CN105594229B - 扬声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扬声器1，包括锥体20、星形轮30以及音圈形成器40，锥体具有中心孔和锥体领圈件28，领圈件28从锥体的中心孔26的周部竖立，星形轮具有中心孔36和领圈件38，该领圈件38从星形轮的中心孔的周部竖立。每一个锥体和星形轮的领圈件环绕音圈形成器的端部区域定位，从而形成细长颈部区域12。利用细长颈部区域允许更容易地连接锥体、星形轮以及音圈形成器，从而形成更可靠和耐久的连接。

Description

扬声器

本申请涉及一种扬声器，具体涉及一种扬声器的构型。

扬声器用来产生和调节声音。它们用于许多需要传送声音的情形，但是也通过产生与周围的声音相匹配或对立的声音而放大或减小周围环境的声音，或通过加强或吸收声波主动将声波控制在封闭环境中而放大或减小周围环境的声音。

扬声器能够运行所需要的组件是公知的。扬声器声学组件全部被保持在框架内。为了运行，扬声器需要可活动锥体或振动膜，当该锥体活动时，该可活动锥体或振动膜在环境空气中引起压力波。锥体的活动通过连接到音圈形成器的连接件产生。音圈形成器通常是圆筒体，该圆筒体具有音圈(线圈)，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这部分保持在磁场中。当交流电通过线圈时，产生使音圈形成器运动的作用力，音圈形成器相对于磁铁自由运动。这引起音圈形成器在磁场内前后运动，进而引起音圈振动。为了保证音圈振动时音圈被保持在磁场中，音圈形成器附连到星形轮(spider)。星形轮通常是柔性盘件，在扬声器没使用时，该柔性盘件将音圈形成器悬挂于中性或平衡位置，并在音圈振动时提供朝向该中性位置的回复力。为提供所需的悬挂作用和作用力，星形轮还连接于扬声器的框架。星形轮还起到保证音圈形成器仅仅在音圈的长度方向进行轴向运动的作用。锥体及星形轮通常通过粘合剂 (诸如胶水)附连到音圈形成器并通过机械连接附连到框架。

扬声器的制造可以通过单个构造或通过大批量生产，诸如在生产线上大批量生产。声学组件之间的连接需要是质量足够的，否则扬声器将出故障。扬声器具有需要相互连接的复杂和精细部件。例如，锥体通常由精细材料制成并需要连接到音圈以允许扬声器运行。另一个例子是星形轮，其习惯上定位在扬声器的锥体下方。这也需要连接到音圈。如果不连接到音圈，星形轮将不能执行其功能。为了保证扬声器各组件之间适当地彼此连接，在扬声器的制造期间需要格外注意。由于各部件的相互位置以及脆弱性，将扬声器的各部件进行连接是复杂的工作。如果不注意，扬声器各部件可能会被损坏，以及如果在进行连接各部件的工作时手太重或太用力，该连接将是质量差的并且将不能抵抗扬声器的正常使用。因此，当连接各部件时需要特别注意，这是因为部件通常是复杂的和难接近的。

由于各部件的复杂性以及在扬声器各部件之间形成良好连接的重要性，需要严格的质量检查来保证扬声器不出故障。制造期间所需的检查和注意是昂贵的，因为会减慢扬声器的生产。然而，不在整个制造期间进行检测和注意，大量的扬声器将出故障并且该生产将是不可行的。

因此，在其最一般的情况下，本发明的第一方面提出一种扬声器，其声学组件纳入一个细长的颈部区域。这允许容易地接近各声学组件，从而使得组件容易被相互固定。由于扬声器各部件之间的连接将更好，这导致扬声器各组件之间的连接更强和更耐久，以及因此扬声器更能抵抗恶劣条件。

扬声器可以用于有源声控系统，诸如在车辆中用来调制、放大或缩小排气和发动机噪音。为了在这些情形下实现有源声控，扬声器被放置在车辆尾气系统中。然而，在车辆的有源声控中使用的扬声器常常出故障。这是因为尾气系统包含大量的化学物质，诸如尾气中的气态化学物质，尤其是在使用时。除了存在化学物质，车辆在使用中尾气系统的温度升高。尾气系统的温度随着与发动机尾气出口的距离减小而迅速升高。尾气系统中的热量和化学物质单独或结合都能引起传统的粘合剂失效。如果扬声器的粘合剂失效，由于声学组件之间将不再具有稳定连接，扬声器将不再正确运行。粘合剂失效可能是由于粘合剂被击穿或温度升高到粘合剂的工作温度以上。为了降低粘合剂失效的可能性，用于有源声控的扬声器放置得离发动机尽可能远。这将扬声器定位在尾气系统中温度最低和化学物质最稀薄的地方。然而，由于尾气系统中发动机输出的尾气烟气产生的压力波因为与发动机的距离增加而衰减，这意味着需要更多的电力来给扬声器供电。

为了提高扬声器抵抗高运行温度的能力，已知的是使用具有高固化温度的胶水(诸如环氧树脂胶或其他化学胶水)来替代在汽车尾气系统的高运行温度下会失效的传统粘合剂。这些胶水还比传统胶水能更好地抵抗汽车尾气系统中升高的化学物质含量。这些环氧树脂或化学胶水昂贵且难以施加。为了固化这些环氧树脂和化学胶水，这些胶水通常需要烘烤。对于这些需要烘烤固化的胶水，如果没有烘烤，当该胶水自然冷却时，其是脆的且不能抵抗扬声器内的运行作用力。因此，即使固化工艺是成功的，此类扬声器的运行温度将非常接近该胶水的运行温度。因此，任何内置这种胶水的扬声器将不可靠运行。

将声学组件连接在一起的其它方法也是已知的。例如，US 5581624中讨论的机械方案。其公开了一种在隔膜和音圈支撑件之间的弯曲连接，以允许扬声器组件通过纯机械装置来连接。然而，由于该机械方案要求声学组件的机械性能不会随温度变化而改变，因此这限制了可能用于扬声器的声学组件的材料。所用的材料还需要足够强，从而不会由于材料的运动或磨损而释放弯曲接缝。

在US 5699439中公开了一种将扬声器的声学组件连接在一起的备选方法。其公开了使用超声波焊接将声学组件结合在一起。然而，对于超声波焊接，组件需要相互接触而使得其能焊接在一起。这需要将制造公差保持在最小水平。这增加了制造成本，并且如果安装时组件不相互接触，则需要将绝缘件添加到扬声器使得所有零件可以被束缚在一起。这使得制造过程更加复杂和困难。用来连接材料的工艺限制了可以用于声学组件的材料，因为材料必须是可用超声波焊接的。如果材料受到限制，扬声器可能不能由给予每一组件最佳功能的所需材料制成。

为使用US 5581624公开的机械方案或US 5699439中公开的超声波焊接，因为在制造过程期间需要不同的工艺，用于扬声器大规模生产的制造安装和生产线必须与使用粘合剂的传统的大规模生产显著不同。这使得工艺昂贵并且需要生产商显著改变其机器。

因此，作为替代或附加的第二方面，在其最一般的情况下，本发明提出一种扬声器，该扬声器具有通过焊料连接的一些或所有的主要声学组件。这允许在声学组件之间建立机械固定，从而允许扬声器在高运行温度下运行。

根据本发明的第一方面，当声学组件被纳入细长颈部区域时，这使得扬声器特别适于利用焊料将声学组件固定在一起。这是因为细长颈部区域提供改善的进入合适位置来连接声学组件的入口。

根据本发明的第一方面，可以提供一种扬声器锥体，该锥体具有中心孔和锥体领圈件，所述锥体领圈件从所述锥体的所述中心孔的周部竖立；星形轮，所述星形轮具有中心孔和领圈件，所述领圈件从所述星形轮的所述中心孔的周部竖立；以及音圈形成器，其中每一个所述锥体和所述星形轮的所述领圈件环绕所述音圈形成器的端部区域同心定位，从而形成细长颈部区域。

所述锥体领圈件(所述锥体的领圈件)的所述细长颈部区域、所述星形轮领圈件(所述星形轮的领圈件)以及所述音圈形成器允许容易地接近所述声学组件(音圈形成器、星形轮以及锥体)，从而提高将所述声学组件连接在一起的能力。这允许用来连接声学组件的产品被施加在一个位置，该位置是可以从扬声器的外部进入的，从而使得连接过程迅速高效。这导致较低的生产成本并使得各声学组件之间形成高质量的连接，以及因此该连接将更可靠和长久。这是因为需要的工具和手艺将更不复杂。除此之外，声学组件和/或扬声器的其它部件受到损坏的风险得到降低，从而能够更好地控制连接过程，这是因为由于扬声器的其它部件不太可能被损坏从而很少需要考虑。

细长颈部区域的同心几何形状允许声学组件装配在一起而没有损坏每一个部件的风险。因此，扬声器可以通过机器装配，从而允许扬声器在生产线上构造从而允许大规模生产。这还具有改善进入声学组件上的可连接位置的优点。

扬声器的星形轮和锥体可以通过焊料接缝机械连接到音圈形成器，所述焊料配置成在最高焊料熔点的运行温度维持机械连接。

使用焊料连接声学组件允许在声学组件之间存在机械连接，声学组件将保持接触并且在高运行温度下(诸如车辆尾气系统的运行温度)不会出故障，从而使得扬声器更可靠，这是因为可以使用这种焊料，其具有比将扬声器组件保持在一起的常规方式更高的熔点。这允许扬声器使用机械接缝(即胶水/粘合剂自由连接)。

当在车辆尾气系统内使用时，使用焊料连接扬声器组件存在另外的优点。在车辆尾气系统的有源声控应用中，这种具有通过焊料连接的声学组件的扬声器可以放置于发动机附近。这减少了需要用来驱动扬声器的电量，从而减少有源声控系统抽取的功率，这进而提高车辆的燃油效率，并且允许降低尾气系统的尺寸和重量。

使用焊料作为接缝材料的材料还具有这优点，即局部热量可以施加到焊料从而允许其施加到扬声器组件。这是因为焊料在自身的局部加热下将熔化，从而降低对其它任何扬声器组件或扬声器组件整体产生不利影响的可能性。局部加热还允许焊料应用的精确性。

根据本发明的第二方面，可以提供一种扬声器，所述扬声器具有星形轮、锥体以及音圈形成器，所述星形轮、锥体以及音圈形成器每一个都通过焊料连接，而不需要扬声器具有细长颈部区域。这允许利用传统扬声器构型，同时允许使用焊料将组件连接在一起。这产生使用焊料的优点，即扬声器将能在比使用常规方式连接的扬声器更高的温度下运行。这将使得扬声器在汽车尾气系统内能够放置成更接近发动机，从而能降低扬声器消耗的电力。

本发明第二方面是本发明第一方面的备选方式或是本发明第一方面的补充。

作为另一种选择，两个声学组件可以是同心定位形成细长颈部区域，以及另一个部件可以以传统方式形成，其中星形轮、锥体和音圈形成器各自通过焊料连接。然而，相对于仅仅使用焊料将声学组件固定在一起但是没有细长颈部区域以及相对于仅仅具有两个声学组件同心布置以形成细长颈部区域，利用所有声学组件同心布置以形成细长颈部区域(其中声学组件通过焊料固定在一起) 是优选的。这是因为通过将锥体、星形轮和音圈形成器同心定位在细长颈部区域允许简单施用焊料。因此这将引起组件之间的焊料接缝更强和更可靠，以及生产步骤的数量将减少。此外，向声学组件施加焊料将更容易。使用声学组件之间的这种改善的焊料接缝，扬声器在高温下运行的能力将进一步得到提高，从而超过具有焊料接缝而没有细长颈部区域的情况。

焊料可以通过局部热处理熔化，从而提供可以施加到扬声器组件的熔融焊料源。焊料可以施加到声学组件来将每一个声学部件连接到声学组件之一。当所有声学组件以这种方式连接后，将会存在多个焊料接缝。

可选地，可以存在将所述锥体机械连接到所述星形轮以及所述音圈形成器的焊缝连接缝。通过单个焊料接缝连接所有声学组件具有仅仅需要向全部声学组件施加一次焊料的优点。这种使用单个焊料接缝减少了连接声学组件所需的时间，从而降低生产周期。具有单个焊料接缝还允许利用焊料浴向声学组件施加焊料。使用焊料浴将降低生产周期并进一步使得扬声器在能够生产线上制造并且是大规模生产系统，这是因为降低了人工输入的需要或不需要人工输入。

所述各声学组件(所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体)的至少一部分具有表面涂层，该表面涂层由与制造所述组件的材料不同的材料制成，其中所述表面涂层适于与焊料接触。所述涂层可以施加到所有材料或部分材料。例如，所述锥体可以仅有领圈件具有适于与焊料接触的表面涂层，而所述锥体的其余部分可以不需要使用表面涂层来进行涂层。所述声学组件的至少一个具有至少一部分，该部分具有适于与焊料接触的表面涂层，这允许扬声器的设计者不被限制在可用于声学组件的材料，因为可以使用非熔融材料。这是有益的，因为不同的材料具有不同的性能，该性能影响扬声器如何工作和反应。如果设计者不被限制在声学组件上使用熔融材料，设计者有能力选择最合适的材料用于扬声器的目的，而不需要考虑扬声器如何焊接在一起。

当所述锥体和/或所述星形轮和/或所述音圈形成器的至少一部分具有适于与焊料接触的物质的表面涂层时，所述表面涂层可以是金属线，该金属线缝合到所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体。可选地，缝合到所述声学组件的所述金属线可以是附加的所述表面涂层。所述金属线通过提供用于焊料结合的金属表面而提高了所述材料的可焊接性，并且在连接到正在焊接的组件时为焊料接触提供更大面积。

所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体由金属制成。由金属制成比由非金属制成允许部件在更高的温度下运行并抵挡暴露在尾气中的化学物质。这是因为，金属通常比非金属能更好耐受化学物质，并具有比非金属更高的熔点。具有金属组件比使用非金属材料允许扬声器应用在更恶劣的环境中。

为了改善声学组件和焊料之间的连接，所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体可以具有使用焊料预镀锡的区域。由于相对于组件中未使用预镀锡的区域，焊料更好和更容易地结合到预镀锡的区域，因此这将使得焊料接缝更强。

所述锥体的领圈件、所述星形轮的领圈件和/或所述音圈形成器的所述端部区域的至少一部分通过焊剂进行处理，所述焊剂在所述锥体、星形轮和音圈形成器分离时施加。这样的优点在于，其允许焊料流过表面的处理部分，从而形成焊料更多地覆盖，从而使得焊料接缝更强。使用焊剂允许焊料更均匀流过表面。不使用焊剂，焊料不会均匀流过表面，而是在表面上形成球粒或补片。与形成一个接缝相反，这降低了结合到表面的焊料量以及降低了整个焊缝的强度，因为在使用焊料时，由于每一个接缝约束的面积减小，因此形成的多个小接缝中的每一个都没有单个接缝牢固。然而，各种预镀锡材料的存在降低或克服了使用焊剂的必要。如果使用这种预镀锡材料，则这可以用来代替焊剂，因为这种材料产生与焊剂类似的效果。

所述锥体可以是插入成型的。这样的优点在于，所述锥体和将锥体连接到所述扬声器的框架的所述锥体的边缘可以形成单件式的。可选地，或着除了具有边缘的单件形式的锥体外，如果该锥体是插入成型，这里可能会有可焊接材料的纤维、丝或锉屑在成型工艺期间至少嵌入所述锥体的所述领圈件，从而提高锥体结合焊料的能力。

所述锥体可以由特氟龙(也称为聚四氟乙烯或PTFE)制成。这样的优点在于，特氟龙用在扬声器内具有优良的电气性能和优良的热性能。特氟龙是优良的电绝缘体，因此当其用于扬声器锥体中时，锥体在扬声器的电流水平下将不会导电。特氟龙熔点是327℃。这使得其是用于诸如车辆尾气系统中的合适材料。特氟龙也是非胶合，即胶水或粘合剂不能用来将特氟龙连接到另一块材料。

所述锥体可以由特氟龙制成以及所述音圈形成器和/或所述星形轮可以由金属制成。对于金属组件，其具有如上文所述的金属组件的优点，以及对于由特氟龙制成的锥体，具有上文陈述的特氟龙的优点。这种金属和特氟龙组件的组合具有这样的优点，即可以产生每一个组件的最佳热学性能和声学性能，同时还允许扬声器在高运行温度下运行。

根据本发明，还可以提供一种构造扬声器的方法，包括步骤：通过将锥体的领圈件和星形轮的领圈件环绕音圈形成器的端部区域安装从而形成细长颈部区域，将锥体、星形轮和音圈形成器装配成同心几何形状，所述锥体领圈件从所述锥体的中心孔的周部竖立，以及所述星形轮领圈件从所述星形轮的中心孔的周部竖立。

使用这种方法安装扬声器允许扬声器在自动化生产线上安装并大规模生产，这降低了生产周期和生产成本。因为声学组件能够用更少的步骤安装因此生产步骤的数量减少，从而能够节约时间和成本。除此之外，可以在单个步骤里连接组件。这进一步降低生产时间。这种连接还将是更强和更可靠的，因此质量检查可以减少从而减少生产成本，这是因为扬声器出故障的可能更小。

可以使用焊料将所述扬声器的所述音圈形成器、星形轮和锥体机械连接，以及其中所述焊料在最高焊料熔点的运行温度下维持所述机械连接。

使用焊料连接声学组件允许扬声器在生产线上生成，该生产线需要对以传统方法(诸如使用传统粘合剂)制造扬声器的生产线进行的改动最小。与将粘合剂施加到扬声器不同，可应用焊料(利用其将声学组件连接在一起并不是已知的)以取代生产线上的粘合剂。

当焊料被用来形成声学组件之间的机械连接时，所述制造扬声器的方法还可以包括将所述细长颈部区域浸入熔融焊料的焊料浴内；将所述细长颈部区域从所述熔融焊料浴内移除，其中通过允许焊料固化将所述细长颈部区域设置成粘结有焊料，从而在锥体、星形轮以及音圈形成器之间形成作为机械连接的焊料接缝。

因为扬声器在焊料是熔融形式时被浸入焊料内，焊料能够通过毛细作用进入音圈形成器、星形轮的领圈件以及锥体的领圈件之间由于制造公差而存在的间隙内。相比于不发生毛细作用，这允许与焊料有更强的结合，以及因此加强声学组件之间的机械连接。

每一个组件都存在制造公差。使用熔融焊料优于其他机械固定方法，这是因为其能够容纳材料及生产过程的制造公差。这是因为毛细效应使得熔融焊料能够注入声学组件之间的间隙内，并使得部件能够相对彼此在一个短的时间期间内运动，直到所述焊料由于冷却而固化。这意味着扬声器可以使用与利用胶水内置于扬声器内的方法类似的传统方式制造。这是有益的，因为本发明的优点可以在不对目前的生产线进行实质性改变的情况下实施，从而降低本发明的生产成本。

作为允许焊料固化的一种选择，例如允许其冷却，可能对焊料实施冷却，从而加快制造过程的速度。

所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体的至少一部分可以被处理成具有某种材料的表面涂层，该材料不同于制备所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体的材料，所述表面涂层适于与焊料接触。

如果所述声学组件的至少一部分具有表面涂层，所述表面涂层可以是金属线。所述金属线可以缝合到具有表面涂层的所述声学组件。

所述方法还可以包括对待焊接的所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体的一部分进行预镀锡的步骤。例如，这可以包括对所述星形轮的领圈件和/或所述锥体的领圈件进行预镀锡。

在所述锥体、星形轮和音圈形成器装配成同心几何形状之前，在每一个所述锥体的领圈件、所述星形轮的领圈件和/或所述音圈形成器的端部区域的至少一部分施加焊剂。在声学组件装配之前施加焊剂能够均匀地施加焊剂涂层。焊剂可以通过喷涂或将焊剂浸入正在施加焊剂的组件的表面上来施加。

焊料意思是常规的焊料。然而，其还可以包括熔点低于扬声器组件，具体地说，低于声学组件(音圈形成器、星形轮以及锥体)的熔点的任何金属或金属合金，但是，在熔化后，其还能维持熔融形式并在冷却后形成固体块。这样的焊料必须能够结合其他材料，并当以熔融状态施加到该材料并冷却后能够将至少两块材料保持在一起。该焊料还需要能够通过毛细作用进入材料之前的间隙内，以及适合于本文的陈述的要求。优选地，所述焊料具有至少160℃的熔点。更优选地，所述焊料具有位于160℃和500℃之间的熔点。更更优选地，所述焊料具有位于180℃和450℃之间的熔点。还是更有选地，所述焊料具有位于200℃和400℃之间的熔点。还是更更优选地，所述焊料具有位于220℃和350℃之间的熔点。最优选地，所述焊料具有位于250℃和300℃之间的熔点。使用熔点位于这个范围的焊料允许扬声器在高运行温度(诸如275℃)下运行。

一些焊料具有被称为融化范围的范围，高于该范围这些焊料就要融化。对具有融化范围的焊料适用于具有熔点的焊料相同的限制。

可以使用诸如银、银-锡合金或银-铅合金的焊料。其它可用的焊料可以是镍、锗、磷、银、锡和/或铅的任一种或两种或更多的合金以及其他的焊料的已知成分。

优选地，所使用的焊料不含铅。这是由于环境原因。然而，仍然可以使用含有铅的焊料。

优选地，接缝的失效温度(例如熔点)高于具有最低失效温度的扬声器组件的失效温度。对于扬声器组件，失效温度可以是组件的熔点或组件的燃烧点。这意味着，当选择使用哪种焊料时，可以考虑具有最低失效温度的组件的失效温度，从而允许所使用的焊料具有更高的熔点。

下文将结合附图详细描述本发明的一实施例，其中图1A示出本发明一实施例的锥体的剖视图；

图1B示出本发明一实施例的星形轮的剖视图；

图1C示出本发明一实施例的音圈形成器的剖视图；

图2示出施加焊料前本发明一实施例的剖视图；

图3示出施加焊料后本发明一实施例的剖视图；

图4示出连接到本发明一实施例的部分细长颈部区域上的焊料接缝放大剖视图；

图5示出施加焊料时本发明一实施例的旋转视图；

图6示出本发明另一实施例的剖视图；

图7示出本发明另一实施例的星形轮的平面图；

图8A示出在制造过程期间图7的实施例的剖视图；以及

图8B示出在制造过程不同阶段的图7的实施例的剖视图。

应注意到，附图不是按比例绘制。

下文参考图1A-6以及图8A和图8B讨论本发明的第一实施例。图7示出本发明的第二实施例的一部分。第一实施例包括扬声器，该扬声器具有声学组件(锥体、星形轮和音圈形成器)，这些声学组件布置在具有细长颈部区域的同心几何形状内。细长颈部区域将声学组件的端部收拢从而形成声学组件环，声学组件依次同心环绕布置。使用焊料将各部件固定在一起，从而在各组件之间形成机械连接。焊料形成焊料接缝，该焊料接缝能够抵抗汽车尾气系统内的运行温度。

也可以利用其它材料来连接声学组件而产生同样的效果，即，允许扬声器在高运行温度下起作用。这些材料可以是粘合剂，但是也可以是其它允许形成机械连接或形成胶水/粘合剂样连接的材料。对于允许形成机械连接的材料，这可以利用与使用焊料类似的方式实现。

可选地，可以使用传统粘合剂/胶水，这是由于存在进入合适位置来连接每一个声学组件的改善入口，由于细长颈部区域允许在各声学组件之间形成更牢固的接缝。因此，其将是具有更高质量的，因此这将降低连接缝的故障率。

现在参照图1A-4来讨论扬声器1的结构和构型。

图1A示出本发明一实施例的锥体20的剖视图。该锥体是传统扬声器锥体，由纸、塑料、金属或其它任何适于用作扬声器锥体的材料制成。锥体的侧面22从宽顶部24向锥体底座上的窄中心孔26逐渐减小。锥体具有领圈件28，领圈件28形成环绕孔的周部延伸的圆筒。领圈件在孔的周部竖立并从孔向扬声器的顶部平面延伸。锥体的顶部24附连到扬声器的框架(图未示)上。

图1B示出本发明一实施例的星形轮30的剖视图。星形轮是传统的扬声器星形轮并可以由任何适于用作扬声器星形轮的材料制成。星形轮具有盘件32，盘件32在外缘34附连到扬声器的框架(图未示)。盘件的中心存在孔36，使得盘件具有位于孔的周部的内缘。星形轮具有领圈件38，类似于锥体20的领圈件28，领圈件38从孔的周部竖立。在图1B所示的星形轮的实施例中，星形轮的盘件是具有中心孔的完整盘件。然而，该盘件还可以具有除了中心孔之外的孔，只要其能实现其悬挂音圈形成器和提供到达平衡位置的回复力的功能。

图1C示出本发明一实施例的音圈形成器40的剖视图。音圈形成器是圆筒体，其具有环绕在该圆筒体的一部分上的音圈(图未示)。

图2示出本发明一实施例的剖视图。在图2所示的扬声器1中，音圈形成器40的一部分安装于星形轮30的领圈件38内，领圈件38安装于锥体20的领圈件28内。将声学组件依次层叠安装形成一个具有同心几何形状的区域。该区域即细长颈部区域12。由于制造公差，各声学组件不接触。可能的是，声学组件的一些或全部也可以相互接触。当声学组件不接触时，在锥体的领圈件 28和星形轮的领圈件38之间将存在间隙14，以及在星形轮的领圈件38和音圈形成器之间将存在间隙16。如图5、8A和8B所示，具有声学组件依次环绕安装的细长颈部区域的同心几何形状允许细长颈部区域浸入焊料浴中，从而形成单个焊接固定将各声学组件保持在一起。

图3示出图2所示的本发明的实施例的剖视图，其具有环绕细长颈部区域 12的端部浇筑的焊料接缝50。在图3中，焊料形成环绕细长颈部区域的端部的环，从而形成密封细长颈部区域的端部的连续接缝。由于焊料结合每个组件，因此焊料将各声学组件保持在一起，从而通过包封细长颈部区域的端部在每个声学组件之间形成紧固。当焊料施加到扬声器时，焊料进入声学组件之间的间隙14和16内。由于与焊料未进入间隙相比，该焊料接触并连接到声学组件的更大表面积，因此，这强化了各组件自身之间以及整个焊料接缝的连接。

如图3所示，焊料接缝仅仅是锥体、星形轮和音圈形成器之间的机械连接。这减少了材料及部件的数量，并且生产简单，从而将成本维持在最低限度。将焊料作为声学组件之间唯一的机械连接使得生产过程仅仅是将焊料施加于扬声器上，而不需要额外的生产过程部件来施加粘合剂或连接扬声器各部件。

图4示出焊料接缝50的放大剖视图。接缝由焊料形成并具有一部分，该部分覆盖声学组件的端部和沿细长颈部区域的侧面延伸的侧部。焊料接缝还具有丝状体52，丝状体52在声学组件之间伸入间隙14和16内。当制造公差引起锥体20的领圈件28、星形轮30的领圈件38以及音圈形成器40之间存在间隙时，这保证每一个声学组件连接到焊料。丝状体通过毛细管作用(capillary action)将焊料吸入间隙形成。

现在参照图5讨论将焊料施加到声学组件的过程。

图5示出浸入焊料浴60中的扬声器1的声学组件20、30和40的剖视图。图5所示的视图可以绕轴线200旋转，从而使图5所示的截面产生360°旋转。焊料浴保持熔融焊料62。为了将焊料施加到颈部区域12，细长颈部区域被部分或全部放置于熔融焊料中。这允许焊料将细长颈部区域的位于熔融焊料中的部分封装，并引起焊料因毛细管作用而吸入各声学组件之间的间隙中。当细长颈部区域位于熔融焊料内足够长的时间后，将细长颈部区域移除以及允许焊料自然冷却或通过冷却工艺冷却。

为了将焊料施加到扬声器1，声学组件被装配成形成这样的同心几何形状，其中锥体20的领圈件28环绕星形轮30的领圈件38安装，领圈件38又环绕音圈形成器40安装。这形成细长颈部区域12。细长颈部区域从锥体的中心区域突出，靠近星形轮和锥体的中心孔26并朝向锥体的顶部24延伸。细长颈部区域的形状使得该细长颈部区域能够浸入与细长颈部区域有类似尺寸的焊料浴60中，而不会使任何其它部分接触或浸入焊料浴内。一种合适的形状的示例是圆筒状。然而，细长颈部区域可以是其它形状，该形状能够浸入焊料浴内而不需要声学组件或扬声器的其它部分也浸入焊料浴内。

一旦安装好后，细长颈部区域就部分或全部侵入保持在焊料浴60内的熔融焊料62中。熔融焊料将细长颈部区域的位于焊料浴内的部分封装。一旦处于焊料浴内，焊料就可以进入各声学组件之间的间隙内。如果间隙足够大从而允许熔融焊料在各组件之间流动，则熔融焊料可以流入各组件之间，或者如果间隙太小而熔融焊料不能在各组件之间流动，则熔融焊料通过毛细管作用拉入间隙。

当细长颈部区域12位于焊料浴60内适当时间长度后，其被从焊料浴内移除以及焊料62冷却形成焊料接缝50。

焊料接缝的形状由焊料的冷却作用和可能产生的任何表面张力的作用来决定。应用到图3和图4的焊料接缝的形状仅仅是说明性的，其不应被认为是对焊料接缝的形状的限定。

根据扬声器所需的设计和工艺需要，焊料接缝的形状可以做成适合扬声器需要的可选的几何形状。为了焊料接缝有效连接各声学组件，每一声学组件需要是以某种方式可焊接的。“可焊接”的意思是能够施加焊料并在焊料冷却后能够黏住材料。可焊接材料通常是金属。因此，扬声器1的声学组件可以是金属，诸如黄铜，铝或铜。然而，优选的是低密度和非磁性材料，因此，其它很多材料是适合的。

制造每一声学组件的材料由其本身的性质限定，例如材料的弹性如何是指多少张力能够被施加到该材料上。这对每一声学组件的工作有影响。例如，扬声器锥体通常由纸制成。扬声器星形轮也通常由纤维制成或基于纤维。可以很容易理解，这些材料不可能是可焊接的。当声学组件由非可焊接材料制成时，有许多方案能够将焊料施加到非可焊接组件上，从而该非可焊接组件可以连接到其它声学组件。非可焊接部件可以处理具有一表面，该表面改善焊料接触。此外，可以将金属线缝合到材料，从而改善材料的与焊料结合的性能。

为了辅助焊接工艺，细长颈部区域的焊料施加的部分(锥体20的领圈件 28部分、星形轮30的领圈件38部分以及音圈形成器40的部分)可以用焊料预镀锡。由于熔融焊料结合到预镀锡焊料比结合到材料容易，因此这允许焊料更容易结合每一声学组件。预镀锡还可以加强焊料进入各声学组件之间的毛细效应。在电子学领域中，预镀锡用来提高组件之间的焊料接缝的持久强度和质量是公知的。

现在参照图6来讨论包括框架和驱动部件在内的扬声器的结构。

图6示出扬声器1的实施例的剖视图，其示出安装到框架70和磁系80 的扬声器的声学组件(锥体20、星形轮30以及音圈形成器40)。磁系具有中部82，中部82形成扬声器1的背部，从中部82向锥体的顶部24延伸出一柱状件。磁系的外部84环绕柱状件的远离扬声器背部的端部定位。该外部形成环绕柱状件的端部的环，并由单个件或多个件制成。在外部和柱状件之间存在间隙，音圈形成器和音圈42安装于该间隙中。扬声器的框架坐落在磁系的外部，位于外部的远离扬声器背部的一侧。框架通过固定装置连接到磁系。

如图6所示，音圈形成器40具有音圈42，音圈42安装于音圈形成器的一端。音圈形成器通过星形轮30悬挂，星形轮将音圈保持在磁系的中部82的柱状件和外部84之间的间隙中。这将音圈悬挂在磁系80的磁场中。为了有效工作，音圈和磁系之间不接触。然而，仅当音圈位于磁系的磁场中时，扬声器 1将运行。通过抵抗电流流过音圈时产生的作用力，星形轮具有足够的弹性将音圈保持在磁系的磁场中。星形轮还悬挂音圈形成器，并在音圈形成器振荡时阻止其与扬声器的任意其他组件接触，或当音圈形成器不振荡时阻止其触碰扬声器的任意其他组件。

图6示出锥体20通过第一机械夹具72连接到框架70。为了确保当稳固连接到框架时锥体和框架之间的连接是有弹性的，有一边缘部分73，该边缘部分的内端部连接到锥体以及该边缘部分的外端部由第一机械夹具保持。第一机械夹具是框架的折叠或弯曲部分，该折叠或弯曲部分通过将边缘部分压紧在框架的主体上，从而保持该边缘部分。边缘部分由适合弯曲以引起锥体振动的材料制成。边缘部分的材料诸如可以是：耐高温橡胶、纺织织物或机织金属。

当边缘部分由耐高温橡胶、纺织织物或机织金属制成时，其可以通过缝合连接到锥体。可选地，边缘部分和锥体可以通过边缘部分的一体化连接。这可以通过单件材料形成锥体和边缘，或通过成型工艺在边缘和锥体之间形成连接来实现，然后形成单个几何形状的边缘和锥体的外周可以直接机械连接到框架。

由于是可成型的，由单件特氟龙(Teflon)(即聚四氟乙烯或PTFE)制成边缘和锥体也将是可能的，这将使得锥体和边缘在其能够形成单件时被给予它们期望的形状。利用特氟龙，将边缘和锥体通过插入成型以形成单件也是可能的。这将降低制造时间和制造成本并使得边缘和锥体能够高效大规模生产。

通过使用插入成型，可焊接材料的元件可以被加入成型工艺，从而使得这些元件能够嵌入特氟龙内并存在于最终的成型形式中。这可以通过在特氟龙加入模具前将元件放置于模具中实现，或通过在进入模具前或进入模具时将特氟龙和元件结合来实现。

例如，可焊接元件可以是可焊接的金属屑，从而使得其容易地焊接到特氟龙以及焊料更容易结合到特氟龙。这是因为，由于嵌入，许多元件将定位在特氟龙的表面或表面上并因此而暴露。还可能有许多元件保持在特氟龙内而未暴露到表面。然而，这将取决于用来将元件嵌入特氟龙的工艺。

当使用特氟龙锥体时，扬声器例如能够在275℃运行，而各组件或各组件之间的接缝不出出故障。当锥体和扬声器的其它部分未使用特氟龙时，扬声器在该温度运行也是可能的。

在图6中，星形轮30通过第二机械夹具74连接到框架。由于星形轮具有保持音圈形成器并在音圈形成器运动时将音圈形成器返回平衡位置的功能，它在音圈形成器运动时能够变形，因此不需要边缘部分来补偿星形轮的运动，所以不需要将边缘部分连接到星形轮。在机械夹具的备选连接装置中，星形轮可以缝合到框架。

图6所示的本发明的实施例具有防尘帽90，防尘帽90安装于细长颈部区域的端部上。防尘帽通过机械夹具保持到细长颈部区域。

防尘帽防止灰尘、颗粒和其他物质进入音圈形成器和磁系。

图7示出本发明一实施例的金属星形轮。对于设计在高温下工作的扬声器，设计者可能想要声学组件使用全金属组件。图7所示的金属星形轮具有星形轮的特征，诸如外缘34、中心孔36以及领圈件38。然而，代替盘件32(例如在图1A中所示)，金属星形轮具有弹性变形辐条33。辐条具有这样的形状，该形状使得辐条能够变形以允许星形轮的领圈件在星形轮的平面上或平面下运动。辐条用作弹簧将领圈件和领圈件可能连接到的其它物体返回其初始位置。图7所示的实施例的辐条33是“之”字形状，其在平衡或开始位置折叠(concertinaed)并延伸以允许领圈件运动。辐条均匀地环绕星形轮分布，以保证仅仅沿垂直于星形轮平面的轴线运动。如果运动不垂直于星形轮平面，则该运动可能引起扬声器1的磨损或损毁。

在尾气系统的有源声控系统中，扬声器可以具有仅仅由金属制成的声学组件。在这种有源声控系统中，扬声器可能仅仅需要以活塞模式工作，因此以低频工作。在低频时，扬声器的几何形状可以自传统扬声器的几何形状作出改动，从而允许使用扬声器1的细长颈部构型。然而，具有这种几何形状的扬声器可以应用到所有类型的扬声器，例如，中频、全频、低音或超低音扬声器。

图8A示出在焊料18应用到细长颈部部分12期间的本发明的实施例的剖视图。为了将音圈形成器40保持在音圈42接触不到磁系80或扬声器1的任何其他部件的位置，在细长颈部区域浸入焊料浴60前，定心夹具100被放置在音圈形成器内。定心夹具的尺寸设置成与音圈形成器的内部协同配合。该夹具可以滑入音圈形成器内并推抵磁系80。在该位置，夹具的腿部102安装于磁系和音圈形成器之间从而形成环绕磁系的中部82的间隙。为了确保环绕音圈形成器的全部直径存在间隙，夹具的腿部环绕夹具的直径延伸。夹具可以具有从夹具的边缘伸出的多个腿部或单个腿部。夹具还可以具有手柄104。手柄104 允许将夹具放置于音圈形成器内和从音圈形成器取出。

图8B示出图8A所示的同一实施例的剖视图，其分别示出每个部件。图 8B示出夹具100，其具有与扬声器1分离的腿部102和手柄104。

图8A示出施加熔融焊料期间的扬声器，而图8B示出将熔融焊料施加到细长颈部区域后的扬声器。固化后，定心夹具100从扬声器的中部移除。夹具用来在焊料固化时将音圈形成器40和磁系80保持对准。在定心夹具移除后，防尘帽放置于间隙(夹具从该间隙移除)上，从而保护音圈形成器和磁系之间的空气间隙。这防止不需要的颗粒进入空气间隙。这样做是因为空气间隙足够窄从而其很容易被颗粒阻塞并使锥体不能运动。

Claims (32)

1.一种扬声器，所述扬声器包括：

锥体，所述锥体具有位于所述锥体的底座上的中心孔，其中所述锥体的侧面从宽顶部朝向所述锥体的底座上的所述中心孔逐渐减小，所述锥体具有领圈件，所述锥体的所述领圈件从所述锥体的所述中心孔的周部竖立并朝向所述锥体的所述宽顶部延伸；

星形轮，所述星形轮具有中心孔和领圈件，所述星形轮的所述领圈件从所述星形轮的所述中心孔的周部竖立；以及

音圈形成器，其中

所述锥体的所述领圈件和所述星形轮的所述领圈件环绕所述音圈形成器的端部区域同心定位，从而形成细长颈部区域，其中所述音圈形成器的端部区域安装于所述星形轮的所述领圈件内以及所述星形轮的所述领圈件安装于所述锥体的所述领圈件内。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述星形轮和所述锥体通过焊料接缝机械连接到所述音圈形成器，所述焊料配置成在最高至焊料熔点的运行温度下保持所述机械连接。

3.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，所述细长颈部区域具有焊料接缝，所述焊料接缝将所述锥体机械连接到所述星形轮和所述音圈形成器。

4.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述音圈形成器的至少一部分和/或所述星形轮的至少一部分和/或所述锥体的至少一部分具有某种材料的表面涂层，该材料不同于制备所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体的材料，其中所述表面涂层适于与焊料接触。

5.根据权利要求4所述的扬声器，其特征在于，所述表面涂层是金属线，该金属线缝合到所述音圈形成器的至少一部分和/或所述星形轮的至少一部分和/或所述锥体的至少一部分。

6.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体具有使用焊料预镀锡的区域。

7.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述锥体的领圈件的至少一部分、所述星形轮的领圈件的至少一部分和/或所述音圈形成器的所述端部区域的至少一部分通过焊剂进行处理，所述焊剂在所述锥体、星形轮和音圈形成器分离时施加。

8.根据权利要求1-3任一项所述的扬声器，其特征在于，所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体由金属制成。

9.根据权利要求1-3任一项所述的扬声器，其特征在于，所述锥体是插入成型的。

10.根据权利要求1-3任一项所述的扬声器，其特征在于，所述锥体由特氟龙制成。

11.根据权利要求10所述的扬声器，其特征在于，所述锥体由特氟龙制成以及所述音圈形成器和/或所述星形轮由金属制成。

12.根据于权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述焊料具有至少160℃的熔点。

13.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述焊料具有位于160℃和500℃之间的熔点。

14.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述焊料具有位于180℃和450℃之间的熔点。

15.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述焊料具有位于200℃和400℃之间的熔点。

16.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述焊料具有位于220℃和350℃之间的熔点。

17.根据权利要求2或3所述的扬声器，其特征在于，所述焊料具有位于250℃和300℃之间的熔点。

18.一种构造扬声器的方法，包括步骤：

通过将锥体的领圈件和星形轮的领圈件环绕音圈形成器的端部区域安装从而形成细长颈部区域，将锥体、星形轮和音圈形成器装配成同心几何形状，所述锥体的所述领圈件从所述锥体的底座上的中心孔的周部竖立，所述锥体的所述领圈件朝向所述锥体的宽顶部延伸，其中所述锥体的侧面从所述宽顶部朝向所述锥体的底座上的所述中心孔逐渐减小，以及所述星形轮的所述领圈件从所述星形轮的中心孔的周部竖立，其中所述音圈形成器的端部区域安装于所述星形轮的所述领圈件内以及所述星形轮的所述领圈件安装于所述锥体的所述领圈件内。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，使用焊料将所述扬声器的所述音圈形成器、星形轮和锥体机械连接，以及其中所述焊料在最高至焊料熔点的运行温度下维持所述机械连接。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括施加焊料的步骤：

将所述细长颈部区域浸入熔融焊料的焊料浴内；将所述细长颈部区域从所述焊料浴内移除，其中通过允许熔融焊料固化将所述细长颈部区域设置成粘结有焊料，从而在锥体、星形轮以及音圈形成器之间形成作为机械连接的焊料接缝。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括处理所述音圈形成器的至少一部分和/或所述星形轮的至少一部分和/或所述锥体的至少一部分，使之具有某种材料的表面涂层的步骤，该材料不同于制备所述音圈形成器和/或所述星形轮和/或所述锥体的材料，其中所述表面涂层适于与焊料接触。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述表面涂层是金属线。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述金属线缝合到所述音圈形成器的至少一部分和/或所述星形轮的至少一部分和/或所述锥体的至少一部分。

24.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，还包括使用焊料对所述音圈形成器的至少一部分和/或所述星形轮的至少一部分和/或所述锥体的至少一部分作预镀锡的步骤。

25.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在所述锥体、星形轮和音圈形成器装配成同心几何形状之前，在所述锥体的领圈件的至少一部分、所述星形轮的领圈件的至少一部分和/或所述音圈形成器的端部区域的至少一部分施加焊剂。

26.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述锥体铸造成型成锥体形状。

27.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述焊料具有160℃的熔点。

28.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述焊料具有位于160℃和500℃之间的熔点。

29.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述焊料具有位于180℃和450℃之间的熔点。

30.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述焊料具有位于200℃和400℃之间的熔点。

31.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述焊料具有位于220℃和350℃之间的熔点。

32.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述焊料具有位于250℃和300℃之间的熔点。