CN210868145U - 碳纤维膜及发声器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维膜及发声器件，包括碳纤维框架和阻尼填充层，所述碳纤维框架包括多根交错设置的碳纤维丝和预浸于所述碳纤维丝上的预浸材料，相邻所述碳纤维丝之间形成孔隙；所述阻尼填充层涂覆于所述碳纤维框架上并填充所述孔隙中。本实用新型通过设置阻尼填充层，从而可以很好地吸收高频振动带来的谐振能量，减少分割振动的产生，使得设有该碳纤维膜的发声器件整体的频响曲线更加平滑，设有该碳纤维膜的发声器件在播放高频信号时，通过该碳纤维膜可以减少谐波分量，有效改善总谐波失真，改善噪音，提高产品音质。

Description

碳纤维膜及发声器件

技术领域

本实用新型涉及声电转换领域，具体涉及碳纤维膜及发声器件。

背景技术

扬声器是能够将电信号转换成声信号并辐射到空气中的电声转换器，其被广泛应用于现在电子产品中。扬声器通常包括磁路系统、振动系统及支撑系统三部分。振动系统的音圈通电产生感应磁场，该感应磁场与磁路系统的磁场共同作用，产生向上或者向下的作用力，带动振动系统的振膜振动，推动空气发出声音。碳纤维振膜通过加入碳纤维制作而成，现有技术中的碳纤维振膜由于刚性强、质量大、单向纤维各向异性，导致振膜刚性足，但阻尼性较差，在高频发声时容易出现分割振动，从而影响产品音质。

因此，有必要提供一种新型的发声器件。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种碳纤维膜及发声器件，旨在改善现有碳纤维振膜高频发声时容易出现分割振动的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种碳纤维膜，包括：

碳纤维框架，所述碳纤维框架包括多根交错设置的碳纤维丝和预浸于所述碳纤维丝上的预浸材料，相邻所述碳纤维丝之间形成孔隙；

阻尼填充层，所述阻尼填充层涂覆于所述碳纤维框架上并填充所述孔隙中。

优选地，所述阻尼填充层为刷涂或辊涂至所述孔隙中的发泡体材料和/或弹性体材料，所述预浸材料为树脂。

优选地，所述发泡体材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚异戊二烯、聚苯并咪唑中的至少一种，所述弹性体材料为热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、橡胶材料中的至少一种。

优选地，所述预浸材料为环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基树脂中的至少一种。

优选地，所述预浸材料的质量与所述碳纤维膜的总质量的比值为0.15～0.35；所述阻尼填充层的质量与所述碳纤维膜的总质量的比值为0.1～0.4。

优选地，所述碳纤维框架为单层平纹编织结构。

本实用新型还提供了一种发声器件，包括：

支撑系统；

磁路系统，所述磁路系统收容于所述支撑系统内；

振动系统，所述振动系统收容于所述支撑系统内，所述振动系统包括振膜、音圈和如上述的碳纤维膜，所述振膜固持于所述支撑系统上，所述音圈驱动所述振膜振动，所述碳纤维膜与所述振膜贴合设置。

优选地，所述碳纤维膜与所述振膜的中心位置贴合设置，所述振膜包括两相对设置的长轴边和两相对设置的短轴边，所述长轴边和所述短轴边依次首尾相连，所述碳纤维丝包括多个沿所述长轴边延伸方向设置的长轴丝束和多个沿所述短轴边延伸方向设置的短轴丝束。

优选地，所述短轴丝束的纤维纱数多于所述长轴丝束的纤维纱数。

优选地，所述短轴丝束的条数多于所述长轴丝束的条数。

在本实用新型的技术方案中，通过设置交错的碳纤维丝从而使得碳纤维膜具有较高的杨氏模量，可以快速地传递振动，提升高频的分割振动；通过设置预浸材料预浸碳纤维丝，从而使得交错的碳纤维丝能定型，从而方便阻尼填充层填充于孔隙间；通过设置阻尼填充层，从而可以很好地吸收高频振动带来的谐振能量，减少分割振动的产生，使得设有该碳纤维膜的发声器件整体的频响曲线更加平滑，设有该碳纤维膜的发声器件在播放高频信号时，通过该碳纤维膜可以减少谐波分量，有效改善总谐波失真，改善噪音，提高产品音质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的碳纤维框架的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的碳纤维膜的结构示意图；

图3为本实用新型实施例与现有技术的球顶应用于发声器件中的频响曲线图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	碳纤维膜	1	碳纤维框架
11	碳纤维丝	111	长轴丝束
				113	短轴丝束	12	孔隙
2	阻尼填充层

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种碳纤维膜100，如图1和图2所示，包括碳纤维框架1和阻尼填充层2，所述碳纤维框架1包括多根交错设置的碳纤维丝11和预浸于所述碳纤维丝11上的预浸材料，相邻所述碳纤维丝11之间形成孔隙12；所述阻尼填充层2填充于所述孔隙12中。

本实用新型提出的碳纤维膜100用于与振膜贴合设置，从而增加振膜强度。具体地，可将碳纤维膜100与振膜的中心部贴合设置，碳纤维膜100可以是平板型、球顶型、草帽型等形状，平板型可以是矩形、圆形、椭圆形等。多根交错设置的碳纤维丝11可以是由碳纤维丝11排列或编织形成，碳纤维丝11的截面可以为矩形或者圆形或者椭圆形。

在本实用新型中，通过设置交错的碳纤维丝11从而使得碳纤维膜100具有较高的杨氏模量，可以快速地传递振动，提升高频的分割振动；通过设置预浸材料预浸碳纤维丝11，从而使得交错的碳纤维丝11能定型，从而方便阻尼填充层2填充于孔隙12间；通过设置阻尼填充层2，从而可以很好地吸收高频振动带来的谐振能量，减少分割振动的产生，使得设有该碳纤维膜100的发声器件整体的频响曲线更加平滑，设有该碳纤维膜100的发声器件在播放高频信号时，通过该碳纤维膜100可以减少谐波分量，有效改善总谐波失真，改善噪音，提高产品音质。

进一步地，所述阻尼填充层2为刷涂或辊涂至所述孔隙12中的发泡体材料和/或弹性体材料，所述预浸材料为树脂。其中，发泡体材料具体可以为具有较高韧性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚异戊二烯(PI)、聚苯并咪唑(PBI)中的至少一种，弹性体材料可以为具有较好弹性的热塑性聚酯弹性体(TPEE)、热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic polyurethanes，TPU)、橡胶材料中的至少一种。所述预浸材料为纤维浸润性好同时定型能力佳的树脂，具体可以是环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基树脂中的至少一种。

所述预浸材料的质量与所述碳纤维膜100的总质量的比值为0.15～0.35；所述阻尼填充层2的质量与所述碳纤维膜100的总质量的比值为0.1～0.4。通过限定预浸材料和阻尼填充层2与所述碳纤维膜100的总质量的比值，从而平衡碳纤维膜100韧性和阻尼性，本领域技术人员可以根据具体需要设置比值大小。

所述碳纤维框架1为单层平纹编织结构。平纹编织结构是经线沿着纬向顺序一浮一沉于纬线，相邻经线的浮沉情况相反，由于碳纤维丝11经纬交错编织使得碳纤维膜100在沿经线或纬线延伸方向上的弹性特性相同，且平纹编织结构的质地坚牢、外观平挺，可以根据实际需要调整孔隙的大小。参照图2，本实施例中的碳纤维丝网是平纹编织网，对于平纹编织网，其经纬碳纤维丝11每隔一根碳纤维丝11就交错一次，交织点较多，可使得碳纤维丝网坚牢、耐磨。在其他实施例中，碳纤维框架1还可以是斜纹编织结构，其碳纤维丝11交织的次数比平纹编织结构少，但其可具备更好的弹性。本实用新型提供的碳纤维膜100中，碳纤维丝11为高强、高模纤维，碳纤维丝11可以为1K～24k碳纤维，孔隙12大小为0.1mm*0.1mm～1.5mm*1.5mm，碳纤维框架1的厚度为0.05～0.3mm。

在一实施例中，采用1K碳纤维丝11编织碳纤维框架1，碳纤维膜100厚度为80μm，孔隙12为长、宽为0.5mm的正方形，其中孔隙12与围成孔隙12的碳纤维丝11形成大小为1mm*1mm单元格，则碳纤维膜100中孔隙12密度为84.6g/m²，孔隙率为36％。请参阅图3，为对照实验频响曲线图，其中实线为采用本实用新型提供的碳纤维膜的发声器件的频响曲线，虚线为采用现有技术球顶的发声器件的频响曲线。可以观察到，在高频部分，采用本实用新型提供的碳纤维膜的发声器件频响曲线更平滑。

本实用新型还提供了一种发声器件，包括支撑系统、磁路系统和振动系统；所述磁路系统收容于所述支撑系统内；所述振动系统收容于所述支撑系统内，所述振动系统包括振膜、音圈和如上所述的碳纤维膜100，所述振膜固持于所述支撑系统上，所述音圈驱动所述振膜振动，所述碳纤维膜100与所述振膜贴合设置。由于本实用新型发声器件中的碳纤维膜100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例来的所有有益效果，

在一实施例中，所述碳纤维膜100与所述振膜的中心位置贴合设置，所述振膜包括两相对设置的长轴边和两相对设置的短轴边，所述长轴边和所述短轴边依次首尾相连，所述碳纤维丝11包括多个沿所述长轴边延伸方向设置的长轴丝束111和多个沿所述短轴边延伸方向设置的短轴丝束113。

在另一实施例中，各碳纤维丝11的纤维纱数相同。大小为5mm*10mm的矩形碳纤维膜100设置于振膜上时，沿振膜短轴边延伸方向可以平铺5束纤维丝束，长轴边延伸方向可以平铺3束纤维丝束，所述短轴丝束113的条数多于所述长轴丝束111的条数，以更好地对短轴边延伸方向起到加强作用。

在又一实施例中，各碳纤维丝11的纤维纱数不相同，所述短轴丝束113的纤维纱数多于所述长轴丝束111的纤维纱数，以更好地对短轴边延伸方向起到加强作用。

碳纤维膜制作方法如下：

步骤S1，取碳纤维束编织为单层平纹编织结构；

步骤S2，将步骤S1中制备的单层平纹编织结构放入预浸材料中预浸，并热压形成碳纤维框架；

步骤S3，在步骤S2中的碳纤维框架上刷涂或辊涂阻尼材料，以使得碳纤维框架的孔隙中形成阻尼填充层。

制备发声器件时，可通过胶水或胶带粘结碳纤维膜和振膜，粘接宽度不小于1mm。振膜可以为工程塑料(如peek，par等)、弹性体材料(如tpu、tpee、硅橡胶等)、胶膜(如丙烯酸酯类胶、有机硅类胶等)等中的一种或多种材料复合组成，振膜的厚度为0.01mm～0.5mm。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种碳纤维膜，其特征在于，包括：

碳纤维框架，所述碳纤维框架包括多根交错设置的碳纤维丝和预浸于所述碳纤维丝上的预浸材料，相邻所述碳纤维丝之间形成孔隙；

阻尼填充层，所述阻尼填充层涂覆于所述碳纤维框架上并填充所述孔隙中。

2.如权利要求1所述的碳纤维膜，其特征在于，所述阻尼填充层为刷涂或辊涂至所述孔隙中的发泡体材料和/或弹性体材料，所述预浸材料为树脂。

3.如权利要求2所述的碳纤维膜，其特征在于，所述发泡体材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚异戊二烯、聚苯并咪唑中的至少一种，所述弹性体材料为热塑性聚酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、橡胶材料中的至少一种。

4.如权利要求2所述的碳纤维膜，其特征在于，所述预浸材料为环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯基树脂中的至少一种。

5.如权利要求1至4中任一项所述的碳纤维膜，其特征在于，所述预浸材料的质量与所述碳纤维膜的总质量的比值为0.15～0.35；所述阻尼填充层的质量与所述碳纤维膜的总质量的比值为0.1～0.4。

6.如权利要求1至4中任一项所述的碳纤维膜，其特征在于，所述碳纤维框架为单层平纹编织结构。

7.一种发声器件，其特征在于，包括：

支撑系统；

磁路系统，所述磁路系统收容于所述支撑系统内；

振动系统，所述振动系统收容于所述支撑系统内，所述振动系统包括振膜、音圈和如权利要求1至6中任一项所述的碳纤维膜，所述振膜固持于所述支撑系统上，所述音圈驱动所述振膜振动，所述碳纤维膜与所述振膜贴合设置。

8.如权利要求7所述的发声器件，其特征在于，所述碳纤维膜与所述振膜的中心位置贴合设置，所述振膜包括两相对设置的长轴边和两相对设置的短轴边，所述长轴边和所述短轴边依次首尾相连，所述碳纤维丝包括多个沿所述长轴边延伸方向设置的长轴丝束和多个沿所述短轴边延伸方向设置的短轴丝束。

9.如权利要求8所述的发声器件，其特征在于，所述短轴丝束的纤维纱数多于所述长轴丝束的纤维纱数。

10.如权利要求8所述的发声器件，其特征在于，所述短轴丝束的条数多于所述长轴丝束的条数。

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