TWM578918U - Speaker diaphragm material and its structure - Google Patents

Abstract

一種揚聲器振膜材料及其結構，係包含：一基座；一發聲體，安裝於該基座中；一石墨烯振膜，蓋設於該發聲體上；該發聲體具有一磁芯及一磁芯蓋以及環設於該磁芯外側的一音圈，由電流產生的磁場作用，進而因磁性相吸或相斥產生振動的往復運動；藉由該發聲體帶動該石墨烯振膜震動，進而向外界輸出聲波，並能維持聲音強度的穩定性，降低閱聽者不適之感。

Description

揚聲器振膜材料及其結構

本創作係有關一種揚聲器振膜材料及其結構，藉由發聲體帶動石墨烯振膜震動，進而向外界輸出聲波，從而控制揚聲器輸出不同頻率響應的聲波時，能降低其其聲壓強度的波動，增加聆聽的舒適性。

音樂是人類文明的重要產物，尤其在近代，音樂聆聽拜新的媒介及科技發展下，收錄、製作及發行音樂的途徑和水平獲得改進，原始音樂聲波的波型經轉換為電氣訊號以電磁形式保存，音樂變為可攜，而微型「揚聲器」將電氣訊號的波型同樣地推動空氣進而還原音樂聲波，發出音樂的聲音，更讓坐在彼此旁邊的人們得以耹聽完全不同的音樂演出，同時也加速了新的音樂形式的發展。

「揚聲器」做為擔任將電氣訊號轉換為聲音的器材，其單體「揚聲器」的主要為具有一發聲體，經磁芯及磁芯蓋產生均勻磁場以電氣訊號輸入發聲體中，音圈上的線圈會隨著訊號產生磁性變化，而帶動音圈在磁力系統中以聲音的波形運動，音圈通電產生振幅傳遞到振膜上，以推動空氣產生音波，進而發出聲音。

由於人類耳朵所能聽到的聲音是大約為100Hz~5KHz，因此揚聲器主要需重現音樂的音頻範圍為20Hz~20KHz的聲波；一般來說低頻因為需要推動大量的空氣，需要最大的振膜，中音域需要較輕薄的振膜，高音域則需要使用最輕薄的振膜，因此採用分頻系統，使不同音域配置給不同特性的單體「揚聲器」，來重播整個頻段是目前較佳的還原音樂聲波方式。

但現實上，在頭戴耳機中由於使用環境受限於空間、場地以及便攜性，並不允許採用分頻系統，且一般在傳統上不同功能喇叭使用不同材質，其材質產生不同音質，如高音喇叭使用金屬振膜，一般喇叭便宜型是使用紙質振膜，如比較大型或有音質要求一般會選擇塑膠振膜，但是上述材料著重於高音或中音或低音；電氣訊號無法依原來應有的波形、響應發出聲音，使不同音頻範圍的聲音音量大小波動過大，進而產生聲音失真，容易引起聆聽者耳朵產生不適之感。

為了改善以上問題，本案發明人有鑑於上述習用的揚聲器於實際施用時的缺失，且積累個人從事相關產業開發實務上多年之經驗，精心研究，終於研發出一種揚聲器振膜材料及其結構。

爰是，本創作之主要目的，旨在提供一種揚聲器振膜材料及其結構，具有廣域音質的石墨烯振膜，振幅大時也不會破音或變音，能維持聲音強度的穩定性，降低閱聽者不適之感。

為了達到上述目的，本創作提供一種揚聲器振膜材料及其結構，係包含：一基座；一發聲體，安裝於該基座中；一石墨烯振膜，蓋設 於該發聲體上；藉由該發聲體帶動該石墨烯振膜震動，進而向外界輸出聲波。

發聲體更包括一磁芯及一磁芯蓋，該磁芯蓋在使磁芯的磁性分配均勻。

如上述構造，由石墨烯材料製作成有韌性薄膜，利用石墨烯振膜輕薄透明且質料牢固堅硬的特性，製成厚度約0.03至0.01毫米，具有廣域音質的特性，振幅大時也不會破音或變音，使不同音頻範圍的聲音音量大小波動平穩，電氣訊號可依原來應有的波形、響應發出聲音，進而維持聲音強度的穩定性，降低閱聽者不適之感。

為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

1‧‧‧基座

11‧‧‧收容槽

12‧‧‧凸台

13‧‧‧穿孔

2‧‧‧背板

3‧‧‧發聲體

31‧‧‧磁芯

32‧‧‧音圈

33‧‧‧磁芯蓋

4‧‧‧石墨烯振膜

41‧‧‧第一弧面

42‧‧‧第二弧面

421‧‧‧第一壓痕

422‧‧‧第二壓痕

43‧‧‧凹溝

5‧‧‧壓制環

第1圖，係本創作之立體分解圖；第2圖，係本創作之前視圖；第3圖，係本創作之側視圖；第4圖，係本創作之立體示意圖；第5圖，係本創作實施例之音頻範圍(Hz)內之聲音強度(db)分析圖。

茲為便於 貴審查委員能更進一步對本創作之構造、使用及其特徵有更深一層，明確、詳實的認識與瞭解，創作人舉出較佳之實施例，配合圖式詳細說明如下：首先請參閱第1圖、第2圖以及第4圖所示，本創作提供一種揚聲器振膜材料及其結構，係包含：一基座1、一背板2、一發聲體3、一石墨烯振膜4以及一壓制環5所組成。

其中，該基座1的材料可以用金屬及塑膠為頭戴揚聲器的主體，由於金屬材料的重量比較重，所以大部份都以塑膠材料為主，以減輕負荷；該基座1於頂面凹設形成一收容槽11，該收容槽11內向上突出一凸台12，該凸台12頂面低於該基座1頂面，且該基座1於該收容槽11內的該凸台12周圍環設有複數穿孔13，該等穿孔13分別貫穿該基座1底面。

輔助參閱第3圖所示，該基座1底面鋪設有一背板2，該背板2為紙質薄膜材料構成，且該背板2封蓋該等穿孔13。

該發聲體3安裝收容於該基座1的該收容槽11中，其中該發聲體3具有一磁芯31，可依頭戴揚聲器之價值不同，選擇不同磁力線磁鐵及相對應磁蓋；一磁芯蓋33呈特殊中孔形狀，是把磁芯31的磁場分配均勻，以及環設於該磁芯31外側的一音圈32，在音圈32材料上也是有銅線或鋁線，依不同阻抗及功率選擇線材料及線材直徑圈數規格繞在紙圈的背板2上，並留二條線頭焊在基板上；該發聲體3藉由電流產生的磁場作用，進而帶動該音圈32往復運動。

輔助參閱第3圖所示，該石墨烯振膜4係安裝於該收容槽11中，並蓋設於該發聲體3上，該石墨烯振膜4呈透明狀，該石墨烯振膜4中央對應該發聲體3具有向外突出的一第一弧面41，該石墨烯振膜4具有環繞該第一弧面41且向外突出的一第二弧面42，該第一弧面41與該第二弧面42之間形成一凹溝43，且該石墨烯振膜4於該第二弧面42設有環繞該發聲體3的複數第一壓痕421，該第一壓痕421呈圓形，該第二弧面42並設有環繞該發聲體3的複數第二壓痕422，該第二壓痕422呈狹長形，並朝石墨烯振膜4的外圍斜向設置，且該複數第二壓痕422與該複數第一壓痕421交錯設置。

該壓制環5蓋設於所述收容槽11上，並壓置該石墨烯振膜4的該第二弧面42外周緣使該石墨烯振膜4於該收容槽11中固定於該發聲體3上，且該壓制環5的內徑大於該發聲體3的外徑。

如上述構造實施時，依第1圖、第2圖以及第4圖所示，當該發聲體3獲得電氣訊號，音圈32上的線圈會隨著訊號產生磁性變化，進而帶動音圈32在磁力系統中以聲音的波形運動，音圈32再推動安裝於該收容槽11中，並蓋設於該發聲體3上的該石墨烯振膜4，藉由該音圈32帶動石墨烯材料的該石墨烯振膜4振動，當音圈32接到信號，由磁芯31及磁芯蓋33反應，依物理學原則的右手法則產生磁場，其磁場方向與該石墨烯振膜4同時振動，亦同時使周圍的空氣振動而產生聲音，由於人的耳朵雖然有對頻率有些不同反應，但是一般聲波頻率是在100Hz到5KHz之間，所以設計喇叭的頻率都在50HZ到20KHz範圍內；此種原理就是將能量的轉換是由電能轉成磁能，又由磁能轉為機械能，再由機械能轉換 為聲音，形成高頻撓性共振。

輔助參閱第5圖所示，以石墨烯薄膜取代傳統材料構成的該石墨烯振膜4取代傳統的振膜如紙質或塑膠或金屬材質，以達到最薄、最硬又有最韌性，能發揮到低音，中音及高音呈現，發揮喇叭用於高級音響及5.1ch及7.1ch頻道的頭戴耳機，以產生細膩音質。即使用超薄的石墨烯振膜在頭戴耳機產品上，從而控制喇叭能發揮不同頻率響應的聲波時，能降低其聲音強度振波，並增加聆聽的舒適性以及音質。

如上述實施例可知，本創作具有下列優點：

1、依本創作結構，利用該石墨烯振膜4的奈米級輕薄透明且質料牢固堅硬的特性，使不同音頻範圍的聲音音量大小波動平穩，電氣訊號可依原來應有的波形、響應發出聲音，進而維持聲音強度的穩定性，降低閱聽者不適之感。

2、本創作藉由該石墨烯振膜4上的該第一弧面41以及環繞該第一弧面41且向外突出的該第二弧面42，利於集中聲音做反射與擴散，分別加強中央的高音與周圍的中音振波饗應的效果。

3、本創作藉由該石墨烯振膜4上的該複數第一壓痕421與該複數第二壓痕422交錯設置，進而提升振膜高頻撓性共振效果。

以上所述僅為本創作之較佳可行實施例，非因此侷限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖示內容所為之等效技術變化，均包含於本創作之範圍內。

綜由上對本創作之技術結構詳細揭述，本創作之構造確實能達到維持聲音強度的穩定性，降低閱聽者不適之感的目的，且未見於業界 相關產品當中，應符合新型專利之要件，申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起新型專利之申請，並懇請早日賜准本案專利，實感德惠。

Claims (17)

1. 一種揚聲器振膜材料及其結構，係包含：一基座；一發聲體，安裝於該基座中；一石墨烯振膜，蓋設於該發聲體上；藉由該發聲體帶動該石墨烯振膜震動，進而向外界輸出聲波。
2. 如申請專利範圍第1項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該基座頂面凹設形成一收容槽，用以收容該發聲體。
3. 如申請專利範圍第2項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該基座於該收容槽內向上突出一凸台，該凸台頂面低於該基座頂面，用以承載該發聲體。
4. 如申請專利範圍第3項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該基座於該收容槽內的該凸台周圍環設有複數穿孔，該等穿孔分別貫穿該基座底面。
5. 如申請專利範圍第4項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該基座底面鋪設有一背板，且該背板封蓋該等穿孔。
6. 如申請專利範圍第2項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該石墨烯振膜係安裝於該收容槽中。
7. 如申請專利範圍第6項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中，進一步具有一壓制環蓋設於所述收容槽上，並壓置該石墨烯振膜的外周緣，該壓制環的內徑大於該發聲體的外徑。
8. 如申請專利範圍第1項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該發聲體具有一磁芯、一磁芯蓋以及環設於該磁芯外側的一音圈，藉由電流產生的磁場作用，進而因磁性相吸或相斥產生振動的往復運動。
9. 如申請專利範圍第8項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該磁芯蓋呈中孔形狀。
10. 如申請專利範圍第1項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該石墨烯振膜厚度為0.03至0.01毫米。
11. 如申請專利範圍第1項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該石墨烯振膜中央對應該發聲體具有向外突出的一第一弧面。
12. 如申請專利範圍第11項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該石墨烯振膜具有環繞該第一弧面且向外突出的一第二弧面，該第一弧面與該第二弧面之間形成一凹溝。
13. 如申請專利範圍第12項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該石墨烯振膜的該第二弧面設有環繞該發聲體的複數第一壓痕。
14. 如申請專利範圍第13項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該第一壓痕呈圓形。
15. 如申請專利範圍第13項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該石墨烯振膜的該第二弧面設有環繞該發聲體的複數第二壓痕，且該複數第二壓痕與該複數第一壓痕交錯設置。
16. 如申請專利範圍第15項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該第二壓痕呈狹長形。
17. 如申請專利範圍第16項所述揚聲器振膜材料及其結構，其中該第二壓痕朝石墨烯振膜的外圍斜向設置。