專利名稱：鎂合金整體鑄造音箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種音箱，特別是一種鎂合金整體鑄造音箱， 屬于音響設(shè)備的組件。
技術(shù)背景長期以來，音箱體所用材料一直是以木材及其制品為主，木材 可以直接制成板材或制成木屑粘合成板材，即中纖板(MDF)。木材制品具有 強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、諧振性較好等優(yōu)點(diǎn)，因此，優(yōu)質(zhì)木材制造的高級音箱音質(zhì)優(yōu) 異、價(jià)格昂貴。隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，塑料、金屬等材料也逐漸用于音箱體的 制造。
高級音箱對聲學(xué)特性具有很高的要求，因此人們利用各種手段提高音質(zhì)。 例如，盡量降低諧振和駐波，對聲波相位進(jìn)行控制，利用曲面對聲波進(jìn)行漫反 射等。因此，對音箱材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很高的要求。
雖然木材是音箱體較為理想的天然材料，但木材制品也有很多難以克服的 缺點(diǎn)。例如，木材必須制成;^反材后粘結(jié)成一體，但是粘接結(jié)合部位的牢固程度 難以長期保證；木材制品難以進(jìn)行彎曲，而為了降低平面反射， 一些高級音箱 將木材制品加熱彎曲，但這造成了很大的應(yīng)力，容易引起音箱開裂。即使是平 板，也會(huì)因?yàn)榭諝鉁囟群蜐穸鹊淖兓l(fā)生翹曲開裂，因此有些高級音箱為了維 持結(jié)構(gòu)不變形，在音箱內(nèi)部加入支撐框架，框架對聲波的傳導(dǎo)具有阻礙作用， 且制造工藝很復(fù)雜。另外，空氣溫度和濕度的變化對音箱的音質(zhì)和保存也有很 大的影響，如產(chǎn)生發(fā)霉等問題。中纖板的制造工藝，使得音箱在長期的使用中 不斷釋放曱醛等有害物質(zhì)，對人體產(chǎn)生危害。
塑料雖然具有很好的成型性，但是其剛性太低而使音質(zhì)發(fā)死。而鋁合金音 箱則因剛性太好而容易造成諧振，使聲場能量損失。鋁合金的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于木 材，為了降低諧振，音箱壁必須具有一定的厚度，因此使得音箱的總體重量過 大，而且現(xiàn)有的金屬音箱箱體結(jié)構(gòu)部分均由兩個(gè)以上部件的組合體， 一般用螺 栓連接。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而為高保真聲 音系統(tǒng)等領(lǐng)域提供一種結(jié)構(gòu)合理，隔聲性能好，諧振低，音箱效率高，.且制造 方法簡單的具有高音質(zhì)效果的鎂合金整體鑄造音箱。
該整體鑄造音箱抗聲壓沖擊能力強(qiáng)，密度比木質(zhì)音箱體的密度高，隔聲性 能好，造成的短路小，提高了音箱的效率。由于音箱箱體結(jié)構(gòu)為整體鑄造，沒 有接縫，因而不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)連接處的諧振。音箱箱體可以被鑄造成各種復(fù)雜結(jié) 構(gòu)和曲面，從而可以獲得所要求的聲波反射方式和高音質(zhì)效果。而鎂合金相對 其它金屬很低的密度和彈性模量使鎂合金具有良好的阻尼減振效果。這都使得 鎂合金成為理想的音箱箱體材料。純鎂的密度為1.78g/cm3,是實(shí)用化金屬材 料中最輕的，因此用鎂及鎂合金制作音箱體可以根據(jù)提高音質(zhì)要求增大壁厚而 進(jìn)一步降低諧振的發(fā)生。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過聲學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出合理的音箱箱體結(jié)構(gòu)。 在空氣中或保護(hù)氣氛下，將純鎂或不同成分和彈性模量及阻尼系數(shù)的鎂合金在 熔煉爐中熔化，通過砂型鑄造、金屬模鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、半固態(tài)成 形等鑄造工藝，鑄造成一定形狀的、壁厚一定或可變化的整體音箱箱體。鑄造 型芯可采用木芯、金屬芯、蠟芯等。
所采用的材料純鎂一般為工業(yè)純鎂；鎂合金為Mg-X(X=Ni， Zr, Al, Cu, Li, Mn， Si， Ca， Ti, V, Be， Fe， Zn, Cr, Nb, Hf， Ce, B, C， N， Sc， Ga, Ge, Sr， Mo， Ag， Au， In， Sn， Bi，稀土等)系列合金，純鎂及其合金具 有低的密度和良好的阻尼性能。
關(guān)于音箱箱體設(shè)計(jì)，音箱箱體可設(shè)計(jì)成為多面體形，球形，橢球形。多面 體形音箱箱體的各個(gè)面可以是平面，或者弧面。以六面體音箱箱體為例，音箱 箱體底面一般為平面，各個(gè)外側(cè)壁均可設(shè)計(jì)成平面、或者弧面或者多面體面。 音箱內(nèi)壁也可設(shè)計(jì)成平面、或者弧面，或者多面體面。也可以將一側(cè)或多側(cè)外 壁設(shè)計(jì)為平面，而內(nèi)壁設(shè)計(jì)成弧面或多面體面。音箱箱體各個(gè)側(cè)壁的厚度可以 為相同或不同。因此，即使音箱外形為平行六面體、或者梯形六面體、或者多 面體，音箱內(nèi)部仍可按照不同的漫反射方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。音箱外壁和內(nèi)壁的弧面
可以為圓面或橢圓面，曲率半徑從20mm到無窮大(平面)。鎂合金整體鑄造 音箱還可以根據(jù)放置環(huán)境需要，可將音箱設(shè)計(jì)成異形音箱。音箱箱體的壁厚可 以從2mm到200mm。
音箱箱體內(nèi)部可以為全空心，也可以設(shè)計(jì)出從前面板或后面板深入音箱內(nèi) 部的一個(gè)或多個(gè)聲波倒相孔或倒相管，倒相管長度從內(nèi)壁起為前后內(nèi)壁間距的 0~3/4,可以根據(jù)音質(zhì)要求，按照音頻相位需要在前面板或后面板上設(shè)計(jì)出與 箱體金屬為同 一整體的一個(gè)或多個(gè)半隔板，隔板長度從內(nèi)壁起為前后內(nèi)壁間距 的0~4/5。音箱箱體上開揚(yáng)聲器安裝孔、接線柱孔、空氣相位孔或倒相管等。 砂型鑄造工藝方案可采用活塊造型、機(jī)器造型、挖妙、造型、蓋板形心造型等。 選擇合適的鑄件澆注位置。音箱前面板(即正面壁，揚(yáng)聲器安放面板)一般采 用澆注位置向下，音箱后面板(接線柱安放面板)的澆注位置向上。分型面一 般在音箱后面板下部附近位置。
箱體根據(jù)需要安裝一個(gè)或者多個(gè)優(yōu)質(zhì)高、中、低頻揚(yáng)聲器及音頻電子分頻 器。內(nèi)部鋪吸聲材料，如瀝青、海棉、泡沫、紙等，即可制成具有高音質(zhì)的鎂 合金整體鑄造音箱。
除了音箱箱體外，對于書架式音箱，配套的音箱架也可以利用鎂合金進(jìn)行 整體鑄造。
本實(shí)用新型的有益效果利用鎂合金進(jìn)行音箱箱體的整體鑄造，可以方便 地獲得幾乎任意形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的無接縫的音箱箱體，因此可以對箱體 內(nèi)聲波的漫反射方式進(jìn)行控制，抑制諧振和駐波的發(fā)生，從而獲得理想聲學(xué)特 性的音箱。例如將音箱側(cè)壁制成一定弧度的漫反射弧面。利用該音箱箱體基本 接近理論上的理想性箱體-純剛性體，音箱內(nèi)表面的細(xì)小鑄造缺陷有利于聲波 的漫反射。因此，該音箱具有有效抑制音頻旁側(cè)泄漏、諧振小、隔音好等優(yōu)點(diǎn)， 音質(zhì)比木質(zhì)音箱更為純凈、自然、保真度好，基本消除了木質(zhì)音箱特有的駐波、 假低音、泄漏(低頻衰減過大)等缺點(diǎn)。純鎂音箱的面板具有金屬的美觀質(zhì)感， 鎂及鎂合金音箱整體鑄造音箱的制作工藝簡單，成本P爭低。鎂合金整體鑄造音 箱體的工藝技術(shù)特點(diǎn)在于除揚(yáng)聲器、分頻器、接線柱等電器元件，以及防塵
罩、腳針等外，音箱體的結(jié)構(gòu)部分為用純鎂或鎂合金進(jìn)行整體鑄造。


圖l是本實(shí)用新型側(cè)壁弧面雙分頻書架音箱示意圖。 圖2是本實(shí)用新型側(cè)壁弧面三分頻異形音箱示意圖。 圖3是本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所用鎂及鎂合金材料的具體范圍:
純Mg:純度范圍99.99%~99.9% (重量百分比)。
4美合金Mg-X系列合金，X = Ni， Zr， Al， Cu, Li， Mn， Si, Ca, Ti,
V， Be， Fe， Zn， Cr， Nb， Hf, Ce， Co， La， B， C， N， Sc， Ga, Ge， Sr，
Mo， Ag， Au, In， Sn, Bi,稀土元素，以及其中的任意一種或多種元素與Mg
組合，組成二元、三元或多元鎂合金，每種合金元素的含量均可在0.001-99%
(重量百分比)的范圍內(nèi)變動(dòng)。 音箱箱體用鎂合金成份舉例
Mg-(0.1~2.0%)Zr;
Mg-(0.1~50.0%)Ni;
Mg國(O. l~10.0%)Al-(0.1~10.0%)Zn;
Mg-(0.1~20.0%)Ni-(0.1~5.0%)Zr;
Mg-(O. l~20.0%)Cu-(0.1 5.0%)Mn;
Mg國(O. l~20.0%)Ni-(0. l 5.0%)Nb;
上述的Mg成份為余量。
實(shí)施例一
參照附圖1,本例設(shè)計(jì)了一種前面板壁、兩側(cè)壁、頂壁均為弧面，下壁和 后壁為平面的鎂合金整體鑄造書架式音箱體。該箱體為側(cè)壁弧面雙分頻書架音 箱，各個(gè)壁厚的范圍從5mm到50mm不等，前面板壁的厚度最大，前壁的寬 度和高度大于后壁的寬度和高度，音箱為2分頻，上部為高頻揚(yáng)聲器開孔，高 頻揚(yáng)聲器可采用約為l英寸的優(yōu)質(zhì)絲膜、鈦金屬膜，或者鋁合金薄帶式高音等
高頻揚(yáng)聲器；中部為中低頻揚(yáng)聲器開孔，可采用5英寸到10英寸的優(yōu)質(zhì)中低 頻揚(yáng)聲器；下部為聲波倒相管，倒相管長度約為音箱內(nèi)部深度的1/2到2/3。 前面板開有4個(gè)面罩固定用小孔。音箱底部有4個(gè)帶螺紋的腳針固定孔。 實(shí)施例二
參照圖2，本例設(shè)計(jì)了一種前面板壁、兩側(cè)壁、頂壁和后壁均為弧面，下 壁為平面的鎂合金整體鑄造音箱體。音箱體從上到下根據(jù)揚(yáng)聲器大小采用圓弧 過渡設(shè)計(jì)。音箱為三分頻，上部為高頻揚(yáng)聲器，中部為中頻揚(yáng)聲器，下部為低 頻揚(yáng)聲器。高頻揚(yáng)聲器可采用約為l英寸的優(yōu)質(zhì)絲膜、鈦合金膜，或者鋁合金 薄帶式高音等高頻揚(yáng)聲器；中頻揚(yáng)聲器可釆用5英寸到IO英寸的揚(yáng)聲器；低 頻揚(yáng)聲器可采用8英寸到18英寸的揚(yáng)聲器，下部兩側(cè)為2個(gè)聲波倒相孔。各 部位壁厚的范圍從5mm到100mm不等。音箱底面上可鑄出4個(gè)倒梯形臺(tái)階作 為音箱腳，用于與地面接觸。如圖2所示，圖中2-1為中頻揚(yáng)聲器孔，2-2為 低頻揚(yáng)聲器孔。
具體結(jié)構(gòu)如圖1、 2和3所示，鎂合金整體鑄造音箱，包括音箱體l，音箱 體1內(nèi)安裝高頻揚(yáng)聲器10、中/低頻揚(yáng)聲器11及電子分頻器7，并通過導(dǎo)線連 接接線柱8，其內(nèi)壁還設(shè)有吸音層9，所述的音箱體1為鎂合金整體鑄造結(jié)構(gòu)， 音箱體l的上部設(shè)有高頻揚(yáng)聲器孔3;中部設(shè)有中/低頻揚(yáng)聲器孔2;下部設(shè)有 聲波倒相孔5，或者是深入箱體內(nèi)部的倒相管。該音箱體1還制有接線端子孔 4和音箱腳6。
音箱前面板采用澆注位置向下。
上述實(shí)施例一和實(shí)施例二制備的音箱箱體還需進(jìn)行防腐處理及涂漆。
權(quán)利要求1.一種鎂合金整體鑄造音箱，包括音箱體(1)，音箱體(1)內(nèi)安裝高頻揚(yáng)聲器(10)、中/低頻揚(yáng)聲器(11)及電子分頻器(7)，并通過導(dǎo)線連接接線柱(8)，其內(nèi)壁還設(shè)有吸音層(9)，其特征在于所述的音箱體(1)為鎂合金整體鑄造結(jié)構(gòu)，音箱體(1)的上部設(shè)有高頻揚(yáng)聲器孔(3)；中部設(shè)有中/低頻揚(yáng)聲器孔(2)；下部設(shè)有聲波倒相孔(5)，或者是深入箱體內(nèi)部的倒相管。
2、 如權(quán)利要求1所述的鎂合金整體鑄造音箱，其特征在于所述音箱體 (1)的前面板壁、兩側(cè)壁、頂壁、下壁和后壁可設(shè)計(jì)成平面或弧面，上述各壁板可等厚也可不等厚，壁板厚度從2mm到200mm。
3、 如權(quán)利要求2所述的鎂合金整體鑄造音箱，其特征在于所述音箱各 外壁和內(nèi)壁的弧面可以為圓面或橢圓面，曲率半徑從20mm到無窮大，可將音 箱設(shè)計(jì)成異形音箱。
4、 如權(quán)利要求1所述的鎂合金整體鑄造音箱，其特征在于所述音箱箱 體(1)可設(shè)計(jì)成為多面體形，球形或橢球形，多面體形音箱箱體的各個(gè)面可 以是平面，或者弧面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鎂合金整體鑄造音箱，包括音箱體(1)，音箱體(1)內(nèi)安裝高頻揚(yáng)聲器(10)、中/低頻揚(yáng)聲器(11)及電子分頻器(7)，并通過導(dǎo)線連接接線柱(8)，其內(nèi)壁還設(shè)有吸音層(9)。上述音箱體(1)為鎂合金整體鑄造結(jié)構(gòu)，音箱體(1)的上部設(shè)有高頻揚(yáng)聲器孔(3)；中部設(shè)有中/低頻揚(yáng)聲器孔(2)；下部設(shè)有聲波倒相孔(5)。所述箱體的前面板壁、兩側(cè)壁、頂壁、下壁和后壁可設(shè)計(jì)成平面或弧面，上述各壁板可等厚也可不等厚。其制造是在空氣中或保護(hù)氣氛下，將鎂合金熔化，通過鑄造成形工藝完成。鑄造型芯可采用木芯等。該產(chǎn)品中所采用的鎂合金成份，可組合成二元、三元或多元鎂合金。其特點(diǎn)是可以方便地獲得幾乎任意形狀，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的無接縫的音箱箱體。具有結(jié)構(gòu)合理、工藝簡單、制造成本低，音色好的特點(diǎn)。
文檔編號H04R1/00GK201197191SQ20082001245
公開日2009年2月18日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者騰 劉, 劉春忠, 國旭明, 妲 姜, 武保林, 沙桂英, 王洪順, 王繼杰, 趙玉華 申請人:沈陽航空工業(yè)學(xué)院