DE10010491A1

DE10010491A1 - Geformtes Schaumharz, Verfahren zu dessen Ausformung, und daraus bestehende Lautsprechermembran

Info

Publication number: DE10010491A1
Application number: DE10010491A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Sato; Yoshitaka Kobayashi; Jiro Nakazono
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2020-03-04
Also published as: JP2000246756A; US20020027040A1; CN1267679A; US6334504B1; DE10010491B4; CN1118505C; JP3947321B2; US6742622B2

Abstract

Es werden ein geformtes Schaumharz, dessen Oberfläche kostengünstig und einfach mit einem Design versehen werden kann, ein Verfahren zur Ausbildung eines geformten Schaumharzes und eine aus geformtem Schaumharz hergestellte Lautsprechermembran zur Verfügung gestellt, wobei ein geformtes Schaumharz durch Spritzguß eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes ausgebildet wird, und eine geschäumte Zone mit einem Aufbau aus drei Schichten aufweist, der innen aus einer geschäumten Schicht und außen aus einer ungeschäumten Schicht besteht, sowie eine ungeschäumte Zone, die einen einschichtigen Aufbau aufweist, der aus einer ungeschäumten Schicht besteht. Das Verfahren zur Herstellung des geformten Schaumharzes gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte, ein ein Schaumteil enthaltendes Harz in eine Form einzuspritzen und die Form zu öffnen, nachdem ein festgelegter Zeitraum seit der Beendigung der Einspritzung abgelaufen ist, wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der ungeschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des in den dünnen Raum eingefüllten Harzes beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum eingefüllten Harzes nicht beendet ist. Daher können ein geformtes Schaumharz und eine Lautsprechermembran gemäß der vorliegenden Erfindung dünner ausgebildet werden, ein Design aufweisen, bei welchem auf ihren Oberflächen ein ...

Description

Die Erfindung betrifft ein geformtes Schaumharz, welches durch Spritzguß eines Harzes hergestellt wird, das ein Schaummittel enthält, betrifft ein Verfahren zu dessen Herstellung, sowie eine hieraus hergestellte Lautsprechermembran.

In den japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. H8-207 074 und H8-340 594 ist ein Verfahren zur Ausbildung eines geformten Schaumharzes mittels Spritzguß unter Verwendung eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes beschrieben, sowie eine Lautsprechermembran, die aus dem geformten Schaumharz hergestellt ist.

In den erwähnten Patentanmeldungen wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem ein ein Schaummittel enthaltendes Harz in eine Form eingespritzt wird, und dann die Form geöffnet wird, nachdem nach Beendigung der Einspritzung ein festgelegter Zeitraum vergangen ist, wobei während dieses Zeitraums ein Teil des Harzes in der Nähe der Innenoberfläche der Form ausgehärtet ist, wogegen ein Teil des Harzes entfernt von der Innenoberfläche der Form nicht ausgehärtet ist, so daß der nicht ausgehärtete Anteil des Harzes nach dem Öffnen der Form aufschäumen kann, wodurch ein geformtes Schaumharz und eine Lautsprechermembran hergestellt werden, die einen Aufbau aus drei Schichten aufweisen, wobei innen eine geschäumte Schicht vorgesehen ist, und außen eine nicht aufgeschäumte Hautschicht.

Durch den Aufbau aus drei Schichten erhalten das ausgeformte Schaumharz und die Lautsprechermembran ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit.

Das geformte Schaumharz und die Lautsprechermembran, die mit dem voranstehend geschilderten Verfahren hergestellt werden, haben ein eintöniges Aussehen auf ihren Oberflächen.

Allerdings besteht sein kurzem das Bedürfnis, das geformte Schaumharz und die Lautsprechermembran so auszubilden, daß sie auf ihren Oberflächen einen unterschiedlichen Farbton aufweisen.

Eine der Lösungen, um die voranstehend geschilderte Anforderung zu erfüllen, würde darin bestehen, das geformte Schaumharz und die Lautsprechermembran in unterschiedlichen Farben anzustreichen, jedoch ist das Anstreichen in Bezug auf die hohen Kosten problematisch.

Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Lösung des voranstehend geschilderten Problems und in der Bereitstellung eines geformten Schaumharzes, dessen Oberfläche einfach und kostengünstig mit einem bestimmten Design versehen werden kann, in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Ausformung des geformten Schaumharzes, und einer Lautsprechermembran.

Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erreichen besteht eine erste Zielrichtung der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines geformten Schaumharzes, welches mittels Spritzguß eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes hergestellt wird, wobei eine aufgeschäumte Zone mit einem Aufbau aus drei Schichten vorhanden ist, der innen eine aufgeschäumte Schicht und außen eine nicht aufgeschäumte Schicht enthält, sowie eine nicht aufgeschäumte Zone vorgesehen ist, die einschichtig aufgebaut ist, und aus einer nicht aufgeschäumten Schicht besteht.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird das geformte Schaumharz gemäß der ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt, wobei die Dicke der nicht aufgeschäumten Zone 0,5 mm oder weniger beträgt.

Eine dritte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist, das mittels Spritzguß eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes hergestellt wird, wobei eine aufgeschäumte Zone mit einem Aufbau aus drei Schichten vorgesehen ist, der aus einer geschäumten Schicht innen und einer nicht geschäumten Schicht außen besteht, und eine nicht geschäumte Zone vorgesehen ist, die einschichtig aufgebaut ist, und aus einer nicht geschäumten Schicht besteht.

Eine vierte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung der Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist, gemäß der dritten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die Dicke der nicht geschäumten Zone 0,5 mm oder weniger beträgt.

Eine fünfte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung der Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz gemäß der dritten oder vierten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht, wobei die Lautsprechermembran kreisförmig ausgebildet ist, und die geschäumte Zone mit solchen Abmessungen ausgebildet ist, daß sie symmetrisch in Bezug auf das Zentrum der Lautsprechermembran angeordnet ist.

Eine sechste Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Ausbildung eines geformten Schaumharzes, welches in sich geschäumte und nicht geschäumte Zonen enthält, mit folgenden Schritten:
Einspritzung eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes in eine Form, und Öffnen der Form nach Ablauf eines festgelegten Zeitraums seit Beendigung der Einspritzung, wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der nicht geschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des Harzes, das in den dünnen Raum eingefüllt ist, beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum eingefüllten Harzes nicht beendet ist.

Eine siebte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Erzeugung eines geformten Schaumharzes, in welchem geschäumte und nicht geschäumte Zonen vorgesehen sind, mit folgenden Schritten:
Einspritzen eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes in eine Form, und Öffnen der Form, nachdem ein festgelegter Zeitraum nach der Beendigung der Einspritzung abgelaufen ist, wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der nicht geschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des in den dünnen Raum eingefüllten Harzes beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum eingefüllten Harzes nicht beendet ist.

Eine achte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Erzeugung einer Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist, in welchem geschäumte und nicht geschäumte Zonen vorgesehen sind, mit folgenden Schritten: Einspritzen eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes in eine Form, und Öffnen der Form, nachdem ein festgelegter Zeitraum nach der Beendigung der Einspritzung abgelaufen ist, wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der nicht geschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des in den dünnen Raum eingefüllten Harzes beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum eingefüllten Harzes nicht beendet ist.

Eine neunte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung des Verfahrens zur Herstellung einer Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist, gemäß der achten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei eine Anzugskraft, die auf die Form einwirkt, nach Ablauf des festgelegten Zeitraums verringert wird.

Eine zehnte Zielrichtung der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung des Verfahrens zur Herstellung einer Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist, gemäß der achten oder neunten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die geschäumte Zone einen Aufbau aus drei Schichten aufweist, der innen aus einer geschäumten Schicht und außen aus einer nicht geschäumten Schicht besteht, wobei die nicht geschäumte Zone einschichtig aufgebaut ist, und aus einer nicht geschäumten Schicht besteht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden daher ein ausgeformtes Schaumharz und eine Lautsprechermembran zur Verfügung gestellt, die dünner ausgebildet werden können, so konstruiert werden können, daß sie einen unterschiedlichen Farbton auf ihren Oberflächen aufweisen, und leichter ausgebildet werden können, ohne daß ihre Steifigkeit beeinträchtigt wird, da sie so hergestellt werden, daß sie eine geschäumte Zone aufweisen, die einen Aufbau aus drei Schichten aufweist, der eine geschäumte Schicht innen und eine nicht geschäumte Schicht außen hat, sowie eine nicht geschäumte Zone, die einen einschichtigen Aufbau aufweist, der aus einer nicht geschäumten Schicht besteht.

Darüber hinaus können das ausgeformte Schaumharz und die Lautsprechermembran, deren Aufbau voranstehend geschildert wurde, einfach durch Spritzguß gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines geformten Schaumharzes gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A, 2B und 2C Schnitte durch eine Form zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Zeitskalendiagramm zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A, 4B, 4C und 4D schematische Darstellungen der Aushärtung von Harz zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht durch eine Form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung des Zeitablaufs des Öffnens einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7A und 7B Vorderansichten einer beweglichen Form zum Ausformen einer Lautsprechermembran gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Spritzgußmaschine in Bezug auf ein Beispiel für einen Ausformvorgang zum Ausformen eines geformten Schaumharzes gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9A, 9B und 9C schematische Darstellungen von Formverfahren zur Erzeugung einer Lautsprechermembran gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Beispiel für die Frequenzcharakteristik einer herkömmlichen Lautsprechermembran, die nur aus einer nicht geschäumten Zone besteht;

Fig. 11 ein Beispiel für die Frequenzcharakteristik einer herkömmlichen Lautsprechermembran, die nur aus einer geschäumten Zone besteht; und

Fig. 12 eine Schnittansicht einer anderen Form gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines ausgeformten Schaumharzes gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein ausgeformtes Schaumharz 1 eine geschäumte Zone 4 aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie einen Aufbau aus drei Schichten hat, der aus einer geschäumten Schicht 3 innen und einer nicht geschäumten Schicht (Hautschicht 2) außen besteht, wobei eine nicht geschäumte Zone 5 so ausgebildet ist, daß sie einen einschichtigen Aufbau aufweist, der aus einer ungeschäumten Schicht (Hautschicht 2) besteht.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht wird, wenn Licht A auf das ausgeformte Schaumharz 1 aufgestrahlt wird, ein Teil des Lichtes A auf der Oberfläche so reflektiert, daß es zu reflektiertem Licht B wird, wogegen der Rest des Lichtes A zu durchgelassenem Licht C wird, das in das ausgeformte Schaumharz 1 eindringt.

In der nicht geschäumten Zone 5 dringt das durchgelassene Licht C weiter durch das geformte Schaumharz 1 ein, was dazu führt, daß die nicht geschäumte Zone 5 zu einem Farbton des reflektierten Lichtes B führt, der von dem Harz abhängt.

Andererseits wird in der geschäumten Zone 4 das durchgelassene Licht C unregelmäßig auf den Oberflächen der Schäume reflektiert, die in der geschäumten Schicht 3 vorhanden sind, wodurch das unregelmäßig reflektierte Licht D sich mit dem reflektierten Licht B vereinigt, so daß der Farbton, der durch die geschäumte Zone 4 hervorgerufen wird, zu undurchsichtigem weißen Licht wird.

Daher kann die Konstruktion des geformten Schaumharzes 1 mit unterschiedlichen Farbtönen auf der Oberfläche so erzielt werden, daß das geformte Schaumharz 1 aus der geschäumten Zone 4 und der nicht geschäumten Zone 5 besteht, wodurch eine gewünschte Verteilung erzielt wird.

Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens zur Ausbildung des geformten Schaumharzes erläutert. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein einfaches Ausformen des geformten Schaumharzes, welches die geschäumte Zone und die nicht geschäumte Zone enthält, ohne Verwendung einer komplizierten Form. Ein Verfahren zur Ausbildung eines geformten Schaumharzes mit einem Aufbau aus drei Schichten insgesamt wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2C erläutert, und daraufhin wird ein Verfahren zur Ausbildung des geformten Schaumharzes mit einer geschäumten Zone und einer nicht geschäumten Zone gleichzeitig insgesamt unter Bezugnahme auf Fig. 3 und die Fig. 4A bis 4D erläutert, unter dem Gesichtspunkt der Beziehung zwischen der Ausformung des geformten Schaumharzes und einem Zeitraum, der zwischen der Beendigung des Einfüllens von Harz und des Öffnens der Form verstreicht.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht eine Form 20 aus einer beweglichen Form 21 und einer ortsfesten Form 22, wodurch ein Hohlraum 6 ausgebildet wird. Eine Anzugskraft, die auf die Formen 21 und 22 einwirkt, wird durch eine Anzugsdrucksteuerung kontrolliert, die in der Figur nicht dargestellt ist. Der Hohlraum 6 weist eine gleichmäßige Breite auf, um so ein ausgeformtes Schaumharz gleichmäßiger Dicke herzustellen.

Zu Beginn des Spritzgießens wird ein ein Schaummittel enthaltendes Harz 7 in den Hohlraum 6 der Form eingespritzt, wie dies in Fig. 2A gezeigt ist, wodurch der Hohlraum 6 gefüllt wird, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist.

In diesem Zustand beginnt ein Teil des Harzes in Berührung mit der Form 20 damit, auszuhärten, so daß dort eine Hautschicht ausgebildet wird, während das Aufschäumen für den geschmolzenen Anteil des Harzes in dem Hohlraum 6 eingeschränkt wird, da das Gas, das durch Zersetzung des Schaummittels entsteht, zusammengedrückt wird, da die Anzugsdrucksteuerung einen Anzugsdruck auf die Form 20 ausübt. Nach einem festgelegten Zeitraum, nachdem sich die Hautschicht mit geeigneter Dicke ausgebildet hat, wird der Anzugsdruck, der auf die Form 20 einwirkt, verringert, und wird die Form 20 geöffnet, was dazu führt, daß das Aufschäumen des geschmolzenen Anteils des Harzes in dem Hohlraum 6 gefördert wird, so daß eine geschäumte Schicht entsteht, wie dies in Fig. 2C gezeigt ist. Daher wird ein geformtes Schaumharz ausgebildet, das einen Aufbau aus drei Schichten aufweist, mit einer geschäumten Schicht im Inneren und einer nicht geschäumten Schicht außen.

In Bezug auf die Ausbildung des geformten Schaumharzes mit dem Aufbau aus drei Schichten passiert folgendes bei dem geformten Schaumharz, wenn der Zeitraum zwischen der Beendigung des Einfüllens von Harz in die Form 20 und dem Öffnen der Form 20 geändert wird.

In Fig. 3 wird, wenn die bewegliche Form 21 innerhalb einer Zeit t₁ nach Beendigung des Einfüllens von Harz in die Form geöffnet wird, ein Schaum ausgebildet, der einen Aufbau aus drei Schichten aufweist, der aus einer dünnen, ausgehärteten Hautschicht 2 und einer dicken geschäumten Schicht 3 mit großem Volumen besteht, wie dies in Fig. 4A gezeigt ist.

In Fig. 3 wird, wenn die bewegliche Form 21 zu einer Zeit zwischen t₁ und t₂ geöffnet wird, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist, ein Schaumharz ausgeformt, welches einen Aufbau mit drei Schichten aufweist, der aus einer Hautschicht 2, die dicker ist als jene, die in Fig. 4A gezeigt ist, und einer geschäumten Schicht 3 innerhalb des geformten Schaumharzes besteht. Das geformte Schaumharz in diesem Zustand, der in Fig. 4B dargestellt ist, ist besonders bevorzugt.

In Fig. 3 wird, wenn die bewegliche Form 21 zu einer Zeit zwischen t₂ und t₃ geöffnet wird, wie dies in Fig. 4C gezeigt ist, ein geformtes Schaumharz ausgebildet, das aus einer noch dickeren Hautschicht 2 im Vergleich zu jener besteht, die in Fig. 4B gezeigt ist, sowie aus einer geschäumten Schicht 3 in geringerer Menge im Vergleich zu jener, die in Fig. 4B gezeigt ist. Daher wandelt sich ein Abschnitt, der die Fähigkeit zum Aufschäumen hat, in gewissem Ausmaß in eine geschäumte Schicht um, wogegen ein Abschnitt, der nur eine schwache Flüssigkeit zum Aufschäumen aufweist, ohne Aufschäumen aushärtet.

In Fig. 3 wird, wenn die bewegliche Form 21 nach einer Zeit t₃ geöffnet wird, wie dies in Fig. 4D gezeigt ist, ein geformtes Schaumharz ausgebildet, das nur aus einer Hautschicht 2 besteht, da beinahe der gesamte Anteil ausgehärtet ist.

Wie voranstehend geschildert kann die Hautschicht 2 dadurch dick ausgebildet werden, daß der Zeitraum zwischen der Beendigung der Einspritzung und dem Öffnen der Form verlängert wird. Da die Ausbildungsrate der Hautschicht 2 von dem verwendeten Harz abhängt, kann der Zeitraum geändert werden, der zwischen der Beendigung der Einspritzung und der Ausbildung eines geformten Schaumharzes verstreicht, das einen einschichtigen Aufbau aufweist, der nur aus einer Hautschicht besteht, durch Aushärten des gesamten Harzes, das in den Hohlraum eingespritzt wurde. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Nutzung dieses Effekts durchgeführt, was nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 erläutert wird.

In Fig. 5 ist eine Form 20 gezeigt, mit welcher die geschäumte Zone 4 und die ungeschäumte Zone 5 gleichzeitig in dem geformten Schaumharz 1 ausgebildet werden.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist in Bezug auf die Form des Hohlraums 6 in der Form 20 eine Breite 6A entsprechend der Dicke der geschäumten Zone 4 des geformten Schaumharzes 1 so gewählt, daß sie größer ist als eine Breite 6B entsprechend der Dicke der nicht geschäumten Zone 5.

Nachdem das ein Schaummittel enthaltende Harz 7 in den Hohlraum 6 in der voranstehend erwähnten Form 20 eingefüllt wurde, ändert sich der Zustand des Harzes 7 im Verlauf der Zeit, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. In dieser Figur entspricht eine Breite von 0,1 mm der Breite 6B des Hohlraums 6 in Fig. 5, und entspricht eine Breite von 0,2 mm der Breite 6A.

Die voranstehend angegebenen Zeiten t₁, t₂ und t₃ hängen von der Breite des Hohlraums 6 ab, und nehmen zu, wenn die Breite zunimmt.

In Fig. 6 sind die Zeiten t₁, t₂ und t₃ entsprechend der Breite von 0,1 mm des Hohlraums 6 länger als die Zeiten t₁', t₂' und t₃' entsprechend der Breite 0,2 mm des Hohlraums 6.

Daher kann ein bevorzugtes, ausgeformtes Schaumharz 1, beispielsweise der in Fig. 1 gezeigte Schaum, erhalten werden, wenn die bewegliche Form 21 nach Ablauf eines Zeitraums (also zu einem Zeitpunkt, der zwischen A und B in Fig. 6 liegt) geöffnet wird, der nicht kürzer ist als t₃, wodurch die ungeschäumte Zone 5 mit der Dicke 6B (vgl. Fig. 5) erhalten wird, die einen einschichtigen Aufbau aufweist, der aus einer Hautschicht (einer ungeschäumten Schicht) besteht, infolge einer durchgehenden Aushärtung, und auch nicht länger ist als t₂', wodurch die geschäumte Zone mit der Dicke 6A erhalten wird, welche die gewünschte dreischichtige Anordnung aufweist, die aus Hautschichten und einer geschäumten Schicht besteht.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 ein Beispiel für bevorzugte Ausführungsformen zur Herstellung einer Lautsprechermembran unter Verwendung des ausgeformten Schaumharzes erläutert.

Die Fig. 7A und 7B sind Beispiele für eine Vorderansicht einer beweglichen Form 21 zum Ausformen einer Lautsprechermembran, wobei die Gesamtform kreisringförmig ist. In Fig. 7A werden die Nähe eines Zentrums und vier Abschnitte, die radial von dem Zentrum ausgehen, als die ausgeschäumte Zone 4 ausgebildet, so daß ein Hohlraum dort eine große Breite aufweist, und wird der Rest des Abschnitts so ausgebildet, daß er die ungeschäumte Zone 5 bildet. In Fig. 7B ist ein weiteres Beispiel für die bewegliche Form mit unterschiedlicher Konfiguration dargestellt. Daher kann eine Lautsprechermembran, die verstärkt ist, um gewünschte akustische Eigenschaften aufzuweisen, dadurch hergestellt werden, daß die Konfiguration geändert wird, und daher kann ein Diagramm der Membran konstruiert werden.

Fig. 8 zeigt schematisch eine Spritzgußmaschine zur Herstellung einer Lautsprechermembran 1 aus einem ausgeformten Schaumharz.

Der Anzugsdruck, der zwischen der beweglichen Form 21, die durch eine bewegliche Platte 24 der Form 20 gehaltert wird, und der festen Form 22 angelegt wird, die von einer festen Platte 25 gehaltert wird, wird durch einen Zylinder 10 eingestellt, der zum Anziehen der Form verwendet wird, und von einer Anzugsdrucksteuerung 30 gesteuert wird.

Ein Einspritzauslaß der Einspritzeinheit 40, aus welchem eine Harzverbindung eingespritzt wird, die aus Polypropylen mit zugefügtem Schaummittel besteht, ist in einen Einspritzeinlaß der festen Form 22 eingepaßt. Die Einspritzeinheit 40 wird entsprechend einem Einspritzzustand gesteuert, der von einer Einspritzverfahrenssteuerung 31 gesteuert. Die Einspritzeinheit 40 gibt Daten für den Einspritzvorgang aus, und auf der Grundlage dieser Daten steuert die Anzugsdrucksteuerung 30 den Anzugsdruck, der auf die Form einwirkt, sowie auf der Grundlage von Daten in Bezug auf die Entfernung zwischen den voranstehend erwähnten zwei Platten, wobei diese Entfernung an der beweglichen Platte 24 detektiert wird.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9C ein Verfahren zur Herstellung einer Lautsprechermembran unter Verwendung der wie voranstehend geschildert aufgebauten Spritzgußmaschine erläutert.

Zu Beginn, wie in Fig. 9A gezeigt, werden die bewegliche Form 21 und die feste Form 22 der Form 20 durch den Zylinder 10 geschlossen, und dann wird die Harzverbindung aus dem Polypropylen mit zugefügtem Schaummittel von der Einspritzeinheit 40 eingespritzt.

Zu dieser Zeit wird die Harzverbindung auf etwa 240°C gehalten, und wird eine hohlraumseitige (also innere) Oberfläche der Form 20 auf etwa 90°C gehalten. Die Anzugskraft, die von dem Zylinder 10 aufgebracht wird, der von der Anzugsdrucksteuerung 30 gesteuert wird, wird auf etwa 100 Tonnen gehalten. Die Breiten des Hohlraums, die entsprechend den Konfigurationen der beweglichen Form 21 und der festen Form 22 der Form 20 ausgebildet werden, betragen etwa 0,22 mm für die entsprechende geschäumte Zone 4 und etwa 0,1 mm für die entsprechende ungeschäumte Zone 5.

Dann beginnt, wie in Fig. 9B gezeigt, ein Teil der Harzverbindung in Berührung mit der Form 20 mit der Aushärtung, so daß dort eine Hautschicht 2 gebildet wird, wodurch ein geschmolzener Anteil der Harzverbindung weiter aushärtet, während das Aufschäumen eingeschränkt ist, da das Gas, das durch Zersetzung des Schaummittels erzeugt wird, komprimiert wird, nämlich weil der Druck infolge des eingespritzten Harzes sowie der Anzugsdruck, der durch die bewegliche Form 21 und die feste Form 22 aufgebracht wird, zusammen auf den geschmolzenen Anteil der Harzverbindung einwirken.

Dann wird, wie in Fig. 9C gezeigt ist, unmittelbar nach Beendigung des Einfüllens der Harzverbindung dann, wenn das Schaumvermögen des Schaummittels in dem geschmolzenen Anteil immer noch ausreichend hoch ist, um auf die umgebende Hautschicht (den ausgehärteten Anteil) zu drücken, der Anzugsdruck, der von dem Zylinder 10 gesteuert wird, abrupt auf 0 Tonnen abgesenkt, wodurch das zersetzte Gas von dem Schaummittel in dem geschmolzenen Anteil der Harzverbindung, das bislang komprimiert wurde, expandiert, und auf das umgebende Harz drückt, also zu schäumen beginnt.

Als nächstes wird der Zeitablauf für das Öffnen der beweglichen Form 21 erläutert. Wenn die bewegliche Form 21 geöffnet wird, bevor das Einfüllen der Harzverbindung beendet ist, wird eine Überschußmenge an Harzverbindung in den Hohlraum 6 eingespritzt, was dazu führt, daß das Erzeugnis in unerwünschter Weise ein zu großes Gewicht aufweist. Wenn andererseits der Zeitpunkt zum Öffnen der beweglichen Form 21 zu spät gewählt wird, ist die Aushärtung des Harzes zu weit fortgeschritten, was dazu führt, daß das Harz vollständig aushärtet, bevor das Schaummittel mit dem Aufschäumen beginnt.

Ein bevorzugter Zeitpunkt für das Öffnen der beweglichen Form bei einem Beispiel beträgt daher etwa 0,10 bis 0,15 Sekunden nach Beendigung des Einfüllens von Harz, und dies ist der Zeitpunkt, an welchem die Aushärtung in der ungeschäumten Zone 5 beendet ist, und auch die gewünschte Aufschäumung in der aufzuschäumenden Zone 4 stattfinden kann. Allerdings hängt der bevorzugte Zeitpunkt von Bedingungen wie beispielsweise der Temperatur der Harzverbindung und der Form 20 ab, der Dicke des Erzeugnisses, und der zugefügten Menge an Schaummittel.

Wenn die Form 20 geöffnet wird, beträgt die Größe der Öffnung vorzugsweise etwa 0,5 mm, wodurch ein geformtes Schaumharz ausgebildet wird, bei welchem die Dicke der geschäumten Zone etwa 0,5 mm beträgt, und die Dicke der ungeschäumten Zone 0,1 mm, also gleich der Breite des Hohlraums vor dem Öffnen der Form. Das Schaummittel, eine Feder (die nachstehend noch erläutert wird) zum Öffnen der Form, und der auf die Form einwirkende Anzugsdruck, werden so gesteuert, daß die Form mit einer Rate von etwa 2,5 mm pro Sekunde geöffnet wird. Darüber hinaus kann das Schäumen des geformten Schaumharzes dadurch gefördert werden, daß eine Feder zwischen der beweglichen Form 21 und der festen Form 22 so angeordnet wird, daß die Bewegung der beweglichen Form 21 weiter unterstützt wird, wenn der auf die Form einwirkende Anzugsdruck verringert wird.

Nachstehend werden die Spritzgußmaschine, die Harzverbindung und das Schaummittel erläutert, die bei einem Beispiel für die bevorzugten Ausführungsformen verwendet werden. Polypropylen (MA04, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation), dem 5 Gew.-% Glasfasern und 5 Gew.-% Glimmer zugefügt wurden, wurde als die Harzverbindung verwendet. Der Harzverbindung wurden 0,1 Gew.-% eines Schaummittels (EE-206, hergestellt von Eiwa Chemical Ind. Co., Ltd.) zugefügt. Die Breite des Hohlraums betrug 0,30 mm für 6A (sh. Fig. 5) entsprechend der geschäumten Zone 4, und 0,15 mm für 6B entsprechend der ungeschäumten Zone 5. Als Spritzgußmaschine wurde das Modell Ultra 220 von Sumitomo Heavy Industries, Ltd. eingesetzt.

Mit dem voranstehend geschilderten Verfahren zur Herstellung eines geformten Schaumharzes wurde ein kegelförmiges, geformtes Schaumharz erhalten, bei welchem die Dicke der geschäumten Zone 4 0,50 mm betrug, das 1,7fache der entsprechenden Breite des Hohlraums, infolge des Schäumens, und die Dicke der ungeschäumten Zone 5 0,15 mm betrug, also gleich der anderen entsprechenden Breite des Hohlraums war. Die geschäumte Zone 4 wies einen Aufbau aus drei Schichten auf, mit einer Hautschicht außen, und der geschäumten Schicht innen, und sah weiß-undurchlässig aus, infolge einer unregelmäßigen Reflexion an der geschäumten Schicht. Andererseits wies die ungeschäumte Zone 5 einen Aufbau mit einer einzigen Schicht auf, der aus einer Hautschicht bestand, und wurde als halbtransparenter Film aus Polypropylen ausgebildet. Daher unterschied sich die geschäumte Zone 4 von der ungeschäumten Zone 5 in Bezug auf den Farbton, so daß das gewünschte Design erhalten wurde.

Bei der voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsform wurde die Harzverbindung aus Polypropylen mit zugefügtem Schaummittel in den Hohlraum zwischen der beweglichen Form 21, an welche ein Anzugsdruck angelegt wurde, und der festen Form 22 von der Einspritzeinheit 40 aus eingespritzt, und dann wurde der Anzugsdruck verringert, um die Form zu öffnen, und das Aufschäumen des Schaummittels zu fördern.

Auf diese Weise wurde eine Lautsprechermembran durch Aufschäumen des Schaummittels ausgebildet, welches dem Harz zugeführt wurde, was dazu führte, daß die Dichte der Lautsprechermembran abnahm, ohne daß ihre Steifigkeit beeinträchtigt wurde.

Die Lautsprechermembran gemäß der vorliegenden Erfindung weist bessere akustische Eigenschaften als eine herkömmliche Lautsprechermembran auf, die so ausgebildet wird, daß die gesamte Membran aus einer geschäumten Zone besteht. Nachstehend werden Vorteile und Nachteile einer herkömmlichen Membran erläutert, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist. Im allgemeinen ist die Steifigkeit eines Materials proportional zum Elastizitätsmodul und zum Quadrat der Dicke des Materials. Eine herkömmliche Membran aus geformtem Schaumharz kann dadurch das gewünschte geringe Gewicht sowie eine hohe Steifigkeit aufweisen, daß ihre Dichte und ihre Dicke erhöht werden, wobei keine Schallverzerrungen und keine Resonanzschwingungen im Betrieb mit hoher Leistung auftreten, da die Übergangs-Resonanzfrequenz in den Hochfrequenzbereich verschoben werden kann.

Allerdings weist die herkömmliche Membran den Nachteil auf, daß beim Auftreten einer Überschneidungsfrequenzresonanz eine Einbuchtung an der Spitze groß wird. Fig. 10 zeigt die Frequenzcharakteristik einer herkömmlichen Lautsprechermembran, die nur aus einer ungeschäumten Zone besteht. Fig. 11 zeigt die Frequenzcharakteristik einer herkömmlichen Lautsprechermembran, die nur aus einer geschäumten Zone besteht, deren Durchmesser und Gewicht ebenso sind wie bei der Membran, die nur aus einer ungeschäumten Zone besteht. Wie aus den Fig. 10 und 11 hervorgeht, ist bei der herkömmlichen Membran, die aus geformtem Schaumharz hergestellt ist, der Pegel der Überschneidungsfrequenzresonanz groß, der im Hochfrequenzbereich erzeugt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit dem Verfahren, bei welchem das Aufschäumen in Bezug auf einen Teil der Membran stattfindet, eine Membran erhalten, die aus geformtem Schaumharz besteht, die leicht und sehr steif ist, und darüber hinaus den Pegel der Überschneidungsfrequenzresonanz einschränkt. Als aktuelles Beispiel kann, wie in Fig. 7A gezeigt, die geschäumte Zone 4 vorzugsweise rippenförmig ausgebildet werden, wobei die Rippen radial vom Zentrum eines Kreises ausgehen, wodurch die Steifigkeit der Membran infolge einer partiellen Ausbildung der geschäumten Zone erhöht wird. Darüber hinaus nimmt in diesem Fall das Gewicht der Membran kaum zu, so daß keine Beeinträchtigung der Hochfrequenzeigenschaften auftritt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Breite (6B in Fig. 5) des Hohlraums 6 entsprechend der ungeschäumten Zone 5 vorzugsweise 0,5 mm oder weniger, um ein geformtes Schaumharz zu erhalten, welches ein geringes Gewicht und hohe Steifigkeit aufweist. Ist die Breite größer als 0,5 mm, so ist ein langer Zeitraum (t₃ in Fig. 6) dazu erforderlich, damit die ungeschäumte Zone vollständig aus der Harzverbindung aushärtet, da der Zeitraum des instabilen Schäumens (von t₂ bis t₃ in Fig. 6) lang wird. In einem derartigen Fall sollte die Breite (6A in Fig. 5) des Hohlraums 6 entsprechend der geschäumten Zone 4 beispielsweise dreimal so groß gewählt werden wie die Breite (6B) des Hohlraums 6 entsprechend der ungeschäumten Zone 5, um das bevorzugte Aufschäumen in der geschäumten Zone 4 zu fördern, was dazu führt, daß das geformte Schaumharz in unerwünschter Weise schwer wird. Darüber hinaus wird es in einem derartigen Fall schwierig, das Aufschäumen des Schaummittels unter Verwendung des auf das eingespritzte Harz einwirkenden Drucks zu kontrollieren, und daher wird die Transparenz der ungeschäumten Zone beeinträchtigt, da leicht kleine Schäume infolge von Schwankungen der Bedingungen beim Spritzgießen erzeugt werden.

Eine Feder wurde zum Öffnen der beweglichen Form 21 bei der voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsform eingesetzt, jedoch kann der Einsatz einer Feder durch Einsatz eines anderen mechanischen Verfahrens ersetzt werden.

Bei der voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsform wurde das Harz in die Form eingespritzt und eingefüllt, wobei die Form 20 geschlossen war. Statt dessen kann folgender Vorgang eingesetzt werden: die Form 20 wird in gewissem Ausmaß geöffnet, bevor das Einspritzen des Harzes erfolgt, dann wird eine bestimmte Harzmenge eingespritzt, worauf die Form geschlossen wird, um das Harz einzufüllen, und schließlich wird die Form geöffnet, um das Aufschäumen des Harzes zu fördern. Hierdurch kann eine gleichmäßige Füllung des Harzes in einen dünnen Hohlraum erzielt werden, so daß das erhaltene, geformte Schaumharz keine Verformungen zeigt.

Bei der voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsformen weist, wie in Fig. 5 gezeigt, der Hohlraum 6 der Form 20 zwei unterschiedliche Breiten auf, entsprechend der geschäumten und der ungeschäumten Zone. Statt dessen kann, wie in Fig. 12 gezeigt, eine Form so konstruiert sein, daß nur ein Abschnitt 21A entsprechend der geschäumten Zone beweglich ist, so daß der Abschnitt 21A während eines Zeitraums zwischen t₁ und t₂ gemäß Fig. 3 geöffnet werden kann. Wenn in diesem Fall allerdings die erforderliche Konstruktion des geformten Schaumharzes kompliziert ist, so wird die Herstellung der Form 20 schwierig, und steigen auch die entsprechenden Herstellungskosten an. Daher ist im Vergleich eine Art von Form vorzuziehen, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.

Claims

1. Geformtes Schaumharz, das durch Spritzgießen eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes ausgeformt wird, wobei vorgesehen sind:
eine geschäumte Zone mit einem Aufbau aus drei Schichten, bei welcher innen eine geschäumte Schicht und außen eine ungeschäumte Schicht vorgesehen sind; und
eine ungeschäumte Zone mit einem Aufbau aus einer einzigen Schicht, die aus einer ungeschäumten Schicht besteht.

2. Geformtes Schaumharz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ungeschäumten Zone 0,5 mm oder weniger beträgt.

3. Lautsprechermembran aus geformtem Schaumharz, das durch Spritzgießen eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes hergestellt ist, mit:
einer geschäumten Zone mit einem Aufbau aus drei Schichten, der eine geschäumte Schicht innen und eine ungeschäumte Schicht außen umfaßt; und
einer ungeschäumten Zone mit einem einschichtigen Aufbau aus einer ungeschäumten Schicht.

4. Lautsprechermembran aus geformtem Schaumharz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ungeschäumten Zone 0,5 mm oder weniger beträgt.

5. Lautsprechermembran aus geformtem Schaumharz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprechermembran kreisförmig ausgebildet ist, und daß die geschäumte Zone solche Abmessungen aufweist, daß sie symmetrisch zum Zentrum der Lautsprechermembran angeordnet ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines geformten Schaumharzes, in welchem geschäumte und ungeschäumte Zonen vorgesehen sind, mit folgenden Schritten:
Einspritzen eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes in eine Form; und
Öffnen der Form, nachdem ein festgelegter Zeitraum nach Beendigung der Einspritzung abgelaufen ist,
wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der ungeschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des in den dünnen Raum eingefüllten Harzes beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum eingefüllten Harzes nicht beendet ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines geformten Schaumharzes, in welchem geschäumte und ungeschäumte Zonen vorgesehen sind, mit folgenden Schritten:
Einspritzen eines ein Schaummittel enthaltenden Harzes in eine Form; und
Öffnen der Form, nachdem ein festgelegter Zeitraum nach Beendigung der Einspritzung abgelaufen ist,
wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der ungeschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des in den dünnen Raum gefüllten Harzes beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum gefüllten Harzes nicht beendet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Lautsprechermembran, die aus geformtem Schaumharz besteht, in welchem geschäumte und ungeschäumte Zonen vorgesehen sind, mit folgenden Schritten:
Einspritzen eines ein Schaummittel einhaltenden Harzes in eine Form; und
Öffnen der Form, nachdem ein festgelegter Zeitraum nach Beendigung der Einspritzung abgelaufen ist,
wobei ein Hohlraum der Form einen dicken Raum entsprechend der geschäumten Zone und einen dünnen Raum entsprechend der ungeschäumten Zone aufweist, und der festgelegte Zeitraum so gewählt wird, daß die Aushärtung des in den dünnen Raum gefüllten Harzes beendet ist, und die Aushärtung des in den dicken Raum gefüllten Harzes nicht beendet ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Lautsprechermembran aus geformtem Schaumharz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzugskraft, die auf die Form einwirkt, nach Ablauf des festgelegten Zeitraums verringert wird.

10. Verfahren zur Herstellung einer Lautsprechermembran aus geformtem Schaumharz nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die geschäumte Zone einen Aufbau mit drei Schichten aufweist, bei welchem innen eine geschäumte Schicht und außen eine ungeschäumte Schicht vorgesehen ist, und die ungeschäumte Zone einen Aufbau aus einer einzigen Schicht aufweist, die aus einer ungeschäumten Schicht besteht.