揚聲器的制造方法
【專利說明】揚聲器
[0001]本申請涉及一種揚聲器，具體涉及一種揚聲器的構型。
[0002]揚聲器用來產(chǎn)生和調(diào)節(jié)聲音。它們用于許多需要傳送聲音的情形，但是也通過產(chǎn)生與周圍的聲音相匹配或對立的聲音而放大或減小周圍環(huán)境的聲音，或通過加強或吸收聲波主動將聲波控制在封閉環(huán)境中而放大或減小周圍環(huán)境的聲音。
[0003]揚聲器能夠運行所需要的組件是公知的。揚聲器聲學組件全部被保持在框架內(nèi)。為了運行，揚聲器需要可活動錐體或振動膜，當該錐體活動時，該可活動錐體或振動膜在環(huán)境空氣中引起壓力波。錐體的活動通過連接到音圈形成器的連接件產(chǎn)生。音圈形成器通常是圓筒體，該圓筒體具有音圈(線圈)，音圈包裹在音圈形成器的一部分上。音圈形成器中音圈包裹的這部分保持在磁場中。當交流電通過線圈時，產(chǎn)生使音圈形成器運動的作用力，音圈形成器相對于磁鐵自由運動。這引起音圈形成器在磁場內(nèi)前后運動，進而引起音圈振動。為了保證音圈振動時音圈被保持在磁場中，音圈形成器附連到星形輪(spider)。星形輪通常是柔性盤件，在揚聲器沒使用時，該柔性盤件將音圈形成器懸掛于中性或平衡位置，并在音圈振動時提供朝向該中性位置的回復力。為提供所需的懸掛作用和作用力，星形輪還連接于揚聲器的框架。星形輪還起到保證音圈形成器僅僅在音圈的長度方向進行軸向運動的作用。錐體及星形輪通常通過粘合劑(諸如膠水)附連到音圈形成器并通過機械連接附連到框架。
[0004]揚聲器的制造可以通過單個構造或通過大批量生產(chǎn)，諸如在生產(chǎn)線上大批量生產(chǎn)。聲學組件之間的連接需要是質量足夠的，否則揚聲器將出故障。揚聲器具有需要相互連接的復雜和精細部件。例如，錐體通常由精細材料制成并需要連接到音圈以允許揚聲器運行。另一個例子是星形輪，其習慣上定位在揚聲器的錐體下方。這也需要連接到音圈。如果不連接到音圈，星形輪將不能執(zhí)行其功能。為了保證揚聲器各組件之間適當?shù)乇舜诉B接，在揚聲器的制造期間需要格外注意。由于各部件的相互位置以及脆弱性，將揚聲器的各部件進行連接是復雜的工作。如果不注意，揚聲器各部件可能會被損壞，以及如果在進行連接各部件的工作時手太重或太用力，該連接將是質量差的并且將不能抵抗揚聲器的正常使用。因此，當連接各部件時需要特別注意，這是因為部件通常是復雜的和難接近的。
[0005]由于各部件的復雜性以及在揚聲器各部件之間形成良好連接的重要性，需要嚴格的質量檢查來保證揚聲器不出故障。制造期間所需的檢查和注意是昂貴的，因為會減慢揚聲器的生產(chǎn)。然而，不在整個制造期間進行檢測和注意，大量的揚聲器將出故障并且該生產(chǎn)將是不可行的。
[0006]因此，在其最一般的情況下，本發(fā)明的第一方面提出一種揚聲器，其聲學組件納入一個細長的頸部區(qū)域。這允許容易地接近各聲學組件，從而使得組件容易被相互固定。由于揚聲器各部件之間的連接將更好，這導致?lián)P聲器各組件之間的連接更強和更耐久，以及因此揚聲器更能抵抗惡劣條件。
[0007]揚聲器可以用于有源聲控系統(tǒng)，諸如在車輛中用來調(diào)制、放大或縮小排氣和發(fā)動機噪音。為了在這些情形下實現(xiàn)有源聲控，揚聲器被放置在車輛尾氣系統(tǒng)中。然而，在車輛的有源聲控中使用的揚聲器常常出故障。這是因為尾氣系統(tǒng)包含大量的化學物質，諸如尾氣中的氣態(tài)化學物質，尤其是在使用時。除了存在化學物質，車輛在使用中尾氣系統(tǒng)的溫度升高。尾氣系統(tǒng)的溫度隨著與發(fā)動機尾氣出口的距離減小而迅速升高。尾氣系統(tǒng)中的熱量和化學物質單獨或結合都能引起傳統(tǒng)的粘合劑失效。如果揚聲器的粘合劑失效，由于聲學組件之間將不再具有穩(wěn)定連接，揚聲器將不再正確運行。粘合劑失效可能是由于粘合劑被擊穿或溫度升高到粘合劑的工作溫度以上。為了降低粘合劑失效的可能性，用于有源聲控的揚聲器放置得離發(fā)動機盡可能遠。這將揚聲器定位在尾氣系統(tǒng)中溫度最低和化學物質最稀薄的地方。然而，由于尾氣系統(tǒng)中發(fā)動機輸出的尾氣煙氣產(chǎn)生的壓力波因為與發(fā)動機的距離增加而衰減，這意味著需要更多的電力來給揚聲器供電。
[0008]為了提高揚聲器抵抗高運行溫度的能力，已知的是使用具有高固化溫度的膠水(諸如環(huán)氧樹脂膠或其他化學膠水)來替代在汽車尾氣系統(tǒng)的高運行溫度下會失效的傳統(tǒng)粘合劑。這些膠水還比傳統(tǒng)膠水能更好地抵抗汽車尾氣系統(tǒng)中升高的化學物質含量。這些環(huán)氧樹脂或化學膠水昂貴且難以施加。為了固化這些環(huán)氧樹脂和化學膠水，這些膠水通常需要烘烤。對于這些需要烘烤固化的膠水，如果沒有烘烤，當該膠水自然冷卻時，其是脆的且不能抵抗揚聲器內(nèi)的運行作用力。因此，即使固化工藝是成功的，此類揚聲器的運行溫度將非常接近該膠水的運行溫度。因此，任何內(nèi)置這種膠水的揚聲器將不可靠運行。
[0009]將聲學組件連接在一起的其它方法也是已知的。例如，US5581624中討論的機械方案。其公開了一種在隔膜和音圈支撐件之間的彎曲連接，以允許揚聲器組件通過純機械裝置來連接。然而，由于該機械方案要求聲學組件的機械性能不會隨溫度變化而改變，因此這限制了可能用于揚聲器的聲學組件的材料。所用的材料還需要足夠強，從而不會由于材料的運動或磨損而釋放彎曲接縫。
[0010]在us 5699439中公開了一種將揚聲器的聲學組件連接在一起的備選方法。其公開了使用超聲波焊接將聲學組件結合在一起。然而，對于超聲波焊接，組件需要相互接觸而使得其能焊接在一起。這需要將制造公差保持在最小水平。這增加了制造成本，并且如果安裝時組件不相互接觸，則需要將絕緣件添加到揚聲器使得所有零件可以被束縛在一起。這使得制造過程更加復雜和困難。用來連接材料的工藝限制了可以用于聲學組件的材料，因為材料必須是可用超聲波焊接的。如果材料受到限制，揚聲器可能不能由給予每一組件最佳功能的所需材料制成。
[0011]為使用US5581624公開的機械方案或US 5699439中公開的超聲波焊接，因為在制造過程期間需要不同的工藝，用于揚聲器大規(guī)模生產(chǎn)的制造安裝和生產(chǎn)線必須與使用粘合劑的傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)顯著不同。這使得工藝昂貴并且需要生產(chǎn)商顯著改變其機器。
[0012]因此，作為替代或附加的第二方面，在其最一般的情況下，本發(fā)明提出一種揚聲器，該揚聲器具有通過焊料連接的一些或所有的主要聲學組件。這允許在聲學組件之間建立機械固定，從而允許揚聲器在高運行溫度下運行。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，當聲學組件被納入細長頸部區(qū)域時，這使得揚聲器特別適于利用焊料將聲學組件固定在一起。這是因為細長頸部區(qū)域提供改善的進入合適位置來連接聲學組件的入口。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，可以提供一種揚聲器錐體，該錐體具有中心孔和錐體領圈件，所述錐體領圈件從所述錐體的所述中心孔的周部豎立;星形輪，所述星形輪具有中心孔和領圈件，所述領圈件從所述星形輪的所述中心孔的周部豎立；以及音圈形成器，其中每一個所述錐體和所述星形輪的所述領圈件環(huán)繞所述音圈形成器的端部區(qū)域同心定位，從而形成細長頸部區(qū)域。
[0015]所述錐體領圈件(所述錐體的領圈件)的所述細長頸部區(qū)域、所述星形輪領圈件(所述星形輪的領圈件)以及所述音圈形成器允許容易地接近所述聲學組件(音圈形成器、星形輪以及錐體)，從而提高將所述聲學組件連接在一起的能力。這允許用來連接聲學組件的產(chǎn)品被施加在一個位置，該位置是可以從揚聲器的外部進入的，從而使得連接過程迅速高效。這導致較低的生產(chǎn)成本并使得各聲學組件之間形成高質量的連接，以及因此該連接將更可靠和長久。這是因為需要的工具和手藝將更不復雜。除此之外，聲學組件和/或揚聲器的其它部件受到損壞的風險得到降低，從而能夠更好地控制連接過程，這是因為由于揚聲器的其它部件不太可能被損壞從而很少需要考慮。
[0016]細長頸部區(qū)域的同心幾何形狀允許聲學組件裝配在一起而沒有損壞每一個部件的風險。因此，揚聲器可以通過機器裝配，從而允許揚聲器在生產(chǎn)線上構造從而允許大規(guī)模生產(chǎn)。這還具有改善進入聲學組件上的可連接位置的優(yōu)點。
[0017]揚聲器的星形輪和錐體可以通過焊料接縫機械連接到音圈形成器，所述焊料配置成在最高焊料熔點的運行溫度維持機械連接。
[0018]使用焊料連接聲學組件允許在聲學組件之間存在機械連接，聲學組件將保持接觸并且在高運行溫度下(諸如車輛尾氣系統(tǒng)的運行溫度)不會出故障，從而使得揚聲器更可靠，這是因為可以使用這種焊料，其具有比將揚聲器組件保持在一起的常規(guī)方式更高的熔點。這允許揚聲器使用機械接縫(即膠水/粘合劑自由連接)。
[0019]當在車輛尾氣系統(tǒng)內(nèi)使用時，使用焊料連接揚聲器組件存在另外的優(yōu)點。在車輛尾氣系統(tǒng)的有源聲控應用中，這種具有通過焊料連接的聲學