JP2006238198A - スピーカ用振動板及びその製造方法、スピーカ用振動板の成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面層と樹脂層からなる多層構造の振動板に対して、成形金型からの取り出し後に生じる変形を防止する。
【解決手段】 表面層１ａと樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２の多層構造からなる振動板であって、該振動板は金型成形された振動板基材１から形成され、振動板基材１の外周縁付近に振動板の中心軸Ｏに沿った方向に延びる延出成形部１ｃが形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカ用振動板及びその製造方法、スピーカ用振動板の成形金型に関するものである。

スピーカ用振動板に要望される物性は、比弾性率（Ｅ／ρ），比曲げ剛性率（Ｅ／ρ^３ ）が大きく、適度な内部損失を有し、機械的疲労に強く、耐候性が良いことである。さらに近年では、車載用を中心に防水性も重要な特性の一つとなってきている。このような要望に答えるべく、従来から種々の金属、セラミックス、合成樹脂、合成繊維、天然セルロース繊維、さらに最近ではバイオ技術を用いた微生物セルロース繊維等の素材が提案され、種々の加工法を用いて製造されている。

このようなスピーカ用振動板において、生産性が良好で、耐水性等の耐環境性に優れたものとして、合成樹脂製振動板を挙げることができる。この合成樹脂製振動板は、比較的大きな内部損失を有するポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂に対して、比弾性率を改善するために炭素繊維等の繊維を含有させることによって音質改善が図られており、主に、雄金型と雌金型からなる成形金型の成形間隙内に樹脂を充填する射出成形法によって製造されている。

このような射出成形による合成樹脂振動板は、製造工程上、混入できる繊維の種類や量に限界があるため、設計の自由度が低いことが欠点になっている。また、合成樹脂振動板の内部に発泡層を形成して見かけ上の密度を低下させて比弾性率の向上を図った場合には、発泡層によって振動板の機械的な剛性が低下したり或いは外観性を損なうという問題が生じる。

このような合成樹脂振動板の問題を解消するために、振動板を異なる材質で多層化することがなされており、低密度の樹脂層の表面にスキン層と呼ばれる表面層を形成して、強度又は耐環境性、或いは外観性といった特性をこのスキン層が担う構造にすることが提案されている。

例えば、下記特許文献１には、バクテリアセルロースからなる表面層とポリプロピレンからなる射出材（樹脂層）を備えた振動板が記載されており、下記特許文献２〜４には、発泡層と未発泡層からなるスキン層を備えた振動板が記載されている。また、下記特許文献５には、長さが３ｍｍ〜５０ｍｍと長い繊維を樹脂成分内に含有させた振動板であって、中心から周縁方向に放射状に配向する繊維が樹脂成分内に固定された表層とそれとは異なる方向に配向された繊維が樹脂成分に固定された中間層を備えたものが記載されている。

特開２０００−４４９６号公報 特許第３２３８６９３号公報 特許第３１３５４８２号公報 特開２００２−３６９２８６号公報 特開２００４−１５１９４号公報

このような多層構造の振動板を成形する際に、この振動板は、図１に示すように、振動板として機能する振動板本体部Ｊ１ａと成形後にカット面ＣＣで切断処理され除去される切断除去部Ｊ１ｂ，Ｊ１ｃからなる振動板基材として成形され、成形後に成形金型から取り出された振動板基材を冷却固化した後、前述した切断除去部Ｊ１ｂ，Ｊ１ｃの処理を行う（図１は振動板基材の断面を示しており、一点破線の○内には断面拡大図を示している）。

この際に、表面層ａと樹脂層ｂからなる多層構造の振動板では、成形金型内では図１（ａ）に示すように型に沿った正規な形状を保持しているが、成形金型から取り出した後に冷却固化する段階で、表面層ａと樹脂層ｂとの収縮率の違いによって、同図（ｂ）に示すように振動板本体部Ｊ１ａが湾曲変形してしまう問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、表面層と樹脂層からなる多層構造の振動板に対して、成形金型からの取り出し後に生じる変形を防止すること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるスピーカ用振動板、スピーカ用振動板の製造方法、スピーカ用振動板の成形金型は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

［請求項１］表面層と樹脂層の多層構造からなる振動板であって、該振動板は金型成形された振動板基材から形成され、該振動板基材の外周縁付近に前記振動板の中心軸に沿った方向に延びる延出成形部が形成されることを特徴とするスピーカ用振動板。

［請求項６］表面層と樹脂層の多層構造からなる振動板の製造方法であって、成形金型によって前記表面層と前記樹脂層を有する振動板基材を成形する工程を有し、該工程で前記振動板基材の外周縁付近に前記振動板の中心軸に沿った方向に延びる延出成形部を形成することを特徴とするスピーカ用振動板の製造方法。

［請求項１１］表面層と樹脂層の多層構造からなる振動板を製造する成形金型であって、前記表面層と前記樹脂層を有する振動板基材を成形するに際して、該振動板基材の外周縁付近に前記振動板の中心軸に沿った方向に延びる延出成形部を形成する成形間隙を有することを特徴とするスピーカ用振動板の成形金型。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は本発明の一実施形態に係るスピーカ用振動板を説明する説明図である（同図（ａ）は一つの実施形態を示す断面図であって、同図（ｂ）は他の実施形態を示す断面図である。図中の一点破線で示した○内には拡大断面図を示している）。

本発明の実施形態に係る振動板は、表面層１ａと樹脂層１ｂ_１又は１ｂ_２の多層構造からなり（図示の例では、表面層１ａと樹脂層１ｂ_１又は１ｂ_２からなる２層構造の例を示しているが、表面層１ａを表裏両面に設ける等、３層以上の多層構造であってもよい）、振動板を形成する振動板本体部１Ａと成形後にカット面ＣＣで切断処理され除去される切断除去部１Ｂ_１，１Ｂ_２からなる振動板基材１から形成される。同図（ａ）は樹脂層１ｂ_１が発泡層によって形成される例を示しており、同図（ｂ）は樹脂層１ｂ_２が発泡していない層によって形成されている例を示している。

ここで、本発明の実施形態に係る振動板の特徴は、振動板基材１の外周縁付近に振動板の中心軸（対称軸）Ｏに沿った方向に延びる延出成形部１ｃが形成されているところにある。この延出成形部１ｃは中心軸Ｏと完全に平行に形成する必要はなく、ほぼ平行で若干の傾き（例えば、２〜５°の抜け勾配の範囲）を有するように形成されていてもよい。図面には、延出成形部１ｃを振動板本体部１Ａの外周縁から延びる切断除去部１Ｂ_１に形成した例を示しているが、これに限らず、振動板本体部１Ａの外周縁付近に形成することもできる。

また、この延出成形部１ｃは、振動板基材１の成形後の冷却固化時に表面層１ａと樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２の収縮率の差によって生じる湾曲変形の方向と逆方向に形成されている。図示の例では、収縮率の大きい樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２を下層側に設けて、延出成形部１ｃが上方に立ち上がる状態になっているが、収縮率の大きい樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２が上層側に設けられた場合には、延出成形部１ｃは下方に立ち下がるように形成されることになる。

このような実施形態に係る振動板によると、振動板基材１の成形後の冷却固化時に多層構造の各層の収縮率に違いがある場合であっても、前述した延出成形部１ｃの存在によって変形応力が抑えられ、図１（ｂ）に示すような振動板本体部１Ａの湾曲変形が生じない。

特に、振動板基材１が振動板を形成する振動板本体部１Ａと切断処理によって除去される切断除去部１Ｂ_１，１Ｂ_２とからなり、延出成形部１ｃを振動板本体部１Ａの外周縁から延びる切断除去部１Ｂ_１に形成した場合には、振動板本体部１Ａの形態とは無関係に延出成形部１ｃを形成することができるので、振動板の形状設計に影響なく、前述した湾曲変形の問題を回避することができる。

本発明の実施形態における表面層１ａは、各種繊維などの織布やフィルム、或いは金属などによって形成することができると共に、樹脂層１ｂ_１の一部を未発泡層又は硬化層にすることによって形成することができる。また、本発明の実施形態における樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２は、各種繊維等を混入したもの、発泡層或いは未発泡層等、どのような形態の樹脂層であってもよく、要するに、表面層１ａと樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２との間に冷却固化時の収縮率差が生じるようなものであればよい。

図３は、本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板の成形金型を示す断面図である。この成形金型１０は、雄金型１１と雌金型１２との嵌め合わせによってその間に成形間隙１０Ａが形成され、その成形間隙１０Ａによって前述した振動板基材１が成形されるものである。そして、本発明の実施形態に係る成形金型１０においては、成形間隙１０Ａが前述した延出成形部１ｃを形成するための間隙部分１０Ａ_Ｌを有している。

すなわち、図示する一例としては、成形間隙の１０における前述した振動板本体部１Ａを形成する部分に連続して、中心軸Ｏに沿った方向に前述した間隙部分１０Ａ_Ｌが形成されている。また、図示の例では、雌金型１２側に充填孔１０Ｂが形成されており、この充填孔１０Ｂから成形間隙１０Ａ内に樹脂が充填される。

このような実施形態に係る成形金型１０によると、振動板基材１の一部として前述した延出成形部１ｃを形成することができるので、製造工程を特に追加することなく、振動板本体部１Ａの湾曲変形を防ぐ延出成形部１ｃを形成することができる。すなわち、本発明の実施形態に係る成形金型１０を用いて振動板基材１を成形すると、成形後の冷却固化時においても湾曲変形のない良質な振動板基材１を形成することができる。

図４〜６は、本発明の各実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明する説明図である。本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法は、前述した成形金型１０によって前述した表面層１ａと樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２を有する振動板基材１を形成する工程を有し、該工程で振動板基材１の外周縁付近に振動板の中心軸Ｏに沿った方向に延びる延出成形部を形成するものであるが、以下に示すような、各種形態で実現することができる。

図４に示した実施形態は、予め成形された表面層材１ａ_０を成形金型１０内に装填して表面層１ａを形成するものである。すなわち、同図（ａ）に示すように、雄型金型１１と雌形金型１２との間に予め振動板基材１の表面形状に成形された表面層材１ａ_０を配置して、同図（ｂ）に示すように、例えば雄型金型１１側の成形間隙形成部に表面層材１ａ_０を装着させる。そして、その状態で、同図（ｃ）に示すように、雄型金型１１と雌形金型１２を嵌め合わせ状態にし、例えば雌形金型側から成形間隙内に樹脂を充填させる。

このような製造方法によると、表面層材１ａ_０を振動板基材１の表面形状に予め成形した後インサート成形するので、表面層１ａの形状をより正確に形成することができ、所望の形状の振動板基材１を得ることができると共に、成形後の変形のない振動板基材１を得ることができる。

図５に示した実施形態は、未成形の表面層材１ａ_０を成形金型１０内で同時成形して表面層１ａを形成するものである。すなわち、同図（ａ）に示すように、雄型金型１１と雌形金型１２との間に未成形の表面層材１ａ_０を配置して、同図（ｂ）に示すように、雄型金型１１と雌形金型１２を嵌め合わせ状態にして成形間隙内に表面層材１ａ_０を配置する。そして、その状態で、同図（ｃ）に示すように、例えば雌形金型側から成形間隙内に樹脂を充填させて、成形間隙内で表面層１ａと樹脂層１ｂ_１，１ｂ_２を同時成形する。

このような製造方法によると、単層の場合と同様の工程で多層構造の振動板を得ることができると共に、成形後の変形のない振動板基材１を得ることができる。

図６に示した実施形態は、樹脂層１ｂ_１が成形金型１０内で発泡層として形成されるものである。すなわち、図６（ａ１），（ｂ１）或いは（ａ２），（ｂ２）に示すように、前述した図４又は図５に示した実施形態と同様に、雄型金型１１と雌形金型１２を嵌め合わせ状態にして成形間隙内に表面層材１ａ_０を配置する。そして、その状態で、図６（ｃ）に示すように、例えば雌形金型側から成形間隙内に発泡剤入り樹脂を充填させて、この樹脂が完全固化する前に、図６（ｄ）に示すように、瞬時に金型を開放し、充填した樹脂を発泡させる。

このような製造方法によると、図７（スピーカ用振動板の断面拡大図）に示すように、表面層１ａと樹脂層１ｂ_１が形成され、この樹脂層１ｂ_１にはその表裏両面に未発泡のスキン層１ｂ_１ｓが形成されると共に内部に発泡層１ｂ_１ｍが形成されることになる。

そして、このような各実施形態によって振動板基材１を成形した後、前述した切断除去部１Ｂ_１，１Ｂ_２の切断処理を行って、振動板本体部１Ａからなる振動板を得る。この際、前述した延出成形部１ｃを切断除去部１Ｂ_１に形成した場合には、振動板本体部１Ａの形状に関係なく、良質な振動板基材１を得ることができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板，スピーカ用振動板の製造方法，スピーカ用振動板の成形金型によると、表面層と樹脂層からなる多層構造の振動板に対して、成形金型からの取り出し後に生じる変形を防止することが可能になる。そして、多層構造を有する振動板によって、合成樹脂製振動板の設計自由度を高めることができると共に、振動板の比弾性率の向上と機械的剛性，外観性或いは耐環境性の改善という要求を同時に満足する良質な振動板を得ることができる。

従来技術の課題を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板を説明する説明図（同図（ａ）は一つの実施形態を示す断面図であって、同図（ｂ）は他の実施形態を示す断面図である。図中の一点破線で示した○内には拡大断面図を示している）。 本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板の成形金型を示す断面図である。 本発明の各実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明する説明図である。 本発明の各実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明する説明図である。 本発明の各実施形態に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明する説明図である。 スピーカ用振動板の断面拡大図である。

符号の説明

１ 振動板基材
１Ａ 振動板本体部
１Ｂ_１，１Ｂ_２ 切断除去部
１ａ 表面層
１ｂ_１，１ｂ_２ 樹脂層
１ｂ_１ｓ スキン層
１ｂ_１ｍ 発泡層
１ｃ 延出成形部
１０ 成形金型
１０Ａ 成形間隙
１０Ａ_Ｌ 間隙部分
１１ 雄金型
１２ 雌金型
Ｏ 中心軸

Claims (11)

1. 表面層と樹脂層の多層構造からなる振動板であって、
   該振動板は金型成形された振動板基材から形成され、
   該振動板基材の外周縁付近に前記振動板の中心軸に沿った方向に延びる延出成形部が形成されることを特徴とするスピーカ用振動板。
2. 前記延出成形部は、成形後の冷却固化時に前記表面層と前記樹脂層の収縮率の差により生じる湾曲変形の方向と逆方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載されたスピーカ用振動板。
3. 前記振動板基材は、前記振動板を形成する振動板本体部と切断処理によって除去される切断除去部とからなり、前記延出成形部は前記振動板本体部の外周縁から延びる前記切断除去部に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載されたスピーカ用振動板。
4. 前記振動板は、前記表面層と前記樹脂層の２層構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたスピーカ用振動板。
5. 前記樹脂層は発泡層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたスピーカ用振動板。
6. 表面層と樹脂層の多層構造からなる振動板の製造方法であって、
   成形金型によって前記表面層と前記樹脂層を有する振動板基材を成形する工程を有し、
   該工程で前記振動板基材の外周縁付近に前記振動板の中心軸に沿った方向に延びる延出成形部を形成することを特徴とするスピーカ用振動板の製造方法。
7. 前記表面層は、予め成形された表面層材を前記成形金型内に装填して形成されることを特徴とする請求項６に記載されたスピーカ用振動板の製造方法。
8. 前記表面層は、未成形の表面層材を前記成形金型内で同時成形して形成されることを特徴する請求項６に記載されたスピーカ用振動板の製造方法。
9. 前記樹脂層は前記成形金型内で発泡層として形成されることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載されたスピーカ用振動板の製造方法。
10. 前記延出成形部は前記振動板基材形成後に切断除去されることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載されたスピーカ用振動板の製造方法。
11. 表面層と樹脂層の多層構造からなる振動板を製造する成形金型であって、
    前記表面層と前記樹脂層を有する振動板基材を成形するに際して、該振動板基材の外周縁付近に前記振動板の中心軸に沿った方向に延びる延出成形部を形成する成形間隙を有することを特徴とするスピーカ用振動板の成形金型。
    

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