用于无源辐射器的压力密封的制作方法
【专利摘要】一种用于将声学辐射器气力密封至声学外壳的方法和装置。适型材料的环接合斜面使得该环的边缘向外偏转并且使得该环的表面适应该斜面。
【专利说明】用于无源辐射器的压力密封
【背景技术】
[0001]本说明书涉及比如声学驱动器和无源辐射器的声学辐射器模块，以及用于将声学辐射器模块安装至声学外壳的方法和装置。
【发明内容】
[0002]在一个方面中，一种装置，包括声学辐射器结构。该声学辐射器结构包括声学辐射器隔膜和将该声学辐射器隔膜耦合至框架的悬架元件。该声学辐射器结构被配置为机械耦合至声学外壳。该装置还包括用于在该声学辐射器结构和该声学外壳之间提供气力密封的结构。该用于提供气力密封的结构包括适型材料的环，被配置以使得该环的表面接合该声学外壳的斜面并且适应该斜面。该适型材料的环可以被定尺寸并且被配置为伸展以与该斜面接合并且适应该斜面。该适型材料的环可以包括硅橡胶。该悬架元件和该适型材料的环可以是一次成型结构。用于提供该气力密封的该结构可以被配置并且被定尺寸以使得当该声学辐射器结构不与该声学外壳接合时，该适型材料的环从该框架基本上垂直地延伸，并且使得当该声学辐射器结构与该声学外壳接合时，该适型材料的环从该框架倾斜地延伸。该声学辐射器结构可以包括声学驱动器。该声学辐射器结构可以包括无源辐射器。用于提供该气力密封的该结构可以被配置以使得该环的一个边缘是受限的并且该环的一个边缘是未受限的，并且使得当该未受限的边缘接合该斜面时该未受限的边缘向外偏转。该适型材料的环和该斜面可以是平面的。
[0003]在另一方面中，一种装置，包括声学外壳以及在结合面机械稱合至该声学外壳的无源辐射器结构。该无源辐射器结构包括(a)框架；(b)无源辐射器隔膜；以及(C)无源辐射器悬架，机械耦合该框架和该无源辐射器隔膜。该装置还包括用于将该声学外壳和该无源辐射器结构之间的结合面气力密封的结构。该用于将该结合面气力密封的结构包括适型环，该适型环接合该声学外壳的斜面以使得该适型环的表面适应该斜面。该无源辐射器结构和该斜面被定尺寸和被配置以使得法向于该框架的平面的力的应用导致被施加于该环上、横向于该框架的力的应用，致使该环的未受限的边缘相对于受限的边缘横向地偏转。
[0004]在另一方面中，一种方法包括致使无源辐射器结构与声学外壳接合，以使得该无源辐射器结构上的适型环接合该声学外壳上的斜面，致使该适型环适应该斜面。该致使可以包括应用法向于该框架的平面的力，其中该应用法向于该平面的力导致应用横向于该框架的该平面的力。
[0005]当结合下列附图阅读时，其他特征、目的和优点将从下面的详细描述中变得显而易见，其中:
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是扬声器的图解视图；
[0007]图2-4是用于将声学辐射器结构密封至外壳的结构的图解视图；
[0008]图5A和图5B是用于将声学福射器结构密封至外壳的结构的图解视图；[0009]图6A和图6B是用于将声学驱动器结构密封至外壳的结构的图解视图；
[0010]图7示出了用于将声学驱动器结构密封至外壳的结构的图解视图，其中该用于密封的结构和该隔膜围绕物是一体成型结构；
[0011]图8是先前图的元件的简化的机械原理图；以及
[0012]图9是根据先前图的声学驱动器模块的实现方式的等角图。
【具体实施方式】
[0013]图1图示了扬声器系统10。该扬声器系统10包括两个声学辐射元件、声学驱动器结构12和无源辐射器结构11。声学驱动器结构12安装在外壳14中使得声学驱动器结构的一个辐射面16直接向环境辐射声学能量并且使得声学驱动器结构的一个辐射面18在外壳中辐射声学能量。包括无源辐射器隔膜22和悬架元件26的无源辐射器结构11安装在外壳14中使得外壳中的压力变化能够致使无源辐射器隔膜22振动，从而向环境辐射声学能量。为了简单说明，将无源辐射器隔膜22示出为平面和圆。在实际实现方式中，无源辐射器隔膜22可以是非平面例如锥形或者可以是非圆形例如椭圆形或跑道形。为了简单说明，将悬架元件示出为半滚(half-roll)围绕物，然而在实际实现方式中，悬架元件可以具有更复杂的几何形状和结构，例如在美国专利7，699，139和美国专利7，931，115中所描述的。
[0014]图2示出了安装无源辐射器结构11的一种方法。该无源辐射器隔膜22通过围绕物26例如通过粘合剂直接耦合到外壳14。该围绕物可以通过粘合剂附接到隔膜22和外壳
14。该围绕物形成防止空气从外壳的内部泄漏至外壳的外部的气力密封。
[0015]图3示出了安装无源辐射器结构11的第二种方法。在图3的配置中，无源辐射器结构11包括由围绕物26安装至框架28的无源辐射器隔膜22，该无源辐射器隔膜22例如由硬塑料比如具有30%玻璃填充的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)来制成。然后将框架28例如通过比如螺丝的紧固件安装在外壳上。随后视图所示的密封防止空气从外壳的内部通过框架28和外壳14之间的结合面泄漏至环境。
[0016]图4图示了用于在框架28和外壳14之间提供气密结合面的一个结构的操作。由可压缩、适型、气密材料制成的密封20定位在框架28和外壳14之间。该框架例如通过比如螺丝的紧固件而朝着该外壳推进，压缩该密封以形成外壳和框架之间的气密结合面。密封20和框架28之间的密封表面以及密封20和外壳14之间的密封表面仅限于X-Z平面中密封的尺寸。然而，图4的布置可能具有一些不利。图4所示的结构的一个缺点在于由该紧固件施加的用于确保良好的初始密封的法向于框架28和外壳14的壁的平面的力的大小可能致使框架28或外壳14的壁变形或潜变，尤其当在该结构暴露于热的情况下无源辐射器隔膜片反复振动和操作时，该力可能最终允许泄漏。
[0017]图5A和图5B图示了用于在框架28和外壳14之间提供气密结合面的另一个结构以及用于操作该结构的方法。在图5A和图5B的结构中，适型、可伸展的材料(比如硅胶)的环或裙32具有受限的一个边缘31 (因为它附接到框架28)以及未附接、未受限的一个边缘33。环32被配置并且被定尺寸为与外壳14的斜边34接合并且适应外壳14的斜边34。优选地，在垂直于框架28的表面的方向中的环的高度h大于环的厚度t。例如，在一个实现方式中，高度h是3毫米并且厚度t是2毫米。对尺寸的一些实际的限制可能包括可塑性、可制造性、抗屈曲强度。
[0018]该框架例如通过紧固件(比如接合外壳14的支架的螺丝25)朝着该外壳推进而导致图5B的配置。该斜边致使对外壳和框架的表面正常的力被偏转，使得由紧固件施加的力具有法向分量Fn和横向分量F1。该横向分力致使环的未附接的边缘33横向地偏转，使得当包括框架28和环32的组件在如图5B中的接合位置中时该环能够从框架28的平面倾斜地延伸，使得环32适应斜面，导致比例如图3的结构更好的框架28和外壳14之间的密封结合面。该横向偏转的结果可以通过比较在环32的X-Z平面中的底面积而看到。
[0019]为了简单说明，图5A和图5B和图6的部件被取向使得框架28耦合至外壳14的外表面。在其它实施例中，该部件可以被布置使得该框架被耦合至外壳14的内表面。该环或者裙32的表面和斜面34被示出为平面，但是在其它实施例中可以是非平面的。
[0020]图5A和图5B的结构优于图4的结构因为气密密封可以实现具有更低法向分力Fn的力，从而减少至少部分由法向力引起的翘曲的可能性。另外，如果在X-Z平面中有非平面性和/或在Y方向中有与图4的结构的尺寸差异，则图5A和图5B的结构提供更好的密封。此外，环32与外壳的斜面34之间的密封面的数量并不限于环在X-Z平面中的尺寸，所以密封表面在图5A和图5B的配置中的数量可以大于密封表面在图4的配置中的数量。
[0021]优选地，该环由具有杨氏模量范围从0.25MPa至1.0MPa例如0.5MPa的材料所形成。其他相关材料属性包括抗拉强度和断裂伸长率。在一个实施例中，抗拉强度为8.3MPa并且断裂伸长是630%。其它期望的属性包括相对低的摩擦系数。一种具有这些属性的材料是娃橡胶，例如可以向瓦克公司(网址WWW.wacker.com)购买的ELASTOS1.L?系列娃
酮橡胶。由于硅橡胶还具有使它成为用于声学驱动器悬架元件比如围绕物的期望材料的属性，所以可以采用图7 (下图)的结构。
[0022]图6A和6B示出可以用于图1的声学驱动器结构12的结构。除了将图5A和图5B的无源辐射器结构隔膜22取代为包括锥体122和电机结构50的声学驱动器结构，图6A和6B的结构类似于图5A和图5B的结构。为了简单起见，将典型的声学驱动器结构的一些元件省略。例如，框架或“筐”(在这一视图中没有示出)可以将电机结构50的静止部分机械耦合至框架28。十字轴(在这一视图中没有示出)可以将该椎体122以允许在Y方向中的振动但对抗在X方向和Z方向中的运动的方式耦合至该筐。
[0023]在图7的实施例中，悬架元件26和环32是接合框架28的一次成型结构；这允许悬架元件和环由单一、简单、成型操作而形成。图6的结构还允许用于机械耦合框架28和单一结构悬架元件和环的更简单、更安全的几何形状，因为单一结构的部分在框架的平面的两侧。该单一结构可以简单地“抓住”该框架。
[0024]图8是图示环32和斜面34的操作的简化的机械原理图。当包括环32的组件被朝着斜面推进，该环接合该斜面并且该环32的内表面40接合斜面34。图5B的横向分力Fl致使未附接边缘33相对于附接边缘31横向地偏转(为了简单起见，在这一视图中没有示出先前图的框架28以及环32和框架之间的附接)并且致使环32适应斜面34，形成气密密封。
[0025]图9示出了根据图6A和图6B的包括框架28、围绕物26、环32和无源辐射器结构隔膜22的结构的实际实现方式。在图9中，附图标记是指先前示图中的类似编号的附图标记。在图9的实现方式中，无源辐射器结构隔膜22是跑道形，围绕物26根据美国专利7，699，139和美国专利7，931，115中的一个或两个，以及围绕物26和环32是如图6A和图6B的一次成型结构。
[0026]可以在不背离本发明概念的情况下对本文公开的具体装置和技术进行多种使用和变更。因此，本发明将被理解为包含本文所公开的每个新特征和特征的每个新组合，并且仅由所附权利要求的精神和范围来限定。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 声学福射器结构，包括 声学辐射器隔膜和将所述声学辐射器隔膜耦合至框架的悬架元件； 所述声学辐射器结构被配置为机械耦合至声学外壳； 用于在所述声学辐射器结构和所述声学外壳之间提供气力密封的结构，包括适型材料的环，被配置以使得所述环的表面接合所述声学外壳的斜面并且适应所述斜面。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述适型材料的环被定尺寸并且被配置为伸展以与所述斜面接合并且适应所述斜面。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述适型材料的环包括硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述悬架元件和所述适型材料的环是一次成型结构。
5.根据权利要求1所述的装置，其中用于提供所述气力密封的所述结构被配置并且被定尺寸以使得当所述声学辐射器结构不与所述声学外壳接合时，所述适型材料的环从所述框架基本上垂直地延伸，并且使得当所述声学辐射器结构与所述声学外壳接合时，所述适型材料的环从所述框架倾斜地延伸。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述声学辐射器结构包括声学驱动器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述声学辐射器结构包括无源辐射器。
8.根据权利要求1所述的装置，其中用于提供所述气力密封的所述结构被配置以使得所述环的一个边缘是受限的并且所述环的一个边缘是未受限的，并且使得当所述未受限的边缘接合所述斜面时，所述未受限的边缘向外偏转。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述适型材料的环和所述斜面是平面的。
10.一种装置，包括: 声学外壳； 无源辐射器结构，在结合面机械耦合至所述声学外壳，所述无源辐射器结构包括 (a)框架； (b)无源辐射器隔膜；以及 (c)无源辐射器悬架，机械耦合所述框架和所述无源辐射器隔膜；以及 用于将所述声学外壳和所述无源辐射器结构之间的结合面气力密封的结构，包括适型环，所述适型环接合所述声学外壳的斜面以使得所述适型环的表面适应所述斜面。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述无源辐射器结构和所述斜面被定尺寸和被配置以使得法向于所述框架的平面的力的应用导致被施加于所述环上、横向于所述框架的力的应用，致使所述环的未受限的边缘相对于受限的边缘横向地偏转。
12.—种方法,包括: 致使无源辐射器结构与声学外壳接合，以使得所述无源辐射器结构上的适型环接合所述声学外壳上的斜面，致使所述适型环适应所述斜面。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述致使包括应用法向于所述框架的平面的力，其中所述应用法向于所述平面的力导致应用横向于所述框架的所述平面的力。
【文档编号】H04R1/02GK103733639SQ201280039718
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月15日 优先权日:2011年8月17日
【发明者】N·A·杰弗里 申请人:伯斯有限公司