一种音圈支架、扬声器及电子设备

专利2025-06-05  30


本发明涉及一种音圈支架、扬声器及电子设备,属于电子声学,特别是音圈。


背景技术:

1、现有动圈式扬声器通常由三部分组成:

2、①振动系统,包括振膜、音圈和定心支片等;

3、②磁路系统,包括永久磁铁、导磁板和场心柱等;

4、③辅助系统,包括盆架、接线板、防尘盖等。

5、当处于磁场中的音圈有音频电流通过时,就产生随音频电流变化的磁场,这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用,使音圈沿着轴向振动而发出声音。

6、随着扬声器的振幅越来越大,音圈需要的上振动空间越来越大,无法使音圈处于更好的位置,这个时候需要给音圈增加一个支架,可以把音圈的位置往磁场中送;或者音圈壁厚太薄,容易变形,需要给音圈增加一个内衬,使音圈保持这个形状不变,这个时候也需要添加音圈支架。

7、音圈的支架是整个音圈的骨络,担负着将音圈产生的音源驱动力传输到外部,呈机械波辐射扩散的责任,所以要求音圈支架既轻,刚性又大,支架内表面要平整光滑,经涂料处理后,还要耐高温。音圈支架的常用材质包括牛皮纸、铝、石棉纸等。

8、因此,提供一种新型的音圈支架、扬声器及电子设备已经成为本领域亟需解决的技术问题。


技术实现思路

1、为了解决上述的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种音圈支架、扬声器及电子设备。本发明通过解决扬声器音圈支架在重量上的限制,提升了扬声器及电子设备等产品的性能,满足整机对扬声器声音的需求。

2、为了实现以上目的,一方面,本发明提供了一种音圈支架,其中,所述音圈支架包含吸音材料,以所述音圈支架的总重量为100%计,所述吸音材料的含量为90-95%,其中,所述吸音材料包含第一吸音粒子和第二吸音粒子,所述第一吸音粒子的直径为1-5μm,所述第二吸音粒子的直径为10-20μm,所述第一吸音粒子和所述第二吸音粒子的重量比为1.5-9:1。

3、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述音圈支架的密度为0.5-1.0g/cm3。

4、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述第一吸音粒子和所述第二吸音粒子相同或不同地选自沸石分子筛、活性二氧化硅、活性炭、表面多孔的碳酸钙及表面多孔的硅酸钙等多孔粉体材料中的一种或者几种的组合。

5、为了在更大程度上提升吸音材料的声学增强效果,作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述沸石分子筛包括mfi结构分子筛、fer结构分子筛、cha结构分子筛、mel结构分子筛、ton结构分子筛、mer型分子筛、bea型分子筛及mtt结构分子筛等中的一种或几种的组合。

6、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述沸石分子筛为zsm-5分子筛。

7、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述沸石分子筛包括孔径为0.3-0.7nm的微孔以及孔径为10-30nm的介孔。

8、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述音圈支架还包含用于将所述吸音材料粘结起来的胶粘剂,以所述音圈支架的总重量为100%计,胶粘剂的绝干含量为5-10%;其中,所述胶粘剂为有机胶粘剂。即相当于本发明的所述音圈支架的材质为声学增强材料,其中,所述声学增强材料包含吸音材料以及用于将所述吸音材料粘结起来的胶粘剂。

9、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述有机胶粘剂包括聚丙烯酸酯、丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚苯乙烯丁二烯乳液、聚苯乙烯丙烯酸酯、聚苯乙烯醋酸盐乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、有机硅树脂及聚丁二烯橡胶乳液等中的一种或几种的组合。

10、作为本发明以上所述音圈支架的一具体实施方式,其中,所述音圈支架的轴向截面形状为z形或l形等,径向截面为圆角矩形、圆形或者近圆形等。其中,所述音圈支架的整体为筒型,例如当径向截面为圆形时,该音圈支架的整体为圆筒。另外,z形可为严格意义上的z形,也可为相连两边呈直角的z形,具体可如图2所示。本发明将音圈支架的轴向截面形状设计为z形或l形等,可增加音圈支架与振膜的粘接面积,从而可增加中心胶的粘接力。

11、本发明对音圈支架的制作方法不作具体要求,可根据现场实际作业需要进行合理调整。例如,在本发明的一些实施例中,可先将吸音颗粒和胶粘剂混合制得混合浆料,再对所述混合浆料进行成型得到所述音圈支架。

12、扬声器的关键参数有很多,如共振频率f0,声压级(sound pressure level),谐波失真(thd)、高次谐波失真(hohd)等;其中,共振频率f0是扬声器最重要的指标之一,它代表了扬声器低频特性的高低。

13、根据质子振动学原理;

14、f0的计算公式如下公式(1)所示:

15、

16、公式(1)中:

17、f0为扬声器单元的谐振频率,单位为hz;

18、mms为振动系统的等效质量(包括空气的负载质量),单位为kg;

19、cms为振动系统的等效力顺,单位为m/n。

20、其中,振动系统的等效质量mms包括音圈、音圈支架、振膜、定心支片以及粘接胶水的重量总和,而音圈支架的重量占mms的比值越低,中频灵敏度则越高。

21、另一方面,本发明还提供了一种扬声器,包括一个或多个声学传感器、一个或多个外壳,所述一个或多个声学传感器与所述一个或多个外壳组合形成扬声器后腔,其中,所述扬声器的音圈支架为以上所述的音圈支架。

22、作为本发明以上所述扬声器的一具体实施方式,其中,当所述音圈支架的轴向截面形状为z形时,z形音圈支架中任一端的整个外端面与振膜连接;当所述音圈支架的轴向截面形状为l形时,l形音圈支架中一边的整个外端面与振膜连接。

23、作为本发明以上所述扬声器的一具体实施方式,其中,所述音圈支架上设有一个或多个孔,用于散热。

24、作为本发明以上所述扬声器的一具体实施方式,其中,所述扬声器后腔内装填有吸音材料。此时,当将吸音材料装填于扬声器后腔内时,与音圈连接的材质为吸音材料的音圈支架也位于由振膜所分隔出的后腔内,但其本身位于扬声器单体内部,不占用常规后腔空间,可视为提高了后腔内装填的吸音材料的填充量,从而起到了扩容效果。

25、其中,扬声器后腔内装填的吸音材料可为现有常规吸音材料,也可为与所述音圈支架材质相同的吸音材料。

26、又一方面,本发明还提供了一种电子设备,其中,所述电子设备的扬声器为以上所述的扬声器。

27、作为本发明以上所述电子设备的一具体实施方式,其中,所述电子设备包括智能手机、tws耳机、头戴式耳机、智能眼镜、智能手表、vr设备、ar设备、平板电脑或轻薄笔记本电脑等。

28、与现有技术相比,本发明能达成的有益技术效果包括:

29、(1)本发明提供的音圈支架的材质为声学增强材料,其包含吸音材料,减轻了音圈支架的重量,相当于减轻了扬声器的振动质量,即如上公式(1)中的振动系统的等效质量,而相当于增加了音圈占扬声器的振动质量的比重,从而提升了扬声器的整体效率和灵敏度。

30、(2)本发明提供的音圈支架的材质为声学增强材料,其包含吸音材料,吸音材料具有大量孔洞和孔隙,能够快速导出音圈结构内的热量,从而可以改善扬声器的散热。

31、(3)本发明提供的音圈支架的力学强度基本达到普通音圈支架材质要求,在微型扬声器单体中使用满足工况要求。


技术特征:

1.一种音圈支架,其特征在于,所述音圈支架包含吸音材料,以所述音圈支架的总重量为100%计,所述吸音材料的含量为90-95%,其中,所述吸音材料包含第一吸音粒子和第二吸音粒子,所述第一吸音粒子的直径为1-5μm,所述第二吸音粒子的直径为10-20μm,所述第一吸音粒子和所述第二吸音粒子的重量比为1.5-9:1。

2.根据权利要求1所述的音圈支架,其特征在于,所述音圈支架的密度为0.5-1.0g/cm3。

3.根据权利要求1所述的音圈支架,其特征在于,所述第一吸音粒子和所述第二吸音粒子相同或不同地选自沸石分子筛、活性二氧化硅、活性炭、表面多孔的碳酸钙及表面多孔的硅酸钙中的一种或者几种的组合。

4.根据权利要求3所述的音圈支架,其特征在于,所述沸石分子筛包括mfi结构分子筛、fer结构分子筛、cha结构分子筛、mel结构分子筛、ion结构分子筛、ton结构分子筛、mer型分子筛、bea型分子筛及mtt结构分子筛中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求4所述的音圈支架,其特征在于,所述沸石分子筛为zsm-5分子筛。

6.根据权利要求3-5任一项所述的音圈支架,其特征在于,所述沸石分子筛包括孔径为0.3-0.7nm的微孔以及孔径为10-30nm的介孔。

7.根据权利要求1或2所述的音圈支架,其特征在于,所述音圈支架还包含用于将所述吸音材料粘结起来的胶粘剂,以所述音圈支架的总重量为100%计,胶粘剂的绝干含量为5-10%;其中,所述胶粘剂为有机胶粘剂。

8.根据权利要求7所述的音圈支架,其特征在于,所述有机胶粘剂包括聚丙烯酸酯、丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚苯乙烯丁二烯乳液、聚苯乙烯丙烯酸酯、聚苯乙烯醋酸盐乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、有机硅树脂及聚丁二烯橡胶乳液中的一种或几种的组合。

9.根据权利要求1-5任一项所述的音圈支架,其特征在于,所述音圈支架的轴向截面形状为z形或l形,径向截面为圆角矩形、圆形或者近圆形。

10.一种扬声器,包括一个或多个声学传感器、一个或多个外壳,所述一个或多个声学传感器与所述一个或多个外壳组合形成扬声器后腔,其特征在于,所述扬声器的音圈支架为权利要求1-9任一项所述的音圈支架。

11.根据权利要求10所述的扬声器,其特征在于,当所述音圈支架的轴向截面形状为z形时,z形音圈支架中任一端的整个外端面与振膜连接;当所述音圈支架的轴向截面形状为l形时,l形音圈支架中一边的整个外端面与振膜连接。

12.根据权利要求10或11所述的扬声器,其特征在于,所述扬声器后腔内装填有吸音材料。

13.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备的扬声器为权利要求10-12任一项所述的扬声器。

14.根据权利要求13所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备包括智能手机、tws耳机、头戴式耳机、智能眼镜、智能手表、vr设备、ar设备、平板电脑或轻薄笔记本电脑。


技术总结
本发明提供了一种音圈支架、扬声器及电子设备,其中,所述音圈支架包含吸音材料,以所述音圈支架的总重量为100%计,所述吸音材料的含量为90‑95%,其中,吸音材料包含第一吸音粒子和第二吸音粒子,所述第一吸音粒子的直径为1‑5μm,所述第二吸音粒子的直径为10‑20μm,所述第一吸音粒子和所述第二吸音粒子的重量比为1.5‑9:1。本发明提供的音圈支架的材质为包含吸音材料的声学增强材料,减轻了音圈支架的重量,相当于减轻了扬声器的振动质量,增加了音圈占扬声器的振动质量的比重,从而提升了扬声器的整体效率和灵敏度;另外,吸音材料具有大量孔洞和孔隙,能够快速导出音圈结构内的热量,从而可以改善扬声器的散热。

技术研发人员:郭明波,请求不公布姓名,张磊,马院红,朱新远
受保护的技术使用者:上海交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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