專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電聲換能器的復(fù)合懸置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高性能緊湊型電聲換能器。具體而言，本發(fā)明涉及
在這些緊湊型電聲換能器中使用的非編織復(fù)合輪盤(pán)(spider)和/或外 圍 (surround )。
背景技術(shù)：
輪盤(pán)和外圍提供 一 種用于電聲換能器中的隔膜的懸置系統(tǒng)。輪 盤(pán)和外圍在隔膜沿著換能器軸移動(dòng)時(shí)均支撐隔膜，并且防止附著到 隔膜的音圏摩擦或者撞擊換能器的極片或者極板。輪盤(pán)和外圍通常 是具有內(nèi)周和外周的環(huán)形。輪盤(pán)和外圍的外周通常附著到換能器的 富(basket)。外圍的內(nèi)周通常附著于隔膜的外邊緣。輪盤(pán)的內(nèi)周通 常附著在隔膜的窄部分附近或者附著到線軸(bobbin)。
通常通過(guò)在酚醛樹(shù)脂中浸漬編織纖維(如棉)來(lái)制作輪盤(pán)。編 織棉為輪盤(pán)提供強(qiáng)度和斷裂韌度，而酚醛樹(shù)脂提供足夠硬度，以在 提供足夠順應(yīng)度以允許隔膜沿著換能器軸自由移動(dòng)的同時(shí)維持輪盤(pán) 的形狀。酚醛樹(shù)脂涂敷纖維并且在經(jīng)線紗線與綽線紗線之間形成橋， 其中紗線在這些橋重疊。樹(shù)脂橋在允許空氣穿過(guò)編織纖維之間的空 隙的同時(shí)為涂敷的纖維提供硬度。涂敷酚醛樹(shù)脂纖維的輪盤(pán)在這里 稱(chēng)為典型輪盤(pán)。
當(dāng)隔膜沿著換能器軸移入和移出時(shí)，輪盤(pán)反復(fù)地折曲或者伸展 以適應(yīng)隔膜的運(yùn)動(dòng)。輪盤(pán)的反復(fù)折曲/伸展通常造成疲勞型故障，由 此縮短電聲換能器的壽命。另外，輪盤(pán)的折曲/伸展一般隨時(shí)間減少 輪盤(pán)的硬度(老化)，這可能影響電聲換能器的聲學(xué)性質(zhì)。
消費(fèi)者希望有高功率緊湊型電聲換能器的設(shè)計(jì)，這通常要求隔 膜的行程距離更長(zhǎng)。更長(zhǎng)的行程距離在輪盤(pán)和外圍中生成更大的循環(huán)(cyclic)應(yīng)力，并且加速輪盤(pán)和外圍的老化而且縮短輪盤(pán)的壽命。 因此仍然需要這樣的緊湊型輪盤(pán)和外圍，其抗疲勞性和抗老化性增 加，能夠支持隔膜的更長(zhǎng)行程距離。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于高功率緊湊型電聲換能器的輪盤(pán)，包括裝入熱塑彈性 體中的非編織纖維混合物。該輪盤(pán)能夠支持高功率緊湊型電聲換能 器的更長(zhǎng)行程距離，并且表現(xiàn)出改進(jìn)的抗疲勞性和抗老化性。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種電聲換能器，該電聲換能器包 括用軸190來(lái)表征的隔膜110,該隔膜附著到線軸150;以及復(fù)合 懸置體，具有附著到隔膜外周的第一懸置元件120和附著到線軸的 第二懸置元件125，第一和第二懸置元件共同作用以限制隔膜沿著軸 的移動(dòng)，其中第二懸置元件包括嵌入于彈性體基質(zhì)中的非編織纖維 墊。在一個(gè)方面中，第一懸置元件包括嵌入于彈性體基質(zhì)中的非編 織纖維墊。在一個(gè)方面中，彈性體基質(zhì)是聚氨酯。在一個(gè)方面中， 非編織纖維墊是聚酯。在一個(gè)方面中，非編織纖維墊是纖維混合物。 在 一 個(gè)方面中，非編織纖維是聚酯纖維和芳族聚酰胺纖維的混合物。 在一個(gè)方面中，芳族聚酰胺纖維在纖維混合物中的比例在0.1與0.9 之間。在一個(gè)方面中，芳族聚酰胺纖維在纖維混合物中的比例在0.4 與0.6之間。在一個(gè)方面中，彈性體基質(zhì)選自于包括熱塑聚氨酯、兩 部分的聚氨酯、硅樹(shù)脂、熱塑橡膠、TPSiV及其組合的組。在一個(gè) 方面中，非編織纖維選自于包括棉、聚酯、尼龍、纖維素、芳族聚 酰胺、聚亞苯基硫化物、聚丙烯腈及其組合的組。在一個(gè)方面中， 第 一 懸置元件的彈性體基質(zhì)是與第二懸置元件的彈性體基質(zhì)不同的 合成物。在一個(gè)方面中，第一懸置元件的非編織纖維墊是與第二懸 置元件的非編織纖維墊不同的合成物。在一個(gè)方面中，纖維混合物 包括聚酯纖維和聚丙烯腈纖維。在一個(gè)方面中，纖維混合物包括聚 酯纖維和聚亞苯基硫化物纖維。在一個(gè)方面中，第一懸置元件的特 征在于富含彈性體的體積之間的富含纖維的內(nèi)部體積，富含彈性體的體積形成第 一 懸置元件的外表面。
本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例涉及 一 種輪盤(pán)，該壽侖盤(pán)包括嵌入于熱塑彈 性體基質(zhì)中的非編織纖維墊。在一個(gè)方面中，彈性體基質(zhì)不透氣。 在一個(gè)方面中，彈性體基質(zhì)是聚氨酯。在一個(gè)方面中，非編織纖維 墊是聚酯。在一個(gè)方面中，非編織纖維墊是纖維混合物。在一個(gè)方 面中，非編織纖維是聚酯纖維和芳族聚酰胺纖維的混合物。在一個(gè)
方面中，芳族聚酰胺纖維在纖維混合物中的比例在0.1與0.9之間。 在一個(gè)方面中，芳族聚酰胺纖維在纖維混合物中的比例在0.4與0.6 之間。在一個(gè)方面中，彈性體基質(zhì)選自于熱塑聚氨酯、兩部分的聚 氨酯、硅樹(shù)脂、熱塑橡月交、TPSiV及其組合。在一個(gè)方面中，非編 織纖維選自于棉、聚酯、尼龍、纖維素、芳族聚酰胺、聚亞苯基硫 化物、聚丙烯腈及其組合。在一個(gè)方面中，纖維混合物包括聚酯纖 維和聚丙烯腈纖維。在一個(gè)方面中，纖維混合物包括聚酯纖維和聚 亞苯基硫化物纖維。在一個(gè)方面中，輪盤(pán)有孔。在一個(gè)方面中，輪 盤(pán)具有富含彈性體的外表面。
本發(fā)明的另 一 實(shí)施例涉及一種電聲換能器，該電聲換能器包 括支撐磁體的筐；隔膜，能夠相對(duì)于筐移動(dòng)，該隔膜附著到用軸 來(lái)表征的音圏，該音圏響應(yīng)于向音圈施加的輸入信號(hào)來(lái)生成^茲場(chǎng)， 生成的磁場(chǎng)與磁體的磁場(chǎng)相互作用使該隔膜沿著軸移動(dòng)；外圍，具 有附著到筐的第 一外周和在沿著軸的第 一點(diǎn)附著到隔膜的第二外 周；以及復(fù)合輪盤(pán)，具有附著到筐的第一部分和在沿著軸的第二點(diǎn) 附著到隔膜的第二部分，其中復(fù)合輪盤(pán)不透氣。在一個(gè)方面中，復(fù) 合輪盤(pán)包括非編織纖維。在一個(gè)方面中，非編織纖維是聚酯纖維。 在一個(gè)方面中，非編織纖維是纖維混合物。在一個(gè)方面中，非編織 纖維是聚酯纖維和芳族聚酰胺纖維的混合物。在一個(gè)方面中，芳族 聚酰胺纖維是梅塔芳族聚酰胺(meta-aramid )纖維。在一個(gè)方面中， 芳族聚酰胺纖維是對(duì)位芳族聚酰胺(para-aramid)纖維。在一個(gè)方面 中，復(fù)合輪盤(pán)包括彈性體基質(zhì)。在一個(gè)方面中，彈性體基質(zhì)是聚氨 酯。在一個(gè)方面中，非編織纖維混合物包括聚酯纖維和聚丙烯腈。在一個(gè)方面中，復(fù)合輪盤(pán)有孔。在一個(gè)方面中，復(fù)合輪盤(pán)的特征在 于富含彈性體的體積之間的富含纖維的內(nèi)部體積，富含彈性體的體 積形成復(fù)合輪盤(pán)的外表面。


將結(jié)合附圖通過(guò)參照本發(fā)明的優(yōu)選和備選實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)
明，附圖中用相似標(biāo)號(hào)引用相似結(jié)構(gòu)
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的截面圖。
圖2是圖示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖示。
圖3是用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例以及用于典型輪盤(pán)的循環(huán)與硬 度的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。在圖1中，隔膜110由 外圍120和輪盤(pán)125支撐。隔膜110的外邊緣沿圓周附著到外圍120 的內(nèi)邊緣。隔膜110的內(nèi)邊緣附著到線軸150。輪盤(pán)125的內(nèi)邊緣附 著到線軸150。外圍120的外邊緣和輪盤(pán)125的外邊緣附著到筐130。 外圍120和輪盤(pán)125 —起作用以形成如下懸置系統(tǒng)，該懸置系統(tǒng)優(yōu) 選地限制隔膜110沿著隔膜110的軸(由軸190指示)的移動(dòng)。
篋130支撐磁體140、極板142以及后極板和極片144。線軸 150設(shè)置于極板142與極片144之間形成的環(huán)形間隙145內(nèi)。接線線 圈155纏繞于線軸150周?chē)?線軸和線圈包括音圈)并且接收代表 聲信號(hào)的電信號(hào)。接線線圈155響應(yīng)于施加的電信號(hào)而生成磁場(chǎng)， 該磁場(chǎng)與磁體140產(chǎn)生的場(chǎng)相互作用從而使隔膜110在軸190指示 的方向上移動(dòng)。
附著到隔膜110的灰塵蓋115防止塵粒在間隙145中積累。希 望是窄間隙以便在間隙中獲得強(qiáng)磁場(chǎng)。然而隨著間隙變窄，對(duì)音圈 相對(duì)于筐沿著隔膜軸移動(dòng)的同時(shí)保持音圏居中的要求也增加。按照 由更窄間隙要求的更嚴(yán)格容差來(lái)保持音圏居中通常要求更硬的外圍/
7輪盤(pán)懸置系統(tǒng)，這需要更多的力以按照在移動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械共振頻率 以下的頻率來(lái)移動(dòng)隔膜。
在一些實(shí)施例中，輪盤(pán)125和/或外圍120是纖維復(fù)合物。纖 維可以是編織或者非編織纖維，并且可以是纖維混合物?？梢詥为?dú) 或者組合使用的纖維例子包括棉、聚酯、聚酯棉、芳族聚酰胺 (aramid)、尼龍、纖維素、聚苯基硫化物、聚丙烯腈及其組合。芳族 聚酰胺包括梅塔芳族聚酰胺，比如聚間苯二曱酸間苯二胺酰胺 (polymetaphenylene isophtalamide ),其包括Nomex,以及對(duì)位芳族 聚酰胺，比如聚對(duì)苯二曱酸對(duì)苯二胺酰胺(p-phenylene terephtalamide ),其包括凱夫拉纖維(Kevlar )。
纖維復(fù)合基質(zhì)材料優(yōu)選為彈性體，例如聚氨酯。合適的彈性體 的更多例子包括硅樹(shù)脂、熱塑橡膠和熱塑硫化硅膠(TPSiV)橡膠。
圖2是圖示了用于形成輪盤(pán)或者外圍的過(guò)程的圖示。在圖2中， 纖維墊215夾入于彈性體片210之間。該夾層結(jié)構(gòu)放置于模具240 中并且保持于一定溫度和壓力下，使得彈性體片流入纖維墊中并且 產(chǎn)生成形的復(fù)合輪盤(pán)或者外圍250,該輪盤(pán)或者外圍包括嵌入于彈性 體基質(zhì)254中的纖維258。在一些實(shí)施例中，成形的復(fù)合懸置元件 250保持夾層結(jié)構(gòu)外觀，其中復(fù)合懸置元件在形成復(fù)合懸置元件外表 面的富含彈性體的外部體積之間具有富含纖維的內(nèi)部體積。富含纖 維的體積可以包含基本上所有纖維，其中彈性體填充纖維之間的空 間。富含彈性體的體積基本上為全彈性體，從而很少或者沒(méi)有纖維 滲透到復(fù)合懸置元件的表面?？梢酝ㄟ^(guò)沖莫具來(lái)間接地加熱或者例如 通過(guò)感應(yīng)加熱來(lái)直接地加熱夾層結(jié)構(gòu)。模具停止件(未示出)可以 用來(lái)控制成形的復(fù)合物的厚度大小。
對(duì)成形溫度和壓力的選擇通常依賴于所選具體彈性體，并且可 能受具體纖維約束。例如，如果彈性體是聚氨酯(比如可從馬薩諸 塞州霍利奧克市的JPS Elastomerics公司獲得的Steven PUR MP 1880 ),則成形溫度可以選自于170-190。C這一范圍。成形壓力可以 選自于2-75 MPa這一范圍、優(yōu)選地選自于4-8.5 MPa這一范圍，并且更優(yōu)選地選自于6.8-8.5 MPa這一范圍。可以根據(jù)針對(duì)基質(zhì)材料選 擇的具體彈性體來(lái)選擇其它溫度和壓力。
對(duì)在本發(fā)明的范圍內(nèi)的一些變化進(jìn)行說(shuō)明的復(fù)合懸置元件組 成例子包括在177°。和17MPa熱按壓的聚氨酯片之間夾入的非編 織Nomex纖維層；在177。C和17MPa熱按壓的聚氨酯片之間夾入的 非編織Kevlar纖維層；在177。C和17MPa熱按壓的聚氨酯片之間夾 入的非編織聚酯纖維層；在179。C和17MPa熱按壓的聚氨酯片之間 夾入的非編織聚酯纖維層，比如可從北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆市的 Freudenberg獲得的密度約為5.3oz/yd2的Lutradur非編織纖維；在 188。C和65MPa熱按壓的聚氨酯片之間夾入的50/50聚酯/Nomex非 編織纖維混合物；以及在188°〇和65MPa熱按壓的聚氨酯片之間夾 入的50/50聚酯/聚丙烯腈非編織纖維混合物。
與典型輪盤(pán)不同，本發(fā)明實(shí)施例的彈性體基質(zhì)一般將這種輪盤(pán) 制作成不透氣，并且可以在輪盤(pán)在筐內(nèi)伸展時(shí)在輪盤(pán)的前側(cè)與輪盤(pán) 的后側(cè)之間產(chǎn)生壓力失衡。可以通過(guò)在篋中提供一個(gè)或者多個(gè)開(kāi)口 來(lái)減少壓力失衡，以允許輪盤(pán)以上和以下的體積均tf它們的壓力。 開(kāi)口可以覆蓋有掩蔽物，以防止灰塵粒子進(jìn)入輪盤(pán)以下的體積、落 入積存在間隙145中并且可能影響電聲換能器的性能?；覊m掩蔽物 增加了通常在典型輪盤(pán)中不需要的電聲換能器成本。然而，增加的 成本為纖維彈性體復(fù)合輪盤(pán)的更有利的特征所彌補(bǔ)。取而代之，可
以將輪盤(pán)開(kāi)孔以允許輪盤(pán)各側(cè)上的壓力相互均衡。輪盤(pán)中的孔可以 包括輪盤(pán)中的洞或者縫。
圖3是圖示了涂敷酚醛樹(shù)脂的纖維輪盤(pán)樣本350和纖維-彈性 體復(fù)合輪盤(pán)樣本310的硬度的曲線圖。在相同的疲勞測(cè)試夾具中制 造和測(cè)試典型輪盤(pán)和彈性體纖維復(fù)合輪盤(pán)的樣本。各樣本在22mm 峰峰位移之下進(jìn)行多達(dá)500,000次循環(huán)的疲勞測(cè)試。計(jì)算各循環(huán)的硬 度作為力偏轉(zhuǎn)曲線的上斜率和下斜率的平均值。比較圖3中的典型 樣本和纖維-彈性體復(fù)合樣本表明纖維-彈性體復(fù)合輪盤(pán)留存其原有 硬度的約80%。對(duì)照而言，典型輪盤(pán)留存其原有硬度的大約不到25% 。纖維-彈性體復(fù)合輪盤(pán)所表現(xiàn)的高硬度留存性被認(rèn)為是所期望的 并且意味著包含此類(lèi)輪盤(pán)的電聲換能器的性能不會(huì)由于輪盤(pán)的退化
而降級(jí)。
已經(jīng)至少描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易 想到各種修改和改進(jìn)，并且這些修改和改進(jìn)將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 因而，前文描述僅為舉例說(shuō)明而不是作為限制。僅如所附權(quán)利要求 及其等效含義限定的那樣限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種電聲換能器，包括用軸來(lái)表征的隔膜，所述隔膜附著到線軸；以及復(fù)合懸置體，其具有附著到所述隔膜的外周的第一懸置元件和附著到所述線軸的第二懸置元件，所述第一懸置元件和第二懸置元件共同作用以限制所述隔膜沿著所述軸的移動(dòng)，其中所述第二懸置元件包括嵌入于彈性體基質(zhì)中的非編織纖維墊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電聲換能器，其中所述第一懸置元件 包括嵌入于彈性體基質(zhì)中的非編織纖維墊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電聲換能器，其中所述彈性體 基質(zhì)是聚氨酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一權(quán)利要求所述的電聲換能器，其 中所述非編織纖維墊是聚酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一權(quán)利要求所述的電聲換能器，其 中所述非編織纖維墊是纖維混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一權(quán)利要求或者權(quán)利要求5所述的 電聲換能器，其中所述非編織纖維是聚酯纖維和芳族聚酰胺纖維的 混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電聲換能器，其中芳族聚酰胺纖維在 所述纖維混合物中的比例在0.1與0.9之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電聲換能器，其中芳族聚酰胺纖維在 所述纖維混合物中的比例在0.4與0.6之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一權(quán)利要求或者權(quán)利要求4-8中的 任一權(quán)利要求所述的電聲換能器，其中所述彈性體基質(zhì)選自于包括 熱塑聚氨酯、兩部分的聚氨酯、硅樹(shù)脂、熱塑橡膠、TPSiV及其組 合的組。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一權(quán)利要求所述的電聲換能器，其中所述非編織纖維選自于包括棉、聚酯、尼龍、纖維素、芳族聚酰 胺、聚亞苯基硫化物、聚丙烯腈及其組合的組。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2-6中的任一權(quán)利要求或者權(quán)利要求9-10中 的任一權(quán)利要求所述的電聲換能器，其中所述第一懸置元件的彈性 體基質(zhì)是與所述第二懸置元件的彈性體基質(zhì)不同的合成物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2-6中的任一權(quán)利要求或者權(quán)利要求9-11中 的任 一 權(quán)利要求所述的電聲換能器，其中所述第 一 懸置元件的非編 織纖維墊是與所述第二懸置元件的非編織纖維墊不同的合成物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電聲換能器，其中所述纖維混合物 包括聚酯纖維和聚丙烯腈纖維。
14. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電聲換能器，其中所述纖維混合物 包括聚酯纖維和聚亞苯基硫化物纖維。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任一權(quán)利要求所述的電聲換能器， 其中所述第 一 懸置元件的特征在于富含彈性體的體積之間的富含纖 維的內(nèi)部體積，所述富含彈性體的體積形成所述第一懸置元件的外 表面。
全文摘要
一種包括用于高功率緊湊型電聲換能器的輪盤(pán)和/或外圍的復(fù)合懸置元件，包括裝入熱塑彈性體中的非編織纖維混合物。復(fù)合懸置元件能夠支持高功率緊湊型電聲換能器的更長(zhǎng)行程距離，并且表現(xiàn)出改進(jìn)的抗疲勞性和抗老化性。
文檔編號(hào)H04R9/04GK101622885SQ200880006432
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者D·巴克, M·P·坦普爾, N·A·施奈德 申請(qǐng)人:伯斯有限公司