CN218734899U - 气体填充音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及音响的音箱，具体地说是一种气体填充音箱，包括箱体及安装于箱体内的主动扬声器，所述箱体为密闭腔体，所述箱体上分别设有用于向箱体内填充气体介质的注气口及用于排出箱体内气体的排气口，注气口和排气口分别设置在箱体的箱壁上，所述气体介质为不同于空气的单一气体或混合气体。本实用新型将现有技术中音箱填充的空气被不同于空气的单一气体或混合气体替代，箱体内气体密度发生变化，使箱体内低音声气流运动速度大幅度加快，实现三个振膜同步谐振发声，低音效果大幅度设增强；同时，低音电声转换的灵敏度得到提高，整体音箱音质得到提升。

Description

气体填充音箱

技术领域

本实用新型涉及音响的音箱，具体地说是一种气体填充音箱。

背景技术

目前，所有的音箱都是沿用了近百年传统技术的空气填充音箱。无论是开口式音箱还是密闭式音箱，箱体内填充的气体介质都是空气，从而造成音箱体积大、音效差、成本高。

实用新型内容

为了解决现有填充空气音箱存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种气体填充音箱。该气体填充音箱是一个独立的密闭箱体，在箱体内设置了主动扬声器或主动扬声器和被动扬声器，还设置了注气口和排气口，通过注气口和排气口，使箱体内填充的由空气改变为非空气的气体介质。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括箱体及安装于箱体内的主动扬声器，其特征在于：所述箱体为密闭腔体，所述主动扬声器设置在箱体的箱壁上，所述箱体内填充有气体介质，所述气体介质为不同于空气的单一气体或混合气体。

其中：所述箱体内还设有被动扬声器，所述被动扬声器设置在箱体的箱壁上。

所述被动扬声器为一个或成对设置，当所述被动扬声器为成对设置时，每对中的两个所述被动扬声器前后对应设置；当所述被动扬声器为一个时，所述主动扬声器与被动扬声器分别安装于箱体两个相对的箱壁上，且所述主动扬声器的振膜与被动扬声器的振膜平行。

所述不同于空气的单一气体为天然气体或合成气体，所述不同于空气的混合气体为天然气体与空气的混合气体或合成气体与空气的混合气体。

所述天然气体为惰性气体或氢气。

所述天然气体与空气的混合气体中天然气体的体积含量为≥50％至＜100％，所述合成气体与空气的混合气体中合成气体的体积含量为≥50％至＜100％。

所述箱体上设有注气口及排气口，所述气体介质通过注气口填充至箱体内，并在填充的同时将所述箱体内的残留和剩余的气体通过排气口排出至箱体外，所述注气口及排气口在气体介质填充完成后分别进行封堵。

所述注气口设置在填充气体介质状态时箱体的上部，所述排气口设置在填充气体介质状态时箱体的下部。

所述注气口及排气口同时开启或关闭。

所述箱体内的气压与箱体外的气压相等。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型的音箱箱体内填充的空气改变为不同于空气的单一气体或混合气体(如氦气)，使箱体内的气体反应速度提高了7.223倍，消除了主动扬声器振膜与被动扬声器振膜的振动时差，实现主动扬声器、被动扬声器真正的同步谐振发声，提高了发声效率，改进了发声音质。

2.本实用新型设置了主动扬声器和被动扬声器，使振膜面积大大增加，低音效果大大提升；同时，箱体体积大幅度下降，更便于工业设计，外观更时尚。

3.本实用新型的音箱用料少、重量轻、绿色环保。

4.本实用新型的音箱体积小，更方便使用安装摆放，更适于汽车内应用。

5.本实用新型的音箱采用成对一前一后被动扬声器设置，相对两振膜对称振动，振动方向相反、振动幅度相等、振动力抵消，大大消除音箱振动和位移。

6.本实用新型的填充气体价格低廉，音箱成本低，容易制造。

附图说明

图1A为本实用新型实施例一的结构主视图；

图1B为图1A的右视剖视图；

图2A为本实用新型实施例二的结构主视图；

图2B为图2A的右视剖视图；

图3A为本实用新型实施例三的结构主视图；

图3B为图3A的右视剖视图；

其中：1为箱体，2为主动扬声器，3为被动扬声器，4为气体介质，5为注气口，6为排气口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

本实用新型的气体填充音箱包括箱体1及安装于箱体1内的主动扬声器2，或箱体1内分别安装主动扬声器2和被动扬声器3。被动扬声器3为一个或成对设置，当被动扬声器3为成对设置时，每对中的两个被动扬声器3前后对应设置；当被动扬声器3为一个时，主动扬声器2与被动扬声器3分别安装于箱体1两个相对的箱壁上，且主动扬声器2的振膜与被动扬声器3的振膜平行。

箱体1为密闭腔体，箱体1上分别设置有注气口5及排气口6，注气口5用于向箱体1内填充气体介质4，排气口6用于将箱体1内原来的空气排出箱体1外。气体介质4填充满箱体1内后，达到箱体1内和箱体1外的压力平衡时，将注气口5和排气口6分别封堵，避免注气口5和排气口6漏气。本实用新型向箱体1内填充的气体介质4为不同于空气的单一气体或混合气体，不同于空气的天然气体为惰性气体或氢气，惰性气体优选为氦气；不同于空气的合成气体可为氨气或二氧化碳等气体，不同于空气的混合气体为天然气体与空气的混合气体或合成气体与空气的混合气体。天然气体与空气的混合气体中天然气体的体积含量为≥50％至＜100％，合成气体与空气的混合气中合成气体的体积含量为≥50％至＜100％。由于氢气与空气的混合气体的易爆性，天然气体与空气的混合气体优选为氦气与空气的混合气体。

箱体1上开设注气口5，排气口6可在箱体1上开设，或将固定扬声器的螺丝拧松后，利用螺丝口作为排气口6。

实施例一

如图1A、图1B所示，本实施例的箱体1为单一密闭不漏气的腔体，箱体1可以用开模注塑方法制造，也可以用其它材料制造，其它材料可为金属材料(如铝、铁等)、木材、塑料等。本实施例的箱体1用开模注塑方法制造，先设计外观及箱体结构，然后开模用注塑机制造。本实施例箱体1的外尺寸为340mm(长)×260mm(宽)×72mm(高)，箱体1的容积为5升。

箱体1内分别安装了主动扬声器2及被动扬声器3，本实施例的被动扬声器3采用了一对被动扬声器，这两只被动扬声器一前一后，平行对称地设置在箱体1的前箱壁和后箱壁上，这一对被动扬声器为相同的被动扬声器。所谓被动扬声器又叫空喇叭或低音辐射器，被动扬声器没有磁路和音圈，只有振膜及振膜支撑机构。被动扬声器可以是圆形、跑道形或方形。本实施例的被动扬声器3是跑道形的，即整体呈条形，且两端为弧形；外形尺寸为80mm(宽)×160mm(长)。

本实施例的主动扬声器2为现有的通用扬声器，主动扬声器2可以设置在被动扬声器3的安装箱壁，也可以设置在箱体1的其它箱壁上。本实施例的主动扬声器2设置在其中一只被动扬声器3的安装箱壁上。主动扬声器2可以是圆形扬声器，也可以是椭圆形扬声器。被动扬声器3的振膜面积之和与主动扬声器2的振膜面积之和比≥1.6:1。本实施例的被动扬声器的振膜面积之和与主动扬声器2的振膜面积之和比为2:1，本实施例的主动扬声器2为圆形动圈式扬声器，直径为118mm。

本实施例的注气口5开设于填充气体介质状态时箱体1的上部，排气口6开设于填充气体介质状态时箱体1的下部。这是由于气体介质4的气体密度小于空气密度，这样易于注气的完成；在箱体1内的主动扬声器2和被动个扬声器3安装完毕及其他(如引线等)都安装完毕后，最后对箱体1填充气体介质4。填充气体介质4时，将要注入的气体介质4用气管连接注气口5，排气口6处于开放状态，填充完成后，快速将注气口5和排气口6进行封堵。

目前，现有技术中箱体1内填充的均为空气，而本实用新型填充的气体介质4不是空气，而是不同于空气的单一气体或混合气体，这些气体可以是天然气体(如惰性气体或氢气)，也可以是人工合成气体(如氨气或二氧化碳)；本实施例填充的气体介质4为氦气。由于氦气密度远远小于空气的密度，所以在向箱体1内填充氦气时，将高于空气压力的氦气用气管连接至注气口5，氦气从箱体1上部的注气口5填充至箱体1内，并在填充的同时将箱体1内的残留和剩余的气体由下部的排气口6排出至箱体1外，这样在箱体1内就形成了以氦气为主，氦气与箱体1内残留气体为次的氦气与空气的混合气体。这些混合气体，就成为电声转换时的声气流介质。填充氦气时，排气口6提前自然开放，填充完成再将注气口5、排气口6分别进行封堵，这样就自然形成箱体1的内、外气压平衡了。本实施例就采用了上述方法完成气体填充。在充气时，也可以在排气口6处连接一个抽气机，以便更好地将箱体1内的剩余空气排出；这时，就需要注气口5和排气口6同时打开和同时关闭了。这样，可以提高填充的效率。

实施例二

如图2A、图2B所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的被动扬声器3为一只，这只被动扬声器3安装的箱壁与主动扬声器2安装的箱壁相对且平行。本实施例的这只被动扬声器2为圆形的被动扬声器，直径为165mm；另外，本实施例的箱体1的尺寸为270mm(长)×210mm(宽)×90mm(高)。其余均与实施案例一相同。

本实用新型实施例一、实施例二的工作原理为：

众所周知，氦气在0摄氏度、1大气压时密度为0.178克/升，空气在0摄氏度、1大气压时密度为1.29克/升，空气密度远远地大于氦气密度，即空气密度是氦气密度的7.223倍。在箱体1内容积相同的情况下，所填充的氦气质量是所填充空气质量的1/7.223，(如5升的氦气质量为0.893克，而同样5升的空气质量为6.45克)。

根据牛顿第二定律，F＝ma，这里F是作用力，m是物体质量，a是物体加速度，即a＝F/m；这样在作用力相同的情况下，质量m越小，加速度越大，即在箱体1内填充氦气的质量远小于填充空气的质量，这样填充氦气所产生的加速度a远远超过填充空气所产生的加速度，填充氦气所产生的加速度是填充空气加速度的7.223倍。而加速度与位移关系为：s＝(1/2)at²，这里s是物体移动的距离，a是物体加速度，t是时间。因此，在时间t相同的情况下，加速度越大，物***移的距离越大。这样在时间相同情况下，填充的氦气的移动距离是填充的空气移动距离的7.223倍，也就是箱体1填充的氦气的移动速度远远大于箱体1填充的空气的移动速度。这样。当主动扬声器2振膜发声时产生的振动力驱动箱体1内氦气时到达被动扬声器3振膜的时间比驱动空气时到达被动扬声器振膜的时间大大缩小，仅为其1/7.223倍；即，主动扬声器2振膜振动驱动被动扬声器3振膜振动的滞后时延大大缩小，仅为填充空气时的1/7.223。这样在填充空气时的主动扬声器振膜振动引发的被动扬声器3振膜振动的时间就会产生很大滞后差异，而改变为填充氦气后，就会几乎无滞后差异而几乎同时振动，实现三振膜同步谐振，使主动扬声器振膜和被动扬声器振膜几乎无时间差异的发声，即发声时延消除了，从而产生声波同步谐振，就会大幅提高发声效率，同时提升发声音质。

当音频功率施加于主动扬声器2时，主动扬声器2的振膜受电磁力的驱动，产生振动。振膜振动产生的振膜力推动箱体1内的氦气产生移动，这个移动的氦气由于密度小、质量轻，产生的加速度快，使移动速度大大加快，从而迅速驱动被动扬声器3，使一对被动扬声器3对称振动发声，这样就实现了主动扬声器2振膜和两个被动扬声器振膜三振膜同步谐振，同时发声，这样振膜面积增减2倍又同步谐振发声，使发声灵敏度得到增强，低音效果得到提升。

实施例三

如图3A、图3B所示，本实施例与实施例二的区别在于：本实施例的箱体1内只安装了主动扬声器2，没有被动扬声器3，箱体1为一个密闭的腔体，箱体1的容积为10升，其尺寸为310mm(长)×240(宽)×140mm(高)。本实施例的气体介质4为氦气为主的氦气与空气的混合气体，氦气的体积含量为75％。其余均与实施例二相同。

本实施例的工作原理与实施例一、二相似，即当音频功率施加于主动扬声器2时，主动扬声器2的振膜受电磁力的驱动，产生振动。振膜振动产生的振膜力推动箱体1内的氦气产生移动，这个移动的氦气由于密度小、质量轻，振膜阻力小，振膜振幅增加、行程加大，箱体1内的气体产生的加速度快，使移动速度大大加快，低音效果增强。

本实用新型的气体填充音箱采用了创新的不同于空气的单一气体或混合气体作为气体介质填充箱体，同时又采用了成对被动扬声器与主动扬声器配合设置，物理声学结构新颖。箱内声气流传输物理反应速度产生7倍以上的大幅度加快，从而使小容积和小口径扬声器播放出浑厚清晰的低音，且结构简单、制造容易、成本低廉，易于使用摆放，外观更容易进行时尚设计，科技感强。本实用新型能很好地用于各种音响产品中，如家用音响、桌面音箱，蓝牙音箱、电视音箱、声霸及扩音音响等，更可以做成低音炮，应用在汽车音响、家庭影院、电视音响、KTV音响、声霸及专业扩音音响等音响***中。

Claims (7)

1.一种气体填充音箱，包括箱体(1)及安装于箱体(1)内的主动扬声器(2)，其特征在于：所述箱体(1)为密闭腔体，所述主动扬声器(2)设置在箱体(1)的箱壁上，所述箱体(1)内填充有气体介质(4)，所述气体介质(4)为不同于空气的单一气体或混合气体。

2.根据权利要求1所述的气体填充音箱，其特征在于：所述箱体(1)内还设有被动扬声器(3)，所述被动扬声器(3)设置在箱体(1)的箱壁上。

3.根据权利要求2所述的气体填充音箱，其特征在于：所述被动扬声器(3)为一个或成对设置，当所述被动扬声器(3)为成对设置时，每对中的两个所述被动扬声器(3)前后对应设置；当所述被动扬声器(3)为一个时，所述主动扬声器(2)与被动扬声器(3)分别安装于箱体(1)两个相对的箱壁上，且所述主动扬声器(2)的振膜与被动扬声器(3)的振膜平行。

4.根据权利要求1所述的气体填充音箱，其特征在于：所述箱体(1)上设有注气口(5)及排气口(6)。

5.根据权利要求4所述的气体填充音箱，其特征在于：所述注气口(5)设置在填充气体介质状态时箱体(1)的上部，所述排气口(6)设置在填充气体介质状态时箱体(1)的下部。

6.根据权利要求4所述的气体填充音箱，其特征在于：所述注气口(5)及排气口(6)同时开启或关闭。

7.根据权利要求1所述的气体填充音箱，其特征在于：所述箱体(1)内的气压与箱体(1)外的气压相等。

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