专利名称：低频喇叭的制作方法
技术领域：
本发明涉及低频喇叭设备，并且更具体地说涉及低频折叠喇叭设备。
许多现代扬声器设计试图通过将所有三个喇叭包括在单个扬声器装置内来减小发声所需要的物理空间和成本。但是，全部三个喇叭的尺寸不相同。一般来说，低频喇叭由于通常施加在低频喇叭上的两个设计约束条件而需要最大的物理空间，第一个约束条件需要在该喇叭内所包含的空气柱的长度必须是所产生的最低频率波长的至少1/4，另外，沿着这个喇叭的空气柱的横断面积通常从喉部向喇叭口按照指数规律增大。第二个约束条件需要喇叭口必须足够大以正确地负载(load)该喇叭。通常，喇叭口的横断面积至少比电声转换器的锥体横断面积大至少3-20倍。
例如，设计成播放50Hz信号的低频喇叭在喇叭口处大约为3英尺×3英尺并且至少68英寸长。锥体驱动器必须直径为至少1 8英寸，并且在其后面具有大约6立方英尺的空气。上述喇叭占据了总共大约10立方英尺，并且具有大于24立方英尺的外壳体积。
为了降低低频喇叭的空间需求，许多传统的低频喇叭设计成折叠结构。折叠喇叭需要该喇叭这样弯曲或折叠，从而声波必须绕着至少一个弯曲部行进。使该喇叭弯曲或折叠使得这些声波在更小空间中越过更大的距离。但是，使喇叭弯曲不会降低空气柱的整体长度或产生所要求声音所需要的喉部的尺寸。
虽然传统方法在声功率输出方面表现良好，但是在使用多个时导致非常大的扬声器叠。因为方向性随着声源尺寸增加而增加，所以大的物理尺寸使得难以保持观众覆盖范围。大扬声器其运输成本也更高，并且会阻碍听众的视线。
为了避免阻碍听众的舞台视线，通常将扬声器升高或悬挂在听众的头部上方。这些喇叭布置被称为“飞扬式”扬声器系统。明显低于80Hz的低频喇叭的物理尺寸不能用在全频带飞扬式扬声器系统中。
因此，需要紧凑型的低频喇叭设计以及紧凑型的扬声器设计。
在另一方面，该低频喇叭设备的筒体包括两个腔室。第一腔室包括该低频喇叭设备的喉部，并且与包括该低频喇叭设备的喇叭口的第二腔室连接。在这些腔室连接位置处，一开口使得这些腔室之间能够连通。这两个腔室的横断面积从该腔室的一个端部向另一个端部线性增加。第一腔室的横断面积的增加速率可以大于第二腔室的横断面积的增大速率。另外，用来提供给所述低频喇叭设备的声波源可以包括一电声转换器。该电声转换器可以包括一锥体，并且该锥体的横断面积可以大于该低频喇叭设备的喇叭口的横断面积。
本发明的其它方面还涉及构成为包括根据该低频喇叭设备发明构成的低频喇叭设备的扬声器设备。这种扬声器设备包括包含至少一个根据该低频喇叭设备发明构成的低频喇叭设备的扬声器外壳、至少一个高频喇叭设备和至少一个中频喇叭设备。
低频喇叭10包括喉部20、筒体30和喇叭口40。喉部20是在筒体30中的一孔，声波可以通过该孔进入到该低频喇叭10中。喇叭口40是在筒体30中的孔，声波可以通过该孔离开该低频喇叭10。因此，当将声波发射进喉部20时，声波行进穿过筒体30并且通过喇叭口40离开该低频喇叭10。优选的是，这些声波可以具有30-200Hz的频率。但是，可以调节筒体的长度以产生不同的频率范围。
将声波源设置成大致位于喉部30附近，从而所产生的声波将进入低频喇叭10的筒体30。可以通过任意方法来产生出声波，但是在一个优选实施方案中，通过电声转换器产生出声波。
图1显示出在本领域所公知的电声转换器70。虽然在本申请中对一种声电转换器进行说明，但是应该明白的是，可以用其它类型电声传感器代替在这里所述的电声传感器，并且这也落入在所要求保护的发明的范围内。每个电声转换器将电信号转换成声波。在本发明的一个实施方案中，可以采用利用具有电磁铁74的马达76来使隔膜或锥体78振动的锥体型电声转换器72(在图2中所示的)来将声波发射到低频喇叭10的喉部20中。在图2中所示的示例性锥体型电声转换器在本领域中是公知的。锥体型电声转换器32的直径是在锥体78的开口处测量出的。优选的是，这些电声转换器每个都具有大约6-18英寸的直径。在优选的实施方案中，可以采用12英寸锥体型电声转换器。
在本发明的一个优选实施方案中，低频喇叭10的喇叭口40的横断面积小于电声转换器70的锥体78的横断面积。例如，如果采用12英寸锥体型电声转换器的话，则这种电声转换器的锥体的横断面积大约为80平方英寸。喇叭口40其横断面积可以为8-80平方英寸，并且优选为18平方英寸。在一个实施方案中，喇叭口40的横断面积可以与锥体78的横断面积相同。在另一个实施方案中，喇叭口40的横断面积可以比锥体78的横断面积小5倍。
低频喇叭10的筒体30可以包括一系列腔室。在该一系列腔室中的相邻腔室相互连接。在相邻腔室的连接位置处，存在位于相邻腔室之间的开口以使得声波能够在这些腔室之间行进。这样，在该一系列腔室中的相邻腔室相互连通。
在一个非限定实施例中，本发明可以包括第一腔室50和第二腔室60。第一腔室50可以包括低频喇叭10的喉部20，并且第二腔室60可以包含低频喇叭10的喇叭口40。
作为在图1中最清楚地示出的非限定实施例，第一腔室可以形成在内部挡板275、后面板270、下斜挡板222、上斜挡板225和垂直挡板242这些部分之间。另外，喉部20可以位于内部挡板275中。声波源例如电声转换器70可以安装在与形成一部分第一腔室50的表面相对的内部挡板275的表面上。第一腔室50可以具有6英寸-60英寸的长度，优选为17英寸。该腔室的高度可以在3-18英寸的范围内，优选大约为13英寸。第一腔室50的宽度可以在大约1英寸-18英寸的范围内，优选大约为3.75英寸。可以对这些尺寸进行选择以在贯穿该喇叭的横断面积中产生合乎要求的级数(progression)。
在图3中最清楚地所示的可选实施方案中，第一腔室50′可以形成在底面板430、倾斜侧挡板422、倾斜侧挡板425和端部挡板442以及倾斜挡板475这些部分之间。声波源例如电声转换器70′可以安装在与形成一部分第一腔室50′的表面相对的倾斜挡板475的表面上。第一腔室50′可以具有6英寸-60英寸的长度，优选为17英寸。该腔室的高度可以在3-18英寸的范围内，优选大约为13英寸。该第一腔室50′的宽度可以在大约1英寸-18英寸的范围内，优选大约为3.75英寸。
在图1显示出第二腔室60的一个非限定性实施例。该第二腔室60可以形成在一部分底面板230、后面板270、左边外侧面板240、顶面板220和向内与左侧外侧面板240间隔开的左侧内部挡板244之间。该第二腔室60可以具有6英寸-72英寸的长度，优选为30英寸。该第二腔室60的高度可以在3-60英寸的范围内，优选大约为13英寸。该第二腔室60的宽度可以在大约1英寸-36英寸的范围内，优选大约为3.75英寸。可以对这些尺寸进行选择以在贯穿该喇叭的横断面积中产生合乎要求的级数(progression)。
可以通过不封闭由底面板230、顶面板220和离前部260最近的左侧内部挡板244形成的第二腔室60的断面来形成喇叭口40。在优选的实施方案中，喇叭口40的横断面积可以大约为8-2000平方英寸，优选为大约48平方英寸。
在图3中最清楚地所示的可选实施方案中，第二腔室60′可以以与在图1的第二腔室60基本上相同的方式构成。在图3中所示的这个实施方案的第二腔室60′可以形成在一部分底面板430、后面板470、左边外侧面板440、顶面板420和左边内部面板444之间。喇叭口40′可以通过不封闭由底面板430、左边外侧面板440、顶面板420和离前部460最近的左侧内部挡板444形成的该第二腔室60′的断面来形成。
虽然在图1中第一腔室50和第二腔室60的横断面形状大体上为矩形，但是本领域普通技术人员可以明白，大多数其它封闭形状例如圆形、椭圆形、方形、三角形和梯形在功能上是等同的并且落入在本发明的范围内。另外，第一腔室50的横断面形状不必与第二腔室的60的横断面形状相同。例如，在图3中可以看出，梯形的第一腔室50′可以与矩形的第二腔室60′相连。另外，如在图3中所示一样，腔室可以从一个端部向另一个端部改变形状。在图3中，第一腔室50′离喉部20′最近的地方的形状可以大体上为矩形，而在离开口55′最近的地方的形状为梯形。
回到图1，第一腔室50可以以0°-180°的角度与第二腔室60连接。在第一腔室50和第二腔室60之间的连接位置处，存在一开口55，用来使得声波能够从第一腔室50通到第二腔室60。
第一腔室50的横断面积从大致喉部20的位置向大致开口44的位置线性增大。在图1中可以最清楚地看出，在第一腔室中的横断面积的线性增大可以通过使第一腔室50的一个或多个壁部分倾斜来实现。例如，倾斜挡板222和225可以如此设置，从而每个形成第一腔室50的相对壁，并且这两个壁如此倾斜，从而在它们之间的距离沿着从喉部20向开口55的方向增大。另外，在该优选实施方案中，后面板270和内部挡板275可以但不必是大致相互平行的。
虽然在图1中所示的实施方案中使用两个挡板来从大致靠近喉部20的位置向开口55线性地增大横断面积，但是本领域普通技术人员可以明白，单个挡板也能实现相同的结果。另外，第一腔室50的两个以上壁可以倾斜以实现横断面积的线性增大。例如，在图3中，第一腔室50′的四个壁是倾斜的。在该实施方案中，倾斜挡板475和底面板430如此设置，从而每个都形成第一腔室50′的一个壁，并且这两个壁如此倾斜，从而在它们之间的距离从喉部20′向开口55′减小。但是，倾斜侧挡板422和倾斜侧挡板425之间距离的减小速率小于倾斜挡板475和底面板430之间距离的增大速率。因此，第一腔室50′的横断面积从大致喉部20′的位置向开口55′线性地增大。
回到图1，第二腔室60的横断面积从大致开口55的位置向大致喇叭口40的位置线性增大。在所示的两个实施方案中，这可以采用类似的方式来实现。参照图1，左边外侧面板240和右边外侧面板250两者都沿着至少一个边缘倾斜。倾斜边缘与顶面板220或底面板230连接。另外，在所示的实施方案中，侧面板既可以沿着与顶面板220连接的边缘也可以沿着与底面板230连接的边缘倾斜。这样构成侧面板会使得顶面板220和底面板230之间的距离从后面板270向前部260增加。在图1和3中，顶面板220和底面板230形成第二腔室的两个相对壁，这两个壁横跨位于开口55和喇叭口40之间的一部分第二腔室60。另外，左边外侧面板240和左边内部面板244形成第二腔室60的两个相对壁，这两个壁横跨位于开口55和喇叭口40之间的一部分第二腔室60。左侧面板240和左侧内部面板244可以大致相互平行。因此，在优选的实施方案中，第二腔室60的线性增加速率可以分别由左、右外侧面板240和250的一个或多个边缘的夹角来确定。
但是，本领域普通技术人员要明白的是，右边和左边外侧面板的边缘不必倾斜以实现第二腔室60的横断面积从开口55向喇叭口40线性增大。与在第一腔室50中所包括的那些类似的一个或多个内部挡板可以设置成确定该第二腔室60的横断面积。例如，如果要求顶面板220和底面板230平行从而可以容易叠置两个或多个喇叭的话，则内部挡板可以沿着顶面板220和/或底面板230设置以形成第二腔室60的壁。这些内部挡板的一个或多个可以如此倾斜，从而它们之间的距离从开口55向喇叭口40增大。或者，左边内部挡板244可以如此倾斜，从而在它与左边外侧面板240之间的距离从开口55向喇叭口40增大。还可以使与侧面板连接的顶面板220和底面板230的边缘倾斜。这样，左边外侧面板240和右边外侧面板250之间的距离可以从靠近开口55的位置向靠近喇叭口40的位置增大。
在优选实施方案中，第一腔室50的横断面积的线性增大速率大于第二腔室60的横断面积的线性增大速率。
虽然在该低频喇叭10的该优选实施方案中的这一系列腔室包含两个腔室，但是本领域普通技术人员可以理解的是，该低频喇叭10可以包括附加腔室。这些附加腔室可以位于第一腔室50和第二腔室60之间。这些附加腔室的每一个其横断面积可以从位于特定腔室和在该系列中位于它之前的腔室之间的连接位置向位于特定腔室和在该一系列腔室中位于它之后的腔室之间的连接位置线性增大。在这些腔室之间的连接位置处存在有开口，用来使得声波能够在这些腔室之间行进。这些附加腔室可以以0°-180°的角度与该一系列腔室中的其它腔室连接。
当使用根据所要求保护的发明构成的低频喇叭来放大低频声波时，优选包括多个喇叭。在图1中可以看出，优选的是，单个扬声器将包含至少一对低频喇叭203和205。另外，为了放大低频声波还优选的是包括几个扬声器。在该优选实施方案中，采用2-40个、优选4个扬声器。另外，优选的是，将这些扬声器彼此相邻地设置。因此，在该优选实施方案中，这些扬声器大致紧密相邻地设置。
扬声器图1和3-6显示出构成为包括低频喇叭10的扬声器。虽然在图1和3和6中的扬声器被提供用来显示出本发明的实施方案，但是本领域普通技术人员将明白的是，可以采用可选的扬声器设计以包括本发明，因此这些设计落入在本发明的范围内。
现在将对在图4中的扬声器200进行详细说明。在该实施方案中，扬声器200包含两个根据本发明构成的低频喇叭203和205。在图1中还可以看出包含在扬声器200中的低频喇叭203和205的内部结构。在结构上，这些低频喇叭203和205基本上相同。两个低频喇叭都包含在扬声器200的外壳210中。如在图4中最清楚地所示的一样，外壳210可以由顶面板220、底面板230、后面板270、左外侧面板240和右外侧面板250。
顶面板220和底面板230可以大体上为矩形形状并且尺寸大致相等。在该优选的实施方案中，顶面板220和底面板230的长度可以为15-60英寸，并且优选大约为42英寸，顶面板220和底面板230的宽度可以为12-60英寸，优选大约为30英寸，顶面板220和底面板230的厚度可以大约为0.5-3英寸。
右侧面板250和左侧面板240的尺寸可以大致相等。这些侧面板240和250还可以具有一个或多个倾斜的顶部和/或底部边缘，它们与顶面板220和/或底面板230连接，从而形成在从该扬声器200的侧面观看该外壳210时成向后倾斜外形的侧面板。在优选的实施方案中，与顶面板220连接的边缘和与底面板230连接的边缘是倾斜的。在该优选实施方案中，这些侧边的倾角或斜度α可以大约为0°-15°，并且优选大约为3°。在该优选实施方案中，右侧面板250和左侧面板240的长度大约为12-60英寸，并且优选大约为30英寸，右外侧面板250和左外侧面板240沿着离前部最近的端缘的高度可以为大约6-24英寸，并且优选为大约13英寸，右侧面板250和左侧面板240沿着与后面板270连接的端缘的高度可以为4英寸，优选为约15英寸，并且右外侧面板250和左外侧面板240沿着与后面板270连接的端缘连接的高度可以为大约6-24英寸，并且优选大约为15英寸，并且右外侧面板250和左外侧面板240可以为大约0.5-3英寸厚。
后面板270的形状通常可以为矩形。如果这些侧面板240和250的一个或多个侧面是锥形的话，则顶面板220和底面板230之间在前部260处的垂直距离将大于后面板270的高度。在该优选实施方案中，右侧面板250和左侧面板240之间在前部260处的距离和后面板270的长度可以为15-60英寸，优选为42英寸，顶面板220和底面板230之间在前部260处的垂直距离可以为大约6-24英寸，并且优选大约为15英寸，并且后面板270的高度可以为6-24英寸，并且优选大约为13英寸。后面板270厚约0.5-3英寸。
在该优选实施方案中，顶面板220、底面板230、后面板270、右外侧面板250和左外侧面板240可以由胶合板例如桦木胶合板或具有类似于桦木的物理特性的胶合板构成。
侧面板240和250安装在底面板230和顶面板220上。如上所述，这些侧面如此布置，从而侧面的较窄部分(更小的高度端)安装在后面板270上。后面板270与前部260相对地安装在底面板230和顶面板220上。外侧面板240和250以大致垂直的角度与后面板270的相对侧面连接。
该扬声器在从顶部和前部看时形状大体上为矩形。但是，当从侧面看时，该扬声器200的横断面其形状大体上为梯形。
在图4中，从上方看该扬声器，并且除去了顶面板220的一部分以暴露出扬声器200的内部结构。左边低频喇叭203设置得更靠近左侧面板240，而右边低频喇叭205设置得更靠近右侧面板250。在该实施方案中，左边低频喇叭203的第一腔室50如下形成一部分后面板270形成第一腔室50的其中一个壁，内部后挡板275的一部分形成与由后面板270形成的壁相对的第一腔室50的壁，内部挡板275可以与后面板270大致平行，并且沿着其边缘安装在顶面板220和底面板230上。
参照图1，斜挡板222和225安装在内部后挡板275和后挡板270上。倾斜挡板222和225形成左边低频喇叭203的第一腔室50的剩余顶壁和底壁。上斜挡板225设置成在其最左边的边缘上离顶部220最近，而下斜挡板22设置成在其最左边边缘上离所述底部230最近。斜挡板222和225其尺寸可以大致相等。
大体上竖直的挡板242跨接在内部挡板275和后挡板270之间。挡板242安装在斜挡板222和225的最中心端部上。一部分挡板242形成左边低频喇叭203的第一腔室50的壁。
右边低频喇叭205的第一腔室50如下形成一部分后面板270形成第一腔室50的其中一个壁，一部分内部挡板275形成与由后面板270形成的壁相对的第一腔室50的壁，内部挡板275可以与后面板270大致平行，并且沿着其边缘安装在顶面板220和底面板230上。
倾斜的顶部和底部斜挡板227和229安装在内部挡板275和后面板270上。斜挡板227和229形成右边低频喇叭205的第一腔室50的壁。上斜挡板229设置成在其最右边上离顶部220最近，并且下斜挡板227设置成在其最右边上离底部230最近。这些斜挡板227和229其尺寸大致相等。
一般来说，竖直挡板252安装在内部挡板275和后面板270上。挡板252安装在斜挡板227和229的最中心端部上。一部分竖直挡板252形成右边低频喇叭205的第一腔室50的壁。
左边低频喇叭203的喉部20位于在斜挡板222和205至竖直挡板242的左边之间的内部挡板275中。右边低频喇叭205的喉部位于在斜挡板227和229至竖直挡板252的右边之间的内部挡板275中。这两个喉部都是由内部挡板275中的孔形成。用于这两个低频喇叭的声波源280和282在它们相应喉部处安装在内部挡板275上。如上所述，优选的声波源是一种锥体型电声转换器。在该实施方案中，这些电声转换器280和282设置成使声波朝着后面板270发射。
参照图4，可以方便地将内部把手277设置在位于竖直挡板242和252之间的后面板270中。把手277可以是形成在后面板270中的孔，从而该后面板270限定了该把手277。优选的是，该孔其形状和尺寸适当设置成容纳一根或多根手指以利于提升、移动和/或搬运该扬声器。在图4和7中所示的实施方案中，把手277其形状大体上为矩形。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，其它形状例如方形、圆形、椭圆形、多边形、梯形等也都落入在本发明的范围内。或者，把手部件(未示出)可以与后面板270的外侧表面连接。这样，把手277可以通过把手部件和后面板270的外侧表面形成。在另一个实施方案中，把手277可以包括形成后面板270的外侧表面上的向内延伸的凹陷。优选的是，该凹陷其尺寸适当设置成容纳一根或多根手指以利于提升、移动和/或搬运该扬声器。
左边低频喇叭203和右边低频喇叭205的第二腔室60由五个壁构成。这两个低频喇叭203和205的一个壁是由一部分底面板230形成的。一部分顶面板220形成这两个低频喇叭203和205的第二壁。这两个低频喇叭203和205的第三壁由一部分后面板270形成，并且是第二腔室60的最后面的部分。一部分左外侧面板240形成左边低频喇叭203的第二腔室60的第四壁。一部分右外侧面板250形成右边低频喇叭205的第二腔室60的第四壁。左边低频喇叭203的剩余壁由一部分左边内部挡板244形成。左边内部挡板244安装在顶面板220和底面板230上。左边内部挡板244可以与左侧面板240大致平行。右边低频喇叭205的剩余壁由一部分右边内部挡板254形成。右边内部挡板254安装在顶面板220和底面板230上。右边内部挡板254可以与右侧面板250大致平行。
在这两个低频喇叭203和205中，第一腔室50在大约垂直倾斜开口55处与第二腔室60连接。开口55使得声波能够在这两个低频喇叭203和205中从第一腔室50向第二腔室60行进。
最好在右外侧面板250和左外侧面板240上包括嵌入的把手295(在图4中所示的)以有助于运输该扬声器200。
在优选的实施方案中，水平加强件290和292(在图5和6中所示的)可以设在低频喇叭10的第二腔室内以提高强度和结构完整性。最好如在图5中所示一样将这些水平加强件设置在把手295之间。
这两个低频喇叭203和205的喇叭口40设置在第二腔室60的远端处。另外，左边低频喇叭203和右边低频喇叭205的喇叭口40可以设置在扬声器200的前部260附近，从而声波从该前部260离开该扬声器200。
在该优选的实施方案中，可以在前部260设置一块使得声音能够离开该扬声器的格栅板262。适用于形成该格栅板的材料的非限定示例包括发泡或多孔塑料或金属。
因为这些低频喇叭203和205沿着外壳的左、右和后侧占据了许多空间，中频和低频喇叭设置在扬声器200内的更中间的位置中。虽然可以采用中频和高频喇叭的许多结构，在这里将对一个结构进行说明。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在本发明的范围内这些中频和高频喇叭可以有许多可选布置和结构。
象低频喇叭一样，中频和高频喇叭也包含三个主要部件，即喉部、筒体和喇叭口。
参照图4，扬声器200包含一对设置在左侧面板240和右侧面板250之间的大致中心处的高频喇叭320和330。这些高频喇叭320、330可以安装在竖直挡板325上，并且可以垂直布置或叠置，从而顶部高频喇叭320离顶面板220最近并且底部高频喇叭330离底面板230最近。这些高频喇叭的喉部、筒体和喇叭口可以采用线性结构布置，从而声波不必绕过任何角部行进。
水平挡板335从在每个喇叭的筒体中的位置向扬声器200的前部260将这些高频喇叭320和330分开。优选的是，该水平挡板在紧接着喉部之后的筒体的部分处将高频喇叭320和330分开。
扬声器200也包含一对中频喇叭350、360。右边中频喇叭350可以设置在高频喇叭320、330和右侧面板250之间。左边中频喇叭360可以设置在高频喇叭320、330和左侧面板240之间。分别用于中频喇叭350和360的中频声波源351和361可以分别与竖直挡板352和362连接。在垂直挡板352和362中的孔353和363(在图5中所示的)分别形成左右中频喇叭350和360的喉部。竖直挡板352和362可以分别与筒体部分354和364连接，从而这些筒体部分354和364位于在垂直挡板352和362中的喉部(参见图5)附近。优选的是，筒体部分354和364由中空柔性材料构成，这使得声波能够穿过它。合适的材料包括塑料例如模制聚氨酯。
优选的是，水平挡板335从高频喇叭向前部260延伸，并且在任一侧边上由弯曲的竖直挡板370和372加宽。弯曲竖直挡板370和372安装在顶挡板333和底挡板332上。优选的是，竖直挡板370和372沿着向前方向横向弯曲或扩大，从而形成在它们之间的横断面从高频喇叭的位置沿着向前方向向位于该扬声器200的前部260处的弯曲竖直挡板370和372的前缘按照指数规律增大。还优选的是，顶挡板333和底挡板332如此倾斜，从而它们之间距离从靠近高频喇叭320和330的位置向离前部260更近的位置增大。在这方面，竖直挡板370和372的高度沿着朝向扬声器200的前部260的方向增大。
在该优选实施方案中，将高频喇叭320和330水平分开的水平挡板335水平地延伸到高频喇叭的左边和右边。这些高频喇叭右边的部分水平挡板335可以与右边中频喇叭350的筒体部分354连接，并且高频喇叭左边的部分水平挡板335可以与左边中频喇叭360的筒体部分364连接。该连接使每个中频喇叭的筒体分叉。在该优选实施方案中，这些中频喇叭共享两个筒体部分。第一筒体部分形成在水平挡板335、顶挡板333、弯曲竖直挡板370和弯曲竖直挡板372之间。第二筒体部分形成在水平挡板335、底挡板332、弯曲竖直挡板370和弯曲竖直挡板372之间。将中频喇叭的筒体部分354和364连接在水平挡板335上使得这些中频喇叭和高频喇叭能够共享在该扬声器200的前部260中的公用喇叭口。
在图7中，从前部260显示出扬声器200，从而显示出左边和右边中频喇叭的分叉和由两个高频喇叭和两个中频喇叭使用的公用喇叭口。
另一个扬声器实施方案现在将对图7中的扬声器400进行详细说明。在该实施方案中，扬声器400包含两个根据本发明构成的低频喇叭403和405。在图3中也可以看到包含在扬声器400中的这些低频喇叭403和405。这两个低频喇叭403和405包含在扬声器400的外壳410中。如在图7中可以最清楚地看出，该扬声器400的外壳410包括顶面板420、底面板430(参见图3)、后面板470、右外侧面板450和左外侧面板440。该扬声器400的外壳410在结构上与扬声器200的外壳210类似。因此，将不对该扬声器400的外壳410作更详细地说明。
在图7中，在除去了顶面板420的大部分以暴露出该扬声器400的内部结构的情况下，从顶部观看该扬声器400。左边低频喇叭403离左侧面板440更近，并且右边低频喇叭405离右侧面板450更近。
如在图3中可以最清楚地看出，左边低频喇叭403的第一腔室50’形成在倾斜挡板475、底面板430、竖直面板442、斜挡板442和斜挡板425之间。倾斜挡板475可以在顶面板420附近与后面板470连接，并且向下朝着前部460倾斜。喉部20’可以设置在斜挡板475中。声波源在离顶面板420最近的表面上安装在倾斜挡板475上。斜挡板422、斜挡板425和竖直挡板442可以连接在倾斜挡板475和底面板430之间。斜挡板422可以连接在竖直挡板442和内部挡板444上。斜挡板425可以连接在竖直挡板442和后面板470上。
右边低频喇叭405的第一腔室50′可以形成在部分倾斜挡板475、底面板430(参见图3)、竖直挡板(未示出但类似于竖直挡板442)、斜挡板427和斜挡板429之间。喉部(未示出但类似于左边低频喇叭403的喉部20′)可以设置在倾斜挡板475中。声波源可以在离顶面板420最近的表面上安装在倾斜挡板475上。斜挡板427、斜挡板429和竖直挡板(未示出但类似于竖直挡板442)连接在倾斜挡板475和底面板430之间。斜挡板427连接在所述竖直挡板和内部挡板454上。斜挡板429连接在所述竖直挡板和后面板470上。
或者，这两个低频喇叭的第一腔室50′可以是形成在占据着倾斜挡板475和底面板430之间的空间的实心部分中的隧道。在该可选实施方案(未示出)中，在该实心部分内的内表面形成第一腔室50′的大多数壁。底面板430的一部分可以形成该第一腔室的剩余壁。还可能的是，整个第一腔室50’都包含在所述实心部分内，从而不需要任何底面板430的部分来形成第一腔室50’的壁。
扬声器400的左边低频喇叭403和右边低频喇叭405的第二腔室60′的结构与扬声器200的左边低频喇叭403和右边低频喇叭405的第二腔室60类似。左边低频喇叭403和右边低频喇叭405的第二腔室60′由五个壁形成。一部分底面板430形成低频喇叭403和405的一个壁。低频喇叭403和405的第二个壁由一部分顶面板420形成。这两个低频喇叭403和405的第三个壁由一部分后面板470形成，并且是该第二腔室60′的最后面的部分。左边低频喇叭403的第二腔室60′的第四个壁由一部分左外侧面板440形成。右边低频喇叭405的该第二腔室60′的第四个壁由一部分右外侧面板450形成。左边低频喇叭403的剩余壁由一部分左边内部挡板444形成。左边内部挡板444跨接在顶面板420和底面板430之间。左侧内部挡板444可以与左侧面板440大致平行。右边内部挡板454形成右边低频喇叭405的剩余壁。右边内部挡板454跨接在顶面板420和底面板430之间。右边内部挡板454可以与右侧面板450大致平行。
在这两个低频喇叭403和405中，第一腔室50′以大约160度的角度与第二腔室60′连接。开口55′使得声波能够在这两个低频喇叭403和405中从第一腔室50′向第二腔室60′行进。
扬声器400包含单个高频喇叭520。该高频喇叭520的喉部522设置在竖直挡板525中。竖直挡板525跨接在顶面板420和底面板430之间。高频声波源523设置在高频喇叭520的喉部522附近，并且与竖直挡板525的后表面连接。
高频喇叭520的筒体524包括两个腔室。第一腔室形成在竖直挡板532、竖直挡板534、底挡板530和顶挡板540之间。竖直挡板532和534大致平行并且与顶挡板540、底挡板530和竖直挡板525连接。顶挡板540和底挡板530两者都是倾斜或弯曲的，从而它们之间的距离随着声波朝着前部460移动而增大。
高频喇叭520的筒体524的第二腔室570形成在右边弯曲挡板536、左边弯曲挡板538、底挡板520和顶挡板540之间。右边弯曲挡板536与竖直挡板532的前缘、右边内部挡板454的前缘、底挡板530和顶挡板540连接。左边弯曲挡板538与竖直挡板534的前缘、左边内部挡板444的前缘、底挡板530和顶挡板540连接。弯曲挡板636和538两者都如此弯曲，从而它们之间的距离随着声波从弯曲挡板536和538与高频喇叭520的第一腔室连接的位置向前部460附近的位置行进而按照指数规律增大。
扬声器400包含一对中频喇叭550和560。在所示的实施方案中，中频喇叭的筒体包含单个腔室。在该实施方案中，这两个中频喇叭也可以共享一共同的筒体腔室。该腔室可以是由高频喇叭520所利用的与其第二腔室570相同的腔室。因此，这些中频喇叭550和560和高频喇叭520可以共享一个公用喇叭口580。
但是，因为中频喇叭的喉部552和562设置在比位于高频喇叭520的第一和第二腔室之间的开口更靠近前部460的位置中，所以与高频喇叭520相比，这些中频喇叭可以利用更小部分的腔室570。
每个中频喇叭550和560分别包括一中频声波源551和561。这些中频声波源551和561分别安装在弯曲挡板536和538上。这些中频声波源551和561可以设置在与形成高频喇叭520的第二腔室570的壁的表面相对的表面上。在这些中频声波源的位置附近，在弯曲挡板536和538中分别设有孔552和562。孔552和562分别是中频喇叭550和560的喉部。
虽然已经对本发明的几个实施方案进行了展示和描述，但是要理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对这些实施方案做出各种变化。
权利要求
1.一种低频喇叭设备，它包括多个串联布置的腔室，其中每个腔室具有带有第一孔的第一端部和带有第二孔的第二端部；每个腔室的横断面积从所述第一端部向所述第二端部线性增大；该串联腔室中的位于第一腔空之后的每个腔室在其第一端部处连接到该串联腔室中的直接位于该每个腔室之前的腔室的第二端部上，从而，所述位于第一腔室之后的每个腔室的第一端部上的孔与所述该串联腔室中的直接位于该每个腔室之前的腔室的第二端部上的第二孔相邻；其中，声波进入到该串联腔室中的第一腔室的第一端部，并且从该串联腔室中的最后一个腔室的第二端部出来，该串联腔室中的第一腔室的横断面积的线性增大速率最大。
2.如权利要求1所述的低频喇叭设备，其中所述声波是由电声转换器产生的。
3.如权利要求2所述的低频喇叭设备，其中所述电声转换器包括锥体。
4.如权利要求3所述的低频喇叭设备，其中所述锥体的横断面积大于所述串联腔室中的最后一个腔室的第二端部中的孔的横断面积。
5.如权利要求1所述的低频喇叭设备，其中在该串联腔室中的任意两个相连接的腔室之间的交叉线形成的角度为0°-180°。
6.如权利要求1所述的低频喇叭设备，其中所述串联腔室中的位于第一腔室后面的每个腔室的横断面积的线性增大速率小于该串联腔室中的在前的腔室的横断面积的线性增大速率。
7.如权利要求1所述的低频喇叭设备，其中所述声波的频率在30-200Hz之间。
8.一种低频喇叭设备，它包括第一腔室，它具有带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部，其中所述第一腔室的横断面积从该第一腔室的所述第一端部向第二端部线性增大；第二腔室，它具有带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部，其中所述第二腔室的横断面积从该第二腔室的所述第一端部向第二端部线性增大；其中，所述第二腔室在其第一端部处连接到所述第一腔室的第二端部上，从而所述第一腔室的出口孔与所述第二腔室的喉部孔相邻；声波源将声波引导进所述第一腔室的喉部孔中；并且所述第一腔室的横断面积的线性增大速率大于所述第二腔室的。
9.如权利要求8所述的低频喇叭设备，其中所述声波的频率在30-200Hz之间。
10.如权利要求8所述的低频喇叭设备，其中所述声波源包括电声转换器。
11.如权利要求10所述的低频喇叭设备，其中所述电声转换器包括锥体。
12.如权利要求11所述的低频喇叭设备，其中所述锥体的横断面积大于所述第二腔室的出口孔的横断面积。
13.一种折叠喇叭设备，它包括第一腔室，它具有带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部；第二腔室，它具有带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部；电声转换器，它包括用于将声波引导进所述第一腔室的喉部孔的锥体；其中，所述第二腔室在其第一端部处连接到所述第一腔室的第二端部上，从而所述第一腔室的出口孔与所述第二腔室的喉部孔相邻；所述锥体的横断面积大于所述第二腔室的出口孔的横断面积。
14.如权利要求13所述的折叠喇叭设备，其中所述第一腔室的横断面积从该第一腔室的所述第一端部向第二端部线性增大，所述第二腔室的横断面积从该第二腔室的所述第一端部向第二端部线性增大。
15.如权利要求14所述的折叠喇叭设备，其中所述第一腔室的横断面积的线性增大速率大于所述第二腔室的。
16.如权利要求13所述的折叠喇叭设备，其中所述第一腔室和第二腔室的交叉线形成0°-180°的角度。
17.如权利要求13所述的折叠喇叭设备，其中所述声波的频率在30-200Hz之间。
18.一种扬声器设备，它包括扬声器外壳；设置在所述扬声器外壳内的一对低频喇叭设备，其中每个低频喇叭设备包括第一腔室，它包括带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部，其中所述第一腔室的横断面积从该第一腔室的所述第一端部向第二端部线性增大；以及与所述第一腔室串联布置的至少一个随后腔室，该每个随后腔室包括带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部，其中所述随后腔室的横断面积从该随后腔室的所述第一端部向第二端部以小于从所述第一腔室的第一端部向第二端部的线性增大速率的增大速率线性地增大；其中，每个所述随后腔室在其第一端部处与该串联腔室中的紧接着在它之前的腔室的第二端部连接，从而所述紧接着在它之前的腔室的出口孔与该随后腔室的喉部孔连通；声波源将声波引导进所述第一腔室的喉部孔中，其中所述声波源通过至少一个挡板连接到所述扬声器外壳上；在所述扬声器外壳内设有至少一个中频喇叭，其中每个中频喇叭具有通过至少一个挡板与扬声器外壳连接的声波源；在所述扬声器外壳内设有至少一个高频喇叭，其中每个高频喇叭具有通过至少一个挡板与扬声器外壳连接的声波源。
19.如权利要求18所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有左侧和右侧，一个低频喇叭设备的至少一个随后腔室沿着该外壳的左侧设置，另一个低频喇叭设备的至少一个随后腔室沿着该外壳的右侧设置。
20.如权利要求19所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一后侧，两个低频喇叭设备的第一腔室都沿着该外壳的后侧设置。
21.如权利要求18所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一后侧，两个低频喇叭设备的第一腔室都沿着该外壳的后侧设置。
22.如权利要求18所述的扬声器设备，其中每个中频喇叭设置在一个低频喇叭设备的至少一个随后腔室和另一个低频喇叭设备的至少一个随后腔室之间。
23.如权利要求18所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一前侧，两个低频喇叭设备的出口孔都设置在该扬声器外壳的前侧上，每个中频喇叭具有设置在该扬声器外壳的前侧上的出口孔。
24.如权利要求18所述的扬声器设备，其中每个高频喇叭设置在一个低频喇叭设备的至少一个随后腔室和另一个低频喇叭设备的至少一个随后腔室之间。
25.如权利要求24所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一前侧，两个低频喇叭设备的出口孔都设置在所述扬声器外壳的前侧上，每个高频喇叭具有设置在所述扬声器外壳的前侧上的出口孔。
26.如权利要求18所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一前侧，两个低频喇叭设备的出口孔都设置在该扬声器外壳的前侧上，每个高频喇叭具有设置在所述扬声器外壳的前侧上的出口孔，每个中频喇叭具有设置在所述扬声器外壳的前侧上的出口孔。
27.如权利要求26所述的扬声器设备，其中每个中频喇叭和每个高频喇叭共用一个公用出口孔。
28.一种扬声器设备，它包括A.扬声器外壳；B.一对设置在所述扬声器外壳内的折叠喇叭设备，其中每个折叠喇叭设备包括1)第一腔室，具有带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部；2)第二腔室，具有带有喉部孔的第一端部和带有出口孔的第二端部，该出口孔具有横断面积；3)电声转换器，它包括具有横断面积的用来将声波引导进所述第一腔室的喉部孔的锥体；4)其中所述第二腔室在其第一端部处连接到所述第一腔室的第二端部上，从而所述第一腔室的出口孔与所述第二腔室的喉部孔相邻；以及5)所述电声转换器通过至少一个挡板与扬声器外壳连接，所述锥体的横断面大于所述第二腔室的出口孔的横断面积；C.设置在所述扬声器外壳内的至少一个中频喇叭，它包括通过至少一个挡板与所述扬声器外壳连接的声波源；以及D.设置在所述扬声器外壳内的至少一个高频喇叭，它包括通过至少一个挡板与所述扬声器外壳连接的声波源。
29.如权利要求28所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有左侧和右侧，一个折叠喇叭设备的第二腔室沿着该外壳的左侧设置，另一个折叠喇叭设备的第二腔室沿着该外壳的右侧设置。
30.如权利要求28所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一后侧，两个折叠喇叭设备的第一腔室都沿着该外壳的后侧设置。
31.如权利要求28所述的扬声器设备，其中每个中频喇叭设置在一个折叠喇叭设备的第二腔室和另一个折叠喇叭设备的第二腔室之间。
32.如权利要求31所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一前侧，两个折叠喇叭设备的出口孔都设置在该扬声器外壳的前侧上，每个中频喇叭具有设置在该扬声器外壳的前侧上的出口孔。
33.如权利要求28所述的扬声器设备，其中每个高频喇叭设置在一个折叠喇叭设备的第二腔室和另一个低频喇叭设备的第二腔室之间。
34.如权利要求33所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一前侧，两个折叠喇叭设备的出口孔都设置在所述扬声器外壳的前侧上，每个高频喇叭具有设置在所述扬声器外壳的前侧上的出口孔。
35.如权利要求28所述的扬声器设备，其中所述扬声器外壳具有一前侧，两个低频喇叭设备的出口孔都设置在该扬声器外壳的前侧上，每个高频喇叭具有设置在所述扬声器外壳的前侧上的出口孔，每个中频喇叭具有设置在所述扬声器外壳的前侧上的出口孔。
36.如权利要求35所述的扬声器设备，其中每个中频喇叭和每个高频喇叭共用一个公用出口孔。
全文摘要
一种低频喇叭设备，它包括喉部(20)、筒体(30)和喇叭口(40)，筒体(30)包括一系列腔室(50和60)，其中该一系列腔室中的每个腔室的横断面积从该腔室的一个端部到另一个端部线性增大，该一系列腔室中的第一腔室的线性增大速率最大，这些腔室相互连通，从而进入到该一系列腔室中的第一腔室(50)的喉部孔(20)中的声波行进穿过该一系列腔室中的每个腔室并且通过该一系列腔室中的最后一个腔室(60)的喇叭口(40)离开该一系列腔室；可以通过包括锥体的电声转换器(70)来产生声波；另外，喇叭口(40)的横断面积小于该锥体(78)的横断面积。
文档编号H04R1/30GK1477899SQ0314651
公开日2004年2月25日 申请日期2003年7月3日 优先权日2002年7月5日
发明者戴维·W·冈尼斯, 戴维 W 冈尼斯 申请人:玛吉设计公司