专利名称：电动扬声器与包含该扬声器的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动扬声器，它包括一个底座，一个具有前端部件和后端部件并且设置于底座内的振膜，一个用于使振膜可运动地悬挂于底座之上的悬挂装置，一个电磁致动器，该电磁致动器具有连接至振膜的后端部件的第一致动器部件和连接至底座以经一气隙与第一致动器部件相配合的第二致动器部件。
这样的扬声器在DE-U7502568中有披露。该公知扬声器包括一个底座和一个锥状振膜，振膜在一个开口的前端部件具有一个固定到底座上的Ω形安装折环(rim)。在圆柱形中心后端部件处，振膜经一褶皱状柔顺定心环固定到底座上，所述后端部件与前端部件相对而置。该公知扬声器还包括电磁驱动器，用于使振膜沿轴向，即沿锥形振膜的中心轴方向运动。驱动器包括一磁体系统，和一个线圈，磁系统固定于底座上并且有一气隙，线圈则固定于中心后端部件上并且在气隙内延伸。振膜所用的悬挂装置，特别是Ω形折环，由于受到安装折环的可延伸性有限的影响，使振膜只能相对底座作有限的轴向偏移。其结果是，为了获得满意的低音响应，需要较大的振膜，特别是从横向来看更是如此。
本发明的目的是改进开篇所定义类型的扬声器，以便得到有着满意低音响应的具有小型尺寸的扬声器。
根据本发明，本发明的电动扬声器的特征在于设置了一个副底座，它延伸于底座和振膜之间，悬挂装置将该副底座可伸缩地连接至振膜以及可伸缩地连接至底座。由于使用了副底座，振膜相对于底座的轴向偏移由振膜相对于副底座的第一轴向偏移和副底座相对于底座的第二轴偏移确定。由于完整性的原因，应当注意轴向偏移应被理解为沿振膜的中心轴取向的偏移，所述轴从所述部件之一延伸至振膜的所述部件的另一个。振膜的最大轴向偏移也被称为振膜的行程或振幅。
由于根据本发明的扬声器包括可以沿轴向相对于底座和振膜运动的副底座，故此通过采用完全满足所强加的机械和声学要求的悬挂装置可以使振膜获得大偏移，而不会导致在声再现时的失真问题。副底座显然有利于悬挂装置，其结果是消除了由声压变化和/或寄生共振所引起的不需要的振荡。
由于振膜相对底座作大的轴向偏移，故此根据本发明的扬声器可以有有限的横向尺寸，因此其结构可以很紧凑。所使用的振膜通常至少是基本呈锥形并且具有一开口的前端部件。在截面为圆形的锥形振膜的情况下，根据本发明所采取的措施使得扬声器的尺寸相对于其产生高声压的能力而言较小。
根据本发明的扬声器特别适用于空间不大、但需要较大功率处理能力的应用场合，例如，安装空间有限的汽车、电视机或监视器。
根据本发明的扬声器的实施例其特征在于悬挂装置包括将振膜连接至副底座的第一柔性连接件，和将副底座连接至底座的第二柔性连接件。悬挂装置优选设置于振膜的前端部件附近。当采用完全满足所强加机械和声学要求的悬挂装置时，振膜可以作大的偏移，而不会在再现声音时导致失真。
根据本发明的扬声器优选包括环形连接件。这样的连接件优选为彼此同轴定位。每个连接件优选具有褶状或波状结构。这样的结构本质上是公知的，在公知扬声器中用作将振膜固定到底座上的安装折环，所述折环可能具有一个或多个同心的褶或具有Ω形或正弦波状结构。在公知扬声器中安装折环的可延展度决定了振膜的偏移。这类折环的形状和尺寸限于狭窄的范围内，该范围尤其受工作时常见的声压变化所需的阻尼和振膜偏移期间平滑变形能力的支配。所谓平滑变形就是没有扰动迹象例如突出和凹下。过分柔顺和/或不能平滑变形的安装折环将在再现声音之时产生失真特别是二次和较高次谐波失真，继而产生不希望有的噪声。因此，在从所述DE-U7502568公知的扬声器中将安装折环沿轴和/或径向扩大将不会得出令人满意的结果。相反，如果增大振膜的偏移，那么这将伴有质量噁化的声再现，这是因为安装折环的机械阻尼降低因而折环发生不希望有的共振。
在根据本发明的扬声器中，连接件优选地彼此共轴放置。第一连接件和第二连接件因此，例如，是共面的。
根据本发明的扬声器中所使用的连接件主要是允许振膜沿振膜的平移轴偏移而阻止其它的运动，平移轴与振膜的中心轴重叠。换句话说，连接件自轴向看来较为柔顺而从其它方向看则较为刚性，这保证振膜作严格定义的偏移。
根据本发明的扬声器的一个实施例，其特征在于悬挂装置被置于振膜的前端部件附近，柔性的定心元件则被置于后端部件附近，所述定心元件将副底座连接至后端部件。定心元件优选为环形或盘形，它优选许可振膜和副底座彼此相对地沿轴向运动并且阻止其彼此相对地作其它运动。这使得有可能防止振膜相对于副底座作倾斜运动。
根据本发明的扬声器实施例，其特征在于副底座具有一个至少是基本上无孔的环形表面。环形无孔的副底座，以及基本无孔的振膜和定心元件，一起构成一个气室，由于振膜和副底座彼此反相，因此就排除了寄生共振现象。鉴于气室中因振膜和副底座的相对位移而产生小的容积变化，因此最好为定心元件和/或副底座提供有限的气体通道。出于此目的，定心元件可以由例如已被浸渍的并且在给定范围内可透气的织物制成。
如果振膜是锥形的，那么为了获得所需要的阻尼效果，最好使副底座的形状适应于此并且使该形状也是锥形。
根据本发明的扬声器的实施例，其特征在于具有一个柔性连接件，它至少基本上在振膜的后端部件处将副底座连接至底座。柔性连接件最好是允许副底座沿基本上为中心轴的方向相对于底座运动并且阻止其它运动，它对副底座起直线引导作用。该连接件最好是具有与第二连接件相同的特性，特别是机械特性。在实际的实施例中该连接件和第二连接件均按Ω形折环构成。两个相对的折环的波峰优选彼此相向或相背取向，以获得对称的悬挂状态。
根据本发明的扬声器实施例，其特征在于该连接件具有褶状或波状结构。
根据本发明的扬声器实施例，其特征在于在定心元件一方面与该连接件另一方面与致动器之间存在一空间，该空间被具有声孔的底座部件包围。在所述部件内设置一或多个声孔，保证了振膜和与扬声器相配合的外壳之间的恰当的声学连通。
根据本发明的扬声器的实施例，其特征在于副底座具有一环形表面，该表面上有一开口，配备有一柔性连接件，该柔性连接件至少基本上在振膜背后处将副底座与底座相连，配有一空间，该空间被定心元件、该连接件和致动器以及具有至少一个声孔的底座部件包围。由定心元件、连接件、致动器以及具有至少一个声孔的底座部件所围的空间内的容积变化被声孔的流阻衰减。最好在声孔中插入阻尼元件，例如织物。
本发明还涉及电动扬声器，它包括底座；振膜，该振膜具有前端部件和后端部件并被置于底座内；悬挂装置，它被放置于振膜的前端部件附近，用于将振膜柔性地挂于底座上；电磁致动器，它包括与振膜的后端部件相连的第一致动器部件以及与底座相连以通过气隙与第一致动器部件相配合的第二致动器部件；所述扬声器的特征在于存在一个副底座，它延伸于底座和振膜之间，悬挂装置包括将振膜连接至副底座的第一柔性连接件和将副底座连接至底座的第二柔性连接件。该扬声器具有本说明书前文中所提及的较有利的特性，并且可以具有上述各实施例所定义的相同特征性特点。
本发明还涉及扬声器系统，它包括根据本发明的电动扬声器和扬声器的箱体。如果需要，扬声器系统可以配备一无源辐射器或另一较高阶反射系统，例如具有低音反射管的系统。
此外，本发明涉及提供可听和/或视觉信息并且包含有根据本发明的扬声器系统的装置。例如这类装置是一个电子显示装置。
现在参考附图以实例详细描述本发明，附图中
图1是表示根据本发明扬声器的第一实施例的纵向剖面图，图2是表示根据本发明扬声器的第二实施例的纵向剖面图，图3是表示根据本发明扬声器的第三实施例的纵向剖面图，图4是表示根据本发明扬声器的第四实施例的纵向剖面图，图5是表示根据本发明系统的一个实施例的纵向剖面图。
图1所示的根据本发明的扬声器包括底座1，副底座3，振膜5，和电磁致动器7。在当前实施例中底座1基本为锥形。在当前实例中，副底座3为锥形，它延伸于底座1和振膜5之间，所说振膜5在当前实例中为锥形。在该实例中振膜5内设置有一个防尘罩6。副底座3具有一个设置于底座1内声孔1a对面的环形表面，该表面可以是无孔的或者是带开口的。振膜5至少部分地放置于副底座3内，它具有一个第一部件即具有孔径9的前端部件5a，和一个第二部件即具有圆柱形中央元件11的后端部件5b。元件11载有致动器7的第一致动器部件7a，该部件在本例中由线圈7a1形成。线圈7a1经导线8电连接至接触端子10，该端子已被固定至底座1上。致动器7还包括第二致动器部件7b，该部件在本实例中包括环形磁体7b1、磁轭部件7b2和固定至底座1的底座部件1b上的磁轭部件7b3。在磁轭部件7b2和磁轭部件7b3之间形成一气隙7c，线圈7a1便在此气隙内延伸。当致动器加电时，线圈7a1并且因此振膜5沿振膜轴5c在由双箭头x指明的一或相反方向上作轴向运动。
在根据本发明的扬声器中振膜5悬挂于副底座3内，而副底座3悬挂于底座1内。出于此目的，扬声器配备了将振膜5的前端部件5a连接至副底座3的第一柔性连接元件13，和在前端部件5a处将副底座连接至底座1的第二柔性连接元件15。在本例中连接元件13和15各自通过Ω状截面的环形折环形成。连接元件13和15在本例中由聚氨基甲酸酯制成，它们可以通过粘接点分别固定到振膜5和副底座3与副底座3和底座1上。彼此共轴的第一连接元件13和第二连接元件15最好按一个柔性元件构成。
根据本发明的扬声器还包括一个柔性定心元件17，在本例中它的形状为具有同心褶状图案的定心盘，例如由浸渍织物制成，该元件将副底座3连接至背部部件5b，特别是其中央元件11。定心元件17与连接元件13和15构成支撑装置，它们在箭头x指示的轴方向较为柔顺，而在其它方向优选较为刚性，结果是振膜5与线圈7a1以及副底座3可以相对底座1作严格定义的轴向运动。
工作时副底座和底座以及副底座和振膜构成一个可伸缩悬挂装置。
在图1中所示振膜5处于静止位置。在最大偏移的情况下振膜处于分别标以A1、A2的位置之一处。偏移或振幅记为A。
图2、3和4所示的实施例与上文说明的实施例非常相似。由于此原因，图1-4中相应的部件标以相同参考标号。
图2所示的扬声器包括一个具有声孔1a的底座1和一个设置于底座1内的锥形振孔5，该振膜具有一个开口前端部件5a和一个放置在此前端部件相反方向的后端部件5b。扬声器还包括一个电磁致动器7，它的第一致动器部件7a与后端部件5b相连，它的第二致动器部件7b与底座1相连，两个致动器部件7a和7b在工作期间彼此经气隙7c作磁配合。扬声器还包括一个延伸于底座1和振膜5之间的副底座3，将振膜5连接至副底座3的第一柔性连接件13以及将副底座3于前端部件5a处连接至底座1的第二柔性连接件15。在后端部件5b处柔性定心元件17将振膜5与副底座3，在本例中经固定至振膜5上的中心元件11连接在一起，柔性连接件21将副底座与底座1相连。在本例中连接件21和连接件13和15各自为柔性材料特别是聚氨基甲酸酯制成的Ω形折环。连接件21和相对的连接件15彼此呈镜象反演形状设置。定心元件17，连接件21和连接件13和15为振膜5形成这样一个悬挂装置，使得振膜几乎仅沿其中心轴5c即在x方向作运动。
致动器7的第一致动器部件7a包括固定到元件11上并且经导线8连接至端子10的线圈7a1，第二致动器部件7b包括永久磁体7b1和软磁磁轭部件7b2和7b3。第二致动器部件7b固定到底座1的基部1b。如果需要，第一致动器部件7a可以包括磁体而不是线圈，第二致动器部件7b可以包括线圈而不是磁体。致动器的磁体可以选择由线圈代替。
定心元件17一方面与连接件21另一方面与致动器7之间形成一个空间23，它经底座部件1c内的一或多个声孔25与周围空间相通。
图3所示的本发明的扬声器包括底座1，振膜5，副底座3和电磁致动器7。底座1具有构成基底的底座部件1b并且具有声孔1a和25。底座部件1b携有一个构成致动器7的第二致动器部件7b的磁系统。一个驱动线圈构成致动器7的第一致动器部件7a，它被固定到振膜5的后端部件5b的一个圆柱形元件11上。当线圈7a加电时，线圈7a乃至振膜5沿箭头x所指示的轴方向作平移运动。振膜5在后端部件5b相对一侧有一开口前端部分5a。副底座3插入在振膜5和底座1之间，振膜5被第一连接件13固定到副底座3上，副底座3则由第二柔性连接件15和柔性连接件21固定到底座1上，第一连接件13主要在轴向x是柔性的。第一和第二连接件13和15置于前端部分5a处，连接件21被置于振膜5的后端部件5b处。
如图4所示的根据本发明的扬声器包括一个底座1和一些声孔1a和25，底座1具有构成基底的底座部件1b和构成周围壁的底座部件1c。扬声器还包括振膜5，它具有构成前端部件的第一部件5a和构成后端部件的第二部件5b，振膜5从第一部件5a递减至第二部件5b。前端部件5a是敞口的，并且配有中心套筒形或圆柱形部件11。扬声器还包括副底座3，它延伸于振膜5和底座1。靠近其前端部件5a处振膜5由第一柔性连接件13挂于副底座3之上，并且在前端部件5a处副底座3由第二柔性连接件15悬挂于底座1之上。此外，在振膜5的后端部件5b处，副底座3经柔性悬挂件21固定于底座1上。柔性定心元件17延伸于副底座3和后端部件5b之间。副底座3，元件13、15和17以及部件21的组合允许振膜5相对于底座1沿x方向作大的偏移。电磁致动器7被用于驱动振膜5，有一个经过与后端部件5b的中心元件11相连而被连接至振膜5的第一致动器部件7a，并且有一个经过与底座1的基底1b相连而被连接至底座1的第二致动器部件7b。第一致动器部件7a包括线圈7a1，它在第二致动器部件7b的磁轭的气隙7c内延伸，该磁轭包括软磁部件7b2和7b3。第二致动器部件7b还包括环形永久磁体7b1。振膜5的后端部件5b备有一个防尘罩6，该防尘罩用于防尘。在本实例中扬声器还包括保护网14。
图5所示的根据本发明的系统在本实例中用于电子显示装置200中以提供视觉信息，它包括一外壳或腔100，该外壳内含有根据本发明在本例中是图2所示的实施例的扬声器。外壳100含有一个开口102，扬声器的底座1通过该开口延伸，所述底座1固定于开口102周围的外壳边缘部分110a。为进一步说明该扬声器，参看与图2有关的本文件相关部分。
图5所示的系统例如被构造成低音反射型扬声器系统，它包括一个无源辐射器。出于此目的，外壳有另一个开口106，无源辐射器104的底座101贯穿于其中。底座101被固定至开口106周围的外壳100的边缘部分100b处。无源辐射器104还包括副底座103和质量元件105。在本例中底座101具有孔101a，而副底座103在本例中是整体成形的或没有开口。在本例中质量元件105包括一个盘形或碟形部件107，圆柱形中心部件109和锥形部件111。中心部件109携有一个调谐质质量113，通过它调节系统所需要的亥姆赫兹共振。可以赋予质量元件105以前端部件105a和后端部件105b。无源辐射器104的详细说明参见申请号为96201519.4(PHN 15.840，这里用作参考)的未预公开的专利申请中，该无源辐射器还包括将质量元件柔性连接到副底座103上的第一柔性连接件115，和将副底座103柔性连接到底座101的第二连接件117。第一连接件115将质量元件105的前端部件105a和后端部件105b连接至副底座103，第二连接件117在前端部件105a和后端部件105b两处将副底座103连接至底座101。在该例中，连接件均采用截面为Ω形的环形折环形状。第一连接件115以及第二连接件117彼此以镜面反演方式设置。在本例中折环由聚氨基甲酸酯制成。但是，它们也可以用另一适当材料例如橡胶制成。在扬声器产生的声压变化的作用下，质量元件105沿其中心轴105c作轴向运动X’，幅度是质量元件105相对于副底座103的最大偏移与副底座103相对于底座101的最大偏移之和。也可以使用另一种无源辐射器或低音反射管取代所示的无源辐射器。
应当注意到，本发明不限于此处公开的实施例。例如可以用正弦或其它适当形状的连接元件或部件取代Ω形连接元件和/或部件。此外，根据本发明扬声器和系统内的无源辐射器可以作并列排列，而不是彼此相对。
权利要求
1.电动扬声器，包括底座，振膜，它具有前端部件和后端部件并且设置于底座内，悬挂装置，它可运动地将振膜挂于底座之上，电磁致动器，它包括连接至振膜的后端部件的第一致动器部件和连接至底座以经一气隙与第一致动器相配合的第二致动器部件。其特征在于副底座的存在，该副底座在底座和振膜之间延伸，悬挂装置将副底座可伸缩地连接至振膜以及可伸缩地连接至底座。
2.如权利要求1中所述的电动扬声器，其特征在于悬挂装置包括一个将振膜连接至副底座的第一柔性连接件，和将副底座连接至底座的第二柔性连接件。
3.如权利要求2所述的电动扬声器，其特征在于所述连接件是环形的，且彼此相对地同轴设置。
4.根据权利要求2或3所述的电动扬声器，其特征在于连接件允许振膜主要沿振膜的平移轴作运动并且阻止其它运动的发生。
5.如权利要求2、3或4所述的电动扬声器，其特征在于连接件均有褶状或波状结构。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的电动扬声器，其特征在于悬挂装置设置于振膜的前端部件附近，柔性定心元件设置于后端部件附近，所述定心元件将副底座连接至后端部件。
7.如权利要求1-6之一所述的电动扬声器，其特征在于副底座具有至少基本上无孔的环形表面。
8.如上述任一权利要求所述的电动扬声器，其特征在于振膜至少基本上为锥形。
9.如权利要求8所述的电动扬声器，其特征在于副底座是锥形。
10.如上述任一权利要求所述的电动扬声器，其特征在于存在一柔性连接件，它将副底座与底座至少基本上在振膜的后端部件处相连。
11.发权利要求10所述的电动扬声器，其特征在于该连接件具有褶形或波状结构。
12.如权利要求6和10所述的电动扬声器，其特征在于在定心元件和一方面是连接件、另一方面是致动器之间，延伸有一个被具有声孔的底座部件所包围的空间。
13.如权利要求6和10所述的电动扬声器，其特征在于副底座具有一个带有开口的环形表面，提供了一个将副底座与底座于至少基本上是振膜的背部处相连的柔性连接件，提供一个被定心元件、连接件、致动器和具有至少一个声孔的底座部件所包围的空间。
14.电动扬声器，包括；底座，振膜，它具有前端部件和后端部件并且被置于底座内，悬挂装置，它被放置于振膜的前端部件附近，用于将振膜柔性地挂于底座上，电磁致动器，它包括与振膜的后端部件相连的第一致动器部件和连接至底座以便经一气隙与第一致动器部件相配合的第二致动器部件，其特征在于存在一个副底座，它延伸于底座和振膜之间，悬挂装置包括一个将振膜连接于副底座的第一柔性连接件和将副底座连接至底座的第二柔性连接件。
15.扬声器系统，它包括如前述任一权利要求所述的电动扬声器和用于容纳该扬声器的箱体。
16.用于提供可听和/或视觉信息的并且容纳权利要求15所述的扬声器系统的装置。
全文摘要
电动扬声器包括底座(1)、振膜(5)和致动器(7)。振膜设置于底座内并且有前端部件(5a)和后端部件(5b)。致动器包括连接于振膜的第一致动器部件(7a)和连接于底座以便经一气隙(7c)与第一致动器部件相配合的第二致动器部件(7b)。为了获得大振幅的振膜运动,副底座(3a)延伸于底座和振膜之间,第一柔性连接件(13)将振膜连接于副底座,第二柔性连接件(15)将副底座连接于底座。
文档编号H04R9/06GK1198292SQ97190940
公开日1998年11月4日 申请日期1997年5月6日 优先权日1996年5月31日
发明者G·O·M·德霍 申请人:菲利浦电子有限公司