专利名称：帽和中心极装置以及用于使帽和中心极连接的方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的音频扬声器音响效果，尤其涉及通过使用改进的失真减少帽和中心极结构以及使两者相连的方法消除扬声器的失真。
一般的磁性材料具有磁滞回线特性，并且磁力和磁通密度的关系是非线性的。结果，当音圈的磁通通过中心极和气隙附近的板时，在音圈中的磁的相互作用使得扬声器的输出信号失真。
本发明涉及的一种常规的扬声器如
图1所示。图1所示的装置具有极轭12，其具有倒T形的横截面，在其底部具有环形磁体14，沿其厚度方向被磁化。顶板18位于磁体14上，和极轭12的中心极16的外周壁形成磁隙。围绕线轴30绕制的音圈28被插入磁隙中。线轴30被阻尼器24支撑在框架26上，阻尼器24允许线轴30振动。具有防尘罩20的膜片22和线轴30相连。膜片22的外圆周被边缘部分32支撑着，边缘部分32由垫片34固定在框架26上。为了有效地使用气隙中的磁通，音圈28围绕线轴30沿线圈的纵向绕制一个大于磁隙链的长度。极轭12的中心极16安装有帽36，用于减少由音圈28的电感引起的线圈电流的失真。图1所示的扬声器的操作如下。当电流流过音圈28时，根据电流的方向在音圈28上作用向上或向下的驱动力。因为音圈28是可动的，作用在其上的驱动力便通过线轴30传递到膜片22上。结果，膜片22向前推动空气，产生声波。
已经尝试过消除上述失真的各种方法，例如图1所示的利用一个铜帽盖住中心极，以及围绕中心极放置一个铜环。铜环要求较高的制造技术，并趋于干扰磁通在扬声器气隙中的分布，因而干扰输出信号。应用铜帽盖住扬声器的中心极比较成功，但是也具有许多缺点。
在现有技术中使用的极/帽结构以及帽的连接方法不适于生产易于制造并且在产生高音量环境下工作良好的产品。图2说明现有技术中的一种把图1所示的帽连接到扬声器的中心极上以便减少由于电感引起的扬声器音圈中的失真的方法。图2a和图2b说明了应用把失真减少帽连接到极轭12的中心极16的不同的方法。在两种方法中，帽必须在帽模冲床40上形成。图2a表示用于把失真减少帽46在42和黏合剂相连的方法。一旦帽46由帽模冲床40制成，涂覆器48便在帽46内涂覆黏合剂例如黏胶，然后把帽46连接在极轭12的中心极上，从而形成扬声器部件50。使用黏合剂需要附加的制造步骤用于校正黏合剂的数量，以便确保中心极16接收一个均匀的涂层，用于牢固地固定帽46。失真减少帽46还必须被正确地连接到中心极16上，以便确保在帽46和中心极16之间不会形成气隙。这种气隙会减少帽46的效果。
为了使失真减少帽46能够最大地减少失真，不仅必须在帽46和中心极16之间没有气隙，而且帽46必须保持绝对静止。在现有技术中使用黏合剂是有问题的，因为当处于不同的温度和环境条件时，黏合剂可能变松，因而使帽能够振动和移动，再次形成气隙，这影响失真减少帽46的效果。在44，图2b表示在现有技术中使用的用于把失真减少帽连接到扬声器中心极上的另一种方法。该方法从帽52在帽模冲床40上被形成开始。失真减少帽52以截面形式给出，除去一个圆环形的向内延伸的边缘54之外，其余和帽46相同。代替使用黏合剂保持帽52和轭12的中心极16之间的连接，通过强迫帽52的下部进入在中心极16内形成的轴向向内的槽56中保持所述连接。被强制进入槽56内的帽52的部分成为圆环形的向内延伸的边缘54。这种方法是有缺点的，因为在一旦保持定位之后，其不能阻止帽52在中心极16上转动，并且可以在帽52和中心极16之间形成间隙。如果扬声器在汽车中使用，来自声波的振动以及由于不良的负载条件，可能引起这种转动，这使得在帽52和中心极16之间的气隙再次减少失真减少帽52的效果。
因此，根据现有技术中的缺点，作出了本发明。
本发明包括一种改进的失真减少帽和中心极扬声器组件以及一种改进的失真减少帽和扬声器的中心极的连接方法。所述的帽包括轴向张开的部分，其沿着相应的轴向夹紧图形延伸，并被压入轴向夹紧图形中，从而提供帽和扬声器中心极的永久性的连接，其不会振动或变松，并且消除在帽和中心极之间的气隙。中心极扬声器组件的另一个实施例包括多个在轴向图形中这样设置的缺口，使得帽沿着缺口延伸并被置于缺口内，从而提供牢固而密封的连接。
用于连接帽和扬声器中心极的方法包括通过已知的模切割冲压技术形成帽，并在扬声器极轭组件的中心极上形成稍微升高的相应的轴向夹紧图形。帽被置于中心极的上方，然后被强制进入模制操作工具。模制使得帽在轴向夹紧图形上垂直地延伸或伸长，同时还沿水平方向对着轴向夹紧图形挤压帽，使得帽在轴向夹紧图形的上下均和中心极接触，从而提供牢固的气密密封。如果使用中心极的另一种缺口的实施例，本方法仍然适用。
本发明的目的在于提供一种用于扬声器中心极的失真减少帽，其使得音频扬声器能够产生失真小的声音。
本发明的另一个目的在于提供一种失真减少帽和中心极组件，其具有帽和中心极的密封的永久性的连接。
本发明的目的还在于提供一种连接失真减少帽和扬声器中心极的方法，该方法能够可靠地使帽和中心极相连，同时能够阻止在帽和中心极之间形成气隙。
本发明的另一个目的在于提供一种永久性地连接失真减少帽和中心极的方法，其具有高的成本效果比，该方法可以利用常规的机械并不需大的费用便能实现，并且该方法提供良好的帽和中心极的连接，使得减少扬声器中的音频失真。
本发明的这些和其它的目的和优点通过阅读下面结合附图进行的详细说明并阅读权利要求可以更加清楚地看出。
图1是一般音频扬声器的局部截面图；图2说明在现有技术中用于连接帽和中心极的方法的步骤；图3说明在本发明的一个实施例中用于连接失真减少帽和扬声器的中心极的步骤；图3A是用于表示通过图3的步骤完成的中心极和帽的关系的局部截面图；图3B说明可以用于中心极以便把帽固定在其上的几种抓紧表面的形状；图4说明在本发明的第二优选实施例中用于连接失真减少帽和扬声器的中心极的步骤；图4A是用于表示通过图4的步骤完成的中心极和帽的关系的局部截面图；图5是用于把失真减少帽连接到中心极上的失真减少帽涂覆工具的截面图；以及图5A说明使用图5所示的工具把失真减少帽连接到中心极上的步骤。
图3，3A和3B表示本发明的优选实施例，其包括改进的失真减少帽88和装帽88的方法。制造本发明的极/帽部件的方法的第一步用于在帽模冲床82中形成失真减少帽88。在81，以透视图和截面图表示脱离帽模冲床82之后的帽88。在优选实施例中，帽88包括平面表面110，最好是圆环形的，具有和平面表面110的周边相连的并且垂直于平面表面110且从平面表面110延伸的侧壁112。
侧壁112包括轴向扩张部分或增大的直径部分90，其沿着和平面表面110相对的侧壁112的下边缘或在下边缘附近被形成，并基本上以对角形成。如果轴向扩张部分90被形成在侧壁112的下边缘附近，而不沿着下边缘被形成，则侧壁112将具有两个不同的内径部分，其被沿轴向张开部分90分开，其中离平面110最远的侧壁112的部分的直径大于最接近平面110的侧壁112的部分的直径。平面110也可以包括通过其中心设置的孔114，用于提供改进的声音和制造特性。轴向张开部分90最终将和由图形滚84在极轭12的中心极16上形成的沿轴向扩展或者向外扩展的夹紧图形92匹配。
中心极16和极轭12的组合体也被称为中心极组件80。中心极组件80由一个环形的平面构成，其具有一个向外延伸而形成中心极16的圆柱。在中心极16上并且围绕中心极16形成一个轴向夹紧的表面92，其可以包括向外延伸的表面，表面上具有若干不同图形中的一种图形，例如垂直方向的痕线或者碎片94、对角线痕96和98或者痕线交叉图形100，通过图形滚84可以在中心极16上形成其中的任何一种，如图3B所示。在优选实施例中，使用对角线图形96或98提供最有效的夹紧作用，从而借助于压配合把帽88保持在中心极16上。交叉图形100也是非常有效的，不过其增加了必须从中心极组件80上除去的金属切削量，否则将妨碍减少失真。轴向夹紧的表面92可以从中心极16的侧壁表面稍微升高，帽88最终要被装配在中心极16上。在装配期间，轴向张开部分90在沿轴向升高的夹紧表面92上延伸，从而形成延伸的栓锁部分102，如图3A所示。
在帽88被制成并且中心极组件80接收轴向夹紧表面92之后，帽88被置于中心极组件80的中心极16上，并被插入装帽压床86内。在装帽压床16被操作之后的产品的细节如图3A所示。其中帽88被连接在中心极16上，其中轴向张开部分90对着轴向夹紧表面92并在其上延伸，延伸的栓锁部分102对着中心极16被形成，从而有效地夹紧轴向夹紧表面92。帽88的对着轴向夹紧表面92被压的部分被强制和其上的图形一致，从而使金属帽88具有夹紧图形92的图形。图3A表示中心极16和具有轴向张开部分90的帽88，其中箭头“A”表示当把帽装配到中心极16上时被装帽压床86施加于帽88上和轴向张开部分90上的力。帽88的延伸的栓锁部分102提供附加的夹紧作用，使帽88被夹紧在轴向夹紧表面92上，而且还消除了间隙，如果轴向张开部分90被简单地垂直向下延伸而不沿水平方向对着中心极16施加压力，将会引起所述间隙。此外，任何这种间隙都会减少帽88的失真减少效果。
虽然用于帽88和中心极组件80的的材料和尺寸可以根据使用组件80的扬声器的尺寸与/或所需的特定的电磁效果而改变，但是此处不妨给出几种尺寸和材料，以便确保本领域的技术人员可以实施此处说明的本发明的优选实施例。在优选实施例中，中心极组件80由镀有重铬酸锌的1008低碳钢制成。帽88由具有大约为0.03mm的均匀厚度的铜板制成。如图3A所示，帽88的一般高度104大约为10mm，具有延伸的栓锁部分102，其超过轴向夹紧表面92的宽度以108表示大约为1-2mm。轴向夹紧表面92的宽度大约为2-4mm。轴向夹紧表面92一般离开中心极16的侧壁大约0.1-0.2mm。为了进一步减少帽88和中心极16之间的间隙，使中心极16的外径的尺寸非常接近于帽88的内径，从而提供牢固的紧配合，一旦轴向张开部分90延伸超过并被对着轴向夹紧表面92挤压，所述配合便成为永久性的。通过改变失真减少帽88的固有阻尼和厚度，可以获得不同的高频响应特性，因而帽88可以利用多种材料制造，其中包括但不限于铜、缺氧铜、金、银、铝和由这些材料与其它材料构成的各种化合物。
参见图4和图4A，其中示出了安装有帽的中心极组件的另一个实施例以及用于把帽连接在中心极组件上的方法。和图3所示的方式相同，帽126在帽模冲床120上被形成，其具有轴向张开部分134。帽126也被放置到极轭12的中心极16上，位置中心极16和极轭12也叫做中心极组件118。图3所示的中心极组件和中心极组件118的区别在于冲孔滚122围绕中心极16的圆周沿轴向设置许多缺口或划痕132。图4A表示在优选实施例中凹口132是三角形的，并且顶点朝下，也可以使用其它的形状的缺口。有138表示的三角形缺口132的轮廓说明，缺口132在中心极16的顶部附近形成一个凸起部分，然后在每个三角形缺口132的下方的一点附近沿对角线方向向着中心极16的表面张开。帽126也被放置到中心极组件118上，然后将它们插入装帽压床124内，把帽126永久地连接到中心极组件118上。箭头“A”表示对帽126和轴向张开部分134施加的力的方向，其使得轴向张开部分134垂直向下且水平向内延伸，从而延伸的栓锁部分136盖住缺口132并被强制和三角形缺口132的形状相符，如图所示，这阻止帽26垂直向上以及水平方向的运动。
参见图5和5A，其中更详细地示出了中心极组件的帽和中心极连接的细节。为了使帽150的轴向张开部分152在轴向夹紧表面92上或者在缺口132内正确地延伸，如图3A和4A所示，装帽压床必须配备有装帽工具160。如图5所示，装帽工具160包括壳体162，其具有一个通过弹簧166和壳体162的顶部设置的排出活塞164，从而提供一种装置，用于在帽150被连接在中心极16上之后排出中心极组件80。模具168被连接在工具壳体162的底部，其具有通过其中心设置的开孔170，用于接收中心极16和帽150。一旦帽150位于具有轴向夹紧表面92或缺口132的中心极16上中心极组件80或118便位于装帽工具160的下方，并和孔170对准。虽然没有示出，然后一个压床或类似的装置便推动中心极组件80，借以强制中心极16和帽150处于孔170内。还可以看到，当工具160被在帽150和中心极16上强制向下时，中心极组件80被保持静止，从而提供所述的效果。当帽150和中心极16在孔170内运动时，弹簧加载的排出活塞164便被强制向上，从而引起弹簧166的压缩。一旦施加的压力强迫中心极组件80进入装帽工具160的孔170中，所述压力便被除去，由弹簧166施加到排出活塞164上的力使排出活塞164向下运动，从而从孔中排出中心极组件80。使用图5所示的工具进行中心极和帽连接的步骤如图5A所示。
图5以截面图表示帽150和中心极16被插入的孔，帽150和中心极16被插入孔中，以便分别使帽在组件80或118的中心极16上延伸并密封。起初，孔170具有大于帽150的外径的直径142。随着孔170在模具168内继续延伸，形成一个锥形部分，其中直径开始变窄，在优选实施例中，其相对于直径140处于15度和20度之间。在锥形部分之后，孔170成为恒定的，具有足够小的直径，以便使帽150在中心极组件80上延伸并对着其中心极挤压。通过使孔170的起始直径142大于帽150的外径，可以使中心极16和装帽工具160以较低的精度进行初始对准，因为在帽150和中心极16被在较小直径140内驱动之前，轴向角172提供一个用于校正帽150的对准和对中的机构，从而完成帽50和中心极16的连接。
虽然参照优选实施例说明了本发明，但是本领域技术人员应当理解，不脱离本发明的构思可以作出各种改变和改型。
权利要求
1.一种用于连接扬声器组件中的失真减少帽88和中心极16的方法，包括a.形成失真减少帽88；b.在中心极上形成轴向夹紧表面92，所述夹紧表面92从所述中心极96向外延伸；c.把所述失真减少帽置于所述中心极16上；以及d.在所述失真减少帽88上施加压力以便使所述帽88和所述中心极16一致，并通过使所述帽的一部分在所述轴向夹紧表面92上延伸，并使所述帽和所述轴向夹紧表面一致从而所述帽88连接在所述中心极16上。
2.如权利要求1所述的用于连接失真减少帽88的方法，其中所述帽包括平面的顶部表面110和与所述平面顶部表面110的周边相连的侧壁112，所述侧壁112从所述平面顶部表面110的周边并与其垂直地延伸，从而在所述帽88内形成一个开孔区域，用于接收所述中心极16。
3.如权利要求2所述的用于连接失真减少帽88的方法，其中所述帽88还包括在所述侧壁112的底部边缘附近形成的张开部分90。
4.如权利要求2所述的用于连接失真减少帽88的方法，其中所述帽88从由铜、无氧铜、金、银、铝和这些金属的化合物构成的组中选择的材料制成。
5.如权利要求1所述的用于连接失真减少帽88的方法，其中在所述中心极16上形成的所述轴向夹紧表面92具有预定的槽图形，当在所述帽88上施加压力时，所述帽88的所述侧壁112和所述槽图形一致。
6.如权利要求3所述的用于连接失真减少帽88的方法，其中所述施加在所述帽88上的压力使得所述侧壁112的所述张开部分超过所述轴向夹紧表面92并对着所述中心极16延伸，从而基本上阻止在所述中心极16和所述帽88之间形成间隙。
7.如权利要求3所述的用于连接失真减少帽88的方法，其中所述施加在所述帽88上的压力是沿垂直和水平方向的压力。
8.一种扬声器组件118，包括失真减少帽88；以及中心极16，其中所述失真减少帽88通过在所述帽88上施加压力而使得所述帽88和所述中心极16一致从而被连接到所述中心极6上。
9.如权利要求8所述的扬声器组件118，其中所述失真减少帽88包括顶部平面表面110；和所述顶部平面表面的周边相连的侧壁112，所述侧壁112从所述平面顶部表面110的周边并与其垂直地延伸，从而在所述帽88内形成一个开孔区域，用于接收所述中心极16；以及在和所述顶部平面表面110相对的所述侧壁112的底部边缘附近形成张开部分90，用于连接所述中心极16。
10.如权利要求9所述的扬声器组件118，其中所述张开部分包括在所述侧壁内向外弯曲的部分，其中在和所述平面表面110相对的所述侧壁112的最外的部分所述帽的内径大于和所述顶部平面表面110相邻的所述帽88的所述内径。
11.如权利要求9所述的扬声器组件118，其中所述张开部分包括在和所述顶部平面表面相对的所述侧壁112的边缘附近的所述侧壁112内的向外弯曲的部分。
12.如权利要求8所述的扬声器组件118，其中所述的中心极包括平面表面12；从所述平面表面12延伸的圆柱16；以及轴向夹紧表面92，其和所述圆柱16的外表面一道被提供，以便提供所述失真减少帽88和所述圆柱16的固定的连接。
13.如权利要求12所述的扬声器组件118，其中所述平面表面12和所述圆柱16都是环形的。
14.如权利要求12所述的扬声器组件118，其中所述轴向夹紧表面92从所述圆柱16的表面被升高并向外延伸，所述轴向夹紧表面92包括多个以预定方式设置的槽，以便增强所述失真减少帽88和所述圆柱16的连接，所述帽88至少部分地和所述多个槽一致，以便阻止所述帽88相对于所述圆柱16运动。
15.如权利要求12所述的扬声器组件118，其中所述轴向夹紧表面92包括多个在所述圆柱16内的缺口132，所述失真减少帽126和所述缺口132的内部部分地一致。
16.一种失真减少帽装配工具160，用于把失真减少帽150连接到扬声器组件的中心极16上，所述工具包括壳体62；和所述壳体62相连的模168，所述模168具有孔170，用于接收失真减少帽150和中心极16；以及排出机构，用于一旦所述连接被完成则排出所述失真减少帽150和所述中心极16。
17.如权利要求16所述的失真减少帽装配工具160，其中在所述模内的所述孔170具有至少两个由直径改变的部分连接的不同的内径。
18.如权利要求17所述的失真减少帽装配工具160，其中所述至少两个不同的内径中的较大的一个最初接收所述失真减少帽150和所述中心极16，此时所述直径改变的部分接收失真减少帽150，并基本上垂直地对其施加压力，使其部分地延伸于所述中心极16上，并且至少两个直径改变部分中的较小的一个对着所述失真减少帽150施加基本上水平的压力。
19.如权利要求16所述的失真减少帽装配工具160，其中所述排出机构包括被设置在所述壳体162内的活塞164，具有被设置在所述活塞164和所述壳体162之间的弹簧166，用于使所述活塞164能够伸出和缩回。
20.如权利要求17所述的失真减少帽装配工具160，其中所述模168的所述孔170内的直径改变部分是锥形的，并且在所述至少两个内径之间形成有角度的表面，其相对于由所述孔170的所述较小的内径的垂直壁而形成的轴线以大约在15到20度之间的角度延伸。
全文摘要
本发明包括一种改进的失真减少帽和中心极扬声器组件以及一种改进的用于使帽和扬声器中心极相连的方法。所述模包括一个轴向张开部分,其沿着轴向夹紧表面延伸并在相应的部分上施加压力,以便提供帽和中心极的永久性的连接而不会振动或变松,并且消除在帽和中心极之间形成的间隙。所述使帽和中心极相连的方法包括通过已知的模切割冲压技术形成帽,并在扬声器极轭组件的中心极上形成稍微升高的相应的轴向夹紧图形。帽被置于中心极的上方,然后被强制进入模制操作工具。模制使得帽在轴向夹紧图形上垂直地延伸或伸长,同时还沿水平方向对着轴向夹紧图形挤压帽,使得帽在轴向夹紧图形的上下和中心极接触,从而提供牢固的气密密封。
文档编号H04R9/02GK1265816SQ98807954
公开日2000年9月6日 申请日期1998年8月7日 优先权日1997年8月8日
发明者汪庆堂 申请人:弘隆工业有限公司, 汪庆堂