電聲學隔膜的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于將電信號轉換成聲音的隔膜，例如用于壓縮驅動器揚聲器、閉環形式的直接發射揚聲器或同心驅動揚聲器的隔膜。
【背景技術】
[0002]在電聲學中，需要一種同時地提供良好質量的高頻和低頻帶寬，同時相對簡單、牢固、可靠且廉價的系統。保持壓縮驅動器的高頻輸出需要與隔膜間距較緊的相位插件以避免過度的聲順。該間距越小，高頻帶寬將擴展得更多。該相位插件與隔膜的間距還限制了最大隔膜位移，因為如果隔膜接觸相位插件，則嚴重變形或甚至機械故障將發生。由于較低頻率需要較大量的空氣轉移，所以相位插件間距越小，低頻輸出可能越少。
[0003]因此，增大壓縮驅動器的低頻輸出同時保持高頻帶寬擴展不可通過增大最大隔膜位移來實現。
[0004]原則上，增大隔膜的尺寸且因此增大其發射面積會增加低頻輸出而不會減小高頻帶寬。然而，實際隔膜在高頻率下存在非活塞振動模式，這引起響應不規則且限制可用的高頻帶寬。增大隔膜尺寸減小了這些模式的頻率，因而限制對于特定材料和幾何形狀可能的隔膜尺寸。結果，類似尺寸的隔膜和隔膜材料的壓縮驅動器具有聲輸出和帶寬上的類似限制。
[0005]具有擴展到高頻的帶寬的常規壓縮驅動器分成兩種主要類別的隔膜幾何形狀。隔膜或為球冠形式，或為通常具有V形截面的環形隔膜，如US6804370和US5878148中的那樣。
[0006]環形隔膜通常僅為一厘米左右寬，且因此可由輕質材料(例如聚酯膜)制成。面積并非與相同直徑的球冠壓縮驅動器一樣大，但可容易地獲得擴展的高頻響應。
[0007]在需要來自一個來源的擴展帶寬的情況下，兩個驅動器的同軸構造是略微復雜但可行的選擇。在該構造中，一個大隔膜和一個小隔膜被驅動穿過電分頻網絡，所以高頻由小隔膜產生，且低頻由大隔膜產生。將兩個隔膜的輸出使用聲程的復雜網絡組合。由于一個隔膜的輸出可沿入口向下行進至其它隔膜，故存在可限制聲音質量和帶寬的一定數目的額外聲共振。隔膜還耦合:來自一個的發射引起另一個移動。US5878148教導了使用兩個環形隔膜導致在隔膜與歧管之間具有相對較短的聲道長度的緊湊設計，其中組合了聲輸出。然而，甚至在此情況下，隔膜之間的聲音相互作用對同軸驅動器的性能是顯著的限制。由于隔膜內(前面與后面周圍)的結構共振引起的較差聲音質量，該構造通常優選的仍是單個大型球冠類型的驅動器。
【發明內容】
[0008]因此，本發明提供了一種用于揚聲器的隔膜，其中隔膜大體上形成為圍繞中心空隙的閉環，環位于平面中，隔膜具有正交于該平面的方向的軸線，隔膜沿該軸線布置以在使用中被驅動，隔膜具有在使用中適于固定就位的內周緣和外周緣，其中內緣與外緣之間的隔膜的相當大的部分沿所述軸線的方向成形以便從隔膜的總體平面沿軸線在任一個或兩個方向上凸起。其中所述凸起的成形部分在沿所述軸線的方向看時包括至少一系列彎曲部，并且其中，彎曲部基本不間斷地延伸跨過隔膜的內緣與外緣之間的徑向距離的大部分，或跨過在內緣和/或外緣中的至少一者以及隔膜的內緣與外緣之間的一個區域之間的徑向距離的至少90%，所述區域構造成用于聯接至用于沿所述方向驅動隔膜的線圈。
[0009]為了方便起見，本發明主要參照具有中心孔的基本為平面環形式的圓形隔膜在下文描述，然而，本發明同樣適用于非圓形隔膜，例如，橢圓形或跑道形隔膜，或在位于隔膜的總體平面中的兩個正交方向上對稱且具有中心孔的任何形狀。因此，除非清楚地另外指出，則在該說明書中或權利要求中對用語〃環形"、〃圓周〃、"周向〃、"周向地〃或〃圍繞〃的使用不應當理解為限于圓形形狀，也不一定以單個軸線為中心，而是改為寬泛地理解為由閉環界定的任何基本二維的形狀。類似地，用語〃呈正弦形〃不應當理解為限于嚴格的正弦形狀，而是改為寬泛地理解為涵蓋任何基本平滑的一系列基本連續和基本循環或旋轉周期性的彎曲部。
[0010]凸起的成形部分可包括徑向和周向調制部分的形式的一系列彎曲部，其從隔膜的大體或總體表面沿軸向凸起，且大大地提高隔膜在軸向方向上的幾何剛度，同時容許周向伸展。由于隔膜由軸對稱力驅動，所以在周向剛度上存在較少益處，并且是軸向剛度確定了模式的頻率。通過控制調制部分的深度、數目和形狀，模式頻率和形狀可在由本領域的技術人員理解的方式下調整。分析顯示，通過使用足夠大的調制部分，隔膜振動行為可被控制為形成有利的聲輸出。這容許使用具有較大面積的隔膜，因此容許隔膜提供擴展的高頻和低頻帶寬。
[0011]隔膜可包括表面區域，其圍繞隔膜的相當大的部分在隔膜的內緣與外緣之間延伸，且適于和/或構造成用于聯接至用于沿軸線方向驅動隔膜的線圈，例如通過膠水或其它粘合劑。表面區域可圍繞環基本不間斷地沿周向延伸，且可與位于內緣與外緣之間的環基本上軸對稱、齊平和/或基本共面。這使得能夠圍繞該周向區域的基本全部來驅動隔膜，這容許高頻重現且阻止了圍繞隔膜的圓周的振動。作為備選，可使用適當成形的音圈驅動線軸經由凸起的成形部分來驅動隔膜，特別是如果凸起很小，盡管此驅動器/隔膜布置的組件將很難且可能需要在朝音圈凸出的周向區域的部分上驅動隔膜。
[0012]隔膜的形狀可由一系列彎曲部限定，彎曲部大體上沿軸線方向遵循恒定值的輪廓，或具有從隔膜的總體平面的恒定凸起。
[0013]可存在沿周向圍繞隔膜延伸的兩個或更多系列的彎曲部，至少一個系列的彎曲部布置在表面區域的任一側以用于聯接至驅動器或音圈。該系列或各個系列的彎曲部可圍繞基本整個隔膜基本不間斷地延伸。
[0014]基本平面的部分可在隔膜的內緣和/或外緣附近圍繞環形隔膜基本不間斷地延伸。此平面部分用作折葉，且其間的凸起的成形部分用作剛性連接，因此可通過改變隔膜和徑向調制部分的平均形狀來控制恢復力的線性。該平面部分或各個平面部分可平滑地融合到該系列或各個系列的彎曲部中。
[0015]成形部分或周向調制部分可包括形成在隔膜中的回旋；這些回旋形狀可為一連串基本連續的彎曲部的形式，其可具有正弦外形。在存在兩個或更多周向系列的彎曲部的情況下，這些彎曲部可徑向對準。回旋沿所述軸線在任一個或兩個方向上從隔膜的總體平面凸起；如果凸起僅遠離驅動磁體(即，沿隔膜所產生的聲波的方向)，這避免了沖擊驅動線圈磁體的極，然而如果存在足夠多的回旋，則沿兩個方向的凸起是可行的。大體上，回旋的數目對于使用此隔膜的揚聲器所產生的聲音的質量不是關鍵的，應當理解的是，數目上的增加可允許其尺寸在軸向方向上增大，且反之亦然。相同高度的較少調制部分將在振動方面較不令人滿意，且很少數目的很高的調制部分將是問題，因為在制造期間的徑向伸展將太大；實際上，回旋的數目的選擇有可能在剛度/強度、聲音質量和制造容易性的因素之間折衷。意圖使調制部分在使用中沿軸向方向基本保持剛性，以便增大隔膜的軸向剛度，同時容許一定程度的周向伸展。凸起可為平滑的，因為這便于制造，或它們可僅在它們融合到平面部分的位置為平滑的，且另外地在截面中看時呈現出尖銳或間斷的外形，因為這在聽覺上更好。
[0016]我們發現具有并未成形成凸起的隔膜的較大區域是非期望的，因為盡管此區域作為〃折葉〃是有用的，但可用作彈簧，使得用作質量的剛性彎曲隔膜可在這些區域上共振。因此，隔膜的外緣和內緣處的任何未夾持平面區域，以及中心表面區域適合包括整個隔膜的較小部分；