專利名稱：揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揚(yáng)聲器，其中一種聲學(xué)輸出是由將彎曲波施加在一包括引起其共振的一共振組件的一聲輻射體所產(chǎn)生。此共振組件例如是一平面式組件。此種揚(yáng)聲器說明于新轉(zhuǎn)換器公司的國際專利申請(qǐng)案WO 97/09842。
一用以激發(fā)此共振組件的振動(dòng)激發(fā)器需要一種固定在組件上的結(jié)構(gòu)以盡可能將驅(qū)動(dòng)功率轉(zhuǎn)換成彎曲波。一種慣性反應(yīng)激發(fā)器(inertial reactionexciter)利用對(duì)驅(qū)動(dòng)器塊的慣性反應(yīng)施加一推/拉力至該組件，該激發(fā)器可適配。


圖1及圖2顯示一種已知形式的具有已知形式的慣性反應(yīng)振動(dòng)激發(fā)器或轉(zhuǎn)換器的共振平板式揚(yáng)聲器10(參看國際申請(qǐng)案WO 97/09842的圖11b)。圖1是概要圖，而圖2為激發(fā)器的剖面詳圖。圖1顯示激發(fā)器的部件的分解圖，圖2中激發(fā)器各部件緊湊配置。平板揚(yáng)聲器10包括一振動(dòng)激發(fā)器12，其附著于一堅(jiān)硬質(zhì)輕的共振平板14的一側(cè)。激發(fā)器12包括線圈繞線16，其被剛性固定(例如經(jīng)由粘著劑)在一線圈架18的外邊上，以形成一聲音線圈總成20，其剛性固定在平板14的表面22(例如經(jīng)由環(huán)氧基樹脂粘著劑結(jié)合)上。磁鐵24被一對(duì)磁極26圍繞，其中一磁極是圓盤(disc-like)且其緣周靠近各線圈架18內(nèi)側(cè)，且另一磁極具有環(huán)繞線圈總成20布置的周邊凸緣28。磁鐵總成24、26經(jīng)由一例如橡膠、附著于外部磁極塊26的凸緣28的邊緣的彈性懸掛30固定于平板14的表面上。
圖3解說另一公知的共振平板揚(yáng)聲器32(參看國際申請(qǐng)案WO 97/09842的圖7a、7b、7c)，該揚(yáng)聲器包括一激發(fā)器12，其附著于共振平板14一側(cè)。該激發(fā)器12類似圖1及2中所說明的激發(fā)器，其中它具有一聲音線圈總成20及磁鐵總成24、26。聲音線圈總成20與平板14剛性連接而且磁鐵總成固定于一框架34，且利用一彈性懸掛30(例如一橡膠)彈性而剛性地固定于平板14。實(shí)際上，一彈性懸掛件圍繞平板14四周邊緣布置且連接于平板14與框架34之間，但此圖中為了簡化而省略。利用將一框架34剛性連接至磁鐵總成24、26，可得出上文所述的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。
一利用電動(dòng)激發(fā)器驅(qū)動(dòng)的共振平板揚(yáng)聲器具有一對(duì)頻率響應(yīng)的大致平的聲音壓力平面。然而，將有一頻率，在此頻率之下對(duì)平板的驅(qū)動(dòng)力將下降。有可能減低此頻率，且因此通過增加激發(fā)器磁鐵總成的慣性延伸平板揚(yáng)聲器之頻寬。這可以通過增加激發(fā)器磁鐵總成質(zhì)量或通過將激發(fā)器磁鐵總成連接至一更大質(zhì)量的本體而簡單地實(shí)現(xiàn)，例如連接至支座框架，雖然兩種方法可能在某方面有缺點(diǎn)。于是激發(fā)器磁鐵總成慣性的增加使得在傳輸或處理時(shí)激發(fā)器更易受損壞振動(dòng)，具有損壞共振平板本身的可能性，而將激發(fā)器剛性連接至支座使激發(fā)器不再真正為慣性，而將驅(qū)動(dòng)能量連至支座。
本發(fā)明的目的為提出一種包括共振音響輻射體的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元。
從一方面來看，本發(fā)明是一種揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，包括共振音響輻射體、一在輻射體上向輻射體施加彎曲波以引發(fā)它共振的激發(fā)器、用于揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的支座及將激發(fā)器彈性連接至支座的裝置。
將激發(fā)器磁鐵總成連接至一框架或類似支座提供增加彈性及韌性的優(yōu)點(diǎn)，而提供一彈性連接可以降低授給支座的能量水平。平板本身可以是一種質(zhì)輕的構(gòu)造物，而激發(fā)器可以遠(yuǎn)比平板重，特別是在電動(dòng)式裝置的狀況。在粗略的處理或貯運(yùn)時(shí)，激發(fā)器可能發(fā)生不希望有的運(yùn)動(dòng)，甚至引起磁極塊接觸聲音線圈的繞線，造成明顯重大損失。利用將激發(fā)器磁鐵連接至框架，有可能產(chǎn)生一種比“自由”的激發(fā)器具有更好的耐久性的組件，如圖1及圖2中所示。
激發(fā)器與支座的彈性連接可以減少支座及驅(qū)動(dòng)裝置以相同速度移動(dòng)的傾向，且可以預(yù)防速度疊合。于是，在操作中，平板可能無法與支座以相同振輻或相同相位移動(dòng)。更進(jìn)一步而言，選擇彈性連接讓設(shè)計(jì)者自由地以一類似最佳多腔及多孔揚(yáng)聲器系統(tǒng)的方式“調(diào)整”共振平板式揚(yáng)聲器。
對(duì)于將柔量(compliance)設(shè)為低值的設(shè)計(jì)，激發(fā)器可以被支座框架更堅(jiān)固地支撐導(dǎo)致較好的抗機(jī)械振動(dòng)性，以及施于相同環(huán)境的低頻聲音輸出的滾降率(roll off rate)降低。
彈性元件具有中間柔量值時(shí)，激發(fā)器中較高頻率速度元件有益地更微弱地連接至支座框架，可以減少支座框架可能輻射的雜散音響輸出。
當(dāng)彈性連接元件具有高柔量時(shí)，它可以根據(jù)激發(fā)器的移動(dòng)質(zhì)量元件有益地調(diào)整，如下文進(jìn)一步解說。
支座也可以彈性連接至共振組件。共振組件與支座之間的彈性連接可以與共振組件與振動(dòng)激發(fā)器之間的接觸留間隔。
該振動(dòng)激發(fā)器可以包括一慣性振動(dòng)激發(fā)器。該慣性振動(dòng)激發(fā)器可以包括一磁鐵總成及電機(jī)線圈。該電機(jī)線圈可以被剛性地安裝在共振組件上，且磁鐵總成可以被彈性地安裝在共振組件及支座上。
從另一方面來看，本發(fā)明是一種包括如上文說明驅(qū)動(dòng)單元的揚(yáng)聲器。
再從另一方面來看，本發(fā)明提供一種包括一支座及一由支座支撐用于產(chǎn)生一音響輸出的振動(dòng)激發(fā)器的揚(yáng)聲器，其中是一彈性組件是連接在振動(dòng)激發(fā)器與支座之間。該揚(yáng)聲器可以是一共振平板揚(yáng)聲器，且振動(dòng)激發(fā)器可以在共振平板中激發(fā)彎曲波。
支座上彈性設(shè)置激發(fā)器的裝置可以包括一連接激發(fā)器及支座的彈性可彎曲組件。該支座可以包括一構(gòu)造物，在此構(gòu)造物上輻射體被彈性地懸掛。此構(gòu)造物可以包括一環(huán)繞輻射體的框架。可以提供一彈性懸掛裝置且藉此輻射體被懸掛于此構(gòu)造物上。該彈性懸掛件可以在輻射體接近端點(diǎn)的位置被連接至輻射體。
彈性設(shè)置激發(fā)器至支座的裝置可以配置以允許激發(fā)器在一軸向自由移動(dòng)，且預(yù)防激發(fā)器沿軸向的垂直方向移動(dòng)。輻射體是一平面類組件，此軸可以與輻射體的平面垂直。
自其他方面來看，本發(fā)明提供一種揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其包括一共振音響輻射體、一用于支撐共振音響輻射體的支座體、至少一個(gè)在輻射體上向輻射體施加彎曲波以引起它共振產(chǎn)生音響輸出的振動(dòng)激發(fā)器及在支座體上懸掛激發(fā)器以自由地在軸線上相對(duì)移動(dòng)的裝置，因此激發(fā)器完全地安裝在音響輻射體上，使得其軸線操作移動(dòng)以發(fā)射彎曲波進(jìn)入輻射體。因此激發(fā)器被懸掛于支座體之上，它阻止徑向移動(dòng)地被固定，也就是說在輻射體平面中的移動(dòng)。將激發(fā)器懸掛在本體上的裝置可以提供與傳統(tǒng)活塞揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的支架的作用相同的作用。因此懸掛裝置可以是盤狀，且可以以一連串周向及徑向縫隙形成臂，其自由端形成一板的外部，其可以被固定于本體，而板的內(nèi)部可以被固定于轉(zhuǎn)換器，用于軸向移動(dòng)，而板在其平面保持剛性以防止徑向移動(dòng)。一散熱片可以固定在激發(fā)器上以幫助轉(zhuǎn)換器冷卻。
支座本體可以取代傳統(tǒng)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元中的底殼或網(wǎng)狀物，雖然在本發(fā)明中該支座本體不要求傳統(tǒng)活塞式驅(qū)動(dòng)單元所要求的重量及剛度的程度。支座本體(后文稱為支座或支撐框架)可以是一質(zhì)輕類似框架的構(gòu)造物。
該支撐框架可以圍繞輻射平板。該框架可以是一具有環(huán)繞周圍唇狀物(surrounding peripheral lip)的盤式組件。該框架可以是質(zhì)輕的且可以例如是一塑料模件。該框架可以是開放的，或可以是穿孔的或可以是一封閉構(gòu)造物。
可以被提供用于彈性懸掛音響輻射體至框架上的裝置。該框架可以被形成一裝置，以使它可以被支撐在某一位置以形成一揚(yáng)聲器。
本發(fā)明利用例子結(jié)合附圖加以說明，其中圖1及圖2顯示一前文所討論先有技術(shù)的揚(yáng)聲器；圖3是另一先有技術(shù)安裝在框架上的共振平板揚(yáng)聲器的概要視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明方法安裝在框架上的共振平板揚(yáng)聲器一實(shí)施例的概要視圖；圖5a、5b、5c分別顯示圖1、3及4共振平板揚(yáng)聲器的等效電路(動(dòng)態(tài)模擬)；圖6是根據(jù)本發(fā)明揚(yáng)聲器第二實(shí)施例的一透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明模塊化揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的一橫剖透視圖；圖8是圖7模塊化總成的分解橫剖透視圖；圖9是圖7模塊化總成底殼或網(wǎng)狀物內(nèi)部表面的一透視圖；圖10是圖7模塊化總成共振音響輻射體平板的一透視圖；圖11是圖7模塊化總成的第二分解透視圖，為從圖8的相反邊所取的視圖；圖12是圖7實(shí)施例中所使用懸掛組件的一平面圖；以及圖13是沿圖12的X-X線所取的通過圖7模塊化揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的橫切側(cè)立視圖，且顯示激發(fā)器懸掛件。
圖4圖例解說(以與圖1及圖3一樣的方式)本發(fā)明一實(shí)施例的共振平板揚(yáng)聲器40。揚(yáng)聲器40具有許多與圖3中揚(yáng)聲器32共同的特征，且因此這些特征使用相同的參考號(hào)碼。揚(yáng)聲器40包括一彈性懸掛組件42，例如橡膠，配置在框架34與激發(fā)器12磁鐵總成24、26之間以將激發(fā)器連接至框架，及環(huán)繞共振平板14周邊配置的彈性懸掛件44，其在平板14與框架34之間。該共振平板14最好包括一根據(jù)國際專利申請(qǐng)案WO 97/09842的共振組件。
在圖5a、5b、5c中，電路等效(動(dòng)態(tài)模擬)分別被用于解說圖1、3及4中共振模式平板揚(yáng)聲器之間的差異。在電路中，電感器代表柔量(compliance)(即懸掛柔量)，電容器代表質(zhì)量，且電阻器代表機(jī)械式阻尼的倒數(shù)。因此，在圖5a中，其類似圖1的揚(yáng)聲器10，其中使用下列表示Compsusp代表磁鐵總成24、26與平板14之間的彈性；Mcoil代表線圈的質(zhì)量；Mmag代表磁鐵質(zhì)量；且Zmp代表在驅(qū)動(dòng)點(diǎn)平板機(jī)械式阻抗。
在圖5b中，其類似圖3的揚(yáng)聲器32，使用下列額外的項(xiàng)Mframe代表框架質(zhì)量。與圖5a比較，一附加電容器被設(shè)置與代表磁鐵質(zhì)量Mmag的電容并聯(lián)。這具有降低系統(tǒng)主要共振頻率的效果，其在電路中是兩并聯(lián)電容器Mmag、Mframe及電感器Compsusp之間的共振。
圖5c類似圖4的揚(yáng)聲器40，使用下列額外的項(xiàng)Compframe代表平板14與框架34之間的彈性且Compmag代表框架34與磁鐵總成24、26之間的彈性。與圖5b比較，現(xiàn)在我們有一六次系統(tǒng)，而不是一個(gè)簡單的二次系統(tǒng)。(為了清楚，并聯(lián)阻尼元件Compframe和Compmag已經(jīng)被省略)。系統(tǒng)的復(fù)雜度增加讓設(shè)計(jì)師能自由地“調(diào)整”揚(yáng)聲器。
圖6顯示共振平板揚(yáng)聲器50的第二實(shí)施例，其應(yīng)用如國際專利申請(qǐng)案新轉(zhuǎn)換器公司的WO 97/09842所公開的共振平板組件14。
揚(yáng)聲器50包括一基臺(tái)52，其支撐一大致垂直的矩形輕框架34，該框架圍繞一音響輻射體，其為剛性質(zhì)輕共振平板14形式，其彈性懸掛于彈性組件上的框架中，諸如類似橡膠的懸掛組件，其未顯示。
一種慣性振動(dòng)激發(fā)器12被安裝在平板上，以向平板施加彎曲波，以引發(fā)它共振，且激發(fā)器是利用延伸在矩形框架與激發(fā)器間的細(xì)長彈性可彎曲臂54彈性連接在矩形框架34上。臂54可以例如與框架34整體模制。因此激發(fā)器被放置且阻止在平板平面中的移動(dòng)而連接至框架，而至少一定程度上能垂直于慣性運(yùn)動(dòng)平板自由運(yùn)動(dòng)，在平板中激發(fā)共振。
圖7至13解說本發(fā)明的第三實(shí)施例，其采取一大致平面矩形模塊化揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元60形式，其包括一大致矩形剛性質(zhì)輕的共振音響輻射體平板14，例如國際專利申請(qǐng)案WO 97/09842所說明的那種，其安裝在一環(huán)繞框架或網(wǎng)狀物62中，具有一對(duì)振動(dòng)激發(fā)器12，此對(duì)激發(fā)器安裝在平板14上發(fā)射彎曲波給平板14，以引發(fā)它共振而提供一音響輸出。
網(wǎng)狀物62是大致矩形且緊密地圍繞輻射體板14。該網(wǎng)狀物具有一平面穿孔基座66，其具有一環(huán)繞周圍唇狀物68，其是由外側(cè)伸出凸緣70限定，此凸緣限定一環(huán)繞向外的通道64，其作用為設(shè)置諸如電輸入導(dǎo)線至振動(dòng)激發(fā)器12。通道64的形式是一延伸環(huán)繞網(wǎng)狀物62周圍的通道。網(wǎng)狀物62是質(zhì)輕的且可以是例如一塑料模件。
音響輻射體14被可移動(dòng)地懸掛在網(wǎng)狀物62上，例如利用它的邊緣以任何合宜的方式形成，例如利用樞軸連接器72，其一端鉸接在網(wǎng)狀物62上，且在另一端連接至輻射體平板14。
該對(duì)慣性電動(dòng)振動(dòng)激發(fā)器12是彈性連接或懸掛在網(wǎng)狀物62之上，所以它們的垂直于輻射體14平面的移動(dòng)是基本無阻的，且預(yù)防激發(fā)器在輻射體14平面中的移動(dòng)，因此激發(fā)器可相對(duì)移動(dòng)部分的中心化被加強(qiáng)。此激發(fā)器至少在功能上類似于，在傳統(tǒng)活塞驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)單元中所發(fā)現(xiàn)的支架，只是傳統(tǒng)支架被提供保證一聲音線圈對(duì)應(yīng)于一底殼的中心化。在本發(fā)明的狀況中，懸掛件是以盤式片74形成，例如彈性金屬，其具有一附著至激發(fā)器的內(nèi)部86及一附著至網(wǎng)狀物的外部88，內(nèi)部及外部被分離，以致一個(gè)可以相對(duì)于另一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)，所以盤式金屬片平面內(nèi)的相對(duì)移動(dòng)被防止。這將利用對(duì)盤狀物74外部88切出周向和徑向縫隙76、78分別形成三個(gè)等周長置換曲線支臂80，其自由邊82適于被附著至底殼，其支臂內(nèi)邊84被附著于內(nèi)部86。為了這個(gè)目的，網(wǎng)狀物62的基底66形成有類似于板的激發(fā)器定位部分90，其形成相反孔92，對(duì)齊且環(huán)繞各激發(fā)器12，支臂80自由邊82被附著在部分90上。如圖11中所示，部分90可以帶有直立銷子98，其被適用于與在支臂80的自由邊中的對(duì)應(yīng)孔100配合。因此懸掛片可以利用將銷子98自由端制成鉚釘頭102堅(jiān)固地固定在網(wǎng)狀物上。一散熱片94在懸掛片74頂上方附著于各激發(fā)器12，幫助激發(fā)器在使用時(shí)冷卻，且總成被螺絲96栓在一起，在激發(fā)器與散熱片之間夾著懸掛片74的上半部86。
權(quán)利要求
1.一種揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，包括一共振音響輻射體；一在輻射體上的激發(fā)器，其向輻射體施加彎曲波能以引發(fā)它共振；一用以支撐揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的支座；及將激發(fā)器彈性連接至支座的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，連接裝置包括一將激發(fā)器連接至支座的彈性柔韌組件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，支座包括一構(gòu)造物，輻射體懸掛在其上。
4.如權(quán)利要求3所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，構(gòu)造物包括一環(huán)繞輻射體的框架。
5.如權(quán)利要求3或4所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，包括彈性懸掛裝置，利用此裝置輻射體懸掛于構(gòu)造物之上。
6.如權(quán)利要求5所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，彈性懸掛體在靠近輻射體一邊緣的位置連接至輻射體。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，連接裝置的配置使激發(fā)器沿一軸向自由移動(dòng)且防止激發(fā)器垂直于軸向移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，連接裝置包括一彈性盤狀組件。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，激發(fā)器懸掛件包括一具有徑向內(nèi)部及外部的盤，該外部由至少一對(duì)具有自由邊的相對(duì)臂形成，包括內(nèi)部及外部的一組中的一個(gè)被附著于支座，且另一個(gè)被附著于激發(fā)器。
10.如權(quán)利要求9所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，該盤帶有一系列界定臂的周向和徑向縫隙，該盤的一外部可以固定在支座上，且一內(nèi)部可以固定在激發(fā)器上。
11.如權(quán)利要求10所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，包括一固定于該盤內(nèi)部的散熱件，其可以幫助冷卻激發(fā)器。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，該支座環(huán)繞該輻射體。
13.如權(quán)利要求12所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，該支座是一具有一環(huán)繞周邊唇形物的類似盤子的組件。
14.如權(quán)利要求13所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，該類似盤子的組件是有穿孔的。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，該輻射體包括一大致為平面的板。
16.如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，該共振組件是一能夠通過在至少一個(gè)工作區(qū)域中彎曲波來保持和傳播輸入振動(dòng)能量的組件，該區(qū)域橫過厚度方向延伸，以使共振模式振動(dòng)元件分布在該至少一區(qū)域上，且在該區(qū)域內(nèi)有用于轉(zhuǎn)換器裝置的預(yù)定優(yōu)選的位置，且該組件在所述位置之一上具有一安裝在該組件上的激發(fā)器，以振動(dòng)該組件而引起它共振，當(dāng)共振時(shí)提供音響輸出，從而形成音響輻射體。
17.一種參考附圖描述的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元。
18.一種包括一如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)單元的揚(yáng)聲器。
全文摘要
一種揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元,包括:一共振聲音輻射器;在輻射器上的激發(fā)器,其向輻射器施加彎曲波能以引起它的共振;一用于揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)單元的支架;及將激發(fā)器彈性地連接至支架的裝置。
文檔編號(hào)H04R9/00GK1243652SQ9880164
公開日2000年2月2日 申請(qǐng)日期1998年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月9日
發(fā)明者亨利·阿齊馬, 馬丁·科洛姆斯, 馬丁·羅伯茨, 格雷厄姆·班克, 尼爾·哈里斯, 比杰里·杰安蘇齊 申請(qǐng)人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司