Осциллятор для плоского громкоговорителя, плоский громкоговоритель и транспортное средство, оснащенное таким громкоговорителем
Использование: в плоском громкоговорителе, для использования, в частности, в области авиационной и космической техники. Технический результат: уменьшение размера конструкции, возможность использования на криволинейных панелях, обеспечение быстрого и точного демонтажа без разрушения конструкции плоского громкоговорителя. Сущность: осциллятор содержит держатель осциллирующей части, соединительное кольцо для соединения осциллятора с акустическим преобразователем громкоговорителя, и при этом держатель осциллирующей части и соединительное кольцо соединяются друг с другом при помощи разъемного быстродействующего запирающего устройства, которое содержит первые запирающие элементы для получения надежного соединения, обеспечивающего надежное удерживание при вибрации, и вторые запирающие элементы, отделенные от первых запирающих элементов и предназначенные для получения прочного соединения между держателем осциллирующей части и соединительным кольцом. Изобретение относится также к плоскому громкоговорителю, содержащему такой осциллятор, и к транспортному средству, содержащему указанный плоский громкоговоритель. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к осциллятору для плоского громкоговорителя, предназначенного для применения, в частности, в области авиационной и космической техники. Кроме того, изобретение относится к плоскому громкоговорителю с указанным осциллятором и к транспортному средству, оснащенному таким громкоговорителем.
Настоящее изобретение, в принципе, можно применять к любым видам громкоговорителей, однако изобретение и лежащая в его основе проблематика, поясняются далее применительно к плоскому громкоговорителю и, в частности, на примере осциллятора для возбуждения панели такого плоского громкоговорителя, что, впрочем, не ограничивает изобретения в какой-либо степени. При этом настоящее изобретение поясняется далее применительно к пассажирскому воздушному судну, хотя его можно использовать и для других вариантов и областей применения.
Уровень техники
Громкоговоритель представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует электрические сигналы в звуковые сигналы. Такие громкоговорители широко распространены и имеют разнообразные формы. В современных акустических системах в салонах пассажирских воздушных судов для звукового оповещения используют традиционные электродинамические громкоговорители, которые встраивают, например, в коммуникационный канал, проходящий над рядами кресел. Вследствие предъявляемых требований к минимальности размеров мембраны громкоговорителя для воспроизведения основного тона они имеют сильную направленность в области средних и высоких частот, что иногда приводит к неравномерному распределению звука в пассажирском салоне при передаче звуковых оповещений.
Этот недостаток можно устранить путем применения, так называемых, плоских громкоговорителей вместо традиционных электродинамических громкоговорителей. Такие плоские громкоговорители, часто называемые также громкоговорителями с плоской мембраной, содержат осциллятор, который также часто называют задающим генератором или преобразователем. Осциллятор соединяют с акустическим преобразователем, выполненным в виде панели, для того, чтобы он мог вибрировать и тем самым создавать акустические колебания. В настоящей патентной заявке панелью называется, по существу, плоская, ровная, но не обязательно прямолинейная деталь, которая при использовании в плоском громкоговорителе на воздушном судне может образовывать часть внутренней облицовки помещения для пассажиров и которая выполняет функцию акустического преобразователя в плоском громкоговорителе.
На фиг.1 и 1А показана основная конструкция известного осциллятора для плоского громкоговорителя, как она описана, например, в патентном документе WO 98/34320. Этот кольцеобразный на виде сверху (фигура 1А) осциллятор 1 содержит пружинную систему 2, катушку 3 и магнитную систему 4. Кольцеобразная катушка 3 прочно соединяется с панелью 5 плоского громкоговорителя. От катушки 3 изгибные волны могут индуцироваться в панели 5. Пружинная система 2 установлена снаружи относительно кольцеобразной катушки 3. Магнитная система 4 при помощи крепления 6 подвешена к пружинной системе 2 и, таким образом, может перемещаться относительно катушки 3 и панели 5.
Размеры осцилляторов 1, то есть диаметр катушки 3 обычно заранее задают в зависимости от размера используемой панели и соответствующей области применения. Затем вокруг катушки 3 размещают другие элементы 2, 4, 6 осциллятора 1, таким образом, что проекция поперечного сечения по диаметру всего осциллятора 1 является гораздо большей, чем диаметр катушки 3. За счет этого осциллятор 1 занимает относительно большую площадь на панели 5.
Соединение указанного осциллятора 1 с панелью 5 можно осуществить, в принципе, различными способами.
Первый вариант предусматривает непосредственное приклеивание или альтернативно - привинчивание каркаса катушки осциллятора к панели. Привинчивание во избежание вибрации с точки зрения технологии монтажа является относительно трудоемким. Непосредственное приклеивание осциллятора к панели является относительно простым для монтажа, однако затрудняет и удорожает последующую замену осциллятора, например, в случае его неисправности.
Поэтому второй вариант предусматривает применение так называемого соединительного кольца 7 (см. фигуру 1) между панелью 5 и осциллятором 1. При монтаже вначале к панели 5 приклеивают соединительное кольцо 7. Затем к соединительному кольцу 7 прикрепляют осциллятор 1.
Монтаж вышеописанных осцилляторов 1, которые в проекции на виде сверху имеют очень большой диаметр и поэтому занимают большую площадь, является сложным, когда используют, например, плоскую, однако, не обязательно прямолинейную, но, напротив, сильно искривленную панель. В случае таких криволинейных панелей возникает потребность в применении осцилляторов с минимально возможными размерами.
Раскрытие изобретения
В связи с вышеизложенным задачей настоящего изобретения является обеспечение очень компактного осциллятора, который предназначен для применения, в частности, в плоском громкоговорителе. Такой осциллятор должен предпочтительно обеспечивать, в частности, быстрый и точный монтаж, а также демонтаж без разрушения конструкции плоского громкоговорителя.
Согласно изобретению одна из вышеуказанных задач решена при помощи осциллятора с признаками согласно п.1 и п.14 формулы изобретения, и/или при помощи плоского громкоговорителя с признаками согласно п.17 формулы изобретения, и/или при помощи воздушного судна с признаками согласно п.22 формулы изобретения.
В соответствии с этим предусмотрено следующее.
Осциллятор, предназначенный, в частности, для плоского громкоговорителя, для использования, в частности, в области авиационной и космической техники, содержащий держатель осциллирующей части, соединительное кольцо, которое служит для соединения осциллятора с акустическим преобразователем громкоговорителя, при этом держатель осциллирующей части и соединительное кольцо соединены друг с другом при помощи разъемного быстродействующего запирающего устройства, которое содержит первые запирающие элементы, обеспечивающие надежное удерживание соединения при вибрации, и вторые запирающие элементы, отделенные от первых для обеспечения прочного соединения между держателем осциллирующей части и соединительным кольцом.
Осциллятор, предназначенный, в частности, для плоского громкоговорителя, для использования, в частности, в области авиационной и космической техники, содержащий держатель катушки, на котором установлена катушка, и соединенный с держателем катушки держатель осциллирующей части, который содержит инвертированную пружинную систему, ориентированную внутрь относительно держателя катушки таким образом, что пружинная система полностью располагается внутри конструкции держателя катушки; соединительное кольцо, предназначенное для соединения осциллятора с акустическим преобразователем плоского громкоговорителя, при этом осциллятор образует разъемное соединение с соединительным кольцом при помощи запирающего устройства.
Плоский громкоговоритель для использования, в частности, в области авиационной и космической техники, содержащий акустический преобразователь для генерирования и излучения акустических волн, осциллятор согласно одному из вышеуказанных вариантов осуществления, который соединен с акустическим преобразователем и выполнен с возможностью возбуждения колебаний в акустическом преобразователе для излучения акустических изгибных волн.
Транспортное средство, в частности воздушное или космическое судно, содержащее по меньшей мере одно помещение для пассажиров, по меньшей мере один плоский громкоговоритель согласно одному из вышеуказанных вариантов осуществления для обеспечения звукового излучения в помещении для пассажиров, при этом панель плоского громкоговорителя образует часть помещения для пассажиров.
Первая идея, которая лежит в основе настоящего изобретения, заключается в создании так называемой инвертированной конструкции осциллятора. В такой инвертированной конструкции осциллятора элементы пружинной системы размещены определенным образом во внутренней части. Внутреннее размещение обеспечивается по отношению к держателю катушки, а также к магнитной системе (с кольцевым зазором). В то время как в известных решениях пружинная система и крепление магнитной системы располагались за пределами средств крепления (относительно центра осциллятора) и, следовательно, за пределами средств крепления соединительного кольца относительно панели, согласно настоящему изобретению они смещены внутрь. Таким образом, можно существенно уменьшить диаметр осциллятора при сохранении той же функциональности и получить более компактную конструкцию. Для таких осцилляторов на горизонтальной проекции площадь их окружности, а также площадь, занимаемая пружинной системой и креплением магнитной системы и системы катушки к пружинной системе, существенно уменьшается по сравнению с площадью системы катушки.
Такие осцилляторы с инвертированной конструкцией предпочтительным образом дают возможность использовать максимально возможный диаметр катушки при самых малых наружных размерах (наружном диаметре). Благодаря такой компактной конструкции эффективность осциллятора по отношению к его размерам значительно повышается. Уменьшенный диаметр такого осциллятора по отношению к известным решениям существенно облегчает установку таких осцилляторов согласно изобретению на криволинейные панели, например, на выпуклые или вогнутые панели плоских громкоговорителей.
Кроме того, такая конструкция компактных осцилляторов позволяет снизить также их вес.
Осциллятор согласно изобретению содержит также держатель осциллирующей части с внутренним и наружным кольцом, которые соединены друг с другом посредством пружинных элементов. При этом внутреннее кольцо держателя осциллирующей части является неподвижным, а наружное кольцо держателя осциллирующей части, который соединен с держателем катушки, при помощи соединительного кольца, имеющего разъемное соединение с держателем осциллирующей части, соединено с плоской мембраной для генерирования звука. Для этой цели в держателе осциллирующей части и в соединительном кольце предусмотрены расположенные напротив друг друга дополняющие друг друга соединительные элементы, которые при соответствующем поворотном движении могут входить в зацепление друг с другом и тем самым образовывать систему запирания. Такая конструкция позволяет очень быстро и, несмотря на это, очень точно производить монтаж осциллятора.
Еще одна идея, которая лежит в основе настоящего изобретения, заключается в оснащении осциллятора быстродействующим запирающим устройством. Достоинством таких быстродействующих запирающих устройств обычно является очень быстрый и простой монтаж двух соединяемых компонентов. Однако такие быстродействующие запирающие устройства имеют недостаток, который состоит в том, что соединение друг с другом двух компонентов часто является не очень прочным, и, например, при вибрации или при легком ручном воздействии они могут нежелательным образом снова отсоединяться. Однако такое положение является неприемлемым во многих областях применения, например, в авиации. Для выполнения особых требований, предъявляемых прежде всего к монтажу осцилляторов, которые применяют в авиационной и космической технике, согласно изобретению для закрепления осциллятора разработан усовершенствованный запирающий механизм между соединительным кольцом и пружинной системой осциллятора. Этот запирающий механизм обеспечивает разъемное соединение между пружинной системой осциллятора и его соединительным кольцом, которое, в свою очередь, может быть прикреплено к панели. Такой запирающий механизм согласно изобретению выполнен таким образом, что его, с одной стороны, можно очень быстро соединить и снова разъединить. С другой стороны, этот запирающий механизм позволяет создать такое плотное соединение между соединительным кольцом и пружинной системой осциллятора, которое может эффективно удовлетворять очень строгим требованиям по устойчивости к вибрации, в частности, в авиации (где требуется выдерживать вибрацию до 20g).
Согласно изобретению для этой цели соединительное кольцо и пружинная система осциллятора содержат два отделенных друг от друга стопорных механизма. Первый стопорный механизм выполнен в виде защелки. Если пружинная система осциллятора навинчивается на соединительное кольцо, то это очень просто осуществляется при помощи соответствующей площадки с малым углом наклона. Рядом с ней предусмотрена площадка с большим углом наклона, которая указывает пользователю на зацепление пружинной системы с соединительным кольцом. Этот первый стопорный механизм не предназначен для создания прочного, по возможности не разъединяющегося самопроизвольно соединения между соединительным кольцом и пружинной системой. Вместо этого он должен обеспечивать только фиксацию и, следовательно, удерживание этих двух элементов относительно друг друга, а также указывать пользователю достижение конечной позиции при навинчивании осциллятора на соединительное кольцо.
Прочное соединение между соединительным кольцом и пружинной системой обеспечивает второй стопорный механизм. В этом втором стопорном механизме как пружинная система, так и соединительное кольцо в качестве запирающего механизма содержат входящие в зацепление друг с другом элементы, которые имеют наклонную соединительную площадку. При поворотном движении осциллятора и, следовательно, его пружинной системы, на соединительном кольце соответствующие противолежащие наклонные соединительные площадки надвигаются друг на друга с небольшим градиентом. По мере продолжения надвигания за счет силы трения между соединяемыми элементами, т.е. между соединительным кольцом и пружинной системой, создается прочное соединение. В зависимости от приложения силы при таком навинчивании можно регулировать прочность получаемого соединения. Однако наклонные соединительные площадки не создают какой-либо определенной фиксации или удерживания, поскольку такая наклонная площадка не имеет концевого упора. Как указано выше, такую фиксацию обеспечивает первый стопорный механизм.
Таким образом, согласно изобретению имеет место (пространственное) разделение элементов, которые ответственны за удерживание и фиксацию и, следовательно, за конечную позицию, от элементов, которые предусмотрены для регулирования прочности соединения.
Это позволяет объединить достоинства обоих стопорных механизмов, т.е. обеспечить очень быстрое и вместе с тем также очень прочное и очень надежное соединение пружинной системы с соединительным кольцом.
Стопорный механизм согласно изобретению благодаря своей конструкции эффективно исключает самопроизвольное отсоединение соединительного кольца от пружинной системы, например, вследствие вибрации. Кроме того, такая комбинированная запирающая система позволяет многократно производить соединение и разъединение, что является дополнительным достоинством, в частности, для выполнения монтажа и демонтажа в случае дефектного осциллятора.
Другие варианты осуществления и усовершенствования изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения, а также в примерах осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения осциллятор содержит держатель катушки, на котором установлена катушка, и соединенный с держателем катушки держатель осциллирующей части, который содержит пружинную систему, ориентированную внутрь относительно держателя катушки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения быстродействующее запирающее устройство выполнено в виде входящих в зацепление друг с другом соединительных элементов держателя осциллирующей части и соединительного кольца.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения первые запирающие элементы содержат фиксатор на держателе осциллирующей части или на соединительном кольце, который в процессе запирания может входить в паз зацепления соединительного кольца или держателя осциллирующей части для обеспечения удерживания.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения паз зацепления образован упорной наклонной площадкой, площадка которой со стороны паза зацепления имеет большой угол наклона, а площадка с противоположной стороны - гораздо меньший угол наклона, при этом фиксатор в процессе запирания вначале перемещается вдоль площадки с малым углом наклона, а затем - вдоль площадки с большим углом наклона.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения соединительное кольцо и пружинная система в качестве вторых запирающих элементов содержат противолежащие дополняющие друг друга соединительные элементы для образования прочного соединения без зазора между соединительным кольцом и пружинной системой.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополняющие друг друга соединительные элементы выполнены в виде выступов, расположенных на периферической окружности соединительного кольца и пружинной системы.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения по меньшей мере одни дополняющие друг друга соединительные элементы содержат внутренние канавки, в которые в процессе запирания могут входить другие дополняющие друг друга соединительные элементы, образуя соединение типа байонетного затвора.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополняющие друг друга соединительные элементы имеют соединительные площадки, которые при соединении прилегают друг к другу, при этом соединительное кольцо и пружинная система образуют прочное фрикционное соединение соответствующих соединительных площадок.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополняющие друг друга соединительные элементы с прилегающими друг к другу соединительными площадками имеют форму небольшого клина.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения площадка дополняющих друг друга соединительных элементов имеет наклон в пределах 3-8 градусов, предпочтительно - в пределах 3-6 градусов относительно плоскости соединения.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополняющие друг друга соединительные элементы расположены неравномерно по соответствующей периферической окружности держателя осциллирующей части и/или соединительного кольца, в частности, с неравномерными интервалами, и/или имеют различные размеры.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения держатель осциллирующей части и соединительное кольцо на прилегающих друг к другу торцевых поверхностях имеют элементы зацепления, выполненные в виде выемок на одной торцевой поверхности и соответствующих выступов на другой торцевой поверхности, подвергающихся упругому воздействию и имеющих одинаковые формы и размеры.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрена магнитная система с кольцевым зазором, при этом пружинная система полностью располагается в указанном кольцевом зазоре.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения держатель осциллирующей части содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо, соединенные пружинными элементами пружинной системы, при этом держатель катушки образует неразъемное соединение с наружным кольцом.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения акустический преобразователь содержит плоскую панель, которая имеет многослойную структуру, содержащую по меньшей мере верхний слой, по меньшей мере нижний слой и по меньшей мере один расположенный между ними слой из сотового материала.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения акустический преобразователь имеет криволинейную форму по меньшей мере в одной плоскости (y-z), а осциллятор выполнен с возможностью прикрепления к указанной криволинейной поверхности (y-z).
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения осциллятор, в частности соединительное кольцо осциллятора, образует неразъемное клеевое соединение с акустическим преобразователем.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения панель имеет примерно прямоугольную форму, при этом осциллятор располагается в центральной части панели.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения часть помещения для пассажиров выполнена в виде внутренней обшивки, предпочтительно - в области потолка или стен помещения для пассажиров, в виде части коммуникационного канала и/или в виде части сиденья.
Краткое описание чертежей
Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения при помощи соответствующих примеров осуществления со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, на которых представлены:
Фигура 1 - поперечное сечение известного осциллятора, установленного на панели,
Фигура 1А - вид сверху пружинной системы с Фигуры 1,
Фигура 2 - сильно упрощенный вид сверху плоского громкоговорителя согласно изобретению,
Фигура 2А - поперечное сечение плоского громкоговорителя с Фигуры 2,
Фигура 3 - изображение в разобранном детализированном виде первого примера осуществления осциллятора согласно изобретению,
Фигура 3А - вид в перспективе торцевой стороны пружинной системы осциллятора с Фигуры 3 согласно изобретению,
Фигура 3В - вид в перспективе внутренней части соединительного кольца осциллятора с Фигуры 3 согласно изобретению.
Если не указано иного, одинаковые и функционально одинаковые элементы и характеристики обозначены на чертежах одинаковыми ссылочными номерами.
Осуществление изобретения
На фигуре 2 показан вид в перспективе плоского громкоговорителя 1 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Показанный в сильно упрощенном виде плоский громкоговоритель 10 предпочтительно содержит по существу прямоугольную панель 20 и расположенный примерно в центре панели осциллятор 30, который соединен с панелью 20.
Панель 20, которая образует мембрану громкоговорителя и, таким образом, является его акустическим преобразователем, располагается, по существу, в плоскости x-y и изгибается с небольшим радиусом, как показано на фигуре 2А, в плоскости y-z. В показанной конструкции плоского громкоговорителя 10 ось x проходит, например, в направлении продольной оси воздушного судна к носу, ось y - в направлении поперечной оси воздушного судна справа налево, а ось z - в направлении высоты воздушного судна. Панель 20 выполнена из многослойного материала, который состоит, например, из верхнего слоя, нижнего слоя и расположенного между ними слоя из сотового материала (не показано на фигурах 1 и 1А). При этом ячейки сотового материала проходят, по существу, перпендикулярно плоскости панели x-y. Верхний и нижний слои предпочтительно изготавливают из композиционного стекловолоконного материала, а сотовый материал - из бумаги или из материала, аналогичного бумаге. Нижний слой в конструкции плоского громкоговорителя 10 обращен к внутренней части помещения для пассажиров, т.е. к пассажирам. Верхний слой предпочтительно непосредственно соединяется с осциллятором 30.
Панель 20 предпочтительно закрепляют в коммуникационном канале воздушного судна при помощи крепежных элементов (не показано).
Панели 20, применяемые для плоских громкоговорителей в авиации, имеют площадь примерно 100-2000 см2, предпочтительно - примерно 600 см2, толщину D - примерно 3-10 мм, предпочтительно - примерно 6 мм, и вес - примерно 100-2000 г/м2, предпочтительно - примерно 600 г/м2. Ширина ячейки отдельных сот сотового материала составляет 2-4 мм, предпочтительно - примерно 3,2 мм.
Осциллятор 30, обычно содержащий магнит и подвижную катушку, схематически показан на фигуре 2 только для наглядности. Осциллятор 30 можно расположить в любом месте панели 20, однако предпочтительной является центральная часть 40, в частности, по причине равномерного распределения веса.
В электродинамических громкоговорителях 10 мембрана 20 приходит в движение в результате взаимодействия между электрическим током и постоянным магнитным полем при помощи осциллятора (или также задающего генератора или преобразователя). Такие электродинамические громкоговорители 10 используют в качестве источника энергии силу Лоренца. Электродинамический громкоговоритель 10 содержит центральную катушку, по которой протекает ток, так называемую, подвижную катушку, которая расположена в постоянном магнитном поле постоянного магнита. В качестве материала постоянного магнита используют, например, феррит, алюминий, никель, кобальт и т.п. Катушку устанавливают на держатель подвижной катушки, который в случае плоского громкоговорителя прикрепляют к плоской панели. Катушка и мембрана предпочтительно могут совершать возвратно-поступательные перемещения в магнитном поле в направлении, перпендикулярном направлению поля. Если через катушку пропускать электрический ток, то на мембрану будет действовать сила Лоренца, которая заставит мембрану колебаться. Таким образом, в мембране возникают изгибные волны, которые воспринимаются органами слуха как акустические волны.
На фигуре 3 показано изображение в разобранном детализированном виде первого варианта осуществления осциллятора согласно изобретению. На фигуре 3А показана конструкция его пружинной системы. Осциллятор 30 согласно изобретению имеет инвертированную конструкцию, то есть вся пружинная система полностью располагается внутри магнитной системы.
На фигуре 3 осциллятор обозначен ссылочным номером 30. Осциллятор 30 содержит держатель 11 катушки, пружинную систему 13, соединительное кольцо 12 и кольцевую магнитную систему 14. Элементы 11, 12, 13, 14 осциллятора 30 предпочтительно имеют круговое сечение, таким образом, осциллятор 30 в целом имеет примерно плоскую цилиндрическую конструкцию. Кроме того, осциллятор 30 содержит устройство 18 подключения электропитания, по которому осциллятор 30 снабжается электрическим током.
Держатель 11 катушки служит для установки катушки. Катушка, которую помещают во внутреннюю часть корпуса держателя 11 катушки и которая не показана на фигуре 1 в явном виде, в данном случае выполнена в виде подвижной катушки. Подвижные катушки представляют собой соленоиды, которые закрепляют на пружинах в постоянном магнитном поле и которые при протекании тока отклоняются под действием силы Лоренца. При протекании тока катушка также генерирует силу (силу Лоренца), которая направлена перпендикулярно плоскости витков катушки и направлению магнитного поля (т.е. в направлении продольной оси катушки). Эта сила пропорциональна величине тока. Эту силу используют для индуцирования изгибных волн в панели 20. Со своей стороны, катушка при перемещении индуцирует электромагнитную силу реакции, т.е. напряжение, направленное противоположно напряжению электропитания. В результате реверсирования направления тока изменяется направление действующей силы. Поэтому такие магнитные системы с подвижной катушкой являются пригодными, в частности, для преобразования переменных напряжений в механические колебания, как это требуется в осцилляторе 30 для громкоговорителя.
Для этой цели корпус держателя 11 катушки в собранном состоянии прочно соединен (например, склеен) с корпусом пружинной системы 13, с которым образует неразъемное соединение в этом положении.
Пружинная система 13 образует держатель осциллирующей части осциллятора 30. Эта пружинная система 13 содержит внутреннее кольцо 41b и наружное кольцо 41а, которые частично имеют пружинную связь друг с другом при помощи пружинных элементов 42 (см. фигуру 3А). Предусмотренное с наружной стороны наружное кольцо 41а функционирует в качестве крепления 17 катушки для корпуса катушки. Кроме того, пружинная система 13 содержит различные пружинные элементы 42, расположенные внутри относительно крепления 17 катушки и предназначенные для крепления пружинной системы 13 к соединительному кольцу 12. При этом внутреннее кольцо 41b держателя 13 осциллирующей части является неподвижным, в то время как наружное кольцо 41а держателя 13 осциллирующей части, соединенное с держателем 11 катушки, через соединительное кольцо 12 связано с плоской мембраной 20 с целью создания звука.
Пружинная система 13 содержит также центральную выемку 43. Относительно кольца крепления 17 катушки пружинная система 13 с расположенными внутри пружинными элементами 42 образует инвертированную конструкцию и при помощи приемного элемента 15 может соединяться с магнитной системой 14. Магнитная система 14 содержит также центральное отверстие 15, которое позволяет прочно и неподвижно соединять внутреннее кольцо 41b пружинной системы 13 с магнитной системой 14. Электрические контакты 18, предусмотренные для обеспечения электропитания катушки 11, также предпочтительно проходят через это внутреннее отверстие 15 магнитной системы 14.
При монтаже пружинную систему 13 с прикрепленной к ней катушкой 11 вставляют в соединительное кольцо 12 и, например, при помощи быстродействующего поворотного запирающего устройства получают разъемное соединение с соединительным кольцом 12. Для этого в держателе 13 осциллирующей части и в соединительном кольце 12 предусмотрены противолежащие дополняющие друг друга соединительные элементы, которые при поворотном движении могут входить в зацепление и тем самым создавать запирающую систему. Такая конструкция позволяет очень быстро и в то же время очень точно производить монтаж осциллятора. Далее приведено более подробное описание применяемого соединительного механизма.
При монтаже соединительное кольцо 12 прикрепляют к панели 20 громкоговорителя 10 (не показано на фигурах 3 и 3А), получая предпочтительно, однако не обязательно, неразъемное соединение. Такое неразъемное соединение может представлять собой, например, клеевое соединение.
Соединительное кольцо 12 и пружинная система 13 содержат комбинированный стопорный механизм, который обеспечивает также быстрое запирание. Стопорный механизм согласно изобретению состоит из двух основных компонентов. Во-первых, на соединительном кольце предусмотрен по меньшей мере один фиксатор 21. Во-вторых, соединительное кольцо 12 и пружинная система 13 содержат дополняющие друг друга соединительные элементы 23, 24, образующие прочное соединение без зазора. На Фигуре 3В показан фрагмент соединительного кольца 12 со стороны, обращенной к пружинной системе 13. При этом на фигуре 3В наглядно показана конструкция и принцип функционирования дополняющих друг друга соединительных элементов 23, 24, а также фиксатора 21.
В данном примере осуществления дополняющие друг друга соединительные элементы 23, 24 выполнены в виде выступов на периферической окружности соединительного кольца 12 и пружинной системы 13. При этом выступы 24 пружинной системы 13 выдаются радиально, а выступы 23 соединительного кольца - аксиально, в направлении пружинной системы 13, и содержат внутренние канавки 25. Эти внутренние канавки 25 сконфигурированы таким образом, чтобы выступы 24 пружинной системы 13 могли входить в них, образуя запирающий механизм. Этот принцип соединения можно сравнить с байонетным затвором, в котором одно кольцо (как и элементы 24 пружинной системы 13), сдвигается за соединительные элементы другого кольца (так же, как элементы 23 соединительного кольца 12) и за счет взаимного сдвига этих двух колец создается аксиальное запирание.
Для того чтобы наряду с аксиальным запиранием получить также прочное соединение, оба дополняющих друг друга соединительных элемента 23, 24 имеют соединительные площадки 23а, 24а, которые при поворотном движении обоих элементов 12, 13 служат для соединения этих элементов 23, 24 друг с другом. Указанные соединительные площадки 23а, 24а в состоянии соединения прилегают друг к другу, таким образом, соединительное кольцо 12 и пружинная система 13 образуют прочное фрикционное соединение между указанными соединительными площадками 23а, 24а.
Эти дополняющие друг друга соединительные элементы 23, 24 с прилегающими друг к другу соединительными площадками имеют форму небольшого клина с очень малым углом наклона для того, чтобы при взаимном надвигании соединительных элементов 23, 24 друг на друга, благодаря заклинивающему действию наклонной площадки получить прочное соединение. Угол наклона соединительных площадок 23а, 24а дополняющих друг друга соединительных элементов 23, 24 составляет по меньшей мере 3 градуса, а максимально - 8 градусов и предпочтительно лежит в пределах от 3 до 6 градусов относительно плоскости соединения. Это позволяет получить соединение без зазора, т.е. геометрическое замыкание с предварительным натяжением, между соединительным кольцом 12 и пружинной системой 13. Эти, так называемые, наклонные соединительные площадки 23а, 24а дополняющих друг друга соединительных элементов 23, 24 одновременно выполняют функции защиты от перекручивания соединительного кольца 12 относительно пружинной системы 13, таким образом, дополнительный концевой упор не требуется.
Для однозначной ориентации вращения дополняющие друг друга соединительные элементы 23, 24 предпочтительно неравномерно распределяются по периферической окружности соединительного кольца 12 и пружинной системы 13 и/или имеют различные размеры. Такое расположение дополняющих друг друга соединительных элементов 23, 24 по замкнутой окружности соединительного кольца 12 или пружинной системы 13 обеспечивает более высокую стабильность соединения, чем в случае известных запирающих систем с неподвижными соединительными крюками. При этом в общей конструкции осциллятора 10 согласно изобретению в смонтированном состоянии пружинные элементы 42 пружинной системы 13 предпочтительно оказываются самыми слабыми компонентами осциллятора 10. Таким образом, эти пружинные элементы 42 выполняют функцию слабого звена в случае механической перегрузки осциллятора 10 согласно изобретению. Поскольку соединительное кольцо 12 обычно имеет неразъемное соединение с панелью 20, при механической перегрузке происходит повреждение только пружинной системы 13 и, в данном случае, в особенности ее соединительных элементов 42. Однако благодаря разъемной запирающей системе эту пружинную систему 13 можно отвинтить от соединительного кольца 12. Таким образом, в случае механической перегрузки осциллятора 12 замены относительно дорогостоящей панели 20 не требуется. В этом случае придется заменять только прикрепленный к соединительному кольцу осциллятор 10 (без соединительного кольца) и обычно - даже только пружинную систему 12.
При этом на соединительном кольце предусмотрен по меньшей мере один фиксатор 21 для фиксации и удерживания пружинной системы относительно соединительного кольца 12. Этот по меньшей мере один фиксатор может по меньшей мере частично перемещаться в радиальном направлении соединительного кольца 12 (см. стрелку на Фигуре 3), создавая сжатие с предварительным напряжением наружного кольца 41а пружинной системы 13. Этот фиксатор 21 и упорная наклонная площадка 22, расположенная напротив фиксатора 21, выполнены таким образом, что одна сторона 22а (правая сторона элемента 22 на фигуре 3А) имеет малый угол наклона, а противоположная ей сторона 22b (левая сторона элемента 22 на фигуре 3А) имеет очень большой угол наклона (примерно 90 градусов относительно наклонной площадки). Эта упорная наклонная площадка 22 выполнена таким образом, что процесс запирания пружинной системы 13 относительно соединительного кольца 12 вначале происходит при небольшом усилии, поскольку фиксатор 21 вначале проходит вдоль стороны 22а с малым углом наклона. В процессе навинчивания и тем самым смыкания пружинной системы 13 с соединительным кольцом 12 изменяется усилие и, следовательно, величина крутящего момента, что связано с указанной формой наклонной площадки. Перед самым достижением конечной позиции (позиции защелкивания) необходимый вращающий момент запирания резко уменьшается, поскольку фиксатор 21 входит в зацепление со стороной 22b площадки элемента 22, имеющей большой угол наклона, таким образом, пользователь в зависимости от момента вращения, который требуется приложить, получает информацию о ходе процесса замыкания. Процесс размыкания, напротив, связан с очень большим усилием, поскольку в этом случае фиксатор 21 вначале приходится перемещать вдоль части 22b площадки элемента 22, имеющей большой угол наклона.
Благодаря отсутствию острых кромок на обеих наклонных площадках 22а, 22b элемента 22 обеспечивается размыкание, а также замыкание без износа и при этом простой и эффективный монтаж и демонтаж быстродействующего затвора осциллятора.
По периферической окружности наружного кольца 41а пружинной системы 13 предусмотрено множество выемок 26 зацепления. Эти выемки 26 зацепления предпочтительно выполнены в наружном кольце 41а в виде круглых углублений, которые располагаются на торцевой поверхности 29, обращенной к соединительному кольцу. На внутренней поверхности 26 соединительного кольца 12, обращенной к пружинной системе 13, расположено множество элементов 26а зацепления, размер и форма которых соответствует выемкам 26 зацепления и которые выступают из внутренней поверхности 26 соединительного кольца 12 в форме полусфер. Если наружное кольцо 41а пружинной системы 13 с его выемками 26 зацепления надвигают на такой элемент 26а зацепления, то при этом можно получить дополнительное сцепление и, следовательно, фиксацию. Такой элемент 26а зацепления предпочтительно подвергается упругому воздействию, что делает его подвижным.
В канавках 25 соединительных элементов 23 соединительного кольца 12 предусмотрены стопорные элементы 28. Эти стопорные элементы 28 служат для создания упора для соответствующих соединительных элементов при поворотном движении пружинной системы относительно соединительного кольца 12.
Настоящее изобретение описано выше при помощи предпочтительных вариантов осуществления, однако оно не ограничивается этими примерами и может быть модифицировано и видоизменено различными способами.
В настоящей патентной заявке соединительное кольцо рассматривается как компонент осциллятора, хотя оно образовано как съемная часть пружинной системы.
Соединительное кольцо осциллятора можно прикреплять к панели плоского громкоговорителя любым способом, например способом привинчивания, приклеивания, защелкивания и т.п.
Не считая вышеуказанных достоинств инвертированной конструкции и быстродействующего запирающего механизма согласно изобретению, функционирование и принцип работы этого осциллятора соответствуют формам осуществления, которые в целом известны специалистам и по этой причине не описываются здесь более подробно.
Настоящее изобретение описано применительно к осциллятору для плоского громкоговорителя, однако это не ограничивает изобретения, и его можно также успешно применять для любых громкоговорителей, которые не обязательно должны быть плоскими. Кроме того, плоские громкоговорители не обязательно должны иметь криволинейную форму, но могут быть также абсолютно плоскими.
Изобретение не ограничивается также транспортным средством в виде воздушного судна и, в частности, его внутренней обшивкой. Вышеописанную технологию получения плоского громкоговорителя можно использовать для любых транспортных средств, в частности автобусов, морских судов и т.п., и также не обязательно использовать для установки внутреннюю обшивку.
Изобретение не ограничивается также вышеуказанными числовыми значениями. Так, например, можно использовать более чем один фиксатор. Указанные числовые значения размеров и толщин также следует понимать только в качестве примеров.
Перечень ссылочных обозначений.
1 Осциллятор
2 Пружинная система
3 Катушка
4 Магнитная система
5 Панель
6 Крепление магнитной системы к пружинной системе
7 Соединительное кольцо
10 Плоский громкоговоритель
11 Держатель катушки для подвижной катушки
12 Соединительное кольцо
13 Пружинная система
14 Магнитная система, кольцевая магнитная система
15 Центральное отверстие
17 Крепление катушки
18 Электрическое соединительное устройство
20 Панель
21 Фиксатор
22 Упорная наклонная площадка
22а Площадка с малым углом наклона
22b Площадка с большим углом наклона
23, 24 Дополняющие другу друга соединительные элементы пружинной системы и соединительного кольца
23а, 24а Соединительные площадки дополняющих друг друга соединительных элементов
25 Внутренние канавки дополняющих друг друга соединительных элементов
26 Элемент зацепления
26а Элемент зацепления
27 Внутренние поверхности соединительного кольца
28 Упор
29 Торцевые поверхности наружного кольца пружинной системы
30 Осциллятор
40 Центральная часть панели
41а Наружное кольцо пружинной системы
41b Внутреннее кольцо пружинной системы
42 Пружинные элементы между внутренним и наружным кольцом
43 Центральная выемка
D Толщина
X, Y, Z Направления относительно ориентации воздушного судна
1. Осциллятор (30), в особенности предназначенный для плоского громкоговорителя (10), используемого, в частности, в области авиационной и космической техники, содержащий держатель (13) осциллирующей части, соединительное кольцо (12) для соединения осциллятора (30) с акустическим преобразователем (20) громкоговорителя (10), при этом держатель (13) осциллирующей части и соединительное кольцо (12) соединены друг с другом при помощи разъемного быстродействующего запирающего устройства (21-25), которое содержит первые запирающие элементы (21, 22), обеспечивающие удерживание соединения при вибрации, и вторые запирающие элементы (23, 24), отделенные от первых, для обеспечения соединения между держателем (13) осциллирующей части и соединительным кольцом (12).
2. Осциллятор по п.1, отличающийся тем, что он содержит держатель (11) катушки, на котором установлена катушка, и соединенный с держателем (11) катушки держатель (13) осциллирующей части, который содержит пружинную систему (13), ориентированную внутрь относительно держателя (11) катушки.
3. Осциллятор по п.1, отличающийся тем, что указанное быстродействующее запирающее устройство (21-25) выполнено в виде входящих в зацепление друг с другом соединительных элементов держателя (13) осциллирующей части и соединительного кольца (12).
4. Осциллятор по п.1, отличающийся тем, что первые запирающие элементы (21, 22) содержат фиксатор (21) на держателе (13) осциллирующей части или на соединительном кольце (12), который в процессе запирания может входить в паз зацепления соединительного кольца (12) или держателя (13) осциллирующей части для обеспечения удерживания.
5. Осциллятор по п.4, отличающийся тем, что паз зацепления образован упорной наклонной площадкой (22), площадка (22b) которой со стороны паза зацепления имеет больший угол наклона, а площадка (22а) с противоположной стороны - меньший угол наклона, при этом фиксатор (21) в процессе запирания вначале перемещается вдоль площадки (22а) с меньшим углом наклона, а затем - вдоль площадки (22b) с большим углом наклона.
6. Осциллятор по п.1, отличающийся тем, что соединительное кольцо (12) и пружинная система (13) в качестве вторых запирающих элементов (23, 24) содержат противолежащие дополняющие друг друга соединительные элементы (23, 24) для образования прочного соединения без зазора между соединительным кольцом (12) и пружинной системой (13).
7. Осциллятор по п.6, отличающийся тем, что дополняющие друг друга соединительные элементы (23, 24) выполнены в виде выступов, расположенных на периферической окружности соединительного кольца (12) и пружинной системы (13).
8. Осциллятор по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере одни дополняющие друг друга соединительные элементы (23) содержат внутренние канавки (25), в которые в процессе запирания могут входить другие дополняющие друг друга соединительные элементы (24), образуя соединение типа байонетного затвора.
9. Осциллятор по п.6, отличающийся тем, что дополняющие друг друга соединительные элементы (23, 24) имеют соединительные площадки (23а, 24а), которые при соединении прилегают друг к другу, при этом соединительное кольцо (12) и пружинная система (13) образуют прочное фрикционное соединение соответствующих соединительных площадок (23а, 24а).
10. Осциллятор по п.9, отличающийся тем, что дополняющие друг друга соединительные элементы (23, 24) с прилегающими друг к другу соединительными площадками (23а, 24а) имеют форму небольшого клина.
11. Осциллятор по п.10, отличающийся тем, что площадка дополняющих друг друга соединительных элементов (23, 24) имеет наклон в пределах 3-8°, предпочтительно - в пределах 3-6° относительно плоскости соединения.
12. Осциллятор по п.6, отличающийся тем, что дополняющие друг друга соединительные элементы (23, 24) расположены неравномерно по соответствующей периферической окружности держателя (13) осциллирующей части и/или соединительного кольца (12), в частности, с неравномерными интервалами, и/или имеют различные размеры.
13. Осциллятор по п.1, отличающийся тем, что держатель (13) осциллирующей части и соединительное кольцо (12) на прилегающих друг к другу торцевых поверхностях (27, 29) имеют элементы (26, 26а) зацепления, выполненные в виде выемок (26) на одной торцевой поверхности (29) и соответствующих выступов (26а) на другой торцевой поверхности (27), подвергающихся упругому воздействию и имеющих одинаковые формы и размеры.
14. Осциллятор (30), в особенности, предназначенный для плоского громкоговорителя (10), используемого, в частности, в области авиационной и космической техники, содержащий держатель (11) катушки, на котором установлена катушка; держатель (13) осциллирующей части, соединенный с держателем (11) катушки, содержащий инвертированную пружинную систему (13), ориентированную внутрь относительно держателя (11) катушки таким образом, что пружинная система (13) полностью расположена внутри конструкции держателя (11) катушки; соединительное кольцо (12) для соединения осциллятора (30) с акустическим преобразователем (20) плоского громкоговорителя (10), при этом предусмотрено запирающее устройство (21-25) для образования разъемного соединения с соединительным кольцом (12).
15. Осциллятор по п.14, отличающийся тем, что он содержит магнитную систему (14) с кольцевым зазором, при этом пружинная система (13) полностью расположена в указанном кольцевом зазоре.
16. Осциллятор по п.14, отличающийся тем, что держатель (13) осциллирующей части содержит внутреннее кольцо (41b) и наружное кольцо (41а), соединенные пружинными элементами (42) пружинной системы (13), при этом держатель (11) катушки образует неразъемное соединение с наружным кольцом (41а).
17. Плоский громкоговоритель (10) для использования, в частности, в авиационной и космической технике, содержащий акустический преобразователь (20) для генерирования и излучения акустических волн, осциллятор (30), охарактеризованный в одном из предшествующих пунктов, который соединен с акустическим преобразователем (20) и выполнен с возможностью возбуждения колебаний в акустическом преобразователе (20) для излучения акустических изгибных волн.
18. Плоский громкоговоритель по п.17, отличающийся тем, что акустический преобразователь (20) содержит плоскую панель (20), которая имеет многослойную структуру и содержит по меньшей мере верхний слой, по меньшей мере нижний слой и по меньшей мере один расположенный между ними слой из сотового материала.
19. Плоский громкоговоритель по п.17, отличающийся тем, что акустический преобразователь (20) имеет криволинейную форму по меньшей мере в одной поверхности (y-z), а осциллятор (30) выполнен с возможностью прикрепления к указанной криволинейной поверхности (y-z).
20. Плоский громкоговоритель по п.17, отличающийся тем, что осциллятор (30), в частности соединительное кольцо (12) осциллятора (30) образует неразъемное клеевое соединение с акустическим преобразователем (20).
21. Плоский громкоговоритель по п.17, отличающийся тем, что панель (20) имеет, по существу, прямоугольную форму, при этом осциллятор (30) расположен в центральной части (40) панели (20).
22. Транспортное средство, в частности воздушное или космическое судно, содержащее по меньшей мере одно помещение для пассажиров, по меньшей мере один плоский громкоговоритель, охарактеризованный в одном из пп.17-21, для обеспечения звукового излучения в помещении для пассажиров, при этом панель (20) плоского громкоговорителя (10) образует часть помещения для пассажиров.
23. Транспортное средство по п.22, отличающееся тем, что указанная часть помещения для пассажиров выполнена в виде внутренней обшивки, предпочтительно в области потолка или стен помещения для пассажиров, в виде части коммуникационного канала и/или в виде части сиденья.
