用于扩音器组件的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于提供扩音器组件的方法和装置。根据至少一个实施例，提供了一种方法，包括：形成扩音器框架，以限定激励器壳体部、喇叭部和保形部。限定用于激励器壳体部的激励器孔，和限定用于喇叭部的开口。将激励器连接至扩音器框架，靠近激励器孔。将后隔音板施加至扩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。喇叭腔具有随远离激励器壳体部的距离增加而增加的横截面面积。将格栅施加至扩音器框架的保形部的第二保形部表面。
【专利说明】用于扩音器组件的方法和装置
【技术领域】
[0001]至少一个实施例主要涉及用于扩音器组件的方法和装置，更具体地，涉及例如可以安装在如天花板之类的表面上的方法和装置。
【背景技术】
[0002]由于扩音器为将电能转换为机械能的换能器，因此通常将扩音器组件设计为满足物理约束，包括电的和机械的约束。这样的约束所满足的程度会影响到扩音器组件的声学性能。当扩音器组件安装在如天花板之类的表面上时，对所安装的扩音器组件来说，较佳地是保持所述表面的所期望的特性，如强度、耐火性、抗震稳定性和美观。
[0003]Mason等的已公开的美国专利N0.6, 944, 312描述了一种轻型全组装的扩音器外壳，其包括具有周缘的后隔音板、压接在该后隔音板的周缘周围的格栅、以及设置在该后隔音板和该格栅之间的声音反射片，该声音反射片具有放置扩音器的开口。该声音反射片被描述为较佳地由聚乙烯基薄膜或薄的聚脂薄膜制成，并且据说用来防止声波再次进入扩音器。
[0004]Lowell等的已公开的美国专利N0.7，120, 269描述了一种用于在新的或现有的吊顶上支撑扩音器的埋入瓦(lay-1n tile)型系统，其还被描述为包括提供最大自由气隙的穿孔基部。该系统被描述为具有提供用于安装一个或多个扩音器的固体表面的板，同时后箱可选择地安装在扩音器之上并用螺母固定。
[0005]现有技术的系统并没有公开要求满足的物理约束，包括限定三维扩音器框架结构并提供增强的声阻抗匹配，同时还能够包括期望的特性，如强度、耐火性、抗震稳定性和美观。因此，需要一种用于提供能够避免现有技术的缺点的扩音器组件的方法和装置。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种用于提供扩音器组件的方法和装置。根据至少一个实施例，提供了一种方法，包括:形成扩音器框架，以限定激励器壳体部、喇叭部和保形部。限定用于激励器壳体部的激励器孔，和限定用于喇叭部的开口。将激励器连接至扩音器框架，靠近激励器孔。基板连接至靠近激励器孔的扩音器框架，并支撑扩音器框架。将后隔音板施加至扩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。喇叭腔具有随远离激励器壳体部的距离增加而增加的横截面面积。将格栅施加至扩音器框架的保形部的第二保形部表面。从而，采用格栅将扩音器框架固定至后隔音板，其中采用格栅是通过将格栅的周边缘压接至后隔音板而完成的。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]对本领域技术人员来说，参照附图，可以更好地理解本发明，它的特征也变得更加明显。
[0008]图1A和IB为根据至少一个实施例的扩音器框架子组件的透视图。[0009]图2为根据至少一个实施例的扩音器组件的透视图。
[0010]图3为根据至少一个实施例的扩音器组件的透视图。
[0011]图4为根据至少一个实施例的扩音器框架子组件的透视图。
[0012]图5为根据至少一个实施例的扩音器组件的局部透视剖面图。
[0013]图6为用于根据至少一个实施例的扩音器组件的方法的流程图。
[0014]在不同的附图中，采用相同的附图标记表示类似或相同的物件。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种用于提供扩音器组件的方法和装置。根据至少一个实施例，提供了一种方法，包括:形成扩音器框架，以限定激励器壳体部、喇叭部和保形部。限定用于激励器壳体部的激励器孔，和限定用于喇叭部的开口。将激励器连接至扩音器框架，靠近激励器孔。基板连接至扩音器框架，靠近激励器孔和扩音器框架的周边。将后隔音板施加至扩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。喇叭腔具有随远离激励器壳体部的距离增加而增加的横截面面积。将格栅施加至扩音器框架的保形部的第二保形部表面。从而，采用格栅将扩音器框架固定至后隔音板，其中采用格栅是通过将格栅的周边缘压接至后隔音板而完成的。
[0016]根据至少一个实施例，后隔音板还限定激励器壳体部的激励器腔的激励器腔壁。保形部的第一保形部表面大致与后隔音板的第一后隔音板表面相一致。可以施加格栅，使得格栅的第一格栅部靠近激励器孔，且格栅的第二格栅部靠近开口，第一格栅部大致与第二格栅部共面。
[0017]根据至少一个实施例，所述后隔音板是由多孔材料形成的，使得后隔音板将喇叭腔壁限定为多孔喇叭腔壁。例如，后隔音板可以由压制玻璃纤维或矿物纤维的耐火材料形成，所述材料是符合Underwriters’ Laboratories UL2043等级的。格栅可以施加至扩音器框架的大致为平面的周边部，使得大致为平面的周边部围绕扩音器框架的抬高部。扩音器框架的抬高部围绕激励器壳体部和喇叭部。根据至少一个实施例，扩音器框架的大致为平面的周边部大致位于第一平面，且扩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。
[0018]根据至少一个实施例，提供了一种装置，包括:扩音器框架、激励器、
[0019]后隔音板和格栅。扩音器框架限定激励器壳体部、喇叭部和保形部。激励器壳体部限定激励器孔，且喇叭部限定开口。激励器设置为靠近激励器孔且邻近扩音器框架。后隔音板具有第一后隔音板表面。扩音器框架的保形部的第一保形部表面大致与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。喇叭腔具有随远离激励器壳体部的距离增加而增加的横截面面积。格栅设置为靠近扩音器框架的保形部的第二保形部表面。格栅将扩音器框架固定至后隔音板。
[0020]根据至少一个实施例，后隔音板还限定激励器壳体部的激励器腔的激励器腔壁。保形部的第一保形部表面大致与后隔音板的第一后隔音板表面相一致。格栅包括靠近激励器孔的第一格栅部和靠近开口的第二格栅部。第一格栅部大致与第二格栅部共面。后隔音板是由多孔材料形成的，使得后隔音板将喇叭腔壁限定为多孔喇叭腔壁。
[0021]根据至少一个实施例，扩音器框架还包括大致为平面的周边部和抬高部。大致为平面的周边部围绕抬高部。抬高部围绕激励器壳体部和喇叭部。
[0022]根据至少一个实施例，扩音器框架的大致为平面的周边部大致位于第一平面，且扩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。
[0023]根据至少一个实施例，三维成形的板限定了激励器壳体部、喇叭部、大致为平面的周边部和抬高部。激励器壳体部限定激励器孔。激励器壳体部与喇叭部的窄端连接。喇叭部的横截面面积随着与激励器壳体部的距离增加而增加。根据至少一个实施例，三维成形的板为真空成形的板。根据至少一个实施例，三维成形的板为喷射模塑板。根据至少一个实施例，三维成形的板为浇铸板。根据至少一个实施例，三维成形的板为印模冲压板。
[0024]根据至少一个实施例，大致为平面的周边部围绕抬高部。抬高部围绕激励器壳体部和喇叭部。大致为平面的周边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。
[0025]根据至少一个实施例，喇叭部限定远离激励器壳体部的开口。真空成形板还限定用于容纳电接头的电接头壳体。开口的开口横截面面积大于激励器孔的激励器孔横截面面积。
[0026]图1A和IB为根据至少一个实施例的扩音器框架子组件的透视图。为了清楚起见，图1A没有示出基板(ground plane) 112，而为了完整性，图1B示出了包括基板112的扩音器框架子组件。扩音器框架子组件101包括扩音器框架102，基板112和激励器103。扩音器框架102限定了激励器孔104。基板112限定了靠近孔104的类似的孔。激励器103通过紧固件105连接至扩音器框架102和基板112，该紧固件105以接近激励器孔104的方式将激励器103固定至扩音器框架。较佳地，紧固件105设置在激励器孔104周围。虽然采用了术语“基板”，但根据至少一个实施例，基板112不是平面，且不与任何特定表面平行。相反，基板112设计为具有在组装过程中产生的特定曲率，以产生有利的频率、声压级(SPL)和阻抗响应。根据至少一个实施例，基板112具有约20英尺的曲率半径。根据至少一个实施例，基板112具有双曲线弯曲部分。根据至少一个实施例，从图1的透视图看(即透过放置在图1所示的元件前面的格子)，该弯曲部分是凸起的。
[0027]较佳地，扩音器框架102为形成三维形式的空间，其限定了激励器壳体部106和喇叭部107。激励器壳体部106在喇叭部107的窄端与喇叭部107连接。由于喇叭部107远离激励器壳体部106而延伸，则喇叭部107的横截面面积增加了。横截面积增加率可以是线性的、指数的，或可以满足更高阶函数。喇叭部限定了开口 108。开口 108设置为在激励器壳体部106的远侧。通过用作声学变压器，以在喇叭部107的靠近激励器103的窄端提供更高的声阻抗，并在喇叭部107的远离激励器103且靠近开口 108的宽端提供更低的声阻抗，从而喇叭部107横截面面积的增加提供了增强的声阻抗匹配。横截面面积的增加还可以用来引起压力的下降，产生加速将声波推向端口的“牵引”或真空效应。由喇叭部107提供的声阻抗转换允许激励器103处的小的振幅移动开口 108处的大量空气，从而增加扩音器组件的效率。这允许开口尺寸大于传统的倒相障板扬声器(ported loudspeakers)。效果是小的激励器(如，三英寸激励器)现在可以用作较大的激励器(如，六英寸激励器)，原因是激励器尺寸有利地为结合的激励器和端口的面积之和。较大的端口意味着该扩音器像安装有更大的激励器一样而起作用。与采用不具有喇叭部的较大的激励器的其它设计相t匕，采用结合喇叭的更小的激励器呈现出更大的效率。较小的激励器也设计呈现出较宽的分散场(dispersion field),这避免了房间内的声音的不均勻的射出。从而能够对扩音器进行合适的调音呈现出较宽的声场，允许人们采用较少的扩音器覆盖同样尺寸的区域。而且，激励器壳体部106和喇叭部107形成能够被调音以增强扩音器组件的频率响应的赫尔姆霍茨谐振器(Helmholtz resonator)。
[0028]根据至少一个实施例，喇叭部107具有基本满足二次函数的横截面面积。根据至少一个实施例，喇叭部107具有基本满足y = 0.0234x2+0.3521x+1.1985的二次函数的横截面面积。作为一个例子，根据至少一个实施例，喇叭部107的横截面面积偏离该二次函数的程度不大于百分之一。作为另一个例子，根据至少一个实施例，喇叭部107的横截面面积偏离该二次函数的程度不大于百分之零点五。还作为另一个例子，根据至少一个实施例，喇叭部107的横截面面积偏离该二次函数的程度不大于百分之零点三。
[0029]根据至少一个实施例，开口 108具有基本等于喇叭部107的靠近开口 108的横截面面积的开口面积。由于开口 108可以为、但不必为圆形，则能够以端口有效半径描述开口108的开口面积，该端口有效半径表示这样的半径，即如果一个圆具有与端口 108的开口面积相同的面积，则该圆应当具有的半径。
[0030]根据至少一个实施例，开口 108具有与激励器103的激励部(如，扬声器锥体)的激励器半径数学相关的端口有效半径。根据至少一个实施例，端口有效半径与激励器半径之比约为1.1985。例如，对于具有约5.67266平方英寸的激励器面积和约1.34375的半径的激励器103，对于1.61046英寸的端口有效半径，开口面积约为8.148平方英寸。根据至少一个实施例，端口有效半径与激励器半径之比的范围为1.15和1.25之间。根据至少一个实施例，端口有效半径与激励器半径之比的范围为1.1和1.3之间。根据至少一个实施例，端口有效半径与激励器半径之比的范围为1.0和1.4之间。
[0031]根据至少一个实施例，激励器孔104的激励器孔径近似激励器103的激励部(如，扬声器锥体)的激励器半径。因此，端口有效半径相对于激励器半径的数学关系也能够适用于端口有效半径相对于激励器孔径的关系。而且，开口 108的开口面积相对于激励器103的激励器部的激励器面积的数学关系也能够适用于开口面积相对于激励器孔面积的关系。
[0032]根据至少一个实施例，喇叭部107、激励器壳体部106的特定尺寸及它们的关系，如限定在喇叭部107和激励器壳体部106之间的、用于在激励器壳体部106和喇叭部107之间提供声波连接和传播的横截面面积确定为激励器103的机械和/或电子参数的函数。例如，这些尺寸和关系能够被确定为激励器103的柔度的函数。例如，激励器103的柔度可以取决于用来在激励器103中安装扬声器锥体的边缘和支架的刚性和/或弹性。作为另一个例子，这些尺寸和关系能够被确定为激励器103的Q因数(即品质因数)。根据至少一个实施例，喇叭部107和激励器壳体部106的尺寸和关系被选择为使激励器103的机械阻抗与存在于开口 108处的自由大气的机械阻抗相匹配。
[0033]扩音器框架102还限定了电接头壳体109。电接头壳体109可以用作扩音器组件的电接头的外壳。例如，用于激励器103的电接头可以安装在电接头壳体109中。其它电元件也可以安装在电接头壳体109中。例如，用于提供与70.7瓦扩音系统兼容的电变压器可以安装在电接头壳体109中。作为另一个例子，放大器可以安装在电接头壳体109中，以使该扩音器组件成为自放大扩音器组件。还作为另一个例子，音量控制装置可以安装在电接头壳体109中。调节孔可以限定在电接头壳体109中，以通过格栅接近音量控制装置，从而在扩音器组件已经安装在如天花板之类的表面上之后，可以方便地进行调节。根据至少一个实施例，通过限定在电接头壳体109中的孔安装紧固件113(如，螺杆、铆钉、摁扣等)，以将电接头连接至电接头壳体109。
[0034]扩音器框架102还包括保形部，该保形部包括大致为平面的周边部111和抬高部110。保形部适合与后隔音板一致。后隔音板提供了用于由激励器壳体部限定的激励器腔的激励器腔壁和用于由喇叭部限定的喇叭腔的喇叭腔壁。较佳地，后隔音板由如玻璃纤维或矿绵之类的耐火材料的垫子构成。较佳地，后隔音板为多孔的，以提供多孔激励器腔壁和多孔喇叭腔壁。多孔激励器腔壁和多孔喇叭腔壁能够降低由激励器壳体部和喇叭部形成的Helmholtz谐振器的Q值，从而降低扩音器组件的频率响应中的不希望的峰和/或零值。
[0035]可以设计激励器腔和喇叭腔的形状、尺寸和关系，以提供扩音器组件预期的频率响应。由于可以自由地形成扩音器框架102，以限定预期的激励器腔和喇叭腔，从而声学性能不会被后隔音板和声音反射器结构所限制。相反，对于给定的后隔音板，甚至对于低挡的后隔音板，通过提供适合激励器的激励器壳体部和喇叭部，并限定适合激励器的开口，可以获得出色的声学性能。可以设计激励器特性、激励器壳体部特性、喇叭部特性和开口尺寸之间的关系，以最优化扩音器组件的频率响应和效率。较佳地，开口大于激励器孔，依照由喇口八部提供的声阻抗转换，这增加了扩音器效率和声学响应。
[0036]图2为根据至少一个实施例的扩音器组件的透视图。扩音器组件203包括格栅201和后隔音板202。格栅201和后隔音板202包围扩音器框架和激励器。较佳地，格栅201大致为平面的，且较佳地具有用于通过格栅201的最佳声学传播而选择的孔图案和孔尺寸，以消除扩音器中的回射。格栅201包括围绕它周边的边缘，且较佳地该边缘大致为平面的。后隔音板202包括围绕它周边的边缘，且较佳地该边缘大致为平面的。较佳地，围绕格栅201周边的边缘压接至围绕后隔音板202周边的边缘上，并压接至围绕设置在格栅201和围绕后隔音板202周边的边缘之间的扩音器框架的大致为平面的周边部的周边的边缘上，从而相对于格栅201和后隔音板202而将扩音器框架保持在固定位置。设计该压接，以在后隔音板202和扩音器框架102之间提供“挤压”，这为喇叭和扩音器区域提供了关键的密封。扩音器的任何露出的侧面将降低声学性能。通过所述关键的密封，能够阻止或最小化这种露出。根据至少一个实施例，格栅201为矩形的。根据至少一个实施例，格栅201为正方形的。
[0037]图3为根据至少一个实施例的扩音器组件的透视图。扩音器组件203的后隔音板202包括大致为平面的周边部305和抬高部306。电接头盖板301用紧固件304安装在抬高部306上。电接头盖板301包括大致平面部307。较佳地，紧固件304安装在大致平面部307中。根据至少一个实施例，其中可以穿过接线的接线孔303限定在大致平面部307下面的凹陷部中。该接线可以连接至安装在凹陷部中的电接头上。较佳地，大致为平面的周边部305主要位于第一平面上，且较佳地抬高部306位于第二平面上，其中第一平面大致平行于第二平面。
[0038]图4为根据至少一个实施例的扩音器框架子组件的剖面透视图。图4示出了省略后隔音板202的扩音器框架子组件。扩音器激励器壳体部106和喇叭部107之间的连接是可以看见的。如此设置喇叭部107的宽端，使得开口 108靠近格栅201的一部分。由于开口 108在后隔音板202和格栅201的内部之间提供连接，则整个后隔音板内部不被格栅201阻挡或屏蔽。限定开口 108的格栅201的内部边缘位于靠近并且几乎与格栅201共面的位置。可以在喇叭部107和格栅201之间提供空隙，以降低不希望的振动的风险。电接头401设置在电接头盖板301下面的凹陷部中，用于将通过接线孔303的接线连接至包括在电接头壳体109中的电路，和/或连接至激励器103。通过采用接线板形式而不是接线螺母形式的电接头401，可以避免不牢固地包含的接线螺母向电接头壳体内部或扩音器箱内部振动的可能性。从激励器103至电接头401 (标记为至它们的极性)保持激励器103的极性，以便在制造过程中可以保持合适的电相位。根据至少一个实施例，通过限定通过扩音器框架102的特定接线路径(如，通道)，保持极性，以保持从激励器103至电接头401的极性。
[0039]刚性构件402限定在围绕抬高部110的周边的一部分的扩音器框架102中。根据至少一个实施例，刚性构件402为以大致半圆形部分终止的大致半圆柱形状，其中基板112支撑在所述大致半圆形部分上。通过用具有弹簧常数的材料(如，金属)制造基板112，则基板112靠向刚性构件402的弹性偏压在基板和扩音器框架102之间保持力，以抑制可能引起振动或扭曲的任何共振点，该振动或扭曲对扩音器组件的频率响应产生不利的影响。根据至少一个实施例，在激励器壳体部106的近似圆柱体部分中限定波纹，以帮助保持基板112和扩音器框架102之间弹性偏压关系。根据至少一个实施例，基板112包括弯曲钢板。根据至少一个实施例，基板112包括弯曲铝板。根据至少一个实施例，基板112包括聚合物板。根据至少一个实施例，基板112包括复合板。
[0040]图5为根据至少一个实施例的扩音器组件局部剖面透视图。可以看出，扩音器框架102的保形部包括大致与后隔音板202的形状一致的大致为平面的周边部111和抬高部110，该后隔音板202包括大致为平面的周边部305和抬高部306。大致为平面的周边部111位于靠近、平行且几乎与大致为平面的周边部305共面的位置。抬高部110位于靠近、平行且几乎与抬高部306的至少一部分共面的位置。较佳地，围绕格栅201周边的边缘压接在大致为平面的周边部111和大致为平面的周边部305周围，以将格栅201、扩音器框架102和后隔音板202结合为刚性的密封组件。较佳地，格栅201的压接以不可拆除的方式将格栅201连接至后隔音板202。
[0041]由于扩音器框架102的保形部较佳地大致与后隔音板202的形状一致，则能够精确地控制限定在扩音器框架102中的腔体的形状和尺寸。例如，由激励器壳体部106和后隔音板202的抬高部306的一部分限定的激励器腔提供了围绕激励器103的可控的音量。作为另一个例子，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将激励器壳体部106连接至喇叭部107的连接端口和开口 108之间提供了可控的音量。不仅喇叭腔的音量是可控的，它的形状也是可控的，以形成增加从连接端口至开口的横截面面积的喇叭。
[0042]虽然对于扩音器组件203，可以定制如格栅201和后隔音板202之类的部件，但是如果这些部件采用标准部件，则规模经济能够增加扩音器组件203的经济效率。例如，设计用于加热、通风和冷却(HVAC)应用的格栅201和后隔音板202能够用来美观地匹配标准的吊顶，因为它似乎匹配标准的HVAC漫射天花板，并用来避免特别设计和制造用在扩音器组件中的格栅201和后隔音板202的需要。并且，由于通常的HVAC格栅和后隔音板已经关于如燃烧、烟、机械测试(如，腐蚀和撞击，如UL181标准)之类的标准进行了等级检定，则能够简化测试和标准一致。例如，可以获得遵照UL2043、UL1480、E84和/或UL181检定的HVAC格栅和后隔音板。遵从如UL2043这样的标准允许在环境空气调节空间中使用扩音器。而且，HVAC格栅可以结合由提供标准一致并且增强安全的部件，如避免地震的接头(seismictie off tab)。而且，HVAC格栅可以由具有已经经历并通过严格的性能测试的所希望的性质的材料制成。这样的测试可以包括，例如，腐蚀、湿度和紫外辐射曝光。仅仅替代HVAC格栅和后隔音板组件，通过真空成形或喷射模塑扩音器框架102，以便于构造可装入格栅201和后隔音板202中的组合扩音器框架组件101，则在组装期间，能够容易地将扩音器框架组件101插在格栅201和后隔音板202之间，以产生高性能的扩音器组件。可以在后隔音板202冲出孔，以容纳电接头盖板301，并且电接头盖板301可以由保持标准一致的材料构成。
[0043]如果适合安装在如天花板或墙壁之类的表面上的扩音器组件能够被容易地安装，而使该表面具有最小的变形，则该扩音器组件提供了额外的用处和便利。通过采用遵照调节标准(regulatory standards)、并且形成遵照工业标准的尺寸和形状(如吊顶砖的标准尺寸)的轻质材料，则可以提供便于埋入的扩音器组件。可以移除已经存在的天花板砖，可以将接线传递至天花板砖移除的位置，该接线可以连接至从扩音器组件的外部可接近的电接头401，并且可以将扩音器组件插入吊顶，以全部或部分代替所移除的天花板砖。如果合适，可以固定避免地震的接头。如果需要，可以对移除的天花板砖的一部分进行修整和更换，以完成安装。通过提供通过格栅201可接近的音量控制装置，在已经将扩音器组件安装到表面上之后，可以进行音量调节，而不需要从该表面上拆下该扩音器组件。根据至少一个实施例，扩音器组件可以安装在干式墙表面上。
[0044]通过提供已经形成、较佳地真空形成限定如喇叭部之类的部件的三维形状的扩音器框架102，则可以避免二维隔音片的需要。因此，可以避免或最小化与二维隔音片相关的缺点，如振动和声音失真。通过放弃直接安装至格栅的板，且代替的是，将扩音器和相关的组件安装在三维扩音器框架中，至少一个实施例允许产生三维加载喇叭设计，该设计极大地增加了扩音器效率，并以足够小的激励器(如，三英寸激励器)提供了先前需要更大的激励器(如，六英寸激励器)所提供的性能。如上述其它扩音器设计所述，由于激励器或板与格栅之间的接触会在格栅和声音反射器片或板之间产生振动和扭曲，这样的设计还可以保持从格栅脱落的激励器和任何板。这样的设计还能够允许在扩音器激励器周围安装拱形、双曲线型基板(如，具有约二十英尺的曲率半径)，该基板被有意地按规定尺寸制作并成弓形，以产生均匀的声场和整个频带宽度音频信息(如，粉红噪声)的线性重现。通过提供将拱形、双曲线型基板压靠到其它扩音器组件的弹簧偏压，这样的拱形、双曲线型基板还能够帮助阻止扩音器组件的不希望的嘎嘎声。这样的设计还能够提供更牢固、结实的设计，这导致更容易安装，运输损伤的机会小。由于扩音器框架提供了足够在结构上支撑扩音器组件的刚度，则绝缘的后隔音板不需要从结构上支撑扩音器组件。尽管所述绝缘的后隔音板可以像防火罩一样起作用，允许遵照生活安全标准，但所述绝缘的后隔音板在关键区域还提供附加刚度，以阻止扩音器在某一频率的共振点。因此，所述绝缘的后隔音板帮助确保在宽的频率范围内具有平滑的频率响应。对于该扩音器，在该扩音器下的某些位置，除了在全听域中提供均匀的声音传播，阻止在音量上可感觉的声压级(SPL)上的“热点”或尖峰信号之夕卜，所述基板设计还给出了线性粉红噪声响应。
[0045]由于重量对悬挂埋入式扩音器组件也是一个考虑因数，理想的是使扩音器组件尽可能地轻，而不牺牲声音品质、调整顺从性、机械稳定性或美观性。提供以三维形状形成的扩音器框架102允许用给定类型和厚度的材料构造更硬的扩音器组件，或允许用更薄和/或更轻的材料构造扩音器组件，而不牺牲刚性。而且，提供调整标准一致的硬的轻质材料作为用于HVAC应用的格栅和后隔音板是可行的。HVAC后隔音板通常由玻璃纤维或矿物纤维垫子形成，其外表面(即，凸面)覆盖有箔材料。为了使重量最小化，可以采用轻质箔材料，如铝箔。虽然可以采用标准的HVAC后隔音板和格栅，如果合适，也可以指定特定的材料，以最优化扩音器组件的性能。根据至少一个实施例，格栅具有穿孔金属片，该穿孔金属片具有尺寸设计为最优化声学响应并消除从格栅后部至扩音器内部的反射的穿孔。
[0046]通过将扩音器框架102形成为三维形式，扩音器框架102提供了在其上安装激励器103的足够的刚性，从而避免将激励器安装到格栅上的需要，这通过避免在格栅上安装可见的如铆钉之类的硬件的需要，进一步改善了美学外观。通过采用扩音器框架102安装激励器103，还可以避免或最小化格栅的振动和源自这样的振动的失真。而且，不将格栅用作重量支承元件，则降低了格栅在激励器的重量下下垂的可能性。由于喇叭部沿着基本上平行于格栅201的平面从激励器103的背面变向和转换声能，则可以最小化格栅上的扩音器组件的高度。而且，所形成的扩音器框架102允许电接头壳体109凹进并与扩音器框架102 一体形成，这也帮助降低扩音器组件的整个轮廓。因此，可以提供具有较薄的后隔音板的低轮廓的扩音器。这样的低轮廓的扩音器组件可以安装在不可能安装较高轮廓的扩音器组件的位置。通过采用特定形成的具有小的、高效激励器103的扩音器框架102，至少一个实施例提供了能够安装在具有有限垂直空隙的空间中的低轮廓扩音器组件。
[0047]三维形式的扩音器框架102和它的限定喇叭部107的能力允许采用更小更轻的激励器103比得上更大更重的激励器的性能。即使采用更小更轻的激励器103，喇叭部107提供了声抗转换，以允许以更小更轻的激励器103的更小的表面面积移动与更大更重的激励器的更大的表面面积可以移动的相同的空气量。因此，可以进一步降低格栅201的下垂及振动和声音失真的风险。而且，采用更小更轻的激励器103的能力增加了扩音器组件的经济效率。
[0048]而且，三维形式的扩音器框架102和它的限定喇叭部107的能力允许采用更小更轻的激励器103比得上多个激励器的性能。例如，一些扩音器采用多个激励器来覆盖多个频率范围。然而，由喇叭部107提供的声阻抗转换增加了激励器103背面的声阻抗，从而促使激励器103的前面有效地辐射更高的频谱信息，而且它还降低了开口 108处的声阻抗，以允许在开口 108前面的空间中，将较低的频谱信息有效地耦合至空气。因此，除了在电学上之外，喇叭部107还有效地在声学上交叉起作用，从而避免大容量电感和电容元件以形成电交叉网络的需要。[消除电交叉也消除了通常的交叉网络固有的相移。]通过采用限定喇叭部107的轻质扩音器框架102来从声学上完成这样的交叉功能，则可以降低重量，减小下垂的风险，增加声效率，并增加经济效率。
[0049]至少一个实施例实施为提供有已存在的表面、如已存在的天花板砖相适合的扩音器组件。例如，1x2扩音器组件可以用来替换一半标准的2x2天花板砖或四分之一的标准2x4天花板砖。如果希望更大的音量和/或功率使用容量，多个扩音器组件，如多个1x2扩音器组件可以组合在一起，并在通过移除一个或多个天花板砖而获得的空间内相互靠近安装。如果需要，可以在多个扩音器组件设置附加的支撑。
[0050]图6为用于根据至少一个实施例的扩音器组件的方法的流程图。该方法从步骤601开始，其中形成扩音器框架，以限定激励器壳体部、喇叭部和保形部。该方法持续至步骤602，其中限定用于激励器壳体部的激励器孔，和限定用于喇叭部的开口。在步骤603，激励器连接至扩音器框架，靠近激励器孔。在步骤604，后隔音板(“后箱”)施加至扩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。喇叭腔具有随着至激励器壳体部的距离的增加而增加的横截面面积。在步骤605，格栅施加至扩音器框架的保形部的第二保形部表面。施加格栅将扩音器框架固定至后隔音板。
[0051]根据至少一个实施例，后隔音板还限定了激励器壳体部的激励器腔的激励器腔壁。根据至少一个实施例，保形部的第一保形部表面与后隔音板的第一后隔音板表面基本上一致。
[0052]根据至少一个实施例，步骤605还包括步骤606。在步骤606，格栅压接至后隔音板。根据至少一个实施例，步骤605还包括步骤607。在步骤607，如此施加格栅，使得格栅的第一格栅部靠近激励器孔，且格栅的第二格栅部靠近开口。第一格栅部基本上与第二格栅部共面。根据至少一个实施例，后隔音板由多孔材料形成，使得后隔音板将喇叭腔壁限定为多孔喇叭腔壁。
[0053]根据至少一个实施例，步骤605还包括步骤608。在步骤608，格栅施加至扩音器框架的大致为平面的周边部，其中大致为平面的周边部围绕扩音器框架的抬高部，扩音器框架的抬高部围绕激励器壳体部和喇叭部。根据至少一个实施例，扩音器框架的大致为平面的周边部大致位于第一平面上，且扩音器框架的抬高部大致位于第二平面上，第一平面大致与第二平面平行。
[0054]根据至少一个实施例，沿着靠近激励器壳体部106径向的大致线性轴线限定喇叭部107。根据至少一个实施例，沿着靠近激励器壳体部106切向的大致线性轴线限定喇叭部107。根据至少一个实施例，沿着从激励器壳体部106向外延伸的大致螺线限定喇叭部107。根据至少一个实施例，沿着沿它远离激励器壳体部106前进的交替方向弯曲的线限定喇叭部 107。
[0055]根据至少一个实施例，扩音器框架102由聚合物片真空成形为三维结构。根据至少一个实施例，扩音器框架102喷射模塑为三维结构。根据至少一个实施例，扩音器框架102浇铸成三维结构。根据至少一个实施例，扩音器框架102用印模冲压成三维结构。
[0056]因此，描述了用于扩音器组件的方法和装置。虽然已经基于一些特定实施例描述了本发明，但本领域技术人员应当清楚，本发明的创造性特征对其它实施例也是适用的，所有的其它实施例也确定落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 三维成形的板，其限定激励器壳体部、喇叭部、大致为平面的周边部和抬高部，其中激励器壳体部限定激励器孔，其中激励器孔提供从固定在所述激励器壳体部的激励器后面的声学通道和喇叭部的窄端，其中喇叭部的横截面面积随着与激励器壳体部的距离增加而增加。
2.根据权利要求1所述的装置，其中大致为平面的周边部围绕抬高部，抬高部大致围绕激励器壳体部和喇叭部，其中大致为平面的周边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。
3.根据权利要求2所述的装置，其中喇叭部限定远离激励器壳体部的开口。
4.根据权利要求3所述的装置，其中三维成形的板还限定用于容纳电接头的电接头壳体和用于保持电连线的电极性的部件。
5.根据权利要求4所述的装置，其中开口的开口横截面面积大于激励器孔的激励器孔横截面 面积。
【文档编号】H04R27/00GK104023303SQ201410244877
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2009年6月25日 优先权日:2008年6月27日
【发明者】威廉·C·斯图尔特, 安德鲁·C·爱德华兹, 迈克尔·赫德森, 安德鲁·埃文斯 申请人:Rgb系统公司