CN1306732A - 扬声器 - Google Patents

Abstract

一种面板扁平或椭圆的扬声器,其一个或多个各向异性膜片(14,15)由双表层波纹聚丙烯共聚物(棱条波纹材料)或波纹纸板制成,材料的纵向弯曲强度大一横向弯曲强度。膜片由驱动部分(16)带动振动。驱动部分(16)有一个磁铁(17)和音圈(18)。这种扬声器的磁铁(17)装在后膜片(15)上,音圈(18)装在前膜片(14)上。两膜片(14,15)的边缘装在框架(11)上,驱动部分(16)装在框架和膜片所封闭的空间中。

Description

扬声器

发明领域

本发明涉及扬声器，特别适用于，但并不仅限于象画那样挂在墙上的扬声器。

背景

扁平式扬声器面世，那是好几年的事了，例如，独立式静电式扬声器。然而，为产生令人满意的声级，这类扬声器必须是大型的，因而是向外突出的，价钱既不便宜，音响频率响应和音响分布型式又不太令人满意。

迄今已设计出的其它类型的扁平式、挂墙式扬声器有各色各样，但不是频率响应差劲就是立体声性能欠佳。

本发明概述

按照本发明的一个方面，本发明提供的场声器，其第一膜片大致呈平面，能振动，从而从起码其正面发出音响来，扬声器的驱动部分借助电流的变化工作，产生作用到第一膜片上变化着的力，力变化的形式与变化着的电流有关，这种扬声器的特征在于，驱动部分在一个或多个预选好的位置与第一膜片连接，或者装在一个构件上，构件又在一个或多个预选好的位置与膜片连接。

膜片的材料最好是各向异性的(在其各主轴线的特性不同)。

更理想的情况是，膜片材料(没有孔眼)在材料平面一个方向的弯曲强度远大于沿材料垂直于第一方向的平面中一条线的弯曲强度。

在最佳实施例中，膜片材料的纵向弯曲强度约为其横向弯曲强度的两倍，这特别适用于矩形或椭圆形面板。

扬声器最好有一个相当坚实的有一个前表面和一个后表面的外围框架，所述第一膜片横贯着前表面，所述后膜片横贯着一个后面，从而使扬声器的内部空间充分密闭。

为方便起见，驱动部分设在远离框架的所述空间中。

有利地，驱动部分设在所述空间外面远离框架。

驱动部分最好与所述两膜片都连接，从而可以将随电流的变化而变化的力作用到所述膜片上，促使起码其中之一膜片挠曲，并从膜片在扬声器外的表面发出音响信号。

为方便起见，所述两膜片都柔韧，驱动机构以双极性的方式使膜片工作，即两膜片外移或内移都一起进行。

最好是其中一个所述膜片柔韧，另一个膜片坚硬。

为方便起见，驱动部分在所述一个或多个预选好的位置装在膜片上，所述位置远离膜片外围边缘。

驱动部分装在一个装在柱子上的物体上，装到所述各位置的膜片上有利。

最好所述各位置选取得不致妨碍膜片在一种或多种自然振动方式下的挠曲。

所述第一膜片和/或所述后膜片可以是双表层聚丙烯共聚物，大约3毫米厚。

为方便起见，所述或各膜片每平方米约500克或以下重，其抗拉强度约28兆帕斯卡或以上，其回跳硬度为67或以上。

所述或各膜片的表面最好用电晕放电处理，以提高漆或纸对它的附着力或膜片对框架的附着力。

为方便起见，所述膜片或各膜片结构的一部分形成有多个纵向肋条，肋条多半在一个表面上，但最理想的情况是在内部(即为光滑的前表面和后表面所覆盖)。这些肋条最好由波纹材料等之类的芯体形成，呈方形或矩形，各边缘长400毫米左右。

驱动部分有两个共轴音圈有利，各音圈固定在不同的其中一个所述膜片上，与吊在所述音圈之间中心位置的一个磁铁配合工作。

为方便起见，所述膜片或各膜片应略带槽纹或呈波纹状或略呈弧形，为的是提高扬声器的音响性能。

扬声器内部可以构成一个密封箱，不然也可以通过框架或通过一个或两个所述膜片形成一个或多个端口或通气口。

第一膜片最好由挤塑的塑料板材制成，其整体的前部与表层由垂直于所述表层、紧密间隔的平行壁连接起来。

按照本发明的另一个方面，本发明提供的扬声器，其膜片大致呈平面，能振动，从而从起码其正面发出音响来，扬声器的驱动部分借助电流的变化工作，产生作用到膜片上变化着的力，力变化的形式与变化着的电流有关，其中膜片由平行的前后两板材制成，所述板材为多个在所述板材之间延伸开的间壁间隔开，所述间壁彼此平行，且大致垂直于所述板材延伸开，或者总的呈偏菱形或正弦波纹状。

最好膜片是双皮层聚丙烯共聚物制成，各间壁大致垂直于所述平行板材。

不然膜片也可以是纸或纸板做的，所述间壁大致呈波纹状，用粘结剂固定到平行板的对置内表面上。

驱动器以有一个磁铁为宜，磁铁的一个磁极在磁路上与磁轭连续，磁铁的另一个磁极与磁轭间隔一个空气隙配置，音圈通过该空气隙工作，音圈固定得使其驱动膜片。

最好磁铁是个圆柱形永久磁铁，磁轭与其共轴线，所述空气隙呈环状。更理想的情况是，磁铁为高强度的永久磁铁，例如钕磁铁。

磁轭由在氢气中经过极其缓慢退火的低氧纯铁制成有利。

音圈在偏离其没有电流通过线圈时处在所述空气隙中的轴向部分单位长度的圈数以增加为宜。

为此目的，音圈绕成单层，各线圈在所述轴线部分的部位彼此间隔开。音圈最好由纯铜制成(但也可采用铝线)。

不然或此外，可以在音圈远离所述轴线部分的部位绕上比所述单层更多的圈数。

按照本发明的又另一个方面，本发明提供的扬声器，其膜片能振动，从而从起码其前表面发出音响来，扬声器的驱动部分借助于变化着的电流工作，以便在膜片上产生变化着的力，这个力变化的方式与变化着的电流有关，其中驱动部分的音圈借助于材料面板与所述膜片连接，所述面板由一定的材料制成，其尺寸使音圈和膜片起码毗邻面板的部分在低音频范围下大致以同样的振幅和相位振动，而在较高的音频范围使膜片的起码所述部分及其毗邻的部分以较低的振幅和/或不同于音圈的相位振动，从而在所述较高的范围下使扬声器发出的音响的大部分是从面板毗邻音圈的表面发出的。

膜片最好是平面膜片。

从扬声器静止部分到膜片毗邻面板的所述部分应接上起阻尼作用的板材为宜。

阻尼材料可以是布料或布质材料。

阻尼材料最好是多孔的或开有许多孔眼的，好让空气通过其中。

附图简介

现在参看附图仅仅举例的方式说明本发明的一个实施例。附图中：

图1是本发明扬声器的正视图；

图2是沿图1的Ⅱ～Ⅱ线截取的剖视图；

图3示出了另一个实施例的后视图和侧视图；

图4是扬声器组成部分的部分透视图；

图5是另一个实施例的剖面；

图6是图5中所示实施例的第一后视图；

图7是图4中所示组成部分的第二经修改的后视图；

图8是另一个实施例的横截面。

图9是图8横截面中所示音圈的侧视图。

说明实例1

附图中，扁平扬声器10有一个方形周边框架11，由中密度纤维板制成为宜。框架11的各外缘以400毫米长为宜。框架由固定到框架11顶部的一些环或其它扣件13的线或绳12吊起来。

从图中特别是图2中可以看到，扬声器10的前面部分由前膜片14覆盖着，膜片14的边缘用适当的粘结剂环绕固定和密封到框架11的前表面。同样，扬声器10的后面部分由膜片15覆盖着，膜片15用粘合剂固定和密封到框架11的后表面。这样，扬声器10的内部构成密封箱。一般说来，400毫米方形扬声器在膜片14的前后表面之间的厚度为30毫米。

研究的结果表明，适合用作前后膜片14,15的材料是厚约3毫米、每平方米约500克或以下的双表层聚丙烯共聚物板。板材最好带槽纹，抗拉强度约28兆帕斯卡或以上，回跳硬度67或以上。材料的表面最好经电晕放电处理过，目的是提高油漆或墙纸对膜片14,15外表面的粘附性能和膜片14,15内表面对框架11的附着性能。板材最好层叠式的，有一个肋条、导管或波纹等之类构成的核心。这类材料有一种叫做“标棱条波纹材料”，这是根据其内纵向“波纹”或结构的形状而命名的，见图4(下面即将谈到)。另一种实用的材料是质轻的波纹板。

驱动部分16位于毗邻膜片14,15中心的位置。驱动部分与一般锥形扬声器中使用的类似，有一个磁铁17和一个配套的音圈18，磁铁17可以是永久磁铁或电磁铁。音圈18装有一般的线圈，由引线19将其连接到扬声器18后面的端子20。磁铁17例如用粘合剂固定到后膜片15的内表面，音圈18固定到前膜片14的内表面。驱动部分14的尺寸和前后膜片15的间距取得使音圈18工作时处于相对于磁铁17正确的位置，而且在其中处于真正中心的位置。

扬声器10内部可起码充以纤维材料或其它吸声材料或空置着，这视乎扬声器10所要求的音响性能而定。同样，还可以配备一个或多个通过框架11或膜片14,15的端口或通风口。

这里介绍的扬声器10是方形的，但也可以是圆的、椭圆的、长方形的、多边形的或其它适当形状。必要时，驱动部分16可以设在扬声器10内几个适当的位置。

在另一个实施例中，前膜片14或后膜片15可用相当坚硬的材料。此外，磁铁17可装在前膜片14上，音圈18装在后膜片15上。

在某些应用场合，可能最好需要配备两个共轴音圈18，分别固定在不同的膜片14,15上，与另在中心位置的磁铁17配合工作。相反，两磁铁17也可设在膜片14,15上，与另在中心位置的音圈18配合工作。

各膜片14,15的两个表面都可略带波形槽，且两膜片也可以不是扁平的，而是呈波形或不然弯曲，以改进扬声器10的音响性能。实例2

图3中，框架11和膜片15都省略了。磁铁17装在板21上，板21装在柱体22的膜片14上。柱体22在膜片14上的位置是经过精心选择的，使其不致妨碍膜片以其中一个自然状态(例如如线条23所示)的挠曲动作。磁铁17可以装在板21与膜片14之间，也可以装在板21后面，如图中所示。

图3中所示的扬声器可以从膜片14的顶边下吊，也可以从板21或柱体22下吊。

图4示出了前膜片14优先可选取的结构。膜片14由整体挤塑厚约3-5毫米的聚乙烯组成，其前后表层25,26由连续的纵向间壁27连接起来，前后表层25,26之间为空气隙。在此结构的情况下，膜片14的材料是各向异性的，其纵向弯曲强度一般大约为横向弯曲强度的两倍左右。

这样，这种材料特别适用于矩形扬声器，例如边长为200毫米×100毫米、能用这类材料制成更大或更小的平板。实例3

图5示出的扬声器，其后面板28由厚约12毫米的定制硬木制成，磁铁17固定在后面板28的中心。框架11在距面板28前表面大约3-5毫米的位置将前膜片14固定住。音圈18固定在膜片14的中心孔，从而夹持在磁铁17的间隙中。中心孔由一个固定在音圈18中的中凹部分球形盖29封闭住。

为使膜片14可以按要求振动，面板28(如圈6中所示)上开有一排通孔或端口30。端口30的大小和位置是经过精心选择，使扬声器10的频率响应平稳。

不然或除此之外还可以通过粘结上增加质量的材料31来改善频率响应曲线，如图7中所示。适用的材料有加有金属或矿物质粒料的沥青板。

要进一步调节频率性能可以给膜片14或面板28的前表面的部位附上声吸收材料32，如图7中所示。要给音圈18提供电气信号非常方便，只要通过粘附在膜片14一个表面的铜箔条加上去即可。实例4

圈8和图9中，扬声器110有一个膜片111，这稍后即将说明。膜片111的外缘由相当坚硬的金属或塑料盘112的外缘夹持住。为此，盘112配备有一个板片113，膜片111就搁在板片113上，由大致笔直的壁114固定就位，并由盘112的边缘部分115夹持着，边缘部分115在膜片111的外缘折叠或翻转。盘112的中心部分呈杯形116，里面装着圆柱形磁轭117。这样，盘112的作用是使磁轭117在膜片111的中心，磁轭117在中心用螺钉119固定。

磁轭117用于形成磁路的一部分，因而最好由经过在氢中慢慢退火的低氧纯铁制成。永久磁铁118用粘合剂与磁轭117同轴线固定。磁铁118的一个磁极与磁轭117的上部内表面磁接触，另一个磁极毗邻材料和厚度与磁轭117的凸缘120相同的盘135。这样，凸缘120与磁铁118的上部分之间形成有环形磁间隙。圆柱形音圈通过间隙121延伸。磁轭材料的作用是使磁通的磁力线保持在磁轭117内，从而最大限度地减少不希望有的外部磁场，还使磁通集中在整个间隙121中。

在通过膜片111的一个孔眼123中，薄材料(例如一般0.25毫米厚的铝)面板124固定就位。面板124向外翻的凸缘125固定到膜片111上。音圈122用粘合剂固定到面板124形成的一个槽126中，从而固定在间隙121的中心位置。阻尼环127对膜片111中心部位的振动起阻尼作用。阻尼环127可以是布料或布质材料，最好是带波纹，用粘合剂固定到凸缘120的上表面，或固定到凸缘125和/或膜片111上。

盘112和膜片111和面板124一起可形成气密的密闭空间，但若择优的话，可以在盘112上开多个孔或通孔。扬声器110内的内部空间可以装纤维或泡涞塑料的吸声材料。面板124的厚度和材料选择得使例如面板124在高达1000赫的频率下起大致坚硬构件的作用，并在交流电流通过音圈122的线圈128时使膜片111的毗邻部位与其一起振动。在5000赫以上的频率下，面板124的挠曲处在这样的状态，从而使其周边和膜片111的毗邻部位振动的幅度比音圈122和面板124的中心部位小得多。因此，在这些高频情况下，音响几乎全从面板124的中心部位发出。在这些频率之间，音响只从膜片11的小部位和从面板124的各部分发出。

为在音圈122大幅度偏振时改进扬声器110的频率响应，可以使线圈128朝其端部的单位长度圈数比线圈中心部分的多。这可以通过将中心的各线圈彼此间隔开，或通过将整个长度的各圈绕制得密密地，并加上一层或多层129毗邻其端部来达到。线圈都绕制在形成有多孔137的线圈架136上。

研究的结果表明，膜片111适合的材料为大约3毫米厚、每平方米大约500克或以下的双表层聚丙烯共聚物板。最好膜片111的抗拉强度约为128兆帕斯卡或以上，回跳硬度为67或以上。材料的表面最好经过电晕放电处理，以提高油漆、墙纸等对膜片111的附着力。膜片111最好是层叠片，具泡沫核心，或具肋条、导管、波纹板等诸如此类。若其核心是泡沫的，则泡沫最好是不相同的(或盖板制成一定形状或增强过)。例如，泡沫核心可如此制成一定形状或增强过，使一个方向的韧性大于另一个方向的。

膜片111可以由厚约3至5毫米、前后表层130,131由连续纵向壁130连接起来、前后表层之间形成空气间隙的整体挤塑的聚乙烯组成。按这种结构，膜片111的材料是各向异性的，其纵向弯曲强度一般约为横向弯曲强度的两倍。因此，这种材料特别适宜制造矩形扬声器，例如各边200毫米×100毫米长的那一种。

图8示出了夹持环138、薄铝片等之类的应用。环138有一个凸缘139可在膜片111的外表层130上下压。整体的圆柱形部分140可下推至孔眼123的边缘与面板124圆柱形部分的外表面之间，面板124有一个肋条142可扣入环138的部分140的槽141中。必要时，肋条142和槽141的位置可以对调。最佳实施例的优点

容易制造。

造价低，但音响效果好。

膜片材料质轻，特别适用于矩形或椭圆形面板。

可以量测。

扬声器或膜片可制成多种不同的大小或形状，或不难掩饰成其它物品。

本发明适用于A5码或较小的面板扁平的扬声器，这些扬声器特别适合多媒体市场，特别适宜装在汽车的仪表盘或汽车的门上。可以取任何方位工作，且视乎设计的情况而定可以配备或不配备周边框架。其它方案

可以采用一个或多个驱动部分，这视乎膜片的大小而定。扬声器可以通过开设端口或增加重量加以调节。附图中示出了在后面板上开端口的情况(图6和7)，但同样的端口也可开设在膜片的材料上。面板是卧式时可用诸如糖等之类的粉料加以调节，从而可以在面板上看到各波节。

膜片可以制成任何形状(例如必要时可以取不规则的轮廓)，不一定非扁平不可，但最好是扁平的。

材料可采用棱条波纹材料或波纹纸板以外的其它材料。最好材料质轻、坚硬但柔韧。在一些最佳实施例中使用过厚3毫米的一般挤塑棱条波纹材料，但在大多数应用场合可采用2毫米与5毫米之间其它厚度的材料。面板加大可能需要更多的驱动部分和更厚的棱条波纹材料膜片。

这种扬声器可以掩饰成汽车的一部分、家具的一部分或箱子、绘画或任何物品的一部分，无论大大小或形状上再也没有任何限制。在一个实例中，我们将扁平面板式扬声器装成汽车的仪表盘，在另一个应用场合我们将绘画制成扬声器的形式。

最后，在不脱离本发明在下面的权利要求书中提出的范围的前提下是可以对上述实施例进行其它种种修改或更改的。

Claims (22)

1．一种扬声器，包括大致呈平面状的第一膜片，能振动，从而起码从其正面发出音响来，扬声器的驱动部分借助电流的变化工作，产生作用到第一膜片上变化着的力，力变化的形式与变化着的电流有关，所述扬声器的特征在于，平面第一膜片的材料是各向异性的，驱动部分在一个或多个预选好的位置与第一膜片连接，或者装在一个构件上，构件又在一个或多个预选好的位置与膜片连接。

2．如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，扬声器的外围框架相当坚实，所述第一膜片延伸横穿前表面，而后膜片延伸横穿后表面，从而使扬声器的内部空间充分密闭。

3．如权利要求2所述的扬声器，其特征在于，

驱动部分与所述两膜片都连接，因而可以将随电流的变化而变化的力作用到所述膜片上，促使起码其中之一膜片挠曲，并从膜片在扬声器外的表面发出音响信号。

4．如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述第一膜片和/或所述后膜片由双表层聚丙烯共聚物制成。

5．如权利要求1所述的扬声器，其特征在于，第一膜片由挤塑的塑料材料制成，其整体的前部和表层由垂直于所述表层、紧密间隔的平行壁连接起来。

6．如以上任一权利要求所述的扬声器，其特征在于，所述或各膜片每平方米约500克或以下。

7．如以上任一权利要求所述的扬声器，其特征在于，所述或各膜片的抗拉强度约28兆帕斯卡或以上。

8．如以上任一权利要求所述的扬声器，其特征在于，所述或各膜片的回跳硬度为67或以上。

9．如以上任一权利要求所述的扬声器，其特征在于，所述或各膜片的表面经过电晕放电处理，以提高油漆或纸对其的附着力或膜片对框架的附着力。

10．如以上任一权利要求所述的扬声器，其特征在于，驱动部分有两个同轴音圈，各音圈固定在不同的所述膜片上，与吊挂在所述音圈之间中心位置的磁铁配合工作。

11．一种扬声器，其膜片大致呈扁平，能振动，从而从起码其正面发出音响来，扬声器的驱动部分借助电流的变化工作，产生作用到膜片上变化着的力，力变化的形式与变化着的电流有关，所述扬声器的特征在于，膜片的材料是各向异性的，膜片由平行的前后两板材制成，所述板材为多个在所述板材之间延伸开的间壁间隔开，所述间壁彼此平行，且大致垂直于所述板材延伸开，或者总的呈偏菱形或正弦波纹状。

12．如权利要求11所述的扬声器，其特征在于，膜片是双表层聚丙烯共聚物制成的，各间壁大致垂直于所述各平行板。

13．如权利要求11所述的扬声器，其特征在于，膜片是纸或纸板制成的，各间壁大致呈波纹状，用粘结剂固定到各平行板对置的内表面上。

14．如权利要求11所述的扬声器，其中驱动器有一个磁铁，磁铁的一个磁极在磁路上与磁轭连续，磁铁的另一个磁极与磁轭间隔一个空气隙配置，音圈通过该空气隙工作，固定得使其驱动膜片，所述扬声器的特征在于，磁轭由在氢中极缓慢退过火的低氧纯铁制成。

15．如权利要求14所述的扬声器，其特征在于，一个与磁轭同材料的构件在磁路上与磁铁的所述另一个磁极连续，所述构件周边部分与磁轭的一个对置部分之间形成有一个空气隙。

16．如权利要求15所述的扬声器，其特征在于，构件的所述周边部分和磁轭的所述对置部分厚度大致相同。

17．如权利要求11所述的扬声器，其特征在于，音圈在偏离其没有电流通过线圈时处在所述空气隙中的轴向部分单位长度的圈数增加。

18．如权利要求17所述的扬声器，其特征在于，音圈绕成单层，在所述轴向部分的线圈彼此间隔开。

19．如权利要求17所述的扬声器，其特征在于，在音圈远离所述轴向部分的部位绕制的圈数比所述单层的多。

20．如权利要求11所述的扬声器，其特征在于，驱动部分的音圈借助一定材料的面板与所述膜片连接，所述面板由一定的材料制成，其尺寸使音圈和膜片起码毗邻面板的部分在低音频范围下大致以同样的振幅和相位振动，而在较高的音频范围使膜片的起码所述部分及其毗邻的部分以较低的振幅和/或不同于音圈的相位振动，从而在所述较高的范围下使扬声器发出的音响大部分是从面板毗邻音圈的表面发出的。

21．如权利要求11所述的扬声器，其特征在于，从扬声器静止部分到膜片毗邻面板的所述部分连接有起阻尼作用的板材，阻尼材料最好是多孔的或开有许多孔眼的，好让空气通过其中。

22．如权利要求21所述的扬声器，其特征在于，阻尼材料为布料或布质的。

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