发声装置和耳机的制作方法

1.本实用新型涉及电声转换技术领域，特别涉及一种发声装置和耳机。


背景技术：

2.常规的耳机的发声装置一般只包含一个振动单元，这种结构设计比较简单，但是却无法很好地兼顾产品在高频和低频时不同频段的性能和音质，音质较差，有一些耳机的低频性能较好，一些则是高频性能较好。双振动单元的发声装置能够满足低频和高频同时工作，对于产品的性能曲线和听音的音质具有互补和提升的作用。但是现有耳机的高音单元大多通过音圈通电，从而使得音圈在间隙内运动，以使得音圈驱动振膜振动。由于振膜振动发声的过程中，音圈和振膜一同运动，导致振动质量大，高频音质不好，且电声转换效率低。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种发声装置和耳机，旨在解决现有的能够同时满足高频和低频效果的发声装置的至少一个技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供的发声装置，所述发声装置包括：
5.高音单元，所述高音单元包括高音壳体、以及设于所述高音壳体内的导磁振膜和两个高音磁路系统，所述高音磁路系统包括贴设在所述高音壳体上的第一磁钢和绕所述第一磁钢设置的线圈，所述导磁振膜悬置于两个所述相对间隔设置的高音磁路系统之间，所述导磁振膜用于在所述高音磁路系统产生的交变电磁场的作用下振动发声；
6.低音单元，所述低音单元包括低音壳体以及设于所述低音壳体内的低音振膜、低音音圈和低音磁路系统，所述低音单元与所述高音壳体固定，所述低音振膜与所述低音音圈连接，所述低音磁路系统形成有供所述低音音圈插入的低音磁间隙。
7.可选地，所述高音壳体包括互相拼合的第一导磁壳和第二导磁壳，所述第二导磁壳与所述低音单元固定，所述导磁振膜设置在所述第一导磁壳和所述第二导磁壳之间，两个所述高音磁路系统分别设置在所述第一导磁壳和所述导磁振膜围绕的空间内、以及所述第二导磁壳和所述导磁振膜围绕的空间内。
8.可选地，所述第一导磁壳包括顶壁和自所述顶壁延伸的第一侧壁，所述第二导磁壳包括底壁和自所述底壁延伸的第二侧壁，所述底壁与所述低音单元固定；两个所述高音磁路系统中一个所述高音磁路系统的第一磁钢设于所述顶壁上并与所述第一侧壁之间形成第一间隙，另一个所述高音磁路系统的第一磁钢设于所述底壁上并与所述第二侧壁之间形成第二间隙，两个所述线圈分别设置于所述第一间隙和所述第二间隙内。
9.可选地，所述顶壁上开设有高音出声孔。
10.可选地，所述低音磁路系统包括磁轭，所述低音壳体包括互相固定的中壳和安装盖，所述底壁固定在所述磁轭上，所述低音磁路系统与所述中壳固定，所述低音振膜固定于所述安装盖。
11.可选地，所述第一磁钢形成有与所述高音出声孔连通的高音气流通道，所述低音磁路系统形成有与所述高音气流通道连通的低音气流通道，所述高音气流通道和所述低音气流通道依次同轴设置。
12.可选地，所述磁轭上还开设有与所述低音磁间隙互相连通的低音出声孔。
13.可选地，所述低音单元还包括定心支片，所述定心支片分别与所述低音振膜以及所述低音壳体固定。
14.可选地，所述低音单元还包括位于所述低音振膜与所述低音壳体之间的被动辐射膜，所述被动辐射膜与所述低音振膜对应设置。
15.此外，本实用新型还提供了一种耳机，所述耳机包括如上所述的发声装置。
16.本实用新型中，低音单元包括设于低音壳体内的低音振膜、低音音圈和低音磁路系统，低音振膜与低音音圈连接，低音磁路系统形成有供低音音圈插入的低音磁间隙，通过将高音单元的高音壳体和低音单元固定，兼顾了高频和低频的性能，且高音单元包括设于所述高音壳体内的导磁振膜和两个高音磁路系统，所述高音磁路系统包括贴设在所述高音壳体上的第一磁钢和绕所述第一磁钢设置的线圈，所述导磁振膜悬置于两个所述相对间隔设置的高音磁路系统之间，所述导磁振膜用于在所述高音磁路系统产生的交变电磁场的作用下振动发声，省去设置与高音振膜连接的音圈，使得仅导磁振膜振动，高音磁路系统所要驱动的振动部件质量小，能够提升高频性能，并且可以提高声电转换效率，本实用新型通过将线圈绕第一磁钢设置，使得导磁振膜的中心区域产生更大的驱动力，有利于导磁振膜产生振动。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本实用新型一实施例的发声装置剖面结构示意图；
19.图2为本实用新型一实施例的发声装置的结构示意图；
20.图3为本实用新型一实施例的发声装置的高音单元的剖面结构示意图；
21.图4为本实用新型一实施例的发声装置的高音单元的解结构示意图；
22.图5为本实用新型一实施例的发声装置的拆解结构示意图；
23.图6为图1的发声装置的另一角度的结构示意图。
24.图7为本实用新型一实施例的发声装置的另一拆解结构示意图；
25.图8为本实用新型一实施例发声装置高音单元的线圈不通电情况下的受力分析示意图；
26.图9为本实用新型一实施例发声装置高音单元的线圈通电情况下的受力分析示意图。
27.实施例附图标号说明：
[0028][0029][0030]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合
出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0034]
本实用新型所指的“上”、“下”是以图1所示的方位为基准，仅用于解释在图1所示姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0035]
如图1～图3所示，本实用新型提出一种发声装置10包括：
[0036]
高音单元30，高音单元30包括高音壳体31、以及设于高音壳体31内的导磁振膜37和两个高音磁路系统33，高音磁路系统33包括贴设在高音壳体 31上的第一磁钢331和绕第一磁钢331设置的线圈332，导磁振膜37悬置于两个相对间隔设置的高音磁路系统33之间，导磁振膜37用于在高音磁路系统33产生的交变电磁场的作用下振动发声；
[0037]
低音单元40，低音单元40包括低音壳体49以及设于低音壳体49内的低音振膜42、低音音圈43和低音磁路系统41，低音单元40与高音壳体31固定，低音振膜42与低音音圈43连接，低音磁路系统41形成有供低音音圈43 插入的低音磁间隙47。
[0038]
在本实用新型的高音单元30中未设置与导磁振膜37连接的音圈，与常规的音圈驱动振膜的方式不相同，位于导磁振膜37两侧的线圈332通电时，两个高音磁路系统33相互作用下产生交变电磁场，导磁振膜37直接在该交变电磁场的作用下，沿两个高音磁路系统33的连线方向移动，即在两个高音磁路系统33之间形成的振动空间内振动发声。在该高音单元30发声过程中，仅导磁振膜37运动。高音单元30和低音单元40位于同一条轴线上，低音音圈43的下端与低音振膜42固定，低音音圈43悬置于低音磁间隙47中，低音音圈43通电后发生振动，从而带动低音振膜42振动发声。本实用新型兼顾低音、高音全频段音质，具有更好的听感。在该发声装置10的高音单元30 发声过程中，仅导磁振膜37运动，高音磁路系统33中的线圈332和第一磁钢331可以不动。位于导磁振膜37两侧的线圈332不通电时，导磁振膜37 仅受到位于两侧的第一磁钢331产生的磁场作用，此时可通过控制两个第一磁钢331的磁性大小、形状大小等，以使得导磁振膜373可在振动空间中的预设位置处保持静止。
[0039]
相较于将线圈332设置在第一磁钢331内侧的设置方式，本实用新型通过将线圈332绕第一磁钢331设置，使得高音磁路系统33产生的磁场中，中心区域的永磁场强度相较于边沿区域的永磁场强度更大，线圈332通电时，导磁振膜37的中心区域感受到的交变磁场的磁场强度大于导磁振膜37的边沿区域受到的交变磁场的磁场强度，因此，导磁振膜37的中心区域受到的驱动力大于导磁振膜37的边沿区域受到的驱动力，以使导磁振膜37更容易受交变电磁场作用而发声振动。在一实施例中，第一磁钢331、线圈332和导磁振膜37同轴设置，以有利于振动平衡。
[0040]
在本实用新型中，通过在导磁振膜37的两侧设置高音磁路系统33，从而可通过控制线圈332的通电情况，使得高音高音磁路系统33产生交变电磁场，导磁振膜37在交变电磁场作用下可以在振动空间内振动，省去设置与振膜连接的音圈，使得仅导磁振膜37振动，高音高音磁路系统33所要驱动的振动部件质量小，能够提升高频性能，并且可以提高声电转换效率；本实用新型通过将线圈332绕第一磁钢331设置，使得导磁振膜37的中心区域产生的驱动力更大，有利于导磁振膜37产生振动。
[0041]
可选地，两个高音磁路系统33的第一磁钢331的充磁方向相同，两个高音磁路系统33的线圈332的电流方向相反。在线圈332不通电情况下，由于导磁振膜37受到两个第一磁
钢331的磁力方向相反，使得导磁振膜37可以平衡的悬置在两个第一磁钢331之间。在导磁振膜37上下的线圈332电流方向相反方向时，线圈332产生交变电磁场，导磁振膜37在交变电磁场的作用下沿上下方向振动，从而可以通过控制线圈332中电流，控制导磁振膜37振动发声。
[0042]
请参阅图8和图9，其中图8为线圈332不通电情况下，一实施例中导磁振膜37的受力分析图；图9为线圈332通电情况下，一实施例中导磁振膜37 的受力分析图。在图8所示的实施例中，位于导磁振膜37上方的第一磁钢331 和位于导磁振膜37下方的第一磁钢331均为上端为n极、下端为s极，即第一磁钢331的充磁方向相同，磁感线所示方向由n极出来进入s极，同时由于导磁振膜37具有导磁性，使得磁感线为图中箭头所示方向。由于导磁振膜 37受到两个第一磁钢331的磁力方向相反，使得导磁振膜37可以平衡的悬置在两个第一磁钢331之间。
[0043]
在图9所示的实施例中，位于导磁振膜37上方的第一磁钢331和位于导磁振膜37下方的第一磁钢331均为上端为n极、下端为s极，同时位于上方第一磁钢331外侧的线圈332的电流方向为左侧进、右侧出，位于下方第一磁钢331外侧的线圈332的电流方向为右侧进、左侧出，即两个线圈332的电流方向相反。根据安培定则，确定位于导磁振膜37上方的线圈332中，上端为s极、下端为n级，位于导磁振膜37下方的线圈332中，上端为n极、下端为s级。
[0044]
导磁振膜37的相对两侧被上方第一磁钢331和下方第一磁钢331磁化产生极性，导磁振膜37的上侧为n极，下侧为s极；上方线圈332的下端为n 极与导磁振膜37的上侧同性相斥，下方线圈332的上端为n极与导磁振膜 37的下侧异性相吸，使得导磁振膜37在两个叠加力的作用下，向下形变产生振动，从而进一步提高该发声装置10的电声转换效率。
[0045]
从另一角度考虑，如图8所示，两个线圈不通电时，导磁振膜中的磁通量为φa＝φ
g1
+φ
g2
＝φ
g
+(
‑
φ
g
)≈0；其中，φ
g1
为上方第一磁钢331产生的磁通量，φ
g1
的方向定义为正方向，φ
g2
为下方第一磁钢331产生的磁通量，下方第一磁钢331产生的磁通量与上方第一磁钢331产生的磁通量大小相同、方向相反，其方向为负方向。
[0046]
如图9所示，两个线圈通入反向电流时，导磁振膜37受到上方高音磁路系统33的磁通量为：φ1＝φ
g1
+φ
i1
＝φ
g
+(
‑
φ
i
)，其中，上方线圈332电流产生的磁通量方向与上方第一磁钢331产生的磁通量方向相反，为负方向。
[0047]
导磁振膜37受到下方高音磁路系统33的磁通量为：φ2＝φ
g2
+φ
i2
＝(
‑ꢀ
φ
g
)+(
‑
φ
i
)，下方线圈332电流产生的磁通量方向与下方第一磁钢331产生的磁通量方向相同，为负方向。
[0048]
因此，导磁振膜37受到上方高音磁路系统33的磁通量φ1＜导磁振膜37 受到下方高音磁路系统33的磁通量φ2。
[0049]
并且，两个线圈332通入反向电流时，φa'＝φ
1+
φ
2＝
φ
g
+(
‑
φ
i
)+(
‑ꢀ
φ
g
)+(
‑
φ
i
)＝
‑
2φ
i
，若此通电状态末状态，不通电位初始状态，导磁振膜37中的磁通量变化量为：
△
φ＝φa'
‑
φa＝
‑
2φ
i
‑
0＝
‑
2φ
i
。导磁振膜37受到的电磁力fφ与磁通量变化率成正比，即fφ与
△
φ/
△
t＝
‑
2φ
i
/
△
t成正比。
[0050]
在图9所示实施例中，电磁力fφ推动导磁振膜37向靠近下方高音磁路系统33运动。同样地，在导磁振膜37上下的线圈332电流方向为图9所示相反方向时，通过上述推导过程可知，导磁振膜37受到上方高音磁路系统33 的磁通量φ1'＞导磁振膜37受到下方高音
磁路系统33的磁通量φ2'，并且，导磁振膜37受到的电磁力fφ'与磁通量变化率成正比，即fφ'与
△
φ'/
△
t＝2 φ
i
/
△
t成正比。高音磁路系统33产生的电磁力推动导磁振膜37向靠近上方高音磁路系统33运动，从而可以通过控制线圈332中电流，控制导磁振膜37 振动发声。
[0051]
高音壳体31包括互相拼合的第一导磁壳311和第二导磁壳312，第二导磁壳312与低音单元40固定，导磁振膜37设置在第一导磁壳311和第二导磁壳312之间，两个高音磁路系统33分别设置在第一导磁壳311和导磁振膜 37围绕的空间内、以及第二导磁壳312和导磁振膜37围绕的空间内，第二导磁壳312的底部贴设在低音单元40上。
[0052]
第一导磁壳311包括顶壁3111和自顶壁3111延伸的第一侧壁3112，第二导磁壳312包括底壁3121和自底壁3121延伸的第二侧壁3122，底壁3121 与低音单元40固定；两个高音磁路系统33中一个高音磁路系统33的第一磁钢331设于顶壁3111上并与第一侧壁3112之间形成第一间隙，另一个磁路系统的第一磁钢331设于底壁3121上并与第二侧壁3122之间形成第二间隙，两个线圈332分别设置于第一间隙和第二间隙内。具体地，第一导磁壳311 包括顶壁3111和自顶壁3111延伸的第一侧壁3112，第二导磁壳312包括底壁3121和自底壁3121延伸的第二侧壁3122；两个高音磁路系统33中一个高音磁路系统33的第一磁钢331设于顶壁3111上并与第一侧壁3112之间形成第一间隙，另一个高音磁路系统33的第一磁钢331设于底壁3121上并与第二侧壁3122之间形成第二间隙，两个线圈332分别设置于第一间隙和第二间隙内。即由外至内，第一侧壁3112、一线圈332和一第一磁钢331依次套设，第二侧壁3122、另一线圈332和另一第一磁钢331依次套设。第一磁钢331 可以直接贴设在顶壁3111或底壁3121上，同时线圈332可以绕制在第一磁钢331上，也可以预先绕制后贴设在顶壁3111或底壁3121上。高音磁路系统33的各部件通过依次套设，从而有效减小发声装置10高音单元30的尺寸。第一侧壁3112和第二侧壁3122分别从导磁振膜37的相对两侧固定导磁振膜 37，即导磁振膜37的边沿可通过打胶、焊接等方式固设在第一侧壁3112或第二侧壁3122的端部，再将第一导磁壳311和第二导磁壳312配合盖设固定，从而方便产品组装。同时由于导磁振膜37直接通过第一导磁壳311和第二导磁壳312固定，使得导磁振膜37与高音磁路系统33之间未设置其他固定部件，导磁振膜37和高音磁路系统33之间的磁场分布不受其他固定部件影响，有利于提升声电转换效率。
[0053]
如图1、图5和图6所示，第一磁钢开设有开口朝向导磁振膜37的高音气流通道35，顶壁3111上开设有连通高音气流通道35的高音出声孔36。通过开设高音出声孔36，有利于导磁振膜37在高音壳体31内振动，导磁振膜 37推动的气流可以通过高音气流通道35和高音出声孔36传到外部。
[0054]
如图3和图4所示，高音磁路系统33还包括设于高音气流通道35内的传音导磁体333，传音导磁体333内分布有若干孔隙结构。传音导磁体333为导磁件，从而可增加高音磁路系统33的导磁性，由于分布有孔隙结构，使得高音壳体31内的空气可以通过孔隙结构与外部连通，导磁振膜37推动的气流依然可以通过孔隙结构传到外部。在本实施例中，第一磁钢331和传音导磁体333为分别独立设置的部件，传音导磁体333可以为泡沫铁镍。在其他实施例中，第一磁钢331和传音导磁体333也可以为一体成型结构。
[0055]
本实施例的导磁振膜37为平面导磁振膜37。相较于现有技术中具有折环结构的振膜，本实施例提供的平面导磁振膜37可以减小发声装置10的尺寸。具体地，导磁振膜37包括
金属主体，金属主体包括不锈钢s430、硅钢、spcc、铁镍合金、铁钴钒合金、软磁铁氧体中的一种或多种。相较于橡胶材质或纸质的振膜，金属主体振动时，发出的音质具有金属质感。导磁振膜37还可以包括设于金属主体上的阻尼层，阻尼层可以是胶膜层、peek、tpu、tpee 等。通过阻尼层可以调节导磁振膜37的阻尼性，有利于导磁振膜37振动的平衡，带来更加细腻的听感。在另一实施例中，导磁振膜37包括基材和设于基材上的导磁层，基材为金属或非金属、弹性体或非弹性体中任意一种，导磁层为镍、铁镍合金、铁磷合金等具有软磁性质的粉末通过镀覆、沉积、磁控溅射等设置于基材上。
[0056]
在一实施例中，低音磁路系统41包括磁轭491，低音壳体49包括互相固定的中壳22和安装盖23，底壁3121固定在磁轭491上，低音磁路系统41与中壳22固定，低音振膜42固定于安装盖23，磁轭491用于将高音单元30和低音单元40固定，装配时，只需将高音单元30和低音单元40分别组装，最后将高音单元30的第二导磁壳312贴设在磁轭491上即可。
[0057]
如图1和图6所示，低音磁路系统41形成有与高音气流通道35连通的低音气流通道45，高音气流通道35和低音气流通道45依次同轴设置。底壁 3121上开设有第一通气孔415，第一通气孔415与高音出声孔36相对应，低音振膜42振动时，低音壳体49内的气体可通过从低音气流通道45经第一通气孔415进入高音气流通道35排出发声装置10外，有利于保持高音单元30 和低音单元40内的气压平衡，避免高音单元30和低音单元40内部气压过大，防止影响高音单元30和低音单元40的性能。在一实施例中，低音磁路系统 41还包括间隔设置的第二磁钢411和第三磁钢412，低音气流通道45开设在第二磁钢411上，第三磁钢412绕第二磁钢411周向环绕，第二磁钢411与磁轭491背离高音壳体31的一侧固定，第三磁钢412分别与磁轭491以及中壳 22固定。低音磁路系统41还可包括第一华司413和第二华司414，第一华司 413与第二磁钢411形状匹配且贴设在第二磁钢411背离磁轭419的一侧，第二华司414与第三磁钢412形状匹配且贴设在第三磁钢412上背离磁轭419 的一侧，第二磁钢411和第三磁钢412之间形成低音磁间隙47，第一华司413 和第二华司414进一步提高了低音磁路系统的磁通量。
[0058]
磁轭419上还开设有与低音磁间隙47互相连通的低音出声孔212。低音出声孔212与低音磁间隙47对应设置。高音单元30正对耳机整机出音方向，低音单元40的出音路径是经低音磁间隙47由低音出声孔212流出，低音出声孔212的数量可为多个，以进一步提高低音单元40的低频性能。
[0059]
如图7所示，低音单元40还包括定心支片48，定心支片48分别与低音振膜42以及低音壳体49固定。定心支片48一端可固定在低音音圈43远离低音振膜42的端部，另一端固定在中壳22上，可保证低音振动状态线性平衡，抑制偏振。
[0060]
可选地，低音单元40还包括位于低音振膜42与低音壳体49之间的被动辐射膜46，被动辐射膜46与低音振膜42对应设置。在一实施例中，安装盖23包括底盖部231和绕底盖部231周向环绕的侧盖部232，低音单元40还包括位于低音振膜42与底盖部231之间的被动辐射膜46，被动辐射膜46与低音振膜42对应设置，被动辐射膜46的边缘固定在侧盖部232上。底盖部231 与导磁振膜37背向设置，底盖部231具有保护、防尘等作用。被动辐射膜46 分别与低音振膜42和底盖部231间隔设置，当低音振膜42振动时，低音振膜42位于被动辐射膜46之间产生的气压被压缩或扩展，在气压变化的作用下，被动辐射膜46产生振动，便于低频信号的扩散，可提升低音的量感，还能降低谐振频率，可以有效提升发声装置10的低频性能。
底盖部231可保护被动辐射膜46，防止被动辐射振膜因意外被刮伤或碰撞，同时底盖部231上可开设通气孔，可将被动辐射膜46与底盖部231之间的气流及时疏通，保证内外气压平衡。底盖部231上开设有第二通气孔2311，当被动辐射膜46振动时，第二通气孔2311可及时疏通被动辐射膜46与底盖部231之间产生的气流，避免气压过大。
[0061]
低音振膜42通过固定环44固定在侧盖部23上，低音振膜42的边缘固定夹设在侧盖部232的侧盖部23和固定环44之间，固定环44将低音振膜42 稳定地固定在侧盖部232上，增强了发声装置10的整体结构的强度。在侧盖部232远离底盖部231的一端形成有装配耳2323，装配耳2323可用于将整个发声装置装配至耳机的主体上。
[0062]
此外，本实用新型还提供了一种耳机，耳机包括如上的发声装置10。由于该耳机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0063]
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。