CN102326415B - 扬声器的振动板和扬声器 - Google Patents

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Abstract

扬声器的振动板(1)包含在碳纤维增强液晶聚合物中加入了环状烯烃系树脂的材料。由此能够得到音速大的扬声器的振动板(1)、扬声器(5)和扬声器的振动板(1)的制造方法。

Description

扬声器的振动板和扬声器
技术领域
本发明涉及扬声器的振动板、扬声器和扬声器的振动板的制造方法。 
背景技术
目前为止，对于扬声器的振动板，一般是使用了纸作为材料的振动板。这是因为，纸的表观密度小，而且具有适度的刚性和内部损失，因此振动板的音速(音速＝(E/ρ)1/2、E：弹性模量、ρ：密度)比较大。如果音速大，振动板的振动对于电信号的追随性改善。由此，使音的变形减轻。但是，将纸应用于扬声器的振动板的情况下，抄纸等的加工工序复杂，而且品质的稳定性差，在耐湿性、耐水性上存在课题。 
此外，要求比纸大的刚性，钛、铝等金属材料也被用作振动板的材料，但存在内部损失小的缺点。因此，对于频率特性，具有在高音域产生尖峰，变形增大的问题。因此，用途受到了限制。 
为了谋求加工性、耐湿性和耐水性的改善，逐渐将聚丙烯树脂等塑料材料用于振动板的材料，但存在音速不足的问题。因此，在谋求刚性大的工程塑料的应用。 
例如，特开平6-225383号公报(专利文献1)中，将在环状烯烃系树脂中共混4-甲基戊烯树脂，进而添加了云母、石墨的材料应用于振动板。此外，例如，特开平2-276399号公报(专利文献2)中，用在液晶聚合物中共混聚(4-甲基戊烯-1)树脂、配合了碳纤维的材料成型振动板。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：特开平6-225383号公报 
专利文献2：特开平2-276399号公报 
发明内容
发明要解决的课题 
但是，对于以环状烯烃系树脂为主成分的材料，扬声器的振动板的音速不足。在液晶聚合物中共混4-甲基戊烯树脂、配合了碳纤维的材料的音速变得相当大，但为了进一步改善频率特性，音速的进一步改善是必要的。音速希望为4000(m/s)以上。 
本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供音速大的扬声器的振动板、扬声器和扬声器的振动板的制造方法。 
用于解决课题的手段 
本发明的扬声器的振动板，包含在碳纤维增强液晶聚合物中加入了环状烯烃系树脂的材料。 
发明的效果 
根据本发明的扬声器的振动板，由于包含在碳纤维增强液晶聚合物中加入了环状烯烃系树脂的材料，因此刚性变大，从而能够使扬声器的振动板的音速变大。 
附图说明
图1为本发明的一实施方式中的扬声器的振动板的简要斜视图。 
图2为本发明的一实施方式中的扬声器的简要斜视图。 
图3为本发明的一实施方式中的扬声器的振动板成型品的简要斜视图。 
图4为表示将本发明的一实施方式中的扬声器的振动板成型品注射成型的样子的简要截面图。 
图5为表示将本发明的一实施方式中的扬声器的振动板成型品注射成型的状态的简要截面图。 
图6为表示作为本发明的一实施方式中的扬声器的振动板的材料的碳纤维增强液晶聚合物与环状烯烃系树脂的配合率和粘度的关系的图。 
图7为表示在本发明的一实施方式中的振动板中配合了碳纳米管的扬声器与没有配合碳纳米管的扬声器的频率与声压的关系的图。 
具体实施方式
以下对本发明的一实施方式，基于附图进行说明。 
首先，对本发明的一实施方式的扬声器的振动板的构成进行说明。 
参照图1，本发明的一实施方式的扬声器的振动板1主要具有侧面部2、前面部3和底面部4。 
其次，对本发明的一实施方式的扬声器的振动板的材料进行说明。 
扬声器的振动板1包含在碳纤维增强液晶聚合物中加入了环状烯烃系树脂的材料。上述的材料中，作为碳纤维增强液晶聚合物与环状烯烃系树脂的配合比例的一例，可使用碳纤维增强液晶聚合物90质量％、环状烯烃系树脂10质量％的配合比例的材料。此外，作为其他例，可使用碳纤维增强液晶聚合物60质量％、环状烯烃系树脂40质量％的配合比例的材料。此外，作为又一例，可使用碳纤维增强液晶聚合物57质量％、环状烯烃系树脂38质量％、碳纳米管5质量％的配合割合的材料。 
由上述可知，作为扬声器的振动板1的材料，优选含有例如90质量％～57质量％的碳纤维增强液晶聚合物。此外，优选含有例如10质量％～38质量％的环状烯烃系树脂。作为其他的要素，可含有例如5质量％以下的碳纳米管。 
碳纤维增强液晶聚合物包括例如下述的化学式(1)所示的材质。此外，碳纤维增强液晶聚合物可包括下述的化学式(2)或(3)所示的材质。 
[化1] 
Figure BDA0000085275090000031
[化2] 
Figure DEST_PATH_GDA00001643095100011
[化3] 
环状烯烃系树脂包括例如下述的化学式（4）所示的材质。此外，环状烯烃系树脂可包括下述的化学式（5）或（6）所示的材质。 
[化4] 
Figure DEST_PATH_GDA00001643095100013
[化5] 
Figure DEST_PATH_GDA00001643095100014
[化6] 
其次，对具有本发明的一实施方式的扬声器的振动板的扬声器的构成进行说明。 
参照图2，扬声器5主要具有扬声器的振动板1、具备盖6和音圈、框架等的扬声器单元、和扬声器箱体（支持构件）7。将扬声器单元安装于扬声器箱体7，以将扬声器的振动板1的前面部3配置在扬声器箱体7的前面，将侧面部2和底面部4配置在扬声器箱体7的内侧。在扬声器的振动板1的前面部3的中心部，为了防尘等，安装有盖6。 
其次，对本发明的一实施方式的扬声器的振动板的制造方法进行说明。 
制作在碳纤维增强液晶聚合物90质量％中加入了环状烯烃系树脂10质量％的材料。此外，制作在碳纤维增强液晶聚合物60质量％中加入了环状烯烃系树脂40质量％的材料。此外，制作在碳纤维增强液晶聚合物57质量％中加入了环状烯烃系树脂38质量％和碳纳米管5质量％的材料。将上述各材料混炼，制作各粒料。 
参照图4，将上述的各粒料熔融而形成熔融树脂16。将该熔融树脂16填充到注射成型机料筒8。熔融树脂16被设置于注射成型机料筒8的螺杆18输送到开口部9。从开口部9将熔融树脂16注射到固定侧模具10。 
用于将扬声器的振动板1注射成型的模具具有固定侧模具10和移动侧模具12。在固定侧模具10中，将中央部11形成为凹形状。此外，在固定侧模具10中，将型腔注入部15形成为圆柱状。型腔注入部15与注射成型机料筒8的开口部9连通。此外，型腔注入部15具有朝向中央部11直径变大的锥形状。在移动侧模具12中，将中央部13形成为凸形状。固定侧模具10的中央部11的凹形状与移动侧模具12的中央部13的凸形状的间隙部形成了型腔成型部14。该固定侧模具10与移动侧模具12嵌合时的模具的内部空间的形状成为图3中所示的扬声器的振动板成型品的形状。 
从开口部9对固定侧模具10注射的熔融树脂16，通过型腔注入部15而输送到型腔成型部14。参照图5，将熔融树脂16填充到型腔成型部14后，进行保压、冷却、开模的处理，成型扬声器的振动板成型品。然后，从扬声器的振动板形成品将型腔注入部15中形成的突起部17切除。这样，通过注射成型形成扬声器的振动板1。 
参照图6，对于环状烯烃系树脂的配合率为10质量％的上述的材料，粘度为35(Pa·s)。而对于环状烯烃系树脂的配合率为0质量％的上述 的材料，粘度为95(Pa·s)。即，通过在碳纤维增强液晶聚合物中加入环状烯烃系树脂，从而使上述的材料的粘度降低。由此，上述的材料的流动性提高。因此，熔融树脂16容易流入型腔成型部14，形成厚度薄的扬声器的振动板1。 
其次，对本发明的一实施方式的扬声器的制造方法进行说明。 
参照图2，将组装了上述的扬声器的振动板1的扬声器单元朝向扬声器箱体7的前面设置。在扬声器的振动板1的中心部安装了盖6。这样制造扬声器5。 
其次，对本发明的一实施方式的扬声器的振动板和扬声器的作用效果进行说明。 
本发明的一实施方式的扬声器的振动板1，由于包含在碳纤维增强液晶聚合物中加入了环状烯烃系树脂的材料，因此刚性增大，从而能够使扬声器的振动板1的音速增大。 
此外，通过注射成型形成扬声器的振动板1，因此碳纤维增强液晶聚合物在注射成型时，碳纤维和液状聚合物取向的同时冷却固化，刚性变大，从而能够使扬声器的振动板1的音速增大。 
此外，通过在碳纤维增强液晶聚合物中共混环状烯烃系树脂，从而使在碳纤维增强液晶聚合物中加入了环状烯烃系树脂的材料的粘度降低。由此，由于该材料的流动性提高，因此能够将扬声器的振动板1薄地成型。由此，能够使扬声器的振动板1变轻。此外，不损害碳纤维增强液晶聚合物自身的适度的内部损失。 
根据本发明的一实施方式的扬声器5，由于具有上述的扬声器的振动板1，因此能够发挥上述的扬声器的振动板1产生的效果。 
对于环状烯烃系树脂的配合比例高的材料，由于材料的粘度低、流动性高，因此能够更容易地将扬声器的振动板1薄地成型。 
对于添加了碳纳米管的材料，碳纳米管与碳纤维增强液晶聚合物的碳纤维缠结，从而使刚性提高。由此，能够改善扬声器5的音响特性。即，参照图7，通过添加碳纳米管，能够使扬声器5的再生频带向高频侧延伸。 
以下对本发明的实施例详细地说明。 
实施例 
(实施例1) 
对本发明的实施例1进行说明。 
将碳纤维增强液晶聚合物(VECTRA B230、ポリプラスチツクス制)90质量％和环状烯烃系树脂(TOPAS 5013、ポリプラスチツクス制)10质量％，用双螺杆挤出机，在挤出温度290℃下充分混炼，制作粒料。 
碳纤维增强液晶聚合物(VECTRA B230、ポリプラスチツクス制)为上述的化学式(1)所示的材质。环状烯烃系树脂(TOPAS 5013、ポリプラスチツクス制)为上述的化学式(4)所示的材质。 
其次，将该粒料在120℃下干燥5小时。然后，用雕刻了外径(图3中A)136mm、内径(图3中B)35mm、厚0.3mm的扬声器的振动板成型品的形状(图3)的模具，使用锁模力100吨的注射成型机进行注射成型。在树脂温度320℃、注射压力200MPa、注射时间0.05秒、模具温度110℃、冷却时间20秒下成型扬声器的振动板。 
使用由成型品切出的试验片，采用动态粘弹性测定装置(DMS6100、セイコ一インスツルメンツ制)以拉伸模式测定弹性模量。用测定的弹性模量除以用密度计测定的密度，计算比弹性模量。由比弹性模量的平方根求出音速。 
使用损失系数测定装置(Dual Channel Signal Analyzer、Type2034、Bruel&Kjaer制)，由最低共振频率的半值宽算出损失系数。将密度、弹性模量、音速和损失系数示于表1，音速显示出约5122(m/s)的高值。 
[表1] 
    密度(g/cm3)  弹性模量(GPa)   音速(m/s)   损失系数
  实施例1   1.41  37.0   5122   0.041
  实施例2   1.31  26.0   4455   0.037
  实施例3   1.33  28.8   4653   0.035
  比较例1   1.08  5.8   2317   0.36
  比较例2   1.25  10.6   3633   0.50
其次，对于与本实施例相对的比较例1进行说明。 
比较例1中，用环状烯烃系树脂50质量％、聚4-甲基戊烯25质量％、云母15质量％和鳞片状石墨10质量％制作粒料。此外在与实施例1同样的条件下进行试验。将密度、弹性模量、音速和损失系数示于表1，音速显示出约2317(m/s)的比实施例1低的值。 
其次，对于与本实施例相对的比较例2进行说明。 
比较例2中，用液晶聚合物50质量％、聚4-甲基戊烯20质量％、碳纤维30％制作粒料。此外在与实施例1同样的条件下进行试验。将密度、弹性模量、音速和损失系数示于表1，音速与比较例1相比提高，但显示比实施例1低的值。 
如表1中所示可知，本发明的实施例1与比较例1和比较例2相比，音速大。 
(实施例2) 
对本发明的实施例2进行说明。 
将碳纤维增强液晶聚合物(VECTRA B230、ポリプラスチツクス制)60质量％和环状烯烃系树脂(TOPAS 5013、ポリプラスチツクス制)40质量％，用双螺杆挤出机，在挤出温度290℃下充分混炼，制作粒料。此外在与实施例1同样的条件下进行试验。 
将密度、弹性模量、音速和损失系数示于表1，音速显示约4455(m/s)的良好的值。如表1中所示可知，本发明的实施例2与比较例1和比较例2相比，音速大。 
(实施例3) 
对本发明的实施例3进行说明。 
将碳纤维增强液晶聚合物(VECTRA B230、ポリプラスチツクス制)57质量％和环状烯烃系树脂(TOPAS 5013、ポリプラスチツクス制)38质量％、多层碳纳米管(纤维直径40～90nm、纤维长几十μm)5质量％，用双螺杆挤出机，在挤出温度290℃下充分混炼，制作粒料。此外在与实施例1同样的条件下进行试验。 
将密度、弹性模量、音速和损失系数示于表1，音速显示出约4653(m/s)的与实施方式2同样良好的值。如表1中所示可知，本发明的 实施例3与比较例1和比较例2相比，音速大。 
此外，由成型品切出扬声器的振动板1，测定将其组装而成的扬声器5的频率特性。将其结果示于图7。可知通过添加碳纳米管，再生频带向高频侧延伸。 
应予说明，确认在化学式(1)、(2)和(3)的任一个与化学式(4)、(5)和(6)的任一个的任意的组合中也获得同样的效果。 
此次公开的实施方式和实施例，应认为在所有方面为例示而非限制。本发明的范围并不是上述的说明，而是由权利要求所示，意在包含与权利要求均等的含义和范围内的所有变形。 
产业上的利用可能性 
本发明能够特别有利地应用于扬声器的振动板、扬声器和扬声器的振动板的制造方法。 
附图标记的说明 
1扬声器的振动板、2侧面部、3前面部、4底面部、5扬声器、6盖、7扬声器箱体、8注射成型机料筒、9开口部、10固定侧模具、11中央部、12移动侧模具、13中央部、14型腔成型部、15型腔注入部、16熔融树脂、17突起部、18螺杆。 

Claims (5)

1.扬声器的振动板（1），其含有包含57质量%以上90质量%以下的碳纤维增强液晶聚合物并且包含10质量%以上38质量%以下的环状烯烃系树脂的材料，上述材料包含碳纳米管。
2.权利要求1所述的扬声器的振动板（1），其中上述材料包含5质量%的上述碳纳米管。
3.权利要求1所述的扬声器的振动板（1），其中上述碳纤维增强液晶聚合物包含选自化学式（1）、（2）和（3）中的1种以上的材质：
[化1]
Figure FDA0000431263130000011
[化2]
Figure FDA0000431263130000012
[化3]
Figure FDA0000431263130000013
4.权利要求1所述的扬声器的振动板（1），其中上述环状烯烃系树脂包含选自化学式（4）、（5）和（6）中的1种以上的材质：
[化4]
Figure FDA0000431263130000014
[化5]
Figure FDA0000431263130000021
[化6]
Figure FDA0000431263130000022
5.扬声器（5），其具有权利要求1所述的扬声器的振动板（1）。
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