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CN109788408B - 扬声器的悬边结构 - Google Patents

扬声器的悬边结构 Download PDF

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CN109788408B
CN109788408B CN201711106328.1A CN201711106328A CN109788408B CN 109788408 B CN109788408 B CN 109788408B CN 201711106328 A CN201711106328 A CN 201711106328A CN 109788408 B CN109788408 B CN 109788408B
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Abstract

本申请提出一种扬声器的悬边结构，包含内环缘、外环缘及环状弹性凸起，环状弹性凸起结合于内环缘与外环缘之间，环状弹性凸起是由多个弧形体一体环绕而成，各个弧形体包含第一端、第二端以及介于第一端与第二端之间的中间部，且各个弧形体的断面呈拱形而包含顶缘与结合于顶缘两侧的二弧形区段，其中，各弧形区段从第一端至中间部的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段从中间部至第二端的径向截面的曲率是逐渐递增，且第一端的径向截面形状与第二端的径向截面形状相同。

Description

扬声器的悬边结构
技术领域
本申请是有关于一种悬边结构，尤其是指一种扬声器的悬边结构。
背景技术
悬边(surround)是扬声器中重要的组件之一，其一般是由弹性材质所制成而具有弹性伸缩度及韧度特性，除能够提供扬声器较佳的输出功率及音频特性外，也是扬声器制造者在制造扬声器时品质管制的基础，还能够有效延长扬声器的使用寿命。
现有的悬边本体在沿着悬边的延伸方向上多为均一形状的横截面，采用了此种悬边的扬声器在振动过程中，在振膜不同位置及不同的频率点，振动形式可能会呈现无规则振动，并不是理论上的对称均匀振动，从而影响的扬声器单体的运作曲线的平衡性与对称性，导致失真较高。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种扬声器的悬边结构包含内环缘、外环缘及环状弹性凸起，环状弹性凸起结合于内环缘与外环缘之间，环状弹性凸起是由多个弧形体一体环绕而成，各个弧形体包含第一端、第二端以及介于第一端与第二端之间的中间部，且各个弧形体的径向截面呈拱形而包含顶缘与结合于顶缘两侧的二弧形区段，其中，各弧形区段从第一端至中间部的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段从中间部至第二端的径向截面的曲率是逐渐递增，且第一端的径向截面形状与第二端的径向截面形状相同，该弧形体的表面呈现中间窄两端宽的形状。
在一实施例中，各个弧形体的顶缘是位于相同高度位置且彼此共圆。
在一实施例中，各个弧形体具有内侧弧缘与外侧弧缘，各个弧形体的内侧弧缘位于相同高度位置且彼此共圆，各个弧形体的外侧弧缘位于相同高度位置且彼此共圆。
在一实施例中，各个弧形体是以其中间部为中心对称设置。
在一实施例中，第一端的径向截面形状与第二端的径向截面形状为半圆形。
在一实施例中，环状弹性凸起是以一基准面对称设置该基准面与其中一个弧形体的该第一端或该第二端位于同一平面。
在一实施例中，环状弹性凸起包括奇数个弧形体，且基准面更与另一个弧形体的中间部位于同一平面。
在一实施例中，各弧形区段在第一端上具有一第一点，在第二端上具有一第二点，第一点与第二点位于相同高度位置，且第一点沿各弧形区段的表面至第二点的连线为一平滑曲线。
在一实施例中，各个弧形体的第一端的径向截面具有第一顶点与二第一底部端点，二第一底部端点之间定义一基准线，其中第一顶点与基准线的中点定义出一基准圆，第一顶点与各第一底部端点的连线通过基准圆而形成一交点，位于中间部的各弧形区段的曲率是根据交点至第一顶点之间所形成的圆弧定义出。
在一实施例中，各个弧形体在第一端具有多个位于不同高度位置的多个第一取样点，第二端具有分别对应于多个第一取样点的多个第二取样点，各弧形区段的第一端至中间部以及中间部至第二端的径向截面的曲率是根据多个第一取样点分别与多个第二取样点之间的连线所定义出。
综上所述，根据本申请扬声器的悬边结构，通过各弧形区段从第一端至中间部的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段从中间部至第二端的径向截面的曲率是逐渐递增，使环状弹性凸起的每个弧形体的表面具有曲率变化而非均一形状，使悬边结构能够改变其整体刚性，从而使悬边结构的运作曲线更线性化，同时在负位移和正位移之间具有更好的对称性与平衡性，有效改善声音失真。
附图说明
图1为根据本申请的悬边结构的一实施例的立体示意图。
图2为根据本申请的悬边结构的一实施例的俯视图。
图3为根据本申请的悬边结构的一实施例的局部俯视图。
图4为图2沿4-4剖面线的径向截面示意图。
图5为图2沿5-5剖面线的径向截面示意图。
图6为根据本申请的悬边结构的一实施例的刚性-位移曲线图。
图7为根据本申请的悬边结构的一实施例的插值法示意图。
图8为根据本申请的悬边结构的一实施例的样条法示意图。
具体实施方式
请参考图1与图2，本申请提出一种扬声器的悬边结构1，在本实施例中，所述悬边结构1呈封闭圆环状且包含内环缘10、外环缘20以及环状弹性凸起30，环状弹性凸起30是结合于内环缘10与外环缘20之间。其中，悬边结构1整体可通过弹性材料所制成而具有弹性伸缩度及韧度特性，例如悬边结构1可通过橡胶材料、弹性布料或者泡棉所制成。另外，所述悬边结构1可结合在扬声器的音盆周围(图未显示)，例如通过内环缘10与外环缘20固定在音盆周围，以提供扬声器较佳的输出功率及音频特性。
请参考图2与图3，环状弹性凸起30是由多个弧形体31一体环绕而成，图3是放大显示其中一个弧形体31，在本实施例中，环状弹性凸起30是由9个弧形体31环绕而成，环状弹性凸起30可根据扬声器的需求(例如音域的宽广、体积大小或输出功率大小)决定弧形体31的数量，举例来说，扬声器的音盆越大就需要直径越大的悬边结构1，弧形体31的数量也会相对越多(例如环状弹性凸起30改由11个、13个或15个弧形体31环绕而成)。在一些实施例中，环状弹性凸起30也可由偶数个弧形体31环绕而成(例如8个、10个或12个)，本实施例并不限制。
在图3的实施例中，各个弧形体31包含第一端311、第二端312以及介于第一端311与第二端312之间的中间部313(所述第一端311、第二端312与中间部313的位置是以点链线表示，并非弧形体31真实存在的线条)，且各个弧形体31的径向截面呈拱形(请参见图4与图5所示)而具有顶缘314与结合于顶缘314两侧的二弧形区段315、316，换句话说，以图4与图5来说，各个弧形体31的径向截面向上隆起且呈弧曲形，此外，各弧形区段315、316从第一端311至中间部313的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段315、316从中间部313至第二端312的径向截面的曲率是逐渐递增。
进一步来说，请比对图2、图4与图5，其中图4为图2沿4-4剖面线的径向截面示意图，也就是各弧形体31第一端311的径向截面，图5为图2沿5-5剖面线的径向截面示意图，也就是各弧形体31中间部313的径向截面，由图4与图5可看出，各弧形区段315、316在第一端311的径向截面的曲率是大于各弧形区段315、316在中间部313的径向截面的曲率，此外，弧形体31第一端311的径向截面形状与第二端312的径向截面形状相同，例如在图4的实施例中，第一端311与第二端312的径向截面形状可呈半圆形，故省略绘示第二端312径向截面的图式。因此，透过各弧形区段315、316从第一端311至中间部313的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段315、316从中间部313至第二端312的径向截面的曲率是逐渐递增。可使弧形体31的表面呈现中间窄两端宽的形状，也就是说，各弧形体31的表面具有曲率变化而非均一形状，从而能够改变悬边结构1的整体刚性。
进一步来说，请见图5所示，在此，各弧形区段315、316第一端311的径向截面是以虚线D表示，由于各弧形区段315、316在中间部313的曲率小于在第一端311的曲率，因此，各弧形区段315、316中间部313的径向截面与虚线D之间会形成一区域A，而各弧形区段315、316在第一端311至中间部313的径向截面以及中间部313至第二端312的径向截面会介于前述的区域A中。
再请参见图3，由于各弧形区段315、316从第一端311至中间部313的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段315、316从中间部313至第二端312的径向截面的曲率是逐渐递增，因此，各弧形区段315、316在第一端311上的第一点3115沿所述弧形区段315、316的表面至第二端312上且位于相同高度位置的第二点3125的连线会呈现平滑曲线，例如在图3实施例中，各弧形区段315、316在第一端311上分别定义有二个第一点3115，各弧形区段315、316在第二端312上分别定义有二个第二点3125，二个相对应的第一点3115与第二点3125分别连线会形成二条平滑曲线C1、C2，且平滑曲线C1、C2的中间区段相较于二侧区段靠近各弧形体31的顶缘314而呈现中间窄两端宽的形状。再请对照图1与图2，各弧形体31所形成二条平滑曲线C1、C2会彼此衔接而形成环状的曲线(如图1与图2中的环状点链线所示)，其中，环状点链线是为了表现各弧形体31表面的曲度，并非弧形体31真实存在的线条，在此叙明。
请参见图6，本图是对前述实施例的悬边结构1进行试验而产生的刚性-位移曲线图。在本图中，曲线L1代表的是习用具有均一形状横截面的悬边在运作时的刚性-位移曲线。曲线L2代表的是本申请悬边结构1在运作时的刚性-位移曲线。比较曲线L1与曲线L2可看出，本申请悬边结构1的曲线L2相较于曲线L1来说更线性化，同时在负位移和正位移之间具有更好的对称性与平衡性，因此更能有效改善声音失真。
再请参见图2，由于弧形体31第一端311的径向截面形状与第二端312的径向截面形状相同，因此，相邻的两个弧形体31的第一端311与第二端312能够彼此平顺的衔接，使悬边结构1整体更加平滑而能呈现更好的运作曲线。
进一步来说，请见图2与图3，各个弧形体31的顶缘314可位于相同高度位置且彼此共圆。各个弧形体3具有内侧弧缘317与外侧弧缘318，各个弧形体31的内侧弧缘317位于相同高度位置且彼此共圆，各个弧形体的外侧弧缘318位于相同高度位置且彼此共圆。进一步来说，请参见图4，各个弧形体31的第一端311的径向截面包含一第一顶点3111与二第一底部端点3112，各个弧形体31的第二端312的径向截面的形状与第一端311的径向截面相同，在此则不多加赘述，再请参见图5，各个弧形体31的中间部313的径向截面包含一中间顶点3131与二中间底部端点3132，请比对图4与图5可见，第一端311的径向截面的第一顶点3111与二第一底部端点3112是和中间部313的径向截面的中间顶点3131与二中间底部端点3132的位置相同，使各个弧形体31的内侧弧缘317与外侧弧缘318能够呈现平滑的弧形且彼此共同衔接成圆形，从而使环状弹性凸起30整体更加平顺而能呈现更线性化、对称和平衡的运作曲线。
进一步来说，为了使悬边结构1能够具有更良好的对称性，环状弹性凸起30与各个弧形体31可采用对称设计，例如在图3的实施例中，各个弧形体31是以中间部313为中心对称设置。此外，在图2的实施例中，环状弹性凸起30包含奇数个弧形体31(在此为9个弧形体31)并以一基准面E对称设置，其中，基准面E与其中一个弧形体31的第一端311以及另一个弧形体31的中间部313位于同一平面。藉此，环状弹性凸起30整体的对称性可更进一步提升而能呈现更对称的运作曲线(如前述刚性-位移曲线)。
在一实施例中，各弧形区段315、316在中间部313的径向截面(请见图5)的曲率可通过插值法取得，例如在图7的实施例中，各个弧形体31的第一端311的径向截面为半圆形(如虚线D)而具有第一顶点3111与二第一底部端点3112(请对照图4)，二第一底部端点3112之间定义一基准线L3，其中第一顶点3111与基准线L1的中点定义出一基准圆C，第一顶点3111与各第一底部端点3112的连线L4、L5通过基准圆C而形成交点P1、P2，位于中间部313的各弧形区段315、316的曲率(见于图5)是根据交点P1、P2至第一顶点3111之间所形成的圆弧A1、A2定义出。举例来说，各圆弧A1、A2的顶端沿切线方向连接至二第一底部端点3112的圆弧的曲率即为位于中间部313的各弧形区段315、316的曲率。
在一实施例中，各弧形区段315、316从第一端311至中间部313的径向截面的曲率、以及各弧形区段315、316从中间部313至第二端312的曲率可通过样条法取得，例如图8所示，各个弧形体31在第一端311可定义多个位于不同高度位置的多个第一取样点B1，第二端312可定义分别对应于多个第一取样点B1的多个第二取样点B2，多个第一取样点B1分别与多个第二取样点B2之间的连线而分别形成沿悬边结构1延伸方向的多条样条线S，即可根据多条样条线S彼此之间所形成的曲面而取得各弧形区段315、316的第一端311至中间部313以及中间部313至第二端312的曲率。
综上所述，根据本申请扬声器的悬边结构，通过各弧形区段从第一端至中间部的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段从中间部至第二端的径向截面的曲率是逐渐递增，使环状弹性凸起的每个弧形体的表面具有曲率变化而非均一形状，使悬边结构能够改变其整体刚性，从而使悬边结构的运作曲线更线性化，同时在负位移和正位移之间具有更好的对称性与平衡性，有效改善声音失真。
虽然本申请已以实施例公开如上，然其并非用以限定，任何本领技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本申请的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。。

Claims (10)

1.一种扬声器的悬边结构，其特征在于，包含：
内环缘；
外环缘；及
环状弹性凸起，结合于该内环缘与该外环缘之间，该环状弹性凸起是由多个弧形体一体环绕而成，各个弧形体包含第一端、第二端以及介于该第一端与该第二端之间的中间部，且各个弧形体的径向截面呈拱形而包含顶缘与结合于该顶缘两侧的二弧形区段，其中，各弧形区段从该第一端至该中间部的径向截面的曲率是逐渐递减，各弧形区段从该中间部至该第二端的径向截面的曲率是逐渐递增，且该第一端的径向截面形状与该第二端的径向截面形状相同；该悬边结构通过内环缘与外环缘固定在音盆周围。
2.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：各个弧形体的该顶缘是位于相同高度位置且彼此共圆。
3.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：各个弧形体具有一内侧弧缘与一外侧弧缘，各个弧形体的该内侧弧缘位于相同高度位置且彼此共圆，各个弧形体的该外侧弧缘位于相同高度位置且彼此共圆。
4.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：各个弧形体是以该中间部为中心对称设置。
5.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：该第一端的径向截面形状与该第二端的径向截面形状为半圆形。
6.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：该环状弹性凸起是以一基准面对称设置该基准面与其中一個弧形体的该第一端或该第二端位于同一平面。
7.如权利要求6所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：该环状弹性凸起包括奇数个弧形体，且该基准面更与另一个弧形体的该中间部位于同一平面。
8.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：各该弧形区段在该第一端上具有一第一点，在该第二端上具有一第二点，该第一点与该第二点位于相同高度位置，且该第一点沿所述弧形区段的表面至该第二点的连线为一平滑曲线。
9.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：各个弧形体的该第一端的径向截面具有一第一顶点与二第一底部端点，二第一底部端点之间定义一基准线，其中该第一顶点与该基准线的中点定义出一基准圆，该第一顶点与各第一底部端点的连线通过该基准圆而形成一交点，位于该中间部的各该弧形区段的曲率是根据该交点至该第一顶点之间所形成的圆弧定义出。
10.如权利要求1所述的扬声器的悬边结构，其特征在于：各个弧形体在该第一端具有多个位于不同高度位置的多个第一取样点，该第二端具有分别对应于多个第一取样点的多个第二取样点，各弧形区段的该第一端至该中间部以及该中间部至该第二端的径向截面的曲率是根据多个第一取样点分别与多个第二取样点之间的连线所定义出。
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