CN109565628B - 压缩驱动器和用于其的调相插塞组件 - Google Patents

Abstract

一种压缩驱动器，包括：调相插塞，所述调相插塞具有带第一侧和相对的第二侧的基底部分；并且包括沿中心轴线从所述第一侧向外延伸的毂部分，所述毂部分包括外表面。所述基底部分包括从所述第一侧穿过其延伸到所述第二侧的多个孔，所述孔绕所述中心轴线大致周向地布置并且大致平行于所述毂部分的所述外表面定向。隔膜设置成邻近于所述调相插塞第二侧，并且压缩室限定在所述隔膜和所述调相插塞之间。壳体定位在所述调相插塞第一侧上，所述壳体具有与所述毂部分大致对齐并形成所述压缩驱动器的出口的中心孔，所述壳体具有与所述毂部分的所述外表面形成波导的内表面。

Description

压缩驱动器和用于其的调相插塞组件

技术领域

实施方案涉及压缩驱动器和用于其的调相插塞组件。

背景技术

存在两种主要类型的压缩驱动器，第一种压缩驱动器利用圆顶隔膜，而另一种压缩驱动器使用环形挠曲隔膜。大多数现代环形隔膜由聚合物膜制成。与具有相同直径的移动音圈的圆顶隔膜相比，环形隔膜的优点是隔膜的移动部分的径向尺寸更小。环形隔膜的小的径向夹紧尺寸将隔膜的机械分裂共振移位到更高频率，机械分裂共振在这些更高频率下可以更好地被机械阻尼，因为在聚合物膜中阻尼在高频率下更有效。更好的阻尼指示在高频率下频率响应更平滑并且由振膜的分裂产生的非线性失真更低。

在压缩驱动器中，隔膜由压缩室加载，该压缩室是将隔膜与调相插塞分开的一薄层空气。环形隔膜的小径向尺寸对应于匹配的压缩室的小径向尺寸，前者将室中的不期望的空气共振(交叉模式)移位到更高频率，所述频率有时高于小尺寸(small-format)压缩驱动器中的音频范围。由于环形隔膜具有两个夹紧周边(隔膜的移动部分的内部和外部)，因此与仅具有外部夹紧的圆顶隔膜相比，环形隔膜具有更好的动态稳定性并且不大倾向于摇摆模式。

夹带在压缩室中的空气的体积以声学顺应性为特征，该声学顺应性与压缩室的体积成比例。声学顺应性起一阶低通滤波器的作用，并且它减轻了高频信号。因此，期望将压缩室的体积(其取决于隔膜和调相插塞之间的距离)保持为低的。然而，由于压缩室中的空气的非线性压缩，隔膜过度紧密地定位到调相插塞产生了失真，并且可能引起异音(ruband buzz)或甚至隔膜与调相插塞的碰撞。因而，隔膜相对于调相插塞的定位总是折衷的。

调相插塞的入口的面积明显小于隔膜的面积。调相插塞的空气路径基本是喇叭的起点，该喇叭附接到压缩驱动器以控制指向性(即，在特定收听区域范围内声压的覆盖)并增加在某个频率范围内的再现声压级。调相插塞中的空气路径(通常存在多个路径)、然后喇叭的整体声学横截面积必须逐渐增加，以提供声波到喇叭口的平滑过渡。面积的变窄将产生不期望的声波反射回到喇叭的入口，这将干扰传出的声波并且将在声压频率响应上产生严重的波纹。

压缩驱动器的问题之一是在高频下在压缩室中产生的径向驻波(空气共振)，其中声音信号的波长小于压缩室的径向尺寸。使用多个同心出口可以减轻在高频下引起频率响应的组合效应和严重不规则性的这些共振。当使用圆顶隔膜抑或环形隔膜时，可以在压缩驱动器中产生压缩室空气共振。在后一种情况下，由于径向尺寸通常更小，在更高频率下产生空气谐振。

用于抑制空气共振的传统方法是在调相插塞中的某些直径处形成圆槽。然而，由于隔膜分裂的影响，圆槽并未改进高频声压级响应的不规则性。所提出的用于减轻由压缩室中的空气共振产生的负面影响的另一种方法是非圆形的槽图案，因此以这样一种方式提供对压缩室中的声压的平均化、随机化和积分，以至于整体频率响应变得更平滑。

压缩驱动器通常具有标准的圆形出口直径，对于小尺寸压缩驱动器通常为1”，而对于更大尺寸的压缩驱动器为1.5”和2”。使用环形隔膜的压缩驱动器具有将驱动器连接到喇叭的适配器组件，其中该适配器组件包括调相插塞和外壳体。调相插塞可以包括具有外表面的毂部分或中心子弹状物(bullet)，并且圆柱形、圆锥形或弯曲的外壳体包括内表面。外表面和内表面合作地限定了用于使声波传播穿过适配器组件的波导。壳体的输出端可以通过任何合适的手段(诸如，经由螺纹表面)耦合到喇叭或波导的输入端，旨在波导与喇叭的内部流体连通。

压缩驱动器可以在调相插塞中具有径向槽，所述径向槽将声音信号引导朝向驱动器的中心。在此类配置中，声音信号必须在中心子弹状物处转90度，然后朝向驱动器的出口传播。径向通道的缺点是，它们只有在其长度小于声音信号的波长时才很好地工作。在大尺寸驱动器中，径向槽被引导朝向大的中心圆锥形子弹状物，其中声音信号合并在一起、然后被重定向为朝向驱动器的出口。在高频率下，信号可以从中心子弹状物反射并向后辐射。

发明内容

在一个实施方案中，提供了一种压缩驱动器，其包括调相插塞，该调相插塞具有带第一侧和相对的第二侧的基底部分并且包括沿中心轴线从第一侧向外延伸的毂部分，该毂部分包括外表面。基底部分包括从第一侧穿过其延伸到第二侧的多个孔，所述孔绕中心轴线大致周向地布置并且大致平行于毂部分的外表面定向。隔膜设置成邻近于调相插塞第二侧，并且压缩室限定在隔膜和调相插塞之间。壳体定位在调相插塞第一侧上，该壳体具有与毂部分大致对齐并形成压缩驱动器的出口的中心孔，该壳体具有与毂部分的外表面形成波导的内表面。

在另一个实施方案中，提供了一种用于压缩驱动器的调相插塞组件，该调相插塞组件包括调相插塞，该调相插塞具有带第一侧和相对的第二侧的基底部分并且包括沿中心轴线从第一侧向外延伸的毂部分，该毂部分包括外表面。基底部分包括从第一侧穿过其延伸到第二侧的多个孔，所述孔包括一系列槽，所述一系列槽绕中心轴线大致周向地端对端地定位并且大致平行于毂部分的外表面定向。壳体定位在调相插塞第一侧上，该壳体具有与毂部分大致对齐并形成压缩驱动器的出口的中心孔，该壳体具有与毂部分的外表面形成波导的内表面。

在另一个实施方案中，提供了一种用于压缩驱动器的调相插塞组件，该调相插塞组件包括调相插塞，该调相插塞具有带第一侧和相对的第二侧的基底部分并且包括沿中心轴线从第一侧向外延伸的毂部分，该毂部分包括外表面。毂部分的外表面在接近基底部分的第一端部处具有大致圆柱形的横截面，并且在设置成与基底部分相距一段距离的第二端部处过渡到刀片形状。基底部分包括从第一侧穿过其延伸到第二侧的多个孔，所述孔绕中心轴线大致周向地布置并且大致平行于毂部分的外表面定向。壳体定位在调相插塞第一侧上，该壳体具有与毂部分大致对齐并形成压缩驱动器的出口的矩形中心孔，该壳体具有与毂部分的外表面形成波导的内表面。

附图说明

图1是根据实施方案的压缩驱动器的透视图；

图2是图1的压缩驱动器的横截面视图，其中箭头指示声波从压缩室传播到驱动器的出口；

图3A和图3B分别是图1的调相插塞和壳体的透视图和正视图，其中，一系列对角槽被用作调相插塞中的孔；

图4是图3A和图3B的调相插塞在它面向隔膜时的底视图；

图5是图3A和图3B的调相插塞在它面向驱动器的出口时的顶视图；

图6A和图6B分别是调相插塞和壳体的另一个实施方案的透视图和正视图，其中，一系列弯曲槽被用作调相插塞中的孔；

图7是图6A和图6B的调相插塞在它面向隔膜时的底视图；

图8是图6A和图6B的调相插塞在它面向驱动器的出口时的顶视图；

图9A和图9B分别是调相插塞和壳体的另一个实施方案的透视图和正视图，其中，一系列对角槽被用作调相插塞中的孔，并且调相插塞和壳体具有逐渐变细轮廓；

图10A和图10B分别是调相插塞和壳体的另一个实施方案的透视图和正视图，其中，一系列弯曲槽被用作调相插塞中的孔，并且调相插塞和壳体具有大致凹的逐渐变细轮廓；

图11是压缩驱动器的顶部透视图，该压缩驱动器具有壳体，该壳体具有矩形中心孔，并且其中，一系列对角槽被用作调相插塞中的孔；

图12是压缩驱动器的局部剖开、顶部透视图，该压缩驱动器具有壳体，该壳体具有矩形中心孔，并且其中，一系列弯曲槽被用作调相插塞中的孔；

图13描绘了压缩驱动器的纵向剖视图，该压缩驱动器具有壳体，该壳体具有矩形中心孔；

图14是图13的压缩驱动器的横截面视图；

图15A和图15B分别是调相插塞和壳体的另一个实施方案的透视图和正视图，其中，一系列弯曲槽被用作调相插塞中的孔，并且调相插塞和壳体具有大致凸的逐渐变细轮廓；以及

图16是图1和图2的压缩驱动器的音圈区域、隔膜区域和压缩室区域的放大视图、剖开视图。

具体实施方式

根据需要，本文中公开了本发明的详细的实施方案；然而，将理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例性实施方案，本发明可以以各种和替代的形式来体现。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构和功能细节将不解释为限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

首先参考图1、图2和图16，根据实施方案的压缩驱动器10可以包括磁铁组件20，该磁铁组件可以包括设置在环形顶板24和背板26之间的环形永磁铁22，该背板包括居中地设置的圆柱形或环形极片28。磁铁组件20在极片28和环形顶板24的内部表面之间的间隙30中提供永磁场，以用于与音圈32电动耦合。音圈32设置在磁间隙30中并产生隔膜34的柔性部分的运动。在一个实施方案中，隔膜34可以被配置为环形环，其以与中心轴线36同轴的方式设置在磁铁组件20上方。隔膜34可以包括异形剖面，诸如V形剖面。在其他实施方式中，隔膜36可以具有其他合适的配置。

如图1、图2、图3A和图3B中所示，压缩驱动器10还包括调相插塞40，该调相插塞具有基底部分42和从基底部分42向外延伸的中心或毂部分44，所述基底部分和中心或毂部分两者都绕中心轴线36同轴地设置。毂部分44也可以称为子弹状物。毂部分44可以与基底部分42一体地形成，或者可以通过任何合适的手段附接到基底部分42。调相插塞40的基底部分42可以是大致圆形的，或者可以具有任何其他合适的几何形状。调相插塞40设置在定位于调相插塞40上或附接到调相插塞40的壳体46内，从而一起形成调相插塞组件，其中，壳体46的中心孔48用作压缩驱动器10的出口。中心孔48可以如图所示为圆形的，或者替代地可以具有另一种形状，诸如椭圆形或矩形，如下文参考图11至图14进一步描述的。当组装时，壳体46的中心孔48与毂部分44大致对齐。

参考图3B，毂部分44具有设置成接近基底部分42的第一端部50、以及沿中心轴线36设置成与基底部分42相距一段距离的第二端部52。毂部分44的外表面54可以在沿中心轴线36从第一端部50到第二端部52的方向上逐渐变细，使得毂部分44相对于中心轴线36的横截面半径在该方向上减小。

调相插塞40的基底部分42包括大致面向壳体46的第一侧56(图4)以及大致面向隔膜34的相对的第二侧58(图5)。基底部分42还包括一个或多个孔60，所述孔作为通道从第一侧56穿过基底部分42延伸到第二侧58，由隔膜34产生的声波可以行进穿过所述孔。毂部分44的外表面54可以具有对应于孔60的配置的几何形状或廓形(contour)，并且壳体46的内表面62可以具有对应于毂部分外表面54的廓形的几何形状或廓形，如下文进一步描述的。声波穿过孔60传播到由毂部分44的外表面54和壳体46的内表面62形成的波导中，然后穿过中心孔48出来以离开压缩驱动器10。

在本文中所描绘的实施方案中，孔60可以绕中心轴线36大致周向地布置。换句话说，孔60相对于基底部分42的中心大致形成圆，并且大致平行于毂部分44的外表面54定向，而非大致垂直于毂部分44或者从毂部分44辐射。如由图2中的箭头所图示的，在孔60的这种配置的情况下，穿过调相插塞40的基底部分42中的孔60的空气路径被笔直地引导到压缩驱动器10的出口，而没有在现有设计中典型的急“转弯”。

在图3A、图3B、图4和图5中所示的实施方案中，多个对角槽被用作调相插塞40中的孔60。这些槽端对端地定位，诸如以“之字形”或锯齿型图案，以大致形成以中心轴线36为中心的圆。相应地，毂部分44的外表面54可以包括从第一端部50延伸到第二端部52的一系列大致三角形的面，壳体46的内表面62也可以这样做。在图6A、图6B、图7和图8中所示的实施方案中，多个弯曲槽被用作调相插塞40中的孔60。再次，这些槽端对端地定位，诸如以经平滑的“之字形”或正弦型图案，以大致形成以中心轴线36为中心的圆。相应地，毂部分44的外表面54可以包括从第一端部50延伸到第二端部52的正弦曲线轮廓，壳体46的内表面62也可以这样做。应理解，孔60、毂部分外表面54和壳体内表面62并不限于本文中所描绘的实施方案，而是可以包括其他合适的形状和配置。例如，多个槽可以是不间断的，以便形成连续的锯齿或正弦孔。

参考图2和图16，压缩室64被限定在隔膜34和调相插塞基底部分42的第二侧58之间的空间中。在实践中，压缩室64的高度可以非常小(例如，大约0.5mm或更小)，使得压缩室64的体积也是小的。隔膜34的致动在压缩室64内产生高声压的声学信号，并且这些信号作为声波经由孔60行进穿过调相插塞40的基底部分42，所述孔提供从第二侧58到第一侧56的通道。声波从孔60进入并辐射穿过壳体46，穿过中心孔48，并传播到周围环境中。本文中所描述的孔60的配置使得有可能避免来自毂部分44的高频反射并且提供声波从压缩室64到压缩驱动器10的出口的无反射传播。因此，提供了声波的最小反射。

在一些实施方式中，毂部分44的外表面54可以被特征化为形状为“糖果吻”。参考图9A、图9B、图10A、图10B、图15A和图15B，毂部分44的外表面54和壳体46的内表面62的廓形可以从第一端部50到第二端部52不是笔直的，而是可以改为弯曲的或凹的或凸的。毂部分44和/或壳体46的此类配置可以“成形”和改进波前，从而使其在压缩驱动器10的出口处更平坦。图9A和图9B图示了针对其中一系列对角槽被用作孔60的实施方案的此类弯曲或凹廓形，并且图10A和图10B图示了针对其中一系列弯曲槽被用作孔60的实施方案的弯曲或凹廓形。替代地，毂部分44可以具有弯曲的、凸廓形(图15A和图15B)以通过提供更缓慢的扩展指数开口来改进声学负载。

图11至图14图示了压缩驱动器10，其包括孔60和上文参考图1至图10的实施方案所描述的任何其他特征的配置，但其中，壳体46改为具有矩形中心孔48。矩形中心孔48具有在水平平面中的更小尺寸和在垂直平面中的更大尺寸，因此提供水平平面中的宽的指向性响应(更宽的分散)和垂直平面中的更窄的分散，这通常满足了实际应用中对喇叭驱动器的指向性的要求。对垂直平面中的窄指向性的要求在线阵列应用中尤为重要，在所述线阵列应用中，整个阵列包括众多单独的系统，这些系统形成的垂直波前接近圆柱形声波的垂直波前以避免声能在垂直平面中的不期望的分散并增加覆盖距离。

空气路径从压缩室64的环形出口到压缩驱动器10的矩形出口48的转换由毂部分44的定制的形状提供，该定制的形状以第一端部50处的大致圆柱形的横截面开始，然后在第二端部52处过渡到刀片状形状(在图12和图14中最佳地示出)。与上文在图1至图10中所示的实施方案一样，壳体46的内表面62具有可以对应于毂部分44的外表面54的形状的几何形状或廓形。在图11至图14中，可以看出，空气路径的横截面在垂直平面、水平平面和倾斜平面中同等地向外扩展，然后在与入口相距一定距离处，毂部分44开始在水平平面中线性地变窄但是继续在垂直平面中线性地扩展。最后，毂部分44以刀片状垂直边缘结束，并且壳体46提供矩形出口48。虽然本文中将壳体46描绘为在垂直平面中具有大致笔直的、圆锥地扩展的边缘，但是也预期这些边缘可以具有不同的扩展配置。

毂部分44的形状在垂直平面和水平平面中具有不同的轮廓，这些轮廓提供了时间对齐并且相应地在波导的出口处的垂直平面中提供了平坦的波前。在通常用于线阵列的现代波导中，垂直指向性由在波导孔内的不同垂直点处辐射的声学信号的相位和时间关系来控制。典型的目标是跨越矩形中心孔48的垂直尺寸的等时到达和同相辐射，从而在垂直平面中提供“平坦”波前。

本文中所公开的实施方案的优点包括但不限于：压缩室64到压缩驱动器10的出口的连续的逐渐扩展的声学连接而没有反射、对从压缩室64获得的声学输出平均化和随机化以减轻压缩室64中的声学共振(驻波)、可扩展的设计、到压缩驱动器10的出口的连续且逐渐的声学连接(即使在大尺寸的压缩驱动器中也没有空气路径的“急转弯”)、平滑的并且容易可均衡的频率响应、以及扩展的频率范围。

虽然上文描述了示例性实施方案，但这些实施方案并不旨在描述本发明的所有可能的形式。相反，说明书中使用的词语是描述的词语而非限制的词语，并且应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。附加地，可以组合各种实现的实施方案的特征以形成本发明的另外的实施方案。

Claims (18)

1.一种压缩驱动器，其包括：

调相插塞，所述调相插塞包括具有第一侧和相对的第二侧的基底部分，并且包括沿中心轴线从所述第一侧向外延伸的毂部分，所述毂部分包括外表面以及接近所述基底部分的第一端部和与所述基底部分相距一段距离的第二端部，所述基底部分包括从所述第一侧穿过其延伸到所述第二侧的多个孔，所述孔绕所述中心轴线大致周向地布置并且大致平行于所述毂部分的所述外表面定向，其中所述毂部分的所述外表面具有对应于所述多个孔的配置的波状几何形状；

隔膜，所述隔膜设置成邻近于所述调相插塞第二侧；

压缩室，所述压缩室限定在所述隔膜和所述调相插塞之间；以及

壳体，所述壳体定位在所述调相插塞第一侧上，所述壳体具有与所述毂部分大致对齐并形成所述压缩驱动器的出口的中心孔，所述壳体具有与所述毂部分的所述外表面形成波导的内表面。

2.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述多个孔包括以锯齿图案端对端地定位的多个对角槽，所述毂部分的所述外表面包括从所述第一端部延伸到所述第二端部的一系列大致三角形的面。

3.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述多个孔包括以正弦图案端对端地定位的多个弯曲槽，所述毂部分的所述外表面包括从所述第一端部延伸到所述第二端部的正弦曲线轮廓。

4.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述中心孔为圆形。

5.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述中心孔为矩形。

6.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述壳体的所述内表面具有对应于所述毂部分的所述外表面的几何形状的几何形状。

7.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述毂部分的所述外表面从所述第一端部到所述第二端部逐渐变细。

8.根据权利要求7所述的压缩驱动器，其中所述毂部分的所述外表面的廓形从所述第一端部到所述第二端部是大致凹的或大致凸的中的一者。

9.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其中所述隔膜被配置为环形环。

10.根据权利要求1所述的压缩驱动器，其还包括设置在所述隔膜下方的磁铁组件，所述磁铁组件包括设置在环形顶板和背板之间的环形永磁铁，所述背板具有居中地设置的极片，所述磁铁组件在位于所述极片和所述顶板的内部表面之间的磁间隙中提供磁场。

11.根据权利要求10所述的压缩驱动器，其还包括音圈，所述音圈设置在所述磁间隙中并耦合到所述隔膜以用于产生所述隔膜的运动。

12.一种用于压缩驱动器的调相插塞组件，其包括：

调相插塞，所述调相插塞包括具有第一侧和相对的第二侧的基底部分，并且包括沿中心轴线从所述第一侧向外延伸的毂部分，所述毂部分包括外表面以及接近所述基底部分的第一端部和与所述基底部分相距一段距离的第二端部，所述基底部分包括从所述第一侧穿过其延伸到所述第二侧的多个孔，所述毂部分的所述外表面包括从所述第一端部延伸到所述第二端部的一系列大致三角形的面或者所述毂部分的所述外表面包括从所述第一端部延伸到所述第二端部的正弦曲线轮廓，其中所述毂部分的所述外表面的几何形状对应于所述多个孔的配置，所述孔包括一系列槽，所述一系列槽绕所述中心轴线大致周向地端对端地定位并且大致平行于所述毂部分的所述外表面定向；以及

壳体，所述壳体定位在所述调相插塞第一侧上，所述壳体具有与所述毂部分大致对齐并形成所述压缩驱动器的出口的中心孔，所述壳体具有与所述毂部分的所述外表面形成波导的内表面。

13.根据权利要求12所述的调相插塞组件，其中所述多个孔包括呈锯齿图案的多个对角槽。

14.根据权利要求12所述的调相插塞组件，其中所述多个孔包括呈正弦图案的多个弯曲槽。

15.根据权利要求12所述的调相插塞组件，其中所述壳体的所述内表面具有对应于所述毂部分的所述外表面的几何形状的几何形状。

16.一种用于压缩驱动器的调相插塞组件，其包括：

调相插塞，所述调相插塞包括具有第一侧和相对的第二侧的基底部分，并且包括沿中心轴线从所述第一侧向外延伸的毂部分，所述毂部分包括外表面以及接近所述基底部分的第一端部和与所述基底部分相距一段距离的第二端部，其中所述毂部分的所述外表面在接近所述基底部分的第一端部处具有大致圆柱形的横截面，并且在设置成与所述基底部分相距一段距离的第二端部处过渡到刀片形状，所述基底部分包括从所述第一侧穿过其延伸到所述第二侧的多个孔，所述孔绕所述中心轴线大致周向地布置并且大致平行于所述毂部分的所述外表面定向，所述毂部分的所述外表面具有对应于所述多个孔的配置的波状几何形状；以及

壳体，所述壳体定位在所述调相插塞第一侧上，所述壳体具有与所述毂部分大致对齐并形成所述压缩驱动器的出口的矩形中心孔，所述壳体具有与所述毂部分的所述外表面形成波导的内表面。

17.根据权利要求16所述的调相插塞组件，其中所述多个孔包括以锯齿图案端对端地定位的多个对角槽，所述毂部分的所述外表面包括从所述第一端部延伸到所述第二端部的一系列大致三角形的面。

18.根据权利要求16所述的调相插塞组件，其中所述多个孔包括以正弦图案端对端地定位的多个弯曲槽，所述毂部分的所述外表面包括从所述第一端部延伸到所述第二端部的正弦曲线轮廓。

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