專利名稱：安裝有包含板狀聲輔射器元件的揚聲器的客運交通工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及客運交通工具、更具體地說涉及安裝有包含板狀聲輔射器元件的揚聲器的客運交通工具。
背景技術(shù)：
從GB-A-2262861中得知，建議的一種板狀揚聲器包括有由兩層材料內(nèi)夾一橫向多孔結(jié)構(gòu)的隔開芯子形成的一個一體的多層板狀的諧振多模輻射器元件，其中該板是這樣的，使彎曲強度(B)對單位表面積上板質(zhì)量的三次方基數(shù)(μ)的比在所有方向上至少為10；一安裝裝置，它以一種自由非阻尼的方式，支撐該板或?qū)⒃摪暹B接到一支撐體；一連接到該板的機電驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置用于響應于在一工作頻段之內(nèi)的電輸入信號為揚聲器在輻射板上激起一個多模諧振。
本發(fā)明的公開說明本發(fā)明的實施例使用其特性、結(jié)構(gòu)和配置可一般地和/或特殊地通過履行與此同期的我們的待審的PCT中請...(我們的案號為P.5711)的講授而獲得的構(gòu)件。這樣的構(gòu)件因而有能力通過厚度通常(但不必)橫向延伸到構(gòu)件邊緣的操作區(qū)域中的彎曲波來保持和傳播輸入的振動能；用或不用彎曲強度的各向異性制成，具有在所述的區(qū)域中分布并有益于聲同周圍空氣耦合的諧振模式振動部件；并且在所述的區(qū)域中具有預定的優(yōu)選位置或場所，該位置或場所用于換能器裝置，特別是它的有效有源或運動零件，該零件對于所述的區(qū)域中的聲振動活動及相應于這樣的振動活動的聲含量的信號，通常是電信號來說是有效的。在待審的國際申請...(我們的卷號為P.5711)中展望了這樣的構(gòu)件作為或在無換能器裝置的“無源”聲器件中的應用，諸如用于混響或用于聲過濾或用于用聲“發(fā)音”(“voicing”)一空間或房間的聲器件；及用于帶有換能器裝置的“有源”聲器件中，諸如用于當提供將被轉(zhuǎn)換成所述聲音的輸入信號時相當大范圍的聲源或揚聲器中，或用于諸如當暴露于將被轉(zhuǎn)換成別的信號的聲音下的麥克風中。
本發(fā)明特別涉及用于客運交通工具例如汽車，飛行器，船只，鐵路運載工具中的揚聲器形式的有源聲學器件。
上述的構(gòu)件在此稱作分布式聲輻射器并且其特點象在上述的PCT申請中那樣，其它情況，此處將具體提出。
本發(fā)明是一個具有客艙的運載工具，客艙的特征是在客艙中的一揚聲器包括一分布式聲輔射器和一整個地且獨占地安裝在輔射器上的一換能器，該換能器振動該輔射器使之諧振。該輔射器可以和運載工具中的客座做成一體或和客艙中的門做成一體。該輔射器可以和客艙的內(nèi)部做成一體。
運載工具可包括一客艙零件中的或形成客艙零件的一模制塑料元件，并且，該輔射器可以和該元件做成一體。
該輻射器可包括一具有夾在兩外膜層之間的多孔芯子的堅硬輕質(zhì)板，并且其中的外膜和所述模制元件做成一體。所述的一個外膜和該元件的平均壁厚相比可能較薄。所述的外膜可能被元件中的一個溝槽包圍，該溝槽界定了輔射器的彈性圍繞物范圍。
從另一方面說，本發(fā)明是一包括有一揚聲器的運載工具部件，該揚聲器具有一分布式聲輔射器以及一整個地且獨占地安裝在其上的一換能器，該換能器振動該揚聲器使之諧振。
附圖簡要描述本發(fā)明通過例子在附圖中進行了詳細圖示，其中

圖1是表示如在我們的同時待審的國際申請(我方案號P5683/4/5中詳述并聲明權(quán)利那樣的一個分布式揚聲器；圖2a是圖1的在A-A線上的局部剖視圖；圖2b是通過示于圖2a中那種分布式輔射器的放大了的剖面圖，并表示了兩個替換結(jié)構(gòu)；圖3是運載工具客艙的透視圖；圖4是圖3的詳細的一個局部剖視圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)汽車門的透視圖；圖6根據(jù)本發(fā)明的一個汽車門的透視圖；圖7是來自圖6的詳細的局部剖視圖；
圖8是一汽車的透視圖；以及圖9是圖8的詳細的局部透視圖。
實現(xiàn)本發(fā)明的最好模式參照附圖中的圖1，顯示了一個在與此同期的我們的待審的國際申請...(我們的案號為P.5711)中所說明和要求的面板式揚聲器81，它包括帶有彈性懸架3的長方形框架1，所述懸架圍繞其內(nèi)周支撐著一分布式聲輻射面板2。諸如參照與此同期的我們的待審的國際申請...(我們的案號為P.5683/4/5)中詳細說明的換能器9，完整地且獨占地安裝在面板2上或其中由x和y限定的預定方位，其方位的位置按與此同期的我們的待審的國際申請...(我們的案號為P5711)中說明的計算，以發(fā)射彎曲波到面板中使面板諧振來輻射一聲輸出。
換能器9由一個通過導體28連接到換能器上的諸如音頻放大器的信號放大器10驅(qū)動。放大器的負載和功率需求完全可以是標準的，類似于通常的錐型揚聲器，在室內(nèi)加載的條件下其靈敏度級是86-88dB/watt。放大器負載阻抗大體為60hms，功率處理為20-80watts。其中面板芯和/或外層由金屬制成，它們可以為換能器起散熱器的作用，將換能器的發(fā)動機線圈的熱量散去并因此改善功率處理。
圖2a和2b是圖1的揚聲器81的局部典型的剖視圖。圖2a顯示了框架1、圍繞物3和面板2通過各自的膠粘接頭20連接在一起。合適的框架材料包含輕重量框架，例如由諸如鋁合金的擠壓金屬或塑料制成的像框架。合適的圍繞物材料包括諸如泡沫橡膠和泡沫塑料的彈性材料。合適的接頭20的粘膠包括環(huán)氧、聚丙烯、和氰丙烯等粘膠。
圖2b在放大的比例上說明了面板2是一個具有諸如剛性塑料泡沫97所制成的芯的剛性輕重量面板，該剛性塑料泡沫例如是交鏈聚氯乙烯或蜂窩狀基體98即金屬箔、塑料或類似物制成的蜂窩狀基體，其小室橫向延伸到面板平面，并且該面板由諸如紙、卡、塑料或金屬箔或薄板所制成的對立的外層21所圍。其中外層由塑料制成時，可以由用諸如碳、玻璃、kevlar(RTM)或類似的纖維以一種熟知的方式來增強以提高它們的模量。
可展望的外層層材料和增強物因而既包括紙、粘合紙層、三聚氰膠以及諸如聚酯薄膜、卡普頓、聚氯乙烯、苯酚、聚酯或相關(guān)的塑料、纖維增強塑料等以及金屬薄板或箔，又包括碳、玻璃、kevlar(RTM)Nomex(RTM)即芳香族聚酰胺等各種捻線(lays)和織物中的纖維。對液晶聚合物熱塑塑料的Vectra級的調(diào)查表明它們對于注塑諸如直徑30cm以下的超薄性外層或更小尺寸的外層是有用的。這種材料在噴射的方向上自身形成了一個定向的晶體結(jié)構(gòu)，該定向是將高頻能量從驅(qū)動點很好地傳播到面板周圍的優(yōu)選方位。
附加的這種和其它熱塑塑料的塑造使塑料工具具有諸如溝槽或環(huán)的定位和套準特征，用以精確定位諸如發(fā)動機線圈和磁體懸架的換能器部件。附加的一些較弱的芯材料據(jù)計算有利于增加諸如達到換能器直徑的150％的區(qū)域或環(huán)形中局部的外層厚度，增強那塊區(qū)域并有利于將振動能耦合到面板中。高頻率響應將會通過這種裝置用較軟的泡沫材料加以改善。
可展望的芯層材料既包括發(fā)泡塑料或泡沫塑料或紙漿材料，甚至于如果是合適的低密度的氣溶膠金屬，又包括制造的蜂窩狀或波紋狀鋁合金薄板或箔，或Kevlar(RTM)、Nomex(RTM)、普通的或粘合的紙、及各種合成塑料膜。一些合適的芯層材料在其制造過程中有效地展示了其有用的自生外層和/或具有天然的足夠的強度以用于無迭片的外層層間。一種高性能的蜂窩狀芯材料以其商標名‘Rohacell’著稱，它可用作輻射面板并且無外層。從實際的方面講，其目的是獲得適合于特別的用途的全面的光潔度和強度，特別是包括芯和外層層的最佳成分和它們之間的傳導。
一些用于面板的優(yōu)選配方使用金屬和金屬合金外層，或可替為碳纖維增強物。所有這些，以及合金氣溶膠或金屬蜂窩狀芯的設計，都將有實際的射頻屏蔽特征，該特征在一些EMC應用中是重要的。通常的面板或錐形揚聲器沒有固有的EMC屏蔽能力。
另外，優(yōu)選的壓電動態(tài)換能器有可忽略的電磁輻射或漏磁場。通常的揚聲器有一個大的磁場，若非采用特別的補償對策將達到1米的距離。
在應用中需保持屏蔽的部位，可以為適當?shù)腄ML面板的傳導部分制造一個電接插件或可在安裝邊緣時使用一種電傳導泡沫或類似的連接體。
懸架(3)可以阻尼面板(2)的邊緣以防該面板過多的邊緣運動?？筛郊踊蛱鎿Q采用其它阻尼，諸如接線，可連接到面板中選好的位置來阻尼過多的運動以利于面板上的均勻諧振。該接線可以是瀝青基地材料制成，如同在通常的揚聲器盒中所使用的一樣，或者可以由彈性或剛性聚合薄板材料制成。一些材料，特別是紙和卡及一些芯可以自阻尼，如果需要，可通過使用彈性裝配粘膠而非剛性裝配粘膠在面板的機構(gòu)中增加阻尼。
有效的所述的可選擇阻尼包括對面板以及永久性與其連接的裝置的薄板材料的特別的應用。邊緣和角對主要的且少量分散的其面板的低頻振動模式是特別有意義的。阻尼裝置的沿邊固定有利于產(chǎn)生一塊其所述的薄板材料完全裝好框架的面板，盡管其角可能會經(jīng)常相對地自由，比如為了所需的低頻工作，連接物可以用粘膠或自粘材料。別的有用的阻尼形式，特別地在更精細的效果和/或中頻和高頻方面，可以借助合適的物質(zhì)或固接到薄板材料上所述區(qū)域中預定有效的中央的局部位置上的物質(zhì)。
象上面所說明的聲面板是雙向的。從后面發(fā)出的聲能同前面發(fā)出的聲能在相位上并沒有很強的關(guān)系。結(jié)果是有利于聲功率在該房間中全面累加、等頻率的聲能的傳播、減少了反射和駐波效果并且有利于在重放聲記錄中優(yōu)質(zhì)地再現(xiàn)自然空間和環(huán)境。
盡管從聲面板發(fā)出的輻射主要是無定向的，與相位相關(guān)的信息的百分比軸外增加。因為假想立體圖象的改善后的焦點、揚聲器的方位，同圖畫一樣，在通常人直立時的高度上，因而提供有利的適度的軸外方位，為通常坐著的聽眾提供最佳的立體效果。同樣，相對于聽眾的三角形左/右?guī)缀螆D形提供了另一角分量。好的立體聲就是這樣獲得的。
同通常的揚聲器再現(xiàn)相比，本發(fā)明還有針對一群聽眾的優(yōu)點。聲面板聲音輻射的內(nèi)在傳播特性給予了它一個并不遵守相同點源的距離平方反比律的聲量。因為隨距離減少的強度遠小于由平方反比律所預測的強度，結(jié)果對于偏離中心和位置不好的聽者來說，面板揚聲器同通常的揚聲器相比其強度場增進了一更優(yōu)良的立體聲效果。這是因為偏離中心的聽者并不會由于接近于附近的揚聲器而遭受雙重問題；首先附近的揚聲器的響度大大增加，然后較遠的揚聲器的響度相應減小。
平板狀的、輕重量的面板式揚聲器也具有優(yōu)點，它在視覺上吸引人，具有好的聲音品質(zhì)并且只需要一個換能器以及從每個面板膜發(fā)出的全音域聲音沒有重疊。
圖3和圖4中所示為一客運交通工具的客艙102，所述客運交通工具例如為一飛機，鐵路運載工具，公共長途汽車或渡船，所述客艙中有成排的客座103，在客座103的后背203處安裝有揚聲器81。象傳統(tǒng)的那樣，座位背部203為用合適的塑料材料模制的殼體。
如圖4中更具體地描述的那樣，座位103的背部203模制成具有基本為矩形的由溝槽100連接的相對較薄的區(qū)域2。用一輕質(zhì)多孔芯子22在這些區(qū)域2的內(nèi)表面上增加剛性，芯子22用一內(nèi)部外層21作其襯里以形成一個堅硬輕質(zhì)多模輻射板2，該輻射板例如為參照圖1和圖2所描述的那種。
溝槽100有效地界定了一個彈性懸掛物3和形成外框1的周圍座背203，一個換能器9(例如為在同時待審的我們的國際申請...(我們的申請P.5683/4/5)中詳細描述的那種)被安裝在每個板2上，以把彎曲波發(fā)射到該板中使之諧振產(chǎn)生聲音輸出。
圖5展示了一傳統(tǒng)民用汽車門140，在其中一傳統(tǒng)錐形柱塞揚聲器驅(qū)動單元42安裝在模制或壓制門里板104中的袋室141里。正常結(jié)果是由驅(qū)動單元42發(fā)射的聲音指向汽車乘客的腳部，傳統(tǒng)揚聲器驅(qū)動器的方向特性使事情變得更糟。
圖6所示為具有里板104的一汽車門140，該里板上具有袋室141，袋室上裝有根據(jù)本發(fā)明的揚聲器81。
象通常那樣，門里板104為用塑料或纖維板模制或壓制的。里板形成具有一基本上為矩形的由溝槽100連接的窄區(qū)域2。該區(qū)域2在內(nèi)表面用一輕質(zhì)多孔芯子22增加其剛性，芯子22由內(nèi)部外層21支持以形成一參照圖1和圖2如上所描述的那種堅硬輕質(zhì)多模輻射板2。所述溝槽有效地界定了一彈性懸掛物3和其周圍的形成外框1的里板104。該溝槽可以如圖4中描述的那形成。
一換能器9(例如為在我們同時待審的國際申請...(我們的案號P.5683/4/5)中詳細描述的那種)安裝在板2上以發(fā)射彎曲波到板中使之諧振來產(chǎn)生一聲音輸出。由本發(fā)明揚聲器產(chǎn)生的聲音的大范圍擴散，將為車上乘客提供一改善了的音場，同時大大減少局部的“熱”點。
圖8和圖9表示一汽車106，其中揚聲器81設置在汽車尾部的包裹擱板105中。需要注意的是包裹擱板通過一結(jié)構(gòu)的肋條43沿經(jīng)度分成兩部分以產(chǎn)生揚聲器的立體聲對。在其它情況下，揚聲器的構(gòu)造如圖6和圖7所示。
權(quán)利要求
1.一種具有客艙和位于客艙中的揚聲器的運載工具，其特征在于，該揚聲器包括一分布式聲輻射器和一整體地獨占地安裝在該輻射器上的換能器，該換能器振動該輻射器使之諧振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運載工具，其特征在于一客艙部件中的成形元件或形成為客艙的一部分的形成元件以及所述輻射器與所述元件為一整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運載工具，其特征在于，所述輻射器包括一具有夾在兩外層層之間的多孔芯子的堅硬輕質(zhì)板，并且其中的一外層和所述模制元件為一整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運載工具，其特征在于，所述的一外層和元件的整體平均厚度相比較薄。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的運載工具，其中所述的一外層由元件中的一溝槽圍繞，該溝槽為所述輻射器界定一彈性圍繞物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運載工具，其特征在于，形成所述溝槽以增加懸掛物的柔順性。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的運載工具，其特征在于，所述輻射器和運載工具中的客座為一整體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的運載工具，其特征在于，所述輻射器和客艙門為一整體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的運載工具，其特征在于，所述輻射器和客艙內(nèi)部為一整體。
10.一種包括揚聲器的運載工具組件，其特征在于一分布式聲輻射器和一安裝在該輻射器上的一振動換能器，該振動換能器振動該輻射器使之諧振。
全文摘要
一種具有客艙(102)的運載工具,其特征在于一客艙中的揚聲器(81),它包括一分布式聲輻射器(2)和一整體地獨占地安裝在該輻射器上的換能器(9),該換能器振動該輻射器使之諧振。
文檔編號H04R1/00GK1195455SQ96196700
公開日1998年10月7日 申請日期1996年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月2日
發(fā)明者亨利·阿茲瑪, 馬丁·科洛姆斯, 尼爾·哈里斯 申請人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司