JP2012134629A - 音響用部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローリングモードによる共振を抑制でき、良好な音質特性が維持された高品質な音響用部材を射出成形により効率良く製造すること。
【解決手段】振動発生部Ｃで発生した振動に起因して振動する振動板２と、該振動板を径方向の外側から囲繞して支持するエッジ３と、を備える音響用部材１の製造方法であって、振動発生部が軸線Ｏ方向に沿って振動板を挟む一方側に配設され、振動板が、エッジの径方向内端部に接合される接合筒部１０と、該接合筒部の開口部を塞ぐ振動体１１と、を備え、振動体には、軸線方向に沿って振動発生部から離間する他方側に膨出する複数の凸部１３が形成され、接合筒部と振動体との間には、射出成形用金型の一部を入り込ませる進入空間Ｓが画成され、振動板を一次成形品とし且つエッジを二次成形品とする二色成形、又は振動板をインサート品としてエッジをインサート成形することで形成される音響用部材の製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、音響用部材の製造方法に関するものである。

音響用部材として、例えば下記特許文献１に記載されているような、ボイスコイルが巻回されたボビンに接合される振動板と、該振動板を径方向の外側から囲繞し且つ音響用フレームに装着される環状のガスケットと、これら振動板及びガスケットに接合されて両者を連結し、且つ振動板及びガスケットを形成する材質よりも軟材質で形成された環状のエッジと、を備える構成が知られている。

上記エッジ部は、音響用部材の軸線方向にドーム状に湾曲し且つ全周に亘って延びるロール部と、該ロール部から外方に向けて全周に亘って突設された外フランジ部と、ロール部から内方に向けて全周に亘って突設された内フランジ部と、を有している。そして、外フランジ部上に上記ガスケットが接合されている。
上記振動板は、上記ボイスコイルの振動に起因して音響用部材の軸線方向に振動することで音波を放射する部材であり、外周縁部が上記エッジ部の内フランジ部に全周に亘って接合されることで支持されている。

特開２００７−３２５２２１号公報

ところで、上記特許文献１記載の音響用部材において、振動板は音響用部材の軸線方向に突出した形状とされているため、該振動板の重心位置が振動板の外周縁部を支持している内フランジ部によって囲まれた仮想的な支持面（音響用部材の軸線に対して直交する面）から軸線方向の一方側に離間してしまう。特に、振動板にはボビン及びボイスコイル（振動発生部）が取り付けられるので、これら振動板、ボビン及びボイスコイルのそれぞれの重心位置を合成した振動系の重心位置が上記支持面から軸線方向の一方側に離間してしまうものであった。

そのため、振動板が軸線方向に沿って振動している最中に、その軸線方向に直交する直交軸回りに回転しようとする力が該振動板に作用し易く、これにより振動中に振動板にローリング（現象）による共振が生じ易かった。その結果、このローリングモードの共振によってボビン或いはボイスコイルがヨークに当たることで異音を発生させ、音質が低下する懸念があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ローリングモードによる共振を抑制でき、良好な音質特性が維持された高品質な音響用部材を射出成形により効率良く製造することができる音響用部材の製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
（１）本発明に係る音響用部材の製造方法は、振動発生部が取り付け可能とされ、該振動発生部で発生した振動に起因して振動する振動板と、該振動板を径方向の外側から囲繞して支持する環状のエッジと、を備える音響用部材の製造方法であって、前記振動発生部が、前記音響用部材の軸線方向に沿って前記振動板を挟む一方側に配設され、前記振動板が、前記エッジの径方向内端部に接合される接合筒部と、該接合筒部に外周縁部が全周に亘って連設され、接合筒部の開口部を塞ぐ振動体と、を備え、前記振動体には、前記軸線方向に沿って前記振動発生部から離間する他方側に膨出する複数の凸部が形成され、前記接合筒部と前記振動体との間には、射出成形用金型の一部を入り込ませる進入空間が画成され、前記振動板を一次成形品とし、且つ前記エッジを二次成形品とする二色成形、又は前記振動板をインサート品として前記エッジをインサート成形することで形成されることを特徴とする。

本発明によれば、振動体の外周縁部に全周に亘って連設された接合筒部がエッジの径方向内端部に接合されることで、振動板が支持されており、エッジの径方向内端部の内側で軸線方向に直交するように形成される仮想面が振動板の支持面として機能する。
ここで、接合筒部に連設された振動体には、軸線方向の他方側、即ち振動発生部が配設される一方側とは反対側の方向（振動発生部から離間する方向）に膨出する複数の凸部が形成されているので、振動板単体の重心位置を上記支持面側にシフトさせることができる。そのため、振動板及び振動発生部の合成重心位置についても、前記仮想的な支持面側にシフトさせて接近させることができる。
従って、振動中に振動板にローリングモードによる共振が発生してしまうことを抑制でき、共振周波数の固有値の低下に起因する音質低下を防止し易い。これにより、良好な音質特性を維持し易く、高品質な音響用部材とすることができる。

ところで、音響用部材を製造するにあたって、一次成形品とされた振動板に対して、或いはインサート品とされた振動板に対して、溶融樹脂を射出することでエッジを成形するが、振動板を構成する接合筒部と振動体との間には射出成形用金型の一部を入り込ませる進入空間が形成されている。
そのため、例えば二色成形時における一次成形の型開き時に振動板を一方の射出成形用金型に対して強固に保持させることができ、他方の射出成形用金型からの離型を容易なものとすることができる。また、例えばインサート成形時であってもインサート品である振動板を射出成形用金型に対して強固に組み合わせることができる。従って、音響用部材を射出成形によって効率良く製造することができる。

（２）上記本発明の音響用部材の製造方法において、前記凸部が、前記振動体の中央部から該振動体の前記外周縁部に亘って延在する扇形状に膨出すると共に、前記音響用部材の前記軸線を中心として放射状に複数配置されていても良い。

この場合には、凸部が振動体の中央部から外周縁部に亘って広範囲に扇形状に膨出しているので、振動板及び振動発生部の合成重心位置を上記支持面側にシフトさせ易く、音質低下をより効果的に防ぎ易い。しかも、複数の凸部は、音響用部材の軸線を中心として放射状に配置されているので、凸部と該凸部が形成されていない部分とが振動体の周方向にバランス良く配置される。そのため、音質にムラが出難く音質特性の向上化を図ることができる。

（３）上記本発明の音響用部材の製造方法において、前記振動板を射出成形で形成し、前記振動体の前記中央部が、前記射出成形時に溶融樹脂が射出されるゲート部分とされていても良い。

この場合には、振動板を射出成形する時の樹脂流れが鋭角に曲げられる部分がないため、キャビティ内の全体に亘って溶融樹脂を均一に流すことができ、射出成形によって振動板を高い成形精度で形成することができる。

（４）上記本発明の音響用部材の製造方法において、前記凸部の稜線が、前記振動体の前記中央部から該振動体の前記外周縁部に亘って直線状に延在していても良い。

この場合には、振動板の射出成形時に射出された上記溶融樹脂を中央部側から外周縁部側に向かって抵抗少なくスムーズに流動させることができ、ショートモールドを抑制しながらより高精度に振動板を形成することができる。

本発明に係る音響用部材の製造方法によれば、ローリングモードによる共振を抑制でき、良好な音質特性が維持された高品質な音響用部材を射出成形により効率良く製造することができる。

本発明に係る音響用部材の実施形態を示す上面図である。 図１に示す音響用部材のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。 図１に示す音響用部材の製造方法を示す第１工程図であって、振動板及びガスケットを射出成形によって成形する流れを示す図である。 図１に示す音響用部材の製造方法を示す第２工程図であって、図３に示す状態の後、エッジを射出成形によって成形する流れを示す図である。

以下、本発明に係る音響用部材の実施形態について図面を参照して説明する。

（音響用部材）
本実施形態の音響用部材１は、図１及び図２に示すように、ボイスコイル（振動発生部）Ｃが取り付け可能とされた振動板２と、この振動板２を径方向の外側から囲繞して支持すると共に、音響装置フレームＦに装着される環状のガスケット３の内側に連結される環状のエッジ４と、で構成されており、電気信号を受けて上記ボイスコイルＣが振動し、この振動に起因して振動板２が振動することで音響装置の外側に音波を放射する構成とされている。

なお、本実施形態では、ガスケット３及びエッジ４はそれぞれ共通軸と同軸に配設されている。以下、この共通軸を軸線Ｏといい、この軸線Ｏ方向に沿って音響装置の外側を上側、音響装置の内側を下側という。また、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏを中心に周回する方向を周方向という。

振動板２は、エッジ４の径方向内端部に設けられた後述する内筒部２１の内周面に接合される接合筒部１０と、この接合筒部１０に外周縁部が全周に亘って連設され、接合筒部１０の開口部を塞ぐと共に上方に向けて膨出するドーム状の振動体１１と、備え、例えばポリプロピレン等の合成樹脂材料により一体的に形成されている。

そして、本実施形態の振動板２は、振動体１１の外周縁部に全周に亘って連設された接合筒部１０がエッジ４の内筒部２１に接合されることで支持されており、内筒部２１の内側で軸線Ｏ方向に直交するように形成される仮想面が振動板２の支持面Ｐとして機能する。なお、この支持面Ｐは内筒部２１の上下方向略中間部に位置する。

ガスケット３は、振動板２を形成する材質と同じ材質によって、エッジ４を径方向の外側から囲繞する円環状に形成されている。

エッジ４は、振動板２及びガスケット３にそれぞれ接合されて両者を連結する円環状部材であり、上方に向けて円弧状に湾曲し且つ全周に亘って延びるロール部２０と、このロール部２０よりも径方向の内側に軸線Ｏと同軸に配設された内筒部２１と、ロール部２０よりも径方向の外側に軸線Ｏと同軸に配設された外筒部２２と、この外筒部２２の下端に径方向の外側に向けて全周に亘って突設された下フランジ部２３と、を備え、例えばスチレン系の熱可塑性エラストマ等、射出成形可能で且つ振動板２及びガスケット３を形成する材質よりも軟質な樹脂材料で一体的に形成されている。

なお、ロール部２０の内周側部分の下端部は、全周に亘って連続して延びるフランジ状の第１段部２４を介して内筒部２１の上端に接続されている。また、ロール部２０の外周側部分の下端部は、全周に亘って連続して延びるフランジ状の第２段部２５を介して外筒部２２の上端に接続されている。
そして、エッジ４の内筒部２１の内周面と、振動板２の接合筒部１０の外周面と、が全周に亘って接合されている。また、エッジ４の外筒部２２の外周面と、ガスケット３の内周面の下端部分と、が全周に亘って接合されている。また、エッジ４の下フランジ部２３と、ガスケット３の下端面の径方向内側部分とが、全周に亘って接合されている。

また、本実施形態では、エッジ４における下フランジ部２３の一部が、該エッジ４の射出成形時に溶融樹脂が射出されるゲート部分２６とされている。なお、このゲート部分２６は、例えばエッジ４の射出成形時に形成される、後述する二次キャビティ金型４２のゲート４５の痕である。図示の例では、下フランジ部２３の外周縁にゲート部分２６が位置している。

上記振動板２について詳細に説明する。
振動体１１は、平面視円形状に形成されていると共に軸線Ｏと同軸に配設されており、ボイスコイルＣの振動によって軸線Ｏ方向に振動可能とされている。
接合筒部１０は、円筒状に形成されていると共に軸線Ｏと同軸に配設されている。この接合筒部１０の内周面の下端には、該接合筒部１０よりも下方に延びる装着筒部１２が全周に亘って連設されている。そして、この装着筒部１２の外側にボイスコイルＣが巻回されたボビン等の筒体部５が装着可能とされている。この際、筒体部５は、上端が接合筒部１０の下端に接した状態で装着筒部１２に例えば外嵌固定される。
つまり、本実施形態では、上記ボイスコイルＣが軸線Ｏ方向に沿って振動板２を挟む下方側（一方側）に配設されている。

ところで、本実施形態の振動体１１には、上記ボイスコイルＣから接合筒部１０に向かう方向である、軸線Ｏ方向の上方側（他方側）に向けて膨出する複数の凸部１３が形成されている。
これら凸部１３は、振動体１１の頂点部（中央部）から接合筒部１０に連設される外周縁部に亘って延在する平面視略扇形状に膨出していると共に、軸線Ｏを中心として放射状に３箇所に配置されている。つまり、振動体１１の周方向に等間隔を開けて凸部１３が３つ形成され、該凸部１３と凸部１３が形成されていない部分とが周方向に交互に並ぶように配置されている。

なお、凸部１３は上記したように平面視略扇形に形成されているので、その稜線（凸部１３が形成されていない部分との境界線）Ｌは、頂点部から外周縁部に亘って直線状に延在している。また、凸部１３の外周縁部は接合筒部１０の上端部に連設されている。これに対して、凸部１３が形成されていない部分の外周縁部は、接合筒部１０の下端部に連設されている。これにより、接合筒部１０の内周面と振動体１１の外周面との間に、後述するコア金型３１の中子（射出成型用金型）３１ａの一部を入り込ませる進入空間Ｓが画成されている。

また、振動体１１の頂点部は、振動板２の射出成形時に溶融樹脂が射出されるゲート部分１４とされている。なお、このゲート部分１４は、例えば振動板２の射出成形時に形成される、後述する一次キャビティ金型４１のゲート４３の痕である。

（製造方法）
次に、上述したように構成された音響用部材１の製造方法について説明する。
なお、本実施形態では、振動板２及びガスケット３を一次成形品とし、且つ、エッジ４を二次成形品とする二色成形で製造する場合を例に挙げて説明する。

はじめに、図３に基づいて、可動側型板３０に固定されたコア金型３１と、固定側型板４０に固定された一次キャビティ金型４１と、を用いて、一次成形品である振動板２及びガスケット３を成形する一次成形工程について説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、可動側型板３０を固定側型板４０に向けて前進させて型締めを行い、コア金型３１と一次キャビティ金型４１との間に、振動板２及びガスケット３が成形される一次キャビティを形成する。
次いで、図３（ｂ）に示すように、一次キャビティ金型４１のキャビティ面に開口する２つのゲート４３、４４から、上記一次キャビティ内に溶融樹脂を射出して充満させることにより、一次成形品である振動板２及びガスケット３が成形される。

なお、一方のゲート４３から射出された溶融樹脂によって主に振動板２が成形され、他方のゲート４４から射出された溶融樹脂によって主にガスケット３が成形される。特に、一方のゲート４３は、振動体１１の頂点部に対応する位置に設けられているので、該ゲート４３から射出された溶融樹脂は一次キャビティ内の全体に亘って均一に流れて充満され易い。

なお、音響用部材１において、エッジ４の内筒部２１がロール部２０の内周側部分の下端から下方に突出しているので、一次キャビティ金型４１に、コア金型３１に向けて薄肉の中子４１ａを突設せずに、肉厚で剛性の高い中子３１ａだけを突設すれば足りる。

次いで、図３（ｃ）に示すように、可動側型板３０を固定側型板４０から後退させて型開きを行う。このとき、一次成形品である振動板２及びガスケット３は、コア金型３１に保持されて、一次キャビティ金型４１内から離脱される。なお、振動板２が一次キャビティ金型４１内から離脱される際、ゲート４３内で硬化した溶融樹脂が切り離される。このときの切断痕が、ゲートの痕、即ちゲート部分１４となる。
また、成形された振動板２の接合筒部１０と振動体１１との間に画成された進入空間Ｓにコア金型３１の中子３１ａの一部が入り込んで嵌合されているので、上記型開き時に振動板２がコア金型３１から脱落することが抑制されると共に、一次キャビティ金型４１からスムーズに離型される。

次に、図４に基づいて、コア金型３１と、固定側型板４０に固定された二次キャビティ金型４２と、を用いて、二次成形品であるエッジ４を成形する二次成形工程について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、コア金型３１を二次キャビティ金型４２に対向させた後、可動側型板３０を固定側型板４０に向けて前進させて型締めを行う。これにより、コア金型３１と二次キャビティ金型４２との間に、エッジ４が成形される二次キャビティが形成されると共に、振動板２及びガスケット３が配置される。

次に、図４（ｂ）に示すように、二次キャビティ金型４２のキャビティ面に開口するゲート４５から二次キャビティ内に溶融樹脂を射出して充満させることにより、二次成形品であるエッジ４が形成されると共に、振動板２及びガスケット３に接合される。これにより、音響用部材１が形成される。

次いで、図４（ｃ）に示すように、可動側型板３０を固定側型板４０から後退させて型開きを行う。このとき、音響用部材１は、コア金型３１に保持されて二次キャビティ金型４２内から離脱され、その後、可動側型板３０に設けられた図示しないエジェクタピンにより突き出されることで、コア金型３１から離型される。

その結果、図１及び図２に示す音響用部材１を得ることができる。これにより、音響用部材１の製造方法が終了する。
なお、音響用部材１が二次キャビティ金型４２内から離脱される際、ゲート４５内で硬化した溶融樹脂が切り離される。このときの切断痕が、ゲートの痕、即ちゲート部分２６となる。

上記製造方法によって製造された音響用部材１によれば、図１及び図２に示すように、振動体１１に上方に向かって、即ち、ボイスコイルＣが配設されている下方側とは反対側の方向に向かって膨出する３つの凸部１３が形成されているので、振動板２単体の重心位置を支持面Ｐ側にシフトさせることができる。そのため、振動板２及びボイスコイルＣの合成重心位置Ｇについても、支持面Ｐ側にシフトさせて接近させることができる。
従って、振動中に振動板２にローリングモードによる共振が発生してしまうことを抑制でき、共振周波数の固有値の低下に起因する音質低下を防止し易い。これにより、良好な音質特性を維持し易く、高品質な音響用部材１とすることができる。

しかも、本実施形態の凸部１３は、振動体１１の頂点部から外周縁部に亘って広範囲に扇形状に膨出しているので、振動板２及びボイスコイルＣの合成重心位置Ｇを支持面Ｐに対してよりシフトさせ易く、音質低下をより効果的に防ぎ易い。
また、これら３つの凸部１３は軸線Ｏを中心として放射状に配置されているので、該凸部１３と凸部１３が形成されていない部分とが振動体１１の周方向にバランス良く配置される。そのため、音質にムラが出難く音質特性の向上化を図ることができる。

また、振動体１１の頂点部が射出成形時におけるゲート部分１４とされているので、上記一次成形工程において、ゲート４３から射出した溶融樹脂を、振動板２を成形するための一次キャビティ内の全体に亘って均一に流すことができ、射出成形によって振動板２を高い成形精度で形成することができる。そのうえ、本実施形態の凸部１３は、稜線Ｌが振動体１１の頂点部から外周縁部に亘って直線状に延在しているので、ゲート４３から射出された溶融樹脂を、頂点部側から外周縁部側に向かって抵抗少なくスムーズに流動させることができ、ショートモールドを抑制しながらより高精度に振動板２を形成することができる。

また、上記したように、一次成形工程における型開きの際に、成形された振動板２の接合筒部１０と振動体１１との間に画成された進入空間Ｓにコア金型３１の中子３１ａの一部が入り込んで嵌合されているので、振動板２がコア金型３１から脱落することが抑制されると共に、一次キャビティ金型４１からの離型が容易に行われる。従って、音響用部材１を射出成形によって効率良く製造することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、音響用部材１を二色成形により形成したが、これに代えて、振動板２及びガスケット３をインサート品とし、これに対してエッジ４をインサート成形することで音響用部材１を製造しても構わない。なお、振動板２をインサート品とした場合であっても、接合筒部１０と振動体１１との間に画成された進入空間Ｓを利用して、振動板２を射出成形用金型に対して強固に組み合わせることができるので、やはり音響用部材１を射出成形によって効率良く製造することができる。

また、上記実施形態では、エッジ４に第１段部２４及び第２段部２５を設けたが、これら両段部２４、２５を設けずにロール部２０と内筒部２１及び外筒部２２と直接接続させても構わない。また、エッジ４にロール部２０を設けたが、このロール部２０は必須なものではなく設けなくても構わない。なお、ロール部２０を設ける場合には、下方に向けて膨出させても構わない。

また、エッジ４におけるゲート部分２６を下フランジ部２３に位置させたが、このゲート部分２６の位置は適宜変更しても良い。また、エッジ４の内筒部２１は、ロール部２０の内周側部分の下端から上方に突出しても良い。

また、上記実施形態では、振動板２の振動体１１を上方に向けて膨出し、且つ平面視円形状になるように形成したが、この場合に限定されず、例えば平面視楕円形状や多角形状、その他の形状であっても良く、或いは平板状であっても良く、さらには下方に向けて膨出する形状であっても良い。
また、振動体１１に３つの凸部１３を形成したが、その数は自由に設定して構わない。但し、凸部と該凸部が形成されていない部分とが、振動体１１の周方向に交互に配置されるように、軸線Ｏを中心として凸部を放射状に配置することが好ましい。こうすることで、振動体１１のバランスが整って音質にムラが出難くなるので、音質特性の向上化を図り易い。

Ｃ…ボイスコイル（振動発生部）
Ｌ…稜線
Ｏ…軸線
Ｓ…進入空間
１…音響用部材
２…振動板
４…エッジ
１０…振動板の接合筒部
１１…振動板の振動体
１３…凸部
１４…ゲート部分
３１ａ…コア金型の中子（射出成形用金型）

Claims (4)

1. 振動発生部が取り付け可能とされ、該振動発生部で発生した振動に起因して振動する振動板と、
   該振動板を径方向の外側から囲繞して支持する環状のエッジと、を備える音響用部材の製造方法であって、
   前記振動発生部は、前記音響用部材の軸線方向に沿って前記振動板を挟む一方側に配設され、
   前記振動板は、
   前記エッジの径方向内端部に接合される接合筒部と、
   該接合筒部に外周縁部が全周に亘って連設され、接合筒部の開口部を塞ぐ振動体と、を備え、
   前記振動体には、前記軸線方向に沿って前記振動発生部から離間する他方側に膨出する複数の凸部が形成され、
   前記接合筒部と前記振動体との間には、射出成形用金型の一部を入り込ませる進入空間が画成され、
   前記振動板を一次成形品とし、且つ前記エッジを二次成形品とする二色成形、又は前記振動板をインサート品として前記エッジをインサート成形することで形成されることを特徴とする音響用部材の製造方法。
2. 請求項１に記載の音響用部材の製造方法において、
   前記凸部は、前記振動体の中央部から該振動体の前記外周縁部に亘って延在する扇形状に膨出すると共に、前記音響用部材の前記軸線を中心として放射状に複数配置されていることを特徴とする音響用部材の製造方法。
3. 請求項２に記載の音響用部材の製造方法において、
   前記振動板を射出成形で形成し、
   前記振動体の前記中央部が、前記射出成形時に溶融樹脂が射出されるゲート部分とされていることを特徴とする音響用部材の製造方法。
4. 請求項３に記載の音響用部材の製造方法において、
   前記凸部の稜線は、前記振動体の前記中央部から該振動体の前記外周縁部に亘って直線状に延在していることを特徴とする音響用部材の製造方法。

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