CN113163303A - 一种发声装置的振膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发声装置的振膜，包括复合层，所述复合层包括至少一层基材层和至少一层加强层，所述基材层为泡沫金属层，所述加强层为弹性体层，所述基材层的至少一个表面结合有所述加强层。与相关技术相比，本发明的振膜具有高模量密度比、高阻尼的性能和更优良的散热性能，能有效改善发声装置高频阶段的频响曲线，减小失真，提升高音音质，保证了发声装置的声学稳定性。

Description

一种发声装置的振膜
技术领域
本发明属于发声装置技术领域，尤其涉及一种发声装置的振膜。
背景技术
随着电子设备的不断发展，对其各组件的性能要求越来越高，对其组件的其他要求也越来越多，比如组件的轻质化，对音频设备而言，这意味着要求振膜等结构能够满足大模量密度比的要求。并且，为了获得良好的瞬时响应和音质，还要求振膜应当具有适当的阻尼。现有发声装置的振膜中，主要采用PMI发泡材料复合结构，这种结构由于材料本身结构及特性限制，阻尼较低，高频存在明显的分割振动，造成高频响应曲折不平，音质较差。并且该类材料易吸水，吸水后模量降低，影响产品正常使用。随着产品外观越来越轻薄，功率越来越大，音圈随之产生大量热量，长时间高强度工作情况下，音圈产出的高热量在狭小空间内无法快速散热，作为与音圈直接接触的振膜通常不具有良好的导热性能，难以将音圈产生的热量快速导出，随着热量累积容易使振膜受热变形，使声学性能变差。
发明内容
针对以上不足，本发明的目的在于提供一种发声装置的振膜，旨在满足振膜所需要的阻尼和模量密度比的要求，提升发声装置的高频阶段的音质效果，同时，本发明振膜散热性能更优，可以更有效导出音圈产生的热量，提升发声装置声学性能。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种发声装置的振膜，包括复合层，所述复合层包括至少一层基材层和至少一层加强层，所述基材层为泡沫金属，所述加强层为弹性体材料，所述基材层的至少一个表面结合有所述加强层。
优选地，所述泡沫金属为泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛、泡沫铜镍、泡沫铁镍中的至少一种。
优选地，所述泡沫金属为通孔、半通孔或者闭孔形态。
优选地，所述泡沫金属是通孔形态，通孔的延伸方向与振膜的振动方向相同。优选地，所述泡沫金属密度位于0.1g/cm3-0.8g/cm3之间的范围内，所述泡沫金属的厚度≤3mm，所述泡沫金属的比模量(模量/密度)≥5GPa·cm3/g。
优选地，所述弹性体材料可以为天然橡胶、合成橡胶或热塑性弹性体的一种或多种。
优选地，所述合成橡胶为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醚橡胶中的任意一种，所述热塑性弹性体为聚氨酯类、聚酯类、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚氯乙烯类、聚酰胺类中的任意一种。
优选地，所述复合层厚度是0.1mm-3mm。
优选地，所述弹性体质量与所述泡沫金属质量比在10％-25％之间的数值范围内，所述弹性体厚度占所述振膜总厚度的5％-20％。
优选地，所述振膜还包括折环，所述复合层结合于所述折环的中心位置。
优选地，所述复合层包括一层基材层和一层加强层，所述振膜的最外层为所述加强层。
优选地，所述复合层包括两层加强层和设置于两层所述加强层之间的基材层。优选地，所述复合层包括多层基材层和多层加强层，所述基材层和所述加强层间隔设置，所述振膜的最外层为所述加强层。
优选地，所述加强层还包括金属箔，所述金属箔结合于所述基材层远离所述弹性体的一侧表面。
优选地，所述加强层还包括工程塑料，所述工程塑料结合于所述基材层远离所述弹性体的一侧表面。
本发明中发声装置的振膜与现有技术相比，有益效果在于：
泡沫金属既具有金属材料的高强度、高模量、耐高温高湿等特性，同时具有低密度等优异性能，减小振膜的质量。由于泡沫金属具有良好的导热性能，有助于更有效地将所述音圈通电后产生的热量导出，使所述振动系统具有良好的散热效果，保证了采用该振膜的发声装置的声学稳定性。弹性体具有高弹性、高阻尼的性能，泡沫金属与弹性体材料复合，复合料具有高比模量、高阻尼等特性，从而使发声装置的频响曲线高频阶段更平滑，减少曲线高低起伏，同时能有效改善高频分割振动，减小失真，提升高音音质。
附图说明
图1为本发明第一实施例的截面结构示意图。
图2为本发明振膜的截面结构示意图。
图3为本发明第一实施例与现有技术频响曲线对比图。
图4为本发明第一实施例与现有技术失真曲线对比图。
图5为本发明第二实施例的振膜截面结构示意图。
图6为本发明第三实施例的振膜截面结构示意图。
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。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。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。
实施例一
结合图1和图2，本发明的第一实施例涉及一种应用于发声装置的振膜，包括结合于振膜中心位置的复合层，结合于复合层外缘的折环部4以及自折环部4延伸并固定于壳体的固定部。
具体来说，本实施例应用于发声装置的振膜的复合层包含一层加强层1 和一层基材层2，基材层2的远离振膜一侧的表面结合有加强层1。
本发明的基材层2为泡沫金属层，相对于传统PMI发泡体材料，泡沫金属既具有低密度、高模量密度比等性能，同时具有金属材料的高强度、高模量、耐高温高湿等特性，减小振膜质量的同时在高温高湿环境下保持优异性能。同时泡沫金属相对于传统PMI发泡材料具有良好的导热性，有利于热量的快速导出。
本实施例泡沫金属可以为通孔、半通孔或闭孔等形态。优先的，选用通孔形态，有助于减少自身质量，降低自身密度，提升振膜的模量密度比。通孔的延伸方向与振膜的振动方向相同，采用通孔形态且采用与振膜振动方向相同的延伸方向，能够更有效地将音圈通电后产生的热量导出，使所述振动系统具有良好的散热效果，保证了采用该振膜的发声装置的声学稳定性。
泡沫金属可以为泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛、泡沫铜镍、泡沫铁镍中的一种或者多种。实际使用中，技术人员可以根据材料不同的特性及产品具体的需求选择其中一种或几种复合材料使用。
本发明实施例泡沫金属密度在0.1g/cm3-0.8g/cm3之间，厚度≤3mm，比模量(模量/密度)大于等于5GPa·cm3/g。事实上，泡沫金属厚度太大，会缩小振膜振动空间，密度太大，振膜整体质量随之增大，影响振膜自由振动，导致频响曲线越低，声音响度越低。比模量数值越高，频响曲线越高，声音响度越大。如附图3所示，应用本发明振膜，相对于现有技术，高频曲线，尤其是5KHz之后的曲线更为平滑，曲线高低起伏更平缓，输出的高音音质更好。
本发明的加强层1为弹性体层，现用发声装置的振膜的加强层1主要为工程塑料类、金属箔类，该类材料由于材料本身结构及特性限制，阻尼较低，高频存在明显的分割振动，造成高频响应曲折不平，失真较大。弹性体材料质感柔软，具有很高的拉伸强度和断裂伸长率，和现用加强层材料相比，具有高弹性、高阻尼的性能，应用本发明振膜和现有技术相比，提升振膜阻尼，减小系统失真，对比曲线如附图4所示，可以看出，应用本发明振膜，高频失真减小，尤其是5KHz之后的高频失真减小，发声装置发出的声音清晰、柔和不刺耳。
弹性体可以为天然橡胶、合成橡胶或热塑性弹性体的一种或者多种。其中，合成橡胶可以为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醚橡胶等；热塑性弹性体可以为聚氨酯类、聚酯类、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚氯乙烯类、聚酰胺类等。
本发明振膜复合层厚度是0.1mm-3mm，弹性体质量与泡沫金属质量比在 10％-25％之间，弹性体厚度占振膜总厚度的5％-20％。弹性体厚度过薄，振膜阻尼过小，输出曲线高低不平，声音刺耳不愉悦；厚度过厚，密度过大，输出声音沉闷不响亮。本发明取值范围，能得到较好的音质效果。
其中，本发明振膜还包括折环4，复合层结合于折环4的中心位置。
本发明所采用的振膜为由工程塑料(如PEEK、PAR、LCP等)、弹性体材料(如TPU、TPEE、硅橡胶等)、胶膜(如丙烯酸酯类胶、有机硅类胶等) 等中的一种或多种材料复合组成，厚度在0.02mm-0.5mm之间；振膜与复合层之间通过胶黏剂或双面胶进行粘结。
应用本发明振膜，复合层选用弹性体和泡沫金属的结合，能够得到高比模量，高阻尼，散热性能更好的振膜。发声装置的频响曲线高频阶段更平滑，尤其是5KHz之后的高频曲线高低起伏更平缓，同时能有效改善高频分割振动，减小失真，整体上提升高音音质，提升发声装置的声学稳定性。
实施例二
请参阅图5所示，本发明实施例二的复合层包括两层弹性体层1和设置于弹性体层1中间的泡沫金属层2。和实施例一的区别是泡沫金属层2的两侧都结合有弹性体层1。其中，两侧的弹性体层1可以采用相同或者不同的弹性体材料。
实施例三
请参阅图6所示，本发明实施例三的复合层包括一层弹性体层1、一层工程塑料层3和设置于中间的泡沫金属层2。和实施例二的区别是泡沫金属层2 远离弹性体层1的一侧结合有工程塑料层3，如PEEK、PAR、LCP等。其中，工程塑料层3也可以替换成金属层，如铝箔。
上述实施方式是本发明的具体实施方式，实际应用中，振膜的复合层结构不限于上述实施例，可以在形式和细节上对本发明做各种改变，例如，也可以是其他多层复合结构，复合层可以包括多层弹性体层1和多层泡沫金属层2，所述弹性体层1和所述泡沫金属层2间隔设置，所述振膜的最外层为所述弹性体层1。
与相关技术相比，本发明的振膜，包括复合层，所述复合层包括至少一层基材层和至少一层加强层，所述基材层为泡沫金属，所述加强层为弹性体材料，所述基材层的至少一个表面结合有所述加强层。弹性体具有高弹性、高阻尼的性能，泡沫金属既具有金属材料的高强度、高模量、耐高温高湿等特性，同时具有低密度等优异性能，减小振膜的质量。泡沫金属具有良好的导热性能，有助于更有效将所述音圈通电后产生的热量导出，使所述振动系统具有良好的散热效果，保证了采用该振膜的发声装置的声学稳定性。泡沫金属与弹性体材料复合，复合料具有高比模量、高阻尼等特性，从而使发声装置的频响曲线高频阶段更平滑，减少曲线高低起伏，同时能有效改善高频分割振动，减小失真，提升高音音质。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (15)

1.一种发声装置的振膜，包括复合层，其特征在于，所述复合层包括至少一层基材层和至少一层加强层，所述基材层为泡沫金属，所述加强层为弹性体材料，所述基材层的至少一个表面结合有所述加强层。
2.如权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述泡沫金属为泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛、泡沫铜镍、泡沫铁镍中的至少一种。
3.如权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述泡沫金属为通孔、半通孔或者闭孔形态。
4.如权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述泡沫金属是通孔形态，通孔的延伸方向与振膜的振动方向相同。
5.如权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述泡沫金属密度位于0.1g/cm3-0.8g/cm3之间的范围内，所述泡沫金属的厚度≤3mm，所述泡沫金属的比模量(模量/密度)≥5GPa·cm3/g。
6.如权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述弹性体材料可以为天然橡胶、合成橡胶或热塑性弹性体的一种或多种。
7.如权利要求6所述的振膜，其特征在于，所述合成橡胶为丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醚橡胶中的任意一种，所述热塑性弹性体为聚氨酯类、聚酯类、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚氯乙烯类、聚酰胺类中的任意一种。
8.如权利要求1所述的振膜，其特征在于，所述复合层厚度是0.1mm-3mm。
9.如权利要求8所述的振膜，其特征在于，所述弹性体质量与所述泡沫金属质量比在10％-25％之间的数值范围内，所述弹性体厚度占所述振膜总厚度的5％-20％。
10.如权利要求1-9所述的振膜，其特征在于，所述振膜还包括折环，所述复合层结合于所述折环的中心位置。
11.如权利要求10所述的振膜，其特征在于，所述复合层包括一层基材层和一层加强层，所述振膜的最外层为所述加强层。
12.如权利要求10所述的振膜，其特征在于，所述复合层包括两层加强层和设置于两层所述加强层之间的基材层。
13.如权利要求10所述的振膜，其特征在于，所述复合层包括多层基材层和多层加强层，所述基材层和所述加强层间隔设置，所述振膜的最外层为所述加强层。
14.如权利要求10所述的振膜，其特征在于，所述加强层还包括金属箔，所述金属箔结合于所述基材层远离所述弹性体的一侧表面。
15.如权利要求10所述的振膜，其特征在于，所述加强层还包括工程塑料，所述工程塑料结合于所述基材层远离所述弹性体的一侧表面。
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