CN105228061A

CN105228061A - 一种音箱设备

Info

Publication number: CN105228061A
Application number: CN201410309397.2A
Authority: CN
Inventors: 段东平; 李婷
Original assignee: Zhangjiagang Dongshen Equipment Technology Co ltd; Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: Zhangjiagang Dongshen Equipment Technology Co ltd; Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明提供了一种音箱设备，其包括音箱箱体、安装在音箱箱体上部的喇叭单体、与喇叭单体连接的端子、位于喇叭单体下方的回音孔以及位于回音孔内的回音管。所述音箱箱体的壁部内设有空腔，所述空腔内填充有阻尼颗粒。本发明通过在音箱箱体的空腔内填充阻尼颗粒，以使音箱在工作过程中具有良好的减振效果，同时又使音箱箱体具有适度阻尼，而不需要在其内表面装上吸音减振材料，避免了吸音减振材料引起振动和干扰箱内声场等问题。

Description

一种音箱设备

技术领域

本发明涉及音箱设备，尤其涉及一种具有整体抗噪减振功能的音箱设备。

背景技术

众所周知，音箱是整个音响系统中的最后环节，其放音质量对整个系统性能影响极大。按行内专业人士估计，音箱对整个音响系统的贡献占整个系统的30％以上。

随着电子技术的快速发展，作为音响系统中的音源设备(如CD机、DVD机等)和放大器，其技术指标目前已有极大的飞跃，达到十分完美的水平。而作为音响系统中的最后环节，虽然音箱中使用的扬声器和分频器也有所发展，但是箱体方面的进步一直十分缓慢。

按照公知的观点，一个理想的音箱箱体，应该是一个刚性结构，在扬声器发声时，箱体不应该发生振动，以免产生声染。同时，箱体自身还应该有适度的阻尼系数和隔声系数。

但是传统的音箱箱体，制作材料基本上都是木板或中密板。这些材料由于其物理特性欠佳，制成音箱箱体后存在三个严重的问题。其一是箱体刚性不足，在箱内扬声器单元诱发下极易产生振动而发出干扰原声场的“箱声”；其二是箱体的隔声系数较低，箱内声音较易透过箱体破坏原有声场；其三是难以制作较合理的非平行面箱体，从而使其频响曲线出现较明显的峰谷。

以上种种缺点，都会对原声场造成破坏或干扰，使音质劣化。而据有关资料报导，目前90％以上的音箱都有不同程度的声染，从而形成不同的音箱有不同个性的不良后果。

针对这些缺点，人们开始寻求新的解决方案。主要有如下途径：

1、加大箱体刚性方面：

(1)用厚度更大的材料：如某名牌音箱，前障板采用76mm板材。一些较好的音箱，前障板厚度也由一般的18mm逐步加厚到38mm。

(2)使用新型材料：如使用金属、水泥、石材和一些树脂材料等。

2、改变音箱箱体形状：做成非平行面的形式，不但可提高箱体刚性，而且还能减少或消灭驻波的发生。

3、加大箱体自身的阻尼系数：如使用较好的吸声材料，甚至使用尖劈形材料。

以上种种努力，虽然取得一些成果，但是由于生产成本的大大提高，大量工业化生产出价廉物美的音箱几乎不可能。

而近年来，采用混凝土等相关材料制作音箱，已经取得较大的进展，中国专利CN1189663A公开了一种混凝土音响。世界顶级的英国B&W和美国THIEL等音响专业厂，也在试产用玻璃纤维增强的混凝土音箱。国内也见有多家报导。

但是混凝土制作的音箱，也有一个很大的缺点：箱体的阻尼系数不足，容易由于箱内能量积蓄而引起共鸣声。

一般音箱，不论是单层或多层，其箱体或内层都是由不具有通孔结构的致密材料做成的。为了使箱体具有适度的阻尼，就必须在其内表面装上吸音减振材料。常用的有海绵、玻璃纤维制品和沥青等。使用这些材料，也能达到一定效果，但也存在着粘贴的海绵引起振动和干扰箱内声场等问题。

发明内容

有鉴于此，我们提供了一种音箱设备，其具有可使音箱设备整体的抗噪减振功能。

本发明揭示了一种音箱设备，其包括音箱箱体、安装在音箱箱体上部的喇叭单体、与喇叭单体连接的端子、位于喇叭单体下方的回音孔以及位于回音孔内的回音管。所述音箱箱体的壁部内设有空腔，所述空腔内填充有阻尼颗粒。

优选的，所述音箱箱体的竖直空腔内部设有网状间隔，以形成网状间隔空腔，所述阻尼颗粒填充在网状间隔空腔内。

优选的，所述音箱箱体的水平空腔内部设有多个木质或金属间隔，以形成间隔空腔，所述阻尼颗粒填充在各个间隔空腔内。

优选的，所述颗粒阻尼，其几何形状包括球形。

优选的，所述颗粒阻尼，其直径范围在1-12mm之间，颗粒的密度范围在1-20g/m³之间。

优选的，所述颗粒阻尼的材质包括：铁、铅颗粒、重晶石、铝、包胶颗粒、镁质无机颗粒、玻璃颗粒、钨合金颗粒、IPN复合材料中的一种或多种的组合。

优选的，所述颗粒阻尼，其表面特性包括表面不处理、表面粗糙、以及表面抛光处理。

优选的，所述阻尼颗粒在音箱箱体的空腔内的填充率控制在80％～95％。

本发明通过在音箱箱体的空腔内填充阻尼颗粒，以使音箱在工作过程中具有良好的减振效果，同时又使音箱箱体具有适度阻尼，而不需要在其内表面装上吸音减振材料，避免了吸音减振材料引起振动和干扰箱内声场等问题。

附图说明

图1是本发明音箱设备的剖面示意图。

图2是本发明音箱在不同频率下的频域加速度的关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图中为一种音箱设备的剖面示意图。

本发明提供了一种音箱设备100，其包括音箱箱体2、安装在音箱箱体2上部的喇叭单体3、与喇叭单体3连接的端子4、位于喇叭单体3下方的回音孔5以及位于回音孔内的回音管6。所述音箱箱体2的各壁部21内设有空腔22，所述空腔22内填充有阻尼颗粒7。

在一种实施方式中，所述音箱箱体2的竖直空腔22内设有网状间隔，以形成网状间隔空腔22，所述阻尼颗粒7填充在所述网状间隔空腔22内；所述音箱箱体2的水平空腔22内设有木质或金属间隔，以形成间隔空腔22，所述阻尼颗粒7填充在各个间隔空腔22内。

所述颗粒阻尼，其几何形状包括球形；所述颗粒阻尼的材质包括：铁、铅颗粒、重晶石、铝、包胶颗粒、镁质无机颗粒、玻璃颗粒、钨合金颗粒、IPN复合材料中的一种或多种的组合；所述颗粒阻尼的表面特性包括表面不处理、表面粗糙、以及表面抛光处理。表1为常见阻尼颗粒的参数情况。

表1常见阻尼颗粒的实施例

根据实际情况，所述阻尼颗粒，其直径范围在1-12mm之间，颗粒的密度范围在1-20g/m³之间；所述阻尼颗粒在空腔内的填充率控制在80％～95％。

具体来说，所述阻尼颗粒可根据音箱材质、音箱大小、音箱所需控制的阻尼系数以及音箱箱体所需填充阻尼颗粒的位置等不同音箱参数进行选择。例如，在只考虑音箱箱体所需填充阻尼颗粒的位置时，在音箱的上部箱体内可选择填充的阻尼颗粒材料为SiC体积百分数为12％的SiCp/Al复合材料，粒径范围为0.02毫米～2毫米；在音箱的中部箱体内可选择填充的阻尼颗粒材料为互穿网络型聚合物，该聚合物通过双网络之间相互交叉渗透、机械缠结而产生强迫互容和协同效应，达到颗粒阻尼减振的效果，粒径范围为0.05毫米～3毫米；在音箱的下部箱体内可选择填充的阻尼颗粒材料为钨基合金材料，且需满足力学性能:极根杭拉强度大于300Mpa、冲击强度大于10J/cm²，延伸率大于3.5％，粒径范围为0.8毫米～4毫米。以上阻尼颗粒的填充率分别为95％、90％以及85％。

另外，一般体积较大的音箱，其阻尼颗粒可以为具有一定形状的外部高减振特性、芯部高韧性的复合颗粒材质，颗粒粒径为0.8M/h2mm～3.5M/h2mm混合级配颗粒，填充率90％。当然，如果对音箱箱体内的空腔结构进行合理设计，所述空腔内也可以填充相同的阻尼颗粒。

以下通过实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。除注明的具体条件外，实施例中的试验方法均按照常规条件进行。

实施例

实验器材：音响，功放，INV3018数据采集仪，INV9822加速度传感器，颗粒填充塑料容器，重物。

实验软件：DASP软件，mytonetest音频发生软件。

实验参数：功放loudness功能开，音量旋钮白点位于2：50，80至480hz为50％软件音量，720hz为100％软件音量。

实验方法：打开音响背板，在其顶部中间靠后方约4/5处用胶带固定加速度传感器，并将重物颗粒水瓶等放置于顶板中心；利用软件发出固定频率的正弦波使箱体发生振动，利用传感器测量不同放置物对该振动的抑制能力。

请参阅图2，为本发明实施例提供的音响在不同频率下的频域加速度的关系图，从图中可以看出，80hz时音箱功率小，同时远离箱体共振频率，因此振幅与能量较小，颗粒间的相互作用弱，效果差，减振完全依靠增加箱体质量实现；240hz至720hz时振动能量大，颗粒减振效果变得显著，振幅只有同样质量重物的80％以下，等效质量约为870g；720hz以上音箱的低音单元不再工作，振动变得很弱且产生的噪音可以有效的被吸声棉吸收。

本发明所述的阻尼颗粒，当发生振动、跌落、冲击等外力而引起周期、非周期的振动时，其产生了类似电子受激的自由运动，互相撞击，摩擦损耗较大能量，用于吸收和消耗了外力的振动能量，实际上增加了系统的阻尼，使振动速度迅速衰减，或共振时振幅变小。根据以上理论基础，本发明主要揭示一种在音箱箱体不同位置处对应填充阻尼颗粒的减振技术，属于振动被控制技术，以阻尼耗能机理为理论基础，主要手段是填充在音箱箱体结构空腔中的颗粒物质，并通过颗粒之间以及颗粒与结构腔体之间的相对运动而产生阻尼效应。音箱设备工作时的振动使腔体内的颗粒碰撞和摩擦，通过碰撞和摩擦消耗能量、消除共振，达到吸收震动、降低噪音的效果，从而达到抑制结构振动的目的。此外，作为音箱来说，又不需要在其内表面装上吸音减振材料，避免吸音减振材料引起振动和干扰箱内声场等问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种音箱设备，其包括音箱箱体、安装在音箱箱体上部的喇叭单体、与喇叭单体连接的端子、位于喇叭单体下方的回音孔以及位于回音孔内的回音管，其特征在于，所述音箱箱体的壁部内设有空腔，所述空腔内填充有阻尼颗粒。

2.如权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，所述音箱箱体的竖直空腔内部设有网状间隔，以形成网状间隔空腔，所述阻尼颗粒填充在网状间隔空腔内。

3.如权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，所述音箱箱体的水平空腔内部设有多个木质或金属间隔，以形成间隔空腔，所述阻尼颗粒填充在各个间隔空腔内。

4.如权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，所述颗粒阻尼，其几何形状包括球形。

5.如权利要求4所述的音箱设备，其特征在于，所述颗粒阻尼，其直径范围在1-12mm之间，颗粒的密度范围在1-20g/m³之间。

6.如权利要求5所述的音箱设备，其特征在于，所述颗粒阻尼的材质包括：铁、铅颗粒、重晶石、铝、包胶颗粒、镁质无机颗粒、玻璃颗粒、钨合金颗粒、IPN复合材料中的一种或多种的组合。

7.如权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，所述颗粒阻尼，其表面特性包括表面不处理、表面粗糙、以及表面抛光处理。

8.如权利要求1所述的音箱设备，其特征在于，所述阻尼颗粒在音箱箱体的空腔内的填充率控制在80％～95％。