CN106954159A - 一种超薄平面磁膜全频扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明在传统平面磁膜扬声器的基础上结合动圈式扬声器机械冲程大、谐振频率低的优点，设计出一种厚度很薄（≤8mm），而且性能优良的全频扬声器，能够广泛运用在薄型化的电子装置上。这种超薄平面磁膜全频扬声器包括振动***、磁路***、盆架和吸音棉，其中振动***和磁路***收纳固定于盆架的内部；振动***包括振膜和平面音圈，振膜在中间形成连续内凹结构，平面音圈开设有条形孔，平面音圈与振膜粘接固定；磁路***包括U形软铁和条状磁铁，条状磁铁位于U形软铁的上方，并位于条形孔的下方；U形软铁与盆架注塑连接；吸音棉粘接在U形软铁的底面。本发明提供的扬声器在具有全频性能的同时满足超薄结构的设计要求。

Description

一种超薄平面磁膜全频扬声器

技术领域

本发明涉及扬声器制造的技术领域，尤其是涉及一种超薄平面磁膜全频扬声器。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，人民的生活水平越来越高，当前比较流行的智能家居、超薄电视和便携式音箱等各种电子产品对产品的厚度都提出了要求，在扬声器的产品结构上，也要求厚度更薄的高性能全频扬声器。

动圈式扬声器是当前世界上运用最广泛的扬声器，它是由磁路***和振动***构成。磁路***由上导磁板，磁铁和下导磁板组成；振动***由锥形（或球顶）振膜和音圈组成，传统音圈是导电线圈绕着一个圆柱形状的骨架上。因此动圈式扬声器的产品厚度包括了磁路***和锥形（或球顶）振膜的高度，还有部分的音圈高度。如果动圈式扬声器想要把产品结构做薄，就只能以牺牲产品性能为条件，比如降低灵敏度，降低功率和提高共振频率等。但这难以符合当前流行的超薄型电子装置对高音质和高性能扬声器的需求。

而传统的平面磁膜扬声器，磁路***只有磁铁和下导磁板，整体厚度能做得较薄。由于振膜和音圈都是平面型的，厚度本来就很小，因此产品总厚度比较薄。但是由于传统的平面磁膜扬声器振膜的振动幅度很小，一般只有0.5mm。振膜的顺性只能靠把振膜粘贴在盆架时，由振膜的预紧力和振膜本身的弹性变形来提供。因此振膜的顺性很小，谐振频率很高。这决定了传统平面磁膜扬声器虽然厚度很薄，但只能作为高频扬声器使用。

因此，基于上述的因素，如何设计出一种结构紧凑、厚度薄的全频扬声器是本领域的技术人员需要解决的一个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种超薄平面磁膜全频扬声器，在传统平面磁膜扬声器的基础上结合动圈式扬声器机械冲程大、谐振频率低的优点，设计出一种厚度很薄（≤8mm），而且性能优良的全频扬声器，能够广泛运用在薄型化的电子装置上。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超薄平面磁膜全频扬声器，包括振动***、磁路***、盆架和吸音棉，所述振动***和磁路***收纳固定于盆架的内部；所述振动***包括振膜和平面音圈，所述振膜在中间形成连续内凹结构，所述平面音圈开设有条形孔，所述平面音圈与振膜粘接固定；所述磁路***包括U形软铁和条状磁铁，所述条状磁铁位于U形软铁的上方，并位于条形孔的下方；所述U形软铁与盆架注塑连接；所述吸音棉粘接在U形软铁的底面。

本发明的超薄平面磁膜全频扬声器采用结构紧凑的超薄创新设计，在其结构中，振膜在中间形成连续的内凹结构，同时平面音圈开设有条形孔，用以确保振膜振动时可以穿越条状磁铁，保证在磁路中满足全频扬声器的振动冲程；由于平面音圈厚度只有0.1mm，振膜厚度为2.9mm，所以整个振动***的厚度只有3mm；而且，由于没有传统动圈式扬声器的上导磁板，整个磁路***可以做的很薄，整个磁路***的厚度只有4mm，在具有全频性能的同时满足本发明的超薄结构的设计要求。

另外，U形软铁与盆架注塑连接，做成模内注塑的一体设计，不仅可以节约装配时间，而且装配精度更高，同时可以避免振膜在上下振动时触碰到磁铁的侧面。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述振膜包括振动板和环绕所述振动板的折环，所述振膜与折环通过粘结或模内注塑方式进行连接固定；所述振膜通过折环与盆架粘接固定。振动板为刚性材料，折环为柔性材料，二者通过粘结或膜内注塑的方式进行连接固定，能保证结合的牢固性和稳定性。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述振动板向下形成连续方槽，所述振动板的剖面呈方波形。振动板向下内凹形成连续方槽，从剖面图看具有方波形的结构，这样的特征设计是为了让振动板尽可能靠近条状磁铁，同时还需要保证振膜在机械冲程内不会触碰到U形软铁和条状磁铁。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述振动板的材质为铝镁合金或可塑性高分子材料的一种，所述振动板添设有加强筋。振动板可以采用铝镁合金冲压成型或者采用可塑性强的高分子材料，既能保证振动板质量轻盈，又能保证其有足够的刚性，同时振动板上增加有加强筋，能增加整体的刚性。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述折环向下凹陷形成内R形的结构，或者向上凸出形成外R形的结构，或者向上两次凸出形成双外R形的结构，或者连续向上凸出形成W形的结构；所述折环采用橡胶材料或聚氨酯材料或蚕丝材料制成，所述折环添设有加强筋。

优选地，折环采用向下凹陷形成内R形结构的橡胶材质，通过调整橡胶的软硬度和折环的厚度，对振动***的顺性进行控制，进而控制谐振频率。本发明的全频扬声器的谐振频率能保证达到低于200Hz，满足全频发声的要求。同时，在内R形的折环中增加了加强筋，可以对折环的振动模态进行了灵活调整。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述平面音圈包括导电线圈和平面薄膜，所述导电线圈印刷在所述平面薄膜上，所述条形孔开设于平面薄膜中，确保上下振动时可以穿越条状磁铁。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述导电线圈包括直线线圈部和弯曲线圈部，所述直线线圈部与连续方槽粘接固定，所述弯曲线圈部粘接于振膜的两侧。其中直线线圈部作为有效线圈，平整粘接在振动板的连续方槽的下表面，在输入交流信号时进行电-力能量转换，保证振动板上下振动。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述U形软铁在底部开设有透气孔，所述吸音棉粘附于透气孔上。

U形软铁在底部开设有透气孔，有效降低振膜在振动时磁路***中的空气阻力，有助于增加振动***的顺应性；而吸音棉粘接在U形软铁的底面，粘附于透气孔，则可以有效降低全频扬声器工作时空气急速通过U形软铁底部透气孔的风噪声。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述条状磁铁为长方体的钕铁硼磁铁，每一条的条状磁铁由3条小方形磁铁组成。条状磁铁用来给平面音圈提供永磁场的，采用高磁能积的磁铁。优选的，条状磁铁为钕铁硼磁铁。为了解决条状磁铁长度太长不利于生产的问题，本发明的每一条的条状磁铁由3条小方形磁铁组成，使其更易于进行生产。

作为本发明的技术方案的进一步描述，所述超薄平面磁膜全频扬声器的整件厚度不超过8mm，满足全频扬声器的超薄结构的设计要求。

基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：

（1）本发明充分结合动圈式扬声器和平面磁膜扬声器的优点，开发出新型的超薄平面磁膜全频扬声器，其结构简单紧凑，采用类似平面磁膜的磁路设计，全高控制在8mm以内；而且将平面音圈粘接在具有特殊形状的振膜上作为驱动力，使用内R形的折边设计，保证一定的机械冲程，增加折边的顺性以降低谐振频率，同时振膜受力均匀，分割振动和摇摆模式少，有效频域宽，形成超薄的全频扬声器(150Hz~20kHz)，能够广泛运用在薄型化的电子装置上。

（2）本发明提供的超薄平面磁膜全频扬声器，U形软铁与盆架注塑连接，做成模内注塑的一体设计，减少了扬声器生产过程中的点胶工序，不仅可以节约装配时间和人力成本，提高生产效率，而且装配精度更高，避免漏气和漏声的情况出现。

（3）本发明的超薄平面磁膜全频扬声器，指向性宽，没有前腔效应，偏轴响应好；而且阻抗曲线平直，只有很小的感抗和动生阻抗，整体性能好。

附图说明

图1为本发明的超薄平面磁膜全频扬声器的***分解图。

图2为本发明的超薄平面磁膜全频扬声器的成品图。

图3为本发明的超薄平面磁膜全频扬声器的剖面图。

图4为本发明的振膜的俯视图。

图5为本发明的平面音圈的结构示意图。

图6为本发明的平面音圈正极进电流的示意图。

图7为本发明的平面音圈负极进电流的示意图。

图8为本发明的平面音圈正极进电流时振膜受力的示意图。

图9为本发明的平面音圈负极进电流时振膜受力的示意图。

图10为本发明的超薄平面磁膜全频扬声器的频响曲线和阻抗曲线图。

图11为本发明的折环形成不同形状的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

图1~图3分别给出了本实施例的超薄平面磁膜全频扬声器的***分解图、成品图和剖面图，结合参考图1~图3，一种超薄平面磁膜全频扬声器，包括振动***1、磁路***2、盆架3和吸音棉4，振动***1和磁路***2收纳固定于盆架3的内部。其中，振动***1包括振膜11和平面音圈12，磁路***2包括U形软铁21和条状磁铁22。

图4给出了本实施例的振膜的俯视图，如图4所示，在振动***1中，振膜11为长方形的平板结构，振膜11在中间形成连续内凹结构，其包括位于中间位置的刚性的振动板111和环绕振动板111处于边缘位置的折环112。刚性材料的振膜11与柔性材料的折环112通过粘结或模内注塑方式进行连接固定，能保证结合的牢固性和稳定性。

需要说明的是，振动板111向下形成连续方槽1111，并不是普通的平板状结构，其从剖面图看具有方波形的结构。这样的特征设计是为了让振动板111尽可能靠近条状磁铁22，同时还需要保证振膜11在机械冲程内不会触碰到U形软铁21和条状磁铁22。

在材质方面，振动板111可以使用金属片材冲压成型或者使用可塑性的高分子材料，在本实施例中，振动板111采用铝镁合金冲压成型，这样既能保证振动板111的质量轻盈，又能保证其有足够的刚性；另外，振动板111上还添加了一些加强筋，能增加振动板111整体的刚性。

进一步参考图3，振膜11的折环122可以采用橡胶材料或聚氨酯材料或蚕丝材料制成，同时参考图11中本实施例的折环形成不同形状的结构示意图，其可以向下凹陷形成内R形的结构，或者向上凸出形成外R形的结构，或者向上两次凸出形成双外R形的结构，或者连续向上凸出形成W形的结构；在本实施例中，折环122采用向下凹陷形成内R形结构的橡胶材质，通过调整橡胶的软硬度和折环122的厚度，对振动***1的顺性进行控制，进而控制谐振频率。在本实施例中，通过调整内R形的折环122，全频扬声器的谐振频率能保证达到低于200Hz，满足全频发声的要求。同时，在内R形的折环中增加了加强筋，可以对折环的振动模态进行了灵活调整。

图5给出了本实施例的平面音圈的结构示意图，如图5所示，作为电-力能量转化的核心部件，平面音圈12包括导电线圈121和平面薄膜122，其中导电线圈121印刷在平面薄膜122上。平面音圈12开设有条形孔120，平面音圈12与振膜11粘接固定。

需要说明的是，条形孔120是开设于平面薄膜122的中间。在本实施例中，条形孔120为长方形，数量为3个，和条状磁铁22的数量相对应，确保上下振动时可以穿越条状磁铁22。

而导电线圈121又包括直线线圈部1211和弯曲线圈部1212，直线线圈部1211与连续方槽1111粘接固定，弯曲线圈部1212粘接于振膜11的两侧。其中直线线圈部1211作为有效线圈，平整粘接在振动板111的连续方槽1111的下表面，在进行上下振动时进行电-力能量转换。

上述本实施例的全频扬声器的振动***1，由于平面音圈12厚度只有0.1mm，振膜11厚度为2.9mm，所以整个振动***1的厚度只有3mm，符合本发明的超薄结构的设计要求。

继续参考图1~图3，盆架3可以采用塑料或者金属材料制成，在本实施例中，盆架3为塑料材质，而且与U形软铁21注塑连接。盆架3与U形软铁21做成模内注塑的一体设计，不仅可以节约装配时间，而且装配精度更高，同时可以避免振膜11在上下振动时触碰到磁铁的侧面。另外，塑料材质的盆架，相对于铁盆架，可以减小磁路***的漏磁系数。

在磁路***2上，U形软铁21采用低碳钢材料，其在底部开设有透气孔211，吸音棉4粘附于透气孔211上。需要说明的是，U形软铁21在底部开设的透气孔211，能有效降低振膜11在振动时磁路***2中的空气阻力，有助于增加振动***1的顺应性；而吸音棉4粘接在U形软铁211的底面，粘附于透气孔211，则可以有效降低全频扬声器工作时空气急速通过U形软铁211底部的透气孔211的风噪声。

条状磁铁22为长方体的钕铁硼磁铁，为平面音圈12提供永磁场，需采用高磁能积的磁铁。在本实施例中，条状磁铁22为钕铁硼磁铁，为了形成有效的磁场回路，相邻的条状磁铁22需要充反磁。同时，为了解决条状磁铁长度太长不利于生产的问题，本实施例的每一条的条状磁铁22由3条小方形磁铁221组成，使其更易于进行生产。

由于本实施例的全频扬声器，没有传统动圈式扬声器的上导磁板，整个磁路***2可以做的很薄，整个磁路***2的厚度只有4mm；在上述的振动***1介绍中提到，平面音圈12厚度只有0.1mm，振膜11厚度为2.9mm，所以整个振动***1的厚度只有3mm，加上盆架3和吸音棉4的厚度，整个全频扬声器的厚度为8mm，在具有全频性能的同时满足本发明的超薄结构的设计要求。

在充分结合动圈式扬声器和平面磁膜扬声器的优点，本实施例开发出的这种新型的超薄平面磁膜全频扬声器，其结构简单紧凑，采用类似平面磁膜的磁路设计，全高控制在8mm以内；而且将平面音圈粘接在具有特殊形状的振膜上作为驱动力，使用内R形的折边设计，保证一定的机械冲程，增加折边的顺性以降低谐振频率，同时振膜受力均匀，分割振动和摇摆模式少，有效频域宽，形成超薄的全频扬声器(150Hz~20kHz)，能够广泛运用在薄型化的电子装置上。

实施例2

图6和图7分别给出了本实施例的超薄平面磁膜全频扬声器的正极和负极分别进电流的示意图，以及图8和图9分别给出了本实施例的平面音圈正极进电流时和负极进电流时振膜受力的示意图，结合参考图6~图9，当电流从平面音圈12的正极进入时，其电流在平面音圈12内部的流动方向如图6中的箭头所示，此时对应的是，在图8中，整个平面音圈12都会受到向上的安培力，从而带动振膜11向上运动；当电流从平面音圈12的负极进入时，其电流在平面音圈12内部的流动方向如图7中的箭头所示，此时对应的是，在图9中，整个平面音圈12都会受到向下的安培力，从而带动振膜11向下运动。

图10为本实施例的超薄平面磁膜全频扬声器的频响曲线和阻抗曲线图。如图10所示，本实施例的有效频域宽(180~20KHz)，SPL曲线平滑；而且阻抗曲线平直，具有很小的感抗和动生阻抗。

以上内容仅仅为本发明的结构所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，包括振动***（1）、磁路***（2）、盆架（3）和吸音棉（4），所述振动***（1）和磁路***（2）收纳固定于盆架（3）的内部；

所述振动***（1）包括振膜（11）和平面音圈（12），所述振膜（11）在中间形成连续内凹结构，所述平面音圈（12）开设有条形孔（120），所述平面音圈（12）与振膜（11）粘接固定；

所述磁路***（2）包括U形软铁（21）和条状磁铁（22），所述条状磁铁（22）位于U形软铁（21）的上方，并位于条形孔（120）的下方；所述U形软铁（21）与盆架（3）注塑连接；所述吸音棉（4）粘接在U形软铁（21）的底面。

2.根据权利要求1所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述振膜（11）包括振动板（111）和环绕所述振动板（111）的折环（112），所述振膜（11）与折环（112）通过粘结或模内注塑方式进行连接固定；所述振膜（11）通过折环（112）与盆架（3）粘接固定。

3.根据权利要求2所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述振动板（111）向下形成连续方槽（1111），所述振动板（111）的剖面呈方波形。

4.根据权利要求3所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述振动板（111）的材质为铝镁合金或可塑性高分子材料的一种，所述振动板（111）添设有加强筋。

5.根据权利要求2所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述折环（122）向下凹陷形成内R形的结构，或者向上凸出形成外R形的结构，或者向上两次凸出形成双外R形的结构，或者连续向上凸出形成W形的结构；所述折环（122）采用橡胶材料或聚氨酯材料或蚕丝材料制成，所述折环（122）添设有加强筋。

6.根据权利要求1所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述平面音圈（12）包括导电线圈（121）和平面薄膜（122），所述导电线圈（121）印刷在所述平面薄膜（122）上，所述条形孔（120）开设于平面薄膜（122）中。

7.根据权利要求6所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述导电线圈（121）包括直线线圈部（1211）和弯曲线圈部（1212），所述直线线圈部（1211）与连续方槽（1111）粘接固定，所述弯曲线圈部（1212）粘接于振膜（11）的两侧。

8.根据权利要求1所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述U形软铁（21）在底部开设有透气孔（211），所述吸音棉（4）粘附于透气孔（211）上。

9.根据权利要求1所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述条状磁铁（22）为长方体的钕铁硼磁铁，每一条的条状磁铁（22）由3条小方形磁铁（221）组成。

10.根据权利要求1所述的超薄平面磁膜全频扬声器，其特征在于，所述超薄平面磁膜全频扬声器的整件厚度不超过8mm。