專利名稱：裝有包括板形聲音輻射元件的揚聲器的載客車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載客車輛，特別涉及加裝有包括板形聲音輻射元件的揚聲器的載客車輛。
本發(fā)明的具體實例，采用一類構(gòu)件，其性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀通過實行我們在PCT申請案WO 97/09842中的教導，即可大致和/或特別地實現(xiàn)。這類構(gòu)件因此可通過在工作區(qū)域中彎曲波形保持和傳導輸入振動能量，該區(qū)域橫跨厚度擴展，往往但非必然的，至構(gòu)件的各個邊緣；這種構(gòu)件具有或不具有彎曲強度異向性，使得諧振模式振動分量布于上述區(qū)域，有利于與周圍空氣的聲音耦合；并在該區(qū)域中有預定優(yōu)選的位置或所在供激勵器裝置，特別是工作上有作用的或活動的零件安裝，從而隨該區(qū)域中的聲音振動活動和信號產(chǎn)生作用；該信號通常為電信號，對應于該振動活動的聲音內(nèi)容。
上述構(gòu)件，本文稱之為“分布式聲輻射器”，具有前述PCT申請案WO97/09842中所載和(或)本文中所提的特征。
本發(fā)明特別涉及呈諧振聲輻射器揚聲器形式的音響設(shè)備，用于載客交通工具，如汽車、飛機、船舶、火車等；本發(fā)明也涉及加裝有此類揚聲器的車輛。
本發(fā)明為一種具有客艙的車輛，其中，客艙中有一揚聲器，包括一分布式聲輻射器及一激勵器，該激勵器安裝在輻射器上，用以振動該輻射器使其發(fā)生諧振。
該輻射器可和客艙內(nèi)的乘客座椅一體、或者和客艙門一體。該輻射器可和客艙內(nèi)部，例如墻壁、地板、頂部等一體。該輻射器可和汽車一類中的頂部襯板一體。在一車輛中可以安排多個此類的輻射器。
該車輛可包括一由塑料或纖維塑制成的客艙中的組件、或客艙的一部分，且該輻射器和該組件一體。
該輻射器可包括一堅硬的、輕量級的板，具有蜂窩式的芯子，夾在兩表皮層中間；其中一表皮層和模制成的組成件一體。該一表皮層可比該組成件的平均壁厚單薄。該一表皮層可被開設(shè)在組成件上的溝槽或狹縫所包圍；該溝槽界定了輻射器的彈性包圍，而該狹縫則有助于界定分布式彎曲工作的區(qū)域。
從另一方面看，本發(fā)明為一種車輛組成件，包括一具有分布式聲輻射器和一設(shè)在輻射器上的激勵器的揚聲器；激勵器用以振動該輻射器使其發(fā)生諧振。
利用我們在國際申請案WO 97/09842中所陳述的分布式揚聲器原理，使用適當?shù)默F(xiàn)成結(jié)構(gòu)件就可直接地、或經(jīng)調(diào)整或修改、或通過原始設(shè)計，就可作為有效的揚聲器來工作。
分布式的工作結(jié)果顯示在原要當作聲輻射器工作的結(jié)構(gòu)上，最好具有模式諧振(modal resonance)的良好傳播。該原理教導了產(chǎn)生寬范圍聲音再現(xiàn)的良好模式密度的結(jié)構(gòu)，幾何形狀和驅(qū)動點的特性。某些結(jié)構(gòu)，例如現(xiàn)成的、或預先組裝好的、或類似的板，在有關(guān)的頻率范圍內(nèi)，會自然地具有這樣一種性質(zhì)，對此，有適當?shù)臄?shù)學和力學的分析方法可以用來決定最佳的驅(qū)動點和激勵器，以及它們對有用聲音輸出的特性。
顯然，有適當?shù)默F(xiàn)成或安裝的結(jié)構(gòu)件，就有潛在的高度的便利、實用和裝飾的價值存在，還節(jié)省了額外的揚聲器的工作或包括，不管是音樂還是說話方面的應用，例如為提高安全性而用免提的移動電話機。這類的擴音器給予車輛乘客重量節(jié)省和(或)較大的沖撞安全性。
根據(jù)結(jié)構(gòu)和聲音分析，包括潛在的空氣負荷影響在內(nèi)，現(xiàn)成的內(nèi)部門板、或行李架或近似物、或頂部襯墊可受益于對其安裝物或加裝加強的構(gòu)件、型材、或板材，其性能在意想的工作范圍內(nèi)極為接近意想的分布式形式。
或者，這些板單元，不論和現(xiàn)行實踐相容或不容，都可根據(jù)我們在國際申請案WO 97/09842中所陳述的原理，建造和設(shè)計成擁有分布式，適用于車輛和一般公共汽車內(nèi)部、或小于例如鐵路客車廂、公共汽車等房間的空間。
就車輛而言，使用該分布式原理尤其適合，因為聲響元件可以做得結(jié)實，對水和環(huán)境有抵抗力，不需要柵格蓋子或開孔、或?qū)τ行Чぷ鞅Ｗo。事實上，板式聲響零件可以完全一體使得它的存在沒有外在表征，需要避免揚聲器的存在不被見到的室內(nèi)設(shè)計也是如此。
對音響系統(tǒng)加入車輛來說，這分布式原理可讓它們完全一體在預先組合好的單元里，包括有關(guān)的設(shè)施，例如頂燈和有關(guān)的控制與顯示技術(shù)在內(nèi)，只用到一根減低組裝成本的線束即可。另外，把較為先進的設(shè)施，一體在例如頂部襯墊里，還可因而提高產(chǎn)品的工程價值。
分布式揚聲器有能力在，而且通常是設(shè)計在，寬廣頻率范圍內(nèi)來工作，尤為獨特的是，還可不另用驅(qū)動元件或交叉網(wǎng)路就能達到最高的可聽聞頻率；而有些板形結(jié)構(gòu)件，由于其相對低的基本彎曲頻率，適合在較低頻率范圍內(nèi)作有效工作。當使用內(nèi)建或其它方式的分布式揚聲器元件來擔任平常中、上段頻率范圍工作時，現(xiàn)在談?wù)摰慕Y(jié)構(gòu)件或模組件板的自然低彎曲頻率可用于聲音再現(xiàn)，使在低頻段范圍內(nèi)可與上段頻率范圍的單元作最佳的協(xié)調(diào)工作。結(jié)果是這種板作兩用時有益的額外工作，此時，該低頻范圍可以擴大到通常是由所謂亞低頻揚聲器(sub woofers)的箱型單元來涵蓋的范圍，具有在低于150赫茲(Hz)的范圍內(nèi)工作的特性，而且還可擴張到低至可聽到的20赫茲的極限或其鄰近，這種低下極限仍可為人類聽覺所感受，增加了錄音寬廣頻段的再現(xiàn)音樂信號的享受程度。這些或類似材料，由樹脂粘結(jié)的組合體所制成的重型構(gòu)件的更大結(jié)構(gòu)件板會有模式諧振，其擴展到低范圍，并還可用許多電磁激能器來驅(qū)動，包括那些專門設(shè)計成符合我們在國際申請案WO97/09859、WO 97/09861、WO 97/09858中所述的分布式揚聲器，通過驅(qū)動力量及自然諧振，可使它們和更大結(jié)構(gòu)板作最佳的耦合。
聲響系統(tǒng)與車輛設(shè)計一體，也與照明單元一體，是現(xiàn)代實踐的重要一面。該分布式揚聲器原理是獨特地適合于這些可將聲響系統(tǒng)設(shè)計成不彰顯、甚至全部穩(wěn)藏的應用。全音頻域型的揚聲器、諧振板或其它，可通過使設(shè)計在低頻域有效工作的分布式板起諧振而放大。低域音主要是無方向性的，這就大幅解除了安放位置的限制。低頻域分布式板可有利地放置在一防護區(qū)中座椅裝備之下，或并入座椅的鑲板內(nèi)。
適合于用電動力式激勵器低頻工作的車輛組成件包括包裹架、頂部內(nèi)襯墊、和車門內(nèi)鑲板。
頂部內(nèi)襯墊的結(jié)構(gòu)可為多層次的，有摻入樹脂的纖維結(jié)構(gòu)基底，基底上覆蓋符合聲音學的多孔性薄泡沫和紡織纖維或其它裝飾用的覆蓋物。在一具體實例中，該頂部襯墊基底打一個或更多的孔，在孔中彈性地支撐著小型分布式揚聲器，在乘客頭頂上方便地提供一個或更多的聲音再現(xiàn)通道，聲音很容易地通過多孔層傳送出去。這些分散的分布式揚聲器較適合于上、中頻率范圍，低頻域則較宜通過用一適當電動式激勵器使頂部襯墊結(jié)構(gòu)起諧振來重放。此類分布式揚聲器在這一款設(shè)計中的特別好處是沒有“熱點”或“鄰近效應”，而可提供車上乘客最好的聲音分布。
在制造方面，小型分布式揚聲器可模鑄定位在頂部內(nèi)襯墊等類似物內(nèi)，以簡化建造步驟。為避免功率超載的可能和需要隨后修理，可在線束中加入熱限制器，例如自動重調(diào)的正溫度系數(shù)電阻器，來保護激勵器。
根據(jù)本發(fā)明的揚聲器可加裝在一般的車輛中，利用例如現(xiàn)成的或部分整修的表面，或通過在車輛上各不同襯墊和裝潢物，例如在頭枕(headrest)上遠離乘員人頭碰觸處的板上，模制和適當安裝分布式揚聲器板。
設(shè)計用于在低頻工作的分布式聲音輻射器，即亞低頻揚聲器，可放在例如椅下或椅背內(nèi)，也可放在適當強度的頂襯的全部面積上。
中高頻聲音再現(xiàn)，可通過運用分布式揚聲器板，在內(nèi)部裝飾真空成形或其它模制過程中，附著于或安裝在特別是汽車的頂部襯墊、門內(nèi)襯墊、包裹架、遮陽板、或儀表板上而實現(xiàn)。
低音頻率的產(chǎn)生，可通過用一適當激勵器加在頂部襯墊或后包裹架上，并(或)通過使用離散的分布式板附著在各座椅底側(cè)，各座椅后背或門內(nèi)襯墊、甚或地板覆蓋物上。在一特殊應用中，車輛的置腳凹窟(foot-well)能當作喇叭，替裝設(shè)在此一位置的板輻射器來放大低音頻率。當揚聲器接近各乘客的頭部時，特別是在頂部襯墊或頭枕的應用中，可以達到頻寬與拒斥比相當良好的噪音消除，并具有適當信號處理系統(tǒng)的一項額外的獲益。
由于分布式揚聲器極為廣闊的散布特質(zhì)與聲音擴散的本性，在車艙中可達致具有良好信號與噪音比的均勻聲音分布。進而加強了“調(diào)音平衡”并加強了“動態(tài)道路噪音減降”，亦即，噪音消除可通過數(shù)字信號處理(DSP)方法來達成，因為分布式揚聲器板具有非常均勻的聲音功率分布性質(zhì)。
由于使用電動式激勵器的分布式揚聲器板在電氣上的共容性質(zhì)，現(xiàn)行的電子學和放大技術(shù)都可以運用。
鑒于車輛制造業(yè)者現(xiàn)行所采用的制造程序，業(yè)者都愿意購買已經(jīng)完全預先檢驗好的功能化次組合件。上述應用就很適合于此種制造和分包(sub-contracting)的優(yōu)選方法。
本發(fā)明就附圖通過舉例加以說明，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明而建造一汽車頂部或頂部襯墊的平視圖；圖2為圖1頂部襯墊的片段橫斷面?zhèn)纫晥D；圖3為一汽車前頭部分透視圖；圖4為對應于圖3的平面圖；及圖5為一汽車內(nèi)部的部分視圖。
在圖1和圖2中顯示一汽車(未示)的頂部或頂部襯墊1，該頂部襯墊包括一由摻有樹脂的纖維材料制成的主體2，其由模塑成形制成且在其底面覆蓋有彈性泡沫層3，例如由塑料或橡膠制成，其本身又為一由織物纖維類制成的裝潢用表皮層4所覆蓋。
如圖所示，四個諧振板形聲輻射器的揚聲器5，其與國際申請案WO97/09842中所述的相同，設(shè)在頂部襯墊的厚度中并安置在頂部襯墊上，使其通常放置在汽車乘員頭部上方。該四個揚聲器5旨在作為中/高頻揚聲器使用。此外，一付相對的振動激勵器則直接裝設(shè)在頂部襯墊的主體上，在低頻段激勵該頂部襯墊，就像是一亞低頻揚聲器作為一分布式聲輻射器工作一樣，就和在國際申請案WO97/09842中所述相同。該振動激勵器可以是國際申請案WO 97/09859、WO 97/09861、WO 97/09858中所描述的一種，而最好是電動式的慣性裝置。一根用以供給電力給各揚聲器及其它組成件如內(nèi)部照明18的線束7與頂部襯墊一體。也可能需要在線束7上設(shè)置一個揚聲器的電流限制器8，以保護激勵器免于超過負荷。圖中顯示一后視鏡19裝設(shè)在頂部襯墊上。
如圖2中所示，該中/高頻揚聲器5設(shè)置在坑穴9中，后者制作在頂部襯墊主體2的厚度方向上，并局部減薄了彈性泡沫層3的厚度，該泡沫層在聲學上為透明的。堅硬、輕量、一般成方形的單片10例如含纖維塑料的材質(zhì)，制作成諧振聲音輻射器，并且是按照WO 97/09842所教授的制作，裝設(shè)在各個坑穴9中分立的彈性懸吊元件11上，后者為例如泡沫彈性材料，安裝在車體上且固定在板10接近板邊緣處。一振動激勵器12裝在板10上，以發(fā)射彎曲波進入該板，而其安裝在板上的位置則是按WO 97/09842所論決定。該激勵器12可為電動式，而且可為慣性的各種型式。
圖3及4顯示一汽車15，為清楚起見已將其頂部或頂部襯墊略去。該圖表明屬于前面談?wù)摰脑摲N聲輻射器板揚聲器5也設(shè)在乘客置腳凹窟13的內(nèi)襯墊14內(nèi)，并可因為如此安置而獲益，原因是，這置腳凹窟的部分包圍的容積，可作為喇叭或諧振器來增強聲音信號。該輻射器可為低頻率亦即亞低頻揚聲器。
圖5中，前述該種汽車15還另外裝備有分布式聲輻射器的揚聲器5與附接在汽車擋風玻璃16頂部的遮陽板17一體。該遮陽板17與諧振板10合并，如前述，由振動激勵器12來激勵。分布式聲輻射器的板形使其特別適合于此一用途。通過仔細平衡音量位階，該遮陽板聲源可用以對車輛前座人員提供改良的影像轉(zhuǎn)向及正前定位效果。
對后座乘客增加定位效果而言，可在主要的車頂襯墊及(或)包裹架輻射器之外另加揚聲器元件的工作來實現(xiàn)。這些元件可加在椅背、頭枕或頭束(headrests or restraints)、或車門裝飾部分內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有一其中具有一模制頂部襯墊及一揚聲器的客艙的車輛，其特征在于具有一種板形的揚聲器，具有一構(gòu)件，其能通過在至少一個工作區(qū)中彎曲波形來保持和傳導輸入振動能量，該區(qū)域橫貫厚度擴展，使諧振型振動分量遍布于該至少一個工作區(qū)中，并在該區(qū)域中具有安裝振動激勵裝置的預定較佳位置或場所，而且有一振動激勵器安裝在該構(gòu)件的所述位置或場所的至少一個來振動該構(gòu)件，使其起諧振成為一聲輻射器，在諧振時提供一聲音輸出，而該輻射器附接于該頂部襯墊或與該頂部襯墊一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的車輛，其特征在于，具有一低頻輻射器與該頂部襯墊一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的車輛，其特征在于，具有一中/高頻輻射器附接于該頂部襯墊或與該頂部襯墊一體。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項的車輛，其特征在于，一中/高頻輻射器及/或一低頻輻射器與車輛內(nèi)乘客座椅一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的車輛，其特征在于，具有一輻射器與一在乘客座椅上的頭束構(gòu)件一體。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項的車輛，其特征在于，具有一客艙門，其具有一車門襯墊，并在其中設(shè)有一中/高頻及/或一低輻射器與該車門襯墊一體。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項的車輛，其特征在于，該頂部襯墊具有一或更多個振動激勵器直接附接在該襯墊上，以激勵該頂部襯墊在低頻振動，作為一低音輻射器用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的車輛，其特征在于，該模制車體上制有一坑穴，該聲輻射器構(gòu)件彈性地安裝在坑穴中，用作中/高頻輻射器；該坑穴由一裝飾性覆面物所覆蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的車輛，其特征在于，中/高頻輻射器設(shè)置在車輛內(nèi)各個乘客座位的上方。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求任何一項的車輛，其特征在于，該或各振動激勵器屬電動式。
11.一種具有客艙用模制襯墊件形式的車輛組成件，例如頂部或門板襯墊或類似物，其特征在于，具有一板形揚聲器，含有一構(gòu)件，其能通過在至少一個工作區(qū)中彎曲波形來保持和傳導輸入振動能量，該區(qū)域橫貫厚度擴展，使諧振型振動分量遍布于該至少一個工作區(qū)中，并在該區(qū)域中具有安裝振動激勵裝置的預定較佳位置或場所，而且一振動激勵器安裝在該構(gòu)件的該位置或場所的至少一個來振動該構(gòu)件，使其起諧振，成為一聲輻射器，在諧振時提供一聲音輸出，而該輻射器附接于該模制襯墊件或與該模制襯墊件一體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的車輛組成件，其特征在于，該襯墊組成件包括一體模制成的中/高頻率聲輻射器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的車輛組成件，其特征在于，一或更多振動激勵器直接附接在該襯墊組成件上，以激勵該襯墊組成件在低頻振動，作為一低音輻射器使用。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項的車輛組成件，其特征在于，有遮陽器包括一分布式聲輻射器的揚聲器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項的車輛組成件，其特征在于，該模制襯墊組成件包括一汽車置腳凹窟襯墊件。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項的車輛組成件，其特征在于，該模制襯墊組成件為一乘客座位的殼體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的車輛組成件，其特征在于，該殼體包括一頭束，而該聲輻射器則構(gòu)成該頭束的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項的車輛組成件，其特征在于，該組成件為一頂部襯墊，其有一主體，其上制有一坑穴，該聲輻射器彈性地裝設(shè)在坑穴中；該坑穴為一裝飾性覆面物所覆蓋。
全文摘要
一種具有其中具有一模制頂部襯墊及一揚聲器的客艙的車輛,具有一種板形的揚聲器,該揚聲器具有一構(gòu)件,其通過在至少一個工作區(qū)中彎曲波形來保持和傳導輸入振動能量,該區(qū)域橫貫厚度擴展,使諧振型振動分量布于該至少一個工作區(qū)中,在該區(qū)域中具有安裝振動激勵裝置的預定較佳位置或場所,而且有一振動器安裝在該位置或場所來振動該構(gòu)件,使其起諧振成為一聲輻射器,在諧振時提供一聲音輸出,而該輻射器附接于該頂部襯墊或與該頂部襯墊一體。一種車輛組成件具有客艙用模制襯墊件形成例如頂部或門板襯墊或類似物,具有一板形揚聲器,該揚聲器具有如上所述的一種聲輻射器。
文檔編號B60R11/00GK1251069SQ9880355
公開日2000年4月19日 申請日期1998年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月22日
發(fā)明者亨利·阿齊馬, 馬丁·科洛姆斯, 克里斯琴·埃利斯 申請人:新型轉(zhuǎn)換器有限公司