專利名稱：揚聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是揚聲器，尤其是諧振板式揚聲器，如國際專利申請WO97/09842中描述的一般類型的那種諧振板式揚聲器，以及用于這種諧振板式揚聲器的振動激勵器。本發(fā)明特別是涉及一種有一個或多個振動激勵器嵌入該板結(jié)構(gòu)中的諧振板式揚聲器。
背景技術(shù)：
嵌入激勵器型諧振板式揚聲器的以前設(shè)計是使用各種不同的組合與構(gòu)型，但耗時而且制造困難。此外，也證明難以用嵌入的激勵器產(chǎn)生適當(dāng)?shù)母哳l率性能(＜10kHz)。主要問題是在厚度的限制及在一板中建立彎曲波的方法，通常表面安裝激勵器是較簡單而省時，而不損及寬頻帶板的需求。由于鄰近激勵器處的板結(jié)構(gòu)不對稱，故現(xiàn)行嵌入的振動激勵器設(shè)計仍在板的每一側(cè)具有不同頻率響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種嵌入激勵器型諧振板式揚聲器結(jié)構(gòu)，以克服這些困難中的一項或多項。
從一個方面講，本發(fā)明是一種將彎曲波能量施加于一諧振板的激勵器，該激勵器包括一個線圈總成，該總成具有一個與第一底座相嚙合的線圈；一個磁體總成，具有一個磁體、一個在該線圈內(nèi)的內(nèi)磁極片及一個在該線圈外部的外磁極片，該總成中構(gòu)成有多個孔；一個支柱構(gòu)件，在線圈的與第一底座相反的一端和一第二底座嚙合，并具有經(jīng)過磁體總成的孔延伸的突出部。
從另一個方面講，本發(fā)明是一種揚聲器，該揚聲器包括一諧振板狀構(gòu)件及一前述的激勵器，該激勵器嵌入板狀構(gòu)件中使該板諧振而產(chǎn)生一聲輸出。
于是，激勵器的設(shè)計可以是這樣的，該激勵器的線圈直接固定于在該線圈下方的一盤形底座上，同時，還經(jīng)過一組肋狀的軸向突出部固定于位于該線圈正上方的一相同底座上。該線圈的運動同時傳遞至下底座及上底座，兩底座以同一方向運動。這兩個底座可以在該板頂表面與底表面處粘固至板芯材料上。


本發(fā)明以舉例的方式在附圖中進行了圖解說明。其中圖1是嵌入式慣性電動振動激勵器一實例的分解圖；圖2是圖1所示激勵器組合后的視圖；圖3是嵌入一板中的激勵器截面圖；圖4是嵌入一板中的激勵器第二實例截面圖；圖5是激勵器組合至一板中的示意圖；圖6是激勵器在一板中定向的示意圖；圖7是嵌入式慣性電動激勵器另一實例的頻率響應(yīng)曲線圖；圖8是圖1及圖2所示類型的激勵器的頻率響應(yīng)曲線圖；圖9是使用一對激勵器的功率響應(yīng)示意圖；及圖10是一實例中的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1至圖3，其中示出了一種電動激勵器。一頂部底座1及一底部底座3構(gòu)成了該激勵器的頂表面與底表面。
一線圈總成包括一線圈5，該線圈安裝在線圈架7上。該線圈總成裝于底部底座3。一磁體總成具有一磁體杯11，該杯具有一基體13及側(cè)壁15。磁體杯位于音圈5之上。磁體杯內(nèi)側(cè)具有一磁體17及一呈盤形的內(nèi)磁極片19。磁體杯的基體和側(cè)壁設(shè)有孔21。
一支柱構(gòu)件23具有一環(huán)25以圓周方式繞該杯基體伸延，還具有肋條27通過該孔21伸延。泡沫支撐29用來與板芯材料相結(jié)合(或者與單獨的支撐相結(jié)合)，保持磁體杯相對于線圈的位置，同時，仍允許磁體杯的運動。
三個等間隔的軸向肋條27結(jié)合到兩個盤形底座及線圈支撐的側(cè)壁上。如圖所示，該垂直肋條看上去是穿過了該磁體杯。這是通過使用一圖2所示的缺口磁體杯實現(xiàn)的，該杯可使肋條在三位置連接至該線圈總成。
圖3是嵌入一板31中的激勵器4的截面圖。泡沫支撐29支持著磁體杯11。該板包括圍繞著芯35的表層33；該激勵器與該板的表面34齊平。
另一實例示于圖4。支柱構(gòu)件23可與線圈總成5一體形成。實際上，一個塑料模制件39是可以包括線圈架7及肋條27的。在此情況下，該環(huán)可省略的；可以將肋條粘至頂部底座或在頂部底座中設(shè)置槽37，以接納該肋條。
該設(shè)計是不對稱，因此，兩側(cè)間的頻率響應(yīng)可能會不同(可能只是很小)。然而，使用兩個背對背的激勵器是可能實現(xiàn)對稱設(shè)計的，因而獲得板兩側(cè)一致的頻率響應(yīng)，如圖5及圖6所示。
參閱圖5，在板中加工了兩個孔41，其尺寸對應(yīng)于底座1，3的外徑。
在板切割有一個縫43，而孔是在疊合該板前加工而成的。一定長度的銅軌45類似地也是在疊合該板前安裝于該縫中。而后用環(huán)氧樹脂固定第一及第二激勵器47，49就位，兩個激勵器按同相接線。
圖6說明了如何使第二激勵器49與第一激勵器47相反，以產(chǎn)生一更對稱的結(jié)構(gòu)與頻率響應(yīng)。
激勵器最好是其周圍的區(qū)域具有可與板相比較的彎曲剛度。就效果而言，由軸向肋條連接起來的底座形成了夾層式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有可與該板其余部分相比較的阻抗。但因底座是很薄，故會發(fā)生與底座直徑、密度及剛度相關(guān)的孔效應(yīng)。欲增加底座的諧振頻率，可能要到達(dá)聽覺頻率帶寬以外的位置，一小直徑、硬、低密度的底座是優(yōu)選的。底座的結(jié)構(gòu)必須也能有效傳遞彎曲波至該板。
通過連接線圈至軸向肋條，增加了線圈的有效質(zhì)量。如該有效質(zhì)量太高，會導(dǎo)致高頻率衰減。欲防止這種影響，垂直肋條的質(zhì)量必須減少，但應(yīng)保持足夠的剛度以在二底座間傳遞力。截至目前，使用的肋條是由聚氨酯熱塑材料的型材(厚1mm)制成，然而，其他熱塑材料以及可能的其他輕金屬等材料也是可采用的。
該激勵器設(shè)計用的重要參數(shù)如下(i)底座材料，直徑，厚度及密度；(ii)軸向肋條材料特性，剛度及密度；(iii)線圈直徑。
在下述范例中，選用了下述規(guī)格的嵌入板
尺寸600×530mm最大Rohacell厚度10-12mm激勵器設(shè)計限制因數(shù)(i)最小總激勵器厚度＝8mm(ii)最佳激勵器尺寸一25mm直徑厚度限制意味著，對于板總厚度為12mm時，應(yīng)限制該底座厚度于約2mm。最佳激勵器尺寸是視該板所需響度而定，亦即較小直徑的激勵器可能無法加施足夠力量至該板中。該限制是說明最小的底座直徑定在約40mm。
定下激勵器參數(shù)及板的一些參數(shù)后，即可評估該底座的選擇。
已評估的該底座選擇如下表1底座結(jié)構(gòu)及頻率上限

表1說明增加底座厚度是會改善板的高頻率性能，直到最大可能厚度2mm。使用一較厚的板或減少激勵器的厚度，以使底座具有較高的厚度，可更進一步增加高頻率限。
一底座1，3可具有一內(nèi)有芯53的表層51夾層式結(jié)構(gòu)(圖10)。與單一結(jié)構(gòu)相較，該夾層式結(jié)構(gòu)底座看起來改善了高頻性能。此可能是因為該夾層式結(jié)構(gòu)具有高的剛度/重量比。
就這些板而言，該板的線圈側(cè)頻率不同于該板的磁體側(cè)頻率，因此該板的兩側(cè)都要測量與比較。就所有的嵌入式板而言，在該板兩側(cè)之間具有差異，主要是在即高頻率性能上。理想情況是頻率響應(yīng)需要相同，參閱下述的結(jié)果。
圖7說明了具有單一激勵器的嵌入式板的頻率響應(yīng)。在此情況下，高頻率性能是不平均的，即該板的磁體側(cè)在7-8kHz左右具有一個“抽吸段”。
該材料的高頻率極限約在10kHz左右。高頻性能看起來是與該底座的特性有關(guān)。該夾層式結(jié)構(gòu)底座改善了高頻率性能。
優(yōu)選地，為了簡化制造過程，該底座、垂直肋條及泡沫支撐可以通過注塑法形成一單一零件。
熱塑底座的設(shè)計更適合于低成本板，這時不要求高頻性能。
夾層式結(jié)構(gòu)底座具有優(yōu)異的高頻性能，更適合于寬帶寬很重要的場合。
較厚的夾層式結(jié)構(gòu)底座會改善該板的高頻性能。可以使用較薄激勵器或較厚的板。
與使用單一雙底座激勵器相比，可以期望嵌入板中的背對背激勵器能夠在各個板表面具有更加相似的頻率響應(yīng)。實情即是如此。
圖8說明了具有兩個激勵器的板在其每一側(cè)的頻率響應(yīng)，其可與圖7所示的具有一個激勵器的板的相似曲線相比較。圖8表示出改良的匹配，例如，在7-8kHz處的總不對稱是平順。
為了評估具有雙激勵器(一為反向)嵌入式板的功率響應(yīng)，對功率響應(yīng)進行了測量。測量非常好地說明了板如何發(fā)聲至人耳。通過使用Missa測量系統(tǒng)進行的一系列極坐標(biāo)測量(polar measurement)并對結(jié)果平均而得到該板在1V均方根值輸入時板的平均功率測量值，就能夠?qū)崿F(xiàn)上述的情況。該響應(yīng)如圖9所示。功率測量說明了嵌入式板能夠產(chǎn)生高達(dá)約17kHz的高頻率輸出并具有一相當(dāng)平順的輸出。
本發(fā)明不僅限于前述的實施例。特別是，雖然該激勵器的特性通過將支柱構(gòu)件接近音圈設(shè)置而得到了顯著的改善，這樣做要求該支柱構(gòu)件通過該磁體總成，因而該磁體總成必須具有孔，但是，激勵器在該磁體總成外側(cè)設(shè)置支柱構(gòu)件，可以構(gòu)成一個不如上面好的實例。在此情況下，該支柱構(gòu)件跨過第一及第二底座間的空隙，然后例如使用粘結(jié)劑固定于每一底座，這樣，該支柱構(gòu)件就可以把第一及第二底座結(jié)合起來。
權(quán)利要求
1.一種將彎曲波能量施加到一板中的激勵器，包括一音圈總成(5，7)，具有與第一底座(3)嚙合的音圈(5)；一磁體總成(11)，具有磁體(17)、在所述線圈(5)中的內(nèi)磁極片(19)及在所述線圈(5)外側(cè)的外磁極片(15)，該磁體總成中構(gòu)成有孔(21)；一支柱構(gòu)件(23)，在線圈(5)的與第一底座(3)相反的一端和第二底座(1)嚙合，該支柱構(gòu)件(23)具有通過磁體總成(11)的孔(21)延伸的突出部(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的激勵器，其特征在于，還包括彈性支撐(29)，支持磁體總成(11)，使該磁體總成(11)作軸向運動，使該激勵器具有一慣性激勵器的功能。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的激勵器，其特征在于，磁體總成(11)包括在線圈(5)一端上的磁體杯(13，15)，該杯的側(cè)壁(15)形成了該外磁極片，至少是該杯的基體(13)構(gòu)成有所述的孔。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的激勵器，其特征在于，該支柱構(gòu)件(23)的突出部是多個軸向的肋條(27)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的激勵器，其特征在于，包括一個連結(jié)所述肋條(27)的環(huán)(25)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的激勵器，其特征在于，所述的肋條(27)連接至線圈(5)的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的激勵器，其特征在于，音圈(5)位于一個線圈架(7)的周圍，所述支柱構(gòu)件(23)與該線圈架是一體的。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的激勵器，其特征在于，還包括在線圈總成(5，7)一端的一第一底座(3)和通過支柱構(gòu)件(23)結(jié)合在線圈另一端的一第二底座(1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的激勵器，其特征在于，該第二底座(1)具有至少一個用來定位所述支柱構(gòu)件的槽(39)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的激勵器，其特征在于，每個所述的底座具有夾有一個芯(53)的表層(51)。
11.一種揚聲器，包括一個板(31)，用于支撐彎曲波模式，及一個根據(jù)前述任一權(quán)利要求的激勵器(47)，其被嵌入該板(31)中，用來激勵彎曲波模式以產(chǎn)生一聲輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的揚聲器，其特征在于，還包括另一個根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的激勵器(49)，其被嵌入該板(31)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求13的揚聲器，其特征在于，所述另一個激勵器(49)與所述第一激勵器(47)是顛倒安裝的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13中任一項的揚聲器，其特征在于，所述的激勵器(47，49)是根據(jù)權(quán)利要求8至10中任何一項的激勵器，所述的底座(1，3)與板的前表面和后表面(34)齊平。
15.一種將彎曲波能量施加至一板中的激勵器，包括一線圈總成(5，7)，具有與第一底座(3)嚙合的線圈(5)；一磁體總成(11)，具有磁體(17)、在所述線圈(5)中的內(nèi)磁極片(19)及在所述線圈(5)外側(cè)的外磁極片(15)，線圈總成和磁體總成設(shè)置成能夠進行相對運動；一支柱構(gòu)件(23)，將第一底座(3)結(jié)合到一第二底座(1)，第二底座(1)位于所述線圈(5)的與第一底座(3)軸向相反的一端。
全文摘要
一用于激勵彎曲波的激勵器,包括一音圈(5)、一具有孔(21)的磁體總成(11)及一支柱構(gòu)件(23),該支柱構(gòu)件具有通過該孔(21)而伸延的肋條(27),用于結(jié)合到頂部及底部底座(1,3)。
文檔編號H04R7/00GK1339236SQ0080353
公開日2002年3月6日 申請日期2000年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
發(fā)明者格雷厄姆·班克, 朱利安·福德姆 申請人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司