金属振膜及扬声器的制作方法

本发明属于电声产品技术领域，尤其涉及一种金属振膜及扬声器。

背景技术：

近年来，由于市场对扬声器的功能特性要求越来越高，振膜作为扬声器振动发声的主要部件之一，其品质的优劣很大程度上决定了扬声器的有效频率范围、失真以及音质，是控制扬声器音效的关键设计。但是振膜的性能又取决于振膜的几何形状及材料等，传统的振膜一般被设计成直线型结构或者是锥形盆状结构，材质多采用纸质、塑料材质或者是铝及铝合金材质等的材质，但是这类结构或材质的振膜的刚性不够，导致扬声器在高频振动时容易出现分割振动，影响扬声器的音效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种金属振膜及扬声器，旨在解决现有技术中扬声器的振膜刚性不够容易出现分割振动的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种金属振膜，包括中部凸起的半球形膜部，半球形膜部的周缘沿水平方向延伸形成环状平坦膜部，环状平坦膜部的周缘朝半球形膜部的凸起方向翻折并背离半球形膜部延伸形成喇叭状膜部，喇叭状膜部背离半球形膜部的外周缘的高度大于半球形膜部的球顶的高度。

进一步地，金属振膜的截面呈w字形状。

进一步地，环状平坦膜部的上表面和下表面规则平整且均与水平面平行。

进一步地，环状平坦膜部与半球形膜部连接处的夹角为90°～180°；环状平坦膜部与喇叭状膜部连接处的夹角为90°～180°。

进一步地，半球形膜部、环状平坦膜部以及喇叭状膜部均由纯镁材料制成。

进一步地，半球形膜部、环状平坦膜部以及喇叭状膜部均由镁合金材料制成。

进一步地，金属振膜的厚度为6μm～300μm。

进一步地，半球形膜部、环状平坦膜部和喇叭状膜部一体成型。

进一步地，半球形膜部、环状平坦膜部和喇叭状膜部一体冲压成型。

本发明的有益效果：本发明的金属振膜，包括半球形膜部、喇叭状膜部以及连接半球形膜部与喇叭状膜部的环状平坦膜部，由于其半球形膜部的中心部位向外凸起，当金属振膜振动时，半球形膜部会作用给环状平坦膜部一个背离半球形膜部的第一作用力；同时，由于喇叭状膜部是朝向半球形膜部凸出设置，当金属振膜振动时，喇叭状膜部会作用给中间的环状平坦膜部一个朝向半球形膜部的第二作用力；上述的第一作用力和第二作用力方向相反，当该第一作用力和第二作用力作用于平直结构的环状平坦膜部时，其两者可以部分或者完全的抵消，从而能够全部或者部分抵消金属振膜振动时产生的使金属振膜发生变形的力，防止金属振膜出现变形，从而提高金属振膜的刚性，并且在刚性一定的情况下减小金属振膜的厚度、增大金属振膜的阻尼特性，从而削弱金属振膜在高频时的分割失真，以保证金属振膜的正常振动发声。

本发明的另一技术方案是：一种扬声器，包括磁路系统、振动系统、扬声器支架以及上述的金属振膜，扬声器支架包括盆架和u杯，盆架和u杯相互扣合连接并一起围设形成安装空腔，磁路系统和振动系统均安装于安装空腔内，喇叭状膜部的背离半球形膜部的外周缘与盆架固定连接。

进一步地，磁路系统包括依序叠设于u杯内的第一磁性组件、磁铁组件和第二磁性组件，u杯、第一磁性组件、磁铁组件以及第二磁性组件的中心位于同一直线上；第一磁性组件包括第一内磁件和围绕设置于第一内磁件的外周缘的第一外磁件，第一外磁件与第一内磁件间隔设置并形成有第一磁间隙；磁铁组件包括中心磁铁和围绕设置于内磁铁外周缘的侧边磁铁，侧边磁铁与中心磁铁间隔设置并形成有第二磁间隙；第二磁性组件包括第二内磁件和围绕设置于第二内磁件的外周缘的第二外磁件，第二外磁件与第二内磁件间隔设置并形成有第三磁间隙；第一磁间隙、第二磁间隙以及第三磁间隙相互连通。

进一步地，振动系统还包括音圈，音圈的第一端与环状平坦膜部的下表面固定连接，音圈的第二端依次穿过第三磁间隙和第二磁间隙并悬设于第一磁间隙内。

进一步地，扬声器还包括阻尼增强系统，阻尼增强系统包括封盖于盆架的外底部的第一阻尼件和封盖于u杯的外底部的第二阻尼件。

本发明的扬声器，由于使用了上述的金属振膜，其高频时的分割振动减少，高频曲线也变得更加平滑，提高了扬声器声音的灵敏度，提高了用户的听觉体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的金属振膜的结构示意图；

图2为沿图1中a-a线的剖切视图；

图3为本发明实施例二提供的扬声器的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的扬声器的爆炸视图；

图5为沿图4中a-a线的剖切视图；

图6为图5中局部a的放大图。

其中，图中各附图标记：

10—磁路系统11—第一磁性组件12—磁铁组件

13—第二磁性组件20—振动系统21—金属振膜

22—音圈30—扬声器支架31—u杯

32—盆架40—阻尼增强系统41—第一阻尼件

42—第二阻尼件50—电路板111—第一内磁件

112—第一外磁件113—第一磁间隙121—中心磁铁

122—侧边磁铁123—第二磁间隙131—第二内磁件

132—第二外磁件133—第三磁间隙211—半球形膜部

212—环状平坦膜部213—喇叭状膜部311—定位筒柱

312—容置槽1211—中心磁铁单元1221—侧边磁铁单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～6描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一:

如图1～6所示，本发明实施例一提供了一种金属振膜21，包括中部凸起的半球形膜部211，半球形膜部211的周缘沿水平方向延伸形成环状平坦膜部212，环状平坦膜部212的周缘朝半球形膜部211的凸起方向翻折并背离半球形膜部211延伸形成喇叭状膜部213，喇叭状膜部213背离半球形膜部211的外周缘的高度大于半球形膜部211的球顶的高度。

本实施例的金属振膜21，由于其半球形膜部211为中心部位向外凸起的半球形结构，当金属振膜21振动时，半球形膜部211会振动产生并作用给中间的环状平坦膜部212一个背离半球形膜部211的第一作用力；同时，由于喇叭状膜部213是朝向半球形膜部211凸出设置，当金属振膜21振动时，喇叭状膜部213会作用给环状平坦膜部212一个朝向半球形膜部211的第二作用力；上述的第一作用力和第二作用力同时作用于环状平坦膜部212上，或者第一作用力会经环状平坦膜部212传递至喇叭状膜部213、第二作用力会经环状平坦膜部212传递至半球形膜部211，并且上述的第一作用力和第二作用力的方向相反，当该第一作用力和第二作用力作用于平直结构的环状平坦膜部212时，其两者可以部分或者完全的抵消，从而能够全部或者部分抵消金属振膜21振动时产生的使金属振膜21发生变形的力，从而提高金属振膜21的刚性，并且在刚性一定的情况下减小金属振膜21的厚度、增大金属振膜21的阻尼特性，从而削弱金属振膜21在高频时的分割失真，以保证金属振膜21的正常振动发声。

并且，本实施例的金属振膜21，其喇叭状膜部213的背离半球形膜部211的周缘的高度大于半球形膜部211的中心部位的高度，如此，半球形膜部211便可以在喇叭状膜部213围设形成的振动空间内振动，为半球形膜部211提供了更大的振动空间，能够有效地扩展金属振膜21的振动频率范围。

在本实施例中，金属振膜21的截面呈w字形状。如图2中的虚线所示，此处的金属振膜21的截面呈w字形状是指，位于同一截面内的喇叭状膜部213的最高点、半球形膜部211左侧的环状平坦膜部212部分的中点、半球形膜部211右侧的环状平坦膜部212部分的中点以及半球形膜部211的圆顶定点，以上四个点顺次相连即组成本实施例的金属振膜21的w字形状的截面。

在本实施例中，如图2和图6所示，环状平坦膜部212的上表面和下表面规则平整且均与水平面平行。当金属振膜21固定于扬声器支架30内，并与一圈22固定连接时，只需将音圈22粘接于该环状平坦膜部212的下表面即可，即环状平坦膜部212起到了定位音圈22的作用，使得音圈22与金属振膜21之间连接固定更为方便、操作更为简单，并且其平整的表面结构能够提高音圈22的贴合度、不会因为表面凹凸不一而影响音圈22的连接稳定性；此外，当金属振膜21受力振动时，环状平坦膜部212也会受力振动，将其设计成双面平整的平面结构，使其振动时仅产生上下方向上的力，而不会产生水平方向的力，而对于该环状平坦膜部212而言，这类水平方向的力是不利于其振动发声的，其不仅会影响金属振膜21的正常振动，甚至还可能导致金属振膜21发生形变。

在本实施例中，如图6所示，环状平坦膜部212与半球形膜部211连接处的夹角为90°～180°；环状平坦膜部212与喇叭状膜部213连接处的夹角同样也为90°～180°。也就是说，半球形膜部211是以平缓的钝角形式过渡至环状平坦膜部212，环状平坦膜部212又同样以平缓的钝角形式过渡至喇叭状膜部213，如此，能够提高连接过渡部位的强度，使其不易受横向力而发生折断，更好的保证了金属振膜21结构的整体稳定性。

在本实施例中，半球形膜部211、环状平坦膜部212段以及喇叭状膜部213均优选为采用纯镁材料制成。由于镁金属的密度较小，其密度仅为1.74kg/m³，用其制作金属振膜21能够保证扬声器有较高的灵敏度；并且，镁金属还能够吸收外部振动，用其制作的金属振膜21具有较好的阻尼特性；此外，镁金属也具有很好的延展性，在刚性一定的情况下能够减小振膜的厚度，从而能够进一步地增加金属振膜21的阻尼特性。因此，采用镁金属材料制作本实施例的金属振膜21，使制成的振膜不仅能够保有金属的刚性，其同时还具备良好的阻尼特性，能够削弱扬声器的分割失真，同时也能够保证扬声器具有较好的灵敏度。在本实施例中，上述的半球形膜部211、环状平坦膜部212以及喇叭状膜部213也可以优选采用镁合金材料制成，且此处的镁合金是指含有96％以上镁成分的镁合金材料，如az13b镁合金等。所述镁合金优选镁铝合金。这类的镁合金具有更高的强度、更好的塑性，易于制成薄板结构，能够很好的满足金属振膜21对振膜厚度的要求。从而增加振膜的刚性、改善阻尼特征，减少扬声器失真。

在本实施例中，金属振膜21的厚度优选为6μm～300μm，不同厚度的金属振膜21对应不同的刚性强度，随着金属振膜21厚度的增加其刚性同步增加，因此，在设计扬声器时可以根据扬声器所需要的刚性强度对金属振膜21的厚度进行选用，此处对其厚度不做十分具体的限制。其具体可以为6μm、30μm、50μm、60μm、90μm、120μm、150μm、180μm、210μm、240μm、270μm或者300μm等。

在本实施例中，半球形膜部211、环状平坦膜部212和喇叭状膜部213一体成型，将上述的半球形膜部211、环状平坦膜部212以及喇叭状膜部213三者一体加工成型，使制作成型的金属振膜21具有很好的连续性，使金属振膜21的振动过程更加的稳定，不会因三者之间有间隙而影响金属振膜21的正常振动发声。并且，由于镁金属及镁合金金属材料的密度较小、质地较脆，弯折时容易受力发生折断，而上述的环状平坦膜部212在半球形膜部211和喇叭状膜部213之间起到一个连接过渡的作用，解决了半球形膜部211直接翻折形成喇叭状膜部213成型难度大的问题，使得半球形膜部211与喇叭状膜部之间的过渡更加平稳可靠。

在本实施例中，半球形膜部211、环状平坦膜部212和喇叭状膜部213优选为一体冲压成型。本实施例的金属振膜21优选采用纯镁金属或者镁金属合金的一体化片状材料经冲压机一次冲压成型，如此，能够将金属振膜21制作的足够薄，且冲压工艺也不会引起金属振膜21产生不必要的形变，从而能够保证纯镁金属以及镁金属合金的金属振膜21的优越性能。

实施例二：

如图3～6所示，本发明实施例二提供了一种扬声器，本实施例的扬声器包括磁路系统10、振动系统20、扬声器支架30以及上述实施例一中的金属振膜21，扬声器支架30包括盆架32和u杯31，盆架32和u杯31相互扣合连接并一起围设形成安装空腔，磁路系统10和振动系统20固定于安装空腔内，金属振膜21的喇叭状膜部213的背离半球形膜部211的周缘与盆架32固定连接。

本实施例的扬声器，由于使用了上述的金属振膜21，其高频时的分割振动减少，高频曲线也变得更加平滑，提高了扬声器声音的灵敏度，提高了用户的听觉体验。

在本实施例中，上述的半球形膜部211、环状平坦膜部212以及喇叭状膜部213共同组成金属振膜21的w字形状的截面，由于金属振膜21的半球形膜部211是中心部位向外凸起的圆顶形结构，因此，当金属振膜21振动时，半球形膜部211会作用给中间的环状平坦膜部212一个背离半球形膜部211的第一作用力；同时，又由于金属振膜21的喇叭状膜部213是中心部位朝半球形膜部211凸起的弧形喇叭结构，当金属振膜21振动时，喇叭状膜部213又会作用给环状平坦膜部212一个朝向半球形膜部211的第二作用力；当该第一作用力和第二作用力作用于平直结构的环状平坦膜部212时，其两者可以部分或者完全的抵消，从而能够全部或者部分抵消金属振膜21振动时产生的使金属振膜21发生变形的力，防止金属振膜出现变形，从而提高金属振膜的刚性，并且在刚性一定的情况下减小金属振膜的厚度增大金属振膜的阻尼特性，从而削弱金属振膜在高频时的分割失真，以保证金属振膜的正常振动发声。

并且，本实施例的金属振膜21，其喇叭状膜部213的背离半球形膜部211的周缘的高度大于半球形膜部211的中心部位的高度，如此，半球形膜部211便可以在喇叭状膜部213围设形成的振动空间内振动，为半球形膜部211提供了更大的振动空间，能够有效地扩展金属振膜21的振动频率范围。

在本实施例中，如图3和图5所示，喇叭状膜部213的背离半球形膜部211的周缘的高度大于半球形膜部211的中心部位的高度，即金属振膜21基本被收容在盆架32的内部，避免因金属振膜21凸伸出盆架32而受到外界环境因素的干扰和损坏。

在本实施例中，半球形膜部211、中间膜212段以及喇叭状膜部213优选为采用纯镁金属材料制成。由于镁金属的密度较小，其密度仅为1.74kg/m³，用其制作金属振膜21能够保证扬声器有较高的灵敏度；并且，镁金属还能够吸收外部振动，用其制作的金属振膜21具有较好的阻尼特性；此外，镁金属也具有很好的延展性，在刚性一定的情况下能够减小振膜的厚度，从而能够进一步地增加金属振膜21的阻尼特性。因此，采用镁金属材料制作本实施例的金属振膜21，使得制成的振膜不仅能够保有金属的刚性，其同时还具备良好的阻尼特性，能够削弱扬声器的分割失真，同时也能够保证扬声器具有较好的灵敏度。

在本实施例中，上述的半球形膜部211、环状平坦膜部212以及喇叭状膜部213也可以优选采用镁合金材料制成，且此处的镁合金是指含有96％以上镁成分的镁合金材料，az13b镁合金等。这类的镁合金具有更高的强度、更好的塑性，易于制成薄板结构，能够很好的满足金属振膜21对振膜厚度的要求。从而增加振膜的刚性、改善阻尼特征，减少扬声器失真。

在本实施例中，金属振膜的厚度为优选为6μm～300μm，不同厚度的金属振膜21对应不同的刚性强度，随着金属振膜21厚度的增加其刚性同步增加，因此，在设计扬声器时可以根据扬声器所需要的刚性强度对金属振膜21的厚度进行选用，此处对其厚度不做十分具体的限制。其具体可以为6μm、30μm、50μm、60μm、90μm、120μm、150μm、180μm、210μm、240μm、270μm或者300μm等。

在本实施例中，半球形膜部211、环状平坦膜部212和喇叭状膜部213一体成型，将上述的半球形膜部211、环状平坦膜部212以及喇叭状膜部213三者一体加工成型，使制作成型的金属振膜21具有很好的连续性，使金属振膜21的振动过程更加的稳定，不会因三者之间有间隙而影响金属振膜21的正常振动发声。

在本实施例中，半球形膜部211、环状平坦膜部212和喇叭状膜部213优选为一体冲压成型。本实施例的金属振膜21优选采用纯镁金属或者镁金属合金的一体化片状材料经冲压机一次冲压成型，如此，能够将金属振膜21制作的足够薄，且冲压工艺也不会引起金属振膜21产生不必要的形变，从而能够保证纯镁金属以及镁金属合金的金属振膜21的优越性能。

在本实施例中，如图4和图5所示，磁路系统10包括依序叠设于u杯31内的第一磁性组件11、磁铁组件12和第二磁性组件13，u杯31、第一磁性组件11、磁铁组件12以及第二磁性组件13的中心位于同一直线上；第一磁性组件11包括第一内磁件111和围绕设置于第一内磁件111的外周缘的第一外磁件112，第一外磁件112与第一内磁件111间隔设置并形成有第一磁间隙113；磁铁组件12包括中心磁铁121和围绕设置于内磁铁外周缘的侧边磁铁122，侧边磁铁122与中心磁铁121间隔设置并形成有第二磁间隙123；第二磁性组件13包括第二内磁件131和围绕设置于第二内磁件131的外周缘的第二外磁件132，第二外磁件132与第二内磁件131间隔设置并形成有第三磁间隙133；第一磁间隙113、第二磁间隙123以及第三磁间隙133相互连通。

具体地，如图4和图5所示，上述的u杯31的中心部位设计有定位筒柱311，且该定位柱于u杯31的内侧壁以及内底壁一起围成一个用于容置上述的第一磁性组件11、第二磁性组件13以及磁铁组件12的容置槽312，并且上述的中心磁铁121和第一内磁件111以及第二内磁件131均为环形结构，当其设置于容置槽312内时，上述的中心磁铁121和第一内磁件111以及第二内磁件131分别套设在定位筒柱311上，从而达到准备定位的目的。

具体地，如图4和图5所示，侧边磁铁122包括多个首尾相连的侧边磁铁单元1221，各侧边磁铁单元1221具有朝向中心磁铁121的第一内磁性端和背离中心磁铁121的第一外磁性端；中心磁铁121包括多个首位相连的中心磁铁单元1211，各中心磁铁单元1211具有朝向侧边磁铁122的第二外磁性端和背离侧边磁铁122的第二内磁性端；第一内磁性端与第二外磁性端的磁极相异。且相邻的两中心磁铁单元1211的侧表面对接，同样地，相邻的两侧边磁铁单元1221的侧表面对接，以此类推，多个中心磁铁单元1211以及多个侧边磁铁单元1221分别对接形成中心磁铁121和侧边磁铁122，使中心磁铁121的外环部与侧边磁铁122的内环部磁极相异，该磁路系统10设计更加减少了漏磁及磁滞损耗，更加确保了磁感线的均匀对称分布，进一步降低了扬声器的失真风险，还原了真声再现的真实感。具体地，上述侧边磁铁单元1221设置有n个，中心磁铁单元1211设置有m个，且优选为n＝m，且n个侧边磁铁单元1221与m个内磁性单元一一对应设置。这样设置，使侧边磁铁单元1221的第一内磁性端的端面可与中心磁铁单元1211的第二外磁性端的端面相正对，且相互平行，使第二磁间隙123内的磁感线的均匀性不会因为对接缝隙的存在而受到影响，使第二磁间隙123内磁感线的分布更加均匀。

更具体地，如图4和图5所示，上述的第一内磁件111、第二内磁件131的形状、大小和中心磁铁121的形状、大小基本相当，第一外磁件112和第二外地磁件的形状、大小和侧边磁铁122的形状、大小基本相当；并且，第一内磁件111的上表面贴合于中心磁铁121的下表面，第一外磁件112的上表面贴合于侧边磁铁122的下表面，第二内磁件131的下表面贴合于中心磁铁121的上表面，第二外磁件132的下表面贴合于侧边磁铁122的上表面；且中心磁铁121和第一内磁件111以及第二内磁件131的侧边上下对齐，侧边磁铁122和第一外磁件112以及第二外磁件132的侧边上下对齐，以使第一磁间隙113、第二磁间隙123以及第三磁间隙133之间连通的面积最大，为磁感线的形成提供最大的空间，以提高扬声器的发声效率。

在本实施例中，如图4～6所示，振动系统20还包括音圈22，音圈22的第一端与环状平坦膜部212的下表面固定连接，音圈22的第二端依次穿过第三磁间隙133和第二磁间隙123并悬设于第一磁间隙113内。音圈22作为本实施例扬声器的动力源，其一端与金属振膜21的环状平坦膜部212的下表面固定连接，另一端依次通过第三磁间隙133和第二磁间隙123后悬设于第一磁间隙113内，当外界的音频电流信号传至音圈22时，音圈22切割第一磁间隙113、第二磁间隙123以及第三磁间隙133内的磁感线并产生机械振动从而使扬声器振动发声。

在本实施例中，如图4和图5所示，扬声器还包括阻尼增强系统40，阻尼增强系统40包括封盖于盆架32的外底部的第一阻尼件41和封盖于u杯31的外底部的第二阻尼件42。在盆架32的外底部以及u杯31的外底部分别设置第一阻尼件41和第二阻尼件42，以增强金属振膜21的阻尼特性，减少金属振膜21的振动反力，增加金属振膜21的振动效果，避免采用金属振膜21而导致的音质恶化，提高扬声器的发声效果。具体地，本实施例的第一阻尼件41和第二阻尼件42均由市场上常见的阻尼性能较好的阻尼材料，如阻尼纸、阻尼橡胶以及阻尼塑料等的材料制成，且优选为价格便宜且阻尼特性优良的阻尼纸。

在本实施例中，如图4所示，扬声器还包括电路板50，电路板50与盆架32固定连接，电路板50与音圈22电性连接。本实施例的扬声器通过电路板50来实现内外部电路的导通，扬声器外部的音频信号电流通过电路板50传递至扬声器的内部。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。