专利名称：谐振板式扬声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扬声器尤其是涉及一种板式扬声器，该型扬声器适于通过发射弯曲波至一谐振板并使其谐振而产生一声输出的扬声器。这种扬声器在申请人的国际专利申请WO97/09842中进行了描述，并称之为分布模式扬声器。
在传统的活塞式扬声器中，一运动薄膜，通常为一纸盆，通过至少一挠性构件固持就位在一框架或底盘上，形成弹性悬承。该悬承方式至少具有下列的功能，即1.在一总成的框架中的位置包括该薄膜及一振动器，该振动器通常系包括一动圈马达；2.使薄膜沿轴线方向运动，但限制薄膜沿垂直该轴线的方向运动；及3.通过薄膜材料的选择与处理提供对该薄膜振动一定程度的阻尼。
这些需求通常由一挠性波浪形模制构件满足，有时也称为波动周边，该构件通常由类似橡胶的材料制成，并连接在薄膜外周边与周围的框架之间；及一波浪形挠性构件，有时称为扬声器支撑圈，该支撑圈连接在薄膜顶点区与框架之间。虽然不经常使用，但用两分离悬承构件的普通方法系可产生令人满意的前述三项功能。在传统的动圈式扬声器中，悬承配置于其他位置时会引起不需要的谐振及扰乱薄膜的振动特性。
在本发明的一个目的是，提供一种悬承装置，其适合于谐振板式扬声器的需求。在谐振板式扬声器中，发现板中若干区域因板固有特性而具有低平均速度，及推断可在或接近该板的这些位置配置一悬承装置，在该区域的低速度意味着，就总体而言，该悬承装置对该板的振动特性几乎没有或毫无影响。
根据本发明的一方面，提供一种谐振板式扬声器，该扬声器包括悬承装置，配置于一个或多个低平均速度的板区域中。该悬承装置可用来在一支撑中悬承该板及/或支撑一振动振荡器在该板之上。
该支撑系包括该板的围绕区域，该围绕区域为声无效区。该谐振板式扬声器可包括一板，该板具有声作用区域及围绕于该声作用区域的低平均速度板区域，在板结构中的槽缝或沟槽界定声作用区域。槽缝或沟槽仅部分穿过该板结构。
使用板低能量区域作该板本身或在该板上振荡器用的机械支撑的概念可扩充至包括使用槽缝或贯穿该板的切口，以达到所希望的声作用区域的区域界定的目的，而供分布模式操作之用，或至少具有所希望的声振动行为，或为较大板组件的一部分。例如，开槽缝作为整体设计允许生产很宽范围的分布模式振动板，生成具有任意形状的汽车装饰面板。槽缝可为适合频率范围内所需振动的任何形状。有限元分析(FEA)技术能方便对所示槽缝边界形状与成品几何形状进行迅速设计及分析。
在悬承区域内的低振动能量的优点是，比其他可能方式，能够使用更强的悬承元件，故能增加成品总成的耐用性。
一柔性悬承可通过切割板，使之形成与板一体的指形悬臂式构件而成。切割可包括通过板结构的一对平行槽缝。悬臂式构件可以是笔直的或其他形状，如弯曲。当考虑使悬承作振动振荡器用时，笔直悬臂式构件是最佳的，因其易于跨越低平均速度区域及振荡器耦合至板处的高作用区间的距离。悬承可包括一组这种悬臂式构件。因此，板可切割成的悬臂式构件在板面内保持刚度，而在支承板的框架等的平面内是柔性的。另一种方式或另外地，橡胶类材料的独立柔性悬承通过粘着剂等的固定至板的所述低平均速度区域内。除了悬臂还使用橡胶类悬承的情况下，该橡胶悬承可安装在悬臂上。
谐振板式扬声器可包括一分布模式的声幅射器，如国际专利申请WO97/09842中所界定的一类。
本发明的另一目的是一装饰面板，如用于汽车或诸如此类，其中装有前述的扬声器。
本发明的另一方面是机动车，如汽车，其中包括前述的扬声器或装饰面板。
本发明的另一方面是制造谐振板式发声器的方法，其特征在于找出低平均速度的至少一板区域位置并定位悬承装置于该区域中。
该方法包括通过用低平均速度的板区域环绕声作用区域的定位，界定一板的声作用区域，然后切割在该区域中的板而形成板悬承装置。该方法可包括通过板结构开槽缝方式界定声作用区域。槽缝系可仅部分通过板的结构。
当悬承装置欲支撑一振动振荡器时，该方法更进一步包括找出所需的板位置，如反波节，用来安装振动振荡器以驱动该板，及找出一个或更多的邻近配置该振荡器悬承装置的驱动位置的波节区域。
该方法可包括切割该板的材料界定悬臂以形成该悬承装置。该悬承装置是具有至少三个悬臂的悬承装置。
本发明在附图中以举例的方式进行了说明。其中，
图1是自部分谐振板式扬声器截取的截面图并示出了供一振动振荡器用的悬承装置；图2是图1所示谐振扬声器板的小比例底视平面图；图3是说明三个振动振荡器悬承装置实例的谐振扬声器板底视平面图；图4是装有一谐振板式扬声器的板的平面图；图5是图4中细节“A”的放大局部平面图；及图6及图7是图5中线A-A处的另一局部截面图。
在附图中，特别参阅图1及图2，示出了如国际专利申请WO97/09842中描述的一般类型的谐振板式扬声器14。该扬声器包括一大致长方形谐振平板1，该平板用刚性但重量轻的材料制成，形成声幅射器；及一惯性振动振荡器4，安装于板1之上，以诱导在板中的弯曲波，使其谐振而产生一声输出。板系可为单片式结构，但如图所示包括蜂窝芯体2，夹在两相对表层3之间。
惯性振动振荡器4包括一音圈/管状线圈架总成13，通过例如粘合安装在板1的圆孔12中，从而该总成13由该板的一表面(图1所示的上表面)伸延并伸入磁体总成5，6，7的环形间隙15中，以及界定于盘状极件7与极帽6之间，极件7和极帽6共同夹一盘状磁体5。
包括磁铁5、极6及7的总成安装在板1上，以于该线圈由一信号激励后，供其在连接于自杯形件6突出的环状凸缘8上并包括三个等间隔橡胶垫9的柔性悬承上，相对线圈/线圈架总成13作轴线运动之用，仅其中一个垫可见于图1。而垫9安装在指形悬臂10之上，该悬臂是通过在低平均速度的板区中切割出U-形槽11并以等距间隔围绕孔12且与该孔同心而形成的，如图2清楚所示，于是该悬臂的内端16成为相对板1的平面作垂直运动的自由端。
垫9连接于接近悬臂10自由端16之处。应了解，于必要时，垫9可省略，而磁铁总成5，6，7可直接安装于悬臂10之上。
图3示出了供悬承一振动振荡器于板1上的各种不同悬臂实例。这些实例包括一单一笔直指形悬臂10，该悬臂由一如图1及图2所示的U-形槽缝或切口11界定；一由螺旋槽缝18界定的悬臂17；及一弹性悬承，包括一界定于一对相对弧形槽缝20间的悬臂构件19并具有一圆形中央部分21及一对相对突出部分22，其末端连接至该板，该磁铁系统系连接于部分21的中央位置23。
图4至图7公开了前述一般类型的谐振板式扬声器14的实例，具有一形成较大板24一部分的谐振板1，例如，可以是汽车等机动车的装饰板。在此实例中，扬声器14具有一于较大板24中用沟槽或槽缝25界定的长方形谐振板1，该板1利用悬承悬臂27悬承于板24之中，该悬臂27系由相对平行配置的槽缝26界定，跨过环绕低平均速度板1区域的槽缝25。板1的每一侧边配置一悬臂。振动振荡器4可如前述或以所需方式悬承。如图6所示，槽缝25仅部分通过板1。如图所示，槽缝25通过上表层3与板1的芯体2，而保留下表层，以遮蔽该槽缝。另一种如图7所示的方式是槽缝25可完全贯穿板1。
关于本发明应用于汽车装饰板及相似装饰结构，该槽缝可在制造初期构成，如用激光或水力喷射切割，该槽缝仅需宽至足够使该振动组件具有稳定空隙的程度。在实践中，1mm或2mm的宽度通常即足够。悬承组件的宽度取决于合理地维持整个总成所需的悬臂有效长度、板在该区域中的强度与线性刚度以及加速力。4至25mm的值证明为悬臂的有效宽度。
另一优点系考虑其在横向加速力下的耐久性。一相当窄的槽缝宽度使板较用粘结剂粘合至柔性悬承组件的表面构型更安全接地。在后者中，该悬承装置系能承受拆卸时的损坏。
在声配置时对要求前、后板表面间幅射分离的情况下，更大的板可作为缓冲板之用，且通常由局部结构，如车门框架或某些框架或支撑增强的。在一建筑中的应用，该结构板由房屋或建筑物的设计增强的。在前后板间，声音经窄缝的泄漏可忽略。该缓慢泄漏有利于自板后至板前的杂散噪音隔离，这一点在某些应用中是重要的。
有关汽车装饰板，制造后期考虑层叠一重量轻的柔软装饰布于一薄层软的多孔聚氨酯海棉之上。该结构可敷于该槽缝之上，而不会显著破坏操作原理。对使用者而言，就看不到该槽缝。声音隔离的更进一步细微改良可得自于海棉与布敷盖槽缝的有限声阻。
如图所示的配置优点如下1.悬承可与板相同的材料，因而成本低廉；2.悬承可位于板厚度内或者厚度只增加很小；3.能找到多个这类悬承位置，来将板悬承于振动振荡器的相对固定的部分，及/或悬承该板于一框架或其他支撑之上；及4.简单的悬臂/梁的计算可立即提供所需的柔量值。
权利要求
1.一种谐振板式扬声器，其特征为悬承装置配置在至少一个低平均速度的板区域内。
2.根据权利要求1所述的谐振板式扬声器，其特征为悬承装置是通过切割该板结构形成至少一个与该板结构成一体的悬臂构件构成。
3.根据权利要求2所述的谐振板式扬声器，其特征为该切割包括一对通过该板结构的平行槽缝。
4.根据权利要求2或3所述的谐振板式扬声器，其特征为该悬承装置包括一列悬臂构件。
5.根据权利要求2至4任一项所述的谐振板式扬声器，其特征为该悬臂构件保持该板面内的刚度而在垂直于该面板的面内生成柔度。
6.根据前述权利要求中任何一项所述的谐振板式扬声器，其特征为一柔性的悬承固定至该板上。
7.根据基于权利要求2至5中任何一项的权利要求6所述的谐振板式扬声器，其特征为该柔性悬承装置固定至该悬臂构件之上。
8.根据前述权利要求中任何一项所述的谐振板式扬声器，其特征为一分布式的声幅射器。
9.根据前述权利要求中任何一项所述的谐振板式扬声器，其特征为该板包括一声作用区及环绕该声作用区的低平均速度区域，该板中的槽缝或沟槽界定声作用区。
10.根据权利要求9所述的谐振板式扬声器，其特征为该槽缝或沟槽仅部分通过板结构。
11.一种装饰面板，其特征为具有根据权利要求9或10所述的谐振板式扬声器。
12.一种机动车，其特征为具有根据权利要求11所述的装饰面板。
13.一种制造谐振板式声装置的方法，其特征为找出至少一个低平均速度的板区域并定位悬承装置在该区域中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征为通过使低平均速度的板区域环绕声作用区来界定板的声作用区，然后切割在该区域中的板结构形成悬承装置。
15.根据基于权利要求11的权利要求13或14的方法，其特征为通过板结构开槽缝的方式界定该板的声作用区。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征为形成的槽缝仅部分通过该板结构。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征为以切割该材料的方式界定悬臂构件而形成悬承装置。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的方法，其特征为形成一振动振荡器悬承装置，包括找出一所需的板驱动位置，以供耦合该振动振荡器至该板而驱动该板，并找出一处或多处邻近配置有振荡器悬承装置的驱动位置的低平均速度区域。
19.根据权利要求11至16中任何一项所述的方法，其特征为形成具有至少三个悬臂构件的悬承装置。
全文摘要
一种谐振板式扬声器,其特征为悬承装置配置在至少一个低平均速度板区域内。一种制作谐振板式声装置的方法,其特征为找出至少一个低平均速度板区并配置该悬承装置在该区域中。该方法包括通过在低平均速度的板区中开沟槽或槽缝来确定机动车装饰面板等大板的声作用区域。
文档编号H04R9/06GK1271508SQ9880952
公开日2000年10月25日 申请日期1998年10月16日 优先权日1997年10月21日
发明者格雷厄姆·班克, 马丁·科洛姆斯 申请人:新型转换器有限公司