專利名稱：使錐體直徑最大化的揚聲器環(huán)繞結(jié)構(gòu)的制作方法
使錐體直徑最大化的揚聲器環(huán)繞結(jié)構(gòu)發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及音頻揚聲器/轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域，本發(fā)明特別涉及改進當(dāng)前流 行的緊湊尺寸型全頻率揚聲器的中及低頻率響應(yīng)。發(fā)明背景緊湊型揚聲器可根據(jù)其外部尺寸如圓形揚聲器的直徑進行分類， 而它們的主要性能極限即中低頻特性主要是由振膜的面積和振動性能 來確定的，即像活塞一樣工作的振膜的有效振動部分所移動的空氣量。大量的小型揚聲器使用于交通工具中如汽車、卡車、船、飛機等。 這類揚聲器通常設(shè)計成能在機械上適用于交通工具制造商所用的特定 安裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通常包括有一個主切口以及周圍的安裝孔，其尺寸 根據(jù)源自世界上不同地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)來確定。替換揚聲器通常要適于這種 安裝結(jié)構(gòu)以及交通工具本身所提供的空間。盆(basket)徑為4" 7"的圓形揚聲器大量地用于美國及遍及世界 的交通工具中。這些揚聲器中6" 7"的揚聲器多數(shù)都采用日本標(biāo)準(zhǔn)JIS (其規(guī)定直徑為6.18英寸即157mm)和歐洲使用的德國標(biāo)準(zhǔn)DIN (其 規(guī)定直徑為6.69英寸即170mm)。將錐體面積與盆體投射的總面積相比較就可得出表示效率的有用 的參數(shù)。這一比例與典型盆體直徑和相應(yīng)的錐體直徑一起列表如下菱丄常用緊湊型揚聲器的主要尺寸 標(biāo)稱尺寸標(biāo)準(zhǔn)版本 錐體直徑盆體直徑錐體面積/盆體比mm mm4英寸 73 102.3 0.515%英寸 92 129 0.516%英寸JIS日本(a) 111.8 157 0.51(b) 115.3 157 0.54DIN歐洲I 119.3 170 0.49表1表明常規(guī)的揚聲器結(jié)構(gòu)典型提供為0.51的錐體/盆體面積比。JIS的(b)版本表示在保持較小的JIS盆體尺寸的同時其錐體尺寸部分
升級到DIN的錐體尺寸從而相應(yīng)改善中低頻性能。
實際使用的所有揚聲器均會在低端的截止頻率處存在一個固有的 聲頻丟失率，該丟失率(在給定的錐體偏移下)與錐體面積成反比， 因此增加全頻揚聲器的錐體直徑極為有益，這是因為錐體直徑每增加 一個百分?jǐn)?shù)會使錐體面積增加雙倍的百分?jǐn)?shù)。在不增加揚聲器盆體外 部尺寸的條件下來提高錐體面積，無論是圓形、橢圓形還是其它的形 狀，均有益于緊湊型揚聲器的中低頻性能，但這些緊湊型揚聲器的盆 體尺寸會因為例如大量用于交通工具音響系統(tǒng)以及小型個人無線電/立 體聲播放器、多媒體計算機系統(tǒng)等而受到嚴(yán)格的限制。


圖1為一盆體10的邊緣部分的剖視圖，盆體10是常規(guī)揚聲器的 經(jīng)成形加工的金屬片盆體。典型的環(huán)繞式懸架(surround-suspension)12 在其向外延展的周邊部分具有一徑向上的平面外部法蘭12A,用于以 粘附劑固定到盆體10的周邊區(qū)域內(nèi)的平面邊緣著落區(qū)(landing)，且在 其向內(nèi)延展的周邊部分具有一錐形內(nèi)部法蘭12B，用于以粘附劑固定 到錐體14，如圖中部分所示。環(huán)形的環(huán)繞式懸架12中央的弓形柔性部 分12C從徑向上約束錐體14，但允許錐體14在受到音圈驅(qū)動時在軸 向上振動(圖中未示)。
圖中以實線顯示出在標(biāo)準(zhǔn)"靜止"條件下錐體14及其環(huán)繞式懸架 12的位置，以虛線顯示出在受最大驅(qū)動條件下懸架12'及錐體14'處于 最大偏移處的位移位置。環(huán)繞式懸架12的弓形部分12C的位移限定了 有效活塞直徑，該有效活塞直徑略大于延伸到弓形部分12C中部的錐 體直徑。
圖1A為盆體10A的剖視圖，盆體10A是壓制金屬片結(jié)構(gòu)的一種 變化形式，其由塑料模制而成或者由金屬如鋁鑄造而成，并構(gòu)造為形 成如圖所示的著落區(qū)，該著落區(qū)相當(dāng)于圖1所示壓制金屬片盆體的著 落區(qū)，用于以粘附劑固定環(huán)繞式懸架12的外部法蘭12A。
授予Mitobe的美國專利第5,111,510號和授予Tsuchiya等人的美 國專利第5,115,474號公開了代表典型常規(guī)揚聲器的環(huán)繞式懸架結(jié)構(gòu)。 他們的標(biāo)準(zhǔn)錐體安裝結(jié)構(gòu)的特征在于在其環(huán)繞式懸架結(jié)構(gòu)上有向外伸 出的徑向平面固定法蘭，如圖l和圖1A所示，并且其應(yīng)用于大量常規(guī)揚聲器。
發(fā)明人為Hazelwood、Espiritu及Jorgensen、名稱為"TWIS-TLOCK MOUNTABLE VERSATILE LOUDSPEAKER MOUNT"的美國專利第 5,867,583號公開了一種非常規(guī)的安裝系統(tǒng)，其包括特殊的環(huán)繞式懸架 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能提高錐體/盆體面積比，例如可將DIN錐體用于JIS的 盆體中從而使錐體/盆體面積比達到0.58，即比常規(guī)揚聲器的錐體/盆體 面積比(參見上面表l，其面積比通常為0.51)高出13%。
發(fā)明概述
本發(fā)明的一個主要目的是為錐型揚聲器的環(huán)繞式懸架提供非常規(guī) 安裝結(jié)構(gòu)，其能使用比常規(guī)尺寸更大的錐體，因此能夠提高錐體/盆體 面積比，從而相應(yīng)提高揚聲器的中低頻性能。
本發(fā)明的另一目的是提供新的結(jié)構(gòu)和安裝系統(tǒng)，其中的環(huán)繞式懸 架通過一種方式被構(gòu)造為在外圍固定區(qū)能占用更少的空間而可提供的 錐體偏移性能至少相當(dāng)于可比的常規(guī)揚聲器中可用的錐體偏移性能。
本發(fā)明的又一目的是提供一些實施例，這些實施例采用標(biāo)準(zhǔn)的、 由成形金屬片制成的揚聲器盆體以及由塑料模制而成或者由金屬如鋁 鑄造而成的盆體。
本發(fā)明的進一步目的是在特定的本發(fā)明環(huán)繞式懸架連接結(jié)構(gòu)中， 例如通過以粘附劑固定的接合面積的最大化來得到高質(zhì)量的粘附固定 性能和可靠性。
本發(fā)明的揚聲器通過如下措施來實現(xiàn)上述目的在相應(yīng)的盆體尺 寸下采用直徑大于常規(guī)尺寸的振膜；把環(huán)繞式懸架的外周部分做成特 定的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在保持所需彈性和全部偏移性能的同時通過采用更 大的錐體直徑和/或提高環(huán)繞式懸架柔性弓形部的寬度來擴大有效活塞 面積，從而提高其有效的振動面積。
與常規(guī)的從柔性弓形部沿徑向向外延伸的環(huán)繞式懸架外部連接件 的平面形狀不同，在本發(fā)明的新式結(jié)構(gòu)中，環(huán)繞式懸架的外部連接件 做成軸向裙套的形式，即大體為筒形(tubular),其向后延伸且后伸尺 寸適于緊密裝配到從盆體周邊開始向前延伸的對應(yīng)軸向凸緣內(nèi)，并以 粘附劑固定在連接區(qū)域內(nèi)。所述軸向裙套可經(jīng)過特定的加工成形以使以粘附劑固定面積達到最大。
在各個實施例和實施形式中，盆體可以是金屬沖壓制成的類型， 這類似于常規(guī)的JIS揚聲器，盆體也可以是金屬鑄造而成或由合適的塑 料模制而成的類型。
附圖簡要說明
結(jié)合附圖參考以下的說明，將會更充分地理解本發(fā)明的上述和其 它目的、特征和優(yōu)點，其中
圖1 9為揚聲器邊緣區(qū)域的剖視圖1和圖1A展示在以上公知技術(shù)討論中述及的典型常規(guī)揚聲器的 部分剖視圖2 9展示根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的部分剖視圖2所示是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第一實施例的部
分剖視圖，其特別構(gòu)成為帶有一外部的裙套，裙套外表面接合且粘附
到盆體邊緣凸緣的內(nèi)表面；
圖3所示是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第二實施例的部
分剖視圖4所示是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第三實施例的部 分剖視圖5展示的是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第四實施例的 部分剖視圖6所示是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第五實施例的部 分剖視圖7所示是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第六實施例的部 分剖視圖8為根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第七實施例的部分剖 視圖9所示是根據(jù)本發(fā)明的揚聲器錐體懸架系統(tǒng)的第八實施例的部 分剖視圖。圖l-9為揚聲器盆體邊緣區(qū)域的剖視圖。
圖1和圖1A展示在以上公知技術(shù)討論中述及的典型常規(guī)揚聲器的 環(huán)繞式懸架的安裝和連接結(jié)構(gòu)，其中揚聲器分別采用金屬片或沖壓/鑄 造的盆體。
圖2~9展示本發(fā)明錐體環(huán)繞式懸架的不同實施例和實施形式。 圖2所示為本發(fā)明的一個基本實施例。設(shè)置一特定結(jié)構(gòu)的環(huán)繞式 懸架16，其外部連接件形成一個軸向的裙套16A，裙套16A向后延伸， 這與圖1和圖1A所示常規(guī)方式連接件向外延伸的徑向平面凸緣12A 構(gòu)成了基本的不同點。
裙套16A接合盆體邊緣的內(nèi)表面，而其底邊放置在平面邊緣著落 區(qū)上。裙套16A粘附于連接表面上。該基本實施例可如圖所示采用壓 制金屬片作盆體10，或者也可由塑料沖壓制成盆體或者由金屬如鋁鑄 造而成。
與圖1和1A所示的常規(guī)錐體14相比，在圖2中顯而易見，通過 本發(fā)明可使錐體14A的尺寸增加，對于圓形揚聲器來說就是直徑增加。
圖3展示一實施例，其采用如同圖2的特定形狀的環(huán)繞式懸架16。 然而，裙套16A被裝配進一環(huán)形槽中，該環(huán)形槽的外壁由盆體邊緣18 的內(nèi)壁形成，環(huán)形槽的內(nèi)壁由盆體18的加厚區(qū)域18A形成，盆體由塑 料沖壓而成或由金屬如鋁鑄造而成。由于盆體18周邊凸緣的內(nèi)壁表面 與環(huán)繞式懸架16的裙套16A的外壁表面之間連接面內(nèi)的粘附面積增 加，這種結(jié)構(gòu)提供了較好的連接可靠性。
圖4為圖2所示基本實施例的一種變形，其中的環(huán)繞式懸架16與 圖2和圖3相同，但圖4中的環(huán)繞式懸架16被環(huán)形定位環(huán)20所固定， 該定位環(huán)20的形狀見圖所示，其以粘附劑固定到盆體10中的著落區(qū)。 環(huán)繞式懸架16的連接裙套16A以粘附劑固定就位到盆體10的邊緣以 及與定位環(huán)20上。
圖5為圖4所示一般實施例的一種變形，其中的定位環(huán)22被構(gòu)造 成帶有一個環(huán)形槽，該環(huán)形槽容納環(huán)繞式懸架16的裙套16A。定位環(huán) 22內(nèi)的槽道外壁的厚度必須與盆體、錐體和/或環(huán)繞式懸架16的柔性 弓形部的跨度相配。圖6展示本發(fā)明的一個實施例，其中環(huán)繞式懸架24受到特別加工 成形，以靠近平面著落區(qū)形成如圖所示的底部加寬的剖面形狀。這種 形狀能同時將軸向和徑向的連接區(qū)以粘附劑固定，從而通過與如圖1、 1A所示的常規(guī)揚聲器的固定區(qū)域相比增加了固定面積而獲得了高度可靠性。
圖7所示為另一實施例，其中環(huán)繞式懸架環(huán)繞式懸架26的裙套 26A自身如圖所示折疊，其以粘附劑固定于盆體10周邊凸緣的內(nèi)側(cè)和 邊緣的平面著落區(qū)。
圖8所示實施例類似于圖6，只是環(huán)繞式懸架28的裙套28A模塑 成如圖所示形狀，其底部加寬到一定厚度，增加了以粘附劑固定的面 積而基本覆蓋了盆體10邊緣的平面著落區(qū)20的整個區(qū)域。
圖9展示了本發(fā)明的一個實施例，其進一步包括一個安裝接頭32， 其安裝在盆體10的軸向周邊凸緣的內(nèi)側(cè)，能使揚聲器安裝到一板的背 面上。環(huán)繞式懸架30的裙套由一狹窄的固定凸緣30A形成，該凸緣從 裙套的邊緣向外延伸并以粘附劑固定到盆體10的邊緣著落區(qū)和環(huán)形的 揚聲器安裝接頭32的下部，該接頭可由塑料模塑而成，也可由金屬鑄 造成形。接頭32構(gòu)成一個介于揚聲器和一平板之間的襯套，該平板與 接頭32的頂部平面連接。接頭32垂直部分的下端以粘附劑固定于盆 體10邊緣的內(nèi)表面和狹窄的固定凸緣30A上，并且提供附加連接面積 以增強粘附劑固定效果。
在帶有外徑為159mm的盆體的4"圓形揚聲器中，本發(fā)明的大多數(shù) 實施例均能使常規(guī)的錐體直徑(92mm)增加到102.6mm，即直徑增加 11.5%而面積增加24.4%，以使低頻響應(yīng)性能顯著提高。參見表1，對 于4"的圓形揚聲器來說，通過本發(fā)明所實現(xiàn)的錐體面積/盆體面積比為 0.633，與常規(guī)揚聲器的0.51相比提高了24%。
在上述任一實施例中，環(huán)繞式懸架的弓形部可制成為厚度均勻或 厚度以特定形式變化以提高其適用性，例如使其中心區(qū)域加工成形得 較薄，和/或可使兩個凸緣或者其中一個凸緣形成錐度。
本發(fā)明也可以另一種結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)，其中環(huán)繞式懸架的裙套繞 盆體邊緣的外側(cè)而不是繞圖示的內(nèi)側(cè)布置，這樣環(huán)繞式懸架的裙套的 軸向內(nèi)壁表面就以粘附劑固定到盆體邊緣凸緣的軸向外壁表面。在上述不同的實施例中，本發(fā)明的特定結(jié)構(gòu)的環(huán)繞式懸架通常可 與常規(guī)的第二錐體懸架部件相配合工作，該第二錐體懸架部件典型地
是以公知方式使用的一同心的輻射形懸架(spider suspension),其連接 到錐體的中心音圈區(qū)域。然而本發(fā)明也可通過環(huán)繞式懸架作為唯一的 錐體懸架而工作的實施方式來實現(xiàn)。
盡管為說明起見這里所描述的內(nèi)容均用于圓形盆體的揚聲器，但 縮短或消除環(huán)繞式懸架的外伸安裝凸緣的構(gòu)思并不限于圓形揚聲器， 其適用于盆體為任何實用形狀如橢圓形或矩形的揚聲器。
在不脫離本發(fā)明精神和本質(zhì)特性的前提下，本發(fā)明還可以用其它 形式實施和應(yīng)用。因此從各方面來說，本發(fā)明各實施例均應(yīng)視為說明 性的而非限定性的。本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書而不是說明書確 定。因此權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有變形、替換以及變化均在其保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種揚聲器，包括盆體(18)，其具有外邊緣和加厚區(qū)域(18A)；錐體(14A)；和環(huán)繞式懸架(16)，其延伸于所述錐體(14A)和所述盆體(18)之間，所述環(huán)繞式懸架(16)具有連接裙套(16A)；其中圍繞所述盆體(18)形成周邊槽，所述槽具有由所述盆體(18)的所述外邊緣的內(nèi)壁形成的第一壁面，并具有由所述盆體(18)的所述加厚區(qū)域(18A)形成的、與所述第一壁面隔開的第二壁面，且其中所述連接裙套(16A)以配合方式定位于所述槽中。
2. 如權(quán)利要求1所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(16)的截 面為弓形。
3. 如權(quán)利要求1所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(16)通過 粘附劑粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
4. 如權(quán)利要求1所述的揚聲器，其中所述盆體(18)由壓制金屬 片制成。
5. 如權(quán)利要求1所述的揚聲器，其中所述盆體(18)由塑料模制 而成。
6. 如權(quán)利要求1所述的揚聲器，其中所述盆體(18)由金屬鑄造 而成。
7. —種揚聲器，包括 盆體(10)，其具有外邊緣和著落區(qū)； 環(huán)形定位環(huán)(20)，其固定于所述著落區(qū); 錐體(14A);禾口環(huán)繞式懸架(16)，其延伸于所述錐體(14A)和所述盆體(10) 之間，所述環(huán)繞式懸架(16)具有連接裙套(16A);其中圍繞所述盆體(10)形成周邊槽，所述槽具有由所述盆體(10) 的所述外邊緣的內(nèi)壁形成的第一壁面，并具有由所述環(huán)形定位環(huán)(20) 形成的、與所述第一壁面隔開的第二壁面，且其中所述連接裙套(16A) 以配合方式定位于所述槽中。
8. 如權(quán)利要求7所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(16)的截 面為弓形。
9. 如權(quán)利要求7所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(16)通過 粘附劑粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
10. 如權(quán)利要求7所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由壓制金 屬片制成。
11. 如權(quán)利要求7所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由塑料模 制而成。
12. 如權(quán)利要求7所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由金屬鑄 造而成。
13. —種揚聲器，包括盆體(10)，其具有外邊緣和著落區(qū)；環(huán)形定位環(huán)(22)，其固定于所述著落區(qū)，所述環(huán)形定位環(huán)(22)被構(gòu)造成帶有環(huán)形槽； 錐體(14A);禾口環(huán)繞式懸架(16)，其延伸于所述錐體(14A)和所述盆體(10) 之間，所述環(huán)繞式懸架(16)具有連接裙套(16A);其中所述連接裙套(16A)以配合方式定位于所述槽中。
14. 如權(quán)利要求13所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(16)的 截面為弓形。
15. 如權(quán)利要求13所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(16)通 過粘附劑粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
16. 如權(quán)利要求13所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由壓制金 屬片制成。
17. 如權(quán)利要求13所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由塑料模 制而成。
18. 如權(quán)利要求13所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由金屬鑄 造而成。
19. 一種揚聲器，包括盆體(10)，其具有外邊緣和著落區(qū)； 錐體(14A);環(huán)繞式懸架(30)，其延伸于所述錐體(14A)和所述盆體(10) 之間，所述環(huán)繞式懸架(30)具有連接裙套；和 安裝接頭(32);其中所述安裝接頭(32)位于所述盆體(10)的周邊區(qū)域的內(nèi)側(cè)、 介于所述盆體(10)的所述外邊緣的內(nèi)壁和所述連接裙套的外壁之間， 其中所述安裝接頭(32)形成介于主揚聲器框架和與所述安裝接頭(32) 的頂部平面連接的平板之間的隔圈。
20. 如權(quán)利要求19所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(30)還 包括固定凸緣(30A),且其中所述安裝接頭(32)的下端向下作用于 所述固定凸緣(30A)上。
21. 如權(quán)利要求19所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(30)的截面為弓形。
22. 如權(quán)利要求19所述的揚聲器，其中所述環(huán)繞式懸架(30)通 過粘附劑粘附于所述第一壁面和所述第二壁面。
23. 如權(quán)利要求19所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由壓制金 屬片制成。
24. 如權(quán)利要求19所述的揚聲器，其中所述盆體(10)由塑料模 制而成。
全文摘要
一種緊湊型揚聲器，其使得對于相同的盆體(10)尺寸，振膜(14)的直徑大于常規(guī)所使用的直徑。環(huán)繞式懸架(12)的外部盆體連接部分為特定結(jié)構(gòu)，其成形為一軸向裙套(16a)，即在圓形揚聲器盆體的情況下基本是筒形，而非常規(guī)揚聲器盆體連接部分的平面形狀。本發(fā)明的揚聲器盆體(10)在制作上具有一對應(yīng)的軸向周邊凸緣，其內(nèi)壁用作以粘附劑固定到軸向環(huán)繞式懸架凸緣外壁的著落區(qū)(20)。這種特定結(jié)構(gòu)保持所需的彈性和全偏移性能，同時能通過采用更大錐體而明顯增大有效振動面積。該盆體可如同常規(guī)揚聲器由金屬沖壓而成，也可由金屬鑄造或者由合適塑料模塑而成。該環(huán)繞式懸架的外部連接件的剖面形狀優(yōu)選構(gòu)造成使盆體以粘附劑固定的可用面積達到最大。
文檔編號H04R7/20GK101291548SQ20081009607
公開日2008年10月22日 申請日期2002年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月19日
發(fā)明者R·S·埃斯佩利圖 申請人:哈曼國際工業(yè)有限公司