CN101291548A - 使锥体直径最大化的扬声器环绕结构 - Google Patents
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Abstract
一种紧凑型扬声器,其使得对于相同的盆体(10)尺寸,振膜(14)的直径大于常规所使用的直径。环绕式悬架(12)的外部盆体连接部分为特定结构,其成形为一轴向裙套(16a),即在圆形扬声器盆体的情况下基本是筒形,而非常规扬声器盆体连接部分的平面形状。本发明的扬声器盆体(10)在制作上具有一对应的轴向周边凸缘,其内壁用作以粘附剂固定到轴向环绕式悬架凸缘外壁的着落区(20)。这种特定结构保持所需的弹性和全偏移性能,同时能通过采用更大锥体而明显增大有效振动面积。该盆体可如同常规扬声器由金属冲压而成,也可由金属铸造或者由合适塑料模塑而成。该环绕式悬架的外部连接件的剖面形状优选构造成使盆体以粘附剂固定的可用面积达到最大。
Description
发明领域
本发明涉及音频扬声器/转换器领域,本发明特别涉及改进当前流行的紧凑尺寸型全频率扬声器的中及低频率响应。
发明背景
紧凑型扬声器可根据其外部尺寸如圆形扬声器的直径进行分类,而它们的主要性能极限即中低频特性主要是由振膜的面积和振动性能来确定的,即像活塞一样工作的振膜的有效振动部分所移动的空气量。
大量的小型扬声器使用于交通工具中如汽车、卡车、船、飞机等。这类扬声器通常设计成能在机械上适用于交通工具制造商所用的特定安装结构,该结构通常包括有一个主切口以及周围的安装孔,其尺寸根据源自世界上不同地区的标准来确定。替换扬声器通常要适于这种安装结构以及交通工具本身所提供的空间。
盆(basket)径为4″~7″的圆形扬声器大量地用于美国及遍及世界的交通工具中。这些扬声器中6″~7″的扬声器多数都采用日本标准JIS(其规定直径为6.18英寸即157mm)和欧洲使用的德国标准DIN(其规定直径为6.69英寸即170mm)。
将锥体面积与盆体投射的总面积相比较就可得出表示效率的有用的参数。这一比例与典型盆体直径和相应的锥体直径一起列表如下:
表1常用紧凑型扬声器的主要尺寸
标称尺寸 标准版本 锥体直径 盆体直径 锥体面积/盆体比
mm mm
4英寸 73 102.3 0.51
51/4英寸 92 129 0.51
61/2英寸 JIS日本(a) 111.8 157 0.51
(b) 115.3 157 0.54
DIN欧洲 119.3 170 0.49
表1表明常规的扬声器结构典型提供为0.51的锥体/盆体面积比。JIS的(b)版本表示在保持较小的JIS盆体尺寸的同时其锥体尺寸部分升级到DIN的锥体尺寸从而相应改善中低频性能。
实际使用的所有扬声器均会在低端的截止频率处存在一个固有的声频丢失率,该丢失率(在给定的锥体偏移下)与锥体面积成反比,因此增加全频扬声器的锥体直径极为有益,这是因为锥体直径每增加一个百分数会使锥体面积增加双倍的百分数。在不增加扬声器盆体外部尺寸的条件下来提高锥体面积,无论是圆形、椭圆形还是其它的形状,均有益于紧凑型扬声器的中低频性能,但这些紧凑型扬声器的盆体尺寸会因为例如大量用于交通工具音响系统以及小型个人无线电/立体声播放器、多媒体计算机系统等而受到严格的限制。
图1为一盆体10的边缘部分的剖视图,盆体10是常规扬声器的经成形加工的金属片盆体。典型的环绕式悬架(surround-suspension)12在其向外延展的周边部分具有一径向上的平面外部法兰12A,用于以粘附剂固定到盆体10的周边区域内的平面边缘着落区(landing),且在其向内延展的周边部分具有一锥形内部法兰12B,用于以粘附剂固定到锥体14,如图中部分所示。环形的环绕式悬架12中央的弓形柔性部分12C从径向上约束锥体14,但允许锥体14在受到音圈驱动时在轴向上振动(图中未示)。
图中以实线显示出在标准“静止”条件下锥体14及其环绕式悬架12的位置,以虚线显示出在受最大驱动条件下悬架12′及锥体14′处于最大偏移处的位移位置。环绕式悬架12的弓形部分12C的位移限定了有效活塞直径,该有效活塞直径略大于延伸到弓形部分12C中部的锥体直径。
图1A为盆体10A的剖视图,盆体10A是压制金属片结构的一种变化形式,其由塑料模制而成或者由金属如铝铸造而成,并构造为形成如图所示的着落区,该着落区相当于图1所示压制金属片盆体的着落区,用于以粘附剂固定环绕式悬架12的外部法兰12A。
授予Mitobe的美国专利第5,111,510号和授予Tsuchiya等人的美国专利第5,115,474号公开了代表典型常规扬声器的环绕式悬架结构。他们的标准锥体安装结构的特征在于在其环绕式悬架结构上有向外伸出的径向平面固定法兰,如图1和图1A所示,并且其应用于大量常规扬声器。
发明人为Hazelwood、Espiritu及Jorgensen、名称为“TWIS-TLOCKMOUNTABLE VERSATILE LOUDSPEAKER MOUNT”的美国专利第5,867,583号公开了一种非常规的安装系统,其包括特殊的环绕式悬架结构,该结构能提高锥体/盆体面积比,例如可将DIN锥体用于JIS的盆体中从而使锥体/盆体面积比达到0.58,即比常规扬声器的锥体/盆体面积比(参见上面表1,其面积比通常为0.51)高出13%。
发明概述
本发明的一个主要目的是为锥型扬声器的环绕式悬架提供非常规安装结构,其能使用比常规尺寸更大的锥体,因此能够提高锥体/盆体面积比,从而相应提高扬声器的中低频性能。
本发明的另一目的是提供新的结构和安装系统,其中的环绕式悬架通过一种方式被构造为在外围固定区能占用更少的空间而可提供的锥体偏移性能至少相当于可比的常规扬声器中可用的锥体偏移性能。
本发明的又一目的是提供一些实施例,这些实施例采用标准的、由成形金属片制成的扬声器盆体以及由塑料模制而成或者由金属如铝铸造而成的盆体。
本发明的进一步目的是在特定的本发明环绕式悬架连接结构中,例如通过以粘附剂固定的接合面积的最大化来得到高质量的粘附固定性能和可靠性。
本发明的扬声器通过如下措施来实现上述目的:在相应的盆体尺寸下采用直径大于常规尺寸的振膜;把环绕式悬架的外周部分做成特定的结构,该结构在保持所需弹性和全部偏移性能的同时通过采用更大的锥体直径和/或提高环绕式悬架柔性弓形部的宽度来扩大有效活塞面积,从而提高其有效的振动面积。
与常规的从柔性弓形部沿径向向外延伸的环绕式悬架外部连接件的平面形状不同,在本发明的新式结构中,环绕式悬架的外部连接件做成轴向裙套的形式,即大体为筒形(tubular),其向后延伸且后伸尺寸适于紧密装配到从盆体周边开始向前延伸的对应轴向凸缘内,并以粘附剂固定在连接区域内。
所述轴向裙套可经过特定的加工成形以使以粘附剂固定面积达到最大。
在各个实施例和实施形式中,盆体可以是金属冲压制成的类型,这类似于常规的JIS扬声器,盆体也可以是金属铸造而成或由合适的塑料模制而成的类型。
附图简要说明
结合附图参考以下的说明,将会更充分地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点,其中:
图1~9为扬声器边缘区域的剖视图;
图1和图1A展示在以上公知技术讨论中述及的典型常规扬声器的部分剖视图;
图2~9展示根据本发明的扬声器锥体悬架系统的部分剖视图;
图2所示是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第一实施例的部分剖视图,其特别构成为带有一外部的裙套,裙套外表面接合且粘附到盆体边缘凸缘的内表面;
图3所示是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第二实施例的部分剖视图;
图4所示是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第三实施例的部分剖视图;
图5展示的是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第四实施例的部分剖视图;
图6所示是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第五实施例的部分剖视图;
图7所示是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第六实施例的部分剖视图;
图8为根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第七实施例的部分剖视图;
图9所示是根据本发明的扬声器锥体悬架系统的第八实施例的部分剖视图。
详细描述
图1~9为扬声器盆体边缘区域的剖视图。
图1和图1A展示在以上公知技术讨论中述及的典型常规扬声器的环绕式悬架的安装和连接结构,其中扬声器分别采用金属片或冲压/铸造的盆体。
图2~9展示本发明锥体环绕式悬架的不同实施例和实施形式。
图2所示为本发明的一个基本实施例。设置一特定结构的环绕式悬架16,其外部连接件形成一个轴向的裙套16A,裙套16A向后延伸,这与图1和图1A所示常规方式连接件向外延伸的径向平面凸缘12A构成了基本的不同点。
裙套16A接合盆体边缘的内表面,而其底边放置在平面边缘着落区上。裙套16A粘附于连接表面上。该基本实施例可如图所示采用压制金属片作盆体10,或者也可由塑料冲压制成盆体或者由金属如铝铸造而成。
与图1和1A所示的常规锥体14相比,在图2中显而易见,通过本发明可使锥体14A的尺寸增加,对于圆形扬声器来说就是直径增加。
图3展示一实施例,其采用如同图2的特定形状的环绕式悬架16。然而,裙套16A被装配进一环形槽中,该环形槽的外壁由盆体边缘18的内壁形成,环形槽的内壁由盆体18的加厚区域18A形成,盆体由塑料冲压而成或由金属如铝铸造而成。由于盆体18周边凸缘的内壁表面与环绕式悬架16的裙套16A的外壁表面之间连接面内的粘附面积增加,这种结构提供了较好的连接可靠性。
图4为图2所示基本实施例的一种变形,其中的环绕式悬架16与图2和图3相同,但图4中的环绕式悬架16被环形定位环20所固定,该定位环20的形状见图所示,其以粘附剂固定到盆体10中的着落区。环绕式悬架16的连接裙套16A以粘附剂固定就位到盆体10的边缘以及与定位环20上。
图5为图4所示一般实施例的一种变形,其中的定位环22被构造成带有一个环形槽,该环形槽容纳环绕式悬架16的裙套16A。定位环22内的槽道外壁的厚度必须与盆体、锥体和/或环绕式悬架16的柔性弓形部的跨度相配。
图6展示本发明的一个实施例,其中环绕式悬架24受到特别加工成形,以靠近平面着落区形成如图所示的底部加宽的剖面形状。这种形状能同时将轴向和径向的连接区以粘附剂固定,从而通过与如图1、1A所示的常规扬声器的固定区域相比增加了固定面积而获得了高度可靠性。
图7所示为另一实施例,其中环绕式悬架环绕式悬架26的裙套26A自身如图所示折叠,其以粘附剂固定于盆体10周边凸缘的内侧和边缘的平面着落区。
图8所示实施例类似于图6,只是环绕式悬架28的裙套28A模塑成如图所示形状,其底部加宽到一定厚度,增加了以粘附剂固定的面积而基本覆盖了盆体10边缘的平面着落区20的整个区域。
图9展示了本发明的一个实施例,其进一步包括一个安装接头32,其安装在盆体10的轴向周边凸缘的内侧,能使扬声器安装到一板的背面上。环绕式悬架30的裙套由一狭窄的固定凸缘30A形成,该凸缘从裙套的边缘向外延伸并以粘附剂固定到盆体10的边缘着落区和环形的扬声器安装接头32的下部,该接头可由塑料模塑而成,也可由金属铸造成形。接头32构成一个介于扬声器和一平板之间的衬套,该平板与接头32的顶部平面连接。接头32垂直部分的下端以粘附剂固定于盆体10边缘的内表面和狭窄的固定凸缘30A上,并且提供附加连接面积以增强粘附剂固定效果。
在带有外径为159mm的盆体的4″圆形扬声器中,本发明的大多数实施例均能使常规的锥体直径(92mm)增加到102.6mm,即直径增加11.5%而面积增加24.4%,以使低频响应性能显著提高。参见表1,对于4″的圆形扬声器来说,通过本发明所实现的锥体面积/盆体面积比为0.633,与常规扬声器的0.51相比提高了24%。
在上述任一实施例中,环绕式悬架的弓形部可制成为厚度均匀或厚度以特定形式变化以提高其适用性,例如使其中心区域加工成形得较薄,和/或可使两个凸缘或者其中一个凸缘形成锥度。
本发明也可以另一种结构形式来实现,其中环绕式悬架的裙套绕盆体边缘的外侧而不是绕图示的内侧布置,这样环绕式悬架的裙套的轴向内壁表面就以粘附剂固定到盆体边缘凸缘的轴向外壁表面。
在上述不同的实施例中,本发明的特定结构的环绕式悬架通常可与常规的第二锥体悬架部件相配合工作,该第二锥体悬架部件典型地是以公知方式使用的一同心的辐射形悬架(spider suspension),其连接到锥体的中心音圈区域。然而本发明也可通过环绕式悬架作为唯一的锥体悬架而工作的实施方式来实现。
尽管为说明起见这里所描述的内容均用于圆形盆体的扬声器,但缩短或消除环绕式悬架的外伸安装凸缘的构思并不限于圆形扬声器,其适用于盆体为任何实用形状如椭圆形或矩形的扬声器。
在不脱离本发明精神和本质特性的前提下,本发明还可以用其它形式实施和应用。因此从各方面来说,本发明各实施例均应视为说明性的而非限定性的。本发明的保护范围由权利要求书而不是说明书确定。因此权利要求书范围内的所有变形、替换以及变化均在其保护范围之内。
Claims (24)
1.一种扬声器,包括:
盆体(18),其具有外边缘和加厚区域(18A);
锥体(14A);和
环绕式悬架(16),其延伸于所述锥体(14A)和所述盆体(18)之间,所述环绕式悬架(16)具有连接裙套(16A);
其中围绕所述盆体(18)形成周边槽,所述槽具有由所述盆体(18)的所述外边缘的内壁形成的第一壁面,并具有由所述盆体(18)的所述加厚区域(18A)形成的、与所述第一壁面隔开的第二壁面,且其中所述连接裙套(16A)以配合方式定位于所述槽中。
2.如权利要求1所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(16)的截面为弓形。
3.如权利要求1所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(16)通过粘附剂粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
4.如权利要求1所述的扬声器,其中所述盆体(18)由压制金属片制成。
5.如权利要求1所述的扬声器,其中所述盆体(18)由塑料模制而成。
6.如权利要求1所述的扬声器,其中所述盆体(18)由金属铸造而成。
7.一种扬声器,包括:
盆体(10),其具有外边缘和着落区;
环形定位环(20),其固定于所述着落区;
锥体(14A);和
环绕式悬架(16),其延伸于所述锥体(14A)和所述盆体(10)之间,所述环绕式悬架(16)具有连接裙套(16A);
其中围绕所述盆体(10)形成周边槽,所述槽具有由所述盆体(10)的所述外边缘的内壁形成的第一壁面,并具有由所述环形定位环(20)形成的、与所述第一壁面隔开的第二壁面,且其中所述连接裙套(16A)以配合方式定位于所述槽中。
8.如权利要求7所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(16)的截面为弓形。
9.如权利要求7所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(16)通过粘附剂粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
10.如权利要求7所述的扬声器,其中所述盆体(10)由压制金属片制成。
11.如权利要求7所述的扬声器,其中所述盆体(10)由塑料模制而成。
12.如权利要求7所述的扬声器,其中所述盆体(10)由金属铸造而成。
13.一种扬声器,包括:
盆体(10),其具有外边缘和着落区;
环形定位环(22),其固定于所述着落区,所述环形定位环(22)被构造成带有环形槽;
锥体(14A);和
环绕式悬架(16),其延伸于所述锥体(14A)和所述盆体(10)之间,所述环绕式悬架(16)具有连接裙套(16A);
其中所述连接裙套(16A)以配合方式定位于所述槽中。
14.如权利要求13所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(16)的截面为弓形。
15.如权利要求13所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(16)通过粘附剂粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
16.如权利要求13所述的扬声器,其中所述盆体(10)由压制金属片制成。
17.如权利要求13所述的扬声器,其中所述盆体(10)由塑料模制而成。
18.如权利要求13所述的扬声器,其中所述盆体(10)由金属铸造而成。
19.一种扬声器,包括:
盆体(10),其具有外边缘和着落区;
锥体(14A);
环绕式悬架(30),其延伸于所述锥体(14A)和所述盆体(10)之间,所述环绕式悬架(30)具有连接裙套;和
安装接头(32);
其中所述安装接头(32)位于所述盆体(10)的周边区域的内侧、介于所述盆体(10)的所述外边缘的内壁和所述连接裙套的外壁之间,其中所述安装接头(32)形成介于主扬声器框架和与所述安装接头(32)的顶部平面连接的平板之间的隔圈。
20.如权利要求19所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(30)还包括固定凸缘(30A),且其中所述安装接头(32)的下端向下作用于所述固定凸缘(30A)上。
21.如权利要求19所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(30)的截面为弓形。
22.如权利要求19所述的扬声器,其中所述环绕式悬架(30)通过粘附剂粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
23.如权利要求19所述的扬声器,其中所述盆体(10)由压制金属片制成。
24.如权利要求19所述的扬声器,其中所述盆体(10)由塑料模制而成。
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