[发明专利]扬声器塑料锥体

说明书

优先权要求

本申请要求2004年11月22日提交的美国临时申请第60/629,907号的优先权，通过引用将该临时申请结合在此。

技术领域

本发明涉及扬声器，并更具体地涉及扬声器塑料锥体。

背景技术

扬声器锥体是每个中低频扬声器的众所周知的元件。另外，众所周知的是，理想的扬声器锥体是具有充足量的刚度和最小化的重量的扬声器锥体。这就是通常所说的刚度重量比(stiffness to weight ratio)。比模量(specific modulus)Ys＝Ye(杨氏模量)/比重，被定义为对代用材料和合成物进行比较和评级的品质因数。许多当今的扬声器锥体由纸制成。不幸的是，纸锥体会展现出潮湿问题。另外，纸锥体的制造公差不合需要地较大。

一些锥体采用聚丙烯制成，并且可以通过注塑法来制造。尽管潮湿和重复性对于未填充的聚丙烯而言可能是更小的问题，但是这样的锥体由于未加强的聚丙烯的相对低的模量，仍会展现出相对低的刚度重量比。将诸如云母的增强填料加入到聚丙烯中，改善了聚丙烯的刚度(弯曲模量)，但是降低了注塑过程中的塑性流动。因此，具有薄壁部分的较大锥体的注塑是困难的。此外，这样的填料增加了材料比重，使得锥体设计的重量也发生了增加。因此，为了获得充分的刚度特性，对于最优声学性能而言，锥体的重量可能会变得不合需要地高。

发明内容

本发明公开了一种扬声器塑料锥体，其被形成为包括基础载体(base carrier)材料和纳米填料(nanofillter)。纳米填料可以以预定重量百分比与基础载体材料结合，以便调节扬声器锥体的许多工艺和声学相关特性。纳米填料的重量百分比的调节，可以有利地使影响刚度重量比和阻尼的声学相关特性得到调节。

由于基础载体材料和纳米填料这二者的性质，可以在可加工性、锥体的低重量、最优刚度和最优声阻尼这些以不同方式相冲突的目标之间维持折衷。可加工性涉及改善流动特性以实现薄壁锥体的可制造性的改善。因此，当增加纳米填料在基础载体材料中的重量百分比时，刚度可以得到增加并且声阻尼可以得到减小，而基本不会增加锥体的重量。锥体的重量基本没有增加，是由于基础载体材料内的纳米填料的有效的添加剂性质。纳米填料的相对小的重量百分比可以提供刚度的相对大的百分比的改变，并且可以在刚度相等的情况下提供阻尼的相对大的百分比的改变。因此，可以在期望最优化塑料锥体中的相竞争的特性之间实现折衷的平衡。

纳米填料可以包括这样的特征，这些特征是散布在基础载体材料中的纳米颗粒或气体。这些特征是分布在基础载体材料中的纳米尺寸的颗粒和/或纳米尺寸的结构。所产生的纳米复合材料可以形成为锥体。

可以通过使用成型工艺而使锥体形成有相对薄的侧壁。因此，用于成型锥体元件的工具可以包括相对精密的公差。基础载体树脂和纳米材料的结合可以有利地拥有充分低的粘度(充足的剪切速率)以满足这种相对精密的公差。基础载体树脂和纳米材料的良好的结合，可以在纳米材料的重量百分比的一定范围内提供充分低的粘度，而不会与所需的工艺和声学特性相冲突。基础载体材料的相对高的流动性质和相对低的比重不会由于纳米材料的添加而受到显著的连累。另外，可能会包含在纳米材料中的剪切稀化性质以及添加到基础载体材料中以实现所需的工艺和声学结果的相对小的重量百分比的纳米材料，可以对粘度产生有利的影响。因此，可以维持令人满意的薄壁部分中的填模能力，同时仍可以维持理想的刚度重量比和声阻尼特性。

对于本领域技术人员来说，在研究过以下附图和详细描述后，本发明的其它系统、方法、特征和优点将是或将变得显而易见。所有这些附加系统、方法、特征和优点都应包括在本描述内，包括在本发明的范围内，并由所附权利要求保护。

附图说明

参考以下附图和描述，可以更好地理解本发明。图中的部件不必要依比例，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在图中，相似的附图标记在不同示图中始终指示相应的部分。

图1是可以安装在扬声器箱上的示例性扬声器；

图2是装配有低频和高频扬声器的示例性扬声器箱；

图3是用于形成锥体的材料的比模量与纳米材料含量之间的关系的示例性曲线图；

图4是与图3中相同的用于形成锥体的材料的阻尼与纳米材料含量之间的关系的示例性曲线图；

图5是与图3和4中相同的用于形成锥体的材料的重量与纳米材料含量之间的关系的示例性曲线图；

图6是示例性材料的剪切速率和粘度的流变学曲线；