專利名稱：揚聲器驅動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于揚聲器的驅動器或激勵器，尤其但不專門用于公知為彎曲波平板形揚聲器的揚聲器類型。
背景技術：
這種揚聲器例如從轉讓給New Transducers有限公司的WO97/09842中可得知，這種揚聲器包括諧振彎曲波平板，和安裝在該平板上將電信號轉化為機械振動的變送器。變送器在平板內激勵出諧振彎曲波型，然后發(fā)出聲音，而產(chǎn)生聲輸出。
可以將聲輻射器的特性選擇成使諧振彎曲波型基本均勻地在頻率上分布。換句話說，聲輻射器的特性或參數(shù)，例如尺寸、厚度、形狀、材料等可以選擇成平坦頻率響應中由各波型的“聚攏”或“群集”造成的峰值。從而，所形成的諧振彎曲波型的分布可以為具有基本上最小的間隔聚集和差異。
尤其是，聲輻射器的特性可以選擇成將低頻諧振彎曲波型在頻率上基本均勻地分布。諧振彎曲波形的數(shù)目在低頻處小于在高頻處的，因此，低頻諧振彎曲波型的分布尤其重要。低頻諧振彎曲波型優(yōu)選地是聲輻射器的十到二十最低頻諧振彎曲波型。與聲輻射器的每個概念軸相關的諧振彎曲波型布置成頻率上交錯。每個概念軸具有相關的最低基本頻率(概念頻率)和在間隔開的頻率處的較高的波型。通過將與每個軸相關的波型交錯，可以實現(xiàn)基本均勻的分布?？梢跃哂袃蓚€概念軸，并且各軸為對稱軸。例如，對于矩形聲輻射器，各軸可以分別平行于聲輻射器的短邊和長邊的短軸和長軸。對于橢圓形聲輻射器，各軸可以對應于橢圓的長軸和短軸。各軸可以正交。
變送器位置可以選擇成基本均勻地耦合到諧振彎曲波型上。尤其是，變送器位置可以選擇成基本均勻地耦合到低頻諧振彎曲波型上。換句話說，變送器可以安裝在與盡可能多的低頻諧振波型的節(jié)點(即死點)間隔開的位置處。從而，變送器可處于如下位置處，在該位置，振動有效的諧振腹點的數(shù)量相對高，而諧振節(jié)點的數(shù)量相對低?？梢岳萌我獾倪@種位置，但是最方便的位置是沿著平板長軸和寬軸在38％到62％之間的近中心位置，但偏離中心。所找到的適宜的特定位置是在沿著各軸的3/7、4/9或5/13處；針對長軸和寬軸的比例不同是優(yōu)選的。
與彎曲波揚聲器一起使用的特別優(yōu)選類型的激勵器是慣性激勵器，其示例在圖1中示作附著到平板形元件15上。激勵器14包括磁鐵組件和音圈組件構成的電磁馬達。磁鐵組件包括磁鐵20、極靴22和磁杯(magnetcup)24，以便磁鐵20夾在極靴22和磁杯24之間，并固定到二者上。
音圈組件包括纏繞在骨架27上的音圈26，該骨架27附著到耦合器環(huán)28上，耦合器環(huán)28又安裝到平板形元件15的安裝表面30上。磁鐵組件20、22、24借助于懸掛件32安裝到音圈組件上，而該懸掛件32附著在音圈骨架27和磁杯24之間。
通過音頻接頭34，激勵器14接收供給到音圈26的電信號。根據(jù)公知的電磁法則，這些信號產(chǎn)生施加在磁鐵組件上的力，同時反作用力施加到音圈、耦合器環(huán)，并最終施加到平板15上，由于磁鐵組件的質量(慣性)較大，平板15移動，并與上述優(yōu)選位置相結合，產(chǎn)生聲音。
本發(fā)明者已經(jīng)意識到安裝磁鐵組件的公知方法具有的兩個問題。首先，當如圖1所示安裝到非水平平板上時，激勵器趨于蠕移，即，在通過質心M作用的磁鐵組件的重量W的影響下，激勵器在其懸掛件上扭曲。其次，激勵器會呈現(xiàn)出搖動模式，該模式惡化功率控制、縮短壽命并增大失真。尤其是，能量泄漏到搖動模式中會損害低頻處的能量傳輸。
如所公知的，圍繞激勵器作為一個整體安裝的進一步問題將激勵器借助于粘結劑附著到彎曲波平板形揚聲器是有利的。然而，如果以這種方式附著的激勵器發(fā)生故障，則在借助于新的粘結劑粘結附著更換的激勵器時，需要斷開粘結劑連接并從揚聲器平板表面上去除粘結劑殘留物。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是緩解這些問題，并提供一種用于這種揚聲器裝置的改進的激勵器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于聲輻射器的慣性激勵器，該激勵器包括厚重元件；以及耦合元件，其適于附著到聲輻射器上，并適于相對于厚重元件運動；以及馬達，用于相對于厚重元件移動耦合元件；以及懸掛裝置，用于相對于耦合元件支撐厚重元件；其中，懸掛裝置在大致穿過厚重元件質心的平面內起作用，由此減小作用在懸掛裝置上的力矩。
由于后面的特征，激勵器可以具有動態(tài)平衡，并可以消除垂直平移的重力租用下的懸掛裝置漂移或蠕移。
在優(yōu)選實施例中，馬達是電磁性的，耦合元件包括音圈組件加上用于將音圈組件安裝到聲輻射器上的耦合器，而厚重元件包括磁鐵系統(tǒng)。
應指出的是在本專利申請上下文中，術語厚重元件通常意味著質量大于所結合的激勵器中的余下部件的任何元件。
本發(fā)明的第二方面在于一種揚聲器激勵器組件，包括基板，用于以不可重復接合的方式附著到聲輻射器上；以及激勵器，其以可重復接合的方式附著到所述基板上。
這種結構為揚聲器平板提供了不可重復接合連接(如粘結劑)的振動傳輸益處，并一同提供了與可重復接合、可拆卸連接(如螺紋連接)相關聯(lián)的激勵器單元容易更換性的益處。
同樣包含在本發(fā)明中的是結合上述方面之一或二者的揚聲器。
在說明書和所附權利要求書中陳述了本發(fā)明的其他優(yōu)選實施例。


本發(fā)明將參照附圖以示例方式加以描述，圖中圖1是現(xiàn)有技術激勵器的橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的激勵器的橫截面圖；圖3是圖2的激勵器的分解視圖；圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的激勵器的透視圖和橫截面圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的記錄器的橫截面圖。
具體實施例方式
圖1示出現(xiàn)有技術激勵器14，且已經(jīng)在上面得以詳細描述。如圖1所示，懸掛件32與磁鐵組件16的質心36的平面間隔開。
圖2和3示出根據(jù)本發(fā)明的激勵器40。在圖2中，激勵器40安裝到聲輻射器42上，并包括磁鐵組件44和音圈組件46構成的電磁馬達。磁鐵組件44包括磁鐵48、極靴50和磁杯52，以便磁鐵48夾在極靴50和磁杯52之間并附著到二者上。音圈組件46包括在骨架55上纏繞的音圈54，該骨架55附著到耦合器56上。
激勵器40的音圈組件46經(jīng)由耦合器56附著到聲輻射器42上，其中耦合器56安裝到聲輻射器42的安裝表面58上。磁鐵組件44借助于懸掛支架60安裝到音圈組件46上，而懸掛支架60附著在耦合器56和磁杯52之間。
如圖3所示，耦合器56為淺杯形，并由塑料制成。耦合器56具有大致盤形的底部57，該底部57為安裝到聲輻射器40上提供了較大的粘結區(qū)域，還具有側壁63，該側壁63圍繞底部的周邊并與底部的平面成大約45°的角。三個單獨的安裝設施64從側壁63的頂部突出，并圍繞底部周邊等間隔。安裝設施64大體為圓柱形，第四凸起65也從側壁63突出，并可以用來支撐接頭(未示出)，該第四凸起大致為平面的，具有比圓柱形安裝設施64更大的表面積。
懸掛支架60為環(huán)形的平面元件，具有三個支臂67，并可以認為是金屬懸臂懸掛的形式。懸掛支架60的環(huán)形固定到磁杯52的外側上，而每個支臂67的一端帶有一個懸掛點68，每個懸掛點與耦合器56上的三個單獨安裝措施64之一重合。耦合器56可以通過焊接夾固定到金屬懸臂懸掛上。
如圖2所示，并與圖1的現(xiàn)有技術激勵器14相反，懸掛點68在激勵器厚重元件(在此情況下為磁體組件48、50、52)的質心66的平面內。從而激勵器平衡，并且可以緩解激勵器非水平取向安裝時在重力作用下懸掛蠕移的問題。也可以理解到這種平衡將有助于減少厚重的磁鐵組件相對于音圈的不期望的搖動模式。
此外，這種結構在激勵器的垂直安裝位置(即，桌面多媒體、圖片揚聲器用途等)和水平安裝位置(即，頂棚揚聲器)都提供了更剛性的橫向支撐。從而，可以防止由磁路氣隙內音圈位置的不穩(wěn)定支撐而造成的線性失真。
另外，磁鐵組件相對于音圈的穩(wěn)定支撐允許間隙公差縮小，由此提供了更大的靈敏度和有效的力。
優(yōu)選地是，懸掛支撐點60朝向激勵器的周邊并位于比傳統(tǒng)構造中更大的徑向直徑處。所形成的附加支撐可以使回復力提高，從而控制殘余的不希望的非對稱運動。尤其是，線性磁鐵運動的穩(wěn)定性得以加強，且在平板的驅動點處提供了線性施加的機械力N。
在所示的特定實施例中，激勵器40為令人感興趣的輕重量、纖細和堅固，具有25mm的直徑、4ohm阻抗和短音圈54，音圈通過安裝于安裝設施64之一上的音頻接頭62接收信號。
可以理解的是本發(fā)明的第一方面不局限于上面詳述的實施例。例如，懸掛裝置可以為金屬或聚合物或強化的織物的波紋箔片的支架。另外，懸掛裝置可以為支臂型懸臂的形式，它可以由聚合物或例如不銹鋼或鈹青銅的薄金屬制成。懸掛裝置可以由低腐蝕的金屬合金制成，以用于高應力(stress)環(huán)境下。這種金屬合金通常耐潮濕和溫度的不利影響，并低疲勞，具有良好的長期穩(wěn)定性。懸臂懸掛裝置也可以通過熱成形模壓或模制而形成，例如對于箔片或薄板懸掛裝置。懸掛裝置可以例如通過螺栓和雙頭螺栓結構和另外為了減小質量而利用粘結劑附著到耦合器上。另外，懸掛裝置可以與耦合器共同模制或模制成一體。
也可以理解到的是通過將激勵器在磁鐵組件的質心平面內附著到懸掛裝置上，懸掛裝置的一部分質量將在聲輻射器的驅動點處加到激勵器的質量上。于是，激勵器的設計可以將這個附加質量考慮在內。
至于包括夾于磁杯和極靴之間的磁鐵、圍繞磁體限定磁隙的磁杯的磁鐵組件，磁杯可以填充以適當粘度的保持流體(retentive fluid)，以阻尼音圈的運動。這種流體也可以提供散熱。
最后，應理解到雖然第一方面的厚重元件更有可能是電磁馬達系統(tǒng)的磁鐵組件，但是本發(fā)明確實包括如下的非電磁結構和電磁結構，即，在該結構中音圈或其等價物實現(xiàn)厚重元件的作用。
圖4A和4B是包括有與圖2中的類似但厚度減小的激勵器40的揚聲器激勵器組件70的透視圖和剖面圖。相同的附圖標記用于兩個激勵器中的公共特征。然而，圖示的取向已經(jīng)顛倒，以便更好地圖示本發(fā)明第二方面，即，更好地圖示用于以不可重復方式附著到揚聲器平板(未示出)表面上的基板86。為此目的，基板表面87形成有環(huán)形溝槽88，以容納粘結劑。
基板86又設置了螺紋連接90，它使得激勵器40可以可拆卸地-并從而可重復地接合。如前面實施例中，包括磁鐵48、極靴50和磁杯52構成的磁鐵組件。這個組件由懸掛支架60懸掛，以相對于耦合元件56運動(由箭頭92標示)。在所示示例中，根據(jù)本發(fā)明第一方面，支架60的內周安裝到磁杯52上，以便它作用在大致穿過磁鐵組件質心的平面66內。
支架60的外周例如借助于螺栓93附著到耦合元件56的安裝設施64上。如在前面的實施例中的，耦合元件56也帶有骨架55，在骨架上纏繞音圈54。如公知的，骨架安裝在由極靴50和磁杯52的端部形成的環(huán)形空隙94中，在通過接頭62供給電驅動信號時，激勵磁鐵組件運動。波紋狀密封件94保護音圈和間隙免于灰塵、潮濕等，但不阻礙這種運動。
在耦合元件56和基板86之間的可拆卸螺紋連接的可靠性在所示實施例中由形成在基板86上的棘爪95確保，該棘爪95于形成在耦合元件56上的相應齒條96嚙合。以本身公知的方式，棘爪和齒條的齒傾斜成允許螺紋連接擰緊，但在無干預情況下防止其解脫，而脫開棘爪和齒條。這種干預(例如借助于螺絲刀)使得激勵器40可以拆下，并使得更換單元可以快速、容易并與平板和基板86之間的粘結劑粘結無關地安裝。
雖然上面結合根據(jù)本發(fā)明第一實施例的激勵器加以描述，但是應理解到第二方面可以獨立地在激勵器設計中實現(xiàn)。也應該理解到可以使用其他結構，例如螺紋連接和棘爪鎖緊結構。類似地，可以使用用于不可重復地將基板附著到聲音輻射揚聲器平板上的粘結劑的替代方案，或實際上，基板可以與平板形成為一體。
圖5示出與圖2激勵器40類似的激勵器98，但是該激勵器98具有結合到耦合器56的側壁63中的環(huán)形柔性元件97。柔性元件97比懸掛支架60的柔性低，并以機械串聯(lián)形式連接到耦合器中位于音圈上的區(qū)域和耦合器中附著懸掛裝置或定位電引出接頭的區(qū)域之間。通過添加柔性元件，相對于電引出接頭和懸掛裝置，在驅動點處可以實現(xiàn)較低的有效質量。
柔性元件可以具有比懸掛元件更低的柔性，以便不影響懸掛裝置。盡管如此，柔性元件可以作用為在高頻處將懸掛裝置的質量比例從音圈組件中分離。從而，柔性部分應改善高頻帶寬，而不影響激勵器系統(tǒng)的主諧振。柔性部分也可以為激勵器引入第二諧振，這可以調節(jié)激勵器的整個頻率響應。激勵器系統(tǒng)還可以包括阻尼以控制寄生諧振。阻尼可以為彈性層和/或黏彈性層的形式，它與柔性部分或懸掛裝置中可能引入阻性阻尼(resistivedamping)的任一個接觸。
權利要求
1.一種用于聲輻射器的慣性激勵器，該激勵器包括厚重元件；耦合元件，其適于附著到聲輻射器上，并適于相對于厚重元件運動；馬達，用于相對于厚重元件移動耦合元件；以及懸掛裝置，用于相對于耦合元件支撐厚重元件，其中，懸掛裝置作用在大致穿過厚重元件質心的平面內，由此減小作用在懸掛裝置上的力矩。
2.如權利要求1所述的慣性激勵器，其中，所述馬達是電磁的。
3.如權利要求2所述的慣性激勵器，其中，所述耦合元件包括音圈組件，而厚重元件包括磁鐵組件。
4.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，其中，懸掛裝置大致是平面的。
5.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，其中，懸掛元件是由金屬或聚合物或強化的織物的波紋箔片形成的支架。
6.如權利要求1或3所述的慣性激勵器，其中，懸掛裝置為支臂型的懸臂形式。
7.如權利要求4所述的慣性激勵器，其中，懸掛裝置由聚合物或薄金屬制成。
8.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，其中，懸掛裝置與耦合器共同模制或一體模制。
9.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，還包括柔性元件，其以機械串聯(lián)形式連接在耦合器中位于音圈上的區(qū)域和耦合器中附著懸掛裝置或定位電引出接頭的區(qū)域之間。
10.如權利要求10所述的慣性激勵器，其中，柔性元件的柔性低于懸掛裝置的柔性。
11.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，還包括阻尼，以控制寄生諧振。
12.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，其中，磁鐵組件包括夾在磁杯和極靴之間的磁鐵、限定磁隙的磁杯，該磁鐵填充以適當粘度的保持流體，以阻尼音圈的運動。
13.如上述權利要求中任一項所述的慣性激勵器，還包括提供回復力的支撐件，以控制殘余的不期望的非對稱運動，該支撐件朝向激勵器的周邊定位。
14.一種揚聲器激勵器組件，包括基板，用于以不可重復接合的方式附著到聲輻射器上；以及激勵器，以可重復接合的方式附著到所述基板上。
15.如權利要求14所述的揚聲器激勵器組件，其中，所述激勵器為如權利要求1到13中任一項所述的慣性激勵器。
16.如權利要求14或15所述的揚聲器激勵器組件，其中，所述激勵器可經(jīng)連接與所述基板接合。
17.如權利要求16所述的揚聲器激勵器組件，其中，所述連接為螺紋連接。
18.如權利要求16或17所述的揚聲器激勵器組件，包括用于鎖緊所述連接的鎖緊裝置。
19.如權利要求14到18中任一項所述的揚聲器激勵器組件，包括用于以不可重復接合方式將基板附著到聲輻射器上的粘結劑。
20.一種彎曲波揚聲器，包括聲輻射器；基板，用于以不可重復接合的方式附著到聲輻射器上；以及激勵器，以可重復接合的方式附著到所述基板上。
21.如權利要求20所述的彎曲波揚聲器，其中，基板與聲輻射器成為一體。
22.如權利要求20所述的彎曲波揚聲器，其中，基板粘結到聲輻射器上。
23.一種彎曲波揚聲器，其包括聲輻射器，并在其上安裝如權利要求1到13中任一項所述的慣性激勵器。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明第一方面面提供了一種用于聲輻射器(42)的慣性激勵器(40)，該激勵器包括厚重元件(44)；適于附著到聲輻射器(42)上并適于相對于厚重元件(44)運動的耦合元件(46、56)；用于相對于厚重元件移動耦合元件(46、56)的馬達；以及用于相對于耦合元件支撐厚重元件的懸掛件(60)。懸掛件(60)作用在大致穿過厚重元件質心的平面內，由此減小作用在懸掛件上的力矩。本發(fā)明第二方面在于揚聲器激勵器組件(70)，其包括以不可重復接合方式附著到聲輻射器上的基板(86)；以及以可重復接合方式附著到所述基板(86)上的激勵器(40)。
文檔編號H04R7/04GK1486580SQ01818568
公開日2004年3月31日 申請日期2001年11月1日 優(yōu)先權日2000年11月8日
發(fā)明者安德烈亞斯·波斯, 馬丁·科洛姆斯, 安德烈亞斯 波斯, 科洛姆斯 申請人:新型轉換器有限公司