用于無源輻射器的壓力密封的制作方法
【專利摘要】一種用于將聲學輻射器氣力密封至聲學外殼的方法和裝置。適型材料的環接合斜面使得該環的邊緣向外偏轉并且使得該環的表面適應該斜面。
【專利說明】用于無源輻射器的壓力密封
【背景技術】
[0001]本說明書涉及比如聲學驅動器和無源輻射器的聲學輻射器模塊，以及用于將聲學輻射器模塊安裝至聲學外殼的方法和裝置。
【發明內容】
[0002]在一個方面中，一種裝置，包括聲學輻射器結構。該聲學輻射器結構包括聲學輻射器隔膜和將該聲學輻射器隔膜耦合至框架的懸架元件。該聲學輻射器結構被配置為機械耦合至聲學外殼。該裝置還包括用于在該聲學輻射器結構和該聲學外殼之間提供氣力密封的結構。該用于提供氣力密封的結構包括適型材料的環，被配置以使得該環的表面接合該聲學外殼的斜面并且適應該斜面。該適型材料的環可以被定尺寸并且被配置為伸展以與該斜面接合并且適應該斜面。該適型材料的環可以包括硅橡膠。該懸架元件和該適型材料的環可以是一次成型結構。用于提供該氣力密封的該結構可以被配置并且被定尺寸以使得當該聲學輻射器結構不與該聲學外殼接合時，該適型材料的環從該框架基本上垂直地延伸，并且使得當該聲學輻射器結構與該聲學外殼接合時，該適型材料的環從該框架傾斜地延伸。該聲學輻射器結構可以包括聲學驅動器。該聲學輻射器結構可以包括無源輻射器。用于提供該氣力密封的該結構可以被配置以使得該環的一個邊緣是受限的并且該環的一個邊緣是未受限的，并且使得當該未受限的邊緣接合該斜面時該未受限的邊緣向外偏轉。該適型材料的環和該斜面可以是平面的。
[0003]在另一方面中，一種裝置，包括聲學外殼以及在結合面機械稱合至該聲學外殼的無源輻射器結構。該無源輻射器結構包括(a)框架；(b)無源輻射器隔膜；以及(C)無源輻射器懸架，機械耦合該框架和該無源輻射器隔膜。該裝置還包括用于將該聲學外殼和該無源輻射器結構之間的結合面氣力密封的結構。該用于將該結合面氣力密封的結構包括適型環，該適型環接合該聲學外殼的斜面以使得該適型環的表面適應該斜面。該無源輻射器結構和該斜面被定尺寸和被配置以使得法向于該框架的平面的力的應用導致被施加于該環上、橫向于該框架的力的應用，致使該環的未受限的邊緣相對于受限的邊緣橫向地偏轉。
[0004]在另一方面中，一種方法包括致使無源輻射器結構與聲學外殼接合，以使得該無源輻射器結構上的適型環接合該聲學外殼上的斜面，致使該適型環適應該斜面。該致使可以包括應用法向于該框架的平面的力，其中該應用法向于該平面的力導致應用橫向于該框架的該平面的力。
[0005]當結合下列附圖閱讀時，其他特征、目的和優點將從下面的詳細描述中變得顯而易見，其中:
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是揚聲器的圖解視圖；
[0007]圖2-4是用于將聲學輻射器結構密封至外殼的結構的圖解視圖；
[0008]圖5A和圖5B是用于將聲學福射器結構密封至外殼的結構的圖解視圖；[0009]圖6A和圖6B是用于將聲學驅動器結構密封至外殼的結構的圖解視圖；
[0010]圖7示出了用于將聲學驅動器結構密封至外殼的結構的圖解視圖，其中該用于密封的結構和該隔膜圍繞物是一體成型結構；
[0011]圖8是先前圖的元件的簡化的機械原理圖；以及
[0012]圖9是根據先前圖的聲學驅動器模塊的實現方式的等角圖。
【具體實施方式】
[0013]圖1圖示了揚聲器系統10。該揚聲器系統10包括兩個聲學輻射元件、聲學驅動器結構12和無源輻射器結構11。聲學驅動器結構12安裝在外殼14中使得聲學驅動器結構的一個輻射面16直接向環境輻射聲學能量并且使得聲學驅動器結構的一個輻射面18在外殼中輻射聲學能量。包括無源輻射器隔膜22和懸架元件26的無源輻射器結構11安裝在外殼14中使得外殼中的壓力變化能夠致使無源輻射器隔膜22振動，從而向環境輻射聲學能量。為了簡單說明，將無源輻射器隔膜22示出為平面和圓。在實際實現方式中，無源輻射器隔膜22可以是非平面例如錐形或者可以是非圓形例如橢圓形或跑道形。為了簡單說明，將懸架元件示出為半滾(half-roll)圍繞物，然而在實際實現方式中，懸架元件可以具有更復雜的幾何形狀和結構，例如在美國專利7，699，139和美國專利7，931，115中所描述的。
[0014]圖2示出了安裝無源輻射器結構11的一種方法。該無源輻射器隔膜22通過圍繞物26例如通過粘合劑直接耦合到外殼14。該圍繞物可以通過粘合劑附接到隔膜22和外殼
14。該圍繞物形成防止空氣從外殼的內部泄漏至外殼的外部的氣力密封。
[0015]圖3示出了安裝無源輻射器結構11的第二種方法。在圖3的配置中，無源輻射器結構11包括由圍繞物26安裝至框架28的無源輻射器隔膜22，該無源輻射器隔膜22例如由硬塑料比如具有30%玻璃填充的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)來制成。然后將框架28例如通過比如螺絲的緊固件安裝在外殼上。隨后視圖所示的密封防止空氣從外殼的內部通過框架28和外殼14之間的結合面泄漏至環境。
[0016]圖4圖示了用于在框架28和外殼14之間提供氣密結合面的一個結構的操作。由可壓縮、適型、氣密材料制成的密封20定位在框架28和外殼14之間。該框架例如通過比如螺絲的緊固件而朝著該外殼推進，壓縮該密封以形成外殼和框架之間的氣密結合面。密封20和框架28之間的密封表面以及密封20和外殼14之間的密封表面僅限于X-Z平面中密封的尺寸。然而，圖4的布置可能具有一些不利。圖4所示的結構的一個缺點在于由該緊固件施加的用于確保良好的初始密封的法向于框架28和外殼14的壁的平面的力的大小可能致使框架28或外殼14的壁變形或潛變，尤其當在該結構暴露于熱的情況下無源輻射器隔膜片反復振動和操作時，該力可能最終允許泄漏。
[0017]圖5A和圖5B圖示了用于在框架28和外殼14之間提供氣密結合面的另一個結構以及用于操作該結構的方法。在圖5A和圖5B的結構中，適型、可伸展的材料(比如硅膠)的環或裙32具有受限的一個邊緣31 (因為它附接到框架28)以及未附接、未受限的一個邊緣33。環32被配置并且被定尺寸為與外殼14的斜邊34接合并且適應外殼14的斜邊34。優選地，在垂直于框架28的表面的方向中的環的高度h大于環的厚度t。例如，在一個實現方式中，高度h是3毫米并且厚度t是2毫米。對尺寸的一些實際的限制可能包括可塑性、可制造性、抗屈曲強度。
[0018]該框架例如通過緊固件(比如接合外殼14的支架的螺絲25)朝著該外殼推進而導致圖5B的配置。該斜邊致使對外殼和框架的表面正常的力被偏轉，使得由緊固件施加的力具有法向分量Fn和橫向分量F1。該橫向分力致使環的未附接的邊緣33橫向地偏轉，使得當包括框架28和環32的組件在如圖5B中的接合位置中時該環能夠從框架28的平面傾斜地延伸，使得環32適應斜面，導致比例如圖3的結構更好的框架28和外殼14之間的密封結合面。該橫向偏轉的結果可以通過比較在環32的X-Z平面中的底面積而看到。
[0019]為了簡單說明，圖5A和圖5B和圖6的部件被取向使得框架28耦合至外殼14的外表面。在其它實施例中，該部件可以被布置使得該框架被耦合至外殼14的內表面。該環或者裙32的表面和斜面34被示出為平面，但是在其它實施例中可以是非平面的。
[0020]圖5A和圖5B的結構優于圖4的結構因為氣密密封可以實現具有更低法向分力Fn的力，從而減少至少部分由法向力引起的翹曲的可能性。另外，如果在X-Z平面中有非平面性和/或在Y方向中有與圖4的結構的尺寸差異，則圖5A和圖5B的結構提供更好的密封。此外，環32與外殼的斜面34之間的密封面的數量并不限于環在X-Z平面中的尺寸，所以密封表面在圖5A和圖5B的配置中的數量可以大于密封表面在圖4的配置中的數量。
[0021]優選地，該環由具有楊氏模量范圍從0.25MPa至1.0MPa例如0.5MPa的材料所形成。其他相關材料屬性包括抗拉強度和斷裂伸長率。在一個實施例中，抗拉強度為8.3MPa并且斷裂伸長是630%。其它期望的屬性包括相對低的摩擦系數。一種具有這些屬性的材料是娃橡膠，例如可以向瓦克公司(網址WWW.wacker.com)購買的ELASTOS1.L?系列娃
酮橡膠。由于硅橡膠還具有使它成為用于聲學驅動器懸架元件比如圍繞物的期望材料的屬性，所以可以采用圖7 (下圖)的結構。
[0022]圖6A和6B示出可以用于圖1的聲學驅動器結構12的結構。除了將圖5A和圖5B的無源輻射器結構隔膜22取代為包括錐體122和電機結構50的聲學驅動器結構，圖6A和6B的結構類似于圖5A和圖5B的結構。為了簡單起見，將典型的聲學驅動器結構的一些元件省略。例如，框架或“筐”(在這一視圖中沒有示出)可以將電機結構50的靜止部分機械耦合至框架28。十字軸(在這一視圖中沒有示出)可以將該椎體122以允許在Y方向中的振動但對抗在X方向和Z方向中的運動的方式耦合至該筐。
[0023]在圖7的實施例中，懸架元件26和環32是接合框架28的一次成型結構；這允許懸架元件和環由單一、簡單、成型操作而形成。圖6的結構還允許用于機械耦合框架28和單一結構懸架元件和環的更簡單、更安全的幾何形狀，因為單一結構的部分在框架的平面的兩側。該單一結構可以簡單地“抓住”該框架。
[0024]圖8是圖示環32和斜面34的操作的簡化的機械原理圖。當包括環32的組件被朝著斜面推進，該環接合該斜面并且該環32的內表面40接合斜面34。圖5B的橫向分力Fl致使未附接邊緣33相對于附接邊緣31橫向地偏轉(為了簡單起見，在這一視圖中沒有示出先前圖的框架28以及環32和框架之間的附接)并且致使環32適應斜面34，形成氣密密封。
[0025]圖9示出了根據圖6A和圖6B的包括框架28、圍繞物26、環32和無源輻射器結構隔膜22的結構的實際實現方式。在圖9中，附圖標記是指先前示圖中的類似編號的附圖標記。在圖9的實現方式中，無源輻射器結構隔膜22是跑道形，圍繞物26根據美國專利7，699，139和美國專利7，931，115中的一個或兩個，以及圍繞物26和環32是如圖6A和圖6B的一次成型結構。
[0026]可以在不背離本發明概念的情況下對本文公開的具體裝置和技術進行多種使用和變更。因此，本發明將被理解為包含本文所公開的每個新特征和特征的每個新組合，并且僅由所附權利要求的精神和范圍來限定。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 聲學福射器結構，包括 聲學輻射器隔膜和將所述聲學輻射器隔膜耦合至框架的懸架元件； 所述聲學輻射器結構被配置為機械耦合至聲學外殼； 用于在所述聲學輻射器結構和所述聲學外殼之間提供氣力密封的結構，包括適型材料的環，被配置以使得所述環的表面接合所述聲學外殼的斜面并且適應所述斜面。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述適型材料的環被定尺寸并且被配置為伸展以與所述斜面接合并且適應所述斜面。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述適型材料的環包括硅橡膠。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中所述懸架元件和所述適型材料的環是一次成型結構。
5.根據權利要求1所述的裝置，其中用于提供所述氣力密封的所述結構被配置并且被定尺寸以使得當所述聲學輻射器結構不與所述聲學外殼接合時，所述適型材料的環從所述框架基本上垂直地延伸，并且使得當所述聲學輻射器結構與所述聲學外殼接合時，所述適型材料的環從所述框架傾斜地延伸。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中所述聲學輻射器結構包括聲學驅動器。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中所述聲學輻射器結構包括無源輻射器。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中用于提供所述氣力密封的所述結構被配置以使得所述環的一個邊緣是受限的并且所述環的一個邊緣是未受限的，并且使得當所述未受限的邊緣接合所述斜面時，所述未受限的邊緣向外偏轉。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中所述適型材料的環和所述斜面是平面的。
10.一種裝置，包括: 聲學外殼； 無源輻射器結構，在結合面機械耦合至所述聲學外殼，所述無源輻射器結構包括 (a)框架； (b)無源輻射器隔膜；以及 (c)無源輻射器懸架，機械耦合所述框架和所述無源輻射器隔膜；以及 用于將所述聲學外殼和所述無源輻射器結構之間的結合面氣力密封的結構，包括適型環，所述適型環接合所述聲學外殼的斜面以使得所述適型環的表面適應所述斜面。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述無源輻射器結構和所述斜面被定尺寸和被配置以使得法向于所述框架的平面的力的應用導致被施加于所述環上、橫向于所述框架的力的應用，致使所述環的未受限的邊緣相對于受限的邊緣橫向地偏轉。
12.—種方法,包括: 致使無源輻射器結構與聲學外殼接合，以使得所述無源輻射器結構上的適型環接合所述聲學外殼上的斜面，致使所述適型環適應所述斜面。
13.根據權利要求11所述的方法，其中所述致使包括應用法向于所述框架的平面的力，其中所述應用法向于所述平面的力導致應用橫向于所述框架的所述平面的力。
【文檔編號】H04R1/02GK103733639SQ201280039718
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月15日 優先權日:2011年8月17日
【發明者】N·A·杰弗里 申請人:伯斯有限公司