CN101911725A - 扬声器用振动板、使用它的扬声器、使用该扬声器的电子设备以及扬声器搭载装置 - Google Patents

Abstract

一种扬声器用振动板，含有树脂(1A)和碳化竹材料(1B)，其物性值设定的自由度大，可以确保耐湿可靠性和强度，外观优良，生产性和尺寸稳定性也可以提高，因此能够实现高精度的特性塑造、音质塑造，进行崭新的设计。

Description

扬声器用振动板、使用它的扬声器、使用该扬声器的电子设备以及扬声器搭载装置

技术领域

本发明涉及一种用于各种音响设备或影像设备的扬声器用振动板、使用它的扬声器、立体声组合或电视机组合等电子设备以及汽车等扬声器搭载装置。

背景技术

以往的扬声器用振动板，已知有例如专利文献1和专利文献2中的结构。利用图6对以往的扬声器用振动板进行说明。图6是以往的由注塑成型形成的树脂制扬声器用振动板的剖面图。

如图6所示，以往的扬声器用振动板31使用聚丙烯等树脂，通过在形状预先设定的模具中对热熔后的树脂颗粒进行注塑成型而获得。

作为这些注塑成型的树脂材料的种类，一般来说经常使用聚丙烯等单一材料。此外，出于调整扬声器用振动板的物性值、即调整扬声器的特性或音质的目的，也存在使用不同种类的树脂的混合类型振动板。

此外，关于用这些树脂难于调整的物性值的调整，已实施的有通过混入云母等强化材料来调整物性值和调整扬声器的特性或音质。又，为了进一步增加物性调整的自由度，通过混入纸浆材料来实施音质调整。

而且，由于数字技术的显著进步，最近的音响设备、影像设备以及搭载有这些电子设备的汽车等扬声器搭载装置，与以往相比实现了飞跃性的性能提高。

关于其音质，实现了低失真化、宽频带化、高动态范围化，增加了真实度，关于图像，也由于高清化、等离子显示器等大型模块的出现和普及，实现了惊人的性能提高。

由此，由于上述电子设备的性能提高，市场强烈要求用于这些电子设备的扬声器的性能提高。

因此，关于被市场强烈要求性能提高的扬声器，在扬声器的构成部件中，较大程度上决定扬声器音质的扬声器用振动板的高性能化对策是必不可少的。但是，这种扬声器用振动板，以往采用抄纸的制法、树脂的注塑成型或冲压的制法，因此，主要还是纸振动板或树脂振动板。

因此，虽然这些扬声器用振动板，分别发挥各自的特点且按照用途适当使用，但分别存在缺点，没有符合上述市场要求的振动板。

即，纸振动板具有能够精确地设定扬声器用振动板的物性值、扬声器的特性和音质的调整自由度大的优点，但存在纸所特有的缺点即耐湿可靠性和强度较差的缺点。而且，关于其生产，存在不得不需要所谓抄纸的非常多的工序的缺点。

另一方面，树脂振动板能够确保耐湿可靠性和强度，也能够使外观优良，并能够提高生产性。但是，由于仅能确保作为树脂注定存在的树脂特有的统一的物性值，因此存在扬声器的特性、音质的调整范围非常窄的缺点。

又，混入有树脂和纸浆材料的扬声器用振动板，其音质调整的自由度变大，耐湿可靠性也能够确保。但是，为了进一步提高物性和音质，需要加大扬声器用振动板的强度。

专利文献1：日本实开平3-56287号说明书

专利文献2：日本特开2003-204588号公报

发明内容

本发明提供一种扬声器用振动板，其扬声器的特性、音质的调整自由度较大，能够确保耐湿可靠性和强度，此外生产性也可以提高。

本发明是具有树脂和碳化竹材料的结构。采用该结构，与其它无机填充物相比，不会较大地有损于树脂的内部损失，并且能够在树脂内高效地发挥碳化竹材料所具有的高刚性。而且，通过保持树脂的耐湿、耐水性，使得扬声器用振动板的物性设定的自由度变大，能够利用注塑成型获得生产性高的扬声器用振动板。因此，扬声器的特性、音质的调整自由度大，可以确保耐湿可靠性和强度，此外，生产性也提高。

附图说明

图1是本发明实施形态1的扬声器用振动板的剖面图。

图2是同一实施形态的扬声器用振动板的俯视图。

图3是本发明实施形态2的扬声器的剖面图。

图4是本发明实施形态3的电子设备的外观图。

图5是本发明实施形态4的扬声器搭载装置的剖面图。

图6是以往的扬声器用振动板的剖面图。

符号说明

1扬声器用振动板

1A树脂

1B碳化竹材料

1C竹纤维

2磁铁

3上部板

4轭部

5磁路

6磁隙

7框架

8音圈

9边缘

10扬声器

11外壳

12放大器

13播放器

14迷你立体声组合音响系统

15汽车

具体实施方式

下面，利用附图对本发明的实施形态进行说明

(实施形态1)

图1是本发明的实施形态1的扬声器用振动板的剖面图。图2是本实施形态的扬声器用振动板的俯视图。在图1和图2中，扬声器用振动板1通过对混入有树脂1A和在500℃以上的温度下碳化的竹材料1B的材料进行注塑成型而构成。

树脂1A最好使用结晶性或非晶性烯烃树脂。通过使用烯烃树脂，使成型性良好。而且，通过根据用途适当使用结晶性树脂和非晶性树脂，可以满足树脂材料的最佳物性值。

另外，在500℃以上的温度下碳化的竹材料1B，与在低于500℃的温度下碳化的情况相比，硬度增加、细孔发达、内部损失提高。由此，能够重现自然而明亮的音色，能够抑制树脂特有的低沉而统一的音色。而且，混入竹纤维1C，并且该竹纤维与至少部分地细化到微原纤维状态的材料复合化，从而可以调整和提高音质。如果用炭黑等染色，则会导致扬声器用振动板1的刚性降低。但是，如果使用碳化竹材料1B，则在染色的同时也可提高扬声器用振动板1的刚性。

下面，对树脂1A采用聚丙烯的例子进行说明。聚丙烯一般来说容易得到，且进行注塑成型也容易。但是，本发明的树脂不限于聚丙烯，也可以使用工程塑料或考虑环境而使用以聚乳酸为代表的生物降解性塑料。

碳化竹材料B的粒径为30μm以上且100μm以下较好，最好为40μm以上且70μm以下。

即，通过将碳化竹材料B的粒径做成100μm以下，能够抑制分散不良，因此，可以提高外观品位和物性。但是，如果超过100μm，则产生分散不良，实用上有损外观。另一方面，通过将碳化竹材料B的粒径做成30μm以上，易于得到增强效果，能够高效地利用碳化竹材料B。但是，如果小于30μm，则碳化竹材料B的实际利用效率变差。如此，如果竹材料B的粒径小于30μm或大于100μm，会产生生产性和产品品位降低的问题。

而且，当碳化竹材料B的粒径为30μm以上且小于40μm时，实用上虽然没有问题，但难于高效地利用碳化竹材料1B的效果。另一方面，当碳化竹材料B的粒径为100μm以下且大于70μm时，实用上虽然没有问题，但容易产生分散不良且产生有损外观的趋势。因此，同时充分满足生产性和产品品位的粒径为40μm以上且70μm以下。

当碳化竹材料1B的混入率不到5重量％时，竹材料1B的效果几乎不显现。另一方面，当碳化竹材料1B的混入率大于20重量％时，由于扬声器用振动板的脆化、流动性的降低，会引起生产性和成型性降低，形状设定的自由度变小。

而且，竹纤维1C最好为0.2mm以上且3mm以下。该竹纤维1C，作为填充材料而被添加，通过使用这种长度的竹纤维1C，当将树脂1A与碳化竹材料1B复合化时，强度提高的效果能够得到最高效的发挥，且产品性和品质得到提高。

另外，细化到微原纤维状态的竹纤维1C的平均纤维直径为10μm以下较佳。一般来说，纤维长度L与纤维直径D之比即纵横比(L/D)较大的为高弹性，细化到微原纤维状态的竹纤维1C的纵横比较大，因此能够实现高弹性模量。即，如果相对于纤维长度0.2～3mm，平均纤维直径为0～10μm的话，则总是能获得高弹性模量。

在此基础上，由于存在部分细化到微原纤维状态的竹纤维1C，从而微小的竹纤维之间形成相互缠绕结构。由此，能够提高碳化竹材料B的硬度。其结果，能够更有效地得到扬声器用振动板1的高弹性模量。

而且，当想要得到更自然而明亮的音色时，含有竹纤维1C的竹材料也可以一部分或全部使用竹粉。通过使用竹粉，能够易于向树脂中混入50重量％以上的竹纤维1C。即，通过使用竹粉，能够使用半数量以上的天然纤维，能够降低使用树脂时的环境负荷。

此外，当强化扬声器用振动板1时，或当赋予声音一些重音、使声压频率特性具有峰值而调整音质时，也可以混入强化材料。作为这种强化材料，可以使用云母、滑石、碳酸钙、粘土(日文：クレイ)中的至少一种。例如，当在强化材料中混入云母时，可以使弹性模量提高。另外，当混入滑石、碳酸钙、粘土时，可以提高内部损失。

而且，通过使用碳化竹材料1B，能够不使扬声器用振动板1的弹性模量降低地调整扬声器用振动板1的色彩。

而且，通过使用相溶剂，能够增大像聚丙烯这样的非极性树脂与竹纤维的相溶性，高效地发挥竹纤维的特点。尤其，对于相溶剂，最好使用水解性长链烷基硅烷。这是因为，水解性长链烷基硅烷的长链烷基在结构上与聚丙烯等烯烃树脂类似，因而相溶性较好。其结果，与竹纤维的相溶性也增加，特性提高。而且，相溶剂不限于此，也可以使用其它通过硅烷偶联剂、无水马来酸等改性的、给予极性的所谓改性聚丙烯。

另外，通过分别组合竹纤维、强化材料、相溶剂的材料，可以对扬声器用振动板1的物性值进行自由且高精度的调整，能够实现规定的特性和音质。关于该规定的特性和音质的实现，需要与特性塑造、音质塑造相关的高深技巧，但一般大多通过如下所示的方法实施。

即，关于扬声器的特性塑造、音质塑造，通过改变其构成部件的参数，可以进行某种程度上的改变，能够接近规定的特性和音质。例如，假设扬声器的构成部件中除了扬声器用振动板1以外的其它零件的参数被固定为一定。扬声器用振动板1的可变参数，除了其物性值以外，有面积、形状、重量、面厚等。

然而，扬声器用振动板1的面积、形状、重量、面厚在扬声器设计的初期阶段就基本确定了。即，扬声器的声压频率特性和音质大致由扬声器用振动板1的物性值以外的条件决定。此时，在其声压频率特性上大多产生不需要的高峰、低谷，往往在特定的频带区产生较大的失真。而且，音质形成为较大地依赖其声压频率特性的音色。这些现象由扬声器用振动板1的面积、形状、重量、面厚引起，尤其大多由扬声器用振动板1的振动模式引起。为了改善这种不需要的高峰、低谷、失真而获得良好的音质，在对振动板材料进行选定时，可以按照以下的顺序进行。

首先，将被认为可以满足该扬声器所要求的声压频率特性、音质、可靠性等级的材料选定为树脂1A、碳化竹材料1B、至少部分被细化到微原纤维状态的竹纤维1C以及其它混入材料。此时，关于成为基础的树脂1A，尤其关注其耐热等级等可靠性而进行选定，而且，各种树脂1A选定固有音色与规定音色相近的材料。

接下来，对于想要删除的声压频率特性上不需要的高峰、低谷，选定各材料。当解决低谷问题时，选定在频率上存在共振的树脂材料，相反，当解决高峰问题时，选定在频率上存在内部损失的材料。关于此材料选定，考虑树脂1A、碳化竹材料1B、竹纤维1C、其它混入材料的特有的密度、弹性模量、内部损失、音色、成形扬声器用振动板1的形状时的共振频率等来进行选定。

接下来，对选定的材料进行混炼，为了进行注塑成型，制作高度充填有碳化竹材料1B和竹纤维1C的母料颗粒(日文：マスタ一バツチペレツト)。然后，使用该母料颗粒，利用注塑成型获得扬声器用振动板1。

接下来，对如此获得的扬声器用振动板1的物性值等进行测量和评价。使用扬声器用振动板1试做扬声器，实际测量特性、音质，而且进行试听并最终评价。经评价没有获得规定的特性和音质时，反复进行几次这样的试做过程。并且，在这个过程中，对材料选定和它们的混合率加以改善，逐渐接近目标特性和音质。

通过反复进行上述过程，就可以做成能够满足规定特性和音质的扬声器用振动板1。或者，可以做成与规定特性和音质非常接近的扬声器用振动板1。

虽然聚丙烯一般来说容易得到，且进行注塑成型也容易，但本发明不限于这种树脂材料，可以根据所需的特性值自由地适当使用。例如，当需要高耐热性、高耐溶剂性时，也可使用与该用途吻合的工程塑料。

而且，考虑到环境，也可以使用生物降解性塑料、尤其是聚乳酸。与聚丙烯相比，聚乳酸与竹纤维的相溶性较好，而且通过在相溶剂中使用丹宁等，可以进一步提高相溶性。

像上述说明的那样，在本实施形态中，混入树脂和碳化竹材料而构成扬声器用振动板。采用该结构，使竹材料碳化，从而可发挥高弹性模量，进一步实现硬质化。因此，能够使扬声器用振动板1高刚性化，提高音质。

此外，在保持同样作为树脂振动板的特点的高内部损失、耐湿、耐水可靠性的同时，扬声器用振动板1的物性设定的自由度变大。

而且，通过由注塑成型获得上述扬声器用振动板1，可以得到生产性、尺寸稳定性都提高的扬声器用振动板1。

而且，通过从各式各样的材料中选定这些树脂、以及作为混入材料的强化材料，并设定适当的混合率，从而可以实现以往实现不了的高精度特性和音质调整。

此外，对于色彩等产品的品位，也可实现碳化竹材料所具有的高品位的黑色系设计。因此，能够获得外观优良的扬声器用振动板1。此外，添加碳黑类的颜料会使扬声器用振动板1的刚性降低，但如果使用碳化竹材料，则在着色的同时还可以提高扬声器用振动板1的刚性。而且，关于该组合的变化也存在可无限设定的可能，在特性塑造、音质塑造以及设计上，能够满足所需的要求。

(实施形态2)

图3是本发明实施形态2的扬声器的剖面图。如图3所示，本实施形态的扬声器，通过用上部板3和轭部4夹住被磁化的磁铁2从而构成内磁型磁路5。将框架7与磁路5的轭部4结合。借助边缘9，将实施形态1中所说明的扬声器用振动板1的外周粘结在该框架7的周缘部。将音圈8的一端与扬声器用振动板1的中心部结合，将相反的一端嵌入磁路5的磁隙6中而结合。

在本实施形态中，通过向音圈8输入声音信号的电流，从而在音圈8上作用力矩，使扬声器用振动板1振动而产生声音。

在本实施形态中，对具有内磁型的磁路5的扬声器进行了说明，但本发明不限于此，也可应用于具有外磁型的磁路的扬声器。

采用该结构，像实施形态1中所说明的那样，特性、音质的调整的自由度大，也能够确保耐湿可靠性和强度，能够实现外观优良、生产性高的扬声器。

(实施形态3)

图4是作为本发明的实施形态3的电子设备的音响用迷你立体声组合音响系统(日文：ミニコンポシステム)的外观图。扬声器10被装入外壳(日文：エンクロジヤ一)11中而构成扬声器系统21。放大器12具有输入到扬声器系统21中的电信号的放大电路。播放器等操作部13将信号源输出，该信号源被输入到放大器12中。如此，作为电子设备的音响用迷你立体声组合音响系统14具有放大器12、操作部13、扬声器系统21。放大器12、操作部13、外壳11为迷你立体声组合音响系统14的主体部。即，扬声器10安装在迷你立体声组合音响系统14的主体部上。在扬声器10中，安装有实施形态1中所说明的扬声器用振动板。因此，可以采用实施形态2中所说明的扬声器作为扬声器10。从主体部的放大器12向扬声器10的音圈供电，从而从扬声器用振动板发出声音。

在由以上结构构成的迷你立体声组合音响系统14中，像实施形态1所说明的那样，可以实现以往未实现的高精度的特性塑造、音质塑造，可以进行崭新的设计。

另外，作为扬声器10在电子设备上的应用，对音响用迷你立体声组合音响系统14进行了说明，但本发明不限于此。也可以应用于可搬运的便携音响设备等。此外，也可广泛应用、扩展到液晶电视和等离子电视等影像设备、手机等信息通信设备、计算机相关设备等电子设备。

(实施形态4)

图5是本发明实施形态4的扬声器搭载装置即汽车15的剖面图。如图5所示，本实施形态的汽车15具有汽车主体16。将扬声器10组装在汽车主体16的后托架或前板上，作为车辆导航仪或车辆音响的一部分使用。在扬声器10中，安装有实施形态1中所说明的扬声器用振动板。因此，可以采用实施形态2中所说明的扬声器作为扬声器10。采用本实施形态，在车辆内部，可以从扬声器10获得车辆导航仪的声音引导或车辆音响的音乐等。

因此，采用本实施形态，像实施形态1所说明的那样，可以实现发挥扬声器10的特点的高精度特性塑造、音质塑造，可以获得黑色系的崭新的设计。因此，可以提高搭载有该扬声器10的汽车等的扬声器搭载装置的音响设计自由度。

产业上的实用性

本发明可以应用于需要高精度的特性塑造、音质塑造、崭新的设计的扬声器用振动板、扬声器、影像音响设备和信息通信设备等电子设备、以及汽车等扬声器搭载装置。

Claims (18)

1.一种扬声器用振动板，其特征在于，含有树脂和碳化竹材料。

2.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，还含有竹纤维。

3.如权利要求2所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述竹纤维还含有做成微原纤维状态的所述竹纤维。

4.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，其由注塑成型形成。

5.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述树脂为结晶性或非晶性烯烃树脂。

6.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述树脂为聚丙烯。

7.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述碳化竹材料的粒径在30μm以上、100μm以下的范围内。

8.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述碳化竹材料，在500℃或高于500℃的温度下碳化。

9.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述碳化竹材料的混入率在5重量％以上、20重量％以下的范围内。

10.如权利要求2所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述竹纤维的纤维长在0.2mm以上、3mm以下的范围内。

11.如权利要求3所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述做成微原纤维状态的竹纤维的平均纤维直径为10μm或小于10μm。

12.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述竹材料为竹粉。

13.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，还含有强化材料。

14.如权利要求13所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述强化材料由云母、滑石、碳酸钙、粘土中的至少一种构成。

15.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，还含有相溶剂。

16.一种扬声器，其特征在于，包括：

与具有磁隙的磁路结合的框架；

与所述框架的外周部结合的权利要求1～15中任一项所述的扬声器用振动板；以及

与所述扬声器用振动板结合、并且一部分配置在所述磁路的所述磁隙中的音圈。

17.一种电子设备，其特征在于，具有扬声器以及将向所述扬声器输入的输入信号放大的放大电路，所述扬声器包括：

与具有磁隙的磁路结合的框架；

与所述框架的外周部结合的权利要求1～15中任一项所述的扬声器用振动板；以及

与所述扬声器用振动板结合、并且一部分配置在所述磁路的所述磁隙中的音圈。

18.一种扬声器搭载装置，其特征在于，在移动体中具有扬声器，该扬声器包括：

与具有磁隙的磁路结合的框架；

与所述框架的外周部结合的权利要求1～15中任一项所述的扬声器用振动板；以及

与所述扬声器用振动板结合、并且一部分配置在所述磁路的所述磁隙中的音圈。

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