CN1780496B - 一种扬声器发声膜板及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扬声器发声膜板及制造方法，用不同于基材声速的筋、脉络状或网状骨架置于基材(纸浆或塑料、泡沫等材料)中，制成发声膜板。通过预先改变筋、脉络状或网状骨架的物理性能，改善提高发声膜板的声学性能和物理性能。

Description

一种扬声器发声膜板及制造方法

技术领域：本发明涉及扬声器发声膜板及制造方法。

背景技术：现有扬声器的发声膜板使用纸浆、塑料、各种纤维编织、及金属等材料单一或复合而成。纸浆中掺入羊毛、碳纤维，塑料、纸复合金属膜，以及“三明治”分层技术等方法改善发声膜板的声学特性。

发明内容：本发明的目的，提供一种与现有普通扬声器发声膜板生产工艺配套，可有效方便调节技术。使扬声器发声膜板的声学特性、其它物理特性更适合扬声器性能、寿命、使用环境的需要。

本发明的要点是，用不同于基材声速的筋、脉络状或网状材料制作骨架置于基材(纸浆或塑料、泡沫材料等)中，制成发声膜板。通过预先调整筋、脉络状或网状骨架的物理性能，以此提高改善发声膜板的声学性能和其它物理性能。

本发明与传统技术相比有以下优势。

一.工艺简单可靠，在制造发声膜板时，(如捞纸盆时)适时放入筋脉络状或网状骨架即可。

二、可调整性：根据发声膜板的形状，调整网孔或筋脉络骨架材料形状、材质，来调整声波沿此骨架材料传播的路径及在发声膜板骨架上的整体或局部的实际扩展速度。改善发声膜板对不同频率的声学特性。

三.网状、筋、脉络状骨架加强了与基材之间的附着力。发声膜板有更高的整体刚度与寿命。

四.网和筋、脉络形状骨架有利于进一步减轻整体或局部发声膜板质量。

五.含有金属材料网状或筋，脉络状骨架制成的发声膜板，与金属盆架有相似的热膨胀系数，大口径扬声器有更好的环境适应力。金属的网、筋、脉络骨架结构有较高的散热功能，有利于加大扬声器功率。金属骨架有极强的抗潮湿性能。

六，金属的网、筋、脉络骨架用于矩阵动圈扬声器音圈引线的连接，减少经过发声膜板上的引线与盆架之间的连线数量。

附图说明：图1、2、3是矩阵动圈扬声器发声膜板纸盆视图。

图4是图1、2、3发声膜板的成型铝网骨架。引线异极性串联图。

图5、图6是A、B间实际距离路程的分析φ角对比图。

图7是发声膜板局部骨架调整示意图。

图8、图9是发声膜板加入骨架前后频响发生变化的频响图。

图10普通动圈扬声器发声膜板纸盆中骨架弯曲的曲率变化示意图。

图11是引线同极性并联图

具体实施方式：以下结合附图详细描述本发明实施方案。

声波在发声膜板中传播时，会产生整体共振或局部的驻波、分割振动、激振、共振，引起失真及频响的不平稳，这就要求发声膜板有较高的内损耗特性来抑制。纸的声速是1600m/s，碳纤维的比纸快。传统技术把碳纤维掺入纸浆中。客观上使得声波通过碳纤维与纸纤维向前传播到达的位置不同，来抑制驻波、分割振动、激振、共振。但碳纤维散掺在纸浆中，碳纤维之间仍受纸纤维等基材的阻隔因而效果有限。

图1、2、3是矩阵动圈扬声器系列中的超级跑道扬声器P3型产品的发声膜板图，A、B是两个音圈的连接孔(音孔)，它们的外沿是挤扁的异形盆状，口径280×60mm，A、B之间是挤扁的球顶体，两激励源中心距AB＝163mm，将重约1.5g左右的成型铝网骨架(图4)在捞纸盆时埋制在其中。图4两端C、D部分为网状加脉络状骨架结构，中间A、O、B部分为网状骨架，外形与图1、2、3发声膜板中间部分一样。编织成网形的碳纤维或金属网都有较高的抗拉强度，在结构中具有混凝土加钢筋的功效。提高了发声膜板整体刚度。图5、图6如不计算球顶体的弓曲形，将曲面作平面算，通过调整网孔的夹角φ，

所以图5比图6的AB实际路程要长。速度＝路程/时间，在材质声速不变的条件下，改变了路程就等于改变了从A到B扩展速度.从而改变了初始声波在基材上扩展矢量速度与骨架上同方向声波的扩展速度之比.为叙述方便，这里我们规定基材声波的初始传导方向为声波扩展速度方向，沿此方向扩展声波的速度定为声波的实际扩展速度。

两种材质的声速不同。声波经过纸膜的声速是1600m/s，经过铝材的声速是5000m/s。当孔A、孔B发出的声波经铝材达到球顶部O点要比纸膜快，当铝材O点产生驻波、分割振动、激振时，纸膜声波还没到O点；等纸膜声波到O点时，铝材声波早已离开O点，这样O点的铝材驻波、分割振动、激振为纸膜所抑制，纸膜的驻波、分割振动、激振为铝材所抑制，互为内损耗。但纸膜声波到O点时，如果铝材声波恰好又反射回来也到O点，并随频率的变化而同相位时，便产生高次谐波的激振，这种驻波与分割振动通过实际试验调整整体或局部φ角，既改变了实际路程，调整骨架整体或局部的声波实际扩展速度。可防止高次谐波的驻波、共振、分割振动。由此形成发声膜板各部位不同的内损耗，对应抑制不同的频率驻波、分割振动的分布。

也可在AB的路程中另改变局部骨架网孔形状，通过实验如局部开大孔、开圆孔、改变骨架筋脉络形状等。图7：E是骨架局部开大孔另设脉络状骨架以此改善发声膜板的声学特性。调整网状、筋脉络状骨架的形状可以起到调整发声膜板整体或局部的扩展速度、质量、辐射能量的作用。比传统技术整膜覆盖(塑料镀膜、纸盆覆铝膜)，纸浆掺碳纤维(碳纤维会受纸纤维阻隔)更有独到之处。当然也可以将碳纤维、防弹布纤维等，事先单独(接续、混纺也可以)编织或处理成网状或筋、脉络状骨架，制作发声膜板时(如捞纸盆或压塑料盆时)埋制其中。网状骨架的制作有别于传统防弹布、碳纤维布的平面编织，是预先带有网孔(近于纱布)的骨架立体定型制作。一般网孔面积与网覆盖面积比在1/10以上，或单孔面积在0.25平方毫米以上。网、筋、脉络骨架可以是单层的也可以是立体的重叠的，它与基材互容其中，具有立体附着力，强度高。

图8是矩阵动圈扬声器发声膜板(图1、2、3)为纯纸浆时在8000--12000HZ频响出现的坑谷，不论如何加强加厚发声膜板也无法消除。减薄纸膜加入铝网骨架(图4)后立即改善了频响，图9是测得的结果。

本发明在矩阵动圈扬声器的应用中除改善扬声器的声学特性外，由于矩阵音圈之间的距离大，金属盆架会因温度的变化而热胀冷缩，引起两激励源孔A孔B的距离AB变化，发声膜板金属的骨架也随温度热胀冷缩，使发声膜板与金属盆架激励源中心距AB有近似的热膨胀系数。

在大功率扬声器产品的应用中，发声膜板金属骨架与音圈铝骨架相连，能有效散热，提高扬声器功率与效率。

图10是用于普通动圈扬声器发声膜板纸盆中的网状骨架，F环是网疏区，网筋曲率呈负值。G环是网密区，网筋曲率大，H环是网筋初始曲率区。从中心到边沿，声波在骨架上的扩展速度随网筋骨架的弯曲、曲率变化而变化。随声波在发声膜板上的移动，声波在骨架的扩展速度与在基材的扩展速度之比也是变化的。H环区是初始扩展速度变化区，相对而言，G环区是扩展速度更慢变化区，F环区是快速扩展变化区。网的疏密可调网孔的大小实现刚性强度的变化。通过实验即可取得最佳的形状结构具体尺寸。

本发明原理结构对于各类扬声器的发声膜板均有提高改善其性能的作用。包括各种蜂窝板、泡沫成形板等平板扬声器。尤其是对大功率、大口径产品，特别是矩阵动圈扬声器的大功率、大口径产品，在对应苛刻环境温湿度变化大、散热、提高膜板强度、寿命、改善发声膜板声学特性等各方面有很强的实际作用。

在实际使用中还可以把金属骨架或在发声膜板中埋制漆包线作为导线，连接矩阵动圈扬声器各激励源音圈的引线。图11是音圈引线同极性并联，图4是音圈异极性串联接线，以保证发声膜板的同步振动。

综上所述，用不同于基材声速的网状或筋、脉络状骨架，特别是采用比基材高的声速骨架。通过设置、并调整骨架材质及形状的方法，使声波在骨架上与基材上的实际扩展速度之比成为变化量，是可调整设定的。材质调整采用不同声速材料的接续、混纺、或处理成骨架。形状调整骨架的整体或局部形状，包括调整骨架网夹角φ、骨架曲率及骨架大小、疏密，可得到骨架上不同的声波实际扩展速度。图10是声波在骨架初始扩展速度变慢的H环带；最慢的G环带；最快速F环带。与初始实际扩展速度相比，既有慢也有快的变化，声波在骨架上的实际扩展速度随声波扩展的距离增大而变化；也可以是发声膜板局部骨架单独的调整(图4、图7方案)。以此来形成发声膜板整体或各局部部位的内损耗特性(适当的内阻尼)，抑制不同频率的驻波、分割振动。

Claims (28)

1.一种扬声器发声膜板，所述的扬声器发声膜板自身没有音圈，需开设音孔与音圈连接或直接与音圈连接；所述的发声膜板包括由基材构成的膜板，其特征在于：采用不同于基材声速的骨架，骨架与基材互相附着为一体。

2.如权利要求1所述的扬声器发声膜板，其特征在于：对不同声速的至少两种材料进行处理形成骨架，从而实现声波在骨架上沿基材声波的初始传导方向上的实际扩展速度的快慢的变化。

3.如权利要求1或2所述的扬声器发声膜板，其特征在于：通过调整骨架的整体或局部形状，其中包括采用骨架骨筋具有弯曲的网或筋或脉络、变化的骨架曲率、骨架网夹角φ大小不同、骨架和网孔的大小及疏密不等中的一种或几种方式，来实现声波在骨架上沿基材声波的初始传导方向上的实际扩展速度的快慢的变化。

4.如权利要求2所述的扬声器发声膜板，其特征在于：所述的处理包括续接或混纺。

5.如权利要求1或2所述的扬声器发声膜板，其特征在于：所述骨架为网状、筋状、或脉络状。

6.如权利要求3所述的扬声器发声膜板，其特征在于：所述骨架为网状、筋状、或脉络状。

7.如权利要求3所述的扬声器发声膜板，其特征在于，骨架使用比基材高的声速材料制成。

8.如权利要求7所述的扬声器发声膜板，其特征在于，骨架使用碳纤维、防弹布纤维、金属中的一种或多种制成。

9.如权利要求8所述的扬声器发声膜板，其特征在于：骨架是单层或多层的。

10.如权利要求3所述的扬声器发声膜板，其特征在于：骨架与音圈相连接。

11.如权利要求3所述的扬声器发声膜板，其特征在于：声波在骨架上的实际扩展速度随声波扩展的距离增大而变化。

12.如权利要求3所述的扬声器发声膜板，其特征在于：网孔与网覆盖面积之比在：1/10以上，或单个网孔面积为0.25平方毫米以上。

13.如权利要求6-12任一项所述的扬声器发声膜板，其特征在于：声波在骨架上实际扩展速度的变化较初始态既可以向慢变化也可以向快变化。

14.如权利要求6-12任一项所述的扬声器发声膜板，其特征在于：发声膜板是盆形、球顶形、或膜状的。

15.如权利要求6-12任一项所述的扬声器发声膜板，其特征在于：发声膜板是蜂窝板或泡沫板的。

16.如权利要求6-12任一项所述的扬声器发声膜板，其特征在于：骨架与基材互相容入其中形成一体，由此制成发声膜板。

17.一种制造权利要求1-16任一项所述的扬声器发声膜板的方法，其特征在于：将不同于基材声速的材料经过处理形成骨架，置于基材中形成一体，由此制成发声膜板。

18.一种制造权利要求1-16任一项所述的扬声器发声膜板的方法，其特征在于：将不同于基材声速的材料经过处理形成骨架；在捞纸盆或压塑料盆时将该骨架与基材互相容入其中形成一体，由此制成发声膜板。

19.一种扬声器发声膜板的制造方法，其特征在于：将不同于基材声速的材料经过处理形成骨架，置于基材中形成一体，由此制成使所述声波在骨架与基材上的实际扩展速度之比在发声膜板上各部位不一致，形成膜板内损耗的发声膜板。

20.如权利要求19所述的扬声器发声膜板的制造方法，其特征在于：在捞纸盆或压塑料盆时将该骨架与基材互相容入其中形成一体。

21.如权利要求19所述的扬声器发声膜板的制造方法，其特征在于：所述的骨架材质声速高于基材材质声速。

22.如权利要求20所述的发声膜板的制造方法，其特征在于：所述的骨架材质声速高于基材材质声速。

23.如权利要求19所述的发声膜板的制造方法，其特征在于：所述的骨架使用碳纤维、防弹布纤维、金属中的一种或多种。

24.如权利要求20所述的发声膜板的制造方法，其特征在于：所述的骨架使用碳纤维、防弹布纤维、金属中的一种或多种。

25.如权利要求19至24任一项所述的发声膜板的制造方法，其特征在于；所述的扬声器发声膜板是动圈扬声器的或含有动圈音孔的扬声器发声膜板。

26.如权利要求19至24任一项所述的发声膜板的制造方法，其特征在于：发声膜板是盆形、球顶形、或膜状的。

27.如权利要求19至24任一项所述的发声膜板的制造方法，其特征在于：发声膜板是蜂窝板或泡沫板的。

28.如权利要求19至24所述的发声膜板的制造方法，其特征在于：骨架与音圈直接连接。

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