振膜、振動組件以及揚聲器單體的製作方法

2023-09-20 09:40:55 1

本發明涉及發聲裝置技術領域，更具體地，涉及一種振膜，還涉及一種應用了該振膜的振動組件以及揚聲器單體。

背景技術：

微型揚聲器的振膜設計一直是決定微型揚聲器系統性能的重要因素。其中振膜折環的幾何設計直接影響微型揚聲器的聲學性能。隨著微型揚聲器對於低頻的特性要求越來越高，振膜設計面對的問題也越來越嚴峻。微型揚聲器的非線性問題一直影響著揚聲器性能，其中振膜折環處的順性非線性是主要因素之一。具有較好的低頻特性的微型揚聲器要求振膜和折環提供良好的順性，使得性能可以擴展到較低頻率段。然而，當揚聲器工作在較低頻率時，振膜會有很大的振動位移，此時振膜折環易在應力較集中的部位出現膜褶現象。在長時間高強度工作情況下，存在振膜變形和膜裂風險，嚴重威脅揚聲器系統的聲學性能和可靠性能。同時在較低頻率、大位移情況下，揚聲器振動組件易出現由偏振引起擦碰和雜音現象，使得揚聲器聲學性能和失真變差。音圈存在擦碰磁路和自身諧振引起的的散線和斷線風險。

目前，微型揚聲器的性能都存在非線性的問題。如何減少非線性特性對微型揚聲器的影響，是揚聲器設計需要考慮的重要問題，但現有折環的幾何結構特性決定了振膜折環的順性普遍具有非線性特性，依靠傳統振膜設計無法改變這一問題。

現有技術在解決保持良好低頻特性的同時又解決振膜的膜褶和膜裂問題時往往只能尋找更換耐膜褶的振膜材料，但不能從現有振膜的成型技術和物理振動特性上很好的解決振膜的膜褶和膜裂問題。此外，揚聲器系統同心度的實現依賴於裝配和工藝製程，但不可避免的存在裝配誤差和材料尺寸超差等問題，使得振動組件同心度出現偏差，從而引起偏振現象。

技術實現要素：

本發明的一個目的是提供一種振膜的新技術方案。

根據本發明的第一方面，提供了一種振膜。該振膜包括：膜片；以及彈性元件，所述彈性元件圍繞所述膜片的中部設置，所述彈性元件被配置為能對所述膜片施加彈性回復力，所述彈性回復力的方向垂直於所述膜片的延伸方向。

可選地，所述彈性元件被設置在所述膜片的一個表面上，所述彈性元件為閉合環狀，所述彈性元件與所述表面形成密封；或者所述彈性元件為離散狀。

可選地，所述彈性元件為交叉形、V字形或者M形。

可選地，所述彈性元件和所述膜片中的至少一個的材質為PEEK、TPU、PU、PEN或者矽膠。

可選地，所述振膜為矩形、跑道型或者圓形。

可選地，所述彈性元件與所述膜片一體成型。

可選地，在所述膜片的中部設置有球頂。

根據本發明的第二方面，提供一種振動組件。該振動組件包括音圈和本發明提供的所述振膜，所述音圈與所述膜片連接在一起。

可選地，所述音圈的引線被嵌入所述彈性元件中，所述引線經由所述彈性元件的內部與外部電路導通。

根據本發明的第三方面，提供一種揚聲器單體。該揚聲器單體包括磁路組件和本發明提供的所述振動組件，所述振動組件與所述磁路組件相互配合以振動發聲，所述膜片通過所述彈性元件懸置在所述磁路組件的上方，所述音圈插入所述磁路組件的磁間隙中。

本發明的發明人發現，在現有技術中，振膜包括折環結構，這種振膜都存在振動非線性的問題，造成揚聲器低頻效果差，並且在折環處會出現應力集中，造成振膜損傷。因此，本發明所要實現的技術任務或者所要解決的技術問題是本領域技術人員從未想到的或者沒有預期到的，故本發明是一種新的技術方案。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特徵及其優點將會變得清楚。

附圖說明

被結合在說明書中並構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，並且連同其說明一起用於解釋本發明的原理。

圖1：本發明實施例的振膜的剖視圖。

圖2：本發明實施例的帶有球頂的振膜的剖視圖。

圖3：本發明實施例的矩形振膜的結構示意圖。

圖4：本發明實施例的圓形振膜的結構示意圖。

圖5：本發明實施例的跑道形振膜的結構示意圖。

圖6：本發明實施例的揚聲器單體的剖視圖。

圖7：本發明實施例的未設置膜片的揚聲器單體的俯視圖。

圖8：圖6的局部放大圖。

圖中，11：膜片；12：彈性元件；13：球頂；14：音圈；15：華司；16：盆架；17：磁鐵；18：外殼；19：磁間隙；20：引線。

具體實施方式

現在將參照附圖來詳細描述本發明的各種示例性實施例。應注意到：除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的範圍。

以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發明及其應用或使用的任何限制。

對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為說明書的一部分。

在這裡示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步討論。

為了至少解決上述技術問題之一，本發明提供了一種振膜。該振膜用於揚聲器中。該振膜包括：膜片11和彈性元件12。彈性元件12圍繞膜片11的中部設置。彈性元件12被配置為能對膜片11施加彈性回復力。彈性回復力的方向垂直於膜片11的延伸方向。延伸方向即膜片11或者膜片11的主體所在的平面的延伸方向。當振膜偏離初始位置時，彈性回復力有將膜片11推向或者拉向初始位置的趨勢。

該振膜的膜片11和彈性元件12為分開設置的兩個元件。彈性元件12代替折環提供膜片11振動的彈性回復力，彈性回復力的方向垂直於膜片11的延伸方向。該彈性元件12的振動取向性好，提高了振膜的順性。該彈性元件有效地減少了振動時的偏振。並且減小了振膜在低頻時的非線性失真，以及由偏振引起的擦碰和雜音。該振膜具有頻響範圍寬、低頻效果好的特點。

此外，由於膜片11和彈性元件12分開設置，彈性元件12代替了折環，即使在大振幅時出現應力集中也不會導致膜褶甚至膜裂的現象發生。保證揚聲器的聲學性能和可靠性能。

此外，該振膜的穩定性良好。

圖1示出了本發明的振膜一種實施方式。該振膜包括膜片11和彈性元件12。膜片11包括相對設置的兩個表面，即上表面和下表面。彈性元件12被設置在膜片11的一個表面上。彈性元件12為閉合環狀，以使膜片11受到的彈性回復力均勻分布。彈性元件12與該表面形成密封，二者之間的密封可以提高揚聲器的靈敏度，降低失真，保證聲學性能。

在另一個例子中，彈性元件12與膜片11的邊緣連接，形成倒置的U字形。這種結構同樣具有良好的聲音效果。

在又一個例子中，彈性元件12為離散狀。離散狀的彈性元件12均勻地圍繞膜片11設置以保證膜片11受到的彈性回復力均勻。優選的是，彈性元件12的間隙採用彈性材料填充，以保證膜片11與彈性元件12之間形成密封。該彈性材料需能夠保證在振膜振動過程中具有足夠的延展性。彈性元件12和彈性材料與膜片形成密封。

彈性元件12的材質可以是但不局限於PEEK(聚醚醚酮)、TPU(熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)、PU(聚氨酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或者矽膠。上述材料具有彈性高、加工性能好、耐用的特點。彈性元件12的結構有多種，例如交叉形、V字形或者M形。可以採用注塑成型的方式形成彈性元件。圖1或2示出了交叉形彈性元件12的結構。交叉形彈性元件12是指彈性元件12的截面為交叉結構。交叉結構具有良好的彈性性能和支撐性能，並且振動方向穩定，抗偏振性能優良。此外，交叉形彈性元件12的夾角可以是銳角、直角或者鈍角。進一步地，交叉點位於兩塊片材的中點處，以保證振動效果的均衡。

交叉形彈性元件12為振膜提供良好的線性順性，提高了揚聲器聲學性能。另一方面交叉的結構具有更好的穩定性，在功能上具有定心支片的作用。

膜片11的材質可以是但不局限於PEEK(聚醚醚酮)、TPU(熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)、PU(聚氨酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或者矽膠。可以採用注塑成型的方式製作膜片11。膜片11的厚度可以根據實際需要進行設計，在此不做限定。優選的是，為了使振膜的整體性更好，膜片11與彈性元件12一體成型。例如，注塑成型。在這種成型方式中，膜片11和彈性元件12的連接更牢固，振膜的整體性更好，提高了振膜的良品率。此外，省去了膜片11和彈性元件12之間的連接步驟。當然，膜片11和彈性元件12也可以分別成型，再進行組裝。例如，採用粘結劑將二者連接在一起。

振膜的形狀可以根據實際需要進行設置。配合不同類型的揚聲器，如圖3-5所示，振膜可以設置為矩形、跑道型或者圓形。膜片11的輪廓與彈性元件12的輪廓相匹配。彈性元件12被設置在膜片11的邊緣的內側。

圖2示出了本發明的另一個實施例，在振膜的中部設置有球頂13(DOME)。具體地，膜片11的中部被設置為中空結構，球頂13被設置在膜片11的中部，例如採用粘結劑將球頂13粘結到膜片11的中部。球頂13可增加振膜中央的強度，提高揚聲器高頻性能。

本發明還提供了一種振動組件。如圖6所示，該振動組件包括音圈14和本發明提供的振膜，音圈14與膜片11連接在一起。例如，音圈14通過粘結劑被粘結在膜片11的中部。

優選的是，彈性元件12為交叉形，參照圖6或者7。該振膜具有振動取向性良好的特點。彈性元件12在功能上具有定心支片的作用。彈性元件12增加了振動組件在水平方向的剛性，有效抑制音圈14振動過程中的偏振，降低音圈14擦碰磁路組件風險。避免音圈14因擦碰磁路組件引起斷線和散線問題。同時，可抑制音圈14水平方向諧振，防止音圈14變形、散線。

進一步地，音圈14的引線20被嵌入彈性元件12中，如圖8所示。引線20經由彈性元件12的內部與外部電路導通。例如，引線20穿過振膜與彈性元件12後焊接在外殼18的焊盤上，通過焊盤與外部電路導通。在一個例子中，如圖8所示，在注塑時，先將引線20放置到設定位置，然後將引線20注塑到彈性元件12中。引線20被彈性元件12包裹住，從而避免了引線20在振動過程中，引線20碰觸到其他元件而形成雜音。

此外，引線20被包裹後可增加引線20的強度。減緩振動過程中引線20的彎折程度，可降低斷線的風險。同時，解決了振動過程中引線20碰撞和諧振引起聲音不良，滿足長時間高強度的使用需求，保證揚聲器系統穩定性。

本發明還提供一種揚聲器單體。該揚聲器優選的是應用於電子設備，如手機、電腦、智能手錶、對講機、耳機等中的微型揚聲器。該揚聲器單體包括磁路組件和本發明提供的振動組件。振動組件與磁路組件相互配合以振動發聲。膜片11通過彈性元件12懸置在磁路組件的上方。音圈14插入磁路組件的磁間隙19中。

圖6和7示出了本發明的揚聲器單體的一種實施方式。在該實施方式中，揚聲器單體為內磁結構，即磁鐵17位於盆架16的內部。磁路組件還包括設置在磁鐵17上部，並與磁鐵17固定連接的華司15。華司15和盆架16起到導磁的作用。磁間隙19位於華司15與盆架16之間。在磁路組件外部還設置有外殼18。外殼18與盆架16之間形成聲腔，該聲腔可以提高揚聲器單體的低音效果。振動組件包括連接在一起的膜片11、音圈14和彈性元件12。彈性元件12的一端與膜片11連接，另一端與外殼18連接。還可以是，如果外殼18沒有覆蓋盆架16，可以將彈性元件12的另一端設置在盆架16上。音圈14插入磁間隙19中。需要注意的是，為了進一步保證聲學性能，膜片11與彈性元件12之間以及彈性元件12與盆架16或者外殼18之間形成密封。

在另一個例子中，揚聲器單體為外磁結構，即環形磁鐵設置在U鐵的外側。在環形磁鐵上設置有環形華司。磁間隙形成於環形華司與U鐵的極芯之間。在該例子中，彈性元件的一端與膜片連接在一起，另一端設置在環形磁鐵上，或者設置在外殼上。音圈14插入磁間隙中。同樣地，為了進一步保證聲學性能，膜片11與彈性元件12之間以及彈性元件12與環形磁鐵或者外殼之間形成密封。

該揚聲器單體具有頻響範圍廣、低頻效果好、雜音少的特點。並且該揚聲器單體的使用壽命長。

雖然已經通過例子對本發明的一些特定實施例進行了詳細說明，但是本領域的技術人員應該理解，以上例子僅是為了進行說明，而不是為了限制本發明的範圍。本領域的技術人員應該理解，可在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，對以上實施例進行修改。本發明的範圍由所附權利要求來限定。