【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及電聲器械領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維球頂及一種碳纖維球頂?shù)闹圃旆椒ā?/p>

背景技術(shù)：

球頂形揚聲器是指利用球頂形振膜直接輻射聲波的揚聲器。屬于電動式揚聲器，振膜是一個半球形膜片，用振膜折環(huán)直接支撐音圈而沒有定心支片，特點是高頻響應(yīng)好，指向性寬及失真較小。振膜的球頂部常用鋁箔與發(fā)泡材料復(fù)合制成，隨著電子行業(yè)的發(fā)展，電聲系統(tǒng)需要不斷的提升性能與可靠性，對球頂?shù)囊笠苍絹碓礁?，現(xiàn)有的鋁箔與發(fā)泡材料復(fù)合的球頂已經(jīng)不能滿足使用需求，常會出現(xiàn)鋁箔碎裂、鋁箔與發(fā)泡材料分層、材料強度不足等問題。另一方面，由于鋁箔材質(zhì)較軟，作為產(chǎn)品直觀可觀察的部分，容易出現(xiàn)污染、劃傷等現(xiàn)象，帶來不美觀的問題，且由于發(fā)泡材料受力容易發(fā)生形變，受力之后恢復(fù)性能差，無法承受壓力，且容易吸水，使得鋁箔與發(fā)泡材料之間容易產(chǎn)生分層的現(xiàn)象發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的球頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能差、不美觀、容易破碎、材料分層的問題，第一方面提供了一種力學(xué)性能、聲學(xué)性能優(yōu)異、美觀的碳纖維球頂，所述碳纖維球頂包括發(fā)泡材料層、位于所述發(fā)泡材料層上端面的第一碳纖維層和/或位于所述發(fā)泡材料層下端面的第二碳纖維層，其中，所述第一碳纖維層和/或所述第二碳纖維層包括一層或多層的碳纖維單向帶預(yù)浸料。

作為一種選擇，不同層的所述碳纖維單向帶預(yù)浸料的纖維方向夾角在0～90度之間。

作為一種選擇，所述碳纖維球頂?shù)暮穸仍?0～400um之間。

作為一種改進，所述碳纖維球頂?shù)暮穸仍?0～200um之間。

作為一種選擇，所述發(fā)泡材料層包括聚甲基丙烯酰亞胺，發(fā)泡聚苯硫醚，微孔發(fā)泡塑料，發(fā)泡聚丙烯中的一種或多種。

作為一種選擇，所述碳纖維單向帶預(yù)浸料包括碳纖維材料和預(yù)浸樹脂，所述碳纖維材料的拉伸模量大于200gpa。

作為一種改進，所述預(yù)浸樹脂包括環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚對苯撐苯并二噁唑、聚對苯二甲酰對苯二胺中的一種或多種；

本發(fā)明的另一方面，提供了一種簡單易行，操作方便制造上述碳纖維球頂?shù)姆椒?，包括如下步驟，利用預(yù)浸樹脂預(yù)浸單向碳纖維帶；將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在所述發(fā)泡材料層的上端面和/或下端面上。

作為一種改進，所述將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在所述發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上的步驟包括：在所述發(fā)泡材料層的上端面和或下端面上粘貼一層或多層所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶。

作為一種改進，設(shè)置不同層的單向碳纖維帶的纖維方向在0～90度。

本發(fā)明的有益效果是：通過將碳纖維單向帶預(yù)浸料替換所述鋁箔，提高了強度，同時降低了厚度，使得聲音品質(zhì)得到提升通過預(yù)浸料的固化過程，使得碳纖維單向帶與發(fā)泡材料緊密貼合，從而避免了層間易分離的現(xiàn)象，保證了使用壽命。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明碳纖維球頂實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明碳纖維球頂采用單層結(jié)構(gòu)的實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明碳纖維球頂采用多層結(jié)構(gòu)的實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明碳纖維球頂采用多層結(jié)構(gòu)的另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明碳纖維球頂采用多層結(jié)構(gòu)的另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明碳纖維球頂另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明碳纖維球頂制造方法的流程示意圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合圖1至圖7對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中球頂結(jié)構(gòu)易碎、易分層、強度不足、美觀差的問題，提供了一種利用碳纖維材料所制備出的球頂結(jié)構(gòu)，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種碳纖維球頂100，包括發(fā)泡材料層110、位于所述發(fā)泡材料層110上端面的第一碳纖維層120和/或位于所述發(fā)泡材料層110下端面的第二碳纖維層130，本發(fā)明實施例中的碳纖維球頂可在發(fā)泡材料層110單側(cè)設(shè)置碳纖維層，也可雙側(cè)設(shè)置碳纖維層，進一步提高性能，提供組合性能，其中，所述第一碳纖維層120和/或所述第二碳纖維層130包括一層或多層的碳纖維單向帶預(yù)浸料。由于碳纖維單向帶單向受力好，在本發(fā)明所運用的環(huán)境中，球頂結(jié)構(gòu)受力定向，采用碳纖維單向帶能夠保證所述球頂結(jié)構(gòu)的受理要求，同時，本發(fā)明采用碳纖維單向帶預(yù)浸料，制造時，僅需將碳纖維單向帶預(yù)浸料貼合在發(fā)泡材料層110上即可，由于碳纖維單向帶預(yù)浸料上自帶粘性，不需額外的粘接劑即能實現(xiàn)粘接，粘接之后通過高溫高壓處理，使得所述碳纖維單向帶預(yù)浸料中的預(yù)浸樹脂固化，進一步地提升了粘接的強度，貼合更加緊密，同時保證了固化后的碳纖維單向帶預(yù)浸料強度進一步提升，保證了球頂結(jié)構(gòu)的受力強度，固化后的樹脂進一步提升了所述球頂?shù)母哳l性能。同時采用了碳纖維后，使得球頂?shù)暮穸日w減小，提供了振動性能保證了聲音品質(zhì)，同時節(jié)省了產(chǎn)品空間。另，由于碳纖維單向帶預(yù)浸料中的樹脂固化后能夠使得球頂結(jié)構(gòu)的表面光滑，且由于固化后的樹脂強度硬不易產(chǎn)生刮痕，使得所述碳纖維球頂結(jié)構(gòu)100更加美觀。

本發(fā)明實施例中的所述發(fā)泡材料層中包括聚甲基丙烯酰亞胺(pmi)，發(fā)泡聚苯硫醚(pps)，微孔發(fā)泡塑料mcp，發(fā)泡聚丙烯(pp)中的一種或多種材料，使用時根據(jù)需聲學(xué)振動范圍和受力范圍進行選擇。

本發(fā)明實施例中的所述碳纖維單向帶預(yù)浸料包括碳纖維材料和預(yù)浸樹脂，所述碳纖維單向帶預(yù)浸料可以在纖維延伸方向，即纖維方向能夠承受較大受力，在纖維方向垂直的方向上能夠承受較弱受力，但通過與樹脂固化后大大增強承受力的能力，具體地，所述預(yù)浸樹脂包括：環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮(peek)、聚酰亞胺(pi)、聚苯硫醚(pps)、聚對苯撐苯并二噁唑(pbo)、聚對苯二甲酰對苯二胺(芳綸1414)中的一種或多種；所述碳纖維材料的拉伸模量大于200gpa，所述碳纖維材料由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，實踐中，可以采用包括東麗的t系列t300以上、m系列所有，以及相同強度級別的其他系列和其他供應(yīng)商的材料，需要說明的是東麗的t系列和m系列是日本東麗公司的碳纖維型號，屬于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕松獲取這兩種系列的材料。使得本發(fā)明的球頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能得到很大提升，同時重量減輕，厚度變薄。本發(fā)明實施例碳纖維球頂?shù)暮穸仍?0～400um之間，優(yōu)選地，在厚度在80～200um之間，相比采用鋁箔的球頂，厚度大大減小，有利于提高聲學(xué)振動性能。

本發(fā)明采用了碳纖維的球頂中可以僅在發(fā)泡材料層的一側(cè)或兩側(cè)各設(shè)一層碳纖維單向預(yù)浸料，也可設(shè)置多層。如圖2所示，本發(fā)明的一些實施例中提供了一種碳纖維球頂200，包括發(fā)泡材料層210，位于發(fā)泡材料層210上端面的第一碳纖維單向帶預(yù)浸料220和位于所述發(fā)泡材料層210下端面的第二碳纖維單向帶預(yù)浸料230，通過上下設(shè)置碳纖維預(yù)浸料，使得所述碳纖維球頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能對稱，防止出現(xiàn)聲音干涉或共振的現(xiàn)象發(fā)生。

本發(fā)明為了進一步確保球頂結(jié)構(gòu)的強度，適用多種力學(xué)、聲學(xué)需求，所述第一碳纖維層120和/或所述第二碳纖維層130包括多層碳纖維單向帶預(yù)浸料。

如圖3、圖4、圖5，本發(fā)明一些實施例提供了采用多層碳纖維單向帶預(yù)浸料的碳纖維球頂200，包括位于中間的發(fā)泡材料層210，位于發(fā)泡材料層210兩側(cè)的多層碳纖維單向帶預(yù)浸料240，位于發(fā)泡材料層210一側(cè)的碳纖維單向帶預(yù)浸料240逐層疊加復(fù)合，提升了力學(xué)性能，但，同時厚度變大后會影響聲學(xué)振動性能，本發(fā)明實施例中碳纖維球頂200的厚度在80～200um之間，即保證了力學(xué)強度，同時保證了聲學(xué)振動性能，保證了發(fā)音頻率范圍。圖3中，所述發(fā)泡材料層210兩側(cè)的碳纖維單向帶預(yù)浸料240都為兩層，或者可為更多層，圖4、圖5中，所述發(fā)泡材料層210兩側(cè)碳纖維單向帶預(yù)浸料240分別為一層和兩層或多層，根據(jù)需要來設(shè)定。

不同層的所述碳纖維單向帶預(yù)浸料240的纖維方向夾角在0度到90度之間，保證了所述碳纖維球頂?shù)母鞣较虻氖芰π阅埽?，圖3中，單側(cè)的多層碳纖維單向帶預(yù)浸料240可設(shè)置為0度，90度，如果單側(cè)為三層的話可設(shè)置為0度，45度，90度，層數(shù)增多，逐層均分，保證了各個方向上的受力。同時，本發(fā)明實施例中發(fā)泡材料層上下側(cè)各層的碳纖維單向帶預(yù)浸料纖維角度可以互補設(shè)置，如上側(cè)的纖維角度為0度，下側(cè)即可為90度，如上側(cè)的為0度，45度，90度，則下側(cè)為0度，45度(與上側(cè)的45度相垂直)、90度，這樣保證了上下側(cè)的受力均勻、對稱。

本發(fā)明中的球頂可為平板狀，也可設(shè)置有半球形結(jié)構(gòu)，具體地，為了進一步提升高頻性能，還可將所述碳纖維球頂設(shè)置成具有半球形的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，本發(fā)明的一些實施例提供了一種碳纖維球頂300，包括發(fā)泡材料層310，位于發(fā)泡材料層310兩側(cè)的碳纖維單向帶預(yù)浸料340，通過將碳纖維單向帶預(yù)浸料340與所述發(fā)泡材料層高溫高壓復(fù)合形成球頂，所述球頂包括凸包結(jié)構(gòu)320，和平板結(jié)構(gòu)330，所述平板結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述凸包結(jié)構(gòu)的四周。

在形成好本發(fā)明的碳纖維球頂后，經(jīng)過然后切割成需要的形狀，如采用激光切割、切邊模沖切、模切機模切等技術(shù)切割成型，再與音膜粘合，如采用背膠、打膠等方式形成振動組件，最后裝配成揚聲器。

本發(fā)明另一方面，為了制造上述實施例中的力學(xué)性能、聲學(xué)性能優(yōu)異，制作外觀精美的碳纖維球頂，提供了一種制作方法，此制造方法工藝簡單、可靠，所制得的球頂性能優(yōu)異。具體地，如圖7所示，本發(fā)明的實施例提供了一種碳纖維球頂制造方法，包括如下步驟：包括如下步驟，s101利用預(yù)浸樹脂預(yù)浸單向碳纖維帶；s102將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上，由于預(yù)浸后的單向碳纖維帶具有粘性，不需額外的粘膠即可進行貼合，s103再經(jīng)過高溫高壓處理即可將所述單向碳纖維帶緊密貼合在所述發(fā)泡材料層上，工藝簡單、可靠。所述預(yù)浸樹脂包括：環(huán)氧樹脂、聚醚醚酮(peek)、聚酰亞胺(pi)、聚苯硫醚(pps)、聚對苯撐苯并二噁唑(pbo)、聚對苯二甲酰對苯二胺(芳綸1414)中的一種或多種。

進一步地，所述將所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶貼附在所述發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上的步驟包括在所述發(fā)泡材料層上端面和/或下端面上粘貼一層或多層所述預(yù)浸后的單向碳纖維帶。通過逐層貼合，易于控制厚度。

進一步地，粘貼單向碳纖維帶時，設(shè)置不同層的單向碳纖維帶的纖維方向在0～90度，保證了球頂結(jié)構(gòu)的各向受力性能。

本發(fā)明中的球頂結(jié)構(gòu)制造方法僅通過簡單粘貼即能形成復(fù)合層，再通過高溫高壓進行強化，獲得力學(xué)性能、聲學(xué)性能優(yōu)異的球頂結(jié)構(gòu)，同時能夠保證美觀，本實施例中的方法簡單、易操作，對設(shè)備的要求低，具有廣泛的使用前景。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發(fā)明的保護范圍。