CN115529517A - 发声装置的壳体、发声装置及电子设备 - Google Patents

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改性壳体，改性壳体的原料包括工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠，其中，工程塑料基材的重量占原料总重的50wt％～85wt％；增强纤维的重量占原料总重的5wt％～25wt％；无机空心微珠的重量占原料总重的5wt％～25wt％；增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2，改性壳体的密度为0.8g/cm³～1.05g/cm³。根据本发明的发声装置的壳体，既能满足壳体的轻量化需求，又能保证壳体具有良好的力学性和可靠性，还能提高壳体的阻尼性能，并提高发声装置的声学性能。

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。

传统的扬声器外壳通常采用在PC(聚碳酸酯)材料内添加玻璃纤维增强材料制备而成。但是，在PC材料中添加玻璃纤维制得的外壳的密度可能超过1.35g/cm³，导致扬声器外壳的重量较大，造成电子设备的整机重量过大，影响消费者的使用体验感。

此外，由PC材料制成的外壳，损耗因子小，阻尼性能差，在扬声器振动过程中，易产生共振，导致THD失真(总谐波失真)增加，频响曲线出现波谷，影响扬声器的声学性能稳定性。

因此，需要一种新的技术方案，以满足重量轻，高阻尼，低共振等需求。

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，能够解决传统技术的扬声器模组的壳体密度大、低阻尼、高共振的问题。

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改性壳体，所述改性壳体的原料包括工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠，其中，所述工程塑料基材的重量占所述原料总重的50wt％～85wt％；所述增强纤维的重量占所述原料总重的5wt％～25wt％；所述无机空心微珠的重量占所述原料总重的5wt％～25wt％；所述增强纤维的平均直径与所述无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2，所述改性壳体的密度为0.8g/cm³～1.05g/cm³。

根据本发明的一些实施例，所述改性壳体的壁厚为0.15mm～3mm。

根据本发明的一些实施例，所述改性壳体的壁厚为0.25mm～1.5mm。

根据本发明的一些实施例，所述改性壳体的熔融温度＞155℃。

根据本发明的一些实施例，所述工程塑料基材包括聚丙烯、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1212、尼龙1313中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维中的至少一种，所述玻璃纤维的直径为5μm～40μm，所述碳纤维的直径为5μm～20μm。

根据本发明的一些实施例，所述无机空心微珠的直径为15μm～50μm。

根据本发明的一些实施例，所述无机空心微珠包括空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述原料还包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂设于所述无机空心微珠的表面，所述硅烷偶联剂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、氨基硅烷偶联剂中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述改性壳体的模量密度比＞4.5。

根据本发明的一些实施例，所述改性壳体的热变形温度≥120℃。

根据本发明的一些实施例，所述原料还包括防老剂，所述防老剂包括抗氧剂1010，抗氧剂1076，抗氧剂1098，抗氧剂1135，抗氧剂944，抗氧剂622，抗氧剂783，抗氧剂791，抗氧剂PS800，抗氧剂PS802，抗氧剂168，抗氧剂126，抗氧剂626，抗氧剂FS304，抗氧剂FS102中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述防老剂的重量占所述原料总重的0.5wt％～2wt％。

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接或一体注塑成型，所述第一子壳体形成为所述改性壳体，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，构成该壳体的至少一部分为改性壳体，改性壳体主要由工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠为原料制作而成，通过限定工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠在原料中的占比，既能满足壳体的轻量化需求，又能保证壳体具有良好的力学性和可靠性。另外，通过限定增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值为0.5～1.2，可以显著提高壳体的损耗因子和阻尼性能，从而降低发声装置的THD失真，提升发声装置的声学性能。

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是根据本发明实施例的发声装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的实施例5与对比例2的频率响应曲线对比图；

图3是根据本发明实施例提供的对比例1至对比例3的频率响应曲线对比图；

图4是根据本发明实施例提供的实施例1至实施例6的频率响应曲线对比图；

图5是根据本发明实施例提供的实施例5与对比例2的THD测试对比图；

图6是根据本发明实施例提供的对比例1至对比例3的THD测试对比图；

图7是根据本发明实施例提供的实施例1至实施例6的THD测试对比图。

附图标记

发声装置100；

壳体10；上壳11；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和图7所示，根据本发明实施例的发声装置100的壳体10的至少一部分为改性壳体，改性壳体的原料包括工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠。

具体而言，工程塑料基材的重量占原料总重的50wt％～85wt％，增强纤维的重量占原料总重的5wt％～25wt％，无机空心微珠的重量占原料总重的5wt％～25wt％，增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2，改性壳体的密度为0.8g/cm³～1.05g/cm³。

换言之，本发明的发声装置100的壳体10的至少一部分由改性壳体构成，改性壳体可以由包括工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠在内的原料制成。其中，工程塑料基材具有优良的综合性能，例如工程塑料基材具有刚性大、机械强度高、耐热性好、电绝缘性好等优点，因此，通过工程塑料基材制备得到的改性壳体可以在较苛刻的化学、物理环境中长期使用。在加工制备改性壳体时，可以采用基体树脂形式的工程塑料基材，便于投料和加工。

其中，在改性壳体中，工程塑料基材的重量占原料总重的50wt％～85wt％，也就是说，工程塑料基材的重量百分率为50wt％～85wt％，包括其端点值50wt％和85wt％。需要进行说明的是，如果工程塑料基材的重量百分率＜50wt％，随着工程塑料基材的重量百分率降低，增强纤维和无机空心微珠的重量百分率会增加，原料的熔体粘度会上升，容易导致原料的加工难度增大，造成注塑困难，并且使得加工设备的磨损率增加，例如，作为加工设备的挤出机、注塑机的螺杆极易磨损报废。如果工程塑料基材的重量百分率＞85wt％，则增强纤维和无机空心微珠的重量百分率降低，其中，增强纤维的重量百分率下降会造成改性壳体的机械性能下降，无机空心微珠的重量百分率下降会导致改性壳体的密度上升，难以实现壳体10的轻量化目的。当工程塑料基材的重量占原料总重的50wt％～85wt％时，改性壳体的性能兼顾机械性能高和密度小的优点，且易于加工。可选地，工程塑料基材的重量百分率为50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％等，有利于提高改性壳体10的机械性能，减轻壳体10的重量，以及提高加工的便捷性。

在改性壳体中，增强纤维的重量占原料总重的5wt％～25wt％，也就是说，增强纤维的重量百分率为5wt％～25wt％，包括其端点值5wt％和25wt％。需要进行说明的是，如果增强纤维的重量百分率＜5wt％，增强纤维对工程塑料基材的补强效果小，可能使得工程塑料基材的力学性能和耐温性低，同时也易于造成壳体10破损失效。如果增强纤维的重量百分率＞25wt％，由于增强纤维的密度大于工程塑料基材的密度，因此增强纤维的重量百分率越大，改性壳体的密度就越大，起不到轻量化的目的，另外，增强纤维的重量百分率＞25wt％还会导致改性壳体的熔体粘度过大，熔融指数过小，难以注塑得到壁薄的壳体10。当增强纤维的重量占原料总重的5wt％～25wt％时，既能满足对工程塑料基材的补强需求，提高壳体10的力学性能和耐温性，不仅可以保证壳体10的轻量化效果，还可以使壳体10的熔体粘度和熔融指数保持在合适范围，以便于注塑得到壁薄的壳体10，即有利于注塑形成厚度较薄的壳体10。可选地，增强纤维的重量百分率为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％等，有利于实现壳体10的轻量化，提高壳体10的力学性能和耐温性，以及有利于注塑形成薄壁壳体10，提高扬声器模组产品的美观性。

在改性壳体中，无机空心微珠的重量占原料总重的5wt％～25wt％，也就是说，无机空心微珠的重量百分率为5wt％～25wt％，包括其端点值5wt％和25wt％。需要进行说明的是，如果无机空心微珠的重量百分率＜5wt％，壳体10的密度与传统技术生产的外壳密度相比差别较小，因此难以起到足够的减重作用。如果无机空心微珠的重量百分率＞25wt％，容易造成壳体10可靠性降低，例如抗冲性能下降，以及在测试壳体10的跌落可靠性时产生破裂失效。

当无机空心微珠的重量占原料总重的5wt％～25wt％时，既能显著地降低壳体10的密度，起到足够的减重作用，又能保证壳体10具有足够的可靠性，以满足日常的使用需求，例如，在发生扬声器模组意外跌落时，壳体10仍可以保持完好，不影响扬声器模组的正常使用。可选地，无机空心微珠的重量百分率为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％等，可以有效降低壳体10的密度，减轻壳体10的重量，同时保证壳体10的可靠性满足使用需求。

在改性壳体中，增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2，包括其端点值0.5和1.2。需要进行说明的是，无论增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值小于0.5还是大于1.2，均会减小壳体10的损耗因子，降低壳体10的阻尼性能，造成在中频(10000Hz附近)时壳体10产生共振，导致发声装置100的频响曲线在中频出现下跌，并使得发声装置100的THD失真增大，从而降低发声装置100的声学性能。当增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2时，可以显著提升改性壳体的原料的流动性，有利于原料的熔体在注塑模具中流动和填充，从而可以成型薄壁的壳体10。而且，无机空心微珠表面处理后，工程塑料基材的分子链同无机空心微珠表面结合点增多，在壳体10振动过程中，工程塑料基材的分子链同无机空心微珠之间的运动、变形、摩擦较大，导致振动能量的消耗增加，因此改性壳体的损耗因子高，阻尼性能较好，可以吸收掉发声装置100中发声单体20振动带来的共振影响，使用该改性壳体制备而成的发声装置100具有THD失真小，频响曲线平滑无明显波谷的优点，因此也使发声装置100具有更优的声学性能。可选地，增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2等，可以显著提升壳体10的阻尼性能，降低发声装置100的THD失真，并提高发声装置100的声学性能。

另外，改性壳体的密度为0.8g/cm³～1.05g/cm³，包括其端点值0.8g/cm³和1.05g/cm³。其中，改性壳体的密度可以是改性壳体的平均密度。需要进行说明的是，如果改性壳体的密度＜0.8g/cm³，将易于导致改性壳体的强度低。如果改性壳体的密度＞1.05g/cm³，将会导致改性壳体较重，降低壳体10的轻便性。当改性壳体的密度为0.8g/cm³～1.05g/cm³时，既能满足发壳体10的轻量化需求，又能保证符合壳体10的强度的要求。可选地，改性壳体的密度为0.8g/cm³、0.85g/cm³、0.90g/cm³、0.95g/cm³、1.00g/cm³、1.05g/cm³等，能够使得壳体10兼顾重量轻和高强度。

由此，根据本发明实施例的发声装置100的壳体10，构成该壳体10的至少一部分为改性壳体，改性壳体主要由工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠为原料制作而成，通过限定工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠在原料中的占比，既能满足壳体10的轻量化需求，又能保证壳体10具有良好的力学性和可靠性。另外，通过限定增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值，可以显著增加工程塑料基材的分子链同无机空心微珠之间的运动、变形和摩擦，提高振动能量的消耗，提高壳体10的损耗因子，进而增强壳体10的阻尼性能，从而使壳体10可以有效减少发声装置100中发声单体20振动带来的共振影响，降低发声装置100的THD失真，提升发声装置100的声学性能。

根据本发明的一个实施例，改性壳体的壁厚为0.15mm～3mm，包括其端点值0.15mm和3mm。其中，改性壳体的壁厚可以是改性壳体的平均壁厚。需要进行说明的是，如果改性壳体的壁厚＜0.15mm，可能导致改性壳体过薄，容易导致壳体10在例如发生碰撞或跌落等情况时发生破裂，降低壳体10的可靠性。如果改性壳体的壁厚＞3mm，可能导致改性壳体过厚，进而增加壳体10的体积，影响壳体10的轻便性。当改性壳体的壁厚为0.15mm～3mm时，既能保证壳体10的轻便性，同时又能满足壳体10的可靠性和强度需求，避免壳体10轻易受到损坏。可选地，改性壳体的壁厚为0.15mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm等，可以使得壳体10具有足够的可靠性和强度，又能满足轻便性的需求。

进一步地，改性壳体的壁厚可以为0.25mm～1.5mm，能够使得壳体10兼具轻量化和力学性能的优点。可选地，改性壳体的壁厚为0.25mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm等。

根据本发明的一个实施例，改性壳体的熔融温度＞155℃。需要说明的是，对于结晶或者半结晶材料而言，其最高使用温度应当低于熔点温度20℃～30℃，如果改性壳体的熔融温度不大于155℃，那么原料的最高使用温度应该在125℃左右，由此种原料形成的壳体10在高温可靠性验证中容易变形失效。当改性壳体的熔融温度＞155℃时，原料的最高使用温度升高，由此种原料形成的壳体10在高温可靠性验证中可满足验证需求，也就是说，熔融温度＞155℃的改性壳体可以提高壳体10的耐温性，以便于对应的发声装置100适应更多极端使用环境。

根据本发明的一个实施例，工程塑料基材包括聚丙烯、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1212、尼龙1313中的至少一种。其中，上述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。

根据本发明的一个实施例，增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维等中的至少一种，玻璃纤维的直径为5μm～40μm，碳纤维的直径为5μm～20μm。换言之，增强纤维可以包括玻璃纤维和碳纤维中的一种或多种组合。其中，玻璃纤维的直径为5μm～40μm，包括其端点值5μm和40μm，其中，需要进行说明的是，如果玻璃纤维的直径＜5μm，此时玻璃纤维的加工成本高，难以生产制造，不利于降低壳体10的生产成本。如果玻璃纤维的直径＞40μm，可能导致玻璃纤维对工程塑料基材的补强效果变差，影响壳体10的力学性能。当玻璃纤维的直径为5μm～40μm时，由于玻璃纤维具有较好的增加原料强度的效果，既能有效地对工程塑料进行补强，提高壳体10的力学性能，增强壳体10的可靠性，又具有成本低廉，易于生产制造的优点，有利于降低壳体10的生产成本和大规模生产。可选地，玻璃纤维的直径为5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、35μm、40μm等，可以显著增加壳体10的强度，同时易于生产，有利于生产成本的降低。

另外，碳纤维的直径为5μm～20μm，包括其端点值5μm和20μm，其中，需要进行说明的是，如果碳纤维的直径＜5μm，此时碳纤维的加工成本高，难以生产制造，不利于降低壳体10的生产成本。如果碳纤维的直径＞20μm，可能导致玻璃纤维对工程塑料基材的补强效果变差，影响壳体10的力学性能。当碳纤维的直径为5μm～20μm时，既能有效地对工程塑料进行补强，提高壳体10的力学性能，增强壳体10的可靠性，又易于生产制造，并降低壳体10的生产成本。可选地，碳纤维的直径为5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、17μm、20μm等，可以显著增加壳体10的强度，同时易于生产，有利于生产成本的降低。另外，碳纤维的密度小于玻璃纤维的密度，在对原料起到显著增强的同时，相较于玻璃纤维，更有利于降低改性壳体的密度，提高壳体10轻量化的效果。

需要说明的是，玻璃纤维的直径可以是玻璃纤维的平均直径，也就是说，改性壳体内的各个玻璃纤维的直径可以不相同。其中，增强纤维的平均直径可以采用如下测试方法：

取0.1g壳体10，加入马弗炉中烧蚀掉聚合物成分，只剩余增强纤维和无机空心微珠；

随机取50根增强纤维测量其直径，然后取均值。

根据本发明的一个实施例，无机空心微珠的直径为15μm～50μm，包括其端点值15μm和50μm。需要进行说明的是，如果无机空心微珠的直径＜15μm，虽然抵抗压力和剪切力的能力提升，但由于自身密度较大，故而对减重的提升效果变差，壳体10的密度没有明显地降低。如果无机空心微珠的直径＞50μm，易出现破损，从而导致壳体10密度增加，不能起到降低壳体10密度的效果。

当无机空心微珠的直径为15μm～50μm时，既可以降低无机空心微珠的破损率，显著降低壳体10的密度，同时也能增强壳体10抵抗压力和剪切力的能力，提高壳体10的力学性能。

可选地，无机空心微珠的直径为15μm、20μm、25μm、30μm、4μm、45μm、50μm等，既能减低壳体10的密度，又能提高壳体10的力学性能。

需要说明的是，无机空心微珠的直径可以是无机空心微珠的平均直径，也就是说，改性壳体内的各个无机空心微珠的直径可以不相同。其中，无机空心微珠的平均直径可以采用如下测试方法：

取0.1g壳体10，加入马弗炉中烧蚀掉聚合物成分，只剩余增强纤维和无机空心微珠；

随机取50个无机空心微珠测量其直径，然后取均值。

根据本发明的一个实施例，无机空心微珠包括空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠中的至少一种。也就是说，改性壳体的原料可以包括空心玻璃微珠和陶瓷空心微珠中的一种或多种组合。

下面以玻璃空心微珠为例进行说明，玻璃空心微珠的密度一般为0.1g/cm³～0.8g/cm³，通过对玻璃空心微珠进行测试，玻璃空心微珠的粒径越大，在壳体10中的密度越小，对于壳体10的减重效果也越好。但随着玻璃空心微珠的粒径增大，玻璃空心微珠抵抗压力和剪切的能力变差。例如，玻璃空心微珠在经过双螺杆挤出造粒和注塑过程中受到剪切后，玻璃空心微珠易破损，玻璃空心微珠在破裂后其堆积密度会明显上升，破损的玻璃空心微珠就失去了对于壳体10的减重效果，从而不能对壳体10起到降低密度的效果。因此，玻璃空心微珠的完整率越高，对壳体10的减重效果也越好，壳体10的密度也就越小。同理，空心陶瓷微珠的完整率越高，对壳体10的减重效果也越好，壳体10的密度也就越小，在此不作赘述。

根据本发明的一个实施例，原料还包括硅烷偶联剂，硅烷偶联剂设于无机空心微珠的表面，硅烷偶联剂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、氨基硅烷偶联剂中的至少一种。

也就是说，改性壳体可以主要由工程塑料基材、增强纤维、无机空心微珠和硅烷偶联剂构成。需要进行说明的是，由于增强纤维的表面能同工程塑料基材的表面能差异过大，造成增强纤维在工程塑料基材的润湿性和分散性差，因此可以对增强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通过硅烷偶联剂处理增强纤维表面。

具体而言，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、氨基硅烷偶联剂中的一种或多种组合。在本实施中，通过在原料中添加硅烷偶联剂制备得到的壳体10的各个位置的组成较为均匀，有利于提升壳体10的力学性能和声学性能。

根据本发明的一个实施例，改性壳体的模量密度比＞4.5，也就是说，改性壳体的模量和密度的比值大于4.5。需要进行说明的是，如果改性壳体的模量密度比不大于4.5，那么改性壳体难以兼顾刚性和密度，当改性壳体的刚性较好时，其密度可能较大，从而使得相同体积下的壳体10重量较大，难以满足轻量化的要求；当改性壳体的密度较小时，其刚性可能较差，并降低改性壳体的耐温性，使得发声装置100在高温可靠性验证中容易变形失效。当改性壳体的模量密度比＞4.5时，那么改性壳体可以兼顾刚性高和密度小的优点，也就是说，改性壳体既能具有优良的力学性能和耐温性，又可以具有轻便的优点。

根据本发明的一个实施例，改性壳体的热变形温度≥120℃，具体地，在弯曲应力为1.8MPa条件下，改性壳体的热变形温度不小于120℃，能够保证改性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120℃，将会导致改性壳体耐温性差。通过限定改性壳体的热变形温度不小于120℃，使得本实施例的改性壳体的热变形温度易于满足发声装置100的壳体10的耐高温的需求，使其可以在常规环境和部分极端环境中能够正常使用。

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：

计算方法参考GB/T 1634.1-2004。

根据本发明的一个实施例，原料还包括防老剂，防老剂包括抗氧剂1010，抗氧剂1076，抗氧剂1098，抗氧剂1135，抗氧剂944，抗氧剂622，抗氧剂783，抗氧剂791，抗氧剂PS800，抗氧剂PS802，抗氧剂168，抗氧剂126，抗氧剂626，抗氧剂FS304，抗氧剂FS102中的至少一种。

换句话说，改性壳体可以主要由工程塑料基材、增强纤维、无机空心微珠和防老剂构成，其中，防老剂可以由上述材料中的一种或多种制成。在本实施例中，通过在改性壳体的原料中使用防老剂，可以有效延长壳体10的使用寿命，降低壳体10的成本。

根据本发明的一个实施例，防老剂的重量占原料总重的0.5wt％～2wt％，也就是说，在改性壳体中，防老剂的重量百分率为0.5wt％～2wt％，包括其端点值0.5wt％和2wt％。需要进行说明的是，如果防老剂的重量百分率＜0.5wt％，将会导致壳体10在高温或者光照条件下，产生的自由基会导致壳体10分子链破坏，导致壳体10性能下降。如果防老剂的重量百分率＞2wt％，不仅对壳体10的老化性能难以进一步的提升，且增加了壳体10的成本。当防老剂的重量占原料总重的0.5wt％～2wt％时，既能增加壳体10的使用寿命，壳体10的生产成本也无显著增加。可选地，防老剂的重量百分率为0.5wt％、0.8wt％、1.0wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.8wt％、2.0wt％等，能够使得壳体10使用寿命得到延长。

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接或一体注塑成型，第一子壳体形成为改性壳体，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，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，第一子壳体主要为改性壳体，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发声装置100的壳体10，不仅满足轻量化和强度的需求，同时通过限定增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值，还可以限制提高壳体10的损耗因子和阻尼性能，从而降低发声装置100的THD失真，提升发声装置100的声学性能。

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还包括设置为壳体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的至少一部分为改性壳体，具有密度小和力学性能优良的优点的同时，还具有良好的阻尼性能，有利于降低发声装置100的THD失真，提升发声装置100的声学性能。

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，可以通过双螺杆改性造粒工艺制成发声装置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。发声单体20可以是扬声器的振膜。

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改性壳体制成，即上壳11、中壳和下壳12中的至少一个的全部由改性壳体制成，或，上壳11、中壳和下壳12中的至少一个的一部分由改性壳体制成。

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，即提高壳体10的损耗因子和阻尼性能，从而降低发声装置100的THD失真，提升发声装置100的声学性能，并且在保证电子设备产品可靠性要求的同时，实现了电子设备产品的轻量化。

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纤维，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为20μm。

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PA612作为基体树脂，添加20wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及10wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为20μm，玻璃空心微珠的平均直径为50μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为0.4。

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70wt％的PA612作为基体树脂，添加20wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及10wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为20μm，玻璃空心微珠的平均直径为12.5μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为1.6。

实施例1

在本实施例中，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PP作为基体树脂，添加5wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及5wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为10μm，玻璃空心微珠的平均直径为25μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为0.6。

实施例2

在本实施例中，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TPX作为基体树脂，添加20wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及10wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为30μm，玻璃空心微珠的平均直径为40μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为0.75。

实施例3

在本实施例中，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75wt％的SPS作为基体树脂，添加10wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及15wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为35μm，玻璃空心微珠的平均直径为45μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为0.78。

实施例4

在本实施例中，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50wt％的PA12作为基体树脂，添加25wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及25wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为24μm，玻璃空心微珠的平均直径为30μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为0.8。

实施例5

在本实施例中，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PA612作为基体树脂，添加20wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及10wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为20μm，玻璃空心微珠的平均直径为30μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为0.67。

实施例6

在本实施例中，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60wt％的PA610作为基体树脂，添加20wt％的玻璃纤维作为增强纤维，以及20wt％的玻璃空心微珠作为无机空心微珠，通过双螺杆挤出机改性造粒后，利用注塑机注塑形成外壳。其中，增强纤维的平均直径为35μm，玻璃空心微珠的平均直径为29μm，增强纤维的平均直径和玻璃空心微珠的平均直径之间的比值为1.2。

为了便于对比，将对比例1至对比例3的原料的配比以及增强纤维和无机空心微珠平均直径的比值，与实施例1至实施例6的原料的配比以及增强纤维和无机空心微珠平均直径的比值列于下表表1。

表1材料组成

下面对对比例1至对比例3、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10和对比例1至对比例3制备得到的外壳分别进行密度、微珠磨损率、弯曲模量、模量密度比、熔融指数、最小壁厚、损耗因子(tanδ)、熔融温度和热变形温度测试，其中损耗因子为在50℃温度下的损耗模量和储能模量的比值；

并将实施例1至实施例6得到的壳体10以及将对比例1至对比例3制备得到的外壳分别与扬声器单体进行组装得到不同的扬声器模组，分别对每个扬声器模组进行声学测试，获得每个扬声器模组和扬声器模组的频响曲线和THD测试曲线。

表2性能对比

从表2中可以看出，实施例1至实施例6的壳体10的密度均小于对比例的外壳的密度，其中，实施例5的密度在各个实施例中最大，为1.05g/cm³，小于对比例3的外壳密度1.17g/cm³。具体而言，将对比例1与实施例1至实施例6进行对比，对比例1的外壳未添加无机空心微珠，仅由工程塑料基材和增强纤维作为原料制作而成，其外壳密度为1.35g/cm³，而实施例1至实施例6的壳体10均添加了无机空心微珠，其壳体10的密度明显小于对比例1的外壳密度。因此，可以证明在原料中添加无机空心微珠可以降低壳体10的密度。另外，对比例2和对比例3的外壳中也添加了无机空心微珠，但这两个外壳中增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值分别为0.4和1.6，均不在0.5～1.2之间，因此这两个外壳中无机空心微珠的破损率较高，分别为45％和40％，远高于实施例1至实施例6的壳体10中的无机空心微珠的破损率，并且由于无机空心微珠的破损率增加，对比例2和对比例3的外壳的密度也均大于实施例1至实施例6的壳体10的密度。因此，当原料中增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值为0.5～1.2时，可以有效降低壳体10的密度，实现壳体10的轻量化。

在弯曲模量方面，虽然实施例1至实施例6均添加了无机空心微珠，但将无机空心微珠的重量百分率控制在5wt％～25wt％之间时，壳体10的弯曲模量相较于对比例1没有显著下降，可以满足壳体10的使用需求。

在模量密度比方面，实施例1至实施例6的模量密度比均大于4.5，而对比例1至对比例3的模量密度比均小于4.5，相应地，实施例1至实施例6的壳体10的密度均小于对比例1至对比例3的外壳的密度，也就是说，实施例1至实施例6的壳体10轻量化的效果更加明显，并且，实施例1至实施例6的壳体10的弯曲模量相较于对比例1至对比例3的外壳没有明显降低，但熔融指数明显优于对比例1至对比例3的外壳，也就是说，当改性壳体的模量密度比大于4.5时，壳体10既能具有优良的力学性能和耐温性，又可以具有轻便的优点。

在最小壁厚方面，当原料中增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值为0.5～1.2时，可以显著提升原料的流动性，有利于原料的熔体在注塑模具中流动和填充，从而可以成型薄壁的壳体10，而对比例2和3的原料中增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值均不在0.5～1.2之间，原料的流动性较差，因此，实施例1至实施例6的最小壁厚在0.15mm至0.25mm之间，明显小于对比例1至对比例3的最小壁厚0.35mm。

在热变形温度方面，实施例1至实施例6的壳体10以及对比例2和3的外壳均添加了无机空心微珠，与未添加无机空心微珠的对比例1的外壳相比，实施例1至实施例6的壳体10以及对比例2和3的外壳的热变形温度明显高于对比例1的外壳的120℃的热变形温度，因此，在原料中添加无机空心微珠有利于提高壳体10的耐温性。

由此，根据对比例1至对比例3和实施例1至实施例6的材料组成和性能对比可以看出，当改性壳体的原料中，工程塑料基材的重量百分率为50wt％～85wt％，增强纤维的重量百分率为5wt％～25wt％，无机空心微珠的重量百分率为5wt％～25wt％，且增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2时，壳体10具有密度小，重量轻，易于注塑得到壁薄的壳体10，力学性能好以及耐温性好的优点。

另外，在损耗因子方面，由于实施例1至实施例6的壳体10的原料中增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径之间的比值为0.5～1.2，因此，无机空心微珠的破损率较低，且位于在10％～15％之间，此时，工程塑料基材的分子链同无机空心微珠表面结合点较多，在壳体10在振动过程，工程塑料基材的分子链同无机空心微珠之间的运动、变形、摩擦较大，导致振动能量的消耗增加，从而使得实施例1至实施例6的损耗因子明显大于对比例1至对比例3，进而使得实施例1至实施例6的阻尼性能明显优于对比例1至对比例3，同时也提高了扬声器模组的声学性能。

并且，从图2至图4也可以看出，实施例1至实施例6的频响曲线相较于对比例1至对比例3更加平滑，对比例1在8500Hz左右出现明显波谷，对比例2在9500Hz左右出现明显波谷，对比例3在9700Hz左右出现明显波谷；对应地，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6的壳体10的损耗因子≥0.05，可以吸收掉扬声器振膜振动带来的共振影响，阻尼性好，因此在10000Hz附近没有出现明显波谷，也就是说，本发明提供的发声装置100具有更好的声学性能。其中图2至图4中扬声器模组的频率响应曲线中的横坐标为频率(Hz)，纵坐标为响度(dB)。

如图5至图7所示，对比实施例1至实施例6和对比例1至对比例3的THD测试曲线，可以得知，对比例1在9300Hz左右，出现明显谐波失真增大，对比例2在9700Hz左右出现谐波失真增大，对比例3在9500Hz左右出现明显谐波失真增大现象，造成声学性能变差；对应地，实施例1至实施例6的壳体10的损耗因子≥0.05，阻尼性能好，在8000Hz～12000Hz范围内，谐波失真小，声学性能好。其中图5至图7中的THD测试曲线图中的横坐标为频率(Hz)，纵坐标为总谐波畸变率(％)。

将对比例2和实施例5进行对比，对比例2的外壳和实施例5的壳体10具有相同的原料组分，均由70wt％的PA612、20wt％的玻璃纤维以及10wt％的玻璃空心微珠构成的原料制成，且两者的增强纤维的平均直径相同，均为20μm，但是对比例2的外壳的无机空心微珠的平均直径为50μm，而实施例5的壳体10的无机空心微珠的平均直径为30μm。也就是说，对比例2的增强纤维和无机空心微珠之间的平均直径比值为0.4，小于0.5，而实施例5的增强纤维和无机空心微珠之间的平均直径比值为0.6，在0.5～1.2之间，此时，实施例5的壳体10的微珠破损率明显低于对比例2，仅为11％。因此无机空心微珠在壳体10中可以有效地起到减重的效果，使得实施例5的壳体10的密度明显低于实施例2的外壳的密度，并且使实施例5的壳体10的熔融指数明显高于对比例2，也就是说，使实施例5的原料的熔体的流动性优于对比例2，从而使得实施例5更利于注塑薄壁壳体10，而表2中的最小壁厚也证明了这一点，即，实施例5的最小壁厚为0.25μm，小于对比例2的最小壁厚0.35μm。

另外，从表2中还可以看出，实施例5的壳体10的损耗因子明显小于对比例2，并且从图2和图5可以看出，由实施例5的壳体10制成的扬声器模组的频响曲线，相较于较由对比例2的外壳制成的扬声器模组，明显更为平滑，以及实施例5的扬声器模组的THD曲线在1000Hz之前明显低于对比例2的扬声器模组的THD曲线，由此可以证明实施例5的壳体10的阻尼性能优于对比例2，也就是说，实施例5的扬声器模组明显具有更好的声学性能。

同理，对比例3和实施例5也具有相同的组分，但对比例3的外壳的无机空心微珠的平均直径为12.5μm，且对比例3的外壳的增强纤维和无机空心微珠之间的平均直径比值为1.6，可见对比例3的外壳的增强纤维和无机空心微珠之间的平均直径比值大于1.2。因此，对比例3的微珠破损率和最小壁厚明显高于实施例5，而熔融指数和损耗因子也明显低于实施例5，因此对比例3的外壳的轻量化效果不如实施例5，不利于注塑薄壁外壳，且对比例3外壳的阻尼性能不如实施例5，也就是说，对比例3的扬声器模组的声学性能不如实施例5的扬声器模组的声学性能。

由此，可以看出，增强纤维的平均直径与无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2时，壳体10不仅具有密度小，重量轻，易于注塑得到壁薄的壳体10，力学性能好以及耐温性好的优点，还具有良好的阻尼性能，以提升扬声器模组的声学性能。

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 (16)

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改性壳体，所述改性壳体的原料包括工程塑料基材、增强纤维和无机空心微珠，

其中，所述工程塑料基材的重量占所述原料总重的50wt％～85wt％；

所述增强纤维的重量占所述原料总重的5wt％～25wt％；

所述无机空心微珠的重量占所述原料总重的5wt％～25wt％；

所述增强纤维的平均直径与所述无机空心微珠的平均直径的比值为0.5～1.2，所述改性壳体的密度为0.8g/cm³～1.05g/cm³。

2.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述改性壳体的壁厚为0.15mm～3mm。

3.根据权利要求2所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述改性壳体的壁厚为0.25mm～1.5mm。

4.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述改性壳体的熔融温度＞155℃。

5.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述工程塑料基材包括聚丙烯、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1212、尼龙1313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，所述增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维中的至少一种，所述玻璃纤维的直径为5μm～40μm，所述碳纤维的直径为5μm～20μm。

7.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述无机空心微珠的直径为15μm～50μm。

8.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述无机空心微珠包括空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述原料还包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂设于所述无机空心微珠的表面，所述硅烷偶联剂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、氨基硅烷偶联剂中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述改性壳体的模量密度比＞4.5。

11.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述改性壳体的热变形温度≥120℃。

12.根据权利要求1所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述原料还包括防老剂，所述防老剂包括抗氧剂1010，抗氧剂1076，抗氧剂1098，抗氧剂1135，抗氧剂944，抗氧剂622，抗氧剂783，抗氧剂791，抗氧剂PS800，抗氧剂PS802，抗氧剂168，抗氧剂126，抗氧剂626，抗氧剂FS304，抗氧剂FS102中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的发声装置的壳体，其特征在于，所述防老剂的重量占所述原料总重的0.5wt％～2wt％。

14.根据权利要求1-13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改性壳体，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。

15.一种发声装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-14中任一项所述的发声装置的壳体。

16.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求15中所述的发声装置。

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