CN116636234A - 扬声器换能器 - Google Patents

Abstract

一种扬声器换能器(1)，包括扬声器膜(2)和连接到所述扬声器膜(2)的膜外周边(4)以用于驱动该扬声器膜(2)的两个驱动构件(3)。基本上刚性的支撑构件(5)连接到所述两个驱动构件(3)中的每一个并在该两个驱动构件之间延伸，其中，所述支撑构件(5)连接到所述扬声器膜(2)并且沿该扬声器膜延伸。

Description

扬声器换能器

技术领域

本发明涉及一种扬声器换能器，例如用于扩音扬声器系统的扬声器换能器。

背景技术

扬声器换能器在现有技术中是公知的，例如包括锥形的扬声器膜和相对于该扬声器膜在其背侧同轴布置的膜驱动器或致动器的扬声器换能器。

平面类型的扬声器换能器在本领域中也是已知的，其中扬声器换能器包括平面的扬声器膜和沿该扬声器膜的表面布置的多个膜驱动器。

尽管公知的同轴锥形的扬声器换能器允许高的性能和保真度，但是由于扬声器膜和膜驱动器的同轴布置，该同轴锥形的扬声器换能器不太适合较小的扬声器系统。平面类型的扬声器换能器由于基本上扁平的扬声器膜而确实允许更扁平的扬声器设计。

国际专利公开文献WO2019/117706公开了一种扬声器装置，该扬声器装置具有框架、两个相反指向的膜片和两个扬声器驱动器，每个扬声器驱动器具有至少一个磁驱动器用以在操作中驱动两个相反指向的膜片。扬声器阻尼器与两个相反指向的膜片中的每一个相关联，并且具有被布置成由相关联的至少一个磁驱动器驱动的线圈支架、被布置成将膜片固定地附接到扬声器阻尼器的膜片连接构件、和被布置成将扬声器阻尼器固定到框架的阻尼器框架连接构件。扬声器阻尼器还包括布置在膜片连接构件与阻尼器框架连接构件之间的阻尼器腿构件。

发明内容

本发明试图提供一种改进的扬声器换能器，该扬声器换能器允许重量轻、耐用且甚至更小形状因子的扬声器设计，该扬声器设计具有优异的性能和声音保真度。

根据本发明，提供了一种前言中所提到的类型的扬声器换能器，该扬声器换能器包括扬声器膜和连接到该扬声器膜的膜外周边以用于驱动该扬声器膜的两个驱动构件、以及连接到该两个驱动构件中的每一个并在该两个驱动构件之间延伸的基本上刚性的支撑构件，其中，该支撑构件连接到扬声器膜并且沿该扬声器膜延伸。

根据本发明，支撑构件附接到扬声器膜并且沿该扬声器膜延伸，使得增加该扬声器膜的刚度。特别地，因为扬声器膜在操作期间仅在该扬声器膜的膜外周边处被驱动，由于驱动力集中在并局限于膜外周边处，因此这趋于使扬声器膜变形。本发明的支撑构件允许作用在膜外周边上的驱动力(例如，推/拉)沿着扬声器膜分布和扩散。因为扬声器膜被支撑构件加强，这提高了扬声器换能器的耐用性，改善了膜刚度和破膜频率(membrane break-up frequency)的性能，并且降低了发出“异音(rub-and-buzz)”的几率。

在有利的实施例中，支撑构件沿着扬声器膜的一侧或两侧延伸，使得可以实现扬声器膜的特定刚度和因此特定的动态行为。此外，在特定应用中用于扬声器换能器的可用空间可以允许支撑构件仅在扬声器膜的一侧或两侧上。

在示例性实施例中，支撑构件包括在两个驱动构件之间延伸的一个或多个翅片/肋部，并且其中每个翅片/肋部附接到扬声器膜，并且远离该扬声器膜基本上垂直地伸出。在该实施例中，翅片部中的每一个可以被视为支撑构件的附接到两个驱动构件之间的扬声器膜并沿着该扬声器膜延伸的相对薄的扁平部分，并且其中每个翅片部沿平行于扬声器膜在操作期间的运动方向的方向远离扬声器膜伸出。由于基本上垂直于扬声器膜延伸离开，使翅片部中的每一个可以提供给扬声器膜的刚度最大化。此外，在扬声器膜上垂直布置的翅片部保持扬声器膜的用于移动空气的最大表面积。此外，翅片部中的每一个使添加到扬声器换能器的总移动重量的重量最小化。

在其他示例性实施例中，每个翅片部具有从扬声器膜测量的翅片高度，其中该翅片高度是扬声器膜的厚度的至少三倍。该实施例确保了每个翅片部为扬声器膜提供足够的刚度，但使添加到扬声器换能器的总移动重量的重量最小化。

附图说明

下面将参考附图更详细地讨论本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的扬声器换能器的侧视图；

图2示出了根据本发明的实施例的扬声器换能器的俯视图；

图3示出了根据本发明的实施例的扬声器换能器的第一透视图；其中

图4示出了根据本发明的实施例的扬声器换能器的第二透视图。

具体实施方式

图1至图3各自示出了根据本发明的实施例的扬声器换能器1的侧视图、俯视图和透视图。如所描绘的，扬声器换能器包括扬声器膜2和连接到该扬声器膜2的膜外周边4以驱动该扬声器膜2的两个驱动构件3、以及连接到该两个驱动构件3中的每一个并在其之间延伸的基本上刚性的支撑构件5，其中该支撑构件5连接到扬声器膜2并且沿该扬声器膜2延伸。扬声器换能器的这样的组件可以例如用于如本申请的发明人相同的国际专利公开文献WO2019/117706中所描述的扬声器装置中，并且该国际专利公开通过引用并入本文。

如所描绘的，支撑构件5附接到扬声器膜2并且沿该扬声器膜2延伸，使得该扬声器膜2的刚度增加。特别地，因为扬声器膜2在操作期间仅在该扬声器膜2的膜外周边4处被驱动，由于驱动力集中在并局限于膜外周边4处，因此这趋于使扬声器膜变形。然而，支撑构件5允许作用在膜外周边4上的驱动力(例如，推/拉)沿着扬声器膜2分布和扩散。因此，扬声器膜2被支撑构件5加强，并且这提高了扬声器膜2的耐用性，改善了破膜频率(membranebreak-up frequency)性能，并且降低了“异音(rub-and-buzz)”的几率。

当扬声器膜2是平面膜时，支撑构件5是特别有利的，否则该平面膜在没有支撑构件5的情况下可能显示出过多的变形。注意，圆锥形的扬声器膜2当在扬声器换能器1在使用中需要结构加强以实现最佳动态行为并使变形最小化时，支撑构件5对于该圆锥形的扬声器膜2是同样有利的。

在典型的实施例中，两个驱动构件3中的每一个被布置成与互补驱动构件6(诸如，永磁体或电子控制的磁体(例如，音圈)等)相互作用。因此在实施例中，驱动构件3中的每一个可以分别包括用于与互补音圈(voice coil)或永磁体相互作用的永磁体或音圈。这允许关于驱动构件3中的每一个是用于驱动扬声器膜2的主动驱动构件还是被动驱动构件的设计灵活性。

在驱动构件3中的每一个包括音圈的情况下，则提供如下有利的实施例，其中通过沿着支撑构件5延伸的有线连接来连接音圈。

在实施例中，两个驱动构件3中的每一个是环形的驱动构件3，并且其中每个环形的驱动构件3的驱动器外周边7连接到扬声器膜2的膜外周边4。在该实施例中，在扬声器膜2与“并排”连接到膜外周边4的驱动构件3中的每一个之间实现了完全偏心的布置，参见图2。结果，扬声器膜2和驱动构件3中的每一个被布置在基本上扁平形状的容积中，从而产生扁平的扬声器换能器1。然后，借助于基本上刚性的支撑构件5，来自驱动构件3中的每一个的作用在膜外周边4上的驱动力沿着扬声器膜2分布，以用于该扬声器膜2的最佳动态行为。值得注意的是，由于扁平的偏心设置，对于一给定的空间，扬声器换能器1可以有更大的位移或移动，从而进一步优化该扬声器换能器1的性能。

将纵向方向限定为扬声器膜2在操作期间的运动方向，该实施例则明显避免了现有技术中的扬声器膜和膜驱动器的(很)占用空间的同轴布置。

如进一步描绘的，例如在图2中，两个驱动构件3可以沿膜外周边4相对地布置，使得作用在膜外周边4上的局部驱动力沿该膜外周边4均匀地分布。也就是说，该实施例可以被视为两个驱动构件3之间的膜外周边4的两个相对段是基本上相同长度的。如此，在两个驱动构件3之间所绘制的假想的直线穿过扬声器膜2的中心点“C”。例如，如果支撑构件5是直的支撑构件，则该支撑构件5将沿最短路径连接两个驱动构件3并且使该两个驱动构件3之间的刚度最大化。

回到互补驱动构件6，从图1至图3可以观察到，在实施例中，环形的驱动构件3中的每一个可以被布置成接收延伸穿过该驱动构件的互补驱动构件6，其中两个互补驱动构件6中的每一个可以是圆柱形的互补驱动构件6。通过为圆柱形的互补驱动构件6中的每一个选择合适的长度，可以容易看出，可以使用多个扬声器换能器1，每个扬声器换能器1利用相应地与两个互补驱动构件6相互作用的两个环形的驱动构件3。多个扬声器换能器1然后可以以纵向方向方式布置，从而共享两个圆柱形的互补驱动构件6。这将允许例如“背靠背”布置(未示出)，其具有最小尺寸但是具有最佳性能。

如图3所描绘的，在实施例中，支撑构件5可以仅沿着扬声器膜2的一侧延伸，因此其中支撑构件5不沿着扬声器膜2的不可见的一侧延伸。当一侧支撑是足够的并且可能沿着该不可见侧没有用于支撑构件5的空间时，该实施例可是有利的。

图4示出了根据本发明的实施例的扬声器换能器1的第二透视图。如所描绘的，在该实施例中，支撑构件5附接到扬声器膜1的相对侧并且沿该扬声器膜1的相对侧延伸，如图3所看到的。因此，在有利的实施例中，支撑构件5可以沿着扬声器膜2的两侧延伸以(获得)最佳刚度，从而改善性能。

可以以各种方式实施支撑构件5。例如，在实施例中，支撑构件5可以包括在两个驱动构件3之间延伸的一个或多个翅片部8，并且其中翅片部8中的每一个附接到扬声器膜2，并且从该扬声器膜2基本上垂直地伸出。

在该实施例中，翅片部8中的每一个可以被视为支撑构件5的附接到两个驱动构件3之间的扬声器膜2并沿着该扬声器膜2延伸的相对薄的扁平部分，并且其中翅片部8中的每一个沿纵向方向(即，平行于扬声器膜2在操作期间的运动方向的方向)远离扬声器膜2伸出。由于基本上垂直于扬声器膜2延伸远离，使翅片部8中的每一个可以提供给扬声器膜的刚度最大化。此外，在扬声器膜2上垂直布置的翅片部8保持扬声器膜2的用于移动空气的最大表面积S，因此维持了高性能。此外，翅片部8中的每一个使添加到扬声器换能器1的总移动重量的重量最小化。

在示例性实施例中，翅片部8中的每一个具有与扬声器膜2的厚度基本上相等的厚度t。这最大化了扬声器膜2的用于使空气移位的表面积S，同时仍然为扬声器膜2提供足够的结构刚度。此外，厚度t为膜片的高质量、高速制造提供了有利的尺寸。

在另一示例性实施例中，翅片部8中的每一个具有如从扬声器膜2开始测量的翅片高度h，其中该翅片高度h是扬声器膜2的厚度的至少三倍。这也确保了扬声器膜2的足够刚度，同时提供了扁平的扬声器换能器1。值得注意的是，翅片高度h可以例如受到靠近扬声器换能器1的物理对象的限制，以避免在当扬声器换能器1使用时与该扬声器换能器1发生碰撞。这样的物理对象也可以是如上所提及的用于获得两个扬声器换能器1的“背对背”布置的另一个扬声器换能器1。这样的物理对象也可以是在这样的“背对背”布置中位于两个相对的扬声器换能器1之间的对象。

如图2进一步所描绘的，在实施例中，一个或多个翅片部8中的每一个可以是直的翅片部，从而实现具有最大抗弯性但沿着扬声器膜2仍然具有良好的力分布和扩散的短翅片部8。在具体实施例中，一个或多个翅片部8中的一个翅片部可以延伸穿过扬声器膜2的中心点C以实现用于使刚度最大化的最短翅片部。

在另一实施例中，一个或多个翅片部8中的每一个可以从膜外周边4的第一周边部分9延伸到该膜外周边4的第二周边部分10。在该实施例中，例如图2所描绘的，翅片部8中的每一个在膜外周边4上的两个位置之间沿着扬声器膜2完全延伸。也就是说，翅片部8中的每一个从第一周边部分9到第二周边部分10完全跨越扬声器膜2。该实施例确保了支撑构件5维持尽可能多的表面积S，并且每个翅片部8有效地有助于扬声器膜2的刚度。当然，在该实施例中，可以理解第一周边部分9和第二周边部分10是不同的。

在示例性实施例中，如图2所示，支撑构件5可以包括如上所提及的多个翅片部8，并且其中这些多个翅片部8形成平行延伸布置的翅片部8。两个驱动构件3之间的这种平行布置进一步有助于沿着扬声器膜2施加在膜外周边4上的驱动力的最佳分布和扩散。此外，平行延伸布置提高了扬声器膜2的扭转硬度。

在图2的实施例中，还描绘了多个翅片部8中的两个翅片部8a、8b可以间隔开一个分离距离Df，该分离距离Df等于或大于每个驱动构件3的驱动器外周边7的直径。这允许直的或弧形的翅片部8a、8b直接连接到两个驱动构件3中的每一个，同时也被最大程度地分离，以用于沿着扬声器膜2的最佳驱动力分布。图2示出了示例性实施例，其中两个翅片部8a、8b中的每一个都是用于沿着扬声器膜2的最短跨度并且用于最大刚度的直的翅片部。然而，在替换实施例中，可以设想到，这些翅片部8a、8b中的每一个都以弧形方式沿着扬声器膜2延伸以实现沿着扬声器膜2的期望的力分布。

无论以上提及的一个或多个翅片部8如何布置在两个驱动构件3之间，在两个驱动构件3中的每一个包括音圈的情况下，则可以通过沿着该一个或多个翅片部8中的一个或多个延伸的有线连接来连接这些音圈。

值得注意的是，支撑构件5和扬声器膜2可以是一体地形成的，并因此形成一体件以用于实现扬声器构件2的最大刚度。因此，在有利实施例中，一个或多个翅片部8也可以与扬声器膜2一体地形成以使刚度最大化并因此改善动态性能。

根据本发明，当然可以设想到，多于两个的驱动构件3可以沿着扬声器膜2的膜外周边4布置并且连接到该膜外周边4(未示出)。在这种情况下，支撑构件5可以在多于两个的驱动构件3之间以各种不同的方式延伸。例如，在实施例中，扬声器换能器1可以包括连接到扬声器膜2的膜外周边4并沿该膜外周边4均匀分布的三个驱动构件3。基本上刚性的支撑构件5然后可以连接到三个驱动构件3中的第一驱动构件和第二驱动构件，并且连接到该三个驱动构件3中的第一驱动构件和第三驱动构件。以这种方式，获得附接到扬声器膜2并沿着该扬声器膜2延伸的Y形的支撑构件52，以用于扬声器膜2的最佳驱动力分布和刚度。然后以类似于以上描述的实施例的方式，Y形的支撑构件5可以包括在第一驱动构件和第二驱动构件以及第一驱动构件和第三驱动构件之间延伸的一个或多个翅片部8。同样地，然后每个翅片部8附接到扬声器膜2并沿该扬声器膜2延伸，并且从该扬声器膜2基本上垂直地(即，沿纵向方向)伸出。

如将理解的，在又一实施例中，支撑构件5可以在第一驱动构件和第二驱动构件、第一驱动构件和第三驱动构件以及第二驱动构件和第三驱动构件之间延伸以进一步改善力沿扬声器膜2的分布。

上面已经参考如附图中所示的多个示例性实施例描述了本发明。一些部分或元件的变型和替代实施方式是可以的，并且被包括在所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (15)

1.一种扬声器换能器(1)，包括扬声器膜(2)和连接到所述扬声器膜(2)的膜外周边(4)以用于驱动所述扬声器膜(2)的两个驱动构件(3)、以及连接到所述两个驱动构件(3)中的每一个并在所述两个驱动构件之间延伸的基本上刚性的支撑构件(5)，其中，所述支撑构件(5)连接到所述扬声器膜(2)并且沿所述扬声器膜(2)延伸。

2.根据权利要求1所述的扬声器换能器，其中，所述两个驱动构件(3)中的每一个是环形的驱动构件，并且其中每个环形的驱动构件(3)的驱动器外周边(7)连接到所述扬声器膜(2)的所述膜外周边(4)。

3.根据权利要求1或2所述的扬声器换能器，其中，所述两个驱动构件(3)沿所述膜外周边(4)相对地布置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述支撑构件(5)沿所述扬声器膜(2)的一侧或两侧延伸。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述支撑构件(5)包括在所述两个驱动构件(3)之间延伸的一个或多个翅片部(8)，并且其中每个翅片部(8)附接到所述扬声器膜(2)并且远离所述扬声器膜(2)基本上垂直地伸出。

6.根据权利要求5所述的扬声器换能器，其中，每个翅片部(8)具有从所述扬声器膜(2)测量的翅片高度(h)，其中所述翅片高度(h)是所述扬声器膜(2)的厚度的至少三倍。

7.根据权利要求5或6所述的扬声器换能器，其中，每个翅片部(8)是直的翅片部。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的扬声器换能器，其中，每个翅片部(8)从所述膜外周边(4)的第一周边部分(9)延伸到所述膜外周边(4)的第二周边部分(10)。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述支撑构件(5)包括多个所述翅片部(8)，并且其中所述多个翅片部(8)形成平行延伸布置的翅片部(8)。

10.根据权利要求9引用权利要求2时所述的扬声器换能器，其中，所述多个翅片部(8)中的两个翅片部(8a、8b)以分离距离(Df)间隔开，所述分离距离(Df)等于或大于每个驱动构件(3)的所述驱动器外周边(7)的直径。

11.根据权利要求5-8中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述一个或多个翅片部(8)中的一个翅片部延伸穿过所述扬声器膜(2)的中心点(C)。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述两个驱动构件(3)中的每一个分别包括用于与互补音圈或永磁体相互作用的音圈或永磁体。

13.根据权利要求12所述的扬声器换能器，其中，所述两个驱动构件(3)中的每一个包括音圈，并且其中通过沿所述支撑构件(5)延伸的有线连接来连接两个所述音圈。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述支撑构件(5)与所述扬声器膜(2)是一体形成的。

15.根据权利要求1-15中任一项所述的扬声器换能器，其中，所述扬声器膜(2)和所述两个驱动构件(3)布置在基本上扁平形状的容积内。