專利名稱：用于擴音器組件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
至少一個實施例主要涉及用于擴音器組件的方法和裝置，更具體地， 涉及例如可以安裝在如天花板之類的表面上的方法和裝置。
背景技術(shù)：
由于擴音器為將電能轉(zhuǎn)換為機械能的換能器，因此通常將擴音器組件 設(shè)計為滿足物理約束，包括電的和機械的約束。這樣的約束所滿足的程度 會影響到擴音器組件的聲學(xué)性能。當(dāng)擴音器組件安裝在如天花板之類的表 面上時，對所安裝的擴音器組件來說，較佳地是保持所述表面的所期望的 特性，如強度、耐火性、抗震穩(wěn)定性和美觀。
Mason等的已公開的美國專利No.6,944,312描述了一種輕型全組裝的 擴音器外殼，其包括具有周緣的后隔音板、壓接在該后隔音板的周緣周圍 的格柵、以及設(shè)置在該后隔音板和該格柵之間的聲音反射片，該聲音反射 片具有放置擴音器的開口。該聲音反射片被描述為較佳地由聚乙烯基薄膜 或薄的聚脂薄膜制成，并且據(jù)說用來防止聲波再次進入擴音器。
Lowell等的已公開的美國專利No. 7，120，269描述了一種用于在新的 或現(xiàn)有的吊頂上支撐擴音器的埋入瓦(lay-intile)型系統(tǒng)，其還被描述為包 括提供最大自由氣隙的穿孔基部。該系統(tǒng)被描述為具有提供用于安裝一個 或多個擴音器的固體表面的板，同時后箱可選擇地安裝在擴音器之上并用 螺母固定。
現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)并沒有公開要求滿足的物理約束，包括限定三維擴音 器框架結(jié)構(gòu)并提供增強的聲阻抗匹配，同時還能夠包括期望的特性，如強 度、耐火性、抗震穩(wěn)定性和美觀。因此，需要一種用于提供能夠避免現(xiàn)有 技術(shù)的缺點的擴音器組件的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于提供擴音器組件的方法和裝置。根據(jù)至少一個 實施例，提供了一種方法，包括形成擴音器框架，以限定激勵器殼體部、 喇叭部和保形部。限定用于激勵器殼體部的激勵器孔，和限定用于喇叭部 的開口。將激勵器連接至擴音器框架，靠近激勵器孔?；暹B接至靠近激 勵器孔的擴音器框架，并支撐擴音器框架。將后隔音板施加至擴音器框架 的保形部的第一保形部表面。后隔音板限定喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁。 喇叭腔具有隨遠(yuǎn)離激勵器殼體部的距離增加而增加的橫截面面積。將格柵 施加至擴音器框架的保形部的第二保形部表面。從而，采用格柵將擴音器 框架固定至后隔音板，其中采用格柵是通過將格柵的周邊緣壓接至后隔音 板而完成的。


對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，參照附圖，可以更好地理解本發(fā)明，它的特 征也變得更加明顯。
圖1A和1B為根據(jù)至少一個實施例的擴音器框架子組件的透視圖。
圖2為根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的透視圖。
圖3為根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的透視圖。
圖4為根據(jù)至少一個實施例的擴音器框架子組件的透視圖。
圖5為根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的局部透視剖面圖。
圖6為用于根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的方法的流程圖。
在不同的附圖中，采用相同的附圖標(biāo)記表示類似或相同的物件。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種用于提供擴音器組件的方法和裝置。根據(jù)至少一個 實施例，提供了一種方法，包括形成擴音器框架，以限定激勵器殼體部、
喇叭部和保形部。限定用于激勵器殼體部的激勵器孔，和限定用于喇叭部 的開口。將激勵器連接至擴音器框架，靠近激勵器孔。基板連接至擴音器 框架，靠近激勵器孔和擴音器框架的周邊。將后隔音板施加至擴音器框架 的保形部的第一保形部表面。后隔音板限定喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁。喇叭腔具有隨遠(yuǎn)離激勵器殼體部的距離增加而增加的橫截面面積。將格柵 施加至擴音器框架的保形部的第二保形部表面。從而，采用格柵將擴音器 框架固定至后隔音板，其中采用格柵是通過將格柵的周邊緣壓接至后隔音 板而完成的。
根據(jù)至少一個實施例，后隔音板還限定激勵器殼體部的激勵器腔的激 勵器腔壁。保形部的第一保形部表面大致與后隔音板的第一后隔音板表面 相一致?？梢允┘痈駯牛沟酶駯诺牡谝桓駯挪靠拷钇骺?，且格柵的 第二格柵部靠近開口，第一格柵部大致與第二格柵部共面。
根據(jù)至少一個實施例，所述后隔音板是由多孔材料形成的，使得后隔 音板將喇叭腔壁限定為多孔喇叭腔壁。例如，后隔音板可以由壓制玻璃纖
維或礦物纖維的耐火材料形成，所述材料是符合Underwriters' Laboratories UL2043等級的。格柵可以施加至擴音器框架的大致為平面的周邊部，使 得大致為平面的周邊部圍繞擴音器框架的抬高部。擴音器框架的抬高部圍 繞激勵器殼體部和喇叭部。根據(jù)至少一個實施例，擴音器框架的大致為平 面的周邊部大致位于第一平面，且擴音器框架的抬高部大致位于第二平 面，第一平面大致平行于第二平面。
根據(jù)至少一個實施例，提供了一種裝置，包括擴音器框架、激勵器、 后隔音板和格柵。擴音器框架限定激勵器殼體部、喇叭部和保形部。激勵 器殼體部限定激勵器孔，且喇叭部限定開口。激勵器設(shè)置為靠近激勵器孔 且鄰近擴音器框架。后隔音板具有第一后隔音板表面。擴音器框架的保形 部的第一保形部表面大致與第一后隔音板表面相一致。第一后隔音板表面 限定喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁。喇叭腔具有隨遠(yuǎn)離激勵器殼體部的距離 增加而增加的橫截面面積。格柵設(shè)置為靠近擴音器框架的保形部的第二保 形部表面。格柵將擴音器框架固定至后隔音板。
根據(jù)至少一個實施例，后隔音板還限定激勵器殼體部的激勵器腔的激 勵器腔壁。保形部的第一保形部表面大致與后隔音板的第一后隔音板表面 相一致。格柵包括靠近激勵器孔的第一格柵部和靠近開口的第二格柵部。 第一格柵部大致與第二格柵部共面。后隔音板是由多孔材料形成的，使得 后隔音板將喇叭腔壁限定為多孔喇叭腔壁。根據(jù)至少一個實施例，擴音器框架還包括大致為平面的周邊部和抬高 部。大致為平面的周邊部圍繞抬高部。抬高部圍繞激勵器殼體部和喇叭部。
根據(jù)至少一個實施例，擴音器框架的大致為平面的周邊部大致位于第 一平面，且擴音器框架的抬高部大致位于第二平面，第一平面大致平行于 第二平面。
根據(jù)至少一個實施例，三維成形的板限定了激勵器殼體部、喇叭部、 大致為平面的周邊部和抬高部。激勵器殼體部限定激勵器孔。激勵器殼體 部與喇叭部的窄端連接。喇叭部的橫截面面積隨著與激勵器殼體部的距離 增加而增加。根據(jù)至少一個實施例，三維成形的板為真空成形的板。根據(jù) 至少一個實施例，三維成形的板為噴射模塑板。根據(jù)至少一個實施例，三 維成形的板為澆鑄板。根據(jù)至少一個實施例，三維成形的板為印模沖壓板。
根據(jù)至少一個實施例，大致為平面的周邊部圍繞抬高部。抬高部圍繞 激勵器殼體部和喇叭部。大致為平面的周邊部大致位于第一平面。抬高部 大致位于第二平面。第一平面大致平行于第二平面。
根據(jù)至少一個實施例，喇叭部限定遠(yuǎn)離激勵器殼體部的開口。真空成 形板還限定用于容納電接頭的電接頭殼體。開口的開口橫截面面積大于激 勵器孔的激勵器孔橫截面面積。
圖1A和1B為根據(jù)至少一個實施例的擴音器框架子組件的透視圖。 為了清楚起見，圖lA沒有示出基板(groimdplane)112，而為了完整性， 圖1B示出了包括基板112的擴音器框架子組件。擴音器框架子組件101 包括擴音器框架102，基板112和激勵器103。擴音器框架102限定了激 勵器孔104?；?12限定了靠近孔104的類似的孔。激勵器103通過緊 固件105連接至擴音器框架102和基板112，該緊固件105以接近激勵器 孔104的方式將激勵器103固定至擴音器框架。較佳地，緊固件105設(shè)置 在激勵器孔104周圍。雖然采用了術(shù)語"基板"，但根據(jù)至少一個實施例， 基板112不是平面，且不與任何特定表面平行。相反，基板112設(shè)計為具 有在組裝過程中產(chǎn)生的特定曲率，以產(chǎn)生有利的頻率、聲壓級(SPL)和阻 抗響應(yīng)。根據(jù)至少一個實施例，基板112具有約20英尺的曲率半徑。根 據(jù)至少一個實施例，基板112具有雙曲線彎曲部分。根據(jù)至少一個實施例，從圖1的透視圖看(即透過放置在圖1所示的元件前面的格子)，該彎曲部 分是凸起的。
較佳地，擴音器框架102為形成三維形式的空間，其限定了激勵器殼
體部106和喇叭部107。激勵器殼體部106在喇叭部107的窄端與喇叭部 107連接。由于喇叭部107遠(yuǎn)離激勵器殼體部106而延伸，則喇叭部107 的橫截面面積增加了。橫截面積增加率可以是線性的、指數(shù)的，或可以滿 足更高階函數(shù)。喇叭部限定了開口 108。開口 108設(shè)置為在激勵器殼體部 106的遠(yuǎn)側(cè)。通過用作聲學(xué)變壓器，以在喇叭部107的靠近激勵器103的 窄端提供更高的聲阻抗，并在喇叭部107的遠(yuǎn)離激勵器103且靠近開口 108 的寬端提供更低的聲阻抗，從而喇叭部107橫截面面積的增加提供了增強 的聲阻抗匹配。橫截面面積的增加還可以用來引起壓力的下降，產(chǎn)生加速 將聲波推向端口的"牽引"或真空效應(yīng)。由喇叭部107提供的聲阻抗轉(zhuǎn)換 允許激勵器103處的小的振幅移動開口 108處的大量空氣，從而增加擴音 器組件的效率。這允許開口尺寸大于傳統(tǒng)的倒相障板揚聲器(ported loudspeakers)。效果是小的激勵器(如，三英寸激勵器)現(xiàn)在可以用作較大的 激勵器(如，六英寸激勵器)，原因是激勵器尺寸有利地為結(jié)合的激勵器和 端口的面積之和。較大的端口意味著該擴音器像安裝有更大的激勵器一樣 而起作用。與采用不具有喇叭部的較大的激勵器的其它設(shè)計相比，采用結(jié) 合喇叭的更小的激勵器呈現(xiàn)出更大的效率。較小的激勵器也設(shè)計呈現(xiàn)出較 寬的分散場(dispersion field),這避免了房間內(nèi)的聲音的不均勻的射出。從 而能夠?qū)U音器進行合適的調(diào)音呈現(xiàn)出較寬的聲場，允許人們采用較少的 擴音器覆蓋同樣尺寸的區(qū)域。而且，激勵器殼體部106和喇叭部107形成 能夠被調(diào)音以增強擴音器組件的頻率響應(yīng)的赫爾姆霍茨諧振器(Helmholtz resonator)。
根據(jù)至少一個實施例，喇叭部107具有基本滿足二次函數(shù)的橫截面面 積。根據(jù)至少一個實施例，喇叭部107具有基本滿足y = 0.0234 x2 + 0.3521x + 1.1985的二次函數(shù)的橫截面面積。作為一個例子，根據(jù)至少一個實施例， 喇叭部107的橫截面面積偏離該二次函數(shù)的程度不大于百分之一。作為 另一個例子，根據(jù)至少一個實施例，喇叭部107的橫截面面積偏離該二次函數(shù)的程度不大于百分之零點五。還作為另一個例子，根據(jù)至少一個實施
例，喇叭部107的橫截面面積偏離該二次函數(shù)的程度不大于百分之零點三。 根據(jù)至少一個實施例，開口 108具有基本等于喇叭部107的靠近開口 108的橫截面面積的開口面積。由于開口108可以為、但不必為圓形，則 能夠以端口有效半徑描述開口 108的開口面積，該端口有效半徑表示這樣 的半徑，即如果一個圓具有與端口 108的開口面積相同的面積，則該圓應(yīng) 當(dāng)具有的半徑。
根據(jù)至少一個實施例，開口 108具有與激勵器103的激勵部(如，揚聲 器錐體)的激勵器半徑數(shù)學(xué)相關(guān)的端口有效半徑。根據(jù)至少一個實施例，端 口有效半徑與激勵器半徑之比約為1.1985。例如，對于具有約5.67266平 方英寸的激勵器面積和約1.34375的半徑的激勵器103，對于1.61046英寸 的端口有效半徑，開口面積約為8.148平方英寸。根據(jù)至少一個實施例， 端口有效半徑與激勵器半徑之比的范圍為1.15和1.25之間。根據(jù)至少一 個實施例，端口有效半徑與激勵器半徑之比的范圍為1.1和1.3之間。根 據(jù)至少一個實施例，端口有效半徑與激勵器半徑之比的范圍為1.0和1.4 之間。
根據(jù)至少一個實施例，激勵器孔104的激勵器孔徑近似激勵器103的 激勵部(如，揚聲器錐體)的激勵器半徑。因此，端口有效半徑相對于激勵 器半徑的數(shù)學(xué)關(guān)系也能夠適用于端口有效半徑相對于激勵器孔徑的關(guān)系。 而且，開口 108的開口面積相對于激勵器103的激勵器部的激勵器面積的 數(shù)學(xué)關(guān)系也能夠適用于開口面積相對于激勵器孔面積的關(guān)系。
根據(jù)至少一個實施例，喇叭部107、激勵器殼體部106的特定尺寸及 它們的關(guān)系，如限定在喇叭部107和激勵器殼體部106之間的、用于在激 勵器殼體部106和喇叭部107之間提供聲波連接和傳播的橫截面面積確 定為激勵器103的機械和/或電子參數(shù)的函數(shù)。例如，這些尺寸和關(guān)系能夠 被確定為激勵器103的柔度的函數(shù)。例如，激勵器103的柔度可以取決于 用來在激勵器103中安裝揚聲器錐體的邊緣和支架的剛性和/或彈性。作 為另一個例子，這些尺寸和關(guān)系能夠被確定為激勵器103的Q因數(shù)(即品 質(zhì)因數(shù))。根據(jù)至少一個實施例，喇叭部107和激勵器殼體部106的尺寸和關(guān)系被選擇為使激勵器103的機械阻抗與存在于開口 108處的自由大氣的 機械阻抗相匹配。
擴音器框架102還限定了電接頭殼體109。電接頭殼體109可以用作 擴音器組件的電接頭的外殼。例如，用于激勵器103的電接頭可以安裝在 電接頭殼體109中。其它電元件也可以安裝在電接頭殼體109中。例如， 用于提供與70.7瓦擴音系統(tǒng)兼容的電變壓器可以安裝在電接頭殼體109 中。作為另一個例子，放大器可以安裝在電接頭殼體109中，以使該擴音 器組件成為自放大擴音器組件。還作為另一個例子，音量控制裝置可以安 裝在電接頭殼體109中。調(diào)節(jié)孔可以限定在電接頭殼體109中，以通過格 柵接近音量控制裝置，從而在擴音器組件已經(jīng)安裝在如天花板之類的表面 上之后，可以方便地進行調(diào)節(jié)。根據(jù)至少一個實施例，通過限定在電接頭 殼體109中的孔安裝緊固件113(如，螺桿、鉚釘、摁扣等)，以將電接頭 連接至電接頭殼體109。
擴音器框架102還包括保形部，該保形部包括大致為平面的周邊部 lll和抬高部llO。保形部適合與后隔音板一致。后隔音板提供了用于由 激勵器殼體部限定的激勵器腔的激勵器腔壁和用于由喇叭部限定的喇叭 腔的喇叭腔壁。較佳地，后隔音板由如玻璃纖維或礦綿之類的耐火材料的 墊子構(gòu)成。較佳地，后隔音板為多孔的，以提供多孔激勵器腔壁和多孔喇 叭腔壁。多孔激勵器腔壁和多孔喇叭腔壁能夠降低由激勵器殼體部和喇叭 部形成的Hdmholtz諧振器的Q值，從而降低擴音器組件的頻率響應(yīng)中的 不希望的峰和/或零值。
可以設(shè)計激勵器腔和喇叭腔的形狀、尺寸和關(guān)系，以提供擴音器組件
預(yù)期的頻率響應(yīng)。由于可以自由地形成擴音器框架102，以限定預(yù)期的激
勵器腔和喇叭腔，從而聲學(xué)性能不會被后隔音板和聲音反射器結(jié)構(gòu)所限
制。相反，對于給定的后隔音板，甚至對于低擋的后隔音板，通過提供適
合激勵器的激勵器殼體部和喇叭部，并限定適合激勵器的開口，可以獲得
出色的聲學(xué)性能?？梢栽O(shè)計激勵器特性、激勵器殼體部特性、喇叭部特性
和開口尺寸之間的關(guān)系，以最優(yōu)化擴音器組件的頻率響應(yīng)和效率。較佳地，
開口大于激勵器孔，依照由喇叭部提供的聲阻抗轉(zhuǎn)換，這增加了擴音器效 率和聲學(xué)響應(yīng)。圖2為根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的透視圖。擴音器組件203 包括格柵201和后隔音板202。格柵201和后隔音板202包圍擴音器框架 和激勵器。較佳地，格柵201大致為平面的，且較佳地具有用于通過格柵 201的最佳聲學(xué)傳播而選擇的孔圖案和孔尺寸，以消除擴音器中的回射。 格柵201包括圍繞它周邊的邊緣，且較佳地該邊緣大致為平面的。后隔音 板202包括圍繞它周邊的邊緣，且較佳地該邊緣大致為平面的。較佳地， 圍繞格柵201周邊的邊緣壓接至圍繞后隔音板202周邊的邊緣上，并壓接 至圍繞設(shè)置在格柵201和圍繞后隔音板202周邊的邊緣之間的擴音器框架 的大致為平面的周邊部的周邊的邊緣上，從而相對于格柵201和后隔音板 202而將擴音器框架保持在固定位置。設(shè)計該壓接，以在后隔音板202和 擴音器框架102之間提供"擠壓"，這為喇叭和擴音器區(qū)域提供了關(guān)鍵的 密封。擴音器的任何露出的側(cè)面將降低聲學(xué)性能。通過所述關(guān)鍵的密封， 能夠阻止或最小化這種露出。根據(jù)至少一個實施例，格柵201為矩形的。 根據(jù)至少一個實施例，格柵201為正方形的。
圖3為根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的透視圖。擴音器組件203 的后隔音板202包括大致為平面的周邊部305和抬高部306。電接頭蓋板 301用緊固件304安裝在抬高部306上。電接頭蓋板301包括大致平面部 307。較佳地，緊固件304安裝在大致平面部307中。根據(jù)至少一個實施 例，其中可以穿過接線的接線孔303限定在大致平面部307下面的凹陷部 中。該接線可以連接至安裝在凹陷部中的電接頭上。較佳地，大致為平面 的周邊部305主要位于第一平面上，且較佳地抬高部306位于第二平面 上，其中第一平面大致平行于第二平面。
圖4為根據(jù)至少一個實施例的擴音器框架子組件的剖面透視圖。圖4 示出了省略后隔音板202的擴音器框架子組件。擴音器激勵器殼體部106 和喇叭部107之間的連接是可以看見的。如此設(shè)置喇叭部107的寬端，使 得開口 108靠近格柵201的一部分。由于開口 108在后隔音板202和格柵 201的內(nèi)部之間提供連接，則整個后隔音板內(nèi)部不被格柵201阻擋或屏蔽。 限定開口 108的格柵201的內(nèi)部邊緣位于靠近并且?guī)缀跖c格柵201共面的 位置?？梢栽诶炔?07和格柵201之間提供空隙，以降低不希望的振動 的風(fēng)險。電接頭401設(shè)置在電接頭蓋板301下面的凹陷部中，用于將通過接線孔303的接線連接至包括在電接頭殼體109中的電路，和/或連接至激 勵器103。通過采用接線板形式而不是接線螺母形式的電接頭401，可以 避免不牢固地包含的接線螺母向電接頭殼體內(nèi)部或擴音器箱內(nèi)部振動的 可能性。從激勵器103至電接頭401(標(biāo)記為至它們的極性)保持激勵器103 的極性，以便在制造過程中可以保持合適的電相位。根據(jù)至少一個實施例， 通過限定通過擴音器框架102的特定接線路徑(如，通道)，保持極性，以 保持從激勵器103至電接頭401的極性。
剛性構(gòu)件402限定在圍繞抬高部110的周邊的一部分的擴音器框架 102中。根據(jù)至少一個實施例，剛性構(gòu)件402為以大致半圓形部分終止的 大致半圓柱形狀，其中基板112支撐在所述大致半圓形部分上。通過用具 有彈簧常數(shù)的材料(如，金屬)制造基板112 ，則基板112靠向剛性構(gòu)件 402的彈性偏壓在基板和擴音器框架102之間保持力，以抑制可能引起振 動或扭曲的任何共振點，該振動或扭曲對擴音器組件的頻率響應(yīng)產(chǎn)生不利 的影響。根據(jù)至少一個實施例，在激勵器殼體部106的近似圓柱體部分中 限定波紋，以幫助保持基板U2和擴音器框架102之間彈性偏壓關(guān)系。根 據(jù)至少一個實施例，基板112包括彎曲鋼板。根據(jù)至少一個實施例，基板 112包括彎曲鋁板。根據(jù)至少一個實施例，基板112包括聚合物板。根據(jù) 至少一個實施例，基板112包括復(fù)合板。
圖5為根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件局部剖面透視圖?？梢钥?出，擴音器框架102的保形部包括大致與后隔音板202的形狀一致的大致 為平面的周邊部111和抬高部110，該后隔音板202包括大致為平面的周 邊部305和抬高部306。大致為平面的周邊部lll位于靠近、平行且?guī)缀?與大致為平面的周邊部305共面的位置。抬高部110位于靠近、平行且?guī)?乎與抬高部306的至少一部分共面的位置。較佳地，圍繞格柵201周邊的 邊緣壓接在大致為平面的周邊部111和大致為平面的周邊部305周圍，以 將格柵201、擴音器框架102和后隔音板202結(jié)合為剛性的密封組件。較 佳地，格柵201的壓接以不可拆除的方式將格柵201連接至后隔音板202。
由于擴音器框架102的保形部較佳地大致與后隔音板202的形狀一 致，則能夠精確地控制限定在擴音器框架102中的腔體的形狀和尺寸。例 如，由激勵器殼體部106和后隔音板202的抬高部306的一部分限定的激勵器腔提供了圍繞激勵器103的可控的音量。作為另一個例子，由喇叭部
107和后隔音板202的抬高部306的一部分限定的喇叭腔在將激勵器殼體 部106連接至喇叭部107的連接端口和開口 108之間提供了可控的音量。 不僅喇叭腔的音量是可控的，它的形狀也是可控的，以形成增加從連接端 口至開口的橫截面面積的喇叭。
雖然對于擴音器組件203，可以定制如格柵201和后隔音板202之類 的部件，但是如果這些部件采用標(biāo)準(zhǔn)部件，則規(guī)模經(jīng)濟能夠增加擴音器組 件203的經(jīng)濟效率。例如，設(shè)計用于加熱、通風(fēng)和冷卻(HVAC)應(yīng)用的格 柵201和后隔音板202能夠用來美觀地匹配標(biāo)準(zhǔn)的吊頂，因為它似乎匹配 標(biāo)準(zhǔn)的HVAC漫射天花板，并用來避免特別設(shè)計和制造用在擴音器組件中 的格柵201和后隔音板202的需要。并且，由于通常的HVAC格柵和后 隔音板已經(jīng)關(guān)于如燃燒、煙、機械測試(如，腐蝕和撞擊，如UL181標(biāo)準(zhǔn)) 之類的標(biāo)準(zhǔn)進行了等級檢定，則能夠簡化測試和標(biāo)準(zhǔn)一致。例如，可以 獲得遵照UL2043、 UL 1480、 E84禾卩/或UL181檢定的HVAC格柵和后隔 音板。遵從如UL2043這樣的標(biāo)準(zhǔn)允許在環(huán)境空氣調(diào)節(jié)空間中使用擴音器。 而且，HVAC格柵可以結(jié)合由提供標(biāo)準(zhǔn)一致并且增強安全的部件，如避免 地震的接頭(seismictieofftab)。而且，HVAC格柵可以由具有已經(jīng)經(jīng)歷并 通過嚴(yán)格的性能測試的所希望的性質(zhì)的材料制成。這樣的測試可以包括， 例如，腐蝕、濕度和紫外輻射曝光。僅僅替代HVAC格柵和后隔音板組件， 通過真空成形或噴射模塑擴音器框架102，以便于構(gòu)造可裝入格柵201和 后隔音板202中的組合擴音器框架組件101，則在組裝期間，能夠容易地 將擴音器框架組件101插在格柵201和后隔音板202之間，以產(chǎn)生高性能 的擴音器組件?？梢栽诤蟾粢舭?02沖出孔，以容納電接頭蓋板301，并 且電接頭蓋板301可以由保持標(biāo)準(zhǔn)一致的材料構(gòu)成。
如果適合安裝在如天花板或墻壁之類的表面上的擴音器組件能夠被 容易地安裝，而使該表面具有最小的變形，則該擴音器組件提供了額外的 用處和便利。通過采用遵照調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)(regulatorystandards)、并且形成遵照 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和形狀(如吊頂磚的標(biāo)準(zhǔn)尺寸)的輕質(zhì)材料，則可以提供便 于埋入的擴音器組件?？梢砸瞥呀?jīng)存在的天花板磚，可以將接線傳遞至 天花板磚移除的位置，該接線可以連接至從擴音器組件的外部可接近的電接頭401，并且可以將擴音器組件插入吊頂，以全部或部分代替所移除的 天花板磚。如果合適，可以固定避免地震的接頭。如果需要，可以對移除
的天花板磚的一部分進行修整和更換，以完成安裝。通過提供通過格柵201 可接近的音量控制裝置，在已經(jīng)將擴音器組件安裝到表面上之后，可以進 行音量調(diào)節(jié)，而不需要從該表面上拆下該擴音器組件。根據(jù)至少一個實施 例，擴音器組件可以安裝在干式墻表面上。
通過提供己經(jīng)形成、較佳地真空形成限定如喇叭部之類的部件的三維 形狀的擴音器框架102，則可以避免二維隔音片的需要。因此，可以避免 或最小化與二維隔音片相關(guān)的缺點，如振動和聲音失真。通過放棄直接安 裝至格柵的板，且代替的是，將擴音器和相關(guān)的組件安裝在三維擴音器框 架中，至少一個實施例允許產(chǎn)生三維加載喇叭設(shè)計，該設(shè)計極大地增加了 擴音器效率，并以足夠小的激勵器(如，三英寸激勵器)提供了先前需要更 大的激勵器(如，六英寸激勵器)所提供的性能。如上述其它擴音器設(shè)計所 述，由于激勵器或板與格柵之間的接觸會在格柵和聲音反射器片或板之間 產(chǎn)生振動和扭曲，這樣的設(shè)計還可以保持從格柵脫落的激勵器和任何板。 這樣的設(shè)計還能夠允許在擴音器激勵器周圍安裝拱形、雙曲線型基板(如， 具有約二十英尺的曲率半徑)，該基板被有意地按規(guī)定尺寸制作并成弓形， 以產(chǎn)生均勻的聲場和整個頻帶寬度音頻信息(如，粉紅噪聲)的線性重現(xiàn)。 通過提供將拱形、雙曲線型基板壓靠到其它擴音器組件的彈簧偏壓，這樣 的拱形、雙曲線型基板還能夠幫助阻止擴音器組件的不希望的嘎嘎聲。這 樣的設(shè)計還能夠提供更牢固、結(jié)實的設(shè)計，這導(dǎo)致更容易安裝，運輸損傷 的機會小。由于擴音器框架提供了足夠在結(jié)構(gòu)上支撐擴音器組件的剛度， 則絕緣的后隔音板不需要從結(jié)構(gòu)上支撐擴音器組件。盡管所述絕緣的后隔 音板可以像防火罩一樣起作用，允許遵照生活安全標(biāo)準(zhǔn)，但所述絕緣的后 隔音板在關(guān)鍵區(qū)域還提供附加剛度，以阻止擴音器在某一頻率的共振點。 因此，所述絕緣的后隔音板幫助確保在寬的頻率范圍內(nèi)具有平滑的頻率響 應(yīng)。對于該擴音器，在該擴音器下的某些位置，除了在全聽域中提供均勻 的聲音傳播，阻止在音量上可感覺的聲壓級(SPL)上的"熱點"或尖峰信 號之外，所述基板設(shè)計還給出了線性粉紅噪聲響應(yīng)。由于重量對懸掛埋入式擴音器組件也是一個考慮因數(shù)，理想的是使擴 音器組件盡可能地輕，而不犧牲聲音品質(zhì)、調(diào)整順從性、機械穩(wěn)定性或美 觀性。提供以三維形狀形成的擴音器框架102允許用給定類型和厚度的材 料構(gòu)造更硬的擴音器組件，或允許用更薄和/或更輕的材料構(gòu)造擴音器組 件，而不犧牲剛性。而且，提供調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)一致的硬的輕質(zhì)材料作為用于
HVAC應(yīng)用的格柵和后隔音板是可行的。HVAC后隔音板通常由玻璃纖 維或礦物纖維墊子形成，其外表面(即，凸面)覆蓋有箔材料。為了使重量 最小化，可以采用輕質(zhì)箔材料，如鋁箔。雖然可以采用標(biāo)準(zhǔn)的HVAC后 隔音板和格柵，如果合適，也可以指定特定的材料，以最優(yōu)化擴音器組件 的性能。根據(jù)至少一個實施例，格柵具有穿孔金屬片，該穿孔金屬片具有 尺寸設(shè)計為最優(yōu)化聲學(xué)響應(yīng)并消除從格柵后部至擴音器內(nèi)部的反射的穿 孔。
通過將擴音器框架102形成為三維形式，擴音器框架102提供了在其 上安裝激勵器103的足夠的剛性，從而避免將激勵器安裝到格柵上的需 要，這通過避免在格柵上安裝可見的如鉚釘之類的硬件的需要，進一步改 善了美學(xué)外觀。通過采用擴音器框架102安裝激勵器103，還可以避免或
最小化格柵的振動和源自這樣的振動的失真。而且，不將格柵用作重量支 承元件，則降低了格柵在激勵器的重量下下垂的可能性。由于喇叭部沿著 基本上平行于格柵201的平面從激勵器103的背面變向和轉(zhuǎn)換聲能，則可 以最小化格柵上的擴音器組件的高度。而且，所形成的擴音器框架102允 許電接頭殼體109凹進并與擴音器框架102 —體形成，這也幫助降低擴音 器組件的整個輪廓。因此，可以提供具有較薄的后隔音板的低輪廓的擴音 器。這樣的低輪廓的擴音器組件可以安裝在不可能安裝較高輪廓的擴音器 組件的位置。通過采用特定形成的具有小的、高效激勵器103的擴音器框 架102，至少一個實施例提供了能夠安裝在具有有限垂直空隙的空間中的 低輪廓擴音器組件。
三維形式的擴音器框架102和它的限定喇叭部107的能力允許采用更 小更輕的激勵器103比得上更大更重的激勵器的性能。即使采用更小更輕 的激勵器103，喇叭部107提供了聲抗轉(zhuǎn)換，以允許以更小更輕的激勵器 103的更小的表面面積移動與更大更重的激勵器的更大的表面面積可以移動的相同的空氣量。因此，可以進一步降低格柵201的下垂及振動和聲音
失真的風(fēng)險。而且，采用更小更輕的激勵器103的能力增加了擴音器組件
的經(jīng)濟效率。
而且，三維形式的擴音器框架102和它的限定喇叭部107的能力允許 采用更小更輕的激勵器103比得上多個激勵器的性能。例如， 一些擴音器 采用多個激勵器來覆蓋多個頻率范圍。然而，由喇叭部107提供的聲阻抗 轉(zhuǎn)換增加了激勵器103背面的聲阻抗，從而促使激勵器103的前面有效地 輻射更高的頻譜信息，而且它還降低了開口 108處的聲阻抗，以允許在開 口108前面的空間中，將較低的頻譜信息有效地耦合至空氣。因此，除了 在電學(xué)上之外，喇叭部107還有效地在聲學(xué)上交叉起作用，從而避免大容 量電感和電容元件以形成電交叉網(wǎng)絡(luò)的需要。[消除電交叉也消除了通常 的交叉網(wǎng)絡(luò)固有的相移。]通過采用限定喇叭部107的輕質(zhì)擴音器框架102 來從聲學(xué)上完成這樣的交叉功能，則可以降低重量，減小下垂的風(fēng)險，增
加聲效率，并增加經(jīng)濟效率。
至少一個實施例實施為提供有已存在的表面、如已存在的天花板磚相 適合的擴音器組件。例如，1 x2擴音器組件可以用來替換一半標(biāo)準(zhǔn)的2x2 天花板磚或四分之一的標(biāo)準(zhǔn)2x4天花板磚。如果希望更大的音量和/或功 率使用容量，多個擴音器組件，如多個lx2擴音器組件可以組合在一起， 并在通過移除一個或多個天花板磚而獲得的空間內(nèi)相互靠近安裝。如果需 要，可以在多個擴音器組件設(shè)置附加的支撐。
圖6為用于根據(jù)至少一個實施例的擴音器組件的方法的流程圖。該方 法從步驟601開始，其中形成擴音器框架，以限定激勵器殼體部、喇叭 部和保形部。該方法持續(xù)至步驟602，其中限定用于激勵器殼體部的激勵 器孔，和限定用于喇叭部的開口。在步驟603，激勵器連接至擴音器框架， 靠近激勵器孔。在步驟604，后隔音板("后箱")施加至擴音器框架的保 形部的第一保形部表面。后隔音板限定了喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁。喇 叭腔具有隨著至激勵器殼體部的距離的增加而增加的橫截面面積。在步驟 605，格柵施加至擴音器框架的保形部的第二保形部表面。施加格柵將擴 音器框架固定至后隔音板。根據(jù)至少一個實施例，后隔音板還限定了激勵器殼體部的激勵器腔的
激勵器腔壁。根據(jù)至少一個實施例，保形部的第一保形部表面與后隔音板 的第一后隔音板表面基本上一致。
根據(jù)至少一個實施例，步驟605還包括步驟606。在步驟606，格柵 壓接至后隔音板。根據(jù)至少一個實施例，步驟605還包括步驟607。在步 驟607，如此施加格柵，使得格柵的第一格柵部靠近激勵器孔，且格柵的 第二格柵部靠近開口。第一格柵部基本上與第二格柵部共面。根據(jù)至少一 個實施例，后隔音板由多孔材料形成，使得后隔音板將喇叭腔壁限定為多 孔喇叭腔壁。
根據(jù)至少一個實施例，步驟605還包括步驟608。在步驟608，格柵 施加至擴音器框架的大致為平面的周邊部，其中大致為平面的周邊部圍繞 擴音器框架的抬高部，擴音器框架的抬高部圍繞激勵器殼體部和喇叭部。 根據(jù)至少一個實施例，擴音器框架的大致為平面的周邊部大致位于第一平 面上，且擴音器框架的抬高部大致位于第二平面上，第一平面大致與第二 平面平行。
根據(jù)至少一個實施例，沿著靠近激勵器殼體部106徑向的大致線性軸 線限定喇叭部107。根據(jù)至少一個實施例，沿著靠近激勵器殼體部106切 向的大致線性軸線限定喇叭部107。根據(jù)至少一個實施例，沿著從激勵器 殼體部106向外延伸的大致螺線限定喇叭部107。根據(jù)至少一個實施例， 沿著沿它遠(yuǎn)離激勵器殼體部106前進的交替方向彎曲的線限定喇叭部 107。
根據(jù)至少一個實施例，擴音器框架102由聚合物片真空成形為三維結(jié) 構(gòu)。根據(jù)至少一個實施例，擴音器框架102噴射模塑為三維結(jié)構(gòu)。根據(jù)至 少一個實施例，擴音器框架102澆鑄成三維結(jié)構(gòu)。根據(jù)至少一個實施例， 擴音器框架102用印模沖壓成三維結(jié)構(gòu)。
因此，描述了用于擴音器組件的方法和裝置。雖然已經(jīng)基于一些特定 實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明的創(chuàng)造性特征 對其它實施例也是適用的，所有的其它實施例也確定落入本發(fā)明的保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括形成擴音器框架，以限定激勵器殼體部、喇叭部和保形部；限定用于激勵器殼體部的激勵器孔，和限定用于喇叭部的開口；將激勵器和基板連接至擴音器框架，靠近激勵器孔；將后隔音板施加至擴音器框架的保形部的第一保形部表面，其中后隔音板限定喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁，喇叭腔具有隨遠(yuǎn)離激勵器殼體部的距離增加而增加的橫截面面積；以及將格柵施加至擴音器框架的保形部的第二保形部表面，其中施加格柵將擴音器框架固定至后隔音板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中后隔音板還限定激勵器殼體部的 激勵器腔的激勵器腔壁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中保形部的第一保形部表面大致與 后隔音板的第一后隔音板表面相一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中將格柵施加至保形部表面的步驟 包括將格柵壓接至后隔音板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中施加格柵的步驟包括 如此施加格柵，使得格柵的第一格柵部靠近激勵器孔，且格柵的第二格柵部靠近開口，第一格柵部大致與第二格柵部共面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中后隔音板是由聲阻尼材料形成， 使得后隔音板將喇叭腔壁限定為聲阻尼腔壁。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中施加格柵還包括 將格柵施加至擴音器框架的大致為平面的周邊部，其中大致為平面的周邊部圍繞擴音器框架的抬高部，擴音器框架的抬高部圍繞激勵器殼體部 和喇叭部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中擴音器框架的大致為平面的周邊部大致位于第一平面，且擴音器框架的抬高部大致位于第二平面，第一平 面大致平行于第二平面。
9. 一種裝置，包括擴音器框架，其限定激勵器殼體部、喇叭部和保形部，激勵器殼體部限定激勵器孔，且喇叭部限定開口；基板，其設(shè)置為靠近激勵器孔且鄰近擴音器框架；激勵器，其設(shè)置為靠近激勵器孔且鄰近擴音器框架；后隔音板，其具有第一后隔音板表面，其中擴音器框架的保形部的第一保形部表面大致與第一后隔音板表面相一致，其中第一后隔音板表面限定喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁，喇叭腔具有隨遠(yuǎn)離激勵器殼體部的距離增加而增加的橫截面面積；和格柵，其設(shè)置為靠近擴音器框架的保形部的第二保形部表面，其中格柵將擴音器框架固定至后隔音板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中后隔音板還限定激勵器殼體部 的激勵器腔的激勵器腔壁。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中保形部的第一保形部表面大致 與后隔音板的第一后隔音板表面相一致。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的裝置，其中格柵還包括 鄰近激勵器孔的第一格柵部；和鄰近開口的第二格柵部，其中第一格柵部大致與第二格柵部共面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中后隔音板由多孔材料形成，使 得后隔音板將喇叭腔壁限定為多孔喇叭腔壁。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中擴音器框架還包括 大致為平面的周邊部；和抬高部，其中大致為平面的周邊部圍繞抬高部，抬高部圍繞激勵器殼 體部和喇叭部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中擴音器框架的大致為平面的周 邊部大致位于第一平面，且擴音器框架的抬高部大致位于第二平面，第一 平面大致平行于第二平面。
16. —種裝置，包括-三維成形的板，其限定激勵器殼體部、喇叭部、大致為平面的周邊部 和抬高部，其中激勵器殼體部限定激勵器孔，其中激勵器殼體部與喇叭部 的窄端連接，其中喇叭部的橫截面面積隨著與激勵器殼體部的距離增加而 增加。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中大致為平面的周邊部圍繞抬高 部，抬高部大致圍繞激勵器殼體部和喇叭部，其中大致為平面的周邊部大 致位于第一平面，且抬高部大致位于第二平面，第一平面大致平行于第二 平面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中喇叭部限定遠(yuǎn)離激勵器殼體部 的開口。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中三維成形的板還限定用于容納 電接頭的電接頭殼體和用于保持電連線的電極性的部件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中開口的開口橫截面面積大于激 勵器孔的激勵器孔橫截面面積。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于提供擴音器組件的方法和裝置。根據(jù)至少一個實施例，提供了一種方法，包括形成擴音器框架，以限定激勵器殼體部、喇叭部和保形部。限定用于激勵器殼體部的激勵器孔，和限定用于喇叭部的開口。將激勵器連接至擴音器框架，靠近激勵器孔。將后隔音板施加至擴音器框架的保形部的第一保形部表面。后隔音板限定喇叭部的喇叭腔的喇叭腔壁。喇叭腔具有隨遠(yuǎn)離激勵器殼體部的距離增加而增加的橫截面面積。將格柵施加至擴音器框架的保形部的第二保形部表面。
文檔編號H04R1/02GK101616347SQ20091015088
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者威廉·C·斯圖爾特, 安德魯·C·愛德華茲, 安德魯·埃文斯, 邁克爾·赫德森 申請人:Rgb系統(tǒng)公司