具有一體化金屬加強(qiáng)構(gòu)件的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:一種懸邊(英文surround，也稱“邊”、“折環(huán)”，是振膜、振動(dòng)板等振動(dòng)部件與支架等固定部分的柔性連接懸掛部件，通常用橡膠等材料制成，故俗稱“橡膠邊”)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，具有一體化金屬加強(qiáng)構(gòu)件的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊，可以用作揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器振膜的氣密懸掛支撐系統(tǒng)。也可以用于其它振動(dòng)部件與固定部件的柔性氣密連接。
[0002]【背景技術(shù)】:隨著小型可攜帶音響系統(tǒng)的普及，小型音箱的設(shè)計(jì)日益普遍，研究日多，而為了小型化，被動(dòng)輻射器式設(shè)計(jì)成為首選。相關(guān)研究可以參考US7，568，552，US6, 658129,US6, 658, 129 等 Litovsky、Philips 和 Sahyoun 等的發(fā)明。其中 Sahyoun 提出了雙懸邊方案，見(jiàn)附圖1。是為了解決單懸邊時(shí)，輻射器上下運(yùn)動(dòng)時(shí)上半周與下半周受到懸邊的不同彈性力的非線性問(wèn)題。而Philips提出的方案是多個(gè)密閉的氣室環(huán)來(lái)提供額外的氣壓阻尼來(lái)改善輻射器振動(dòng)的阻尼，進(jìn)而改善音質(zhì)，如附圖2所示。而B(niǎo)ose公司的Litovsky提出了支撐梁的方案來(lái)改善輻射器的支撐及阻尼，抑制分割振動(dòng)，見(jiàn)附圖3。這些研究都是為了改善輻射器的支撐和阻尼，其根本原因就在于，由于音箱小型化，但又要能夠發(fā)出較低的低頻聲波，目前的設(shè)計(jì)普遍采用的是只用懸邊支撐的平板輻射器，很少用傳統(tǒng)的揚(yáng)聲器型，同時(shí)具有彈波和懸邊支撐的被動(dòng)輻射器了。并且為了延伸低頻的響應(yīng)，輻射器的調(diào)諧頻率很低，因而輻射器的質(zhì)量較大，如此一來(lái)，輻射器單用懸邊來(lái)懸掛支撐就很困難了，輻射器的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)或搖擺wobble較為明顯，低音重放效果一般。因此大質(zhì)量輻射器僅用懸邊支撐控制定心就成為一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)也是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
[0003]而在揚(yáng)聲器方面，為了適應(yīng)消費(fèi)電子的“薄” “輕”的潮流，采用無(wú)彈波、僅用懸邊來(lái)懸掛定心的設(shè)計(jì)開(kāi)始使用，尤其是在超薄平板揚(yáng)聲器方面。但如此一來(lái)，原本主要由彈波起的定心功能，就只能由懸邊來(lái)提供，對(duì)懸邊的定心能力的要求提高了很多。
[0004]而本人在先的專利申請(qǐng)201410221525.8，“具有氣密氣室的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊”，由兩條普通的橡膠邊反向貼合在一起，即兩條邊的內(nèi)外接觸部位完全膠合，而且在形成的環(huán)狀空氣柱中，均布著四個(gè)橡膠材料制成的氣密隔斷，隔斷與上下橡膠邊的接觸面以柔性膠水氣密性膠合，形成四個(gè)相互隔絕與外界也隔絕的氣密性氣室。該設(shè)計(jì)的氣密性多氣室懸邊使用在被動(dòng)輻射器或主動(dòng)式揚(yáng)聲器上時(shí)，例如膠合上平板振動(dòng)板時(shí)，如果振動(dòng)部件如振動(dòng)板有橫向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，首先是各個(gè)隔斷會(huì)受到拉伸或擠壓，產(chǎn)生彈性反作用力，抑制阻尼振動(dòng)板的橫向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。同時(shí)，振動(dòng)板的橫向運(yùn)動(dòng)會(huì)擠壓或拉伸各個(gè)氣室，譬如振動(dòng)板向其中一個(gè)氣室方向向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，下面的氣室受到擠壓，氣壓加大，產(chǎn)生向上的阻尼力；同時(shí)上面的氣室受到拉伸，內(nèi)部氣壓降低，產(chǎn)生向上的阻尼力，兩個(gè)氣室的阻尼力相加合成一個(gè)向上的阻尼力，與各個(gè)隔斷產(chǎn)生的阻尼力一起，很好地阻尼抑制振動(dòng)板向下的運(yùn)動(dòng)。
[0005]但在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)“具有氣密氣室的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊”用在超薄平板揚(yáng)聲器中時(shí)，在薄型設(shè)計(jì)中，錦絲線即音圈向外的引線，走線有一定困難，易于產(chǎn)生異常音，不利于生產(chǎn)。而且引線的重量分布在振動(dòng)系統(tǒng)中帶來(lái)了不對(duì)稱性，尤其在小型揚(yáng)聲器單元上影響更為顯著。而且在無(wú)彈波設(shè)計(jì)中，“具有氣密氣室的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊”的定心能力仍然不足夠，有待改善。
[0006]而在被動(dòng)輻射器上，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前述的具有氣密氣室的懸邊，仍有改善的空間。原因如下:為了獲得低的調(diào)諧頻率，輻射器的質(zhì)量很大，普通橡膠邊完全無(wú)法支撐定心，即使采用前述的本人在先申請(qǐng)的具有氣密氣室的懸邊設(shè)計(jì)，支撐定心問(wèn)題大為改善，但仍然無(wú)法完全避免振動(dòng)板的搖擺，仍然有一定的失真。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
:根據(jù)試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)Litovsky的支撐梁式設(shè)計(jì)改善支撐的效果明顯，但并不理想，一是安裝復(fù)雜，要單獨(dú)膠合固定四個(gè)支撐梁，增加了不良率。二是彈簧鋼制成的支撐梁與懸邊膠合在振動(dòng)板的上下兩個(gè)面上，加上懸邊和支撐梁的凸起的高度，整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的高度增加不少。不利于設(shè)計(jì)薄型揚(yáng)聲器或輻射器。三是彈簧鋼制成的支撐梁裸露在外，形成了一段自由振動(dòng)的琴弦，在其共振頻率上產(chǎn)生共振，產(chǎn)生失真。
[0008]針對(duì)目前技術(shù)的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)出一個(gè)新的，同時(shí)具有支撐梁式設(shè)計(jì)改善支撐的效果(Litovsky方案的技術(shù)效果)，又具有有效地解決薄型揚(yáng)聲器引線困難的問(wèn)題的，具有內(nèi)部支撐梁加強(qiáng)，而且支撐梁同時(shí)可以是音圈引線的一部分的懸邊的設(shè)計(jì)方案。此方案是在懸邊的內(nèi)表面(當(dāng)然也可以是外表面，但考慮外觀，優(yōu)選內(nèi)表面)，貼合有若干個(gè)由鈹青銅、磷青銅等耐疲勞金屬導(dǎo)體制成的支撐梁。支撐梁呈帶狀，由懸邊的內(nèi)緣，經(jīng)懸邊的凸起部，到懸邊的外緣。支撐梁的內(nèi)側(cè)端，即靠近振膜端，伸出懸邊的內(nèi)緣的表面，可以與貼合在振膜內(nèi)表面的音圈導(dǎo)線焊接連接。支撐梁的外側(cè)端，靠近揚(yáng)聲器支架的一端，伸出懸邊外緣表面，可以焊接導(dǎo)線，連接到支架上的端子板上。作為特例，支撐梁的外側(cè)一端，可以直接露出懸邊的外邊緣部分的上表面，形成連接端子，直接起到壓接或者插接的免焊(如果懸邊材料采用耐熱樹(shù)脂材料，也可以焊接)接線端子板的作用。這些由鈹青銅、磷青銅等耐疲勞導(dǎo)體制成的支撐梁，一方面起到與Litovsky方案的支撐梁相仿的，橫向支撐梁的作用。即振動(dòng)板發(fā)生“搖擺”運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生橫向位移趨勢(shì)時(shí)，這些由鈹青銅、磷青銅等耐疲勞導(dǎo)體制成的支撐梁受到壓迫或拉伸，其彈性力抑制阻尼所謂的“搖擺”運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
[0009]同時(shí)，由于在振動(dòng)板和懸邊這段距離，音圈的引線固定在振動(dòng)板下表面，然后在振動(dòng)板邊緣連接到導(dǎo)體支撐梁的內(nèi)側(cè)端，經(jīng)過(guò)支撐梁，由支撐梁外側(cè)端在連接到揚(yáng)聲器的端子，進(jìn)而與外電路如功放等連接，無(wú)需考慮傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中引線上下振動(dòng)所需要的高度，也無(wú)需擔(dān)心打線的問(wèn)題，因而可以降低揚(yáng)聲器的整體高度。同時(shí)降低由引線(錦絲線)引致的不良率，也可以減小線徑，因?yàn)橐€不會(huì)大幅振動(dòng)了 ；此點(diǎn)對(duì)于小口徑揚(yáng)聲器尤其關(guān)鍵，因?yàn)橐环矫鏈p少了振動(dòng)質(zhì)量，更為關(guān)鍵的是減少了引線質(zhì)量對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的對(duì)稱性的破壞。此技術(shù)效果與把錦絲線編織到彈波里面的設(shè)計(jì)的技術(shù)效果相仿，異曲同工。但本設(shè)計(jì)同時(shí)還有支撐梁加強(qiáng)定心的作用。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，露出于懸邊的外邊緣部分的外表面的，內(nèi)置鈹青銅支撐梁的一端(靠近支架的一端)可以取代揚(yáng)聲器的端子板，一物三用。
[0010]與Litovsky方案相比，一是本設(shè)計(jì)獲得了更小的高度，僅相當(dāng)于振動(dòng)板的厚度(懸邊反貼，即懸邊的凹面向上)，或者相當(dāng)于振動(dòng)板厚度加上懸邊高度(懸邊正貼)。而Litovsky方案的振動(dòng)部分的高度是振動(dòng)板的厚度加上懸邊凸起高度再加上支撐梁的凸起高度，通常這樣是振動(dòng)板厚度的三倍左右，在當(dāng)前追求設(shè)計(jì)薄、小的情勢(shì)下，此點(diǎn)尤為關(guān)鍵。而且實(shí)用情況下，本設(shè)計(jì)中支撐梁與懸邊一體化僅為一個(gè)元件(懸邊)，一個(gè)膠合工序(膠合懸邊)。而Litovsky方案是懸邊加上四個(gè)支撐梁，共五個(gè)元件，兩個(gè)工序(膠合懸邊和膠合支撐梁)。因此本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了要素省略，可以減少安裝工序和不良率，而且也可以避免支撐梁裸露在外，形成一段琴弦，在其共振頻率上產(chǎn)生共振問(wèn)題。同時(shí)。本設(shè)計(jì)的支撐梁同時(shí)可以是音圈引線的一部分，進(jìn)一步可以取代揚(yáng)聲器的端子，屬于多個(gè)要素組合的發(fā)明。
[0011]本設(shè)計(jì)的方案可以把支撐梁直接澆注在懸邊內(nèi)部，形成一體化的支撐梁懸邊，僅在兩端露出懸邊，方便接線。在應(yīng)用到被動(dòng)輻射器上時(shí)，因?yàn)椴恍枰€，支撐梁可以完全膠合或燒注在懸邊表面或內(nèi)部。
[0012]并且可以和本人在先申請(qǐng)的201410221525.8，“具有氣密氣室的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊”，的設(shè)計(jì)方案結(jié)合，形成帶支撐梁的具有氣密氣室的揚(yáng)聲器和被動(dòng)輻射器的懸邊，即把由鈹青銅、磷青銅等耐疲勞金屬導(dǎo)體制成的支撐梁澆注在隔斷處，加強(qiáng)橫向支撐。應(yīng)用于揚(yáng)聲器時(shí)，支撐梁的兩端露出懸邊外，起到音圈引線的部分作用。作為特例，支撐梁的外側(cè)一端，直接露出懸邊的外邊緣部分的上表面，形成連接端子，直接起到壓接或者插接的免焊(如果懸邊材料采用耐熱樹(shù)脂材料，也可以焊接)接線端子板的作用，省略端子。
[0013]如上所述，一方面是采用與懸邊相同或不同的彈性材料制成的氣密隔斷加上由鍍青銅、磷青銅等耐疲勞導(dǎo)體制成的支撐梁，產(chǎn)生對(duì)振動(dòng)板橫向運(yùn)動(dòng)的阻尼抑制；另一方面是因各個(gè)獨(dú)立氣密氣室因受到擠壓拉伸，引致內(nèi)部氣壓增大或降低，產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)的反作用力，產(chǎn)生對(duì)振動(dòng)板橫向運(yùn)動(dòng)的阻尼抑制。兩種阻尼抑制效果的疊加作用下，振動(dòng)板的橫向運(yùn)動(dòng)，也即rocking mode或wobble,得到了非常好的抑制阻尼,也就減少了失真，福射器的低音重放效果也大為改善。
[0014]同時(shí)由于振動(dòng)板傳遞到懸邊上的聲波，依然受到氣室內(nèi)空氣的阻尼，philips和sayhoun方案的空氣阻尼改善音質(zhì)的技術(shù)效果仍然存在，并且由于各個(gè)氣室是氣密的，各自獨(dú)立的，阻尼效果更好。
[0015]同時(shí)，由于上下兩片懸邊是相同的且是反向貼合的，這樣合成的懸邊具有良好的上下形狀對(duì)稱性，也就改善了使用單懸邊時(shí)，由于形狀上下不對(duì)稱產(chǎn)生的非線性問(wèn)題。
[0016]進(jìn)一步改進(jìn)方案，支撐梁也可以改用小段的彈簧，放在小的橡膠園片的外徑柱面上，然后膠合在懸邊的凹位里，形成彈簧加橡膠的加強(qiáng)筋型支撐梁。也可以不用橡膠園片，單用四個(gè)或更多個(gè)小段彈簧，均布膠合在懸邊的凸起部的凹位表面。也可以把小段的彈簧放在本人在先申請(qǐng)的201410221525.8中所述的氣密性隔斷處，或者澆注在所述的氣密性隔斷內(nèi)部。
[0017]進(jìn)一步改進(jìn)的方案，可以把支撐梁擴(kuò)展為支撐骨架或芯層，即用彈簧鋼絲織成的絲網(wǎng)，模壓定型為懸邊形狀、大小，然后放入模具，澆注橡膠等彈性樹(shù)脂，形成具有金屬內(nèi)芯加強(qiáng)的懸邊。而鋼絲網(wǎng)芯層也可以改用彈簧鋼薄板或以其制成沖孔網(wǎng)板替代。所述的芯層也可以貼合在懸邊的表面。
[0018]同時(shí)，本發(fā)明的設(shè)計(jì)的懸邊，可以是被動(dòng)輻射器的懸邊，也可以是主動(dòng)的，即普通揚(yáng)聲器的懸邊。同時(shí)懸邊的形狀也可以是常見(jiàn)的其它形狀:如跑道形