专利名称：复合式扬声器的制作方法
复合式扬声器本发明涉及扬声器，且特別地，涉及复合式扬声器，即，包括至少两个声辐射振动膜(acoustically radiating diaphragm)的扬声器。复合式扬声器已知多年。举例说来，美国专利第5,548,657号(KEF Audio (UK) Limited)公开了一种复合式扬声器，其包括声辐射拱形高 频振动膜和声辐射低频锥形振动膜。在美国专利第5,548,657号中所 说明的复合式扬声器在本发明附風的&1中示出。扬声器1的逸两个 振动膜基本上同轴且低频锥形:t展动膜3位于拱形高频振动膜5的径向 外侧。在锥形振动膜3的颈部9与环绕拱形振动膜的环形挡板11的 外径之间存在窄环形气隙7。这个间隙提供空气在扬声器箱(该箱并未 被图示，但实际上封闭复合式扬声器的周缘和后部)的内部与外部之间 的通道。需要该间隙较窄以确保拱形振动膜的高频响应不受到来自该 间隙(该间隙是不连续的)的衍射的影响。然而，在某些情形中，例如， 如果该复合式扬声器箱较小且该扬声器在低频操作，那么在该箱的内 部与外部之间的空气压力差可能会很大。当低频振动膜在4支大偏移操作时(即，较大前后发声运动)，空气压差可能会足以迫使空气流动通 过该间隙，造成可听见的湍流气流，这显然是不希望的。本发明设法(除了其它目的之夕卜)提供这个问题的解决方案。 因此，本发明的第一方面"l是供了一种复合式扬声器，其包括声辐 射第一振动膜和声辐射第二振动膜，该第一振动膜和第二振动膜基本 上同轴且该第二振动膜的至少部分位于该第一振动膜的径向外侧，在 第 一振动膜与第二振动膜之间存在间隙，且其中在该间隙中设有密封 件，从而防止或阻碍了气体通过该间隙的通行。通过提供防止或阻碍空气通过在第 一振动膜与第二振动膜之间的间隙通行的密封件，本发明可解决通过该间隙的可听见的湍流气流 的问题。优选地，该密封件基本上防止由笫 一振动膜与第二振动膜中的一 个或两个的发生运动所造成的空气通过该间隙的通行。该第 一振动膜一般具有基本上圓形的周缘。该第二振动膜一般基 本上为环形，即，该第二振动膜将通常具有基本上圓形的周缘，但通 常缺少第二振动膜的中央圓形区，因此提供空间用于中央第 一振动 膜。因此，在该第一振动膜与第二振动膜之间的间隙一般基本上为环 形。因此一般需要该密封件基本上为环形，尽管在本发明的许多实施 例中，该间隙并不在第 一振动膜与第二振动膜之间的整个距离上延伸 而是可(例如)在这些振动膜中的一个与位于这些振动膜之间的另一结 构之间延伸。根据本发明的复合式扬声器的声辐射第 一振动膜优选地包括高 频振动膜。该高频振动膜最好为拱形振动膜。该声辐射第二振动膜优 选地包括低频振动膜(该术语优选地包括中频)。最好，该低频振动膜 可大致为锥形振动膜。该密封件优选地是柔性的。例如，该密封件可能被直接或间接地 附接到第一振动膜与笫二振动膜中的一个或两个上且被设置成在使用中响应振动膜的发声运动而伸缩(flex)。如上文所表示，在本发明的 某些实施例中，扬声器包括环绕第一振动膜的结构。在这样的实施例 中，该间隙一般在该结构与笫二振动膜之间延伸，且因此在这样的实 施例中，该密封件一般被附接到该结构与该第二振动膜上。环绕该第 一4展动膜的该结构的至少部分可(例如)包括角状或挡板结构。在优选实施例中，该密封件的至少部分可以是薄膜形式。举例而 言，该密封件可能包括大致为环形的薄膜，其具有径向内边缘区与径 向外边缘区和在这些边缘区之间延伸的柔性区，在本发明的优选实施例中，密封件满足某些或全部以下标准 一通常需要在低频振动膜与高频振动膜(包括环绕低频振动膜的任何挡板或小角状部件)之间的任何不连续性较小以便增强高频振动 膜的性能；一 一般需要该密封件具有小的径向宽度使得它可装配于高频振动膜组件与低频振动膜之间窄环形间隙中；一该密封件通常必须允许该低频振动膜的必要的发声轴向运动； 一该密封件优选地在轴向变形的情况下具有一定刚度，其并不向低频振动膜添加显著的柔量非线性特性(compliance nonlinearity);即，该密封件的刚度与它的变形之间的关系优选地在很大程度上是线性的或者非常小的；以及一该密封件优选地完全密封该低频振动膜与高频振动膜组件之间的间隙。本发明的发明者已发现使用常规的"半巻"("half roll")环绕密封 件不能够满足上述优选标准。"半巻，，密封件是一种环形密封件，它 的主要柔性由具有基本上是半圓形截面的部件提供，诸如
图1所示环 绕高频振动膜5的密封件13。发明者发现不能够将这种密封件制造的 足够小以装配到该间隙内同时还允许低频振动膜的充分的轴向移动。 "半巻"密封件的刚度与它的变形之间的关系表示该密封件必需较 大，但这造成高频振动膜组件与低频振动膜之间的不连续性过大的问 题。本发明者已发现具有某些或所有以下优选特征的密封件一般可 以满足某些或所有上述标准。如上文所述，该密封件优选地包括大致环形的薄膜，它具有径向 内边缘区和径向外边缘区和在这两个边缘区之间延伸的柔性区。优选 地，该柔性区包括大致环形区，该大致环形区从该密封件的相应边缘 区延伸且在远离边缘区的端部通过柔性结合区而结合。最好，在本发 明的某些实施例中，每个大致环形区为大致圆柱形区。该结合区的径 向截面优选地基本上为半圓形。更优选地，当该密封件处于松弛状态 时，在该结合区与该边缘区之间沿着环形区的最小距离为在这些边缘区之间的最小距离的1.5倍。更为优选地，当该密封件处于松弛状态 时，这个最小距离是这些边缘区之间的最小距离的至少两倍。本发明的第二方面提供一种扬声器密封件，其包括大致环形的薄 膜，该大致环形的薄膜具有径向内边缘区和径向外边缘区和在这些边 缘区之间延伸的柔性区，该柔性区包括大致圆柱形区，该大致圆柱形 区的从相应的边缘区延伸且在距边缘区较远的端部被柔性结合区结 合在一起。本发明的第三方面提供一种扬声器密封件，其包括大致环形的薄 膜，该大致环形的薄膜具有径向内边缘区和径向外边缘区和在这些边 缘区之间延伸的柔性区，该柔性区包括第一大致环形区和第二大致环 形区，该第 一 大致环形区和第二大致环形区从相应的边缘区延伸且在 距边缘区较远的端部被柔性结合区结合在一起，其中，当该密封件处 于松弛状态时，该结合区与该边缘区之间沿着该环形区的最小距离是这些边缘区之间的最小距离的至少1.5倍。在本发明的第三方面的某些优选实施例中，当该密封件处于^>弛 状态时，在该结合区与边缘区之间沿着环形区的最小距离是边缘区之 间的最小距离的至少两倍。根据本发明的第三方面的密封件的每个大致环形区优选地为大 致圓柱形区。根据本发明的第二方面和/或第三方面的密封件优选地是根据本 发明的第 一 方面的复合式扬声器的密封件。方面的特征。本发明的其它优选和可选的特征在下文和附属权利要求中展开描述。现将参看附图以示例的方式对本发明的某些优选实施例展开描 述，在附图中图1示出如美国专利第5，548,657号所说明的已知复合式扬声器； 图2(视图(a)和(b))示出了根据本发明的扬声器密封件的实施例； 图3示出了图2所示扬声器密封件的细节；以及 图4示出了与已知类型的密封件的变形的计算枳4莫拟仿真(视图(a))相比较，在使用中根据本发明的扬声器密封件的实施例的变形的计算机模拟仿真(视图(b))。在上文中已经介绍了图1。扬声器1的两个振动膜基本上同轴且 低频锥形振动膜3位于拱形高频振动膜5的径向外侧。窄环形气隙7 处于锥形振动膜3的颈部9与环绕拱形振动膜的拱形挡板结构11的 外径之间。这个间隙提供空气在扬声恭箱(该籍并未掛示，但实际上封 闭复合式扬声器的周缘和后部)的内部与外部之间的通道。需要该间隙 较窄以确保拱形振动膜的高频响应并不受到来自该间隙的衍射影响 (该间隙是不连续的)。复合式扬声器1的驱动单元12的磁性结构13包括磁环15，它可 由(例如)钡铁氧体形成；前环形板18,它形成外极；以及，形成后板 19和内极20的构件17。低频振动膜3大致为截锥形式，它被柔性外 围22沿着它的前外边缘支承，该柔性外围22固定到底座(chassis)24 的前缘23上。管状支架25固定到振动膜3的后边缘上并且#皮设置成 延伸到在磁极18与20之间的气隙内。该支架25携带定位于支架上 的音圈27使得音圏延伸穿过该气隙。悬垂构件29 ^R固定在支架25 与底座24之间以便确保在振动膜3的发声偏移期间支架和它所携带 的音圈保持与磁性机构的磁极同心并且不与磁极有物理接触，其中该 悬垂构件29(例如)具有通过柔性腿互连的内环和外环构成的辐条 (spider)形式或者由具有环形波乡文的波紋^l构成。形成后板19和内招^ 20的构件17具有与它同轴延伸的孔31 ，以安装用于高频振动膜5的 驱动单元33。用于高频振动膜5的驱动单元33包括第二磁性结构，该第二磁性结构由壶状件(pot)28、圓盘形磁体35和圓盘形内极37构成。该壶 状件28具有圓柱形外表面，其尺寸定制为适于装配在音圈支架25内 而不与它有物理接触。该壶状件形成有环形唇缘39以形成外极。该 高频拱形振动膜5具有环形环绕密封件41。携带高频音圈36的圆柱 形支架固定到该换形振动膜5上使得音圈延伸穿过高频驱动单元33 的磁性结构的磁极之间的气隙。具有截锥形前表面的小环形角状挡板 11被固定到高频驱动单元的前部以提供低频振动膜3的表面朝向拱形 高频振动膜的延续。根据本发明的复合式扬声器可(例如)包括如图1所示且如上文所 述的复合式扬声器1,但在该间隙7中设有密封件以防止或阻碍空气 通过间隙7通4亍。低频锥形振动膜3在图1中被显示为大致为锥形，具有从振动膜 的颈部朝向振动膜的外周缘增加的喇叭张角。然而，应了解，振动膜 可(例如)为具有均一喇叭张角的锥形。低频振动膜还可根据需要具有 圓形、椭圓形或其它截面。高频振动膜在图1中被显示为拱形。这种振动膜是适当的，因为 它的声中心可能易于与低频振动膜的声中心密切重合地定位，而且因 为在两个驱动单元都造成大量声输出的频率范围，它相对于波长的较 小尺寸通过它自身给予它基本上非定向的声辐射，允许通过低频振动 膜来确定有效定向性。应了解，该高频振动膜可能选择性地为任何其 它形式，优选地是提供这些特征的形式。图2(图(a)和图(b))和图3示出了根据本发明的扬声器密封件的优 选实施例。图2(a)以平面图示出了该密封件，而且图2(b)示出了密封 件的截面A-A。图3示出了同一密封件的截面A-A的细节。密封件 50包括大致环形的薄膜52，其具有径向内边缘区54和径向外边缘区 56。柔性区58在边缘区52和54之间延伸，该柔性区包括大致环形 区60和62,这些大致环形区60和62从相应的边缘区56和54延伸。 在这个实施例中，这些大致环形区60和62实际上大致为圓柱形，它们在远离边缘区的端部^L柔性结合区64结合在一起。该柔性结合区 64的截面基本上为半圆形，如图3所示且如图上所标记的180度圆弧 所表示。径向内边缘区54与径向外边缘区56构成大致为截锥形的薄膜 (即，整体形状为截锥的薄膜)的间隔开的区。在使用中，当密封件50 位于复合式扬声器(例如，图1所示的类型)的间隙7中时，截锥的凹 面优选地朝向与声辐射振动膜大致相同的方向且它(例如)构成低频振 动膜3的锥体的近似延续。密封件50的内边缘区54和外边缘区56可能是且优选地是柔性 的。在径向内边缘区54与径向外边缘区56之间，柔性区58呈截锥 形薄膜的"折"叠"形式，该4f叠远离边缘区所形成的截锥而突出。由 柔性区形成的"折叠"可能在薄膜截锥的外部(例如，如图2和图3所 示)或在薄膜截锥的内部(未示出，但在图示方向的反方向中)凸出。折 叠在截锥的外部凸出通常是优选的，因为这一般表示在使用中该折叠 在声辐射振动膜的前部的后方凸出(而不是从前部凸出)。通过以这种 方式凸出，该折叠在截锥的前向表面中展示不连续性地减少。该折叠 优选地基本上与截锥的轴心同轴地凸出，如图2和图3所示。然而， 该折叠可与该截锥不同轴地凸出。而且，如图所示，由环形区60和 62所提供的折叠形状的存在得到在边缘区52与54之间的开口 66。 然而，在本发明的某些实施例中，该开口 66可能部分地被延伸构件(例 如，翼片)封闭，该延伸构件从一个或两个边缘区52、 54凸出，部分 地横跨该开口 66。这样，在密封件50的前向表面中的不连续性被减 小同时保持该折叠向大气敞开，从而允许它如图4所示改变形状(变 形)(在下文展开描述)，基本上不受到内部空气压力的阻碍。在图2和图3所示的扬声器密封件50的实施例中，当密封件处 于松弛状态时(即，如图2与图3所示的状态)，在结合区64与边缘区 之间沿着环形区的最小距离是在边缘区之间的最小距离C的至少1.5 倍。对于图2和图3所示的密封件50，在结合区64与边缘区之间沿着环形区的最小距离是沿着环形区62的距离B(而不是沿着环形区64 的距离)，因为环形区62比环形区64更短。因此，距离B是距离C 的至少1.5倍。(实际上，对于图2和图3所示的密封件50，距离B 是距离C的大约1.6倍)。本发明者发现在距离B与距离C之间的这 个最小比例允许低频振动膜3的必要的发声轴向运动同时保持了低频 振动膜3与高频振动膜5之间的不连续性足够小，使得高频振动膜的 性能不会在很大程度上受到损害，图4示出了与已知"半巻"型密封件的变形的计算枳4莫拟仿真(视 图(a))相比较，在使用中根据本发明的扬声器密封件的实施例的变形的 计算枳4莫拟仿真(视图(b))。如图所示，已知"半巻"型密封件70(例如， 图1 t标号41所示的类型)对于密封件的边缘区74与76之间的给定 间隔C能够提供相对较小的最大偏移距离D。(该最大偏移距离D是 在低频振动膜3经历发声轴向运动时它的颈部的最大偏移距离)。相 反，根据本发明的密封件50对于密封件的边缘区54与56之间的给 定间隔C能够提供相对较大的最大偏移距离D。对于已知类型的密封件70，如果间隔C小到不足以对高频振动膜 5的性能造成显著损害，该偏移距离D对于低频振动膜3而言是不足 够的，即，密封件70阻碍了低频振动膜的发声运动。或者，如果已 知密封件70被制造地足够大使得偏移距离D对于低频振动膜3而言 是足够的，那么间隔C则会大到足以对高频振动膜5的性能造成较大 损害。相反，对于根据本发明的密封件50而言，如果间隔C小到不 足以对高频振动膜5的性能造成较大损害，那么偏移距离D对于低频 振动膜3而言是足够的，即，密封件50并不在任何较大的程度上阻 碍低频振动膜的发声运动。在复合式扬声器1中的间隙7中密封件50 的存在还防止了由于低频振动膜的发声运动而迫使空气通过该间隙。 因此，解决了由低频振动膜的运动所造成的可听见的湍流气流的问 题。
权利要求
1.一种复合式扬声器，包括声辐射第一振动膜及声辐射第二振动膜，所述第一振动膜与第二振动膜基本上同轴且所述第二振动膜的至少部分位于所述第一振动膜的径向外侧，在所述第一振动膜与第二振动膜之间存在间隙，且其中在所述间隙中设有密封件，从而防止或阻碍空气通过所述间隙的通行。
2. 根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述密封件基 本上防止由所述第一振动膜与第二振动膜中的一个或两个的发声运 动所造成的空气通过所述间隙的通行。
3. 根据权利要求1或2 ^"述的扬声器，其特征在于，所述密封 件是柔性的。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所 述密封件包括薄膜。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所 述密封件大致是环形的。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所 述密封件被直接或间接地附接到所述第 一振动膜与第二振动膜中的 一个或两个上且被设置成在使用中响应所述振动膜的发声运动而伸 缩。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所 述扬声器包括环绕所述第 一振动膜的结构，其中所述间隙在所述结构 与所述第二振动膜之间，且其中所述密封件被附接到所述结构与所述 第二振动膜上。
8. 根据权利要求7所述的扬声器，其特征在于，环绕所述第一 振动膜的所述结构的至少部分包括挡板结构或角状结构。
9. 根据前述权利要求中^f壬一项所述的扬声器，其特征在于，所 述密封件包括大致环形的薄膜，所述大致环形的薄膜具有径向内边缘区和径向外边缘区，并具有在所述边缘区之间延伸的柔性区。
10. 根据权利要求9所述的扬声器，其特征在于，所述柔性区包 括大致环形区，所述大致环形区从所述密封件的相应边缘区延伸，并 在远离所述边缘区的端部处被栗性结合区结合在一起。
11. 根据权利要求10所迷的扬声器，其特征在于，每个大致环 形区是大致圓柱形区。
12. 根据权利要求10或11所述的扬声器，其特征在于，所述结 合区的径向截面基本上为半圆形。
13. 根据权利要求10至12中任一项所述的扬声器，其特征在于， 当所述密封件处于松弛状态时，在所述结合区与边缘区之间沿着环形 区的最小距离是所述边缘区之间的最小距离的至少1.5倍。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所 述声辐射第一振动膜包括高频振动膜。
15. 根据权利要求14所述的扬声器，其特征在于，所述高频振 动膜是拱形振动膜。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的扬声器，其特征在于，所 述声辐射第二振动膜包括低频振动膜。
17. 根据权利要求16所述的扬声器，其特征在于，所述低频振 动膜基本上是锥形振动膜。
18. —种扬声器密封件，包括大致环形的薄膜，所述大致环形的 薄膜具有径向内边缘区和径向外边缘区，并具有在所述边缘区之间延 伸的柔性区，所迷柔性区包括大致圆柱形区，所述大致圆柱形区从相 应边缘区延伸并在远离所述边缘区的端部处被柔性结合区结合在一 起。
19. 一种扬声器密封件，包括大致环形的薄膜，所述大致环形薄 膜具有径向内边缘区和径向外边缘区，并具有在所述边缘区之间延伸 的柔性区，所述柔性区包括第一大致环形区和第二大致环形区，所述 第 一 大致环形区和第二大致环形区从相应边缘区延伸并在远离所述边缘区的端部被柔性结合区结合在一起，其中当所述密封件处于松弛 状态时，在所述结合区与边缘区之间沿着环形区的最小距离是在所述 边缘区之间的最小距离的至少1.5倍。
20.根据权利要求19所迷的密封件，其特征在于，每个大致环 形区是大致圓柱形区。
全文摘要
一种复合式扬声器，其包括声辐射第一振动膜和声辐射第二振动膜。该第一振动膜与第二振动膜基本上同轴且该第二振动膜的至少部分位于该第一振动膜的径向外侧。在该第一振动膜与该第二振动膜之间存在间隙，且在该间隙中设有密封件，从而防止或阻碍了空气通过该间隙的通行。通过提供该密封件，本发明解决了通过该间隙的可听见的湍流气流的问题。
文档编号H04R1/24GK101243725SQ200680029467
公开日2008年8月13日 申请日期2006年6月21日 优先权日2005年6月22日
发明者J·A·奥克利-布朗 申请人:Gp声学(英国)有限公司