CN111954124A - 一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器 - Google Patents

Abstract

一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器，包括振膜，呈平面状，其外缘通过弹性连接件结合于扬声器的外框，其中部对应声源设置；振膜的至少一表面上设有第一、第二沟槽，两沟槽呈十字交叉并且相互贯通，将振膜表面等分成四块共振区；振膜于设有两沟槽的同侧表面中央还设有音梁组件，包括多根条状音梁构件，条状音梁构件成对设置于第一沟槽的两侧以及第二沟槽的两侧；两沟槽分别在振膜的表面上形成音隧。本发明将振膜由以往的自由振动模式改变为现在的规范振动模式，从振动、共鸣、发声的角度解决了平面谐振扬声器高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题。实践证明该改进设计方案具有突出的实质性特点和显著的技术进步。

Description

一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器

技术领域

本发明涉及平面谐振扬声器，具体涉及一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器。

背景技术

谐振扬声器是一种应用于电子产品（如智能音箱）中的特殊扬声器，通常与音响中的其它扬声器配合使用，可装配于主扬声器的周侧部，起到辅助的作用，用于对音质进行加强和提升，有助于还原原声，提高声音保真度。如图1、2所述，传统的平面谐振扬声器的振膜1通过振膜1周边的弹性连接件2（可选用橡皮圈）连设于扬声器的外框3。扬声器在工作时，由振膜1的震动推动空气，从而发出声音。

传统的平面谐振扬声器普遍存在的问题是：扬声器发音时有一个固有的谐振频率，超出谐振频率区域的一定范围后，高音区亮不出来，低音区浑厚圆润不够，无法实现全频段的优质音色。究其原因主要是目前的扬声器振膜无法满足从高音区到低音区之间良好的宽频振动，即不能同时适应高音区、中音区和低音区较宽频率变化共鸣和振动。总结，传统的平面谐振扬声器其结构设计不合理，不利于振膜发挥从高音区到低音区之间良好声波振动。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器，包括振膜，所述振膜呈平面状，其外缘通过一弹性连接件结合于扬声器的外框，振膜的中部对应一声源设置；

所述振膜的至少一侧表面上设有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽与第二沟槽在振膜的表面上呈十字交叉且相互贯通，交叉点位于振膜的中心，进而将振膜的表面等分成四块共振区；

所述振膜于设有第一沟槽和第二沟槽的同侧表面中央还设有音梁组件，所述音梁组件包括多根条状音梁构件，所述条状音梁构件成对设置于第一沟槽的两侧以及第二沟槽的两侧；

所述第一沟槽与所述第二沟槽分别在振膜的表面上形成音隧。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述“第一沟槽与第二沟槽在振膜的表面呈十字交叉并且相互贯通”，有助于将声源的振动通过两沟槽形成的十字形音隧（即声音的隧道）迅速向振膜的四周传递。

2．上述方案中，第一沟槽与第二沟槽的交叉点位于振膜的中心，借此设计可提升振膜的音质、音色。

3．上述方案中，相邻两所述条状音梁构件之间设有连接梁，所述连接梁横跨于所述第一沟槽、所述第二沟槽的上方，构成所述音梁组件呈井字形；且各所述连接梁均位于所述振膜表面的中心区域。借此设计，可实现对振膜的中央区域进行加强。

4．上述方案中，所述振膜从发音频段区分为外围的高音区、中段的中音区以及中心的低音区；其中，所述振膜壁厚由外至内逐渐增厚，构成低音区的壁厚大于中音区的壁厚，中音区的壁厚大于高音区的壁厚；所述音梁组件位于所述低音区。

借此设计，通过将较厚的低音区设置于接近中心的位置，可使得频率较低、振幅较大的低频振动在振膜的低音区发出更为浑厚、圆润的低音；通过将较薄的高音区设置于远离中心的位置，可使得频率较高、振幅较小的高频振动在振膜的高音区发出更为通透、明亮的高音，进而令平面谐振扬声器在全频段产生的音色、音质均得到有效提升。

5．上述方案中，所述条状音梁构件的内端厚度均大于外端厚度。借此设计，可实现对振膜的中央区域进行加强。

6．上述方案中，所述第一沟槽和所述第二沟槽均为弧形槽，可以使得振膜在厚度上尽量减少厚薄突变，避免影响振膜的共鸣和振动。

7．上述方案中，所述第一沟槽及所述第二沟槽的长度均小于所述振膜的水平宽度，所述第一沟槽和所述第二沟槽的外端与振膜的表面之间均设置有圆滑过渡面。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器，包括振膜，呈平面状，其外缘通过弹性连接件结合于扬声器的外框，其中部对应声源设置；振膜的至少一表面上设有第一、第二沟槽，两沟槽呈十字交叉并且相互贯通，将振膜表面等分成四块共振区；振膜于设有两沟槽的同侧表面中央还设有音梁组件，包括多根条状音梁构件，条状音梁构件成对设置于第一沟槽的两侧以及第二沟槽的两侧；两沟槽分别在振膜的表面上形成音隧。

相比现有技术而言，为了解决现有平面谐振扬声器无法兼顾高、中、低音区同时具备良好共鸣音色的问题，本发明对现有平面谐振扬声器，特别是平面谐振扬声器内的振膜设计进行了改进。具体体现在以下几个方面：第一，在振膜的表面上架设音梁组件；第二，在振膜的表面上设十字形沟槽，从而在振膜的表面上形成十字形音隧。

本发明针对现有平面谐振扬声器高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，对平面谐振扬声器的设计及发声机理进行了深入探讨和研究，找出了现有平面谐振扬声器高音区和低音区的音色不佳的主要原因是由于振膜设计不合理所致。据此，发明人打破了以往平面谐振扬声器组成设计的束缚，大胆提出了本发明的改进设计方案，这种改进设计方案将振膜由以往的自由振动模式改变为现在的规范振动模式，从振动、共鸣、发声的角度解决了平面谐振扬声器高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，实践证明该改进设计方案具有突出的实质性特点和显著的技术进步，并且获得了明显的技术效果。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有平面谐振扬声器相比具有以下优点和效果：

1.本发明在振膜的表面上设置音梁组件，由于低音相对高音振幅大、频率低，低音共鸣集中在振膜的中央区域，高音共鸣集中在振膜的四周边缘区域，加强振膜中央区域强度，对改善低音区音色和音质起到了重要作用。由于振膜的厚度为中央区域厚而四周薄的厚度渐变构造，加强了振膜中央区域强度，相对而言也改变了振膜中央区域与四周边缘区域厚薄差，对改善高音区音色和音质也可起到有益作用。

2.本发明在振膜表面上设十字形沟槽，该十字形沟槽在振膜的表面上实际形成十字形音隧，振动由振膜中心收集，并通过十字形音隧（即声音的隧道）迅速向振膜的四周边缘传递，这对改善高音区的音色和音质起到了关键作用。

3.本发明通过音梁组件及十字形沟槽的设计，在振膜上等分出四块共振区。当平面谐振扬声器工作时外部声源的振动先传递到振膜中心区域，然后通过音隧传递至各共振区，并产生共鸣和振动，以此将外部声源的振动放大为振膜的共鸣声。每个共振区可产生一个声波量，加上一个原声波量，共计五个声波量。声波量即声波的数量，声波量直接影响振膜的音色、穿透力和音量。因此本发明设计能够明显改善高音区和低音区的音色，增加高音区和低音区的穿透力和音量。

4. 本发明的音梁组件以及沟槽可设于振膜的上表面，也可设于振膜的下表面，还可同时设置于振膜的上、下两表面。

附图说明

附图1为现有平面谐振扬声器的结构示意图；

附图2为现有平面谐振扬声器的剖面示意图；

附图3为本发明的结构示意图（无连接梁）；

附图4为图3中A-A向的剖面示意图；

附图5为本发明实施例音梁组件设于振膜上表面时的示意图（无连接梁）；

附图6为本发明实施例音梁组件同时设于振膜上下表面时的示意图（无连接梁）；

附图7为本发明的结构示意图（有连接梁）；

附图8为图7中A-A向的剖面示意图；

附图9为本发明实施例音梁组件设于振膜上表面时的示意图（有连接梁）；

附图10为本发明实施例音梁组件同时设于振膜上下表面时的示意图（有连接梁）。

以上附图中：1．振膜；2．弹性连接件；3．外框；4．振膜；5．第一沟槽；6．第二沟槽；7．共振区；8．音梁组件；8a．条状音梁构件；8b．连接梁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

关于本文中所使用的“上”、“下”为方向性用词，在本案中仅为说明各结构之间位置关系，并非用以限定本案保护方案及实际实施时的具体方向。

参见附图3、4所示，一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器，包括振膜4，所述振膜4呈平面状，其外缘通过一弹性连接件2结合于扬声器的外框3，振膜4的中部对应一声源（如主扬声器）设置。

所述振膜4的下表面上设有第一沟槽5和第二沟槽6，两沟槽分别在振膜4的下表面上形成横向音隧和纵向音隧。

其中，第一沟槽5与第二沟槽6在振膜4的下表面上呈十字交叉并且相互贯通，交叉点位于振膜4的中心，有助于将声源的振动通过两沟槽5、6形成的十字形音隧（即声音的隧道）迅速向振膜4的四周传递。所述第一沟槽5与所述第二沟槽6的交叉点位于振膜4的中心，将振膜4表面等分成四块共振区7。

通过在振膜4下表面上开设有十字形沟槽，该十字形沟槽在振膜4的下表面实际形成十字形音隧，且接近中心的区域对外界声源的振动进行汇集，再通过十字形音隧迅速向振膜4的四周边缘传递，这对改善高音区的音色和音质起到了关键作用。同时通过在振膜4上等分出四块共振区7，振动可通过音隧传递至这四个共振区7，并产生谐振，可明显改善高音区和低音区的音色。

所述振膜4的下表面中央还设有音梁组件8，所述音梁组件8包括多根条状音梁构件8a，所述条状音梁构件8a成对设置于第一沟槽5的两侧以及第二沟槽6的两侧。

通过在振膜4的下表面上设置音梁组件8，由于低音相对高音振幅大、频率低，低音共鸣集中在振膜4的中央区域，高音共鸣集中在振膜4的四周边缘区域，加强振膜4中央区域强度，对改善低音区音色和音质起到了重要作用。由于振膜4的厚度为中央区域厚而四周薄的厚度渐变构造（即外薄内厚的设计），加强了振膜4中央区域强度，相对而言也改变了振膜4中央区域与四周边缘区域厚薄差，对改善高音区音色和音质也可起到有益作用。

优选的，如图7、8所示，相邻两所述条状音梁构件8a之间设有连接梁8b，所述连接梁8b横跨于所述第一沟槽2、所述第二沟槽3的上方，构成所述音梁组件8呈井字形；且各所述连接梁8b均位于所述振膜4表面的中心区域。通过四根连接梁8b构成一“口”字形加强结构，可对振膜4中心的低音区进一步加强，以达到对振膜4低音区音质的进一步提升。

优选的，所述振膜4从发音频段区分为外围的高音区、中段的中音区以及中心的低音区；其中，所述振膜4壁厚由外至内逐渐增厚，构成低音区的壁厚大于中音区的壁厚，中音区的壁厚大于高音区的壁厚；借此设计，通过将较厚的低音区设置于接近中心的位置，可使得频率较低、振幅较大的低频振动在振膜4的低音区发出更为浑厚、圆润的低音；通过将较薄的高音区设置于远离中心的位置，可使得频率较高、振幅较小的高频振动在振膜4的高音区发出更为通透、明亮的高音。所述音梁组件8位于所述低音区，可进一步提升振膜4的中部区域载荷。

优选的，所述条状音梁构件8a的内端厚度大于外端厚度。借此设计，可实现对振膜4的中央区域进行加强。

优选的，所述第一沟槽5和所述第二沟槽6均为弧形槽，可以使得振膜4在厚度上尽量减少厚薄突变，避免影响振膜4的共鸣和振动。

其中，所述第一沟槽5及所述第二沟槽6的长度均小于所述振膜4的水平宽度，且第一沟槽5和第二沟槽6的外端与振膜4的表面之间均设置有圆滑过渡面，以便振动更为均匀地传递至振膜4的周部。

下面针对本发明的其他实施情况以及结构变化作如下说明：

1.以上实施例中，图示的谐振扬声器仅作为举例说明之用，其结构并非用以限定本发明的保护范围，其它类似结构的谐振扬声器若采用了本发明的技术特征都应涵盖在本发明的保护范围之内。

2.以上实施例中，所述音梁组件8的数量并不局限于一组，也可以是多组并列或其他有助于加强振膜4中部载荷的设计，这是本领域技术人员容易理解和接受的。

3.以上实施例中，所述音梁组件8以及两所述沟槽5、6可位于振膜4的下表面（如图4、8所示），也可位于振膜4的上表面（如图5、9所示），还可同时设置于振膜4的上、下两表面（如图6、10所示）。

4. 以上实施例中，所述条状音梁构件8a可以如图中所示是直条状，两两呈90度组合，并成对设置于第一沟槽2的两侧以及第二沟槽3的两侧。

或者，所述条状音梁构件8a也可以具有一弧度并包括两条直边，通过相邻两条状音梁构件8a的直边成对设置于第一沟槽2、第二沟槽3的两侧。

5.以上实施例中，所述第一沟槽5和所述第二沟槽6均为弧形槽。但本发明不局限于此，可以将沟槽设计成其它形状，比如V形、U形、W形等凹形结构。这是本领域技术人员容易理解和接受的。

6.以上实施例中，所述振膜4的材质可以如金属材质、碳纤维材质、纸质等。

相比现有技术而言，为了解决现有平面谐振扬声器无法兼顾高、中、低音区同时具备良好共鸣音色的问题，本发明对现有平面谐振扬声器，特别是平面谐振扬声器内的振膜设计进行了改进。具体体现在以下几个方面：第一，在振膜的表面上架设音梁组件；第二，在振膜的表面上设十字形沟槽，从而在振膜的表面上形成十字形音隧。

本发明针对现有平面谐振扬声器高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，对平面谐振扬声器的设计及发声机理进行了深入探讨和研究，找出了现有平面谐振扬声器高音区和低音区的音色不佳的主要原因是由于振膜设计不合理所致。据此，发明人打破了以往平面谐振扬声器组成设计的束缚，大胆提出了本发明的改进设计方案，这种改进设计方案将振膜由以往的自由振动模式改变为现在的规范振动模式，从振动、共鸣、发声的角度解决了平面谐振扬声器高音区亮不出来，而低音区浑厚圆润不够的问题，提高了各频段声音的保真度，实践证明该改进设计方案具有突出的实质性特点和显著的技术进步，并且获得了明显的技术效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带音梁及音隧的全频段高音质平面谐振扬声器，其特征在于：

包括振膜（4），所述振膜（4）呈平面状，其外缘通过一弹性连接件（2）结合于扬声器的外框（3），振膜（4）的中部对应一声源设置；

所述振膜（4）的至少一侧表面上设有第一沟槽（5）和第二沟槽（6），第一沟槽（5）与第二沟槽（6）在振膜（4）的表面上呈十字交叉且相互贯通，交叉点位于振膜（4）的中心，进而将振膜（4）的表面等分成四块共振区（7）；

所述振膜（4）于设有第一沟槽（5）和第二沟槽（6）的同侧表面中央还设有音梁组件（8），所述音梁组件（8）包括多根条状音梁构件（8a），所述条状音梁构件（8a）成对设置于第一沟槽（5）的两侧以及第二沟槽（6）的两侧；

所述第一沟槽（5）与所述第二沟槽（6）分别在振膜（4）的表面上形成音隧。

2.根据权利要求1所述的全频段高音质平面谐振扬声器，其特征在于：相邻两所述条状音梁构件（8a）之间设有连接梁（8b），所述连接梁（8b）横跨于所述第一沟槽（2）、所述第二沟槽（3）的上方，构成所述音梁组件（8）呈井字形；且各所述连接梁（8b）均位于所述振膜（4）表面的中心区域。

3.根据权利要求1所述的全频段高音质平面谐振扬声器，其特征在于：所述振膜（4）从发音频段区分为外围的高音区、中段的中音区以及中心的低音区；

其中，所述振膜（4）壁厚由外至内逐渐增厚，构成低音区的壁厚大于中音区的壁厚，中音区的壁厚大于高音区的壁厚；

所述音梁组件（8）位于所述低音区。

4.根据权利要求1所述的全频段高音质平面谐振扬声器，其特征在于：所述条状音梁构件（8a）的内端厚度大于外端厚度。

5.根据权利要求1所述的全频段高音质平面谐振扬声器，其特征在于：所述第一沟槽（5）和所述第二沟槽（6）均为弧形槽。

6.根据权利要求1所述的全频段高音质平面谐振扬声器，其特征在于：所述第一沟槽（5）及所述第二沟槽（6）的长度均小于所述振膜（4）的水平宽度；所述第一沟槽（5）和所述第二沟槽（6）的外端与振膜（4）的表面之间均设置有圆滑过渡面。

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