高强比，在扬声器中应用广泛。但是在音圈线中存在电流趋肤效应，即通电后的导体内部，电流集中在导体外表的一薄层内，电流密度随距导体表面的距离的减小而增大，导体内部的实际电流密度较小。电流的趋肤效应导致音圈线中间部分的使用效率较低，从而降低了音圈线整体的导线效率。

因此针对电流趋肤效应的影响，有必要对现有音圈线的结构进行改进，以提高音圈线的导线效率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于发声装置的音圈线，解决现有音圈线导线效率低的问题。

本发明的另一个目的是提供一种具有上述音圈线的音圈。

本发明还有一个目的是提供一种具有上述音圈的发声装置。

一种用于发声装置的音圈线，包括：

线本体层，所述线本体层被配置为传输电信号；

芯层，所述芯层设置在所述线本体层内；所述芯层的密度小于所述线本体层的密度；所述芯层的电阻率大于所述线本体层的电阻率。

可选地，所述芯层沿所述音圈线的轴线方向设置。

可选地，在所述音圈线的截面上，所述线本体层具有均匀的厚度。

可选地，所述线本体层的厚度范围为0.1mm-0.5mm。

可选地，所述线本体层采用单层或双层金属材料。

可选地，所述音圈线还包括过渡层，所述过渡层附着在所述芯层的外表面，所述线本体层通过电镀工艺成型在所述过渡层上。

可选地，所述芯层采用碳纤维材料。

可选地，所述过渡层的材料为可电镀材料。

一种音圈，所述音圈具有上述的音圈线。

一种发声装置，包括：

振动组件，所述振动组件包括振膜和上述的音圈，所述振膜连接于所述音圈；

磁路组件，所述磁路组件被配置为所述音圈组件提供磁场；

壳体组件，所述音圈组件和所述磁路组件设置在所述壳体组件内。

本发明所述技术方案的有益效果在于：通过设置密度较小的芯层，可以有效降低音圈线的重量，设置芯层的电阻率大于线本体层的电阻率可以减小趋肤效应对音圈线的影响，提高音圈线的导电效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为现有技术音圈的结构示意图；

图2为现有技术音圈线的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的音圈的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的用于发声装置的音圈线的结构示意图。

图中标示如下：10-音圈线；101-线本体层；102-芯层；103-过渡层。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

现有技术中的音圈通常如图1所示，音圈线10的结构如图2所示。即音圈线通常是实心结构，由于电流的趋肤效应，使得音圈线内部的利用率较低。因此针对现有技术存在的问题，有必要对音圈线的结构进行改进以提高音圈线的整体利用率。

本发明提出了一种用于发声装置的音圈线，包括：线本体层，所述线本体层被配置为传输电信号；芯层，所述芯层设置在所述线本体层内；所述芯层的密度小于所述线本体层的密度；所述芯层的电阻率大于所述线本体层的电阻率。

作为本发明的一个实施例，参照图4，音圈线10包括线本体层101和芯层102。其中，芯层设置在线本体层的内部。可选地，芯层可设置在由线本体层围合而成的空间内。在本发明中，线本体层用于传输电流信号，即电子在线本体层内沿音圈线的轴线方向定向移动，以实现电流传输。可选地，本发明的芯层的密度小于线本体层的密度，这样可以降低音圈线的重量。可选地，芯层的电阻率大于线本体层的电阻率。电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量，某种材料制成单位长度、单位截面积上导体的电阻，在数值上等于这种材料的电阻率，它反映了物质对电流的阻碍作用。芯层的电阻率大于线本体的电阻率，电流首先从线本体层通过。可选地，可将芯层的电阻率设置为无限大，即芯层为绝缘体，这样可以最大限度减小电流趋肤效应的影响。

本发明中，芯层围合在线本体层内部，线本体层允许电流通过，芯层的电阻率大于线本体层的电阻率，该结构形式下既保证了音圈线的电信号导通特性，又减小了电流的趋肤效应对音圈线内部的导电效率的影响，通过设置芯层的电阻率大于线本体层的电阻率，可以提高电流在音圈线截面内的流通均匀性，提高了音圈线的整体的电流流通效率。同时芯层的密度小于线本体层的密度，有利于减小音圈线的重量，使用减重后的音圈线制成的音圈具有更小的重量，输入相同激励的条件下能够产生更大的振幅，且允许在更宽的频率范围内振动，可以明显提高使用该音圈的发声装置的声学性能，有利于发声装置的轻量化。

可选地，所述芯层沿所述音圈线的轴线方向延伸设置。作为本发明的一个实施例，芯层102可以设置成沿音圈线的轴线方向的连通体，即芯层沿音圈线的轴线方向是一个整体。这样可以最大限度地减小音圈线的重量，在相同电信号的激励下，可以提高相应的音圈的振幅、增大音圈的适用频率范围。作为本发明的另一种实施例，芯层102可沿音圈线10的轴向均匀地间隔设置，即芯层沿音圈线的轴线方向设置成多个分体，多个分体之间的距离相等，各个分体的延伸长度相等。在这种情况下，芯层的设置不仅可以有效降低音圈线的重量，提高相应的音圈的振动幅度，增大音圈的使用频率范围，而且延伸长度相等且均匀设置的芯层形成的音圈线制得的音圈，其振动较平稳，可以减小因结构不均匀引起的偏振现象。

可选地，在所述音圈线的截面上，所述线本体层具有均匀的厚度。

作为本发明的一个实施例，如图4所示，位于所述音圈线10的截面上，线本体层101具有均匀的厚度。可选地，芯层102的中心可与音圈线的截面中心重合。作为一个实施例，芯层的截面形状可以是圆形，线本体层的截面形状为圆环形，圆环的圆心与芯层的中心重合，这样圆环的宽度即为线本体层的厚度。当然，本发明的芯层和线本体层的截面形状也可以设置成其他形状，只要满足线本体层的厚度均匀即可，本发明对此不作限制。线本体层的厚度均匀可提高音圈线的结构对称性，有利于提高电流在线圈截面内的流通均匀性，减小电流趋肤效应的影响，提高线本体层的电流传导效率。同时音圈线的结构对称性有利于减小利用该音圈线制得的音圈的偏振，使发声装置具有较好声学性能。

可选地，所述线本体层的厚度范围为0.1mm-0.5mm。

作为本发明的一个实施例，如图4所示，当线本体层101的截面形状为圆环形时，芯层102设置在线本体的中心，过渡层103设置在线本体层与芯层之间，线本体层的厚度即为其表面一点在圆环径向方向上与过渡层上一点之间的距离。将线本体层的厚度设置在0.1-0.5mm范围内，利用该音圈线制成的音圈具有较小的质量，音圈能够在更大的频率范围内振动，同时能够达到的振幅较大，具有该音圈的发声装置的声学性能较好。可选地，线本体层的厚度可以是0.3mm，音圈线的线径可以是0.6mm。

可选地，所述线本体层采用单层或双层金属材料。作为本发明的一个实施例，线本体层11可以采用单层金属材料，用于电流导通。可选地，线本体层的材料可以采用金属铜，其具有导电性好、强度高、价格便宜的优点，能够降低音圈的制造成本。或者，线本体层也可以采用双层金属材料，用于电流导通。可选地，线本体层的材料可以采用铜铝双层金属材料结构，其具有导电性好、质量轻、比重小、强度高、价格便宜的优点，不仅可以降低音圈的制造成本，还可以有效改善音圈的振动性能，进而提高发声装置的声学性能。本发明的线本体层也可以采用其他金属材料或导电的非金属材料，本发明对此不作限制。

可选地，所述音圈线还包括过渡层103，所述过渡层附着在所述芯层的外表面，所述线本体层通过电镀工艺成型在所述过渡层上。

作为本发明的一个实施例，音圈线还包括过渡层。过渡层设置在线本体层与芯层之间。在本发明中，过渡层用于连接线本体层和芯层。作为一个实施例，过渡层的一侧表面与芯层连接，另一侧表面与线本体层连接，形成线本体层与芯层之间的连接过渡。可选地，线本体层通过电镀工艺成型在过渡层上。电镀就是利用电解远离在材料表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。作为本发明的一个实施例，线本体层101可以电镀的工艺成型在过渡层上。当选用电镀工艺成型所述的线本体层，其具有工艺方法简单，容易实现，生产效率高，可以形成较均匀的线本体层。本发明的线本体层也可以采用其它成型工艺成型，本领域技术人员可以根据需要选择，本发明对此不作限制。设置用于连接线本体层和芯层的过渡层，可以提高线本体层与芯层的连接强度，防止音圈线受外力作用时不同层之间出现层间脱落现象，有利于提高音圈线的整体强度。

可选地，所述芯层采用碳纤维材料。作为本发明的一个实施例，芯层可以采用碳纤维材料。碳纤维是含碳量在90％以上的一种特种纤维，具有耐高温、抗摩擦、导热、耐腐蚀等特性。碳纤维的外形呈纤维状，质地较柔软，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。利用碳纤维作为芯层，其低密度特性不仅可以有效减轻音圈线的重量，而且其较高的强度和模量可以明显提高音圈线的强度，同时其质地柔软的特性便于用音圈线制成各种形状的音圈。另外，国内生产碳纤维的厂家数量多，材料获取简单。

可选地，所述过渡层的材料为可电镀材料。作为本发明的一种实施方式，过渡层103的材料设置为可电镀材料，这样可以利用电镀工艺成型位于过渡层外的线本体层102。可选地，过渡层的材料可以是ABS塑料、LDS塑料或PP塑料，这些材料均可在其上电镀金属层，且与金属层之间的连接强度较高。当然，过渡层还可以是其他可电镀材料，本发明对此不作限制。可选地，当过渡层选用ABS、LDS或PP塑料时，可以采用加热固化的方式使过渡层结合在芯层上。本发明对过渡层与芯层的结合方式不做具体限制。

本发明还提供了一种音圈，所述音圈具有上述的音圈线。可选地，音圈使用本发明提供的音圈线绕制而成，音圈的结构可参照图3。音圈的结构可以是圆管形，也可以是回字形，本发明对此不作限制。可选地，音圈可采用单根音圈线进行绕制，也可以采用两根或多根音圈线进行绕制，对此不作具体限制。当采用多根音圈线同时绕制，可以提高音圈制作的效率。利用上述音圈线制成的音圈具有较小的重量，电流在音圈线内分布较均匀，可以减小电流趋肤效应对音圈的影响，提高音圈的振幅，扩大音圈的振动频率范围。

本发明还提供了一种发声装置，包括：振动组件，所述振动组件包括振膜和上述的音圈，所述振膜连接于所述音圈；所述振动组件被配置为通过振动发声；磁路组件，所述磁路组件被配置为为所述音圈组件提供磁场；壳体组件，所述音圈组件和所述磁路组件设置在所述壳体组件内。

具体地，发声装置包括振动组件，振动组件包括结合在一起的振膜和上文所述的音圈。可选地，振膜连接在音圈上。发声装置还包括磁路组件，磁路组件被配置为为音圈组件提供磁场。可选地，音圈悬于所述磁路组件形成的磁间隙中。发声装置还包括壳体组件，壳体组件被配置为容纳所述音圈组件和壳体组件，用于保护音圈组件和壳体组件。本发明所述的发声装置具有较小的质量，同时具备良好声学性能。

当然，本发明的振动组件也可以不包括振膜，形成的发声装置用于电子产品的屏幕发声。本发明对此不作限制。

本发明通过在音圈线内设置密度较低的绝缘芯层不仅可以有效降低音圈线的重量，提高制得的音圈的振动幅度，增大音圈的振动频率范围，从而优化发生装置的声学性能，而且芯层的设置能够减小电流趋肤效应对音圈线内部电流流通效率的影响，提高音圈线的导电效率。通过将芯层设置成碳纤维，可以提高音圈线的强度和变形能力，便于音圈的制作。在线本体层和芯层之间设置过渡层，可以使线本体层和芯层形成良好的连接，提高音圈线的强度。具有均匀厚度的线本体层可以提高音圈线的结构对称性，有利于减小音圈的偏振，从而提高发声装置的声学性能。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于发声装置的音圈线，其特征在于，包括：

线本体层，所述线本体层被配置为传输电信号；

芯层，所述芯层设置在所述线本体层内；所述芯层的密度小于所述线本体层的密度；所述芯层的电阻率大于所述线本体层的电阻率。

2.根据权利要求1所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，所述芯层沿所述音圈线的轴线方向设置。

3.根据权利要求1所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，在所述音圈线的截面上，所述线本体层具有均匀的厚度。

4.根据权利要求3所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，所述线本体层的厚度范围为0.1mm-0.5mm。

5.根据权利要求1所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，所述线本体层采用单层或双层金属材料。

6.根据权利要求5所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，所述音圈线还包括过渡层，所述过渡层附着在所述芯层的外表面，所述线本体层通过电镀工艺成型在所述过渡层上。

7.根据权利要求1所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，所述芯层采用碳纤维材料。

8.根据权利要求1所述用于发声装置的音圈线，其特征在于，所述过渡层的材料为可电镀材料。

9.一种音圈，其特征在于，所述音圈具有如权利要求1-8任一所述的用于发声装置的音圈线。

10.一种发声装置，其特征在于，包括：

振动组件，所述振动组件包括振膜和权利要求9所述的音圈，所述振膜连接于所述音圈；

磁路组件，所述磁路组件被配置为所述音圈组件提供磁场；

壳体组件，所述音圈组件和所述磁路组件设置在所述壳体组件内。

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