JP2010245687A - Method for manufacturing diaphragm of loudspeaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ焼結3次元積層造形法を用いてスピーカの振動板を製造するスピーカの振動板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a speaker diaphragm manufacturing method for manufacturing a speaker diaphragm using a laser sintering three-dimensional additive manufacturing method.
スピーカの振動板は、例えば紙、シートやフィルムを適度な大きさに裁断して丸めたり接着したりしてコーン形状、ドーム形状、平板形状などさまざまな形状に形成される。ところが、スピーカに特徴的な音響特性を付与するために、上述の形状以外の複雑な形状に振動板を成形したいというニーズもある。このような複雑な形状に振動板を成形する場合、シートやフィルムから振動板を成形する方法では困難なことも多い。そこで、特許文献1に示されるように射出成形で振動板を複雑な形状に成形する技術が開発されている。
特許文献1の振動板の製造方法は、コーン形状に形成された金型内にポリプロピレン樹脂を射出して振動板を一体物として成形するものであり、シートやフィルムから成形を行う従来の方法に比べれば複雑な形状へ柔軟に対応することが可能である。
The diaphragm of the speaker is formed into various shapes such as a cone shape, a dome shape, and a flat plate shape by cutting a paper, a sheet, or a film into an appropriate size and rounding or adhering them. However, there is also a need to form the diaphragm in a complicated shape other than the above-described shape in order to impart acoustic characteristics characteristic to the speaker. When the diaphragm is formed into such a complicated shape, it is often difficult to form the diaphragm from a sheet or film. Therefore, as shown in
The method for manufacturing a diaphragm disclosed in
ところが、金型を用いた射出成形方法で振動板を成形する特許文献1の製造方法でも、振動板の形状が例えば内部が中空とされたドーム状のように成形後に金型を抜きにくいものである場合や、振動板の表面にリブを備えた複雑な形状である場合は、振動板の成形が困難になる場合がある。
また、金型を用いた射出成形方法で振動板を成形する場合には、所望の音質を実現できるまで振動板の形状を度々修正する場合が多く、形状の修正を繰り返すたびに金型も修正しなくてはならない。ところが、スピーカは多品種小ロットで生産されることが多いため、このような金型の修正を少数しか生産されない品種に対してまで行っていたのでは、手間や労力が非常に大きなものとなる。つまり、特許文献1の製造方法では、金型のメンテナンスに手間や労力がかかりすぎるので、多品種小ロットの生産には十分に対応できないという問題もあった。
However, even in the manufacturing method of
In addition, when a diaphragm is molded by an injection molding method using a mold, the shape of the diaphragm is often corrected until the desired sound quality can be achieved, and the mold is also corrected each time the correction of the shape is repeated. I have to do it. However, since the speaker is often produced in a large variety of small lots, if such a modification of the mold is performed for only a small number of varieties, labor and labor are very large. . In other words, the manufacturing method of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、複雑な形状の振動板を低コストで成形でき、多品種小ロットの生産にも容易に対応できるスピーカの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 provides a method for manufacturing a diaphragm for a speaker that can form a diaphragm having a complicated shape at low cost and can easily cope with the production of a wide variety of small lots. The purpose is to do.
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のスピーカの振動板の製造方法は、レーザ焼結3次元積層造形法を用いてスピーカの振動板を成形することを特徴とするものである。
具体的には、前記レーザ焼結3次元積層造形法(Selective Laser Sintering、以下SLSという)は、合成樹脂の微粒子を一定の堆積厚さに堆積し、次に前記堆積した微粒子の層に対してレーザを照射することで前記微粒子が焼結された焼結層を形成し、前記焼結層堆積方向に連続して形成するものである。
In order to achieve the object, the present invention takes the following technical means.
In other words, the speaker diaphragm manufacturing method of the present invention is characterized in that a speaker diaphragm is formed using a laser sintering three-dimensional additive manufacturing method.
Specifically, the laser-sintered three-dimensional additive manufacturing method (Selective Laser Sintering, hereinafter referred to as SLS) deposits synthetic resin fine particles to a constant deposition thickness, and then deposits on the deposited fine particle layer. By irradiating a laser, a sintered layer in which the fine particles are sintered is formed and continuously formed in the sintered layer deposition direction.
発明者は、上述の問題は全て金型を用いている点に起因しているため、このような問題を根本的に解消するためには金型を用いずに振動板を製造する他ないと考えた。そして、レーザを用いて複雑な形状に成形することのできるレーザ焼結3次元積層造形法を用いることにより、これらの問題を一挙に解決できることを知見して本発明を完成させたのである。
すなわち、レーザ焼結3次元積層造形法を用いれば金型を用いなくても振動板を成形でき、予め金型を抜き取る場合を想定しなくても良いため振動板を射出成型法では困難な複雑な形状に成形することもできる。また、金型の設計や製作を行う必要がないので、振動板の製造コストを低減することも可能となる。さらに、金型の修正や再設計のように面倒な手間をかけなくても設計の変更が容易に行えるため、多品種小ロットの生産に対しても十分に対応可能となる。
The inventor is due to the fact that the above-mentioned problems are all due to the use of a mold, and in order to fundamentally solve such problems, there is no choice but to manufacture a diaphragm without using a mold. Thought. Then, the present invention has been completed by discovering that these problems can be solved at once by using a laser sintering three-dimensional additive manufacturing method that can be formed into a complicated shape using a laser.
That is, if the laser-sintered three-dimensional additive manufacturing method is used, the diaphragm can be formed without using a mold, and it is not necessary to assume the case of extracting the mold in advance. It can also be formed into any shape. In addition, since it is not necessary to design and manufacture a mold, it is possible to reduce the manufacturing cost of the diaphragm. Furthermore, the design can be easily changed without troublesome work such as mold correction and redesign, and therefore, it is possible to sufficiently cope with the production of a large variety of small lots.
なお、上述のように堆積した微粒子の層に対してレーザを照射する際には、前記レーザの出力を変化させることにより物理特性が表面の部分ごとに異なる振動板を製造することもできるし、前記板厚方向に物理特性が異なる振動板を製造することもできる。
このように堆積層の表面や堆積厚さ方向に沿ってレーザの出力を変化させれば、ヤング率や内部損失などの物理特性を振動板の部位に合わせて適宜変化させることができ、スピーカに組み込んだ際により多彩な音質を実現することもできる。
また、前記振動板の製造と同時に、当該振動板に隣接して配備されるエッジ、ダストキャップ、ダンパ又はコイル支持体の少なくとも1つ以上を、前記振動板と一体に成形することもできる。
In addition, when irradiating the layer of fine particles deposited as described above with a laser, it is possible to manufacture a diaphragm having different physical characteristics for each surface portion by changing the output of the laser. It is also possible to manufacture diaphragms having different physical characteristics in the plate thickness direction.
In this way, by changing the laser output along the surface of the deposited layer and the direction of the deposited thickness, the physical characteristics such as Young's modulus and internal loss can be changed appropriately according to the location of the diaphragm, and Various sound quality can also be realized by incorporating.
Simultaneously with the manufacture of the diaphragm, at least one of an edge, a dust cap, a damper, or a coil support disposed adjacent to the diaphragm can be formed integrally with the diaphragm.
このように振動板の製造と同時にエッジ、ダストキャップ、ダンパ又はコイル支持体も成形すれば、これらの部材と振動板との接合や組立が不要となり、スピーカの製造工程をより簡略化して、製造コストを低減することが可能となる。
さらに、前記合成樹脂の微粒子には、平均粒径が10〜100μm、より好ましくは平均粒径が40〜70μmに粒度調整されたポリプロピレンの球状粒子を用いるのが良い。
振動板には,軽量かつ機械的な強度、ヤング率、適度な内部損失のある材質が求められる。具体的にはパルプ、パルプに種々の材料を混漉したもの、ポリプロピレンなどの高分子素材、アルミやチタンなどの金属、ポリエステルや絹、アラミドやカーボンなどの繊維を編んだもの、などが使用される。
レーザ焼結三次元積層造形法を用いて振動板を製造する際にも、上述の高分子素材として熱可塑性の合成樹脂を用いることができる。そして、このような熱可塑性樹脂の中でも、特に汎用性樹脂の中で比較的高いヤング率を有する上述のポリプロピレンの球状微粒子を用いることにより、高剛性,軽量,適度な内部損失をもつ振動板を構成することができる。
If the edge, dust cap, damper, or coil support is formed at the same time as the diaphragm is manufactured in this way, joining and assembling of these members and the diaphragm becomes unnecessary, and the manufacturing process of the speaker is further simplified and manufactured. Costs can be reduced.
Furthermore, as the fine particles of the synthetic resin, it is preferable to use polypropylene spherical particles whose average particle diameter is adjusted to 10 to 100 μm, more preferably 40 to 70 μm.
The diaphragm must be made of a material that is lightweight and has mechanical strength, Young's modulus, and moderate internal loss. Specifically, pulp, pulp mixed with various materials, polymer materials such as polypropylene, metals such as aluminum and titanium, knitted fibers such as polyester and silk, aramid and carbon, etc. are used. The
Also when manufacturing a diaphragm using the laser sintering three-dimensional layered manufacturing method, a thermoplastic synthetic resin can be used as the above-described polymer material. Among such thermoplastic resins, a diaphragm having high rigidity, light weight, and moderate internal loss can be obtained by using the above-mentioned polypropylene spherical fine particles having a relatively high Young's modulus among general-purpose resins. Can be configured.
また、レーザ焼結三次元積層造形法では合成樹脂の微粒子を所定の厚みの層として堆積させながら加工を行う。この堆積層は、盛られた合成樹脂の微粒子をローラやワイパーのような部材を用いて一定の厚みに均すことで形成される。それゆえ、合成樹脂の微粒子には均しやすさが求められるが、上述のような平均粒子径が10〜100μm、より好ましくは平均粒径が40〜70μmに粒度調整されていれば、レーザ焼結三次元積層造形機のシステムに合わせて微粒子の流動性を調整することができ、堆積層の厚みを一定に揃えたり適宜変化させたりすることが可能となる。 In the laser sintering three-dimensional additive manufacturing method, processing is performed while depositing fine particles of synthetic resin as a layer having a predetermined thickness. The deposited layer is formed by leveling the accumulated fine particles of synthetic resin to a certain thickness using a member such as a roller or a wiper. Therefore, the fine particles of the synthetic resin are required to be even, but if the average particle size is adjusted to 10 to 100 μm, more preferably 40 to 70 μm as described above, laser sintering is performed. The fluidity of the fine particles can be adjusted in accordance with the system of the three-dimensional additive manufacturing machine, and the thickness of the deposited layer can be made constant or can be appropriately changed.
なお、レーザ焼結三次元積層造形法では上述のような理由から平均粒子径が10〜100μmの範囲の合成樹脂の微粒子を用いるのが好ましいが、目的とする振動板のヤング率や内部損失などの物理特性に応じて平均粒子径がこれらの範囲から外れる合成樹脂の微粒子(例えば平均粒子径が100μmを超えるような粒子や平均粒子径が10μmに満たない粒子)を用いることもできる。
なお、前記合成樹脂の微粒子には、前記焼結層に剛性を付与するフィラーを含めることもできる。
In the laser sintering three-dimensional additive manufacturing method, it is preferable to use synthetic resin fine particles having an average particle diameter in the range of 10 to 100 μm for the reasons described above. Synthetic resin fine particles (for example, particles having an average particle diameter exceeding 100 μm or particles having an average particle diameter of less than 10 μm) whose average particle diameter is out of these ranges can also be used.
The fine particles of the synthetic resin may include a filler that imparts rigidity to the sintered layer.
本発明のスピーカの振動板の製造方法によれば、複雑な形状の振動板を低コストで成形でき、多品種小ロットの生産にも容易に対応できる。 According to the method for manufacturing a diaphragm for a speaker of the present invention, a diaphragm having a complicated shape can be formed at a low cost, and can be easily adapted to the production of a large variety of small lots.
以下、本発明に係るスピーカSの振動板1の製造方法を図面に基づき説明する。なお、以下の説明では、コーン型スピーカの振動板1を製造する製造方法を例に挙げて、本発明の振動板の製造方法を説明する。
まず、本発明の製造方法で製造される振動板1を備えたスピーカSについて説明する。
図1に示されるように、スピーカSは、コーン型スピーカであり、上下方向を向く軸(回転軸R)回りに逆円錐形状(コーン形状)に形成されたフレーム2を備えている。フレーム2の内側には、フレーム2よりやや小さいサイズの逆円錐形状に形成された振動板1が配設されている。フレーム2の外周縁には周方向に亘って段部3が形成されており、この段部3にリング状の係止具4を嵌め込むようにして円環状のエッジ5が挟持固定されている。このエッジ5の外周側は上述のようにフレーム2の段部3に固定されており、内周側は振動板1の外周縁に繋がっており、このエッジ5を介して振動板1とフレーム2とが互いに連結されている。
Hereinafter, the manufacturing method of the
First, the speaker S provided with the
As shown in FIG. 1, the speaker S is a cone-type speaker, and includes a
フレーム2の中央には上下方向を貫通する開口部6が形成されており、この開口部6の下側には上方に向かって開口した箱状のヨーク7が設けられている。ヨーク7の内部にはヨーク7の開口部6に合わせて上下に開口したリング状のマグネット8が取り付けられており、ヨーク7の開口部6からマグネット8の内側を通って下方に抜ける縦穴9が形成されており、この縦穴9に振動板1の下端が遊挿されている。
なお、以下の説明において、図1の上下を振動板1を説明する際の上下とする。また、図1において振動板1の回転軸Rから離れる方向を振動板1を説明する際の外周側と、また回転軸Rに近づく方向を内周側という。
An opening 6 penetrating in the vertical direction is formed at the center of the
In the following description, the top and bottom in FIG. 1 are the top and bottom when the
図1に示されるように、振動板1は、上方に向かってホーン状に広がるホーン部10と、ホーン部10の下端から下方に向かって伸びる円筒状のコイル支持体11とを一体に備えている。コイル支持体11の外周面にはヨーク7に設けられたマグネット8の磁力を受けて振動板1を振動させるコイル12が設けられており、またコイル12の上側の外周面とフレーム2との間には振動板1の振動を減衰させるダンパ13が設けられている。
コイル支持体11の上側には異物が入り込むことを防止するダストキャップ14が設けられている。ダストキャップ14は、上方に向かって球面状(ドーム状)に形成されており、コイル支持体11の上端に一体に設けられている。また、振動板1の外周側には、上述した円環状のエッジ5が振動板1に一体に設けられている。なお、エッジ5とダストキャップ14とは振動板1と別部材として形成されていても良いが、本実施形態ではエッジ5とダストキャップ14とが振動板1に一体に形成されたものを例示している。
As shown in FIG. 1, the
A
上述のような構成を備えた振動板1を製造する場合、従来の製造方法では金型を用いた射出成形で製造されていた。つまり、振動板1の上面形状に沿って形成された上金型と下面形状に沿って形成された下金型との間に、溶融状態のポリプロピレンを流し込み、ポリプロピレンが冷却固化した後で成形品を取り出すことで振動板1を成形していた。
ところが、スピーカSに特徴的な音響特性を付与するために、上述の形状以外の複雑な形状に振動板1を成形したいというニーズもある。このような複雑な形状の中には、例えば内部が中空とされたドーム形状や表面にリブを有する形状のように、金型を用いた射出成形方法では成形が困難なものもある。
When the
However, in order to give the speaker S characteristic acoustic characteristics, there is a need to form the
また、金型を必要とする従来の射出成形方法では、形状の修正を繰り返すたびに金型も修正しなくてはならず、労力や手間がかかる金型の修正を少数しか生産されない小ロットの品種に対してまで行うことができず、多品種小ロットの生産に十分に対応できないという問題もあった。
そこで、本発明の振動板1の製造方法では、金型を用いずに成形が可能なレーザ焼結3次元積層造形法を用いてスピーカSの振動板1を成形している。レーザ焼結3次元積層造形法は、合成樹脂の微粒子を一定の堆積厚さに堆積し、次に堆積した微粒子の層に対してレーザを照射することで微粒子が焼結された焼結層を形成し、焼結層を堆積方向に連続して形成して造形を行うものである。
In addition, in the conventional injection molding method that requires a mold, the mold must be corrected every time the correction of the shape is repeated. There was also a problem that it was not possible to carry out even for the varieties, and could not cope with the production of a large variety of small lots.
Therefore, in the manufacturing method of the
レーザ焼結3次元積層造形法により振動板1を製造する製造装置28としては、例えばローラやワイパーを用いて合成樹脂の微粒子を一定の堆積厚さに堆積するものが知られている。なお、本実施形態では、ローラを用いたものを例示して、本発明の装置28を説明する。
図2に示されるように、製造装置28は、互いに距離をあけて配備された左右一対のステージ20、21と、左右のステージ20、21の間に昇降自在に配備されたパーツヘッド22とを有している。左右のステージ20、21は、互いの上面が同じ高さになるように配備されており、それぞれの上面にはステージ20を上下方向に貫通する貫通孔23が形成されている。これらの貫通孔23にはポリプロピレン樹脂の微粉末(球状粒子18)が充填されており、またポリプロピレン樹脂の微粉末の下側にはピストン形状のフィーダ24が上下方向に昇降自在に配備されている。
As a
As shown in FIG. 2, the
ステージ20の上側には、ステージ20の上面に外周面が接触可能なローラ25が配備されている。このローラ25は、転動しながら水平に移動可能になっており、左右のステージ20、21間を往来できるようになっている。
パーツヘッド22の上方には、炭酸ガスレーザのレーザガン26と、パーツヘッド22の上面に堆積した微粉末に対してレーザガン26で発生したレーザを照射する照射ミラー27とが配備されている。照射ミラー27は図示しない制御装置からの制御信号に基づいて、パーツヘッド22の上面に堆積した微粉末のうち任意部分の微粉末のみを焼結して焼結層を形成することができるようになっており、例えばCADの断面形状データに従って制御装置から制御信号を照射ミラー27に送って断面形状データの通りの形状に焼結層を形成できるようになっている。
On the upper side of the
Above the
振動板1は、上述の製造装置28を用いて、以下の製造工程に従って製造される。
左ステージ20の貫通孔23のフィーダ24を上方に向かって移動させると、フィーダ24の上側に載せられたポリプロピレン樹脂の微粉末がせり上がり、左ステージ20の上面にポリプロピレン樹脂の微粉末が山盛り状に供給される。
次に、図2(a)に示されるように、ローラ25を転動させながら左ステージ20から右ステージ20に向かって水平に移動させる。そうすると、左ステージ20の上面に山盛り状に供給された微粉末がローラ25に均されてパーツヘッド22の上面に広がり、パーツヘッド22の上面に微粉末が均一な厚さで堆積する。
The
When the
Next, as shown in FIG. 2A, the
図2(b)に示されるように、レーザガン26で発生したレーザを照射ミラー27に導き、振動板1の断面形状データに従って制御装置から制御信号を照射ミラー27に送って照射ミラー27を動かしながら微粉末を焼結する。そうすると、パーツヘッド22の上面に堆積された微粉末のうち振動板1の断面形状に沿った部分だけにレーザが照射され、レーザの照射部分に焼結層が形成される。このとき、照射の位置に合わせてレーザガン26の出力を増減させると、後述するようにレーザの出力を大きくすればポリプロピレンの球状粒子18が溶解して緻密な焼結層が形成され、またレーザの出力を小さくすればポリプロピレンの球状粒子18が溶解せずに残って空洞の焼結層が形成され、焼結層の微細構造を変化させることもできる。
As shown in FIG. 2B, the laser generated by the
図2(c)に示されるように、レーザの照射が終了した後は、パーツヘッド22を堆積層29の厚みの分だけ下降させる。そして、右ステージ20の貫通孔23のフィーダ24を上方に向かって移動させると、フィーダ24の上側に載せられたポリプロピレン樹脂の微粉末がせり上がり、右ステージ20の上面にポリプロピレン樹脂の微粉末が山盛り状に供給される。
図2(d)に示されるように、ローラ25を転動させながら右ステージ20から左ステージ20に向かって水平に移動させる。そうすると、右ステージ20の上面に山盛り状に供給された微粉末がローラ25に均されてパーツヘッド22の上面に広がり、焼成が終了した堆積層29の上面にパーツヘッド22の下降距離の厚み分だけ微粉末が堆積する。
As shown in FIG. 2C, after the laser irradiation is finished, the parts head 22 is lowered by the thickness of the
As shown in FIG. 2D, the
図2(e)に示されるように、焼成が終了した堆積層29の上面にさらに堆積した堆積層29に対して図2(b)の場合と同様にレーザを照射し微粉末の焼成を行う。このとき、先に堆積された堆積層の上に異なる出力でレーザを照射すると、焼結層の微細構造を堆積方向にも変化させることができる。
図2(f)に示されるように、上述の図2(a)〜図2(e)までの手順を断面形状データの数(断面スライス数)だけ繰り返すことで焼成工程が行われる。焼成工程が終了すると、未焼成の微粉末をエアーなどで飛ばして、適宜洗浄等を行うことで振動板1が得られる。
As shown in FIG. 2E, a fine powder is fired by irradiating the deposited
As shown in FIG. 2 (f), the firing process is performed by repeating the above-described procedures from FIG. 2 (a) to FIG. 2 (e) by the number of cross-sectional shape data (the number of cross-sectional slices). When the firing step is finished, the unfired fine powder is blown with air or the like, and the
上述のようにしてレーザ焼結3次元積層造形法を用いて製造された振動板1は、ポリプロピレンの微粒子の焼結体で形成されている。この焼結体は、レーザの照射によりポリプロピレンの微粒子(球状粒子18)が焼結して形成される特徴的な微細構造を備えている。次に、この振動板1の微細構造を詳しく説明する。
振動板1は、コイル支持体11(図3のA)、ホーン部10の内周側(図3のB)及び内周側(図3のC)のいずれの部分においても同様な微細構造を備えている。図3の拡大図に示されるように、振動板1は、板厚方向に表側の表面層15、内部層16、裏側の表面層17の3層で形成されている。
The
The
表側及び裏側の表面層15、17は、材料であるポリプロピレンの球状粒子18がレーザの照射で溶解して形成されたものであり、ポリプロピレンで緻密に(空洞なく)形成されている。ポリプロピレンは汎用樹脂の中では比較的ヤング率が大きな(1.5〜2.0GPa)合成樹脂であるため、このようなポリプロピレンで表面層15を形成することでヤング率が大きな振動板1を形成することができる。
なお、ポリプロピレンの球状粒子18は、粒径が10μmに粒度調整されたものから粒径が100μmに粒度調整されたものまでを所定量混合して、粒子平均粒径が10〜100μm、好ましくは平均粒径が40〜70μmになるように粒度調整されたものである。
The front-side and back-side surface layers 15 and 17 are formed by melting
In addition, the
このようなポリプロピレンの微粒子は、粉砕法を用いて形成されたものでは粒子形状が球状になりにくく、懸濁重合法を用いて形成されたものでは所定の粒径が得られにくいので、混練機を用いた溶融分散法(溶融混練法)で製造されるのが好ましい。溶融分散法は、ポリプロピレンと相溶性のない熱可塑性樹脂(例えばポリエチレンオキサイドのような水溶性の熱可塑性樹脂)を混練機内に供給し、この熱可塑性樹脂の分散媒中に溶融したポリプロピレンを押し出す。そして、混練機により分散媒中にポリプロピレンを粒子状に分散させ、混練冷却後に分散媒だけを水に溶かすなどして取り除くことで粒子を製造するものである。このような溶融分散法で製造されたポリプロピレンの微粒子は、円形度が0.7以上の粒子形状になりやすく、レーザ焼結3次元積層造形法において厚みが揃った堆積層29を形成するのに適している。
Since such polypropylene fine particles are formed using a pulverization method, the particle shape is unlikely to be spherical, and those formed using a suspension polymerization method are difficult to obtain a predetermined particle size. It is preferably produced by a melt dispersion method (melt kneading method) using In the melt dispersion method, a thermoplastic resin that is incompatible with polypropylene (for example, a water-soluble thermoplastic resin such as polyethylene oxide) is supplied into a kneader, and the molten polypropylene is extruded into a dispersion medium of the thermoplastic resin. Then, the particles are produced by dispersing polypropylene in a dispersion medium in a dispersion medium using a kneader and removing only the dispersion medium by dissolving in water after kneading and cooling. The polypropylene fine particles produced by such a melt dispersion method are likely to have a particle shape with a circularity of 0.7 or more, and form a
なお、ポリプロピレンの球状粒子18の表面には、例えばシリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、又はヒドロキシアパタイトのような凝集防止粒子が被覆されているのが好ましい。このような凝集防止粒子で被覆されたポリプロピレンの球状粒子18は、粒子同士の凝集が起こり難く、後述するように粒子間に多くの空洞19が存在する内部層16を形成するのに適しているからである。
内部層16は、材料であるポリプロピレンの球状粒子18がレーザの照射で完全に溶解せずに残って形成されたものであり、ポリプロピレンの球状粒子18間に多くの空洞19を備えた疎な状態に形成されている。このように空洞19が多く形成されると内部損失が大きくなるため、このような内部層16を設けることで振動板1の内部損失を大きくすることができる。
The surface of the polypropylene
The
表面層15、17及び内部層16は、ポリプロピレンの球状粒子18の堆積層に対してレーザの出力を変化させることにより形成される。すなわち、レーザの出力を大きくしてポリプロピレンの球状粒子18を完全に溶解させれば上述のような表面層15が得られ、またレーザの出力を小さくしてポリプロピレンの球状粒子18を完全に溶解させないようにすれば球状粒子18が粒子状態で残って空洞状の内部層16が得られる。
それゆえ、例えば最初に堆積された堆積層に対して高出力のレーザを照射し、次に堆積された堆積層に対して低出力のレーザを照射し、さらに最後に堆積された堆積層に対して再び高出力のレーザを照射すれば、図3の拡大図に示すような微細構造を形成することができ、板厚方向にヤング率や内部損失などの物理特性が異なる振動板1を製造することが可能となる。
The surface layers 15 and 17 and the
Thus, for example, the first deposited layer is irradiated with a high-power laser, the deposited layer is then irradiated with a low-power laser, and the last deposited layer is further irradiated. If the high-power laser is irradiated again, a fine structure as shown in the enlarged view of FIG. 3 can be formed, and the
なお、本発明の振動板1の製造方法では、上述の微細構造以外にも以下のような微細構造を備えた振動板1を成形することができる。
例えば、図4のA部分のように平面状の壁に囲まれた内部に堆積した微粉末が残された微細構造を得ることができる。このような微細構造は、壁に相当する部分ではレーザの出力を上げて堆積層2を溶解させ、微粉末が残された部分に対してはレーザの出力を下げるか0にすることにより得ることができる。
また、図4のA部分の微細構造が平面状の壁で囲まれたものであったのに対し、図4のB部分のように曲面状の壁に囲まれた内部に堆積した微粉末が残された微細構造を得ることもできる。このような微細構造は、堆積層29に対してレーザの出力を下げたり0にしたりする部分が円形となるように焼結を行うと共にこの円形部分の径を堆積方向に変化させることにより得ることができる。
In addition, in the manufacturing method of the
For example, it is possible to obtain a fine structure in which fine powder deposited inside is surrounded by a flat wall as shown by A portion in FIG. Such a fine structure can be obtained by increasing the laser output in the portion corresponding to the wall to dissolve the deposited
In addition, the fine structure of the portion A in FIG. 4 was surrounded by a flat wall, whereas the fine powder deposited inside the curved wall as in the portion B in FIG. The remaining fine structure can also be obtained. Such a fine structure is obtained by performing sintering so that a portion where the laser output is reduced or reduced to 0 is circular with respect to the deposited
さらに、照射されるレーザの出力を上げて堆積層29を全面に亘って且つ堆積方向に連続して溶解させれば、微粉末が完全に溶解して空洞が全くない図4のC部分のような微細構造を得ることもできる。
図4のAの部分やBの部分では、微粉末が内部に閉じこめられた空洞の大きさや密度をさまざまに変化させて、例えば振動板1の内部損失やヤング率などの物理特性を堆積層29の表面の部分ごとに変化させることができる。それゆえ、上述のようにして焼結すれば、表面の部分ごとに物理特性が異なる振動板1を製造することも可能となる。
Further, if the output of the irradiated laser is increased to dissolve the
In portions A and B of FIG. 4, the size and density of the cavity in which the fine powder is confined are variously changed, and the physical characteristics such as the internal loss and Young's modulus of the
上述のようにしてレーザ焼結3次元積層造形法を用いて振動板1を製造すれば、振動板1をさまざまな複雑な形状に成形できる。また、金型を製作する必要もないので、低コストで製造することも可能となる。
なお、レーザ焼結3次元積層造形法を用いた本発明の振動板1の製造方法は、例えば以下のような形状を備えた振動板1を製造する場合に特に有利である。
例えば、図5(a)に示されるように、ドーム状のダストキャップ14が振動板1の上面に一体に形成されている振動板1を小ロットだけ成形する場合は、金型を用いた射出成形方法では成形物一つ当たりの金型費用負担が大きくなってしまう可能性がある。しかし、レーザ焼結3次元積層造形法を用いた本発明の振動板1の製造方法であれば、金型の引き抜きを考慮する必要はないので、このような中空形状の振動板1であっても低コストで成形することができる。
If the
In addition, the manufacturing method of the
For example, as shown in FIG. 5A, in the case where the
また、図5(b)に示されるように、振動板1のホーン部10に周方向に亘ってリブ30を形成する場合は、上下の金型を複雑な形状に形成する必要があり、小ロットになると特に金型を用いた射出成形方法では成形が困難になる可能性がある。また、振動板1の表面の一部にロゴ31などの模様を刻みたい場合も、射出成形後に刻印の工程を設ける必要があり、製造工程を複雑にする可能性が高い。さらに、振動板1の一部やホーン部10に連結したエッジ5、ダストキャップ14、ダンパ13又はコイル支持体11の板厚を厚く形成(図5(b)ではコイル支持体11を厚く形成したものを例示する)する場合も、製造工程が複雑なものになりやすい。
しかし、レーザ焼結3次元積層造形法を用いた本発明の振動板1の製造方法であれば、複雑な金型の製作は不要であり、また製造装置28のプログラムを変更するだけで上述のリブ30やロゴ31を形成したり成形品の板厚を任意に変更したりすることができる。例えば、図5(b)に示されるように、レーザの出力を変更することで表面に疎な部分や密な部分を作ってロゴ31を形成したり、表面に凹凸をつけてリブ30を形成したりすることも可能となる。また、振動板1に要求される例えば強度などの物理的特性に応じて、本来別目的の部品であるコイル支持体11などを振動板1(ホーン部10)と一体成形する際に、コイル支持体11や振動板1を必要に応じて厚く(薄く)成形することもできる。この際、振動板1の板厚を全面に亘って厚くしても良いし、一部の板厚だけを厚くしても良い。
Further, as shown in FIG. 5B, when the
However, the manufacturing method of the
さらに、図5(c)に示されるように、内周側から外周側にかけて2次関数的又は指数関数的な断面形状を有する振動板1を成形する場合は、金型に微妙な形状の調整が必要となり、金型の修正に多大な手間や労力がかかる可能性がある。しかし、レーザ焼結3次元積層造形法を用いた本発明の振動板1の製造方法であれば、金型を用いていないため金型の修正も不要となり、このように形状の修正が不可欠な複雑な形状であっても容易に成形することができる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
Further, as shown in FIG. 5 (c), when the
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the shape, structure, material, combination, and the like of each member can be appropriately changed without changing the essence of the invention.
例えば、上記実施形態では合成樹脂の微粒子として平均粒子径が10〜100μmのポリプロピレンの球状粒子18を例示した。しかし、合成樹脂としては、ナイロンなどのポリアミド系樹脂やPETやPENなどのポリエステル系樹脂に代表される熱可塑性樹脂であれば何を用いても良い。また、振動板1の剛性(ヤング率)を高めるために、これらの熱可塑性樹脂にカーボン、ガラス、金属ナノ粉末、カーボンナノファイバーなどのフィラーを加えることも可能である。さらに、合成樹脂の微粒子には、目的とする振動板のヤング率や内部損失などの物理特性に応じて平均粒子径が10μmに満たない粒子や平均粒子径が100μmを超える粒子を用いることもできる。
For example, in the above embodiment, the
上記実施形態では、振動板1だけを成形する場合を例に挙げて本発明の製造方法を説明した。しかし、例えば振動板1の製造と同時に振動板1に隣接して配備されるエッジ5、ダストキャップ14又はコイル支持体11の少なくとも1つ以上を振動板1と一体に成形しても良い。
上記実施形態では、ローラ25で均された堆積層29に対して炭酸ガスレーザを照射する製造装置28を例示した。しかし、レーザの種類は炭酸ガスレーザに限定されない。例えば半導体レーザや赤外線レーザなどを用いることもできる。また、ローラ25に代えてワイパーのような部材を用いて堆積層28を形成することもできる。
In the said embodiment, the manufacturing method of this invention was demonstrated taking the case where only the
In the above-described embodiment, the
上記実施形態では、レーザの出力を変化させることにより物理特性が異なる振動板1を製造する例を挙げて、本発明の振動板1の製造方法を説明した。しかし、例えばレーザの出力以外にもレーザの周波数やパルスレーザの場合はパルス間隔などを変化させても振動板1の物理特性を変化させることができる。また、物理特性としてはヤング率や内部損失以外にもスピーカSの音響性能に影響するような物理特性、例えば減衰率や音の伝播速度などを変化させることもできる。
In the said embodiment, the example of manufacturing the
1 振動板
2 フレーム
3 段部
4 係止具
5 エッジ
6 開口部
7 ヨーク
8 マグネット
9 縦穴
10 ホーン部
11 コイル支持体
12 コイル
13 ダンパ
14 ダストキャップ
15 表側の表面層
16 内部層
17 裏側の表面層
18 球状粒子
19 空洞
20 右ステージ
21 左ステージ
22 パーツヘッド
23 貫通孔
24 フィーダ
25 ローラ
26 レーザガン
27 照射ミラー
28 製造装置
29 堆積層
30 リブ
31 ロゴ
R 回転軸
S スピーカ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
次に前記堆積した微粒子の層に対してレーザを照射することで前記微粒子が焼結された焼結層を形成し、
前記焼結層を堆積方向に連続して形成するものであることを特徴とする請求項1に記載のスピーカの振動板の製造方法。 In the laser sintering three-dimensional additive manufacturing method, fine particles of synthetic resin are deposited at a constant deposition thickness,
Next, a laser beam is applied to the deposited fine particle layer to form a sintered layer in which the fine particles are sintered,
The method for manufacturing a speaker diaphragm according to claim 1, wherein the sintered layer is formed continuously in a deposition direction.
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---|---|---|---|---|
CN105516863A (en) * | 2016-02-04 | 2016-04-20 | 深圳市赛音微电子有限公司 | Elastic wave vibrating membrane |
CN108419201A (en) * | 2018-02-27 | 2018-08-17 | 常州安智能科技有限公司 | Sound film automates feeding compression moulding cutting integration machine |
CN109547912A (en) * | 2019-01-04 | 2019-03-29 | 江西创嘉智能技术有限公司 | A kind of Air Filter assembling device convenient for operation |
CN110430514A (en) * | 2019-08-10 | 2019-11-08 | 宗阳阳 | A kind of vibrating diaphragm coating, diaphragm of loudspeaker and preparation method thereof, electrostatic loudspeaker |
USD943551S1 (en) * | 2019-05-23 | 2022-02-15 | Tymphany Acoustic Technology (Huizhou) Co., Ltd. | Diaphragm for loudspeaker |
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2009
- 2009-04-02 JP JP2009090158A patent/JP2010245687A/en not_active Withdrawn
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