專利名稱：音頻裝置的熱傳導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從音頻裝置上去除熱量，并尤其涉及一種利用聲音驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的空氣運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)音頻放大器產(chǎn)生的熱量的裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的重要目的是提供一種具有改進(jìn)的熱傳導(dǎo)能力的音頻裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，音響裝置包括一聲音驅(qū)動(dòng)器，該聲音驅(qū)動(dòng)器包括截錐形振動(dòng)表面，該振動(dòng)表面限定了一個(gè)截錐形的容積。振動(dòng)表面具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面。截錐形容積以一軸為特征。支撐結(jié)構(gòu)機(jī)械偶合到振動(dòng)表面上，從內(nèi)側(cè)面軸向延伸。支撐結(jié)構(gòu)限定了一個(gè)第二容積。第二容積與截錐形容積鄰接。截錐形容積和第二容積形成一個(gè)內(nèi)部容積。偶合到振動(dòng)表面上的振蕩馬達(dá)裝置導(dǎo)致振動(dòng)表面在軸向上振動(dòng)，使得空氣在內(nèi)部容積內(nèi)運(yùn)動(dòng)。音響裝置還包括發(fā)熱裝置，該發(fā)熱裝置與振蕩馬達(dá)裝置截然不同，其安裝成發(fā)熱裝置的相當(dāng)大的部分在內(nèi)部容積中。
在本發(fā)明的另一方面，揚(yáng)聲器裝置用于安裝在車門內(nèi)。車門具有面對(duì)乘客艙側(cè)和面對(duì)外部側(cè)。揚(yáng)聲器裝置包括聲音驅(qū)動(dòng)器。聲音驅(qū)動(dòng)器包括振動(dòng)壓力波輻射表面以及放大器，用于放大由聲音驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換的音頻信號(hào)。輻射表面定位成使得輻射表面處于放大器組件和面對(duì)外部側(cè)之間。
在本發(fā)明再一方面中，音響裝置包括一聲音驅(qū)動(dòng)器。該聲音驅(qū)動(dòng)器包括截錐形的振動(dòng)表面，該振動(dòng)表面限定了一個(gè)截錐形容積。振動(dòng)表面具有內(nèi)側(cè)面和外測(cè)。截錐形容積以一軸為特征。支撐結(jié)構(gòu)機(jī)械偶合到振動(dòng)表面上，并從內(nèi)側(cè)面軸向延伸，限定了一個(gè)第二容積。第二容積與截錐形容積相鄰接。截錐形容積和第二容積形成內(nèi)部容積。音響裝置還包括振蕩馬達(dá)裝置，該振蕩馬達(dá)裝置偶合到振動(dòng)表面上，用于導(dǎo)致振動(dòng)表面沿軸向振動(dòng)。該振動(dòng)導(dǎo)致空氣在內(nèi)部容積內(nèi)運(yùn)動(dòng)。音響裝置還包括與振蕩馬達(dá)裝置截然不同的發(fā)熱裝置，和熱偶合到發(fā)熱裝置上的散熱器，用于傳導(dǎo)來自發(fā)熱裝置的熱量。聲音驅(qū)動(dòng)器、發(fā)熱裝置和散熱器構(gòu)造并布置成散熱器的相當(dāng)大部分處于內(nèi)部容積中。
當(dāng)參照附圖閱讀時(shí)，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述中得以清楚，圖中


圖1a-1d是用于解釋在此所用的一些術(shù)語的聲音驅(qū)動(dòng)器的幾何圖形和示意圖；圖2a-2c是本發(fā)明一實(shí)施例的視圖；圖3是安裝到車門內(nèi)的本發(fā)明一實(shí)施例的視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的散熱器的視圖；圖5是圖4的散熱器的骨架(spine)的視圖；圖6是圖4的散熱器的一個(gè)翅片的視圖；以及圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例的視圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，尤其是參照?qǐng)D1a-1d，圖中示出用于解釋下面所用的一些術(shù)語的幾何圖形。如圖1a所示，在此所用的圓錐8(或圓錐表面)是由通常為筆直的線產(chǎn)生的表面，此線移動(dòng)以便它總是相交于一條封閉的平面曲線，并穿過一點(diǎn)14，其中平面曲線稱為準(zhǔn)線12，而該點(diǎn)稱為頂點(diǎn)，且該點(diǎn)不在準(zhǔn)線12的平面10內(nèi)。母線在其每個(gè)位置處被稱為元素(element)。如圖1b所示的截錐體是一個(gè)實(shí)心圖形，它是由準(zhǔn)線12限定的平面10的一部分、圓錐、以及平行于平面10的第二平面10b的一部分限定。平面10b中圍繞截錐體的部分是由圓錐8與平面10b的相交部分13形成的封閉曲線。如在此所使用的，截錐形表面是指由圓錐限定的截錐體的表面。截錐形容積是指由截錐形表面和兩個(gè)平面10和10b限定的容積，或換句話說，由對(duì)應(yīng)于截錐形表面的截錐體占據(jù)的容積。準(zhǔn)線和圓錐與第二平面10b的相交部分可以是圓形的，并也可以是圓形之外的其他形狀，如橢圓形或由直線相連的兩個(gè)半圓限定的圖形，如圖1c所示，該圖形通常稱為跑道。優(yōu)選的是，由截錐形表面限定的截錐體是正截錐體，即，其中，軸(穿過頂點(diǎn)和由平面10和10b內(nèi)的封閉曲線圍成的區(qū)域的中心的線)垂至于平面10和10b。
圖1d示出正截錐形表面形狀的聲音驅(qū)動(dòng)器的輻射表面15，該表面具有軸20。輻射表面具有兩個(gè)側(cè)面80和82。下面稱為內(nèi)側(cè)面的一個(gè)側(cè)面80是面對(duì)截錐形容積25的側(cè)面。下面稱為外側(cè)面82的第二側(cè)面是朝向背離截錐形容積的側(cè)面。一般地，諸如纏繞有線圈18的線圈架16的振蕩馬達(dá)的一部分機(jī)械偶合到輻射表面上。支撐結(jié)構(gòu)的一部分85可以沿軸向從輻射表面的內(nèi)側(cè)面以封閉與截錐形容積鄰接的容積25a的方式延伸。有截錐形容積25和鄰接的容積25a構(gòu)成的容積在下面稱為內(nèi)部容積。在一些設(shè)備中，框架元件并非從輻射表面的內(nèi)側(cè)軸向延伸，從而鄰接容積基本為零，并且內(nèi)部容積基本上與截錐形容積25重合。在隨后的視圖中將詳細(xì)描述支撐結(jié)構(gòu)88。在一些設(shè)備中，馬達(dá)結(jié)構(gòu)可以定位在輻射表面的內(nèi)側(cè)面上，如虛線所示。
參照?qǐng)D2a-2c，圖中分別示出根據(jù)本發(fā)明的聲音驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖、立體圖和去除一些零件以便清楚顯示的立體圖。聲音驅(qū)動(dòng)器22包括為截錐形表面形狀的驅(qū)動(dòng)器圓錐24。驅(qū)動(dòng)器圓錐24封閉一個(gè)截錐形容積25。在這個(gè)實(shí)施例中，振蕩馬達(dá)結(jié)構(gòu)26在截錐形容積內(nèi)。驅(qū)動(dòng)器圓錐24的內(nèi)側(cè)面80′面對(duì)截錐形容積25。驅(qū)動(dòng)器圓錐24的外側(cè)面82′背離截錐形容積朝向。支撐結(jié)構(gòu)88包括籃狀部分84和框架部分86。支撐結(jié)構(gòu)88的一部分，如框架部分86，軸向遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器圓錐24的內(nèi)側(cè)面延伸，從而封閉與截錐形容積25鄰接的一個(gè)容積25a。相結(jié)合的容積25和25a包括內(nèi)部容積。如上所述，在其他設(shè)備中，框架部分86可以不軸向延伸，從而內(nèi)部容積基本上與截錐形容積重合。將驅(qū)動(dòng)器圓錐24偶合到支撐框架88上的可以是卡盤90(spider)和環(huán)繞件(surround)92。
在驅(qū)動(dòng)器圓錐24的內(nèi)側(cè)面上，在內(nèi)部容積(相結(jié)合的容積25和25a)可以是平紋棉麻織物(scrim)層96。在圖3c中已經(jīng)被去除的平紋棉麻織物層是一層低聲阻材料(理想的是聲音可穿透的)，其包含驅(qū)動(dòng)器圓錐24。
放大器組件28包括放大器蓋30，它將放大器(未示出)保持與散熱器32熱接觸，這將在下面詳細(xì)描述。放大器組件28通過固定組件固定到聲音驅(qū)動(dòng)器22的支撐結(jié)構(gòu)上，蓋固定組件具有緊固件插座34，該緊固件插座34通過平紋棉麻織物層96內(nèi)的開口36突出。緊固件插座34容納未示出的緊固件，以便將放大器組件固定到位。連接器插座37容納未示出的連接器，該連接器將音頻信號(hào)和電功率傳遞給放大器組件。
放大器組件28定位成放大器組件的相當(dāng)大部分，優(yōu)選地所有部分處于內(nèi)部容積中。
在工作中，振蕩馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致聲音驅(qū)動(dòng)器的圓錐部分在軸向上振動(dòng)，并輻射壓力波，該壓力波在聽得見的頻率處為聲波。在輻射壓力波的過程中，振動(dòng)表面的振動(dòng)導(dǎo)致空氣在其中定位有放大器組件的內(nèi)部容積內(nèi)運(yùn)動(dòng)，空氣的運(yùn)動(dòng)有利于熱量從放大器組件傳導(dǎo)。
在一個(gè)實(shí)施例中，聲音驅(qū)動(dòng)器是由美國(guó)馬賽諸塞州弗雷明漢的Bose公司制造的NDWoofer。放大器可以是傳統(tǒng)的線性或轉(zhuǎn)換放大器。圓錐表面24′可以由隔離紙制造。
如圖3所示，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的音頻裝置的一項(xiàng)預(yù)期的用途是將組件安裝到車門內(nèi)，以便它通過內(nèi)飾(trim)43突出，從而放大器組件28處于驅(qū)動(dòng)器圓錐表面24和車門的乘客艙(即，收聽區(qū)域)面對(duì)側(cè)39之間，或換句話說，音頻裝置定位成放大器組件位于驅(qū)動(dòng)器圓錐表面和收聽區(qū)域之間。通常，音頻裝置中的通過內(nèi)飾43突出的那部分由保護(hù)性隔柵覆蓋，隔柵在這個(gè)圖中未示出。
根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器裝置與傳統(tǒng)揚(yáng)聲器裝置相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)于安裝在沿圓錐運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)窄的車門內(nèi)來說。在傳統(tǒng)揚(yáng)聲器裝置中無用的內(nèi)部容積用于否則會(huì)導(dǎo)致?lián)P聲器裝置在圓錐運(yùn)動(dòng)方向上較大的部件。熱傳導(dǎo)元件處于存在明顯的空氣運(yùn)動(dòng)的位置處，該空氣運(yùn)動(dòng)是由圓錐運(yùn)動(dòng)引起的。空氣的運(yùn)動(dòng)有利于熱傳導(dǎo)。另外，相放大器傳送更多的功率導(dǎo)致圓錐運(yùn)動(dòng)更強(qiáng)，從而空氣運(yùn)動(dòng)更強(qiáng)，并且熱傳導(dǎo)能力越大，從而可以適應(yīng)更大功率等級(jí)所需的更強(qiáng)的熱傳導(dǎo)。圓錐表面為放大器組件提供保護(hù)而免于水和其他環(huán)境因素的干擾。
參照?qǐng)D4，圖4示出了散熱器32。散熱器32包括骨架元件38和翅片40。在工作中，熱量通過骨架元件38傳導(dǎo)到翅片40，翅片具有較大的表面，從而利于將熱量傳導(dǎo)到外部環(huán)境中。
圖5示出骨架元件38。骨架元件38是金屬(或其他高度導(dǎo)熱材料的)元件。骨架元件可以為圓弧形狀，并可以定位成圓心C與圖1d和2a-2c的軸20共軸。
圖6詳細(xì)示出一個(gè)翅片40。翅片以高度h、長(zhǎng)度l、和厚度t為特征。厚度t明顯小于高度h和長(zhǎng)度l(在一個(gè)設(shè)備中，t大約等于4mm，h＝27mm，而l＝49mm)，從而翅片具有較大的熱傳導(dǎo)表面來傳導(dǎo)熱量，該表面包括兩個(gè)相對(duì)的平坦的側(cè)面46。翅片定向成兩個(gè)相對(duì)的平坦表面大致平行于骨架元件，并且一個(gè)較大尺寸h或l相對(duì)于骨架元件的圓弧在徑向上延伸。翅片可以成形并定位成翅片的一個(gè)邊緣47基本平行于圓錐表面或平紋棉麻織物表面49?；酒叫械倪吘壙梢允钩崞瑓^(qū)域放置得更靠近圓錐表面，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)更有效。
散熱器的結(jié)構(gòu)和尺寸可以根據(jù)熱傳導(dǎo)需求而改變。對(duì)于較大的熱傳導(dǎo)需求，圓弧的中心角Θ可以為全360度，從而圓弧為一整圓。對(duì)于較小的熱傳導(dǎo)需求，中心角可以較小，例如為180度，從而圓弧基本為一半圓。散熱器可以定位并構(gòu)造成熱接觸集中在骨架元件38上在兩個(gè)末端之間大約等距的一點(diǎn)98處，并且骨架元件逐漸變細(xì)以便在熱接觸點(diǎn)附近最厚，而在末端處比在骨架元件其他點(diǎn)處薄。如果馬達(dá)結(jié)構(gòu)26需要散熱，散熱器可以構(gòu)造成散熱器與馬達(dá)結(jié)構(gòu)熱接觸。如果馬達(dá)結(jié)構(gòu)不需要散熱，則散熱器可以構(gòu)造成它的任何部分都足夠靠近馬達(dá)結(jié)構(gòu)而明顯加熱馬達(dá)結(jié)構(gòu)。骨架可以處于任何的徑向位置處，如靠近圓弧中心、象這個(gè)示例中一樣處于中間徑向距離處、或者在靠近框架部分86的一點(diǎn)處。
在一種實(shí)施方式中，骨架元件是圍繞與軸20同心的中心的弧形。弧形的中心角大約是180度，并且弧形的半徑大約為55mm。骨架元件逐漸變細(xì)，從而它在靠近骨架元件中間處的最厚的點(diǎn)100處的橫截面大約183mm2，并在末端處橫截面大約48.4mm2。散熱器組件包括八到十個(gè)翅片，翅片具有達(dá)到900mm2的表面積。
在另一實(shí)施方式中，如圖7所示，骨架元件38的弧形為整圓，并且翅片40從骨架元件徑向延伸。如果馬達(dá)結(jié)構(gòu)需要散熱，則骨架元件內(nèi)邊緣52的半徑做得足夠小以至于散熱器接觸馬達(dá)結(jié)構(gòu)。如果馬達(dá)結(jié)構(gòu)不需要散熱，則骨架元件內(nèi)邊緣52的半徑做得足夠大以至于它不接觸馬達(dá)結(jié)構(gòu)，并且它不會(huì)加熱馬達(dá)結(jié)構(gòu)或者與自馬達(dá)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)干涉。
根據(jù)本發(fā)明的散熱器由于它可以針對(duì)大范圍的和各種散熱需求輕易地重新構(gòu)造，同時(shí)可以配裝到較小的空間內(nèi)而是有利的，否則該空間就是無用的。
明顯的是，現(xiàn)在本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明概念的前提下對(duì)在此公開的特定裝置和技術(shù)作出各種應(yīng)用和改進(jìn)(departure)。于是，本發(fā)明應(yīng)理解為涵蓋在此公開的每個(gè)新穎特征和這些特征的組合，并且僅由所附權(quán)利要求書的精髓和范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種音響裝置，包括聲音驅(qū)動(dòng)器，其包括截錐形振動(dòng)表面，其限定了一個(gè)截錐形容積，所述振動(dòng)表面包括內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，所述截錐形容積以一軸為特征；機(jī)械偶合到所述振動(dòng)表面上的支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)從所述內(nèi)側(cè)面軸向延伸，限定一個(gè)第二容積，所述第二容積與所述截錐形容積鄰接，所述截錐形容積與所述第二容積形成一個(gè)內(nèi)部容積；振蕩馬達(dá)裝置，其偶合到所述振動(dòng)表面上，用于導(dǎo)致所述振動(dòng)表面沿軸向振動(dòng)，使得空氣在所述內(nèi)部容積內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述音響裝置還包括發(fā)熱裝置，該發(fā)熱裝置與所述振蕩馬達(dá)裝置截然不同，并安裝成使得所述發(fā)熱裝置的相當(dāng)大部分位于所述內(nèi)部容積內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的音響裝置，其中，所述發(fā)熱裝置是放大器，用于放大供給所述音響裝置的音頻信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的音響裝置，其中，所述振蕩馬達(dá)裝置的相當(dāng)大部分在所述內(nèi)部容積中。
4.如權(quán)利要求1所述的音響裝置，其特征在于，其構(gòu)造并布置成安裝在汽車的車門內(nèi)，以便所述內(nèi)側(cè)面面對(duì)所述汽車的內(nèi)部，而所述外側(cè)面面對(duì)所述車輛的外部，并且所述振動(dòng)表面處于所述發(fā)熱裝置和所述車輛外部之間。
5.如權(quán)利要求4所述的音響裝置，其中，所述發(fā)熱裝置是放大器，用來放大所述音頻驅(qū)動(dòng)器的音頻信號(hào)。
6.一種用于安裝在車門內(nèi)的揚(yáng)聲器裝置，所述車門具有面對(duì)乘客艙側(cè)和面對(duì)外部側(cè)，包括聲音驅(qū)動(dòng)器，所述聲音驅(qū)動(dòng)器包括振動(dòng)壓力波輻射表面；以及放大器，用于放大由所述聲音驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換的音頻信號(hào)，其中，所述輻射表面定位成所述輻射表面處于所述放大器組件和所述面對(duì)外部側(cè)之間。
7.一種音響裝置，包括聲音驅(qū)動(dòng)器，其包括截錐形振動(dòng)表面，該表面限定了一個(gè)截錐形容積，所述振動(dòng)表面包括內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，所述截錐形容積以一軸為特征；機(jī)械偶合到所述振動(dòng)表面上的支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)從所述內(nèi)側(cè)面延伸，限定了一個(gè)第二容積，所述第二容積與所述截錐形容積鄰接，所述截錐形容積和所述第二容積形成一個(gè)內(nèi)部容積；所述音響裝置還包括振蕩馬達(dá)裝置，其偶合到所述振動(dòng)表面上，用于導(dǎo)致所述振動(dòng)表面沿軸向振動(dòng)，使得空氣在所述內(nèi)部容積中運(yùn)動(dòng)；發(fā)熱裝置，該發(fā)熱裝置與所述振蕩馬達(dá)裝置截然不同；以及散熱器，其熱偶合到所述發(fā)熱裝置上，用于傳導(dǎo)來自所述發(fā)熱裝置的熱量，其中，所述聲音驅(qū)動(dòng)器、所述發(fā)熱裝置和所述散熱器構(gòu)造并布置成所述散熱器的相當(dāng)大部分處于所述內(nèi)部容積中。
8.如權(quán)利要求7所述的音響裝置，其中，所述散熱器和所述放大器完全在所述內(nèi)部容積中。
9.如權(quán)利要求7所述的音響裝置，其特征在于，所述散熱器包括翅片，所述翅片包括多個(gè)邊緣，其中，所述多個(gè)邊緣中的一個(gè)基本上平行于所述振動(dòng)表面。
10.如權(quán)利要求9所述的音響裝置，其特征在于，所述翅片包括以平面為特征的第一和第二相對(duì)的平坦表面，其中，所述平面基本垂至于所述骨架元件。
11.一種音響裝置的散熱器，包括成形為圓弧的骨架元件，所述圓弧以中心角為特征并具有兩個(gè)端部，所述散熱器還包括多個(gè)翅片，該翅片機(jī)械并熱偶合到所述骨架元件上。
12.如權(quán)利要求11所述的音響裝置，其中，所述中心角為360度，所述圓弧為一整圓，并且所述兩個(gè)端部重合。
13.如權(quán)利要求11所述的音響裝置，其中，所述中心角基本為180度，從而所述圓弧基本為一半圓。
14.如權(quán)利要求11所述的音響裝置，其中，所述骨架元件朝向所述端部中的至少一個(gè)逐漸變細(xì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種音響裝置，其具有諸如放大器的發(fā)熱裝置和用于傳導(dǎo)來自放大器的熱量的散熱器。音響裝置具有圓錐和限定一容積的支撐結(jié)構(gòu)，該圓錐具有內(nèi)表面。發(fā)熱元件和散熱器定位在所述容積內(nèi)。
文檔編號(hào)H04R9/00GK1491066SQ0315818
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者斯科特·H·阿倫森, 達(dá)米安·霍華德, 克雷格·A·利貝爾, 理查德·W·利特爾, 李·J·舒莫西克, 約翰·舒斯勒, 布拉德福德·K·蘇巴特, A 利貝爾, W 利特爾, 霍華德, な婺 骺, 斯科特 H 阿倫森, 福德 K 蘇巴特, 舒斯勒 申請(qǐng)人:伯斯有限公司