CN105144743A - 声学装置 - Google Patents

Abstract

一种用于与可移动扬声器元件（12）一起使用的声学装置（90），所述声学装置限定罩壳（16），所述罩壳（16）具有用以定位可移动扬声器元件（12）的孔口以及与罩壳的外部连通的端口（20、28），其中，所述声学装置包括至少一个抑声管道（22），其合并有至少一个涡室（24）以吸收传播穿过所述管道的声波并因此抑制来自端口的声波。所述声学装置（90）可以是驱动器或用于驱动器的框架，可替代地，其可以是扬声器或用于扬声器的壳体。

Description

声学装置

技术领域

本发明涉及声学装置，例如扬声器、用于扬声器的驱动器或用于扬声器的壳体；本发明还涉及用于此类装置的抑声管道。

背景技术

扬声器通常合并有：扬声器驱动器，其进行振荡以便发出声音；以及扬声器罩壳或壳体，扬声器驱动器被安装到所述扬声器罩壳或壳体。扬声器罩壳的形状、材料和构造与扬声器驱动器安装到扬声器罩壳的方式一起对由扬声器所输出的音质具有强烈影响。

特别的问题在于，当驱动器向前和向后振荡时，其在驱动器后方的空气中以及扬声器外部的空气中产生声波。如果罩壳大致是刚性的并且没有能够传出声波的孔口或端口，则驱动器后方的声波可包含在罩壳内。但是，在驱动器后方具有此类封闭空间的情况下，在驱动器后方的空气中的压力波动会阻碍驱动器的运动，并且因此使声音失真；这个问题可能够通过具有足够大的封闭空间来减到最低。作为可替代方案，如果驱动器后方的空间设有能够传出声波的孔口或端口，则这避免了由压力波动产生的问题，但另一方面在由驱动器前部产生的声波与由驱动器背部产生并且经由端口传出的声波之间可能存在干扰。这个问题在用于产生低频率的扬声器的情况下由于驱动器的尺寸而尤其值得关注；并且此类端口可被称作“低音反射端口”。因此已开发出扬声器端口的许多不同的设计，例如，如在US4650031（Yamamoto/BoseCorp）和US6275597（Roozen等人/PhilipsCorp）中所描述的。

发明内容

根据第一方面，提供一种用于与可移动扬声器元件一起使用的声学装置，所述声学装置限定罩壳，所述罩壳具有用以定位可移动扬声器元件的孔口以及与罩壳的外部连通的端口，其中，声学装置包括至少一个抑声管道，其合并有至少一个涡室以吸收传播穿过所述管道的声波并因此抑制来自端口的声波。

此类声学装置可将至少两个串联的涡室合并到每个此类抑声管道中。在所述情形中，串联的涡室可如此布置，以使得连续涡是在相反的方向上。

在第二方面中，本发明提供一种用于使用在此类声学装置中的抑声管道。此类抑声管道可因此包括至少两个串联的涡室，并且在这种情况下所述涡室可如此布置，使得连续涡是在相反的方向上。

此类声学装置可以具有层压构造。举例来说，其可包括在压缩力下被固持在一起的多个层。所述多个层可在压缩状态下被固持于端板之间，其中端板的硬度和刚度大于单独的层。类似地，作为一个选项，此类抑声管道可以具有层压构造。

声学装置可以是用于可移动扬声器元件的壳体。可替代地，其可以是用于声学驱动器的框架。因此，本发明还提供一种驱动器，其包括与可移动扬声器元件结合的声学装置（即此类框架）。同等地，本发明将还提供一种扬声器，其包括与可移动扬声器元件结合的声学装置（即此类壳体）。扬声器还可包括本发明的驱动器。

在可替代方面中，提供一种壳体，其适合用作可移动扬声器元件的壳体，其中，所述壳体限定罩壳，所述罩壳具有用于可移动扬声器元件的孔口以及与壳体的外部连通的端口，其中，壳体包括至少一个抑声管道，其合并有至少一个涡室以吸收传播穿过所述管道的声波并因此抑制来自端口的声波。

根据本发明的另一方面，提供一种扬声器，其包括限定罩壳的壳体，所述罩壳具有用于可移动扬声器元件的孔口，且可移动扬声器元件经安装以便经由所述孔口发出声音，所述壳体还限定在位于可移动扬声器元件后方的空间与壳体的外部之间连通的端口，其中，壳体包括至少一个抑声管道，其合并有至少一个涡室以吸收传播穿过所述管道的声波并因此抑制来自端口的声波。

在操作中，布置可移动扬声器元件来进行移动并因此使空气移位，且产生声波。可移动扬声器元件将通常与电动执行器相关联并被安装于框架内，以使得可移动扬声器元件、电动执行器和框架一起构成了扬声器驱动器。

作为一个选项，可移动扬声器元件的后面可被封闭在封闭室中，其中至少一个出口与封闭室的外部连通，每个出口合并有此类抑声管道，所述此类抑声管道合并有至少一个涡室。此类封闭室可由框架来限定，可移动扬声器元件安装于所述框架内。

可替代地或额外地，至少一个抑声管道与壳体的外部连通。在这种情况下，抑声管道可构成端口的至少一部分。

无论在哪一种情况下，每个抑声管道均可限定串联布置的多个涡室。在涡室串联布置的情况下，所述涡室可如此布置以使得涡旋（vortex）方向在一个涡室与下一个涡室之间是相反的。

在一个实施例中，壳体设有与壳体的外部连通的单个此类抑声管道，而在另一实施例中，壳体设有与壳体的外部连通的多个此类抑声管道。

将领会到，本发明的抑声管道适用于任何尺寸的扬声器。至少一个此类抑声管道的使用可使得能够使用总体积更小的壳体，这是因为扬声器驱动器后方的空间不必遵照常规的体积要求，因为其是经由端口来通风。

在实施例（其中可移动扬声器元件的后面被封闭在封闭室中，其中至少一个出口与封闭室的外部连通，每个出口合并有此类抑声管道，所述此类抑声管道合并有至少一个涡室）中，抑声管道可被限定于限定封闭室的结构内；或可替代地，抑声管道可从限定封闭室的结构突出，或可与限定封闭室的结构分开，只要抑声管道在封闭室的内部与外部之间连通即可。

封闭室可由框架来限定。框架可以具有层压构造，其包括在压缩力下被固持在一起的多个层。举例来说，圆柱状室可由被固持在一起的多个片或薄层形成，每个片或薄层限定圆形孔口，因此所有孔口对准以便形成室；所述片可以具有不同形状（例如，方形或矩形）。

类似地，壳体可以具有层压构造，其包括在压缩力下被固持在一起的多个层。举例来说，矩形壳体可由被固持在一起的多个矩形片或薄层形成，所述片或薄层中的至少一些限定孔口以形成用以容纳扬声器驱动器的凹部。

如果框架或壳体具有层压构造，则可能存在数量在两个与一百个或更多之间、更通常地在五个与三十个之间的被固持在一起的此类片或薄层，以限定框架或壳体的壁。片或薄层的数量是由每个片的厚度以及由封闭室或壳体的所需厚度来确定。当薄层被装配在一起时，所述薄层还可限定切口，所述切口限定所述抑声管道或每个抑声管道。

将压缩力施加到层压框架或壳体能够增大框架或壳体的硬度，由此减小框架或壳体的任何振动的振幅。此外，硬度更大的框架或壳体能够具有更高的谐振频率，从而减少或甚至消除在可移动扬声器元件操作所处的频率下的谐振。因此，如果框架或壳体具有层压结构，则其优选地在压缩状态下被固持（例如，使用螺栓）于坚硬和刚性的端板之间。压缩力增加侧壁的刚度或硬度。压缩力的额外益处是防止单独的元件个别地移动或谐振。总体结果是，整个框架或壳体作为单个整体来谐振。可在平行于可移动扬声器元件的移运动方向的方向上施加压缩力。

必须施加压缩力以使得侧壁全部处于大致均匀的压缩状态且因此刚度是均匀的；并且如果还存在内壁或挡板，则其也必定经受大致均匀的压缩。因此，例如压缩构件（例如，螺栓）应贯穿侧壁和任何内壁或挡板地充分接近在一起，使得位于相邻压缩构件之间的部分保持处于足够压缩状态。片或薄层可以是具有并非特别刚性的材料，例如木木材、胶合板、刨花板、中密度纤维板（MDF）或塑料。压缩构件优选地作用于力传播板（其材料比壁的材料更具刚性）上，因为其必须具有足够刚性并且足够大以达到对位于相邻压缩构件之间的壁部分的大致均匀的压缩。举例来说，力传播板可以是离散板以使力从一个或更多个离散压缩构件传播，例如力传播板可以是垫圈。可替代地，其可以是覆盖框架或壳体的整个端部的端板（不过端板可限定孔口）。在一个示例中，力传播板可以是直径是30mm且厚度是1或2mm的钢垫圈（一个力传播板对于每个压缩螺栓）；而在另一示例中，力传播板可以是例如金属（例如，钢、黄铜、锌或铝）的端板并且厚度为至少2.5mm厚且在一些情况下为5或10mm厚。尺寸取决于框架或扬声器壳体的尺寸。在使用垫圈或类似离散的力传播板的情况下，力传播板应足够大以使得相邻力传播板之间的产生的任何间隙不大于相邻压缩构件之间的距离的20%，优选地不大于10%。

将领会到，扬声器主要旨在用于产生可听见的声音，也就是说在听力正常的人所听得见的频率范围内的声音，其可取值为约20Hz到高达约18kHz。然而，在一些情况下，可能需要扬声器产生低频声音（例如，产生15Hz或10Hz）；以及可能需要扬声器产生超声频率（例如，20kHz或更大）。可以预期到，本发明的扬声器能够既在可听范围中又在高于及低于可听范围两者的频率下提供令人满意的性能。

仅通过示例的方式，下文参考附图描述本发明的实施例。

附图说明

图1是根据第一实施例的扬声器的示意性图示，其示出扬声器壳体在装配期间的侧视图；

图2是图1的扬声器的前板在图1的箭头2方向上的平面图；

图3是图1的扬声器的后板在图1的箭头3方向上的平面图；

图4是图1的扬声器的片中的一者的平面图，其与图1的线4-4上的视图等同；

图5是形成扬声器的片的平面图，所述扬声器是图1的扬声器的改型；

图6是图5的扬声器的前板的平面图；

图7是图5的扬声器的后板的平面图；

图8是第一实施例的声学驱动器的截面图；

图9是图8的线9-9上的视图；

图10的视图对应于图9的视图，其示出可替代方案；

图11是图8的声学驱动器的第一改型的截面图；

图12是图8的声学驱动器的第二改型的截面图；

图13示出在由板形成的实施例中图8的声学驱动器的部分的详细截面图；

图14示出可用于图13的结构中的板的平面图；

图15a示出穿过可替代的扬声器的截面图；

图15b示出在图15a的箭头B方向上的侧视图；

图15c示出图15a的扬声器的部件的平面图，其对应于线C-C上的视图；

图16a示出内片的平面图，所述内片形成扬声器壳体的层压壁；

图16b示出图16a的内片的内部表面的平面图；

图16c示出图16a的层压壁的外片的外表面的平面图；

图17a示出抑声模块的侧视图；

图17b示出在图17a的模块中的环形板的平面图，其对应于线D-D上的视图；

图17c示出图17a的模块的圆形端板的平面图；以及

图18示出耳机的侧视图。

具体实施方式

现参照图1，这示意性地说明制造扬声器的方式。根据此第一实施例，提供包括多个层32的扬声器10。每个层32大致是平坦的，并且能够被描述为片或薄层。它可以是任何合适的固体材料，例如金属、木材或基于木材的材料（例如，中密度纤维板（MDF）、胶合板或塑料或纸张）。在一个示例中，每个层32均是MDF。在另一示例中，每个层32均是塑料，例如工程塑料（例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）、聚酰胺（PA）或聚醚醚酮（PEEK））。

如图4中示出的，在每个层32中提供开口34，以限定其中能够安装有扬声器驱动器35的腔体。在每个层32中还提供孔36以用于接收螺栓38。（图1中示意性地而不是按比例示出螺栓38，并且仅示出三个螺栓。）

扬声器10具有前板40和后板42。前板40和后板42比层32更硬，并且在此实施例中更厚并且具有更刚性的材料。举例来说，其可以是20mm厚的铝片。与层32一样，前板40和后板42具有用于螺栓38的孔43。因此，通过以下步骤来装配扬声器10：在前板40与后板42之间形成层32的堆叠；插入螺栓38；将螺母39附接到每个螺栓38；以及紧固所有螺栓38，以使得压缩扬声器10的层压壁。

在装配期间，当紧固螺栓38时，如果轻击侧壁，则所产生噪声的音调提供关于何时已达成适当压缩力的清楚指示，因为所述音调将从低沉的敲击改变为声调高得多的音符。所需压缩力的量取决于层32的材料、壳体的深度（端板40与42之间）和由开口34限定的所产生腔体的侧壁的厚度。所述压缩力明显大于将仅通过常规上将螺栓38紧固所达到的压缩力。

如图2中示出的，前板40限定孔口44，扬声器驱动器35安装于其后方。前板40还限定两个圆形端口45。

现参照图3，后板42具有位于扬声器驱动器35后方的方形接入端口，其用盖板46密封，所述盖板46设有到扬声器驱动器35的电连接件47。后板42还限定两个圆形端口48，所述圆形端口48与穿过前板40的圆形端口45对准。

现参照图4，每个层32不仅限定开口34（如所示出的，朝向左手侧）而且限定与圆形端口45和48对准的两个圆形开口50（如所示出的，朝向右手侧）。在每个层32内，开口34经由两个连续圆形孔口52和53与开口50连通。开口34经由狭槽54与圆形孔口52连通，所述槽54与圆形孔口52切向地对准；圆形孔口52经由狭槽55与圆形孔口53连通，所述槽55与圆形孔口52和圆形孔口53两者切向地对准；并且圆形孔口53经由狭槽56与圆形开口50连通，所述狭槽56与圆形孔口53和圆形开口50两者切向地对准。

在已装配的扬声器10中，圆形开口50因此在扬声器驱动器35后方提供出口端口，该出口端口与由开口34限定的腔体连通。但是，如果空气在由开口34限定的腔体与圆形开口50中的任一者之间流动，则其将在由圆形孔口52限定的圆柱状室内、在由圆形孔口53限定的圆柱状室内和在由圆形开口50限定的圆柱状室内引起涡旋；并且连续涡是在相反的方向上。这具有抑制可听见声波的传播的作用。

因此，在使用中，声波从扬声器驱动器35的前面发出，但扬声器10不发出源自扬声器驱动器35的后面的声波。这提供了更清晰和更准确的放声。因此，狭缝54、孔口52、槽55、孔口53、槽56和开口50一起限定包括涡室的两个抑声管道。

将领会到，扬声器10可以各种方式进行改型。特别地，端口45和48可以具有不同于圆形开口50的尺寸。举例来说，端口45和48可具有比圆形开口50更小的直径。这增加了由圆形开口50限定的圆柱状端口内的涡旋的有效性，因为其在端口的每一端处产生周向的唇部。在另外的改型中，在前板40中存在端口45但在后板42中不存在端口48；或可替代地，在后板42中存在端口48但在前板40中不存在端口45。

在另一可替代布置中，堆叠的一个部分中的多个层限定经由狭槽54与开口34连通的圆形孔口52，并且还限定圆形开口50，但圆形孔口52不与圆形开口50连通；在堆叠的另一部分中，多个层限定经由切向地对准的槽与圆形开口50连通的圆形孔口52，但圆形孔口52不与开口34连通。堆叠的这两个部分通过一个层分开，所述层限定开口34和圆形开口50，并且限定与圆形孔口52的中心对准的小圆形孔口。因此，在由开口34限定的腔体与由开口50限定的端口之间的任何气流将在堆叠的第一部分中遵循圆形孔口52内的涡旋路径，经由中心处的小圆形孔口向外流出，随后在堆叠的第二部分中遵循穿过圆形孔口52的路径，且出来以在由圆形开口50限定的端口中形成涡旋。

如上所述的扬声器10具有矩形形状，左手侧部分提供用以容纳扬声器驱动器35的腔体且右手侧部分限定涡室和出口端口。将领会到，类似的扬声器可具有方形形状。

现参照图5到图7，扬声器60大致以与图1中示出的方式相同的方式形成，其包括装配于前板64（于图6中示出）与后板66（于图7中示出）之间的层62（于图5中示出）的堆叠。在层62中存在用于螺栓38（如在图1中）的孔68；在前板64和后板66两者中存在相对应的孔69。仅示出八个孔68和69，但在实践中可存在更多个此类孔68和69以及因此更多个螺栓38。

前板64限定后方安装有扬声器驱动器35（如图1中示出）的中心圆形孔口70，且限定位于左手侧底部拐角处的端口72（如所示出的）。后板66限定与端口72对准的端口74；并且还限定用于电连接到扬声器驱动器35的插座75。

每个层62限定中心圆形孔口76以限定用以容纳扬声器驱动器35的室；并且每个层62限定与端口72和74对准的圆形开口77。在每个层62内，中心圆形孔口76经由两个连续圆形孔口78和79与圆形开口77连通，所述两个连续圆形孔口78和79与层62的顶部两个拐角相邻（如所示出的）。中心圆形孔口76经由狭槽80与圆形孔口78连通，所述槽80与圆形孔口78切向地对准；圆形孔口78经由狭槽81与圆形孔口79连通，所述槽81与圆形孔口78和79两者切向地对准；并且圆形孔口79经由狭槽82与圆形开口77连通，所述狭槽82与圆形孔口79和圆形开口77两者切向地对准。

因此在装配时扬声器60是以大致与上述扬声器10相同的方式来操作。圆形开口77在扬声器驱动器35后方提供出口端口，该出口端口与由开口76限定的腔体连通。但是，如果空气在该腔体与此出口端口之间流动，则其将在由圆形孔口78限定的圆柱状室内、在由圆形孔口79限定的圆柱状室内和在由圆形开口77限定的圆柱状室内引起涡旋；并且连续涡是在相反的方向上。这具有抑制可听见声波的传播的作用。因此，槽80、81和82、孔口78和79以及开口77一起构成了抑声管道。

因此，在使用中，声波从扬声器驱动器35的前面发出，但扬声器60不发出源自扬声器驱动器35的后面的声波。这提供了更清晰和更准确的放声。扬声器60提供更紧凑的设计，这在制造最小体积的扬声器时更为合适。在一个示例中，尺寸是420mmx420mm及180mm的厚度；并且在另一示例中，尺寸是250mmx250mm及280mm的厚度。

预期到的是，根据本发明制造的扬声器将具有广泛范围的不同应用，例如其可用于任何类型、尺寸或频率范围（从极小到极大）的扬声器，用于广泛范围的不同领域中的应用（包括专业音响、家用音响、便携式音响、耳机、笔记本电脑、移动电话）。受益的其它扬声器领域可包括以下各者：汽车-能够制造刚性形状以装在特定或受限制的空间内，以改进汽车音质且无任何成本损失。这些装置还能够更薄且同时改进音质并减低重量和成本。飞机-这将在品质和减低重量两方面改进飞机声音系统。工业和公共场所-可在音质和寿命方面改进大型高功率扬声器，并且降低其制造成本。笔记本电脑、电视机和便携式娱乐装置-低制造成本同时提高音质且减轻重量。船只-可通过适当的材料选择来减少由水和盐分造成的问题。火警警报器和防盗警报器以及疏散用扬声器-能够使用防火和耐热材料来制造耐火和干预防护扬声器。

其它变型和改型将对于本领域的技术人员而言是显而易见的。此类变型和改型可涉及已经知道的并且可代替本文中所描述的特征来使用或除了本文中所描述的特征之外可使用的等效的和其它特征。可在单个实施例中以组合的方式提供在单独的实施例的背景下所描述的特征。相反地，也可单独地或以任何合适的子组合的方式来提供在单个实施例的背景下所描述的特征。

一种此类改型涉及前板40、64或后板42、66的内部表面，也就是面向层32、62的那些表面。内部表面的与层32、62接触的那些部分必须是刚性的以便确保层32、62处于压缩状态下。内部表面的与孔口52、53；78、79或槽54、55、56；80、81、82对准的那些部分不必是如此刚性的，且因此那些部分可以匹配相邻层32、62的形状的方式被机械加工为板厚度的一部分。举例来说，板40、42、64和66可以是20mm厚，但那些部分可被机械加工为5mm或10mm的厚度。这减低了扬声器10、60的总重量。

扬声器10、60合并有可具有已知形式的驱动器35，其包括安装于框架内的可移动扬声器元件，例如具有电动执行器（例如，线圈）的硬纸板锥体。框架在常规上可由具有大体圆锥形状的笼状开放式构架形成，其限定在可移动扬声器元件后方的大孔口以使得其运动不受阻碍。在本发明的可替代方面中，可将抑声管道合并于驱动器的框架内。这种做法可以是代替将抑声管道设在壳体内（如在扬声器10、60中）的做法，或这种做法可以是除了将抑声管道设在壳体内（如在扬声器10、60中）之外的做法。

因此，现参照图8，声学驱动器90包括轻质锥体12，所述锥体12在其较宽的端部处具有柔性周围凸缘14，锥体12通过所述柔性周围凸缘14附接到平截头椎体框架16。锥体12的较窄的端部将线圈（未示出）承载于环形磁体18的磁场内，该环形磁体18承载于框架16的较窄的端部处，以使得线圈中的交流电引起锥体12来回地移动，如由箭头A所指示的。除框架16的设计之外，这些特征是常规特征。

在常规声学驱动器中，平截头椎体框架将是笼状结构，其限定多个大孔口，因此锥体12在两个方向上自由地移动。在图8的声学驱动器90中，平截头椎体框架16是连续的平截头椎体表面，其仅限定在环形磁体18的边缘周围等距地间隔开的四个小孔口20，每个孔口20大约是声学驱动器10的直径的1/20（图8中仅示出这些孔口20中的两个）。

这些孔口20与圆柱状抑声室22连通，所述圆柱状抑声室22附接到平截头椎体框架16的后面、与环形磁体18同轴并包围其。在此示例中，圆柱状抑声室22通过三个挡板25被再分成四个连续的圆柱状室24，并且具有带中心出口孔口28的端板26。

现参照图9，每个挡板25限定在一个边缘附近的圆形孔口30（直径在挡板25的直径的约10%与20%之间），且连续挡板25中的孔口30是在相对侧上（在直径上彼此相对）（如图9中以虚线所示的）。因此，因锥体12的移动引起的穿过圆柱状抑声室22的任何气流需要空气反复地流经小孔口30并随后流到大得多的圆柱状室24中。这具有抑制声波的作用。在此示例中，出口孔口28大于孔口30中的每一者并且位于端板26的中心处；在改型中，出口孔口28可在直径上与孔口30相对，从而通向最终的圆柱状室24中。

每个圆柱状室24通过两个部分弓形的挡板92（图8中未示出）进行再分，所述挡板92从圆柱状室24的相对侧突出，其弓形部分与圆柱状室24的壁同轴，使得所述弓形部分一起限定圆柱状室24内的同轴的圆柱状空间94。入口孔口30和出口孔口30（以虚线指示）通过相应的部分弓形挡板92与圆柱状空间94分开。

因此，在使用中，从入口孔口30流到出口孔口30的空气必定流经限定于挡板92的弓形部分与圆柱状室24的同轴壁之间的弯曲路径，并且还必定流经圆柱状空间94。从入口孔口30流到圆柱状空间94中的空气必须沿顺时针方向流动（如所示出的），而从圆柱状空间94出来流向出口孔口30的空气必须沿逆时针方向流动。圆柱状空间94内的空气流往往会形成涡旋，且流入速度越高，则形成涡旋的趋势越大；但是，涡旋抑制流出。因此，挡板92进一步抑制了声音传输。

现参照图10，在圆柱状室24内的布置的改型中，可存在沿其整个长度弯曲的两个弓形挡板96，其具有与如上所述的圆柱状室24的壁同轴的一部分，并且具有半径更大的弯曲部分97以连结到壁。

现参照图11，这示出了声学驱动器100，所述声学驱动器100是声学驱动器90的改型，相同特征由相同附图标记来指代。声学驱动器100包括轻质刚性的锥体12，所述锥体12在其较宽端部处具有柔性周围凸缘14，锥体12通过所述柔性周围凸缘14附接到平截头椎体框架102。锥体12的较窄端部将线圈（未示出）承载于环形磁体18的磁场内，该环形磁体18承载于框架102的较窄端部处，使得线圈中的交流电引起锥体12来回地移动，如由箭头A所指示的。如上文所提到的，除框架102的结构之外，这些特征是常规特征。

在图11的声学驱动器100中，平截头椎体框架102是连续的平截头椎体表面，其限定在相对侧上的仅两个小孔口104，每个孔口104大约是声学驱动器100的直径的1/20。这些孔口104与附接到平截头椎体框架102的后面的两个圆柱状抑声室105连通。每个圆柱状抑声室105具有与上述圆柱状抑声室22的结构等效的结构，因为其通过连续挡板106被再分成许多个连续圆柱状室，并且具有带中心出口孔口108的端板107。每个挡板106限定孔口109，且孔口在连续挡板106中错开。挡板92或96位于连续圆柱状室中的每一者内，如图9或图10中所示出的。此圆柱状抑声室105因此以大致与圆柱状抑声室22相同的方式操作，从而抑制来自锥体12的后面的声音传播。

现参照图12，这示出了声学驱动器110，其是声学驱动器90的改型，相同特征由相同附图标记来指代。声学驱动器110包括轻质刚性的锥体12，所述锥体12在其较宽端部处具有柔性周围凸缘14，锥体12通过所述柔性周围凸缘14附接到平截头椎体框架112。锥体12的较窄端部将线圈（未示出）承载于环形磁体18的磁场内，该环形磁体18承载于框架112的较窄端部处，使得线圈中的交流电引起锥体12来回地移动。如上文所提到的，这些特征（除框架112的结构之外）是常规特征。

平截头椎体框架112是连续平截头椎体表面，其限定在一侧上的单个小孔口114。孔口114是在声学驱动器110的直径的1/10与1/20之间。声学驱动器110安装于壳体115内，所述壳体115包括位于后面的顶部处的出口孔口116（如所示出的）。管117使孔口114与壳体115内的抑声室118之间连通，并且抑声室118与出口孔口116连通。未示出抑声室118的详细内部结构，但其含有涡室以抑制声音传播，例如其可包括如关于抑声室22和105所描述的多个挡板，所述挡板与弓形挡板92或96结合以产生如上所述的涡旋。

因此，在每种情况下，圆柱状抑声室22或具有挡板92或96的圆柱状抑声室105的作用是抑制声波经由出口孔口28、108或116传出。但是，对位于锥体12后不与周围环境之间的空气流不存在限制，因此锥体12的移动不受压力波动的约束。

已发现，与安装于全密封型壳体中或安装于带常规端口的壳体中的声学驱动器相比，声学驱动器90、100、110产生更清晰和更准确的声音。这是因为在密封型壳体的情况下，锥体12后方的空气被压缩，从而抑制锥体12移动，而在常规端口的情况下，声音从端口传出并且会干扰来自于声学驱动器前部的声音。

声学驱动器90、100、110可安装于常规扬声器壳体内，只要壳体提供用于与周围环境连通的端口即可，并且实际上其可在没有任何此类壳体的情况下加以使用。声学驱动器90、100还能够代替驱动器35在壳体中使用，例如上述扬声器10和60中的声学驱动器。在这种情况下，来自锥体12后部的声音首先被抑声室22（或105）抑制；且随后进一步被通向壳体外部的管道中的涡室（例如，由扬声器10中的孔口52、53和开口50限定的涡室）抑制。

声学驱动器90、100、110可由常规材料构成。举例来说，框架16可由铸造铝的薄壁构成，而圆柱状抑声室22可由焊接在一起的金属片形成。将领会到的是，圆柱状抑声室22的壁和挡板25应具有足够刚性而不经受明显的振动。在受制于所述限制的情况下，壁厚度不是临界参数，因为圆柱状抑声室22的外部形状不影响声音传播。

现参照图13，作为可替代方案，圆柱状抑声室22（或圆柱状抑声室105）可由板120a、120b的堆叠制成，其中板120a限定对准的圆形孔口121以限定圆柱状室24，且其中板120b限定孔口30并因此对应于挡板25。板120将被一起紧固到层压的整体结构中。举例来说，板可结合在一起，或可使用螺栓夹持在一起。

在这种情况下，圆柱状室24具有与图5的挡板96等效的弓形挡板。因此，限定圆形孔口121以限定圆柱状室24的部分的每个板120a与突出的条带122集成。现参照图14，其示出限定圆形孔口121的板120a的平面图；板120a还限定突出的弯曲条带122，以使得当板120a堆叠在一起时，弯曲条带122限定如上所述的弓形挡板96。在此示例中，板120a关于其外部形状是方形，但是将领会到，外部形状反而可以是不同的形状（例如，圆形）。

每个板120是大致平坦的，并且能够被描述为片或薄层。其可以是任何适当的固体材料，例如金属、木材或基于木材的材料（例如，中密度纤维板（MDF）、胶合板或塑料或纸张）。在一个示例中，每个板80均是MDF。在另一示例中，每个板120均是塑料，例如工程塑料（例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）、聚酰胺（PA）或聚醚醚酮（PEEK））。

板120可堆叠在前板与后板之间，所述前板和后板比板120更硬并且可以是更刚性的材料。举例来说，其可以是20mm厚的铝片。板120以及前板和后板也可设有用于螺栓的对准的孔。因此，可通过以下步骤来装配圆柱状抑声室22：在前板与后板之间形成板120的堆叠；插入螺栓；将螺母附接到每个螺栓；以及紧固所有螺栓，使得圆柱状抑声室22的层压壁被压缩。

在装配期间，当紧固螺栓时，如果轻击侧壁，则所产生噪声的音调提供关于何时已达到适当压缩力的明显指示，因为所述音调将从低沉的敲击改变为声调高得多的音符。所需压缩力的量取决于板120的材料、结构的深度（在端板之间）和由开口121限定的所产生的腔体的侧壁的厚度。优选的压缩力显著大于将仅通过螺栓的常规紧固所达到的压缩力。但是，在这个背景中施加此类高压缩力并不是必要的。

如上所述的，包括抑声涡室的管道可包括在层压构造的壳体中（如在扬声器10和60中）。此外，包括抑声涡室的管道可与支撑扬声器锥体12的框架联接（如在驱动器90、100和110中）。存在许多其它的方式来将包括抑声涡室的管道合并到扬声器中。举例来说，在设有端口的常规盒状扬声器壳体的情况下，圆柱状抑声室22或105可安装于所述端口中，因此任何气流必需穿过消声室22或105。如上所述的，圆柱状抑声室22或105限定若干串联的涡室。实际上，如果此类扬声器壳体设有多个端口，则每个端口将设有此类抑声室22或105。

现参照图15a到图15c，在另外的变型中，扬声器130可在其壁中的一个或更多个中设有端口，每个端口包括相应的涡室。举例来说，盒状壳体可至少包括由结合在一起的两个板组成的壁部分，其中涡室被限定于所述板之间。扬声器130包括由MDF材料的片形成的矩形壳体：两个侧壁131、底壁132和顶壁133，这些壁形成矩形罩壳并以插入穿过孔135的螺栓（未示出）夹紧在前板134与背板（未示出）之间。前板134限定两个圆形孔口136和137以支撑声学驱动器（未示出）。

底部拐角通过方形截面的杆138来加固。每个侧壁131的顶部部分包包括内板140，所述内板140胶接到侧壁131上并延伸到壳体的顶部拐角。存在凹部141形成于内板140的面向侧壁131的表面中，此凹部141限定大体圆形的腔体142和在直径上相对的位置处连结到腔体142的两个弓形通道143，所述两个通道143在大体逆时针方向上延伸，如图15c中所示出的。一个通道143经由穿过内板140的厚度的槽状端口144与壳体内部连通。另一个通道143经由穿过侧壁131的槽状端口145实现连通。

因此，将领会到，在壳体的每一侧上，在壳体内部与外部之间存在空气流动路径，其穿过槽状端口144、凹部141和槽状端口145。每个流动路径包括弓形通道143和圆形腔体142，其如此布置以使得任何气流将倾向于产生涡旋，其将抑制空气的通流。因此，每一者充当抑声管道。因此，扬声器130合并有并行操作的两个抑声管道。

现参照图16a到图16c，在可替代方案中，扬声器壳体150可具有多个此类抑声涡旋。扬声器壳体150包括层压构造的壁151，其包括结合在一起的两个片（内片152和外片153）。两个片可（例如）是MDF或胶合板或塑料。如图16c中示出的，外片153限定槽状端口154的阵列。如图16b中示出的，内片152限定不与端口154对准的槽状端口155的阵列。如图16a中示出的，存在形成于内片152的面向外片153的表面中的多个凹部156。每个凹部156具有与上述凹部141的形状类似的形状，如其限定大体圆形腔体157和在直径上相对位置处连结到腔体157的两个弓形通道158。就每个凹部156而言，一个通道158的端部与端口155连通，而另一通道158的端部与外片153中的端口154连通。

因此，在操作中，在壳体内部与外部之间存在多个空气流动路径，其穿过排列横跨壁151的槽状端口145、凹部156和槽状端口154。所有这些空气流路径均是并行的。每个此类流动路径包括弓形通道158和圆形腔体157，其如此设置，使得任何气流将倾向于产生涡旋，其将抑制空气的通流。每一此类流动路径由此用作抑声管道。

还将领会到，并行的抑声管道的此类阵列可设在壳体150的一个以上的壁中。举例来说，此类抑声管道可设在壳体150的后壁和两个侧壁中。还将领会到，虽然壁151中的抑声管道被描述为呈规则阵列，但其反而可以任何适当的方式进行布置。

还将领会到，如所描述的，凹部141或156可形成于内片140或152的外表面中，但可替代地形成于外片131或153的内表面中。可替代地，匹配的凹部可形成于内片140或152和外片131或153两者的相对面上。

将领会到，利用壳体150的扬声器可含有常规驱动器，或可替代地，可含有包括抑声室22或105的驱动器90或驱动器100，因此来自锥体12后部的任何声音必定不仅穿过抑声室22或105，而且还穿过由凹部156所设的抑声管道。类似地，驱动器90或100可安装于壳体130内，或可代替扬声器10或60中的驱动器35来加以使用。

在扬声器130和扬声器壳体150中，抑声管道延伸穿过壁131或151到结构的外部。在扬声器10中，抑声管道与开口50连通，所述开口50与位于结构的壁中的端口45连通。将领会到，抑声管道能够设在具有出口端口（例如，在后壁或侧壁中）的常规扬声器壳体中，这通过布置与所述出口端口连通的抑声管道来实现。例如，这可适用于如扬声器壳体130的盒状扬声器壳体中但无穿过壁的抑声管道，而是（例如）在后壁或侧壁中具有至少一个出口端口。

举例来说，参照图17a到图17c，其示出抑声模块160。抑声模块160具有圆柱体的形状，且由环形板161的堆叠和圆形后板162制成（见图17c）；在此示例中，每个板161和162具有外径100mm，每个环形板161限定直径为50mm的中心圆形孔口163（见图17b）。圆形后板162可以是（例如）厚度在1mm与4mm之间的钢，而环形板161可以是刚性较小的材料（例如，工程塑料）。在一个示例中，其厚度是10mm，并且为热塑性的聚甲醛（例如，Delrin^TM）。每个环形板161限定八个抑声管道164，每个管道164由圆形凹部165限定，所述圆形凹部165通过与圆形凹部164相切的凹口166a和166b连结到板161的内边缘和外边缘。抑声管道164（也就是圆形凹部165和凹口166a和166b）具有统一的深度，其仅部分地延伸穿过环形板161的厚度。每个环形板161还限定用于夹夹紧螺栓168（见图17a）的八个孔167（见图17b），并且这些孔168在右侧延伸穿过环形板161以及穿过后板162。

抑声模块160用螺栓168和中心圆形孔口163固定到扬声器壳体的壁（未示出），所述螺栓168将后板162和环形板161夹紧到壁上，且所述中心圆形孔口163与穿过壁的端口对准。抑声模块160通常将被固定到壁的内部，因此其在壳体内，且因此是不可见的。模块160因此限定56个抑声管道164，所有这些抑声管道164布置用于并行的空气流。凹口166a和166b的取向确保了在出现任何气流的情况下在每个圆形凹部165内形成涡旋，且因此抑声模块160抑制声音传播。

将领会到，能够通过改变堆叠在一起的环形板161的数量来变更抑声管道164的数量。还将领会到，每个环形板161可限定不同数量的抑声管道164。此外，板161和162可具有不同的直径，或实际上具有不同的外部或内部形状。在另外的改型中，可通过夹紧在一起的环形板上的匹配的凹部来限定抑声管道164（当在平面图中查看时，相邻板上的凹部是镜像）。

如上所述的，抑声模块160可固定到扬声器壳体的壁，但可替代地，此类抑声模块自身可限定用于发声装置的壳体。这（例如）在壳体自身可以是圆柱状的情况下将是合适的。举例来说，现参照图18，这示出了耳机170，所述耳机170经由弯曲支撑件171连接到第二耳机（未示出）以形成一对耳机。耳机170包括夹紧在两个环形板172之间的薄的驱动器（未示出），其中的每一者限定具有大致与上述抑声管道164相同形状并且经由凹口173与耳机170外部连通的抑声管道。耳机170还包括圆形外板174，所述圆形外板174限定圆形中心凹部以匹配环形板172的中心孔的直径并且限定镜像凹部和凹口173以匹配相邻环形板172的凹部和凹口173。以示例的方式，环形板172和外板174可以是铝，并且其可通过螺栓（未示出）固持在一起。

因此，在使用中，在耳机170的薄的驱动器后方和前部的区域中的压力波动得到抑制，由于空气能够流经多个抑声管道，但圆形室和凹口173确保任何气流将产生涡旋从而抑制声音传播。

其它变型和改型将对于本领域的技术人员是显而易见的。此类变型和改型可涉及已经知道的并且可代替本文中所描述的特征或除了本文中所描述的特征之外可使用的等效的和其它特征。可在单个实施例中以组合的方式提供在分开的实施例的背景中所描述的特征。相反地，也可单独地或以任何合适的子组合的方式来提供在单个实施例的背景中所描述的特征。

应注意到，术语“包括”并不排除其它元件或步骤，术语“一”或“一个”并不排除多个，单个特征可实现权利要求中所叙述的若干个特征的功能，并且不应将权利要求中的附图标记解释为限制权利要求的范围。还应注意到，附图不一定是按比例绘制，附图的重点反而在于说明本发明的原理。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种抑声管道，其适合用于扬声器壳体中或合并有用于与可移动扬声器元件一起使用的声学装置中，所述抑声管道合并有至少一个涡室，所述涡室是所述管道的一部分并且如此布置，使得在所述管道中的任何空气流将在所述涡室中产生涡旋，以吸收传播穿过所述管道的声波并因此抑制声波。

2.根据权利要求1所述的抑声管道，其合并有串联的至少两个涡室。

3.根据权利要求2所述的抑声管道，其中，串联的所述涡室如此布置，使得连续涡是在相反的方向上。

4.一种抑声模块，其限定并联布置的根据权利要求1所述的许多抑声管道。

5.一种用于与可移动扬声器元件一起使用的声学装置，所述声学装置限定罩壳，所述罩壳具有用以定位所述可移动扬声器元件的孔口以及与所述罩壳的外部连通的端口，其中，所述声学装置包括根据权利要求1所述的至少一个抑声管道以抑制来自所述端口的声波。

6.根据权利要求5所述的声学装置，其中，所述抑声管道或每个抑声管道合并有至少两个串联的涡室。

7.根据权利要求6所述的声学装置，其中，串联的所述涡室如此布置，使得连续涡是在相反的方向上。

8.根据权利要求5所述的声学装置，其包括对于任何空气流并联布置的多个抑声管道。

9.根据权利要求5到8中的任一项所述的声学装置，其具有层压构造。

10.根据权利要求9所述的声学装置，其包括在压缩力下被固持在一起的多个层。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的声学装置，其是用于可移动扬声器元件的壳体。

12.根据权利要求5到10中的任一项所述的声学装置，其是用于声学驱动器的框架。

13.一种驱动器，其包括与可移动扬声器元件结合的根据权利要求12所述的声学装置。

14.一种扬声器，其包括与可移动扬声器元件结合的根据权利要求11所述的壳体。

15.根据权利要求14所述的扬声器，其合并有根据权利要求13所述的驱动器。

Claims (15)

1.一种抑声管道，其适合用于扬声器壳体中或合并有用于与可移动扬声器元件一起使用的声学装置中，所述抑声管道合并有至少一个涡室以吸收传播穿过所述管道的声波并因此抑制声波。

2.根据权利要求1所述的抑声管道，其合并有串联的至少两个涡室。

3.根据权利要求2所述的抑声管道，其中，串联的所述涡室如此布置，使得连续涡是在相反的方向上。

4.一种抑声模块，其限定并联布置的根据权利要求1所述的许多抑声管道。

5.一种用于与可移动扬声器元件一起使用的声学装置，所述声学装置限定罩壳，所述罩壳具有用以定位所述可移动扬声器元件的孔口以及与所述罩壳的外部连通的端口，其中，所述声学装置包括根据权利要求1所述的至少一个抑声管道以抑制来自所述端口的声波。

6.根据权利要求5所述的声学装置，其中，所述抑声管道或每个抑声管道合并有至少两个串联的涡室。

7.根据权利要求6所述的声学装置，其中，串联的所述涡室如此布置，使得连续涡是在相反的方向上。

8.根据权利要求5所述的声学装置，其包括对于任何空气流并联布置的多个抑声管道。

9.根据权利要求5到8中的任一项所述的声学装置，其具有层压构造。

10.根据权利要求9所述的声学装置，其包括在压缩力下被固持在一起的多个层。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的声学装置，其是用于可移动扬声器元件的壳体。

12.根据权利要求5到10中的任一项所述的声学装置，其是用于声学驱动器的框架。

13.一种驱动器，其包括与可移动扬声器元件结合的根据权利要求12所述的声学装置。

14.一种扬声器，其包括与可移动扬声器元件结合的根据权利要求11所述的壳体。

15.根据权利要求14所述的扬声器，其合并有根据权利要求13所述的驱动器。