專(zhuān)利名稱：音圈骨架及揚(yáng)聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音圈骨架及應(yīng)用該音圈骨架的揚(yáng)聲器。
背景技術(shù)：
揚(yáng)聲器是一種把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)的電聲器件。具體地，揚(yáng)聲器能將一定范 圍內(nèi)的音頻電功率信號(hào)通過(guò)換能方式轉(zhuǎn)變?yōu)槭д嫘〔⒕哂凶銐蚵晧杭?jí)的可聽(tīng)聲音。按照揚(yáng) 聲器的工作原理，現(xiàn)有的揚(yáng)聲器可分為電動(dòng)式、壓電式以及靜電式揚(yáng)聲器等。其中電動(dòng)式揚(yáng) 聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、音質(zhì)優(yōu)秀且成本低，因此應(yīng)用最為廣泛。電動(dòng)式揚(yáng)聲器通常包括一音圈、一音圈骨架(Bobbin)、一磁場(chǎng)系統(tǒng)及一振動(dòng)膜。所 述音圈纏繞在音圈骨架一端的外圍。所述音圈骨架與振動(dòng)膜相連接。通過(guò)固定在音圈骨架 上的音圈在磁場(chǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)下的運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)振動(dòng)膜振動(dòng)并發(fā)出聲波。揚(yáng)聲器的音量是評(píng)價(jià)揚(yáng)聲器優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。揚(yáng)聲器的音量與輸入功率及電 聲轉(zhuǎn)換效率相關(guān)。輸入功率越大，電聲轉(zhuǎn)換效率越高，揚(yáng)聲器發(fā)出的音量越大。然而，當(dāng)輸 入功率增大時(shí)，揚(yáng)聲器中的元件如音圈骨架及與音圈骨架相連的振動(dòng)膜易發(fā)生變形甚至破 裂，從而使發(fā)出的聲音產(chǎn)生失真。因此，揚(yáng)聲器中各元件的強(qiáng)度是決定其額定功率的決定因 素。額定功率即不使揚(yáng)聲器產(chǎn)生失真的輸入功率。另外，揚(yáng)聲器的電聲轉(zhuǎn)換效率與揚(yáng)聲器 中的元件的重量尤其是單位面積振動(dòng)膜的重量以及推動(dòng)振動(dòng)膜振動(dòng)的音圈骨架的重量有 關(guān)。單位面積振動(dòng)膜的重量以及推動(dòng)振動(dòng)膜振動(dòng)的音圈骨架的重量越輕，則使振動(dòng)膜產(chǎn)生 振動(dòng)所消耗的能量越小，揚(yáng)聲器的電聲轉(zhuǎn)換效率越高，進(jìn)而相同輸入功率產(chǎn)生的音量越大。 因此，推動(dòng)振動(dòng)膜振動(dòng)發(fā)聲的音圈骨架的強(qiáng)度和重量是影響揚(yáng)聲器的音量的重要因素。音 圈骨架的重量與其厚度及密度相關(guān)。因此，音圈骨架的強(qiáng)度愈大，厚度及密度愈小，則揚(yáng)聲 器的音量越大。一般來(lái)說(shuō)，音圈骨架的比強(qiáng)度(強(qiáng)度和密度之比)愈大，厚度愈小，則揚(yáng)聲 器的音量越大?，F(xiàn)有的音圈骨架的材料通常采用紙、布、聚合物或者復(fù)合材料等?，F(xiàn)有的音圈骨架 受材料的比強(qiáng)度的限制，其輸入功率無(wú)法進(jìn)一步提高。一般的微型揚(yáng)聲器的輸入功率僅為 0. 3 0. 5W。另一方面，現(xiàn)有的音圈骨架欲達(dá)到一定的比強(qiáng)度，必然要求其具有較大的厚 度，進(jìn)而導(dǎo)致音圈骨架的重量較大，使揚(yáng)聲器的電聲轉(zhuǎn)換效率無(wú)法進(jìn)一步提高。因此，為提 高輸入功率及轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高揚(yáng)聲器的音量，則需要進(jìn)一步提高音圈骨架的比強(qiáng)度及 降低音圈骨架的重量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種具有較大的比強(qiáng)度且重量較輕的音圈骨架及應(yīng)用該 音圈骨架的揚(yáng)聲器?！N音圈骨架，其中，所述音圈骨架包括至少一基體和至少一碳納米管結(jié)構(gòu)，所述 碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基體的至少一表面。一種音圈骨架，其中，所述音圈骨架為至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與至少一線狀基
4體編織成的中空管狀結(jié)構(gòu)。一種音圈骨架，其中，所述音圈骨架為至少一碳納米管結(jié)構(gòu)圍成的中空管狀結(jié)構(gòu)， 該碳納米管結(jié)構(gòu)為自支撐結(jié)構(gòu)。一種揚(yáng)聲器，其包括一音圈骨架；一音圈，該音圈纏繞在所述音圈骨架一端的外 圍；一振動(dòng)膜，該振動(dòng)膜與所述音圈骨架相連接；以及一磁場(chǎng)系統(tǒng)，該磁場(chǎng)系統(tǒng)具有一磁場(chǎng) 間隙，所述音圈設(shè)置在該磁場(chǎng)間隙中；其中，所述音圈骨架包括至少一碳納米管結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于碳納米管具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度及較小的密度，故由碳納 米管組成的碳納米管結(jié)構(gòu)的比強(qiáng)度較大，從而使得由碳納米管結(jié)構(gòu)與基體組成的音圈骨架 具有較大的比強(qiáng)度或在維持甚至提高音圈骨架的比強(qiáng)度的同時(shí)減小音圈骨架的重量，進(jìn)而 有利于提高應(yīng)用該音圈骨架的揚(yáng)聲器的功率及音量。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的音圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的音圈骨架中采用的碳納米管拉膜的掃描電鏡照 片。圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的音圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的音圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明第四實(shí)施例提供的音圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明第五實(shí)施例提供的音圈骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的音圈骨架的揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖7中的揚(yáng)聲器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的音圈骨架及應(yīng)用該音圈骨架的揚(yáng)聲器。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種音圈骨架10。所述音圈骨架10為中空管 狀結(jié)構(gòu)。所述音圈骨架10包括一基體102和一碳納米管結(jié)構(gòu)104。所述碳納米管結(jié)構(gòu)104 設(shè)置在所述基體102的至少一表面。所述基體102為中空管狀結(jié)構(gòu)。所述基體102的材料包括聚合物、紙、金屬或布等。 具體地，該基體102的材料可包括聚酰亞胺、聚酯、鋁、玻璃纖維或紙等。優(yōu)選地，所述基體 102具有較小的重量以及較高的比強(qiáng)度。本實(shí)施例中，所述基體102為聚酰亞胺膜。該聚酰 亞胺膜具有較小的密度(僅為1. 35g/cm3)，從而有利于降低音圈骨架10的重量，提高其比強(qiáng)度。所述碳納米管結(jié)構(gòu)104包括至少一碳納米管膜。所述至少一碳納米管膜可鋪設(shè)或 纏繞在所述基體102的表面構(gòu)成所述音圈骨架10。具體地，所述碳納米管結(jié)構(gòu)104可包括 一個(gè)碳納米管膜或多個(gè)層疊鋪設(shè)的碳納米管膜。該碳納米管膜可為自支撐膜。所述碳納米 管膜包括均勻分布的碳納米管，碳納米管之間通過(guò)范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管膜中的 碳納米管為無(wú)序或有序排列。所謂無(wú)序是指碳納米管的排列方向無(wú)規(guī)則。所謂有序是指 碳納米管的排列方向有規(guī)則。具體地，當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)包括無(wú)序排列的碳納米管時(shí)，碳納 米管相互纏繞或者該碳納米管結(jié)構(gòu)為各向同性；當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)包括有序排列的碳納米管
5時(shí)，碳納米管沿一個(gè)方向擇優(yōu)取向排列，或者碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)部分，碳納米管在每個(gè) 部分中沿一個(gè)方向擇優(yōu)取向排列，相鄰兩個(gè)部分中的碳納米管可沿不同方向排列。所述碳 納米管結(jié)構(gòu)104中的碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種 或多種。所述單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 50納米，所述雙壁碳納米管的直徑為1. 0 納米 50納米，所述多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。具體地，所述碳納米管膜 包括碳納米管拉膜、碳納米管碾壓膜、碳納米管無(wú)序膜中的一種或多種。所述碳納米管結(jié)構(gòu) 104在所述音圈骨架10中的質(zhì)量百分含量可大于0. 1%。本實(shí)施例中，所述碳納米管結(jié)構(gòu) 104在所述音圈骨架10中的質(zhì)量百分含量可大于10%。所述碳納米管拉膜通過(guò)拉取一碳納米管陣列直接獲得。該碳納米管拉膜包括多個(gè) 基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列的碳納米管，碳納米管基本平行于碳納米管膜的表面。所述 碳納米管之間通過(guò)范德華力首尾相連。所述碳納米管拉膜的掃描電鏡照片請(qǐng)參見(jiàn)圖2。具 體地，每一碳納米管拉膜包括多個(gè)連續(xù)且定向排列的碳納米管片段。該多個(gè)碳納米管片段 通過(guò)范德華力首尾相連。每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行的碳納米管，該多個(gè)相互平 行的碳納米管通過(guò)范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管片段具有任意的寬度、厚度、均勻性及形 狀。可以理解，通過(guò)將多個(gè)碳納米管拉膜平行且無(wú)間隙鋪設(shè)或/和層疊鋪設(shè)，可以制備不同 面積與厚度的碳納米管結(jié)構(gòu)。當(dāng)碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層疊設(shè)置的碳納米管拉膜時(shí)，相鄰 的碳納米管拉膜中的碳納米管的排列方向形成一夾角a，0° < a <90°。多層層疊設(shè)置 的碳納米管拉膜，尤其是多層交叉設(shè)置的碳納米管拉膜相對(duì)單層碳納米管拉膜具有更高的 強(qiáng)度，從而有利于提高所述音圈骨架的比強(qiáng)度。所述碳納米管拉膜的結(jié)構(gòu)及其制備方法請(qǐng) 參見(jiàn)范守善等人于2007年2月9日申請(qǐng)，于2008年8月13日公開(kāi)的第101239712A號(hào)中 國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)。所述碳納米管碾壓膜包括均勻分布的碳納米管。所述碳納米管碾壓膜可為各向 同性或所述碳納米管碾壓膜也可包括多個(gè)部分，碳納米管在每個(gè)部分中沿一個(gè)方向擇優(yōu)取 向排列，相鄰兩個(gè)部分中的碳納米管可沿不同方向排列。所述碳納米管碾壓膜中的碳納米 管相互交疊。所述碳納米管碾壓膜可通過(guò)碾壓一碳納米管陣列獲得。該碳納米管陣列形 成在一基底表面，所制備的碳納米管碾壓膜中的碳納米管與該碳納米管陣列的基底的表面 成一夾角0，其中，0大于等于0度且小于等于15度0 <15° )。優(yōu)選地，所述碳 納米管碾壓膜中的碳納米管平行于所述碳納米管碾壓膜或所述基底的表面。依據(jù)碾壓的 方式不同，該碳納米管碾壓膜中的碳納米管具有不同的排列形式。由于碳納米管碾壓膜中 的碳納米管之間通過(guò)范德華力相互吸引，緊密結(jié)合，使碳納米管碾壓膜為一自支撐的結(jié)構(gòu)， 可無(wú)需基底支撐，自支撐存在。所謂自支撐結(jié)構(gòu)即所述碳納米管碾壓膜中的多個(gè)碳納米管 間通過(guò)范德華力相互吸引，從而使碳納米管碾壓膜具有特定的形狀。所述碳納米管碾壓膜 及其制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善等人于2007年6月1日申請(qǐng)，于2008年10月15日公開(kāi)的第 101284662號(hào)中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)。所述碳納米管無(wú)序膜包括碳納米管絮化膜及采用噴涂法形成的碳納米管膜。所述 碳納米管無(wú)序膜的長(zhǎng)度、寬度和厚度不限，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。所述碳納米管絮化膜包括 相互纏繞的碳納米管，碳納米管長(zhǎng)度可大于10厘米。所述碳納米管之間通過(guò)范德華力相互 吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管絮化膜各向同性。所述碳納米管絮化膜中的碳 納米管為均勻分布，無(wú)規(guī)則排列，形成大量的微孔結(jié)構(gòu)，微孔孔徑為1納米 10微米。所述碳納米管絮化膜及其制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善等人于2007年4月13日申請(qǐng)，于2008年12 月3日公開(kāi)的第101314464號(hào)中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)。所述采用噴涂法形成的碳納米管膜中的 碳納米管之間通過(guò)粘結(jié)劑相互結(jié)合。碳納米管在該碳納米管膜中無(wú)規(guī)則排列。所述基體102和碳納米管結(jié)構(gòu)104可通過(guò)粘結(jié)層或粘結(jié)劑緊密結(jié)合、通過(guò)熱壓方 式結(jié)合或二者的結(jié)合，形成一雙層結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述基體102和碳納米管結(jié)構(gòu)104通過(guò)粘結(jié)劑 緊密結(jié)合時(shí)，該粘結(jié)劑與基體102的具體材料有關(guān)，如當(dāng)所述基體為金屬時(shí)，該粘結(jié)劑可為 銀膠。優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑需耐250°C以上的高溫。當(dāng)所述基體102和碳納米管結(jié)構(gòu)104通 過(guò)粘結(jié)層緊密結(jié)合時(shí)，該粘結(jié)層的材料包括金屬、紙、聚合物、金剛石、碳化硼、陶瓷等材料。 該粘結(jié)層可通過(guò)涂敷或沉積的方式設(shè)置在所述碳納米管結(jié)構(gòu)104表面。優(yōu)選地，該粘結(jié)層 的材料與基體102的材料可較好地結(jié)合或具有較好的相容性，如，當(dāng)所述基體102材料為金 屬時(shí)，該粘結(jié)層可優(yōu)選為與該基體102的材料相同的金屬，從而使碳納米管結(jié)構(gòu)104與基體 102可更緊密地結(jié)合?？梢岳斫?，所述碳納米管結(jié)構(gòu)104與基體102接觸的部分，碳納米管 可部分滲透于基體102內(nèi)部，從而可實(shí)現(xiàn)碳納米管結(jié)構(gòu)104與基體102之間的緊密結(jié)合。另 外，所述基體102和碳納米管結(jié)構(gòu)104也可先通過(guò)粘結(jié)層或粘結(jié)劑結(jié)合，然后再通過(guò)熱壓實(shí) 現(xiàn)更緊密地結(jié)合。所述音圈骨架10的制備方法不限，具體地，所述音圈骨架10的制備方法包括以下 兩種方法。第一種方法可具體包括以下步驟提供一圓柱體；制備一具有一定面積的由基 體102和碳納米管結(jié)構(gòu)104組成的雙層結(jié)構(gòu)，將該雙層結(jié)構(gòu)環(huán)繞所述圓柱體設(shè)置，在接合處 通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)，形成所述音圈骨架10。第二種方法可具體包括以下步驟提供一圓柱體； 將所述碳納米管結(jié)構(gòu)104和所述基體102環(huán)繞所述圓柱體設(shè)置并貼合，以及通過(guò)熱壓或粘 結(jié)劑使碳納米管結(jié)構(gòu)104和基體102緊密結(jié)合，形成所述音圈骨架10。由于所述碳納米管 結(jié)構(gòu)104具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，故由碳納米管結(jié)構(gòu)104和基體102組成的音圈骨架10可具 有較高的比強(qiáng)度或在維持現(xiàn)有音圈骨架10的比強(qiáng)度的情況下降低音圈骨架10的重量。所 述比強(qiáng)度的提高包括強(qiáng)度提高、密度降低；強(qiáng)度提高、密度增加以及強(qiáng)度降低、密度減小等 多種情況。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一音圈骨架20，其包括一基體202和一碳納米 管結(jié)構(gòu)204。所述碳納米管結(jié)構(gòu)204設(shè)置在所述基體202的至少一表面。所述基體202為 中空管狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管結(jié)構(gòu)204包括一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第二實(shí)施例中的音圈骨架20與第一實(shí)施例中的音圈骨架10的結(jié)構(gòu)基本相 同，區(qū)別在于，本發(fā)明第二實(shí)施例中的音圈骨架20中的碳納米管結(jié)構(gòu)204包括一碳納米管 線狀結(jié)構(gòu)。所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)纏繞在所述基體202表面。具體地，所述碳納米管線狀 結(jié)構(gòu)可螺旋狀纏繞在所述基體202表面。所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的直徑為0. 5納米-1毫 米。 所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)碳納米管線。所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括多 個(gè)碳納米管線平行設(shè)置組成的一束狀結(jié)構(gòu)或由多個(gè)碳納米管線相互扭轉(zhuǎn)組成的一絞線結(jié) 構(gòu)。所述碳納米管線可為一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。
所述非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線可包括多個(gè)沿該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度方向排列的 碳納米管。非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線可通過(guò)將碳納米管拉膜通過(guò)有機(jī)溶劑處理得到。具體地，該 碳納米管拉膜包括多個(gè)碳納米管片段，該多個(gè)碳納米管片段通過(guò)范德華力首尾相連，每一碳納米管片段包括多個(gè)相互平行并通過(guò)范德華力緊密結(jié)合的碳納米管。該碳納米管片段具 有任意的長(zhǎng)度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線長(zhǎng)度不限，直徑為0. 5納米-1 毫米。具體地，可將有機(jī)溶劑浸潤(rùn)所述碳納米管拉膜的整個(gè)表面，在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí) 產(chǎn)生的表面張力的作用下，碳納米管拉膜中的相互平行的多個(gè)碳納米管通過(guò)范德華力緊密 結(jié)合，從而使碳納米管拉膜收縮為一非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。該有機(jī)溶劑為揮發(fā)性有機(jī)溶劑， 如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實(shí)施例中采用乙醇。通過(guò)有機(jī)溶劑處理的非扭轉(zhuǎn)碳 納米管線與未經(jīng)有機(jī)溶劑處理的碳納米管膜相比，比表面積減小，粘性降低。所述碳納米管 線及其制備方法請(qǐng)參見(jiàn)范守善等人于2002年9月16日申請(qǐng)的，于2008年8月20日公告 的第100411979號(hào)中國(guó)公告專(zhuān)利，以及于2005年12月16日申請(qǐng)，于2007年6月20日公 開(kāi)的第1982209號(hào)中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)。所述扭轉(zhuǎn)的碳納米管線可采用一機(jī)械力將所述碳納米管拉膜兩端沿相反方向扭 轉(zhuǎn)獲得。該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線包括多個(gè)繞該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線軸向螺旋排列的碳納米管。 進(jìn)一步地，可采用一揮發(fā)性有機(jī)溶劑處理該扭轉(zhuǎn)的碳納米管線。在揮發(fā)性有機(jī)溶劑揮發(fā)時(shí) 產(chǎn)生的表面張力的作用下，處理后的扭轉(zhuǎn)的碳納米管線中相鄰的碳納米管通過(guò)范德華力緊 密結(jié)合，使扭轉(zhuǎn)的碳納米管線的比表面積減小，密度及強(qiáng)度增大?？梢岳斫猓鎏技{米管結(jié)構(gòu)204也可包括一碳納米管混合線狀結(jié)構(gòu)(圖未示)。 該碳納米管混合線狀結(jié)構(gòu)包括碳納米管線與線性基體平行設(shè)置組成的一束狀結(jié)構(gòu)或由碳 納米管線與線性基體相互扭轉(zhuǎn)組成的一絞線結(jié)構(gòu)。該線性基體的材料可與基體202的材料 相同。優(yōu)選地，該線性基體需具有較好的比強(qiáng)度以及較小的密度。另外，線性基體還需具有 較好的耐高溫性能，優(yōu)選地，其需可耐250°C以上的高溫。請(qǐng)參見(jiàn)圖4，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一音圈骨架30，其包括一基體302和一碳納米 管結(jié)構(gòu)304。所述碳納米管結(jié)構(gòu)304設(shè)置在所述基體302的至少一表面。所述碳納米管結(jié) 構(gòu)304包括多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第三實(shí)施例中的音圈骨架30與第二實(shí)施例中的音圈骨架20的結(jié)構(gòu)基本相 同，區(qū)別在于，本發(fā)明第三實(shí)施例中的音圈骨架30中的碳納米管結(jié)構(gòu)304包括多個(gè)碳納米 管線狀結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)304可平行設(shè)置、交叉設(shè)置或按一定方式編織設(shè) 置在所述基體302的至少一表面。具體地，所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可先平行設(shè)置、交叉 設(shè)置或按一定方式相互編織形成一平面結(jié)構(gòu)，然后將該平面結(jié)構(gòu)通過(guò)粘結(jié)劑或熱壓設(shè)置在 所述基體302表面。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)也可直接平行設(shè)置、交叉設(shè)置或按一定方 式編織設(shè)置在所述基體302表面，并通過(guò)粘結(jié)劑或熱壓方式與基體302緊密結(jié)合。所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)也可與線性基體混合編織形成所述碳納米管結(jié)構(gòu) 304。具體地，所述多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)可與線性基體平行設(shè)置、交叉設(shè)置或按一定方式 編織設(shè)置在所述基體302表面，并通過(guò)粘結(jié)劑或熱壓方式與基體302緊密結(jié)合。請(qǐng)參見(jiàn)圖5，本發(fā)明第四實(shí)施例提供一音圈骨架40。該音圈骨架40包括一由基體 402和碳納米管結(jié)構(gòu)404組成的三層或三層以上結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第四實(shí)施例中的音圈骨架40與第一實(shí)施例中的音圈骨架10的結(jié)構(gòu)基本相 同，區(qū)別在于，本發(fā)明第四實(shí)施例中的音圈骨架40包括一由基體402和碳納米管結(jié)構(gòu)404 組成的三層或三層以上結(jié)構(gòu)。所述基體402和碳納米管結(jié)構(gòu)404可依次交替層疊設(shè)置，即 所述碳納米管結(jié)構(gòu)404設(shè)置在相鄰兩基體402之間或所述基體402設(shè)置在相鄰兩碳納米管
8結(jié)構(gòu)504之間。所述碳納米管結(jié)構(gòu)404可包括上述各實(shí)施例的碳納米管結(jié)構(gòu)及其結(jié)合。具 體地，所述碳納米管結(jié)構(gòu)404可包括實(shí)施例一中的至少一碳納米管膜、實(shí)施例二中的一碳 納米管線狀結(jié)構(gòu)、實(shí)施例三中的多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)及其結(jié)合。當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)404 包括至少一碳納米管膜和至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)的結(jié)合時(shí)，所述至少一碳納米管線狀結(jié) 構(gòu)可通過(guò)粘結(jié)劑或熱壓的方式設(shè)置在所述至少一碳納米管膜表面。本發(fā)明第四實(shí)施例提供 的音圈骨架40的形成方法與本發(fā)明第一實(shí)施例中音圈骨架10的形成方法相似。本實(shí)施例 中，所述音圈骨架40包括一層碳納米管結(jié)構(gòu)404設(shè)置在相鄰兩層基體402之間。請(qǐng)參見(jiàn)圖6，本發(fā)明第五實(shí)施例提供一音圈骨架50，其包括一碳納米管結(jié)構(gòu)504。本發(fā)明第五實(shí)施例中的音圈骨架50與第一實(shí)施例中的音圈骨架10的結(jié)構(gòu)基本相 同，區(qū)別在于，本發(fā)明第五實(shí)施例中的音圈骨架50可僅包括碳納米管結(jié)構(gòu)。所述碳納米管 結(jié)構(gòu)504具有自支撐結(jié)構(gòu)。所謂自支撐結(jié)構(gòu)即所述碳納米管結(jié)構(gòu)中的多個(gè)碳納米管間通過(guò) 范德華力相互吸引，從而使碳納米管結(jié)構(gòu)具有特定的形狀。該具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管 結(jié)構(gòu)504可包括至少一碳納米管膜、至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)或其結(jié)合。本發(fā)明第五 實(shí)施例中提供的音圈骨架50的制備方法包括將上述具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)纏繞 在一圓柱體表面以及去除該圓柱體。優(yōu)選地，在將上述具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管結(jié)構(gòu)纏 繞在一圓柱體表面后，可進(jìn)一步包括對(duì)該碳納米管結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理的步驟。該熱處理步驟 可使所述碳納米管結(jié)構(gòu)更好地定型。由于碳納米管可耐約600°C的高溫，故該僅由碳納米管 結(jié)構(gòu)組成的音圈骨架可耐較高的溫度，進(jìn)而具有較好的耐溫性能。另外，當(dāng)所述碳納米管結(jié)構(gòu)504包括至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)504時(shí)，該至少一碳 納米管線狀結(jié)構(gòu)504也可與至少一線性基體混合編織形成所述音圈骨架50。當(dāng)所述音圈骨 架50包括多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)504和多個(gè)線性基體時(shí)，該多個(gè)碳納米管線狀結(jié)構(gòu)504與 多個(gè)線狀基體可平行設(shè)置、交叉設(shè)置或相互編織。請(qǐng)參見(jiàn)圖7及圖8，本發(fā)明進(jìn)一步提供一揚(yáng)聲器100。該揚(yáng)聲器100包括一支架 110、一磁路系統(tǒng)120、一音圈130、一音圈骨架140、一振動(dòng)膜150及一定心支片160。所述 支架110固定于所述磁路系統(tǒng)120。所述音圈130設(shè)置在靠近所述音圈骨架140 —端的外 表面，且收容于所述磁路系統(tǒng)120。所述振動(dòng)膜150或定心支片160的一端固定于所述支架 110，另一端固定在音圈骨架140上。所述支架110可為一錐體結(jié)構(gòu)，其具有一中心孔111用于套設(shè)所述磁路系統(tǒng)120， 使該支架110與磁路系統(tǒng)120相對(duì)固定。所述磁路系統(tǒng)120包括一導(dǎo)磁下板121、一導(dǎo)磁上板122、一磁體123及一導(dǎo)磁芯 柱124，所述磁體123相對(duì)的兩端分別由同心設(shè)置的導(dǎo)磁下板121及導(dǎo)磁上板122所夾持。 所述導(dǎo)磁上板122及磁體123均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)磁上板122及磁體123在所述磁路系統(tǒng) 120中圍成一柱形空間。所述導(dǎo)磁芯柱124容置于所述柱形空間，其自所述導(dǎo)磁下板121往 導(dǎo)磁上板122延伸而出且與所述磁體123形成一環(huán)形磁場(chǎng)間隙125用于容置所述音圈130。 所述磁路系統(tǒng)120靠近所述導(dǎo)磁上板122的一端套設(shè)并固定于所述中心孔111。所述音圈骨架140包括實(shí)施例一至五中的任一音圈骨架。所述設(shè)置在音圈骨架 140上的音圈130容置于所述磁場(chǎng)間隙125中，其為揚(yáng)聲器100的驅(qū)動(dòng)單元，該音圈130為 較細(xì)的導(dǎo)線在所述音圈骨架10上繞制而形成，優(yōu)選地，所述導(dǎo)線可為漆包線。當(dāng)所述音圈 130接收到音頻電信號(hào)時(shí)，該音圈130產(chǎn)生隨音頻電信號(hào)的強(qiáng)度變化而變化的磁場(chǎng)，此變化的磁場(chǎng)與磁場(chǎng)間隙125中的由磁路系統(tǒng)120產(chǎn)生的磁場(chǎng)之間發(fā)生相互作用，迫使該音圈130 產(chǎn)生振動(dòng)。所述音圈骨架140為中空管狀結(jié)構(gòu)，其與所述導(dǎo)磁芯柱124同心設(shè)置且間隔套設(shè) 在所述導(dǎo)磁芯柱124上。所述音圈骨架140可收容于所述磁場(chǎng)間隙125中。該音圈骨架 140的外表面與所述音圈130固接，且其遠(yuǎn)離所述磁路系統(tǒng)120的一端固結(jié)在所述振動(dòng)膜 150的中心位置，從而當(dāng)所述音圈骨架140隨音圈130振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述振動(dòng)膜150振動(dòng)，從 而使所述振動(dòng)膜150周?chē)目諝膺\(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生聲波。所述振動(dòng)膜150為所述揚(yáng)聲器100的發(fā)聲單元。該振動(dòng)膜150的形狀不限，與其 具體應(yīng)用有關(guān)，如當(dāng)所述振動(dòng)膜150應(yīng)用于大型揚(yáng)聲器100時(shí)，該振動(dòng)膜150可為一空心圓 錐體結(jié)構(gòu)；當(dāng)所述振動(dòng)膜150應(yīng)用于微型揚(yáng)聲器100時(shí)，該振動(dòng)膜150可為一圓片狀或方片 狀結(jié)構(gòu)。所述振動(dòng)膜150的頂端與所述音圈骨架140通過(guò)粘結(jié)的方式固結(jié)，其另一端的外 緣與所述支架110活動(dòng)連接。本實(shí)施例中，該振動(dòng)膜150為一空心圓錐體結(jié)構(gòu)。所述定心支片160為一波浪形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其由多個(gè)同心圓環(huán)組成。該定心支片160 的內(nèi)緣套設(shè)在所述音圈骨架140上，用于支持所述音圈骨架140，該定心支片160的外緣固 定在所述定心支架110靠近所述中心孔111的一端。該定心支片160具有大的徑向剛性和 小的軸向剛性，從而使所述音圈130在所述磁場(chǎng)空隙125中自由地上下移動(dòng)而不做橫向移 動(dòng)，避免該音圈130與磁路系統(tǒng)120碰觸?？梢岳斫猓瑧?yīng)用所述音圈骨架140的揚(yáng)聲器100并不限于上述結(jié)構(gòu)，所述音圈骨架 140也可應(yīng)用于采用平面振動(dòng)膜的微型揚(yáng)聲器中。本發(fā)明提供的音圈骨架140可用于任何 具有音圈骨架的揚(yáng)聲器中。由于碳納米管具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度及較小的密度，故由碳納米管組成的碳納米管 結(jié)構(gòu)的比強(qiáng)度較大，從而使得由碳納米管結(jié)構(gòu)與基體組成的音圈骨架具有較大的比強(qiáng)度或 在維持甚至提高音圈骨架的比強(qiáng)度的同時(shí)減小音圈骨架的厚度，進(jìn)而有利于提高應(yīng)用該音 圈骨架的揚(yáng)聲器的功率及音量。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
10
權(quán)利要求
一種音圈骨架，其特征在于所述音圈骨架包括至少一基體和至少一碳納米管結(jié)構(gòu)，所述碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基體的至少一表面。
2.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述基體為中空管狀結(jié)構(gòu)，所述至少一 碳納米管結(jié)構(gòu)鋪設(shè)或纏繞在所述基體表面。
3.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述音圈骨架包括多個(gè)基體與多個(gè)碳 納米管結(jié)構(gòu)交替層疊設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)和基體通過(guò)粘結(jié)劑 或粘結(jié)層緊密結(jié)合。
5.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)和基體通過(guò)熱壓緊密結(jié)合。
6.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括至少一碳納米 管膜、至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)或其組合。
7.如權(quán)利要求6所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管膜包括均勻分布的碳納米管。
8.如權(quán)利要求6所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括至少兩層層疊 設(shè)置的碳納米管膜。
9.如權(quán)利要求6所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管首 尾相連且基本沿同一方向擇優(yōu)取向排列，碳納米管之間通過(guò)范德華力相互連接。
10.如權(quán)利要求6所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)平行設(shè) 置、交叉設(shè)置或相互編織的碳納米管線狀結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求6所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè) 扭轉(zhuǎn)的碳納米管線、至少一個(gè)非扭轉(zhuǎn)的碳納米管線或其組合。
12.如權(quán)利要求11所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管線狀結(jié)構(gòu)為多個(gè)碳納 米管線平行設(shè)置組成的一束狀結(jié)構(gòu)或多個(gè)碳納米管線相互扭轉(zhuǎn)組成的一絞線結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述基體的材料包括聚合物、紙、金屬 及布中的一種或多種。
14.如權(quán)利要求1所述的音圈骨架，其特征在于，所述音圈骨架中碳納米管結(jié)構(gòu)的質(zhì)量 百分含量大于0. 1%。
15.一種音圈骨架，其特征在于所述音圈骨架為至少一碳納米管線狀結(jié)構(gòu)與至少一 線狀基體編織成的中空管狀結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的音圈骨架，其特征在于，所述音圈骨架包括多個(gè)碳納米管線 狀結(jié)構(gòu)與多個(gè)線狀基體交叉設(shè)置。
17.—種音圈骨架，其特征在于所述音圈骨架為至少一碳納米管結(jié)構(gòu)圍成的中空管 狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管結(jié)構(gòu)為自支撐結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求17所述的音圈骨架，其特征在于，所述碳納米管結(jié)構(gòu)包括多個(gè)碳納米 管，該多個(gè)碳納米管間通過(guò)范德華力相互吸引，形成上述自支撐結(jié)構(gòu)。
19.一種揚(yáng)聲器，其包括 一音圈骨架；一音圈，該音圈纏繞在所述音圈骨架一端的外圍；一振動(dòng)膜，該振動(dòng)膜與所述音圈骨架相連接；以及一磁場(chǎng)系統(tǒng)，該磁場(chǎng)系統(tǒng)具有一磁場(chǎng)間隙，所述音圈設(shè)置在該磁場(chǎng)間隙中；其特征在于所述音圈骨架包括至少一碳納米管結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求19所述的音圈骨架，其特征在于，所述音圈骨架進(jìn)一步包括至少一基 體，所述碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基體的至少一表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音圈骨架及應(yīng)用該音圈骨架的揚(yáng)聲器。所述音圈骨架包括至少一基體和至少一碳納米管結(jié)構(gòu)，所述碳納米管結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述基體的至少一表面。
文檔編號(hào)H04R9/06GK101931841SQ200910108180
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者劉亮, 王佳平 申請(qǐng)人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司