EA028745B1

EA028745B1 - Корпус громкоговорителя

Info

Publication number: EA028745B1
Application number: EA201400708A
Authority: EA
Inventors: Михаэл Кирхер
Original assignee: Фюхлкланг Аг
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2017-12-29
Also published as: EP2792161A1; WO2013087900A1; JP2015500611A; US9338537B2; US20140301594A1; EA201400708A1; JP6375228B2; CN104067631A

Abstract

Изобретение относится к громкоговорителю и к корпусу громкоговорителя для размещения модуля громкоговорителя, где корпус громкоговорителя имеет сторону звукового вывода с отверстием звукового вывода и оболочку, при этом сторона звукового вывода корпуса громкоговорителя предназначена для вывода звука модуля громкоговорителя через сторону звукового вывода, когда модуль громкоговорителя размещен в корпусе громкоговорителя, при этом направление звукового вывода перпендикулярно стороне звукового вывода, а оболочка размещена радиально вокруг направления звукового вывода и латерально вокруг стороны звукового вывода, и где корпус громкоговорителя имеет заднюю сторону, противоположную стороне звукового вывода, открытую или снабженную отверстием, при этом между стороной звукового вывода и задней стороной оболочка имеет переменное сечение, перпендикулярное к продольной линии между стороной звукового вывода и задней стороной.

Description

Изобретение относится к громкоговорителю и корпусу громкоговорителя для размещения модуля громкоговорителя, где корпус громкоговорителя имеет сторону звукового вывода, имеющую отверстие звукового вывода, и корпус, где сторона звукового вывода является стороной корпуса громкоговорителя, предназначенной для вывода звука модуля громкоговорителя, когда модуль громкоговорителя размещен в корпусе громкоговорителя, где направление звукового вывода перпендикулярно стороне звукового вывода и корпус размещен радиально вокруг направления, противоположного направлению звукового вывода, и латерально вокруг стороны звукового вывода, и где корпус громкоговорителя имеет заднюю сторону, противоположную стороне звукового вывода.

Предшествующий уровень техники

Громкоговорители для воспроизведения тонов, шумов, звуков и т.п. давно известны. Обычно громкоговорители имеют корпус громкоговорителя и модуль громкоговорителя, который размещен в корпусе громкоговорителя. Модуль громкоговорителя служит для физического преобразования электрических сигналов в звук, в то время как корпус громкоговорителя служит для размещения модуля громкоговорителя и для передачи звука.

Модули громкоговорителя, как правило, выполняют в виде так называемых поверхностных излучателей, в которых соответствующие диафрагмы предназначены для преобразования электрических сигналов в звук. В зависимости от того, каким образом модуль громкоговорителя встроен в корпус громкоговорителя, различают переднюю (фронтальную) и заднюю (тыловую) компоновку.

При передней компоновке модуля громкоговорителя, называемой также шасси громкоговорителя, модуль громкоговорителя размещают звукоизлучающей диафрагмой в направлении и на стороне звукового вывода корпуса громкоговорителя таким образом, чтобы звук исходил непосредственно от передней стенки корпуса громкоговорителя (в направлении звукового вывода). Между тем, звук излучается не только фронтально, но и частично в тыльную часть, т.е. в противоположном направлении от звукового вывода. Корпус, окружающий модуль громкоговорителя, образует при этом так называемый дефлектор, который препятствует акустическому короткому замыканию между звуковым выводом во фронтальную и тыльную зоны.

Далее, корпуса громкоговорителей могут быть разделены на открытые, имеющие открытую тыльную часть, например, трубы отражателей басов, и герметичные.

В открытом корпусе с фронтальной компоновкой модуля громкоговорителя звуковоспроизводящая диафрагма размещена на стороне звукового вывода корпуса и/или встроена в отверстие в ней, при этом противоположная сторона, т.е. задняя (тыльная) сторона, открыта. Дефлектор образуется оболочкой корпуса громкоговорителя, окружающей сторону звукового вывода. Для достижения максимальной эффективности громкоговорителя на наинизшей нижней предельной частоте в сочетании с минимальным объемом корпуса необходимы компромиссные решения, поскольку указанные желаемые характеристики требуют некоторые противоречивые подходы.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача настоящего изобретения - обеспечить корпус громкоговорителя или акустическую систему с улучшенным и оптимизированным профилем характеристик громкоговорителей. Одновременно громкоговоритель и/или корпус громкоговорителя должен иметь простую конструкцию и привлекательный внешний вид. Кроме того, желательны простота и технологичность изготовления.

Сущность изобретения

Поставленная задача решается за счет корпуса громкоговорителя, имеющего характеристики по п. 1 формулы изобретения и громкоговорителя, имеющего характеристики по п.14, а также способа производства громкоговорителя по п.15. Предпочтительные конструктивные решения составляют предмет зависимых пунктов формулы изобретения.

В изобретении предложена конфигурация открытого корпуса громкоговорителя с фронтальной компоновкой, при которой оболочка между стороной звукового вывода и задней стороной корпуса громкоговорителя имеет переменное сечение, которое проходит перпендикулярно к соответствующей линии, соединяющей сторону звукового вывода и тыльную сторону. За счет этого излучаемый назад звук открытого корпуса громкоговорителя с фронтальной компоновкой соответствующим образом видоизменяется. Благодаря этому можно точно регулировать сопротивление излучения и оптимизировать взаимовлияние пространственных объемов шасси громкоговорителя и воздуха в аудитории. Увеличивая или уменьшая объем корпуса, можно задавать наинизшую излучаемую частоту и в дополнение к этому изменять различные параметры, такие как фазирование излучаемого назад звука относительно звука, эмитируемого в сторону звукового вывода шасси громкоговорителя. В результате оптимизации поддаются фазирование, импульсная характеристика, переходная характеристика, частотная характеристика и КПД громкоговорителя. За счет изменения размеров и/или формы оболочки корпуса излучаемый назад звук также имеет широкий диапазон, благодаря чему в тыльный объем испускается не только какой-то один сегмент частотного спектра. В дополнение к этому снижается акустическое возбуждение корпуса от корпуса громкоговорителя, благодаря чему громкоговоритель эффективен во всем диапазоне частот при том, что в значительной степени устраняются или минимизируются стоячие волны, резонанс помещения,

- 1 028745 многократное эхо или резонанс корпуса.

Оболочка корпуса может быть выполнена в форме цилиндра или кривой, вращаемой вокруг стороны звукового вывода или вокруг линии, противоположной направлению звукового вывода.

Расстояние между стороной звукового вывода и задней стороной может быть больше, чем наибольший диаметр оболочки, перпендикулярный к соответствующей продольной линии, при этом продольная ось корпуса громкоговорителя проходит между стороной звукового вывода и задней стороной.

При этом диаметр оболочки вдоль продольной оси может меняться.

В соответствии с одним из конструктивных решений оболочка между стороной звукового вывода и задней стороной может иметь несколько секций, в частности три, из которых первая секция может быть бочкообразной, вторая секция - конической в форме гиперболоида, и третья секция - в форме расширяющегося конуса. Под бочковидной формой подразумевается форма цилиндра, круглое сечение которого меняется вдоль его продольной оси, точнее говоря, который, расширяясь от одной торцевой поверхности, затем опять сужается к противоположной торцевой поверхности.

Секция конического расширения, в частности, может быть выполнена таким образом, что корпус открывается или конически расширяется к тыльной стороне.

Гиперболоидная коническая секция может быть расположена между бочкообразной секцией стороны звукового вывода и секцией конического расширения в задней части. Переходы между секциями выполняются непрерывными и/или бесшовными, чтобы корпус громкоговорителя преимущественно не имел грани и углы.

Корпус громкоговорителя может быть искривлен вдоль своей продольной оси, то есть продольная ось при этом будет иметь кривизну. Продольная ось в данном случае складывается из продольных осей тех сечений, которые перпендикулярны к продольной оси и проходят через центры в каждом случае на протяжении всей длины, т.е. она равноудалена от оболочки или имеет разнонаправленный геометрический центр тяжести. Таким образом, продольная ось, в частности, может проходить по центрам окружностей сечений корпуса громкоговорителя, где окружности поперечных сечений расположены перпендикулярно продольному протяжению.

Кривизна корпуса громкоговорителя приводит, в частности, к наклонному расположению плоскости просвета тыльной стороны относительно отверстия стороны звукового вывода, при этом указанные плоскости могут располагаться под острым углом, большим чем 0° и меньшим чем или равным 90°, в особенности большим чем или равным 5° и меньшим чем или равным 30°.

Благодаря этому достигается особенное асимметричное совмещение внешнего и внутреннего звука и/или звука, излучаемого шасси громкоговорителя вперед и назад, вследствие чего звукоусиливающая способность корпуса громкоговорителя распространяется на широкую полосу частот.

Внутренняя поверхность корпуса громкоговорителя может быть гладкой и/или текстурированной, причем гладкие внутренние поверхности обеспечивают усиление уровня звука и резонансов в разных полосах частот, в то время как шероховатые или текстурированные внутренние поверхности приводят к балансировке и/или смазыванию частотных подъемов и спадов.

Корпус может быть выполнен из пластика, пластмассы, армированной углеродистым волокном, или пластмассы с натуральными добавками, в частности, из органических или неорганических материалов. Например, могут быть применены органические добавки, такие как древесина, бамбук, пенька, и т.п., а также минеральные добавки, такие как порошок горного хрусталя или пудра розового кварца. В том числе при изготовлении можно использовать целиком природные материалы или натуральные композиты, такие как, например, органические материалы в комбинации с натуральными связующими, такими как древесная щепа, натуральные волокна, и т.п.

Таким образом, относящийся к изобретению громкоговоритель представляет собой громкоговоритель (электродинамическую акустическую систему) с передней(фронтальной) компоновкой, т.е. такой, в котором громкоговорящий модуль размещен на стороне звукового вывода и/или в соответствующем проеме. Поскольку проем может занимать всю поверхность стороны звукового вывода, а громкоговорящий модуль, следовательно, также может полностью закрывать весь проем, описываемая форма корпуса громкоговорителя способна улучшить характеристики фронтального излучения звука в силу того, что они не ухудшаются за счет традиционного акустического экрана.

При изготовлении соответствующего корпуса громкоговорителя и/или громкоговорителя его размеры и/или конфигурация могут быть подобраны согласно желаемым акустическим характеристикам. Это включает, в том числе, подбор индивидуальных объемов для каждой секции корпуса, например бочковидной, конически сужающейся и конически расширяющейся, а также выбор соответствующих внутренних поверхностей оболочки, т.е. с текстурированием или без него.

- 2 028745

Краткое описание чертежей

В простой схематической форме прилагаемые чертежи отображают:

фиг. 1 - вид в перспективе первого варианта реализации громкоговорителя согласно изобретению; фиг. 2 - вид сбоку второго варианта реализации громкоговорителя согласно изобретению; фиг. 3 - вид в разрезе третьего варианта реализации громкоговорителя согласно изобретению; фиг. 4 - вид сбоку четвертого варианта реализации громкоговорителя согласно изобретению.

Примеры конкретного выполнения

Дальнейшие преимущества, характеристики и отличительные признаки заявляемого изобретения очевидны из следующего подробного описания конструктивных решений и сопроводительных чертежей. При этом изобретение не ограничено приведенными вариантами реализации.

На фиг. 1 дан вид в перспективе первого варианта реализации громкоговорителя 1 согласно изобретению. Корпус громкоговорителя включает сторону звукового вывода 2, оболочку 3, 4, 5 и заднюю (тыльную) сторону 6. На стороне звукового вывода 2 выполнено отверстие 7, сзади которого размещен модуль громкоговорителя (не показан) таким образом, что основной выход звука направлен через отверстие 7, т.е. диафрагмы громкоговорителя обращены к отверстию 7.

Оболочка 3, 4, 5, окружающая сторону звукового вывода 2 и включающая модуль громкоговорителя, включает бочковидную секцию 3, примыкающую к стороне звукового вывода 2, конически сужающуюся секцию 4 и конически расширяющуюся секцию 5. Бочковидная секция 3 имеет в основном форму цилиндра, у которого для образования формы бочки диаметр сначала расширяется, а затем сужается в направлении, перпендикулярном стороне звукового вывода, образуя сжатие в конической секции 4. Расширяющаяся секция 5 корпуса громкоговорителя открывается назад, где тыльная сторона 6 имеет отверстие или образована отверстием таким образом, что звук выходит не только через сторону звукового вывода, но и дополнительно через заднюю сторону 6, что обеспечивает свободный доступ к полости, сформированной бочкообразной секцией 3 и конической секцией 4.

На фиг. 2 показан вид в плане стороны звукового вывода 2, которая, в свою очередь, снабжена отверстием 7, которое в этом конструктивном решении имеет больший диаметр, чем сторона звукового вывода 2, как абсолютно, так и относительно.

На фиг. 3 дан вид в разрезе еще одного варианта реализации, относящегося к изобретению громкоговорителя 1, в котором, в свою очередь, сторона звукового вывода 2 снабжена отверстием 7, которое охватывает всю сторону звукового вывода 2. На стороне звукового вывода 2 смонтирован модуль громкоговорителя 8 с соответствующими диафрагмами 9 для воспроизведения звука.

Смежно с модулем громкоговорителя 8 примыкает полость, образуемая бочкообразной секцией 3, в которой на внутренней поверхности оболочки корпуса выполнены некоторые структуры 15. Соответствующие структуры 15 могут располагаться не только локально, как показано в варианте реализации на фиг. 3, но и по всей внутренней поверхности корпуса громкоговорителя. Структуры 15 могут представлять собой широкий ряд разнообразных профилей внутренней поверхности корпуса громкоговорителя, полученных машинной обработкой. Так, структуры 15 могут присутствовать не только в области бочковидной секции, но и в конической секции 4 и в расширяющейся секции (5). Размеры таких структур могут находиться в диапазоне от нескольких нанометров до миллиметров или, например, быть образованы шероховатыми поверхностями или другими соответствующими способами.

В конструктивном решении на фиг. 3 корпус громкоговорителя в области перехода от бочковидной секция 3 к гиперболоидной конической секции 4 искривлен еще и таким образом, что задняя сторона 6 и/или плоскость просвета тыльной стороны 6 расположена под острым углом α к отверстию 7 и/или к плоскости 14, параллельной к нему.

Соответственно продольная ось 10, проходящая по всей длине корпуса громкоговорителя и расположенная в центре сечения продольного расширения, имеет отклонение от прямой линии 12, где, в свою очередь, образуется угол α между продольной осью и прямой линией 12. Благодаря такой кривизне внешний и внутренний звук подвергается асимметричному акустическому смешению таким образом, что звукоусиливающая характеристика конфигурации корпуса громкоговорителя распространяется на широкий диапазон частот. Кроме того, шероховатая или текстурированная или профилированная внутренняя поверхность (см. структуры 15) способствует расширению частотных характеристик корпуса громкоговорителя.

При этом осуществимо конструктивное решение, в котором кривизна корпуса и/или продольной оси 10 заменена вращательной симметрией конфигурации корпуса громкоговорителя относительно продольной оси 10. Такое конструктивное решение представлено на фиг. 4.

Несмотря на то что заявляемое изобретение подробно описано со ссылкой на варианты конструктивных решений, для специалиста в данной области самоочевидно, что изобретение не ограничивается приведенными вариантами компоновки, а скорее учитывает возможность модификаций, восполняющих пропущенные индивидуальные характеристики, или других типов сочетаний характеристик без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения. Настоящая публикация включает все комбинации представленных индивидуальных отличительных признаков.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Корпус громкоговорителя для размещения модуля громкоговорителя, включающий сторону звукового вывода (2) с отверстием звукового вывода (7) и оболочку (3, 4, 5), где сторона звукового вывода является стороной корпуса громкоговорителя для вывода звука модуля громкоговорителя, размещенного внутри корпуса громкоговорителя, при этом направление звукового вывода перпендикулярно стороне звукового вывода, а оболочка расположена радиально вокруг направления, противоположного направлению звукового вывода и латерально вокруг стороны звукового вывода, при этом корпус громкоговорителя имеет заднюю сторону (6), противоположную стороне звукового вывода и имеющую отверстие или полностью открытую, причем оболочка между стороной звукового вывода и задней стороной имеет переменное сечение, перпендикулярное продольной линии между стороной звукового вывода и задней стороной, отличающийся тем, что задняя сторона и сторона звукового вывода, или плоскости (13, 14) соответствующих отверстий, расположены под острым углом α больше 0 и меньше 90°, при этом продольная ось (10) корпуса проходит от стороны звукового вывода к задней стороне через центры перпендикулярных к ней круглых поперечных сечений, образуя искривленную продольную ось.
2. Корпус громкоговорителя по п.1, отличающийся тем, что оболочка (3, 4, 5) имеет цилиндрическую или искривленную форму вокруг стороны звукового вывода.
3. Корпус громкоговорителя по п.1 или 2, отличающийся тем, что расстояние между стороной звукового вывода (2) и задней стороной (6) превышает наибольший диаметр оболочки, перпендикулярный к продольной линии между стороной звукового вывода и задней стороной.
4. Корпус громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оболочка между стороной звукового вывода (2) и задней стороной (6) имеет переменный диаметр, перпендикулярный к продольной линии между стороной звукового вывода и задней стороной.
5. Корпус громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оболочка между стороной звукового вывода и задней стороной включает несколько секций, в частности три (3, 4, 5).
6. Корпус громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оболочка имеет бочковидную секцию (3), и/или конически сужающуюся секцию (4), и/или конически расширяющуюся секцию (5).
7. Корпус громкоговорителя по п.6, отличающийся тем, что бочковидная секция со стороны звукового вывода (2), конически расширяющаяся секция с задней стороны (6) с раструбом, направленным вовне, и конически сужающаяся секция расположены между бочковидной секцией и секцией конусного расширения.
8. Корпус громкоговорителя по п.6 или 7, отличающийся тем, что конически сужающаяся секция (4) имеет форму гиперболоида.
9. Корпус громкоговорителя по п.6 или 7, отличающийся тем, что переходы между секциями (3, 4, 5) - сплошные и/или плавные.
10. Корпус громкоговорителя по пп.6-9, отличающийся тем, что продольная ось искривлена в области секций конического сужения и/или расширения.
11. Корпус громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что задняя сторона и сторона звукового вывода, или плоскости (13, 14) соответствующих отверстий, расположены относительно друг друга под углом α больше 5 и меньше 30°.
12. Корпус громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внутренняя часть корпуса громкоговорителя имеет гладкую и/или текстурированную поверхность.
13. Корпус громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, характеризующийся тем, что выполнен из пластика, или пластика, армированного углеродистым волокном, или пластика с натуральными органическими или минеральными добавками, из натуральных материалов или композитов.
14. Громкоговоритель с корпусом громкоговорителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что модуль громкоговорителя размещен в области стороны звукового вывода (2), в частности непосредственно в отверстии на стороне звукового вывода.
15. Способ изготовления корпуса громкоговорителя по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что размеры и/или конфигурацию корпуса громкоговорителя подбирают исходя из желаемых акустических характеристик громкоговорителя, встраиваемого в данный корпус.
16. Способ изготовления громкоговорителя по п.14, отличающийся тем, что размеры и/или конфигурацию корпуса громкоговорителя подбирают исходя из желаемых акустических характеристик громкоговорителя.