CN1339236A - 扬声器 - Google Patents
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Abstract
一用于激励弯曲波的激励器,包括一音圈(5)、一具有孔(21)的磁体总成(11)及一支柱构件(23),该支柱构件具有通过该孔(21)而伸延的肋条(27),用于结合到顶部及底部底座(1,3)。
Description
技术领域
本发明涉及的是扬声器，尤其是谐振板式扬声器，如国际专利申请WO97/09842中描述的一般类型的那种谐振板式扬声器，以及用于这种谐振板式扬声器的振动激励器。本发明特别是涉及一种有一个或多个振动激励器嵌入该板结构中的谐振板式扬声器。
背景技术
嵌入激励器型谐振板式扬声器的以前设计是使用各种不同的组合与构型，但耗时而且制造困难。此外，也证明难以用嵌入的激励器产生适当的高频率性能(＜10kHz)。主要问题是在厚度的限制及在一板中建立弯曲波的方法，通常表面安装激励器是较简单而省时，而不损及宽频带板的需求。由于邻近激励器处的板结构不对称，故现行嵌入的振动激励器设计仍在板的每一侧具有不同频率响应。
发明内容
本发明的目的是提供一种嵌入激励器型谐振板式扬声器结构，以克服这些困难中的一项或多项。
从一个方面讲，本发明是一种将弯曲波能量施加于一谐振板的激励器，该激励器包括：一个线圈总成，该总成具有一个与第一底座相啮合的线圈；一个磁体总成，具有一个磁体、一个在该线圈内的内磁极片及一个在该线圈外部的外磁极片，该总成中构成有多个孔；一个支柱构件，在线圈的与第一底座相反的一端和一第二底座啮合，并具有经过磁体总成的孔延伸的突出部。
从另一个方面讲，本发明是一种扬声器，该扬声器包括一谐振板状构件及一前述的激励器，该激励器嵌入板状构件中使该板谐振而产生一声输出。
于是，激励器的设计可以是这样的，该激励器的线圈直接固定于在该线圈下方的一盘形底座上，同时，还经过一组肋状的轴向突出部固定于位于该线圈正上方的一相同底座上。该线圈的运动同时传递至下底座及上底座，两底座以同一方向运动。这两个底座可以在该板顶表面与底表面处粘固至板芯材料上。
附图说明
本发明以举例的方式在附图中进行了图解说明。其中：
图1是嵌入式惯性电动振动激励器一实例的分解图；
图2是图1所示激励器组合后的视图；
图3是嵌入一板中的激励器截面图；
图4是嵌入一板中的激励器第二实例截面图；
图5是激励器组合至一板中的示意图；
图6是激励器在一板中定向的示意图；
图7是嵌入式惯性电动激励器另一实例的频率响应曲线图；
图8是图1及图2所示类型的激励器的频率响应曲线图；
图9是使用一对激励器的功率响应示意图；及
图10是一实例中的底座结构示意图。
具体实施方式
参阅图1至图3，其中示出了一种电动激励器。一顶部底座1及一底部底座3构成了该激励器的顶表面与底表面。
一线圈总成包括一线圈5，该线圈安装在线圈架7上。该线圈总成装于底部底座3。一磁体总成具有一磁体杯11，该杯具有一基体13及侧壁15。磁体杯位于音圈5之上。磁体杯内侧具有一磁体17及一呈盘形的内磁极片19。磁体杯的基体和侧壁设有孔21。
一支柱构件23具有一环25以圆周方式绕该杯基体伸延，还具有肋条27通过该孔21伸延。泡沫支撑29用来与板芯材料相结合(或者与单独的支撑相结合)，保持磁体杯相对于线圈的位置，同时，仍允许磁体杯的运动。
三个等间隔的轴向肋条27结合到两个盘形底座及线圈支撑的侧壁上。如图所示，该垂直肋条看上去是穿过了该磁体杯。这是通过使用一图2所示的缺口磁体杯实现的，该杯可使肋条在三位置连接至该线圈总成。
图3是嵌入一板31中的激励器4的截面图。泡沫支撑29支持着磁体杯11。该板包括围绕着芯35的表层33；该激励器与该板的表面34齐平。
另一实例示于图4。支柱构件23可与线圈总成5一体形成。实际上，一个塑料模制件39是可以包括线圈架7及肋条27的。在此情况下，该环可省略的；可以将肋条粘至顶部底座或在顶部底座中设置槽37，以接纳该肋条。
该设计是不对称，因此，两侧间的频率响应可能会不同(可能只是很小)。然而，使用两个背对背的激励器是可能实现对称设计的，因而获得板两侧一致的频率响应，如图5及图6所示。
参阅图5，在板中加工了两个孔41，其尺寸对应于底座1，3的外径。
在板切割有一个缝43，而孔是在叠合该板前加工而成的。一定长度的铜轨45类似地也是在叠合该板前安装于该缝中。而后用环氧树脂固定第一及第二激励器47，49就位，两个激励器按同相接线。
图6说明了如何使第二激励器49与第一激励器47相反，以产生一更对称的结构与频率响应。
激励器最好是其周围的区域具有可与板相比较的弯曲刚度。就效果而言，由轴向肋条连接起来的底座形成了夹层式结构，该结构具有可与该板其余部分相比较的阻抗。但因底座是很薄，故会发生与底座直径、密度及刚度相关的孔效应。欲增加底座的谐振频率，可能要到达听觉频率带宽以外的位置，一小直径、硬、低密度的底座是优选的。底座的结构必须也能有效传递弯曲波至该板。
通过连接线圈至轴向肋条，增加了线圈的有效质量。如该有效质量太高，会导致高频率衰减。欲防止这种影响，垂直肋条的质量必须减少，但应保持足够的刚度以在二底座间传递力。截至目前，使用的肋条是由聚氨酯热塑材料的型材(厚1mm)制成，然而，其他热塑材料以及可能的其他轻金属等材料也是可采用的。
该激励器设计用的重要参数如下：
(i)底座材料，直径，厚度及密度；
(ii)轴向肋条材料特性，刚度及密度；
(iii)线圈直径。
在下述范例中，选用了下述规格的嵌入板：
尺寸：600×530mm
最大Rohacell厚度：10-12mm
激励器设计限制因数：
(i)最小总激励器厚度＝8mm
(ii)最佳激励器尺寸一25mm直径
厚度限制意味着，对于板总厚度为12mm时，应限制该底座厚度于约2mm。最佳激励器尺寸是视该板所需响度而定，亦即较小直径的激励器可能无法加施足够力量至该板中。该限制是说明最小的底座直径定在约40mm。
定下激励器参数及板的一些参数后，即可评估该底座的选择。
已评估的该底座选择如下：
表1：底座结构及频率上限
| 选择项目 | 底座材料 | 底座厚度 | 板芯材料 | 频率上限 |
| 1 | 聚碳酸酯 | 1mm | Rohacell IG 5110mm厚 | 8kHz |
| 2 | 聚苯乙烯 | 1.25mm | Rohacell IG 5110mm厚 | 10kHz |
| 3 | 8.00mm Rohacell IG 51压缩至1.7mm | 1.7mm | Rohacell IG 5110mm厚 | 12kHz |
| 4 | E-Gls 104gsm聚酯胶片w/Rohacell IG 51 1mm厚 | 1.2mm | Rohacell IG 5110mm厚 | 10kHz |
| 5 | E-Gls 104gsm聚酯胶片w/4.00mm Rohacell IG 51压缩至1.8mm | 2mm | Rohacell IG 5112mm厚 | 15kHz |
表1说明增加底座厚度是会改善板的高频率性能，直到最大可能厚度2mm。使用一较厚的板或减少激励器的厚度，以使底座具有较高的厚度，可更进一步增加高频率限。
一底座1，3可具有一内有芯53的表层51夹层式结构(图10)。与单一结构相较，该夹层式结构底座看起来改善了高频性能。此可能是因为该夹层式结构具有高的刚度/重量比。
就这些板而言，该板的线圈侧频率不同于该板的磁体侧频率，因此该板的两侧都要测量与比较。就所有的嵌入式板而言，在该板两侧之间具有差异，主要是在即高频率性能上。理想情况是频率响应需要相同，参阅下述的结果。
图7说明了具有单一激励器的嵌入式板的频率响应。在此情况下，高频率性能是不平均的，即该板的磁体侧在7-8kHz左右具有一个“抽吸段”。
该材料的高频率极限约在10kHz左右。高频性能看起来是与该底座的特性有关。该夹层式结构底座改善了高频率性能。
优选地，为了简化制造过程，该底座、垂直肋条及泡沫支撑可以通过注塑法形成一单一零件。
热塑底座的设计更适合于低成本板，这时不要求高频性能。
夹层式结构底座具有优异的高频性能，更适合于宽带宽很重要的场合。
较厚的夹层式结构底座会改善该板的高频性能。可以使用较薄激励器或较厚的板。
与使用单一双底座激励器相比，可以期望嵌入板中的背对背激励器能够在各个板表面具有更加相似的频率响应。实情即是如此。
图8说明了具有两个激励器的板在其每一侧的频率响应，其可与图7所示的具有一个激励器的板的相似曲线相比较。图8表示出改良的匹配，例如，在7-8kHz处的总不对称是平顺。
为了评估具有双激励器(一为反向)嵌入式板的功率响应，对功率响应进行了测量。测量非常好地说明了板如何发声至人耳。通过使用Missa测量系统进行的一系列极坐标测量(polar measurement)并对结果平均而得到该板在1V均方根值输入时板的平均功率测量值，就能够实现上述的情况。该响应如图9所示。功率测量说明了嵌入式板能够产生高达约17kHz的高频率输出并具有一相当平顺的输出。
本发明不仅限于前述的实施例。特别是，虽然该激励器的特性通过将支柱构件接近音圈设置而得到了显著的改善，这样做要求该支柱构件通过该磁体总成，因而该磁体总成必须具有孔，但是，激励器在该磁体总成外侧设置支柱构件，可以构成一个不如上面好的实例。在此情况下，该支柱构件跨过第一及第二底座间的空隙，然后例如使用粘结剂固定于每一底座，这样，该支柱构件就可以把第一及第二底座结合起来。
Claims (15)
1.一种将弯曲波能量施加到一板中的激励器，包括：
一音圈总成(5，7)，具有与第一底座(3)啮合的音圈(5)；
一磁体总成(11)，具有磁体(17)、在所述线圈(5)中的内磁极片(19)及在所述线圈(5)外侧的外磁极片(15)，该磁体总成中构成有孔(21)；
一支柱构件(23)，在线圈(5)的与第一底座(3)相反的一端和第二底座(1)啮合，该支柱构件(23)具有通过磁体总成(11)的孔(21)延伸的突出部(27)。
2.根据权利要求1的激励器，其特征在于，还包括弹性支撑(29)，支持磁体总成(11)，使该磁体总成(11)作轴向运动，使该激励器具有一惯性激励器的功能。
3.根据前述任一权利要求的激励器，其特征在于，磁体总成(11)包括在线圈(5)一端上的磁体杯(13，15)，该杯的侧壁(15)形成了该外磁极片，至少是该杯的基体(13)构成有所述的孔。
4.根据前述任一权利要求的激励器，其特征在于，该支柱构件(23)的突出部是多个轴向的肋条(27)。
5.根据权利要求4的激励器，其特征在于，包括一个连结所述肋条(27)的环(25)。
6.根据权利要求4或5的激励器，其特征在于，所述的肋条(27)连接至线圈(5)的外侧。
7.根据权利要求1到3中任一项的激励器，其特征在于，音圈(5)位于一个线圈架(7)的周围，所述支柱构件(23)与该线圈架是一体的。
8.根据前述任一权利要求的激励器，其特征在于，还包括在线圈总成(5，7)一端的一第一底座(3)和通过支柱构件(23)结合在线圈另一端的一第二底座(1)。
9.根据权利要求8的激励器，其特征在于，该第二底座(1)具有至少一个用来定位所述支柱构件的槽(39)。
10.根据权利要求8的激励器，其特征在于，每个所述的底座具有夹有一个芯(53)的表层(51)。
11.一种扬声器，包括：
一个板(31)，用于支撑弯曲波模式，及
一个根据前述任一权利要求的激励器(47)，其被嵌入该板(31)中，用来激励弯曲波模式以产生一声输出。
12.根据权利要求11的扬声器，其特征在于，还包括另一个根据权利要求1至10中任一项的激励器(49)，其被嵌入该板(31)中。
13.根据权利要求13的扬声器，其特征在于，所述另一个激励器(49)与所述第一激励器(47)是颠倒安装的。
14.根据权利要求11到13中任一项的扬声器，其特征在于，所述的激励器(47，49)是根据权利要求8至10中任何一项的激励器，所述的底座(1，3)与板的前表面和后表面(34)齐平。
15.一种将弯曲波能量施加至一板中的激励器，包括：
一线圈总成(5，7)，具有与第一底座(3)啮合的线圈(5)；
一磁体总成(11)，具有磁体(17)、在所述线圈(5)中的内磁极片(19)及在所述线圈(5)外侧的外磁极片(15)，线圈总成和磁体总成设置成能够进行相对运动；
一支柱构件(23)，将第一底座(3)结合到一第二底座(1)，第二底座(1)位于所述线圈(5)的与第一底座(3)轴向相反的一端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |