CN102726062A - 音频驱动器的环绕件中的或与之相关的改进 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于扩音器的环形环绕件，形式为形成如下形状的膜，当放松（即，当不被驱动时）时，形状的横截面形状具有沿径向延伸第一距离的第一部分、沿轴向延伸第二距离的第二部分，以及沿径向延伸第三距离的第三部分，第一与第二部分通过第一柔性连接部连接，并且第二与第三部分通过第二柔性连接部连接，第一连接部具有短于所述第一与第二距离中至少一个的第一曲率半径，第二连接部具有短于所述第二与第三距离中至少一个的第二曲率半径。因此，环绕件具有带有第一径向延伸部分以及引导向轴向延伸部分的相对急剧弯曲的Z型。径向向外延伸的部分可以具有围绕其圆周呈波形的表面，以为不带有如此波形的平坦表面提供加强效果以及抑制共振。可以提供一个或多个突片，沿横向于第二部分的局部朝向的方向从第二部分的表面延伸。这些将根据需要调节环绕件的动态特性。通常，环绕件将是圆形的，以围绕圆形驱动器安装。然而，其他形状也是可能的。

Description

音频驱动器的环绕件中的或与之相关的改进

技术领域

 本发明涉及音频驱动器的环绕件。

背景技术

环绕件为传统锥形驱动器上的部件。锥形驱动器广泛用于尤其是音频频谱的低（20~500Hz）与中频段（500~3000Hz）部分。环绕件提供锥形与框架之间的柔性气封。

清楚地，环绕件必须设计成以使得其不妨碍锥形的运动——即使是在较大的振幅情况下。环绕件的通常设计为半卷式布置，如图1与2中描绘的。这由环形凸缘10组成，其围绕（圆）锥形安装，并且形成通往框架中的（基本上圆形）孔的桥接，锥形安装入该孔。扁平圆形凸缘12围绕着环绕件的外圆周延伸，并且允许其固定至框架。内圆周凸缘14限定出截锥，并且基本上匹配锥形（未示出）的外边沿，从而允许环绕件连接至锥形。

“半卷”16设置（并且桥接）于内凸缘14与外凸缘12之间。这是大约半圆形（截面上）长的材料，其最初从内凸缘14远离锥形地延伸，并且在向后朝向与外凸缘12的连接部18弯曲之前已延伸到驱动器前面。两个凸缘区域12、14位于大约相同的轴向位置。围绕卷形16的橡胶材料的长度大于框架边缘与锥形边缘之间的间隙20；因此，当锥形移动时，通过围绕卷形16的额外材料适应了锥形边缘与框架边缘之间的间隙的增加。因此，当锥形与环绕件以简单方式移动时，半卷式设计在低频时几乎不妨碍锥形。

环绕件通常以例如橡胶的柔性材料加工。材料必须具有低弹性，以使得环绕件不妨碍锥形的运动。然而，因为这种低弹性，材料中的弯曲波速通常非常低。这在中频时会产生问题，在中频时环绕件可以非常剧烈地共振。当环绕件的表面区域非常大时，通常为锥形区域的一大部分，这种环绕件共振通常地会非常有力地发射。另外，对于软锥形，例如那些由纸、聚丙烯或凯夫拉尔制成的，其中锥形被部分地以“分裂”模式使用，即，其中锥形在其使用带宽中弯曲，环绕件行为对锥形运动具有较大作用。此外，在这些模式中，环绕件共振一般与锥形边缘的弯曲相一致，这进一步降低发射的频率响应。这部分地是因为当环绕件接近共振时，环绕件给锥形边缘施加的机械妨碍通常随频率而宽范围地变化。

存在许多技术，其在传统上被用于尝试且避免这些问题：

环绕件材料的仔细选择

环绕件内边缘上的小平坦区域

改变环绕件材料的厚度

调节环绕件上的卷高与卷宽。

然而，不能确保这些技术在每种情况中都成功。这些技术不能完全消除环绕件共振；在大多数情况中，它们的工作方式是通过改变行为，以便使得共振在发射的声音中不明显而减轻该问题。这种方法通常导致被精细平衡的设计，这意味着如果证明出于其他原因必须使得几何形状或材料进行小改变，那么环绕件共振问题就会重现。

发明内容

除了以上半卷式环绕件所具有的困难之外，我们意识到半卷16在围绕驱动器的表面边界中带来了不规则性。好的扩音器设计要求避免这种不规则性，仅在扩音器的外面上具有缓和的大范围曲线。这尤其适用于例如在GB2236929中公开的复式扩音器。锐利的或突然的不连续会负面地影响由驱动器发出的声音的传播。因此优选地消除半卷形。

在第一方面中，本发明因此提供一种扩音器的环形环绕件，包括形成如下形状的隔膜，当放松时（即，当不受到驱动时），该形状具有的横截面形状大致径向向外地延伸第一距离，并且随后在第二距离上改变方向，以轴向延伸第三距离，第二距离短于第一与第三距离中的至少一个。

描述本发明的另一方式是一种用于扩音器的环形环绕件，其包括形成为如下形状的隔膜，当放松时，该形状具有的横截面形状具有沿径向延伸第一距离的第一部分，沿轴向延伸第二距离的第二部分，以及沿径向延伸第三距离的第三部分，第一与第二部分通过第一柔性连接部连接，并且第二与第三部分通过第二柔性连接部连接，第一连接部具有短于所述第一与第二距离中至少一个的第一曲率半径，第二连接部具有短于所述第二与第三距离中至少一个的第二曲率半径。

因此，环绕件具有Z型，具有第一径向延伸部分，以及引导向轴向延伸部分的相对急剧弯曲。这提供了必须的柔性，以适应扩音器锥形的运动，但是还提供环绕件的能够提供驱动器锥形与周围的扩音器外壳之间的平滑过渡的一部分。轴向延伸部分可以通过合适的外壳装饰而隐藏。

第一径向延伸部分不需要相对于驱动器的中心对称轴严格垂直地向外延伸。事实上，该部分优选地（在某种程度上）延续扩音器锥形的喇叭口。然而，其延伸方向应该具有明显的径向向外的分量。

根据驱动器的大小，环绕件的较大的基本上平坦的区域可能会允许共振发生。为了解决该问题，径向向外延伸的部分可以具有围绕其圆周（优选连续地）呈波形的表面。这对没有波形的平坦表面提供了加强效果，并且可以抑制这种共振。轴向延伸部分可以具有平滑表面。事实上，我们发现具有这种波形的Z型环绕件可以提供比相应的半卷式环绕件更大的共振阻力。

还可以提供包括向外延伸凸缘的外末端，以辅助将环绕件固定到围绕着该环绕件被提供用于的驱动器安置的支撑件上。这向外延伸的凸缘优选地从第二部分延伸。通常，以上限定的几何形状意味着外部凸缘与内部凸缘会相对于彼此轴向错开。

可以提供一个或多个突片，这些突片从第二部分的表面沿横向于第二部分的局部朝向的方向延伸。这些将影响环绕件的动态特性，并且因此可以被定位成且尺寸设计成以便根据需要定制环绕件。突片还可以连接至第一部分的一部分，从而桥接第一与第二部分之间的弯曲，并且用于调节环绕件的弯曲刚性。可替换地，或附加地，突片还可以出于相同目的连接至向外延伸的凸缘的一部分。

第二部分优选地通常在第一部分的外末端处，从第一部分延伸。

在第二方面中，本发明提供一种用于扩音器驱动器的环绕件，包括内部凸缘、外部凸缘、从内部凸缘延伸到外部凸缘的柔性材料的箍、以及从箍横向于该箍地延伸的至少一个突片。突片影响环绕件的共振行为，并且可以尺寸设计成并且定位成以便在不必须影响周围物品的几何形状的情况下矫正不期望的共振。

箍优选地包括至少一个弯曲的部分。在这种情况中，突片理想地在弯曲部分的任一侧连接到箍，用于最大限度影响共振行为。其可以定位于箍的内凹部分，或箍的外凹部分，或突片可以设置在这两个位置中。

事实上，优选地存在多个突片，从而提供必要的效果。这些突片可以围绕环绕件径向分布，理想地具有较高的旋转对称度。

通常，外凸缘将是平坦的，以及内凸缘如上所述是部分锥形的。

在进一步的方面中，本发明涉及一种用于扩音器的驱动器，包括设置于框架中的被驱动的锥形装置，以及桥接锥形与框架之间的间隙的环绕件，环绕件如上所述。

在又一方面中，本发明涉及一种包括这种驱动器的扩音器。

总体上，本发明利用了对于具有相对于扩音器锥形径向向外延伸的一部分以及横向于其（即，相对于扩音器锥形大致轴向）延伸的一部分的环绕件来说可能的高活动连接度。锥形的偏斜可以通过第一部分的弯曲以及（如果必要）第二部分的向内偏斜而适应。本发明因此包括环绕件的这种设计。然而，我们怀疑以这种简单形式，环绕件会太容易弯曲以及太易于共振。为克服这个，我们提出如上所述的圆周波形以及突片；每一个都辅助控制共振以及环绕件的其它动态特性。

通常，环绕件将是圆形的，以围绕圆形驱动器安装。然而，其他形状也是可能的。

附图说明

现将通过举例方式，参照附图而描述本发明的实施例，其中：

图1示出了已知的半卷式环绕件的侧视图；

图2示出了穿过已知的半卷式环绕件的一个边缘的截面；

图3示出了根据本发明的环绕件的立体图；

图4示出了根据本发明的环绕件的侧面的截面视图；

图5示出了根据本发明的环绕件的边缘的放大的截面视图；

图6、7与8示出了根据本发明的处于不同偏斜状态的环绕件的短截面；

图9示出了具有和不具有如图3至8中所示的环绕件上的块的驱动器的频率响应；

图10示出了安装在包含在扩音器机壳内的驱动器的边缘上的环绕件；以及

图11示出了也安装于包含在扩音器机壳内的驱动器的边缘上的环绕件的可替换设计。

具体实施方式

本发明寻求对现存的扩音器环绕件的改进。其首先寻求平滑从扩音器锥形至周围的机壳或外壳的过渡。其还寻求（必要的话）向环绕件提供用于例如发生在共振中的那些复杂变形的显著的阻尼和弯曲刚度， 但这些阻尼和弯曲刚度对例如在锥形在低频时整体前后移动时发生的那些简单变形几乎没有影响。

新的环绕件是使用传统技术制造的。包含本发明所有优选方面的环绕件具有新的几何形状，由两部分组成；首先，具有圆周波形的薄的径向延伸的气封表面，以及第二，连接至所述薄表面并加强所述气封表面的材料厚块。仅有气封表面，不包括连接的块与波形样式，其行为可能（根据其尺寸）像传统环绕件一样，并且具有之前论述的固有共振问题。这种薄的气封部分的表面上的块以及圆周波形添加了显著的具备弯曲阻力。块被布置成以使得它们不彼此直接连接，它们仅通过薄膜连接。以这种方式，它们不会妨碍环绕件的整体弯曲，因为它们可以枢转并且相对于彼此移动。已经发现使这些块交叠从而气封件的径向截面在其整个宽度上都由这些块支撑是有用的。

对于一些设计，有利的是仅将这些块增加至环绕件的共振时出现大运动的部分。通过调节块的位置，数量与几何形状，可以获得对环绕件行为的大量控制。块的存在显著增加了环绕件对问题共振的阻尼与刚度，但是在低频时对环绕件的性能几乎没有影响；锥形保持以很小的阻力自由地整体前后移动。

新的几何形状可以在单件中制造，通常通过例如压模成型或注塑成型的工艺。块可以设置于气封膜的任一侧上；这不会影响它们的行为。

应该理解的是，以上提出了与用于锥形驱动器的环绕件相关的设计原则，该原则基本上可以用于任何环绕件设计与任意驱动器。从气封膜表面的突起（突片、块等）用于提供影响环绕件共振方式的质量、刚度与阻尼。波形样式也用于抑制膜中的共振。因此，先前调节环绕件的外部形状的方法就变得不是必须的了，因为该环绕件的共振行为可以被直接影响。如上所述，之前实施的为了纠正环绕件的不期望的共振的具体设计改变是专用于所考虑的环绕件的设计。相似的情形在与块的设计相关的情况中也存在，并且因此应该理解的是，之后将要描述的特定实施例是为当其被用于其预期环境中而所示出的形状服务的，但是根据不同环绕件的确切形状与环境需要对该实施例进行调整。然而，原则保持相同。

尽管这样，本发明特别的优势不仅在于由根据本发明适当设计的环绕件所获得的期望共振特性，而且在于环绕件的共振特性不再取决于围绕其的物品的尺寸与形状。因此，对那些物品的小改变不会像已知驱动器环绕件中的情况那样对环绕件的共振特性有显著影响。因此，环绕件设计对其他物品中的变化不敏感，从而提供了其设计对不相关的设计变化更加鲁棒的环绕件。

转回到示例的环境中，图3示出了环绕件的视图。如在图1与2中示例的已知的环绕件，其包括可以固定至框架（未示出）的外部凸缘22，以及可以安装至驱动器锥形（未示出）的内部凸缘24。提供气封膜26从内部凸缘24延伸至外部凸缘22。如图1与2中示例的经典半卷式设计一样，气封膜在到达最外范围30之前，最初相对于扩音器锥形向外并且稍微向上延伸，在最外侧范围处，其朝回向下弯曲，并且侧壁32朝向外部凸缘22延伸，侧壁以大约直角28连接外部凸缘22。

环绕件的向外并且稍微向上延伸的部分具有圆周波形样式。这采用了围绕环绕件的圆周等间隔的36个“隆起物”形式，每个因此占据圆周的10°。通常，我们优选18与54个之间的隆起物，更加优选27与45之间。每个隆起物包括环绕件的局部升高部分，和缓并且平滑地合并到围绕隆起物的区域中。每个隆起物在径向上为近似正弦曲线，但可以不对称，因为合并在朝向环形环绕件中心的方向上更加和缓，从而产生沿向内方向的隆起物的拉长。然而，隆起物沿圆周方向对称，所以穿过环绕件的周向截面将示出了近似正弦曲线的图案，当截取截面处的半径增加时振幅也开始增加。在逐渐减小到在最外范围30处的零之前，振幅在隆起物峰值处达到最大值。隆起物为近似正弦曲线（同时沿径向与周向），因为它们被应用为现有截面的变形。例如，图10中示出的横截面没有示出隆起物。通过将变形应用于该截面，可以产生根据本发明的实施例的隆起物，但是由于预先存在的形状的限制，它们不太可能具有完美的正弦曲线轮廓。

在任意情况中，隆起物的准确形状对于达到足够的性能特性并不是至关重要的，并且本发明并不限于此处示例的特定隆起轮廓。

然而，在一个实施例中，每个隆起物相对于未变形的环绕件的幅度（参见图10）保持在阈值之下。在另一实施例中，每个隆起物的幅度相同。

图3-5的环绕件还具有两组突片或块。第一组块34位于连接部28的对面，在相关曲线的外凹部分上。因此它们从外凸缘22向上延伸，并且桥接外凸缘22与气封膜26之间的角度。

第二组块36位于气封膜26的内侧上，在最外范围30处的曲线之后的凹部分上。它们每一个本质上都是细长的，沿与之连接的侧壁32从气封膜的最外范围30延伸。

两组块34、36围绕（圆形）环绕件延伸，各个块以大约10°间隔分隔开。

在一个实施例中，块34、36与隆起物的相对朝向围绕环绕件保持相同。也就是说，一个隆起物相对于其最近的块34、36的朝向与所有隆起物相对于它们各自最近的块34、36的朝向相同。因此，环绕件中的隆起物的数量与块34的数量以及块36的数量相同。

图6至8示出了当锥形振动时，环绕件运动中的瞬态点。内部凸缘24按照锥形运动的要求而运动。突片34、36伸展并且弯曲，以允许环绕件适应该运动；因此，该环绕件提供锥形环绕件的必需的功能需求，即，虽然其运动，但仍提供围绕锥形的连续气封。然而，块34、36的刚度将在连接块34、36的位置给予环绕件一些额外的刚度。此外，块的质量将影响环绕件的惯性。因此两种作用将影响环绕件的动态响应。

块的刚度由块的材料、厚度以及其他形状因素决定。块的质量由其整体尺寸与其材料决定。因此，通过改变块的形状与尺寸，可以在环绕件的动态响应上施加高控制度。实际上，材料选择当然经常由环绕件的其余部分的材料选择规定，但某些成型技术可以允许复式环绕件。

通过该新方法，环绕件共振问题被减轻至可以使用如果采用传统的方法会非常有问题的环绕件形状的程度。例如，采用例如在WO89/11201中描述的重合源扩音器的情况中，有利的是锥形驱动器的环绕件是锥形形状的延续，使得其不影响从高频扬声器发射出来的声音。传统的半卷式几何形状对于该情况并不理想。如果使用本发明的方法，可以使用通常情况下性能非常不好的环绕件形状，但并不是因为支撑部分。支撑部分能够改进环绕件性能，以使得不存在环绕件共振问题。

图9示出了具有与不具有如图3至8中所示的环绕件上的块的驱动器频率响应。这经由FEM/BEM仿真获得，在其中心轴线上计算举例环绕件1m处的压力响应，采用2.83v输入。不具有块的环绕件示出了38处的异常差别，占据响应曲线的大部分。这在具有块的环绕件的曲线上完全消除。因此，不具有块的环绕件能够用于上至大约300Hz，然而，具有块的环绕件可以用于上至大约1kHz。

图10示出了位于扩音器内位置中的上述环绕件。扩音器包括被驱动锥形40，图10中示出锥形的外末端。环绕件的内部凸缘24以密封方式连接至锥形40的外边缘，例如使用少量的粘合剂42。环绕件的外部凸缘22经由粘合剂层46或通过夹紧装置或其他固定装置固定至突出部44。突出部44形成于更大的扩音器机壳48中，机壳容纳驱动器40的剩余部分与任意其他需要的驱动器。装饰部分50在外部凸缘22上方，在外部凸缘22以及第二组块36的前方延伸。其向上延伸至（但不完全接触）气封膜26，但不与之连接，从而允许气封膜根据需要向内弯曲。

图11示出了本发明的更加简单的实施例。环绕件与上述相同，除了缺少内部凸缘24的波形以及缺少块34、36。因此，扩音器包括被驱动锥形40’，示出了其外末端。环绕件的内部凸缘24’以密封方式连接至锥形40’的外边缘，例如使用少量的粘合剂42’。 环绕件的外部凸缘22’经由粘合剂层46’，或通过夹紧装置或其他固定装置固定至突出部44’。突出部44’形成于更大的扩音器机壳48’中，机壳容纳驱动器40’的剩余部分与任意其他需要的驱动器。装饰截面50’在外部凸缘22’上方、在外部凸缘22’前方延伸。其向上延伸至（但不完全接触）气封膜26’，但不与之连接，从而允许气封膜根据需要向内弯曲。

在具有更小尺寸和/或更小振幅的扩音器的情形中，例如在图11中示出更简单的环绕件可以足以抵抗共振（等）。在尺寸相对较小的情况下，环绕件共振的频率通常足够高以至于它们不在驱动器工作频带中产生响应不规则。在并非如此的情况下，如果有必要，可以重新设置内部凸缘24上的波形或者块34、36或采取其他手段。

应该理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行很多种变化。 

Claims (22)

1.一种用于扩音器的环状环绕件，包括形成为如下形状的膜，当放松时，该形状的横截面形状具有沿径向延伸第一距离的第一部分、沿轴向延伸第二距离的第二部分，以及沿径向延伸第三距离的第三部分，

第一与第二部分通过第一柔性连接部连接，并且第二与第三部分通过第二柔性连接部连接，第一连接部具有短于所述第一与第二距离中至少一个的第一曲率半径，第二连接部具有短于所述第二与第三距离中至少一个的第二曲率半径。

2.根据权利要求1所述的环绕件，其中，径向向外延伸的部分具有的表面围绕该表面的圆周呈波形。

3.根据权利要求1或2所述的环绕件，其中，轴向延伸的部分具有平滑表面。

4.根据任一项前述权利要求所述的环绕件，具有外末端，其包括向外延伸的凸缘。

5.根据权利要求4所述的环绕件，其中，向外延伸的凸缘从轴向延伸的部分延伸。

6.根据任一项前述权利要求所述的环绕件，进一步包括沿横向于第二部分的局部朝向的方向，从第二部分的表面延伸的至少一个突片。

7.根据权利要求6所述的环绕件，其中，至少一个突片还连接至第一部分的一部分。

8.根据从属于权利要求4或5的权利要求6所述的环绕件，其中，至少一个突片还连接至向外延伸的凸缘的一部分。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的环绕件，包括多个突片，并且其中所述突片的数量等于所述圆周波形的数量。

10.根据任一项前述权利要求所述的环绕件，其中，第二部分从第一部分延伸。

11.一种用于扩音器驱动器的环绕件，包括内部凸缘、外部凸缘和它们之间的柔性材料箍，箍的至少一部分相对于内部凸缘横向地延伸，以及从该箍相对于该箍横向地向外延伸的至少一个突片。

12.根据权利要求11所述的环绕件，其中，箍包括至少一个弧形部分。

13.根据权利要求12所述的环绕件，其中，突片在弧形部分的任一侧连接至箍。

14.根据权利要求12或13所述的环绕件，其中，突片位于箍的内部凹部分上。

15.根据权利要求12或13所述的环绕件，其中，突片位于箍的外部凹部分上。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的环绕件，其中，存在多个突片。

17.根据权利要求16所述的环绕件，其中，多个突片围绕环绕件径向分布。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的环绕件，其中，外部凸缘为平坦的。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的环绕件，其中，内部凸缘为部分锥形。

20.一种用于扩音器的驱动器，包括设置于框架中的被驱动锥形，以及桥接锥形与框架之间的间隙的环绕件，环绕件是根据前述权利要求中的任一项的环绕件。

21.一种扩音器，包括根据权利要求20的驱动器。

22.一种用于扩音器驱动器的环绕件，基本上如此处参照图3至10和/或在图3至10中示例所公开的。

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