EA000860B1 - Упаковка - Google Patents

Description

Область техники

Изобретение касается упаковок, а точнее, упаковок в которые заключены динамики.

Предшествующий уровень техники

Из патентной заявки Великобритании GBA-2262861 известен динамик в форме панели, содержащий:

элемент резонансного многомодового излучателя, который представляет собой цельную слоистую панель структуры сэндвич, выполненную из двух наружных слоев материала с расположенной между ними сердцевиной, имеющей структуру поперечных ячеек (пор), в котором панель выполнена такой, что имеет отношение жесткости (В) при изгибе во всех направлениях величине массы в третьей степени панели на единицу площади поверхности (мк), по меньшей мере, 10;

средство для установки панели, на которое опирается панель или которое свободно крепит панель к несущему корпусу так, чтобы не гасить колебаний; и электромеханическое приводное средство, соединенное с панель, которое служит для возбуждения многомодового резонанса в панели излучателя под воздействием входного электрического сигнала в пределах рабочей полосы частот динамика.

В американском патенте US-A-4607747 (STEINER) описана упаковка, содержащая средства для генерации сигнала или мелодии при открытии упаковки. Описывается упруго установленный генератор сигналов.

Описание изобретения

Примеры реализации настоящего изобретения используют элементы по своей природе, структуре и конфигурации, соответствующие, в основном, и/или в частности техническим решениям, описанным в нашей одновременно рассматриваемой заявке РСТ № WO 97/09842, от того же числа. Таким образом такие элементы способны поддерживать и распространять входящую энергию вибрации с помощью изгибных волн в рабочей зоне (зонах), проходящей поперек толщины, но не обязательно к кромкам элемента (элементов); имеют конфигурацию с анизотропией или без анизотропии жесткости при изгибе для распределения составляющих резонансных колебаний по указанной зоне (зонам) таким образом, чтобы осуществлялась благоприятная передача акустических колебаний в окружающую среду; и имеют заранее определенные предпочтительные местоположения или участки внутри указанной зоны для средства преобразователя, чьи особенно активные или подвижные части влияют на активность акустических колебаний в указанной зоне (зонах) и сигналы, обычно электрические, соответствующие акустическим колебаниям такой активности. В совместно подаваемой международной заявке № WO 97/09842 предусматривается использование таких элементов в качестве или в пассивных акустических устройствах без средств преобразователей, например для реверберации или для акустической фильтрации или для акустического озвучивания пространства или помещения; и в качестве или в активных акустических устройствах с преобразователями, например в необыкновенно широком диапазоне источников звука или в динамиках, где подаваемые входные сигналы должны преобразовываться в указанный звук или например, в микрофонах, когда звук преобразуется в другие сигналы.

Это изобретение в частности касается упаковки, включающей акустические устройства, например в виде динамиков. Термин упаковка охватывает общий тип контейнеров, включая контейнеры такого типа, которые годятся для многоразового или разового использования.

Элементы, описанные выше, здесь называются источниками распределенного акустического излучения и предназначены для описания как в упомянутой выше заявке РСТ так и/или в качестве специфических элементов, обеспеченных в этой заявке.

Изобретением является упаковка, содержащая генератор звука, отличающаяся картонным компонентом, образующим часть упаковки и служащим в качестве элемента, способного поддерживать и распространять входящую энергию вибрации с помощью изгибных волн, по меньшей мере, в одной рабочей зоне, проходящей поперек толщины для распределения составляющих резонансных колебаний по указанной, по меньшей мере, одной зоне, и имеющего заранее определенные предпочтительные местоположения или участки в указанной зоне для средства преобразователя и преобразователь, установленный полностью и исключительно на указанном элементе в одном из указанных местоположений или участков, чтобы вызвать вибрацию элемента, и возбудить в нем резонанс для образования источника акустического излучения, который резонируя, обеспечивает акустическую мощность. Элемент может содержать ячеистую сердцевину, заключенную между наружными слоями наподобие сэндвича. Элемент может содержать сердцевину из пенопласта, заключенную между листами крафткартона. Преобразователем может быть пьезоэлектрический элемент, работающий на изгиб, или кристаллический элемент. Элемент может образовывать одну сторону коробки. Коробка может иметь крышку и средство, связанное с крышкой, включающие в работу преобразователь при движении крышки относительно коробки. Упаковка может содержать генератор сигналов, усилитель и электрическую батарейку для управления работой преобразователя.

Краткое описание чертежей

Изобретение схематично иллюстрируется с помощью примеров выполнения и сопутствующих чертежей, на которых фиг. 1 показывает схематично динамик распределенного акустического излучения, как описано и заявлено в нашей одновременно рассматриваемой международной заявке № WO 97/09842;

фиг. 2а является видом частичного разреза по линии А-А фиг. 1;

фиг. 2b является увеличенным видом поперечного сечения источника распределенного акустического излучения такого типа, который показан на фиг. 2а, показывающий две альтернативные конструкции;

фиг. 3 изображает схематичный вид в перспективе примера реализации упаковки, и фиг. 4 является видом в перспективе преобразователя.

Предпочтительные примеры реализации изобретения

Касаясь фиг. 1 чертежей, показан динамик 81 в виде панели, такого типа, который описан и заявлен в нашей одновременно рассматриваемой международной публикации № WO 97/09842, от того же числа, что и эта заявка, содержащий прямоугольную рамку 1, несущую упругую подвеску 3, расположенную по ее внутренней периферии, в которой установлена панель 2 источника распределенного акустического излучения. Преобразователь 9, например такого типа, который подробно описан со ссылкой на наши одновременно рассматриваемые международные публикации № WO 97/09859; WO 97/09861; WO 97/09858, от того же числа, что и эта, установлен полностью и исключительно на или в панели 2 в заранее заданном местоположении, определяемом размерами Х и Y, причем это местоположение вычисляется как описано в нашей одновременно рассматриваемой международной публикации № WO 97/09842, от того же числа, чтобы направлять изгибные волны в панель с целью заставить панель резонировать для излучения акустической мощности.

Преобразователь 9 управляется усилителем 1 0 сигнала, например, усилителем звуковой частоты, соединенным с преобразователем проводниками 28. Требования, касающиеся нагрузки и мощности усилителя, могут быть абсолютно обычными, такими же как в обычных конусных динамиках, чувствительность порядка 8688дБ/Вт в условиях нагрузки в помещении. Полное сопротивление нагрузки усилителя в значительной степени сказываются при 6 Ом, при мощности 20-80 Вт. Когда сердцевина панели и/или наружные слои выполнены из металла, они могут служить в качестве теплоотвода для снятия тепла с обмотки двигателя преобразователя и таким образом улучшить распределение энергии.

Фиг. 2а и 2b являются частичными типичными поперечными сечениями динамика 81 фиг. 1 . Фиг. 2а показывает, что рамка 1 , подвеска 3 и панель 2 соединены вместе в соответствующих адгезионных (клеевых) соединительных швах 20. Подходящими материалами для рамки являются легкие рамки, наподобие рамок для картин, из металла обработанного литьевым прессованием, такого как сплав алюминия или пластмассы. Подходящими материалами для проходящей по периферии рамки вставки являются упругие материалы, например пенорезина и пенопласты. Подходящие адгезионные средства для соединительных швов 20 включают такие адгезивы как эпоксидный клей, акриловый и цианоакрилатный клей.

Фиг. 2b изображает, в увеличенном масштабе, что панель 2 является жесткой легкой панелью, имеющей сердцевину 22, например из жесткого пенопласта 97, то есть структурированного (сшитого) поливинилхлорида или ячеистой (пористой) матрицы 98, например матрицы металлической фольги, пластика или подобного материала сотовой структуры с ячейками, расположенными поперек плоскости панели, заключенную между противоположными наружными слоями 21, например из бумаги, картона, пластмассы, металлической фольги или листа. Когда слои выполнены из пластмассы, они должны быть армированы волокнами, например углерода, стекловолокном, материалом с фирменным названием кевлар или подобным материалом, с использованием уже известного способа для увеличения их модулей.

Таким образом материалы, использование которых предусматривается для наружных слоев и армирующих элементов включают углерод, стекло, кевлар, номекс (термостойкое волокно из ароматических полиамидов), например, витые и переплетенные различным образом, а также бумагу, многослойную проклеенную бумагу, меламин и различные синтетические пластмассовые пленки высоких модулей, такие как милар, каптан (фирменные названия), пластмассы на основе поликарбонатов, фенолов, сложных полиэфиров или подобные пластмассы, пластмассы армированные волокнами и т.д., и металлический листовой материал или фольга. Исследования жидкокристаллических полимерных термопластов показывают, что они могут успешно использоваться для инжекционного формования сверхтонких слоев или оболочек небольшого размера, например до 30 см диаметром. Этот материал сам по себе образует ориентированную кристаллическую структуру в направлении инжекции и предпочтительное ориентирование для хорошего распространения энергии звуковых частот от точки посыла до периметра панели.

Кроме того, такой вид формования для этого вида термопластов и для других их видов, позволяет с помощью оборудования обеспечить фиксированные местоположения, такие как канавки или кольца, для точного размещения деталей преобразователя, например мотора и магнитной подвески. Кроме того, при использова5 нии более слабых материалов для сердцевины, считается что было бы целесообразно местами увеличить толщину наружного слоя, например в зоне кольцевого пространства до 150% диаметра преобразователя, чтобы армировать эту зону и, целесообразно, добавить энергию вибрации в панель. Таким образом с помощью более мягких пеноматериалов будет улучшена амплитудновысокочастотная характеристика.

Материалы, предназначенные для образования слоя сердцевины, включают изготовленные сотовые конструкции или гофрированные конструкции из листового сплава алюминия или фольги, кевлара, номекса, обычной бумаги или слоистой проклеенной бумаги и различные синтетические пластмассовые пленки, а также вспененные или пенопласты, или целлюлозные материалы, даже аэрогельные металлы, если они имеют подходящую низкую плотность. Некоторые материалы, подходящие для слоя сердцевины, сами способны эффективно создавать свою оболочку при их изготовлении и/или, в другом случае, имеют достаточную присущую им жесткость для использования без образования слоистой структуры между двумя наружными слоями. Такой ячеистый материал, имеющий высокие рабочие характеристики, известен под товарным названием Rohacell, и может подходить для изготовления панели источника излучения без наружных слоев. С практической точки зрения цель состоит в обеспечении общей легкости и жесткости, позволяет, в частности, добиться оптимальных решений сердцевины и наружных слоев и переходов между ними.

Некоторые из предпочтительных составов панели используют наружные слои из металла или сплава металла, или в качестве альтернативы, армирующий материал из углеродного волокна. Как тот, так и другой, а также конструкции, где используется сердцевина из сплава Аэрогеля или сотовая металлическая структура сердцевины, будут иметь значительные радиочастотные экранирующие свойства, которые имеют существенное значение в некоторых случаях электромагнитной совместимости. Обычные динамики, панельные или конусные, не имеют присущей им экранирующей способности электромагнитной совместимости.

Помимо этого, предпочтительный тип пьезо- и электродинамических преобразователей имеет незначительное электромагнитное излучение или незначительные магнитные поля рассеяния. Обычные динамики имеют большое магнитное поле, до 1 м, если не используются специальные встречные меры компенсации.

Если важно сохранить экранирование, можно выполнить электрическое соединение с электропроводящими деталями соответствующей панели DML или может использоваться электропроводящий пеноматериал или подобный ему граничный слой для установки кромок.

Подвеска (3) может демпфировать или снижать амплитуду колебаний кромок панели (2), предотвращая избыточное движение панели в кромках. Кроме того, или в качестве альтернативы, может быть применено дополнительное демпфирующее средство, например накладки, приклеенные к панели в выбранных местах для амортизации или демпфирования избыточного движения, чтобы резонанс равномерно распределялся по панели. Накладки могут быть из материала на основе битума, что обычно используется в корпусах обычных динамиков, или могут быть выполнены из упругого или жесткого полимерного листового материала. Некоторые материалы, особенно бумага и картон, и некоторые виды сердцевины могут обладать свойством самодемпфирования. Если необходимо, можно предусмотреть увеличение демпфирующего эффекта при изготовлении панелей, применяя адгезивы, схватывающиеся в упругом, а не в твердом состоянии.

Эффективное демпфирование предусматривает применение постоянных, предназначенных для этого средств в панели и ее листовом материале. Края и углы имеют особое значение для основной моды колебаний и меньшее значение для рассеянной низкочастотной моды колебаний в панелях. Крепление демпфирующих средств по кромкам панели целесообразно, так как ее указанный листовой материал целиком заключается в рамку, хотя их углы часто могут быть относительно свободными, например для увеличения диапазона более низких частот. Крепление может выполняться с помощью адгезива или с помощью материалов, обладающих свойством самосклеивания. Другие виды демпфирования, особенно для более тонких эффектов и/или средних и высоких частот могут достигаться с помощью подходящей массы или масс, закрепляемых на листовом материале в заранее определенных вычисленных местоположениях указанного пространства.

Акустическая панель, описанная выше, работает в двух направлениях. Звуковая энергия, исходящая сзади, не имеет сильной фазовой зависимости от звуковой энергии, исходящей спереди. Поэтому есть выгода, заключающаяся в общем суммировании акустической мощности в помещении, получении звуковой энергии с равномерным распределением частот, снижении эффекта отраженной и стоячей волны, и преимущество, заключающееся в прекрасном воспроизведении естественного пространства и окружения в воспроизводимых звукозаписях.

Так как излучение из акустической панели в значительной степени не направленное, процент информации, зависящий от фазы, увеличивается в сторону от оси. Чтобы улучшить фокусировку паразитного стереофонического эффекта, расположение динамиков, наподобие картин, на высоте стоящего человека дает преимущество умеренного смещения от оси для обычно си7 дящего слушателя, что оптимально улучшает стереофонический эффект. Подобно этому, треугольная левая/правая геометрическая форма относительно положения слушателя обеспечивает дополнительную угловую составляющую. Поэтому можно получить стерео хорошего качества.

Для группы слушателей есть еще дополнительное преимущество по сравнению с воспроизведением обычного динамика. Рассеянная природа звукового излучения, присущая акустической панели, дает уровень громкости звука, который не подчиняется закону обратных квадратов для расстояния источника, расположенного в эквивалентной точке. Так как спад интенсивности с расстоянием значительно меньше, чем это продиктовано законом обратных квадратов, следовательно, интенсивное поле панельного динамика обеспечивает превосходный, стереофонический эффект для слушателей, находящихся в невыгодных местах, по сравнению с возможностями обычных динамиков. Это происходит оттого, что слушатель, находящийся не в центре, не испытывает двойной проблемы из-за близости ближайшего динамика: во-первых, избыточного увеличения громкости ближайшего динамика, а во-вторых, соответственно, снижения громкости более удаленного динамика.

Преимущество также заключается в том, что динамик представляет собой плоскую, легкую панель привлекательного вида, со звуком хорошего качества, где требуется только один преобразователь и никакого кроссовера для разделения спектра звукового сигнала для обеспечения полного диапазона звучания от каждой диафрагмы панели.

Фиг. 3 изображает упаковку, включающую динамик из фиг. 1 и 2. Как показано на фиг. 3, упаковка имеет вид коробки 111 с шарнирно установленной крышкой 139, причем коробка или, по меньшей мере, часть ее выполнена составной, содержащей сердцевину, выполненную из пенопласта и заключенную между листами крафт-картона для образования панели как показано на фиг. 2а,б таким образом, что коробка содержит жесткий, легкий источник распределенного акустического излучения, как описано со ссылками на фиг. 1 и 2 (а, b).

В данном случае, задняя панель 140 коробки используется для образования динамика 81 источника распределенного акустического излучения, хотя любая из панелей, образующая стороны коробки, годится для этого, при условии, если она сконструирована соответствующим образом. Альтернативное размещение преобразователя 9 показано пунктирными линиями.

Как показано в фигуре 4 в качестве преобразователя использован пьезопреобразователь 9, который закреплен на внутренней поверхности задней панели 1 40 коробки и работает от узла 112 генератора звука/усилителя/батарейки, также установленного на задней панели. Узел 112 управляется переключателем, выполненным заодно с шарниром 53, с помощью которого крышка 1 39 крепится к коробке, вследствие чего генератор звука начинает работать, когда крышка поднимается.

В этом устройстве конец кромок панели 2 образуется углами коробки, так что не требуется дополнительной рамки 1 или подвески 3 такого типа, какой показан в фиг. 1 и 2.

Следует понимать, что упаковка не обязательно должна быть такой формы, какая показана в чертеже и может, например, иметь такую форму, которую требует содержание. Таким образом, упаковка может иметь форму, охватывающую компакт-диск или ему подобный, и может быть устроена так, чтобы обеспечить звуковую предварительную настройку содержания компакт-диска, или так, чтобы обеспечить другую относящуюся к нему информацию. В качестве другого примера, упаковка может образовывать музыкальный ящик. В качестве следующего примера, упаковка может быть так устроена, чтобы давать звуковые инструкции, касающиеся содержания.

Фиг. 4 изображает преобразователь 9 для панели 2 распределенного акустического излучения в виде кристаллического дискообразного пьезоэлемента 27, работающего на изгиб, установленного на диске 118, например из латуни, который приклеен к поверхности панели 2, например адгезионной связью 20. При работе акустический сигнал, подаваемый на преобразователь 9 через выводы 28, заставляет пьезодиск 27 изгибаться и вызывать таким образом местную упругую деформацию панели 2, чтобы посылать изгибные волны в панель.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Упаковка, содержащая компонент, образующий часть упаковки, отличающаяся тем, что компонент представляет собой акустический излучатель распределенного режима, на котором установлен преобразователь, возбуждающий в упомянутом излучателе изгибные колебания, которые, вызывая в излучателе резонанс, обеспечивают выработку звукового сигнала.
2. 2. Упаковка по п. 1 , отличающаяся тем, что излучатель имеет ячеистый сердечник, заключенный между двумя внешними слоями оболочки.
3. 3. Упаковка по п.2, отличающаяся тем, что сердечник выполнен из пенопласта, а внешние слои являются листами крафт-картона.
4. 4. Упаковка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что преобразователь является пьезоэлектрическим изгибным элементом.
5. 5. Упаковка по любому из пп. 1 -4, отличающаяся тем, что акустический излучатель образует одну из сторон упаковки.
6. 6. Упаковка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что содержит средство для включения преобразователя.
7. 7. Упаковка по п.6, отличающаяся тем, что содержит средство для включения преобразователя в работу при открытии или закрытии упаковки.
8. 8. Упаковка по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что содержит средство для генерирования сигнала, который управляет работой преобразователя.

   9_Ч 7 X * ,_£А У \\