用于喇叭驅動單元或麥克風的振動膜的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于喇叭驅動單元或麥克風的振動膜。將從喇叭驅動單元的方面來討論本發明所解決的問題，盡管相似的問題也在麥克風中出現。
【背景技術】
[0002]本發明尤其但并不專門涉及高頻喇叭驅動單元(一般稱為“高頻揚聲器”)。對于高頻揚聲器來說希望具有高畸變頻率和靈敏度。為了保持高的畸變頻率，高頻揚聲器的振動膜應該具有極高的硬度質量比，并且為了使得高頻揚聲器靈敏，振動膜應該較輕。基于這些原因，已經針對高頻揚聲器振動膜提出使用各種特殊的材料，同樣還使用各種幾何形狀。
[0003]GB2413234公開了一種高頻揚聲器振動膜，該高頻揚聲器振動膜包括人工合成金剛石的圓頂形構件和一體成型的外圍裙狀部分。一體成型的外圍裙狀部分的提供提高了振動膜的畸變頻率特性。為了達到進一步提高振動膜的畸變頻率特定的目的，GB2413234還公開了邊緣厚度大于其中心厚度的振動膜的圓頂部分的一般構思。
[0004]US4532383同樣公開了可變厚度的振動膜的構思，但是US’383提出了一種執行高頻揚聲器和低音揚聲器的組合功能的大振動膜，通過振動膜的比提供低音揚聲器功能的中心區域薄的邊緣區域來提供高頻揚聲器功能。
[0005]本發明試圖提供一種改進的振動膜，并且尤其是但不專用于改進的用于喇叭的高頻揚聲器單元的振動膜。這種振動膜將優選地具有良好的或提高的畸變頻率特性，還優選地不通過昂貴或復雜的制造技術制成。可選地或此外，本發明試圖提供一種改進的振動膜的制造方法。
【發明內容】
[0006]根據第一方面，本發明提供一種用于喇叭驅動單元或用于麥克風的振動膜，該振動膜包括具有厚度從位于圓頂形構件的邊緣的第一位置的第一厚度變為位于第二位置的第二厚度的圓頂形構件，第二位置比第一位置更靠近圓頂形構件的中心。根據本發明的該第一方面，第一厚度比第二厚度厚，在第一位置與第二位置之間的位置處的厚度存在階式變化。
[0007]在圓頂形構件的外圍具有較厚的厚度提高了振動膜的硬度并產生增加的畸變頻率。在圓頂形構件的其他位置(例如，靠近圓頂形構件的中心的位置)具有較薄的材料使得振動膜的質量保持較低，盡管在圓頂形構件的邊緣增加了質量。保持相對低的質量提供了好的聲學靈敏度。利用圓頂形構件的厚度的階式變化來平衡對低質量的要求和對高硬度的要求之間的矛盾，這提供了非常好的容易制造的方案。或許令人驚訝的是，提供在厚度上的階式變化并沒有引入在整個可聽見的頻率范圍內對聲學性能產生不利影響的任何顯著共鳴。集成根據本發明的振動膜的喇叭驅動單元無需具有任何進一步的增強部件，諸如例如現有技術中某些喇叭設計中為了在圓頂形構件的外圍提供必要的硬度而典型地存在的碳環。
[0008]圓頂形構件的形狀優選使得朝前的聲音產生表面普遍凸起。圓頂形構件的外形優選使得朝前的聲音產生表面在形狀上沒有任何階式變化。圓頂形構件的外形優選使得圓頂形構件的朝后的表面包括在外形上與在第一位置和第二位置之間的厚度上的階式變化對應的階式變化。
[0009]第二位置可以位于振動膜的中心。第一厚度的材料的部分可以表示圓頂形構件的最厚的部分。第二厚度的材料的部分可以表示圓頂形構件的最薄的部分。
[0010]圓頂形構件優選為剛性構件。優選地，圓頂形構件實質上是固體。
[0011]厚度上的階式變化可以表示大于20%的變化(在這個意義上，優選地，較薄的厚度小于較厚的厚度的80%)，優選為大于30%的變化，以及甚至更優選為大于40%的變化。例如，第一厚度可以大于第二厚度的兩倍(即，較薄的厚度可以小于較厚厚度的50% )。
[0012]在厚度上的階式變化可以只存在于一個可忽略不計的區域中，在該區域中出現在厚度上的階式變化。在穿過振動膜的中心的截面中觀察時，厚度上的階式變化可以定位在振動膜的寬度(或直徑)的1%的間距內。厚度上的這種急劇變化使得制造容易，并當安裝在喇叭驅動單元中時，可能令人驚訝地不對振動膜的聲學響應產生不利的影響。厚度變化的梯度為1:1(即，厚度在大約30 μ m的間距上可以改變大約30 μπι的量)。當以振動膜的尺寸進行考慮時，厚度變化中的較淺的梯度可以仍然表示階式變化。
[0013]在穿過振動膜的中心的截面中觀察時，厚度上的階式變化可以集中在沿著圓頂形構件的外表面從圓頂形構件的外圍到中心的測量到的間距的5%和25%之間的位置中。應該明白，振動膜會典型地具有對稱的形狀，從而對于給出的穿過振動膜的中心的截面，將存在集中在沿著圓頂形構件的外表面從圓頂形構件的外圍到中心測量到的間距的5%和25%之間的位置中的厚度上的第一階式變化、以及集中在從圓頂形構件的中心到圓頂形構件的外圍測量到的間距的75%和95%之間的位置中的在厚度上的第二階式變化。振動膜的對稱性可以使得上述準則對于任何穿過振動膜的中心的橫截面都是正確的。在圓頂形構件具有直徑并且階式變化也有直徑的情況下，階式變化的直徑優選在圓頂形構件的直徑的85%和95%之間，并且更優選在圓頂形構件的直徑的88%和92%之間。已發現，將圓頂形構件設計為上述值處于大約88%和大約92% (包括端點值)之間的范圍內提供了在質量和硬度之間理想的平衡，在第一厚度大于第二厚度的兩倍時尤其如此。一個特別的優選實施例具有在60至100 μ m的范圍內的第一厚度、在20至40 μ m范圍內的第二厚度、在1mm和50mm之間的圓頂形構件的直徑以及在圓頂形構件的直徑的89.0%和91.0% (更優選為大約90% )之間的階式變化的直徑。
[0014]在厚度上的階式變化可以使得圓頂形構件具有限定了第一厚度的那些區域的材料的第一部分，該第一部分具有截短的圓頂形構件的形狀。圓頂形構件可以具有限定了第二厚度的那些區域的材料的第二部分，該第二部分本身也具有圓頂的形狀，雖然其尺寸小于圓頂形構件。
[0015]圓頂形構件的最大厚度可以小于0.1mm。最大厚度可以是位于第一位置的厚度。圓頂形構件的最大厚度可以大于50 μπι并優選大于60 μπι。最小厚度可以小于50 μπι，并優選小于40 μ m。
[0016]優選地，設置振動膜的尺寸以適用于高音喇叭驅動單元。振動膜的直徑可以在1mm和50mm之間。振動膜直徑更優選在18mm和34mm (包含端點值)之間。振動膜直徑可以與圓頂形構件的直徑實質上相等。
[0017]在正視圖中，振動膜可以是實質上的圓形。還可以將本發明應用于橢圓形的振動膜。振動膜無需具有從正視觀察時的曲面橢圓或圓形形狀，盡管這些形狀是優選的。
[0018]圓頂形構件的外發聲表面可以具有實質上恒定的曲率半徑。這種配置可以簡化制造。然而，可以通過朝向圓頂形構件的中心增加的曲率半徑的方式來獲得更好的聲學響應特性。尤其是，在位于圓頂形構件的外圍的曲率半徑小于位于圓頂形構件的中心的曲率半徑的一半時，能夠獲得好的結果。
[0019]在圓頂形構件的厚度上可以有多于一個的階躍變化。圓頂形構件的厚度的90%(面積)可以具有與五個固定厚度之一實質上相同的厚度。圓頂形構件可以具有五個或更少的恒定厚度區域，這些恒定厚度區域在厚度上以階式變化而區分于其他區域。圓頂形