JP2011211639A - 音響用振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラム部とエッジ部との接合界面の剥離を防止して耐久性を向上させることができる音響用振動板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】電気信号又は音波を受けて振動するダイヤフラム部２と、ダイヤフラム部２の外周に周設されてダイヤフラム部２を支持するエッジ部３と、を備える音響用振動板１の製造方法において、ダイヤフラム部２の外周部には、ダイヤフラム部２の振動部２１の外縁に沿って周設された内側接合筒部２０が突設され、エッジ部３の内周部には、内側接合筒部２０の外周に周設された外側接合筒部３０が突設されており、外側接合筒部３０の内周面と内側接合筒部２０の外周面とを接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカーやマイクロホンに装着される音響用振動板の製造方法に関するものである。

従来、スピーカー用の振動板として、例えば下記特許文献１に記載されているような、電気信号を受けて振動する円形のダイヤフラム部と、そのダイヤフラム部の外周に周設されてダイヤフラム部を支持する円環状のエッジ部と、を備えた構成が知られている。上記したエッジ部には、スピーカー外部側に向けて膨出されていると共に周方向に沿って延設されたロール部と、ロール部の内縁から内方に向けて突出した内フランジと、ロール部の外縁から外方に向けて突出した外フランジと、が備えられている。また、上記したダイヤフラム部は、スピーカー外部側（音波が放出される側）に向かって漸次拡径されたテーパー状に形成されている。上記した構成の振動板の製造方法としては、ダイヤフラム部の外周部分をエッジ部の内フランジに重ね合わせて接合することで形成されている。

特開２００７−３２５２２１号公報

しかしながら、上記した従来の音響用振動板の製造方法では、ダイヤフラム部の変位時にダイヤフラム部とエッジ部との接合界面に応力が集中し、しかも、その応力が一点集中するため最大応力が大きくなりやすい。このため、ダイヤフラム部とエッジ部との接合界面が剥離しやすく、耐久性に改善の余地がある。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、ダイヤフラム部とエッジ部との接合界面の剥離を防止して耐久性を向上させることができる音響用振動板の製造方法を提供することを目的としている。

本発明に係る音響用振動板の製造方法は、電気信号又は音波を受けて振動するダイヤフラム部と、該ダイヤフラム部の外周に周設されて該ダイヤフラム部を支持するエッジ部と、を備える音響用振動板の製造方法において、前記ダイヤフラム部の外周部には、該ダイヤフラム部の振動部の外縁に沿って周設された内側接合筒部が突設され、前記エッジ部の内周部には、前記内側接合筒部の外周に周設された外側接合筒部が突設されており、該外側接合筒部の内周面と前記内側接合筒部の外周面とを接合することを特徴としている。

このような特徴により、ダイヤフラム部の変位時に応力の集中する部分が、外側接合筒部の内周面と内側接合筒部の外周面との接合界面から離れた位置になり、接合界面に作用する応力が低減される。しかも、その応力集中部が比較的広い範囲に分散されるので、応力集中部における最大応力が小さくなる。さらに、外側接合筒部の内周面と内側接合筒部の外周面とが接合されているので、大きな接合面積が確保される。

また、本発明に係る音響用振動板の製造方法は、前記ダイヤフラム部を成形する一次成形工程と、前記エッジ部を成形する二次成形工程と、を備える二色成形によって形成し、該二色成形によって前記外側接合筒部の内周面と前記内側接合筒部の外周面とを接合することが好ましい。
これにより、少ない工数で外側接合筒部の内周面と内側接合筒部の外周面とが確実に接合される。

また、本発明に係る音響用振動板の製造方法は、前記内側接合筒部が、前記二色成形におけるコア金型側に向けて突出されていることが好ましい。
これにより、ダイヤフラム部の内側接合筒部の内周面がコア金型によって形成され、内側接合筒部の内周面がコア金型に接合された状態となる。よって、二色成形における一次成形の型開き時に、ダイヤフラム部がコア金型に強固に保持されてキャビティ金型から離型されやすい。

また、本発明に係る音響用振動板の製造方法は、前記外側接合筒部が、前記二色成形におけるキャビティ金型側に向けて突出されていることが好ましい。
これにより、二色成形における一次成形の際、キャビティ金型に外側接合筒部の成形空間に挿入する薄肉の中子を突設させる必要がないため、成形精度が確保しやすく中子破損の虞も軽減される。

本発明に係る音響用振動板の製造方法によれば、ダイヤフラム部の変位時における応力集中部がダイヤフラム部とエッジ部との接合界面から離れた位置になると共にその応力集中部における最大応力が小さくなり、さらに、ダイヤフラム部とエッジ部との接合面積が大きく確保されるので、ダイヤフラム部とエッジ部との接合界面の剥離を防止することができ、音響用振動板の耐久性を向上させることができる。

本発明の実施の形態を説明するための音響用振動板の断面図である。 本発明の実施の形態を説明するための音響用振動板の部分断面図である。 本発明の実施の形態を説明するための音響用振動板の製造工程を示した断面図である。 本発明の実施の形態を説明するための音響用振動板の製造工程を示した断面図である。 本発明の変形例を説明するための音響用振動板の部分断面図である。

以下、本発明に係る音響用振動板の製造方法の実施の形態について、図面に基いて説明する。
図１に示す音響用振動板１は、電気信号を音波に変換するスピーカー用の振動板であり、電気信号を受けてスピーカーの外部側に向けて音波を放射する部材である。
なお、図１における上側が音響用振動板１の表面側、つまりスピーカーの外部側であり、図１における下側が音響用振動板１の裏面側、つまりスピーカーの内部側である。以下、スピーカー外部側を「上側」とし、スピーカー内部側を「下側」として説明する。また、図１に示す一点鎖線Ｏは、後述するダイヤフラム部２及びエッジ部３の中心軸線を示しており、以下、単に「軸線Ｏ」と記す。また、この軸線Ｏに沿った方向を「軸方向」とし、軸線Ｏに直交する方向を「径方向」とし、軸線Ｏ回りの方向を「周方向」とする。

まず、音響用振動板１の構成について説明する。
図１、図２に示すように、音響用振動板１は、フレーム１０の内側に嵌合されて装着される部材であり、この音響用振動板１の概略構成としては、電気信号を受けて振動するダイヤフラム部２と、そのダイヤフラム部２の外周に周設されてダイヤフラム部２を支持するエッジ部３と、そのエッジ部３の外周部の上に配設されたガスケット部４と、を備えている。この音響用振動板１は、ダイヤフラム部２及びガスケット部４を一次成形品とすると共にエッジ部３を二次成形品とする二色成形により一体に形成されている。

ダイヤフラム部２は、合成樹脂からなる平面視略円形の隔壁部であり、このダイヤフラム部２の外周部には、軸方向に延在する内側接合筒部２０が突設されている。詳しく説明すると、ダイヤフラム部２には、上側に向かってドーム状（球面状）に膨出した板状の振動部２１と、振動部２１の外縁から上記した二色成形におけるコア金型５１（図３、図４に示す。）側、つまり上側に向かって突出した内側接合筒部２０と、が備えられている。内側接合筒部２０は、振動部２１の外縁に沿って全周に亘って周設された略円筒形状の筒部であり、この内側接合筒部２０の高さＨは、振動部２１の厚さｄの２倍から２０倍（２ｄ〜２０ｄ）となっている。また、振動部２１の上面には、平面視において振動部２１の中心部分から放射状に延在する複数の図示せぬ凸リブが形成されている。

エッジ部３は、ダイヤフラム部２の外周面（内側接合筒部２０）に沿って全周に亘って周設された平面視略円環状のリング部であり、このエッジ部３の内周部には、軸方向に延在する外側接合筒部３０が突設されている。詳しく説明すると、エッジ部３は、上記したダイヤフラム部２よりも変形し易い軟質の合成樹脂からなり、このエッジ部３には、縦断面視において湾曲形状のロール部３１と、上記した内側接合筒部２０の外周に周設された外側接合筒部３０と、ガスケット部４を支持する支持部３２と、が備えられている。

ロール部３１は、軸方向上側に向けて膨出した縦断面視略逆Ｕ字状の膨出部であり、周方向全周に亘って延設されて平面視略円環状に形成されている。このロール部３１の内周部は、外側接合筒部３０の上端部の外周面から立ち上げられており、ロール部３１の内縁が、内側接合筒部２０と外側接合筒部３０との接合界面Ｓよりも径方向外側に位置している。また、ロール部３１の外周部は、後述する支持部３２の筒部３３の上端部の内周面から立ち上げられている。

外側接合筒部３０は、略円筒形状の筒部であり、上記した内側接合筒部２０の外周面に沿って全周に亘って周設されている。また、外側接合筒部３０は、ロール部３１の内縁から上記した二色成形におけるキャビティ金型６１、６２（図３、図４に示す。）側、つまり下側に向けて突出されている。この外側接合筒部３０の上下端面は内側接合筒部２０の上下端面とそれぞれ面一に形成されている。すなわち、この外側接合筒部３０の高さＨは、振動部２１の厚さｄの２倍から２０倍（２ｄ〜２０ｄ）となっている。また、この外側接合筒部３０の内周面は、上記した二色成形によって内側接合筒部２０の外周面に接合（例えば熱融着）されており、これにより、ダイヤフラム部２とエッジ部３とが一体化されている。なお、これら内側接合筒部２０及び外側接合筒部３０の下方にコイル１１が配設されている。

支持部３２は、ガスケット部４の内周面及び下端面に沿って縦断面視略Ｌ字状に屈曲された板部であり、ロール部３１の外縁に沿って全周に亘って延設されて平面視円環状に形成されている。この支持部３２には、ロール部３１の外縁から下側に向かって突出した円筒形状の筒部３３と、筒部３３の下端から径方向外側に突出したフランジ部３４と、が備えられている。筒部３３は、ガスケット部４の下部の内周面に沿って形成されており、フランジ部３４は、ガスケット部４の下端面に沿って形成されている。

ガスケット部４は、フレーム１０の内側に嵌合される円筒形状のリング体である。このガスケット部４は、ダイヤフラム部２と同じ合成樹脂からなり、ダイヤフラム部２と同時に成形して形成される。また、上記した二色成形により、ガスケット部４の下部の内周面が上記した支持部３２の筒部３３の外周面に接合（例えば熱融着）されていると共に、ガスケット部４の下端面が上記した支持部３２のフランジ部３４の上面に接合（例えば熱融着）されており、これにより、ガスケット部４とエッジ部３とが一体化されている。

次に、上記した構成からなる音響用振動板１の製造方法について説明する。

まず、図３に示すように、コア金型５１と一次キャビティ金型６１によって一次成形品であるダイヤフラム部２及びガスケット部４を成形する一次成形工程を行う。

詳しく説明すると、まず、図３（ａ）に示すように、可動側型板５０に固定されたコア金型５１を固定側型板６０に固定された一次キャビティ金型６１に対向させた後、可動側型板５０を固定側型板６０側に向かって前進（下降）させ、一次キャビティ金型６１とコア金型５１の各合わせ面同士を密着させる型閉工程を行う。これにより、コア金型５１と一次キャビティ金型６１との間に、ダイヤフラム部２及びガスケット部４をそれぞれ成形する成形空間が形成される。

続いて、図３（ｂ）に示すように、固定側型板６０から一次キャビティ金型６１の成形面にかけて貫通したゲート６４から流動性を有する樹脂材料を射出して上記した成形空間に当該樹脂材料を充填する射出工程を行う。これにより、一次成形品であるダイヤフラム部２及びガスケット部４がそれぞれ成形される。
ところで、エッジ部３の外側接合筒部３０（図４に示す。）が一次キャビティ金型６１側に向かって突出した形状となっているので、一次キャビティ金型６１に薄肉の中子を突設させる必要がなく、一次キャビティ金型６１には肉厚の中子６１ａが突設されている。これにより、上記した型閉工程時や射出工程時に中子６１ａが変形したり破損したりしにくい。

続いて、図３（ｃ）に示すように、上記したダイヤフラム部２及びガスケット部４の樹脂が硬化した後、可動側型板５０を固定側型板６０から離間する方向に後退（上昇）させ、一次キャビティ金型６１とコア金型５１とを離間させる型開工程を行う。このとき、一次成形品であるダイヤフラム部２及びガスケット部４は、コア金型５１に保持されてコア金型５１と共に移動する。これにより、ダイヤフラム部２及びガスケット部４から一次キャビティ金型６１が離型される。またこのとき、ダイヤフラム部２の内側接合筒部２０がコア金型５１側に向かって突出しており、内側接合筒部２０の内周面がコア金型５１に接合されているので、ダイヤフラム部２がコア金型５１に強固に保持されて一次キャビティ金型６１から離型されやすい。

次に、図４に示すように、コア金型５１と二次キャビティ金型６２によって二次成形品であるエッジ部３を成形する二次成形工程を行う。

詳しく説明すると、まず、図４（ａ）に示すように、可動側型板５０に固定されたコア金型５１を固定側型板６０に固定された二次キャビティ金型６２に対向させた後、可動側型板５０を固定側型板６０側に向かって前進（下降）させ、二次キャビティ金型６２とコア金型５１の各合わせ面同士を密着させる型閉工程を行う。これにより、コア金型５１と二次キャビティ金型６２との間に、エッジ部３を成形する成形空間が形成されると共に、上記したコア金型５１に保持されたダイヤフラム部２及びガスケット部４が挟み込まれる。

続いて、図４（ｂ）に示すように、固定側型板６０から二次キャビティ金型６２の成形面にかけて貫通したゲート６３から流動性を有する樹脂材料を射出して上記した成形空間に当該樹脂材料を充填する射出工程を行う。これにより、二次成形品であるエッジ部３が成形される。このとき、例えば、上記した樹脂材料の熱によって、ダイヤフラム部２の内側接合筒部２０の外周面、及び、ガスケット部４の下部の内周面並びに下端面がそれぞれ溶融する。これにより、エッジ部３の外側接合筒部３０の内周面がダイヤフラム部２の内側接合筒部２０の外周面に融着されると共に、エッジ部３の筒部３３の外周面及びフランジ部３４の上面がガスケット部４の下部の内周面及び下端面にそれぞれ融着され、エッジ部３がダイヤフラム部２及びガスケット部４と一体化されて音響用振動板１が形成される。

続いて、図４（ｃ）に示すように、上記したエッジ部３の樹脂が硬化した後、可動側型板５０を固定側型板６０から離間する方向に後退（上昇）させ、二次キャビティ金型６２とコア金型５１とを離間させる型開工程を行う。このとき、音響用振動板１は、コア金型５１に保持されてコア金型５１と共に移動する。これにより、音響用振動板１から二次キャビティ金型６２が離型される。また、音響用振動板１が二次キャビティ金型６２から離型された後、可動側型板５０に備えられた図示せぬエジェクタピンによって音響用振動板１を突き出す。これにより、コア金型５１から音響用振動板１が離型される。
以上により、音響用振動板１の製造工程が完了する。

上記した音響用振動板１の製造方法によれば、ダイヤフラム部２の変位時における応力集中部が、エッジ部３のロール部３１の内縁部分（図２に示すＡ部分）となり、外側接合筒部３０の内周面と内側接合筒部２０の外周面との接合界面Ｓから離れた位置になり、接合界面Ｓに作用する応力が、従来に比べて約９割程度低減される。しかも、その応力集中部が比較的広い範囲に分散されるので、応力集中部における最大応力が、従来に比べて約５割程度小さくなる。さらに、外側接合筒部３０の内周面と内側接合筒部２０の外周面とが接合されているので、大きな接合面積が確保される。したがって、ダイヤフラム部２とエッジ部３との接合界面Ｓの剥離を防止することができ、音響用振動板１の耐久性を向上させることができる。

また、ダイヤフラム部２及びガスケット部４を一次成形で形成した後、エッジ部３を二次成形で形成する二色成形によって音響用振動板１が形成されており、内側接合筒部２０の外周面と外側接合筒部３０の内周面とが二色成形によって接合されているので、少ない工数で外側接合筒部３０の内周面と内側接合筒部２０の外周面とが確実に接合される。したがって、音響用振動板１の耐久性を向上させることができると共に、音響用振動板１の生産性の向上を図ることができる。

また、内側接合筒部２０がコア金型５１側に向けて突出されていることで、一次成形における型開工程の際に、ダイヤフラム部２がコア金型５１に強固に保持されて一次キャビティ金型６１から離型されやすいので、一次成形の型開工程時においてコア金型５１からダイヤフラム部２が離脱する不具合を防止することができる。

また、外側接合筒部３０が一次キャビティ金型６１側に向けて突出されていることで、一次キャビティ金型６１に肉厚の中子６１ａが突設されているので、一次成形における型閉工程時や射出工程時に中子６１ａが変形したり破損したりしにくく、内側接合筒部２０や外側接合筒部３０の成形精度を向上させることができ、音響用振動板１の品質向上を図ることができる。

また、ロール部３１の内周部が、外側接合筒部３０の上端部の外周面から立ち上げられており、ロール部３１の内縁が、内側接合筒部２０と外側接合筒部３０との接合界面Ｓよりも径方向外側に位置しているので、ダイヤフラム部２の変位時における応力集中部が接合界面Ｓから確実に離れた位置となる。これにより、ダイヤフラム部２とエッジ部３との接合界面Ｓの剥離を確実に防止することができる。

以上、本発明に係る音響用振動板の製造方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、エッジ部３の外側接合筒部３０が下側（キャビティ金型６１側）に向けて突出されているが、本発明は、図５に示すように、エッジ部１０３の外側接合筒部１３０がコア金型５１側（図５における上側）に向けて突出された構成であってもよい。

また、上記した実施の形態では、エッジ部３の支持部３２が縦断面視略Ｌ字状に屈曲された形状に形成されているが、本発明は、図５に示すように、エッジ部１０３のロール部１３１の外縁から径方向外側に突出した平板状の支持部１３２であってもよい。

また、上記した実施の形態では、エッジ部３の外側接合筒部３０の外周面からロール部３１の内周部が直接立ち上げられているが、本発明は、図５に示すように、エッジ部１０３の外側接合筒部１３０の外周面とロール部１３１の内縁との間に連結部１３５が介在されていてもよい。これにより、ダイヤフラム部２の変位時における応力集中部と内側接合筒部２０と外側接合筒部３０との接合界面Ｓとの距離が長くなり、接合界面Ｓに作用する応力をより小さく低減させることができ、上記接合界面Ｓの剥離を確実に防止することができる。

また、上記した実施の形態では、ダイヤフラム部２が平面視円形に形成され、このダイヤフラム部２の振動部２１が上側（スピーカーの外部側）に向けて膨出された球面形状に形成されているが、本発明は、ダイヤフラム部の形状は適宜変更可能であり、例えば、平面視楕円形状や矩形、その他の形状のダイヤフラム部であってもよく、或いは、平面状の振動部を有するダイヤフラム部や、上側（スピーカーの外部側）に向けて漸次拡径されたテーパー筒状の振動部を有するダイヤフラム部であってもよい。

また、上記した実施の形態では、エッジ部３のロール部３１が上側（スピーカーの外部側）に向けて膨出されているが、本発明は、ロール部３１が下側（スピーカーの内部側）に向けて膨出されていてもよい。さらに、本発明は、ロール部３１が無いエッジ部であってもよく、エッジ部の形状は適宜変更可能である。

また、上記した実施の形態では、ガスケット部４が一体に形成された音響用振動板１について説明しているが、本発明は、ガスケット部４が省略された音響用振動板にすることも可能である。例えば、ガスケットを別部品にしてもよい。

また、上記した実施の形態では、ダイヤフラム部２の内側接合筒部２０がコア金型５１側に向けて突出されているが、本発明は、ダイヤフラム部２の内側接合筒部がキャビティ金型側に突出した構成にすることも可能である。

また、上記した実施の形態では、ダイヤフラム部２及びガスケット部４を一次成形で形成し、エッジ部３を二次成形で形成する二色成形によって音響用振動板１を成形しているが、本発明における音響用振動板を他の方法で形成することも可能であり、例えば、エッジ部を一次成形で形成し、ダイヤフラム部を二次成形で形成してもよい。さらに、本発明は、二色成形以外の方法で音響用振動板を形成することも可能であり、例えば、インサート成形で形成することも可能であり、或いは、ダイヤフラム部及びエッジ部をそれぞれ別々に成形した後、内側接合筒部と外側接合筒部とを接着剤で接着して音響用振動板を形成してもよい。

また、上記した実施の形態では、電気信号を音波に変換するスピーカー用の音響用振動板１について説明しているが、本発明は、音波を受けて振動して電気信号に変換するマイクロホン用の振動板であってもよい。

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 音響用振動板
２ ダイヤフラム部
３、１０３ エッジ部
２０ 内側接合筒部
３０、１３０ 外側接合筒部
５１ コア金型
６１ 一次キャビティ金型（キャビティ金型）
６２ 二次キャビティ金型（キャビティ金型）

Claims (4)

1. 電気信号又は音波を受けて振動するダイヤフラム部と、該ダイヤフラム部の外周に周設されて該ダイヤフラム部を支持するエッジ部と、を備える音響用振動板の製造方法において、
   前記ダイヤフラム部の外周部には、該ダイヤフラム部の振動部の外縁に沿って周設された内側接合筒部が突設され、
   前記エッジ部の内周部には、前記内側接合筒部の外周に周設された外側接合筒部が突設されており、
   該外側接合筒部の内周面と前記内側接合筒部の外周面とを接合することを特徴とする音響用振動板の製造方法。
2. 請求項１に記載の音響用振動板の製造方法において、
   前記ダイヤフラム部を成形する一次成形工程と、前記エッジ部を成形する二次成形工程と、を備える二色成形によって形成し、
   該二色成形によって前記外側接合筒部の内周面と前記内側接合筒部の外周面とを接合することを特徴とする音響用振動板の製造方法。
3. 請求項２に記載の音響用振動板の製造方法において、
   前記内側接合筒部が、前記二色成形におけるコア金型側に向けて突出されていることを特徴とする音響用振動板の製造方法。
4. 請求項２または３に記載の音響用振動板の製造方法において、
   前記外側接合筒部が、前記二色成形におけるキャビティ金型側に向けて突出されていることを特徴とする音響用振動板の製造方法。