CN1638530A - 扬声器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扬声器装置,包括:第一隔膜;沿着驱动方向与第一隔膜同轴布置的第二隔膜;具有隔膜支持部分的框架;以及音圈线轴,其中:第一隔膜和第二隔膜的外周部分分别固定到隔膜支持部分上;第一隔膜和第二隔膜的内周部分连接到一起并且固定到音圈线轴上,从而在第一隔膜、第二隔膜和框架之间形成密封空间;以及音圈线轴通过所述密封空间内的气体的弹性而得到支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种扬声器装置,更具体地,涉及一种通过减小扬声器装置的轴向尺寸来减小其厚度的改进。
背景技术
图1示出普通类型的电动扬声器装置的传统结构。
这种扬声器装置1由如下部件构成:磁路3;框架5,磁路3附装到该框架的后端上;锥形隔膜9,其具有固定到作为框架5前端的隔膜支持部分5a上的周向辊形边缘7;以及,缠绕在圆柱形音圈线轴11上的音圈12。
磁路3由如下部件构成:磁轭15,其结构为圆柱中心柱15b从盘形板15a的中心突出;环形磁体16,其松动地装配到中心柱15b的外周上;以及,环形顶板17,其松动地装配到中心柱15b的前边缘上,以便将磁体16保持在板15a和顶板17之间。
顶板17和中心柱15b之间的空间形成磁间隙19,音圈12设置在该间隙内。
在隔膜9的中心形成开口9a,音圈线轴11穿过该开口。与隔膜9的周向边缘相连的边缘7固定到隔膜支持部分5a上,并且使沿着边缘7的外周设置的安装凸缘部分7a被夹持在隔膜支持部分5a和附连到隔膜支持部分5a上的环形垫圈21之间。形成开口9a的隔膜9内周部分9b通过粘结剂等固定到穿过开口9a的音圈线轴11的周边上。
防尘盖23附连到隔膜9的中心部分上。该防尘盖23覆盖音圈线轴11的前端,以防止尘土等进入磁间隙19。
圆柱形音圈线轴11以可以轴向移动的方式松动地装配到中心柱15b的周边上,并且通过阻尼件25弹性地支持在框架5上,从而限制其轴向运动。
通常,具有如下结构的阻尼件被广泛用作阻尼件25:其中,相对音圈线轴11同心地形成波纹结构(例如,参见JP-A-63-155900和JP-A-11-262085)。
阻尼件25的周向边缘固定到框架5的阻尼件支持部分5b上,其内周部分固定到音圈线轴11的周边上,该阻尼件限制音圈线轴11的轴向位移。此外,当隔膜9被驱动时,该阻尼件25通过波纹结构的变形吸收隔膜9的振动能量,从而在隔膜9上执行振动阻尼。
框架5通常具有如下结构:其中,在隔膜支持部分5a和阻尼件支持部分5b之间任意地设置开口5c。这些开口5c用作当隔膜9被驱动时释放背压的空气孔,同时用来减小框架5的重量。
在扬声器装置1中,当声学信号通过输入端和引线(两者均未示出)输入音圈12时,隔膜9通过音圈线轴11的往复振动而被振动,从而执行声音再现。
发明内容
近来,已经出现了大量车内声学系统,其装备有用以再现重低音的扬声器装置,例如低音用扩音器和次低音用扩音器。
这些车内声学系统的一个重要问题是,减小扬声器装置的厚度,从而将扬声器装置安装到深度直径受到限制的空间上,例如车辆门和顶板。
但是,在传统扬声器装置1中,由于音圈线轴11被上述阻尼件25弹性支持,且必须确保设置阻尼件25的空间在隔膜9和磁路3之间,所以,用于阻尼件25的安装空间使得难以减小扬声器装置1的轴向尺寸,并且成为限制减小扬声器装置1的厚度的瓶颈。
此外,阻尼件25的刚度通常大于边缘7的刚度,因此,在长时间使用后比边缘7更早地发生机械疲劳,从而存在由于阻尼件25控制性能的退化而引起故障的风险。
此外,当振动在阻尼件25的波纹结构的相邻脊之间传播期间,会因此发生非常规振动和刺耳声音,这些非常规振动和刺耳声音可能会不利地影响音圈12和隔膜9的振动,并且损害音质。
以下通过示例形式列举本发明待解决的问题:由于必须确保用于阻尼件的安装空间,而导致出现难以减小扬声器装置轴向尺寸的问题;长时间使用后,由于机械疲劳而降低阻尼件的支持性能,从而导致失效的问题;以及,由于阻尼件的变形,导致出现非常规振动和刺耳声音的问题。
为了解决上述问题,根据本发明,提供一种扬声器装置,包括:第一隔膜;第二隔膜,其布置成沿着驱动方向与第一隔膜同轴;具有隔膜支持部分的框架;以及,音圈线轴。其中,第一隔膜和第二隔膜的外周部分分别固定到隔膜支持部分上,第一隔膜和第二隔膜的内周部分连接到一起并且固定到音圈线轴上,从而在第一隔膜、第二隔膜和框架之间形成密封空间,音圈线轴通过容纳在所述密封空间内的气体的弹性得到支持。
附图说明
通过下文参照附图的详细描述,可以使本发明的这些和其他目的和优点更加明了,附图中:
图1是示出根据现有扬声器装置的结构的纵剖视图;
图2是示出根据本发明的扬声器装置的第一实施例的纵剖视图;
图3是图2所示扬声器装置的操作的说明性视图;以及
图4是示出根据本发明的扬声器装置的第二实施例的关键部分的纵剖视图。
具体实施方式
接下来参照附图详细描述根据本发明的扬声器装置的优选实施例。
(第一实施例)
图2是根据本发明的扬声器装置的第一实施例的纵剖视图,图3是当图2所示扬声器装置被驱动时的操作的说明性视图。
如图2所示,根据第一实施例的扬声器装置30包括:磁路33;框架35,磁路33附装到该框架的后端上;第一隔膜41和第二隔膜42,其沿着驱动方向(与扬声器装置30的中心线37平行的方向)布置成共轴;以及,缠绕在圆柱形音圈线轴45上的音圈46。
磁路33包括:磁轭51,其具有圆柱形中心柱51b从盘形板51a突出的结构;环形磁体53,其松动地装配到中心柱51b的周边上;以及,环形顶板55,其松动地装配到中心柱51b的前边缘上,以便将磁体53保持在顶板55和板51a之间。顶板55的内周边和中心柱51b之间的空间形成设置音圈46用的磁间隙57。
框架35具有浅碗形状,磁路33附装到底板部分35a的内表面上,并使得磁轭51的板51a置于底板部分35a的内表面上。
该框架35设置有用于第一隔膜41的隔膜支持部分35c和用于第二隔膜42的隔膜支持部分35d,这两部分分别沿着驱动方向位于彼此分开的位置。
设置在这两个隔膜支持部分35c和35d之间的周向壁35b是不具有开口的密封壁,但是在隔膜支持部分35d和底板部分35a之间任意地设置有开口35f,该开口用作通风孔,用来释放隔膜41和42的背压。
需要指出,框架35的隔膜支持部分35c的背面用作与扬声器室的隔板71紧密接触地固定在一起的凸缘面。
第一隔膜41和第二隔膜42是锥形隔膜,作为第一和第二隔膜的相应外周边部分的边缘61和62分别固定到框架35的隔膜支持部分35c和35d上,同时,第一和第二隔膜的内周部分41b和42b连接到一起并且固定到音圈线轴45上。
这些边缘61和62优选地使用均由具有较高内损失(intemal loss)的材料制成的元件,目的在于缓解从形成相应隔膜41和42主体的锥形纸盆传递的振动。例如,优选地,通过将由不同于锥形纸盆的材料(内损失高于锥形纸盆的材料)制成的元件与相应隔膜41和42相连,形成边缘61和62。
设置在扬声器装置前侧上的第一隔膜41具有中心开口,该开口的直径设定为大于设置在扬声器装置前侧上的第二隔膜42的开口的直径,边缘61设置有鼓出部分61a,该部分从第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67向外(向着扬声器装置的前侧)鼓出。
设置在第一隔膜41背侧上的第二隔膜42具有中心开口,该开口的直径设定为基本等于音圈线轴45的外径,边缘62设置有鼓出部分62a,该部分从第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67向外(向着扬声器装置的背面)鼓出。
顺便提及,鼓出部分61a和鼓出部分62a的鼓出方向不限于图2所示的情况。
第一隔膜41的边缘61和第二隔膜42的边缘62分别固定到框架35的两个隔膜支持部分35c和35d上。
顺便提及,第一隔膜41的边缘61固定到隔膜支持部分35c上,并使得形成为从边缘61的外周边部分延伸的安装凸缘部分61b卡在垫圈65和隔膜支持部分35c之间。
第一隔膜41的内周部分41b在与位于内周部分41b之后的第二隔膜42重叠的情况下与第二隔膜42相连。
装备防尘盖23,使其附连到第一隔膜41的中心部分上。该防尘盖23覆盖音圈线轴45的前端,以防止灰尘等进入磁间隙57。
第二隔膜42的内周部分42b通过粘结剂任意地固定到音圈线轴45的周边上,从而得到如下结构:其中,第一隔膜41的内周部分41b和第二隔膜42的内周部分42b连接到一起,并且固定到音圈线轴45上。
圆柱形音圈线轴45以可以轴向运动的方式松动地装配到中心柱51b的周边上,并且通过与音圈线轴45的周边相连的第二隔膜42得到轴向和径向定位。
在第一实施例的情况下,由第一隔膜41、第二隔膜42和框架35围绕的空间67是空气密封的。
当第一隔膜41和第二隔膜42通过音圈线轴45的轴向位移而被驱动时,密封在第一隔膜41和第二隔膜42之间的、例如空气的气体通过第一隔膜41和第二隔膜42的位移以及边缘61a和62a的位移而被压缩,如图3所示,从而提供类似于空气弹簧的弹性。
在第一实施例中,使第一隔膜41的有效面积是S1,使第二隔膜42的有效面积是S2,有效面积之间的差S为S=S1-S2。使第一隔膜41和第二隔膜42之间密封空间67中的空气体积为V,作为空气弹簧的弹性的恒定指标的刚度正比于S/V。
即,在第一实施例中,音圈线轴45受控地被空气弹簧的弹性支持,所述空气弹簧设置在第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67中。
在根据第一实施例的扬声器装置30中,第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67中的空气弹簧的弹性吸收音圈线轴45以及第一隔膜41和第二隔膜42的振动能量,从而控制音圈线轴45以及第一隔膜41和第二隔膜42,这样,不再需要能够设置在现有扬声器装置中的那类控制阻尼件。
即,在扬声器装置30中,由于第一隔膜41和第二隔膜42自身用作控制第一隔膜41和第二隔膜42的振动的阻尼件,因此不需要在第一隔膜41和第二隔膜42之后装备弹性支持音圈线轴45的阻尼件。因此,通过省略阻尼件和用于安装阻尼件的空间来减小扬声器装置的轴向尺寸,从而减小扬声器装置30的厚度,这是车内声学系统等所需要的。
此外,同轴地装备在第一隔膜41之后、用于得到第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67的第二隔膜42可以使用与第一隔膜41相同的材料,并且与具有现有波纹结构的阻尼件相比更加不易发生机械疲劳。因此,可以防止由于构件的机械疲劳而降低性能,从而实现扬声器装置的长寿命。
此外,在现有阻尼件中,变形在振动传播阶段从波纹部分(波浪状部分)的各脊部传送到相邻脊部,与具有波纹结构的现有阻尼件的情况不同,不会第一隔膜41或第二隔膜42中发生较大的局部变形,因此,不会发生损害音质的非常规振动和刺耳声音,并且可以实现高质量纯声的再现。
此外,在第一实施例的扬声器装置30中,第一隔膜41和第二隔膜42的边缘61和62可以在第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67容纳的空气压力的帮助下抵抗由于背压而引起的变形。此外,由于第一隔膜41和第二隔膜42承受背压,作用在执行声音再现的第一隔膜41的背压的幅度可以减小,以便改进再现声音的音质。
图4是根据本发明的扬声器装置的第二实施例的关键部分的纵剖视图。
在根据第二实施例的扬声器装置40中,在图2和3所示的第一实施例的扬声器装置30中同轴地布置的第一隔膜41和第二隔膜42通过图4所示的肋81(连接件)相连。该肋81任意地设置在具有预定间隔的多个位置。
由于第一隔膜41和第二隔膜42通过肋81相连,因此在两者之间形成密封空间67的第一隔膜41和第二隔膜42的每一个的刚度都得到加强,因此,通过提高声音振动等的传播速度实现高质量的声音再现。
此外,由于第一隔膜41和第二隔膜42通过肋81相连,振动能量能够快速地分散到各第一隔膜41和第二隔膜42的较宽面积上,因此可以抑制其局部扭曲,从而可以减小由于吸收的振动而施加在第一隔膜41和第二隔膜42上的载荷,并可以提高第一隔膜41和第二隔膜42的抗疲劳性能。
在第一和第二实施例中,使位于第一隔膜41的背侧上的第二隔膜42的内径小于位于前侧上的第一隔膜41的内径,并且使第二隔膜42的内周部分于音圈线轴45相连。但是,相反地,也可以通过采用如下结构使第一隔膜41的内径小于第二隔膜42的内径:其中,第二隔膜42的内周部分与第一隔膜41的中间部分整体相连,第一隔膜41的内周部分与音圈线轴45相连。
此外,还可以采用如下结构:使第一隔膜41和第二隔膜42的内径与隐音圈线轴45的外径相等,并且其内周部分与音圈线轴45直接相连。
如上详细描述地,根据本发明第一和第二实施例的各扬声器装置30和40包括沿着驱动方向同轴布置的第一隔膜41和第二隔膜42,第一隔膜41和第二隔膜42的外周部分61和62固定到框架35的隔膜支持部分35c和35d上,同时第一隔膜41和第二隔膜42的内周部分41b和42b连接到一起并且固定到音圈线轴45上。由第一隔膜41、第二隔膜42和框架35围绕的空间67被密封,音圈线轴45通过容纳在密封空间67中的气体的弹性得到支持。
因此,第一隔膜41和第二隔膜42之间的密封空间67中的空气弹簧的弹性控制音圈线轴45以及第一隔膜41和第二隔膜42的振动,所以不再需要控制专用的阻尼件。
因此,通过省略阻尼件和安装该阻尼件的空间减小扬声器装置30的轴向尺寸,从而减小扬声器装置的厚度,这是车内声学系统尤其需要的。
由于第二隔膜42可以使用与第一隔膜41相同的材料,因此与具有现有波纹结构的阻尼件相比,第二隔膜42质量轻并且不易发生机械疲劳。因此,可以防止由于组件的机械疲劳而降低阻尼性能,从而实现扬声器装置的长寿命。此外,由于没有发生较大的局部变形,不会发生损害音质的非常规振动和刺耳声音,可以实现高质量纯声的再现。
上文对本发明优选实施例做出的描述的目的在于展示和描述。本发明并不限于所公开的具体形式。考虑到上述指导或通过对本发明的实践,可以对本发明做出修改和改变。对所选实施例的描述是为了解释本发明的原理及其应用,从而使本领域技术人员能够通过各种实施方式以及通过与想到的具体应用相适应的各种修改来使用本发明。本发明的范围由权利要求及其等价物限定。
本发明要求2003年12月24提交的日本专利申请No.JP2003-428374的优先权。该在先申请的公开内容被本申请引用作为参考。
Claims (4)
1、一种扬声器装置,包括:
第一隔膜;
沿着驱动方向与第一隔膜同轴布置的第二隔膜;
具有隔膜支持部分的框架;以及
音圈线轴,其中:
第一隔膜和第二隔膜的外周部分分别固定到隔膜支持部分上,
第一隔膜和第二隔膜的内周部分连接到一起并且固定到音圈线轴上,从而在第一隔膜、第二隔膜和框架之间形成密封空间,以及
音圈线轴通过所述密封空间内的气体的弹性而得到支持。
2、如权利要求1所述的扬声器装置,其中,所述第一隔膜和第二隔膜分别固定到沿着驱动方向彼此隔开定位的隔膜支持部分上。
3、如权利要求1所述的扬声器装置,还包括连接所述第一隔膜和第二隔膜的连接件。
4、如权利要求1所述的扬声器装置,其中,所述第一隔膜和第二隔膜分别包括隔膜体,所述隔膜体由与各外周部分不同的元件制成。
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