CN219938516U - 一种弹片及骨传导发声装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种弹片及骨传导发声装置,该弹片包括本体(20)、外支架(21)和弹性部(22)。外支架(21)位于所述本体(20)外部;弹性部(22)连接于所述本体(20)和所述外支架(21)之间。所述弹片的劲度系数大于等于44000N/m。本实用新型的弹片应用至骨传导发声装置的振动系统中时,有利于将振动系统的谐振频率提升至中高频段,从而使得骨传导发声装置在中高频段产生谐振峰,提高中高频段的响度和灵敏度。
Description
技术领域
本实用新型涉及骨传导技术领域,尤其涉及一种弹片及骨传导发声装置。
背景技术
骨传导耳机包括能够产生振动的骨传导发声装置,耳机佩戴时,骨传导发声装置的振动传递至人的脸部,并通过颅骨传声,使人听到声音。
图18示出了一种骨传导发声装置的实施例,其包括外壳1、与外壳1相连的弹片10、与弹片10相连的导磁碗11、设于导磁碗11内的上磁体12、位于上磁体12下方的线圈13、设于线圈13内的下磁体14。上磁体12和下磁体14同极相对设置。导磁碗11、弹片10和上磁体12构成一个振动系统,线圈13与外壳1相固定,在线圈13通电后,其产生的变化磁场与振动系统的磁场发生相互作用,进而使得振动系统发生振动。
图20示出的是上述的骨传导发声装置的频率响应曲线图,从图中可以看出,现有的骨传导发声装置,只在低频产生谐振峰,中高频的灵敏度衰减迅速,导致中高频的响度不足。
申请人研究发现,若能够将骨传导发声装置设置成双振动系统的形式,并将其中一个振动系统的谐振峰设置在中高频段,则可以使骨传导发声装置的频响曲线更为平缓,但是,现有骨传导振子中的弹片结构(参考图19)通常只能在中低频段产生谐振峰,难以使振动系统的谐振峰移动至中高频段,因此,如何设置弹片的结构以便于骨传导发声装置在中高频段产生谐振峰成为了新的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种弹片及骨传导发声装置,该弹片有利于骨传导发声装置在中高频段产生谐振峰。
为实现上述实用新型目的,一方面,本实用新型提出了一种弹片,包括:
本体;
外支架,位于所述本体外部;以及,
弹性部,连接于所述本体和所述外支架之间;
所述弹片的劲度系数大于等于44000N/m。
进一步地,所述弹片的劲度系数小于等于20000000N/m。
进一步地,所述弹片的材料为不锈钢、铍铜、铝、铝合金、钛合金、镍合金、塑料、硅胶、玻璃或者复合材料。
进一步地,所述弹片包括多个间隔设置的弹性部,所述弹性部的宽度范围为0.3mm~2mm,厚度范围为0.1mm~0.6mm,长度范围为0.5~8mm。
进一步地,所述弹性部的宽度范围为0.5mm~1mm,厚度范围为0.15mm~0.4mm,长度范围为1mm~4mm。
进一步地,所述弹片以相互垂直的第一对称轴和第二对称轴对称。
进一步地,所述外支架呈环状,其环绕于所述本体外部,并与所述本体之间形成环形孔,所述弹性部位于所述环形孔内。
进一步地,所述弹片设置有两条以第一对称轴对称的第一长孔和两条以第二对称轴对称的第二长孔,所述第一对称轴和所述第二对称轴相垂直,所述第一长孔与所述弹片的外周面之间的距离大于所述第二长孔与所述弹片的外周面之间的距离,所述第一长孔与所述第二长孔不相连接,两者之间形成所述弹性部。
进一步地,所述第一长孔和所述第二长孔的端部呈圆弧形,且同心设置。
进一步地,所述第一长孔部分环绕于所述第二长孔外部。
进一步地,所述外支架呈环状,其环绕于所述本体外部,所述弹性部呈环状,其覆盖所述外支架和所述本体之间的区域,所述弹性部的截面呈弧形。
另一方面,本实用新型提出了一种骨传导发声装置,包括:
支架;
第一振动系统,包括与所述支架相连的第一弹片;以及,
第二振动系统,包括与所述支架相连的第二弹片;
所述第一弹片和所述第二弹片其中之一为如上任一项所述的弹片。
进一步地,所述第一振动系统包括与所述第一弹片相连的磁路组件,所述磁路组件包括导磁碗和设于所述导磁碗内的第一磁体;
所述第二振动系统包括与所述第二弹片相连的音圈组件,所述音圈组件包括与所述磁路组件沿振动方向间隔且相对设置的线圈,所述导磁碗向着所述音圈组件开口。
进一步地,所述第一振动系统和所述第二振动系统中,设有如上任一项所述的弹片的振动系统的谐振频率在1.5kHz~10kHz的范围内,另一振动系统的谐振频率在20Hz~500Hz的范围内。
进一步地,设有如上任一项所述的弹片的振动系统的质量为0.5g~5g。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型中,弹片的劲度系数大于44000N/m,当其应用至骨传导发声装置的振动系统中时,有利于将振动系统的谐振频率提升至中高频段,从而使得骨传导发声装置在中高频段产生谐振峰,频响曲线衰减更为缓慢,同功率条件下能够提高骨传导发声装置的中高频响应,提升响度;在同响度条件下,可以降低骨传导发声装置的功耗。
附图说明
图1是本实用新型中一种实施例的弹片的立体图。
图2是图1所示的弹片的俯视图。
图3是本实用新型中一种实施例的弹片的立体图。
图4是本实用新型中一种实施例的弹片的立体图。
图5是本实用新型中一种实施例的弹片的立体图。
图6是图5所示的弹片的俯视图。
图7是本实用新型中一种实施例的弹片的俯视图。
图8是本实用新型中一种实施例的弹片的俯视图。
图9是本实用新型中一种实施例的弹片的俯视图。
图10是本实用新型中一种实施例的弹片的俯视图。
图11是图10所示的弹片的剖面图。
图12是本实用新型实施例4中骨传导发声装置的立体图。
图13是图12所示的骨传导发声装置的爆炸图。
图14是图12所示的骨传导发声装置的剖视图。
图15是本实用新型实施例5中骨传导发声装置的剖视图。
图16是本实用新型实施例5中骨传导发声装置的频响曲线图。
图17是本实用新型一种实施例的骨传导发声装置的频响曲线图。
图18是现有技术中一种实施例的骨传导发声装置的剖视图。
图19是现有技术中一种实施例的弹片的立体图。
图20是现有技术中一种实施例的骨传导发声装置的频响曲线图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图,对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,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它实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如图1至图11所示,本实用新型提出了一种弹片,弹片整体呈片状,其包括本体20、位于本体20外部的外支架21以及连接在本体20和外支架21之间的弹性部22。弹片的劲度系数被设置成大于等于44000N/m。弹片工作时,其外支架21和本体20分别连接在需要相对运动的两个部件上,在两个部件相对运动时弹性部22发生弹性变形,从而提供弹力。
当弹片被设置在骨传导发声装置的振动系统中时,由于其劲度系数大于等于44000N/m,较现有骨传导发声装置中的弹片的劲度系数更大,因此,其能够有效的将其所在的振动系统的谐振频率往中高频方向推移,使得骨传导发声装置在中高频(1.5kHz~10kHz)产生谐振峰。
如图15所示,图15示出了一种应用有上述弹片的骨传导发声装置,其包括支架3和与支架3相连的第一振动系统4和第二振动系统5,其中,第一振动系统4包括第一弹片40,通过第一弹片40与支架3弹性连接,第二振动系统5包括第二弹片50,通过第二弹片50与支架3弹性连接。
第一弹片40和第二弹片50其中之一的劲度系数大于等于44000N/m,这样,弹片的劲度系数大于等于44000N/m的振动系统的谐振频率能够更轻易的达到中高频,使得骨传导发声装置的频响曲线在中高频产生一个谐振峰,从而提高中高频的灵敏度和响度。优选的,弹片的劲度系数大于等于900000N/m,更进一步优选的,弹片的劲度系数大于等于1500000N/m。更进一步优选的,弹片的劲度系数小于等于20000000N/m,以使其能够可靠的增大中高频的灵敏度。图16示出了一些实施方式的骨传导发声装置的频响曲线图,图中,实线为现有技术中单振动系统的骨传导发声装置的频响曲线图,虚线为本申请的骨传导发声装置的频响曲线图。本申请的骨传导发声装置中,第一弹片40和第二弹片50其中之一采用现有的弹片,另一采用劲度系数大于等于44000N/m的弹片,从图中可以看出,本申请的骨传导发声装置在中高频产生了谐振峰,使得在中高频的灵敏度整体有提升。
作为一种优选的实施方式,弹片的劲度系数大于等于44000N/m的振动系统的质量在0.5g~5g之间,当该振动系统的质量小于0.5g时,容易导致驱动力不足,发声装置响度小;而当该振动系统的质量大于5g时,骨传导发声装置的总质量较大,装入耳机后导致耳机重量过重,舒适度不好。当振动系统的质量在0.5g~5g之间时,其响度好,质量适中,而且能够方便的在中高频产生谐振峰。图17示出了一种骨传导发声装置的频响曲线图,其结构可以参考实施例4或实施例5,图中实线示出的是现有单振动系统的骨传导发声装置的频响曲线,虚线是本发明的具有双振动系统的骨传导发声装置的频响曲线,该骨传导发声装置的第二弹片50的劲度系数为44000N/m,第二振动系统5的质量为0.5g,从图中可以看出,双振动系统的骨传导发声装置的在1.5KHz作用具有谐振峰,其在大于1000Hz的频率范围内的灵敏度要高于单振动系统的骨传导发声装置,具有更好的发声效果。
弹片可以采用金属材料制成,例如不锈钢、铍铜、铝、铝合金、钛合金或者镍合金等金属,也可以采用塑料、硅胶、玻璃或者复合材料制成。
作为一种优选的实施方式,弹片以相互垂直的第一对称轴2a和第二对称轴2b对称,以使得本体20的受力更为平衡。
弹片的结构形状不限,以下以实施例1至实施例3对弹片的结构进行示例性的描述。
实施例1
如图1和图2所示,本实施例中,弹片的外支架21呈环状,其环绕在本体20外部,与本体20之间形成环形孔23,弹性部22位于环形孔23内。
本实施例中,弹性部22呈条状,且弹片包括多个间隔设置的弹性部22,相邻的弹性部22之间具有间隔空间。弹性部22不具有折返结构,以使得其长度较小,弹片的劲度系数更大。
弹片的劲度系数可以通过其材料以及弹性部22的长度、宽度和厚度等参数来进行调整。通常的,材料越硬,劲度系数越大;弹片的厚度越厚,劲度系数越大;弹性部的宽度越宽,劲度系数越大;弹性部的长度越小,劲度系数越大。
作为一种优选的实施方式,弹性部22的宽度范围为0.3mm~2mm,厚度范围为0.1mm~0.6mm,长度范围为0.5mm~8mm。进一步优选的,弹性部22的宽度范围为0.5mm~1mm,厚度范围为0.15mm~0.4mm,长度范围为1mm~4mm。
弹性部22可以是等宽的也可以是不等宽的,对于不等宽的弹性部22而言,弹性部22的宽度B可以理解为弹性部22最窄处的宽度。弹性部22的长度可以理解为弹性部22中心线22a的长度。
本实施例中,弹片呈平片状,因此,弹性部22的厚度与弹片的厚度相同。
本实施例中,弹性部22的数量为4条,且以第一对称轴2a和第二对称轴2b对称,同时弹性部22呈弧形。
可以理解的是,弹片的形状不限,例如,图1和图2示出的实施例中,外支架21和本体20的外周面均呈跑道形,具有水平段和位于水平段两端的两个圆弧段。再如,图3示出的实施例中,外支架21呈跑道形,本体20呈矩形。又如,图4示出的实施例中,外支架21和本体20均呈矩形。
实施例2
本实施例示出了另一种结构的弹片,如图5和图6所示,弹片设置有两条以第一对称轴2a对称的第一长孔24以及两条以第二对称轴2b对称的第二长孔25,如上文所述,第一对称轴2a和第二对称轴2b相垂直。第一长孔24与弹片的外周面2c之间的距离L1小于第二长孔25与弹片的外周面2c之间的距离L2,即第一长孔24相对第二长孔25位于更外侧。第一长孔24和第二长孔25的端部不相连接,从而在第一长孔24和第二长孔25的端部之间保留有实体部分,该实体部分即为弹性部22。这样,弹片包括有四个间隔设置的弹性部22,显然的,在其他实施例中,弹性部22的数量也可以不为四个。
作为一种优选的实施方式,第一长孔24和第二长孔25的端部呈圆弧形,且同心设置,图6示出的实施例中,第一长孔24整体呈圆弧形,第二长孔25的中部为直孔,两端为沿着圆弧线延伸的圆弧形的孔,其与第一长孔24的圆心均为圆心O。进一步地,第一长孔24的端部被设置成至少部分位于第二长孔25的外部,可以理解的是,第一长孔24和第二长孔25相对的部分越长,弹性部22的长度也越长,可以通过调节第一长孔24和第二长孔25相对部分的长度调节弹性部22的长度,例如,图6至图8示出的若干实施例中,弹性部22的长度依次减小。另外可以通过第一长孔24和第二长孔25沿径向的间隔距离调整弹性部22的宽度。
弹性部22的长度可以理解为其中心线22a的长度,中心线22a的一端位于经过第一长孔24外端点和圆心O的第一虚拟线C1上,另一端位于经过第二长孔25的外端点且过圆心O的第二虚拟线C2上。弹性部22可以是等宽的或者不等宽的,当弹性部22各个部分的宽度不相同时,其宽度可以理解为弹性部22最窄处的宽度。对弹性部22的长度、宽度和厚度的尺寸限定参考实施例1。
第一长孔24的端部不必须延伸至第二长孔25的外部、与其相对设置,如图9所示,图9示出的实施例中,第一长孔24即未延伸至第二长孔25的外部。但是在第一长孔24的端部延伸至第二长孔25的外部时,更便于控制弹性部22的宽度和长度。
实施例3
如图10和图11所示,本实施例中外支架21和弹性部22均呈环状,且弹性部22覆盖住外支架21和本体20之间的区域,使得弹片不具有通孔。弹性部42的截面被设置成呈弧形,以便于其发生弹性变形。
本实施例的弹片容易达到更大的劲度系数,从而在中高频产生谐振峰。
实施例4
本实施例提出了一种骨传导发声装置,其应用有上文实施例1、2或3所述的弹片。
如图12至图14所示,骨传导发声装置包括支架3、第一振动系统4和第二振动系统5。第一振动系统4包括与支架3相连的第一弹片40,第二振动系统5包括与支架3相连的第二弹片50。两个弹片其中之一为上文所述的弹片,另一为采用现有骨传导发声装置的弹片。本实施例中,第二弹片50被设置为上文所述的弹片,第一弹片40被设置为现有技术中的弹片,其弹性部具有折返结构,劲度系数范围通常在100N/m到10000N/m之间。
正如上文所述,由于第二弹片50的劲度系数大于等于44000N/m,因此第二振动系统5的谐振频率更高,骨传导发声装置的频响曲线能够更为轻易的在中高频产生一个谐振峰,使得频响曲线在中高频的灵敏度和响度更好。而第一振动系统4则在50Hz~500Hz的低频段产生谐振峰,具有良好的低频声学表现。
第一振动系统4和第二振动系统5之间通过电磁力的方式产生驱动力,从而驱动第一振动系统4和第二振动系统5振动。
如图14所示,本实施例中,第一振动系统4包括与第一弹片40相连的磁路组件41,磁路组件41包括导磁碗410和设于导磁碗410内的第一磁体411。
第二振动系统5包括与第二弹片50的本体20相连的音圈组件51,音圈组件51包括与本体20相连的垫片511、与垫片511相连的连接板512以及与连接板512相连的线圈510。连接板512和垫片511均采用非导磁材料制成,不会受到第一磁体411的磁力吸引。
第一弹片40和第二弹片50分别连接在支架3的两端面上,磁路组件41和音圈组件51均位于支架3内,两者沿着振动方向间隔且相对设置。导磁碗410向着音圈组件51所在侧开口,第一磁体411从该开口装入导磁碗410内。
当线圈510通入交变电流后,其产生变化的磁场,该磁场与磁路组件41的磁场产生相互作用,从而使得音圈组件51和磁路组件41之间产生变化的磁力,第一振动系统4和第二振动系统5即产生振动。
当给骨传导发声装置通的交流电在20Hz~1000Hz左右的中低频段时,第一振动系统4起主要振动作用,当通电频率在1000Hz以上时,由于远离了第一振动系统4的谐振频率,第一振动系统4的振动减弱,此时第二振动系统5开始起作用,特别是在第二振动系统5的谐振频率附近,其振动最大,在频响曲线上会产生一个中高频的谐振峰,使得在中高频的灵敏度整体有提升。
实施例5
如图15所示,本实施例与实施例4的主要区别在于,音圈组件51还包括设于线圈510内且与连接板512相连的第二磁体513,并且,连接板512采用导磁材料制成,能够受到第一磁体411的磁力吸引。
第二磁体513与第一磁体411同极相对设置,两者之间产生磁斥力。第一磁体411和连接板512之间产生第一磁吸力,第二磁体513和导磁碗410之间产生第二磁吸力,且在线圈510未通电的初始状态时,第一磁吸力和第二磁吸力的合力与磁斥力大小相同,从而使得第一振动系统4和第二振动系统5处于静力平衡状态。
如图16所示,图16示出的是骨传导发声装置的频响曲线图,其中实线示出的是现有单振动系统的骨传导发声装置的频响曲线,两条虚线分别是本实施例中采用两种不同劲度系数的第二弹片50时骨传导发声装置的频响曲线,其中,谐振峰出现在4kHz的频响曲线对应的第二弹片50的劲度系数为900000N/m,谐振峰出现在5.5kHz的频响曲线对应的第二弹片50的劲度系数为1700000N/m,音圈组件51的质量均为1.42g。
从图中可以看出,本实施例的骨传导发声装置在中高频的频响曲线要高于单振动系统的骨传导发声装置的频响曲线,从而在中高频具有更好的灵敏度和响度,声音表现效果更好。
上述仅为本实用新型的具体实施方式,其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。
Claims (15)
1.一种弹片,其特征在于,包括:
本体(20);
外支架(21),位于所述本体(20)外部;以及,
弹性部(22),连接于所述本体(20)和所述外支架(21)之间;
所述弹片的劲度系数大于等于44000N/m。
2.如权利要求1所述的弹片,其特征在于,所述弹片的劲度系数小于等于20000000N/m。
3.如权利要求1所述的弹片,其特征在于,所述弹片的材料为不锈钢、铍铜、铝、铝合金、钛合金、镍合金、塑料、硅胶、玻璃或者复合材料。
4.如权利要求1所述的弹片,其特征在于,所述弹片包括多个间隔设置的弹性部(22),所述弹性部(22)的宽度范围为0.3mm~2mm,厚度范围为0.1mm~0.6mm,长度范围为0.5~8mm。
5.如权利要求4所述的弹片,其特征在于,所述弹性部(22)的宽度范围为0.5mm~1mm,厚度范围为0.15mm~0.4mm,长度范围为1mm~4mm。
6.如权利要求1所述的弹片,其特征在于,所述弹片以相互垂直的第一对称轴(2a)和第二对称轴(2b)对称。
7.如权利要求1至6任一项所述的弹片,其特征在于,所述外支架(21)呈环状,其环绕于所述本体(20)外部,并与所述本体(20)之间形成环形孔(23),所述弹性部(22)位于所述环形孔(23)内。
8.如权利要求1至5任一项所述的弹片,其特征在于,所述弹片设置有两条以第一对称轴(2a)对称的第一长孔(24)和两条以第二对称轴(2b)对称的第二长孔(25),所述第一对称轴(2a)和所述第二对称轴(2b)相垂直,所述第一长孔(24)与所述弹片的外周面(2c)之间的距离大于所述第二长孔(25)与所述弹片的外周面(2c)之间的距离,所述第一长孔(24)与所述第二长孔(25)不相连接,两者之间形成所述弹性部(22)。
9.如权利要求8所述的弹片,其特征在于,所述第一长孔(24)和所述第二长孔(25)的端部呈圆弧形,且同心设置。
10.如权利要求9所述的弹片,其特征在于,所述第一长孔(24)部分环绕于所述第二长孔(25)外部。
11.如权利要求1或2或3或6所述的弹片,其特征在于,所述外支架(21)呈环状,其环绕于所述本体(20)外部,所述弹性部(22)呈环状,其覆盖所述外支架(21)和所述本体(20)之间的区域,所述弹性部(22)的截面呈弧形。
12.一种骨传导发声装置,其特征在于,包括:
支架(3);
第一振动系统(4),包括与所述支架(3)相连的第一弹片(40);以及,
第二振动系统(5),包括与所述支架(3)相连的第二弹片(50);
所述第一弹片(40)和所述第二弹片(50)其中之一为如权利要求1至10任一项所述的弹片。
13.如权利要求12所述的骨传导发声装置,其特征在于,所述第一振动系统(4)包括与所述第一弹片(40)相连的磁路组件(41),所述磁路组件(41)包括导磁碗(410)和设于所述导磁碗(410)内的第一磁体(411);
所述第二振动系统(5)包括与所述第二弹片(50)相连的音圈组件(51),所述音圈组件(51)包括与所述磁路组件(41)沿振动方向间隔且相对设置的线圈(510),所述导磁碗(410)向着所述音圈组件(51)开口。
14.如权利要求12所述的骨传导发声装置,其特征在于,所述第一振动系统(4)和所述第二振动系统(5)中,设有如权利要求1至10任一项所述的弹片的振动系统的谐振频率在1.5kHz~10kHz的范围内,另一振动系统的谐振频率在20Hz~500Hz的范围内。
15.如权利要求12至14任一项所述的骨传导发声装置,其特征在于,设有如权利要求1至10任一项所述的弹片的振动系统的质量为0.5g~5g。
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