CN109429137A

CN109429137A - 扬声器

Info

Publication number: CN109429137A
Application number: CN201810952760.0A
Authority: CN
Inventors: C·伦巴赫; C·施毛德
Original assignee: Alpha Technology (zhenjiang) Co Ltd
Current assignee: Zhenjiang Best New Materials Co., Ltd.
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2019-03-05
Anticipated expiration: 2038-08-21
Also published as: US20190058935A1; US10602247B2; CN109429137B

Abstract

扬声器。一种扬声器包括：外壳；至少一个动态驱动器，所述至少一个动态驱动器安装在所述外壳中；以及多孔吸声材料，所述多孔吸声材料设置在所述外壳内，所述吸声材料至少包括金属有机骨架材料。

Description

扬声器

技术领域

本发明涉及一种扬声器和一种制造扬声器的方法。本发明还涉及一种包括扬声器的诸如移动电话的移动装置。

背景技术

欧洲专利No.2424270 B1公开了一种扬声器，该扬声器包括外壳和安装在外壳中的动态驱动器。外壳填充有沸石材料。利用沸石材料填充外壳导致由外壳限定的容积的明显虚拟增大，即，导致增加了外壳的有效容积。沸石材料包括具有平均颗粒大小在0.2mm至0.9mm之间的范围内并且具有通过粘合剂粘附在一起的多个沸石微粒(particle)的颗粒(grain)。

发明内容

本发明的目的是提供一种扬声器，该扬声器包括外壳和安装在外壳中的动态驱动器，该扬声器包括增强的声学特性。

本发明的目的是通过一种扬声器来实现，该扬声器包括：外壳；以及多孔吸声材料，所述多孔吸声材料设置在外壳内，该吸声材料至少包括金属有机骨架材料。

已经发现，使用金属有机骨架材料(MOF)对声学效果而言是有益的。由于与诸如沸石材料的其他材料相比不同的材料特性(诸如质量密度)，通过使用MOF材料，扬声器的声学特性大大增强。

通过本发明，可在某些频带中增加声压级SPL。因此，可以更容易地实现客户规格(specification)，并且可缩短上市时间。具体地，根据本发明的加工材料的方式允许更好地利用分别在小空腔和后腔容积(back volume)中增加声学体积(acoustic volume)和/或声顺的效果。

本发明的另一个方面涉及一种包括根据本发明的扬声器的移动装置。该移动装置例如是移动电话。

扬声器包括外壳。外壳优选地是密封的外壳。密封的扬声器外壳也被称为封闭式外壳。

扬声器包括至少一个动态驱动器。动态驱动器本身对于本领域技术人员来说是已知的。动态驱动器通常包括磁路系统、相对于磁路系统可移动地安装的振膜以及附接至振膜的音圈。磁路系统包括磁体，并且音圈可操作地与磁体耦合。当将例如由放大器产生的电信号施加到音圈时，则振膜在该电信号下移动。电信号是例如电压。

外壳提供容积，特别是构成用于动态驱动器的谐振空间的后腔容积。

扬声器还包括吸声材料。吸声材料优选地放置在用于动态驱动器的后腔容积内。优选地，所述至少一个谐振空间紧密地填充有该材料。

根据一个实施方式，金属有机骨架材料可包括独立的金属有机骨架微粒。

吸声材料可包括将独立的金属有机骨架微粒粘附在一起的粘合剂。

此外，吸声材料可构成预定形状的发泡体。

根据一个实施方式，吸声材料可构成多孔单体块。

吸声材料可以是预定形状的袋，该袋包括至少部分地透气的覆盖材料，覆盖材料填充有独立的金属有机骨架微粒的粉末。

吸声材料可构成包括颗粒的粒子(granulate)，每个颗粒具有通过粘合剂粘附在一起的多个金属有机骨架微粒。

颗粒的尺寸可在50μm-1.33mm之间。

根据一个实施方式，吸声材料可包括直径在0.7μm至30μm之间的孔。

金属有机骨架材料的微粒的直径在2μm至10μm之间。

附图说明

图1是移动电话的顶视图；

图2是扬声器的顶视图，该扬声器包括单体块、动态驱动器和被示出为敞开的外壳；

图3是敞开的外壳的顶视图；

图4是单体块；

图5是多个微粒；

图6是模具；

图7是流程图；

图8是本发明的另一个实施方式。

具体实施方式

图1示出了作为移动装置的示例的移动电话1。移动电话1可包括麦克风、无线发送器-接收器单元、放大器以及连接到无线发送器-接收器单元和放大器的中央处理单元。

移动装置1包括在图2中示出的扬声器21。移动电话1的放大器可以连接到扬声器21。

扬声器21包括至少一个动态驱动器22。动态驱动器本身对于本领域技术人员来说是已知的。动态驱动器通常包括磁路系统、相对于磁路系统可移动安装的振膜以及附接至振膜的音圈。磁路系统包括磁体，并且音圈可操作地与磁体耦合。当将例如由放大器产生的电信号施加到音圈时，则振膜在该电信号下移动。

扬声器21包括外壳23和安装在外壳23内的多孔吸声材料。

吸声材料包括MOF材料，该MOF材料例如选自由MOF-5、MOF-177、HKUST-1、MIL-53(Al)、BAF-4、MFU-1、DUT-67(Zr)、MIL-100(Fe)、DUT-4、DUT-5、UiO-67、MIL-101(Al)-NH2、MIL-100(Al)、MIL-101(Cr)、ZIF-8、MIL-110(Al)、UiO-66和MIL-125(TI)-NH2组成的组。

在一个实施方式中，吸声材料可以包括多孔MOF微粒和粘合剂。多孔MOF微粒可被嵌入粘合剂中。根据一个实施方式，粘合剂可包括相对于粘合剂的总重量的重量百分比为至少30％的固体含量。优选地，粘合剂具有相对于粘合剂的总重量的重量百分比在50％到90％之间的固体含量。根据一个实施方式，粘合剂具有相对于粘合剂的总重量的重量百分比在55％到75％之间的固体含量。

特别地，扬声器21包括第一MOF材料24a和第二MOF材料24b，第一MOF材料24a包括多孔微粒，第二MOF材料24b包括多孔微粒。第一MOF材料24a和第二MOF材料24b具有相同的化学结构。第一MOF材料24a和第二MOF材料24b中的每一个可以是粒子的形式或多孔单体块的形式。

根据优选的实施方式，粘合剂包括至少一种羧甲基纤维素钠[CAS：9004-32-4]和/或至少一种聚碳酸和/或至少一种丙烯酸酯和/或至少一种丙烯酸酯聚合物或至少一种丙烯酸酯共聚物和/或膨润土[CAS：1302-78-9]和/或甘油[CAS.：56-81-5]和/或乙二醇[CAS.：107-21-1]。括号中的CAS术语是指化学文摘社(CAS)分配的数字CAS标识符。

羧甲基纤维素钠(CMC)[CAS：9004-32-4]是一种良好的粘合剂，它提供相对坚硬的材料和良好的声学特性。另选地，也可以使用来自Zschimmer和Schwarz公司的名为OptapixAC15(这是一种聚碳酸混合物)的市售粘合剂，并且该市售粘合剂也提供了非常好的声学结果。另外，可使用粘合剂的组合来获得一定的硬度。例如，Bentonit[CAS：1302-78-9]提供了非常坚硬的粒子。另一方面，先前提到的用CMC制备的粒子更柔软。因此，为了获得一定的硬度，可以使用不同的粘合剂来获得一定的性能分布。另选地，CMC可与甘油[CAS.：56-81-5]或乙二醇(Ethylenglykol)[CAS.：107-21-1]相混合，以获得更软的粒子。甘油或乙二醇的量通常为诸如CMC的剩余粘合剂的1m％。根据另一个实施方式，粘合剂可包括甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物。

粘合剂可以是辐射固化粘合剂。在一个实施方式中，粘合剂是基于溶剂的粘合剂，其中，通过蒸发溶剂执行固化。

相对于材料的整个质量，粘合剂的质量分数可以在1％至20％的范围内。根据另一个实施方式，相对于材料的整个质量，粘合剂的质量分数在2％至10％的范围内。根据又一个实施方式，相对于材料的整个质量，粘合剂的质量分数在4％至6％的范围内。

图2具体示出了具有敞开的外壳23的扬声器21的顶视图。图3示出了敞开的外壳23的顶视图，并且图4示出了材料24a、24b。

在本实施方式中，外壳23包括多个子外壳，即，第一子外壳23a、第二子外壳23b和第三子外壳23c。第一子外壳23a、第二子外壳23b和第三子外壳23c彼此声学耦合，并且因此形成用于动态驱动器22的单个外壳23。

在本实施方式中，外壳23是密封的外壳。密封的外壳也称为封闭式外壳。

动态驱动器22安装在第三子外壳23c中。具体地，第三子外壳23c包括孔25，动态驱动器22被安装在该孔25中。

材料24a、24b被安装在外壳23内。在本实施方式中，第一材料24a被安装在第一子外壳23a内，第二材料24b被安装在第二子外壳23b内。

第一子外壳23a和第二子外壳23b可以是相同的，或者如图中所示，可以彼此不同。

在材料24a、24b为多孔单体块的形式的情况下，这些块中的每一个包括孔27。具体地，第一孔27的直径在0.7μm至30μm之间。

另选地，材料24a、24b可以是由多个具有50μm到1.33mm之间的颗粒大小的独立的颗粒组成的粒子。

粒子可以通过提供多个多孔微粒和粘合剂来制备。然后，将粘合剂和多个微粒混合在一起，获得微粒-粘合剂混合物。然后对该微粒-粘合剂混合物进行处理以获得所期望直径的颗粒。

微粒-粘合剂混合物可以是液体形式，例如浆料、悬浮液等。浆料或悬浮液可以通过以下步骤获得：(a)利用有机溶剂(例如乙醇)制备多孔微粒(MOF或其它合适的材料)悬浮液，其中，多孔微粒具有小于10μm的平均微粒直径，或者根据另一个实施方式具有小于2μm的平均微粒直径。(b)通过例如搅拌均匀化多孔微粒悬浮液。(c)将均匀化的多孔微粒悬浮液与粘合剂悬浮液混合。

根据一个实施方式，粘合剂的固体含量和具有粉末形式的多孔MOF微粒可以混合，并且然后，可以向这些组分的所获得的混合物中加入溶剂，以获得浆料。

对微粒-粘合剂混合物的处理可以通过干燥来进行。干燥可以以不同的方式来执行，例如通过流化床、喷雾方法(混合物的液滴可以被冷冻干燥)或通过将所获得的悬浮液倒到热板上(根据多个实施方式，板的温度范围在120摄氏度到200摄氏度之间或在150摄氏度到170摄氏度之间)。

根据一个实施方式，微粒-粘合剂混合物被填充到滚筒中，并且通过旋转滚筒来制备粒子。可加热滚筒，以增强微粒-粘合剂混合物的干燥和固化。

如果所获得的固体的颗粒大于所期望的，则可以例如通过研钵磨机(mortarmill)、锤式转子磨机、切割磨机或振荡板式磨机将所获得的固体切割或粉碎成更小块。(d)随后，用筛子筛分(可选地经切割或粉碎的)所获得的固体以获得所期望直径范围内的颗粒。

由于材料24a、24b，外壳23的有效声学容积大于没有材料24a、24b的外壳23的容积。

在材料24a、24b为多孔单体块的形式的情况下，可以利用图5所示的多个微粒51使用冷冻铸造方法来制备材料。微粒51可以已经是由多孔MOF微粒和粘合剂组成的颗粒。另选地，材料24a、24b可以通过使用多个微粒51通过冷冻发泡法、使用多个MOF微粒51通过烧结法、使用多个微粒51通过陶瓷发泡法或使用多个微粒51通过自固化粘合技术来制备。

对于以上提到的方法，可使用如图6中所示的合适的模具61。具体地，模具61由适于特定方法的材料制成。具体地，每个多孔单体块24a、24b可以利用独立的模具61制成。

例如，如果利用冷冻铸造方法来制造多孔单体块，则模具61可以至少部分地由PTFE(聚四氟乙烯)制成。

例如，如果利用发泡法(例如，冷冻发泡法)来制造多孔单体块，则模具61可至少部分地由硅橡胶制成。如果应用的是发泡法(例如，冷冻发泡法)，则所获得的单体块构成固体发泡体。

在本实施方式中，第一子外壳23a和第二子外壳23b的形状不同。

具体地，多孔单体块24a、24b的形状适应于相关子外壳23a、23b的形状，即，第一多孔单体块24a的形状适应于第一子外壳23a的形状并且第二多孔单体块的形状适应于第二子外壳23b的形状。当使用上述方法之一来制备多孔单体块时，则(例如)模具61可以适应于相关子外壳23a、23b的形状。

外壳23可以具有轮廓。更具体地，外壳23的面向多孔单体块24a、24b的表面可以具有轮廓。优选地，多孔单体块24a、24b对应于外壳23的轮廓以形状适配的方式安装到外壳23中。

在本实施方式中，第一子外壳23a具有第一轮廓26a，并且第二子外壳23b具有第二轮廓26b。优选地，第一单体块对应于第一子外壳23a的第一轮廓26a以形状适配的方式安装到第一子外壳23a中，并且第二单体块对应于第二子外壳23b的第二轮廓26b以形状适配的方式安装到第二子外壳23b中。

当使用上述方法之一来制备多孔单体块时，则(例如)使用其特定的模具61来制造每个多孔单体块34a、24b。这些模具61可以优选地各自具有与相关子外壳23a、23b的轮廓26a、26b相对应的轮廓62。

图7借助流程图概括了如何分别制造扬声器21和移动电话1的实施方式。

为了制造扬声器21或移动装置1，可提供多个多孔微粒(流程图的步骤A)。

然后，通过将多个微粒和粘合剂相混合并且(特别是通过上述方法之一来)制备粒子或多孔块来制备材料24a、24b(流程图的步骤B)。

然后，将材料24a、24b安装到外壳23中，具体地，安装到第一子外壳23a和第二子外壳23b中(流程图的步骤C)。优选地，子外壳紧密地填充有材料24a、24b。

如果利用喷雾方法(例如用于制备粒子)，则可以通过提供多个多孔微粒、粘合剂、喷嘴和冷冻器来制造材料24a、24b。然后，粘合剂和多个微粒51可以混合，并且该混合物可以通过喷嘴喷雾并冷冻。借此可以实现由所期望直径的颗粒组成的粒子。

如果利用使用滚筒的方法(例如用于制备粒子)，则可以通过提供多个多孔微粒、粘合剂和滚筒来制造材料24a、24b。然后，可以将粘合剂和多个微粒51在旋转的滚筒中混合，以获得具有所期望直径的颗粒的粒子。

应当提及的是，本领域已知的用于制备粒子的所有方法原则上都可用于本目的。

如果利用冷冻铸造法(例如用于制备单体多孔块)，则可以通过提供多个多孔微粒、粘合剂和模具61来制造材料24a、24b，所述模具61的轮廓62与第一子外壳23a和第二子外壳23b的轮廓26a、26b相对应。然后，可以将粘合剂和多个微粒51混合，并且可以将该混合物填充到模具61中。然后，将填充有多个微粒51和粘合剂的混合物的模具61冷冻，以制备出相关的材料24a、24b。然后，从材料24a、24b除去模具61。

如果利用冷冻发泡法(例如用于制备单体多孔块)，则可以通过提供多个多孔微粒、粘合剂和模具61来制造材料，所述模具61的轮廓62与第一子外壳23a和第二子外壳23b的轮廓26a、26b相对应。然后，可以将粘合剂和多个微粒51混合，并且可以将该混合物填充到模具61中。然后，减小填充有多个微粒51和粘合剂的混合物的模具61周围的环境压力，以制备出相关的多孔材料24a、24b。然后，从多孔材料24a、24b除去模具61。

如果利用烧结法(例如用于制备单体多孔块)，则可以通过提供多个多孔微粒、粘合剂和模具61来制造材料24a、24b，所述模具61的轮廓62与第一子外壳23a和第二子外壳23b的轮廓26a、26b相对应。然后，可以将粘合剂和多个微粒51混合，并且可以将该混合物填充到模具61中。然后，将填充有多个微粒51和粘合剂的混合物的模具61加热，以制备出相关的材料24a、24b。在加热期间，粘合剂至少部分燃烧。例如，可以使用两种不同种类的粘合剂。一种类型的粘合剂是临时粘合剂，其在加热期间燃烧，产生第一孔27。另一种类型的粘合剂在加热期间可能不会燃烧。然后，从材料24a、24b除去模具61。另选地，多个微粒51的发泡也可以通过陶瓷发泡法来实现。

例如，如果利用自固化粘合法，则可以通过提供作为结构剂的蛋白质发泡体、多个多孔微粒、粘合剂和模具61来制造材料块24a、24b，所述模具61的轮廓62与第一子外壳23a和第二子外壳23b的轮廓26a、26b相对应。然后，可以将蛋白质发泡体、粘合剂和多个微粒51混合，并可将该混合物填充到模具61中。然后，必须等到填充到模具61中的混合物自固化，以便制备出相关的多孔材料24a、24b。然后，从材料24a、24b除去模具61。

参照图8，例示了一种封装吸声材料119的方法。如图8所示，扬声器装置110的后腔容积117围绕声学换能器112延伸并且进入后腔容积的内部部分中，吸声袋118被设置在该内部部分中。在美国申请No.14/003,217中公开了一种使用袋封闭吸声材料119的技术，该美国申请通过引用整体并入本公开中。如申请No.14/003,217中所公开的，吸声袋118被制造成适配在后腔容积的内部轮廓内，并且吸声袋118的一侧包括具有低声阻的透气材料，该透气材料有助于后腔容积与吸声袋118的内部容积之间的气体交换。透气材料还必须将MOF材料119保持在袋的内部腔室中，MOF材料119可具有由MOF微粒组成的粉末的形式。用相对不透气或者具有高声阻的材料制造吸声袋118的剩余侧。吸声袋118被定位成使得通过透气材料在吸声材料119与后腔容积117之间发生气体交换。

另选地，粉末、微粒或粒子形式的吸声材料可直接被填充到后腔容积117中。在后一种情况下，吸声材料可具有狭缝后腔容积，其中，狭缝的尺寸小于微粒或粒子的直径。

尽管本领域技术人员可以提出修改和改变，但本发明的目的是在于此授权的专利内具体实施如合理地和适当地落入其对本领域的贡献范围内的所有改变和修改。

Claims

1.一种扬声器，所述扬声器包括：

外壳；

至少一个动态驱动器，所述至少一个动态驱动器安装在所述外壳中；以及

多孔吸声材料，所述多孔吸声材料设置在所述外壳内，所述吸声材料至少包括金属有机骨架材料。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述金属有机骨架材料包括独立的金属有机骨架微粒。

3.根据权利要求2所述的扬声器，其中，所述吸声材料包括将所述独立的金属有机骨架微粒粘附在一起的粘合剂。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的扬声器，其中，所述吸声材料构成预定形状的发泡体。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的扬声器，其中，所述吸声材料构成多孔单体块。

6.根据权利要求2所述的扬声器，其中，所述吸声材料是预定形状的袋，所述袋包括至少部分地透气的覆盖材料，所述覆盖材料填充有所述独立的金属有机骨架微粒的粉末。

7.根据权利要求3所述的扬声器，其中，所述吸声材料构成包括颗粒的粒子，每个颗粒具有通过粘合剂粘附在一起的多个金属有机骨架微粒。

8.根据权利要求7所述的扬声器，其中，所述颗粒的尺寸在50μm至1.33mm之间。

9.根据权利要求1至3和6至8中的任一项所述的扬声器，其中，所述吸声材料包括直径在0.7μm至30μm之间的孔。

10.根据权利要求1至3和6至8中的任一项所述的扬声器，其中，所述金属有机骨架材料的微粒的直径在2μm至10μm之间。