专利名称：包括一体音响系统的装饰板的制作方法
技术领域：
本发明例如涉及汽车等机动车车厢的装饰板，尤其涉及装有扬声器的装饰板。
背景技术：
许多方法已经尝试用于实现车辆如汽车内的良好声质的再现。传统的具有良好品质、效率和满意响度的活塞式扬声器使用大形驱动纸盆(cone)膜片的磁铁造成组合体包括的扬声器底座或支架有相当的深度一般地为6到10cm。
车辆内部的空间是有限的，对于一般用于纸盆式活塞扬声器的密封或调谐箱容量是极小的。扬声器常须安装于远离乘客头部位置的不有利位置，例如，于后货架上，离开窗户转动机械的门下端板或在仪表板的末端，以补充来自不好位置的门上扬声器的声音。六只扬声器的配置乃一般企图针对由于需要相当的面板深度以安放传统扬声器而造成的不良位置造成的问题。
后货架扬声器位于乘客后面远离前座和由于接近后窗玻璃和货架所形成的空腔受到损坏。潜在地各个此种扬声器太靠近最近乘客造成局部声响过量。
门装扬声器安装于车辆最噪杂部分，遭受振动、门板谐振、路上噪音传送和引擎噪音。其几乎不能被后座乘客听到，而且放置于远离前座乘客轴心。此外其声音输出严重地被乘客腿部阻挡。
装于仪表板的另一对扬声器常受到不良的安装技术破坏频率响应和受到挡风玻璃的局部反射。其不能适当放置以使二立体声波道有满意的传播。通常各离最近的乘客太近。
在申请人的国际专利申请WO 97/09844中，此等问题皆以下列目的论及给与较多声音舒适；降低安装费用；较高信噪比；较高效率；给车辆乘客更一致的立体感和多波道声音；减轻重量；简化车辆布线和潜在地较高品质声音。
如申请人的国际专利申请WO 97/09842所述分配模式弯曲波谐振面板扬声器使用膜片，其通常是平的和相当的薄，由低位移低轮廓电机电换能器驱动，一般使用电动式，如果辐射板的声音特性满意地与换能器的形式和现有放大器相匹配，则其他适合的包括压电晶体也可以使用。
发明概述本发明的一方面，一车辆具有车厢、形成车厢衬垫的顶衬等的装饰板和车厢的扬声器，其特征为，扬声器位于装饰板内，包括一体的谐振声音辐射器和安装于辐射器上发出弯曲波进入辐射器使其谐振以产生声音输出的振动激励器，还包括与辐射器一体并界定辐射器外周的装置，一体的外周界定装置与装饰板整体模塑或永久固定于装饰板以成为一体。类似地，声音辐射器可与装饰板整体模塑或永久固定于装饰板以成一体。可能的是外周界定装置可与装饰板整体模塑和声音辐射器永久固定于装饰板，例如用胶合装置以成为一体。
辐射器可为与装饰板的同样材料或包含一坚硬轻质面板，整体外周界定装置可为辐射器界定一夹紧边缘端。夹紧边缘端由辐射器外周整体模塑的坚硬肋形成。
辐射器可由多个伸过其表面的肋予以强化。
振动激励器可为惯性的。振动激励器可为电动的。
自本发明的另一方面为一装饰板，例如车辆车厢的顶衬，其特征为，装饰板包括整体的声音辐射器和装于辐射器以发出弯曲波进入辐射器以使其谐振以产生声音输出的振动激励器，和与辐射器一体以界定其外周的装置。
辐射器可包含一坚硬轻质面板。
整体外周装置可为辐射器界定一夹紧边缘端。夹紧边缘端可由辐射器外周整体模塑坚硬肋形成。
辐射器可由至少一个伸过其表面的肋予以强化。
振动激励器可为惯性的。振动激励器可为电动的。
装饰板可包含多个谐振辐射器。当装饰板是在车辆车厢的顶衬时，谐振辐射器可位于车间邻近各乘客的位置。
本发明的基本是指定的声音辐射区具有所要频率范围的分配模式形式。相对于其他种类辐射器，例如主要有点源相干的辐射特性的接近活塞式和局部区域激励式，分配模式激励在很大区域上有扩散的非方向性输出，甚至在远离轴向角之处，不随频率而显著变化。因此在车辆车厢内有限的空间提供良好的辐射图形。
谐振板可适合工作于至少部分低于相干频率，也适合工作于主要的或全部低于相干频率。
音响元件的全部外周可以夹紧或可以夹紧该元件如长方板的一个或多个边缘。全部夹紧可使扬声器组合的设计在机械方面是可以预期的，也便于扬声器组合的产生，与谐振板扬声器其中板边是自由的或弹性的支撑相比，其在结构上相当强固。
音响元件的外周部分或边缘的夹紧可以按任何想要的方式实现，例如藉胶合材料或由机械装置牢固地固定边缘于框架，将边夹紧于框架元件之间。边缘夹紧也可由模塑技术实现，比如注入模塑塑胶材料，由整体加厚的外周形成元件边缘，有足够强度以阻止音响元件的边缘活动。音响元件和加厚边缘的共同模塑为适当的。此种模塑技术特别适合于音响元件形成一整体，并易于经济地实现。
因此，可理解的是术语“夹紧边缘”包含所有边缘限制的形式。
夹紧也可用于在另一大的音响元件内界定一音响元件。因此设计用于中/低频率工作的大声音板可模塑成包含一较小高频声音板，该高频声音板由加强肋形成的外周予以界定。
夹紧作用能设计成具有想要的机械终端阻抗以控制音响元件内的混响时间，通过引入适当的阻尼有助于控制元件的频率响应，特别是低频音域。
音响元件可为长方形，长宽尺寸比如国际专利申请WO 97/09842所述，音响元件可为恒厚；音响元件的弯曲强度为各向同性的，此种措施的目的为加大元件内的模态密度，其原因说明于上述专利申请内。
由于板边缘的夹紧，能够采用较低强度板，有助于降低板的基本弯曲模式低于较硬板可选的水准。如此可便于提高低频性能。
因此，例如，对于国际专利申请WO 97/09842中描述的那种类型的自由边缘实例，其强度范围为0.1至50Nm，而一般同类的夹紧边缘板的强度大于0.001Nm。而且，该自由边缘板实例的表面密度范围为100至1000g/m2，夹紧边缘板的密度为大于25g/m2。然而，可理解的是在不要求低频性能的情况下，较为强硬和/或较密的材料可应用于声音板。
音响元件边缘夹紧的效果包括
1.第一弯曲模式(fo)的频率上升约十倍，和2.对于自由边界板不存在的三个较低模式变为有用的。此等低模式在恢复由于升高fo的损耗时为有用的。实际的初步试验显示对于既定机械性质的声音板，边缘夹紧在低频率声音能量输出中提供很大的增益。
而且，较低强度板材料的使用可使相干频率向上移，可能高于音周波段，其可增进自板的声音方向性的均一。同时，用低强度板，在较低音域的模态密度可以增大，因而改进声音品质。
辐射元件可以按国际专利申请WO 97/09842建议的任何方法予以激励，例如利用惯性机电激励装置。各该激励器可安置于音响元件任何适当的几何位置以激励辐射部分，例如国际专利申请WO 97/09842所揭示，否则，再以最佳模态密度为目标。
多个此种板可装入装饰板，例如车辆的顶衬。以二块板约置于前后座乘客之中间以提供相同的良好服务。数种不同的安排如下述1.安装宽频率范围分配模式板，其单独工作，作为一双扬声器系统。
2.较小分配模式扬声器板用于中和上频率，装于顶段以与传统纸盆低频扬声器联合工作，这些传统扬声器例如适当安装于门上或货架，或箱形次低音扬声器。
3.根据上面2节的较小分配模式扬声器板，分配于更多数板仍可得到更好均匀的声音分配和/或考虑其他安装于车顶或天窗车顶。
4.安装为可见的以简单框架由螺丝或通常用于汽车安装的自锁夹固定。另一种方式顶衬于分配模式扬声器区域以透声材料制成，例如由材料的选择和/或微细孔，以便于固定板扬声器于衬垫之后用于不可见安装。
5.于最低频率，板扬声器的辐射效率降低，顶衬于是用于保持声音输出。此种衬垫乃设计并制造成实现安装的机械阻抗和宽波带低频谐振以作为适合于低频范围的大面积弯曲波辐射器。分配模式扬声器板可由适合的终端声容抗耦合于扬声器孔径的外周以致伸延位于分配模式扬声板的驱动换能器的影响至顶衬的声音工作区域。在低频，分配模式板很硬，主要耦合机械的低频阻抗于是为顶衬。此板可为轻的半弹性胶合纤维或纸浆的混合物，具有良好阻尼、适中质量，其面上有厚度为2至4mm的薄声音泡沫，并覆盖以装饰纤维或柔软多孔的聚合膜。
6.制造技术也容许分配模式扬声器形成大的顶衬的整体组件。在设计上扬声器区域由适当的外周容抗所指定和描述，例如结构背衬的槽、沟或脊等。分配模式板运作由扬声器区域的另外的处理获得，比如多层表层、另外的加强、树脂浸渍。机电振动激励器可直接安装于指定区域的最佳分配模式驱动的点，或经由耦合板提供/或界定机械阻抗以得到最佳频率特性和中高音扬声器板和大的耦合辐射器间的混合。利用此方法，扬声器可直接整合于顶衬的制造，以提供车辆组件制造者一增值的次组合件。
7.顶衬区域可由适合的表层形状、脊、区域几何设计用于分配弯曲波工作，而直接由低频率机电激励器驱动，同时中和高频率可由另外的分配模式扬声器的再现，这些扬声器单独制造和激励，安装于顶衬的声音多孔隙，顶衬容顺地相对于其框架和外周安装。
此外此等中至高频分配再现器也可由适当外形、容顺外周和/或局部加强技术与顶衬整体制成。
附图简述本发明以举例的方式在附图中示意地进行了描述，其中
图1是用于装有整体谐振板扬声器汽车的车顶或顶蓬衬的平面图；图2是图1中Y-Y线部分截面图；图2a是图2中圆圈部分的放大图；图3是用于汽车车顶或顶蓬衬的第二实施体的平面图；图4是图2实施体的部分截面侧面图；图5是汽车顶或顶蓬衬的第三实施体的平面图；图6是图5实施体的部分截面侧面图；图7是大致与图6相对应的汽车顶或顶蓬衬另一实施例的部分侧视图；图8是大致与图7相对应的汽车顶或顶蓬衬另一实施例的部分侧视；和图9是大致与图6相对应的汽车顶或顶蓬衬另一实施例的部分侧视图。
本发明的优选实施例在图式的图1和2中，显示一汽车(未示出)顶或顶蓬衬1形式的装饰板，其中表示有关四乘客或占用者2的头部位置。顶灯3设置于顶衬1接近其前端4。四个相同分配模式声音辐射扬声器5，为大体上叙述于国际专利申请PCT/GB 96/02145(WO 97/09842)的那种，位于顶衬中，使每个辐射器5位于接近或稍前于各占用者2的头部。
如图2和2a所示，辐射器5与顶衬成一体形成，例如模塑。换能器或激励器6，为一电动惯性装置，安装于辐射器5以发出弯曲波进入辐射器使其谐振以产生声音输出，其情况如国际专利申请WO 97/09842所叙述。
各辐射板的边缘7乃由顶衬的薄的部分所界定以对各板提供一夹紧边缘。薄的部分7包括弯曲部分12围绕板边缘伸展。
如所示，顶衬包括相对的表层8包住弹性的芯体9，例如柔软泡沫材料。同样地辐射器包括相对的表层10，但为高模数，包住的芯体11其为硬泡沫或蜂窝，以提供一高刚度轻质谐振辐射器板。
如图2a所示，顶衬的上表层8在弯曲部分12与辐射器的下表层10重叠以提供辐射器与顶蓬衬的良好胶合藉此成为一整体。
图3和4表示为汽车顶或顶蓬衬1形式的装饰板，其大体上相似于图1和图2。在此情况顶蓬衬层包含相对表层8，包住芯体9，在区域5压缩形成谐振板扬声器，例如国际专利申请WO 97/09842所叙述的那种，而形成了减小厚度，由芯体材料11的阴影部分所示，该部分于形成顶衬的压缩工序中形成，具有自后面伸展的高出肋13，其形成了如图3所示的格图14以强化扬声器板。扬声器板的边缘7乃由顶蓬衬层的更大程度压缩形成的凹槽19所界定，形成了外周的夹紧边缘。后视镜15显示于顶蓬衬1的前面4。
图5和6的顶蓬衬大致上与图3和4描述的相似，而不同的是扬声器板5是由顶蓬衬材料的一般厚度压缩而成，各以凹槽19环绕和界定板5的边缘7，形成了外周的夹紧边缘，但未形成高起的加强肋的格栅。
图7的顶蓬衬1设有凸起肋结构16其环绕和界定顶蓬衬一般区域内的谐振扬声器板5，加强相应扬声器板5的边缘7以形成一夹紧周边。凸起肋结构16以任何方便方式形成，例如通过模塑，并加于顶蓬衬层8，9的一边，例如利用胶粘使肋结构与顶蓬衬成为一体。
图8的顶蓬衬1甚相似于图7，其中夹紧边缘7是由环绕辐射板5的凸起加强肋16形成，在此情况形成辐射芯体11的顶蓬衬芯体9的区域压缩成比一般顶蓬衬1的厚度更薄，如加重阴影所示。另外，在此实施例中，高起肋16乃与顶蓬衬整体模塑而成。可知由肋16界定的辐射器5的区域是由任何适当材料的加强板17加于并胶合于衬层的表层8予以加强。
图9的顶蓬衬包括一变薄的区域，界定了顶蓬衬的声音有效区域并形成了谐振扬声器板5，由顶蓬衬的后面可见的台阶或边缘18所环绕，这样形成了夹紧边缘周边7，例如在WO 97/09842所定义之类的。顶蓬衬1可为上述的多层式的或为树脂浸渍的纤维体。
工业应用可理解的是虽然本发明具体参考汽车的头或顶衬予以叙述，本发明也应用于其他车辆和其他需要多个装饰板作为衬垫的物体。而且本发明应用于其他车辆内的装饰板，例如门板，仪表板和后货架。
权利要求
1.一种机动车，具有车厢、衬在车厢的装饰板和车厢的扬声器，其特征为，扬声器位于装饰板内，包括一体的谐振声音辐射器和安装于辐射器上发出弯曲波进入辐射器使其谐振以产生声音输出的振动激励器，还包括与辐射器一体并界定辐射器外周的装置。
2.根据权利要求1所述的装饰板扬声器，其特征为，辐射器包括坚硬轻质板。
3.根据权利要求1或2所述的装饰板扬声器，其特征为，一体的外周界定装置为辐射器界定一夹紧边缘端。
4.根据权利要求3所述的装饰板扬声器，其特征为，夹紧边缘端与一体的辐射器外周界定装置共同延伸。
5.根据权利要求3或4所述的装饰板扬声器，其特征为，夹紧边缘端是由环绕辐射器的加强肋形成。
6.根据权利要求3或4所述的装饰板扬声器，其特征为，夹紧边缘端是由辐射器和薄板衬垫间厚度的台阶界定。
7.根据权利要求任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，辐射器是由至少一个伸展于其表面的肋予以加强。
8.根据权利要求1-6任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，包括装在辐射器的一个表面上的加强板。
9.根据权利要求任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，振动激励器是惯性的。
10.根据权利要求任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，振动激励器是电动的。
11.根据权利要求任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，装饰板为顶衬。
12.一种装饰板，例如车辆车厢的顶衬，其特征为，装饰板包括整体的声音辐射器和装于辐射器以发出弯曲波进入辐射器以使其谐振以产生声音输出的振动激励器，和与辐射器一体以界定其外周的装置。
13.根据权利要求12所述的装饰板，其特征为，辐射器包含一坚硬轻质板。
14.根据权利要求12或13所述的装饰板扬声器，其特征为，一体的外周界定装置为辐射器界定一夹紧边缘端。
15.根据权利要求12到14任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，夹紧边缘端与一体的辐射器外周界定装置共同延伸。
16.根据权利要求14或15所述的装饰板扬声器，其特征为，夹紧边缘端是由环绕辐射器的加强肋形成。
17.根据权利要求14或15所述的装饰板扬声器，其特征为，夹紧边缘端是由辐射器和薄板衬垫间厚度的台阶界定。
18.根据权利要求12-17任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，辐射器是由至少一个伸展于其表面的肋予以加强。
19.根据权利要求12-18任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，包括装在辐射器的一个表面上的加强板。
20.根据权利要求12-19任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，振动激励器是惯性的。
21.根据权利要求12-20任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，振动激励器是电动的。
22.根据权利要求12-21任一项所述的装饰板扬声器，其特征为，包括多个谐振辐射器。
23.根据权利要求12-22所述的装饰板，其特征为，装饰板为机动车车厢顶衬，谐振辐射器位于接近各乘客的位置。
全文摘要
一种装饰板,例如,机动车车厢的顶衬,其特征为该装饰板包括一整体的声音辐射器和装于辐射器并发出弯曲波进入辐射器以使其谐振产生声音输出的振动激励器,和与辐射器一体以界定辐射器的外周的装置。
文档编号H04R7/06GK1269755SQ9880877
公开日2000年10月11日 申请日期1998年8月24日 优先权日1997年9月3日
发明者亨利·阿齐马, 马丁·科洛姆斯, 克里斯琴·埃利斯 申请人:新型转换器有限公司