CN1146296C

CN1146296C - 扬声器振动膜

Info

Publication number: CN1146296C
Application number: CNB961172657A
Authority: CN
Inventors: 高桥昌德; 男; 柴田繁男; 伊藤实
Original assignee: Mogami Denki Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Mogami Denki Corp; Pioneer Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2004-04-14
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH09163488A; JP3345539B2; CN1159726A

Abstract

本发明提供一种扬声器振动膜，该振动膜包括：以一种可挠性塑料材料为主体而构成的振动膜基体；以一种金属、非金属、金属氧化物或一种合金所构成的蒸镀层。上述可挠性塑料材料为聚丙烯材料，上述的蒸镀层通过真空蒸镀操作被形成在振动膜基体表面的一部或全部上。

Description

扬声器振动膜

本发明涉及一种振动膜。特别是涉及一种使用在电动式扬声器中的扬声器振动膜。

图9显示了一种现有技术的电动式扬声器。如图9所示，这种现有技术的电动式扬声器包括：圆形底板101、设置在该底板上的圆筒形极块102、设置在圆形底板101之周边上且与圆筒形极块102形成同轴关系的环状磁铁103和环形板104。这些部件按一定的要求被排列，从而形成具有一定空间宽度的磁场间隙。

参照图9，绕有音圈105的音圈绕线管106被阻尼器107所托住，从而音圈绕线管106可在极块102之轴向作自由的移动。一圆锥形振动膜108通过其中心部分与音圈绕线管106相连接，一中心盖109被安装在绕线管106的端部。圆锥形振动膜108具有环形周边部分110，该环形周边部分110借助一垫圈112被固定在框架111上，而该框架111本身则被固定在环形板104上。与音圈105之两端相连接的一对引线105a，再与一对导电性材料的金属箔棉线113相连接。该金属箔棉线113然后被固定在框架111之侧面上的端子114。

在图9所示的现有技术之扬声器中，振动膜108、中心盖109和音圈绕线管106都属于振动部件。由于流入音圈105的电流之变化而产生了一种振动力，该振动力促使了上述振动部件的振动，于是把输入音圈105的电信号转化成声音信号。通常，为了使电信号能够准确地转化成声音信号，上述振动部件应该能产生一种理想的直线运动，从而能产生一种高质量的声音，并防止任何不希望的声音变强。为此，用来制造振动膜108(如圆锥形振动膜)和中心盖109的材料必须具有恰当的刚性和恰当的内部损失。

然而，随着扬声器使用的日益普及，一个扬声器不但必须满足上述之要求，而且还必须具有良好的外观，尤其是当扬声器被安装在汽车内时更是如此。另一方面，如果扬声器被装在汽车的车门上时，这就要求扬声器的振动膜同时还具有足够的防水性能。

为了满足上述要求，已有人建议用塑料材料来制造扬声器的振动膜和中心盖。例如，用聚丙烯塑料来制造振动膜从而获得高质量的音色和所希望的频率特性。

另一方面，虽然聚丙烯振动膜已被证实具有良好的振动膜性能和防水性能，但是由于聚丙烯分子不具有极性，所以聚丙烯振动膜难以被粘结到其他不同质的材料上去。为了解决此问题以便使得聚丙烯振动膜能获得一个良好的表面粘结性能，也已有人建议在实行粘结之前先对聚丙烯振动膜进行前处理，例如进行底涂剂处理和电晕放电处理。于是，在把聚丙烯振动膜粘结到用其他塑料、纸质材料、玻璃纤维或金属制成的音圈绕线管和中心盖上时，就不得不首先对聚丙烯振动膜进行上述前处理。结果，制造一个扬声器所需的时间就变长，因此导致制造成本的提高。

再者，由于扬声器振动膜通常是通过模塑成型加工或加热挤压加工来制成的，由于模子的设计上要受到许多限制，因此就不能够随意地获得所希望的各种外观形状的振动膜。

本发明的目的是要提供一种改进了的扬声器振动膜，从而解决上述现有技术中所存在着的问题。

根据本发明的一个方面，现已提供了这样一种扬声器振动膜，该振动膜包括：以一种可挠性塑料材料为主体而构成的振动膜基体；以一种金属、非金属、金属氧化物或一种合金所构成的蒸镀层。上述可挠性塑料材料为聚丙烯材料，上述的蒸镀层通过真空蒸镀操作被形成在振动膜基体表面的一部或全部上。

具体地说，上述蒸镀层是从Al，W，Tu，Mo，Nb，Pt，Ni，Cr，SiO，Zr，Ti，Si中选取的一种金属或非金属，或者是上述一种金属的金属氧化物，或者是含有上述2种以上金属的合金。

根据本发明的另一个方面，上述蒸镀层可呈现一种文字或图案，或者该文字或图案借助振动膜基体的未蒸镀部分被呈现。

根据本发明的又一个方面，上述振动膜进一步包括形成在上述蒸镀层上的至少一层树脂层，具体地说，该树脂层是通过在蒸镀层上涂敷甲基丙烯酸树脂或尿烷树脂来形成的。

根据本发明的再一个方面，上述蒸镀层被形成为一对音圈引线。

此外，上述蒸镀层还可按振动膜的圆周方向或半径方向被形成在振动膜基体之表面。

本发明的上述目的及其特征可通过以下的详细说明和对附图的参考来作进一步的理解。

图1a系一截面图，显示了根据本发明之第1实施例的扬声器振动膜。

图1b系一放大了的截面图，显示了图1a所示振动膜的一部分。

图2系一截面图，显示了用于本发明的真空蒸镀装置的真空室。

图3系一示意图，显示了用于本发明的真空蒸镀装置。

图4系一曲线图，显示了声压与频率之间的关系。

图5a和图5b系说明性示意图，显示了本发明的第2实施例。

图6系一截面图，显示了本发明的第3实施例。

图7系一说明性示意图，显示了本发明的第4实施例。

图8a和图8b系说明性示意图，显示了本发明的第5实施例。

图9系一截面图，显示了一种现有技术的扬声器。

以下将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1a和1b显示了根据本发明之第1实施例的扬声器振动膜。如图1a和1b所示，根据本发明第1实施例的扬声器振动膜1包括：振动膜基体2和蒸镀层3。该蒸镀层3为Ni-Cr合金，它被形成在振动膜基体2的发声面之整个表面。这里，图1b系一放大图，显示了图1a所示之振动膜的部分A。

图1a和1b所示之扬声器振动膜1可按下列过程制造。

首先，包括3(重量)％的云母和7(重量)％的碳纤维的一定量的颗粒状聚丙烯，被注入一注塑成形机(未图示)，于是获得具有一定口径的锥形振动膜基体2。

然后，采用如图2和图3所示之装置，Ni-Cr合金的蒸镀层3被真空蒸镀在每一振动膜基体2之发声面的整个表面上。然而，根据需要，这样的蒸镀层也可被蒸镀在振动膜基体2的两面(即：发声面和其背面)。

当具有蒸镀层3的振动膜基体2被粘结到音圈绕线管上去时，能获得一种良好的粘结性，从而不需要首先对振动膜基体2作任何的前处理(例如底涂剂处理)。

参照图2，在扬声器振动膜的一种典型的制造过程中，两片振动膜基体2，2借助未图示的托架被同时固定在一真空室4之内。然后，能够供应一种金属、非金属、金属氧化物或合金的蒸镀材料源5被调整为朝向两片振动板基体2，2之表面(要被施行蒸镀的表面)。再者，一加热器6被安排在靠近蒸镀材料源5的位置。

作为蒸镀材料的，我们可以使用一种金属或非金属，例如Al，W，Tu，Mo，Nb，Pt，Ni，Cr，SiO，Zr，Ti，Si，或者上述一种金属的金属氧化物，或者上述两种或两种以上金属的合金。此外，上述蒸镀材料源5也可被设计成满足这样的要求，即上述两种或两种以上的金属或非金属材料或合金，能够被同时地蒸镀在每一片振动膜基体2的一面或两面。

再者，如果一种气体被封入真空室4内，这就可能实行一种所需化合物的蒸镀。例如，金属Al在O₂气体(10^-4～10^-5托)中被实施真空蒸镀，这就可能在每一片振动膜基体2的表面形成Al₂O₃蒸镀层。另外，如果C₂H₂气体被预先封入真空室4，然后一种非金属物质Si被真空蒸镀，就能够在每一片振动膜基体2的表面形成一种SiC蒸镀层。同样地，如果预先在真空室4内封入NH₃气体，然后金属Al在NH₃气体的条件下被实施真空蒸镀，就能够在每一片振动膜基体2的表面形成一种AlN蒸镀层。

在本实施例的真空蒸镀中，所使用的蒸镀材料是Ni-Cr合金蒸镀材料，真空室4内被控制在10^-4托的压力和400～500℃之温度的条件下。在该条件下，使得Ni-Cr合金蒸镀材料得以蒸发，从而在振动膜基体2的表面形成一种Ni-Cr合金的蒸镀层。

在上述真空蒸镀过程中，真空室4内的温度可通过加热器6的容量、电流以及电压来加以测定。而Ni-Cr合金蒸镀层之厚度则可通过在真空室4内插入可滑动的玻璃棒来得到测定。在实际过程中，Ni-Cr合金蒸镀层之厚度被控制在大约1～2μm。

图3显示了真空蒸镀装置的全体图。该装置可按下述步骤进行操作。

首先，设置在一管道(与真空室4相连通的)上的阀门7被关闭，从而使得真空室4的内部空间与外部大气完全隔离。然后阀门8被打开，且低真空泵9被启动，从而除去真空室4内的残留空气。这里的低真空泵9可以是例如油封式旋转泵或吸收泵。如果采用油封式旋转泵，真空室4内可能得到的真空压力为10^-2～10^-3托。如果采用吸收泵，则真空室4内可能得到的真空压力为10^-4托或者更低一些。

此后，低真空压力计15(设置在阀门8和低真空泵9之间)被观察，从而确定真空室4内的压力是否已到达1托。如果真空室4内的压力已到达1托，阀门8被关闭，另外两个阀门10和11(最初处于关闭状态)被打开。接着，位于阀门10和11之间的一个高真空泵12被启动，从而对真空室4实行进一步的抽真空作用。在图3中，符号13代表了高真空压力计，它被设置在真空室4和阀门11之间。再者，符号14代表了液体氮的捕捉器，它被设置在阀门11和高真空泵12之间。

在本发明中，高真空泵12为油扩散泵或溅射离子泵。

通过使用图3所示的装置，真空室4的内部就可达到一个非常高的真空度，从而实行上述所需的真空蒸镀操作。

在本发明中，尽管是使用了采用真空蒸镀之方法的装置，但事实上也可以使用采用其他方法(如溅镀法)的其他装置，从而实现同样之目的。

本发明聚丙烯振动膜(经过真空蒸镀处理)之物理性质和现有技术之聚丙烯振动膜(未经过真空蒸镀处理)之物理性质被列在以下的表1中。

表1

	密度g/cm³	扬氏系数×10¹⁰dyne/cm	内部损失tanδ	传播速度×10⁵cm/sec
	密度g/cm³	扬氏系数×10¹⁰dyne/cm	内部损失tanδ	传播速度×10⁵cm/sec	现有技术	1.05	1.03	0.054	0.99
本发明	1.06	1.06	0.063	1.00	现有技术	1.05	1.03	0.054	0.99

注：在上述表1中，”现有技术”是指现有技术之聚丙烯振动膜(未经过真空蒸镀处理)，”本发明”是指本发明聚丙烯振动膜(经过真空蒸镀处理)。

从上述表1可以看出，根据本发明经过真空蒸镀处理的振动膜，与未经过蒸镀处理的振动膜相比较，具有更高的扬氏系数和更高的内部损失。

图4是一曲线图，显示了声压和频率之间的关系。在该图4中，使用了上述两种振动膜(表1中所列举的)的两种扬声器被作了比较。如图4所示，由于本发明振动膜的内部损失高于现有技术，在低频带时的声压低落现象，与现有技术的扬声器相比较已受到了大大抑制。

当经过上述蒸镀处理的扬声器振动膜，不需要在振动膜的中心部分作任何的前处理(例如进行底涂剂处理)，所以使得扬声器的制造过程显得更为简单。

在上述说明中，尽管Ni-Cr合金被真空蒸镀在振动膜的发声面之全部，但也可以仅仅被蒸镀在该发声面的一部分上。例如，图5a和图5b显示了本发明的第2个实施例，通过对扬声器振动膜的发声面之特定部分进行适当的遮掩，就能够在振动膜基体2上或者在蒸镀层3上形成所需的文字或图案。也就是说，蒸镀层3(图5a中的阴隐部分)可被形成为文字或图案，或者，这种文字或图案被形成在振动膜基体2的未蒸镀部分(图5b中的空白部分)。

因为真空蒸镀层(尤其是金属的或合金的蒸镀层)之表面会发光，即使是振动膜基体2本身是用单一色的材料制成的，而最后所获得的扬声器振动膜就会获得色彩好的外观。此外，因为经过上述处理的扬声器振动膜具有较好的防水特性，使用有这种振动膜的扬声器可被安装在室外环境中。

图6显示了根据本发明第3实施例的扬声器振动膜。如图6所示，该扬声器振动膜1不尽包括基体2和蒸镀层3，还进一步包括一树脂层16。该树脂层16可通过在蒸镀层3上涂敷甲基丙烯酸树脂或尿烷树脂来获得。因为这种树脂层16通常具有良好的粘附性能和良好的防水性能，当图6所示的振动膜被粘结到声圈绕线管上去时，就不必对振动膜的中心部分实行任何前处理(如底涂剂处理)，于是，简化了扬声器的制造过程。再者，由于树脂层16通常具有比较好的防水性能，使用有图6所示之振动膜的扬声器可被安装在室外环境。

此外，因为振动膜的发声运动而形成的振动膜的振动期间(甚至在遇到外来的摩擦或碰撞时)，蒸镀层3上所形成的树脂层16还可用来防止蒸镀层3从基体2上脱落下来。

图7显示了根据本发明第4实施例的扬声器振动膜。如图7所示，通过在振动膜基体2之特定的狭窄区域上蒸镀金属或合金，可在振动膜基体2的表面形成一对声圈引线17，17。以这种方式，就能够省去在振动膜上固定声圈引线之步骤，于是，使得整个扬声器制造过程变得更为简单。

在振动膜基体2含有较大量的碳纤维之场合下，如果一金属氧化物的蒸镀层被形成在振动膜基体2的表面，一种绝缘层于是就可被获得，从而使得音圈引线和金属箔棉线被恰当地固定在蒸镀层表面内，并使得两者之间获得良好的电接触。以这种方式，振动膜基体、音圈引线、以及金属箔棉线的绝缘处理可被容易地完成，从而简化了制造扬声器的过程。

图8a和图8b显示了根据本发明第5实施例的扬声器振动膜。如图8a和图8b所示，为了防止振动膜出现一种所为的分割性振动(这种振动通常出现在振动膜基体的振动过程中，如图8a和图8b中的虚线所示)，蒸镀层3最好是按圆形振动膜基体2的圆周方向或半径方向来排列，被形成在圆形振动膜基体2上。按照这种方式，蒸镀层3可以发挥出一种结构上的补强作用，从而抑制上述的所谓分割性振动，于是就能够抑制可能出现在上述图4上的声压突然变高或突然变低之现象。此外，还有可能按照图8a和图8b所示之图案以外的图案来形成蒸镀层，从而获得同样的目的(抑制在上述图4上可能出现的声压突然变高或突然变低之现象)。

实际上，与上述同样的蒸镀层也可被形成在中心盖109(图9)上，于是可获得与上述同样的目的。

最后必须指出的是，可以接受上述蒸镀处理的扬声器振动膜不但限于锥形振动膜，而且还包括圆盖形振动膜和扁形振动膜。此外，不但是电动型扬声器，而且是电磁型扬声器、压电型扬声器和静电型扬声器中的振动膜均可按照以上所述之方法接受蒸镀处理。

Claims

1.一种扬声器振动膜，包括：

以一种可挠性塑料材料为主体而构成的振动膜基体；

以一种金属、非金属、金属氧化物或一种合金所构成的蒸镀层；

上述的蒸镀层通过真空蒸镀操作被形成在振动膜基体表面的一部或全部上；

上述可挠性塑料材料为聚丙烯材料。

2.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀层是从Al，W，Tu，Mo，Nb，Pt，Ni，Cr，SiO，Zr，Ti，Si中选取的一种金属或非金属，或者是上述一种金属的金属氧化物，或者是含有上述2种以上金属的合金。

3.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀层是Ni-Cr合金。

4.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀层之厚度为1-2μm。

5.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀层呈现一种文字或图案，或者该文字或图案借助振动膜基体的未蒸镀部分被呈现。

6.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀操作是在10^-4-10^-8托的压力和400-500℃的温度下进行的。

7.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是该振动膜进一步包括形成在上述蒸镀层上的至少一层树脂层。

8.根据权利要求7所述的扬声器振动膜，其特征是上述树脂层是通过在上述蒸镀层上涂敷甲基丙烯酸树脂或尿烷树脂来形成的。

9.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀层被形成为一对音圈引线。

10.根据权利要求1所述的扬声器振动膜，其特征是上述蒸镀层按振动膜的圆周方向或半径方向被形成在振动膜基体之表面。