CN1788525A

CN1788525A - 具有声学板的扬声器单元

Info

Publication number: CN1788525A
Application number: CNA2004800130601A
Authority: CN
Inventors: D·M·E·科南
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: PSS Belgium NV
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2006-06-14
Also published as: US20080085016A1; WO2004100605A1; KR20060009009A; EP1629688A1; JP2006526333A

Abstract

一种扬声器单元包括框架(1)、声学板(3)、用于激励声学板的电激励器(5)以及调谐元件(7)。所述板从所述框架上悬挂下来并具有两个基本上平行的主侧面。所述激励器布置在第一主侧面(13)上并包括固定部分和移动部分，所述移动部分被固接在所述声学板上，所述板在所述激励器的激励下产生声辐射。所述调谐元件布置在第二主侧面(14a)上、向与所述电激励器相对一侧延伸并连接到所述框架上。为了便于所述单元的制造，所述调谐元件具有延伸通过所述声学板内的通道的安装件(7a)，所述电激励器的固定部分安装在所述安装件上。

Description

具有声学板的扬声器单元

本发明涉及一种扬声器，其包括框架、从所述框架上悬挂下来并具有两个基本上平行的主侧面的声学板、用于对声学板进行激励的电激励器以及调谐元件，电激励器布置在所述主侧面的第一主侧面上并包括固定部分和移动部分，移动部分被固接在声学板上，声学板在激励器的激励下产生声辐射，调谐元件布置所述主侧面的第二主侧面上、向电激励器相反方向延伸并与框架相连。

PCT专利申请WO01/87002中披露了一种板形扬声器，其包括框架和具有第一主表面和与第一主表面平行的第二主表面的板。所述扬声器还包括具有安装在固定于所述板的线圈架上的移动式励磁线圈的激励器和用于在气隙上与励磁线圈配合的固定磁场单元。当激励器被激发时，所述板能够维持弯曲波并具有对其固有的弯曲波振动的谐振模进行分布，这导致了声辐射。扬声器具有延伸到所述板的第二主表面附近并与激励器相对定位的盘状调谐元件，从在所述板和激励器之间形成了谐振腔。

固定磁场单元包括磁轭和永久磁铁，线圈架通过弹性悬挂装置从磁场单元上悬挂下来。实际上，磁场单元被固定在框架部分或与框架紧固的支架上。附图中的图3表示了具有上述结构的板形扬声器。公知的扬声器具有框架(100)并包括具有第一主表面(102A)和与第一主表面平行的第二主表面(102B)的板(102)。所述板通过悬架(104)与框架相连。扬声器也包括激励器(106)和高频调谐元件(108)。激励器具有固定磁场单元(106A)和移动励磁线圈(106B)。固定磁场单元被固定在与框架相连或是框架一部分的支架(100A)上，支架基本上与所述板平行延伸并与第一主表面相对定位。励磁线圈安装在固定于所述板的第一主表面并从磁场单元上悬挂下来的线圈架(110)上。调谐元件与激励器相对定位并被固定在与所述板平行以及与第二主表面呈一定距离的格栅(112)上。格栅直接固定在框架上。支架的存在使扬声器体积相当大，尤其是那样一种扬声器具有几乎跨越了整个板面积的相当大的高度。

在许多应用中需要非常紧凑的扬声器装置。在这些应用中难以实现激励器完全刚性的安装。

为此，本发明的一个目的是以实现合乎要求的激励器的安装的方式改进在开头段落中限定的扬声器单元，从而无需使扬声器单元体积过大。

这一目的通过根据本发明的扬声器实现，所述扬声器包括框架、从所述框架上悬挂下来并具有两个基本上平行的主侧面的声学板、用于对声学板进行激励的电激励器以及调谐元件，电激励器布置在所述主侧面的第一主侧面上并包括固定部分和移动部分，移动部分被固接在声学板上，声学板在激励器的激励下产生声辐射，调谐元件布置所述主侧面的第二主侧面上、向电激励器相反方向延伸并与框架相连，其中调谐元件具有通过声学板内的通道延伸的安装件，电激励器的固定部分被安装在安装件上。调谐元件本身改进了特别是在高频段频率下的重新放音。

由于安装件的存在，用于安装激励器的本身公知的占用空间的安装支架可被省去。替代的是，通过采用安装件节省了空间，使得跨越所述板上大面积区域尤其是激励器周围的区域的扬声器可变得相当薄。除了这一优点，已经证明激励器安装到框架上非常简单容易，激励器得到的固定也非常可靠。

出于制造的原因，将安装件构造成与调谐元件一体是有利的。对调谐元件适宜的材料举例来说可是金属例如铝、铸铝或低碳钢，还可是塑料例如聚酰胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(acrylonitrilebutadiene styrene polymer)、聚丙烯或聚苯乙烯。

在实际的实施例中，框架包括透音盖，其至少基本上与声学板平行延伸并支承调谐元件。该盖可是格栅形式的。

通过将调谐元件与透音盖形成为一体也可使扬声器的制造简化。

在一个实施例中，安装件是杆形，尤其是圆柱形。剖面是圆形的。

另外，出于制造的原因，使电激励器的固定部分具有安装孔是有利的，安装件插入并固定在安装孔中。可通过固定装置例如卡锁装置或粘合剂或者通过摩擦实现固定。

根据本发明的扬声器的一个有利的实施例的特征在于，声学板具有位于与电激励器相对一侧的切口并包括封盖所述切口的薄膜，所述薄膜形成了调谐区域，如果在相同条件下测定，调谐区域的基频谐振频率比所述板的其它任何相似区域的基频谐振频率更低，所述通道由所述切口和所述薄膜上的开口形成。

听力测试已经揭示，上述调谐区域的存在形成了对重新放音基本上的改善，特别是在中间频段的频率下。测定已经显示，平衡的能量特性可产生最好的声音效果。

支承于外周的圆形薄膜区域的基频谐振频率f₀由公式

f_{0} \approx \frac{1}{r^{2}} \cdot \sqrt{\frac{B}{μ}}

给定，其中r是相关区域的半径(m)；B是所述区域的材料的抗弯刚度(Nm)；μ是所述区域的表面密度(kg/m²)。因此用于对薄膜的基频谐振频率进行调整的参数是抗弯刚度、表面密度以及半径。通过实验发现，如果调谐区域的基频谐振频率小于1500Hz，则可获得最好的结果。

用于薄膜适宜的材料举例来说是某种热塑性塑料例如聚氯乙烯或玻璃纤维环氧树脂。

已经显示，通过使薄膜具有调谐孔也就是与电激励器相对的一个相当小的开口也可以改善声音效果。这一特征尤其用于减少第三谐波失真。

尤其适于用在本发明的扬声器单元内的声学板包括两个壁体，其形成了板的主侧面，在两壁体之间延伸的平行的带形隔条构件与壁体相连。壁体和隔条优选是由用于声学板的材料制成，所述材料的临界阻尼是用于声学板的相关材料临界阻尼的至少2.5％。机械上，该声学板是各向异性的，其能够相当容易地绕与隔条平行延伸的轴线弯曲并相当难以绕横向于隔条定向的轴线弯曲。用于所述壁体和隔条的适宜的材料举例来说可以是聚丙烯，优选是聚丙烯的共聚物。

以上描述的这种板在较宽频段的频率上具有有利的声学性能。如果该板还具有调谐元件和调谐区域，只要具有其中任何一个，则由于具有更规则的声能特性，声学性能得到了实质的改善。

本发明也涉及一种具有在权利要求1-8中任意一项披露的特征的调谐元件，该调谐元件因此被构造和明显设计成用于根据本发明的扬声器单元中。

应该注意，根据本发明的扬声器单元适用于高保真度、家用、自动多媒体音频系统的重新放音，尤其适用于安装深度非常小的应用。

参照权利要求，应该注意，可以对权利要求中限定的特征进行各种组合。

现在通过示例并参照附图对本发明进行更详细的描述，其中，

图1示意性地表示根据本发明的扬声器单元的一个实施例的剖视图，以及

图2是图1所示的实施例的示意性分解图。

图3示意性地表示常规的扬声器。

如图1和2所示，根据本发明的扬声器单元包括框架1、特别为平板的声学板3、电激励器5以及调谐元件7。在本实施例中，框架1包括透音盖例如格栅，其平行于板3延伸。板3在其周缘3a通过固定带9——在本实施例中是粘合带被固定到框架1上。带9可以是弹性或抗弯材料例如软橡胶。备选的是，可采用本身公知的辊环代替带。该环可由例如橡胶或泡沫制成。

板3具有两个主侧面13a，14a，在本实施例中其由具有两个主壁体13，14的构件形成。该构件还具有平行的带形隔条15并按照PCT专利申请WO 01/18132(引入本文以作参考)中披露那样布置和构造。壁体13，14以及隔条15形成了一个产品，该产品通过挤压聚丙烯共聚体来制造。当然，其它板的构造、结构以及材料也可能处于本发明的范围内。

在本实施例中，板3具有调谐薄膜17，其通过胶合固定在主侧面13a上。

调谐薄膜17封盖位于板3上的切口21，而且调谐薄膜17位于与激励器5相对一侧。在本实施例中由一片聚氯乙烯形成的调谐薄膜17具有基频谐振(大约90Hz)，这一频率更低于板上其它任何相似区域的基频谐振频率。激励器5布置在主侧面13a上并具有由固定部分5a和移动部分5b组成的电磁激励系统。固定部分5a具有包括磁铁25a和磁轭25b的磁铁系统，移动部分5b具有包括励磁线圈27a和线圈架27b的线圈系统，线圈27a连接在线圈架27b上。磁铁系统和线圈系统可通过气隙29靠磁性相互结合在一起。线圈架27b通过本身公知的弹性悬挂装置31从磁轭25b上悬挂下来并在主侧面14b处被固定在板3上。调谐元件7位于与激励器5和板3的主侧面13a相对一侧并设置成与主侧面13a相隔一定距离。在本实施例中，调谐元件7贴附在框架1上，但备选的是，也可以将调谐元件7与框架1——在本实施例中也就是格栅构造成一体。调谐元件7具有通过板3内的通道延伸的杆形安装件7a。在本实施例中，该通道由切口21和调谐薄膜17内的开口33形成。开口33同时还可作为调谐孔。在本实施例中，安装件7a与调谐元件7形成一个整体单元，安装件7a可由任何适当的材料例如铝制成。激励器5的固定部分5a具有装配安装件7a的中心安装孔35，安装件7a延伸穿过孔35，固定部分5a被安装在安装件7a上并相对于扬声器的其它部分对中。可通过采用粘合剂或本身公知的机械装置实现激励器和安装件之间的固定。

应当注意本发明并不是限制于所示的实施例。例如，很显然对于板和调谐元件的尺寸、结构以及材料的若干变化也可能处于本发明的范围内。而且，可用不同类型的激励器例如压电型替代所描述的激励器。

Claims

1.一种扬声器单元，包括

框架(1)，

从所述框架上悬挂下来并具有两个基本上平行的主侧面的声学板(3)，

用于对所述声学板进行激励的电激励器(5)，所述激励器布置在所述主侧面的第一主侧面上并包括固定部分和移动部分，所述移动部分被固接在所述声学板上，所述板在所述激励器的激励下产生声辐射，以及

布置在所述主侧面的第二主侧面上、向与所述电激励器相对一侧延伸并连接到所述框架上的调谐元件(7)，

其中，所述调谐元件具有延伸通过所述声学板内的通道的安装件(7a)，所述电激励器的固定部分安装在所述安装件上。

2.如权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述安装件是一个与所述调谐元件一体的部分。

3.如权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述框架包括透音盖，其至少基本上与所述声学板平行延伸并支承所述调谐元件。

4.如权利要求3所述的扬声器单元，其特征在于，所述调谐元件是一个与所述透音盖一体的部分。

5.如权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述电激励器的固定部分具有安装孔，所述安装件插入到所述安装孔中。

6.如权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述安装件是杆形。

7.如权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述声学板具有位于与所述电激励器相对一侧的切口并包括封盖所述切口的薄膜，所述薄膜形成了调谐区域，如果在相同条件下测定，所述调谐区域的基频谐振频率比所述板的其它任何相似区域的基频谐振频率更低，所述通道由所述切口和所述薄膜上的开口形成。

8.如权利要求7所述的扬声器单元，其特征在于，所述薄膜具有调谐孔。

9.一种调谐元件，具有在前述任意一项权利要求中限定的调谐元件的特征，并因此被构造和明显设计成用于前述任意一项权利要求所述的扬声器单元中。