本發明涉及壓縮驅動器的領域，并且特別地涉及壓縮驅動器音圈形成器并涉及結合有這樣的音圈形成器的壓縮驅動器。

背景技術：

1、壓縮驅動器是一種振膜揚聲器，其在號筒揚聲器中生成聲音。壓縮驅動器附接到聲學號筒的喉部，該聲學號筒是加寬的管道，其用于將聲音有效地輻射到空氣中。壓縮驅動器大體上包括連接到音圈驅動器的振膜，其中音圈驅動器被放置在通常由一個或多個永磁體提供的磁場中。使音頻信號電流通過音圈感應出力，導致音圈驅動器在磁體的極之間往復運動，并且因此振膜振動并因此輻射聲學波。音圈驅動器通常包括音圈形成器，導電線繞在該音圈形成器周圍；形成器和線圈形成整體件，并且它們作為一個整體振動。音圈形成器通常(但不總是)為圓柱形的。揚聲器振膜的面積通常顯著大于號筒的喉部孔徑，使得壓縮驅動器提供高聲學壓力。加載號筒的壓縮驅動器可為非常有效的，具有直接輻射錐形揚聲器的約10倍的效率。它們被用作高功率擴聲揚聲器中的中音(midrange)驅動器和高頻、高音揚聲器驅動器，以及擴音器和公共廣播系統中的反射或折疊號筒揚聲器。

2、壓縮驅動器通常使用相位塞，該相位塞收集由振膜的聲音輻射側輻射的聲音；一種常見的布置是使用諸如球體的區段的軸對稱彎曲的振膜，其具有相位塞，該相位塞構造成適形于振膜的聲音輻射側(球形振膜可適于從其凸形表面或其凹形表面輻射，在這種情況下，相位塞的表面將分別是球形凹形的或凸形的)。相位塞通常具有穿過其以收集由振膜輻射的聲音并將聲音朝向號筒引導的通道；簡單的球形幾何形狀允許通道具有相等的長度。

3、圖1以局部截面示出常規壓縮驅動器1，以便圖示本發明所涉及的特征中的一些；振膜3成形為球體的部分，并且適于從其凹形表面(圖中向下，在箭頭a的方向上)輻射聲音，并且相位塞5具有鄰近振膜3的凸形球形表面以及穿過其以將聲音向下朝向號筒(未示出)引導的通道7。在振膜3和相位塞5的表面之間是壓縮腔9，并且環繞腔11由音圈形成器13的外部、磁體15的內部和音圈形成器13的外部的振膜的外邊緣的下側界定。在磁體15和音圈形成器13(在其不同部分上纏繞有音圈(為了清楚起見未在圖1中示出，但在圖2b、圖2c、圖4a和圖4b中以附圖標記23示出))的外表面之間在磁體15的頂部處存在磁間隙17，并且該磁間隙17通向形成器腔19，該形成器腔19在音圈形成器13的外部和磁體15之間向下延伸，通往磁體腔21。

4、鐵磁流體常常在揚聲器中使用，以允許音圈更有效地耗散熱量，從而導致更長的高音揚聲器壽命；在磁體和音圈形成器之間的磁間隙中使用鐵磁流體形成密封，該密封防止聲音傳入磁間隙。這種密封在振膜和相位塞之間產生壓縮腔，該相位塞基本上是具有約0.4mm的典型厚度的球形帽。聲音由于振膜的軸向運動而輻射到壓縮腔中，并且通過相位塞中的通道離開腔，該通道常常是環形的。通道以取決于其面積的量加載腔，并且每個通道將取決于其直徑和面積而在壓縮腔中激勵徑向模式。為通道中的每個選擇正確的面積和直徑允許模態激勵的總和接近于零。在我們的專利gb2437125中描述了實現該目的的方法。

5、并非所有壓縮驅動器都使用鐵磁流體，并且在這些壓縮驅動器中，壓縮腔也由音圈和磁極之間的磁間隙內的窄通道(即，圖1中的形成器腔19)加載。由于磁體腔和環繞腔中的空氣的容積導致顯著的亥姆霍茲型共振，音圈間隙和形成器腔的聲學阻抗是高度不規則的。此外，環繞聲通過磁間隙輻射額外的聲音。這兩種效應都導致為頻率相關的模態激勵，使得用于最小化模態激勵的方法無效。論文“boundary?conditions?of?the?domecompression?chamber?in?horn?drivers”，a.voishvillo，aes?express?paper?46，(2022年10月)得出結論，對于具有在壓縮腔的外徑上的音圈腔的驅動器，不可能平衡模態激勵，并且因此最小化模態激勵。

6、從壓縮腔中的振膜的凹形側輻射的聲音通過相位塞通道離開，該相位塞通道導致短擴口以及號筒在該處連接的出口。然而，中心極和音圈的內徑之間的間隙充當額外的出口，并且消除通過平衡腔模式激勵來抑制共振的可能性(a.voishvillo，同上)。磁體腔和環繞腔以及由線圈和極線圈之間的窄間隙形成的聲學質量引起若干共振。在進一步復雜的情況下，環繞聲輻射到其后方的腔中，并且聲音通過由質量和順度(compliance)形成的聲學濾波器傳輸。壓縮腔的不規則輸入進一步加劇了響應不規則性。

7、常規的設計方法要求形成器被密封以將聲音包含在壓縮腔中，并且這對于從音圈所附接到的振膜的凹形側輻射的壓縮驅動器總是如此。

技術實現思路

1、本發明源于對壓縮驅動器的常規設計采用備選方法可產生有利結果的認識。因此，本發明提供了一種用于連接到聲學號筒的喉部的壓縮驅動器，該壓縮驅動器包括具有凹形聲音輻射表面的振膜、具有互補地成形以匹配振膜的凹形表面的凸形表面的相位塞以及磁體，該振膜沿著形成閉環并且位于平面中的線連接到音圈形成器，振膜和形成器適于沿著軸線往復運動，振膜、相位塞、音圈形成器一起構造成形成：壓縮腔，該壓縮腔在振膜的凹形表面和相位塞的凸形表面之間；環繞腔，該環繞腔由音圈形成器的外表面、磁體的內表面和音圈形成器外部的振膜的邊緣側界定；磁間隙，該磁間隙鄰近振膜在磁體的外部分和內部分之間橫向于所述軸線，音圈形成器通過該磁間隙往復運動，該磁間隙通向音圈形成器腔，該音圈形成器腔沿著所述軸線遠離磁間隙延伸，該音圈形成器腔具有在音圈形成器的外部與磁體之間延伸的外部分和在音圈形成器的內部與相位塞之間延伸的內部分，該音圈形成器腔從磁間隙通往磁體腔，其中，抽象表面可通過使抽象線圍繞所述軸線旋轉來產生，該抽象線從在閉環的線上的振膜到相位塞的凸形表面垂直于振膜和凸形表面延伸，并且其中，多個孔在音圈形成器中圍繞音圈形成器的周緣的至少一部分形成并且穿過音圈形成器以將壓縮腔與環繞腔連接，所述孔具有與抽象表面的面積基本上相同或更大的總面積。

2、在圓形彎曲振膜的情況下，將理解，抽象表面將是圓錐形的(即，成形為圓錐體的平截頭體)，并且術語“垂直于其”意指當這兩個彎曲表面互補地成形時垂直于這兩個彎曲表面，但是如果這兩個表面在振膜和形成器的接合部處不是完全相同的形狀，則該術語意指僅垂直于相位塞的凸形表面。

3、通過引入具有與鄰近振膜的腔橫截面類似的面積的穿過音圈形成器的孔或穿孔，壓縮腔可被延伸并且通過磁體間隙的路徑被較低阻抗旁路，從而大大地減少間隙激勵。抑制延伸腔中的模式現在是可能的，這取決于環繞腔的幾何形狀和環繞/腔寬度。鄰接線圈，該延伸腔的環繞部分應當具有與振膜-相位塞間距類似的間距。振膜和相位塞之間的軸向距離應當等于當振膜從相位塞移位標稱位移時振膜的位移。延伸腔應當優選地從鄰近形成器的該厚度減薄至盡可能接近零，以最小化腔模式的激勵。優選的是，孔的總面積與磁間隙的面積相同，但是在不顯著影響性能的情況下孔的總面積可比磁間隙的面積大或小5％、10％或甚至15％。

4、如上文所陳述的，環繞腔在軸向方向上的長度可與壓縮腔在軸向方向上的長度基本上相同，但是環繞腔的長度可比壓縮腔的長度大或小5％、10％或甚至15％。

5、優選地，當環繞腔在橫向于軸線的方向上從音圈形成器向外延伸時，環繞腔在軸向方向上的長度減小；這使腔模式的激勵最小化。

6、孔可軸向地延伸足夠的距離，使得孔的至少一部分包含在音圈腔內。將孔延伸到音圈間隙中短距離允許足夠接近地實現理想面積，以允許壓縮腔和環繞腔表現為單個腔。環繞腔應當足夠窄，以在音圈形成器往復運動時允許所有孔位于音圈腔內部。

7、可提供中空通道，其允許磁體腔直接與號筒的喉部連通。例如，封堵磁體腔并添加孔以將聲音通過間隙傳輸到喉部，使得磁間隙進入聲音的另一個出口通道。在這種情況下，優選的是匹配相位塞中其它通道的擴口率。這種方法類似于us?5,117,462中使用間隙作為相位校正器通道，但是具有允許磁通量穿過驅動器的鐵材料而不是穿過從磁間隙延伸的通道中的空氣的益處。

8、通道可具有位于壓縮腔中的入口和位于號筒的喉部中的出口，入口位于壓縮腔中的選定模式的節點處。壓縮驅動器還可包括壓條，該壓條可定位在環繞腔內并且有效地修改鄰近磁間隙的環繞腔的軸向范圍和/或改變環繞腔的徑向面積，使得其在向外方向上減小。

9、本發明可與我們的共同未決專利申請gb_________中闡述的特征相結合，這些特征為音圈驅動器提供軸向機械順性(compliance)，作為適應揚聲器頻率響應的手段。在壓縮驅動器揚聲器中，振膜附接到音圈驅動器，并且音圈驅動器被放置在通常由一個或多個永磁體提供的磁場中。通過使交流電流通過音圈，感應出力，導致音圈驅動器往復運動，并且因此導致振膜振動，從而輻射聲學波。音圈驅動器包括音圈形成器，導電線繞在該音圈形成器周圍；形成器和線圈形成整體件，并且它們作為一個整體振動。音圈形成器通常(但不總是)是圓柱形的。在質量至關重要和/或空間有限的一些應用中，音圈形成器由諸如鈦或nomex(nomex是美國特拉華州dupont?safety&construction,inc.,的商標)的材料制成。鈦音圈形成器通常由軋制成圓柱形形狀的扁平材料條帶形成；通常，軋制條帶的軸向端部不連結在一起，這留下沿著音圈形成器的長度延伸的窄軸向間隙，橫跨該間隙的周向力不能通過對稱來平衡。因此，由于軸對稱作用在周向力上的“環向”剛度在形成器中的間隙附近大大降低。

10、我們的共同未決申請gb_________公開了一種將機械軸向順性引入到音圈形成器中的布置，該布置相對簡單、易于制造且易于“調諧”，特別是(但不排他地)用于質量關鍵和/或空間有限的揚聲器，諸如在壓縮驅動器中。它描述了一種機械軸向順性布置，該布置可相對容易地被調諧以考慮音圈形成器，該音圈形成器已經被軋制成形并且具有沿著音圈形成器的長度延伸的窄軸向間隙。壓縮驅動器受益于引入共振，其中質量導致典型地為2-3khz的6db/倍頻程低通濾波器。在許多情況下，響應的上部分中的輸出電平低于期望的，并且通過使形成器軸向地柔順而引入共振產生更理想的響應。

11、通過利用懸臂的相對容易計算的效應，可提供相對簡單的機械順性布置，并且懸臂的某些布置可用來形成與常規系統相比具有顯著改善的總體性能的音圈驅動器。

12、用于壓縮驅動器的音圈形成器可具有軸向地間隔開的至少兩排孔，所述孔圍繞該軸線周向地或至少部分地周向地延伸，相鄰排相對于彼此旋轉，使得相鄰孔周向地重疊以在它們之間形成圍繞音圈形成器周向地設置的弧形翼梁(spar)，每個弧形翼梁適于響應于音圈形成器被軸向地驅動而在軸向方向上以懸臂方式撓曲并允許音圈形成器的軸向長度變化。相鄰排中的相鄰孔之間的重疊量可使得弧形翼梁的長度是相鄰孔的周向長度的至少25％。這些至少兩排孔中的一排或多排孔可包括穿過具有與抽象表面類似的面積的音圈形成器的孔，或者它們可為對穿過音圈形成器的孔的補充。在一排或多排孔是對穿過具有與抽象表面類似的面積的音圈形成器的孔的補充的情況下，這些一排或多排孔優選地軸向地位于音圈腔內。

13、弧形翼梁形成結構連接件，該結構連接件在其上纏繞有音圈的形成器的部分和附接到振膜的形成器的部分之間傳輸力。翼梁以類似彈簧的方式撓曲，并且當偏轉時產生恢復力，使得該布置以類似于形成器上的波紋的方式表現為鏈接線圈和振膜的彈簧。當與軸向翼梁比較時，翼梁的周向對齊提供增加的柔性。

14、翼梁通過從形成器移除材料而在形成器中制作多個穿孔或孔來制造，因此形成器的一部分借助于撓曲翼梁的周向陣列鏈接到形成器的另一部分，該形成器連結到振膜。通過改變翼梁的長度、軸向深度、位置、取向或數量，軸向順度可在大范圍的值上變化，從而允許實現期望的軸向順度。翼梁的長度可為相鄰孔的周向長度的30％、35％或40％；翼梁越長，它們在給定的軸向載荷下彎曲得越多，并且更多的順度被引入到音圈形成器中。重疊量必須小于50％，否則連續的槽將相互合并，并且將在形成器中產生完全分離；40％的最大重疊量是優選的，使得相鄰孔之間的軸向延伸部分的周向維度足夠剛性。取決于待移除材料的類型，沖壓工具成形、激光切割、精密光刻、高精度微射流水切割、等離子體切割或微銑削是可能的制造方法。此外，這些翼梁可變化(例如，在位置、尺寸、形狀或取向上)，以便容易地補償在形成器通過軋制成形的情況下由軸向間隙引起的變化的周向效應，和/或在圍繞其周緣的不同點處改變形成器的軸向剛度。一般來說，翼梁越長，實現可接受的響應變化的制造公差越大；這允許經濟地制造音圈形成器。

15、孔/穿孔可周向地或至少部分地周向地延伸，或者至少具有帶有圍繞軸線的周向指向分量的部分，弧形翼梁沿著每個孔的至少一部分形成。在這種情況下，單排孔可提供翼梁以賦予形成器所需的軸向順度。可存在圍繞該軸線延伸的一個、兩個或任意數量的周向排的孔，該孔被定向和/或成形為形成適于以懸臂方式撓曲的弧形翼梁。

16、可存在圍繞軸線延伸并軸向地間隔開的兩個周向排的孔，使得音圈形成器在相鄰排中的孔之間形成弧形翼梁。具有兩排孔的這樣的布置既易于制造，又提供賦予軸向機械順度的翼梁，該軸向機械順度使用有限元法(fem)分析相對容易地計算；它也最容易被調諧以適應非軸對稱性(存在軸向間隙)或提供本身非軸對稱的軸向順度。

17、軸向地位于壓縮腔和環繞腔之間的孔提供空氣排出；根據特定應用，在孔或穿孔中的一些軸向地位于音圈腔內的情況下，這些孔或穿孔中的至少一些可填充有阻尼材料，該阻尼材料是吸聲的，并且比制造音圈形成器的材料更柔性，以提供通過穿孔的空氣流的阻尼，和/或穿孔中的至少一些可覆蓋有不透空氣的柔性材料(并且比制造音圈形成器的材料更柔性)以防止空氣流過孔。

18、孔可具有基本上相同的形狀，這確保所有翼梁都是類似的，使得易于制造并且允許相對容易地計算翼梁的軸向順性效應。備選地，孔可具有不同的形狀，這可有助于周向地調諧軸向順度，和/或用于區分允許壓縮腔和環繞腔之間的空氣流和聲學連通的孔與在音圈腔內的孔，并且可允許或可不允許音圈形成器腔的外部分和內部分之間的空氣流和聲學連通。

19、孔可具有基本上相同的尺寸，這確保所有翼梁都是類似的，使得易于制造并且允許相對容易地計算翼梁的軸向順性效應。備選地，孔可具有不同的尺寸和/或具有不同的周向長度，這可有助于周向地調諧軸向順度。

20、孔可周向地和/或軸向地間隔基本上相同的距離，這確保所有翼梁都是類似的，使得易于制造并且允許相對容易地計算翼梁的軸向順性效應。備選地，孔可間隔不同的距離，這可有助于周向地調諧軸向順度。

21、孔可類似地定向，這確保所有翼梁都是類似的，使得易于制造并且允許相對容易地計算翼梁的軸向順性效應。備選地，孔可不同地定向，這可有助于周向地調諧軸向順度。