TWI580282B - Reduces the vibrator of the diaphragm - Google Patents

Description

降低振膜振波之揚聲器

本發明係關於一種揚聲裝置，詳而言之，係指一種利用阻尼材料降低振膜振波及調整震動形變之揚聲器，使其達到理想的形變及阻尼。

按，揚聲器係一種將電能轉換為聲音的裝置。揚聲器之結構具有一框架、一磁性組件、一振膜及一懸邊等。該懸邊係連接該振膜及該框架，使振膜得以於框架上振動，並藉由磁性組件產生的磁力推動振膜而產生聲音。

當振膜振動時，所產生之振波係沿著振膜向外傳達到懸邊，然而，大多數的揚聲器難以將懸邊及振膜的阻抗作適當的匹配，該振波行進至該懸邊時，仍無法確實地消除該振波的能量，使得該振波再度反彈至該振膜中，從而產生餘振波。

一般而言，係以重量輕及線性範圍長之材料製成，常用的材料為橡膠或經塗浸阻尼材料的布。惟，此種設計在某些頻率會產生大振幅及不良餘振，請參閱附件一，係發明人測試習知之揚聲器振膜所得出之時間(ms)-分貝(dB)-頻率(Hz)測試圖，由該圖可知，在使用習知之懸邊時，習知之揚聲器振膜於某些頻率會產生大幅振波及不良餘振，例如於一千赫茲(Hz)時，會產生大量的雜訊，嚴重影響揚聲器的聲音品質，因此，如何設計出可確實消除餘振波的揚聲器一直是此一產業之所欲克服的難題之一。

為達成確實消減振波之目的，針對該懸邊之設計進行功效增進係為一極佳之方式，然而，綜觀目前習知技術及各項書類，現行流通之揚聲器並無針對懸邊之設計進行改良，實為可惜，發明人有鑑於此，遂提出本發明之結構設計。

本發明之主要目的在於提供一種降低振膜振波之揚聲器，其係於該揚聲器之懸邊附著至少一具高阻尼性及低彈性係數之阻尼材料層，而可確實消除傳送至該懸邊之振動能量，並防止餘振波的產生，提高揚聲器的聲音品質。

本發明所提供之降低振膜振波之揚聲器，包含有：一框架；一振膜，具有撓性，係為一薄形物體，設於該框架中；一懸邊，具可撓性，其斷面形狀概呈弧形，並具有一弧狀之凸面及一弧狀之凹面；該懸邊之內周緣係連接該振膜，其外周緣係連接該框架；至少一阻尼材料層，係由具高阻尼性及低彈性係數之特性之材質所製成，並沿著該懸邊之周緣附著於該懸邊之一表面，其內側邊與該懸邊之內周緣保持間距；該阻尼材料層係質量對稱地附著於該懸邊之表面。

較佳地，該阻尼材料層係附著於該懸邊之凸面，該阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凸面面積的三分之二。

較佳地，該阻尼材料層係附著於該懸邊之凹面，該阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凹面面積的二分之一。

較佳地，該懸邊具有二阻尼材料層，分別為附著於該懸邊之凸面之凸面阻尼材料層及該懸邊之凹面之凹面阻尼材料層；位於 該懸邊凸面之凸面阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凸面面積的三分之二，位於該懸邊凹面之凹面阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凹面面積的二分之一。

較佳地，該阻尼材料層可為非連續性設置。

較佳地，該阻尼材料層可延伸附著至該框架，以增加阻尼效果。

藉此，本發明之揚聲器係藉由該阻尼材料層吸收該振膜振動時所發出的振動波，進而使振波之能量確實消滅，減少餘振波之產生，使該揚聲器達到理想的形變及阻尼，而可提高揚聲器的聲音品質。

10‧‧‧揚聲器

11‧‧‧框架

12‧‧‧磁鐵

13‧‧‧線圈

14‧‧‧防塵蓋

20‧‧‧振膜

30‧‧‧懸邊

40‧‧‧阻尼材料層

40’‧‧‧凸面阻尼材料層

40”‧‧‧凹面阻尼材料層

42‧‧‧構形

D‧‧‧徑向長度

d1‧‧‧第一徑向長度

d2‧‧‧第二徑向長度

a‧‧‧長軸

b‧‧‧短軸

為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉本發明八較佳實施例，並配合圖示詳細說明於后，其中：第一圖係本發明第一較佳實施例之揚聲器之立體圖。

第二圖係第一圖之局部頂視圖，圖中僅顯示振膜及懸邊。

第三圖係第一圖之3-3剖線之剖面圖。

第四圖係第三圖之局部放大圖。

第四圖(A)概同於第四圖，顯示該阻尼材料層之另一實施態樣。

第五圖係本發明之第二較佳實施例之揚聲器之剖面圖，圖中僅顯示揚聲器之振膜及懸邊。

第六圖係第五圖之底視圖。

第七圖係本發明第三較佳實施例之揚聲器之振膜及懸邊之 剖面圖。

第八圖係第七圖之局部放大圖。

第九圖係本發明第四較佳實施例之揚聲器之頂視圖，圖中僅顯示該揚聲器之振膜及懸邊。

第十圖係本發明第五較佳實施例之揚聲器之振膜及懸邊之頂視圖。

第十一圖係本發明第六較佳實施例之揚聲器之振膜及懸邊之頂視圖。

第十二圖係本發明第七較佳實施例之揚聲器之振膜及懸邊之頂視圖。

第十三圖係本發明第八較佳實施例之場聲器之局部立體圖。

請參閱第一至四圖，係本發明第一較佳實施例所提供之降低振膜振波之揚聲器10，具有一振膜20，裝設於該揚聲器10中，該振膜20與該揚聲器10之間係利用一懸邊30連接。

該振膜20係為一錐狀的薄形物體，其具有撓性，可以為金屬、高分子材料、紙或纖維(碳纖維或玻璃纖維)等材料所製成。

詳而言之，該揚聲器10具有一框架11、一磁性組件、該懸邊30、該振膜20及一防塵蓋14。該磁性組件係裝設於該框架11與該振膜20之間，包括一磁鐵12及一線圈13，藉以產生相吸或相斥的磁力，以推動該振膜20在該線圈13之軸向上運動。該懸邊30係呈環形，其外周緣係連接於該框架11，而內周緣則連接該振膜20。該振膜20之中心裝設該防塵蓋14。該懸 邊30具有可撓性，可與該振膜20相同或不同材質，該振膜20係利用該懸邊30之撓性而可於框架11上振動。該磁性組件係藉由其磁力壓縮空氣產生音波，而可推動該振膜20振動。揚聲器10之具體結構並非本發明之標的，容不贅述。

如第三、四圖所示，該懸邊30於徑向上之斷面形狀概呈弧形，其頂面及底面分別形成一弧狀之凸面及一弧狀之凹面。該懸邊30具有一徑向長度D，形成於該懸邊之外周緣及內周緣之間。

本發明更包含有一阻尼材料層40，其係由高阻尼性及低彈性係數(K值)之材質所構成，例如黏土或膠材，但不以此為限。該阻尼材料層40係沿著該懸邊30之周緣設置，且係質量對稱地設置於該懸邊30上。所述之質量對稱係指，以該懸邊30之中心所劃分的至少一種等分上，例如二等分、三等分、四等分．．．等，該阻尼材料層40之質量係對稱地分布在該懸邊上。本說明書各實施例之圖式所示之阻尼材料層均係質量對稱之設置狀態。於本實施例，該阻尼材料層40係沿該懸邊30之周緣呈環狀設置，並附著於該懸邊30之凸面，且係連續性地設置，並無間斷。該阻尼材料層40係由懸邊之外周緣往內周緣附著。於該振膜20之徑向上，該阻尼材料層40之外側邊及內側邊之間形成一第一徑向長度d1。阻尼材料層40之內側邊仍與懸邊30之內周緣保持距離。

值得注意的是，該阻尼材料層40可為均勻的厚度，或其厚度未必一致，越靠近該框架11之阻尼材料層40，其厚度可隨之增加，如第四圖(A)所示，使該阻尼材料層之質量往外側遞增，以提高其阻尼效果。

再者，該阻尼材料層40附著於該懸邊30時，其外 側邊可附著於該框架11，如第四圖(A)，亦即，該阻尼材料層可由該懸邊30連續地延伸並附著於該框架上，使懸邊30上與框架11上的阻尼材料層40具連續性。阻尼材料層40附著至框架11時，亦能增進其阻尼效果。

前述之阻尼材料層40之厚度關係、及延伸至框架之關係，可應用於本發明之其他較佳實施例。

當揚聲器10作動時，該磁性組件的磁力使該振膜30產生振波，該振波係於振膜上朝向該懸邊30方向行進，並受到該阻尼材料層40之高阻尼性及低彈性係數的影響，可確實地消耗該振波的能量，並使之無法再度反射而形成餘振波，有效減少雜訊的產生。該振膜20振動時，其產生之振波會導致該懸邊30上下起伏，此時，該懸邊30之凸面係處於被拉伸之狀態，因此藉由附著高阻尼性及低彈性係數之耗能阻尼材料層40可提供該懸邊30吸收振波能量之功能。為維持該懸邊之上下撓動，及兼顧該阻尼材料層40吸收振波之效果，發明人通過多重實驗，驗證該阻尼材料層40之面積不可超過該懸邊30之凸面面積的三分之二，且其第一徑向長度d1不超過該懸邊30之徑向長度D，如此，既可收確實消除振波之功效，亦不會顯著降低該揚聲器10之靈敏度，並令振膜20獲得理想的形變及阻尼，確保音質及消除雜訊之效果。

藉由該阻尼材料層40之高阻尼性及低彈性係數之耗能作用，可確實地消耗該振波的能量，並使之無法再度反射而形成餘振波，有效減少雜訊的產生。本發明之實際使用功效可參閱附件二，附件二係發明人經過長期研究，歷經多次實驗終至完成的本發明之揚聲器振膜之時間(ms)-分貝(dB)-頻率(Hz)測試圖，經附件二之測試圖與附件一之測試圖比較，可發現本發明之 振膜之整體雜訊明顯下降，請再參看於一千赫茲之處，可更容易發現其雜訊已有顯著改善，揚聲器的清晰度大幅提升，能夠給與使用者更好的聽覺享受。

請參閱第五、六圖，係本發明第二較佳實施例之揚聲器，相同元件沿用相同符號，圖中僅顯示振膜20、懸邊30及阻尼材料層40，本實施例與第一實施例之差異在於：本實施例之阻尼材料層40設於該懸邊30之凹面，並由該懸邊30之外周緣至內周緣設置，其內側邊與懸邊30之內周緣保持距離。於該振膜20之徑向上，該阻尼材料層40之外側邊及內側邊之間形成一第二徑向長度d2。

當該振膜20振動時，該耗能阻尼材料層40可吸收振膜上之振波能量。於振膜作動時，該懸邊30係上下撓動，懸邊30之凹面處於被壓縮之狀態，依發明人之實驗測試，該阻尼材料層40之面積不得超過該懸邊30之凹面面積的二分之一，其第二徑向長度d2不超過該懸邊之徑向長度D，而可達到兼顧消除振波能量及維持該揚聲器靈敏度之效果。

本實施例之作動方式亦與第一實施例之揚聲器相同，同樣係藉由該磁性組件令該振膜30產生振動，並產生振波，當振波到達該懸邊30時，設於該懸邊30上之阻尼材料層40可消減該振波之能量，並減少餘振波發生之機會，顯著提升該揚聲器10之聲音品質。

請參閱第七、八圖，係本發明第三較佳實施例之揚聲器，圖中僅顯示振膜20、懸邊30及阻尼材料層，相同元件沿用相同符號，容不贅述，本實施例與前二實施例之差異在於：本實施例具有二個阻尼材料層40，分別為一凸面阻尼材料層40’及一凹面阻尼材料層40”，分別附著於該懸邊 30之凸面及凹面，位於該懸邊30凸面之凸面阻尼材料層40’之面積不超過該懸邊之凸面面積之三分之二，其第一徑向長度d1不超過該懸邊30之徑向長度D，而位於該懸邊30凹面之凹面阻尼材料層40”之面積亦不超過該懸邊30之凹面面積之二分之一，其第二徑向長度d2不超過該懸邊30之徑向長度D。該二阻尼材料層40’、40”均係由該懸邊30之外周緣往內周緣設置，各該阻尼材料層之內側邊與懸邊之內周緣保持距離。

如此，當該振波行進至該懸邊30時，位於該懸邊之凸、凹面之二阻尼材料層40’、40”可確實地消耗振波之能量，令該能量迅速地衰減，使之無法再度反彈而形成餘振波，減少產生雜訊的機會，有助於提升揚聲器的聲音品質，而可有更好的聽覺感受。

請參閱第九圖，係本發明第四較佳實施例之揚聲器之振膜20，本實施例之結構大部分如第一實施例之結構，不同之處在於：該阻尼材料層40亦沿著該懸邊30之周緣設置，惟該阻尼材料層40係呈非連續性地設置，由多數等間隔排列之相同形狀之構形42所組成，於本實施例，該阻尼材料層40係為多數圓形構形42環繞該懸邊30所構成為例(但不以此構形為限)，當揚聲器10振動，該振波傳遞至該懸邊30時，位於該懸邊30上的耗能阻尼材料層40會消減該振波的能量，並可防止振波再度反彈至該振膜30內，達成提升揚聲器10音質的目標。

請參閱第十圖，係本發明第五較佳實施例之揚聲器之振膜20，本實施例之結構大體上如第四實施例之結構，相異之處在於：該阻尼材料層40係呈波浪狀之形式，自該懸邊30 之外周緣往內周緣設置，藉此，振波傳達至該懸邊30時，該阻尼材料層40會減緩振波的振動幅度，消解振波所內含的能量，並使之無力再反彈至該振膜30內，避免餘振波的產生，確實提升揚聲器的聲音品質。

請參閱第十一圖，係本發明第六較佳實施例之揚聲器之振膜20，本實施例之結構大體上如第五實施例之結構，相同之處容不贅述，不同之處在於：該阻尼材料層40係以蜿蜒之形式沿著懸邊30之周緣設置於該懸邊之至少一表面，其外側邊及內側邊與該懸邊30之外周緣及內周緣之間均間隔一距離，當振波到達該懸邊30時，附著於該懸邊30之阻尼材料層40可吸收並削減該振波之能量，降低該懸邊30之振動幅度，使餘振波難以產生，令使用者可有更好的聽覺感受。

請參閱第十二圖，係本發明第七較佳實施例之揚聲器之振膜20，本實施例之結構大體上如第四實施例之結構，差異在於：該懸邊30及該振膜30均呈橢圓形狀，該阻尼材料層40亦係圍繞該懸邊30設置，該阻尼材料層40之質量係沿該懸邊30之長軸a與短軸b相互對稱之方式設置。如此，可知揚聲器之構形並不一定必須係圓形，亦可如本實施例所示為橢圓形狀，只需該阻尼材料層40之質量以對稱之方式進行設置，即可平均吸收振波，達到消除振波的能量，並防止產生於餘振波的效果，確實提升揚聲器10的聲音品質。

第九圖至第十二圖所揭之阻尼材料層之形式可應用於本發明之其他較佳實施例之振膜。

第十三圖係本發明之揚聲器之另一較佳實施例，並 沿用相同元件符號。本實施例之揚聲器之結構概同於第一圖，其中，該懸邊30於徑向上之斷面形狀亦呈弧形，且更製成波浪狀之形式，使其表面呈上下起伏狀。至少一阻尼材料層40，附著於該懸邊30之至少一表面(凸面或/及凹面)。

本發明之揚聲器係沿懸邊之周緣環狀地並由外而內附著至少一阻尼材料層，當振波傳遞至該懸邊時，阻尼材料層的高阻尼性及低彈性係數的特性可確實地令該振膜之懸邊消解振波的能量，並令振波無法再度回彈至振膜內，使揚聲器達到理想的形變及阻尼，確實降低餘振波所產生的雜訊，顯著提升揚聲器所播放的音質，令使用者可有更清晰、更舒服的聽覺享受。

上揭諸實施例僅係說明本發明而非限制。本發明所提供之降低振膜振波之揚聲器，係為同類物品所首創之結構，並改進現有揚聲器之諸多缺失，具進步性，爰依法提出申請。

10‧‧‧揚聲器

11‧‧‧框架

14‧‧‧防塵蓋

20‧‧‧振膜

30‧‧‧懸邊

40‧‧‧阻尼材料層

Claims (10)

1. 一種降低振膜振波之揚聲器，包含有：一框架；一振膜，具有撓性，係為一薄形物體，設於該框架中；一懸邊，具可撓性，其斷面形狀概呈弧形，具有一弧狀之凸面及一弧狀之凹面；該懸邊之內周緣係連接該振膜，其外周緣連接該框架；至少一阻尼材料層，係由具高阻尼性及低彈性係數特性之材質所製成，該阻尼材料層係沿該懸邊之周緣設置並附著於該懸邊之至少一表面，其內側邊與該懸邊之內周緣保持間距；且該阻尼材料層係質量對稱地附著於該懸邊之該至少一表面。
2. 如請求項1所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層係附著於該懸邊之凸面，該阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凸面面積的三分之二。
3. 如請求項1所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層係附著於該懸邊之凹面，該阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凹面面積的二分之一。
4. 如請求項1所述之揚聲器，係包含有二阻尼材料層，分別為附著於該懸邊凸面之凸面阻尼材料層及凹面之凹面阻尼材料層；位於該懸邊凸面之凸面阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凸面面積的三分之二；位於該懸邊凹面之凹面阻尼材料層之面積不超過該懸邊之凹面面積的二分之一。
5. 如請求項1所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層係呈環狀。
6. 如請求項1所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層呈連續性或非連續性地設置。
7. 如請求項1所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層係呈波浪狀之形式。
8. 如請求項1所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層係以蜿蜒之形式附著於該懸邊上。
9. 如請求項1至8任一項所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層係附著於該懸邊之外周緣與內周緣之間。
10. 如請求項1至8項任一項所述之揚聲器，其中：該阻尼材料層之外側邊係延伸附著至該框架。