平衡音箱箱体 本发明涉及一种音箱箱体。
音箱作为高保真音响系统中由电能转换成声能的喉舌起着致关重要的作用，因为低音扬声器必须通过与音箱箱体内空气的阻尼作用，才能使扬声器的低频振动加强，而拓宽低音扬声器重放时低频的下限频率，降低扬声器重放时的失真和提高辐射效率，从而较好地再现低音。目前，传统所用的音箱箱体是用高密度木质机制板、工程塑料为箱体材料，制成以一个低音扬声器配合一个与这个扬声器的等效容积相适的空气容器，这个空气容器就是音箱箱体。当扬声器在发生声学振动时，一方面使音箱箱体受声能作用而发生弹性形变，而使音箱箱体产生共振，结果是音乐重放发生失真，这种现象是现有音箱普遍存在的，当扬声器的声功率较大时，箱体的共振现象尤为特出，甚至用手也能触摸感觉；事实上任何材料在受声激励后都会产生不同程度的共振，有些材料共振时所产生的声音失真较小，而不易被人耳所听觉。另一方面在扬声器发生声振动时使音箱箱体内的空气受声能作用而使箱体内的空气携有声能转化的能量，这时它与箱外的空气能量就产生一定的能量差，由于是以一个低音扬声器配合一个与这个扬声器的等效容积相适的空气容器地音箱箱体，音箱的箱体就可以表现为二个空气能量不等的容积空间之间的一个平面，在这个平面的前后存在空气的能量差，根据牛顿力学定律，箱内、外的空气受声能作用而产生的应力必须互相达到平衡，而使这种能量差消失，作用的过程是相互通过这个平面的反复的位移而达到平衡的，也就是通过音箱的箱体共振而平衡，这是采用以一个低音扬声器配合一个与这个扬声器的等效容积相适的空气容器的结构所制成的音箱箱体的致命缺点。英国B&W牌CM1、CM2型号音箱采用音箱箱体内部用多个矩形小箱体组合为一体的箱体结构，使小型音箱能承受较大声功率而箱体的共振较低。其原理是，当扬声器发生声振时，由于音箱表现为一个扬声器配合有多个空气容器的单体箱而组合成的箱体，这些单体箱的容积总和等于所用扬声器的等效容积，此时，由于各单体箱的障板受声激励而产生的应力方向是互相相反的，又由于各障板相互连为一体，应力就得到互相平衡，而使单体箱的共振降低，也就降低了整个音箱箱体的共振，因此这种音箱的声压可达107dB。但是，其致命的缺陷在于各单体箱的障板与音箱外壳体相连的障板部分，这部分的障板为平板型，较非平板形障板易于引起箱体共振；同时，由于箱内与箱外空气的所存在的能量差而不能象在音箱壳体内组合为一体的障板部分一样，其应力能自动平衡，而仍然存在较大的音箱箱体的外壳体部分较大的共振；同时由于其所用的单体箱的结构为矩形，当箱体的材料受声能作用而产生延平面方向传递的应力，通过垂直交叉的连接障板直达音箱的外壳体而产生箱体的共振；事实上不可能把音箱箱体的每一部分制造得在密度、强度等完全百分之百的相等，只要存在同一材料的差异就会使应力的不均匀，而造成各单体箱障板共振的应力的不平衡，这种不平衡就使障板发生弹性形变，也就产生共振，并通过垂直交叉的连接障板直达传递给音箱的外壳体。
本发明的目的是，提供一种在结构上能使音箱箱体受声能作用而产生的应力自动平衡的、并且基本无音箱箱体共振的、用于高保真音响的平衡音箱箱体。
实现发明目的的技术方案的总体构思是，以一个扬声器配合多个等边六角形单体箱、并相互连为一体的、截面为蜂窝状的音箱箱体结构，这些单体箱的容积总和等于扬声器的等效容积；在一体式多个单体箱的外面可设有音箱的外箱体，外箱体与一体式多个单体箱之间有一体式多个单体箱的缓冲和消振层；在外箱体上设有扬声器安装孔，一体式多个单体箱的各个箱体与外箱体扬声器安装孔有一定的连通空间，箱体的外壳可根据设计需要制成各种不同的形状。
实现本发明目的的技术方案是，以一个扬声器配合多个等边六角柱形单体箱、并相互连为一体的、组合成截面为蜂窝状的结构的一体式多个单体箱，在各个等边六角柱形单体箱间相连的障板厚度相等在一体式多个单体箱的一端设有与等边六角柱形单体箱中心线垂直或平行安装的扬声器安装障板，在扬声器安装障板上设有扬声器安装孔，一体式多个单体箱的各个等边六角柱形单体箱的一端与扬声器安装孔有一定的连通空间；另一端设有可与等边六角柱形单体箱连为一体的封端障板；所组成。
上述的平衡音箱箱体，所述一体式多个单体箱的箱外体部分的壳体障板厚度比箱内六角柱形单体箱的障板厚；在一体式多个单体箱的箱体外面有音箱的外箱体，外箱体与一体式多个单体箱之间有一体式多个单体箱的缓冲和消振层；在缓冲和消振层里充填有吸音材料，吸音材料是由有弹性的玻璃纤维、化学纤维或发泡聚合物制成；在外箱体上设有扬声器安装孔，一体式多个单体箱的各个等边六角柱形单体箱与外箱体上的扬声器安装孔有一定的连通空间；一体式多个单体箱可用工程塑料模压注塑、塑料挤压、用陶瓷制坯烧制、用合成聚酯和复合填充材料经模压机制而成。
上述的平衡音箱箱体，所述封端障板可以与外箱体的障板结合成一体，或由外箱体、与外箱体而固定的封端障板、一体式多个单体箱所组成。
上述的平衡音箱箱体，所述一体式多个单体箱可根据音箱设计的需要，可以封闭等边六角柱形单体箱中几个等边六角柱形单体箱与扬声器安装孔之间的连通空间，并在这几个孔端前面之间设有互相连通的空间，并与端口相连通，组成有曲径和到相式结构的平衡音箱箱体。
本发明具有积极的效果是：①由于采用了多个等边六角柱形单体箱组合为一体式的多个单体音箱箱体，可以基本消除音箱的箱体共振和驻波，提高音箱的音乐重放时的保真度；②由于采用了蜂窝状组合为一体的等边六角柱形单体箱，使单体箱的等边的障板部分在受声能作用时所产生的应力大小基本相同，又由于各等边六角柱形单体箱受声能作用所产生的应力方向相反，使等边六角柱形单体箱的障板能自动地加以平衡而不易发生弹性形变，提高了音箱箱体抗振的能力；③由于采用等边六角形单体箱的结构，使音箱受声能作用所产生的与障板平行方向的应力分解为二个夹角为120°的分应力，并通过与之相连的另一个等边六角形再次分解传递，这样就减缓了对音箱外壳体的应力作用，使音箱抗共振的能力大大提高，同时整个音箱箱体也不易被外力所致而产生变形；④由于在外箱体与一体式多个单体箱之间有一体式多个单体箱的用有弹性的吸音材料制成的缓冲和消振层，使音箱箱体的外壳体有效的提高了抗共振能力，从而提高了音箱音乐重放时的保真度；⑤基本解决了传统音箱的箱体共振问题；⑥以多个等边六角柱形单体箱组合为一体式的多个单体音箱箱体的制造较为容易，结构简单，箱体牢固，电声技术性能较好，有较好的实用性。
图1为本发明的等边六角柱形单体箱中心线与扬声器的轴线垂直安装的结构示意剖视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明的等边六角柱形单体箱中心线与扬声器的轴线平行安装的有一体式单体箱的缓冲和消振层的结构示意剖视图。
图4为图3的B-B剖视图
图5为本发明的有曲径和倒相式音箱结构的示意剖视图。
图6为本发明用图1及图2的音箱示意图。
图7为本发明用图3及图4的音箱示意图。
图8为本发明用图5的音箱示意图。
图9为本发明用图3及用本发明人设计的名称为“平衡式音箱”(专利申请号为：95110908.1)中一体式构件、振盆体、磁铁装置而构成的平衡音箱的立体剖视示意图。
图10为图9的结构示意剖视图。
实施例1。
由图1及图2，用与图1及图2的一体式多个单体箱(1)及与其连为一体的封端障板(14)相适的模具，用ABS工程塑料经模压注塑、脱模而成，在一体式多个单体箱(1)的安装扬声器端将音箱壳体内的彼此相连的多个等边六角柱形单体箱(11)的前端部分剐空为一个近似半球形的连通空间，并有容纳安装扬声器体积的空间；采用这种被剐空的近似半球形的连通空间能使扬声器在发生声振时，声音到达各个等边六角柱形单体箱(11)的时间基本保持一致；在各个等边六角柱形单体箱(11)间相连的障板(10)的厚度为5mm，并且厚度相同，外壳体部分的壳体障板比相连的障板(10)厚，壳体最薄处的厚度为8mm；选择与扬声器安装障板(12)相适的模具，用ABS工程塑料经模压注塑、脱模而成，扬声器安装障板(12)用螺丝通过扬声器安装障板(12)边上的螺丝穿孔与一体式多个单体箱(1)的壳体边上的螺丝孔紧配合而彼此密封固定，即得平衡音箱箱体。
实施例2。
由图3及图4，用高密度木质机制板制成与图3及图4的相适的外箱体(2)，各障板边用粘合剂粘合固定；在外箱体(2)箱内顶部用粘合剂粘合固定有一体式多个单体箱(1)的封端障板(14)，这块封端障板(14)与外箱体(2)的顶障板之间留有3cm距离，并置入吸音海绵(23)，以消除音箱箱体顶板部分的因声激励而产生的障板振动；一体式多个单体箱(1)相适的模具，用热固型合成聚酯、玻璃纤维、塑料填充料经加热模压成型、脱模而成；将一体式多个单体箱(1)分成上、下二个部分，以具备有安装扬声器的体积的空间和扬声器与各个等边六角柱形单体箱(11)的连通空间，在这部分的外箱体(2)的内面用粘合剂粘合固定吸音毡，以降低这部分箱体受声激励而产生的箱体共振；将一体式多个单体箱(1)的上部分置入外箱体(2)内的上部，一端用粘合剂与封端障板(14)粘合固定，另一端用与一体式多个单体箱(1)外边及与外箱体(2)的内箱相配合的上箱塑料固定框(15)通过粘合剂粘合固定；将一体式多个单体箱(1)的下部分置入外箱体(2)内的下部，一端用粘合剂与外箱体的底障板粘合固定，另一端用与一体式多个单体箱(1)外边及与外箱体(2)的内箱相配合的下箱塑料固定框(16)通过粘合剂粘合固定；在固定一体式多个单体箱(1)前，在外箱体(2)与一体式多个单体箱(1)之间的缓冲和消振层置入发泡聚氯乙烯；即得平衡音箱箱体。
实施例3。
由图3、图4、及图5，其余同实施例2，不同之处在于一体式多个单体箱(1)不分为上、下部分，而是分为前、后二个部分，在一体式多个单体箱(1)前部分的中间被切开有安装扬声器的体积的空间和扬声器与前部分的各个等边六角柱形单体箱(11)的连通空间，在一体式多个单体箱(1)的前部分上部的各个等边六角柱形单体箱(11)的截面积总和大于未被切开的等边六角柱形单体箱(11)的面积总和，其比例大于三分之二；在被切开的等边六角柱形单体箱(11)而外露的、与扬声器安装孔(22)面对的相连的障板(10)表面用粘合剂粘合吸音海绵(19)，以降低扬声器声振时这部分障板的共振；在切开部分，外箱体(2)的内箱面上用粘合剂粘合固定吸音毡(24)；一体式多个单体箱(1)的前部分下部的各个等边六角柱形单体箱(11)构成加载式多个单体箱，有效提高声辐射效率；在一体式多个单体箱(1)的外壳体的切口边与外箱体(2)间有用粘合剂粘合固定并紧配合的塑料密封固定边框(17)；在外箱体(2)内箱顶部与的一体式多个单体箱(1)的一端有连通前部分的各个等边六角柱形单体箱(11)和后部分的各个等边六角柱形单体箱(18)的空间，这个空间的竖截面积等于前部分上部的各个等边六角柱形单体箱(11)的截面积总和；在外箱体底板上方、一体式多个单体箱(1)的一端有与它们用粘合剂粘合固定的、开有与后部分的各个等边六角柱形单体箱(18)箱截面口对应的孔口(26)的倒相障板(27)，倒相障板(27)与外箱体的底板间有倒相连通空间，在外箱体(2)的障板上有与这个连通空间相对应的倒箱口(28)；在外箱体(2)的顶障板和底板上用粘合剂固定粘合有吸音毡(25)；这样，扬声器所发出的声音在音箱内被强制通过一体式多个单体箱(1)的前部分上部的各个等边六角柱形单体箱(11)，再通过顶部的连通空间、通过后部分的各个等边六角柱形单体箱(18)、通过倒相障板(27)上的对应的孔口(26)、通过倒相连通空间、外箱体(2)上的倒相口(28)而理想地工作，避免传统倒相式音箱的声短路现象，同时可有效地控制扬声器的二、三次谐波，降低失真。
应用例1。
由图1、图2及图6，取实施例1所得本平衡音箱箱体，在扬声器安装障板(12)的扬声器安装孔(13)上用螺丝固定安装有低音扬声器(3)，并用导线连接至箱外，即得平衡音箱。
应用例2。
由图3、图4及图7，取实施例2所得本平衡音箱箱体，在外箱体(2)的扬声器安装孔(22)上用螺丝固定安装有低音扬声器(3)；在外箱体(2)的扬声器安装孔(22)的上方有高音扬声器安装孔(29)，这个孔上用螺丝固定安装有高音扬声器(33)；在一体式多个单体箱(1)的切开部分的外箱体的中部设有音箱接线盒孔(30)，这个孔上安装有音箱接线盒(32)；在外箱体(2)的内箱面、音箱接线盒(32)的附近有音箱分频器(31)；分频器(31)与音箱接线盒(32)、高、低音扬声器用导线相连接，通往高音扬声器(33)的导线穿过上箱塑料固定框(15)及缓冲和消振层与高音扬声器(33)相连接。
应用例3。
由图5、图7、及图8，取实施例3所得本平衡音箱箱体，扬声器安装同图7；在外箱体(2)的下部设有音箱接线盒孔(30)，这个孔上安装有音箱接线盒(32)；在外箱体(2)的底板上安装有音箱分频器(31)；分频器(31)与音箱接线盒(32)、高、低音扬声器用导线相连接，通往高、低音扬声器的导线穿过倒箱障板(27)边上、缓冲和消振层、塑料密封固定边框(17)与高、低音扬声器相连接。
应用例4。
由图3、图4、图9、图10及用本发明人设计的名称为“平衡式音箱”(专利申请号为：95110908.1)中一体式构件(4)、振盆体(5)、磁铁装置(6)构成的平衡音箱的中间箱体部分，这个中间箱体部分兼有低音扬声器及这个扬声器与一体式多个单体箱(1)有连通空间的作用，用与一体式构件(4)相适的模具，用铝合金经浇铸、脱模、金属精加工而成；一体式构件(4)是由振盆体(5)的定心环安装支架(41)、磁铁装置(6)安装支架(42)、平衡连接杆(43)、磁铁装置(6)支承体(44)及音箱箱体的中间部分的障板组成；振盆体(5)是由振盆(51)、盆边折环(52)、定心环折圈(53)、音圈骨架及音圈(54)组成；磁铁装置是由与振盆体(5)的音圈骨架及音圈(54)相适的前铁体(61)、磁体(62)、一体式的铁芯与后铁体(63)所组成；在一体式构件(4)的障板及相连的磁铁装置(6)支承体(44)、以及一体式的铁芯与后铁体(63)的轴心有与箱体外空间相通的、直径为5mm的穿孔(45)，这个穿孔(45)能有效利导音圈工作时所产生的热量及降低音圈骨架及音圈(64)与磁铁装置的空气阻尼作用，从而提高振盆体的瞬态特性；在一体式构件(4)的上箱边有与一体式多个单体箱(1)上箱体相紧配合的上凹边(46)，在这个上凹边(46)的外边有用螺丝固定一体式多个单体箱(1)上箱体的螺丝穿孔(47)；在一体式构件(4)的下箱边有与一体式多个单体箱(1)下箱体相紧配合的下凹边(48)，在这个下凹边(48)的外边有用螺丝固定一体式多个单体箱(1)下箱体的螺丝穿孔(49)；用与图9及图10相适的模具，用热固型合成聚酯、玻璃纤维、塑料填充料经加热模压成型、脱模而成一体式多个单体箱(1)上、下箱体及与之连为一体的封端障板。这样，一是消除传统的扬声器安装在音箱上工作时所产生的盆架振动而引起的重放失真；二是通过平衡音箱箱体的一体式多个单体箱(1)在受声激励时所产生的应力而互相平衡，消除由声能作用于音箱箱体所产生的共振现象。