CN110876105A - 膜片或防尘盖以及扬声器单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膜片或防尘盖以及扬声器单元。提供了一种被配置为发出声波的膜片或防尘盖以及一种包括膜片或防尘盖的电动扬声器单元。扬声器单元被配置为，使得可以防止由于分割振动模式的影响而导致的声压频率特性的大幅峰值下降，并且可以提供优异的再现声音质量。在该膜片或防尘盖中，模仿昆虫翅膀的凹凸部至少形成在被配置为发出声波的膜片部的一个表面上。优选地，基于通过测量昆虫的翅膀翅脉的实际形状而获得的数据或模仿昆虫的翅膀翅脉的Voronoi图的数据，来形成所述凹凸部。

Description

膜片或防尘盖以及扬声器单元

技术领域

本发明涉及被配置为发出声波的膜片或防尘盖以及包括膜片或防尘盖的电动扬声器单元。

背景技术

在电动扬声器单元中，经常使用以下的组装结构：扬声器膜片(具体地，锥形膜片)的内周端利用粘合剂结合到圆柱体音圈骨架的圆柱体侧表面。在电动扬声器中，音频信号电流被供应到缠绕在音圈骨架上的线圈。悬边联接到锥形膜片的外径部，悬边的外周端侧固定到耦合到磁路的框架，并且音圈的线圈布置在磁路的磁隙中。附接防尘盖，以防止异物进入音圈骨架和磁路的磁隙。结果，当膜片和音圈振动时，膜片和防尘盖发出声波。

膜片和防尘盖的形状影响由电动扬声器单元再现的音频的质量和声压频率特性。膜片和防尘盖需要轻质和结构强度二者。对于某些典型的扬声器，锥形膜片或防尘盖的形状被设计用于改善声学特性，包括平滑声压频率特性。在圆锥形膜片中，振动***配置相对于中心轴线具有有利的对称性。结果，存在发生诸如波动较少这样的操作故障的优点。另一方面，当锥形膜片的刚度降低时，存在的问题是，由于圆形形状，导致分割振动模式的影响变得显著，并且声压频率特性的峰值下降变得更大。这会导致再现的声音质量降低。

例如，作为典型技术的JP-UM-A-62-26997公开了一种扬声器膜片，该扬声器膜片被配置为使得具有V形垂直截面并沿着锥形膜片的屈折部分从膜片向前或向后突出的多个突出肋在与圆周切线或圆周方向交叉的方向上不规则地分布(图2和图3A至图3C)。没有引起由于膜片部在圆周方向上的不均匀刚度而导致的显著分频谐振，并且频率特性得以平滑。

此外，作为典型技术的日本专利No.4968139公开了一种昆虫型飞行玩具叶片主体，该昆虫型飞行叶片主体包括模仿昆虫形状的晶片状硅基板，其厚度等于或小于1000μm，并且由多晶Si、单晶硅或SiC制成，并且具有模仿昆虫翅膀的外形。在叶片主体处，通过表面蚀刻形成模仿昆虫翅膀翅脉的凹凸图案。

昆虫翅膀是背部的薄外延骨架，并且由甲壳质制成。此外，昆虫翅膀非常轻，适合飞行，并且具有必要的强度。为了支撑以膜形状扩展的翅膀，被称为翅膀翅脉的厚甲壳质串如在叶脉中跨昆虫翅膀扩展。昆虫翅脉具有在羽化后翅脉可以充满体液以使翅膀展开这样的结构。例如，通过学习蜻蜓翅膀中示出的翅脉的几何组成物对应用于建筑学的可能性进行了研究(Syunsuke Kudo、Motomu Uno和Yosuke Tanaka的“MorphologicalCharacteristics of Vein of Dragonfly and Its Potential of ArchitecturalApplications(蜻蜓翅脉的形态特征及其应用于建筑学的潜力)”(Summaries ofTechnical Papers of Annual Meeting by Architectural Institute of Japan(日本建筑学会年会技术论文摘要)，Summaries of Design Works of Annual Meeting(年会设计作品摘要)，第2012卷，第5324页)[2018年8月21日搜索]，互联网<URL：https：//www.rs.kagu.tus.ac.jp/unolab/thesis/2011/kudo.pdf>)。此外，在作为昆虫的蜻蜓的翅脉中示出了Voronoi结构(Yuri Nakagawa、Ayane Hamano和Mizuki Yamada，“Reasons whyDragonfly Wing Veins Show Voronoi Structure(蜻蜓翅脉表现出Voronoi结构的原因”，(广岛大学高中)，[在2018年8月21日搜索]，互联网<URL:https://www.musashino-u.ac.jp/albums/abm.php？f＝abm00004627.pdf&n＝％E6％9C％80％E5％84％AA％E7％A7％80％E8％B3％9E_％E5％BA％83％E5％B3％B6％E5％A4％A7％E9％99％84％E5％B1％9E％E9％AB％98％E7％AD％89％E5％AD％A6％E6％A0％A1.pd f>)。

昆虫翅膀被同样地用于扬声器的膜片和防尘盖，因为轻质和强度二者都是必需的。注意的是，在被配置为发出声波的典型膜片或防尘盖和典型扬声器单元当中，没有模仿例如昆虫翅膀的形状或图案的膜片、防尘盖和扬声器单元。

本发明致力于解决典型技术的上述问题，并且本发明的目的是提供被配置为发出声波的膜片或防尘盖以及包括膜片或防尘盖的电动扬声器单元。扬声器单元被配置为，使得可防止由于分割振动模式的影响而导致的声压频率特性的大幅峰值下降，并且可提供优异的再现声音质量。

发明内容

本发明的膜片或防尘盖是用于形成电动扬声器单元的膜片或防尘盖。模仿昆虫翅膀的凹凸部至少形成在被配置为发出声波的膜片部的一个表面上。

优选地，在本发明的膜片或防尘盖中，基于通过测量所述昆虫的翅膀翅脉的实际形状而获得的数据或模仿所述昆虫的所述翅膀翅脉的Voronoi图的数据，来形成所述凹凸部。

优选地，在本发明的膜片或防尘盖中，所述凹凸部被形成为使得具有预定面积的多个相同的翅膀翅脉形状重复地布置在所述膜片部处。

优选地，在本发明的膜片或防尘盖中，所述膜片部的所述凹凸部的凸起部的厚度t2被形成为基本上等于或大于所述凹凸部的凹入部的厚度t1。

优选地，在本发明的膜片或防尘盖中，在所述膜片部的所述凹凸部的所述凸起部内部形成模仿所述翅膀翅脉的中空空间。

本发明的扬声器单元至少包括：上述的膜片；音圈，所述音圈联接到所述膜片的内径部；悬边，所述悬边联接到所述膜片的外径部；框架，所述框架固定到所述悬边的外周端部；以及磁路，所述磁路具有磁隙，所述音圈的线圈被布置在所述磁隙中并且被固定到所述框架。

此外，本发明的扬声器单元至少包括：锥形膜片；音圈，所述音圈联接到所述膜片的内径部；上述的防尘盖，所述防尘盖联接到所述膜片或所述音圈；悬边，所述悬边联接到所述膜片的外径部；框架，所述框架固定到所述悬边的外周端部；以及磁路，所述磁路具有磁隙，所述音圈的线圈被布置在所述磁隙中并且被固定到所述框架。

下文中，将描述本发明的特征。

本发明的膜片或防尘盖是用于形成电动扬声器单元的膜片或防尘盖。模仿昆虫翅膀的凹凸部至少形成在被配置为发出声波的膜片部的一个表面上。优选地，基于通过测量昆虫的翅膀翅脉的实际形状而获得的数据或模仿昆虫的翅膀翅脉的Voronoi图的数据，来形成凹凸部。自然界中存在的昆虫的翅膀是具有昆虫飞行所必需的强度和轻质二者的结构，并且模仿凹凸部的这种结构可在膜片和防尘盖处表现出类似的预期效果。

本发明的扬声器单元包括膜片或防尘盖、固定到膜片的悬边部的外周端部的框架、以及具有磁隙的磁路，音圈的线圈布置在磁路中并且被固定到框架。凹凸部增强了膜片或防尘盖的膜片部的硬度。因此，可以提供被配置为使得可减少由于分割振动模式的影响而导致容易出现的声压频率特性的峰值下降并且可提供优异的再现声音质量的扬声器单元。

膜片或防尘盖的膜片部的凹凸部可被形成为使得具有预定面积的多个相同的翅膀翅脉形状重复地布置在膜片部处。可针对具有广圆形区域的膜片或防尘盖，采用甚至模仿诸如蜻蜓这样的昆虫的细长翅膀的凹凸部。

优选地，膜片或防尘盖的膜片部的凹凸部被配置为使得在凹凸部中凸起部的厚度t2被形成为基本上等于或大于凹入部的厚度t1。此外，可在膜片部的凹凸部的凸起部内部形成模仿翅膀翅脉的中空空间。形成膜片部的凹凸部的结构变得更接近进一步模仿昆虫翅膀的结构。因此，可提供被配置为使得可提供更好的再现声音质量的扬声器单元。

根据本发明的膜片或防尘盖和包括膜片或防尘盖的电动扬声器单元可以提供被配置为使得可以防止由于分割振动模式的影响而导致的声压频率特性的大幅峰值下降并且可以提供优异的再现声音质量的扬声器单元。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的电动扬声器单元的外部视图；

图2是用于描述昆虫翅膀的翅脉/凹凸部的视图；

图3A、图3B和图3C是根据本发明的一个实施方式的膜片的形状的视图；

图4A、图4B和图4C是根据本发明的一个实施方式的防尘盖的视图；以及

图5是根据本发明的一个实施方式的使用膜片和防尘盖的电动扬声器单元以及比较例的扬声器单元的声压频率特性的曲线图。

具体实施方式

下文中，将描述根据本发明的优选实施方式的膜片或防尘盖和扬声器单元，但是本发明不限于这些实施方式。

(第一实施方式)

图1是用于描述根据本发明的优选实施方式的电动扬声器单元1的视图。具体地，

图1是从前侧看的包括锥形膜片和防尘盖的扬声器单元1的外观的立体图。注意的是，扬声器单元1的形式不限于本实施方式的情况。此外，在图中未示出描述本发明时不必要的扬声器单元1的配置，并且不对其进行描述。

本实施方式的扬声器单元1是用于扬声器***或车辆附件的电动扬声器，该电动扬声器具有16cm的标称直径。扬声器单元1附接到例如形成扬声器***的箱体或车辆的车身/车门，以形成被配置为再现音频的扬声器。注意的是，例如，在图中未示出使用扬声器单元1的扬声器***的具体形式，并且对此不进行描述。

扬声器单元1包括：篮状框架2，其由金属材料制成；磁路3，其固定到框架2；锥形膜片10，其是通过对纸张材料进行造纸来形成的；(未示出的)音圈4，其联接到膜片10的内周侧并且具有布置在(未示出的)磁路3的(未示出的)磁隙中的线圈；(未示出的)阻尼器5，其联接到音圈4的(未示出的)骨架并且可振动地支撑骨架；悬边9，其联接到膜片10的外周侧并且可振动地支撑膜片10；以及防尘盖20，其被附接以封闭音圈4的(未示出的)骨架的上端侧。注意的是，音圈4和阻尼器5被设置并隐藏在图1中的膜片10的后侧，因此，未示出其外观。

因此，在扬声器单元1中，当音频信号电流被供应到布置在产生强DC场的磁路3的磁隙中的音圈4的线圈时，在所例示的Z轴方向上产生驱动力，并且包括音圈4、膜片10和防尘盖20的扬声器振动***在Z轴方向上被驱动。也就是说，扬声器振动***由阻尼器5和悬边9可振动地支撑。结果，在膜片10和防尘盖20的前后存在的空气中发生压力变化，并且音频信号电流被转换成声波(音频)。

图2是用于描述昆虫翅膀的翅脉/凹凸部的视图。具体地，图2是某只蜻蜓的翅膀的局部放大照片。光源被放置在翅膀的后侧，因此，由于透过翅膀的光，翅膀翅脉被表现为粗阴影线。在昆虫的翅膀中，在由翅膀翅脉包围的每个区域中形成薄膜，并且作为凹入部的膜的厚度具有比作为凸起部的翅膀翅脉的厚度薄的结构。根据类型/个体，有各种方法来扩展天然昆虫翅膀的翅脉。然而，这些方式彼此一样，因为形成了如图2中的凹凸部。

可基于通过测量实际昆虫的翅膀翅脉的形状而获得的数据来模仿昆虫翅膀的凹凸部。例如，在图2的照片中指定了翅膀翅脉之间的交叉点的位置，并且该交叉点的位置被转换成数据。这些交叉点彼此连接，使得可再现模仿实际翅膀翅脉的凹凸部。在实际的翅膀翅脉中，翅膀翅脉交叉点之间的距离是变化的。翅膀翅脉形成凹凸部，使具有各种大小和形状的许多不同的多边形(主要是三角形、矩形或五边形)彼此连接。翅膀翅脉的凹凸部实现了具有昆虫翅膀飞行所必需的强度和轻质的结构。

注意的是，膜片或防尘盖所利用的凹凸部的尺寸不限于与实际昆虫翅膀翅脉尺寸相符的尺寸，实际上在被利用时这些尺寸被放大数倍。由于实际的昆虫翅膀的面积小，因此在被利用时尺寸被放大，同时保持凹凸部的大小的相对比率。具有预定面积的相同的翅膀翅脉形状可以被重复地布置，并且形成为凹凸部，以便增强膜片或防尘盖的膜片部。注意的是，可利用由昆虫翅膀的翅脉形成的凹凸部，使得翅脉部分是厚的凸起部，并且由翅膀翅脉包围的膜部分是薄的凹入部，并且不一定准确地模仿厚的尺寸。

图3A、图3B和图3C是根据本发明的一个实施方式的膜片10的形状的视图。具体地，图3B是膜片10的平面图，图3A是膜片10的A-A剖面图，并且图3C是膜片10的侧视图。锥形膜片10具有限定圆形孔的内径部11、作为与内径部11同心的圆形的限定圆形边缘部的外径部12以及具有将内径部11与外径部12连接的大体锥形曲面的膜片部13。

模仿昆虫翅膀的凹凸部形成在本实施方式的膜片10的膜片部13的曲面的一个表面上。如昆虫翅膀的凹凸部中一样，凹凸部包括薄的凹入部14(厚度t1)和厚的凸起部15(厚度t2(＞t1))。在本实施方式的膜片10的情况下，大体扇形区域S中的五个凹凸部绕中心O以72°的角度在圆周方向上重复布置，以形成跨整个圆周的凹凸部，如图3B中例示的。因此，凹入部14和凸起部15形成与膜片部13的大体锥形曲面处的翅膀翅脉的结构类似的肋形结构。由凹入部14和凸起部15形成的凹凸部用于增强膜片部13的硬度。

注意的是，本实施方式的膜片10被配置为使得凹凸部只形成在膜片部13的曲面的一侧上，但是凹凸部可以形成在两侧上。在这种情况下，薄的凹入部的一侧可以被形成为对应于膜片部13的曲面另一侧上的凸起部15以使翅膀翅脉成形，并且凸起部15的厚度t2可与凹入部14的厚度t1基本上相同。另选地，在膜片部13的曲面的两侧上，可以设置与凹入部14的厚度t1相比更厚地突出的凸起部15。另选地，凹凸部可能不一定跨膜片部13的整个曲面设置，而是局部设置。

图4A、图4B和图4C是根据本发明的一个实施方式的防尘盖20的形状的视图。具体地，图4B是防尘盖20的平面图，图4A是防尘盖20的A-A剖面图，并且图4C是防尘盖20的侧视图。防尘盖20具有限定圆形边缘部的外径部22和大体拱形的膜片部23。

模仿昆虫翅膀的凹凸部形成在本实施方式的防尘盖20的膜片部23的曲面的一侧上。如昆虫翅膀的凹凸部中一样，该凹凸部包括薄的凹入部24(厚度t3)和厚的凸起部25(厚度t4(＞t3))。在本实施方式的防尘盖20的情况下，面积比膜片10的面积窄，因此，模仿昆虫翅膀的凹凸部直接布置在一个表面上。因此，凹入部24和凸起部25形成与膜片部23的拱形曲面上的翅膀翅脉的结构类似的肋形结构。由凹入部24和凸起部25形成的凹凸部用于增强膜片部23的硬度。

注意的是，本实施方式的防尘盖20被配置为使得凹凸部只形成在膜片部23的曲面的一侧上，但是凹凸部可以形成在两侧上。在这种情况下，薄的凹入部的一侧可以被形成为对应于膜片部23的曲面另一侧上的凸起部25以使翅膀翅脉成形，并且凸起部25的厚度t4可与凹入部24的厚度t3基本上相同。另选地，在膜片部23的曲面的两侧上，可以设置与凹入部24的厚度t3相比更厚地突出的凸起部25。另选地，凹凸部可能不一定跨膜片部23的整个曲面设置，而是局部设置。

图5是根据本实施方式的使用膜片10和防尘盖20的电动扬声器单元1以及(未示出)比较例的扬声器单元100的声压频率特性的曲线图。比较例的扬声器单元100的不同之处在于，扬声器单元100包括没有模仿昆虫翅膀的凹凸部的(未示出)比较例的膜片和防尘盖，因此没有进行描述且没有在附图中示出。

如图5中例示的，在使用膜片10和防尘盖20的本实施方式的扬声器单元1中，膜片10和防尘盖20的凹凸部增强了膜片部13和膜片部23的硬度。因此，减少了由于分割振动模式的影响而导致容易出现的声压频率特性的峰值下降，并且提供了优异的再现声音质量。另一方面，在包括没有凹凸部的比较例的膜片和防尘盖的比较例的扬声器单元100中，膜片部的硬度较低，因此分割振动模式的影响容易作为声压频率特性的峰值下降出现。

注意的是，基于通过测量实际蜻蜓的翅膀翅脉的形状而获得的数据来形成本实施方式的膜片10和防尘盖20的凹凸部。注意的是，凹凸部不限于蜻蜓，并且可模仿诸如蝉、蝴蝶、甲虫和瓢虫这样的其他昆虫的翅膀。

基于昆虫翅膀的凹凸部与Voronoi图有相似度的考虑，可用所产生的Voronoi图的数据产生模仿昆虫的翅膀翅脉的凹凸部。Voronoi图是按以下这样的方式获得的图：在平面上取一些点(母点)并且用线连接这些点来绘图，连接所形成的三角形的边的垂直平分线来绘图，并且去掉初始产生的线。Voronoi图也可被当作是布置在一平面上的母点被按照与其他母点的接近度进行划分这样的方式获得的示图。因此，使用在Voronoi图中连接的垂直平分线，使得可绘制模仿昆虫的翅膀翅脉的凹凸部。可以基于模仿昆虫的翅膀翅脉的Voronoi图的数据来形成凹凸部。

在形成昆虫翅膀的凹凸部的翅膀翅脉中，体液仅在从翅膀伸出时才流动。在形成了翅膀之后，其中有体液流动的翅膀翅脉变得干燥和空置。这促成了具有翅膀所必需的强度和轻质二者的结构。因此，在根据本发明的具有模仿昆虫翅膀的凹凸部的膜片10或防尘盖20中，可在内部形成模仿昆虫的翅膀翅脉的中空空间。

例如，在模仿昆虫翅膀的膜片部13的凹凸部中，厚的凸起部15中的膜片材料的密度可低于薄的凹入部14的膜片材料的密度。此外，在通过结合前部材料和后部材料形成的膜片中，膜片可被形成为使得薄的凹入部14彼此结合，并且在厚的凸起部15内部设置其中前部材料与后部材料没有彼此结合的中空空间。

此外，形成本实施方式的膜片10或防尘盖20的材料可以是树脂材料。例如，形成膜片10或防尘盖20的树脂材料可以是PET膜状构件。例如，形成膜片10或防尘盖20的材料可以是诸如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)和聚苯硫醚(PPS)、通过热压片材形成的材料以及通过压制弹性体片材形成的材料这样的其他轻质树脂材料膜。另选地，形成膜片10或防尘盖20的材料可以是由诸如纤维素或合成纤维这样的天然纤维或纸材料制成的非织造织物。

另外，本发明的膜片10可以是拱形膜片，被配置为如在防尘盖20中一样发出声波。另外，不管膜片的标称直径和膜片形状如何，本发明的膜片可以是通过组合拱形膜片和锥形膜片而形成的平衡拱形膜片。无须说，膜片可以是锥形膜片，其被配置为使得一体地形成防尘盖部。此外，防尘盖可以是包括子锥体作为膜片的防尘盖。

本发明的膜片不限于所例示的电动扬声器单元，并且可以是形成没有阻尼器的扬声器振动***的扬声器单元。此外，本发明的膜片不限于电动扬声器单元，也可适用于压电扬声器单元。

Claims (7)

1.一种用于形成电动扬声器单元的膜片或防尘盖，其中，

模仿昆虫翅膀的凹凸部至少形成在被配置为发出声波的膜片部的一个表面上。

2.根据权利要求1所述的膜片或防尘盖，其中，

基于通过测量所述昆虫的翅膀翅脉的实际形状而获得的数据或模仿所述昆虫的所述翅膀翅脉的Voronoi图的数据，来形成所述凹凸部。

3.根据权利要求1所述的膜片或防尘盖，其中，

所述凹凸部被形成为使得具有预定面积的多个相同的翅膀翅脉形状重复地布置在所述膜片部处。

4.根据权利要求1所述的膜片或防尘盖，其中，

所述膜片部的所述凹凸部的凸起部的厚度t2被形成为基本上等于或大于所述凹凸部的凹入部的厚度t1。

5.根据权利要求4所述的膜片或防尘盖，其中，

在所述膜片部的所述凹凸部的所述凸起部内部形成模仿所述翅膀翅脉的中空空间。

6.一种扬声器单元，该扬声器单元至少包括：

根据权利要求1所述的膜片；

音圈，所述音圈联接到所述膜片的内径部；

悬边，所述悬边联接到所述膜片的外径部；

框架，所述框架固定到所述悬边的外周端部；以及

磁路，所述磁路具有磁隙，所述音圈的线圈被布置在所述磁隙中并且被固定到所述框架。

7.一种扬声器单元，该扬声器单元至少包括：

锥形膜片；

音圈，所述音圈联接到所述膜片的内径部；

根据权利要求1所述的防尘盖，所述防尘盖联接到所述膜片或所述音圈；

悬边，所述悬边联接到所述膜片的外径部；

框架，所述框架固定到所述悬边的外周端部；以及

磁路，所述磁路具有磁隙，所述音圈的线圈被布置在所述磁隙中并且被固定到所述框架。

Images