專利名稱：彈性體揚聲器箱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及音響領域，尤其涉及一種揚聲器箱系統(tǒng)。
背景技術：
為了達到隔絕揚聲器前后聲音，不致使聲音產生相互干涉，提高聲音的高保真度 的目的，為此目前市場上揚聲器箱箱體板材傳統(tǒng)結構都以剛性大，硬度大的材料設計制作， 比如木質材料、刨花板、纖維板、膠合板、天然石材、人造石材、大理石、混凝土、以及有機玻 璃等，使用這些材料的原因，從聲學性能上考慮，是希望揚聲器箱板不產生振動，材料本身 不激勵諧振，特別是高次諧波得到抑制，不致使聲音產生相互干涉，減小音染，提高聲音的 純凈度，這樣傳統(tǒng)箱體的設計因其箱壁剛性大，硬度大，無彈性僅做隔聲、防止聲短路之用。
但實際上，剛性大、硬度大的材料，其本身的物理特性已決定材料的內部阻尼小， 吸收聲波小，聲波在其內部傳播的速度大，制作成的箱體會激發(fā)高頻激勵振動產生不諧合 音，導致?lián)P聲器發(fā)出的聲音產生相互干涉，音色變?yōu)榛鞚岵磺逦?，此為其?；其二，揚聲器箱 及其系統(tǒng)低頻響應設計，目前主要有兩種設計形式，一為密閉箱，二為開孔箱
傳統(tǒng)密閉箱，箱體腔體為密閉型，安裝揚聲器單體后其腔體聲箱的力勁大，順性 小，箱體的最低共振頻率Fc高于揚聲器單體在自由空間的諧振頻率，無法通過箱體的結合 擴展低頻。 傳統(tǒng)開孔箱，在密閉箱體上開有聲導孔，通過調節(jié)風管大小及長度，改變風管的聲 質量，調節(jié)低頻輻射聲波。因箱體上開有聲導孔，開孔除了傳達低頻端的聲音輸出外，同時 帶來風雜聲，諧振的干擾和傳輸音箱內部因箱體材料本身激勵諧振反射形成的駐波音染， 這些都會造成低頻聲音混濁不清晰。

發(fā)明內容
本發(fā)明的所要解決的問題是提供一種擴展了低頻特性、同時提高了聲音純凈度的 彈性體揚聲器箱系統(tǒng)。 本發(fā)明所采用的技術方案是彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，包括揚聲器箱、揚聲器單體、 障板和底板，所述揚聲器箱由彈性體材料制成，其管壁彎折形成波形管狀箱體，管壁優(yōu)選為 全部彎折，當然也可以是局部彎折，這樣揚聲器箱箱體有彈性可自由伸縮運動，彈性體材料 優(yōu)選為彈性軟橡膠，當然也可以是泡沫塑料、彈性體合成材料等其它彈性體復合材料，所述 障板優(yōu)選采用木板或塑料，當然也可是其他材質的板材，所述揚聲器單體安裝固定于障板 上，所述揚聲器箱體一端固定于障板上，另一端通過底板封閉，這樣揚聲器單體、揚聲器箱 與底板共同構成閉箱系統(tǒng)，所述底板主要用以封閉揚聲器箱構成閉箱系統(tǒng)，同時在需要時 也可有于調節(jié)揚聲器箱共振頻率及輻射聲壓，通過控制調配底板的質量大小及尺寸大小或 材質，可以有效的改變箱體的共振頻率及輻射聲壓值，其材質優(yōu)選為金屬鐵片，也可以采用 紙體材料或橡膠、塑料等，當然還可以采用與揚聲器箱一體成形。 上述方案中，所述揚聲器箱箱壁縱截面優(yōu)選彎折為呈波形或鋸齒形，如正弦波或余弦波，當然也可以是方波、梯形波、三角形波等形狀。 優(yōu)選在所述揚聲器箱箱壁可以開有小的氣孔，開氣孔主要是為了調節(jié)箱體聲腔的 力勁，同時改變箱體的諧振點，擴展低頻，因孔內的聲質量小，孔的輻射聲波作用極為弱小， 因而由孔輻射的反射波形成的駐波音染可忽略，保證了低音的純凈度。并且還可以通過壓 縮箱體排出氣體，使箱體體積大為縮小，便于包裝攜帶。 所述揚聲器箱形狀優(yōu)選為圓筒狀，當然也可以是方管、三角管、錐管或圓桶狀等多 種管狀，或是兩節(jié)以上多種不同形狀大小管狀結構的組合。 所述揚聲器單體優(yōu)選通過粘接或螺釘固定的方式安裝固定于障板上。 所述揚聲器箱優(yōu)選通過粘接或螺栓連接件固定的方式安裝固定于障板上。 上述方案中，所述障板還可呈箱體結構，通過調節(jié)障板箱體的大小，可以改變箱體
聲腔的容積，減小非線性失真，低頻響應往低端擴展，改善低頻。所述箱體結構障板內還可
設有倒相管。 本發(fā)明的有益效果是一、本發(fā)明的箱體具有類似彈簧的性能，結合揚聲器單體的 發(fā)聲及振動力作用，腔體內空氣的壓縮及膨脹，而揚聲器箱靠彈性體材料的形變來儲存及 釋放能量，利用波形管狀箱體良好的彈性位移值及線性穩(wěn)態(tài)恢復力，帶動彈性箱體伸縮運 動產生諧振，箱體起聲輻射器的作用，輻射聲波，利用聲波在彈性體材料中傳播，材料有著 吸聲、透聲、反射聲的聲學性能，通過調整彈性體材料的不同材質及配方，方便及有效的改 變其聲波的輻射性能，改善低頻。同時，揚聲器單體背后輻射的聲波是一種彈性波，利用彈 性波在波形管狀彈性體中速度變慢的特點，增大了箱體的聲順，等效增大了腔體的容積，減 小非線性失真，低頻響應往低端擴展，提高了聲音的純凈度，改善了低音性能；二、箱體箱壁 呈波形或鋸齒形等彎折以及彈性體材料的高阻尼內部損耗，其本身不易激發(fā)高頻諧振的物 理特性，可減震并有效吸收聲腔內的反射波，提高了聲音的純凈度；三、揚聲器閉箱設計， 其聲箱腔體內的空氣與外部隔絕，揚聲器振膜的振動會使腔體內空氣產生反復的壓縮及膨 脹，1)彈性體揚聲器箱體具有彈性，材質是軟橡膠類或其它彈性體材料，箱壁上有波形或鋸 齒形彎折，揚聲器單體固定裝置于箱體障板上，揚聲器單體振膜的振動力，作用于箱體產生 伸縮運動，箱體起聲輻射器的作用輻射低頻。而傳統(tǒng)型揚聲器箱體是硬體剛性大的木材或 硬體塑膠，石材及有機玻璃，揚聲器單體固定安裝于箱體上，力作用于箱體上不產生伸縮運 動輻射低頻。2)彈性體揚聲器箱系統(tǒng)閉箱設計，通過揚聲器振膜產生的力，作用于彈性箱 體，輻射低頻聲波擴展低頻響應，改善了低音效果。而傳統(tǒng)閉箱，通過揚聲器振膜產生的力 直接作用于硬箱體，產生高頻雜音，影響聲音純凈度。3)彈性體揚聲器箱系統(tǒng)閉箱設計，由 于彈性箱體參與諧振，閉箱系統(tǒng)阻抗響應特性有兩個諧振最高峰，能過調節(jié)箱體的調諧頻 率，低于揚聲器單體的諧振頻率，擴展了低頻，而傳統(tǒng)閉箱唯有一個諧振峰，并且箱體調諧 頻率高于揚聲器單體的諧振頻率，無法擴展低頻。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明
圖1為本發(fā)明具體實施方式
的內部結構示意圖；
圖2為本發(fā)明具體實施方式
的外形示意圖；
圖3為本發(fā)明具體實施方式
的立體結構示意 圖4為本發(fā)明具體實施方式
的局部剖開結構示意圖； 圖5為彈性體揚聲器箱體象征性機械系統(tǒng)受力圖； 圖6為本發(fā)明彈性體揚聲器箱體機械回路圖； 圖7為本發(fā)明彈性體揚聲器箱系統(tǒng)與揚聲器單體的阻抗特性曲線圖； 圖8為傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)及揚聲器單體的阻抗特性曲線圖； 圖9為本發(fā)明彈性體揚聲器箱系統(tǒng)與傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)阻抗特性曲線對比圖； 圖10為本發(fā)明彈性體揚聲器箱系統(tǒng)與傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)聲壓特性曲線對比 圖； 圖11a為揚聲器箱箱壁縱截面2呈梯形波的示意圖； 圖lib揚聲器箱箱壁縱截面2呈三角波的示意圖； 圖11c為揚聲器箱箱壁縱截面2呈正弦波形的示意圖； 圖lid為揚聲器箱箱壁縱截面2呈鋸齒波形的示意圖； 圖lie為揚聲器箱箱壁縱截面2呈方波形的示意圖； 圖12a、12b、12c、12d、12e為各種不同形狀管形的揚聲器箱示意圖； 圖13a、13b、13c為各種不同形狀箱體結構障板示意圖； 圖14a、圖14b為帶有兩個揚聲器箱的彈性體揚聲器箱系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，彈性體揚聲器箱系統(tǒng)包括揚聲器單體1、揚聲器箱2、 底板4、障板5，揚聲器箱2由彈性體材料制成波形管狀箱體，其管壁的縱截面彎折呈波形， 管壁上開有氣孔3，揚聲器單體1通過粘接固定安裝于障板5上，當然還可以采用螺釘等方 式固定，揚聲器箱2 —端采用墊片將波形管狀箱體邊緣壓緊再結合螺釘固定于障板上，當 然同樣可以采用粘接等其他方式固定，另一端通過粘接底板4封閉，這樣揚聲器單體1、揚 聲器箱2與底板4共同構成閉箱系統(tǒng)，揚聲器單體1其背部的聲腔與揚聲器箱2及底板4 之間形成腔體。 本實施例中揚聲器箱2其材料采用彈性軟橡膠，具有重量輕、防水、耐破和耐沖擊 等特點便于安裝不同用途的場所，橡膠是一種粘彈性高分子材料，高阻尼的內部損耗，基體 橡膠的相對分子質量分布可調，能適應各種頻率聲波的吸收，聲波入射到橡膠內部時，其中 一部分中高頻聲波能量用于改變材料高分子鏈和側基的振動而做功，達到吸聲的目的，降 低音染，而一部分較低頻能量聲波做無用功，透射低頻，改善低音，當然也可以用其它彈性 體復合材料，如聚氨酯(PU)類彈性體、高密度彈性海棉、布浸(涂)橡膠或TPO(熱塑性彈 性體橡膠)等。 揚聲器箱2因其本身材料具有高阻尼的內部損耗物理性能，有減振作用，不容易 激發(fā)高次諧振，管壁的縱截面呈波形，其凹凸起伏的彎折，可以吸收抑制改善箱體內產生雜 亂的反射波，降低音染，減小諧波失真，提高聲音純凈度。 氣孔3可以起調音孔的作用，主要為了調節(jié)箱體聲腔的力勁，同時改變箱體的諧 振點，擴展低頻，通過調節(jié)氣孔3的大小及排列數量，可以改變箱體的力順，調整箱體的諧 振頻率延伸低頻，并且可以通過壓縮箱體，使箱體內空氣從氣孔3流出，可以縮小箱體，便 于包裝攜帶。
底板4主要用于封閉揚聲器箱，同時也可用于調節(jié)揚聲器箱共振頻率及輻射聲壓 大小，通過控制調配底板的質量大小，尺寸大小或材質，可以有效的改變箱體的共振頻率及 輻射聲壓值，其材質為金屬鐵片，也可以是紙體材料或橡膠。 障板5材質為木板，金屬或塑料，主要用于安裝固定揚聲器單體1及揚聲器箱2，不 參與箱體的輻射。 圖5所示為彈性體揚聲器箱體象征性機械系統(tǒng)受力圖，如圖所示，彈簧的一端固 定，另一端在等效振動質量為m的物體在驅動力F的作用下，通過等效力順為Cm的彈簧連 接，物體運動時受到等效力阻為Rm的反抗物體振速V的作用，而彈簧一端又與物體相連，所 以此三個元件中有同一振速V，因此可得之串聯(lián)等效電路，即圖6所示的彈性體揚聲器箱體 機械回路圖。 分析其電路得到







Zm
F
其中
e = 2 Ji f
V =振速
m =揚聲器等效質量
(;=彈性箱體等效力順
Rm =彈簧反復形變引起的內摩察力，空氣粘滯阻尼及輻射阻抗
F =揚聲器驅動力
Zm二力阻抗 當Zm中的力抗分量等于0時，即-
— 1
=0,則在此頻率處，振速￥=
丄
，在此頻
率兩側，v急劇減小，得共振頻率F^
1
，即說明彈性箱體參與了共振，起輻射器的
作用，輻射低頻，改善了低音。 下面通過實際測試來說明其頻響效果， 一個36匪的如圖1所示的揚聲器全頻單體 產品，單體的F0為180HZ，安裝在具有彈性體的揚聲器箱上，箱體具有波形的彎折，箱體有 彈性并可自由伸縮，箱體材質為軟橡膠，箱體為閉箱設計，內容積為0. 141L。
測試其阻抗特性，響應如圖7所示，圖中較粗曲線71為彈性體揚聲器箱系統(tǒng)阻抗 頻率特性曲線，較細曲線72為揚聲器單體阻抗頻率特性曲線，從圖中可以看出，彈性體揚 聲器箱系統(tǒng)阻抗頻率特性曲線上有兩個最大峰值，表明有兩個諧振回路，一為閉箱揚聲器 單體與聲腔力順的諧振，二為揚聲器單體與彈性箱體力順的諧振，構成并聯(lián)諧振回路，從圖 中還可看出，箱體的諧振頻率為100HZ，擴展了低頻。而傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)阻抗特性如圖 8所示，圖中較粗曲線81為傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)阻抗頻率特性曲線，較細曲線82為揚聲器 單體阻抗頻率特性曲線，從圖中可看出，傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)阻抗頻率特性曲線唯有一個 最大峰，表明只有一個諧振回路，揚聲器單體與聲腔力順的諧振，箱體的諧振頻率為210HZ，低頻上移了。 彈性體揚聲器箱系統(tǒng)與傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)的阻抗特性對比如圖9所示，圖中較 粗曲線91為彈性體揚聲器箱系統(tǒng)阻抗頻率特性曲線，較細曲線92為傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng) 阻抗頻率特性曲線，從圖中明顯看出，彈性體揚聲器箱的阻抗特性有兩個諧振最大峰值， 傳統(tǒng)揚聲器閉箱系統(tǒng)唯有一個，彈性體揚聲器箱體的諧振頻率為100HZ，傳統(tǒng)揚聲器箱為 210HZ，彈性體揚聲器箱擴展了低頻。 彈性體揚聲器箱系統(tǒng)與傳統(tǒng)揚聲器箱閉箱系統(tǒng)的近場聲壓特性對比如圖10所
示，圖中較粗曲線101為彈性體揚聲器箱系統(tǒng)聲壓頻響曲線，較細曲線102為傳統(tǒng)揚聲器閉
箱系統(tǒng)聲壓頻響曲線，從圖中明顯看出，彈性體揚聲器箱在諧振頻率100HZ處其聲壓級開
始獲得提高，約高出傳統(tǒng)揚聲器箱閉箱系統(tǒng)1. 5dB值，延伸了低頻并提高了音壓。 以上說明，本發(fā)明所述的彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，從其機械系統(tǒng)、聲學系統(tǒng)的質量、
彈性、阻尼的控制方式、利用箱體作為聲的輻射器，可以擴展低頻特性，同時提高聲音的純凈度。 以上所述本發(fā)明的較佳實施方式是為了便于本領域普通技術人員理解本發(fā)明而 進行的詳細描述，但可以想到，在不脫離本發(fā)明的技術特征所涵蓋的范圍內還可以做出其 它的變化和修改 例如揚聲器箱箱壁縱截面可以彎折成不同波形，如圖lla至圖lle所示，依次為彈 性體揚聲器箱箱壁縱截面彎折分別呈梯形波、三角波、正弦波、鋸齒波、方波等不同波形的 示意圖。 同樣，彈性體揚聲器箱結構幾何形狀基本為管狀，其具體外形輪廓可以變換成多 種形式，如圖12a至圖12e所示，彈性體揚聲器箱依次為方管、三角管、圓桶形管、口徑逐漸 縮小錐形管以及兩節(jié)管的組合體。 還有障板5可以采用多個障板組成箱體結構的障板，用以安裝固定揚聲器單體以 及彈性體揚聲器箱，同時內部存在腔體，通過調節(jié)箱體結構障板腔體的大小，可以改變箱體 聲腔的容積，減小非線性失真，低頻響應往低端擴展，改善低頻，如圖13a至圖13c所示為箱 體結構障板的彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其中圖13b和圖13c中箱體結構障板內部還設有倒相 管6。 并且彈性體揚聲器箱系統(tǒng)還可以包括兩個甚至更多的揚聲器箱，如圖14a、圖14b 所示，為帶有兩個彈性體制成的揚聲器箱的系統(tǒng)。 以上多個實施例充分說明，在不脫離本發(fā)明的技術特征所涵蓋的范圍內還可以做 出其它的變化和修改，這些變化和修改均應在本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
權利要求
一種彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)包括揚聲器箱、揚聲器單體、障板和底板，所述揚聲器箱由彈性體材料制成，其管壁彎折形成波形管狀箱體，這樣揚聲器箱箱體有彈性可自由伸縮運動，所述揚聲器單體安裝固定于障板上，所述揚聲器箱體一端固定于障板上，另一端通過底板封閉，這樣揚聲器單體、揚聲器箱與底板共同構成閉箱系統(tǒng)。
2. 如權利要求1所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器箱由一節(jié)以上彈 性體材料制成管壁彎折的波形管狀箱體連接組合而成。
3. 如權利要求1所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器箱箱壁縱截面彎 折呈波形或鋸齒形。
4. 如權利要求3所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器箱箱壁上開有氣孔。
5. 如權利要求1、2、3或4所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述彈性體材料為 彈性軟橡膠。
6. 如權利要求5所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器單體通過粘接或螺釘固定的方式安裝固定于障板上。
7. 如權利要求6所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器箱通過粘接或螺釘固定的方式安裝固定于障板上。
8. 如權利要求7所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述揚聲器箱形狀為圓筒狀。
9. 如權利要求7所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述障板呈箱體結構。
10. 如權利要求9所述彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，其特征在于所述箱體結構障板內設有倒相管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彈性體揚聲器箱系統(tǒng)，包括揚聲器箱、揚聲器單體、障板和底板，所述揚聲器箱由彈性體材料制成，其管壁彎折形成波形管狀箱體，這樣揚聲器箱箱體有彈性可自由伸縮運動，所述揚聲器單體安裝固定于障板上，所述揚聲器箱體一端固定于障板上，另一端通過底板封閉，這樣揚聲器單體、揚聲器箱與底板共同構成閉箱系統(tǒng)，這樣揚聲器單體可以和揚聲器箱箱體伸縮搖擺運動產生諧振，彈性箱體起聲輻射器的作用，輻射低頻，低頻響應往低端擴展，并提高了聲音的純凈度，改善了低音性能。
文檔編號H04R1/02GK101754070SQ200810217920
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2008年11月28日
發(fā)明者藍秋玲 申請人:東莞市共諧電子科技有限公司