一种音圈组件及平板式扬声器

技术领域

本发明属于声学器件技术领域，尤其涉及一种音圈组件及平板式扬声器。

背景技术

平板式扬声器是一种扁平而宽的设计，通常用于音频系统中。与传统的圆形扬声器不同，平板式扬声器采用了不同的振膜结构和布局，以提供更广泛的声音分布和更薄的外形。

在现有的平板式扬声器中，音圈往往直接与球顶接触，通过振动的传递而发声；在音圈的内部会设置与球顶间隔设置的极片，以及位于极片相对于球顶另一侧的磁钢，上述间隔而形成的空间作为振动空间而保证扬声器的性能。为了同时保证音圈与极片和磁钢的对应性，以及音圈与球顶的连接，往往会延长音圈的高度以覆盖球顶与极片间的间隔，此种情况下音圈的重量相对较大，会影响扬声器的灵敏度。

发明内容

本发明中提供了一种音圈组件及平板式扬声器，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种音圈组件，应用于平板式扬声器，包括均成环状设置的音圈和骨架结构，以及卡扣结构：

所述音圈在电流通过时，在磁场中受力而振动；

在所述平板式扬声器的厚度方向上，所述音圈的端面和所述骨架结构的端面贴合设置，以使得所述骨架结构对音圈在所述厚度方向上的高度进行延长，其中，所述骨架结构的壁厚小于所述音圈的壁厚，且与所述平板式扬声器的球顶贴合；

所述卡扣结构连接所述音圈相对两侧的中部，且与所述音圈的连接部分局部嵌入所述骨架结构上所设置的槽体内。

进一步地，所述卡扣结构包括连接杆和位于所述连接杆两端的两限位部，所述限位部上设置有限位槽，通过对所述音圈的布局进行容纳以实现连接所述音圈相对两侧的中部；

所述限位部局部嵌入所述骨架结构上所设置的槽体内。

进一步地，所述骨架结构相对于与所述音圈贴合的另一端设置有凸沿，所述凸沿垂直于所述厚度方向。

一种平板式扬声器，包括如上所述的音圈组件；

还包括盆架、球顶、上音膜、磁路结构、下夹板、下音膜和外骨架；

所述盆架和上音膜均为具有中心贯通区域的环形结构，所述上音膜外围与所述盆架一端贴合，所述球顶与所述上音膜内侧固定连接，对所述环形结构中心进行封堵；

所述音圈组件通过所述骨架结构与所述球顶的固定连接而实现固定，所述骨架结构的连接位置为在所述厚度方向上的端面；

所述下夹板为中心具有凹陷区域的盖体结构，所述磁路结构与所述下夹板的凹陷底部固定连接，所述下夹板凹陷区域的外围套设于所述音圈外部，所述音圈套设于所述磁路结构外部；所述下夹板在第一方向上的两端分别与所述盆架固定连接，在第二方向上的两端分别与所述盆架间隔而形成两侧间隙，所述第一方向与第二方向垂直；

所述下音膜和外骨架分别包括两组，所述外骨架对应设置于两侧间隙中，且与所述上音膜固定以及与所述盆架间隔设置；在所述盆架相对于所述上音膜的另一侧，所述下音膜的内外边缘分别与所述外骨架和盆架连接。

进一步地，还包括具有镂空区域的两块柔性板，其中，至少一块所述柔性板与所述音圈电连接；

所述柔性板设置于所述盆架与所述下音膜之间，边缘分别与所述外骨架和盆架连接。

进一步地，所述盆架的环形结构内侧凸出设置有若干支撑点，所述支撑点与所述下夹板的端面相抵。

进一步地，所述外骨架设置有至少一处镂空位置。

进一步地，所述盆架与所述下夹板连接的侧壁上设置有若干贯通孔，所述贯通孔轴线方向沿所述厚度方向，且对应所述盆架与所述上音膜之间的间隙位置。

进一步地，所述磁路结构包括对称的两组，两组分别设置在所述卡扣结构的两侧。

进一步地，所述上音膜向所述平板式扬声器内侧设置有若干凸起纹路。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

在本发明中，通过骨架结的设置，代替了原本的部分音圈，通过较小的厚度降低了音圈的重量，从而可有效提高扬声器的灵敏性；通过采用卡扣结构连接音圈相对的两侧，并与骨架结构槽体嵌合，可提高音圈的稳定性和可靠性；

平板式扬声器可预先完成部分结构的预装，模块化预装设计有助于简化生产流程，减少组装步骤，提高产品制造效率；通过下夹板与盆架固定连接的方式，可有效控制下夹板的凹陷底部与音圈端部的间隔，从而保证足够的振动空间，下夹板还可实现对音圈的保护；

采用双下音膜的方式，可以更有效地分散振动力量，减缓结构的振动，从而抑制扬声器的摇摆，这对于保持扬声器的稳定性和减少不必要的振动对声音质量的影响是有益的；还可以提高扬声器的功率处理能力，通过增加振动表面积，扬声器可以更有效地转化电能为声能，实现更高的声音输出功率，这对于在更大的空间中提供更强有力的声音，或者在需要更高音量的应用场景中表现更出色是重要的；在使用过程中，由于双下音膜可以更好地驱动低频信号，扬声器在低频范围内的表现更为强大，这对于音频系统中的低音效果、重低音音乐和电影效果等都是有利的；

通过双柔性板的引入可相对于传统引线而提升扬声器的振动系统顺性，使得振动更加灵活和准确，这对于提升低频响应特别是在低频范围内的音频表现是有益的；

采用两组磁路结构可使得两组磁场产生源，这些磁场可以协同作用，通过在扬声器系统中创建双磁路设计，可以更有效地产生更强大、均匀的磁场，两个磁场相互叠加，形成更高的总磁场强度，这种磁场的增强有助于更强有力地影响音圈，提高振动系统的效率；

上音膜向平板式扬声器内侧设置有若干凸起纹路，可以打破平整表面，引入散射效应，这有助于减缓声波的传播速度，降低在扬声器内壁面上产生的驻波，以及，有助于减少声波在特定频率下的聚焦效应，从而抑制驻波现象，凸起纹路还可以帮助减少能量的损失，提高灵敏度和声音的输出效果，通过破坏扬声器内部的均匀性，可避免形成特定频率下的谐振。

通过外骨架和盆架共同确定了上音膜和下音膜之间的距离，该距离可通过外骨架和盆架局部高度的调节而获得调整；外骨架和盆架上均设置贯通的区域，可对产品的性能进行进一步的优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为音圈组件的分解示意图；

图2为音圈组件的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为卡扣结构的结构示意图；

图5为图2中B处的局部放大图；

图6为部分磁路结构相对于音圈组件的安装方向示意图；

图7为磁路结构相对于音圈组件的安装示意图；

图8为平板式扬声器的分解示意图；

图9为平板式扬声器的剖视图（含两处局部放大）；

图10为平板式扬声器的结构示意图；

图11为图10中隐藏下夹板和磁路结构后的示意图；

图12为图11中C处的局部放大图；

图13为音圈组件相对于球顶的安装方向示意图；

图14为下音膜安装位置的局部放大图；

图15为柔性板安装位置的局部放大图；

图16为上音膜安装位置的示意图；

图17为外骨架安装位置的局部放大图；

附图标记：1、音圈；2、骨架结构；21、槽体；22、凸沿；3、卡扣结构；31、连接杆；32、限位部；33、限位槽；4、盆架；41、支撑点；42、贯通孔；5、球顶；6、上音膜；7、磁路结构；8、下夹板；9、下音膜；10、外骨架；101、柔性板；102、第一空间；103、第二空间。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

一种音圈组件，应用于平板式扬声器，包括均成环状设置的音圈1和骨架结构2，以及卡扣结构3：音圈1在电流通过时，在磁场中受力而振动；在平板式扬声器的厚度方向上，音圈1的端面和骨架结构2的端面贴合设置，以使得骨架结构2对音圈1在厚度方向上的高度进行延长，其中，骨架结构2的壁厚小于音圈1的壁厚，且与平板式扬声器的球顶5贴合；卡扣结构3连接音圈1相对两侧的中部，且与音圈1的连接部分局部嵌入骨架结构2上所设置的槽体21内。

如图1和2所示，在本发明中，通过骨架结构2的设置，代替了原本的部分音圈1，通过较小的厚度降低了音圈1的重量，从而可有效提高扬声器的灵敏性；通过采用卡扣结构3连接音圈1相对的两侧，并与骨架结构2槽体21嵌合，可提高音圈1的稳定性和可靠性。

作为上述实施例的优选，参见图3和4，卡扣结构3包括连接杆31和位于连接杆31两端的两限位部32，限位部32上设置有限位槽33，通过对音圈1的布局进行容纳以实现连接音圈1相对两侧的中部；限位部32局部嵌入骨架结构2上所设置的槽体21内。通过上述结构形式的卡扣结构3有效的保证了与音圈1和骨架结构2的连接稳定性，从而进一步实现了提高音圈1可靠性的目标。在实施过程中，为了保证限位槽33具有足够的容纳空间，可相对于连接杆31的截面尺寸适当放大限位部32的截面尺寸，如图4中所展示的情况，从而使得限位槽33的深度可适当加深。

基于骨架结构2的功能在于代替部分音圈1而与球顶5接触，且为了降低重量而将厚度降低的情况，作为上述实施例的优选，如图5所示，骨架结构2相对于与音圈1贴合的另一端设置有凸沿22，凸沿22垂直于厚度方向；通过凸沿22的设置可在凸沿22与球顶5连接时，提供更大的接触面积，从而保证连接的稳定性。

实施例二

如图6~17所示，一种平板式扬声器，包括如实施例一所述的音圈1组件；还包括盆架4、球顶5、上音膜6、磁路结构7、下夹板8、下音膜9和外骨架10。

盆架4和上音膜6均为具有中心贯通区域的环形结构，上音膜6外围与盆架4一端贴合，球顶5与上音膜6内侧固定连接，对环形结构中心进行封堵；音圈1组件通过骨架结构2与球顶5的固定连接而实现固定，骨架结构2的连接位置为在厚度方向上的端面；下夹板8为中心具有凹陷区域的盖体结构，磁路结构7与下夹板8的凹陷底部固定连接，下夹板8凹陷区域的外围套设于音圈1外部，音圈1套设于磁路结构7外部；下夹板8在第一方向上的两端分别与盆架4固定连接，在第二方向上的两端分别与盆架4间隔而形成两侧间隙，第一方向与第二方向垂直；下音膜9和外骨架10分别包括两组，外骨架10对应设置于两侧间隙中，且与上音膜6固定以及与盆架4间隔设置；在盆架4相对于上音膜6的另一侧，下音膜9的内外边缘分别与外骨架10和盆架4连接。通过外骨架10和盆架4共同确定了上音膜6和下音膜9之间的距离，该距离可通过外骨架10和盆架4局部高度的调节而获得调整，上音膜6和下音膜9之间形成了腔体。

在本实施例中，可预先完成以下部分的预装：

（1）预装盆架4、上音膜6和球顶5，获得第一预装体；

（2）预装音圈1、骨架结构2和卡扣结构3，获得第二预装体；

（3）预装下夹板8和磁路结构7，获得第三预装体；

上述的预装组合仅仅为产品组装工艺的一种具体方式举例，而并不作为本发明保护范围的限定，模块化预装设计有助于简化生产流程，减少组装步骤，提高产品制造效率。在上述预装完成后可首先相对于第一预装体进行第二预装体的安装，而后进行第三预装体的安装；而针对外骨架10和下音膜9的安装由于并不与第二预装体和第三预装体产生冲突，因此可在第二预装体安装前后，以及第三预装体安装前后的任何时间进行安装，均在本发明的保护范围内。

在安装过程中，为了使得球顶5获得振动空间，如图9中所示的第一空间102，在第三预装体安装完成后，磁路结构7与球顶5间隔设置，此部分间隔的高度可通过骨架结构2的高度有效保证，在此部分通过骨架结构2替代音圈1，可有效减少无效音圈1；骨架结构2通过相对于音圈1更轻的重量提高了扬声器的灵敏度，也可对安装空间进行节约。

通过下夹板8与盆架4固定连接的方式，可有效控制下夹板8的凹陷底部与音圈1端部的间隔，从而保证足够的振动空间，如图9中所示的第二空间103；下夹板8在本发明中除对磁路结构7进行有效的安装外，还实现了对音圈1的保护。

在扬声器工作时，振动的产生可能导致扬声器的结构摇摆，这种摇摆可能会引起音频失真，影响声音的准确性和清晰度，本发明中采用双下音膜9的方式，可以更有效地分散振动力量，减缓结构的振动，从而抑制扬声器的摇摆，这对于保持扬声器的稳定性和减少不必要的振动对声音质量的影响是有益的；另外，双下音膜9的设计可以提高扬声器的功率处理能力，通过增加振动表面积，扬声器可以更有效地转化电能为声能，实现更高的声音输出功率，这对于在更大的空间中提供更强有力的声音，或者在需要更高音量的应用场景中表现更出色是重要的；在使用过程中，由于双下音膜9可以更好地驱动低频信号，扬声器在低频范围内的表现更为强大，这对于音频系统中的低音效果、重低音音乐和电影效果等都是有利的。

总体而言，双下音膜9的设计不仅可以改善扬声器在低频范围内的性能，还有助于提高扬声器的稳定性和功率处理能力，从而提升整体声音输出性能。

作为上述实施例的优选，平板式扬声器还包括具有镂空区域的两块柔性板101，其中，至少一块柔性板101与音圈1电连接；柔性板101设置于盆架4与下音膜9之间，边缘分别与外骨架10和盆架4连接。

在上述优选方案中，与音圈1电连接的柔性板101为柔性电路板，是一种薄膜电路板，通常由柔性的绝缘基材，例如聚酯薄膜制成，与传统的刚性电路板相比，柔性板101能够弯曲和折叠，因此在一些需要更灵活设计和空间有限的应用中非常有用。通过双柔性板101的引入可相对于传统引线而提升扬声器的振动系统顺性，使得振动更加灵活和准确，这对于提升低频响应特别是在低频范围内的音频表现是有益的。

在实际的使用过程中，两块柔性板101可均与音圈1电连接而作为柔性电路板，但具体功能可不同，具体实施时可考虑以下几种方式来分配功能：

功能分区：将不同的电路功能分配到每个柔性电路板的特定区域，例如，一个柔性电路板可能负责音频信号的处理，而另一个负责功率供应和控制信号，这种分区可以根据电路的逻辑和物理需求进行。

信号路径分离：将不同类型的信号路径分配给每个柔性电路板，例如，一个柔性电路板可能处理低频信号，而另一个处理高频信号，这种方式可以帮助降低不同信号之间的干扰，并优化整个系统的性能。

电源管理和控制：一个柔性电路板可能专注于电源管理功能，确保音圈1得到适当的电源供应，而另一个负责信号处理和放大，这种分配方式有助于提高系统的效率和控制。

特定频段处理：如果音响系统需要特定频段的优化处理，可以将某个柔性电路板专门设计用于处理该频段的信号，例如，一个负责低音，另一个负责中高音。

备用/冗余电路：一个柔性电路板可以作为备用电路，用于冗余或故障恢复，在某些情况下，可以实现自动切换到备用柔性电路板，确保系统的可靠性。

这些只是一些分配功能的示例，实际的设计会根据具体的音响系统要求和性能目标而有所不同。

当其中一个柔性板101仅仅作为柔性材料使用，而保持与柔性电路板的对称时，需尽可能的保证两个柔性板101之间的形状和重量的对称性，从而平衡振动系统，使得振动在两个柔性板101之间更为均匀分布，这可以减小不对称振动可能导致的机械失衡和不稳定性，提高系统的稳定性。另外，对称设计可以降低柔性板101和振动系统产生的共振效应，共振可能引起非线性振动，对音频性能产生负面影响。

由于柔性板101设置在上音膜6和下音膜9之间，因此不可避免的会成为声音传播的阻碍物，特别是对于低频音频的传播，通过镂空区域的设置有助于避免上述阻碍，同时助于实现柔性板101的均匀负载分布，减小柔性板101上的应力集中，从而提高柔性板101的耐久性和可靠性，镂空区域还可以帮助减小柔性板101的质量和刚度，有助于提高振动传递的柔顺性，这对于确保音圈1的振动系统能够更自由地工作是有益的。

作为上述实施例的优选，如图12~14所示，盆架4的环形结构内侧凸出设置有若干支撑点41，支撑点41与下夹板8的端面相抵。从而实现下夹板8及磁路结构7在平板式扬声器的厚度方向上的定位，针对下夹板8与支撑点41可通过粘接的方式实现固定连接；和/或，通过下夹板8外壁与盆架4环形结构内侧的贴合而实现固定连接，其中，贴合位置可通过弹性挤压和/或粘接的方式而进行固定，当然，挤压面积可通过合理的结构设计而进行调节。

为了进一步提高产品的品质，外骨架10设置有至少一处镂空位置。在本发明中，外骨架10与盆架4共同实现了柔性板101和下音膜9的支撑固定，通过其上镂空位置的设置，可以减轻外骨架10的重量，从而降低扬声器的整体质量，这对于提高扬声器系统的灵敏度和效率是有益的，因为轻量化设计有助于减小振动系统的惯性，使其更容易响应音频信号；另外镂空位置的设置可以影响外骨架10的振动特性，通过合理设计镂空的形状和分布，可以调整外骨架10在振动系统中的作用，有助于优化声学性能和振动传递，以及通过外骨架10刚度的优化分布而影响扬声器系统的谐振频率和模态响应。

在上述实施例中，上音膜6外围与盆架4一端贴合，上音膜6内侧与盆架4间隔设置，盆架4局部向内延伸而与下夹板8连接，因此该局部延伸部分会与上音膜6之间形成间隙，基于此种情况，作为上述实施例的优选，盆架4与下夹板8连接的侧壁上设置有若干贯通孔42，贯通孔42轴线方向沿厚度方向，且对应盆架4与上音膜6之间的间隙位置。

通过上述贯通孔42的设置，可以在上音膜6和盆架4之间提供声音传递的通道，贯通孔42的设置可以增加声音传递的透明性，避免因为部分阻挡而影响声音的传播。另外，贯通孔42有助于在上音膜6和盆架4之间形成更复杂的气流通道，从而对系统内部的空气流动和温度产生影响，特别是在高功率使用时，有助于散热，从而维持系统的稳定性。

贯通孔42的设置还会影响上音膜6和盆架4之间的振动模式，通过合理设计贯通区域的形状和位置，可以调整振动的传递方式，从而影响系统的共振频率和振动响应，以及整个扬声器系统的性能，包括声音的清晰度、定位和分辨率等方面。

作为上述实施例的优选，磁路结构7包括对称的两组，两组分别设置在卡扣结构3的两侧。在实施过程中，每组中包括极片和磁钢，当电流通过音圈1时，根据安培环路定律，会在音圈1周围产生磁场，这个磁场与扬声器系统中的磁极和磁场相互作用；通过与极片和磁场的相互作用，音圈1开始振动，这种振动通过扬声器系统的振动结构传递到球顶5上，最终产生声音。

采用两组磁路结构7意味着有两组磁场产生源，这些磁场可以协同作用，通过在扬声器系统中创建双磁路设计，可以更有效地产生更强大、均匀的磁场，两个磁场相互叠加，形成更高的总磁场强度，这种磁场的增强有助于更强有力地影响音圈1，提高振动系统的效率。

由于磁场的增强，音圈1在磁场中的受力更大，振动更强烈，这使得振动系统更为灵敏，产生更大的位移，从而提高振膜的振幅，增强声音的响度。双磁路设计有助于提高扬声器系统的整体效能，音圈1更容易受到强大磁场的驱动，转化更多的电能为机械能，最终产生更强的声音。在工作过程中，强大的磁场使得音圈1更有效地执行能量转换，将电流的能量转化为机械振动，这意味着在音频信号中更多的能量被转化为声音，从而提高功率输出，此种结构优化能更充分地利用输入的电能，减少能量损失。

作为上述实施例的优选，上音膜6向平板式扬声器内侧设置有若干凸起纹路。凸起纹路的设计可以打破平整表面，引入散射效应，这有助于减缓声波的传播速度，降低在扬声器内壁面上产生的驻波，通过引入凸起结构，可以有效地减少反射和吸收部分能量；通过设计合理的凸起纹路，可以改变声波在扬声器内的传播方式，使其更加均匀地分布，这有助于减少声波在特定频率下的聚焦效应，上述作用均可抑制驻波现象。

通过减少反射和吸收声波的一部分能量，凸起纹路可以帮助减少能量的损失。这意味着更多的声音能够有效地传播到扬声器的外部，提高灵敏度和声音的输出效果。凸起纹路的存在可以破坏扬声器内部的均匀性，从而避免形成特定频率下的谐振。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。