CN112788496A - 一种定心支片及发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定心支片及发声装置，该定心支片包括第一连接部、平面弹性部及第二连接部，所述第一连接部的一侧被配置为与发声装置的音圈配合连接；所述第一连接部的端部向另一侧弯折延伸形成所述平面弹性部，所述平面弹性部与第一连接部在同一平面内；所述第二连接部连接在平面弹性部远离第一连接部的一端，所述第二连接部被配置为固定连接在发声装置内；所述定心支片由金属线绕制成型为线状，所述金属线线材的杨氏模量为0.7～3e11pa，所述金属线线材的力学劲度Kms为0.2～2N/mm。

Description

一种定心支片及发声装置

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域，更具体地，涉及一种定心支片及发声装置。

背景技术

随着科技的快速发展，音频设备的普及率越来越高，人们对音频设备的要求不仅仅局限于音频的播放，而是对音频设备的可靠性提出了更多要求。在音频设备中，发声装置是一种常用的电子元器件，其主要用于音频信号的播放，其可靠性直接影响了带有发声装置的音频设备的功能。

定心支片是发声装置的基本构件之一，它的主要作用是确保音圈在磁间隙中的正确位置，保持音圈在受力时，振动系统只沿轴向往复运动和提供振动系统作往复运动时的弹力。现有技术中的定心支片在轴向上下起伏呈波浪状，且材质为纤维材料，此种结构及材质的定心支片不仅在发声装置的高度方向上占用空间较大，并且，受限于材料，很难将定心支片的Kms(力学劲度)做的很小，在发声装置振动位移较大时，定心支片提供的顺性变差，很难降低单体的F0。另外，现有的定心支片，在高温高湿的环境下，容易变形，其硬度发生变化，耐疲劳性比较差。

有鉴于此，需要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种定心支片及发声装置的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种定心支片，该定心支片包括：

第一连接部，所述第一连接部的一侧被配置为与发声装置的音圈配合连接；

平面弹性部，所述第一连接部的端部向另一侧弯折延伸形成所述平面弹性部，所述平面弹性部与第一连接部在同一平面内；

第二连接部，所述第二连接部连接在平面弹性部远离第一连接部的一端，所述第二连接部被配置为固定连接在发声装置内；

所述定心支片由金属线绕制成型为线状，所述金属线线材的杨氏模量为0.7～3e11pa，所述金属线线材的力学劲度Kms为0.2～2N/mm。

可选地，所述平面弹性部的宽度从第一连接部向第二连接部的方向逐渐增大，所述平面弹性部的宽度方向的两个侧边的延伸线在第一连接部远离第二连接部的方向相交为一点形成一锐角。

可选地，所述锐角的角度不小于10°。

可选地，所述锐角的角度大于20°。

可选地，所述平面弹性部中每弯折一次为一个弯折道，所述弯折道的数量不小于三。

可选地，所述平面弹性部中每弯折一次为一个弯折道，相邻两个所述弯折道之间的间距不大于1.5mm。

可选地，相邻两个所述弯折道之间的间距大于定心支片的金属线的线径。

可选地，所述定心支片的金属线的线径为0.2-0.5mm。

可选地，所述定心支片的金属线的线径为0.3-0.4mm。

可选地，所述第一连接部、平面弹性部及第二连接部为一体成型。

可选地，所述平面弹性部设置为一个，所述第一连接部的一个端部呈S形弯折延伸形成所述平面弹性部。

可选地，所述平面弹性部设置为两个，所述第一连接部的两端均呈S形弯折延伸以分别形成两个所述平面弹性部。

可选地，所述第一连接部在两个平面弹性部之间呈弧形。

可选地，所述第一连接部在两个平面弹性部之间呈折线状。

可选地，所述平面弹性部远离第一连接部的一端弯折为弯钩结构以形成第二连接部。

根据本发明的另一个方面，提供了一种发声装置，其包括：

振动系统，所述振动系统包括结合在一起的振膜、音圈、音圈骨架以及如上所述的定心支片；

磁路系统，所述磁路系统具有磁间隙，所述音圈悬于所述磁间隙中；

外壳，所述外壳被配置为用于容纳所述振动系统和磁路系统；

所述音圈绕设于所述音圈骨架上，所述振膜与所述音圈骨架的一端连接，所述定心支片的第一连接部与音圈骨架的外侧壁或音圈的根部区域连接；所述定心支片的第二连接部固定在所述外壳上。

本发明的一个技术效果在于，通过将定心支片设置为平面结构且由金属材质制成，能够为发声装置节省很大的空间，有利于将发声装置做得更加小巧；并且，本发明的定心支片选用金属材质绕制成型，相较于现有技术中的纤维等材料可以将定心支片的Kms做小，使其能够在大位移振动下提供较好的顺性，降低发声装置的F0；另外，本发明的定心支片，受高温高湿环境的影响较小，耐疲劳性较优秀。

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为本发明一种定心支片的主视结构示意图一；

图2为本发明一种定心支片的主视结构示意图二；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明一种定心支片的主视结构示意图三；

图5为图4的侧视图；

图6为不同的锐角α所对应的力学劲度Kms值曲线图；

图7为不同的弯折道数及弯折道的间距所对应的力学劲度Kms值曲线图；

图8为相邻两个弯折道之间均为等间距分布且间距为0.4mm的示意图；

图9为相邻两个弯折道之间均为等间距分布且间距为0.6mm的示意图；

图10为相邻两个弯折道之间均为等间距分布且间距为1.1mm的示意图；

图11为不同的线径所对应的力学劲度Kms值曲线图；

图12为发声装置安装现有定心支片及安装本发明定心支片时的阻抗曲线图；

图13为发声装置安装现有定心支片及安装本发明定心支片时的失真曲线图。

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。

参考图1-图5所示，本发明实施例提供了一种定心支片，该定心支片包括第一连接部1，平面弹性部2，第二连接部3，所述第一连接部1的一侧被配置为与发声装置的音圈配合连接；所述第一连接部1的端部向另一侧呈S形弯折延伸形成所述平面弹性部2，所述平面弹性部2与第一连接部1在同一平面内；所述第二连接部3连接在平面弹性部2远离第一连接部1的一端，所述第二连接部3被配置为固定连接在发声装置内；所述定心支片由金属线绕制成型为线状，所述金属线线材的杨氏模量为0.7～3e11pa，所述金属线线材的力学劲度Kms为0.2～2N/mm。

现有技术中的定心支片整体为环状结构，其在轴向方向上下起伏成型为波浪纹状，并且现有技术中的定心支片一般都安装在发声装置的磁路系统与振膜之间，通常是连接在音圈骨架的外侧壁上，定心支片在振动时需要在轴向方向上占用一定的空间，受限于此，很难将发声装置的高度做得很小。本发明实施例设计了一种全新的定心支片，其平面弹性部2与第一连接部1位于同一平面内，将本发明的定心支片安装到发声装置上，该定心支片在发声装置的高度方向上占用的位置比较小，能够为发声装置节省很大的空间，有利于将发声装置做得更加小巧。进一步地，本发明实施例的定心支片为一体绕制而成的线状结构，该成型方式在工艺上便于操作，易于生产加工。

在一个实施例中，所述第一连接部1、平面弹性部2及第二连接部3均为金属材质。在一个实施例中，所述金属材质为磷青铜、铁、钢或者合金材质中的任意一种。

现有技术中的定心支片的材质一般都是纤维材料，例如conex(间位芳纶)、混纺、布，这样制成的定心支片在发声装置发生大位移振动时顺性较差，并且在高温高湿环境下容易变形，硬度容易发生变化，耐疲劳性较差；本发明的定心支片由金属制成，一方面，其能够在大位移振动下提供较好的顺性，并且受高温高湿环境的影响较小，耐疲劳性较优秀。另一方面，由于定心支片采用金属材质，因此可以实现导电的功能，可以借助定心支片结构本身实现内外部电路的导通，这样就不再需要单独设置锦丝线，也节省了竖向上需要为锦丝线顺线所预留的空间，有利于将发声装置做的更为轻薄。经过试验验证，制成该定心支片的金属材质选择磷青铜、铁线、钢线、合金线均可。当然，这几种材料只是技术人员借助于有限的实验所验证出的可选材料，但并不用于限定本发明。

进一步地，本发明实施例的定心支片由金属线绕制成型为线状，所述金属线线材的杨氏模量为0.7～3e11pa，金属线线材的杨氏模量处于这个数值范围时，金属线抵抗形变的能力比较优秀，具有较好的耐疲劳性，并且能够为发声装置的振膜提供较好的缓冲作用。经过测试发现，如果金属线线材的杨氏模量低于0.7e11pa，则制作成的定心支片在发声装置发生大位移振动时有可能发生塑性形变导致损坏；如果金属线线材的杨氏模量高于3e11pa，则制作成的定心支片刚度较高，不能在发声装置中为振膜提供良好的缓冲作用。

进一步地，所述金属线线材的力学劲度Kms为0.2～2N/mm，这一参数设定进一步保证了该定心支片不仅能够为发声装置的振膜提供足够的缓冲作用，并且在发声装置发生较大位移的振动时不会产生塑性形变导致损坏。

在一个实施例中，参考图4所示，所述平面弹性部2的宽度从第一连接部1向第二连接部3的方向逐渐增大，所述平面弹性部2的宽度方向的两个侧边的延伸线在第一连接部1远离第二连接部3的方向相交为一点形成一锐角α。即平面弹性部2构成一个近似于扇形的形状。在一个实施例中，所述锐角α的角度不小于10°。进一步地，在更加优选的方案中所述锐角α的角度大于20°。

经过测试发现，锐角α的角度值对于该定心支片的力学劲度有着非常明显的影响，参考图6所示，在其他参数相同的情况下，锐角α的角度值越大，力学劲度Kms值降低，则该定心支片的线性表现越好。具体测试数据可参见下表1所示：

表1

锐角α的角度值	kms(N/mm)	变化量％@2mm
			15°	1.02	23.5％
25°	0.565	7％
			35°	0.325	2％

通过表1可知，当锐角α的角度值为15°时，该定心支片的力学劲度Kms值为1.02N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为23.5％；当锐角α的角度值为25°时，该定心支片的力学劲度Kms值为0.565N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为7％；当锐角α的角度值为35°时，该定心支片的力学劲度Kms值为0.325N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为2％。

在一个实施例中，所述平面弹性部2中每弯折一次为一个弯折道，所述弯折道的数量不小于三。在一个实施例中，所述平面弹性部2中每弯折一次为一个弯折道，相邻两个所述弯折道之间的间距不大于1.5mm，在更加优选的实施例中，所有相邻两个弯折道之间均为等间距分布。

参考图7所示，经过测试发现，在其他参数相同的情况下，平面弹性部2中弯折道的数量越大，即弯折的次数越多，则该定心支片的力学劲度Kms值降低，则该定心支片的线性表现越好；并且，相邻两个所述弯折道之间的间距越小，即弯折得越紧密，则该定心支片的力学劲度Kms值降低，则该定心支片的线性表现越好。通俗地讲，当该定心支片的平面弹性部2弯折得越紧密且弯折的次数越多时，该定心支片的线性表现更好。具体测试数据可参见下表2所示：

表2

弯折道数/间距	kms(N/mm)	变化量％@2mm
			8道/0.4mm	0.473	5％
6道/0.6mm	0.565	7％
			4道/1.1mm	0.683	8.7％

通过表2可知，当平面弹性部2共弯折8次形成8个弯折道，且相邻两个弯折道之间均为等间距分布且间距为0.4mm时(参考图8所示)，该定心支片的力学劲度Kms值为0.473N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为5％，对应于图7中的曲线d；当平面弹性部2共弯折6次形成6个弯折道，且相邻两个弯折道之间均为等间距分布且间距为0.6mm时(参考图9所示)，该定心支片的力学劲度Kms值为0.565N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为7％，对应于图7中的曲线c；当平面弹性部2共弯折4次形成4个弯折道，且相邻两个弯折道之间均为等间距分布且间距为1.1mm时(参考图10所示)，该定心支片的力学劲度Kms值为0.683N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为8.7％，对应于图7中的曲线b。

在一个实施例中，相邻两个所述弯折道之间的间距大于定心支片的金属线的线径。在一个实施例中，所述定心支片的金属线的线径为0.2-0.5mm。在一个更加优选的实施例中，所述定心支片的金属线的线径为0.3-0.4mm。

参考图11所示，经过测试发现，制成该定心支片的金属线的线径值对于该定心支片的力学劲度有着非常明显的影响，在其他参数相同的情况下，线径越大，相应的力学劲度Kms增大，则该定心支片的线性表现变差，但线性表现变化并不明显；考虑到定心支片的整体强度，并不能将金属线的线径选择得过小，太小线径的金属线制成的定心支片将达不到强度的要求，因此将定心支片的金属线的线径定为0.3-0.4mm时，在既能保证定心支片强度要求的同时保证其力学劲度和线性表现。具体测试数据可参见下表3所示：

表3

金属线的线径	kms(N/mm)	变化量％@2mm
			0.3mm	0.565	7％
0.33mm	0.81	6.1％
			0.35mm	1.01	6.1％

通过表3可知，当金属线的线径为0.3mm时，由该金属线制成的定心支片的力学劲度Kms值为0.565N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为7％；当金属线的线径为0.33mm时，由该金属线制成的定心支片的力学劲度Kms值为0.81N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为6.1％；当金属线的线径为0.35mm时，由该金属线制成的定心支片的力学劲度Kms值为1.01N/mm，定心支片的平面弹性部2在发生2mm的弹性形变时弹力变化量为6.1％；

在一个实施例中，所述第一连接部1、平面弹性部2及第二连接部3为一体成型。即整个定心支片由一根金属线绕制成型为线状，该成型方式在工艺上便于操作，易于加工。

在一个实施例中，参考图1所示，所述平面弹性部2设置为一个，所述第一连接部1的一个端部呈S形弯折延伸形成所述平面弹性部2。在该实施例中，第一连接部1的长度与平面弹性部2中的最小宽度基本保持一致，整个定心支片的尺寸较小。

在另一个实施例中，参考图2-图5所示，所述平面弹性部2设置为两个，所述第一连接部1的两端均呈S形弯折延伸以分别形成两个所述平面弹性部2。在该实施例中，第一连接部1的长度较长，两个平面弹性部2对称分布在第一连接部1的两个端头。

在一个实施例中，参考图2、图3所示，所述第一连接部1在两个平面弹性部2之间呈弧形。并且，在第一连接部1的中间形成外凸的结构，以增强该定心支片与发声装置的音圈连接的稳定性。

在一个实施例中，参考图4、图5所示，所述第一连接部1在两个平面弹性部2之间呈折线状。并且，在第一连接部1的中间形成外凸的结构，以增强该定心支片与发声装置的音圈连接的稳定性。

在一个实施例中，所述平面弹性部2远离第一连接部1的一端弯折为弯钩结构以形成第二连接部3。该弯钩结构的弯折圈数可以为一圈或者至少两圈，当弯钩结构的弯折圈数为至少两圈时，至少两圈弯钩结构在竖直方向上的正投影重叠。设置一圈弯钩结构，可使得第二连接部3也与平面弹性部2、第一连接部1位于同一个平面内，保证产品的平面度。该弯钩结构的第二连接部3用于与发声装置固定在一起，增加弯钩结构的弯折圈数有利于将第二连接部3与发声装置固定得更加稳固。

本发明实施例还提供了一种发声装置，其包括振动系统，磁路系统，外壳，所述振动系统包括结合在一起的振膜、音圈、音圈骨架以及如上所述的定心支片；所述磁路系统具有磁间隙，所述音圈悬于所述磁间隙中；所述外壳被配置为用于容纳所述振动系统和磁路系统；所述音圈绕设于所述音圈骨架上，所述振膜与所述音圈骨架的一端连接，所述定心支片的第一连接部1与音圈骨架的外侧壁或音圈的根部区域连接；所述定心支片的第二连接部3固定在所述外壳上。

当所述定心支片的平面弹性部2设置为一个时，该定心支片在发声装置内设置的数量一共为四个，即在发声装置内一共有四个平面弹性部2，并且该四个定心支片相对于音圈的中心呈对称式分布，在该实施例中，定心支片可以选择安装在音圈的根部区域。

当所述定心支片的平面弹性部2设置为两个时，该定心支片在发声装置内设置的数量为两个，并且该两个定心支片相对于音圈的中心呈对称式分布在该实施例中，定心支片可以选择安装在音圈骨架的外侧壁。当然，无论哪种形式的定心支片，理论上来讲，安装在音圈骨架的外侧壁上或者安装在音圈的根部区域都是可行的。

近年来，发声装置比如扬声器单体的发展趋势为减小体积、提高灵敏度且降低谐振频率F0；为了获得较低的谐振频率F0，需要发声装置内的定心支片提供较小的力学劲度kms，或者提供较大的振动质量Mms，但是在增加振动质量的同时，发声装置的灵敏度会降低，所以，减小定心支片的力学劲度kms是比较直接可行的方式。但是传统的定心支片受制于其结构及材质，很难将定心支片的力学劲度kms做得比较小，同时耐疲劳性也会降低，容易出现定心支片破裂的现象，降低产品的使用寿命。

使用本发明的定心支片，通过调整该定心支片的形状、金属线的线径以及其余参数，可以调整定心支片的力学劲度kms。经过验证，本发明的定心支片能够达到较好的效果。参考图12及图13所示，本发明所验证的一个实施例中，定心支片kms＝0.56N/mm，传统定心支片kms＝0.82N/mm，本发明的定心支片kms对称性也明显好于传统定心支片，安装本发明的定心支片后，发声装置的谐振频率F0及总谐波失真THD明显降低。

如图12所示，曲线b表示现有技术中的定心支片安装在发声装置中时所对应的阻抗曲线，曲线c表示将本发明实施例的定心支片安装在发声装置中时所对应的阻抗曲线，通过曲线对比可知，图b中发声装置的F0曲线的顶点在195Hz左右，而图c中发声装置的F0曲线的顶点在170Hz左右，也就是说使用本发明实施例的定心支片降低了发声装置的谐振频率F0。

如图13所示，曲线b和c分别示出了将现有技术定心支片和本发明实施例定心支片应用在发声装置中的失真曲线，通过对比可知，在同一个频段内，采用本发明实施例的定心支片的THD值低于采用现有技术定心支片的THD值，尤其是在100-300Hz频段范围内，本发明实施例定心支片对降低THD具有明显的贡献：在100Hz频点，现有技术中对应的THD值小于16％但大于14％，而本发明实施例对应的THD则小于10％，在200Hz频点，现有技术中对应的THD值小于5％，约在4％左右，而本发明实施例对应的THD则小于2.5％，约在2％左右；在300Hz频点，现有技术中对应的THD值小于2.5％，约在2％左右，而本发明实施例对应的THD则小于2％，约在1％左右。因此可见，无论是对发声装置的F0，还是THD，应用本发明实施例的定心支片均有明显的降低，从而优化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 (16)

1.一种定心支片，其特征在于，包括：

第一连接部，所述第一连接部的一侧被配置为与发声装置的音圈配合连接；

平面弹性部，所述第一连接部的端部向另一侧弯折延伸形成所述平面弹性部，所述平面弹性部与第一连接部在同一平面内；

第二连接部，所述第二连接部连接在平面弹性部远离第一连接部的一端，所述第二连接部被配置为固定连接在发声装置内；

所述定心支片由金属线绕制成型为线状，所述金属线线材的杨氏模量为0.7～3e11pa，所述金属线线材的力学劲度Kms为0.2～2N/mm。

2.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述平面弹性部的宽度从第一连接部向第二连接部的方向逐渐增大，所述平面弹性部的宽度方向的两个侧边的延伸线在第一连接部远离第二连接部的方向相交为一点形成一锐角。

3.根据权利要求2所述的定心支片，其特征在于，所述锐角的角度不小于10°。

4.根据权利要求3所述的定心支片，其特征在于，所述锐角的角度大于20°。

5.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述平面弹性部中每弯折一次为一个弯折道，所述弯折道的数量不小于三。

6.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述平面弹性部中每弯折一次为一个弯折道，相邻两个所述弯折道之间的间距不大于1.5mm。

7.根据权利要求5或6所述的定心支片，其特征在于，相邻两个所述弯折道之间的间距大于定心支片的金属线的线径。

8.根据权利要求7所述的定心支片，其特征在于，所述定心支片的金属线的线径为0.2-0.5mm。

9.根据权利要求8所述的定心支片，其特征在于，所述定心支片的金属线的线径为0.3-0.4mm。

10.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述第一连接部、平面弹性部及第二连接部为一体成型。

11.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述平面弹性部设置为一个，所述第一连接部的一个端部呈S形弯折延伸形成所述平面弹性部。

12.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述平面弹性部设置为两个，所述第一连接部的两端均呈S形弯折延伸以分别形成两个所述平面弹性部。

13.根据权利要求12所述的定心支片，其特征在于，所述第一连接部在两个平面弹性部之间呈弧形。

14.根据权利要求12所述的定心支片，其特征在于，所述第一连接部在两个平面弹性部之间呈折线状。

15.根据权利要求1所述的定心支片，其特征在于，所述平面弹性部远离第一连接部的一端弯折为弯钩结构以形成第二连接部。

16.一种发声装置，其特征在于，其包括：

振动系统，所述振动系统包括结合在一起的振膜、音圈、音圈骨架以及如权利要求1-15中任一项所述的定心支片；

磁路系统，所述磁路系统具有磁间隙，所述音圈悬于所述磁间隙中；

外壳，所述外壳被配置为用于容纳所述振动系统和磁路系统；

所述音圈绕设于所述音圈骨架上，所述振膜与所述音圈骨架的一端连接，所述定心支片的第一连接部与音圈骨架的外侧壁或音圈的根部区域连接；所述定心支片的第二连接部固定在所述外壳上。

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