CN112312293A - 低惯性扬声器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及低惯性扬声器。扬声器(10)包括承载结构(12)、可相对于承载结构(12)移动的漫射膜(14)、和用于致动漫射膜(14)的致动马达(16)，致动马达(16)包括可相对于承载结构(12)移位的可动组件(18)，可动组件(18)机械连接到漫射膜(14)以使其同步移位。该扬声器(10)包括插在可动组件(18)与膜(14)之间的液压回路(20、22)，膜(14)和可动组件(18)均包括与液压回路(20、22)的流体(22)相互作用的可动活塞表面。
Description
【技术领域】
本发明涉及扬声器，该类型的扬声器包括承载结构、可相对于所述承载结构移动的漫射膜(membrane de diffusion)、和用于致动所述漫射膜的致动马达(moteur d’actionnement)，所述致动马达包括可相对于所述承载结构移位的可动组件(é quipagemobile)，所述可动组件机械连接到所述漫射膜以使其同步移位。
【背景技术】
在扬声器中，漫射膜通常刚性联结到致动马达的可动组件。该组件通常由可在与扬声器的承载结构一体的磁路中移位的激励线圈形成。
线圈刚性联结到膜。膜和线圈在施加到线圈的电磁力的作用下共同移位。在扬声器的承载结构上形成具有相同强度和相反方向的反作用力，其效果是使该结构沿与膜的运动相反的方向摇动。
这些相反的移位不利于扬声器的良好运转。
已提出过、尤其是在文献US4547663中提出过一种扬声器，其中膜和激励线圈通过承载结构上的铰接杠杆彼此连接。膜和线圈的铰接点设置在承载结构上的铰接点的同一侧。因此，线圈和膜沿相同的方向移位。然而，线圈的移位相对于膜的移位减小，从而减小了施加到承载结构上的总的力。
在实践中，由杠杆来确保的膜与线圈之间的联结实现起来非常复杂，因为杠杆确保了旋转移位，而膜与线圈应平移移位。这就需要求助于复杂的连杆机构来将旋转运动变换为平移运动。
这种布置有碍于扬声器的效果及其声学性能。
本发明的目的在于提出一种扬声器，其中，承载结构上的力减小，并且其效果和声学质量良好。
【发明内容】
为此，本发明的主题是一种上述类型的扬声器，其特征在于，其包括插在所述可动组件与所述膜之间的液压回路，所述膜和所述可动组件均包括与所述液压回路的流体相互作用的可动活塞表面。
根据特定实施例，所述扬声器包括以下特征中的一个或多个：
-所述致动马达包括由所述可动组件承载的激励线圈和所述激励线圈可移位地安装于其中的磁场建立装置；
-所述致动马达包括由所述可动组件承载的至少一个磁体；
-所述漫射膜由所述可动组件承载、并被引导以相对于所述可动组件滑动；
-一方面所述可动组件的活塞表面、以及另一方面所述膜的活塞表面大体是回转的并且是同心的；
-所述漫射膜和所述可动组件可在所述液压回路的作用下沿相反方向同步移位；
-与所述漫射膜和所述可动组件的液压流体相互作用的所述可动活塞表面使得变换比为负或严格大于1，所述变换比的定义如下：所述漫射膜的直线移位与所述可动组件的直线移位之比；
-所述变换比的绝对值基本上等于所述可动组件的移动质量与所述漫射膜的移动质量之比；
-所述液压流体是铁磁流体；以及
-所述扬声器包括两个可动漫射膜，每个漫射膜包括与同一液压回路的相同的液压流体相互作用的活塞表面。
本发明的主题还有一种声音放送设备，其包括放大器和如上所述的扬声器。
【附图说明】
通过阅读以下描述将会更好地理解本发明，所述描述是仅作为示例给出的，并且是参考附图进行的，在附图中：
图1、图2和图3是根据本发明的同一扬声器的纵向截面，分别处于静止和膜的移位极端位置；
图4是与处于静止的扬声器的实施变型的与图1相同的视图；
图5和图6是根据图4的实施例的两个实施变型的可动磁体和固定线圈的布置的纵向截面示意图；以及
图7和图8是根据本发明的扬声器的仍另两个实施变型的与图1相同的视图。
【具体实施方式】
如图1至图3所示，根据本发明的电声扬声器10大体绕轴线X-X回转。
电声扬声器10包括承载结构12和可在集成在该承载结构中的致动马达16的作用下相对于承载结构12移动的漫射膜14。致动马达16包括可动组件18，可动组件18机械联结到漫射膜14以使其同步移位。
致动马达16包括界定于承载结构12、可动组件18和膜14之间的密封腔室20。密封腔室20充满了液压液体22，从而形成液压回路。可动组件18以及漫射膜14均界定了腔体20的壁，这些壁形成了与液压液体22接触的可动活塞表面。
液压液体22的密度是空气的密度的至少10倍。液压液体22尤其是油。有利地，该液体是铁磁液体。为此，液压液体22包括悬浮颗粒，这些颗粒包含铁并且适于传输磁场。
承载结构12包括界定了盒体(saladier)的环(virole)30，连接到环的外周的膜14在其一端通过环形可变形接合件而卡合到环，从而确保密封性，并且使膜14维持在其静止位置。
环30在其另一端承载马达16，马达16包括结合有环形磁体36的框架34。该框架界定了由箭头38标识的环状磁路，可动组件18穿过该环状磁路可移位地安装。
框架34与可动组件18和膜14一起界定了充满液压液体的腔室20。
框架34具有由圆盘形成的基部42，环形磁体36在其外周维持抵靠该圆盘的内表面。环形磁体36插入在基部42与垫圈46之间。它们一起形成磁路38。
基部42在其内表面上具有环50，环50以轴线X-X为中心并且与垫圈46的内表面相对地延伸，与之一起界定了表示为52的径向间隙。
可动组件18包括环形形状的结构53，其安装在间隙52中、可沿轴线X-X滑动移位。
为此，衬垫54覆盖垫圈46的内表面以及其朝向膜14的表面。
可动组件的环形结构53在其外周包括裙缘58，其安装在衬垫54中、可沿着密封联结滑动移动。可弹性变形的导向接合件60设置在衬垫54与可动组件18之间。
可动组件18在其环形结构53上包括设置在间隙52中的裙缘58上的线圈70。该线圈通过穿过基部42的柔性导体连接到激励源，如音频放大器。
可动组件的环形结构53具有轴向通道72，圆筒形芯体74可滑动移动地容纳在轴向通道72中，从而形成膜14的轴向延伸。该通道72以内部引导裙缘76为边界，芯体74以紧密嵌合的方式在内部引导裙缘76中滑动，以确保密封性。
将理解的是，对于这样的扬声器，在线圈70中的电流变化期间，可动组件18因拉普拉斯力而轴向移位，拉普拉斯力是由线圈中的电流流动产生的，线圈本身安置在磁场中。
取决于线圈中电流的变化方向，可动组件18要么如图2所示向着膜移位，要么如图3所示远离膜移位。
在可动组件18的移位的作用下，液压液体22在可动组件18的垂直于轴线X-X并与液压液体接触的活塞表面的作用下被抽吸或压缩。
不可压缩的液压液体的移位导致如图2所示的膜的芯体40的抽吸或如图3所示的该芯体的抛出，从而导致膜14如图2所示向着可动组件14移位、或者如图3所示相反地移位远离可动组件18。可动组件18和膜14于是沿相反的方向移位。
与液压流体接触的可动组件的活塞表面的面积等于π(d2 2-d1 2)/4，其中，d2为可动组件18的外径，并且d1为膜的芯体74的直径。该面积有利地大于与液压液体22接触的膜14的活塞表面的面积，该面积等于πd1 2/4。
这样，可动组件18的轴向移位小于膜14沿着该相同轴线X-X的对应的轴向移位。
有利地，膜14和可动组件18的活塞表面的面积使得可动组件18的活塞表面的面积与膜14的活塞表面的面积之比等于膜的移动质量M14与可动组件的移动质量M18之比，即：
通过这样的尺寸设计，扬声器10的重心沿轴线X-X保持固定，而不管膜14和可动组件18的位置如何，从而避免了扬声器在其运转期间的整体上的任何移位。
这样的扬声器中的变换比μ被定义为：沿着膜14的轴线X-X的轴向移位与可动组件18的轴向移位之比。
有利地，变换比为负，从而使得能够至少部分地在膜14与可动组件18的惯性力之间进行补偿。
有利地，使用刚性材料来形成界定液压回路22的元件，并且液压液体20是不可压缩的。变换比μ于是与扬声器所放送的频率无关。
作为变型，液压液体是可压缩的，例如由油和溶解在油中的气体形成，和/或界定液压回路22的元件之一是柔性的，芯体40例如由轴向可弹性变形的聚合物圆筒形块形成。变换比μ于是可根据扬声器所放送的频率并且根据膜的位置而变化。
在图4中示出了实施变型，其中，与先前实施例的元件相同或对应的元件由相同的参考标号来标出。
在此，可动组件18由磁体组装件36形成，磁体组装件36可相对于承载结构12移动，而线圈70与承载结构12成为一体。
膜14相对于承载结构12而不再相对于可动组件18被引导。
更确切地说，延伸裙缘30从而在其端部之一处形成盒体的基部42具有盆的形状。它在内部界定了腔体20。
裙缘30包括内部边缘102，其确保了对线圈70的支撑、对膜14的引导、对可动组件18的引导。
该内部边缘102具有围绕轴线X-X成角度地均匀分布的孔104，其中容纳有由平行于轴线X-X的杆形成的滑动件106，在孔104中滑动引导滑动件106。这些杆在膜14的外周与膜14成一体。
滑动件106与孔104之间的紧密嵌合确保了对液压液体20的密封性。
螺旋弹簧108被压紧在基部42与滑动件106的自由端之间，以便在没有电流在线圈70中流动的情况下使膜104维持在预定的静止位置。
边缘102界定了环形凸肩，线圈70保持固定在环形凸肩中。线圈70相对于扬声器的固定结构不可移动。
边缘102在内部具有衬垫120，可动组件18安装在衬垫120中、以对液压液体22密封的紧密布置沿轴线X-X滑动。
由磁体组装件形成的可动组件18由两个圆盘形磁体36组成，这两个磁体36沿轴线X-X极性相反地设置。这些磁体通过外周非磁性环134彼此联结并相对于彼此维持在固定位置。外周非磁性环134在衬垫120中滑动。磁体组装件从而处于沿着线圈70的轴线。
在该实施例中，在线圈70中建立可变电流期间，使由磁体组装件形成的可动组件18沿着轴线X-X移位，从而导致液压液体22的对应移位。该液体作用在形成于滑动件106的端部的活塞表面上，以导致膜14沿相反方向移位。
如前所述，沿轴线X-X与液压液体接触的膜14和可动组件的活塞表面的面积比定义了膜14的轴向移位与可动组件18的轴向移位之间的变换比μ。
有利地，通过选择活塞表面的面积，该变换比的绝对值大于1，从而使得膜14的轴向移位大于可动组件18的轴向移位。
在图5中示出了可动组件18的实施变型。外周环13被环形磁体150替代，环形磁体150的磁场取向为径向，从而增大了总径向磁场的值。
可动组件具有类似于图4的形状，但是环形磁体150的直径小于圆盘形的磁体36的直径，从而在可动组件的外周在磁体之间设置环形空间152。
有利地，在图6的实施例中，线圈70在该环形空间152内偏移，同时相对于扬声器的承载结构维持固定。即使将可动组件18的轴向行程(d é battement)限于定义在线圈70与磁体36之间的轴向空间，这种布置也使得能够实现扬声器的径向紧凑的布置。
另外，由于变换比的绝对值远大于1而远小于膜14的轴向移位的可动组件18的小轴向移位使得能够仅使用线圈70与磁体36之间的很小的轴向空间。
在图4、图5和图6的布置的未示出的变型中，由通过环连接而形成或不形成一个磁体的两个圆盘形磁体形成的磁体组装件凿有轴向孔，穿过该轴向孔容纳有膜14的芯体40，如图1的实施例中那样。于是如在图1的实施例中那样在可动组件与膜之间进行膜的引导。于是消去了滑动件106。
图7示出了图4的扬声器的实施变型，其中，也由磁体组装件形成的可动组件18以及线圈70设置在基部42处、而不再在边缘102上。该边缘在裙缘30的整个横向表面上形成连续翘曲(voile)以界定腔室20。
在这里，基部42的底部凿有轴向孔160，轴向孔160以内部裙缘162为边界，以确保对可动组件18的密封引导。线圈70抵靠着裙缘162固定。
在该实施例中，膜14和可动组件18在相同方向上同步移位。这样，变换比μ严格大于1，从而减小了可动组件18的移位，可动组件18的移位比较轻的膜14的移位更重。
这样，有利地，更一般性地，变换比如前面的实施例中那样为负，或严格大于1。
在图8的实施例中，与先前实施例的元件相同或对应的元件由相同的参考标号标出。
在这些实施例中，扬声器包括两个膜14A、14B，这两个膜14A、14B都可沿着轴线X-X移动并且设置在承载结构12两侧。这些膜可在单个致动马达16的作用下沿相反的方向同时移位。
在该图中，扬声器在左侧部分仍采用图7的扬声器的布置，该膜表示为14A。在这里，基部42由环180向外延伸以形成用于保持第二膜14B的盒体。在这里，该环180与裙缘162成一体，亦即，它们由单个块形成。它凿有孔182，以使滑动件184的密封通道通向含有液压液体的腔体20并延伸膜14B。在滑动件184和106的端面上应用界定两个膜14A、14B的静止位置的弹簧108。
在如上所述的该实施例中，线圈70中的电流流动导致可动组件18的移位，这导致分别由两个相反的膜14A和14B操控的滑动件106和184在相反方向上的共同移位。
Claims (11)
1.扬声器(10)，其包括承载结构(12)、可相对于所述承载结构(12)移动的漫射膜(14；14A、14B)、和用于致动所述漫射膜(14；14A、14B)的致动马达(16)，所述致动马达(16)包括可相对于所述承载结构(12)移位的可动组件(18)，所述可动组件(18)机械连接到所述漫射膜(14；14A、14B)以使其同步移位，
其特征在于，其包括插在所述可动组件(18)与所述膜(14；14A、14B)之间的液压回路(20、22)，所述膜(14；14A、14B)和所述可动组件(18)均包括与所述液压回路(20、22)的流体(22)相互作用的可动活塞表面。
2.根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述致动马达(16)包括由所述可动组件(18)承载的激励线圈(70)和所述激励线圈(70)可移位地安装于其中的磁场建立装置(36)。
3.根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述致动马达(16)包括由所述可动组件(18)承载的至少一个磁体(36)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器，其特征在于，所述漫射膜(14)由所述可动组件(18)承载、并被引导以相对于所述可动组件(18)滑动。
5.根据权利要求4所述的扬声器，其特征在于，一方面所述可动组件(18)的活塞表面、以及另一方面所述膜(14)的活塞表面大体是回转的并且是同心的。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器，其特征在于，所述漫射膜(14)和所述可动组件(18)可在所述液压回路(20、22)的作用下沿相反方向同步移位。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器，其中，与所述漫射膜(14)和所述可动组件(18)的液压流体(22)相互作用的所述可动活塞表面使得变换比为负或严格大于1，所述变换比的定义如下：所述漫射膜(14)的直线移位与所述可动组件(18)的直线移位之比。
8.根据权利要求7所述的扬声器，其中，所述变换比的绝对值基本上等于所述可动组件(18)的移动质量与所述漫射膜(14)的移动质量之比。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器，其中，所述液压流体(22)是铁磁流体。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器，其中，所述扬声器包括两个可动漫射膜(14A、14B)，每个漫射膜包括与同一液压回路(22)的相同的液压流体(22)相互作用的活塞表面。
11.声音放送设备，其包括放大器和根据前述权利要求中的任一项所述的扬声器(10)。
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