用于扬声器的声学膜和相应的扬声器

摘要

一种圆形声学膜(1)，具有上表面(11)和反面的下表面(10)，所述膜(1)用于在其所述下表面(10)处通过支撑体(3)联接到移动式绕组(4)。所述膜(1)具有环形的折叠部(12)，所述折叠部(12)在所述膜(1)中同心地限定圆形中心部分(13)和环形周边部分(14)。此外，所述中心部分(13)具有朝向所述上表面翻转的凹面；所述折叠部(12)的内边缘(120)通过所述下表面(10)承载并包括附接表面，所述附接表面用于联接线圈的所述支撑体(3)。

说明书

技术领域

本发明属于声学设备领域。本发明涉及一种用于扬声器的声学膜以及装备有这种膜的扬声器。更特别地，本发明的目标在于新型声学膜形状，特别适合于实现紧凑的高频扬声器类型的扬声器。

背景技术

通常，扬声器包括固定底盘和连接到底盘并通过圆柱形支撑体而机械联接到绕组的圆形声学膜(或隔膜)。绕组特别地在磁系统的环形间隙中是可移动的。事实上，磁系统被构造以在间隙中生成磁场。进一步地，绕组被构造以接收代表待生成的声信号的电信号。基于这些接收到的电信号和间隙中存在的磁场，绕组在间隙中移动，由此使膜移动。

事实上，装备扬声器的每个元件在尺寸上允许重放属于预设可听频率范围的声音。例如存在被构造为进行低频(<150Hz)、中频(150～2500Hz的量级)和高频(200Hz～20kHz)播放的扬声器；这些扬声器特别分别以“低音扬声器”、“中音扬声器”和“高音扬声器”之名公知。

特别地，膜通常具有锥形状用于低音扬声器和中音扬声器，并采用刚性或柔性拱顶的形式用于中音扬声器和高音扬声器，其中凹面朝向扬声器外侧翻转。

进一步地，在以EP 1,618,761公开的专利申请中，申请人提出一种装备有拱顶膜的高音类型的扬声器，拱顶膜与通常设置颠倒地定位，这意味着拱顶的凹面沿线圈或支撑体的运动轴线方向朝向扬声器外侧翻转。绕组的圆柱形支撑体简单地附接到拱顶的中高度处的凸形表面上，从而使膜的整个表面均匀移动。

不过，这种颠倒拱顶构造不允许实现紧凑的扬声器，特别是沿线圈的运动方向。实际上，为了确保线圈以及由此膜的最大移程，底盘(其中装容有磁系统和绕组)的深度不得不增大。此外，为了使膜的自有共振频率移出可听频带之外、特别是将其自有共振频率尽可能推高，膜必须必要地由刚性材料(特别是铍)制成。进一步地，这种解决方案不确保使线圈支撑体相对于膜中心精确定位。这种解决方案也不针对与绕组支撑体的联接部位提供最优几何刚性。这种弱点的结果是：显著降低基本共振模式的频率并因而限制高音扬声器的使用带宽。

发明内容

在此应用环境中，本发明因而目的在于改进上述解决方案。

特别地，本发明的目标特别地在于：提供一种可替代的声学膜解决方案，由此实现紧凑的扬声器，特别是沿线圈运动方向紧凑。

本发明的解决方案的目的还在于：提供一种解决方案以允许使用柔性的或刚性的材料用于所述膜，而且易于且精确地在膜上定位线圈支撑体。

这样，本发明的主题是：一种圆形声学膜，其具有上表面和反面的下表面。这种膜因而用于在其下表面处通过支撑体联接到移动式绕组。

根据本发明，所述膜具有同心环形的折叠部，所述折叠部在所述膜中限定圆形中心部分和环形周边部分；其中，所述中心部分具有朝向膜的上表面翻转的凹面。进一步地，所述折叠部的内边缘通过所述下表面承载并包括或者形成附接表面，所述附接表面用于联接所述线圈的所述支撑体。

这样，本发明的声学膜具有大致M形的构形。更特别地，声学膜设置有大致以膜中心为中心的环形折叠部、以及在此环形折叠部任一侧上的两个部分。膜的在环形折叠部内的部分被称为中心部分，并具有非零的直径和用于朝向扬声器外侧翻转的凹面。膜的在环形折叠部外的部分被称为环形部分，并具有自由外边缘，所述外边缘用于通常通过悬体被固定到扬声器底盘。事实上，此环形部分也可具有用于朝向扬声器外侧翻转的凹面。折叠部的内边缘特别地用于与用于绕组的支撑体接触。

首先，这样的构造使线圈支撑体在膜上更易于精确和准确定位，这是因为，此位置在膜上通过由此形成的折叠部识别。

其次，线圈支撑体在膜上的特定定位对于共振现象具有非常良好的效果。实际上，在传统上，线圈支撑体的上部分(即，与膜接触的部分)参与到可能导致音频信号扭曲的不希望出现的膜变形情况中。通过本发明的膜的几何形状，线圈支撑体的上部分被约束以避免膜在给定可听频率范围内的杂乱变形，由此增大膜破裂频率。

进一步地，使膜的质心更接近于悬体的粘接面。通过这种构造，膜表面的非线性振荡运动的情况减少，因而膜的振动风险(通常被称为“振动模式”)(可导致线圈针对间隙壁的机械碰撞)同样减少。于是可将膜通过刚性较小的悬体附接到扬声器底盘。

事实上，折叠部以及膜的两个部分可通过形成单一材料片而获得。折叠部也可源自由相同或不同材料形成的两个不同部分的组装。

此外，可以在高音或中音类型的扬声器的范围内使用被描述为刚性的材料(例如铝或Kevlar^TM材料)，其具有特别是具有高弹性模量(特别是超过70GPa)的优点。也可以使用被描述为柔性的材料(例如纸或丝绸)，其特别是具有1GPa以下的弹性模量。进一步地，可以考虑刚性材料的中心部分和柔性材料的环形部分。当然，反之亦可：具体为刚性材料的环形部分和柔性材料的中心部分。

这样，在一个变例中，所述中心部分和所述环形部分由不同材料形成。

在这种情形中，所述方法可包括：分别形成中心部分和环形部分，然后将中心部分的周边边缘直接与环形部分的内边缘组装。所述组装可基于传统粘接方法。

由此形成的环形折叠部具有的整体开度角显著小于180°，例如在130°至150°之间。

在一个实施例中，折叠部的开度角可为锐角。换言之，所述折叠部可使得：所述中心部分的所述下表面的在位于所述折叠部的边缘上的部位处的切线和所述环形部分的所述下表面的在相同的部位处的切线在它们之间形成锐角。

在另一实施例中，折叠部的开度角可使得：

所述中心部分的所述下表面的在位于所述折叠部的所述边缘上的部位处的切线与所述膜的主对称轴线在它们之间形成锐角；

对于所述环形部分的所述下表面的在相同的部位处的切线面与所述主对称轴线在它们之间形成第二锐角。

膜的主对称轴线特别地为膜的径向对称轴线，并整体上大致平行于线圈的运动方向或支撑体的主轴线。

事实上，所述膜的各种尺寸(例如，折叠部的开度角，中心和环形部分中的每个的曲率半径或表面积)特别地根据所希望的响应曲线和成膜材料而确定。

例如：

–第一角度的值和第二角度的值可以相同或不同，且优选地在80°至50°之间；

–所述中心部分和所述环形部分的表面积的比率在0.8至1.6之间；

–所述中心部分的上表面的曲率半径优选地大致等于所述环形部分的上表面的曲率半径。

当然，中心部分和环形部分的相应曲率半径可略微不同，以优化膜的两个基本共振。例如，可以设想量级为0.5mm的不同。

本发明的主题还有：一种扬声器(例如为高音扬声器类型)，包括：

–固定底盘；

–磁回路，其稳固附接到所述底盘；

–组件，其相对于所述底盘可移动，包括：

–声学膜(例如如前限定)，其具有朝向所述扬声器的外侧翻转的凹面；

其中膜在其周边边缘处通过悬体附接到底盘；

–至少一个驱动线圈；

–圆柱形支撑体，其支承所述线圈，并牢固地紧固到所述膜的环形折叠部的所述内边缘。

附图说明

本发明的进一步的特性和优点通过以下参照附图提供的描述将变得显见，以下描述仅为参照性的而绝非限制性的，其中：

图1是根据本发明的实施例的声学膜的剖视立体图；

图2是图1所示声学膜沿轴线AA′的剖视侧视图；

图3是图2所示区域V的放大图；

图4是根据本发明的实施例的装备有声学膜的扬声器的剖视立体图。

请注意，在这些图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件，各个结构未按比例。进一步地，为了清楚起见，仅有用于理解本发明时不可或缺的元件显示在这些图上。

具体实施方式

如图可见，图1至3中所示声学膜1具有大致M形的总体构形。

特别地，声学膜1是圆形的，并特别是具有下表面10和反面的上表面11。在这种膜1中，可见角度区域采取环形折叠部12的形式，折叠部限定膜1的中心部分13和环形部分14。环形折叠部12以圆形膜的中心为中心，折叠部12的内边缘120特别地由膜1的下表面10承载。特别地，折叠部12的开度角使得中心部分13和环形部分14弯曲，其中凹面沿与折叠部12的开度角的方向相反的方向设置。中心部分的曲率半径优选地接近环形部分的曲率半径。然而，这两个曲率半径也可不同，以使中心部分和环形部分的基本共振频率适应于所希望的性能。

这种膜可通过成形单层或多层类型材料的单片而获得，不过也可源自(例如通过粘接)两个不同预成形件的组件。通过所述组件，可实现具有不同材料的中心部分和环形部分的膜，适于所希望的响应曲线。这样，中心部分可通过被描述为刚性的材料形成，而环形部分可通过被描述为柔性的材料形成。例如，可考虑以下组合：铝－丝绸，铝－Mylar^TM，铝－纸。

如图1和2中所示，这种膜1用于在其周边边缘15处联接到底盘2，并在环形折叠部12的内边缘120处联接到驱动线圈4的圆柱形支撑体3。由于折叠部12在膜中形成，因而更易于在膜上精确定位支撑体3。特别地，膜1的主径向对称轴线z大致对应于圆柱形支撑体3的主轴线，并大致平行于线圈在操作时的运动方向。

这样，在线圈支撑体的任一侧上，膜相对于线圈支撑圆柱体形成锐角。特别地，中心部分13的下表面10的在位于折叠部12的边缘上的部位处的切线和在此相同部位处的线圈支撑体在它们之间形成锐角α₁。类似地，环形部分14的下表面10的在相同部位处的切线和在相同部位处的线圈支撑体在它们之间形成第二锐角α₂。例如，两个角度α₁和α₂可以相等或不等，并可根据所希望的频率响应而调制。通常，对于一种材料而言，随着所述角度变得更尖锐，则膜的刚性增大更多且膜的自有共振频率变得更高。

事实上，膜的几何形状和所用材料对膜的声学和机械行为具有影响。由此，膜的各种尺寸可特别是根据所希望的响应曲线和根据膜所用材料而设定。

根据特别适应于实现高频扬声器的四个变例的膜尺寸在下文中作为非限制性示例给出。

对于这四个变例限定如下：

-S1:中心部分的表面积；

-S2:环形部分的表面积；

-R:比率S2/S1；

-R1:中心部分的曲率半径；

-R2:环形部分的曲率半径；

-α₁:上文限定的第一角度；以及

-α₂:上文限定的第二角度。

在第一变例中，膜由Kevlar^TM制成，并用于联接到20mm直径的线圈支撑体。在此第一变例中，膜优选地具有以下尺寸：

-S1:330mm²

-S2:510mm²

-R:1.55

-R1:18.9mm

-R2:18.9mm

-α₁:58°

-α₂:58°

在第二变例中，膜由Kevlar^TM制成，并用于联接到25mm直径的线圈支撑体。在此第二变例中，膜优选地具有以下尺寸：

-S1:480mm²

-S2:650mm²

-R:1.35

-R1:19.5mm

-R2:19mm

-α₁:52°

-α₂:50°

在第三变例中，膜由铝制成，并用于联接到20mm直径的线圈支撑体。在此第三变例中，膜优选地具有以下尺寸：

-S1:330mm²

-S2:440mm²

-R:1.33

-R1:24mm

-R2:24mm

-α₁:65°

-α₂:70°

在第四变例中，膜具有铝制的中心部分和Mylar^TM制成的环形部分，并用于联接到25mm直径的线圈支撑体。在此第四变例中，膜优选地具有以下尺寸：

-S1:480mm²

-S2:600mm²

-R:1.25

-R1:22mm

-R2:20mm

-α₁:60°

-α₂:58°

装备有上述声学膜的扬声器显示在图4中。这种扬声器特别地为高频扬声器，并因而包括形成壳体的底盘2，在壳体中安置磁回路5，磁回路5被构造以在环形间隙50中生成磁场。还显示出声学膜设置有环形折叠部12以及中心和环形部分13、14。此膜1的周边边缘15通过悬体6附接到底盘2。特别地，声学膜被布置为使得：中心和环形部分13、14的凹部朝向扬声器的外侧定向。用于驱动线圈4的圆柱形支撑体3固定到膜的折叠部12的内边缘120，且线圈4位于间隙50中。应注意的是，这种扬声器可相对比较紧凑，因其不必具有很深的壳体，以提供线圈的最优移程。

由于本发明的特定几何形状，因而能够提出具有优于现有膜的声学性能的膜。特别地，通过本发明的解决方案，可以：

-实现具有不同柔性或刚性材料的膜；

-使线圈支撑体在膜上精确定位；

-增大膜的机械破裂频率值，特别是超过高可听频率；

-限制膜的振动效应；以及

-实现更紧凑的扬声器。