專利名稱：揚聲器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種揚聲器，其中一種聲學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生。此共振組件例如是一平面式組件。此種揚聲器說明于新轉換器公司的國際專利申請案WO 97/09842。
一用以激發(fā)此共振組件的振動激發(fā)器需要一種固定在組件上的結構以盡可能將驅動功率轉換成彎曲波。一種慣性反應激發(fā)器(inertial reactionexciter)利用對驅動器塊的慣性反應施加一推/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振動激發(fā)器或轉換器的共振平板式揚聲器10(參看國際申請案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。平板揚聲器10包括一振動激發(fā)器12，其附著于一堅硬質輕的共振平板14的一側。激發(fā)器12包括線圈繞線16，其被剛性固定(例如經由粘著劑)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(例如經由環(huán)氧基樹脂粘著劑結合)上。磁鐵24被一對磁極26圍繞，其中一磁極是圓盤(disc-like)且其緣周靠近各線圈架18內側，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聲器32(參看國際申請案WO 97/09842的圖7a、7b、7c)，該揚聲器包括一激發(fā)器12，其附著于共振平板14一側。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)點及缺點。
一利用電動激發(fā)器驅動的共振平板揚聲器具有一對頻率響應的大致平的聲音壓力平面。然而，將有一頻率，在此頻率之下對平板的驅動力將下降。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聲器之頻寬。這可以通過增加激發(fā)器磁鐵總成質量或通過將激發(fā)器磁鐵總成連接至一更大質量的本體而簡單地實現，例如連接至支座框架，雖然兩種方法可能在某方面有缺點。于是激發(fā)器磁鐵總成慣性的增加使得在傳輸或處理時激發(fā)器更易受損壞振動，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，而將驅動能量連至支座。
本發(fā)明的目的為提出一種包括共振音響輻射體的揚聲器驅動單元。
從一方面來看，本發(fā)明是一種揚聲器驅動單元，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、用于揚聲器驅動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，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輕的構造物，而激發(fā)器可以遠比平板重，特別是在電動式裝置的狀況。在粗略的處理或貯運時，激發(fā)器可能發(fā)生不希望有的運動，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動裝置以相同速度移動的傾向，且可以預防速度疊合。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。更進一步而言，選擇彈性連接讓設計者自由地以一類似最佳多腔及多孔揚聲器系統(tǒng)的方式“調整”共振平板式揚聲器。
對于將柔量(compliance)設為低值的設計，激發(fā)器可以被支座框架更堅固地支撐導致較好的抗機械振動性，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，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。
當彈性連接元件具有高柔量時，它可以根據激發(fā)器的移動質量元件有益地調整，如下文進一步解說。
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激發(fā)器之間的接觸留間隔。
該振動激發(fā)器可以包括一慣性振動激發(fā)器。該慣性振動激發(fā)器可以包括一磁鐵總成及電機線圈。該電機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動單元的揚聲器。
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生一音響輸出的振動激發(fā)器的揚聲器，其中是一彈性組件是連接在振動激發(fā)器與支座之間。該揚聲器可以是一共振平板揚聲器，且振動激發(fā)器可以在共振平板中激發(fā)彎曲波。
支座上彈性設置激發(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造物，在此構造物上輻射體被彈性地懸掛。此構造物可以包括一環(huán)繞輻射體的框架?？梢蕴峁┮粡椥詰覓煅b置且藉此輻射體被懸掛于此構造物上。該彈性懸掛件可以在輻射體接近端點的位置被連接至輻射體。
彈性設置激發(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，且預防激發(fā)器沿軸向的垂直方向移動。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)明提供一種揚聲器驅動單元，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、至少一個在輻射體上向輻射體施加彎曲波以引起它共振產生音響輸出的振動激發(fā)器及在支座體上懸掛激發(fā)器以自由地在軸線上相對移動的裝置，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以發(fā)射彎曲波進入輻射體。因此激發(fā)器被懸掛于支座體之上，它阻止徑向移動地被固定，也就是說在輻射體平面中的移動。將激發(fā)器懸掛在本體上的裝置可以提供與傳統(tǒng)活塞揚聲器驅動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，而板的內部可以被固定于轉換器，用于軸向移動，而板在其平面保持剛性以防止徑向移動。一散熱片可以固定在激發(fā)器上以幫助轉換器冷卻。
支座本體可以取代傳統(tǒng)揚聲器驅動單元中的底殼或網狀物，雖然在本發(fā)明中該支座本體不要求傳統(tǒng)活塞式驅動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)可以是一質輕類似框架的構造物。
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聲器。
本發(fā)明利用例子結合附圖加以說明，其中圖1及圖2顯示一前文所討論先有技術的揚聲器；圖3是另一先有技術安裝在框架上的共振平板揚聲器的概要視圖；圖4是根據本發(fā)明方法安裝在框架上的共振平板揚聲器一實施例的概要視圖；圖5a、5b、5c分別顯示圖1、3及4共振平板揚聲器的等效電路(動態(tài)模擬)；圖6是根據本發(fā)明揚聲器第二實施例的一透視圖；圖7是根據本發(fā)明模塊化揚聲器驅動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狀物內部表面的一透視圖；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模塊化揚聲器驅動單元的橫切側立視圖，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)明一實施例的共振平板揚聲器40。揚聲器40具有許多與圖3中揚聲器32共同的特征，且因此這些特征使用相同的參考號碼。揚聲器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最好包括一根據國際專利申請案WO 97/09842的共振組件。
在圖5a、5b、5c中，電路等效(動態(tài)模擬)分別被用于解說圖1、3及4中共振模式平板揚聲器之間的差異。在電路中，電感器代表柔量(compliance)(即懸掛柔量)，電容器代表質量，且電阻器代表機械式阻尼的倒數。因此，在圖5a中，其類似圖1的揚聲器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代表線圈的質量；Mmag代表磁鐵質量；且Zmp代表在驅動點平板機械式阻抗。
在圖5b中，其類似圖3的揚聲器32，使用下列額外的項Mframe代表框架質量。與圖5a比較，一附加電容器被設置與代表磁鐵質量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的揚聲器40，使用下列額外的項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，現在我們有一六次系統(tǒng)，而不是一個簡單的二次系統(tǒng)。(為了清楚，并聯(lián)阻尼元件Compframe和Compmag已經被省略)。系統(tǒng)的復雜度增加讓設計師能自由地“調整”揚聲器。
圖6顯示共振平板揚聲器50的第二實施例，其應用如國際專利申請案新轉換器公司的WO 97/09842所公開的共振平板組件14。
揚聲器50包括一基臺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而連接至框架，而至少一定程度上能垂直于慣性運動平板自由運動，在平板中激發(fā)共振。
圖7至13解說本發(fā)明的第三實施例，其采取一大致平面矩形模塊化揚聲器驅動單元60形式，其包括一大致矩形剛性質輕的共振音響輻射體平板14，例如國際專利申請案WO 97/09842所說明的那種，其安裝在一環(huán)繞框架或網狀物62中，具有一對振動激發(fā)器12，此對激發(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。
網狀物62是大致矩形且緊密地圍繞輻射體板14。該網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，其作用為設置諸如電輸入導線至振動激發(fā)器12。通道64的形式是一延伸環(huán)繞網狀物62周圍的通道。網狀物62是質輕的且可以是例如一塑料模件。
音響輻射體14被可移動地懸掛在網狀物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，其一端鉸接在網狀物62上，且在另一端連接至輻射體平板14。
該對慣性電動振動激發(fā)器12是彈性連接或懸掛在網狀物62之上，所以它們的垂直于輻射體14平面的移動是基本無阻的，且預防激發(fā)器在輻射體14平面中的移動，因此激發(fā)器可相對移動部分的中心化被加強。此激發(fā)器至少在功能上類似于，在傳統(tǒng)活塞驅動單元的驅動單元中所發(fā)現的支架，只是傳統(tǒng)支架被提供保證一聲音線圈對應于一底殼的中心化。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)器的內部86及一附著至網狀物的外部88，內部及外部被分離，以致一個可以相對于另一個垂直運動，所以盤式金屬片平面內的相對移動被防止。這將利用對盤狀物74外部88切出周向和徑向縫隙76、78分別形成三個等周長置換曲線支臂80，其自由邊82適于被附著至底殼，其支臂內邊84被附著于內部86。為了這個目的，網狀物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的自由邊中的對應孔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堅固地固定在網狀物上。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。
權利要求
1.一種揚聲器驅動單元，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；一用以支撐揚聲器驅動單元的支座；及將激發(fā)器彈性連接至支座的裝置。
2.如權利要求1所述的揚聲器驅動單元，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.如權利要求1或2所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，支座包括一構造物，輻射體懸掛在其上。
4.如權利要求3所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，構造物包括一環(huán)繞輻射體的框架。
5.如權利要求3或4所述的揚聲器驅動單元，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造物之上。
6.如權利要求5所述的揚聲器驅動單元，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.如權利要求1-6中任一項所述的揚聲器驅動單元，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且防止激發(fā)器垂直于軸向移動。
8.如權利要求1-7中任一項所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，連接裝置包括一彈性盤狀組件。
9.如權利要求1-8中任一項所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，激發(fā)器懸掛件包括一具有徑向內部及外部的盤，該外部由至少一對具有自由邊的相對臂形成，包括內部及外部的一組中的一個被附著于支座，且另一個被附著于激發(fā)器。
10.如權利要求9所述的揚聲器驅動單元，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，且一內部可以固定在激發(fā)器上。
11.如權利要求10所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，包括一固定于該盤內部的散熱件，其可以幫助冷卻激發(fā)器。
12.如權利要求1-11中任一項所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，該支座環(huán)繞該輻射體。
13.如權利要求12所述的揚聲器驅動單元，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.如權利要求13所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，該類似盤子的組件是有穿孔的。
15.如權利要求1-14中任一項所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，該輻射體包括一大致為平面的板。
16.如權利要求1-15中任一項所述的揚聲器驅動單元，其特征在于，該共振組件是一能夠通過在至少一個工作區(qū)域中彎曲波來保持和傳播輸入振動能量的組件，該區(qū)域橫過厚度方向延伸，以使共振模式振動元件分布在該至少一區(qū)域上，且在該區(qū)域內有用于轉換器裝置的預定優(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，以振動該組件而引起它共振，當共振時提供音響輸出，從而形成音響輻射體。
17.一種參考附圖描述的揚聲器驅動單元。
18.一種包括一如權利要求1-17中任一項所述的驅動單元的揚聲器。
全文摘要
一種揚聲器驅動單元,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;一用于揚聲器驅動單元的支架;及將激發(fā)器彈性地連接至支架的裝置。
文檔編號H04R9/00GK1243652SQ9880164
公開日2000年2月2日 申請日期1998年1月5日 優(yōu)先權日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 申請人:新型轉換器有限公司