CN111385722A

CN111385722A - 一种振膜球顶

Info

Publication number: CN111385722A
Application number: CN201911363647.XA
Authority: CN
Inventors: 狄勋; 陈敏敏; 赵彬
Original assignee: AAC Technologies Pte Ltd
Current assignee: AAC Technologies Pte Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-07-07

Abstract

本发明提供了一种振膜球顶，其特征在于，包括：发泡材料层；至少设置于发泡材料层一侧方向上的碳纤维单向带层；及至少设置于碳纤维单向带层一侧的补强层，所述补强层材料为毡类材料或者网布材料中的一种或者多种的组合。增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度，使得仅在单一方向具有强度的碳纤维单向带层不易于断裂，提高了球顶的结构力学性能，使其更轻薄、美观、不易分层，不易破碎。

Description

一种振膜球顶

【技术领域】

本发明涉及电声器械技术领域，尤其涉及振膜的球顶。

【背景技术】

球顶形扬声器是指利用球顶形振膜直接辐射声波的扬声器。属于电动式扬声器，振膜是一个半球形膜片，用振膜折环直接支撑音圈而没有定心支片，特点是高频响应好，指向性宽及失真较小。振膜的球顶部常用铝箔与发泡材料复合制成，随着电子行业的发展，电声系统需要不断的提升性能与可靠性，对球顶的要求也越来越高，现有的铝箔与发泡材料复合的球顶已经不能满足使用需求，常会出现铝箔碎裂、铝箔与发泡材料分层、材料强度不足等问题。另一方面，由于铝箔材质较软，作为产品直观可观察的部分，容易出现污染、划伤等现象，带来不美观的问题，且由于发泡材料受力容易发生形变，受力之后恢复性能差，无法承受压力，且容易吸水，使得铝箔与发泡材料之间容易产生分层的现象发生，同时为了达到振动强度和保证力学性能，球顶中采用的发泡材料和铝箔的组合层厚度较大。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种振膜球顶，旨在解决解决现有技术中球顶结构力学性能差、不美观、容易破碎、材料不易分层、厚度大的问题。

本发明的技术方案如下：一种振膜球顶，包括

发泡材料层；

至少设置于发泡材料层一侧方向上的碳纤维单向带层；及

至少设置于碳纤维单向带层一侧的补强层,所述补强层材料为毡类材料或者网布材料中的一种或者多种的组合。

优选地，所述补强层与所述碳纤维单向带层相贴合。

优选地，所述毡类材料为碳纤维毡、石墨毡或者玻璃纤维毡中的一种或多种的组合。

优选地，所述网布材料为金属网布或者塑料网布中的一种或者多种的组合。

优选地，所述碳纤维单向带层的厚度范围为5um-100um。

优选地，所述碳纤维单向带层由碳纤维材料与树脂复合而成，所述树脂的质量分数为10%-55%。

优选地，所述树脂包括环氧树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯硫醚、或聚对苯撑苯并二噁唑中一种或多种的组合。

优选地，所述补强层厚度范围为1-50um，面密度的范围为1-20g/m2。

优选地，所述发泡材料层的厚度范围为20-2000um。

优选地，该球顶的厚度范围20-2000um。

优选地，所述发泡材料层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酰亚胺、聚酰亚胺、聚丙烯、或聚苯硫醚中的一种材料或多种的组合材料制成。

本发明的有益效果在于：通过在碳纤维单向带层的至少一侧设置以毡类材料或者网布材料中的一种或者多种的组合为材料的补强层，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度，使得仅在单一方向具有强度的碳纤维单向带层不易于断裂，提高了球顶的结构力学性能，使其更轻薄、美观、不易分层，不易破碎。

【附图说明】

图1为本发明实施例一的球顶结构示意图；

图2为本发明实施例二的球顶结构示意图；

图3为本发明实施例三的球顶结构示意图；

图4为本发明实施例四的球顶结构示意图；

图5为本发明实施例五的球顶结构示意图；

图6为本发明实施例六的球顶结构示意图；

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种振膜球顶，包括：

发泡材料层10、碳纤维单向带层20和补强层30；所述碳纤维单向带层20至少设置于发泡材料的一侧方向上，所述补强层30至少设置于碳纤维单向带层20的一侧，所述补强层30材料为毡类材料或者网布材料中的一种或者多种的组合。毡类材料以及网布材料由于其具有各向同性，可以弥补碳纤维单向带仅具有单向强度的缺陷，能够补强碳纤维单向带在弱强度方向上的强度。同时，由于这两类材料均为高度发达的多孔结构，在其具备强度高、重量轻优点的同时，还能利用其多孔结构易于与树脂通过并结合的特点，直接与碳纤维单向带预浸料的树脂加热贴合，进一步减小碳纤维球顶的质量以及厚度。

具体地，所述发泡材料层10为聚对苯二甲酸乙二醇酯（发泡PET）、聚甲基丙烯酰亚胺（发泡PMI）、聚酰亚胺（发泡PI）、聚丙烯（发泡PP）、聚苯硫醚（发泡PPS）中的一种，本实施中发泡材料层10具体为聚甲基丙烯酰亚胺（发泡PMI），发泡材料层与碳纤维单向带预浸料复合后形成的球顶能够大大提升扬声器在高频的音质。

具体地，所述补强层30与所述碳纤维单向带层20相贴合，所述碳纤维单向带层20指的是由碳纤维材料和预浸树脂复合而成的材料层。碳纤维单向带层20是在经过高压高温技术将预浸树脂复合在碳纤维上形成的材料。碳纤维单向带层20只在单一方向具有强度。可以理解为，所述碳纤维单向带层20可以在纤维延伸的高强度方向上承受较大外力，而在与纤维延伸相垂直的弱强度方向上只能承受较小外力。具有各向同性的补强层30与具有单向强度的碳纤维单向带层20相贴合后提高了碳纤维单向带层20各个方向上的强度。

具体地，本实施例中碳纤维单向带预浸料的预浸树脂至少包括以下一种：环氧树脂、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺 (PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)等。本实施例中，所述碳纤维材料的拉伸模量大于200Gpa，所述碳纤维材料由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。实践中，碳纤维材料可以具体选用包括东丽的T系列中的T300以上、所有M系列，以及相同强度级别的其他系列和其他供应商的材料，使得本发明的碳纤维振膜球顶具有良好的结构力学性能，同时重量减轻，厚度变薄。

具体地，本发明实施例中的碳纤维振膜球顶的总厚度在20～2000um之间，既保证了强度，也保证了制造的方便性；同时本发明的实施例中的碳纤维振膜球顶在保证了力学强度之外，还能提供较高的声学品质，特别是当碳纤维振膜球顶的厚度在80～200um时，能够保证球顶再高频区具有较好的频率特性，能够覆盖更高的发声范围。

更优地，所述补强层30为具有各向同性的网格状材料，网格状材料可以便于碳纤维单向带层20的预浸树脂通过，便于实现碳纤维单向带层20与补强层30的贴合加工。

具体地，所述毡类材料为碳纤维毡、石墨毡或者玻璃纤维毡中的一种或多种的组合。所述网布材料为金属网布或者塑料网布中的一种或者多种的组合。上述材料不仅具有各向同性，即在沿平面的任一方向上均具有较大的强度，以区别于碳纤维单向带预浸料在单一方向上具有强度，且上述材料的面密度很小，不会增加材料的重量，保持了碳纤维振膜球顶重量轻的有点。

在实践中，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为5um-100um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数10%-55%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用1-50um，面密度1-20g/m²，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度可采用20-2000um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。整合以上材料的配置范围，本发明的碳纤维振膜球顶的整体厚度可以统筹后保持在20-2000um的范围内，一种比较优选的范围是介于80-200um之间，此时，碳纤维振膜球顶可以获得最佳的结构强度和音学性能。

具体地，本实施例中，碳纤维单向带层20被配置为只设置于发泡材料层10一侧。相应地，补强层30设置于碳纤维单向带层20靠近发泡材料层10的一侧。

参见图1，补强层30设置于发泡材料层10与碳纤维单向带层20之间，

由于补强层30在各个方向上具有强度，使得球顶在受到外力作用时补强层30能够保持发泡材料层10与碳纤维单向带层20之间的强度，避免发泡材料层10沿碳纤维单向带层20不具有强度的方向受力时造成碳纤维单向带层20的破损，当碳纤维单向带层20收到外力时，补强层30能够依托发泡材料层10稳定碳纤维单向带层20的结构特性，避免碳纤维单向带层20在不具有强度的方向上断裂，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度。

且，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为5um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数10%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用1um，面密度1g/m2，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度为20um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：补强层30设置于碳纤维单向带层20背离发泡材料层10的一侧参见图2，碳纤维单向带层20设置于发泡材料层10与补强层30之间，

由于补强层30在各个方向上具有强度，使得球顶在受到外力作用时补强层30能够保持碳纤维单向带层20的结构不受破坏，避免外力直接作用于碳纤维单向带层20，从而避免碳纤维单向带层20在不具有强度的方向上断裂，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度。

且，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为100um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数55%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用50um，面密度20g/m2，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度为2000um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。

实施例三

在实施例一的基础上，补强层30包括第一补强层31和第二补强层32，

所述第一补强层31设置于碳纤维单向带层20靠近发泡材料层10的一侧，所述第二补强层32设置于碳纤维单向带层20背离发泡材料层10的一侧。

参见图3，由于第一补强层31在各个方向上具有强度，使得球顶在收到外力作用时，第一补强层31能够保持发泡材料层10与碳纤维单向带层20之间的强度，同时避免发泡材料层10沿碳纤维单向带层20不具有强度的方向受力时造成碳纤维单向带层20的破损。第二补强层32可以避免外力直接作用于碳纤维单向带层20，当外力作用于球顶时，第二补强层32能够稳定碳纤维单向带层20的结构特性，避免碳纤维单向带层20在不具有强度的方向上断裂，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度。

且，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为55um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数20%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用20um，面密度10g/m2，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度为200um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。

实施例四

本实施例在实施例一的基础上，碳纤维单向带层20包括第一碳纤维单向带层21和第二碳纤维单向带层22，所述第一碳纤维单向带层21和第二碳纤维单向带层22分别设置于发泡材料层10相对的两侧。

所述补强层30包括第一补强层31和第二补强层32、第三补强层33和第四补强层34，

所述第一补强层31设置于第一碳纤维单向带层21靠近发泡材料层10的一侧，所述第二补强层32设置于第一碳纤维单向带层21背离发泡材料层10的一侧，

参见图4，由于第一补强层31和第三补强层33在各个方向上具有强度，使得球顶在收到外力作用时，第一补强层31和第三补强层33能够保持发泡材料层10与碳纤维单向带层20之间的强度，同时避免发泡材料层10沿碳纤维单向带层20不具有强度的方向受力时造成碳纤维单向带层20的破损。第二补强层32和第四补强层34可以避免外力直接作用于碳纤维单向带层20，当外力作用于球顶时，第二补强层32和第四补强层34能够稳定碳纤维单向带层20的结构特性，避免碳纤维单向带层20在不具有强度的方向上断裂，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度。

且，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为75um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数40%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用30um，面密度15g/m2，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度为800um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。

实施例五

所述补强层30包括第一补强层31和第三补强层33，所述第一补强层31设置于第一碳纤维单向带层21靠近发泡材料层10的一侧，所述第三补强层33设置于第二碳纤维单向带层21靠近发泡材料层10的一侧。

参见图5，由于第一补强层31和第三补强层33在各个方向上具有强度，使得球顶在受到外力作用时第一补强层31和第三补强层33能够保持发泡材料层10与碳纤维单向带层20之间的强度，避免发泡材料层10沿碳纤维单向带层20不具有强度的方向受力时造成碳纤维单向带层20的破损，当碳纤维单向带层20收到外力时，第一补强层31和第三补强层33能够依托发泡材料层10稳定碳纤维单向带层20的结构特性，避免碳纤维单向带层20在不具有强度的方向上断裂，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度。

且，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为20um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数45%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用5um，面密度40g/m2，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度为150um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。使得碳纤维振膜球顶的整体厚度为200um，以获得最佳的结构强度和音学性能，且球顶整体轻薄，具有较好的频率特性，能够覆盖更高的发声范围。。

实施例六

所述补强层30包括第二补强层32和第四补强层34，所述第二补强层32设置于第一碳纤维单向带层21靠近发泡材料层10的一侧，所述第四补强层34设置于第二碳纤维单向带层21靠近发泡材料层10的一侧。

参见图6，由于第二补强层32和第四补强层34在各个方向上具有强度，使得球顶在受到外力作用时第二补强层32和第四补强层34能够保持碳纤维单向带层20的结构不受破坏，避免外力直接作用于碳纤维单向带层20，从而避免碳纤维单向带层20在不具有强度的方向上断裂，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度。

且，碳纤维单向带层20的厚度范围优选为10um，使得球顶在保持较轻的重量下实现良好的传声性能。碳纤维单向带层20的预浸树脂可以选用质量分数25%，使得碳纤维单向带层20在较轻的重量下保证碳纤维单向带层20与发泡材料层10或补强层30具有较强的贴合强度。补强层30厚度可采用10um，面密度20g/m2，使得碳纤维单向带层20保证足够各向强度的情况下不会过度增加球顶的厚度，保持球顶的音学性能和结构强度的统一。发泡材料层10的层厚度为60um，使得球顶具有优良的音学性能，能够在高音区获得较大的稳定性。使得碳纤维振膜球顶的整体厚度为80um，以获得最佳的结构强度和音学性能，且球顶整体轻薄，具有较好的频率特性，能够覆盖更高的发声范围。

藉此，本发明通过在碳纤维单向带层的至少一侧设置以毡类材料或者网布材料中的一种或者多种的组合为材料的补强层，增加了碳纤维单向带层在各个方向的强度，使得仅在单一方向具有强度的碳纤维单向带层不易于断裂，提高了球顶的结构力学性能，使其更轻薄、美观、不易分层，不易破碎。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种振膜球顶，其特征在于，包括：

发泡材料层；

至少设置于发泡材料层一侧方向上的碳纤维单向带层；及

2.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述补强层与所述碳纤维单向带层相贴合。

3.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述毡类材料为碳纤维毡、石墨毡或者玻璃纤维毡中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述网布材料为金属网布或者塑料网布的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述碳纤维单向带层的厚度范围为5um-100um。

6.根据权利要求1或5所述的振膜球顶，其特征在于，所述碳纤维单向带层由碳纤维材料与树脂复合而成，所述树脂的质量分数为10%-55%。

7.根据权利要求6所述的振膜球顶，其特征在于，所述树脂包括环氧树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚苯硫醚、或聚对苯撑苯并二噁唑中一种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述补强层厚度范围为1-50um，面密度的范围为1-20g/m²。

9.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述发泡材料层的厚度范围为20-2000um。

10.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，该球顶的厚度范围20-2000um。

11.根据权利要求1所述的振膜球顶，其特征在于，所述发泡材料层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酰亚胺、聚酰亚胺、聚丙烯、或聚苯硫醚中的一种材料或多种的组合材料制成。