CN209419832U - 一种无源辐射器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于音频领域，涉及一种应用于扬声器上的无源辐射器。无源辐射器设置于音箱中，包括振膜和运动系统，所述运动系统为对称结构，具有中轴线，包括固定支架和连接元件；所述固定支架固定在所述音箱上，其具有中空内部；所述振膜固定在所述连接元件上；所述连接元件带动振膜在所述固定支架的中空内部中移动，且所述振膜的重心位置与所述运动系统的中轴线重合。本申请提供的技术方案能够改善由现有技术中的折环边缘排出的空气量的不对称导致声压的失真。

Description

一种无源辐射器

技术领域

本申请涉及音频领域，更具体地，涉及应用于扬声器上的无源辐射器。

背景技术

无源辐射器，别称被动辐射器、空纸盆、被动振膜等，其实，它们所描述的都是一个东西，无源辐射器从外观上看它和普通低音单元相同；但是内部看，它的结构却有很大不同。没有任何引线连在上面，背面也没有常见的驱动磁铁。即只有折环和振膜，在空气的推动下，振膜可以自行地运动而无需电源驱动。

使用"无源辐射器"的音箱通常包含一个电驱动的主动扬声器单元和一个被动单元(无源辐射器)。将它装在密封式音箱(内部不与大气直接连通)中，随着主动扬声器单元的振动，音箱内部的空气也会随之压缩或舒张，这样，空气的运动就会推动无源辐射器产生相应的振动，这就使被动辐射器无需电源，也能够发出声音来。

这样的工作原理，也让安装有被动辐射器的音箱在一次工作中，可以推动更多的空气，而被动辐射器普遍做得比喇叭面积更大，这也令其拥有更好的低音下潜，就是这一原理让被动辐射器可以增强音箱的低音，从而让小箱体获得更好的低音效果。从这点来说，被动辐射器的确作用不小。

无源辐射器在音箱内主动单元对箱体内空气的带动下进行被动发声。无源辐射器通常被用来调整低音，使得设计者能够调节音箱整体的音色。无源辐射器的衰减频率通常是每八度音阶减少18db。这样就能将其设计成在扬声器低音单元达不到的下潜深度处进行谐振发声，同时从低音单元的发声频率到无源辐射器的发声频率之间不会出现明显"断档"，从而从高到低产生一条平滑的音频曲线。低音单元的纸盆和无源辐射器的纸盆可以同时向内或向外运动(这被称为"同相位")，或是反向运动的结合。

折环作为无源辐射器中不可缺少的部分，不仅支持和保持振膜的移动，使振膜能沿轴向方向自由振动。折环的形状有多种，目前常用的有波纹形折环和半圓环式折环。折环的卷形边缘在垂直幅度方向上具有不同容积的空气，因此即使支持力是线性的，由折环辐射的声音也仍然包括失真项。

如图1所示，振膜150的边缘具有凸起的折环151，所述振膜150通过凸起的折环151固定在其箱体152上。这里假定振膜150是线性振动的即向后向前振动相等的距离(Xmm)。当振膜150向前X mm时，排出的空气量由U1表示，而当振膜150向后X mm时，排出的空气量由U2表示。在这种情况下，如图所示，由于凸起折环151的形变，空气量U1和空气量U2相互不同。由边缘排出的空气量的不对称导致声压的失真。

实用新型内容

本申请实施例所要解决的技术问题是改善由现有技术中的折环边缘排出的空气量的不对称导致声压的失真问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型申请实施例所述的无源辐射器，采用了如下所述的技术方案：

一种无源辐射器，设置于音箱中，其包括振膜和运动系统，其特征在于：

所述运动系统为对称结构，具有中轴线，包括固定支架和连接元件；

所述固定支架固定在所述音箱上，其具有中空内部；

所述振膜固定在所述连接元件上；

所述连接元件带动振膜在所述固定支架的中空内部中移动，且所述振膜的重心位置与所述运动系统的中轴线重合。

进一步的，所述固定支架具有环状侧壁，所述侧壁的外端面固定在所述音箱上，所述固定支架还包括轨道槽，所述轨道槽自所述固定支架侧壁的内端面向内凹陷。

进一步的，所述轨道槽中装有缓冲元件。

进一步的，所述缓冲元件由弹性介质构成。

进一步的，所述弹性介质材质为石墨烯气凝胶。

进一步的，所述连接元件具有与所述固定支架轨道槽配合的第一凸台。

进一步的，所述连接元件还具有固定所述振膜的第二凸台。

进一步的，所述连接元件还具有与所述固定支架轨道槽内壁配合的凹槽，所述凹槽设置在所述第一凸台和第二凸台之间。

进一步的。所述运动系统可以为圆形，矩形，跑道型等对称结构。

进一步的，所述固定支架具有台阶，通过台阶固定在音箱上。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：因本申请实施例无源辐射器其包括振膜和运动系统，其运动系统为对称结构，具有中轴线，包括固定支架和连接元件，可以通过连接元件带动振膜在运行系统中的往复移动，从而避免振膜产生形变，使得音箱内的空气量不会变化，能有效改善由现有技术中的折环边缘排出的空气量的不对称导致声压的失真。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术无源辐射器的振膜折环变形图。

图2为本实用新型实施例所述的无源辐射器的主视图及剖视图。

图3为本实用新型实施例所述的无源辐射器的爆炸图。

图4为本实用新型实施例所述的无源辐射器的剖视局部放大图。

图5为本实用新型实施例所述的无源辐射器运动轨迹图。

图6为本实用新型实施例所述的无源辐射器与现有无源辐射器结构的刚性线性对比图。

附图标记：

100-音箱主体，200-扬声器，300-无源辐射器

1-固定支架，2-缓冲元件，3-振膜，4-连接件。

11-固定支架台阶，12-固定支架轨道槽，13-固定支架内壁

41-连接元件第一凸台，42-连接元件凹槽，43-连接元件第二凸台

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型所提供的一种新型无源辐射器音箱如图2，包括音箱主体100，扬声器200以及无源辐射器300，所述扬声器200和无源辐射器300设置于所述音箱主体100的前面板，扬声器200位于上方，无源辐射器300位于下方，并分别沿所述前面板的中轴线X-X对称设置。

如图3所示，无源辐射器300，其包括振膜3和运动系统。

所述运动系统为对称结构，具有中轴线，包括固定支架1和连接元件4；

所述固定支架1固定在所述音箱主体100上，其具有中空内部；

所述振膜3固定在所述连接元件4上；

所述连接元件4带动振膜3在所述固定支架1的中空内部中移动，且所述振膜3的重心位置与所述运动系统的中轴线重合。

所述固定支架1大致呈环状，内部中空，具有环装侧壁，所述侧壁的外端面为台阶11(图4)，所述固定支架1通过台阶11直接嵌入于音箱主体100上，不需要其他连接件，易装配。固定支架1远离所述台阶11的一端为内端面，沿所述内端面向内凹陷有轨道槽12。

在本实用新型实施例中，固定支架1为跑道型，即边缘沿外圆周方向被分成四个边缘段，两段弧形和两个直线形组成。在本实用新型其他实施方式中，所述固定支架1主要是沿轴方向对称即可，不受形状和分割的段数限制，也可以为矩形、圆形等。由于对称设置，振膜在移动时受力均匀，音箱内空气量的变化是对称的，由此避免了低音的失真。

如图4所示，其中所述无源辐射器300进一步包括缓冲元件2。

所述缓冲元件2的形状与所述固定支架1的轨道槽12的形状大体相同，用于镶嵌于所述固定支架1内部的轨道槽12中，所述缓冲元件2的材料为弹性材质。

作为本实用新型实施例的优选方案，缓冲元件2为石墨烯气凝胶材质，石墨烯气凝胶由纳米纤维素纳米微晶(CNC)支撑与外碳源焊接作用的方法制备而成，同时具有高压缩与超回弹性能。通过CNC的纳米支撑作用可构建低密度、结构稳定的气凝胶，而CNC和小分子碳源的碳焊接作用增强了rGO之间的作用力，形成了更连续、形状记忆性能更好的柔性波浪形碳层结构。石墨烯气凝胶不仅具有超高的可压缩性(99％，材料可压缩的极限，相当于完全压缩)、而且同时具有弹性与抗疲劳性(循环压缩10000次后高度没有明显下降)；在本实用新型的其他实施例中，所述缓冲元件2可以选用其他弹性材料，在本实施例中并不对此进行设定。

如图3，连接元件4为类似固定支架1的圆环形结构，同时参阅图4，所述连接元件4截面为凹型结构，包括有第一凸台41、凹槽42和第二凸台43，所述凹槽设置在所述第一凸台41和第二凸台之间43。其中第一凸台41较宽、较厚，第二凸台43较窄、较薄。凸台41的宽度和固定支架1的轨道槽12的宽度大体相同，用于滑动配合，实现第一凸台能够在所述轨道槽12中移动，固定支架1的内壁13插入连接元件4的凹槽42中，用于滑动配合，保证连接元件4在固定支架1的轨道槽12中沿轨道槽移动。

所述振膜3设置在固定支架1的中空内部、远离所述台阶11的一侧，所述振膜3与所述连接元件4固定设置。在本实用新型实施方式中，所述振膜3固定设置在所述连接元件4的第二凸台43上。本实用新型所述的无源辐射器的振膜形状可以为圆型、矩形、跑道型等任何对称形状。

如图5所示，连接元件4沿固定支架1轨道槽12移动方向向音箱100外部振动时，带动连接元件4挤压缓冲元件2，使振膜3保持轴向方向前进运动；振膜3沿固定支架轨道槽12移动水平方向向音箱100内部振动时，带动连接元件4拉伸缓冲元件2，使振膜3保持轴向方向后退运动，由于本实用新型中的无源辐射器300，带动振膜的往复运动，音箱的空气变化是线性的，能有效改善由现有技术中的折环边缘排出的空气量的不对称导致声压的失真，参考图6。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无源辐射器，设置于音箱中，其包括振膜和运动系统，其特征在于：

所述运动系统为对称结构，具有中轴线，包括固定支架和连接元件；

所述固定支架固定在所述音箱上，其具有中空内部；

所述振膜固定在所述连接元件上；

所述连接元件带动振膜在所述固定支架的中空内部中移动，且所述振膜的重心位置与所述运动系统的中轴线重合。

2.根据权利要求1所述的无源辐射器，其特征在于：所述固定支架具有环状侧壁，所述侧壁的外端面固定在所述音箱上，在所述固定支架侧壁的内端面向内凹陷有轨道槽。

3.根据权利要求2所述的无源辐射器，其特征在于：所述轨道槽中装有缓冲元件。

4.根据权利要求3所述的无源辐射器，其特征在于：所述缓冲元件由弹性介质构成。

5.根据权利要求4所述的无源辐射器，其特征在于：所述弹性介质材质为石墨烯气凝胶。

6.根据权利要求2中的所述的无源辐射器，其特征在于：所述连接元件具有与所述固定支架轨道槽滑动配合的第一凸台。

7.根据权利要求6所述的无源辐射器，其特征在于：所述连接元件还具有固定所述振膜的第二凸台。

8.根据权利要求7所述的无源辐射器，其特征在于：所述连接元件还具有与所述固定支架轨道槽内壁滑动配合的凹槽，所述凹槽设置在所述第一凸台和第二凸台之间。

9.根据权利要求1所述的无源辐射器，其特征在于：所述运动系统可以为圆形，矩形，跑道型等对称结构。

10.根据权利要求2所述的无源辐射器，其特征在于：所述固定支架的外端面为台阶，通过所述台阶固定在音箱上。