[发明专利]具有高抗弯性和/或高抗皱性的膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电声换能器的膜、一种具有所发明的膜的电声换能器，还涉及一种具有所发明的换能器的装置。

背景技术

对电声换能器不断增长的需求，即减小所述换能器的大小而增加声压和音质的需求，导致了一定的问题，其中，作为非常重要的部件的膜，代表了所述问题其中之一。一方面，对于良好的声音复制，应当获得膜的低谐振频率，这表明应当选择由软材料制成的薄膜。另一方面，高声压需要相对厚和硬的膜。于是，对膜存在两种相反的基本要求，这两种要求要进行平衡，并界定技术上可能实现的限制。现在具有由普通材料，例如聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等材料制成的膜的换能器已经达到了这个临界线，这个临界线将被打破。

为了更细致地解释前述问题，现以图1作参考，图1示出了扬声器1的简化的横截面。该扬声器1包括膜2、附着于所述膜2上的线圈3、与线圈3相互作用的磁系统4、以及将前述的部件保持在一起的外壳5。膜2具有一定的厚度d，并与外壳5一起形成后腔Vb。膜2在正常情况下也包括能使其移动的褶皱，为了简洁起见，其褶皱在这里和后续的附图中被省略。

图2示出了膜2的移动。膜2能够沿着MOV所示的方向移动。细线表示其下死点和其上死点。在MOV所示的移动方向上，测量膜2的移动距离，其中，移动的正距离s表示向上的移动，而负距离表示向下的移动。

图3示出施加在膜2上的微分的操作载荷dFo。未示出的线圈3迫使膜2向上移动和向下移动。对所有微分操作载荷dFo的积分构成整体操作载荷Fo，其中所述整体操作载荷Fo将由线圈3和磁系统4之间的磁力产生。方向向上的载荷F为正，方向向下的为负。

图4示出膜2的微分部分2dp(也可见图3中的点线圆)。由于它具有微分质量dm，向下的加速度-a造成向上的微分加速力dFa：

dF_a＝a·dm＝ω²·s_max·dm＝2·π·f²·s_max·dm

其中ω为角速度，f为膜2的频率，而且其中smax为膜2的最大幅度。在微分压力dFp施加在微分部分2dp的同时，由于假定在图4中膜2在其无负载位置的下方，于是后腔Vb被压缩，造成根据绝热气体方程的、垂直地施加在膜2上的正压力dFp，所述绝热气体方程为：

p·V^k＝const

其中p为压力，V为体积以及κ为绝热系数(对于空气在标准条件下κ＝1.402)。因此，体积V的增加导致压力p的降低，反之亦然。于是，当膜2向上移动时，后腔Vb中的压力p下降。现在，微分压力dFp能计算如下

dFp=p.dA=p0·(Vb0Vb)k·dA]]>

其中dA为微分部分2dp的微分区域，VbO和pO分别为在膜的无负载位置处换能器1的后腔和其中的压力。

微分加速力dFa和微分压力dFp都形成了微分操作载荷dFo。后者使得膜2弯曲。由膜2的杨氏模量E定义的膜的弹性，横跨于厚度d的延伸方向，起抵抗这个弯曲的作用(也见图7中为所述方向定义的Eavg)。因此，一定的操作载荷Fo导致一定的膜2的移动。