专利名称：扬声器膜片、扬声器单元和扬声器设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及扬声器膜片、扬声器单元和扬声器设备，并适合应用到例如锥形扬声器膜片。
背景技术：
在其中内置具有锥形的扬声器膜片的扬声器单元的扬声器设备中，扬声器膜片根据从放大器等中输送的输入信号振动，并改变空气的薄/厚状态，因此产生并发出对应于输入信号的声音。
例如，在内置于一般扬声器设备中的扬声器单元中，磁力根据交流电波的输入信号通过音圈产生，并根据该磁力振动在具有音圈的一个本体中形成的扬声器膜片，因此产生了对应于输入信号的声音。
顺便指出，在具有这种结构的扬声器设备中，完全忠于输入信号的声音(即高质量的声音)通过在扬声器单元中的扬声器膜片根据输入信号精确地振动而发出。因此，理想的是扬声器膜片尽可能快速地振动，并且它也不变形，即要求减小重量和较高的刚性。
此外，扬声器单元在其中能够发出高质量声音的频率段不相同，这取决于它的结构和扬声器膜片的口径等。因此，在扬声器设备中，多种不同的类型的扬声器单元组合并内置，或者组合使用内置不同的扬声器单元的多种类型的这种扬声器设备，以便改善所发出的声音质量。
在扬声器单元中，特别是在用于输出低频段(例如5Hz-400Hz)的次低音扬声器中，扬声器膜片的口径相对较大(例如300毫米)。因此，扬声器膜片的重量可能较重，并且扬声器膜片刚性不足。
因此，在某些扬声器单元中，例如已经提出了通过将金属板粘合到扬声器膜片上改善刚性来加强扬声器膜片(例如，参考日本专利申请公开No.2002-135888(附图2，第4页))。
发明内容
然而，在具有这种结构的扬声器设备中，由于在扬声器单元中的扬声器膜片总是在声音发出的过程中振动，因此可能由于粘合处理不完全或者由于老化引起粘合力降低等造成粘合到膜片的金属板可能分离或脱落。
在这种情况下，在扬声器设备中，在扬声器单元中的扬声器膜片的刚性降低，并且产生不希望的振动。因此，出现的问题是显著地降低了所发出的声音的质量。
考虑到所述问题完成了本发明，本发明提出了一种扬声器膜片、扬声器单元和扬声器设备，其中可以保持从扬声器设备中发出的声音的质量。
为解决这种问题，根据本发明的扬声器膜片，它是一种在扬声器设备中内置的扬声器膜片，提供了形成扬声器膜片的振动表面和用于加强的薄板状构件，该薄板状构件被插入在振动表面的前表面和后表面之间并从扬声器膜片的中心侧到外周边侧设置。
因此，薄板状构件不会从振动表面分离或脱落。因此，可以防止在扬声器膜片振动时由于刚性不足引起的不必要的振动，以及可以保持所发出的声音的质量。
此外，根据本发明的扬声器单元，它是一种具有扬声器膜片的扬声器单元，该扬声器膜片包括形成扬声器膜片的振动表面和用于加强的薄板状构件，该薄板状构件被插入在振动表面的前表面和后表面之间并从扬声器膜片的中心侧到外周边侧设置。
因此，薄板状构件不会从振动表面分离或脱落。因此，可以防止在扬声器膜片振动时由于刚性不足引起的不必要的振动，以及可以保持所发出的声音的质量。
此外，根据本发明的扬声器设备，它是一种具有带在预定的扬声器箱子中固定的扬声器膜片的扬声器单元的扬声器设备，该扬声器膜片包括形成扬声器膜片的振动表面和用于加强的薄板状构件，该薄板状构件被插入在振动表面的前表面和后表面之间并从扬声器膜片的中心侧到外周边侧设置。
因此，薄板状构件不会从振动表面分离或脱落。因此，可以防止在扬声器膜片振动时由于刚性不足引起的不必要的振动，以及可以保持所发出的声音的质量。
根据本发明的一种实施例，薄板状构件不会从振动表面分离或脱落。因此，可以实现这样的扬声器膜片、扬声器单元和扬声器设备，其中可以防止在扬声器膜片振动时由于刚性不足引起的不必要的振动，以及可以保持所发出的声音的质量。
结合阅读附图通过下文的详细描述将会更加清楚本发明的特征、原理和应用，其中在附图中相似的部件以相似的参考标号或符号表示。
在附图中附图1所示为根据本发明的一种实施例扬声器设备的结构的示意性透视图；附图2所示为根据本发明的一种实施例的扬声器单元的结构的示意性正视图；附图3所示为沿着在附图2的扬声器单元中的A1-A2横界面的示意性剖视图；附图4A所示为膜片的结构的示意性正视图；附图4B所示为沿B1-B2的横界面的示意性剖视图；附图5所示为加强板的结构的示意性正视图；附图6所示为常规的扬声器单元的结构的示意性正视图；附图7所示为在常规的膜片中的振动的模拟结果的示意性附图；附图8所示为根据本发明的一种实施例振动的模拟结果的示意性附图；
附图9所示为扬声器单元的输入/输出特征的示意性附图；附图10所示为根据另一实施例(1)加强板的结构的示意性正视图；附图11所示为根据另一实施例(2)加强板的结构的示意性正视图；附图12所示为根据另一实施例(3)加强板的结构的示意性正视图；具体实施方式
参考附图详细地描述本发明的实施例。
(1)扬声器设备的结构参考附图1，参考标号1表示根据本发明的一种实施例的扬声器设备的总体结构。扬声器单元3固定到预定形状的木板制成箱形的扬声器箱2。
在扬声器设备1中，内置在扬声器单元3中的所谓的锥形膜片4根据从外部放大器(未示)等提供的输入信号振动。因此，改变空气的薄/厚状态，并产生对应于输入信号的声音。
在这种连接中，扬声器设备1被限定为用于汽车，并且假设安装在汽车的行李箱等中。此外，扬声器单元3是再现低频段(例如5Hz-400Hz)的次低音扬声器，以及膜片4的口径(即，在从正面看时外部周边部分的直径)被设计为大约300毫米。
在扬声器单元3中，如附图2和3所示，在差不多盘形的顶板6被固定到对预定厚度的金属板进行挤压加工的差不多研钵形状的框架5的后侧。此外，差不多盘形的磁体7连接到背侧。
差不多盘形的背板8连接到磁体7的背侧，并提供磁极扼9以便在正面方向上从上述的背板8的中心部分凸伸。磁极扼9穿过磁体7，并且在磁体7和顶板6之间形成磁隙10以便形成磁路。
音圈线轴11由差不多圆柱形金属材料制成，并且音圈12盘绕起来以便定位在磁隙10中。音圈12通过引线(未示)连接到附接在框架5(未示)的连接端子，并输送输入信号，该输入信号是从外部放大器等(未示)输入的交流波。
此外，音圈线轴11通过减震器13支撑，并且也连接到膜片的后面中心部分。因此，在具有膜片4的一个本体中，音圈线轴11可在正向和反向上移动(振动)。
膜片4具有由硬树脂材料制成的并连接到前面中心部分的盖子16，它也通过由在前面周边部分具有可弯曲性的树脂原料制成的边缘14连接到框架5和外周边框架15。因此，膜片4在向前和向后方向上可自由地移动(振动)到框架5。
即，在扬声器单元3中，电磁力根据来自外面的输入信号在音圈12内产生。通过上述的电磁力，膜片4、盖子16、音圈线轴11和音圈12在向前和向后方向上在一个本体内振动到其它部件比如框架5。这时，扬声器单元3可通过振动周围的空气产生对应于输入信号的声音。
在这种连接中，通过限制音圈12，作为瞬时最大输入功率，扬声器单元3可以处理达1600W的输入信号。
顺便指出，一般地，在扬声器膜片中，由于输入信号的功率极高等原因，在扬声器膜片以高速和高幅度振动时，由于缺乏刚性，扬声器膜片不能在一个本体内振动，以及它的一部分以不同的相位振动，即有时产生所谓的分相振动。
在一般广泛地使用的锥形扬声器膜片中，在产生分相振动时，具有与正确的振动相位颠倒的相位的反相振动在偶数部件上出现。因此，在面对着锥形的中心的位置上产生的反相振动的部件彼此谐振；它显著地降低了所发出的声音的质量。
为此，如附图2和3所示，膜片4以差不多五边形的锥形形状形成，即仅仅以其角落部分是缓坡的差不多五边形的锥底的侧边部分形成的形状(下文中，即被称为差不多五边形锥形)形成。因此，在产生分相振动时反相振动的部件被做成5个部件(即，奇数个部件)，并且反相振动的部件彼此不面对。因此，可以防止谐振。
此外，如附图4A和4B所示，膜片4具有这样的结构，其中在顶层4A和背层4B之间具有加强板17(下文中，有时定位在如上文所述的两个之间的被称为“插入”)。
实际上，在制造它时，通过所谓的镶嵌模制将膜片4模制在具有加强板17的一个本体内。这种方式是这样的在模子中已经设定了通过挤压加工先前以预定的形状形成的薄板状铝的加强板17的状态下以聚丙烯树脂填充预定的模子。
即，如附图4B中的剖视图所示，在膜片4中，加强板17插入在顶层4A和背层4B之间并全部掩埋。因此，可以防止加强板17从膜片4分离或脱落等。
在这种连接下，在膜片4中，没有插入加强板17的角落部件4C的厚度大约是0.8毫米。相反，加强板17的厚度是0.4毫米，并且顶层4A和背层4B的厚度是大约0.2毫米。因此，在平面部件4D中的膜片4的厚度也被设定到大约0.8毫米。
在此，加强板17的结构如附图5所示。加强板17由进行挤压加工的差不多五边形铝板制成。如果大致分类，则加强板17由5个板状部件17A、与在五边形的中心侧(即在内周边侧)上的每个板状部件17A连接的加强板17B的差不多圆形的中心部件和与在外周边侧上的每个板状部件17A连接的加强板17C的圆形外周边部件构成。
板状部件17A是矩形薄板形，并且被设置成在膜片4(附图4A)中从膜片的中心部件4E到膜片的外周边部件的差不多五边形的侧边部件4F加强平面部件4D。此外，中心侧和外周边侧分别与加强板的中心部件17B和加强板的外周边部件17C连接，它们形成在一个本体中。
因此，在膜片4(附图4A和4B)中，在膜片的中心部件4E、膜片的外周边部件4F和平面部件4D之间的刚性被加强。因此，平面部件4D、膜片的中心部件4E和膜片的外周边部件4F以相互不同相位地振动(即进行分相振动)的可能性显著地降低了。
在另一方面，在加强板17中，对应于膜片4的角落部件4C的扇形部件被穿有较大的孔，因此角落部件4C没有被加强。
因此，在膜片4中，与角落部件4C相比，刚性有可能相对不足的平面部件4D被加强了。因此，在角落部件4C和平面部件4D中的刚性被设定为差不多相等。
此外，在加强板17中，在板状部件17A上提供多个孔，并且除了多个孔之外的其它部件也形成桁架结构作为构件部17A1、构件部17A2等。因此，可以减小加强板17的重量，同时保持板状部件17A的刚性。
(2)操作和效果根据所述的结构，在膜片4中，加强板17插入在顶层4A和背层4B之间，因此提高了膜片4本身的刚性。
这时，在膜片4中，平面部件4D通过加强板17的板状部件17A加强，平面部件4D的刚性被提高到与角落部件4C相同的程度。因此，在膜片4中的每个部件的刚性可以被设定为差不多相等。
此外，在膜片4中，在加强板17(附图5)中，每个板状部件17A、加强板的中心部件17B和加强板的外周边部件17C都形成在一个本体中。因此，在振动时，可以显著地减少在膜片4的平面部件4D上产生的分相振动。
因此，其中内置膜片4的扬声器单元3可以在一个本体内振动，在膜片4内几乎不产生分相振动；因此通过精确地再现输入信号可以产生高质量的声音。
此外，在膜片4中，加强板17插入在顶层4A和背层4B之间，并且加强板17完全掩埋在里面。因此，几乎不存在加强板17由于老化、振动等原因分离或脱落的可能性。因此，具有所述膜片4的扬声器单元3可以保持产生高质量的声音较长的时间。
此外，在膜片4中，多个孔提供在加强板17的板状部件17A上，并且除了多个孔(附图5)等之外通过构件部17A1和17A2形成桁架结构。因此，掩埋了加强板17，同时保持平面部件4D的刚性。因此，重量的增加可以限制在最小的需要。
因此，在扬声器单元3中，随着膜片4的重量的增加而导致的振动速度降低被限制在最小需要；而且几乎不劣化声音质量。
此外，在扬声器单元3中，膜片4形成为差不多五角锥形。因此，即使发生了分相振动，通过将反向振动的部件设定为5以使反向振动的部件不相互斜对设置可以防止谐振。因此，声音质量的劣化可以被限制到最小。
在此，常规的扬声器单元20的结构如附图6所示，其对应于附图2。常规的扬声器单元20具有类似于本发明中的扬声器单元3中的膜片4的差不多五角锥形的膜片22。然而，膜片22没有通过任何东西加强。
在具有内置的膜片22的常规的扬声器单元20中，模拟在产生声音时膜片振动的状态的振动的模拟结果在附图7中示出。在这个附图7中，根据在膜片22中的振动的相移的比例，通过在映射图中将面积划分为“轮廓线”示出了相移的分布。
如果将附图7与附图6进行比较，在对应于膜片22的中心区和五角锥底的角落区的角落部件22C中，在整个面积中“相移是零至较小”；相移较小。相反，在对应于五角锥底的侧面的平面部件22D中，在外周边侧的区域中存在“相移是中等”的区域ar1和“相移较大至反相”的区域ar2，并且产生了非常大的相移。
即，在常规的扬声器单元20的膜片22中，对应于五角锥底的“角度”的角落部件22C的强度相对较强，对应于五角锥底的“表面”的平面部件22D的强度相对较弱。即，可以理解，与角落部件22C相比，平面部件22D的相对刚性不足。
相反，在具有通过加强板17加强的膜片4的本发明的扬声器单元3中，在发出类似于常规的扬声器单元20(附图6)的情况的声音时振动的模拟结果在对应于附图7的附图8中示出。
在附图8中的振动模拟结果中，与附图7相比，特别是在平面部件4D(附图5)的外周边侧的区域中几乎不产生相移，并且在整个膜片4中也不产生相移，显示了几乎均匀地振动膜片4。
在另一方面，在一般的扬声器单元中，如附图9所示，理想的是输入信号和输出水平的功率(即膜片的振动宽度)成比例关系，它与特征曲线S0具有线性。然而，实际上，如果输入信号的功率成为阈值或更大，膜片不能以与输入信号成比例的振动宽度振动，因为缺乏膜片的刚性。因此，特征曲线的线性降低，所发出的声音失真(即声音质量降低)。这时的阈值在每个扬声器单元中都成为不同的值，取决于膜片等的刚性。
例如，在常规的扬声器单元20(附图6)中，膜片22没有被加强。因此，在输入信号的功率成为预定的阈值P1或更大时，线性如附图9中的特征曲线S1一样地降低。结果，所发出的声音失真。
相反，在本发明的扬声器单元3中，膜片4通过加强板17加强，提高了刚性。因此，线性可以被保持到显示了大于阈值P1的功率的阈值P2，如附图9中的特征曲线S2一样。因此，所发出的声音没有失真。
借助于具有内置的扬声器单元3(附图1)的扬声器设备，我们实际试听声音作为测试，证实保持了高质量的声音，在输入扬声器单元3的输入信号的功率的最大值(即1600W的瞬时最大输入功率)时也没有发生分相振动。
根据上述的结构，在膜片4中，加强板17通过镶嵌模制插入在顶层4A和背层4B之间，平面部件4D通过板状部件17A加强，刚性被加强到与角落部件4C相同的程度。因此，显著地减少了分相振动的发生的可能性，并且可以较长时间地保持高刚性的状态。此外，在扬声器设备1中，上述的膜片4内置在扬声器单元3中，因此可以发出通过精确地再现输入信号产生的高质量的声音。
(3)其它的实施例在前述的实施例中，它涉及这样的情况加强板17由板状部件17A、加强板的中心部件17B和加强板的外周边部件17C构成。然而，本发明并不限于这种结构，例如加强板的外周边部件也可以如附图10所示地省去，加强板的中心部件如附图11所示地省去，或者加强板的外周边部件和加强板的中心部件两者都如附图12所示地省去。总之，只要膜片4的平面部件4D(附图4A和4B)可以被加强就好。
此外，在前述的实施例中，它涉及这样的情况在加强板17的板状部件17A上提供多个孔，以及通过除了多个孔之外的其它部件形成桁架结构。然而，本发明并不限于这种结构，在满足保持加强板17的刚性并减小重量的范围的前提下，多个孔也可以任意地设置或者可以不提供孔。
此外，在前述的实施例中，它涉及膜片4通过由铝制成的加强板17加强的情况。然而，本发明并不限于这种情况，膜片4也可以通过由其它材料比如各种金属比如钛、碳纤维等制成的加强板加强。
此外，在前述的实施例中，它涉及膜片4通过以聚丙烯树脂进行镶嵌模制形成的情况。然而，本发明并不限于这种方式，膜片4也可以通过以其它各种树脂进行镶嵌模制形成。
此外，在前述的实施例中，它涉及这样的情况通过镶嵌模制将加强板17掩埋在膜片4中。然而，本发明并不限于这种情况，例如，形成膜片4的顶层4A和背层4B也可以事先分别模制，并且在通过真空模制将加强板17夹在中间时可以将顶层4A和背层4B彼此层叠。在这种情况下，关于顶层4A和背层4B，各种材料比如纸和纤维材料都可以使用，并不限于具有塑性的树脂原材料。
此外，在前述的实施例中，它涉及将加强板17插入在锥形扬声器单元3的膜片4中的情况。然而，本发明并不限于这种情况，本发明也可以应用于具有其它形式比如圆顶形和平面形的扬声器单元的膜片中。
此外，在前述的实施例中，它涉及膜片4为几乎五边形的锥形的情况。然而，本发明并不限于这种情况，膜片也可以被形成为其它的形状比如锥底形和几乎七边形锥形。
此外，在前述的实施例中，它涉及这样的情况本发明应用到其中作为汽车的次低音扬声器的扬声器设备1中的扬声器单元3的膜片4。然而，本发明并不限于这种情况，本发明也可应用于例如家用的扬声器单元的膜片、作为全波段扬声器、高音扬声器等的扬声器单元的膜片。
此外，在前述的实施例中，它涉及这样的情况用作扬声器膜片的膜片4通过作为振动表面的顶层4A和背层4B形成，加强板17是薄板状构件。然而，本发明并不限于这种情况，扬声器膜片也可以通过其它各种振动表面和薄板状构件形成。
本发明也可用于各种扬声器设备比如用于汽车和家用的扬声器设备。
权利要求
1.一种在扬声器设备中内置的扬声器膜片，包括形成所说的扬声器膜片的振动表面；和用于加强的薄板状构件，该薄板状构件被插入在所说的振动表面的前表面和后表面之间并从扬声器膜片的中心侧到外周边侧设置。
2.根据权利要求1的扬声器膜片，其中所说的薄板状构件具有通过预定的桁架形式组合的桁架结构。
3.根据权利要求1的扬声器膜片，其中所说的薄板状构件具有差不多圆形的用于加强所说的扬声器膜片的中心区的中心部件。
4.根据权利要求1的扬声器膜片，其中所说的薄板状构件具有圆形的用于加强所说的扬声器膜片的外周边侧的外圆周部件。
5.根据权利要求1的扬声器膜片，其中所说的薄板状构件通过镶嵌模制插入在所说的振动表面的所说的前表面和所说的后表面之间。
6.根据权利要求1的扬声器膜片，其中所说的扬声器膜片具有差不多第N级金字塔形式的锥形或圆顶形(N是3或更大的整数)；和所说的加强装置从所说的差不多第N级金字塔的所说的扬声器膜片的所说的中心侧到除了角度部件之外的侧面部件设置。
7.一种具有扬声器膜片的扬声器单元，其中所说的扬声器膜片包括形成所说的扬声器膜片的振动表面，和用于加强的薄板状构件，该薄板状构件被插入在所说的振动表面的前表面和后表面之间并从扬声器膜片的中心侧到外周边侧设置。
8.一种具有扬声器单元的扬声器设备，该扬声器单元带有固定在预定的扬声器箱子中的扬声器膜片，其中所说的扬声器膜片包括形成所说的扬声器膜片的振动表面，和用于加强的薄板状构件，该薄板状构件被插入在所说的振动表面的前表面和后表面之间并从扬声器膜片的中心侧到外周边侧设置。
全文摘要
本发明涉及一种扬声器膜片，具有该扬声器膜片的扬声器单元和扬声器设备。为保持从扬声器设备中发出的声音的高质量，根据本发明的一种实施例，提供了内置在扬声器设备中的扬声器单元的膜片中的顶层和背层，和插入在顶层和背层之间并从扬声器膜片的膜片的中心部件到膜片的外周边部件设置的用于加强的加强板。因此，可以防止由膜片的刚性不足引起的不必要的振动，并且可以显著地降低加强板分离或脱落的可能性。
文档编号H04R7/00GK1819709SQ20061000458
公开日2006年8月16日 申请日期2006年2月9日 优先权日2005年2月9日
发明者坂本贵央 申请人:索尼株式会社