JP2011071707A - Diaphragm for speaker, and method of manufacturing diaphragm for speaker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、軽量で剛性が高くかつ適度な内部損失を有するスピーカ用振動板、及びこのスピーカ用振動板の製造方法に関する。 The present invention relates to a speaker diaphragm having a light weight, high rigidity, and appropriate internal loss, and a method for manufacturing the speaker diaphragm.
スピーカの振動板は、軽量で剛性が高くかつ適度な内部損失があることが求められる。 A speaker diaphragm is required to be lightweight, have high rigidity, and have an appropriate internal loss.
従来、上記の条件を満たすように、弾性率が高い合成繊維であるパラアラミド繊維(例えば、ケブラー(登録商標))織布をスピーカ用振動板に使用したものがあった(特許文献1参照。)。 Conventionally, a para-aramid fiber (for example, Kevlar (registered trademark)) woven fabric, which is a synthetic fiber having a high elastic modulus, is used for a speaker diaphragm so as to satisfy the above conditions (see Patent Document 1). .
しかし、従来のスピーカ用振動板では、上記のような弾性率の高い合成繊維を使用しても、織布が単層であるため十分な剛性が得られないという問題があった。 However, the conventional diaphragm for a speaker has a problem that even if a synthetic fiber having a high elastic modulus as described above is used, sufficient rigidity cannot be obtained because the woven fabric is a single layer.
そこで、本発明は、軽量で剛性が高くかつ適度な内部損失を有するスピーカ用振動板、及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a speaker diaphragm having a light weight, high rigidity, and appropriate internal loss, and a manufacturing method thereof.
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。 The present invention has the following configuration as means for solving the above problems.
この発明のスピーカ用振動板は、合成繊維で織られた織布から成る合成繊維シートに樹脂を含浸させ、この複数の合成繊維シートの間に熱接着性フィルムを挟み込んで、織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ねて、各合成繊維シートを熱接着性フィルムで接着して積層構造にしたものである。 The speaker diaphragm according to the present invention is obtained by impregnating a synthetic fiber sheet made of a woven fabric woven with synthetic fibers with a resin and sandwiching a thermal adhesive film between the plurality of synthetic fiber sheets, thereby weaving the woven fabric. Are laminated differently, and each synthetic fiber sheet is bonded with a heat adhesive film to form a laminated structure.
複数の合成繊維シートを重ねて積層構造にすることで、単層の合成繊維シートよりも剛性を高くできる。また、合成繊維シート単体を厚くするよりも、複数の合成繊維シートを接着したものの方が同じ剛性であれば軽くすることができる。さらに、合成繊維シートは、繊維の方向が揃えられているので、合成繊維シートの繊維の方向がそれぞれ異なるように重ねることで、合成繊維シートのたわみをキャンセルすることができる。したがって、スピーカ用振動板を従来よりも剛性が高く軽量でたわみの無いものを提供できる。また、適度な内部損失を有する合成繊維を選択することで、共振ピークを抑えて、再生周波数特性を平坦化することができる。 By stacking a plurality of synthetic fiber sheets into a laminated structure, the rigidity can be made higher than that of a single-layer synthetic fiber sheet. In addition, the synthetic fiber sheet can be made lighter if the synthetic fiber sheet alone is thicker than the synthetic fiber sheet alone. Furthermore, since the synthetic fiber sheets have the same fiber direction, the synthetic fiber sheets can be deflected so that the directions of the fibers are different, thereby canceling the deflection of the synthetic fiber sheet. Therefore, it is possible to provide a speaker diaphragm that is more rigid and lighter than conventional ones and has no deflection. Further, by selecting a synthetic fiber having an appropriate internal loss, it is possible to suppress the resonance peak and flatten the reproduction frequency characteristic.
上記構成において、積層構造にした合成繊維シートの表面をスパッタリング加工により金でコーティングしている。金をコーティングすることでスピーカ用振動板の表面の劣化を防止できる。また、金のコーティングにより、合成繊維が光や湿気にさらされるのを防ぐので、合成繊維が劣化しにくくなり、耐久性を向上させることができる。また、スパッタリングは、メッキ等に比べて皮膜をより薄く均一にできるので、スピーカ用振動板の重量増加を最小限に留めることができる。 In the above configuration, the surface of the synthetic fiber sheet having a laminated structure is coated with gold by sputtering. The surface of the speaker diaphragm can be prevented from being deteriorated by coating with gold. In addition, the gold coating prevents the synthetic fibers from being exposed to light and moisture, so that the synthetic fibers are less likely to deteriorate and the durability can be improved. Further, since sputtering can make the film thinner and more uniform than plating or the like, an increase in the weight of the speaker diaphragm can be kept to a minimum.
上記構成において、合成繊維シートは、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールのみで織られた織布から成る。ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールは、有機系合成繊維の中で剛性や弾性率が最高レベルであり、例えばパラアラミド繊維に比べて引張弾性率が約2倍である。したがって、この繊維を使用した織布でスピーカ用振動板を作成することで、剛性を従来よりも高くすることができる。また、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールは、適度な内部損失を有しているので、この素材で振動板を作成することで、共振ピークを抑えて、再生周波数特性を平坦化することができ、特性の良いスピーカ用振動板を提供できる。 In the above configuration, the synthetic fiber sheet is made of a woven fabric woven only with polyparaphenylene benzobisoxazole. Polyparaphenylene benzobisoxazole has the highest level of rigidity and elastic modulus among organic synthetic fibers. For example, it has a tensile elastic modulus about twice that of para-aramid fibers. Therefore, by making the speaker diaphragm with a woven fabric using this fiber, the rigidity can be made higher than before. Also, since polyparaphenylene benzobisoxazole has a moderate internal loss, creating a diaphragm with this material can suppress the resonance peak and flatten the reproduction frequency characteristics. It is possible to provide a speaker diaphragm with good quality.
この発明のスピーカ用振動板の製造方法は、含浸工程、成型工程、積層工程、及び接着工程を備えている。含浸工程では、合成繊維シートに樹脂を含浸させる。成型工程では樹脂が含浸した合成繊維シートを振動板形状にプレス成型する。積層工程では、成型した複数の合成繊維シートの間に、熱接着性フィルムを挟み込んで、織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ねて積層構造にする。接着工程では、積層構造にした複数枚の振動板形状成型物を接着する。複数の合成繊維シートを重ねて積層構造にすることで、単層の合成繊維シートよりも剛性を高くできる。また、合成繊維シート単体を厚くするよりも、複数の合成繊維シートを接着したものの方が同じ剛性であれば軽くすることができる。さらに、合成繊維シートは、繊維の方向が揃えられているので、合成繊維シートの繊維の方向がそれぞれ異なるように重ねることで、合成繊維シートのたわみをキャンセルすることができる。したがって、このように合成繊維成型物を複数積層することにより、軽量で剛性が高いスピーカ用振動板を製造することができる。また、接着工程では、複数の合成繊維成型物が、熱接着性フィルムで接着される。複数の合成繊維成型物の接着に熱接着性フィルムを用いることで、合成繊維成型物全体にムラ無く当接させて、全体が均一に接着される。熱接着性フィルムもある程度の厚みがあるので、振動板の剛性をさらに向上させることができる。さらに、合成繊維成型物全体が通気性のない熱接着性フィルムで接着されるため、別途目止め加工をすることなく振動板が通気しないように加工できる。 The method for manufacturing a speaker diaphragm of the present invention includes an impregnation step, a molding step, a lamination step, and an adhesion step. In the impregnation step, the synthetic fiber sheet is impregnated with resin. In the molding process, a synthetic fiber sheet impregnated with resin is press-molded into a diaphragm shape. In the laminating step, a heat-adhesive film is sandwiched between a plurality of molded synthetic fiber sheets, and the woven fabrics are stacked so as to have different weaving directions to form a laminated structure. In the bonding step, a plurality of diaphragm-shaped molded products having a laminated structure are bonded. By stacking a plurality of synthetic fiber sheets into a laminated structure, the rigidity can be made higher than that of a single-layer synthetic fiber sheet. In addition, the synthetic fiber sheet can be made lighter if the synthetic fiber sheet alone is thicker than the synthetic fiber sheet alone. Furthermore, since the synthetic fiber sheets have the same fiber direction, the synthetic fiber sheets can be deflected so that the directions of the fibers are different, thereby canceling the deflection of the synthetic fiber sheet. Therefore, by laminating a plurality of synthetic fiber moldings in this way, a speaker diaphragm that is lightweight and highly rigid can be manufactured. In the bonding step, a plurality of synthetic fiber moldings are bonded with a heat-adhesive film. By using a heat-adhesive film for bonding a plurality of synthetic fiber moldings, the entire synthetic fiber molding is brought into uniform contact with each other, and the whole is uniformly bonded. Since the heat-adhesive film also has a certain thickness, the rigidity of the diaphragm can be further improved. Furthermore, since the entire synthetic fiber molding is bonded with a non-breathable heat-adhesive film, the diaphragm can be processed so as not to vent without additional sealing.
上記構成において、さらにスパッタリング工程を備えている。スパッタリング工程では、積層構造にされた合成繊維シートの表面を、スパッタリング加工により金でコーティングする。合成繊維シートの表面に金をスパッタリングすることで、重量増加を最小限に留めながら、光や湿気による劣化を防止し、耐久性を向上できる。 The above configuration further includes a sputtering step. In the sputtering process, the surface of the synthetic fiber sheet having a laminated structure is coated with gold by sputtering. By sputtering gold on the surface of the synthetic fiber sheet, deterioration due to light and moisture can be prevented and durability can be improved while minimizing an increase in weight.
この発明によれば、軽量で剛性が高く適度な内部損失を有すスピーカ用振動板、及びスピーカ用振動板の製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a speaker diaphragm having a light weight, high rigidity, and appropriate internal loss, and a method for manufacturing the speaker diaphragm.
以下に、本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板をドーム型スピーカに適用した場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, a case where the speaker diaphragm according to the embodiment of the present invention is applied to a dome-shaped speaker will be described as an example.
図1(A)に示すように、スピーカユニット1は、ドーム型スピーカであり、ヨーク11A、ヨーク11B、マグネット12、プレート13、フレーム19、パッキン20、及び振動板ユニット21を備えている。振動板ユニット21は、ボビン14、ボイスコイル15、振動板16、及びロールエッジ17を備えている。
As shown in FIG. 1A, the
ヨーク11A、ヨーク11B、マグネット12、及びプレート13は、磁気回路10を構成している。磁気回路10において、プレート13の外周部とヨーク11Bの内周部との間に設けられた磁気ギャップSには、ボイスコイル15が挿入されている。ボイスコイル15は、ボビン14に巻き付けられており、ボビン14は、端部が振動板16とロールエッジ17の境界部に接続されている。
The yoke 11 </ b> A, the yoke 11 </ b> B, the
振動板16は、ドーム型に形成され、外周部にロールエッジ17が接続されている。振動板16は、外部から入力された音声信号に応じて振動し、音波を発生する。振動板16は、樹脂含浸した合成繊維織布をドーム形状に成型した表裏2枚の成型物を熱接着性フィルムで接着した3層の積層構造で、表面に金をコーティングしたものである。2枚の織布には、有機合成繊維の一例としてポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(以下、PBOと称する。)を使用している。PBOは、一般にザイロン(登録商標)という商品名で知られている。PBOは、引張弾性率が有機系の合成繊維の中では最高レベルであり、パラアラミド繊維に比べて約2倍である。PBOは、適度な内部損失を有している。PBO織布116は、PBOの繊維のみで織られ、図1(B)に示すように繊維の方向が揃えられた縦糸及び横糸が格子状に織られている。
The
ロールエッジ17は、振動板16の外周部に沿って形成され、断面が弧状の凹部17Aと、断面が平面状の保持部17Bから成る。凹部17Aの内周部が振動板16に接続され、凹部17Aの外周部に保持部17Bが設けられている。保持部17Bは、ヨーク11Bの上部に配された環状のパッキン20と、フレーム19と、により挟まれた状態で支持されている。
The
フレーム19は、振動板16の外周部に対向して設置されている。
The
振動板ユニット21は、ボビン14、ボイスコイル15、振動板16、及びロールエッジ17が一体的に構成されているので、取り付けや交換を容易に行うことができる。
Since the
次に、図2に基づいて、振動板16の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the
(1)含浸工程
図2(A)に示すように、ロール101から供給されるPBO織布(合成繊維シート)116が、樹脂含浸装置102の樹脂槽102Aを通過すると、PBO織布116の全体に樹脂が含浸する。樹脂が含浸したPBO織布116を、PBO織布116Aと称する。樹脂含浸は、PBO織布116を次の成型工程で熱プレスにより振動板形状に成型するために行う。
(1) Impregnation step As shown in FIG. 2A, when the PBO woven fabric (synthetic fiber sheet) 116 supplied from the
PBO織布116に含浸させる樹脂としては、任意のものが使用可能である。例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、またはメラミン樹脂等の熱硬化性合成樹脂材を用いる。
As the resin impregnated into the PBO woven
なお、振動板に使用するPBO織布116の厚みや面密度は、スピーカのサイズや音域等の条件に応じて選択すると良い。高音用スピーカの場合には、できる限り軽量であることが望ましいので、例えば0.2mmといったかなり薄いPBO織布を使用する。また、低音用スピーカの場合には、ある程度の重量が必要なため、例えば、1mm程度の厚めのPBO織布を使用する。
In addition, the thickness and surface density of the PBO woven
(2)成型工程
図2(B)に示すように、熱プレス装置103の金型103Aと金型103Bにより、PBO織布116Aをドーム形状に熱プレス成型して、第1成型品16Aを作成する。また、熱プレス装置104の金型104Aと金型104Bにより、PBO織布116Aをドーム形状に熱プレス成型して、第2成型品16Bを作成する。
(2) Molding process As shown in FIG. 2 (B), the PBO woven
なお、成型工程において、熱プレス成型は必須ではなく、第1成型品16A及び第2成型品16Bをドーム形状に成型できるのであれば、単にプレス成型でも良い。
In the molding process, hot press molding is not essential, and press molding may be simply performed as long as the first molded
(3)積層工程及び接着工程
2つの工程では、樹脂を含浸させたPBO織布116Aを成型後の第1成型品16Aと第2成型品16Bを、その間に熱接着性フィルム16Cを挟み込んで重ね、第1成型品16Aと第2成型品16Bを熱接着性フィルム16Cで接着して積層構造にする。
(3) Laminating step and bonding step In the two steps, the first molded
まず、第1成型品16Aの裏面(凹部側)に熱接着性フィルム16Cを載せて、第1成型品16Aの表面(凸部側)から真空吸引を行う。第1成型品16Aは、PBO織布116Aから成り通気性があり、また熱接着性フィルムは通気性が無いので、真空吸引を行うことで第1成型品16Aに熱接着性フィルム16Cを密着させることができる。この工程は図2(C)の接着工程の前に実施しておく。なお、図2(C)では、第1成型品16Aと熱接着性フィルム16Cを区別するために、熱接着性フィルム16Cを点線で示している。
First, the
続いて、図2(C)に示すように、熱接着性フィルム16Cを密着させた第1成型品16Aと、第2成型品16Bを熱プレス装置105によりドーム形状に熱プレスして、3層構造の振動板(積層振動板)16Dを生成する。同図では、第1成型品16Aが振動板16Dの表側になる。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, the first molded
PBO織布116に樹脂を含浸させているので、熱接着性フィルム16CによりPBO織布116同士を容易に接着させることができる。
Since the PBO woven
第1成型品16Aまたは第2成型品16Bに接着剤を塗布して両者を接着することも可能であるが、上記のように熱接着性フィルム16Cを使用し、真空吸引することで、ドーム全体にムラ無く熱接着性フィルム16Cを当接させることができる。したがって、第1成型品16Aと第2成型品16Bのドーム全体を均一に接着することができる。また、合成繊維シートのドーム全体が、通気性の無い熱接着性フィルムで接着されるので、振動板16が通気しないように加工でき、別途目止め加工を行う必要がない。
It is possible to apply an adhesive to the first molded
合成繊維シート単体を厚くするよりも、複数の合成繊維シートを接着したものの方が同じ剛性であれば軽くすることができる。したがって、このように合成繊維成型物を複数積層することにより軽量で剛性が高いスピーカ用振動板を製造することができる。 Rather than making the synthetic fiber sheet alone thick, it can be made lighter if a plurality of synthetic fiber sheets bonded together have the same rigidity. Therefore, a speaker diaphragm that is lightweight and has high rigidity can be manufactured by stacking a plurality of synthetic fiber moldings in this manner.
前述のように振動板16にボビン14を取り付けるので、振動板16の特に外周部はフラットでたわみがないことが望ましい。PBO織布116Aから第1成型品16A及び第2成型品16Bを成型した際には、両成型品にはそれぞれ多少たわみが発生する。しかし、両成型品に使用する織布の糸(繊維)の織り方向を異なる方向となるようにして重ね合わせると、第1成型品16Aと第2成型品16Bのたわみを打ち消し合うので、たわみを減少させることができる。図3に示すように、PBO織布116Aの糸(縦糸または横糸)の織り方向が45度ずれるように重ね合わせることで、最もたわみを減少させることができる。
Since the
なお、成型工程において、第1成型品16Aと第2成型品16Bを不要部分も含めて矩形にカットしておくことで、図3に示すように、2つの成型品を重ねる際に、不要部分を目安にして、PBO織布116Aの糸の方向を容易に異なる方向にすることができる。
In addition, in the molding process, by cutting the first molded
なお、スピーカのサイズや音域等の条件により合成繊維シートの厚みに応じて熱接着性フィルムの厚みも決定する。 Note that the thickness of the heat-adhesive film is also determined according to the thickness of the synthetic fiber sheet depending on conditions such as the size of the speaker and the sound range.
(4)カット工程
カット装置106の金型106Aと金型106Bで、振動板16Dの外周部の不要部分をプレスカットして、振動板16Eを作成する。
(4) Cut process The unnecessary part of the outer peripheral part of
(5)スパッタリング工程
スパッタリング装置107のターゲット107Aと試料台107Bの間に振動板16Eをセットし、振動板16Eの表面16Hにスパッタリング加工により金をコーティングする。金の皮膜の厚みは、例えば0.2μm程度である。振動板16Eの表面16Hに金をコーティングすると、PBO織布116Aが光(例えば、紫外線)や湿気にさらされなくなるので、PBO織布116Aが劣化しにくくなり、耐久性を向上させることができる。金は非常に酸化しにくいので、金をコーティングすることで振動板16Eの表面16Hが劣化することなく高級感を保つことができる。また、スパッタリングは、メッキ等に比べて皮膜を薄くできるので、振動板16Eの重量増加を最小限に留めることができる。以上のようにして作成した振動板16の周囲に、別工程で作成したロールエッジ17を接着剤等で取り付けて、さらに振動板16とロールエッジ17の境界部に、ボイスコイル15が巻き付けられたボビン14を接着して、振動板ユニット21を作成する。そして、別工程で組み立てたスピーカユニット1のヨーク11Bの上部に環状のパッキン20を配して、ロールエッジ17の保持部17Bを、パッキン20とフレーム19とにより挟み込むように取り付けると、スピーカユニット1の完成である。
(5) Sputtering Step A
以上のように、合成繊維であるPBO織布116をスピーカに応じた形状に成型した2つの成型品を、糸(繊維)が異なる方向を向くように重ね合わせて振動板16を製造することで、剛性が高く軽量な振動板を提供できる。また、振動板16の表面にスパッタリングにより金をコーティングすることで、PBO織布116の劣化を防止できる。さらに、PBOは、適度な内部損失を有しているので、PBO織布116で振動板16を作成することで、共振ピークを抑えて、再生周波数特性を平坦化することができる。
As described above, the
なお、以上の説明では、合成繊維の一例としてザイロンを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の合成繊維でも良い。例えば、パラアラミド繊維(ケブラー(登録商標))、ポリエチレン、PAN系カーボンのような高弾性の合成繊維が適用可能である。 In the above description, the case where xylon is used as an example of the synthetic fiber has been described. However, the present invention is not limited to this, and another synthetic fiber may be used. For example, highly elastic synthetic fibers such as para-aramid fibers (Kevlar (registered trademark)), polyethylene, and PAN-based carbon are applicable.
なお、本発明の実施形態に係る振動板は、ドーム型スピーカのみに適用するものではなく、コーン型スピーカ、平板型スピーカ等、振動板を使用するスピーカ全般に適用できる。 The diaphragm according to the embodiment of the present invention is not applied only to the dome type speaker, but can be applied to all speakers using the diaphragm such as a cone type speaker and a flat type speaker.
なお、以上の説明では、合成繊維から成る2枚の織布(繊維シート)を積層してスピーカ用振動板を製造する例を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、複数の織布(繊維シート)の間に熱接着性フィルムを挟み込んで、熱プレス成型を行うことは、当然可能である。この際には、複数の織布(繊維シート)について、それぞれの繊維の織り方向が異なる方向となるように重ね合わせることで、たわみのない振動板を製造できる。 In the above description, an example of manufacturing a speaker diaphragm by laminating two woven fabrics (fiber sheets) made of synthetic fibers has been described, but the present invention is not limited to this, and a plurality of woven fabrics It is naturally possible to perform hot press molding by sandwiching a heat-adhesive film between fabrics (fiber sheets). In this case, a vibration-free diaphragm can be manufactured by stacking a plurality of woven fabrics (fiber sheets) so that the weaving directions of the fibers are different.
1…スピーカユニット 10…磁気回路 11A,11B…ヨーク 12…マグネット 13…プレート 14…ボビン 15…ボイスコイル 16…振動板 16A…第1成型品 16B…第2成型品 16C…熱接着性フィルム 17…ロールエッジ 19…フレーム 20…パッキン 21…振動板ユニット 101…ロール 102…樹脂含浸装置 103…熱プレス装置 104…熱プレス装置 105…熱プレス装置 106…カット装置 107…スパッタリング装置 116,116A…PBO織布
DESCRIPTION OF
Claims (5)
含浸された前記合成繊維シートを振動板の形状に成型する成型工程と、
成型後に、複数の前記合成繊維シートの間に、熱接着性フィルムを挟み込んで、織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ねて積層構造にする積層工程と、
前記積層構造にされた合成繊維シートを接着して積層振動板を作成する接着工程と、
を備えたスピーカ用振動板の製造方法。 An impregnation step of impregnating a synthetic fiber sheet made of a woven fabric woven with synthetic fibers with a resin;
A molding step of molding the impregnated synthetic fiber sheet into the shape of a diaphragm;
After molding, a laminating step in which a thermal adhesive film is sandwiched between the plurality of synthetic fiber sheets, and the woven fabrics are stacked so that the weaving directions thereof are different from each other to form a laminated structure;
Adhering step of creating a laminated diaphragm by adhering the synthetic fiber sheet having the laminated structure;
A method for manufacturing a speaker diaphragm comprising:
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