CN103460717B - 电声换能器外壳 - Google Patents

Abstract

一种装置（10），其具有电声换能器（30），支撑该换能器（30）的框架（20），以及由均耦合至该框架（20）的两个外壳部件（40，50）所制成的外壳（30）。外壳部件（40，50）中的至少一个外壳部件部分或完全由泡沫所制成。

Description

电声换能器外壳

技术领域

本公开涉及电声换能器外壳。

背景技术

电声换能器有时被安装在外壳之中。外壳设计和体积对于换能器输出的质量具有实质性影响。在某些情况中，存在着由换能器位于其中的环境所强加的空间和形状约束，这需要成功的外壳设计以及由此导致的换能器操作来解决。一个示例是将换能器安装在车辆的门板之中。该换能器必须被保护免于受潮并且因此必须被密封至门板。而且，能够专用于换能器及其外壳的体积以及这种体积的形状和配置可以通过其它的车辆设计的考虑而被严格限制。另外，存在着降低车辆重量的驱动并且因此换能器外壳的重量是针对汽车使用的成功设计的重要考虑。

发明内容

总体上，本公开的一个方面描绘了一种装置，其包括电声换能器、支撑该换能器的框架，以及包括均耦合至该框架的第一外壳部件和第二外壳部件的外壳，至少一个外壳部件包括泡沫。

本公开的各种实施方式可以包括以下一个或多个特征。第一外壳部件和第二外壳部件可以包括泡沫。该第一外壳部件和第二外壳部件可以完全由泡沫制成。外壳可以完全由该第一外壳部件和第二外壳部件制成。该外壳部件均可以直接耦合至该框架。该装置可以进一步包括将该外壳体积声学耦合至收听区域的声音元件。该声音元件可以包括端口。该端口可以至少部分由外壳部件形成。该端口可以包括限定第一长度的管道，该管道进一步限定处于该外壳内的第一开口端以及向该收听区域开放的第二开口端。该管道可以包括在该框架中形成的第一部分管道壁以及在该外壳部件中形成的第二部分管道壁，该第一部分管道壁和第二部分管道壁均限定第一长度并且沿其长度耦合在一起以形成该管道。

本公开的各种附加实施方式可以包括以下的一个或多个特征。该框架可以包括换能器安装凸缘，该换能器被安装至该换能器安装凸缘。该框架可以限定外壳部件安装结构，第一外壳部件和第二外壳部件直接耦合至该外壳部件安装结构。该外壳部件安装结构可以以框架平面为特征。该换能器可以包括沿换能器轴线移动的前辐射表面，在这种情况下，该换能器轴线可以总体上平行于该框架平面。该换能器轴线可以平行于该框架平面或者与该框架平面重合。该框架可以进一步包括在该换能器的前辐射表面之前延伸的转向器。该转向器可以包括主要或完全位于该框架平面一侧上的凹处。

本公开的各种附加实施方式可以包括以下的一个或多个特征。该框架可以由塑料制成。该装置可以进一步包括挡板，其中该框架耦合至该挡板。该挡板可以从由车辆门板、车辆后置行李架、车辆仪表盘、空间壁和空间顶棚所组成的组中进行选择。该换能器可以包括沿换能器轴线移动的前辐射表面，并且该换能器轴线总体上可以平行于该挡板或者与该挡板重合。

本公开的各种附加实施方式可以包括以下的一个或多个特征。第一外壳部件可以完全由泡沫制成。第二外壳部件可以包括车辆装饰。该装置可以适于安装到车辆门板。该框架可以安装到车辆门板，并且该第一外壳部件和第二外壳部件可以安装到该框架。该装置可以适于安装到车辆门板和车辆装饰。该车辆门板和车辆装饰可以彼此间隔开来并且该装置可以位于该空间之中。该装置可以进一步包括位于该装置以及车辆门板和车辆装饰之间的安装结构。该安装结构可以包括位于第一外壳部件和车辆门板之间的一个或多个第一泡沫块以及位于第二外壳部件和车辆装饰之间的一个或多个第二泡沫块。

总体上，本公开的另一个方面描绘了一种扬声器外壳，其包括：包括沿换能器轴线移动的前辐射表面的电声换能器；支撑该换能器的塑料框架，其中该框架包括该换能器被安装至其的换能器安装凸缘；完全由均直接耦合至该框架的第一外壳部件和第二外壳部件所制成的外壳，该外壳部件完全由泡沫制成；以及将外壳体积声学地耦合至收听区域的端口。该框架可以限定外壳部件安装结构，该第一外壳部件和第二外壳部件直接耦合至该外壳部件安装结构，该外壳部件安装结构可以以框架平面为特征，并且该换能器轴线可以总体上与该框架平面平行或者与该框架平面重合。

总体上，本公开的另一个方面描绘了一种适于安装至车辆门板的扬声器外壳，其包括：电声换能器，其包括沿换能器轴线移动的前辐射表面；支撑该换能器并适于安装至车辆门板的塑料框架，其中该框架包括换能器安装凸缘，该换能器被安装至该换能器安装凸缘；完全由均直接耦合至该框架的第一外壳部件和第二外壳部件所制成的外壳，该外壳部件完全由泡沫制成；以及将外壳体积声学地耦合至收听区域的端口。该框架可以限定外壳部件安装结构，该第一外壳部件和第二外壳部件直接耦合至该外壳部件安装结构，该外壳部件安装结构可以以框架平面为特征，并且该换能器轴线可以总体上与该框架平面和车辆门板平行或者与该框架平面和车辆门板重合。

附图说明

图1是电声外壳装置的透视图。

图2是图1的电声外壳的分解图。

图3是图1的电声外壳的前视图。

图4是图1的电声外壳的后方透视图。

图5是安装至车辆门框的图1的电声外壳的前方透视图。

图6是安装至车辆门框的图1的电声外壳的截面图。

图7是安装至车辆门框的图1的电声外壳的第二截面图。

图8是电声外壳装置的透视图。

图9是图8的电声外壳的分解图。

图10是图8的电声外壳的底部透视图。

图11是图8的电声外壳的外壳部件之一的内部透视图。

图12是安装在车门中的电声外壳装置的截面图。

图13是安装至车门的电声外壳装置的截面图。

具体实施方式

电声换能器外壳装置包括至少两个外壳部件，其完全限定或至少部分限定了该外壳的外壁以及外壳体积。至少一个这样的外壳部件部分或完全由泡沫制成。这实质性地降低了外壳的重量。该装置具有刚性框架。该泡沫可以以任意适用于该外壳的材料和结构要求并且被本领域技术人员所知的方式耦合至该框架。

图1至5示出了电声换能器外壳装置10。电声换能器30响应于应用于换能器30的电信号（未示出）而生成低频声音信号，其优选地从大约40至大约150Hz。换能器30包括具有沿轴线34移动的前辐射表面33，图3。轴线34垂直于图3中的页面平面。

换能器30安装在框架20之中。框架20是相对硬性的以使得其并不响应于换能器隔板的移动而实质性弯曲；弯曲能够抑制或以其它方式改变输出。而且，框架20要求足够的强度以适当安装换能器。在扬声器外壳装置安装在车辆门板的实施例中，框架20也应当显示足够的刚度而对门板产生水密性密封。

在装置10中，换能器30被安装而使得其辐射轴34总体上平行于外壳部件安装结构21所处的平面P或者与该平面P重合。换能器30相对于由框架20所限定的主平面的这种安装是利用作为框架20的组成部分的横向换能器安装凸缘22来完成的。换能器30的框架的外环31被安装至凸缘22。凸缘22可替换地可以是例如使用紧固件或通过焊接自身耦合至框架20的单独的结构。安装换能器以使得其辐射轴线平行于平面P或者与平面P重合并非该外壳装置的要求。该换能器可替换地可以被安装为使得其辐射轴线横对平面P或者与平面P垂直。

安装换能器而使得其辐射轴线处于平面P中或者与平面P平行的一个结果在于换能器隔板通常位于平面P的两侧。收听区域处于该平面的一侧（在该实施例中，收听区域55在平面P的一侧上，该平面P包括装置10位于其中的车辆内部）。为了将声音定向至收听区域，声音转向器24被定位在换能器的前辐射表面33之前。转向器24为杓形以将声音导向至收听区域55中。在该示例中，如图3所示，转向器24完全位于平面P的一侧。然而，只要转向器将在平面远离收听区域的一侧所发出的声音有效导向至收听区域之中，该转向器能够部分地位于平面P的两侧。在该实施例中，转向器24是框架20的组成部分，但是可替换地可以是耦合至外壳部件安装结构21的单独部件。

换能器外壳35在换能器隔板之后创建了完全或部分封闭的体积。外壳35能够被密封以创建完全封闭的体积，或者能够例如通过包括端口为部分开放；该端口通常从外壳体积引向收听区域。外壳35由至少两个单独外壳部件所制成。在该实施例中，外壳35完全由两个单独部件所制成：外壳部件40和50。外壳部件40和50均直接耦合至框架20。外壳部件40和50因此实质上限定了外壳35的形状和体积。框架20作用为用于部件40和50两者的中间安装表面以及承载装置10的所有换能器相关压力和外壳安装相关压力的扬声器外壳结构部件。框架20的薄的、细长、通常为平面的框架形状外壳部件安装结构21限定了外壳部件40和50直接安装至其的相反表面。一个这样的表面26在图4中有所指示。该表面与部件40和50的内部周边面互补，以允许部件40和50以实质上气密性地方式耦合至框架20。

部件40和50创建了用于外壳的必要内部体积。部件40和50应当是气密性的并且足够刚性以防止声音压力损失。如果外壳在并非完全环境控制的位置使用，则部件40和50需要通过诸如热阻和水阻的量来抵御环境。否则，部件40和50就对外壳35的结构要求几乎没有贡献。

在一个实施例中，部件40和50完全由泡沫支撑，并且框架20完全由刚性塑料制成。由于泡沫可以具有实质上小于塑料的密度，通常比其小达大约90%（或更多），所以几乎完全由泡沫创建换能器外壳装置使得与全塑料外壳相比具有实质性的重量减少。在一个非限制性实施例中，部件40和50完全由可从美国伊利诺伊州门多塔的FagerdalaUSA-Mendota公司所获得的GECET^TM（密度不大于7磅每立方英尺的聚苯醚/聚苯乙烯共聚物）制成并且具有不大于约10mm的壁厚。在该实施例中，部件40和50的气密性基本上达到大约1bar的内部压力，抗形变达至少约100℃，表现出至少约70℃的最高使用温度，并且拥有至少约150psi的弯曲强度。在该实施例中，框架20由密度不大于约75磅每立方英尺的玻璃填充ABS（聚丙腈-丁二烯-苯乙烯）制成并且具有不大于约3mm的厚度。在该实施例中，框架20抗形变达至少约100℃，表现出至少约90℃的最高使用温度，并且拥有至少约15000psi的弯曲强度。

换能器30的外环31安装至横向换能器安装凸缘22。外壳部件40和50耦合至外壳部件安装结构21的相反平坦面。而且，部件40和50的部分环形的换能器安装表面43和53分别直接耦合至换能器安装凸缘的背面。部件40和50与框架20的耦合能够以适合制造两个外壳部件和框架的材料的方式来完成。在外壳部件由泡沫制成而框架由塑料制成的实施例中，该直接耦合可以使用粘合剂来完成，或者通过将表面接触焊接在一起来完成。除了粘合剂之外，能够利用舌部和凹槽构造来促成三个部件更为稳固的相互锁定。

在一个实施例中，外壳部件安装结构21是注模塑料框架，其在部件40和50安装至的面的至少一部分上限定了舌部结构（未示出）。部件40和50与框架直接耦合的边缘（例如，部件50的边缘54）具有能能够滑动至其上或者被压缩和弯曲以装在该舌部上的互补性凹槽（未示出）。能够使用粘合剂来保持气密性结合。可替换地，部件40和50之一能够至少部分通过在用来创建泡沫外壳部件的模子中插入之前所创建的框架模塑而直接耦合至框架。

该构造创建了气密性外壳，其还包括向收听区域开放的端口。在该非限制性实施例中，该端口包括由作为框架20的组成部分的部分管壁23以及作为部件40的组成部分的部分管壁42所限定的管道18。当部件40耦合至框架20时，的这两个管道的半部集合在一起创建具有位于外壳体积内的第一开口28以及向收听区域开放的第二开口41的管道。该管道的半部可以经由粘合剂或焊接而结合在一起。当存在时，该端口可以以本领域已知的其它方式来实现。例如，该管道可以是单独结构，或者整个管道可以是框架20的一部分，或者整个管道可以是部件40的一部分。

一个或两个外壳部件至少由泡沫制成。该外壳部件均耦合至框架。与全塑料外壳相比，完全由泡沫制成外壳部件能够降低外壳重量约40%。塑料或者诸如金属的其它结构材料可以包括一个或两个外壳部件的一部分。可以如此以实现该外壳的特定结构功能。例如，这可能允许外壳自身而不是单独由框架来完全或部分支撑处于其安装表面上的换能器外壳。

在一个实施例中，该电声换能器外壳被安装至挡板。该挡板的示例例如包括车辆门板、车辆后置行李架、车辆仪表盘、车辆的其它表面、空间壁和空间顶棚。图5描绘了位于车门中的换能器外壳10，其具有安装至门56的门板57的框架20（特别地，结构21和转向器24）。框架20包括接受诸如螺栓之类的允许框架被安装至门板57的紧固件的开口。这种安装实现了防止水通过框架20位于其中的板57中的开口而漏入车辆内部的水密性密封，

换能器30的横向安装通常将换能器轴线与挡板对准；虽然轴线可能稍横对挡板平面，但是总体上该轴线平行于挡板或者与该挡板重合。由于框架20是刚性的，所以由移动换能器隔板所产生的力对框架20产生很少偏差或没有偏差。而且，由于这样的力主要在挡板平面之中，所以与如2006年11月1日提交的共同未决申请11/591285中所描述的以其垂直于门板的辐射轴线进行安装的典型门安装扬声器相反，所产生的挡板振动更少，上述申请的公开内容通过引用结合于此。转向器24基本上将所有声音导向至车辆内部。端口开口41也位于车辆内部。

图6和7是通过安装至车辆门板57的装置10的截面图。图6通过包括部分管壁23和42的端口管道18所取得。安装结构21被安装至门板57并且承载外壳部件40和50。内部门板装饰59通常覆盖装置10。图7是在不存在管道18的位置所取得的截面图。

图8至11描绘了包括框架70和外壳85的电声换能器外壳装置60。外壳85包括第一外壳部件80和第二外壳部件90。部件80和90被安装至框架70的总体上平面的外壳安装结构75。部件80和90中的一个或两个包括泡沫。在一个实施例中，部件80和90完全由泡沫制成。所使用的泡沫基于性能和成本进行选择。对于不要求车辆内部的高温稳定性的环境而言，诸如发泡聚苯乙烯的泡沫可以是适宜的。电声换能器62安装在框架70的开口71中。开口72将第一外壳部件80内所限定的体积与第二外壳部件90内所限定的体积进行声音耦合。向收听区域开放的端口利用管道91来实现，管道91耦合至外壳部件90并且限定了向外壳85内部开放的开口93以及向收听区域开放的开口92。框架70包括总体为平面的外壳安装结构75以及支脚或支座（standoff）73。优选地，框架70是统一注模的塑料件。支脚73允许装置60被固定至表面或结构。在装置60被采用为用于机动车辆的低音箱的示例中，支脚73允许装置被螺栓固定至汽车的结构。一种示例性布置将是在凹背座椅之间的扶手下方。另一种示例性布置将是处于车辆备用轮胎仓中。

图12描绘了包括框架112和外壳113的电声换能器外壳装置110。外壳113包括第一外壳部件114和第二外壳部件116。部件114和116被安装至框架112的总体上为平面的相对面。部件114和116中的一个或两个包括泡沫。在一个实施例中，部件114和116都完全由泡沫制成。装置110被安装至车辆门板122（其通常由金属板制成）和车辆内装饰板124（例如，通常由塑料制成的内部门装饰板）以使得装置110浮动在这两个板之间。这样的安装可以利用允许其楔入在板122和124之间的外壳形状和大小来实现。泡沫安装块117-120可以被可选地用来促成安装。块117-120可以位于外壳113以及板112和124之间。安装块117-120缓和外壳113与板122和124的冲击，并且提供了标准大小的外壳的干涉配合安装的简单装置，其中板122和板124之间的距离根据车辆不同而可以存在微小差异。在一个实施例中，部件114能够符合板122的形状并直接安装至板122：这可以为外壳提供附加强度同时允许在该位置对泡沫外壳使用较薄的泡沫。

图13描绘了包括框架132和外壳133的电声换能器外壳装置130。外壳133包括第一外壳部件134和第二外壳部件136。部件134和136被安装至框架132的总体上为平面的表面。部件134完全由泡沫制成。部件136是通常是由诸如ABS之类的材料所制成的模制塑料板的车辆内部装饰板137（例如，内部门装饰板）的一部分。因此，框架132被安装至车辆门板142并且也被安装至内部装饰板137。不同于其它实施例中的两个附加外壳部件，装置130因此实现了安装至车辆内装饰板并且除了装饰板之外仅具有一个单独外壳部件的换能器外壳。

已经示出并描述了多个实施例。然而，将要理解的是，可以进行各种修改而并不背离本发明的精神和范围。因此，其它实施例处于权利要求的范围之内。

Claims (19)

1.一种装置，包括：

电声换能器，包括沿换能器轴线移动的前辐射表面；

开口的框架，承载所述换能器，其中所述框架总体上位于框架平面上、并且定义了相反的第一安装表面和第二安装表面，其中所述换能器轴线总体上平行于所述框架平面；以及

外壳，由中空的第一外壳部件和中空的第二外壳部件制成，每个外壳部件都至少部分地由泡沫制成；

其中所述第一外壳部件具有与所述框架的所述第一安装表面互补的内部周边表面；

其中所述第二外壳部件具有与所述框架的所述第二安装表面互补的内部周边表面；

其中所述第一外壳部件的所述内部周边表面耦合至所述框架的所述第一安装表面；

其中所述第二外壳部件的所述内部周边表面耦合至所述框架的所述第二安装表面；并且

其中所述第一外壳部件定义了内部体积、并且所述第二外壳部件定义了内部体积，所述第一外壳部件定义的所述内部体积和所述第二外壳部件定义的所述内部体积通过所述开口的框架而连通，以便在所述换能器隔板之后创建外壳体积。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一外壳部件和所述第二外壳部件包括泡沫。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一外壳部件和所述第二外壳部件完全由泡沫制成。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述外壳完全由所述第一外壳部件和所述第二外壳部件制成。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述外壳部件均直接耦合至所述框架。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括将外壳体积声学地耦合至收听区域的声学元件。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述框架限定外壳部件安装结构，所述第一外壳部件和所述第二外壳部件直接耦合至所述外壳部件安装结构。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述外壳部件安装结构以框架平面为特征。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述框架进一步包括在所述换能器的所述前辐射表面之前延伸的转向器。

10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括挡板，其中所述框架耦合至所述挡板。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述换能器包括沿换能器轴线移动的前辐射表面，并且其中所述换能器轴线总体上平行于所述挡板或者与所述挡板重合。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一外壳部件完全由泡沫制成。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述第二外壳部件包括车辆装饰。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述框架被安装到所述车辆门板，并且所述第一外壳部件和所述第二外壳部件被安装到所述框架。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置适于被安装到车辆门板和/或车辆装饰。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述装置适于被安装到车辆门板和车辆装饰，并且其中所述车辆门板和所述车辆装饰彼此由空间间隔开来并且所述装置位于所述空间之中。

17.根据权利要求16所述的装置，进一步包括位于所述装置以及所述车辆门板和所述车辆装饰之间的安装结构。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述安装结构包括位于所述第一外壳部件和所述车辆门板之间的一个或多个第一泡沫块以及位于所述第二外壳部件和所述车辆装饰之间的一个或多个第二泡沫块。

19.根据权利要求16所述的装置，其中包括泡沫的一个外壳部件被安装至所述车辆门板。