JP2005260546A - Speaker diaphragm and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音響機器等に使用されるスピーカの音波発生部であるスピーカ振動板およびスピーカ振動板の製造方法に関する。 The present invention relates to a speaker diaphragm that is a sound wave generation part of a speaker used in an acoustic device and the like, and a method for manufacturing the speaker diaphragm.
スピーカ振動板は、密度、音速、弾性率および内部損失等の機能性、経済性、加工性ならびに意匠性などを考慮した材料から作製される。スピーカ振動板の代表的な材料としては、ポリプロピレンあるいはポリスチレン等の工業用プラスチック、木材パルプまたはケナフパルプなどが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。 The speaker diaphragm is manufactured from a material that takes into consideration the functionality such as density, sound speed, elastic modulus, and internal loss, economy, workability, and design. Typical materials for the speaker diaphragm include industrial plastics such as polypropylene or polystyrene, wood pulp, or kenaf pulp (see, for example, Patent Document 1).
工業用プラスチックでスピーカ振動板を作製する場合は、加熱溶融された流体状の工業用プラスチックを、インジェクション装置から成型用の金型に高圧で注入し、冷却して工業用プラスチックを硬化させた後、当該金型から取り出すことによって、スピーカ振動板が得られる。 When manufacturing speaker diaphragms with industrial plastics, heat-melted fluid industrial plastics are injected from the injection device into a molding die under high pressure, and cooled to cure the industrial plastics. The speaker diaphragm is obtained by taking out the mold.
また、木材パルプまたはケナフパルプ等の天然繊維でスピーカ振動板を作製する場合は、樹木またはケナフを収穫し、充分乾燥させ、数cm程度の大きさに粉砕し、水中に分散させて抄き上げた後、そのまま温風乾燥させるか加熱プレス加工を行うことによって、スピーカ振動板が得られる。 Also, when producing speaker diaphragms with natural fibers such as wood pulp or kenaf pulp, the trees or kenaf were harvested, dried thoroughly, ground to a size of several centimeters, dispersed in water, and finished. Thereafter, the speaker diaphragm is obtained by drying with hot air as it is or by performing hot press processing.
ポリプロピレンまたはポリスチレン等の工業用プラスチックから作製されたスピーカ振動板は、リサイクルされにくいため、使用後、地中に埋め立て廃棄されることが多い。地中に埋められた工業用プラスチック製のスピーカ振動板は、地中の微生物によって分解されず、長期間に渡って地中に残存する。したがって、工業用プラスチック製のスピーカ振動板の対環境性評価は低い。 Speaker diaphragms made from industrial plastics such as polypropylene or polystyrene are difficult to recycle and are therefore often landfilled and discarded after use. The industrial plastic speaker diaphragm buried in the ground is not decomposed by underground microorganisms and remains in the ground for a long period of time. Therefore, the environmental evaluation of the industrial speaker speaker diaphragm is low.
一方、木材パルプまたはケナフパルプ等の繊維で作製されたスピーカ振動板は、埋め立て廃棄されても、地中の微生物によって分解されるので、その対環境性評価は高い。しかし、このような天然繊維製のスピーカ振動板は、繊維自体の性質上、製造工程での顔料等の添加による着色あるいは製造後の表面塗装による着色によって、自由な色調を得ることが困難である。また、繊維製のスピーカ振動板は、成型が困難である。このため、鏡面金型での成型によって得られる工業用プラスチック製のスピーカ振動板の表面の高光沢性を、繊維製のスピーカ振動板に与えるのは困難である。 On the other hand, loudspeaker diaphragms made of fibers such as wood pulp or kenaf pulp are decomposed by microorganisms in the ground even if they are disposed of in landfills, so that their environmental evaluation is high. However, it is difficult for such natural fiber speaker diaphragms to obtain a free color tone by coloring due to the addition of pigments in the manufacturing process or coloring by surface coating after manufacturing due to the nature of the fiber itself. . Also, the fiber speaker diaphragm is difficult to mold. For this reason, it is difficult to give the fiber speaker diaphragm the high glossiness of the surface of the industrial plastic speaker diaphragm obtained by molding with a mirror mold.
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、環境に優しく、かつ、自由な色調やその表面に高い光沢度を与えられるデザイン的にも優れたスピーカ振動板およびスピーカ振動板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is an environmentally friendly speaker diaphragm and speaker diaphragm that is excellent in design and can impart a free color tone and high glossiness to the surface thereof. An object is to provide a manufacturing method.
上述の目的を達成するため、本発明のスピーカ振動板は、生分解性プラスチックおよびケナフ繊維の両素材からなり、両素材の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合は、5%以上20%以下である。生分解性プラスチックは、ポリ乳酸である構成を採用することができる。また、スピーカ振動板の厚さが、0.2mm以上0.4mm以下である構成を採用することができる。 In order to achieve the above object, the speaker diaphragm of the present invention is composed of both biodegradable plastic and kenaf fiber, and the ratio of the weight of kenaf fiber to the total weight of both materials is 5% or more and 20% or less. It is. The biodegradable plastic may employ a configuration that is polylactic acid. Moreover, the structure whose thickness of a speaker diaphragm is 0.2 mm or more and 0.4 mm or less is employable.
本発明のスピーカ振動板の製造方法は、生分解性プラスチックとケナフ繊維とを、成形体の状態にて両素材の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合が5%以上20%以下の範囲の所定値となるように混合する混合工程と、混合工程後の混合物を溶融させる工程と、溶融された混合物をスピーカ振動板の型に入れる工程と、型に入れられた混合物を硬化させる工程と、を有するものである。また、混合工程に先立ち、生分解性プラスチックのペレットを作製する工程を有し、ペレットを作製する工程において、着色剤を混ぜる方法を採用することができる。 In the method for manufacturing the speaker diaphragm of the present invention, the ratio of the weight of the kenaf fiber to the total weight of both materials in the state of the molded body of the biodegradable plastic and the kenaf fiber is in the range of 5% to 20%. A mixing step of mixing so as to be a predetermined value, a step of melting the mixture after the mixing step, a step of putting the molten mixture into a mold of a speaker diaphragm, a step of curing the mixture put in the mold, It is what has. Further, prior to the mixing step, there is a step of producing a biodegradable plastic pellet, and a method of mixing a colorant in the step of producing the pellet can be employed.
本発明によれば、環境に優しく、かつ、自由な色調やその表面に高い光沢度を与えられるデザイン的にも優れたスピーカ振動板が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a loudspeaker diaphragm that is environmentally friendly and has an excellent design that can give a free color tone and high glossiness to the surface.
以下、図面を参照しながら本発明に係るスピーカ振動板およびスピーカ振動板の製造方法の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a speaker diaphragm and a method for manufacturing the speaker diaphragm according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板10を有するスピーカ12の断面図である。スピーカ12は、スピーカ振動板10以外に、磁気回路14と、ボイスコイル16と、ダンパ18と、フレーム20と、を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
磁気回路14は、第1プレート22と、マグネット24と、第2プレート26と、を有している。第1プレート22は、円筒の一方の開口端の外側にドーナツ型の円板を接合した形状をしている。
The
マグネット24は、第1プレート22の円筒部であるセンターポール28を非接触に囲むリング形状の磁性体である。マグネット24は、第1プレート22に接着固定されて支持されている。
The
第2プレート26は、第1プレート22のセンターポール28を非接触に囲むリング形状をしており、マグネット24に接着固定されている。
The
ボイスコイル16は、導線を巻回されて形成されたコイルであり、第1プレート22のセンターポール28の外壁と第2プレート26の内壁との間に、これらと非接触に配置されている。
The
ダンパ18は、表面に同心状の凹凸面を有するドーナツ形状をしている。また、ダンパ18は、内周部で、ボイスコイル16を、ボイスコイル16の中心軸方向に振幅可能に支持している。また、ダンパ18の外周部は、フレーム20の内壁に連結されている。
The
スピーカ振動板10は、一端が小さな円で開口し、他端が大きな円で開口しているメガホン状の筒形状をしている。スピーカ振動板10は、小さな円の開口端で、ボイスコイル16に連結されている。また、スピーカ振動板10の大きな円の開口端は、小さな円の開口端に向かって、外側に曲げられて、前面パネル29に固定されている。
The
フレーム20は、スピーカ12の後方側のカップ形状の第1フレーム30と、スピーカ12の前方側のメガホン形状の第2フレーム32とから構成されている。第1フレーム30は、第1プレート22、マグネット24および第2プレート26を囲っている筐体として機能している。
The
第2フレーム32は、一端が第2プレート26に固定されており、他端が前面パネル29に固定されている。第2フレーム32は、ダンパ18とスピーカ振動板10を覆っている筐体として機能している。
The second frame 32 has one end fixed to the
次に、スピーカ12の動作について説明する。
Next, the operation of the
スピーカ12の外部から、音響信号電流がボイスコイル16に入力される。このボイスコイル16に入力された電流値に応じて、ボイスコイル16が、ボイスコイル16の中心軸方向に振幅する。このボイスコイル16の振幅に伴って、スピーカ振動板10も振動する。このスピーカ振動板10の振動が、周囲の空気を振動させることによって音波を発生させる。
An acoustic signal current is input to the
したがって、スピーカ振動板10は、音響特性を左右する部材であるので、材料の選定は重要である。また、スピーカ振動板10は、音響特性だけでなく、デザイン性および近年では環境負荷も考慮した材料を選定しなければならない。
Therefore, since the
本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板10は、生分解性プラスチックとケナフ繊維の両素材からなり、この両素材の混合物を成型して製造されている。スピーカ振動板10は地中に廃棄されても、微生物によって水と二酸化炭素に分解されるので、スピーカ振動板10の対環境性評価は高い。
The
また、スピーカ振動板10の型の表面形状によって、スピーカ振動板10の表面を、高光沢表面、半つや表面あるいはつや消し表面(マット表面)にすることができる。なお、スピーカ振動板10は、成型以外の、例えば、基台上に溶融材料を薄く載せて、硬化後に剥がし、スピーカ振動板10の形状に切断することによって製造しても良い。
Further, depending on the surface shape of the
なお、生分解性プラスチックのみからなるスピーカ振動板10は密度が大きいため、このスピーカ振動板10から発生した音波での音圧は小さくなってしまう。音圧が小さいと、音波発生源での音量は、聴取者に届くまでに減衰してしまう。一方、生分解性プラスチックにケナフ繊維を添加した材料からなるスピーカ振動板10は、分解性プラスチックのみからなるスピーカ振動板10と比べて軽量であるため、このスピーカ振動板10から発生した音波での音圧は小さくならない。
Since the
なお、生分解性プラスチックとケナフ繊維とを有する材料は、成型加工性を上昇させる添加剤、素材を強化する添加剤、型抜きを容易にする添加剤または顔料あるいは染料等の着色剤などを有していても良い。 A material having biodegradable plastic and kenaf fiber has an additive for improving molding processability, an additive for reinforcing the material, an additive for facilitating mold release, or a colorant such as pigment or dye. You may do it.
また、生分解性プラスチックとケナフ繊維の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合、すなわち、ケナフ繊維の重量/(生分解性プラスチックの重量+ケナフ繊維の重量)は、5%以上20%以下であることが好ましい。 The ratio of the weight of kenaf fiber to the total weight of biodegradable plastic and kenaf fiber, that is, the weight of kenaf fiber / (weight of biodegradable plastic + weight of kenaf fiber) is 5% or more and 20% or less. Preferably there is.
生分解性プラスチックとケナフ繊維の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合が20%を超えると、型による成型加工性が低下すると共に、ケナフ繊維の色の影響が増大して、スピーカ振動板10の色調の自由度が低下する。 When the ratio of the weight of the kenaf fiber to the total weight of the biodegradable plastic and the kenaf fiber exceeds 20%, the mold processability by the mold is deteriorated and the influence of the color of the kenaf fiber is increased. The degree of freedom of color tone decreases.
また、生分解性プラスチックとケナフ繊維の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合が5%より小さいと、スピーカ振動板10の軽量化が図れなくなる。より好ましい生分解性プラスチックとケナフ繊維の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合は、15%である。
If the ratio of the weight of the kenaf fiber to the total weight of the biodegradable plastic and the kenaf fiber is less than 5%, the
スピーカ振動板10の素材となる生分解性プラスチックとしては、(1)ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネートカーボネートまたはポリブチレンサクシネートテレフタレート等の化学合成系の脂肪族ポリエステルおよびその共重合体、(2)微生物が生産したポリヒドロキシブチレート等のバイオポリエステル、バイオセルロース、多糖類またはポリアミノ酸、(3)微生物が生産した変性澱粉または天然高分子、などが使用できる。
The biodegradable plastic used as the material of the
このうち、ポリ乳酸は、安価で、入手が容易で、型による成型加工性に優れ、素材強度があり、透明で着色による色の調整が容易である。したがって、スピーカ振動板10の素材の生分解性プラスチックとしては、ポリ乳酸を使用することが好ましい。
Of these, polylactic acid is inexpensive, readily available, excellent in moldability by mold, has material strength, is transparent, and can be easily adjusted in color by coloring. Therefore, it is preferable to use polylactic acid as the biodegradable plastic as the material of the
また、スピーカ振動板10の厚さは、0.2mm以上0.4mm以下であることが好ましい。0.2mmより薄い、または、0.4mmより厚いスピーカ振動板10は、音響特性が劣るからである。そして、スピーカ振動板10の素材の生分解性プラスチックとケナフ繊維の総重量に占めるケナフ繊維の重量の割合を、20%以下にすることによって、厚さが0.2mm以上0.4mm以下のスピーカ振動板10を、成型によって短時間に製造することができる。この割合が、20%を超えると、溶融材料の粘性が高くなり、深さが0.4mm以下の型の内部では、溶融材料が広がりにくくなってしまい、製造効率が悪くなる。
Moreover, it is preferable that the thickness of the
次に、本発明の実施の形態に係るスピーカ振動板10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、生分解性プラスチックとケナフ繊維を均一に混合して、ペレット状に加工する。次に、この生分解性プラスチックとケナフ繊維の混合物のペレットを加熱して溶融させる。次に、溶融された生分解性プラスチックとケナフ繊維の混合物をインジェクション装置に充填する。次に、インジェクション装置から、溶融された生分解性プラスチックとケナフ繊維の混合物を、スピーカ振動板10の型に高圧注入する。
First, biodegradable plastic and kenaf fiber are uniformly mixed and processed into a pellet. Next, the pellet of the biodegradable plastic and kenaf fiber mixture is heated and melted. Next, the molten biodegradable plastic and kenaf fiber mixture is filled into an injection device. Next, high-pressure injection of a melted mixture of biodegradable plastic and kenaf fibers into the mold of the
なお、型としては、金型、セラミック型または生分解性プラスチックとケナフ繊維の混合物の溶融温度よりも高い融点を有する樹脂型等が使用できる。このうち、材質のコスト、材質の加工性、型の耐久性および成型体の型からの抜き取り容易性等を考慮して、金型を使用するのが好ましい。 As the mold, a mold, a ceramic mold, or a resin mold having a melting point higher than the melting temperature of the mixture of biodegradable plastic and kenaf fiber can be used. Among these, it is preferable to use a mold in consideration of the cost of the material, the workability of the material, the durability of the mold, the ease of extraction of the molded body from the mold, and the like.
次に、型に注入された生分解性プラスチックとケナフ繊維の混合物を冷却して硬化させる。そして、硬化された生分解性プラスチックとケナフ繊維の混合物を型から取り出すことによって、スピーカ振動板10を得ることができる。
Next, the mixture of biodegradable plastic and kenaf fiber injected into the mold is cooled and cured. And the
この製造方法では、型の表面形状を変えることによって、スピーカ振動板10の表面を、高光沢表面、半つや表面あるいはつや消し表面(マット表面)にすることができる。また、この製造方法の、生分解性プラスチックとケナフ繊維を均一に混合して、ペレット状に加工する工程で、着色剤を添加すれば、簡易に、かつ所望の色調でスピーカ振動板10に着色することができる。着色剤としては、顔料または染料等が使用できる。
In this manufacturing method, by changing the surface shape of the mold, the surface of the
スピーカ振動板10の音響特性は、密度、音速、弾性率および内部損失等を測定することによって評価できる。
The acoustic characteristics of the
以下、本発明の実施例について説明する。まず、生分解性プラスチックであるポリ乳酸(三井化学株式会社の「レイシアM151」)85重量%とケナフ繊維15重量%とを均一に混合して、混合樹脂ペレットを形成した。 Examples of the present invention will be described below. First, 85% by weight of polylactic acid (“Lacia M151” from Mitsui Chemicals, Inc.), which is a biodegradable plastic, and 15% by weight of kenaf fiber were uniformly mixed to form mixed resin pellets.
次に、この混合樹脂ペレットを乾燥させた後、加熱し、溶融させた。次に、溶融した混合樹脂をインジェクション装置に充填した。次に、インジェクション装置から、溶融した混合樹脂を、加熱されたスピーカ振動板10の金型に高圧で注入した。
Next, this mixed resin pellet was dried and then heated and melted. Next, the molten mixed resin was filled into an injection apparatus. Next, the molten mixed resin was injected from the injection device into the mold of the
次に、金型を冷却して、金型内の混合樹脂を硬化させた後、この硬化した混合樹脂を金型から取り出した。こうして、実施例のポリ乳酸85重量%とケナフ繊維15重量%とからなる厚さ0.3mmのスピーカ振動板10が得られた。
Next, the mold was cooled to cure the mixed resin in the mold, and then the cured mixed resin was taken out of the mold. In this manner, a
比較例1として、ポリ乳酸のみを成型してスピーカ振動板10を製造した。また、比較例2として、ポリプロピレン85重量%とマイカ15重量%からなる工業用プラスチックを成型してスピーカ振動板10を製造した。
As Comparative Example 1, a
実施例、比較例1および比較例2で得られたスピーカ振動板10を短冊状に加工し、振動リード法によって、音響特性の指標となる密度、音速、弾性率および内部損失を測定した。測定結果を表に示す。
The
実施例のスピーカ振動板10は、比較例1のスピーカ振動板に比べて、密度が約30%小さかった。したがって、実施例のスピーカ振動板10から発生する音波での音圧は、比較例1のスピーカ振動板10から発生する音波での音圧に比べて、大きくなる。
The
実施例のスピーカ振動板10は、比較例2のスピーカ振動板10に比べて、密度が少しだけ大きくなるが、比較例1のスピーカ振動板10ほど大きくなかった。また、実施例のスピーカ振動板10は、比較例2のスピーカ振動板10に比べて、音速、弾性率および内部損失が同等以上であった。したがって、実施例のスピーカ振動板10は、スピーカ振動板として好適な音響特性を有すると考えられる。
The
本発明は、音響機器等に使用されるスピーカの音波発生部であるスピーカ振動板およびその製造に使用できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be used for the speaker diaphragm which is a sound wave generation part of the speaker used for an audio equipment etc., and its manufacture.
10 スピーカ振動板
12 スピーカ
14 磁気回路
16 ボイスコイル
18 ダンパ
20 フレーム
22 第1プレート
24 マグネット
26 第2プレート
28 センターポール
29 前面パネル
10
Claims (5)
上記混合工程後の混合物を溶融させる工程と、
上記溶融された混合物をスピーカ振動板の型に入れる工程と、
上記型に入れられた混合物を硬化させる工程と、
を有することを特徴とするスピーカ振動板の製造方法。 A mixing step of mixing the biodegradable plastic and the kenaf fiber so that the ratio of the weight of the kenaf fiber to the total weight of both materials in a molded body is a predetermined value in the range of 5% to 20%. When,
Melting the mixture after the mixing step;
Placing the molten mixture into a speaker diaphragm mold;
Curing the mixture placed in the mold,
A method of manufacturing a speaker diaphragm, comprising:
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