CN111669686A - 一种发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发声装置，包括振动系统和磁路系统，所述振动系统包括振膜和与所述振膜结合的音圈，所述磁路系统形成磁间隙，所述音圈伸入所述磁间隙中，所述振膜包括位于中央的振动部和环绕所述振动部设置的凸起结构的折环部；所述振动系统还包括与所述振膜固定连接且环绕设置的刚性的骨架结构，所述骨架结构包括内固定部、外固定部以及连接于所述内固定部和所述外固定部之间并朝向所述磁间隙方向凸出设置的延伸部；所述内部顶部与所述振动部的外边缘连接，所述外固定部与所述折环部的内边缘连接；所述音圈的上端与所述延伸部的下端连接。本发明中的发声装置声学性能更好。

Description

一种发声装置

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域，特别涉及一种发声装置。

背景技术

微型发声装置是移动通讯设备中重要的电声转换部件，用于将电信号转换成声音，其用于构成移动通讯设备的扬声器、听筒、耳机等零部件。随着移动通讯设备行业的发展，微型发声装置行业得以迅速发展，而且对于微型发声装置性能的要求越来越高。

其中，动圈式发声装置是移动通讯设备中广泛应用的一种具体发声装置结构，现有动圈式发声装置通常包括外壳和收容固定于外壳上的振动系统和磁路系统，其中，振动系统包括振膜和音圈，磁路系统形成磁间隙以收容音圈，音圈中通入电流后，音圈在磁路系统的磁场的作用下受力振动，进而带动振膜振动发声。

但是，对于上述传统结构的动圈式发声装置，由于音圈与振膜的底部直接接触，音圈在磁间隙中的位置无法自由调节，音圈的大部分结构位于磁感线密集区域位置的上方，驱动力因子BL值(一定圈数的导线长度L乘以单位面积磁通密度B)不高，磁场不能充分利用，主要是音圈向上振动时的磁场利用率较低，导致音圈上下振动时的驱动力不平衡，BL曲线对称性差，进而导致振动系统的振幅对称性差，发声装置失真较高，且灵敏度不高，影响了发声装置的声学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中的问题，提供一种声学性能更好的发声装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种发声装置，包括振动系统和磁路系统，所述振动系统包括振膜和与所述振膜结合的音圈，所述磁路系统形成磁间隙，所述音圈伸入所述磁间隙中，

所述振膜包括位于中央的振动部和环绕所述振动部设置的凸起结构的折环部；

所述振动系统还包括与所述振膜固定连接且环绕设置的刚性的骨架结构，所述骨架结构包括内固定部、外固定部以及连接于所述内固定部和所述外固定部之间并朝向所述磁间隙方向凸出设置的延伸部；

所述内部顶部与所述振动部的外边缘连接，所述外固定部与所述折环部的内边缘连接；

所述音圈的上端与所述延伸部的下端连接。

优选的，所述振动部的外边缘和所述折环部的内边缘均位于所述所述骨架结构的上侧，所述振动部的外边缘与所述内固定部的上表面连接，所述折环部的内边缘与所述外固定部的上表面连接。

优选的，所述所述振动部的外边缘和所述折环部的内边缘均位于所述所述骨架结构的下侧，所述振动部的外边缘与所述内固定部的下表面连接，所述折环部的内边缘与所述外固定部的下表面连接；

或者，所述所述振动部的外边缘和所述折环部的内边缘其中一个位于所述骨架结构的上侧，另一个位于所述骨架结构的下侧。

优选的，所述延伸部的宽度由上到下逐渐减小；或者，所述延伸部的宽度上下一致。

优选的，所述骨架结构的材质为金属材料。

优选的，所述金属材料为铝、铝镁合金、铝锂合金、钛合金中的一种。

优选的，所述骨架结构的材质为刚性塑料材料或碳纤维材料；其中，所述刚性塑料材料为PET、PEI、PEN、PI中的一种。

优选的，所述延伸部是通过对制作所述骨架结构的板材原料的中段进行冲压弯折形成。

优选的，所述骨架结构的厚度小于等于0.3mm。

优选的，所述延伸部是通过对制作所述骨架结构的板材原料的中段进行局部加厚形成。

优选的，所述折环部的凸起结构朝下设置；所述音圈底部设置有对所述音圈进行弹性支撑的定心结构，所述定心结构分布在所述音圈的四个角部。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明的发声装置，在振膜的振动部和折环部之间增加一个刚性的骨架结构，骨架结构具有朝向磁间隙方向凸出设置的延伸部，用于与音圈的上端连接，通过上述结构设计，在振膜位置不变的情况下，通过调节延伸部的高度可以自由调节音圈在磁间隙中的位置，使音圈结构尽量位于磁感线密集区域，提高磁场利用率特别是音圈向上振动时的磁场利用率，改善了BL曲线的对称性，使音圈上下振动时的驱动力更加趋于平衡，进而提高了振动系统的振幅对称性，有效降低了发声装置的失真特别是低频失真，提高了发声装置的灵敏度，整体提升了发声装置的声学性能。

并且，本发明的发声装置，骨架结构是一个独立部件，通过内固定部和外固定部分别与振动部和折环部进行连接，因此，骨架结构的选材、结构设计更加灵活，与振动部和折环部的安装位置关系也可以根据实际应用情况自由组合，可实现性更高。另外，骨架结构采用独立结构的环绕件，中间存在镂空孔，在与音圈进行装配时，可通过中间的镂空孔进行定位，提高两者之间的装配精度。

再者，本发明中的骨架结构通过内固定部和外固定部分别与振动部和折环部进行连接，相对于振动部外边缘、折环部内边缘与骨架结构依次上下叠加的组装方式，有利于减小厚度。并且本发明的结构中，振动部和折环部之间存在间隙，更加有利于音圈产生的热量散发，尤其是在骨架结构选择金属材料的情况下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例发声装置的分解结构示意图；

图2为本发明实施例发声装置的剖面结构示意图；

图3为图2中部分结构的局部放大图；

图4为本发明发声装置与现有技术中发声装置的BL(X)曲线对比示意图；

图5为本发明发声装置与现有技术中发声装置的振动位移曲线对比示意图；

图6为本发明发声装置与现有技术中发声装置的不同频率下响度的测试曲线(SPL曲线)对比示意图；

图7为本发明发声装置与现有技术中发声装置的谐波失真测试曲线对比示意图。

附图标号说明：

1、导磁轭，21、中心磁铁，22、中心导磁板，31、边磁铁，32、边导磁板，4、振膜，41、振动部，42、折环部，5、骨架结构，51、内固定部、52、外固定部，53、延伸部，6、音圈，7、定心支片。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种发声装置，该发声装置能够用于耳机、手机等能够发声的电子设备中。

请结合参考图1-图3所示，发声装置具体包括振动系统和磁路系统，其中磁路系统包括导磁轭1和设于导磁轭1上的内磁路部分和外磁路部分，所述内磁路部分和外磁路部分两者之间形成磁间隙，本具体实施例中，内磁路部分包括中心磁铁21和设于所述中心磁铁21上的中心导磁板22，外磁路部分包括环绕所述中心磁铁21的边磁铁31和设于所述边磁铁31上的边导磁板32，本实施例中，边磁铁31设有四块，在其他实施例中，磁路系统不局限于上述设计。所述振动系统包括振膜4和与所述振膜4结合的音圈6，所述音圈6伸入所述磁间隙中，所述振膜4包括位于中央的振动部41和环绕所述振动部41设置的凸起结构的折环部42，振动部41的刚性大，质量轻，用于产生声音辐射，折环部42用于弹性悬挂所述振动部41，在振动部41振动时发生形变。音圈6中通入电流后，音圈6在磁路系统的磁场的作用下受力振动，进而带动振膜4振动发声。

本发明中，所述振动系统还包括与所述振膜4固定连接且环绕设置的刚性的骨架结构5，所述骨架结构5包括内固定部51、外固定部52以及连接于所述内固定部51和所述外固定部52之间并朝向所述磁间隙方向凸出设置的延伸部53。其中，所述内固定部51与所述振动部41的外边缘连接，所述外固定部52与所述折环部42的内边缘连接；所述音圈6的上端与所述延伸部53的下端连接。

骨架结构5的设计，使得在振膜4位置不变的情况下，通过调节延伸部53的高度可以自由调节音圈6在磁间隙中的位置，使音圈6结构尽量位于磁感线密集区域，提高磁场利用率特别是音圈6向上振动时的磁场利用率，改善了BL曲线的对称性，使音圈6上下振动时的驱动力更加趋于平衡，进而提高了振动系统的振幅对称性，有效降低了发声装置的失真特别是低频失真，提高了发声装置的灵敏度，整体提升了发声装置的声学性能。

结合图4和下面的表1，图4为本实施例发声装置与现有技术中发声装置的BL(X)曲线对比示意图，表1为与图4中两曲线相关的数据。仿真结果显示，相比于现有技术，本实施例中发声装置振膜4向上振动时的BL值相较于现有技术有明显提高，本实施例的结构提高了磁场利用率。且振膜4向上振动和向下振动时的BL值的差值变小，有效改善了BL曲线的对称性。

表1：

结合图5所示，图5为本实施例发声装置与现有技术中发声装置的振动位移曲线对比示意图。以纵坐标0值为对称轴，现有技术中，不同频率下，振膜4向上振动时的振幅明显低于振膜4向下振动时的振幅，振幅对称性很差。相较于现有技术，本实施例在改善BL曲线对称性的基础上，提高了振膜4向上振动时的振幅且减小了振膜4向下振动时的振幅，使得振动系统整体的振幅对称性较好。

结合图6和图7所示，图6为本实施例发声装置与现有技术中发声装置的不同频率下响度的测试曲线(SPL曲线)对比示意图；图7为本实施例发声装置与现有技术中发声装置的谐波失真测试曲线对比示意图。由图6可以看出，相较于现有技术，本实施例的发声装置在全频段的声压级均高于现有技术，因此本实施例能够提升发声装置全频段的声学灵敏度，具有更高的响度。由图7可以看出，本实施例发声装置的THD(总谐波失真)在1KHz之前明显低于现有技术，本实施例发声装置音质更好。

并且，本发明的发声装置，骨架结构5是一个独立部件，通过内固定部51和外固定部52分别与振动部41和折环部42进行连接，因此，骨架结构5的选材、结构设计更加灵活，与振动部41和折环部42的安装位置关系也可以根据实际应用情况自由组合，可实现性更高。另外，骨架结构5采用独立结构的环绕件，中间存在镂空孔，在与音圈6进行装配时，可通过中间的镂空孔进行定位，提高两者之间的装配精度。

再者，本发明中的骨架结构5通过内固定部51和外固定部52分别与振动部41和折环部42进行连接，相对于振动部41外边缘、折环部42内边缘与骨架结构5依次上下叠加的组装方式，有利于减小厚度。并且本发明的结构中，振动部41和折环部42之间存在间隙，更加有利于音圈6产生的热量散发，尤其是在骨架结构5选择金属材料的情况下。

如图2和图3所示，在本具体实施例中，所述振动部41的外边缘和所述折环部42的内边缘均位于所述所述骨架结构5的上侧，所述振动部41的外边缘与所述内固定部51的上表面连接，所述折环部42的内边缘与所述外固定部52的上表面连接，具体采用粘接剂粘接固定。此安装位置关系，由于骨架结构5位于振动部41和折环部42的下方，骨架结构5的内固定部51和外固定部52更加靠近磁路系统，相较于其他安装关系，可以在延伸部53的高度做的更小的情况下，将音圈6送入磁间隙的预定位置。

在其他实施例中，根据结构设计的需要，还可以的结构设计是，所述振动部41的外边缘和所述折环部42的内边缘均位于所述所述骨架结构5的下侧，所述振动部41的外边缘与所述内固定部51的下表面连接，所述折环部42的内边缘与所述外固定部52的下表面连接。此种设计中，延伸部53从振动部41和折环部42之间的间隙中穿过继续向下延伸。或者，采用另外的结构设计，所述所述振动部41的外边缘和所述折环部42的内边缘其中一个位于所述骨架结构5的上侧，另一个位于所述骨架结构5的下侧。综上，骨架结构5与振动部41和折环部42的安装位置关系可以根据实际应用情况自由组合，灵活性高。

结合图3所示，在本具体实施例中，所述延伸部53的宽度由上到下逐渐减小，形成近似梯形的结构，延伸部53的支撑强度更好，对音圈6的支撑更稳固，振动系统不容易产生偏振现象。当然在其他实施例中，所述延伸部53还可以是宽度上下一致的结构，制作更简单，尤其是在延伸部53高度较小的场合下使用。当然，延伸部53的形状不局限于上述两种设计。

振膜4材料的选择中，振动部41通常采用刚性大，质地硬且密度相对较小的材料，对发声装置的高频性能影响较大，其材料选择例如铝、铝合金、碳纤维或者是上述材料与发泡材料的复合结构，等等，现有技术中复合结构的使用更加普遍。折环部42通常采用顺性大，质地柔软且富有弹性的材料，对发声装置的中低频性能影响较大，其材料选择例如包含PEEK、TPU、TPEE、硅胶、橡胶等的单层或者复合结构。

而骨架结构5同样需要选择具有一定刚性，且质量轻的材料，一方面能够可靠连接振动部41和折环部42，同时又不会对振动系统的整体质量产生太大影响。

相比于骨架结构5与振动部41或者是与折环部42一体成型的结构，一体成型结构，受限于振动部41和折环部42所采用的材料，可能并不适合于成型骨架结构5，一是可能难于加工成型，二是，即便能够加工，又难以保证骨架结构5的整体性能需要，因此，一体成型的方式可实现性较低。本实施例骨架结构5是一个独立部件，骨架结构5的选材、结构设计更加灵活，容易实现且能够保证性能可靠性。

另外，本实施例中的骨架结构5采用独立结构的环绕件，中间存在镂空孔，相比于上述介绍的一体成型结构，音圈6与骨架结构5装配时不方便定位，装配精度不高的情况，本实施例的骨架结构5在与音圈6进行装配时，可通过中间的镂空孔进行定位，提高两者之间的装配精度。

较为优选的，所述骨架结构5的材质为金属材料。具体可以选择铝、铝镁合金、铝锂合金、钛合金中的一种，或者是其他可实现的公知金属材料。使用金属材料，可以较薄厚度的情况下保证刚性和强度。具体的，所述骨架结构5的厚度小于等于0.3mm，或者可以做的更薄，例如，可以是小于等于0.1mm。

在采用金属材料时，一种简单快捷的成型方式是，所述延伸部53是通过对制作所述骨架结构5的板材原料的中段进行冲压弯折形成。

采用金属材料的骨架结构5，音圈6产生的热量可以很快的传导到金属的骨架结构5，然后经由振动部41和折环部42之间的间隙散发到外部，更加有利于音圈6产生的热量散发。

在其他实施例中，所述骨架结构5的材质还可以为刚性塑料材料或碳纤维材料；其中，所述刚性塑料材料可以选择PET、PEI、PEN、PI等中的一种。上述刚性塑料材料选择热塑性塑料的情况下，延伸部53也可以通过对制作所述骨架结构5的板材原料的中段进行加热冲压弯折形成。

所述延伸部53除了通过冲压弯折的方式形成，也可以是通过对制作所述骨架结构5的板材原料的中段进行局部加厚形成，例如对板材原料的两端进行压薄，使中间较厚位置部分形成延伸部53；或者，在板材原料的中段上粘贴环形板材形成延伸部53；再者，骨架结构5还可以通过一体注塑成型，成型的板材中间部位厚度较大从而形成延伸部53，等等方式在次不一一列举。

进一步的，本具体实施例中，所述折环部42的凸起结构朝下设置，该结构可以减小发声装置的高度，有利于做薄型化设计。在上述结构的基础上，因为折环部42向下凸起，不方便在音圈6的上方设置定心结构，所以本实施例中，所述音圈6底部设置有对所述音圈6进行弹性支撑的定心结构。并且，在该具体实施例中，所述定心结构分布在所述音圈6的四个角部设置，分布在边磁铁31之间形成的间隙中，本具体实施例中，定心结构为具有悬臂的FPCB材质的定心支片7。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种发声装置，包括振动系统和磁路系统，所述振动系统包括振膜和与所述振膜结合的音圈，所述磁路系统形成磁间隙，所述音圈伸入所述磁间隙中，其特征在于：

所述振膜包括位于中央的振动部和环绕所述振动部设置的凸起结构的折环部；

所述振动系统还包括与所述振膜固定连接且环绕设置的刚性的骨架结构，所述骨架结构包括内固定部、外固定部以及连接于所述内固定部和所述外固定部之间并朝向所述磁间隙方向凸出设置的延伸部；

所述内部顶部与所述振动部的外边缘连接，所述外固定部与所述折环部的内边缘连接；

所述音圈的上端与所述延伸部的下端连接。

2.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述振动部的外边缘和所述折环部的内边缘均位于所述所述骨架结构的上侧，所述振动部的外边缘与所述内固定部的上表面连接，所述折环部的内边缘与所述外固定部的上表面连接。

3.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述所述振动部的外边缘和所述折环部的内边缘均位于所述所述骨架结构的下侧，所述振动部的外边缘与所述内固定部的下表面连接，所述折环部的内边缘与所述外固定部的下表面连接；

或者，所述所述振动部的外边缘和所述折环部的内边缘其中一个位于所述骨架结构的上侧，另一个位于所述骨架结构的下侧。

4.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述延伸部的宽度由上到下逐渐减小；

或者，所述延伸部的宽度上下一致。

5.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述骨架结构的材质为金属材料。

6.如权利要求5所述的一种发声装置，其特征在于，所述金属材料为铝、铝镁合金、铝锂合金、钛合金中的一种。

7.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述骨架结构的材质为刚性塑料材料或碳纤维材料；

其中，所述刚性塑料材料为PET、PEI、PEN、PI中的一种。

8.如权利要求5所述的一种发声装置，其特征在于，所述延伸部是通过对制作所述骨架结构的板材原料的中段进行冲压弯折形成。

9.如权利要求8所述的一种发声装置，其特征在于，所述骨架结构的厚度小于等于0.3mm。

10.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述延伸部是通过对制作所述骨架结构的板材原料的中段进行局部加厚形成。

11.如权利要求1所述的一种发声装置，其特征在于，所述折环部的凸起结构朝下设置；

所述音圈底部设置有对所述音圈进行弹性支撑的定心结构，所述定心结构分布在所述音圈的四个角部。

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