使用無源輻射器的對(duì)流氣流的制作方法
【專利摘要】提供了用于從音箱移除熱量的系統(tǒng)和方法。一種用于重現(xiàn)聲信號(hào)的裝置包括音箱，音箱包括聲體積。產(chǎn)熱元件被耦合到音箱，并且導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)被熱耦合到產(chǎn)熱元件。導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括第一表面。第一無源輻射器包括第一膜片。第一膜片在第一表面的至少一部分之上延伸，并且響應(yīng)于聲體積內(nèi)的壓力變化而移動(dòng)。第一膜片的移動(dòng)使空氣在第一表面之上流動(dòng)，以便于從導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)移除熱量。
【專利說明】使用無源輻射器的對(duì)流氣流

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及聲學(xué)設(shè)備中的熱量移除，并且更具體地涉及從音箱(acousticenclosure)移除熱量。

【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足用戶對(duì)方便性和實(shí)用性的需求，揚(yáng)聲器系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為輕的和小的。揚(yáng)聲器系統(tǒng)中較小的間距要求可以呈現(xiàn)散熱挑戰(zhàn)。例如，聲換能器的激勵(lì)音圈生成可以降低揚(yáng)聲器性能和耐用性的熱量。雖然強(qiáng)制空氣對(duì)流設(shè)備有助于散熱，但是這種設(shè)備中的風(fēng)扇部件可以消耗電力、空間，并且引入另外的熱量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在特定實(shí)施例中，一種用于重現(xiàn)聲信號(hào)的裝置包括音箱，該音箱包括聲體積。產(chǎn)熱元件被耦合到音箱，并且結(jié)構(gòu)被熱耦合到產(chǎn)熱元件。結(jié)構(gòu)包括第一表面。第一無源輻射器包括第一膜片。第一膜片在第一表面的至少一部分之上延伸，并且響應(yīng)于聲體積內(nèi)的壓力變化而移動(dòng)。第一膜片的移動(dòng)使空氣在第一表面之上流動(dòng)。
[0004]在另一實(shí)施例中，一種用于重現(xiàn)聲信號(hào)的裝置包括音箱和被耦合到音箱的第一無源輻射器。第一無源輻射器包括第一膜片。包括第二膜片的第二無源輻射器被耦合到音箱。結(jié)構(gòu)至少部分被定位在第一無源輻射器與第二無源輻射器之間。第一膜片和第二膜片中的至少一個(gè)膜片的移動(dòng)使在音箱外部的空氣在結(jié)構(gòu)之上流動(dòng)。
[0005]在另一實(shí)施例中，一種冷卻音箱的方法包括將產(chǎn)熱元件定位在音箱內(nèi)并且將產(chǎn)熱元件熱耦合到包括第一表面的結(jié)構(gòu)。第一無源輻射器被定位以使得無源輻射器的膜片至少部分在表面之上延伸。第一膜片的移動(dòng)使空氣在表面之上流動(dòng)。
[0006]根據(jù)另一特定實(shí)施例，無源輻射器的移動(dòng)啟動(dòng)從結(jié)構(gòu)和箱體移除熱量的氣流。無源輻射器進(jìn)一步吸入較冷的周圍空氣以從結(jié)構(gòu)吸收另外的熱量。以固定的關(guān)系固定無源輻射器和結(jié)構(gòu)的框架另外加強(qiáng)箱體的結(jié)構(gòu)完整性。由無源輻射器移除的熱量的量的增加與由聲換能器的產(chǎn)熱的增加一致。在輻射驅(qū)動(dòng)無源輻射器的動(dòng)作的更頻繁或更大的聲波時(shí)，聲換能器生成相對(duì)較多的熱量。
[0007]具有實(shí)施例的特征的這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征被闡述在被附加到此并且于此形成進(jìn)一步部分的權(quán)利要求中。然而，為了更好地理解本發(fā)明以及通過其使用達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)和目的，應(yīng)當(dāng)參照附圖和伴隨的其中有描述的示例性實(shí)施例的描述性內(nèi)容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是具有被配置用于從音箱移除熱量的無源輻射器的裝置的實(shí)施例的透視的、部分透明的視圖；
[0009]圖2是包括被熱耦合到將無源輻射器固定到結(jié)構(gòu)的框架的多個(gè)聲換能器的裝置的分解圖；
[0010]圖3是包括經(jīng)由框架被固定到第二無源輻射器的第一無源輻射器的裝置的橫截面、透視圖；
[0011]圖4是包括收容雙無源輻射器的音箱和被熱耦合到多個(gè)換能器的結(jié)構(gòu)的裝置的前視圖；
[0012]圖5是以固定的關(guān)系被固定到包括部分聲換能器的對(duì)流結(jié)構(gòu)的單個(gè)無源輻射器的透視圖；以及
[0013]圖6是包括箱體、聲換能器和以固定的關(guān)系被固定的無源輻射器的裝置的橫截面透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]在特定實(shí)施例中，裝置使用無源輻射器創(chuàng)建從音箱移除熱量的氣流。響應(yīng)于音箱內(nèi)的氣壓改變，無源輻射器的膜片移動(dòng)。導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)在無源輻射器的至少一部分之上延伸。結(jié)構(gòu)經(jīng)由低熱阻導(dǎo)熱路徑被耦合到被定位在箱體內(nèi)或者被耦合到箱體的一個(gè)或多個(gè)熱源。通過膜片運(yùn)動(dòng)加速的空氣到處流動(dòng)并且將熱量傳導(dǎo)離開結(jié)構(gòu)并且傳導(dǎo)出音箱?？蚣芤怨潭ǖ年P(guān)系固定無源輻射器和結(jié)構(gòu)，或者無源輻射器被直接貼附到結(jié)構(gòu)。
[0015]箱體內(nèi)氣壓的改變由被耦合到音箱的聲換能器的膜片的運(yùn)動(dòng)引起。在音箱之內(nèi)的氣壓變化反過來引起無源輻射器振動(dòng)。導(dǎo)熱緊固件彼此耦合并且耦合到結(jié)構(gòu)、無源輻射器和框架中至少之一。由無源輻射器啟動(dòng)的氣流在結(jié)構(gòu)的表面之上流動(dòng)。在表面之上的氣流從而從結(jié)構(gòu)的表面吸收熱量并且將熱量運(yùn)走。
[0016]更具體地轉(zhuǎn)向附圖，圖1是包括收容第一無源輻射器104的音箱102 (示出輪廓)的裝置100的透視的、部分透明的視圖。第一無源輻射器104包括響應(yīng)于音箱102內(nèi)的氣壓的改變而移動(dòng)的第一膜片114。氣壓改變由聲換能器106、108、110、112的激活而引起。雖然圖1的實(shí)施例示出了四個(gè)聲換能器，在箱體中使用任何數(shù)目的聲換能器被考慮在本文中。如本文中描述的，由第一膜片114的移動(dòng)啟動(dòng)的氣流將熱量從音箱102運(yùn)走。
[0017]導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)116包括以固定的關(guān)系將第一無源輻射器104固定到具有第二膜片(未示出)的第二無源輻射器118的框架。雖然未示出在圖1的透視圖中，為導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)116的一部分的翅片(類似于在圖2中示出的翅片230)被定位在第一無源輻射器104與第二無源輻射器118之間。結(jié)構(gòu)116被熱耦合到一個(gè)或多個(gè)聲換能器106、108、110、112或者諸如放大器或電源之類的其它產(chǎn)熱元件。雖然框架被示出作為導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)116的一部分，但是這不是必須的。固定無源輻射器的框架可以與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)116分離。如本文中說明的，在兩者中任一情況下，熱源與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)之間的熱耦合使得由諸如聲換能器106、108、110、112之類的熱源生成的熱量能夠流動(dòng)到結(jié)構(gòu)。第一膜片114和第二無源輻射器118的第二膜片中的至少之一的移動(dòng)使空氣在結(jié)構(gòu)116之上流動(dòng)，尤其使空氣在翅片之上流動(dòng)?？諝膺M(jìn)一步流入和流出箱體102中的開口 120。
[0018]第二無源輻射器118以如要提供另外的熱量移除這樣的方式相對(duì)于第一無源輻射器104被布置。第一無源輻射器104和第二無源輻射器118相對(duì)靠近彼此而被定位并且被定位在翅片的不同側(cè)面上。在一些實(shí)施例中是結(jié)構(gòu)的翅片的一部分結(jié)構(gòu)在第一無源輻射器104和第二無源輻射器118中的至少之一的一部分之上延伸。
[0019]在圖1的實(shí)施例中，第一無源輻射器104和第二無源輻射器118機(jī)械上異相、但聲學(xué)上同相地移動(dòng)。第一無源輻射器104和第二無源輻射器118各自包括具有相對(duì)側(cè)面的膜片(例如膜片114)。膜片114的第一側(cè)面暴露于箱體102的內(nèi)部體積。膜片114的第二、相對(duì)側(cè)面經(jīng)由開口 120暴露于外部環(huán)境(和結(jié)構(gòu))。箱體102內(nèi)的壓力的增加大致同時(shí)使無源輻射器104的膜片114向下移動(dòng)，而無源輻射器118的膜片向上移動(dòng)。
[0020]隨著第一無源輻射器104和第二無源輻射器118以協(xié)調(diào)的方式移動(dòng)以排出或吸入空氣，空氣在結(jié)構(gòu)的多個(gè)表面之上流動(dòng)。在第一無源輻射器104和第二無源輻射器118以相對(duì)的方向(例如遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)的相應(yīng)方向)移動(dòng)時(shí)，較冷的空氣被吸入在第一無源輻射器104與第二無源輻射器118之間的空間之內(nèi)。較冷的空氣進(jìn)來與結(jié)構(gòu)的加熱表面熱接觸。在第一無源輻射器104和第二無源輻射器118的下一次、協(xié)調(diào)移動(dòng)(例如朝向結(jié)構(gòu)的相應(yīng)方向)期間被排出之前，空氣吸收熱量。第一無源輻射器104和第二無源輻射器118因?yàn)樗鼈冊(cè)谙潴w102中的布置而在機(jī)械上異相移動(dòng)，這抵消了慣性、提供了機(jī)械平衡并且減少了箱體的振動(dòng)。
[0021]一個(gè)或多個(gè)聲換能器106、108、110、112通過導(dǎo)熱緊固件122、124、126、128彼此耦合并且被耦合到結(jié)構(gòu)、框架116、第一無源輻射器104和第二無源輻射器118中的至少之一。將熱能從聲換能器106、108、110、112耦合到結(jié)構(gòu)便于熱量的移除。熱量由被強(qiáng)制離開開口120的空氣吸收和運(yùn)送。這樣的氣流由第一無源輻射器104和第二無源輻射器118的移動(dòng)來創(chuàng)建。
[0022]另外，將聲換能器106、108、110、112耦合在一起使熱量均勻地分布在聲換能器106、108、110、112之間，并且增加了熱質(zhì)量。增加的熱質(zhì)量提供了防熱過載保護(hù)。
[0023]說明性的導(dǎo)熱緊固件包括被耦合到聲換能器的換能器杯的背面的金屬板。另一導(dǎo)熱緊固件包括圍繞換能器杯滑動(dòng)并且接觸換能器杯的金屬(例如鋁、銅或其它導(dǎo)熱金屬)環(huán)。諸如墊圈、復(fù)合物、可變形金屬墊或熱油脂之類的導(dǎo)熱材料被用作熱界面材料，以降低在導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的不同部件之間的界面的熱阻。不失一般性地，熱界面材料可以被使用在熱路徑中不同結(jié)構(gòu)被接合在一起的任何地方，即使在本公開中描述特定界面時(shí)它們沒有被特別提到。
[0024]聲換能器106、108、110、112可以被前置或后置。在后置時(shí)，聲換能器106、108、110、112被附接到結(jié)構(gòu)，并且整個(gè)裝配件然后被配合到箱體102。當(dāng)聲換能器106、108、110、112被替代地前置時(shí)，各個(gè)聲換能器106、108、110、112首先被安裝到箱體102，并且然后結(jié)構(gòu)被配合到安裝的聲換能器106、108、110、112。在一些實(shí)施例中，框架116提供另外的結(jié)構(gòu)支撐和完整性給箱體102。
[0025]結(jié)構(gòu)116包括導(dǎo)熱接觸以將熱量傳遞到箱體102的外表面。例如，結(jié)構(gòu)116包括保持聲換能器靠近箱體102的外表面或開口的安裝夾具。結(jié)構(gòu)116由導(dǎo)熱材料構(gòu)造，以高效地將熱量傳遞到箱體102的外面。
[0026]如在下面更詳細(xì)描述的，結(jié)構(gòu)包括翅片，該翅片可以由導(dǎo)熱金屬或聚合物材料或者諸如碳基材料或其它已知導(dǎo)熱材料之類的其它導(dǎo)熱材料制成，其被熱耦合到產(chǎn)熱元件并且在膜片118的至少一部分之上延伸。出于空間的考慮，結(jié)構(gòu)通常被制造成薄的。在實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)另外包括諸如金屬絲之類的網(wǎng)狀導(dǎo)熱材料。金屬絲網(wǎng)材料提供了相對(duì)大的表面積以用于使用周圍空氣來傳遞熱量。結(jié)構(gòu)的實(shí)施例進(jìn)一步包括沖孔金屬。除了便于熱交換之外，結(jié)構(gòu)中的孔在第一無源輻射器104和第二無源輻射器114的運(yùn)動(dòng)期間協(xié)助維持機(jī)械平衡。孔被包括在結(jié)構(gòu)的被定位在無源輻射器104、114之間并且在箱體102外部的部分中?？刂茩C(jī)械平衡減少了不期望的箱體102的振動(dòng)。實(shí)施例的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括諸如有棱紋的(ribbed)或槽形表面之類的波狀外形的表面。這些棱紋、槽或褶皺增加了結(jié)構(gòu)的表面積。增加的表面改善了從結(jié)構(gòu)到空氣的熱傳遞。
[0027]第一無源輻射器104和第二無源輻射器118由塑料或者塑料和金屬的組合來構(gòu)造。無源輻射器的實(shí)施例包括膜片。在一些實(shí)施例中，膜片由聚合物材料形成。在一些實(shí)施例中，聚合物膜片摻雜有金屬鱗片以增加它的質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，金屬鱗片是導(dǎo)熱的，以允許膜片提供一些另外的散熱。在一些實(shí)施例中，膜片由諸如鋁、銅、其它導(dǎo)熱金屬之類的導(dǎo)熱材料或者其它導(dǎo)熱材料制成。箱體內(nèi)的熱空氣將熱量傳遞到與加熱的空氣接觸的膜片表面，并且膜片轉(zhuǎn)而可以將該熱量輻射出來到外部環(huán)境。增加膜片的導(dǎo)熱性增加了可能通過膜片傳遞的熱量的量。無源輻射器膜片的散熱能力可以通過在膜片的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上增加膜片的表面積來提高。例如，棱紋、針狀物或者其它隆起的結(jié)構(gòu)可以被形成在膜片的一個(gè)或兩個(gè)表面上?？梢允褂弥T如化學(xué)蝕刻、噴砂等之類的已知方法來處理表面以增加表面積。
[0028]更具體地，無源輻射器104、118包括懸浮元件或者圍繞物和膜片。圍繞物起彈簧的作用。膜片至少在無源輻射器的工作頻率范圍上是剛性的，并且起質(zhì)量的作用。無源輻射器104、118的移動(dòng)質(zhì)量可以與懸浮圍繞物的剛度產(chǎn)生共振。該共振被設(shè)定為比無源輻射器移動(dòng)質(zhì)量與箱體中空氣的剛度的共振更低。如此，無源輻射器的自共振的頻率比移動(dòng)質(zhì)量與箱體的空氣剛度的共振更低。
[0029]無源輻射器104、118的運(yùn)動(dòng)幅度與被施加到換能器106、108、110、112的低頻信號(hào)水平相關(guān)。隨著聲學(xué)系統(tǒng)被訪問以產(chǎn)生增加的低頻輸出，無源輻射器的運(yùn)動(dòng)幅度增加。增加的運(yùn)動(dòng)幅度增加了在結(jié)構(gòu)之上泵送的空氣的量，并且增加了冷卻。以這種方式，裝置100通過在由于增加的聲換能器活性而引起的產(chǎn)熱增加時(shí)的時(shí)間段期間增加冷卻來自我調(diào)整。
[0030]從而，圖1示出了具有帶有諸如翅片之類的表面、被熱耦合到熱源(例如換能器106、108、110、112)并且在無源輻射器104、118中的至少一部分之上延伸的結(jié)構(gòu)116的系統(tǒng)100。無源輻射器104、118將空氣在表面之上泵送以冷卻結(jié)構(gòu)。盡管圖1示出了具有從箱體102的外部包絡(luò)向內(nèi)定位的無源輻射器104、118的結(jié)構(gòu)，而另一實(shí)施例包括諸如僅無源輻射器114之類的單個(gè)無源輻射器。在一些實(shí)施例中，無源輻射器或多個(gè)無源輻射器可以被定位在箱體的外表面上。例如，單個(gè)無源輻射器被定位在箱體的一個(gè)側(cè)面上。在另一示例中，第一無源輻射器相對(duì)于另一無源輻射器被定位在箱體的一個(gè)相對(duì)側(cè)面上，并且被耦合到熱源的結(jié)構(gòu)或者多個(gè)結(jié)構(gòu)在一個(gè)無源輻射器的至少一部分之上或者在相對(duì)的壁裝式無源輻射器膜片的至少之一或兩者之上延伸。在另一實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)在一個(gè)無源輻射器的整個(gè)膜片表面之上或者在相對(duì)的壁裝式無源輻射器的兩者的整個(gè)表面之上延伸。在相對(duì)的壁裝式無源輻射器的示例中，這種布置提供了機(jī)械異相運(yùn)動(dòng)和聲學(xué)上同相運(yùn)動(dòng)。備選地，無源輻射器可以被安裝在箱體的同一側(cè)面上，并且被耦合到熱源的單個(gè)結(jié)構(gòu)在一個(gè)無源輻射器的至少一部分之上或者在兩個(gè)無源輻射器的一部分之上延伸。在另一實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)在每個(gè)無源輻射器膜片的整個(gè)表面之上延伸。如此，無源輻射器運(yùn)動(dòng)是機(jī)械上和聲學(xué)上同相的。
[0031]圖2是包括被熱耦合到將第一無源輻射器214固定到諸如金屬板或翅片之類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)230的框架212的多個(gè)聲換能器204、206、208、210的裝置200的分解圖。實(shí)施例的板或翅片230與將所有換能器204、206、208、210連接在一起的外殼一體成形(例如在單個(gè)鋁鑄件中，雖然還可以使用其它導(dǎo)熱材料)，從而形成熱耦合熱源(在這種情況下為聲換能器)與翅片230的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。聲換能器204、206、208、210類似于圖1的聲換能器106、108、110、112，并且第一無源輻射器214類似于圖1的第一無源輻射器104。如在圖2中示出的，框架212另外以固定的關(guān)系將第一無源輻射器214(和內(nèi)部結(jié)構(gòu)230)固定到第二無源輻射器216。例如，第一無源輻射器214和第二無源輻射器216以及翅片230被布置成彼此平行，其中內(nèi)部翅片230大致等距地被固定在第一無源輻射器214與第二無源輻射器216之間。
[0032]框架212包括開口 226。第一無源輻射器214的膜片228的移動(dòng)和第二無源輻射器216的膜片(未示出)的移動(dòng)啟動(dòng)通過開口 226的氣流?？蚣?12由諸如導(dǎo)熱金屬或聚合物材料之類的導(dǎo)熱材料或者諸如碳基材料或其它已知導(dǎo)熱材料之類的其它導(dǎo)熱材料構(gòu)造。實(shí)施例的框架212與允許連接到換能器204、206、208、210和結(jié)構(gòu)230中的至少之一的連接結(jié)構(gòu)一體成形(例如單個(gè)鋁鑄件)。另一實(shí)施例的框架212由多個(gè)裝配部分形成。
[0033]根據(jù)特定實(shí)施例，第一導(dǎo)熱連接部分218將第一聲換能器206物理稱合和熱I禹合到框架212、第一無源輻射器214、第二無源輻射器216和被定位在框架212內(nèi)的結(jié)構(gòu)230中的至少之一。無源輻射器214、216引入強(qiáng)制對(duì)流冷卻。強(qiáng)制對(duì)流冷卻改善了從翅片230到周圍環(huán)境的熱傳遞。熱量從翅片230的加熱表面消散到空氣中。更具體地，空氣分子與結(jié)構(gòu)230的熱表面相互作用并且從其中吸收熱能。強(qiáng)制對(duì)流冷卻由響應(yīng)于音箱內(nèi)的氣壓改變而移動(dòng)的無源輻射器214、216的移動(dòng)所引起。箱體內(nèi)的氣壓的改變由被耦合到音箱的聲換能器204、206、208、210的(多個(gè))膜片的運(yùn)動(dòng)所引起。
[0034]第二導(dǎo)熱連接部分220將第二聲換能器208物理耦合和熱耦合到框架212、第一無源輻射器214、第二無源輻射器216和翅片230中的至少之一。第三導(dǎo)熱連接部分222將第三換能器204物理耦合和熱耦合到第一傳導(dǎo)連接部分218和第一聲換能器204。因此，第三聲換能器204被熱耦合到框架212、第一無源輻射器214、第二無源輻射器216和翅片230中的至少之一。第四導(dǎo)熱連接部分224將第四聲換能器210物理耦合和熱耦合到第二導(dǎo)熱緊固件220。用這種方式，第四聲換能器210被熱耦合到框架212、第一無源輻射器214、第二無源輻射器216和翅片230中的至少之一。導(dǎo)熱緊固件218、220、222、224類似于圖1的導(dǎo)熱緊固件122、124、126、128。在一些實(shí)施例中，以垂直于從換能器到框架212的熱流動(dòng)方向的取向截取的連接部分218和220的橫截面面積大于部分222和224的橫截面面積。部分218和220必須允許從一對(duì)熱源到框架的熱流動(dòng)，而部分222和224僅僅可以容納來自單個(gè)源的熱流動(dòng)。在一些實(shí)施例中，連接部分222和224的橫截面面積是部分218和220的橫截面面積的一半。
[0035]通過將聲換能器204、206、208、210熱耦合在一起，裝置200的熱質(zhì)量被增加。而且，通過將熱量均勻地或大致均勻地分布在聲換能器204、206、208、210之間，導(dǎo)熱連接部分218、220、222、224降低了換能器不對(duì)稱變熱的發(fā)生率。如在圖2中示出的，導(dǎo)熱連接部分218、220、222、224包括圍繞聲換能器204、206、208、210的換能器杯滑動(dòng)并且接觸換能器杯的金屬環(huán)。在特定實(shí)施例中，導(dǎo)熱連接部分包括熱耦合到聲換能器的換能器杯的背面的金屬板。散熱片和其它導(dǎo)熱界面材料被用于減小在聲換能器204、206、208、210，導(dǎo)熱連接部分218、220、222、224，與框架212、第一無源輻射器214、第二無源輻射器216和翅片230中的至少之一之間的界面的熱阻。
[0036]圖3是包括經(jīng)由框架304被固定到第二無源輻射器306的第一無源輻射器302的裝置300的剖開透視圖。諸如金屬板或翅片之類的結(jié)構(gòu)308被固定在第一無源輻射器302與第二無源輻射器306之間。框架304和翅片308形成用于耦合到諸如聲換能器328、330之類的熱源的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。如在圖3中示出的，第一無源輻射器302和第二無源輻射器306各自的至少一部分在翅片308之上部分地延伸。例如，第一無源輻射器302的至少一部分在翅片308上方并且大致平行于翅片308垂直延伸，并且第二無源輻射器306的至少一部分在翅片308下方并且大致平行于翅片308垂直延伸。
[0037]第一無源輻射器302的第一膜片318的第一移動(dòng)(例如在朝向結(jié)構(gòu)308的方向上)促進(jìn)空氣在翅片308的第一表面310之上的流動(dòng)?？諝鈴牡谝槐砻?10吸收熱能并且如由箭頭314示出的那樣從框架304的開口 312傳播出去。如由箭頭316示出的那樣，第一膜片308的后續(xù)運(yùn)動(dòng)(例如在遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)308的方向上)通過開口 312并且在第一表面310之上吸入較冷的周圍空氣。周圍空氣吸收從第一表面310傳遞的熱量。通過第一膜片318的后續(xù)移動(dòng)，空氣被排出開口 312。
[0038]第二無源輻射器306的第二膜片320的第一移動(dòng)促進(jìn)空氣在翅片308的第二表面322之上的流動(dòng)，并且如由箭頭324示出的，流出框架304的開口 312。如由箭頭326示出的，第二膜片320的后續(xù)移動(dòng)(例如在遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)308的方向上)通過開口 312并且在第二表面322之上吸入較冷的空氣。
[0039]在一些實(shí)施例中，圖3的翅片308包括薄的金屬層。另一實(shí)施例的翅片308包括網(wǎng)狀或金屬絲狀導(dǎo)熱材料。翅片308中的孔便于熱交換，并且協(xié)助由第一膜片318和第二膜片320的運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)械平衡(例如減少振動(dòng))。在一些實(shí)施例中，翅片308進(jìn)一步包括褶皺、棱紋或槽。第一無源輻射器302與翅片308之間的垂直距離基于氣流和熱吸收動(dòng)力學(xué)以及空間需求和聲學(xué)考慮(例如，以便最低限度地影響音質(zhì))來設(shè)定。翅片308被放置得距離無源輻射器安裝表面足夠遠(yuǎn)，使得無源輻射器302、306在它們的最大工作偏移下不會(huì)物理接觸翅片308。
[0040]聲換能器328、330被熱耦合到框架304、第一無源輻射器302、第二無源輻射器306和翅片308中的至少之一。聲換能器328、330類似于圖1的聲換能器110、112。第一無源輻射器302和第二無源輻射器306類似于圖1的第一無源輻射器104和第二無源輻射器118。開口 312類似于圖1的開口 120。圖3的框架304僅僅包括一個(gè)開口 312。然而，另一實(shí)施例的框架在多個(gè)側(cè)面上是開口的。例如，另一實(shí)施例的框架包括被定位在相對(duì)開口312的側(cè)面上的第二開口。
[0041]圖4是包括收容第一無源輻射器404和多個(gè)聲換能器406、408、410、412的音箱402的裝置400的前視圖?？蚣?16以固定的關(guān)系將第一無源輻射器404固定到第二無源輻射器418。結(jié)構(gòu)414被定位在第一無源輻射器404與第二無源輻射器418之間。
[0042]如在圖4中通過框架416中的開口 420可見的，結(jié)構(gòu)414的至少一部分延伸或者重疊第一無源輻射器404和第二無源輻射器418中的至少之一的至少一部分。例如，結(jié)構(gòu)414的一部分在第一無源輻射器404下方并且平行于第一無源輻射器404垂直延伸，并且結(jié)構(gòu)414的一部分在第二無源輻射器418上方并且平行于第二無源輻射器418垂直延伸。
[0043]一個(gè)或多個(gè)聲換能器406、408、410、412彼此熱耦合并且被熱耦合到結(jié)構(gòu)414、框架416、第一無源輻射器404和第二無源輻射器418中的至少之一。在制造期間，聲換能器406、408、410、412被前置到音箱402中。緊固件422將聲換能器406、408、410、412固定至Ij箱體102的外面以用于另外的熱量移除考慮。
[0044]第一無源輻射器404和第二無源輻射器418中的至少之一的移動(dòng)使空氣流入和流出音箱402的開口 420。音箱402類似于圖1的音箱102，并且開口 420類似于圖1的開口120。另外，聲換能器406、408、410、412類似于圖1的聲換能器106、108、110、112。
[0045]第一無源輻射器404和第二無源輻射器418被用于創(chuàng)建從音箱402移除熱量的氣流。第一無源輻射器404和第二無源輻射器418的相應(yīng)膜片響應(yīng)于音箱402內(nèi)的氣壓改變而移動(dòng)。熱量被熱耦合到結(jié)構(gòu)414。通過第一無源輻射器404和第二無源輻射器418的運(yùn)動(dòng)加速的空氣在結(jié)構(gòu)414之上流動(dòng)，并且傳導(dǎo)熱量遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)414并且傳導(dǎo)出音箱402的開Π 420。
[0046]第一無源輻射器404和第二無源輻射器418的移動(dòng)從音箱402的開口 420逐出暖空氣，并且備選地，吸入較冷的周圍空氣。低熱阻路徑存在于結(jié)構(gòu)414與諸如聲換能器406、408、410、412之類的熱源之間。無源輻射器404、418在結(jié)構(gòu)414的表面之上泵送空氣。在結(jié)構(gòu)414的表面之上的氣流吸收熱能并且將熱能傳遞出箱體402的開口 420。
[0047]圖5圖示了具有以固定的關(guān)系被固定到聲換能器504的單個(gè)無源輻射器502的裝置500的實(shí)施例的透視圖。諸如金屬板之類的結(jié)構(gòu)506被定位在無源輻射器502與聲換能器504之間。結(jié)構(gòu)506被熱耦合到聲換能器504。雖然未示出，但是散熱片材料被定位在結(jié)構(gòu)506與聲換能器504之間。根據(jù)特定實(shí)施例，結(jié)構(gòu)506包括聲換能器504的諸如聲學(xué)杯的表面之類的部件。因此，在圖5中示出的實(shí)施例包括以固定的關(guān)系被固定到包括聲換能器504的一部分的結(jié)構(gòu)506的單個(gè)無源福射器502。
[0048]無源輻射器502的膜片508響應(yīng)于通過聲換能器504的激活引起的氣壓的改變而移動(dòng)。膜片508的移動(dòng)啟動(dòng)在結(jié)構(gòu)506的表面510之上的氣流。氣流從表面510吸收并且移除熱量。結(jié)構(gòu)506的表面包括諸如槽或擴(kuò)展部分(extens1n)之類的外形，以增加表面積以及與氣流的熱交換?？蚣?12以固定的關(guān)系將聲換能器504固定到無源輻射器502。
[0049]圖6圖示了包括箱體602、聲換能器604和無源輻射器606的裝置600的實(shí)施例的框圖的橫截面透視圖。箱體602內(nèi)的壓力變化啟動(dòng)無源輻射器606的膜片608的移動(dòng)。膜片608的移動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)出第一開口 610和第二開口 612的氣流(由箭頭指示)。第一開口610和第二開口 612部分地由結(jié)構(gòu)614形成。結(jié)構(gòu)614接收來自諸如用于揚(yáng)聲器的電源或放大器之類的產(chǎn)熱元件616的熱能。結(jié)構(gòu)614至少部分地由諸如導(dǎo)熱金屬或聚合物材料之類的導(dǎo)熱材料或者諸如碳基材料或其它已知導(dǎo)熱材料之類的其它導(dǎo)熱材料形成。
[0050]氣流從結(jié)構(gòu)614和產(chǎn)熱元件616的表面中的至少之一吸收并且移除熱量。更具體地，膜片608的第一移動(dòng)(例如朝向表面614)將暖空氣排出第一開口 610和第二開口 612。膜片608的第二移動(dòng)(例如遠(yuǎn)離表面614)使較冷的周圍空氣通過第一開口 610和第二開口 612行進(jìn)到箱體602中。
[0051]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出對(duì)本文中公開的具體裝置和技術(shù)的眾多使用和修改以及變更而不脫離發(fā)明的概念。所以，公開的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被解釋為包括呈現(xiàn)在本文公開的裝置和技術(shù)中的或者由本文公開的裝置和技術(shù)擁有的每一個(gè)新穎特征和特征的新穎組合，并且上述裝置和技術(shù)僅僅受所附權(quán)利要求及其等效物的范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于重現(xiàn)聲信號(hào)的裝置，所述裝置包括: 包括聲體積的音箱； 被耦合到所述音箱的產(chǎn)熱元件； 被熱耦合到所述產(chǎn)熱元件的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其中所述結(jié)構(gòu)包括第一表面；以及 包括第一膜片的第一無源輻射器，其中所述第一膜片在所述第一表面的至少一部分之上延伸，并且響應(yīng)于所述聲體積內(nèi)的壓力變化而移動(dòng)，并且其中所述第一膜片的移動(dòng)使空氣在所述第一表面之上流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述結(jié)構(gòu)包括翅片，并且所述第一表面是所述翅片的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括第二無源輻射器，所述第二無源輻射器包括第二膜片，其中所述第二膜片在所述結(jié)構(gòu)的第二表面的至少一部分之上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述結(jié)構(gòu)包括翅片，并且所述第一表面和所述第二表面是所述翅片的第一表面和第二表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一膜片和所述第二膜片移動(dòng)以交替地在所述第一表面和所述第二表面之上排出和吸入空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述產(chǎn)熱元件是被配置用于輻射聲波的第一聲換能器部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一聲換能器部件被熱耦合到第二聲換能器部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括將所述產(chǎn)熱元件耦合到所述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱連接部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述產(chǎn)熱元件和所述結(jié)構(gòu)被一體成形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述結(jié)構(gòu)的所述第一表面的所述部分包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):金屬絲網(wǎng)材料、翅片、沖孔金屬和金屬板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述結(jié)構(gòu)的所述第一表面的所述部分包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):孔、槽、褶皺和擴(kuò)展部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述產(chǎn)熱元件被定位在所述音箱內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述產(chǎn)熱元件被部分定位在所述音箱內(nèi)并且部分定位在所述音箱之外。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述產(chǎn)熱元件被定位在所述音箱之外。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述音箱外部的第二表面，其中所述產(chǎn)熱元件被熱耦合到所述第二表面，并且其中所述第一膜片的移動(dòng)使空氣在所述第二表面之上流動(dòng)。
16.一種用于重現(xiàn)聲信號(hào)的裝置，所述裝置包括: 音箱； 被耦合到所述音箱的第一無源輻射器，其中所述第一無源輻射器包括第一膜片； 被耦合到所述音箱的第二無源輻射器，其中所述第二無源輻射器包括第二膜片；以及 至少被部分定位在所述第一無源輻射器與所述第二無源輻射器之間的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，其中所述第一膜片和所述第二膜片中的至少之一的移動(dòng)使在所述音箱外部的空氣在所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)之上流動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)包括翅片。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，進(jìn)一步包括框架，所述框架以固定的關(guān)系固定所述第一無源輻射器、所述第二無源輻射器和所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，進(jìn)一步包括產(chǎn)熱元件，所述產(chǎn)熱元件被耦合到所述框架和所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)中的至少之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述產(chǎn)熱元件和所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)經(jīng)由低熱阻路徑耦合。
21.—種冷卻音箱的方法，所述方法包括: 將產(chǎn)熱元件定位在所述音箱內(nèi)； 將所述產(chǎn)熱元件熱耦合到包括第一表面的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)；以及 定位包括第一膜片的第一無源輻射器，以使得所述第一膜片至少部分地在所述第一表面之上延伸，從而使得所述第一膜片的移動(dòng)使空氣在所述第一表面之上流動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括: 定位包括第二膜片的第二無源輻射器，以使得所述第二膜片至少部分地在所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的第二表面之上延伸，從而使得所述第二膜片的移動(dòng)使空氣在所述第二表面之上流動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括使用安裝結(jié)構(gòu)以固定的關(guān)系將所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)固定到所述第一無源輻射器和所述第二無源輻射器中的至少之一。
【文檔編號(hào)】H04R1/28GK104205870SQ201380016125
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月21日
【發(fā)明者】R·N·利托維斯基, C·S·威廉姆斯 申請(qǐng)人:伯斯有限公司