JP2001313993A

JP2001313993A - 薄形平板スピーカの振動板

Info

Publication number: JP2001313993A
Application number: JP2000134338A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishikawa; 彰西川; Yoshito Hama; 義人浜
Original assignee: Denso Ten Ltd; Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Denso Ten Ltd; Inoac Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】過酷な条件に耐えることができる車載用平板
型スピーカの振動板を提供する。【解決手段】薄形平板スピーカ用振動板は、発泡ポリ
ウレタン層よりなる心材ａの両表面に剛性を有する補強
材ｃ、および硬度が高く接着性の良い表面材ｂを積層
し、加熱圧縮接合して構成する。また、前記補強材と表
面材の間にホットメルトフィルムｄを積層し、加熱圧縮
接合して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄形平板スピーカ用
の振動板の構成に関し、特に車載用薄形平板スピーカ用
の振動板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来パソコン等に使用されている薄形平
板スピーカの振動板の構成の例を図１に示す。図に示す
ように、振動板は心材ａとして発泡ポリスチレンシート
を用い、表面材ｂとしてポリエチレン含浸紙シートを用
いている。そして、表面材シートｂを心材ａの表面に重
ねた状態で加熱されたローラの間を通すと、心材シート
ａと表面材シートｂとが溶着する。

【０００３】しかし、このような振動板を車載用のスピ
ーカに使用しようとすると、自動車の車内においては温
度や湿度が広範囲に変化するため使用環境が過酷とな
り、次のような問題点が生じる。まず、ポリスチレンは
耐熱性がないため９０℃付近の温度で変形し、反りが生
じて接着部が剥がれ、音質に歪みが生じてしまう。ま
た、表面の紙シート部分は湿度により変形し易いため、
エアコンを使用した時など車両の室内と室外との温度差
が大きくなり、結露のため表面に微妙な水滴が付着して
音質が劣化する。さらに、表面硬度や剛性が劣っている
ため、容易に表面に傷が着きやすく、そのためハードコ
ートなどの特殊な処理が必要となり、製造コストが高く
なる。

【０００４】従来の薄形平板スピーカの振動板を車載用
に用いようとすると上記のような問題を有するが、要求
される耐熱性や耐湿性に十分に適合する素材が開発され
ていない。そのため、車載用薄形平板スピーカの振動板
としての要件を十分満たすものは実現されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】車載用薄形平板スピー
カの振動板としては、自動車用内装材、特に天井材とし
ての規格を満たし、かつ音響性能の優れた振動板である
ことが必要である。より具体的に言うと、まず、表と裏
の面を構成する層は高密度であり、中間層は低密度であ
って、いわゆる疎であることが好ましく、全体としては
密度が低く軽量かつ曲げ剛性が高い構造体であることが
好ましい。一方、天井材等の自動車の内装材として使用
されるため、耐熱変形が少なく、線膨張係数が小さいこ
と、及び−３０℃の環境においても割れが生じないこと
が必要である。また、車内の内装面に結露が生じないよ
うにするため、断熱性を有し結露が表面に生じないこと
が必要である。また、車両の組み立て作業時やスピーカ
を搭載した後の使用時に表面に傷がつかず、破損しない
程度の硬度と剛性があることが要求される。また、表裏
方向の貫通孔がないことが好ましい。これは車内でエア
コンを使用した場合、車両の内外で温度差が生じて空気
の移動が起こったとき、貫通孔があるとあたかもフィル
タのように作用し、ゴミやホコリが貫通孔にたまって汚
れの原因となるからである。また、スピーカの構成部品
であるトランスデューサ等を取り付けるために接着が容
易であることが求められる。さらに、振動板の生産コス
ト及び材料が安価であることが必要である。

【０００６】従って、本発明は上記のような要件を満た
し、過酷な条件に耐えることができる車載用平板型スピ
ーカの振動板を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】薄形平板スピーカ用振動
板は、発泡ポリウレタン層よりなる心材の両表面に剛性
を有する補強材、および硬度が高く接着性の良い表面材
を積層し、加熱圧縮接合してなる構成を有する。さら
に、前記補強材と表面材の間に熱融着フィルムを積層す
る。

【０００８】そして、前記補強材としてガラス繊維を層
状にして接着剤で成形したガラス繊維マットを用いる。
また、前記表面材としてポリエステル不織布またはアル
ミニウム材を用いる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図２は本発明車載用平板型スピー
カの振動板の第１の実施形態を示した図である。心材ａ
として発泡ポリウレタン層を用い、表面材ｂとして表面
を保護する必要から硬度が高く、かつトランスデューサ
を接着する必要があるため接着性の高い材料、例えばポ
リエステル不織布またはアルミニウム材を用いる。そし
て、心材ａと表面材ｂの間に剛性をもたせるために、例
えばガラス繊維よりなる補強材ｃを設ける。そして、こ
れら心材ａ、補強材ｃ、及び表面材ｂを積層し、加熱し
て圧縮成形し、厚さ２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの積層板と
する。この積層板は心材として発泡体を用い、表面材と
してポリエステル不織布またはアルミニウム材、補強材
としてガラス繊維等をそれぞれ用いているため、心材を
構成する層は低密度となり、補強層を含めた表面を構成
する層は高密度となる。このように積層の大部分を占め
る心材を構成する発泡材の密度が低くかつ軽く、また密
度は高いが層としては薄い表面材及び補強材は剛性を有
しているため、振動板全体として密度が低く軽量とな
る。そして、補強材を設けているのでこの部分で剛性を
確保でき、振動板を薄い平板な形状としても強度を持た
せることができる。また、表面材の硬度が高いので、取
付け時等において傷がつきにくいものとなり、また接着
性の高い材料を用いているので、トランスデューサを接
着により容易に取り付けることができる。

【００１０】上記心材ａとしての発泡ポリウレタン層と
しては、汎用のポリウレタン連続気泡発泡体の中でも、
低密度でかつ硬度が高く、通気性の高いものが好まし
い。低密度であることで積層時の振動板の重量を軽減
し、振動板に適した積層構造となる。また、この発泡ポ
リウレタン層は接着剤が十分に含浸し、カレンダーロー
ル等による絞りに耐えられる可撓性のあるものが好まし
い。

【００１１】本発明に用いる発泡ポリウレタン層とし
て、密度が１０kg/m³以下（JIS K 6401）、硬度が６Ｎ
以上（JIS K 6401）の連続気泡発泡体が好ましい。ま
た、上記表面材ｂとしてのポリエステル不織布として
は、ポリエステル１００％からなる不織布で、２００℃
において寸法安定性が保証されているものが成形性が優
れている点から好ましい。このポリエステル不織布は、
繊維径数デニールのポリエステル繊維を延伸し、表面温
度２８０℃のエンボスロールで熱融着して得られる。

【００１２】また、ガラス繊維は、平均繊維径１１μｍ
のガラス長繊維を数ｃｍの長さに切断し、解繊してウェ
ーブ製造装置によって層状とした後、接着材で成形す
る。より好ましくは、積層体表面を平滑にでき、接着剤
等の樹脂含浸しやすい耐酸性ガラスを使用する。そうす
ることにより耐食バリヤ層が得られ、積層体補強部が形
成され、剛性が得られる。

【００１３】次に上記振動板の製造方法について説明す
る。図３を用いて以下に上記第１の実施形態の振動板の
製造方法の一例を説明する。発泡ポリウレタンよりなる
心材ａを接着剤であるイソシアネート１に含浸し、その
後ローラ２で絞る。このようにして処理された心材ａは
補強材としてガラス繊維等からなる繊維マットｃ上に積
層される。同様に心材ａの上にも繊維マットｃが積層さ
れる。このように作られた複合積層体を二重コンベア３
によって加熱圧縮して接着する。次に両側の繊維マット
上に、例えばポリエステル不織布よりなる表面材ｂを積
層し、二重コンベア４によって加熱圧縮して接着する。
この場合、接着剤であるイソシアネートが繊維マットの
隙間からしみ出て表面材ｂと繊維マットよりなる補強材
ｃを接着する。次いでこの複合積層体を所望の形状に切
断する。なお、振動板の製造方法については、上述の連
続成形法だけでなく、所望の形状に切断した上記各材料
を積層し、加熱圧縮して接着する方法（いわゆるバッチ
式）を適用することができる。

【００１４】図４は本発明車載用薄形平板スピーカの振
動板の第２の実施形態を示した図である。図２に示した
第１の実施形態と異なるのは、表面材ｂと補強層ｃの間
にホットメルトフィルムｄを設けた点である。このよう
にホットメルトフィルムｄを設けることにより、振動板
の積層を貫通する孔が完全になくなるため、車内でエア
コンを使用した場合に車両の内外で空気の移動が生じた
場合でも、振動板がフィルタとして作用することがなく
なり、ゴミやホコリが振動板にたまって汚れの原因とな
ることはない。

【００１５】本発明に用いる上記ホットメルトフィルム
としては、非通気性であって、積層したときに表面材お
よび補強材を融着しやすい低温熱融着性の樹脂であっ
て、７０〜１５０℃の融点のものが好ましい。そして融
着時には溶融流動性が高く、表面材および補強材への浸
透性に優れたものがよい。それにより物理的アンカー効
果による強固な接着性が得られ、車載時の高温環境下に
おいて剥離や積層体の部分的な寸法変化を防ぐことがで
きる。

【００１６】図５は図１に示した従来の薄形平板型スピ
ーカの振動板と図４に示された７層構造の本発明薄形平
板スピーカの振動板の物性値及び音響性能を比較した表
である。表からわかるように、線膨張係数は従来例がタ
テ−２．３（×10^-5/ ℃）、ヨコ−６．３（×10^-5/
℃）であるのに対し、本発明ではそれぞれ１．４（×10
^-5/ ℃）、０．６（×10^-5/ ℃）と大きく改善されてい
る。耐熱変形量も従来例の最大０．８mm、最小０．３mm
に対し、本発明はそれぞれ０．６mmと０．１mmになって
おり、これも大きく改善されている。弾性率は従来例が
２４１MPa であるのに対し、本発明では４２３MPa と相
当大きくなっている。また、曲げ剛性は従来例が４３．
４Ncm²であるのに対し、本発明は５９．５Ncm²となって
おり、最大曲荷重は従来例がタテ４．７N/50mmm 、ヨコ
６．８N/50mmm であるのに対し、本発明ではタテ、ヨコ
ともに１４N/50mmm で、剛性が格段に改善されている。
また、表面硬度は従来例が７２であるのに対し、本発明
のものは８４と大きくなっている。

【００１７】図６は上記振動板を車載用薄形軽量スピー
カに組み込んだ場合の構成の分解図である。図において
Ａは本発明の振動板で、そのほぼ中心部にトランスジュ
ーサＤが接着される。振動板Ａの前面にはグリルＢが設
けられ、後側からブラケットＣが振動板Ａとトランスデ
ューサＤを覆い、グリルＢとともに振動板Ａを挟持す
る。

【００１８】図７は組み立てられたスピーカを天井材Ｅ
に取り付ける構成を示した図である。なお、スピーカは
グリルＢの突起Ｇを天井材Ｅの孔に挿入し、突起部Ｇに
スピードナットＨ（ステンレス等の弾性のある金属で形
成され、突起部Ｇより小さい孔を有し、孔縁に数個の切
れ目を入れた物）を圧入することによりスピーカを天井
材Ｅに固定する。

【００１９】図８は従来の振動板を用いた薄形平板スピ
ーカの周波数特性を示したグラフである。一方、図９は
本発明による振動板を用いた薄形平板スピーカの周波数
特性を示したグラフである。グラフを比較すればわかる
ように、本発明の振動板を用いたスピーカの周波数特性
は全体にフラットになっている。

【００２０】

【発明の効果】本発明薄形平板スピーカ用振動板は、密
度が車載用としては軽量で、弾性率が高いため、各再生
周波数帯域でフラットで均一な音圧レベルが得られる。
また、発泡ポリウレタンを心材に使用し、繊維マットに
よる補強層をを設けたため、剛性が格段に向上し、また
温度変化により熱変形が生じにくいものとなった。ま
た、表面材は表面硬度が高いので表面が傷ついたり変形
したりせず、かつ接着性が良いのでトランスジューサ等
の取付けが容易に行うことができる。さらに、本発明振
動板は優れた断熱性および非通気性を有するため表面に
結露が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来パソコン等に使用されている薄形平板スピ
ーカ用の振動板の構成例を示した図である。

【図２】本発明の車載用薄形平板スピーカ用振動板の第
１の実施形態を示した図である。

【図３】本発明の車載用薄形平板スピーカ用振動板の製
造方法の例を説明するための図である。

【図４】本発明の車載用薄形平板スピーカ用振動板の第
２の実施形態を示した図である。

【図５】従来の薄形平板スピーカ用振動板と、図４に示
された本発明の車載用薄形平板スピーカ用振動板の第２
の実施形態との物性値および音響特性等を比較した表で
ある。

【図６】本発明の振動板を、車載用薄形平板スピーカに
組み込んだ構成の分解図である。

【図７】組み立てられた本発明の振動板を有した車載用
薄形平板スピーカを天井に取り付ける構成を示した図で
ある。

【図８】従来の振動板を用いた薄形平板スピーカの周波
数特性を示したグラフである。

【図９】本発明の振動板を用いた薄形平板スピーカの周
波数特性を示したグラフである。

【符号の説明】

ａ…心材ｂ…表面材ｃ…補強材ｄ…ホットメルトフィルムＡ…振動板Ｂ…グリルＣ…ブラケットＤ…トランスジューサＥ…天井材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜義人愛知県名古屋市中村区名駅南２丁目13番４号株式会社イノアックコーポレーション内Ｆターム(参考） 5D016 AA01 AA13 CA08 DA02 DA04 DA06 EA06 EA08 EC06 GA01 HA04 JA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡ポリウレタン層よりなる心材の両表
面に剛性を有する補強材、および硬度が高く接着性の良
い表面材を積層し、加熱圧縮接合してなる、薄形平板ス
ピーカ用振動板。
【請求項２】前記補強材はガラス繊維を層状にして接
着剤で成形したガラス繊維マットよりなることを特徴と
する、請求項１に記載の薄形平板スピーカ用振動板。
【請求項３】前記表面材はポリエステル不織布よりな
ることを特徴とする、請求項１に記載の薄形平板スピー
カ用振動板。
【請求項４】前記表面材はアルミニウム材よりなるこ
とを特徴とする、請求項１に記載の薄形平板スピーカ用
振動板。
【請求項５】前記補強材と表面材の間にホットメルト
フィルムを積層したことを特徴とする、請求項１に記載
の薄形平板スピーカ用振動板。