一种定心支片及具有该定心支片的扬声器的制作方法

本发明是一种定心支片及具有该定心支片的扬声器，属于电声技术领域。

背景技术：

现有超线性扬声器包括：辅助系统、磁路系统和振动系统，磁路系统设置有磁间隙，振动系统包括振膜、与振膜结合在一起的定心支片及音圈，音圈设置于磁间隙内，设置于磁间隙内的音圈内的电流变化使音圈受磁场力作用产生振动，带动振膜振动发声。定心支片是超线性扬声器的基本构件之一，它的作用主要是确保音圈在磁间隙中的正确位置，保持音圈在受力时，振动系统只沿轴向往复运动和提供振动系统作往复运动时的弹力，与振动系统的振膜音圈共同确定扬声器的谐振频率。

超线性微型扬声器能极大的提高空间利用率，提高发声器件的振动幅度。因此其音质，特别是低频音质能得到较大提高。所以超线性微型扬声器需要利用定心支片来代替传统的引线来导通电路，并起到增大振幅和抑制球顶偏振的效果。但定心支片在做可靠性耐久试验时，其内部的压延铜很容易发生金属高周疲劳断裂失效问题。

现有技术中定心支片的形状可根据需要设计成多种形状，如图7-图11列举了几种常见定心支片的形状。

定心支片包括位于最外侧的第一固定部、位于中部位置的第二固定部以及连接所述第一固定部与第二固定部的连接悬臂，第一固定部与辅助系统固定连接，第二固定部与音圈连接，音圈通过定心支片的导电层与外部电路电连接，第一固定部与第二固定部通过连接悬臂连接一体设置，连接悬臂包括根部和悬臂本体，根部设置在悬臂本体的两端。

定心支片由绝缘基材层和导电层构成，现有定心支片层叠结构全部为实心，整体式导电铜层在根部刚度大，在一定位移载荷下，根部存在应力集中现象，在其振动时，根部变形大，根部承受的应力最大，铜层也最易疲劳断裂失效。

现有技术中针对根部应力集中致使导电层断裂的问题是采用以下手段进行改进的：

目前，为解决应力过大以致定心支片导电层断裂问题，现有技术中主要是采用以下几方面措施：

1、对导电层上的导电线路进行改进，例如专利号“201920168162.4”的专利，将铜层连接悬臂上导电线路的形状设为波浪形，以此分散作用在导电线路上的应力，避免应力集中在导电线路；

2、对导电层的设置方向进行改进，例如专利号“201720881418.7”的专利，将连接臂上的导电层倾斜设置，且将导电层靠近绝缘基材层外侧设置，使得应力仅集中在绝缘基材层上，从而分散导电层上的应力。

3、如专利号“201720878058.5”的专利，增加根部易断裂处绝缘基材层的宽度，将根部易断裂处的绝缘基材层的宽度设计成大于导电层的宽度且导电层靠近绝缘基材层的外侧设置，应力集中在根部的圆弧内侧的绝缘基材层上，从而避免应力集中在导电层上，避免此处的导电层在应力作用下产生裂纹。

但是对导电层进行改进工艺复杂，无论是将导电线路设为波浪状还是导电层倾斜设置都会耗材较多，增加生产成本；另外在增加根部易断裂处绝缘基材层的宽度除了增加成本外，增加宽度会导致从定心支片位于最外侧的第一固定部到根部易断裂处变形剧烈，使得应力不能均匀传递，导致第一固定部与根部连接处的绝缘基材层容易断裂，而绝缘基材层断裂后使得内部导电层失去保护，导电层同样容易断裂，并不能有效解决导电层容易断裂的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种定心支片及具有该定心支片的扬声器，实现以下的发明目的：

解决整体式铜层在根部刚度大，根部承受的应力最大，使得导电层容易疲劳断裂失效的问题，降低根部区域的结构刚度，使应力合理分配，降低了根部承受的最大应力，提高了定心支片的抗疲劳性能，且不需要另外多耗费基材和导电材料，生产成本低，生产工艺简单。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种定心支片，是由多个材料层复合而成的多层结构或者由多个材料层和胶水层复合而成的多层结构，包括位于中心区域的导电层；

所述定心支片包括连接悬臂，连接悬臂连接有第一固定部，连接悬臂包括根部和悬臂本体，根部位于悬臂本体的两端，第一固定部与悬臂本体其中一端根部连接，所述根部的导电层设有空心区域。

进一步的，所述空心区域起始于根部和第一固定部的连接处。

进一步的，所述空心区域向悬臂本体方向延伸，到根部和悬臂本体的连接处截止。

进一步的，所述空心区域起始处的弯折方向同根部延伸到第一固定部处的方向相反。

进一步的，所述空心区域向着悬臂本体延伸的方向同根部延伸到悬臂本体处的方向相同。

进一步的，所述空心区域将根部的导电层分隔成宽度相等的两部分，两部分之间的间距从根部延伸到悬臂本体逐渐变窄。

进一步的，所述空心区域将根部的导电层分隔成宽度不同的两部分，两部分之间的间距从根部延伸到悬臂本体逐渐变窄。

进一步的，所述空心区域的投影面积与根部的投影面积的比值大于等于1/4，小于等于1/3。

一种扬声器，包括辅助系统、磁路系统以及振动系统，所述磁路系统及所述振动系统收容固定于所述辅助系统形成的容纳腔内，所述振动系统包括结合在一起的振膜、定心支片及音圈，所述定心支片为权利要求1-8任一项所述的定心支片。

进一步的，所述扬声器的辅助系统固定连接有定心支片的第一固定部，扬声器的音圈连接有定心支片的第二固定部，扬声器的音圈通过定心支片的导电层与外部电路电连接，第一固定部位于定心支片的最外侧，第二固定部位于定心支片的中部位置，第一固定部与第二固定部通过连接悬臂连接一体设置。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明所述的定心支片通过在定心支片根部采用空心区域构型，解决了整体式铜层在根部刚度大，根部承受的应力最大，使得导电层容易疲劳断裂失效的问题，降低根部区域的结构刚度，防止了大振幅振动时的失效风险，提高了其抗疲劳性能。

所述空心区域起始处的弯折方向同根部延伸到第一固定部处的方向相反，空心区域向着悬臂本体延伸的方向同根部延伸到悬臂本体处的方向相同，使应力合理分配，降低了根部承受的最大应力，极大降低了定心支片的振动时的最大应力。

空心区域将根部的导电层分隔两部分，两部分之间的间距从根部延伸到悬臂本体逐渐变窄，这样的结构设计使得空心区域能够逐渐变形，应力能够在根部均匀传递，可以防止空心区域变形太过剧烈而使得根部的部分区域承受较大应力断裂。

空心区域的投影面积与根部的投影面积的比值大于等于1/4，小于等于1/3，解决比值过大会使得空心区域将根部划分为两部分的宽度太窄的问题，提高了根部结构稳定性。

优化后的定心支片铜层达到最大应力最多能够降低为优化前的74%，优化后的定心支片铜层达到最大应力最少也能够降低为优化前的88%，优化后的定心支片降低最大应力值和应力集中程度，抗疲劳能力得到显著提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例1-6中定心支片内部铜层示意图；

图2为本发明实施例1-7中定心支片结构的爆炸图；

图3为本发明实施例1-6中空心区域的结构示意图；

图4为本发明实施例7中空心区域的结构示意图；

图5为本发明现有技术中定心支片应力分布图；

图6为本发明实施例1中优化后定心支片应力分布图；

图7-图11为本发明背景书中定向支片的形状；

图中，100-覆盖膜pi层，200-胶层，300-导电层，400-基础pi层，1-外弧边部，2-内弧边部，3-空心区域，31-第一连接边部，32-第二连接边部，33-第三连接边部，6-第一固定部，7-第二固定部，8-连接悬臂，81-悬臂本体，82-根部。

具体实施方式

实施例1

一种定心支片，采用多个材料层复合而成的多层结构或者由多个材料层和胶水层复合而成的多层结构，材料层包括位于中心区域的导电层和位于外表面的基材层，基材层可以为聚酰亚胺膜（pi膜），导电层可以为铜箔，采用辊压工艺将铜箔黏附在涂有胶黏剂的聚酰亚胺膜上，或者不使用胶黏剂直接在聚酰亚胺膜上生成铜箔。

所述基材层并不限于上述的聚酰亚胺膜（pi膜），还可以选用除聚酰亚胺之外的其他高分子材料膜，而导电层也不限于上述的铜箔，还可以是其他的金属层或者石墨烯导电层等。

以所述定心支片是六层的层状结构进行说明，如图2所示，本实施例中，分别是位于中心区域的导电层300和基础pi层400，基础pi层400位于导电层300的下方，导电层300的上方和基础pi层400的下方均依次设有一胶层200和一覆盖膜pi层100。

所述基础pi层400和覆盖膜pi层100均属于基材层。

如图1所示，定心支片包括位于最外侧的第一固定部6、位于中部位置的第二固定部7以及连接所述第一固定部6与第二固定部7的连接悬臂8，第一固定部6与扬声器的辅助系统固定连接，第二固定部7与扬声器的音圈连接，扬声器的音圈通过定心支片的导电层与外部电路电连接，第一固定部6与第二固定部7通过连接悬臂8连接一体设置，连接悬臂8包括根部82和悬臂本体81，根部82位于悬臂本体81的两端，根部82为圆弧状，悬臂本体81的两端的根部82分别延伸连接第一固定部6与第二固定部7。

所述导电层的根部82设有空心区域3，空心区域3起始于根部82和第一固定部6的连接处，并向着导电层悬臂本体81的方向延伸，到根部82和悬臂本体81的连接处截止，将导电层的根部82分隔成两部分。

所述空心区域3的形状是不规则的几何形状。

优选的，如图3所示，所述导电层的根部82设有外弧边部1和内弧边部2，外弧边部1和内弧边部2之间的区域设有空心区域3，外弧边部1一端和内弧边部2一端均延伸连接悬臂本体81，外弧边部1另一端和内弧边部2另一端均延伸连接第一固定部6。

所述空心区域3由第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成，第一连接边部31的两端分别延伸连接第二连接边部32和第三连接边部33，第一连接边部31从根部82延伸到第一固定部6，第二连接边部32和第三连接边部33从根部82延伸到悬臂本体81，两者之间的间距s从根部到悬臂本体逐渐变窄，这样的结构设计使得空心区域能够逐渐变形，应力能够在根部均匀传递，可以防止空心区域3变形太过剧烈而使得根部的部分区域承受较大应力断裂。

所述第二连接边部32和第三连接边部33向同一方向弯曲，第二连接边部32的曲率半径同外弧边部1的曲率半径相同，第三连接边部33曲率半径同内弧边部2曲率半径相同，使得第二连接边部32和第三连接边部33的形状贴合根部原有的形状，这样设有空心区域的根部结构更加稳定，不易断裂。

所述第一连接边部31的两端向外弧边部1和内弧边部2相反的方向弯折，使得空心区域开始部分结构更加稳定，从而增加根部结构的稳定性。

所述空心区域3将根部82划分为两部分，分别是第二连接边部32和外弧边部1组成的第一部分及第三连接边部33和内弧边部2组成的第二部分，第一部分和第二部分的宽度相等。

所述空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值是1/4，空心区域3的投影面积即第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成区域的面积，若比值过大会使得空心区域3将根部82划分为两部分的宽度太窄，降低根部结构稳定性。

如图5和图6所示，分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是11.17mpa-156.42mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是156.42mpa，优化后的定心支片铜层达到最大应力能够降低为优化前的74%，优化后的定心支片降低最大应力值和应力集中程度，抗疲劳能力得到显著提升。

本发明所述的定心支片为降低根部疲劳破坏几率，将根部压延铜掏空，相当于明显降低根部的结构刚度，这种构型降低危险区域的结构刚度，在相同的位移下，使应力合理分配，其根部应力降低很多，提高了其疲劳强度。

以上所述的对定心支片的结构改进可适用于任意形状的定心支片，如图7-图11中形状的定心支片都可适用。

一种具有定心支片的扬声器，包括辅助系统、磁路系统和振动系统，磁路系统设置有磁间隙，振动系统包括振膜、与振膜结合在一起的定心支片及音圈，音圈设置于磁间隙内，设置于磁间隙内的音圈内的电流变化使音圈受磁场力作用产生振动，带动振膜振动发声。定心支片的作用主要是确保音圈在磁间隙中的正确位置，保持音圈在受力时，振动系统只沿轴向往复运动和提供振动系统作往复运动时的弹力，与振动系统的振膜音圈共同确定扬声器的谐振频率。

实施例2

与实施例1相同部分内容已在实施例1中进行详细的论述，此处不再赘述，相对实施例1，本实施例修改如下：

所述空心区域3的形状是不规则的几何形状。

优选的，如图3所示，所述导电层的根部82设有外弧边部1和内弧边部2，外弧边部1和内弧边部2之间的区域设有空心区域3，外弧边部1一端和内弧边部2一端均延伸连接悬臂本体81，外弧边部1另一端和内弧边部2另一端均延伸连接第一固定部6。

所述空心区域3由第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成，第一连接边部31的两端分别延伸连接第二连接边部32和第三连接边部33，第一连接边部31从根部82延伸到第一固定部6，第二连接边部32和第三连接边部33从根部82延伸到悬臂本体81，两者之间的间距s从根部到悬臂本体逐渐变窄。

所述第二连接边部32和第三连接边部33向同一方向弯曲，第二连接边部32的曲率半径同外弧边部1的曲率半径相同，第三连接边部33曲率半径同内弧边部2曲率半径相同。

所述第一连接边部31的两端向外弧边部1和内弧边部2相反的方向弯折。

所述空心区域3将根部82划分为两部分，分别是第二连接边部32和外弧边部1组成的第一部分及第三连接边部33和内弧边部2组成的第二部分，第一部分和第二部分的宽度相等。

所述空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值是1/3，空心区域3的投影面积即第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成区域的面积。

分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是12.21mpa-163.34mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是163.34mpa。

实施例3

与实施例1相同部分内容已在实施例1中进行详细的论述，此处不再赘述，相对实施例1，本实施例修改如下：

所述空心区域3是不规则的几何形状。

优选的，如图3所示，所述导电层的根部82设有外弧边部1和内弧边部2，外弧边部1和内弧边部2之间的区域设有空心区域3，外弧边部1一端和内弧边部2一端均延伸连接悬臂本体81，外弧边部1另一端和内弧边部2另一端均延伸连接第一固定部6。

所述空心区域3由第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成，第一连接边部31的两端分别延伸连接第二连接边部32和第三连接边部33，第一连接边部31从根部82延伸到第一固定部6，第二连接边部32和第三连接边部33从根部82延伸到悬臂本体81，两者之间的间距s从根部到悬臂本体逐渐变窄。

所述第一连接边部31的两端向外弧边部1和内弧边部2相反的方向弯折。

所述空心区域3将根部82划分为两部分，分别是第二连接边部32和外弧边部1组成的第一部分及第三连接边部33和内弧边部2组成的第二部分，第一部分和第二部分的宽度不相等。

所述空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值是1/4，空心区域3的投影面积即第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成区域的面积。

分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是12.95mpa-168.76mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是168.76mpa。

实施例4

与实施例1相同部分内容已在实施例1中进行详细的论述，此处不再赘述，相对实施例1，本实施例修改如下：

所述空心区域3的形状是不规则的几何形状。

优选的，如图3所示，所述导电层的根部82设有外弧边部1和内弧边部2，外弧边部1和内弧边部2之间的区域设有空心区域3，外弧边部1一端和内弧边部2一端均延伸连接悬臂本体81，外弧边部1另一端和内弧边部2另一端均延伸连接第一固定部6。

所述空心区域3由第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成，第一连接边部31的两端分别延伸连接第二连接边部32和第三连接边部33，第一连接边部31从根部82延伸到第一固定部6，第二连接边部32和第三连接边部33从根部82延伸到悬臂本体81，两者之间的间距s从根部到悬臂本体逐渐变窄。

所述第一连接边部31的两端向外弧边部1和内弧边部2相反的方向弯折。

所述空心区域3将根部82划分为两部分，分别是第二连接边部32和外弧边部1组成的第一部分及第三连接边部33和内弧边部2组成的第二部分，第一部分和第二部分的宽度不相等。

所述空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值是1/3，空心区域3的投影面积即第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成区域的面积。

分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是13.26mpa-174.20mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是174.20mpa。

实施例5

与实施例1相同部分内容已在实施例1中进行详细的论述，此处不再赘述，相对实施例1，本实施例修改如下：

所述空心区域3的形状是不规则的几何形状。

优选的，如图3所示，所述导电层的根部82设有外弧边部1和内弧边部2，外弧边部1和内弧边部2之间的区域设有空心区域3，外弧边部1一端和内弧边部2一端均延伸连接悬臂本体81，外弧边部1另一端和内弧边部2另一端均延伸连接第一固定部6。

所述空心区域3由第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成，第一连接边部31的两端分别延伸连接第二连接边部32和第三连接边部33，第一连接边部31从根部82延伸到第一固定部6，第二连接边部32和第三连接边部33从根部82延伸到悬臂本体81，两者之间的间距s从根部到悬臂本体逐渐变窄。

所述第二连接边部32和第三连接边部33向同一方向弯曲，第二连接边部32的曲率半径同外弧边部1的曲率半径相同，第三连接边部33曲率半径同内弧边部2曲率半径相同。

所述空心区域3将根部82划分为两部分，分别是第二连接边部32和外弧边部1组成的第一部分及第三连接边部33和内弧边部2组成的第二部分，第一部分和第二部分的宽度不相等。

所述空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值是1/4，空心区域3的投影面积即第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成区域的面积。

分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是13.81mpa-179.15mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是179.15mpa。

实施例6

与实施例1相同部分内容已在实施例1中进行详细的论述，此处不再赘述，相对实施例1，本实施例修改如下：

所述空心区域3的形状是不规则的几何形状。

优选的，如图3所示，所述导电层的根部82设有外弧边部1和内弧边部2，外弧边部1和内弧边部2之间的区域设有空心区域3，外弧边部1一端和内弧边部2一端均延伸连接悬臂本体81，外弧边部1另一端和内弧边部2另一端均延伸连接第一固定部6。

所述空心区域3由第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成，第一连接边部31的两端分别延伸连接第二连接边部32和第三连接边部33，第一连接边部31从根部82延伸到第一固定部6，第二连接边部32和第三连接边部33从根部82延伸到悬臂本体81，两者之间的间距s从根部到悬臂本体逐渐变窄。

所述第二连接边部32和第三连接边部33向同一方向弯曲，第二连接边部32的曲率半径同外弧边部1的曲率半径相同，第三连接边部33曲率半径同内弧边部2曲率半径相同。

所述空心区域3将根部82划分为两部分，分别是第二连接边部32和外弧边部1组成的第一部分及第三连接边部33和内弧边部2组成的第二部分，第一部分和第二部分的宽度不相等。

所述空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值是1/3，空心区域3的投影面积即第一连接边部31、第二连接边部32和第三连接边部33围绕而成区域的面积。

分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是14.13mpa-185.47mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是185.47mpa。

实施例7

与实施例1相同部分内容已在实施例1中进行详细的论述，此处不再赘述，相对实施例1，本实施例修改如下：

所述空心区域3的形状是规则的几何形状。

优选的，如图4所示，所述空心区域3的形状为椭圆形，空心区域3的投影面积与根部82的投影面积的比值为1/4。

分别对优化前的定心支片及优化后的定心支片进行了有限元分析，通过对比可以发现，优化前的定心支片达到应力范围是15.04mpa-210.57mpa，优化前的定心支片达到的最大应力是210.57mpa；优化后的定心支片达到应力范围是14.79mpa-195.67mpa，优化后的定心支片达到的最大应力是195.67mpa。

综上，由上述实施例1-6可以得出，本发明所述的定心支片为降低根部疲劳破坏几率，将根部压延铜层掏空，相当于明显降低根部的结构刚度，这种构型降低危险区域的结构刚度，在相同的位移下，使应力合理分配，其根部应力降低很多，提高了其疲劳强度。

所述空心区域起始处的弯折方向同根部延伸到第一固定部处的方向相反，空心区域向着悬臂本体延伸的方向同根部延伸到悬臂本体处的方向相同，使应力合理分配，降低了根部承受的最大应力，极大降低了定心支片的振动时的最大应力。

空心区域将根部的导电层分隔两部分，两部分之间的间距从根部延伸到悬臂本体逐渐变窄，这样的结构设计使得空心区域能够逐渐变形，应力能够在根部均匀传递，可以防止空心区域变形太过剧烈而使得根部的部分区域承受较大应力断裂。

空心区域的投影面积与根部的投影面积的比值大于等于1/4，小于等于1/3，若比值过大会使得空心区域将根部划分为两部分的宽度太窄，降低根部结构稳定性。

优化后的定心支片铜层达到最大应力最多能够降低为优化前的74%，优化后的定心支片铜层达到最大应力最少也能够降低为优化前的88%，优化后的定心支片降低最大应力值和应力集中程度，抗疲劳能力得到显著提升。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。