专利名称：覆合扬声器振膜及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电声领域，具体地讲是一种磁性动圈式扬声器的振膜及其制作方法。
振膜的构造是影响扬声器发声效果的关键性因素，因而对振膜的设计一直是扬声器设计领域内不断进行发展的一个重要的课题。扬声器的主要设计指标是尽量地减少其自身的分割振动以及足够的刚性；其中分割振动主要来自扬声器的振膜，由于振膜自身的结构与材料的缺陷，扬声器在工作时会产生和与声源频率不同的杂乱振动被称之为分割振动。这种分割振动的现象降低了扬声器的仿真效果。一个较理想的扬声器是尽量地减少振动自身的分割振动，有效地减少振膜的反射能量的干扰，使大信号时，振膜的分割振动被充份抑制，使失真降至最低，真实地再现原始音频的信号。
现有的扬声器振膜的几何形状主要分为两类，一种即圆锥振膜扬声器和平面振膜扬声器。无论何种扬声器都存在着一些缺陷，这些缺陷大都主要是由扬声器本身振膜的材料以及结构所引起的，而其中最主要的影响因素则为振膜的结构。
对振膜的改进可以通过改进振膜的结构、材料、几何形状以及表面处理等几个方面。无论进行何种改进，其主要的目的有两个一是为了增强振膜的刚性，使振膜得到分区加强，在工作时，减少分割振动的情况；二是改善振膜的阻尼特性，使其能吸收由振膜材料本身产生的音染以及分割振动所产生的杂音，从而得到高保真的效果。
为实现上述目的，多年来人们对扬声器振膜的改进进行着坚持不懈的努力，以求获得最佳的保真效果。例如，目前市售的的一种由法国Focal公司提供的一种Polykevlar振膜，即多层kevlar类衬布，kevlar是一种高分子化合物，分子间的聚合力很强，以前常用于作为一种防弹衣。而Polykevlar振膜的主要结构，是与两层kevlar之间用极小的硅纤维中空球与环氧树脂混合而成。该种结构的刚性是由kevlar材料以及与其内层硅纤维中空球与环氧树脂混合层的结合予以保障，而硅纤维中空球的中空的结构又会提供一种较好的阻尼特性，可大大地消除分割振动。因此该种振膜的新材料使得振膜的刚性及阻尼特性均得到较大的改善，为此目前被应用于旗舰级产品的UTOPLA上。
本发明人对上述结构产品的检测实验证明，该种产品仍存在有一定的分割振动的影响，其原因为，上述的硅纤维中空球是与环氧树脂混合而成，而该环氧树脂本身是一种可发声的材料，因此具有较大的音染，虽然该种由环氧树脂材料而产生的音染由硅纤维中空球的中空结构被有所消弱，但其不能有效地减少振膜反射能量的干扰。
kevlar材料作为表层与其内的硅纤维中空球的结合也主要是以环氧树脂粘合的方式实现的，所以也会产生与上述相同的音染。另外，不难看出，此种Polykevlar振膜的材料成本较高，而且制作较为复杂，所以其制造成本较高，影响其在不同品质的扬声器中推广使用。
目前市售的另一种扬声器的振膜，其主要是一种采用混合矿物质的聚丙烯材料制成，其主要的代表产品为英国乐富豪(MHARFEDALE)公司生产的MFHP2扬声器，该种材料硬度高、质量轻，其本身产生音染较小，但该种材料的阻尼特性较差，因此，并不能达到高保真的目的，目前尚不能作为高挡的扬声器振膜。
本发明的目的在于提供一种覆合扬声器振膜，使其每一层结构本身均不具有音染，而该覆合层同时又具有极好的阻尼特性，因该覆合层材料具有内部的“摩擦力”，因此能抑制分割振动的干涉，可进一步提高扬声器的保真性及音质。并大幅度地降低振膜的制作成本，可应用于各种不同挡次的扬声器，均能有效地提高其保真性和音质。
本发明的目的是这样实现的，一种覆合扬声器振膜，包括有一作为主要发声元件的主振膜，该主振膜联接于音圈，其特征在于所述的主振膜上结合有一层阻尼覆合层，该阻尼覆合层与主振膜呈无间隙的密合状态。
本发明的目的还可由如下措施实现的，所述的阻尼覆合层由天然织物构成的阻尼覆合层。该天然织物构成的阻尼覆合层是由丝绸或纯棉织布构成的阻尼覆合层。于该丝绸、纯棉构成的阻尼覆合层上可设有阻尼材料涂层。其阻尼覆合层也可为由化纤织物覆合层，其最佳为由丙纶织物构成的阻尼覆合层。其阻尼覆合层为由除掉毛的软兽皮构成的阻尼覆合层，该除掉毛的软兽皮构成的阻尼覆合层可为由羊皮、兔皮构成的阻尼覆合层。阻尼覆合层为由薄的软发泡材料构成的阻尼覆合膜该软发泡材料构成的阻尼覆合膜为橡胶泡沫海绵、薄的聚氨脂泡沫构成的阻尼覆合膜。所述的主振膜可为纸、聚丙烯材料构成的振膜。
由于本发明中的阻尼覆合层采用自身不具有发声的作用而仅有透声的功能的材料构成，因此其自身不会产生任何的“音染”。而该阻尼覆合层的内部具有一定的“摩擦力”，当主振膜发声时所产生的分割振动干涉，在透过阻尼覆合层时被其内部的“摩擦力”所消耗、吸收而被滤掉。而对于主振膜的原声则因其能量较大，可以穿透该阻尼覆合层。本发明中的阻尼覆合层的采用可大大地增强扬声器的阻尼特性，可有效地抑制振膜的分割振动干涉，从而将失真降至最低，真实地再现音频信号。
本发明的覆合扬声器振膜是这样制造的将主振膜和覆合阻尼层预先成型所需的形状；再将预先成型的主振膜和覆合阻尼层置于模具中；然后在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；将压合成一体的覆合振膜快速冷却；最后将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。所述的加热的温度范围在90℃至280℃之间。所述的冷却时间不大于6分钟。所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度由模具的间隙决定。所述的将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该覆合振膜从模具中吹出。
本发明中的主振膜与阻尼覆合层的结合是利用材料自身特性，在加热时，会在主振膜与阻尼覆合层之间从材料自身分泌出黏性物质，通过压合使两者之间不存在间隙地密合，而不是利用各种粘合剂粘合，可完全排除由其它结合材料对振膜所产生的附加音染。而且，加热过程中，又可使主振膜的刚性提高，并不增加重量。因此，可使主振膜作得很轻，又能保证刚性。
综上改进，本发明人经大量的试验证明，本发明同现有技术相比较，以极低的制造成本及材料成本，而获得一种极佳的保真效果及音质，可作为高品质的扬声器振膜。
附面说明
图1本发明的平板振膜的结构示意图；图2为图1的局部剖视图；图3本发明的锥盆振膜的结构示意图；图4为图3的局部剖视图。
实施例1本发明一种覆合扬声器振膜，包括有一作为主要发声元件的主振膜1，在本实施例中，该主振膜1为一平板振膜，如图1和图2所示。在本实施例中，主振膜可由聚丙烯材料构成，(该种主振膜为现有技术，在此不再赘述)。该主振膜1联接于音圈3，该种联接可直接联接，也可如图所示，通过一激振盆2联接于音圈3。主振膜1的周缘设有一环扼环4，由该扼环4将将振膜悬浮支撑于扬声器的框架上。
本发明最重要的特征是在于该主振膜1上结合有一层阻尼覆合层5。在本实施例中，该阻尼覆合层5采用一种薄的橡胶泡沫海绵或薄的聚氨脂泡沫材料。其制作方法可以是将主振膜和覆合阻尼层预先成型所需的形状；再将预先成型的主振膜和覆合阻尼层置于模具中；然后在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；将压合成一体的覆合振膜快速冷却；最后将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。加热时的温度范围在140℃±50℃之间。所述的冷却时间不大于4分钟。所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度有模具的间隙决定。将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该覆合振膜从模具中吹出。此种方法只为脱模的一种实施方式，但不应因此来限制本发明。
本发明中的主振膜与阻尼覆合层的结合是利用材料自身特性，在加热时，会在主振膜与阻尼覆合层之间从材料自身分泌出黏性物质，通过压合使两者之间不存在间隙地密合，而不是利用各种粘合剂粘合，可完全排除由其它结合材料对振膜所产生的附加音染。
本实施例所具有的特点是，由聚丙烯材料构成的主振膜刚性高、质量轻，能够吸收并消除不必要的共鸣震荡，不会产生自身的音染。由薄的橡胶泡沫海绵或薄的聚氨脂泡沫材料的阻尼覆合层具有薄软的并带有微孔的特性。首先由于其本身材质轻软，当其受到任何振动的影响时，自身不会发声，但其同时又具有较好的透声作用，因此其作为阻尼覆合层时自身不会产生音染。另外，由于覆合层本身具有细密微孔，使得其在透声的同时在其内部形成一种“摩擦力”，该种“摩擦力”使得由主振膜发声时所产生的分割振动干涉在穿透覆合层时被该“摩擦力”所消耗、吸收，而达到一种过滤的效果，从而增大了振膜整体的阻尼特性。该“摩擦力”能量可由阻尼覆合层的重量及厚度决定，使之不会对主音频信号产生影响。
本实施例还可应用于如图3和图4所示出的锥盆结构的振膜。图中该主振膜6联接于音圈3。主振膜6的周缘设有一环扼环7，由该扼环7将将振膜悬浮支撑于扬声器的框架上。该主振膜6采用上述方法结合有一层阻尼覆合层8。该锥盆结构的振膜与上述的平板结构的振膜相同，因此，两者的音质效果相同。
实施例2在本实施例中，作为主要发声元件的主振膜1，可为一平板振膜，如图1和图2所示，也可如图3和图4所示出的锥盆结构的振膜。其具体结构在此不再赘述。
而在本实施例中，主振膜于实施例1相同，是由聚丙烯材料构成。该阻尼覆合层由采用一种薄的除掉毛的软兽皮，如羊皮、兔皮等材料。
其制作方法首先应配合主振膜的材料及形状选择一定重量并厚度均匀的软兽皮，并将其制成与主振膜相同的形状。再将预先成型的主振膜和软兽皮材料的覆合阻尼层置于模具中；然后在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；将压合成一体的覆合振膜快速冷却；最后将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。所述的加热的温度范围在180℃±60℃之间。所述的冷却时间不大于5分钟。所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度由模具的间隙决定。所述的将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该覆合振膜从模具中吹出。还可以用其它方法脱模，如将覆合振膜从模具中弹出。
本发明中的主振膜与阻尼覆合层的结合是利用材料自身特性，在加热时，会在主振膜与阻尼覆合层之间从材料自身分泌出黏性物质，通过压合使两者之间不存在间隙地密合，而不是利用各种粘合剂粘合，可完全排除由其它结合材料对振膜所产生的附加音染。
本实施例所具有的特点是，由聚丙烯材料构成的主振膜刚性高、质量轻，能够吸收并消除不必要的共鸣震荡，不会产生本身的音染。由薄的软兽皮材料构成的阻尼覆合层由于其本身材质轻软，当其受到任何振动的影响时，自身不会发声，但其同时又具有较好的透声作用，因此其作为覆合阻尼层时自身不会产生音染。另外，由于软兽皮天然生成的有细密微孔，也会使得其在透声的同时在其内部形成一种“摩擦力”，可增大振膜整体的阻尼特性，提高其保真性。与实施例1相比，由于软兽皮天然生成的细密微孔比发泡塑料的微孔更为细密、均匀，而且经加工的软兽皮比发泡塑料的重量更轻，因而其音质更佳，保真性更好。
实施例3
在本实施例中，作为主要发声元件的主振膜1，可为一平板振膜，如图1和图2所示，也可如图3和图4所示出的锥盆结构的振膜。其具体结构在此不再赘述。
而在本实施例中，主振膜于实施例1相同，是由聚丙烯材料构成。该阻尼覆合层采用天然织物，如丝绸、纯棉布等材料制成。
其制作方法首先应配合主振膜的材料及形状选择一定重量并厚度均匀的天然织物，如丝绸或纯棉布，并将其制成与主振膜相同的形状。再将预先成型的主振膜和采用天然织物材料的覆合阻尼层置于模具中；然后在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；将压合成一体的覆合振膜快速冷却；最后将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。所述的加热的温度范围在220℃±60℃之间。所述的冷却时间不大于6分钟。所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度由模具的间隙决定。所述的将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该覆合振膜从模具中吹出。
本发明中的主振膜与阻尼覆合层的结合是利用材料自身特性，在加热时，会在主振膜与阻尼覆合层之间从材料自身分泌出黏性物质，通过压合使两者之间不存在间隙地密合，而不是利用各种粘合剂粘合，可完全排除由其它结合材料对振膜所产生的附加音染。
本实施例所具有的特点是，由聚丙烯材料构成的主振膜刚性高、质量轻，能够吸收并消除不必要的共鸣震荡，不会产生本身的音染。由天然织物，如丝绸、纯棉布等材料构成的阻尼覆合层由于其本身材质轻软，当其受到任何振动的影响时，自身不会发声，但其同时又具有较好的透声作用，因此其作为阻尼覆合层时自身不会产生音染。另外，由于天然织物，如丝绸、纯棉布具有细密微孔，也会使得其在透声的同时在其内部形成一种“摩擦力”，从而产生与实施例1相同的过滤的效果，可增大振膜整体的阻尼特性，提高其保真性。与实施例1相比，本实施例所采用的如丝绸、纯棉布等天然织物材料，更易加工，因此制作方法相对简单。
实施例4在本实施例中，作为主要发声元件的主振膜1，可为一平板振膜，如图1和图2所示，也可如图3和图4所示出的锥盆结构的振膜，其具体结构在此不再赘述。
而在本实施例中，主振膜于实施例1相同，是由聚丙烯材料构成。该阻尼覆合层采用化纤织物，如丙纶织物等材料制成。
其制作方法首先应配合主振膜的材料及形状选择一定重量化纤织物，如丙纶织物等，并将其辗压制成与主振膜相同的形状。将聚丙烯材料构成的主振膜和薄的化纤织物，如丙纶织物等材料构成的覆合阻尼层置于模具中，然后在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；将压合成一体的覆合振膜快速冷却；最后将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。所述的加热的温度范围在180℃±60℃之间。所述的冷却时间不大于3分钟。所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度有模具的间隙决定。所述的将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该覆合振膜从模具中吹出。
本发明中的主振膜与阻尼覆合层的结合是利用材料自身特性，在加热时，会在主振膜与阻尼覆合层之间从材料自身分泌出黏性物质，通过压合使两者之间不存在间隙地密合，而不是利用各种粘合剂粘合，可完全排除由其它结合材料对振膜所产生的附加音染。
本实施例所具有的特点是，由聚丙烯材料构成的主振膜刚性高、质量轻，能够吸收并消除不必要的共鸣震荡，不会产生本身的音染。由化纤织物，如丙纶织物等材料构成的阻尼覆合层由于其本身材质轻软，当其受到任何振动的影响时，自身不会发声，但其同时又具有较好的透声作用，因此其作为阻尼覆合层时自身不会产生音染。另外，由于化纤织物，如丙纶织物具有细密微孔，也会使得其在透声的同时在其内部形成一种“摩擦力”，从而产生与实施例1相同的过滤的效果，可增大振膜整体的阻尼特性，提高其保真性。与实施例1相比，本实施例所采用的如丙纶织物等化纤织物的成本非常低，从而可以降低整个扬声器的制作成本。
实施例5在本实施例中，作为主要发声元件的主振膜1，可为一平板振膜，如图1和图2所示，也可如图3和图4所示出的锥盆结构的振膜。其具体结构在此不再赘述。
在本实施例中，该阻尼覆合层5采用一种薄的橡胶泡沫海绵或薄的聚氨脂泡沫材料。其制作方法可以是将主振膜和覆合阻尼层预先成型所需的形状；再将预先成型的主振膜和覆合阻尼层置于模具中；然后在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；将压合成一体的覆合振膜快速冷却；最后将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。加热时的温度范围在180℃±60℃之间。所述的冷却时间不大于3分钟。所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度由模具的间隙决定。所述的将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该覆合振膜从模具中吹出。
本发明中的主振膜与阻尼覆合层的结合是利用材料自身特性，在加热时，会在纸材料的主振膜与阻尼覆合层之间从材料自身分泌出黏性物质，该黏性物质主要是制作纸时所加入的黏合剂，通过压合使两者之间不存在间隙地密合，而不是利用各种粘合剂粘合，可完全排除由其它结合材料对振膜所产生的附加音染。
本实施例所具有的特点是，由纸材料构成的主振膜质量轻，能够吸收并消除不必要的共鸣震荡，不会产生自身的音染。由薄的橡胶泡沫海绵或薄的聚氨脂泡沫材料的阻尼覆合层具有薄软的并带有微孔的特性。首先由于其本身材质轻软，当其受到任何振动的影响时，自身不会发声，但其同时又具有较好的透声作用，因此其作为阻尼覆合层时自身不会产生音染。另外，由于覆合层本身具有细密微孔，使得其在透声的同时在其内部形成一种“摩擦力”，该种“摩擦力”使得由主振膜发声时所产生的分割振动干涉在穿透覆合层时被该“摩擦力”所消耗、吸收，而达到一种过滤的效果，从而增大了振膜整体的阻尼特性。该“摩擦力”能量可由阻尼覆合层的重量及厚度决定，使之不会对主音频信号产生影响。
本实施例还可应用于如图3和图4所示出的锥盆结构的振膜。图中该主振膜6联接于音圈3。主振膜6的周缘设有一环扼环7，由该扼环7将将振膜悬浮支撑于扬声器的框架上。该主振膜6采用上述方法结合有一层阻尼覆合层8。该锥盆结构的振膜与上述的平板结构的振膜相同，因此，两者的音质效果相同。
应用本发明，上述由薄软的并带有微孔材料构成的覆合层，由于其本身材质轻软，当其受到任何振动的影响时，自身不会发声，但其同时又具有较好的透声作用。因此其作为阻尼覆合层时自身不会产生音染。另外，由其材料特性决定，覆合层本身具有细密微孔，使得其在透声的同时在其内部形成一种“摩擦力”，该种“摩擦力”使得由主振膜发声时所产生的分割振动干涉在穿透覆合层时被该“摩擦力”所消耗、吸收，而达到一种过滤的效果，从而增大了振膜的阻尼特性。该“摩擦力”能量适当，又不会对主音频信号产生影响，可将失真降至最低，真实地再现音频信号。由于加入了覆合阻尼层，本发明的覆合扬声器振膜最适合于制作高保真的中音、低音扬声器。
权利要求
1.一种覆合扬声器振膜，包括有一作为主要发声元件的主振膜，该主振膜联接于音圈，其特征在于所述的主振膜上结合有一层阻尼覆合层，该阻尼覆合层由薄软且具有微孔的不发声材料制成，该阻尼覆合层由与主振膜呈无间隙的密合状态。
2.根据权利要求1所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的阻尼覆合层采用天然织物材料构成。
3.根据权利要求2所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的天然织物可为由丝绸或纯棉织布。
4.根据权利要求3所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的丝绸、纯棉构成的阻尼覆合层上可设有阻尼材料涂层。
5.根据权利要求1所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的阻覆合层为由化纤织物材料制成，其最佳为由丙纶织物构成。
6.根据权利要求1所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的阻尼覆合层为由除掉毛的软兽皮制成。
7.根据权利要求6所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的除掉毛的软兽皮可为由羊皮、兔皮。
8.根据权利要求1所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的阻尼覆合层可由薄的软发泡材料制成。
9.根据权利要求8所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的软发泡材料可为橡胶泡沫海绵、薄的聚氨脂泡沫材料。
10.一种如权利要求1所述的一种覆合扬声器振膜的制造方法，包括如下步骤1)将主振膜和覆合阻尼层预先成型所需的形状；2)将预先成型的主振膜和覆合阻尼层置于模具中；3)在模具中将主振膜和覆合阻尼层加热压合至预定的厚度，使两者之间无间隙密合；4)将压合成一体的覆合振膜快速冷却；5)将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出。
11.根据权利要求10所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的加热的温度范围在90℃至280℃之间。
12.根据权利要求10所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的冷却时间不大于6分钟。
13.根据权利要求10所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的压合后的主振膜与覆合阻尼层的厚度由模具的间隙决定。
14.根据权利要求10所述的一种覆合扬声器振膜，其特征在于所述的将压合成一体的覆合振膜从模具中脱出可利用设在模具上的通气孔将该主振膜和覆合阻尼层从模具中吹出。
全文摘要
一种覆合扬声器振膜,包括有一作为主要发声元件的主振膜,该主振膜联接于音圈,其特征在于所述的主振膜上结合有一层阻尼覆合层,该阻尼覆合层与主振膜呈无间隙的密合状态。本发明同现有技术相比较,以极低的制造成本及材料成本,而获得一种极佳的保真效果及音质,可以大大提高不同挡次扬声器的音质,可作为高品质的扬声器振膜。
文档编号H04R7/00GK1307437SQ0010045
公开日2001年8月8日 申请日期2000年1月31日 优先权日2000年1月31日
发明者李万钧 申请人:李万钧