專利名稱：揚聲器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是關于揚聲器，在該揚聲器中增加了在聲音再現(xiàn)裝置中使用的高頻再現(xiàn)閾值頻率。
過去，作為用于增加在揚聲器中高頻再現(xiàn)閾值頻率的方法，在T.Yamamoto(Radio Gijutsusha)的第一卷的“揚聲器系統(tǒng)”的第157-158頁描述的方法是眾所周知的。尤其是，按照本方法，它在以下幾方面是有效的1．使振動膜系統(tǒng)變得更輕，2．允許使用具有高勁度的振動膜，以及3．降低振動膜與聲音線圈架之間的連接部份的錐形角。
但是，常規(guī)的方法具有下列問題首先，如果使振動膜系統(tǒng)變輕，則振動膜的強度就會降低。因此，就可能會產(chǎn)生振動膜的波節(jié)共振，并且在聲音壓力-頻率特性上會產(chǎn)生多個峰值磁傾角，而且不能增加輸入電阻。
而且，用于具有高勁度的振動膜的材料是昂貴的。一般的，具有高勁度的材料具有很小的內(nèi)部損耗，這將在聲音的壓力-頻率特性上導致很大的峰值磁傾角。
而且，如果在振動膜與聲音線圈架之間的連接部份的錐形角降低，由于振動膜的空腔效應會在聲音壓力-頻率特性上產(chǎn)生輕微的且大的峰值磁傾角。
當由于在揚聲器的振動膜的前表面上的凹槽而形成了空腔時，就會產(chǎn)生空腔效應，并且這一空腔會在某一特定的頻帶上產(chǎn)生共振，于是在壓力-頻率特性上引起峰值磁傾角。
本發(fā)明的揚聲器包括一個框架，一個聲音線圈架和連接到該框架和該聲音線圈架的振動膜，其中振動膜以這樣一種方式連接到聲音線圈架，即在振動膜與聲音線圈架之間的錐形角要小到足以獲得一良好的高頻再現(xiàn)閾值頻率，該振動膜具有一個連接到聲音線圈架的第一連接部份和連接到框架的第二連接部份，并且該振動膜具有一個弧形橫截面以便具有一個從第一連接部份和第二連接部份向外形成的頂層部份。
在本發(fā)明的一個實施例中，該振動膜以這樣一種方式連接到聲音線圈架，即該錐形角要充分地變?yōu)?5°或更小。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該聲音線圈架具有充分的圓柱形，并且該第一連接部份被連接到該聲音線圈架的一端。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該第一連接部份被連接到該聲音線圈架的外徑部份。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該揚聲器還包括一個用于連接該振動膜到框架和聲音線圈架的連接部份，并且該連接部份包含橡膠粘合劑。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該第一連接部份包括具有錐形的錐狀部份，并且該錐狀部份被連接到該聲音線圈架的內(nèi)徑部份。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該振動膜以這樣一種方式連接到該聲音線圈架，即該錐狀部份直接與該內(nèi)徑部份接觸。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該框架在該振動膜的后邊密封一個空間，并且該振動膜具有允許空氣在其間流動的空氣流部份。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該空氣流部份被布置在靠近該振動膜外部的外圍處。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該空氣流部份是由其密度低于形成除該空氣流部份之外的部份的組件密度的組件組成。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該空氣流部份具有多個用于使空氣在其間進行流動的小孔組成。
本發(fā)明的揚聲器具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，該振動膜具有一個弧形橫截面與從內(nèi)部和外部的附件部份向外彎曲的頂層部份，并且在該振動膜與聲音線圈架之間的連接部份的錐形角是大約45°或更小。由于這種結(jié)構(gòu)，能夠抑制空腔效應，并可提高振動膜的強度。而且，當聲音的壓力-頻率曲線變平時，通過使用不貴的材料就可以很容易地增加高頻再現(xiàn)閾值頻率。
按照本發(fā)明的一個方面，當在振動膜與聲音線圈架之間的連接部份的錐形角被降低時，由于該振動膜的弧形截面，其高度可變得更小。這就抑制了空腔效應。而且，由于這種弧形截面，提高了振動膜的強度，并且波節(jié)共振就變得可能不會產(chǎn)生。
按照本發(fā)明的另一個方面，一振動膜可直接連接到聲音線圈架而不必在其間有任何粘結(jié)層。
仍就按照本發(fā)明的另一方面，空氣可以流經(jīng)振動膜，并可以降低在該振動膜的后部的空間里的空氣的勁度。由于低音共振正比于勁度的平方根，就可以降低低音共振，也就是，低音特性可以平直化。
因此，在此描述的本發(fā)明具有能提供一種不昂貴的揚聲器的優(yōu)點，其中當增加高頻再現(xiàn)閾值頻率時可獲得平直的聲音壓力-頻率特性。
通過結(jié)合附圖閱讀和理解下列更詳細的描述，本發(fā)明的該優(yōu)點及其它優(yōu)點對于熟悉本技術(shù)領域的人來說將變得更清晰。


圖1是在本發(fā)明的實施例1中的揚聲器的橫截面示意圖。
圖2是表示在本發(fā)明的實施例1的揚聲器和常規(guī)揚聲器中的聲音壓力-頻率特性曲線圖。
圖3是在本發(fā)明的實施例2中揚聲器的橫截面示意圖。
圖4A和4B分別表示振動膜與聲音線圈架之間的連接部份的擴大的示意圖。
圖5表示本發(fā)明的實施例1和2中的揚聲器的聲音壓力-頻率特性曲線圖。
圖6是本發(fā)明的實施例3中的揚聲器的前示圖。
圖7表示本發(fā)明的實施例1和3中的揚聲器的聲音壓力-頻率特性曲線圖。
圖8是本發(fā)明的實施例3中的修改的揚聲器的前示圖。
圖9是常規(guī)揚聲器的橫截面示意圖。
圖10是說明高頻再現(xiàn)閾值頻率和錐形角之間的關系的圖表。
圖11是表示高頻再現(xiàn)閾值頻率和錐形角之間的關系的公式。
在此，通過解說本明的實施例的方式來描述本發(fā)明。
實施例1圖1表示在實施例1中的揚聲器100的結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。該揚聲器100是具有大約6cm孔徑的高頻揚聲器。在圖1中振動膜1是由紙漿制成。該振動膜具有帶有頂層部份1C的弧形橫截面。該頂層部份1C被從內(nèi)部附件部份1A(D1=大約7mm)和外部附件部份1B(D2=大約2.9mm)向外放置。該振動膜是由曲面1D(從內(nèi)部附件部份1A到具有直徑φ1(大約19.2mm)的一區(qū)域的邊緣)、曲面1E(從具有直徑φ1(大約19.2mm)的該區(qū)域的邊緣到具有直徑φ2(大約38.6mm)的一區(qū)域的邊緣)和曲面1F(從具有直徑φ2(大約38.6mm)的該區(qū)域的邊緣到外部附件部份1B，也就是，具有直徑φ3(大約50mm)的一區(qū)域的邊緣)組成。該曲面1D、1E、1F分別具有大約10mm、大約15mm大約17mm的曲率半徑。而且，具有直徑φ2(大約38.6mm)的該區(qū)域的邊緣被放置在振動膜1的頂層部份1C上。在由牛皮紙(厚度大約0.05mm)制成的聲音線圈架3和振動膜1的內(nèi)徑部份之間的錐形角θ1為大約27.5°。而且在外部附件部份1B處的錐形角θ2為大約40°。
振動膜1的外部外圍部份用橡膠粘合劑固定到框架5(厚度大約0.6mm，整個高度大約13.5mm)，該框架5沒有孔，并且振動膜的后表面1G(在框架5側(cè)的空間S1)被密封。振動膜1的內(nèi)部外圍部份用粘合劑固定到聲音線圈架3。聲音線圈架3的外部外圍部份由固定到框架5上的棉布減振器4來固定，以便聲音線圈架3位于該中心。而且，由紙漿制成的中心蓋2固定到該振動膜的前表面。該中心蓋2具有大約17.5mm的最外直徑，大約15.5mm的曲面外徑和大約8mm的曲率半徑。
在該框架5的下部放置由鐵磁體構(gòu)成的場部份6、由鐵組成的頂層板極和軛鐵。該場部份6具有大約45mm的外徑和大約8mm的厚度。而且，纏繞在該聲音線圈架的較低部份的聲音線圈3A被插進由頂層板極和軛鐵構(gòu)成的磁性間隙中。
此后，描述具有上述結(jié)構(gòu)的揚聲器的運行。
在實施例1的揚聲器100中，在聲音線圈架3和該振動膜1的內(nèi)徑部份之間連接部份的錐形角大約是27.5°。該揚聲器100包括具有弧形橫截面的振動膜1，該弧形橫截面具有從內(nèi)部附件部份1A(D1=大約7mm)和從外部附件部份1B(D2=大約2.9mm)向外(以箭頭A1代表的方向)彎曲的頂層部份1C。
高頻再現(xiàn)閾值頻率fh與錐形角θ1之間的關系可由T.Yamamoto第一卷“揚聲器系統(tǒng)”的第157-158頁的公式(5.14)和圖5.19表示。圖10和11表示了這種關系。尤其是，為增加三倍再現(xiàn)頻率fh而降低錐形角θ1是有效的。
但是，總的來說，當降低錐形角時，該振動膜1的整個高度就會增加。因此，在揚聲器100的振動膜1的前表面上形成凹陷的空腔就會變大。由于空腔效應，在聲音壓力-頻率特性上會發(fā)生輕微的且大的磁傾角。因此，一般錐形角θ1被設置在大約45°或更大。
相比較，在實施例1中，由于振動膜1具有一個帶有向外彎曲的頂層1C的弧形橫截面，即使錐形角θ1充分地小(比如，27.5°)，由在振動膜1的前表面上的凹陷形成的空腔C1可以做得更小。因此，可以防止在聲音壓力-頻率特性上產(chǎn)生由該空腔效應引起的峰值磁傾角，而且，由于該振動膜1的曲面，該振動膜1的強度也可以得到加強。結(jié)果，就可以防止在振動膜1上發(fā)生波節(jié)共振。
而且，關于具有上述形狀的振動膜1的內(nèi)徑部份的錐形角θ1，可以通過FEM仿真和測量確定以下這些在規(guī)定錐形角θ1大于45°的情況下，很難增加超過聲頻(大約20kHz)的高頻再現(xiàn)閾值頻率fh，并且在聲音壓力-頻率特性上會產(chǎn)生一個大的峰值磁傾角。在實施例1中這個問題得到解決。即，當高頻再現(xiàn)閾值頻率fh被充分地增加時，由于該空腔效應，可以獲得平直的聲音壓力-頻率特性而不帶有任何峰值磁傾角。
在此，參照測量特性曲線描述實施例1的效果。
圖2顯示的是實施例1的該揚聲器100與常規(guī)的揚聲器900的聲音壓力-頻率特性對比圖，其中為了增加高頻再現(xiàn)閾值頻率，規(guī)定振動膜11的重量和錐形角θ1與實施例1中的揚聲器100的振動膜1的相同。
在圖9顯示的常規(guī)揚聲器900中，在靠近頻率3-12kHz處由于空腔C2的空腔效應產(chǎn)生了峰值磁傾角BP1，如特性曲線B所示。而且，由于振動膜11的強度的降低，在頻率15kHz或更大之處，由于振動膜11的波節(jié)共振產(chǎn)生多個大的峰值磁傾角BP2。另一方面，如特性曲線A所示，在實施例1的揚聲器100中可以確定以下這些。高頻再現(xiàn)閾值頻率fh(一種頻率在該頻率處聲壓比平均聲壓降低大約10dB(3,4,6，和8kHz的平均值；在這種情況下，平均聲壓大約是92dB))大約是40kHz。這樣，就可以充分地增加高頻再現(xiàn)閾值頻率達到超過聲頻的程度。另外，由于振動膜1具有一個帶有向外的頂層部份1C的弧形橫截面，空腔C1可變得比空腔C2小。因此，由振動膜1的波節(jié)共振和空腔效應引起的峰值磁傾角就可以顯著地降低。
在實施例1中，振動膜1是由紙漿制成。但是，即使使用如膠片這樣的材料，也可以獲得同樣的效果。而且，在實施例1中，該振動膜1的外部附件部份是用橡膠粘合劑固定的。但是，通過使用任何其它的高粘彈性材料如丁基合成橡膠，也可以達到同樣的效果。
實施例2參照該附圖，描述本發(fā)明的實施例2中的揚聲器。圖3是實施例2中的揚聲器200的結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。實施例2與實施例1在振動膜7和聲音線圈架3之間的連接部份方面是不同的。實施例2還在以下方面與實施例1不同該振動膜7是與具有向下的頂層(如箭頭A2所示的方向)的中心蓋7A集成形成的。尤其是，該振動膜7具有一個從具有直徑φ4(大約13.5mm)的一區(qū)域的一邊緣到具有直徑φ5(大約13mm)的一區(qū)域的一邊緣的外圍錐狀部份7B(圖4B)。具有直徑φ4(大約13.5mm)的一區(qū)域的該邊緣具有大約10mm的最內(nèi)部的曲率半徑，并被放置在該振動膜7的聲音線圈架3的外部。該振動膜7與具有曲率半徑為大約8mm和向下方向的的頂層部份7C的中心蓋7A集成地形成。該聲音線圈架3連接到該錐狀部份7B。
下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的揚聲器200的運行。圖4A是在實施例1中的振動膜1和聲音線圈架3之間的連接部份的放大的示意圖。圖4B是在實施例2中的振動膜7和聲音線圈架3之間的連接部份的放大的示意圖。如圖4B所示，在實施例2中的揚聲器200具有這樣的結(jié)構(gòu)其中，振動膜7的錐狀部份7B以箭頭A3所示的方向被插進聲音線圈架3的內(nèi)徑部份3B，用于將振動膜7連接到聲音線圈架3。由于錐狀部份7B在粘結(jié)劑8被清除時以箭頭A4所示的方向被插進，振動膜7可以直接被連接到聲音線圈架3。
另一方面，在實施例1中的揚聲器100具有常規(guī)的通用的連接結(jié)構(gòu)。尤其是，如圖4A所示，該揚聲器100具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，該振動膜1的內(nèi)徑部份(也就是，該振動膜的附件部份1A)連接到聲音線圈架3的外徑部份3C。按照產(chǎn)品的運行要求，在聲音線圈架3的外徑部份3C和振動膜1的內(nèi)徑部份之間提供間隙D3，并且粘結(jié)劑8的粘結(jié)層8A不可避免地形成在該間隙。
在此，參考測量的特性曲線描述實施例2的效果。圖5顯示的是對實施例1的揚聲器100和實施例2的揚聲器200所測量的聲音壓力-頻率特性的對比。
在圖5中，A代表實施例1的揚聲器100的特性曲線，而C代表實施例2的揚聲器200的特性曲線，參照圖4B如上所述的，在實施例2的揚聲器200中，聲音以低速傳輸通過其間的粘結(jié)層不形成在振動膜7和聲音線圈架3之間的連接部份。而且，振動膜7可以直接連接到聲音線圈架3以便不致引起聲音的傳輸損失。
如在圖5中所示的，與實施例1中的特性曲線A相比，高頻再現(xiàn)閾值頻率還可以增加。尤其是，在兩個實施例1和2中，在平均聲壓為大約92dB時，在實施例1中的特性曲線A中高頻再現(xiàn)閾值頻率大約是40kHz，而在實施例2中的特性曲線C中高頻再現(xiàn)閾值頻率大約是50kHz。這樣，與實施例1相比，高頻再現(xiàn)閾值頻率大約增加了10dB。
在實施例2中，集成形成的中心蓋7A提供有向下的頂層部份7C。但是，即使中心蓋7A提供有向上的頂層部份7C，可以獲得同樣的效果，而且，在實施例2中，中心蓋7A與該振動膜7集成形成。即使中心蓋7A是分離形成的以便以與實施例1中同樣的方式固定到振動膜7，也是可以達到同樣的效果。
實施例3在此參考附圖描述本發(fā)明的實施例3中的揚聲器。圖6是實施例3中揚聲器300的結(jié)構(gòu)的前視圖。實施例3與實施例1的不同在于在振動膜9的振動表面上提供有一個低密度部份9A，其具有顯著的低材料密度并允許空氣在其間流動。尤其是，具有大約40mm直徑的區(qū)域9B具有大約600kg/m3的密度，而一開口部份9A具有大約200kg/m3的密度，允許空氣在其間流動。
下面描述具有上述結(jié)構(gòu)的揚聲器300的運行。在實施例3的揚聲器300中，用框架5在振動膜9的后面密封一個空間。但是，由于振動膜9提供有低密度區(qū)域9A，所以空氣可以流過低密度區(qū)域9A。
一般地，在振動膜的后表面被密封面成一個小容量的面積時，在密封空間中的空氣勁度增加以增加抵音共振(低音共振的大小與空氣勁度的平方根成正比)，并且在聲音壓力-頻率特性的低音特性部份會產(chǎn)生一個大的峰值。但是，在實施例3中顯示的結(jié)構(gòu)允許空氣流過振動膜9，并且降低空氣的勁度，導致低音共振的降低。
在此，參照測量的特性曲線描述實施例3中的效果。圖7顯示的是所測量的實施例3的揚聲器300和實施例1的揚聲器100的聲音壓力-頻率特性的對比圖。在此，如參照圖1所描述的，在實施例1中的振動膜1的后表面是用框架5密封。在圖7中，A代表實施例1的揚聲器100的特性曲線，而D代表實施例3的揚聲器300的特性曲線。在實施例3的揚聲器300中，通過振動膜9的低密度部份9A的空氣流降低了在振動膜9的后邊的空間中空氣的勁度。結(jié)果，與特性曲線A相比，在特性曲線D上由低音共振引起的峰值磁傾角能被降低。
在實施例3中，振動膜9提供有低密度部份9A。但是，如在圖8中所述的，即使在振動膜10上形成有每個具有大約1mm直徑的孔10A，也可以達到同樣的效果。
如上所描述的，按照本發(fā)明，在振動膜與聲音線圈架之間的連接部份上的錐形角降低時，由于其弧形橫截面，振動膜的高度可以設置得更小一些。因此，可以抑制空腔效應。而且，由于這種弧形橫截面，可以提高振動膜的強度，并且可能不會發(fā)生波節(jié)共振。結(jié)果，即使當使用通用的紙漿而取代昂貴的高硬度材料時，也可以很容易地增加高頻再現(xiàn)閾值頻率，并且聲音壓力-頻率特性能被平直化。
而且，按照本發(fā)明，振動膜可以直接連接到聲音線圈架而不必在其間使用任何粘結(jié)層，并且可以增加高頻再現(xiàn)閾值頻率。
而且，按照本發(fā)明，空氣可以流經(jīng)振動膜，并且在振動膜后面空間中的空氣的勁度可被降低。由于低音共振正比于空氣勁度的平方根，也可以降低低音共振。結(jié)果，低音特性也很容易被平直化。
對于該技術(shù)領域的熟練人員來說，各種其它修改都是很明顯且容易做到而又不會背離本發(fā)明的內(nèi)容和實質(zhì)。因此，本文中的權(quán)利要求的范圍并不是僅限于前面所做的說明，而是指更廣義的范圍。
權(quán)利要求
1．一種包括框架、聲音線圈架和連接到該框架和該聲音線圈架的振動膜，其中，振動膜以這樣一種方式連接到該聲音線圈架在該振動膜和該聲音線圈架之間的錐形角要足夠小以獲得一良好的高頻再現(xiàn)閾值頻率，該振動膜具有連接到該聲音線圈架的第一連接部份和連接到該框架的第二連接部份，以及該振動膜具有弧形橫截面以便具有從第一連接部份和第二連接部份向外形成的頂層部份。
2．按照權(quán)利要求1的揚聲器，其特征是該振動膜以這樣一種方式連接到該聲音線圈架該錐形角充分地變?yōu)?5°或更小。
3．按照權(quán)利要求1的揚聲器，其特征是該聲音線圈架具有基本的圓柱形，并且該第一連接部份連接到該聲音線圈架的一端。
4．按照權(quán)利要求1的揚聲器，其特征是該第一連接部份被連接到該聲音線圈架的外徑部份。
5．按照權(quán)利要求1的揚聲器，其特征是該揚聲器還包括一個將該振動膜連接到框架和聲音線圈架的連接部份，并且該連接部份包含橡膠粘合劑。
6．按照權(quán)利要求1的揚聲器，其特征是該第一連接部份包括一個具有錐形的錐狀部份，并且該錐狀部份連接到該聲音線圈架的內(nèi)徑部份。
7．按照權(quán)利要求6的揚聲器，其特征是該振動膜以這樣的一種方式連接到該聲音線圈架該錐狀部份直接與該內(nèi)徑部份接觸。
8．按照權(quán)利要求1的揚聲器，其特征是該框架在該振動膜后邊密封一個空間，并且該振動膜具有允許空氣流經(jīng)其間的空氣流部份。
9．按照權(quán)利要求8的揚聲器，其特征是該空氣流部份被設置在靠近該振動膜的外部的外圍部份。
10．按照權(quán)利要求8的揚聲器，其特征是該空氣流部份由其密度低于形成除該空氣流部份之外的部份的組件密度的組件形成。
11．按照權(quán)利要求8的揚聲器，其特征是該空氣流部份具有多個小孔以允許空氣在其間流動。
全文摘要
一種揚聲器,包括一個框架,一個聲音線圈架和連接到該框架和聲音線圈架的振動膜,其中該振動膜以這樣一種方式連接到該聲音線圈架;在該振動膜和聲音線圈架之間的錐形角要足夠小以獲得一良好的高頻再現(xiàn)閾值頻率,該振動膜具有連接到聲音線圈架的第一連接部分和連接到該框架的第二連接部分,以及該振動膜具有弧形橫截面以便具有從第一連接部分和第二連接部分向外形成的頂層部分。
文檔編號H04R7/02GK1236285SQ9910613
公開日1999年11月24日 申請日期1999年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月28日
發(fā)明者田村和明, 田中祥司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社