阅读说明：本技术 扬声器的振动膜结构 (Diaphragm structure of loudspeaker ) 是由 王正敏 陈志� 于 2018-07-12 设计创作，主要内容包括：本申请提出一种扬声器的振动膜结构包含悬边及环状体。悬边呈圆环状且具有内环缘及相对于内环缘的外环缘。环状体设置于悬边的内环缘,是由复数个刚性加强单元一体环绕而成。各刚性加强单元包括第一侧边、第二侧边以及分别连接于第一侧边及第二侧边的二第三侧边。二第三侧边是由多个位于不同高度位置的第一参考点所构成,此些第一参考点从中间非对称地分别朝向第一侧边与第二侧边的高度逐渐递减且大致呈上突弧形,位于两相对侧的二第三侧边的最高位置的第一参考点之间定义出峰棱线,且峰棱线是由多个位于不同高度位置的第二参考点所构成,此些第二参考点从中间对称地分别朝向二第三侧边的高度逐渐递增且大致呈下凹。(The application provides a vibrating diaphragm structure of speaker contains dangling limit and ring body. The suspension edge is annular and is provided with an inner ring edge and an outer ring edge relative to the inner ring edge. The annular body is arranged on the inner ring edge of the suspension edge and is formed by integrally surrounding a plurality of rigid reinforcing units. Each rigid reinforcing unit comprises a first side edge, a second side edge and two third side edges which are respectively connected with the first side edge and the second side edge. The two third sides are formed by a plurality of first reference points which are positioned at different height positions, the first reference points are asymmetrically and gradually decreased towards the heights of the first sides and the second sides from the middle and are approximately in an upward convex arc shape, peak edge lines are defined between the first reference points positioned at the highest positions of the two opposite third sides, the peak edge lines are formed by a plurality of second reference points which are positioned at different height positions, and the second reference points are symmetrically and gradually increased towards the heights of the two third sides from the middle and are approximately in a downward concave shape.)

扬声器的振动膜结构

技术领域

本申请是有关于一种振动膜结构，尤其是指一种扬声器的振动膜结构。

背景技术

扬声器是一种由电能转化为声能的换能器，声能以声波的形式向周围辐射而发声，声波辐射主要由振动膜推动周围的空气介质来实现。振动膜是扬声器中重要的组件之一，其一般是包括环状体及设置于环状体外缘的悬边。

请参图11，现有的振动膜2在沿着现有的环状体40向外的延伸方向上多具有均一曲度，且现有的悬边50沿着现有的环状体40的外缘向外延伸，使得采用了此种环状体的扬声器的高度过大，难以满足装配轻薄的要求。

此外，大功率的扬声器往往强度大，现有振动膜也存在强度不够的隐患，需要开发出一种强度大的振动膜。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种扬声器的振动膜结构包含悬边及环状体。悬边呈圆环状且具有内环缘及相对于内环缘的外环缘。环状体设置于悬边的内环缘，是由复数个刚性加强单元一体环绕而成。各刚性加强单元包括第一侧边、第二侧边以及分别连接于第一侧边及第二侧边的二第三侧边。二第三侧边位于相对侧，且第一侧边与第二侧边分别位于相对侧。二第三侧边是由多个位于不同高度位置的第一参考点所构成，此些第一参考点从中间非对称地分别朝向第一侧边与第二侧边的高度逐渐递减且大致呈上突弧形，位于两相对侧的二第三侧边的最高位置的第一参考点之间定义出峰棱线，且峰棱线是由多个位于不同高度位置的第二参考点所构成，此些第二参考点从中间对称地分别朝向二第三侧边的高度逐渐递增且大致呈下凹。数个刚性加强单元的所有第一侧边位在相同高度位置形成环状体的内圆，且所有第二侧边位在相同高度位置形成环状体的外圆。

在一实施例中，该二第三侧边的最高的高度位置的第一参考点是位在相同的高度位置。

在一实施例中，在该第一侧边至该第二侧边之间垂直于峰棱线的位置定义出数个法线，且各该第三侧边的曲率大于或等于各该法线的曲率。

在一实施例中，该些法线的最高位置是位于与该峰棱线的相交处。

在一实施例中，各该法线是由多个位于不同高度位置的多个第三参考点所构成，且通过该峰棱线的最低位置的法线定义为参考法线，位于该参考法线的最高位置的第三参考点即为该峰棱线的最低位置的第二参考点。

在一实施例中，各该刚性加强单元包括第一面以及与该第一面相连的第二面，该第一面是介于该峰棱线至该第一侧边之间且介于该二第三侧边之间，该第二面是介于该峰棱线至该第二侧边之间且介于该二第三侧边之间，其中该第一面与该第二面之间形成弯折。

在一实施例中，该第二侧边的高度位置高于该第一侧边的高度位置。

在一实施例中，该环状体的材料为铝。该环状体的铝材料密度为2700kg/m^3。该环状体的铝材料的杨氏模量为75GPa。该环状体的铝材料的泊松比为0.33。

综上所述，根据本申请扬声器的振动膜结构，通过第三侧边的第一参考点的位置从最高点(位于第三侧边中最高的高度位置的第一参考点)分别朝向第一侧边的方向及朝向第二侧边的方向高度逐渐递减。峰棱线的第二参考点的高度位置从最低点(位于峰棱线中最低的高度位置的第一参考点)分别朝两端的最高点(最高位置的第一参考点)方向逐渐递增，使得各刚性加强单元在第一面与第二面之间(于峰棱线处)形成弯折且于峰棱线呈现向下凹，形成马鞍形，并使得振动膜结构的刚性加强单元能够改善于第一面与第二面之间(于峰棱线处)存在应力集中的情况，进而增加刚性加强单元的强度，以增强振膜的振动能量，可有效提高扬声器的灵敏度，并增加振动膜结构的使用寿命。

附图说明

图1为根据本申请的扬声器的振动膜结构的一实施例的立体示意图。

图2为图1沿A-A剖面线的剖面示意图。

图3为根据本申请的环状体的一实施例的立体示意图。

图4为根据本申请的环状体的一实施例的俯视图。

图5为图4沿B-B剖面线的径向截面示意图。

图6为根据本申请的刚性加强单元的一实施例的立体示意图。

图7为根据本申请的刚性加强单元的一实施例的俯视图。

图8为根据本申请的刚性加强单元的一实施例的立体示意图。

图9为图7沿C-C剖面线的剖面示意图。

图10为根据本申请的环状体的一实施例的载荷-位移曲线图。

图11为现有技术的的振动膜结构。

具体实施方式

请参考图1与图2，本申请提出一种扬声器的振动膜结构1，在本实施例中，所述振动膜结构1包含环状体10以及悬边20。悬边20呈圆环状且具有内环缘21及外环缘22。环状体10是设置于悬边20的内环缘21。

请参考图3、图4与图5，环状体10是由复数个刚性加强单元11一体环绕而成。各刚性加强单元11具有第一侧边111、相对于第一侧边111的第二侧边112以及分别连接于第一侧边111及第二侧边112的相对二第三侧边113。各刚性加强单元11的各第一侧边111位在相同高度位置且彼此共圆，换言之，各刚性加强单元11的各第一侧边111依序连接而形成呈现圆环的内周缘。各刚性加强单元11的各第二侧边112位在相同高度位置且彼此共圆，换言之，各刚性加强单元11的各第二侧边112依序连接而形成呈现圆环的外周缘。各刚性加强单元11的外周缘的长度大于内周缘的长度，于此，各第二侧边112的长度大于各第一侧边111的长度。

其中，悬边20设置于环状体10的外周缘上，在一些实施例中，如图1所示，悬边20的内环缘21位于环状体10的内周缘及外周缘之间。各刚性加强单元11的任一第三侧边113亦为相邻的刚性加强单元11的第三侧边113。在此定义第三侧边113仅是为了方便说明，实际上，复数个刚性加强单元11是一体环绕而成。由于环状体的尺寸会影响声音传输效率和声压级(SOUND PRESSURE LEVEL，SPL)曲线，因此可根据扬声器的需求来决定刚性加强单元11的数量，在一些实施例中，刚性加强单元11的数量为奇数。举例来说，如图1所示，环状体10是由九个刚性加强单元11环绕而成。不过，在另一些实施例中，环状体10也可由偶数个刚性加强单元11环绕而成，本实施例并不限制。

请参考图6，由单一个刚性加强单元11来看，各第三侧边113呈弧形。各第三侧边113可定义为由多个位于不同高度位置的多个第一参考点P1之间的连线而成(为方便说明，图6所示的第一参考点P1的位置及数量仅为示意)，其中，为方便说明，位于第三侧边113中最高的高度位置的第一参考点标号为P11。各第三侧边113的第一参考点P1的高度位置从位于第三侧边113中最高的高度位置的第一参考点P11分别朝向第一侧边111与第二侧边112两边的方向逐渐递减第一参考点。换句话说，以图6来说，各个刚性加强单元11沿第三侧边113的截面是呈现向上***且呈弧形，而且，仅P1的高度最高，而其余第一参考点P1的高度位置都比P11还低。

如图4的俯视图所示，环状体10的内外周缘实际上构成彼此平行的同心圆。请参考图7关于刚性加强单元11的俯视图。刚性加强单元11的两侧的第三侧边113最高的第一参考点P11之间的连线定义出峰棱线114(以点链线表示)，该峰棱线114也平行于环状体10的内外周缘。垂直于峰棱线114的方向上可定义出数条法线115(为方便说明，图7所示的法线115以虚线表示)，各法线115的最高点相连即构成峰棱线114(如图8所示)。

请参图8，峰棱线114是由多个位于不同高度位置的第二参考点P2所构成，其中，位于峰棱线114中最低的第二参考点P2标号为P21。峰棱线114的高度位置从最低的第二参考点P21分别朝两端最高的第一参考点P11方向逐渐递增。换句话说，以图8来说，各个刚性加强单元11的峰棱线114是呈现向下凹入且为弧形曲线，而且，其余第二参考点P2的高度位置都比P21的高度位置高。此外，以图5来说，各个刚性加强单元11的峰棱线114依序相连，形成多个连续起伏的下凹弧形。

在一些实施例中，请参考图8，对于同一刚性加强单元11来说，相对二第三侧边113的最高的高度位置的第一参考点P11以及峰棱线114的两端点实际是相同点，且峰棱线114是以最低点P21为中心点并左右对对称。

每一法线垂直于峰棱线，且每一该法线是由该第一侧边上的其中一点沿垂直于该峰棱线的方向且通过该其中一第二参考点而至该第二侧边上的其中一点之间的连线所定义出。法线115由多个位于不同高度位置的第三参考点P3所构成(图7与图8所示的第三参考点P3的位置及数量仅为示意)，其中，由于每一法线115都通过峰棱线114，位于法线115中最高的高度位置的第三参考点P3即为峰棱线114上的第二参考点P2。每一法线115的各第三参考点P3的高度位置从与峰棱线114相交的第二参考点P2(法线115的最高点)分别朝第一侧边111及第二侧边112方向逐渐递减。也就是说，各个刚性加强单元11沿各法线115的截面是呈现向上***且呈弧形。举例而言，以参考法线1151作示范例，请参考图9，图9为图7沿参考法线1151的截面示意图，其中参考法线1151是指通过峰棱线114的最低的高度位置的第二参考点P21的法线，也就是说，参考法线1151是由第一侧边111上的中心点沿垂直于峰棱线114的的方向并通过峰棱线114的最低的高度位置的第二参考点P21至第二侧边112上的中心点之间的连线。同样地，参考法线1151的各第三参考点P3的高度位置从与峰棱线114相交的第二参考点P2(峰棱线114的最低的高度位置的第二参考点P21)分别朝第一侧边111及第二侧边112方向逐渐递减。参考法线1151上位于最高的高度位置的第三参考点P3亦为峰棱线114的最低的高度位置的第二参考点P21。

在一些实施例中，请参考图9，各刚性加强单元11的各第一侧边111位在相同高度位置且各刚性加强单元11的各第二侧边112位在相同高度位置，由于各法线115是由第一侧边111上的其中一点且通过一第二参考点P2而至第二侧边112上的其中一点的连线，而且峰棱线114的各第二参考点P2的高度位置不同，因此对各法线115来说，位于各法线115的最高位置的第三参考点P3的高度位置不同。于此，距离各第三侧边113越近的法线115的曲率(即弯曲程度)大于距离各第三侧边113越远的法线115的曲率。参考法线1151的曲率最小。各第三侧边113的曲率最大。

在一些实施例中，请参考图7、图8与图9，各刚性加强单元11具有第一面31及与第一面31连接的第二面32。第一面31的区域范围是介于相对二第三侧边113且介于峰棱线114至第一侧边111之间。第二面32的区域范围是介于相对二第三侧边113且介于峰棱线114至第二侧边112之间。第一面31与第二面32之间形成弯折，而悬边20黏贴于第二面32的一部份，于此，振动膜结构1的整体高度可获得改善。

在一些实施例中，请参考图9，各第二侧边112的高度位置高于各第一侧边111的高度位置，亦即环状体10的外周缘高于内周缘。

此外，由于峰棱线114呈现向下凹入且为弧曲形，第一面31与第二面32之间的弯折无需过大，因此可改善于第一面31与第二面32之间(于峰棱线114处)存在应力集中的情况，进而增加刚性加强单元11的强度。在一些实施例中，各刚性加强单元11大致呈马鞍形。在一些实施例中，各第一参考点的标号P11是位于刚性加强单元11中最高的高度位置。

环状体10可以是铝材料所制成的，优选者，本申请环状体10的材料参数如表1所示。

表1

为比较本申请环状体10与习用具有均一曲度的环状体(不具有刚性加强单元)的强度，进行模态分析。获得模拟本申请环状体10与传统的环状体(如图11所示)的前五阶固有频率，如表2所示。

表2

由表2可知，本申请环状体10的前5阶固有频率都高于传统的环状体。根据下列公式(1)：

其中，n为阶数，K_n为第n阶模态刚度，M_n为第n阶模态质量。在相同厚度的情形之下，由于本申请环状体10的总面积大于传统的环状体，所以本申请环状体10的质量大于传统环状体的质量，根据上式公式(1)，本申请环状体10的刚度大于传统的环状体的刚度。

请参见图10，对环状体10进行试验而产生的载荷-位移曲线图。在环状体10的第一侧边111施加一个法向的边界载荷，在环状体10的第二侧边112位置处添加一个面约束边界，计算出相同载荷下，整个环状体10上表面的平均位移。在图10中，曲线L1代表的是传统的环状体(不具有刚性加强单元)在运作时的载荷-位移曲线。曲线L2代表的是本申请环状体10在运作时的载荷-位移曲线。比较曲线L1与曲线L2可看出，本申请环状体10的曲线L2的平均位移小于传统环状体的曲线L1。因此可知本申请环状体10的刚度大于习用环状体的刚度。

综上所述，根据本申请扬声器的振动膜结构，通过各第三侧边的各第一参考点的高度位置从最高点(位于第三侧边中最高的高度位置的第一参考点)分别朝向第一侧边的方向及朝向第二侧边的方向逐渐递减。，峰棱线的各第二参考点的高度位置从最低点(位于峰棱线中最低的高度位置的第一参考点)分别朝两端的最高点(最高的高度位置的第一参考点)方向逐渐递增，使得各刚性加强单元在第一面与第二面之间(于峰棱线处)形成弯折且于峰棱线呈现向下凹，形成马鞍形，使得振动膜结构的刚性加强单元能够改善于第一面与第二面之间(于峰棱线处)存在应力集中的情况，进而增加刚性加强单元的强度，以增强振膜的振动能量，可有效提高扬声器的灵敏度，并增加振动膜结构的使用寿命。

虽然本申请已以实施例公开如上，然其并非用以限定，任何本领技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本申请的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。