CN115195240A - 发声装置的壳体、发声装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发声装置的壳体、发声装置及电子设备，壳体的至少一部分为微孔发泡壳体，微孔发泡壳体的原料包括工程塑料材料，微孔发泡壳体包括依次层叠设置的表皮层和发泡层，发泡层为发泡结构，其中，表皮层内无孔道或表皮层内的孔道的孔径＜0.5μm；发泡层具有泡孔，泡孔的孔径在0.5μm～50μm之间。本发明的发声装置的壳体既利用表皮层无孔道或孔径较小的特点起到防水、防止气体透过的作用，又利用具有微孔发泡结构的发泡层使壳体轻量化，同时保证壳体具有良好的力学性能和机械性能。

Description

发声装置的壳体、发声装置及电子设备
技术领域
本发明涉及电声技术领域，更具体地，涉及一种发声装置的壳体，使用该壳体的发声装置，以及使用该发声装置的电子设备。
背景技术
随着电声技术领域的发展，电声器件逐渐向着轻薄化、智能化、大功率化、高频化的方向发展。
传统的扬声器壳体通常采用PC（聚碳酸酯）材料经过普通注塑制备成的单一结构，然而PC材料制备得到的扬声器壳体具有密度大的缺陷，造成电子产品整机的重量过大，影响消费者的使用体验。
因此，需要一种新的技术方案，以满足轻量化、防水、高温可靠性等需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种发声装置的壳体，能够解决现有技术的PC材料制备的壳体的重量大、高温可靠性差等技术问题中的至少一个。
本发明的又一个目的在于提供上述壳体和发声单体组成的发声装置。
本发明的再一个目的在于提供包括上述发声装置的电子设备。
为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案。
根据本发明第一方面实施例的发声装置的壳体，所述壳体的至少一部分为微孔发泡壳体，所述微孔发泡壳体的原料包括工程塑料材料，所述微孔发泡壳体包括依次层叠设置的表皮层和发泡层，所述发泡层为发泡结构，其中，所述表皮层内无孔道或所述表皮层内的孔道的孔径＜0.5μm；所述发泡层具有泡孔，所述泡孔的孔径在0.5μm～50μm之间。
根据本发明的一些实施例，所述表皮层内所述孔道的分布密度小于102个/cm3。
根据本发明的一些实施例，所述发泡层内所述泡孔的分布密度为109个/cm3～1012个/cm3。
根据本发明的一些实施例，所述表皮层与所述发泡层一体发泡成型。
根据本发明的一些实施例，所述工程塑料材料包括聚4甲基-1-戊烯、聚丙烯、间规聚苯乙烯、PA66、PA6、PA68、PA610、PA612、PA9、PA1010、PA1012、PA11、PA12、PA1212、PA1313、PPA、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚醚酮、液晶聚合物中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述泡孔在所述发泡层中均匀分布。
根据本发明的一些实施例，所述原料还包括增强剂，所述增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和高分子纤维中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述增强剂的含量占所述原料的总重的10wt%～40wt%。
根据本发明的一些实施例，所述微孔发泡壳体的密度为0.9g/cm3～1.1g/cm3。
根据本发明的一些实施例，所述微孔发泡壳体的弯曲模量≥3.5GPa。
根据本发明的一些实施例，所述微孔发泡壳体的热变形温度≥130℃。
根据本发明的一些实施例，所述壳体包括第一子壳体和第二子壳体，所述第一子壳体与所述第二子壳体粘结或一体注塑成型，所述第一子壳体形成为所述微孔发泡壳体，所述第二子壳体通过钢、铝合金、铜合金、钛合金、PP及其改性材料、PA及其改性材料、PET及其改性材料、PBT及其改性材料、PPS及其改性材料、PEI及其改性材料、PEEK及其改性材料、PEN及其改性材料、PPA及其改性材料、PC及其改性材料、SPS及其改性材料、TPX及其改性材料、POM及其改性材料和LCP及其改性材料中的至少一种制备而成。
根据本发明第二方面实施例的发声装置，包括上述任一所述的发声装置的壳体。
根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括根据上述实施例所述的发声装置。
根据本发明实施例的发声装置的壳体，通过设置两层结构的微孔发泡壳体，既利用表皮层无孔道或孔径较小的特点起到防水、防止气体透过的作用，又利用具有微孔发泡结构的发泡层减轻了壳体的重量，使壳体轻量化，并且在轻量化的同时还可以保证壳体具有良好的力学性能和机械性能，可以满足发声装置的壳体的高温可靠性需求。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的一个实施例的发声装置的结构示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的微孔发泡壳体的横截面的局部示意图；
图3是根据本发明的又一个实施例的微孔发泡壳体的横截面的局部示意图。
附图标记
发声装置100；
壳体10；上壳11；表皮层111；发泡层112；下壳12；
发声单体20。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的发声装置100的壳体10，其中，发声装置100可以为扬声器模组。
如图1至图3所示，根据本发明实施例的发声装置100的壳体10的至少一部分为微孔发泡壳体，微孔发泡壳体的原料包括工程塑料材料，微孔发泡壳体包括依次层叠设置的表皮层111和发泡层112，发泡层112为发泡结构，其中，表皮层111内无孔道或表皮层111内的孔道的孔径＜0.5μm；发泡层112具有泡孔，泡孔的孔径在0.5μm～50μm之间。
换言之，本发明的发声装置100的壳体10的至少一部分由微孔发泡壳体构成，该微孔发泡壳体可以由包括工程塑料材料在内的原料制备而成。其中，工程塑料材料具有优良的综合性能，例如工程塑料材料具有刚性大、机械强度高、耐热性好、电绝缘性好等优点，可以在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，因此通过工程塑料材料制备得到的壳体10也具有上述优点。在加工制备微孔发泡壳体时，可以采用基体树脂形式的工程塑料材料，便于投料和加工。
此外，本发明的微孔发泡壳体具有两层结构，分别为表皮层111和发泡层112，表皮层111和发泡层112依次层叠设置，也就是说，微孔发泡壳体包括表皮层111以及设置在表皮层111的一侧的发泡层112。在微孔发泡壳体作为发声装置100的壳体10的至少一部分时，在发声装置100的壳体10内部形成有声腔，可以将靠近声腔的方向定义为内侧，将靠近外界环境的方向定义为外侧。此时表皮层111和发泡层112由外向内依次层叠，即发泡层112可以设于表皮层111靠近声腔的一侧，表皮层111可以设于发泡层112靠近外界的一侧。
可选地，表皮层111内无孔道，也就是说，表皮层111可以是没有孔道的密实结构，以阻止液体和气体通过，从而让液体、灰尘和气体无法穿过微孔发泡壳体的表皮层111，起到防水、防尘和防止气体透过的作用，进而保护被容置在壳体10内的结构，例如保护壳体10内的发声单体20。
可选地，表皮层111内也可以具有孔道，但孔道的孔径＜0.5μm，由于孔径足够小，而且孔道的数量较少，液体和气体均无法通过孔道进入壳体10，因此也能起到防水和防止气体透过的作用，进而保护被容置在壳体10内的结构。
另外，发泡层112为微孔发泡结构，发泡结构具有泡孔，即发泡层112具有泡孔。需要说明的是，在发泡结构中，气体以泡孔的形式存在。泡孔可以是闭孔发泡结构也可以是开孔发泡结构，若发泡层112是闭孔发泡结构，在闭孔发泡结构中，发泡层112具有独立泡孔结构，内部泡孔与泡孔之间有壁膜隔开，不互相连通。闭孔发泡结构具有优良的抗冲击性、反弹性、柔软性、防水性等优点，采用闭孔发泡结构的壳体10也具有上述优点。若发泡层112是开孔发泡结构，内部的泡孔与泡孔之间相互连通，为非独立泡孔结构，具有质轻、比强度高、可吸收冲击载荷、隔热和隔音性能等优点，采用开孔发泡结构的壳体10也具有上述优点。
其中，泡孔的直径为0.5μm～50μm之间，包括端点值0.5μm和50μm。需要进行说明的是，如果泡孔的直径小于0.5μm，将会导致发泡层112的密度较大，从而使得微孔发泡壳体的减重效果变差。如果泡孔的直径大于50μm，虽然具有较好的减重效果，但是对于微孔发泡壳体的力学性能、机械性能等会产生较大的负面效果，例如弯曲模量会下降，造成微孔发泡壳体在可靠性试验中易于产生变形失效。通过采用该直径范围为0.5μm～50μm的泡孔不仅能够起到良好的减重效果，还能够避免泡孔与表皮层111的孔道连通。可选地，泡孔的直径为0.5μm、1.5μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm等，能够同时保证壳体10的轻量化、可靠性要求。
需要说明的是，泡孔的横截面可以为圆形或者非圆形，在此不作限定。在泡孔的横截面为正圆形时，孔径可以为直径，在泡孔的横截面为非圆形时，孔径可以是泡孔的横截面内任一方向上任两个相距最远的点之间的距离，例如泡孔为椭圆形时，孔径可以为横截面上的长轴、短轴的长度。
由此，根据本发明实施例的发声装置100的壳体10，通过设置两层结构的微孔发泡壳体，既利用表皮层111无孔道或孔径较小的特点起到防水、防止气体透过的作用，又利用具有微孔发泡结构的发泡层112减轻了壳体10的重量，使壳体10轻量化，并且在轻量化的同时可以保证壳体10具有良好的力学性能和机械性能。另外，工程塑料材料具有良好的耐温性，可以满足发声装置100的壳体10的高温可靠性需求。
根据本发明的一个实施例，表皮层111内孔道的分布密度小于102个/cm3。也就是说，若表皮层111具有孔道，则每立方厘米表皮层111具有100个以内的孔径小于0.5μm的孔道。需要进行说明的是，如果表皮层111内孔道的分布密度小于102个/cm3，会影响减重效果；如果表皮层111内孔道的分布密度大于102个/cm3，容易影响表皮层111的防水效果。通过设置表皮层111内孔道的分布密度小于102个/cm3，在满足表皮层111防水的同时，也能减轻表皮层111的重量，进而减小壳体10的重量，实现发声装置100产品的轻量化。可选地，表皮层111内孔道的分布密度为101个/cm3、50个/cm3等，能够同时实现壳体10的轻量化和防水需求。
根据本发明的一个实施例，发泡层112内泡孔的分布密度为109个/cm3～1012个/cm3。也就是说，每立方厘米的发泡层112具有109个～1012个泡孔，且每个泡孔的孔径在0.5μm～50μm之间。需要进行说明的是，如果发泡层112内泡孔的分布密度小于109个/cm3，会使得壳体10的减重效果变差。如果发泡层112内泡孔的分布密度大于1012个/cm3，会使壳体10的机械性能变差。当发泡层112内泡孔密度为109个/cm3～1012个/cm3时，壳体10可以兼顾机械性能好、耐温性高、密度小的优点。可选地，泡孔的分布密度为109个/cm3、1010个/cm3、1011个/cm3或1012个/cm3等，既能实现壳体10的轻量化，又能保证壳体10有足够的强度。
根据本发明的一个实施例，表皮层111与发泡层112一体发泡成型。也就是说，微孔发泡壳体为原料经过微发泡注塑工艺形成的一体成型件，表皮层111与发泡层112之间无需通过其他方式连接，例如无需采用胶粘等方式即可实现连接，只需控制不同区域的发泡程度以形成结构不同的表皮层111和发泡层112，从而不仅提高了结构可靠性和牢固性，避免表皮层111和发泡层112之间发生分离，还能够降低制作工艺的复杂度，无需额外的工艺步骤即可以同时形成相互连接的表皮层111和发泡层112。
可以理解的是，现有的粘接多层结构形成的外壳存在形状受限的缺点，大多只能形成规则形状，例如形成矩形片体。而本发明通过一体发泡成型工艺得到的微孔发泡壳体，可以形成各种形状的壳体10，无论是规则形状件，还是不规则形状件，例如形成壳体10上的直线形区域，或者形成壳体10上的曲线形区域。也就是说，本发明通过微发泡注塑工艺得到的微孔发泡壳体可以形成拐角等不平整的区域，大大提高了发声装置100的壳体10的各个位置的结构一致性，无需对于拐角、转折等位置另行结合其他外壳结构，提高了发声装置100的壳体10的外形美观性和功能一致性。
可选地，可以在微发泡注塑工艺过程中通过控制壳体10的不同区域的发泡程度形成表皮层111与发泡层112。进一步地，如图2所示，还可以通过控制发泡层112的各处温度控制壳体10的不同区域的发泡程度，使得发泡层112形成大孔区域和小孔区域，其中，小孔区域的至少一部分可以位于大孔区域和表皮层111之间，也就是说，表皮层111可以位于至少一部分小孔区域的第一侧，大孔区域可以位于至少一部分小孔区域的第二侧。另外，小孔区域内泡孔的孔径可以小于大孔区域内泡孔的孔径，设置小孔区域有利于提高壳体10的力学性能，设置大孔区域有利于降低壳体10的密度，从而更好地实现壳体10的轻量化。
可选地，还可以通过控制梯度发泡的方式形成表皮层111与发泡层112，具体地，如图3所示，在沿着从发泡层112到表皮层111的方向上，发泡层112内泡孔的孔径可以逐渐减小，通过梯度发泡的方式形成的发泡层112，在保证壳体10弯曲模量等力学性能符合需求的同时，降低了加工工艺的难度，且能够保证壳体10的轻量化需求。
根据本发明的一个实施例，工程塑料材料包括聚4甲基-1-戊烯（TPX）、聚丙烯（PP）、间规聚苯乙烯（SPS）、PA66、PA6、PA68、PA610、PA612、PA9、PA1010、PA1012、PA11、PA12、PA1212、PA1313、聚邻苯二甲酰胺（PPA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚苯硫醚（PPS）、聚芳酯（PAR）、聚醚醚酮（PEEK）、液晶聚合物（LCP）等中的至少一种。由于上述材料具有较好的耐温性，因此采用上述材料制备得到的微孔发泡壳体可满足发声装置100的高温可靠性需求。
根据本发明的一个实施例，泡孔在发泡层112中均匀分布，使得泡孔均匀分布的发泡层112的各处的强度也是均匀的，也就是说，壳体10的各处都可以满足强度的需求，避免发声装置100在使用过程中，因壳体10的部分区域强度较弱而造成壳体10损坏。可以理解的是，如果泡孔在发泡层112的长度延伸方向或者宽度延伸方向上不均匀分布，例如，发泡层112沿水平方向延伸，其水平方向上的一部分区域的泡孔密度大于另一部分区域的泡孔的密度，使得微孔发泡壳体各处的强度不均，导致有些区域不符合壳体10的强度要求，在外力等作用下易于造成壳体10局部破裂。
根据本发明的一个实施例，原料还包括增强剂，增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和高分子纤维中的至少一种。可选地，高分子纤维可以选择聚芳酰胺纤维和聚酰亚胺纤维等。
其中，玻璃纤维材料的密度一般在2.5g/cm3～2.8g/cm3，玻璃纤维可以包括无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、低介电玻璃纤维等，具有选择种类广的优点。
可选地，原料还包括硅烷偶联剂。需要进行说明的是，由于玻璃纤维的表面能与工程塑料材料的表面能之间的差异较大，造成玻璃纤维在工程塑料材料中的润湿性和分散性较差，因此可以对玻璃纤维进行表面处理以提升二者之间的相容性，例如可以在生产加工时将硅烷偶联剂处理玻璃纤维的表面。进一步地，所用的硅烷偶联剂可以包括甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、烷基硅烷偶联剂、氯代烷基硅烷偶联剂等。通过包含硅烷偶联剂和玻璃纤维的原料制备得到的壳体10具有较大的强度。
此外，在增强纤维采用碳纤维时，碳纤维的密度一般在1.5g/cm3～2.0g/cm3，可见碳纤维的密度小于玻璃纤维。此外，碳纤维的增强效果较优。需要进行说明的是，由于碳纤维与工程塑料材料之间的相容性较差，在生产加工时，可以将碳纤维预浸一层高分子材料以对碳纤维进行表面处理，从而提升碳纤维与工程塑料材料之间的相容性。通过包含碳纤维的原料制备得到的壳体10具有较优的力学性能。
在增强纤维采用玄武岩纤维时，玄武岩纤维具有高模量的优点，但是玄武岩纤维的表面能相对较低，可选地，在生产加工时，对玄武岩纤维进行表面处理，提升玄武岩纤维的表面活性。通过包含玄武岩纤维的原料制备得到的壳体10具有较高的模量。
在增强纤维采用高分子纤维时，高分子纤维的密度一般小于1.5g/cm3，常用的高分子纤维可以采用芳香族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维等，以上高分子纤维具有较优的耐温性，并且高分子纤维与工程塑料之间的相容性较优。通过包含高分子纤维的原料制备得到的壳体10具有较优的耐温性。
根据本发明的一个实施例，增强剂的含量占原料的总重的10wt%～40wt%，也就是说，增强剂的重量百分率为10wt%～40wt%，包括其端点值10wt%和40wt%。需要进行说明的是，如果增强剂的重量百分率小于10wt%，增强剂对工程塑料材料的补强效果较小，易于造成工程塑料材料的力学性能较低、耐温性较差，即易于造成制备得到的微孔发泡壳体破损失效。而在增强剂的重量百分率大于40wt%时，增强剂的密度通常大于工程塑料材料的密度，随着增强剂的重量百分率越大，造成微孔发泡壳体的密度也越大，起不到壳体10的轻量化的目的。且随着增强剂的重量百分率的增加，会造成工程塑料材料的熔体粘度增大，熔融指数变小，难以注塑薄壁产品，即难以注塑形成厚度较薄的壳体10。当增强剂的重量百分率为10wt%～40wt%时，壳体10可以兼顾机械性能好、耐温性高、密度小的优点，也就是说，既能满足发声装置100轻量化的需求，又能保证符合发声装置100的机械性能和耐高温性的要求。可选地，增强剂的重量百分率为10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%或40wt%等，可以提高得到的微孔发泡壳体的力学性能以及耐高温性，而且还实现了轻量化目的，并且还便于通过注塑得到厚度较薄的微孔发泡壳体。
根据本发明的一个实施例，微孔发泡壳体的密度为0.9g/cm3～1.1g/cm3，包括其端点值0.9g/cm3和1.1g/cm3。需要进行说明的是，如果微孔发泡壳体的密度小于0.9g/cm3，将易于导致微孔发泡壳体的强度低；如果微孔发泡壳体的密度大于1.1g/cm3，将会导致微孔发泡壳体较重，从而增加发声装置100的重量。当微孔发泡壳体的密度为0.9g/cm3～1.1g/cm3时，壳体10可以兼顾强度高、密度小的优点，也就是说，既能满足发声装置100轻量化的需求，又能保证符合发声装置100的强度的要求。可选地，微孔发泡壳体的密度为0.9g/cm3、1.05g/cm3、1.0g/cm3等，能够使得发声装置100兼顾重量轻和高强度。
根据本发明的一个实施例，微孔发泡壳体的弯曲模量≥3.5GPa，有利于提高发声装置100的声学性能和力学性能。其中微孔发泡壳体的弯曲模量的测试原理参照GB/T9341-2008，具体测试方法为试验速度：2mm/min，样品取壳体10上的厚度均匀的平直部分，样品的宽度为5mm；压头直径为2mm；样品的厚度＜1mm时，试验跨度为5mm；样品厚度介于1mm～1.5mm时，试验跨度为6mm；样品厚度介于1.5mm～2mm时，试验跨度为7mm；测试5根样条，取平均值。
可以理解的是，如果微孔发泡壳体的弯曲模量小于3.5GPa，容易导致微孔发泡壳体的强度不足，通过微孔发泡壳体组装形成的发声装置100易于产生谐振。因此通过使微孔发泡壳体的弯曲模量不小于3.5GPa，有利于提高发声装置100的声学性能和力学性能。可选地，微孔发泡壳体的弯曲模量为4GPa、5GPa、6GPa、7GPa、8GPa或10GPa等，可以使壳体10的结构强度满足发声装置100的使用要求。
根据本发明的一个实施例，微孔发泡壳体的热变形温度≥130℃。具体地，在弯曲应力为1.8MPa条件下，微孔发泡壳体的热变形温度不小于130℃，能够保证微孔发泡壳体具有高温可靠性。需要进行说明的是，热变形温度如果小于130℃，将会导致壳体10的耐温性差。
其中，热变形温度的测试原理可以参照GB/T 1634.1-2004，具体测试方法如下：
1）取壳体10上厚度均匀的平直部分，长宽高尺寸为80×10×4mm，跨度64mm，弯曲应力为1.8MPa，升温速率120℃/h，标准挠度为0.34mm；
2）长宽高尺寸＜（80×10×4mm）时，样条尺寸可选择15×5×h（h为壳体10厚度），跨度10mm，弯曲应力1.8MPa，升温速度120℃/h，标准挠度计算方法：
Figure 65435DEST_PATH_IMAGE001
，计算方法参考GB/T 1634.1-2004。
根据本发明的一个实施例，壳体10包括第一子壳体和第二子壳体，第一子壳体与第二子壳体粘结或一体注塑成型，第一子壳体形成为微孔发泡壳体，第二子壳体通过钢、铝合金、铜合金、钛合金、PP及其改性材料、PA及其改性材料、PET及其改性材料、PBT及其改性材料、PPS及其改性材料、PEI及其改性材料、PEEK及其改性材料、PEN及其改性材料、PPA及其改性材料、PC及其改性材料、SPS及其改性材料、TPX及其改性材料、POM及其改性材料和LCP及其改性材料中的至少一种制备而成。
也就是说，如图1所示，根据本发明实施例的发声装置100的壳体10可以由第一子壳体和第二子壳体装配而成，两者可以通过粘结连接，也可以通过注塑等其他方式装配连接。其中，第一子壳体主要为微孔发泡壳体，第二子壳体既可以通过钢、铝合金、铜合金、钛合金等金属材料制成，也可以通过PP及其改性材料、PA及其改性材料、PET及其改性材料、PBT及其改性材料、PPS及其改性材料、PEI及其改性材料、PEEK及其改性材料、PEN及其改性材料、PPA及其改性材料、PC及其改性材料、SPS及其改性材料、TPX及其改性材料、POM及其改性材料和LCP及其改性材料等制成。
通过上述实施例可知，根据本发明实施例的微孔发泡壳体制成的发声装置100的壳体10可以具有密度低、防水性好和高温可靠性强等优点。
本发明还提供了一种发声装置100，包括上述任一实施例的发声装置100的壳体10。发声装置100还包括设置在壳体10内的发声单体20，通过发声单体20进行电声转换，实现发声装置100的发声性能。其中，发声单体20可以为扬声器单体。发声装置100的壳体10的至少一部分通过上述任一实施例的微孔发泡壳体制成，不仅可以满足发声装置100的声学性能，还能够满足发声装置100轻薄化、力学性能的设计需求，提高了发声装置100在各种电子设备中的适用性。
在通过本发明实施例的壳体10和发声单体20制备发声装置100时，可以通过微发泡注塑工艺制成发声装置100的壳体10，并且在壳体10内收容有扬声器单体，即容置有发声单体20。扬声器单体包括振动系统和磁路系统。
其中发声装置100的壳体10可以包括上壳11和下壳12，先将扬声器单体固定在上壳11或者下壳12上，然后通过超声波焊接或胶水粘接工艺等将上壳11和下壳12焊接为一体，完成发声装置100组装。其中上壳11可以全部由第一子壳体组成，或者至少通过第一子壳体和第二子壳体组成。下壳12也可以全部由第一子壳体组成，或者至少通过第一子壳体和第二子壳体组成。
发声装置100的壳体10也可以包括上壳11、中壳和下壳12，上壳11通过中壳实现其与下壳12的连接。上壳11、中壳和下壳12中的至少一个的至少一部分由微孔发泡壳体制成，即上壳11、中壳和下壳12中的至少一个的全部由微孔发泡壳体制成，或，上壳11、中壳和下壳12中的至少一个的一部分由微孔发泡壳体制成。
可选地，发声装置100在制备时将工程塑料材料等原料利用双螺杆挤出造粒，而后利用微发泡注塑工艺成型出微孔发泡壳体。
例如，采用双螺杆改性造粒工艺，将工程塑料树脂加入双螺杆挤出机主喂料口中，待工程塑料树脂熔融后，从侧喂料口中加入增强剂，在挤出机中剪切混合均匀后，挤出造粒。需要说明的是，在增强剂采用纤维材料时，由于纤维材料的长径比较大，抵抗剪切能力一般，所以可以在工程塑料树脂颗粒熔融后再加入纤维材料，可有效减少纤维材料破坏程度，从而提升纤维材料对工程塑料材料的补强效果。
可选地，将工程塑料树脂颗粒加入微发泡注塑机中，待工程塑料树脂颗粒熔融后，利用高压设备将N2和或CO2气体注入工程塑料熔体中，而后将注射进模具中，成型微孔发泡壳体。
本发明还提供了一种电子设备，包括上述任一实施例的发声装置100。其中，电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、VR（虚拟现实）设备、AR（增强现实）设备、TWS（真无线蓝牙）耳机、智能音箱等，本发明对此不做限制。
由于根据本发明上述实施例的发声装置100的壳体10具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的发声装置100和电子设备也具有相应的技术效果，即发声装置100的壳体10具有更轻的质量以及良好的防水性和高温可靠性。
下面结合具体实施例和对比例对本发明的发声装置100的壳体10进行详细说明。
对比例1
在本对比例中，扬声器模组由外壳和扬声器单体组装而成。制备外壳时采用80wt%的PC作为基体树脂，添加20wt%的玻璃纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳，此时外壳为单层结构。
对比例2
在本对比例中，扬声器模组由外壳和扬声器单体组装而成。制备外壳时采用70wt%的PC作为基体树脂，添加30wt%的玻璃纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳，此时外壳为单层结构。
对比例3
在本对比例中，扬声器模组由外壳和扬声器单体组装而成。制备外壳时采用90wt%的PC作为基体树脂，添加10wt%的碳纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳，此时外壳为单层结构。
实施例1
在本实施例中，扬声器模组由壳体10和扬声器单体组装而成。制备壳体10时，采用90wt%的PEN作为基体树脂，添加10wt%的碳纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用发泡注塑机注塑成微孔发泡壳体，此时壳体10具有两层均匀结构，即包含表皮层111和发泡层112。
实施例2
在本实施例中，扬声器模组由壳体10和扬声器单体组装而成。制备壳体10时，采用85wt%的PA610作为基体树脂，添加15wt%的碳纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，发泡注塑机注塑成微孔发泡壳体，此时壳体10具有两层均匀结构，即包含表皮层111和发泡层112。
实施例3
在本实施例中，扬声器模组由壳体10和扬声器单体组装而成。制备壳体10时，采用75wt%的PA6作为基体树脂，添加25wt%的玻璃纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，发泡注塑机注塑成微孔发泡壳体，此时壳体10具有两层均匀结构，即包含表皮层111和发泡层112。
实施例4
在本实施例中，扬声器模组由壳体10和扬声器单体组装而成。制备壳体10时，采用70wt%的PPA作为基体树脂，添加30wt%的玻璃纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，发泡注塑机注塑成微孔发泡壳体，此时壳体10具有两层均匀结构，即包含表皮层111和发泡层112。
实施例5
在本实施例中，扬声器模组由壳体10和扬声器单体组装而成。制备壳体10时，采用70wt%的PBT作为基体树脂，添加30wt%的玻璃纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，发泡注塑机注塑成微孔发泡壳体，此时壳体10具有两层均匀结构，即包含表皮层111和发泡层112。
实施例6
在本实施例中，扬声器模组由壳体10和扬声器单体组装而成。制备壳体10时，采用80wt%的SPS作为基体树脂，添加20wt%的玻璃纤维作为增强剂，通过双螺杆挤出机改性造粒后，发泡注塑机注塑成微孔发泡壳体，此时壳体10具有两层均匀结构，即包含表皮层111和发泡层112。
为了便于对比，将对比例1至对比例3的原料的配比、成型工艺、形成的外壳结构，以及实施例1至实施例6的原料的配比、成型工艺、形成的壳体10的结构列于下表表1。
表1 配比组成以及成型工艺的对比表
Figure 929486DEST_PATH_IMAGE002
下面对对比例、实施例1至实施例6的材料以及产品进行测试。
将实施例1至实施例6制备得到的壳体和对比例1至对比例3制备得到的外壳分别进行泡孔孔径、密度、弯曲模量和热变形温度测试，测试结果如下表2所示。
表2 测试结果
Figure 577812DEST_PATH_IMAGE003
结合表1和表2，将对比例1和实施例6进行比较，可以发现，对比例1中采用80wt%的PC材料作为基体树脂，PC材料的密度为1.2g/cm3，对应的外壳的密度为1.35g/cm3。而实施例6中采用80wt%的SPS材料作为基体树脂，SPS材料的密度为1.41g/cm3，对应的壳体10的密度为0.92g/cm3。也就是说，对比例1和实施例6均采用20wt%玻璃纤维作为增强剂，对比例1的外壳为单层结构，实施例6的壳体10为两层结构，虽然对比例1的PC材料的密度小于实施例6的SPS材料的密度，但是对比例1的外壳的密度大于实施例6的壳体10的密度，可见实施例6的壳体10具有质量较轻的优点，能够实现壳体10的轻量化目的。此外，对比例1的外壳的弯曲模量为5.0GPa，实施例6的壳体10的弯曲模量为5.2GPa，可见实施例6的壳体10的弯曲模量更大。
结合表1和表2，将对比例2与实施例4进行比较，可以发现，对比例2中采用70wt%的PC材料作为基体树脂，PC材料的密度为1.2g/cm3，对应的外壳的密度为1.42g/cm3。而实施例4中采用70wt%的PPA材料作为基体树脂，PPA材料的密度为1.55g/cm3，对应的壳体10的密度为1.07g/cm3。也就是说，对比例2和实施例4中均采用30wt%玻璃纤维作为增强剂，对比例2的外壳为单层结构，实施例4的壳体10为两层结构，虽然对比例2的PC材料的密度小于实施例4的PPA材料的密度，但是对比例2的外壳的密度大于实施例4的壳体10的密度，可见实施例4具有壳体10质量较轻的优点，能够实现壳体10的轻量化目的。此外，对比例2的外壳的弯曲模量为7.5GPa，实施例4的弯曲模量为6.8GPa，可见，相对于对比例2的外壳而言，实施例4的壳体10的弯曲模量无显著降低，但密度具有明显减小，可在满足扬声器模组可靠性验证需求的基础上，实现了轻量化目标。
结合表1和表2，将对比例2与实施例5进行比较，可以发现，对比例2中采用70wt%的PC材料作为基体树脂，PC材料的密度为1.2g/cm3，对应的外壳的密度为1.42g/cm3。而实施例5中采用70wt%的PBT材料作为基体树脂，PBT材料的密度为1.31g/cm3，对应的壳体10的密度为0.95g/cm3。也就是说，对比例2和实施例5中均采用30wt%玻璃纤维作为增强剂，对比例2的外壳为单层结构，实施例5的壳体10为两层结构，虽然对比例2的PC材料的密度小于实施例5的PBT材料的密度，但是对比例2的外壳的密度大于实施例5的壳体10的密度，可见实施例5具有壳体10质量较轻的优点，能够实现壳体10的轻量化目的。此外，对比例2的外壳的弯曲模量为7.5GPa，实施例5的弯曲模量为5.9GPa，可见，相对于对比例2的外壳而言，实施例5的壳体10的弯曲模量无显著降低，但密度具有明显减小，可在满足扬声器模组可靠性验证需求的基础上，实现了轻量化目标。
结合表1和表2，将对比例3与实施例1进行比较，可以发现，对比例3中采用90wt%的PC材料作为基体树脂，PC材料的密度为1.2g/cm3，对应的外壳的密度为1.24g/cm3。而实施例1中采用90wt%的PEN材料作为基体树脂，PEN材料的密度为1.328g/cm3，对应的壳体10的密度为1.09g/cm3。也就是说，对比例3和实施例1中均采用10wt%碳纤维作为增强剂，对比例3的外壳为单层结构，实施例1的壳体10为两层结构，虽然对比例3的PC材料的密度小于实施例1的PEN材料的密度，但是对比例3的外壳的密度大于实施例1的壳体10的密度，可见实施例1具有壳体10质量较轻的优点，能够实现壳体10的轻量化目的。此外，对比例3的外壳的弯曲模量为6.2GPa，实施例1的弯曲模量为5.2GPa，可见，相对于对比例3的外壳而言，实施例1的壳体10的弯曲模量无显著降低，但密度具有明显减小，可在满足扬声器模组可靠性验证需求的基础上，实现了轻量化目标。
此外，通过表1和表2可以看出，对比例1至对比例3采用的是普通注塑工艺，制备得到的外壳的密度大，在相同体积下，外壳的重量大；而实施例1至实施例6制备得到的壳体10的密度较小，可满足扬声器模组轻量化的需求。
总而言之，根据本发明实施例的发声装置100的壳体10、以及发声装置100、电子设备，通过工程塑料材料得到微孔发泡壳体，微孔发泡壳体具有表皮层111和发泡层112，由于发泡层112具有泡孔，因此能够实现轻量化的目的。此外，还能够在将工程塑料材料与增强纤维等注塑时，仍然可以保证发声装置100的壳体10具有较轻的重量。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种发声装置的壳体，其特征在于，所述壳体的至少一部分为微孔发泡壳体，所述微孔发泡壳体的原料包括工程塑料材料，所述微孔发泡壳体包括依次层叠设置的表皮层和发泡层，所述发泡层为发泡结构，
其中，所述表皮层内无孔道或所述表皮层内的孔道的孔径＜0.5μm；
所述发泡层具有泡孔，所述泡孔的孔径在0.5μm～50μm之间。
2.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述表皮层内所述孔道的分布密度小于102个/cm3。
3.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述发泡层内所述泡孔的分布密度为109个/cm3～1012个/cm3。
4.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述表皮层与所述发泡层一体发泡成型。
5.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述工程塑料材料包括聚4甲基-1-戊烯、聚丙烯、间规聚苯乙烯、PA66、PA6、PA68、PA610、PA612、PA9、PA1010、PA1012、PA11、PA12、PA1212、PA1313、PPA、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚醚酮、液晶聚合物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述泡孔在所述发泡层中均匀分布。
7.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述原料还包括增强剂，所述增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和高分子纤维中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述增强剂的含量占所述原料的总重的10wt%～40wt%。
9.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述微孔发泡壳体的密度为0.9g/cm3～1.1g/cm3。
10.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述微孔发泡壳体的弯曲模量≥3.5GPa。
11.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述微孔发泡壳体的热变形温度≥130℃。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述壳体包括第一子壳体和第二子壳体，所述第一子壳体与所述第二子壳体粘接或一体注塑成型，所述第一子壳体形成为所述微孔发泡壳体，所述第二子壳体通过钢、铝合金、铜合金、钛合金、PP及其改性材料、PA及其改性材料、PET及其改性材料、PBT及其改性材料、PPS及其改性材料、PEI及其改性材料、PEEK及其改性材料、PEN及其改性材料、PPA及其改性材料、PC及其改性材料、SPS及其改性材料、TPX及其改性材料、POM及其改性材料和LCP及其改性材料中的至少一种制备而成。
13.一种发声装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1-12中任一项所述的发声装置的壳体。
14.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求13中所述的发声装置。
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