TWI540911B - 震動限制系統 - Google Patents

Description

震動限制系統

本揭示內容大致係關於揚聲器之領域且更特定言之係關於與一揚聲器驅動器相關之震動之限制。

存在用於揚聲器之許多類型之音訊轉換器或驅動器。驅動器之一功能性係作為一傳統直接輻射器，其可包含(舉例而言)浸沒在一靜態磁場中之一移動音圈，其耦合至一剛性震膜及一懸掛系統。

一揚聲器之一馬達系統可包含一永久磁鐵，其被引導磁場及將磁場成型之鋼零件圍繞。揚聲器亦可包含一音圈，其可為一導線(例如，覆銅鋁)，有時稱作一音圈線，其圍繞一不導電繞線管纏繞，該繞線管有時稱作一音圈型管。音圈型管可提供機械穩定性及用於傳輸線圈力至震膜之一平台。

震膜通常為剛性及重量輕從而以最小化「分裂」模式或其他不良表現來準確移動空氣。理想地，震膜完美展現活塞式運動。震膜(有時因其形狀而被稱作圓頂)可由展現高勁度、低質量及高變形藉此允許形成深形狀之鋁或類似材料或其複合物形成。

懸掛系統大致上提供恢復力並保持線圈在正確位置。懸掛部允許受控的軸向運動，同時大幅地防止可能導致線圈撞擊馬達組件之側向運動或傾斜。精細設計懸掛部之勁度對撓度以匹配音圈及馬達系統之力對撓度特點。懸掛部可包括由聚胺基甲酸酯發泡體或類似物形成之一構件，且可藉由熱及壓力在一模具中壓縮成形。但是，在將懸掛構件附著至震膜時出現許多問題。舉例而言，一懸掛構件與震膜之附著允許來自懸掛系統之寄生震動橫跨震膜之表面傳輸，導致頻率回應中之失真及不準確。

一已知方法涉及將震膜與懸掛構件分開且藉此將震膜與懸掛系統中之高頻率震動隔離。但是，與此等方法及設計相關之揚聲器難以製造，導致揚聲器易碎且缺乏耐久性及可靠性。因此，仍然需要將震膜與關聯懸掛系統之震動隔離同時易於製造、堅固且可靠的揚聲器技術。

下文提出簡化概要以提供所揭示內容之一些態樣之基本理解。此概要並非全面綜述且不旨在確認此等態樣之主要或關鍵元件，也不旨在勾勒此等態樣之範圍。其目的係以簡化形式提供所描述特徵之一些概念作為下文提供之更詳細描述之序言。

根據一或多個態樣及其相應揭示內容，結合針對震動限制及應力管理之一經改良揚聲器設計而描述各種態樣。本文所述之技術使將一震膜之一內部區與關聯一懸浮系統之震動隔離成為可能，同時提供易於製造且可靠之一揚聲器。在一實施例中提供一揚聲器，其包括從一內部震膜區(例如，凹或凸形圓頂)延伸至一外部震膜區之一震膜，其中外部震膜區相對於內部震膜區彎曲一界定角度(例如，約90度)。揚聲器可進一步包括一框架及從一內部懸掛區延伸至一外部懸掛區之一懸掛構件，其中內部懸掛區與外部震膜區重疊並附著至其，由此在相對於內部震膜區之界定角度上形成一震動限制部。外部懸掛區可附著至框架。在一實施例中，界定之角度可介於約45度與約135度之間。在相關態樣中，震動限制部定向為界定角度(例如，正交角度)將內部震膜區與來自外部懸掛區之寄生彎曲波或震動隔離。

在相關態樣中，框架可包括一安裝環，諸如舉例而言一水平面內之一環形平坦表面。外部懸掛區可附著至安裝環。穿過外部震膜區之一向下平面可與水平面相交為一給定角度，諸如舉例而言介於約15度至約60度之間。在一特定實例中，給定角度可約為45度。類似地，穿過內部懸掛區之一向上平面可與水平面相交為相同給定角度或類似角度。

在其他相關態樣中，揚聲器可進一步包括一音圈型管，其位於震膜下方且提供結構支撐至震膜。在又另外相關態樣中，內部懸掛區及/或外部懸掛區可包括(諸)凸緣。

在又其他相關態樣中，用一黏著劑將內部懸掛區及外部震膜區附著在一介面上。震動限制部定向為界定角度在介面上引致一剪力負載，藉此增強介面。

根據本文所述之實施例之一或多個態樣，提供一揚聲器，其包括：(a)一震膜，其從一內部圓頂區域延伸至一外部環形區域，其中外部環形區域相對於內部圓頂區域彎曲為一界定角度(例如，介於約45度與約135度之間)；及(b)一音圈型管(former)，其係位於震膜下方且提供結構支撐至震膜，音圈型管從一底部邊緣延伸至一頂部邊緣，頂部邊緣與介於內部圓頂區域與外部環形區域之間之震膜介接。

在相關態樣中，揚聲器可進一步包括一環形懸浮構件，其從一內部懸掛區延伸至一外部懸掛區，其中內部懸掛區與震膜之外部環形區域重疊並附著至其。

根據本文所述之實施例之一或多個態樣，提供一揚聲器，其包括：(a)一框架，其具有一水平面內之一安裝環；(b)一震膜，其從一內部凹圓頂區延伸至一外部環形區，其中外部環形區相對於水平面以一界定角度(例如，約45度)向下延伸；及(c)一懸浮構件，其從一內部懸掛區延伸至一外部懸掛區，其中內部懸掛區與震膜之外部環形區重疊並附著至其以形成相對於水平面定向為界定角度之一震動限制部。震動限制部定向為界定角度將震膜之內部凹圓頂區與來自外部懸掛區之寄生彎曲波隔離。在一實施例中，界定角度可介於約15度與約60度之間。

為了完成上述及相關目的，一或多個態樣包括下文完整描述且在申請專利範圍中特別指出之特徵。下文描述及隨附圖式詳細說明特定闡釋性態樣並指出利用態樣之原理之各種方式之一些。當結合圖式考慮時可從下文詳細描述中瞭解其他優點及新穎特徵，且所揭示態樣旨在包含所有此等態樣及其等效例。

當結合圖式時，可從下文說明之詳細描述中更充分瞭解本揭示內容之特徵、本質、及優點，其中所有圖式中之相似參考字元對應地識別。

現參考圖式描述多種態樣。在下列描述中，為解釋之目的，說明許多具體細節以提供一或多個態樣之透徹瞭解。但明顯是無須這些具體細節亦可實踐多種態樣。

參考圖1，提供一揚聲器100之一等角視圖。揚聲器100可包含一框架102，該框架102包含一圓形周邊104及一安裝環106(例如，一環形平坦表面)。揚聲器100可包含框架102內之一圓頂或震膜120。揚聲器100可包含定位在框架102上方一懸掛部或環繞系統130。

參考圖2，提供揚聲器100之一側視圖。懸掛系統130從框架102之安裝環106向上延伸。框架102可進一步包含複數個支撐塊108及一罐體110，該罐體110可為框架102之一杯形底部。支撐塊108及/或罐體110可由金屬或類似材料形成。一磁性桿可併入罐體100之最下層部分。亦繪示用於將框架102之組件及/或其他揚聲器組件固定在一起之一緊固件200。

參考圖3，提供揚聲器100之一截面圖。繪示罐體100內之一底座300。磁鐵310係定位在底座300上方，該磁鐵310可為適於結合揚聲器使用之任何已知材料之永久磁鐵。一頂板320係定位在磁鐵310上方，該頂板320通常由磁性軟鐵或鋼或類似物製成。亦繪示一音圈330，其可包括一音圈型管332及一音圈線334。音圈線334可圍繞音圈型管332纏繞。應注意可圍繞音圈330放置一封套或覆蓋物。還應注意可在不脫離本文所述之實施例之範圍的情況下利用其他組態之框架102、底座300、磁鐵310、及/或音圈330。

繼續參考圖3之實施例，震膜120具有一凹形。但是，所繪示之驅動器組態可結合其他形狀使用，諸如舉例而言一凸形或類似形狀。如前所示，震膜120可由提供剛性之任何適當材料製成，諸如舉例而言鈦、鋁或其他金屬或非金屬材料(例如，塑膠、樹脂浸漬紙/強化紙)。

根據本文所述之實施例之一或多個態樣，提供針對震動限制及應力管理之一經改良之揚聲器設計。參考圖4之實施例，提供圖3所示之實例揚聲器之被圍繞部分(圓A)之一特寫圖。具體而言，圖4中繪示震膜120附著至懸掛系統130之懸掛構件132。震膜120可從一內部震膜區122(其可為舉例而言圓頂型形或錐形)延伸至一外部震膜區124(其可向下/向上延伸並附著至懸掛構件132)。在特定背景中，內部震膜區122亦可稱作一圓頂、一圓頂形主體、一內部圓頂區域、及一凹圓頂區。

懸掛構件132較佳足夠柔軟及撓性以允許音圈-震膜總成之自由軸向移動且可從一內部懸掛區134(其可包含一邊緣)延伸至一外部懸掛區136。震膜120較佳足夠輕質量及強勁以在橫跨盡可能寬的頻率範圍內保持活塞性。在所繪示之實施例中，震膜120與環繞或懸掛構件132之間之介面包含相對於一水平面大致45度彎曲之震膜120之形狀，且係從下方藉由圓柱形音圈型管332支撐。外部震膜區124相對於內部震膜區122之一大致90度彎曲可導致震膜120相對於水平面之大致45度向內彎曲。因此，如圖5所示，外部震膜區124及內部懸掛區134可彼此重疊並附著並一起形成一附著區140。在本實例中，外部震膜區124及內部懸掛區134兩者以及所得附著區140相對於穿過內部震膜區122之一向上平面正交(即，正交區相對於內部震膜區122相交為大致90度)。

極度軸向剛性音圈型管332與附著區140對內部震膜區122之正交方向之結合意味著懸掛構件132之不需要的震動被有效地與震膜120之內部震膜區122隔離。換言之，非活塞震動被限制在音圈330外之區，使音圈330內之內部震膜區122完全活塞運動。

繼續參考圖4至圖5，內部懸掛區134可與外部震膜區124重疊並附著至其，藉此形成一震動限制部510。外部懸掛區136可用一黏著劑/膠或其他已知適當技術附著至框架102(即，安裝環106上)。據信在附著區140上，使外部震膜區124之一邊緣向下傾斜成一給定角度(例如，相對於水平面約45度)，而使懸掛構件132之內部懸掛區134向上成角度(如，相對於水平面約45度)以使邊緣之形狀與力之方向對齊，使懸掛構件132中之峰值應力減小多於五倍。此幾何形提供減小任何剝離型負載同時在材料/黏著劑介面上引致一主要剪力負載(材料及黏著劑對於該剪力負載非常堅固)之附加好處，使得接面能極度抵抗破裂傳播。應注意材料/黏著劑介面通常剪力較強且附著區140中之成角度邊緣之上述幾何形導致主要發生為剪力之負載路徑。在另一實施例(未繪示)中，外部震膜區124之邊緣可向上成角度，同時使內部懸掛區134之邊緣向下成角度，以諸如舉例而言在當內部震膜區122包括一凸形圓頂時減小峰值應力。

在相關態樣中，揚聲器100或揚聲器驅動器可包含從一內部懸掛區134延伸至一外部懸掛區136之一懸掛構件132，外部懸掛區136附著至框架102，內部懸掛區134與外部震膜區124重疊並附著至其以形成相對於內部震膜區122定向為一界定角度之一震動限制部510。震動限制部510定向為界定角度將內部震膜區122與來自懸掛構件132之寄生彎曲波隔離。

參考圖6，應注意外部震膜區124易受垂直至其的彎曲運動影響，但是較不易受平面內運動影響。震膜120之材料之表面之所得彎曲運動類似疊加在外部震膜區124上之一正弦波610。外部震膜區124之端點620(即震膜之彎曲處或附近的端點620)上之運動將垂直於外部震膜區124之表面。類似地，內部震膜區122對於平面內運動亦非常剛性，但是對於平面外之力為撓性。因此，當內部震膜區122及外部震膜區124處之力被組合時，外部震膜區124之運動之弱方向對應於內部震膜區122之運動之強方向，使得很少或無內部震膜區122之彎曲波之分量被外部震膜區124傳播。

邊緣或內部懸掛區134以本文所述之方式附著至震膜120增加接面的堅固性以及製造公差同時減小另外與一懸掛構件132直接附著至震膜120相關之應力。

揚聲器器件之一挑戰在於其對勁度變化的敏感性，其可能導致擺動模式，其中線圈會傾斜並撞擊馬達。這些勁度變化之一主要原因係環繞部132非平坦地環繞或非平坦地附著至線圈330。本文所述之此技術藉由提供震膜120之極具剛性且尺寸上穩定之金屬支撐結構作為環繞部132之附著結構而極大地減小此勁度變化或不對稱。所得勁度不對稱之最小化轉化為揚聲器100之更高良率及更高功率處理及功率驟增。

根據本文所述之實施例之一或多個態樣，圖3至圖4繪示一例示性裝置100(例如，一揚聲器或驅動器)，其包括一框架102以及從一內部震膜區122延伸至一外部震膜區124之一震膜120。外部震膜區124可相對於內部震膜區122彎曲為一界定角度。裝置亦可包括從一內部懸掛區134延伸至一外部懸掛區136之一懸掛構件132。內部懸掛區134可與外部震膜區124重疊並附著至其，且外部懸掛區136可附著至框架102。在一實施例中，界定角度可介於約45度與約135度之間。舉例而言，界定角度可約為90度。

在相關態樣中，框架102可包括一水平面內之一安裝環106，且外部懸掛區136可附著至安裝環106。穿過外部震膜區124之一向下平面可與安裝環106之水平面相交為一給定角度(例如，介於約15度至約60度之間)。舉例而言，給定角度可約為45度。類似地，穿過內部懸掛區134之一向上平面可與水平面相交為給定角度，其諸如舉例而言介於約10度至約70度之間(例如，如圖4之實施例中所示約45度)。

在另外相關態樣中，一音圈330可位於震膜120下方並提供結構支撐至震膜120。在又其他相關態樣中，內部懸掛區134及/或外部懸掛區136可包括(諸)凸緣。在又其他相關態樣中，內部震膜區122可包括一凹形圓頂或其變化。在另一實施例(未繪示)中，內部震膜區122可包括一凸形圓頂或其變化。應注意震膜120取決於特定應用或揚聲器設計可包括任何適當形狀、組態、或尺寸。

根據本文所述之實施例之一或多個態樣，繼續參考圖3至圖4，裝置100可包括從一內部震膜區122(例如，一內部圓頂區域)延伸至一外部震膜124(例如，外部環形區域)之一震膜120。外部震膜區124可相對於內部震膜區122彎曲為一界定角度。裝置100可進一步包括位於震膜120下方並提供結構支撐至震膜120之一音圈330，音圈330從一底部邊緣延伸至一頂部邊緣，頂部邊緣與介於內部震膜區122與外部震膜區124之間之震膜120介接。在一實施例中，界定角度可介於約45度與約135度之間(例如，約90度)。

在相關態樣中，裝置100可進一步包括從一內部懸掛區134延伸至一外部懸掛區136之一環形懸掛構件，內部懸掛區134與震膜120之外部震膜區124重疊並附著至其。在其他相關態樣中，內部懸掛區134及/或外部懸掛區136可包括(諸)凸緣。在本實例中，內部震膜區122包括一凹圓頂。但是，應瞭解內部震膜區122取決於特定應用可包括任何適當形狀(例如，一凸圓頂、錐形等)、組態、或尺寸。

根據本文所述之實施例之一或多個態樣，繼續參考圖3至圖4，裝置100可包括一框架102，該框架102具有一平行平面內之一環形平坦表面106以及從一內部震膜區122(例如，一內部凹圓頂區)延伸至一外部震膜區124(例如，一外部環形區)之一震膜120，其中外部震膜區124可相對於水平面彎曲(例如，向下或向上延伸)為一界定角度(例如，介於約15度與約60度之間)。裝置100可進一步包括從一內部懸掛區134延伸至一外部懸掛區136之一懸掛構件132，其中內部懸掛區134可與外部震膜區124重疊並附著至其，且其中外部懸掛區136可附著至框架102之環形平坦表面106。在相關態樣中，裝置100可進一步包括提供結構支撐至震膜120之一向上延伸音圈型管332。

在圖3至圖4之實例中，界定角度約為45度；但是應瞭解震膜120之外部震膜區124可彎曲為其他適當角度。類似地，內部懸掛區134可以與震膜120中彎曲之界定角度相比以相同或類似之角度向上延伸。

雖然已特別針對較佳實施例繪示及描述本發明，但是應瞭解並不旨在藉此限制本發明之範圍。如熟習此項技術者所知，上述方法及器件之任意者之特徵可取代或加入其他者。亦應瞭解併入本發明之原理之本文所述之特定實施例之變化可為此項技術之一般技術者所知且仍屬於本發明之範圍內。

100‧‧‧揚聲器

102‧‧‧框架

104‧‧‧圓形周邊

106‧‧‧安裝環

108‧‧‧支撐塊

110‧‧‧罐體

120‧‧‧震膜

122‧‧‧內部震膜區

124‧‧‧外部震膜區

130‧‧‧懸掛系統

132‧‧‧懸掛構件

134‧‧‧內部懸掛區

136‧‧‧外部懸掛區

140‧‧‧附著區

200‧‧‧緊固件

300‧‧‧底座

310‧‧‧磁鐵

320‧‧‧頂板

330．．．音圈

332．．．音圈型管

334．．．音圈線

510．．．震動限制部

610．．．正弦波

620．．．頂點

圖1提供一實例揚聲器之一等角視圖。

圖2提供圖1所示之實例揚聲器之一側視圖。

圖3係圖2所示之實例揚聲器之一截面圖。

圖4係圖3所示之實例揚聲器之被圍繞部分之一特寫圖。

圖5顯示顯4之特寫圖中之震動限制部及附著區。

圖6係顯示震膜之運動的附著區特寫圖。

100．．．揚聲器

102．．．框架

104．．．圓形周邊

106．．．安裝環

120．．．震膜

130．．．懸掛系統

Claims (19)

1. 一種揚聲器，其包括：一震膜，其從一內部震膜區延伸至一外部震膜區，該外部震膜區相對於該內部震膜區彎曲為一界定角度；一框架；一音圈型管，其位於該震膜之下，並提供該震膜結構支撐，該音圈型管之一頂部邊緣與介於該內部震膜區與該外部震膜區之間之該震膜介接，從而該內部震膜區位於該音圈型管內側，而該外部震膜區位於位於該音圈型管外側；及一懸掛構件，其從一內部懸掛區延伸至一外部懸掛區，該外部懸掛區附著至該框架，該內部懸掛區與該外部震膜區重疊並附著至其以形成相對於該內部震膜區定向為該界定角度之一震動限制部；其中該震動限制部以該界定角度之定向可將該內部震膜區與來自該外部懸掛區之寄生彎曲波隔離。
2. 如請求項1之揚聲器，其中：該內部懸掛區及該外部震膜區係用一黏著劑附著在一介面處；及該震動限制部定向為該界定角度在該介面上引致一主要剪力負載，藉此增強該介面。
3. 如請求項1之揚聲器，其中該界定角度約為90度。
4. 如請求項1之揚聲器，其中：該框架包括一水平面內之一安裝環；及 該外部懸掛區附著至該安裝環。
5. 如請求項4之揚聲器，其中穿過該外部震膜區之一向下平面與該水平面相交約為45度。
6. 如請求項5之揚聲器，其中穿過該內部懸掛區之一向上平面與該水平面相交約為45度。
7. 如請求項1之揚聲器，其中該內部懸掛區及該外部懸掛區之至少一者包括一凸緣。
8. 如請求項1之揚聲器，其中該內部震膜區包括一凹形圓頂及一凸形圓頂之一者。
9. 如請求項1之揚聲器，其中該震膜之該內部圓頂區域包括一錐形。
10. 一種揚聲器，其包括：一震膜，其從一內部圓頂區域延伸至一外部環形區域，該外部環形區域相對於內部圓頂區域彎曲為一界定角度；一音圈型管，其位於該震膜下方並提供結構支撐至該震膜，該音圈型管從一底部邊緣延伸至一頂部邊緣，該頂部邊緣與介於該內部圓頂區域與該外部環形區域之間之該震膜介接，從而該內部圓頂區域位於該音圈型管之內側，而該外部環形區域位於該音圈型管之外側；及一懸掛構件，其從一內部懸掛區延伸至一外部懸掛區，該內部懸掛區與該外部環形區域重疊並附著至其以形成相對於該內部圓頂區域定向為該界定角度之一震動限制部； 其中該震動限制部定向為該界定角度將該內部圓頂區域與來自該外部懸掛區之寄生彎曲波隔離。
11. 如請求項10之揚聲器，其中：該內部懸掛區及該外部環形區域係用一黏著劑附著在一介面處；及該震動限制部定向為該界定角度在該介面上引致一剪力負載，藉此增強該介面。
12. 如請求項10之揚聲器，其中該界定角度約為90度。
13. 如請求項10之揚聲器，其中該內部懸掛區及該外部懸掛區之至少一者包括一凸緣。
14. 如請求項10之揚聲器，其中該震膜之該內部圓頂區域包括一凹形圓頂及一凸形圓頂之一者。
15. 如請求項10之揚聲器，其中該震膜之該內部圓頂區域包括一錐形。
16. 一種揚聲器，其包括：一框架，其具有一水平面內之一安裝環；一震膜，其從一音圈型管內側之一內部凹圓頂區延伸至該音圈型管外側之一外部環形區，該外部環形區相對於該水平面依一界定角度向下延伸；及一懸掛構件，其從一內部懸掛區延伸至一外部懸掛區，該外部懸掛區附著至該框架之該安裝環，該內部懸掛區與該震膜之該外部環形區重疊並附著至其以形成相對於該水平面定向為該界定角度之一震動限制部；其中該震動限制部定向為該界定角度將該震膜之該內 部凹圓頂區與來自該外部懸掛區之寄生彎曲波隔離。
17. 如請求項16之揚聲器，其中：該內部懸掛區及該外部環形區係用一黏著劑附著在一介面處；及該震動限制部定向為該界定角度在該介面上引致一剪力負載，藉此增強該介面。
18. 如請求項16之揚聲器，其中該界定角度約為45度。
19. 如請求項16之揚聲器，其進一步包括提供結構支撐至該震膜之一音圈型管。