揚(yáng)聲器的制造方法
【專利說明】揚(yáng)聲器
[0001]本申請(qǐng)涉及一種揚(yáng)聲器，具體涉及一種揚(yáng)聲器的構(gòu)型。
[0002]揚(yáng)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?qū)α⒌穆曇舳糯蠡驕p小周圍環(huán)境的聲音，或通過加強(qiáng)或吸收聲波主動(dòng)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(yáng)聲器能夠運(yùn)行所需要的組件是公知的。揚(yáng)聲器聲學(xué)組件全部被保持在框架內(nèi)。為了運(yùn)行，揚(yáng)聲器需要可活動(dòng)錐體或振動(dòng)膜，當(dāng)該錐體活動(dòng)時(shí)，該可活動(dòng)錐體或振動(dòng)膜在環(huán)境空氣中引起壓力波。錐體的活動(dòng)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(chǎng)中。當(dāng)交流電通過線圈時(shí)，產(chǎn)生使音圈形成器運(yùn)動(dòng)的作用力，音圈形成器相對(duì)于磁鐵自由運(yùn)動(dòng)。這引起音圈形成器在磁場(chǎng)內(nèi)前后運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引起音圈振動(dòng)。為了保證音圈振動(dòng)時(shí)音圈被保持在磁場(chǎng)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(yáng)聲器沒使用時(shí)，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(dòng)時(shí)提供朝向該中性位置的回復(fù)力。為提供所需的懸掛作用和作用力，星形輪還連接于揚(yáng)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(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)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(jī)械連接附連到框架。
[0004]揚(yáng)聲器的制造可以通過單個(gè)構(gòu)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(xué)組件之間的連接需要是質(zhì)量足夠的，否則揚(yáng)聲器將出故障。揚(yáng)聲器具有需要相互連接的復(fù)雜和精細(xì)部件。例如，錐體通常由精細(xì)材料制成并需要連接到音圈以允許揚(yáng)聲器運(yùn)行。另一個(gè)例子是星形輪，其習(xí)慣上定位在揚(yáng)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(yáng)聲器各組件之間適當(dāng)?shù)乇舜诉B接，在揚(yáng)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(yáng)聲器的各部件進(jìn)行連接是復(fù)雜的工作。如果不注意，揚(yáng)聲器各部件可能會(huì)被損壞，以及如果在進(jìn)行連接各部件的工作時(shí)手太重或太用力，該連接將是質(zhì)量差的并且將不能抵抗揚(yáng)聲器的正常使用。因此，當(dāng)連接各部件時(shí)需要特別注意，這是因?yàn)椴考ǔＪ菑?fù)雜的和難接近的。
[0005]由于各部件的復(fù)雜性以及在揚(yáng)聲器各部件之間形成良好連接的重要性，需要嚴(yán)格的質(zhì)量檢查來保證揚(yáng)聲器不出故障。制造期間所需的檢查和注意是昂貴的，因?yàn)闀?huì)減慢揚(yáng)聲器的生產(chǎn)。然而，不在整個(gè)制造期間進(jìn)行檢測(cè)和注意，大量的揚(yáng)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(yáng)聲器，其聲學(xué)組件納入一個(gè)細(xì)長的頸部區(qū)域。這允許容易地接近各聲學(xué)組件，從而使得組件容易被相互固定。由于揚(yáng)聲器各部件之間的連接將更好，這導(dǎo)致?lián)P聲器各組件之間的連接更強(qiáng)和更耐久，以及因此揚(yáng)聲器更能抵抗惡劣條件。
[0007]揚(yáng)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(dòng)機(jī)噪音。為了在這些情形下實(shí)現(xiàn)有源聲控，揚(yáng)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(yáng)聲器常常出故障。這是因?yàn)槲矚庀到y(tǒng)包含大量的化學(xué)物質(zhì)，諸如尾氣中的氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)，尤其是在使用時(shí)。除了存在化學(xué)物質(zhì)，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(dòng)機(jī)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(xué)物質(zhì)單獨(dú)或結(jié)合都能引起傳統(tǒng)的粘合劑失效。如果揚(yáng)聲器的粘合劑失效，由于聲學(xué)組件之間將不再具有穩(wěn)定連接，揚(yáng)聲器將不再正確運(yùn)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(yáng)聲器放置得離發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能遠(yuǎn)。這將揚(yáng)聲器定位在尾氣系統(tǒng)中溫度最低和化學(xué)物質(zhì)最稀薄的地方。然而，由于尾氣系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的尾氣煙氣產(chǎn)生的壓力波因?yàn)榕c發(fā)動(dòng)機(jī)的距離增加而衰減，這意味著需要更多的電力來給揚(yáng)聲器供電。
[0008]為了提高揚(yáng)聲器抵抗高運(yùn)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(xué)膠水)來替代在汽車尾氣系統(tǒng)的高運(yùn)行溫度下會(huì)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(xué)物質(zhì)含量。這些環(huán)氧樹脂或化學(xué)膠水昂貴且難以施加。為了固化這些環(huán)氧樹脂和化學(xué)膠水，這些膠水通常需要烘烤。對(duì)于這些需要烘烤固化的膠水，如果沒有烘烤，當(dāng)該膠水自然冷卻時(shí)，其是脆的且不能抵抗揚(yáng)聲器內(nèi)的運(yùn)行作用力。因此，即使固化工藝是成功的，此類揚(yáng)聲器的運(yùn)行溫度將非常接近該膠水的運(yùn)行溫度。因此，任何內(nèi)置這種膠水的揚(yáng)聲器將不可靠運(yùn)行。
[0009]將聲學(xué)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(jī)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(yáng)聲器組件通過純機(jī)械裝置來連接。然而，由于該機(jī)械方案要求聲學(xué)組件的機(jī)械性能不會(huì)隨溫度變化而改變，因此這限制了可能用于揚(yáng)聲器的聲學(xué)組件的材料。所用的材料還需要足夠強(qiáng)，從而不會(huì)由于材料的運(yùn)動(dòng)或磨損而釋放彎曲接縫。
[0010]在us 5699439中公開了一種將揚(yáng)聲器的聲學(xué)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(xué)組件結(jié)合在一起。然而，對(duì)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(shí)組件不相互接觸，則需要將絕緣件添加到揚(yáng)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(fù)雜和困難。用來連接材料的工藝限制了可以用于聲學(xué)組件的材料，因?yàn)椴牧媳仨毷强捎贸暡ê附拥?。如果材料受到限制，揚(yáng)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(jī)械方案或US 5699439中公開的超聲波焊接，因?yàn)樵谥圃爝^程期間需要不同的工藝，用于揚(yáng)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(jī)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(yáng)聲器，該揚(yáng)聲器具有通過焊料連接的一些或所有的主要聲學(xué)組件。這允許在聲學(xué)組件之間建立機(jī)械固定，從而允許揚(yáng)聲器在高運(yùn)行溫度下運(yùn)行。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，當(dāng)聲學(xué)組件被納入細(xì)長頸部區(qū)域時(shí)，這使得揚(yáng)聲器特別適于利用焊料將聲學(xué)組件固定在一起。這是因?yàn)榧?xì)長頸部區(qū)域提供改善的進(jìn)入合適位置來連接聲學(xué)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(yáng)聲器錐體，該錐體具有中心孔和錐體領(lǐng)圈件，所述錐體領(lǐng)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(lǐng)圈件，所述領(lǐng)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(gè)所述錐體和所述星形輪的所述領(lǐng)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(xì)長頸部區(qū)域。
[0015]所述錐體領(lǐng)圈件(所述錐體的領(lǐng)圈件)的所述細(xì)長頸部區(qū)域、所述星形輪領(lǐng)圈件(所述星形輪的領(lǐng)圈件)以及所述音圈形成器允許容易地接近所述聲學(xué)組件(音圈形成器、星形輪以及錐體)，從而提高將所述聲學(xué)組件連接在一起的能力。這允許用來連接聲學(xué)組件的產(chǎn)品被施加在一個(gè)位置，該位置是可以從揚(yáng)聲器的外部進(jìn)入的，從而使得連接過程迅速高效。這導(dǎo)致較低的生產(chǎn)成本并使得各聲學(xué)組件之間形成高質(zhì)量的連接，以及因此該連接將更可靠和長久。這是因?yàn)樾枰墓ぞ吆褪炙噷⒏粡?fù)雜。除此之外，聲學(xué)組件和/或揚(yáng)聲器的其它部件受到損壞的風(fēng)險(xiǎn)得到降低，從而能夠更好地控制連接過程，這是因?yàn)橛捎趽P(yáng)聲器的其它部件不太可能被損壞從而很少需要考慮。
[0016]細(xì)長頸部區(qū)域的同心幾何形狀允許聲學(xué)組件裝配在一起而沒有損壞每一個(gè)部件的風(fēng)險(xiǎn)。因此，揚(yáng)聲器可以通過機(jī)器裝配，從而允許揚(yáng)聲器在生產(chǎn)線上構(gòu)造從而允許大規(guī)模生產(chǎn)。這還具有改善進(jìn)入聲學(xué)組件上的可連接位置的優(yōu)點(diǎn)。
[0017]揚(yáng)聲器的星形輪和錐體可以通過焊料接縫機(jī)械連接到音圈形成器，所述焊料配置成在最高焊料熔點(diǎn)的運(yùn)行溫度維持機(jī)械連接。
[0018]使用焊料連接聲學(xué)組件允許在聲學(xué)組件之間存在機(jī)械連接，聲學(xué)組件將保持接觸并且在高運(yùn)行溫度下(諸如車輛尾氣系統(tǒng)的運(yùn)行溫度)不會(huì)出故障，從而使得揚(yáng)聲器更可靠，這是因?yàn)榭梢允褂眠@種焊料，其具有比將揚(yáng)聲器組件保持在一起的常規(guī)方式更高的熔點(diǎn)。這允許揚(yáng)聲器使用機(jī)械接縫(即膠水/粘合劑自由連接)。
[0019]當(dāng)在車輛尾氣系統(tǒng)內(nèi)使用時(shí)，使用焊料連接揚(yáng)聲器組件存在另外的優(yōu)點(diǎn)。在車輛尾氣系統(tǒng)的有源聲控應(yīng)用中，這種具有通過焊料連接的聲學(xué)