JP2022154778A - Speaker diaphragm, speaker, electronic device, and moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、各種音響機器に使用されるスピーカ用振動板やこれを用いたスピーカおよびこのスピーカを用いた電子機器や移動体に関するものである。 The present disclosure relates to speaker diaphragms used in various audio equipment, speakers using the same, and electronic equipment and mobile bodies using the speaker.
従来の技術を図6により説明する。図6は、従来の射出成形による樹脂製のスピーカ用振動板の断面図である。 A conventional technique will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional injection-molded resin speaker diaphragm.
図6に示すように、スピーカ用振動板27は、あらかじめ形状が設定された金型に樹脂ペレットを熱溶解させて射出成形して得ていた。これらの射出成形による樹脂材料の種類としては、ポリプロピレン等の単一材料が一般的に使用されている。
As shown in FIG. 6, the
このほか、スピーカ用振動板としての物性値の調整、すなわちスピーカとしての特性や音質の調整を目的として、種類の異なる樹脂を混入させたブレンドタイプの樹脂材料が用いられることもある。 In addition, a blend type resin material in which different types of resin are mixed is sometimes used for the purpose of adjusting the physical properties of the speaker diaphragm, that is, adjusting the characteristics and sound quality of the speaker.
さらに、これら樹脂材料では調整が難しい物性値の調整については、強化材を混入して物性値の調整を行ない、スピーカとしての特性や音質の調整を実施していた。 Furthermore, in order to adjust the physical property values, which are difficult to adjust with these resin materials, reinforcing materials are mixed in to adjust the physical property values, and the speaker characteristics and sound quality are adjusted.
尚、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1および特許文献2が知られている。 For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are known as prior art document information related to the invention of this application.
一般的にブレンドタイプの樹脂材料のベースの樹脂にポリプロピレンを使用していることが多い。ポリプロピレンをベース樹脂とした場合は、安価で生産性は良好であるものの、スピーカ用振動板としての剛性や弾性率が低いという課題を有していた。 In general, polypropylene is often used as the base resin for blend-type resin materials. When polypropylene is used as the base resin, it is inexpensive and has good productivity, but has the problem of low rigidity and elastic modulus as a speaker diaphragm.
そして、剛性や弾性率を向上させるために、繊維状の強化材を混入することがあるが、射出成形時のスクリューにより繊維状の強化材が細かく砕かれてしまい、繊維状の強化材の本来の性能を活かしきれないという課題を有していた。 In order to improve rigidity and elastic modulus, fibrous reinforcing materials are sometimes mixed, but the fibrous reinforcing materials are crushed finely by the screw during injection molding, and the original fibrous reinforcing materials There was a problem that it was not possible to take full advantage of the performance of
そこで本開示は、この問題を解決したもので、剛性や弾性率が高く高音質を実現できるスピーカ用振動板、当該スピーカ用振動板を備えるスピーカ、当該スピーカを備える電子機器および移動体を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present disclosure solves this problem, and provides a speaker diaphragm that has high rigidity and elastic modulus and can achieve high sound quality, a speaker that includes the speaker diaphragm, an electronic device that includes the speaker, and a moving object. It is intended to
この目的を達成するために、本開示は、熱可塑性エポキシ樹脂に炭素繊維を混入させてスピーカ用振動板を構成したものである。 In order to achieve this object, the present disclosure comprises a loudspeaker diaphragm by mixing carbon fiber into a thermoplastic epoxy resin.
この目的を達成するために、本開示の他の一つは、磁気回路と、前記磁気回路と結合されるフレームと、前記フレームの外周部に結合されるスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、を備えるスピーカであって、前記スピーカ用振動板は、熱可塑性エポキシ樹脂に炭素繊維を混入させて構成されるスピーカ。 In order to achieve this object, another aspect of the present disclosure includes a magnetic circuit, a frame coupled with the magnetic circuit, a speaker diaphragm coupled to an outer peripheral portion of the frame, and the speaker vibration. a voice coil coupled to a plate and having a portion of the speaker diaphragm positioned in the magnetic gap of the magnetic circuit, wherein the speaker diaphragm is made of carbon in thermoplastic epoxy resin; A speaker composed of mixed fibers.
この目的を達成するために、本開示の他の一つは、スピーカと、前記スピーカへの入力信号の増幅回路と、を備える電子機器であって、前記スピーカは、磁気回路と、前記磁気回路と結合されるフレームと、前記フレームの外周部に結合されるスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、を備え、前記スピーカ用振動板は、熱可塑性エポキシ樹脂に炭素繊維を混入させて構成される電子機器。 In order to achieve this object, another aspect of the present disclosure is an electronic device including a speaker and an amplifier circuit for an input signal to the speaker, wherein the speaker includes a magnetic circuit and the magnetic circuit. a speaker diaphragm coupled to the outer periphery of the frame; and a speaker diaphragm coupled to the speaker diaphragm, a portion of the speaker diaphragm being disposed in the magnetic gap of the magnetic circuit. and a voice coil, wherein the speaker diaphragm is formed by mixing carbon fiber into a thermoplastic epoxy resin.
この目的を達成するために、本開示の他の一つは、スピーカと、前記スピーカが取り付けられる筐体と、前記スピーカ、および前記筐体を移動させる駆動手段と、を備える移動体であって、前記スピーカは、磁気回路と、前記磁気回路と結合されるフレームと、前記フレームの外周部に結合されるスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、を備え、前記スピーカ用振動板は、熱可塑性エポキシ樹脂に炭素繊維を混入させて構成される移動体。 In order to achieve this object, another aspect of the present disclosure is a moving object including a speaker, a housing to which the speaker is attached, and driving means for moving the speaker and the housing. a frame coupled to the magnetic circuit; a speaker diaphragm coupled to an outer peripheral portion of the frame; a speaker diaphragm coupled to the speaker diaphragm; and a voice coil part of which is arranged in the magnetic gap of the magnetic circuit, and the speaker diaphragm is made of thermoplastic epoxy resin mixed with carbon fiber.
以上のように本開示によれば、熱可塑性エポキシ樹脂に馴染みの良い炭素繊維を混入させて分散性を良好にすることで、炭素繊維を均一に配合することができる。よって、ベースとなる熱可塑性エポキシ樹脂の高い剛性や弾性率に加え、炭素繊維の混入により剛性や弾性率を高くすることができ、高音質を実現できるスピーカ用振動板を得ることができる。 As described above, according to the present disclosure, the carbon fiber can be uniformly blended by mixing the carbon fiber, which has a good affinity, with the thermoplastic epoxy resin to improve the dispersibility. Therefore, in addition to the high rigidity and elastic modulus of the thermoplastic epoxy resin used as the base, the rigidity and elastic modulus can be increased by mixing carbon fibers, and a speaker diaphragm capable of realizing high sound quality can be obtained.
以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本開示について説明する。
(Embodiment 1)
The present disclosure will be described below using Embodiment 1. FIG.
図1は、本開示の一実施形態の振動板の断面図を示したものである。図2は、本開示の一実施形態の振動板の平面図を示したものである。図1および図2に示すように、スピーカ用振動板27は、熱可塑性エポキシ樹脂27Aに炭素繊維27Bを混入させて形成したものである。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a diaphragm of one embodiment of the present disclosure. FIG. 2 illustrates a plan view of a diaphragm of one embodiment of the present disclosure. As shown in FIGS. 1 and 2,
本実施の形態の場合、抄紙工法により熱可塑性エポキシ樹脂27Aに炭素繊維27Bを混入させてシート状の樹脂部材を得る。得られたシート状の樹脂部材をさらに加熱プレス成形してスピーカ用振動板27の形状に成形している。このような製造方法によりスピーカ用振動板27を製造することで、熱可塑性エポキシ樹脂27Aに炭素繊維27Bを均一に分散させることができる。熱可塑性エポキシ樹脂27Aは、抄紙工法において炭素繊維27Bとの相性が良く馴染みが良好であるため熱可塑性エポキシ樹脂27Aが採用される。よって、ベースとなる熱可塑性エポキシ樹脂27Aの高い剛性や弾性率に加え、さらに炭素繊維27Bの混入により剛性や弾性率を高くすることができ、高音質を実現できるスピーカ用振動板27を得ることができる。
In the case of this embodiment, a sheet-like resin member is obtained by mixing
また、このような製造方法とすることにより、従来の射出成型による製造方法のように、射出成形時のスクリューによる強化材としての炭素繊維27Bが細かく砕かれてしまい、強化材の本来の性能を活かしきれないという課題を解決することができる。
In addition, by adopting such a manufacturing method, the
さらに、従来では炭素繊維27Bと相性や馴染みが良くないベース樹脂が採用されている。この場合、従来の樹脂材料により構成したシートを、加熱プレスして材料を引き伸ばしながらスピーカ用振動板の形状に成形すると、炭素繊維27B同士が絡まった分散性が悪い状態が発生し、出来上がったスピーカ用振動板27内において炭素繊維27Bがムラになったり、スピーカ用振動板27に割れや裂けが発生してしまうという課題が存在する。本実施の形態の場合、ベースとなる樹脂として熱可塑性エポキシ樹脂27Aを用いることで炭素繊維27Bの分散ムラやスピーカ用振動板27の割れや避けの発生を解決することができる。
Furthermore, conventionally, a base resin that is not compatible with or familiar with the
また、本実施の形態で採用される、エポキシ樹脂は、熱硬化性エポキシ樹脂ではなく、熱可塑性エポキシ樹脂27Aである。このため加熱プレス成形が可能となり、熱可塑性エポキシ樹脂27Aに炭素繊維27Bを均一に分散させて配合させることができ、ベースとなる熱可塑性エポキシ樹脂27Aの高い剛性や弾性率に加え、さらに炭素繊維27Bの混入により剛性や弾性率を高くすることができるという大きな効果を奏する。
Further, the epoxy resin employed in the present embodiment is
次に詳細内容について説明する。 Next, detailed contents will be described.
熱可塑性エポキシ樹脂27Aへの炭素繊維27Bの混入比率は、10重量%以上、50重量%以下の範囲から選定される。この混入比率とすることで、必要な特性をバランスよく得ることができ、高い剛性や弾性率を実現することができるという効果を得ることができる。熱可塑性エポキシ樹脂27Aへの炭素繊維27Bの混入比率が、10%より小さい場合は、炭素繊維27Bによる熱可塑性エポキシ樹脂27Aの剛性や弾性率向上の効果が小さくなるという不具合を発生する可能性があり、所望のスピーカ用振動板27としての音質や特性が得られにくくなる。一方、熱可塑性エポキシ樹脂27Aへの炭素繊維27Bの混入比率が、50%より大きい場合は、生産性が低下してしまう傾向となる。
The mixing ratio of the
混入する炭素繊維27Bの繊維長の分布は、2mm以上、10mm以下の範囲から選定される長さがピークとなる分布である。このような分布の繊維長の炭素繊維27Bを用いることにより、炭素繊維27Bの高い剛性や弾性率を維持したまま、熱可塑性エポキシ樹脂27Aと複合化したときの分散性が良好となり、炭素繊維27Bを熱可塑性エポキシ樹脂27Aに対し均一に配合することができ、複合化効果が効率よく発揮される。これにより、得られるスピーカ用振動板27の剛性や弾性率を高くすることができるという大きな効果を奏する。
The fiber length distribution of the mixed
混入する炭素繊維27Bの繊維長の分布のピークが、2mmより短い場合は、炭素繊維27Bの効果を効率よく発揮させることができなくなり、著しい剛性や弾性率の向上は期待できない。一方、混入する炭素繊維27Bの繊維長の分布のピークが、10mmより長い場合は、スピーカ用振動板27の表面に炭素繊維27Bの凝集体が現れて外観を損ねやすくなり、生産性と品質とが低下する傾向となる。
If the peak of the fiber length distribution of the mixed
ベースとなる樹脂材料を、PP(ポリプロピレン)樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂として、炭素繊維を混入してスピーカ用振動板を作成し、熱可塑性エポキシ樹脂へ炭素繊維を混入してスピーカ用振動板を作成したものと比較した結果を表1に示す Using PP (polypropylene) resin, PET (polyethylene terephthalate) resin, and ABS (acrylonitrile butadiene styrene) resin as base resin materials, carbon fiber is mixed to create a speaker diaphragm, and carbon fiber is added to thermoplastic epoxy resin. Table 1 shows the results of comparison with a speaker diaphragm made by mixing
表1から、熱可塑性エポキシ樹脂27Aをベース樹脂としたスピーカ用振動板27は、他の種類の樹脂をベース樹脂としたスピーカ用振動板に比べて、弾性率が向上していることが明らかであり、より高音質化傾向にある。詳細には、熱可塑性エポキシ樹脂27Aをベース樹脂としたスピーカ用振動板27は、PP樹脂をベース樹脂としたスピーカ用振動板の約2倍、PET樹脂をベース樹脂としたスピーカ用振動板の約1.5倍の高い弾性率を得ることができた。また、ABS樹脂をベース樹脂としたスピーカ用振動板よりも高い弾性率を得ることができた。
From Table 1, it is clear that the
以上のように、本開示は、熱可塑性エポキシ樹脂27Aに炭素繊維27Bを混入させた樹脂材料に基づいたスピーカ用振動板である。これにより、熱可塑性エポキシ樹脂27Aに馴染みの良い炭素繊維27Bを混入させて分散性を良好にすることで、炭素繊維27Bを均一に配合することができる。このため、加熱プレス成形するときに、材料を引き伸ばしながらスピーカ用振動板27の形状に成形しても、炭素繊維27Bがムラになったり、スピーカ用振動板に割れや裂けが発生してしまうということもなくすことができる。よって、ベースとなる熱可塑性エポキシ樹脂27Aの高い剛性や弾性率に加え、さらに炭素繊維27Bの混入により剛性や弾性率を高くすることができ、高音質を実現できるスピーカ用振動板を得ることができる。
As described above, the present disclosure is a speaker diaphragm based on a resin material in which
また、熱可塑性エポキシ樹脂27Aと炭素繊維27Bを抄紙工法により混入させて得られるシート状の樹脂部材を、加熱プレス成形してスピーカ用振動板27の形状に成形することで、射出成形のようにスクリューで炭素繊維27Bを細かく砕いてしまうことがない。これにより、強化材としての炭素繊維27Bの本来の性能を十分に発揮させることができるスピーカ用振動板27を得ることができる。
Also, a sheet-shaped resin member obtained by mixing the thermoplastic
また、スピーカ用振動板27の物性を調整する手段として、熱可塑性エポキシ樹脂以外の樹脂をさらに混入させて構成しても良い。混入する熱可塑性エポキシ樹脂以外の樹脂は、熱可塑性エポキシ樹脂27Aよりも柔らかい樹脂を選定することが好ましい。これにより剛性や弾性率を過剰な高さを抑制するなど音質や音響特性を容易に調整することができる。熱可塑性エポキシ樹脂27Aより柔らかい樹脂としては、PP(ポリプロピレン)樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂等が挙げられる。
Further, as means for adjusting the physical properties of the
また、これらの比較的柔らかい樹脂を1種類のみならず、複数種類をブレンドして混入しても良い。複数種類をブレンドして混入することで、各々の樹脂の物性を反映させることができるため、より細かく音質や音響特性を調整することができる。よって、これらの比較的柔らかい樹脂を混入させることで、従来では馴染みが良好ではなかった炭素繊維27Bとの馴染みについても、熱可塑性エポキシ樹脂27Aが存在することの効果により、馴染みが良好となり、炭素繊維27Bを均一に分散させて配合させることができる。そして、これらの比較的柔らかい樹脂を、抄紙工法により混入させて構成したシートを、加熱プレス成形してスピーカ用振動板の形状に成形する製造方法とすることで、炭素繊維27Bを均一に分散させて配合させることができる。さらに、この製造方法とすることで、炭素繊維27Bの繊維長の分布のピークが2mm以上で、かつ10mm以下の範囲に収めることができるため、炭素繊維27Bの効果を十分に発揮させることができる。
Moreover, not only one type of these relatively soft resins but also a plurality of types may be blended and mixed. By blending and mixing multiple types of resins, it is possible to reflect the physical properties of each resin, so it is possible to finely adjust the sound quality and acoustic characteristics. Therefore, by mixing these relatively soft resins, the compatibility with the
以上のように、これらの比較的柔らかい樹脂を混入させて構成することで、熱可塑性エポキシ樹脂27Aと炭素繊維27Bとの混入効果に加え、スピーカ用振動板の物性を微調整することが可能となり、所望の音質や音響特性を実現することができる。
As described above, by mixing these relatively soft resins, it is possible to finely adjust the physical properties of the speaker diaphragm in addition to the mixing effect of the thermoplastic
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本開示について説明する。
(Embodiment 2)
The present disclosure will be described below using Embodiment 2. FIG.
図3は、実施の形態2のスピーカの断面図を示したものである。図3に示すように、着磁されたマグネット21を上部プレート22およびヨーク23により挟み込んで内磁型の磁気回路24を構成している。
FIG. 3 shows a sectional view of the loudspeaker according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, a
磁気回路24のヨーク23は、フレーム26に結合されている。フレーム26の周縁部26aには、実施の形態1に記載されるスピーカ用振動板27のエッジ27eが接着されている。スピーカ用振動板27の中心部は、ボイスコイル体28の一端と結合される。ボイスコイル体28の他端は、磁気回路24の磁気ギャップ25にはまり込むように配置されている。なお本実施の形態の場合、ボイスコイル体28として、ボイスコイル28aとボイスコイル28aが巻き付けられるボビン28bとを備えたものを例示したが、ボビン28bを備えないボイスコイル体28でもかまわない。
なお、実施の形態2では、内磁型の磁気回路24を有するスピーカ10について説明したが、これに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカ10に適用してもよい。
Although the
実施の形態2で説明したスピーカ10によれば、良好な特性や良好な音質のスピーカを実現することができる。特に、スピーカ用振動板27の剛性や弾性率を高くすることができるため、スピーカの特性においては、高域限界周波数の向上を実現することができる。
According to the
また、スピーカ10の音質においては、スピーカ用振動板27の剛性や弾性率の向上から、高忠実再生が可能で明瞭度の高い音質を実現することができる
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本開示について説明する。
As for the sound quality of the
The present disclosure will be described below using a third embodiment.
図4は、本開示の一実施形態の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外観図を示したものである。 FIG. 4 shows an external view of an audio mini-component system, which is an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
スピーカ10は、エンクロジャー11に組込まれてスピーカシステム16が構成されている。
The
アンプ12は、スピーカシステム16に入力する電気信号の増幅回路を含む電子機器である。プレーヤ等の操作部13は増幅回路であるアンプ12に入力されるソースを出力する。電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム14は、このようにアンプ12、操作部13、スピーカシステム16を有する。アンプ12、操作部13、エンクロジャー11は、ミニコンポシステム14の本体部である。すなわちスピーカ10は、ミニコンポシステム14の本体部に装着されている。
The
またスピーカ10のボイスコイル体28は、本体部のアンプ12から給電されてスピーカ用振動板27を振動させて音を発する。これにより、従来では実現できなかった高忠実再生が可能で明瞭度の高い良好な音質や良好な特性を可能としたミニコンポシステム14が得られる。
The
(実施の形態4)
以下、実施の形態4を用いて、本開示について説明する。
(Embodiment 4)
The present disclosure will be described below using Embodiment 4. FIG.
図5は、実施の形態4の移動体である自動車15の断面図を示したものである。図5に示すように、移動体である自動車15は、実施の形態2に記載されるスピーカ10をリアトレイやフロントパネルなどに備えている。スピーカ10は、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用される。自動車15は、駆動手段15aを備え、スピーカ10を収容する筐体として機能する車体15bとともにスピーカ10を移動させる。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of an
これにより、スピーカ10の特徴を活かし、高忠実再生が可能で明瞭度の高い良好な音質や良好な特性を可能とした自動車等の移動体を実現することができる。
As a result, by utilizing the features of the
本開示にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および移動体は、高音質が必要な電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。 A loudspeaker diaphragm, a loudspeaker, an electronic device, and a moving object according to the present disclosure can be applied to electronic devices that require high sound quality, as well as devices such as automobiles.
10 スピーカ
11 エンクロジャー
12 アンプ
13 操作部
14 ミニコンポシステム
15 自動車
15a 駆動手段
15b 車体
16 スピーカシステム
21 マグネット
22 上部プレート
23 ヨーク
24 磁気回路
25 磁気ギャップ
26 フレーム
26a 周縁部
27 スピーカ用振動板
27A 熱可塑性エポキシ樹脂
27e エッジ
28 ボイスコイル体
28a ボイスコイル
28b ボビン
10
Claims (10)
スピーカ用振動板。 A loudspeaker diaphragm made of thermoplastic epoxy resin containing carbon fiber.
請求項1に記載のスピーカ用振動板。 2. The loudspeaker diaphragm according to claim 1, wherein the content ratio of carbon fiber to said thermoplastic epoxy resin is 10% by weight or more and 50% by weight or less.
請求項1または請求項2に記載のスピーカ用振動板。 3. The loudspeaker diaphragm according to claim 1, wherein the fiber length distribution of the carbon fibers has a peak at a length selected from a range of 2 mm or more and 10 mm or less.
請求項1から3のいずれか1つに記載のスピーカ用振動板。 4. The loudspeaker diaphragm according to claim 1, further comprising a resin other than said thermoplastic epoxy resin.
請求項4に記載のスピーカ用振動板。 5. The speaker diaphragm according to claim 4, wherein the resin other than the thermoplastic epoxy resin is a polypropylene resin.
スピーカ用振動板の製造方法。 A method of manufacturing a speaker diaphragm by mixing carbon fiber into a thermoplastic epoxy resin by a papermaking method.
請求項6に記載のスピーカ用振動板の製造方法。 7. The method for producing a loudspeaker diaphragm according to claim 6, wherein the sheet-shaped resin member obtained by the papermaking method is heat-press molded.
前記磁気回路と結合されるフレームと、
前記フレームの外周部に結合される請求項1から5のいずれか1つに記載のスピーカ用振動板と、
前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、
を備えるスピーカ。 a magnetic circuit;
a frame coupled with the magnetic circuit;
a speaker diaphragm according to any one of claims 1 to 5, which is coupled to the outer peripheral portion of the frame;
a voice coil coupled to the speaker diaphragm and having a portion of the speaker diaphragm disposed in the magnetic gap of the magnetic circuit;
A speaker with a
前記スピーカへの入力信号の増幅回路と、
を備える電子機器。 A speaker according to claim 8;
an amplifier circuit for an input signal to the speaker;
electronic equipment.
前記スピーカが取り付けられる筐体と、
前記スピーカ、および前記筐体を移動させる駆動手段と、
を備える移動体。 A speaker according to claim 8;
a housing to which the speaker is attached;
driving means for moving the speaker and the housing;
A mobile body with
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