CN1327335A - 小尺寸电声变换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及小尺寸电声变换器,尤其是外壳外径为15mm或更小的电声变换器。本发明的特征在于,电声变换器具有由可金属镀覆塑料制成的罐形构件(11,21,31),罐形构件由具有外壳形状的不可金属镀覆塑料制成的外壳构件(12,22,32)所环绕浇注,至少罐形构件(11,21,31)的内表面配有金属镀层。在结构上涉及电声变换器的接点接通和用于径向磁化小磁片的方案。

Description

小尺寸电声变换器

本发明涉及小尺寸电声变换器，尤其是外壳外径为15mm或更小的电声变换器。

随着应用于无绳电话、手提机、耳机、数字化装置、计算机荧屏以及其它类似场合的电声变换器日益微型化，产生了对于传统变换器工艺没有出现过的问题。一个主要问题是在同时保持零件成本稳定或者甚至降低单件成本的条件下维持随着尺寸减小而具有更大相对误差的变换器特性，因为由于大的零件数量，成本问题比大体积、小批量、用于特殊应用的变换器更为引起重视。

根据电动力学原理工作的传统电声变换器主要由一个罐形的、前面打开的外壳组成，磁性***从前面装进外壳，磁性***由真正的磁铁和多块磁轭所组成，其中磁轭构成前面环状气隙。在磁性***前面固定在外壳上的薄膜具有振荡线圈，线圈突进磁轭气隙并可以在那里轴向振荡。大多数情况下单个磁轭构件为：罐形的、底部设置的构件，磁铁粘接在其中间且为圆形工作构件，其外圆周构成气隙的内圆周。

在微型化条件下提出了气隙与振荡线圈之间的同心度或偏心率的特殊问题，因为在各种偏心率情况下薄膜开始摆动并敏感地干扰变换器特性。由于变换器微型化对于大型变换器完全允许的偏心率已经呈现为一个严重的质量问题，因为在同样绝对误差和构件缩小的情况下相对偏心率当然随着微型化而变大。因此对于外壳直径约15mm的变换器必须将偏心率控制在小于百分之几毫米的范围内，以便无失真地达到给定的变换器特性。

在此还考虑到，通常采用的构件：壳体、磁性***、固定环以及其它类似构件的误差在一般的变换器结构里位于十分之一毫米范围里，而对于高精度构件，如迫不得已应用于小变换器的高精度构件则位于百分之五毫米范围，在平均的公差配合条件下可能易于导致偏心率不再位于接受范围里面，这是直接而明显的。而对于不利的配合则已经远远超过任何允许的偏心率。

本发明的目的在于解决这个问题并提供小尺寸电声变换器，尤其是外壳外径为15mm或更小的电声变换器，该电声变换器廉价地实现所要求的精度尤其是必需的同心度。

按照本发明的电声变换器特征为，变换器由罐形的、具有至少一个径向伸出的凸起的、由可金属镀覆塑料制成的构件所组成，该构件由具有外壳状的、由不可金属镀覆塑料制成的构件所环绕浇注，罐形构件的内表面和径向伸出的凸起表面的至少一部分配有金属镀层。

按照本发明制造这种电声变换器方法的特征为，磁罐形构件包括电声变换器接点由可金属镀覆塑料通过注塑制成，然后在相同的注塑模具里，但是在采用另一个注塑模型上模条件下，这个构件由不可金属镀覆塑料围铸在外壳模型里，并且在作为磁罐和接点的规定表面部位配备金属镀层。镀层例如可以通过化学活化，紧接着镀铜并最后镀镍而实现。

通过按照本发明的措施得到一个只有一个部分组成的壳体，它整体地不仅具有通常的磁罐而且具有外壳最后具有接点自身，因为这些构件在唯一的模型里成形并制造，所以能够避免按照现有技术不可避免的误差和误差叠加及其共同影响。

按照本发明的方法特别适合于微型结构尺寸的电声变换器，因为只有对于这种形式的微型变换器通过镀铜和镀镍产生的金属截面才能够作为导体使用。

下面根据图例详细解释本发明。其中

图1画出了按照现有技术的电声变换器结构在组装之前的简图，

图2画出了按照本发明的电声变换器的简图，

图3和4画出了按照本发明的变型方案，

图5画出了按照现有技术带有径向磁铁的变换器，

图6画出了按照本发明带有径向磁铁的变换器。

图1画出了按照现有技术的电声变换器在其结构上的对于本发明来说主要的构件。中间的、罐形磁轭构件1通常由低碳钢薄板通过深度拉伸制造。因此内径足够精确，而外径取决于板材厚度、板材种类和其延展性并因此具有误差。因此，当罐形磁轭构件1装进通过注塑制造的外壳2时，产生接合缝隙并因而产生偏心。如果为了防止拼合缝隙而选择过盈允差配合，则产生变形和内部机械应力，该应力在温度负荷下释放并敏感地使外壳上部的薄膜(没有画出)变形，由此导致声失真和振荡时薄膜的摆动。

通常在外壳2的凸起3上设置两个接点4用于薄膜振荡线圈(未画出)的电源线。这些接点4通常由薄板作为冲压或折弯构件组成，这些构件配合精确并无摆动地装配在凸起3上。因此这些构件必需通过粘接剂固定，其中所用粘接剂滴体积为大约0.3mm³。这个剂量和正确地安放对于自动化成批生产造成很大问题而且需要人的监测和维护。接点本身的制造和手工操作也是困难的，其最大实际尺寸位于大约1.5mm范围内。

这个问题通过按照本发明的措施完全被避免。按照本发明构件11在注塑模型中制造，该构件基本上具有罐形磁轭构件1的形状，但是在它上面整体地构成与凸起3相对应的凸起13。这个构件由可金属镀覆塑料制成，当其在注塑模型中相应地硬化后，不是将其取出，而是只将注塑模型的上模替换成另一个上模，因此这个罐形构件11在主要部位由不可金属镀覆塑料包围并最终具有外形，该外形基本上对应于传统的电声变换器外壳2的形状。如图2所示，这个外部构件12最好在某个位置上具有缺口或切槽16，使得凸起13的部位14′通过位于切槽16处的敞开表面与罐形构件11的内部部位连接。

在接点构件14′与其对称体14″之间具有护板15，通过护板凸起13的表面被分成两个相互间不连接的可金属镀覆部位，如果其可金属镀覆的话。由此两个接点在电上是相互间分离的。外壳构件12材料整个包围在罐形构件11外面(图2中不可见的反面)。

现在应该对要被金属镀覆的表面进行金属镀覆，当塑料在电镀槽里相应地活化以后接点14′，14″同时也被活化，在图示示例中，通过接点14′和切槽16，以便对罐形构件11的内侧和罐形构件外壳在切槽16处外露的其外壳面的外侧部位进行金属镀覆。

包括例如通过电镀工艺进行铜膜镀覆并接着进行镍膜镀覆的金属镀层属于现有技术而无需在这里继续解释。只是要指出，为了形成能发挥功能的镀覆镍膜层厚应至少为25μm，最好为至少100μm。

这样制造的半成品电声变换器的继续加工通过常用的方法实现：将磁铁包括已经粘接在磁铁上的片状磁轭构件粘接在罐形构件11的中间，其中通过相应的导板或样板保证足够的同心度。然后将薄膜，必要时通过装配环或固定环固定在外壳构件12上，其中装配在薄膜上的振荡线圈同心地位于气隙里面。振荡线圈的电源线在薄膜固定部位由所连接变换器内部引出并分别与两个接点14′，14″机械且电导通地连接，例如通过摩擦焊接或超声波焊接。

两个接点14′，14″的外侧和底面用于在使用电声变换器装置里的电声变换器的接点接通。

因为薄膜、固定在薄膜上的线圈和薄膜固定环在一道工序中制造，保证其同心度很高。因为固定环固定在外壳构件12上并且这个构件与罐形构件11非常同心，使振荡线圈在气隙中偏心设置的难题尽可能好地被解决。通过罐形构件11和外壳构件相互间一体的结构并带有接点14′，14″使得对于这种高度微型化的电声变换器的全部操作与现有技术的操作相比极大地改善。

图3和4画出了按照本发明措施的可能变型方案，这些变型方案与图2中所包含的变换器结构有些不同：如同在轴向相互拉开的分离图所示，带有相应的部分电镀表面的壳体构件21压进外壳构件22，其中外壳构件22的材料是不可电镀的。壳体构件21形成整体的中间升高，这个升高表示中间的磁轭构件23。

在这样成形于内部磁轭构件23与外壳构件22之间的环状缝隙里面***轴向磁化的环状磁铁环24和位于其上的同样环状构成的极板25并与壳体构件21或外壳构件22粘接。

通过在唯一的模型里应用可更换上模的制造能够尽可能好地达到精确度并防止各误差的叠加，使极板25***相应的外壳构件22的空隙不会另外增加否则感到担心的偏心度。

与图2不同的是在图3和4中接点接通没有画出，它们可以通过与图2类似或其它的方式实现。

在图4中所示的极板25配合不必非如图所示那样地实现，因为这样也可能是完全有利的，即外壳构件22上的空隙在轴向做得这样大，使极板在轴向只是紧贴着磁铁环24并与其粘接而外壳构件22上的空隙只承担径向导向。

在图5和6中画出了另一种变型方案，在此使用一个(或者多个相应设置的)径向磁化磁铁。在此图5画出了按照现有技术的这种电声变换器的现有结构而图6画出了按照本发明的变型方案。

如图5所示，带有径向磁化磁铁的电声变换器由多个小片状磁铁所组成，磁铁一般朝着小磁片主平面磁化，其中这些小磁片沿着有规律的多边形磁铁表面设置。应用这种布置的原因在于，径向磁化的环形磁铁的制造是特别困难的，所以借助于这种近似环形的布置。

如图5所示，在这个单个小磁片径向的内部和外部分别设置磁轭构件，即内磁轭构件33和外磁轭构件35。这两个磁轭构件在电声变换器朝向图中所画薄膜37的前面存在气隙，振荡线圈38沉入气隙。两个磁轭构件分别支承在内壳体31和外壳体32上，在此外壳体32还支承薄膜37。

对于如图5所示的按照现有技术的结构，两个金属的磁轭构件33，35必须经过有屑、即通过铣削加工，因为在唯一的磁铁34与朝着磁铁的磁轭构件33，35的一侧之间得到尽可能平面的接点接通的其它可能性是不存在的。对于制造本身，磁轭构件包括其塑料外壳固定在定中心装置上，然后将磁铁34推入对其敞开的空腔并与磁轭构件粘接。在粘接材料硬化后为了装配薄膜37从定中心装置上取下变换器而继续进行装配。

而本发明使这个复杂的工作过程彻底简化并因此使这个对于某些应用领域有利的磁铁布置有了更大的应用范围，因为这种结构的变换器不再是目前的成本了。按照本发明的这种形式变换器在图6中画出：一个部分地电镀金属镀覆的外壳42和一个至少部分电镀的磁轭构件41在注塑过程中配有相应的平整的平面43，45，在装配状态小片状磁铁44位于平面之间。表面43，45和所限定的最终使表面之间的气隙空着的部位(图6中朝上)用金属电镀地镀覆并用来作为磁性***的磁轭。在这里为了得到只一部分表面被镀覆的镀层，磁轭构件41和外壳构件42由两种不同种类的塑料在两级注塑工艺中制造，这一点如同根据图2对于那里的方案所进行的描述一样。

为了定心例如可以将两个构件41，42从头顶上插进同心环，同心环与要形成的气隙相对应，然后从向上突出的底面开始，将各个小磁片44穿进在此所形成的槽里面并进行粘接。

在图6中画出了中心对称的变换器壳体，当然这里也可以并有利地、与图2和3结构形式相同，同时构成接点并同样电镀，这些类似于图2和3的结构因此不必再详细解释。

在图6中在外壳构件42的上外沿画出一个用于容纳薄膜固定环的环槽，这个环槽当然可以做成其它形状，将薄膜固定在外壳构件上属于现有技术，通过注塑条件下的组合制造可以达到极其高的同心度，而无需对此另花否则是必要的费用。

本发明不受图示实施例的限制，而是可以有不同的变化。重要的是，电声变换器磁性***构成磁轭构件的至少一部分不是作为单独的组成部分被制造，而是作为镀覆在通过注塑制造的电声变换器塑料构件上的金属镀层。特别具有优点的是，所有磁轭构件由这种形式的金属镀层所组成，因为由此能够以最简单且最经济的方式实现尽可能好的同心度。

在本发明具有优点的结构中用于电声变换器接点接通的接点也可以用这种方法制造因而避免分开地制造和紧接着的金属接点镀覆。

在两种应用中都可以用其它的金属镀层代替所述的镀铜和镀镍，只是如果将其用于磁轭构件时，这种镀层要具有必要的磁特性，尤其是在使用纯铁或钴的情况下。对于用于电声变换器接点接通的接点制造当然也可以使用金或镀覆较厚的铜膜，因此磁轭构件和接点的相应多级处理和分开地电镀处理是必要的，然而由于其没有问题的可操作性已经注塑好的变换器壳体已不再成为容易出问题的构件。

Claims (4)

1.小尺寸电声变换器，尤其是外壳外径为15mm或更小的电声变换器，其特征为，电声变换器具有由可金属镀覆的塑料制成的罐形构件(11，21，31)，罐形构件由具有外壳形状的不可金属镀覆塑料制成的外壳构件(12，22，32)所环绕浇注，至少罐形构件(11，21，31)的内表面配有金属镀层。

2.如权利要求1的电声变换器，其特征为，罐形构件(11，21，31)具有至少一个径向伸出的凸起(13)，径向伸出凸起(13)表面(14′，14″)的至少一部分配有金属镀层。

3.小尺寸电声变换器，尤其是外壳外径为15mm或更小的电声变换器，带有径向磁化的小磁片(44)，其特征为，电声变换器具有磁轭构件(41)，磁轭构件在其外壳体表面(43)上金属镀覆，还具有一个环状的、与磁轭构件分开的外壳构件(42)，该构件在其内表面(45)上金属镀覆，小磁片(44)设置在金属镀覆表面(43，45)之间。

4.如权利要求3的电声变换器，其特征为，磁轭构件(41)具有至少一个径向伸出的凸起，径向伸出凸起表面的至少一部分配有金属镀层。

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