[发明专利]一种直接驱动球顶式扬声器

说明书

技术领域

本发明涉及一种球顶式扬声器的结构改进。

背景技术

现有的球顶式扬声器，其结构如图1所示，包括由T形铁件(7)、环形永久磁钢(6)、 环形导磁铁片(5)构成扬声器的磁路结构，球顶状的音膜(1)，折环(2)，骨架(4)和音 圈(3)。其球顶状的音膜可以为内凹或外凸，装配于扬声器的中央，是扬声器的发声部分， 所用材质可以有织物布料，PU塑料薄膜等软质材料，也可以用铍、铝、钛、钻石、陶瓷等材 质的硬性薄壳材料，并且分别叫做软球顶扬声器和硬球顶扬声器。音膜的外缘是折环，一般 是半圆型的，向上凸和向下凹都有，折环是提供垂直方向振动的顺性和振幅的，同时也提供 横向的“定芯”作用，防止音膜与音圈出现横向位移，折环一般以布、塑胶等柔性材料制成， 软球顶扬声器通常折环与球顶为同一材料，热定型而成一体化球顶与折环，硬球顶则是折环 胶合在球顶的边缘。音圈以铝、纸、CAPTON等作为骨架，骨架的下半部绕音圈，音圈骨架 顶部固定在音膜上球顶与折环的连接处，即球顶的边缘，音圈骨架一方面是音圈的支撑，又 是音圈与音膜的连接件，并传递驱动力。普通球顶扬声器的这种音膜与音圈的结构，由于球 顶与折环及其连接处都在磁路结构的上面，而音圈却在磁路中，音圈音膜之间有一定的距离， 而且为了保证扬声器有一定的振幅，这个距离还不能太小。就必然要有一个音圈骨架或者类 似的部件来连接音圈与音膜。当音圈流过电信号时在磁场作用下产生驱动力，该力通过音圈 骨架向上传递到音膜上，驱动音膜上下振动而发声，这样从声学力学分析上就存在三个元件： ①音膜，②有一定刚性的力传导臂(音圈骨架)，③力源(音圈)，是“间接驱动”。故此，由 于三个元件产生的共振和力源(音圈)的电感使得整个振动系统处于欠阻尼状态，整个扬声器 的阻抗曲线如图9所示，存在明显的共振峰。并且由于音圈骨架的有限刚性，使得高频振动 无法从线圈传递到振膜，从而限制了高频带宽。加强音圈骨架刚性又会带来总等效振动质量 的增加，据分析，对28芯软球顶扬声器来说，总等效振动质量约为0.45克，其中音膜的等 效质量加上两侧同振的空气质量约为0.15克左右，其余0.3克都是无用的(对于发声来说) 音圈及音圈骨架的质量，音圈骨架质量以28芯的铝骨架计约为：πD×h×d×2.7克/cm³＝π ×2.8×0.5×0.01×2.7≈0.12克，尚未计入骨架上耐热涂覆及与线圈胶合所用胶水的质量。 这样大的总等效振动质量限制高频带宽，也限制了效率。而且音圈骨架的有限刚性也损害瞬 态特性。

近年来在硬球顶扬声器中出现了一种将音圈骨架与音膜一体化的新设计，它在普通金属 硬球顶的边缘向下延伸了一段圆筒状，起到音圈骨架的作用，在其下部可以绕线圈形成音圈， 再安装上折环，装配到扬声器的磁路结构中。该种设计是把音圈骨架与音膜连接为一体，这 样避免了音圈骨架与音膜的胶合问题。一是工艺简省，二是避免了胶合剂的刚性、耐热性、 持久性等问题，有其明显的优点。缺点是音膜成型时，冲压模具的延伸量大了不少，模具难 度大了，而且对音膜材质的延展性要求也提高了，工艺生产上容易产生音膜冲压时破裂变形 等问题。而且在这种音膜上绕线比之标准化生产的音圈可能难度要大些。而且该设计除了把 骨架与硬球顶连在一起而外，并无其它变化，球顶与折环及其连接处依然都在磁间隙的上面， 线圈在磁场中。产生的驱动力仍然需要经过一段力臂才传递到音膜上的该连接处，依然是“间 接驱动”。其各方面性能指标与普通硬球顶扬声器相仿，只是因为音圈骨架与音膜一体化后， 散热会好一些，功率承受会大点，安装时简单一点。

在CN1222049A文件中公开了一种改进的球顶形扬声器，这是一种具有U型环状音圈架 的薄型球顶式扬声器，它的磁路系统与普通球顶式扬声器完全相同，其音膜也有一圆凸顶状 球顶及相连的折环(在CN1222049A中称为“边缘阻尼器”)。不同之处在于，在两者连接处， 向下延伸多出一个U型环状槽沟，被称为“环形音圈架”，绕制好的音圈放入此槽内，再灌 胶填充固定，其优点是安装方便，并且音圈与球顶的连接强度较高。但由于其线圈是在音膜 的下方，它与磁场作用产生的力，仍然要由U型环状音圈架的上半部分传递到音膜上，这上 半部分U型环状音圈架的作用就是一个传递力的力臂，仍然起音圈骨架的作用，依然是“间 接驱动”。这种结构还存在以下局限：