JP3824764B2

JP3824764B2 - Speaker

Info

Publication number: JP3824764B2
Application number: JP02203298A
Authority: JP
Inventors: 高志小椋; 耕作村田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: JPH114496A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音響機器などに用いられるスピーカに関するものであり、さらに詳しくは、防災用スピーカなどとして使用される耐熱性に優れたスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハイファイスピーカなど音響特性を重視したスピーカのエッジ材料として多用されるゴム系素材は耐熱性に劣るため、火災の際の延焼を防ぐことは困難である。そこで、防災用スピ−カなど特殊用途向けスピーカのエッジ材料には、耐熱性を重視し、金属やガラス繊維などの無機系素材、ポリアリレートやポリエーテルサルフォンなどのエンジニアリングプラスチックフイルム、綿やポリアミド繊維などの基布にフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた素材などが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の耐熱性エッジ材料は柔軟性に欠けるため、音圧−周波数特性における最低共振周波数（ｆ₀）を低域側に制御することが困難であり、また、内部損失が低く平坦な周波数特性が得られないなど、耐熱性の向上と引き替えにスピーカの音響特性が十分良好には得られないという課題があった。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れ、音響特性の観点からも好ましいエッジを有するスピーカを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のスピーカは、ポリアクリロニトリル繊維を耐炎化して得た炭素繊維の布からなる層と、炭素繊維の布に合成ゴムが含浸した層と、合成ゴムからなる層とを有する多層複合シートを成形したエッジと、振動板と、フレームとを有し、
前記エッジは、前記炭素繊維の布からなる層が前記振動板の開口側最表面となるように配置されることを特徴とする。このような構成にすることにより、耐熱性と柔軟性とを兼ね備えたエッジを具備し、耐熱性、音響特性がともに良好なスピーカが提供される。ここで、耐炎化とは、空気などの活性雰囲気中で、２００〜３００℃程度に加熱して処理することをいう。この処理により、酸化工程を経てナフチリジン環の生成によるラダーポリマー化が進行して繊維が耐炎化される。
【０００６】
そして、前記スピーカは、炭素繊維の布からなる層と、炭素繊維の布に合成ゴムが含浸した層と、合成ゴムからなる層とを含む多層複合シートを成形したエッジを、前記炭素繊維からなる層が振動板開口側最表面層となるように配置したことにより、炭素繊維の布と合成ゴムとが一体的に複合化されながらも、相対的に熱に弱い合成ゴム層が熱に強い炭素繊維布からなる層で保護されて、エッジの耐熱性がさらに向上する。このような構成は、特に、実際の火災の際に想定される６００〜１０００℃程度の火炎にエッジが直接さらされるような場合の耐熱性の向上に有効である。
【０００７】
また、前記スピーカにおいては、前記合成ゴムからなる層は発泡層をスキン層で挟み込んだ構造を有することが好ましい。このような構成にすることにより、エッジが軽量化され見かけの剛性も向上するので、スピーカの音響特性がさらに向上する。ここで、スキン層とは、合成ゴム層の表面に形成された発泡が実質的にない層である。
【０００９】
また、前記エッジは、合成ゴムからなる層の表面に形成された溝部を含むことが好ましい。また、この溝部からなる強度低下部分は、スリットが形成されてもボイスコイルボビンが正確にピストン運動できるように、エッジに強度的な偏りが生じないように配置されていることが好ましく、必ずしも限定されるものではないが、例えば、エッジに略等間隔に配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記エッジには、前記溝部を覆うように耐熱布が配設されていることが好ましい。このような構成にすることにより、加熱によりエッジにスリットが形成されても、このスリットからの火炎の侵入を防止することができる。耐熱布は、溝部の加熱による開裂を見込み、撓んだ状態でエッジ表面に配設することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の複合シートの一実施形態を示す断面図である。炭素繊維の布の表面から合成ゴムが含浸し、この炭素繊維の布と合成ゴムとが複合化した層３により、炭素繊維の布と合成ゴムとが一体となっている。合成ゴムは、炭素繊維の布の一部にのみ含浸しており、その残余の層が炭素繊維布層２となっている。また、合成ゴムはその全量が含浸しているのではなく、含浸していない合成ゴムは複合化層３に隣接して合成ゴム層４を形成している。各層の厚さの比率は、スピーカの音響特性に微妙な影響を与えるため、使用状況により適宜変化させることが好ましい。
【００１２】
炭素繊維布は、ポリアクリロニトリル繊維を２００〜３００℃の空気中で加熱処理することにより得ることができる。ポリアクリロニトリル繊維は、通常、最終的には不活性ガス中で１２００〜１４００℃の高温で熱処理されてＰＡＮ系炭素繊維として用いられる。しかし、このようにして得られた炭素繊維は、強度および耐熱性に優れてはいるが、剛直に過ぎる。スピーカのエッジ材料のコンプライアンスは、音質的に非常に重要なファクターであるため、エッジ材料は柔軟性を有することが好ましい。また、エッジ形状も音質に影響するため、エッジ材料は成形性に優れていることが好ましい。したがって、前記高温で処理された炭素繊維は、音響特性および成形性の観点から、スピーカのエッジ材料としては適していない。本発明者は、ポリアクリロニトリル繊維を耐炎化した炭素繊維が耐熱性、柔軟性を兼ね備え、特にスピーカのエッジ材料として好適であることを見出した。
【００１３】
上記炭素繊維は、織布として使用してもよいが、経緯方向でコンプライアンスが変わることなく周方向で常に同一の物理特性が得られることから、不織布として使用することが好ましい。不織布を用いることにより、部分的な強度低下により生じる共振モードや振動板の正確なピストン運動を阻害することに起因する音響歪を抑制することができる。
【００１４】
また、使用する炭素繊維の布の面密度は、２０〜６０ｇ／ｍ²が好ましい。面密度を２０ｇ／ｍ²以上とすることにより加熱時における形状保持性能が向上し、６０ｇ／ｍ²以下とすることにより複合シートの成形性が向上する。
【００１５】
合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴム、または非ジエン系ゴムであってもエチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＭ）やエチレンプロピレンジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ））などを用いることができる。エッジの耐熱性、耐炎性をさらに向上させるためには、これらの合成ゴムに、酸化アンチモンやハロゲン系、リン系の添加剤を５〜１０重量％添加することが好ましい。
【００１６】
炭素繊維の布と合成ゴムとを複合化させる際には、布に合成ゴムを含浸させて炭素繊維を骨材として作用させ、加熱でゴムが劣化した時にエッジが変形しにくいようにすることが好ましい。すなわち、合成ゴム層を炭素繊維布に部分的に含浸させるなどの方法により多層構造とすることが合成ゴム保護の観点からは好ましい。このような多層構造は、その例が図１、図２に示されているが、特にこれらの態様に限られるものではなく、例えば、炭素繊維布層が合成ゴム層を挟み込むような態様にしてもよい。
【００１７】
複合化したエッジ材料１は、金型内での熱圧縮成形などの手段により所望のスピーカのエッジ形状に成形される。この成形の際には、合成ゴムが熱架橋型であれば、成形時の加熱により、成形と同時に架橋反応を行うことができる。したがって、炭素繊維布と合成ゴムとを接触させて加熱圧縮成形を行えば、エッジ材料の複合化とエッジへの成形が同一工程で実施できる。このような効率的な製法を採用するために、本発明の合成ゴムには、硫黄成分の添加などにより熱架橋型としたものを使用することが好ましい。
【００１８】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の別の実施形態のエッジ材料を示す断面図である。図２に示すエッジ材料５は、合成ゴムに発泡剤を添加し、上記と同様の熱圧縮成形を実施することにより製造することができる。このようにすると、成形時に発泡が開始されて発泡層１０が形成されるとともに、他の素材と接している合成ゴムの表面部分には、発泡がないスキン層９が形成される。発泡層１０がスキン層９に挟み込まれたサンドイッチ構造を有し、軽量化され、見掛けの剛性が向上しているので、図２に示したエッジ材料５により成形されたエッジを使用すれば、エッジや振動板の不要共振を抑制することができる。
【００１９】
なお、発泡剤としては、ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）系発泡剤、ＤＰＴ（ジニトロソペンタメチレンテトラミン）系発泡剤、ＯＢＳＨ系発泡剤などを用いることができる。
【００２０】
（第３の実施形態）
図３は、本発明のさらに別の実施形態のエッジ材料の断面図である。図３に示すエッジ材料１１の合成ゴム層１４には、溝部１７が設けられている。この溝部１７は、例えば第２の実施形態と同様の方法を用いて熱圧縮成形する際に、金型に突起部を設けることにより形成することができる。また図４は、このようなエッジ材料を用いて成形したエッジ１８の一例を裏面から（スピ−カ内部側から）示す図である。図４に示すリング状のエッジ１８には、３本の溝部１７が等間隔となるように（リング中心と各溝部とを結ぶ線分が１２０°の間隔を保つように）形成されている。
【００２１】
火災時に加熱されると、合成ゴムは分子構造が変化して収縮する。この収縮によりエッジには内部応力が生じるが、通常の実施形態では、この内部応力はエッジの引張強度を上回る程度には大きくならない。しかし、この応力は、エッジ内部に強度低下部分があれば、その部分からエッジを分断しうる程度の大きさを有する。本実施形態では、この応力を利用してエッジに計画的にスリットが形成される。
【００２２】
エッジに用いられている合成ゴムの収縮は、火災発生後のスピーカの再生特性には好ましくない影響を及ぼす。柔軟性が失われコンプライアンスが低下するからである。しかし、本実施形態によれば、エッジにスリットが形成されてエッジの緊張状態が緩和されるため、材料特性上は低下したコンプライアンスがエッジの構造上の変化により回復される。このような変化により、具体的にはスピーカの振動板の振幅量が回復するために、特に低域でのスピーカの音響特性が改善されることになる。
【００２３】
溝部１７は、高温環境下にエッジに発生する応力により、その部分からエッジが開裂する程度にエッジの強度を低下させるべく形成される。従って、溝部の形状、深さは、この目的を達成できる限りにおいて、図示したものに限られることはない。例えば溝部１７の断面形状は、図示したような矩形に限られず、楔型状、半円形状などであってもよい。また、連続した溝部として形成される必要はなく、例えば、断続的に形成されたミシン目状の溝部とされていてもよい。また、溝部などの強度低下部分は、通常、図示したように、エッジを横断する方向に形成することが好ましい。
【００２４】
このように、本発明の前記溝部は、その形状などが特に限定されるものではないが、実際の火災を考慮すると、エッジを室温から２００〜３００℃に加熱したときに、その部分からエッジが開裂してスリットが生じるように形成することが好ましい。
【００２５】
溝部は、計画的に配置されていることが好ましく、例えば前述のように、エッジを均等に分割できるように配置される。局所的に集中してスリットが生じると、ボイスコイルボビンやコイル線が磁気回路のギャップ内でトッププレートやヨークと接触し、スピーカが破損することも考えられるからである。また、その数は、エッジ形状など諸条件から適宜定めればよいが、例えば図４に示したような典型的なエッジ形状の場合には、３〜５個程度とすることが好ましい。過度に形成すると、加熱時の張力が分散し、全ての強度低下部分にスリット形成に必要な張力が作用しなくなる可能性があるからである。合成ゴムの収縮による変形自体は本来均一ではないが、図３に示したような炭素繊維の布と合成ゴムとが複合化した層１３が存在すれば、合成ゴム層１４の収縮の均一性は改善される。このようなエッジ収縮の均一化は、複数のスリットを計画的に形成するためには好ましいものとなる。
【００２６】
【実施例】
以下の４種類のエッジを用意した。
Ａ．ポリアクリロニトリル繊維を２５０℃に保持した炉中で蒸し焼き状態にしたものを面密度３５ｋｇ／ｍ²の不織布に加工した。この炭素繊維不織布の表面の一方に、熱架橋型のスチレンブタジエンゴムのシートを重ねて金型内に設置し、２００℃、１分、５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力をかけて熱圧縮成形により材料を複合化するとともにスピーカのエッジの形状とした。
Ｂ．スチレンブタジエンゴムにアゾジカルボンアミド系発泡剤５重量％と三酸化アンチモンおよびハロゲン系難燃剤を合計５重量％添加した点を除いては、Ａと同様にしてエッジを製造した。
Ｃ．炭素繊維不織布を用いない点を除いては、Ａと同様にしてエッジを製造した。
Ｄ．綿織布にフェノール樹脂により目止めを行った後、コーティング剤としてスチレンブタジエンゴム／アクリロニトリルブタジエンゴム混合ラテックスを塗布したものを２００℃、３０秒、１００ｋｇ／ｃｍ²の条件で熱圧縮成形してエッジを製造した。
【００２７】
これらエッジ材料のうち、ＡおよびＢのエッジの断面を確認したところ、それぞれ、図１、図２に示したものと同様であった。Ａ、Ｂの両エッジとも、炭素繊維不織布に、熱圧縮成形時の熱により溶融したスチレンブタジエンゴムが含浸するが、同時に架橋反応により弾性が高くなっていくため、不織布全体に浸透することなく、多層構造を呈することになったものである。また、これらエッジＡ、Ｂは、合成ゴムの含浸により強固に接着され、複合化していた。
【００２８】
次に、Ａ〜Ｄのエッジの表面に約６００〜７００℃のバーナー炎を１０秒間照射した。なお、この時、ＡおよびＢのエッジについては、炭素繊維不織布の側から炎を照射した。得られた観察結果を表１に示す。
【００２９】

【００３０】
エッジＡ、Ｂは、火炎照射後も形状を保っており、従来用いられてきた合成ゴム単体のエッジＣや布エッジＤと比較して、耐熱性、耐炎性が向上していることが確認された。
【００３１】
次に、エッジＢおよびＤの内部損失を振動リード法により測定した。結果を表２に示す。エッジＢの内部損失は、エッジＤの内部損失に比べて大きいことが確認された。
【００３２】

【００３３】
さらに、エッジＡ、ＢおよびＤのエッジを組み込んで図５に示すようなスピーカを完成させて、これらのスピーカについて音圧周波数特性を測定した。結果を図６〜図８に示す。なお、エッジＡ、Ｂの組み込みの際には、炭素繊維布層２、６が振動板２２開口側（図５における上方）最表面になるように配置した。
【００３４】
図６〜図８より、エッジＡ、Ｂにおいては、布エッジＤに比較して音圧周波数特性における平坦性が向上し、２次高調波歪および３次高調波歪が低減していることが確認された。また、内部に発泡層を含むエッジＢは、エッジＡと比較して軽量であるため、音圧が向上していることがわかる。
【００３５】
さらに、以下の２種類のエッジを用意した。
Ｅ．合成ゴム層表面に、この層の厚さの半分の深さを有する３本の溝部を、リング状としたエッジのリング中心から外周側にかけて合成ゴム層を横断し、互いに等間隔となるように（１２０°の角度を為すように）形成した点を除いては、Ｂと同様にしてエッジを製造した。
なお、この溝部はエッジ成形金型に設けた突起部により形成した。また、エッジＥの断面および裏面を確認したところ、図３および図４に示したものと同様であった。
Ｆ．合成ゴム層表面に、炭素繊維織布を撓んだ状態で溝部を覆うように耐熱性接着剤を用いて接着した点を除いては、Ｅと同様にしてエッジを形成した。このエッジの断面は図１１に示したものと同様であった。
【００３６】
次にエッジＢ、ＥおよびＦを組み込んで、図５に示すようなスピーカを完成させた。これらのスピーカを、密閉された電気炉内に振動板２２開口側（図５における上方）が電気炉内部を向くように設置した。振動板２２には熱が直接当たらないように断熱材による覆いをした。電気炉内部の温度は５００℃を保持するように設定し、１Ｗの音楽信号を入れながら１５分放置した。放置後、エッジＢおよびＥを組み込んだスピーカの音圧周波数特性を測定した。得られた音響特性図を図９および図１０に示す。なお、エッジＥおよびＦを用いたスピーカを観察したところ、エッジは、溝部から開裂し、３本の微細なスリットが形成されていることが確認された。
【００３７】
図９および図１０に示すように、エッジＢにおいては、熱によりエッジ材料が収縮し硬化しているため、振幅を確保することができず低域再生特性が劣化するとともに音圧も低下している。一方、エッジＥにおいては、スリットが形成されて、機械的、構造的にコンプライアンスが保持されたために、振幅量を維持することが可能となり、低域の再生および音圧の保持が可能となっている。なお、エッジＢおよびエッジＥの最低共振周波数と音圧を表３に示す。
【００３８】

なお、表３における音圧は各最低共振周波数（ｆ₀）における音圧である。
【００３９】
エッジＦを組み込んだスピーカについても、エッジＥを用いた場合とほぼ同様の音響特性が得られた。また、エッジＦを組み込んだスピーカは、加熱後にはそのエッジ断面が、図１２に示したような状態へと変化していた。エッジ２５に接着した炭素繊維布２９により、溝部２７から成長したスリット２８の空隙が覆われているため、このエッジは、前面からの炎や熱がスリット２８を通して直接侵入することを防止できるものとなっている。
【００４０】
以上より、エッジＡ、Ｂは、従来の耐熱性エッジである布エッジＤよりも、表面に直接火炎が照射されるような実際の火災を想定した厳しい条件での耐熱性において優れており、さらに、音響特性の点においても耐熱性エッジの中では柔軟であるエッジＤよりも優れていることがわかった。さらにエッジＥ、Ｆは、熱によりエッジ材料の柔軟性が低下した場合においても、低域再生特性および音圧特性の低下を抑制できるものであり、上記に示した結果のように、熱に暴露される前の状態とほぼ同等程度にまで特性を回復させることが可能であることがわかった。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、ポリアクリロニトリル繊維を耐炎化して得た耐熱性、柔軟性を有する炭素繊維と、可撓性に優れる合成ゴムとを複合化したシートを成形して得たエッジを用いることにより、耐熱性、音響特性にともに優れたスピーカを提供することができる。
【００４２】
そして、炭素繊維の布からなる層と、炭素繊維の布に合成ゴムが含浸した層と、合成ゴムからなる層とを含む多層複合シートを成形したエッジを、前記炭素繊維からなる層が振動板開口側最表面層となるように配置したので、特に、火炎にエッジが直接さらされるような場合の耐熱性が向上する。
【００４３】
さらに、前記合成ゴムからなる層が発泡層をスキン層で挟み込んだ構造とすることにより、エッジが軽量化され見かけの剛性も向上するので、スピーカの音響特性がさらに向上する。
【００４４】
また、火災時の加熱により生じる応力によって前記エッジにスリットが形成されるように、前記エッジに溝部からなる強度低下部分を設けた構造とすることにより、エッジ材料が加熱されて柔軟性を失っても、構造的にコンプライアンスを回復させることができ、低域再生および音圧の劣化を抑制することができる。さらに、この溝部を覆うようにエッジに耐熱布を配設した構造とすることにより、スリットが形成されても、このスリットから火炎や熱がスピーカ内部に直接侵入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエッジ材料の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明によるエッジ材料の別の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明によるエッジ材料の別の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明によるエッジの底面図（裏面図）である。
【図５】本発明によるスピーカの一実施形態を示す断面図である。
【図６】エッジＡの音圧−周波数特性図である。
【図７】エッジＢの音圧−周波数特性図である。
【図８】エッジＤの音圧−周波数特性図である。
【図９】エッジＢの耐熱試験後の音圧−周波数特性図である。
【図１０】エッジＥの耐熱試験後の音圧−周波数特性図である。
【図１１】本発明によるエッジの別の実施形態を示す断面図である。
【図１２】図１１に示したエッジの加熱後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、５、１１エッジ材料
２、６、１２炭素繊維布層
３、７、１３炭素繊維−ゴム複合層
４、８、１４合成ゴム層
９、１５合成ゴムスキン層
１０、１６合成ゴム発泡層
１７、２７溝部
２１エッジ
２２振動板
２３フレーム
２８スリット
２９耐熱織布
３１スピーカ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker used for an audio device and the like, and more particularly to a speaker having excellent heat resistance used as a disaster prevention speaker.
[0002]
[Prior art]
A rubber-based material frequently used as an edge material of a speaker that emphasizes acoustic characteristics such as a hi-fi speaker is inferior in heat resistance, so it is difficult to prevent the spread of fire in a fire. Therefore, the edge material of speakers for special applications such as disaster prevention speakers emphasizes heat resistance, inorganic materials such as metals and glass fibers, engineering plastic films such as polyarylate and polyethersulfone, cotton and polyamide A material in which a base fabric such as a fiber is impregnated with a thermosetting resin such as a phenol resin is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since these conventional heat-resistant edge materials lack flexibility, it is difficult to control the lowest resonance frequency (f ₀ ) in the sound pressure-frequency characteristics to the low frequency side, and the internal loss is low and flat. There was a problem that the acoustic characteristics of the speaker could not be obtained satisfactorily in exchange for improved heat resistance, such as inability to obtain frequency characteristics.
[0004]
This invention is made | formed in view of this situation, and it aims at providing the speaker which is excellent in heat resistance and has a preferable edge also from a viewpoint of acoustic characteristics.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a speaker of the present invention comprises a layer made of a carbon fiber cloth obtained by making polyacrylonitrile fiber flame resistant, a layer in which a carbon fiber cloth is impregnated with synthetic rubber, and a layer made of synthetic rubber. And an edge formed from a multilayer composite sheet having a vibration plate and a frame,
The edge is arranged such that the layer made of the carbon fiber cloth is the outermost surface on the opening side of the diaphragm . With such a configuration, a speaker having an edge having both heat resistance and flexibility, and having good heat resistance and acoustic characteristics is provided. Here, making flame resistant means heating to about 200 to 300 ° C. in an active atmosphere such as air. By this treatment, ladder polymerization by the formation of a naphthyridine ring proceeds through an oxidation step, and the fiber is made flame resistant.
[0006]
The speaker is formed of the carbon fiber with an edge formed from a multilayer composite sheet including a layer made of a carbon fiber cloth, a layer in which the carbon fiber cloth is impregnated with synthetic rubber, and a layer made of synthetic rubber. more the layers are arranged such that the diaphragm opening side outermost surface layer, while the fabric of carbon fibers and synthetic rubber are complexed integrally weak synthetic rubber layer to relatively heat resistant to heat Protected by a layer made of carbon fiber cloth, the heat resistance of the edge is further improved. Such a configuration is particularly effective in improving the heat resistance when the edge is directly exposed to a flame of about 600 to 1000 ° C. that is assumed in an actual fire.
[0007]
In the speaker, the layer made of synthetic rubber preferably has a structure in which a foam layer is sandwiched between skin layers. With such a configuration, the edge is reduced in weight and the apparent rigidity is improved, so that the acoustic characteristics of the speaker are further improved. Here, the skin layer is a layer substantially free from foaming formed on the surface of the synthetic rubber layer.
[0009]
The front Symbol edge preferably includes a groove formed on the surface of the layer of synthetic rubber. In addition, the strength-decreasing portion formed by the groove is preferably disposed so as not to cause a strong bias in the edge so that the voice coil bobbin can accurately move the piston even if the slit is formed. For example, it is preferable that the edges are arranged at substantially equal intervals.
[0010]
Moreover, it is preferable that a heat resistant cloth is disposed on the edge so as to cover the groove . With such a configuration, even if a slit is formed at the edge by heating, it is possible to prevent the intrusion of a flame from the slit. The heat-resistant cloth is preferably disposed on the edge surface in a bent state in view of the cleavage of the groove portion due to heating.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the composite sheet of the present invention. Synthetic rubber is impregnated from the surface of the carbon fiber cloth, and the carbon fiber cloth and the synthetic rubber are integrated by the layer 3 in which the carbon fiber cloth and the synthetic rubber are combined. The synthetic rubber is impregnated only in a part of the carbon fiber cloth, and the remaining layer is the carbon fiber cloth layer 2. The synthetic rubber is not completely impregnated, and the synthetic rubber not impregnated forms the synthetic rubber layer 4 adjacent to the composite layer 3. Since the ratio of the thickness of each layer has a subtle influence on the acoustic characteristics of the speaker, it is preferable to change the ratio appropriately depending on the use situation.
[0012]
The carbon fiber cloth can be obtained by heat-treating polyacrylonitrile fiber in air at 200 to 300 ° C. The polyacrylonitrile fiber is usually finally heat-treated at a high temperature of 1200 to 1400 ° C. in an inert gas and used as a PAN-based carbon fiber. However, the carbon fibers obtained in this way are excellent in strength and heat resistance, but are too rigid. Since the compliance of the edge material of the speaker is a very important factor in sound quality, it is preferable that the edge material has flexibility. In addition, since the edge shape also affects the sound quality, the edge material is preferably excellent in moldability. Therefore, the carbon fiber treated at the high temperature is not suitable as an edge material of a speaker from the viewpoint of acoustic characteristics and moldability. The inventor has found that a carbon fiber obtained by making polyacrylonitrile fiber flame resistant has both heat resistance and flexibility, and is particularly suitable as an edge material for a speaker.
[0013]
The carbon fiber may be used as a woven fabric. However, it is preferable to use the carbon fiber as a non-woven fabric because the same physical characteristics can always be obtained in the circumferential direction without changing the compliance in the longitudinal direction. By using a non-woven fabric, it is possible to suppress the acoustic distortion caused by inhibiting the resonance mode and the accurate piston movement of the diaphragm caused by partial strength reduction.
[0014]
Further, the surface density of the carbon fiber cloth used is preferably 20 to 60 g / m ² . When the surface density is 20 g / m ² or more, the shape retention performance during heating is improved, and when the surface density is 60 g / m ² or less, the moldability of the composite sheet is improved.
[0015]
Synthetic rubbers include diene rubbers such as styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), or non-diene rubbers such as ethylene propylene rubber (ethylene propylene copolymer (EPM)). And ethylene propylene diene terpolymer (EPDM)). In order to further improve the heat resistance and flame resistance of the edge, it is preferable to add 5 to 10% by weight of antimony oxide, halogen-based, or phosphorus-based additives to these synthetic rubbers.
[0016]
When compounding a carbon fiber cloth and synthetic rubber, the cloth should be impregnated with synthetic rubber so that the carbon fiber acts as an aggregate so that the edge is not easily deformed when the rubber is deteriorated by heating. preferable. That is , it is preferable from the viewpoint of protecting the synthetic rubber that the synthetic rubber layer is made into a multilayer structure by partially impregnating the carbon fiber cloth. Examples of such a multilayer structure are shown in FIG. 1 and FIG. 2, but are not particularly limited to these embodiments. For example, a carbon fiber cloth layer sandwiches a synthetic rubber layer. Also good.
[0017]
The combined edge material 1 is formed into a desired speaker edge shape by means such as hot compression molding in a mold. In this molding, if the synthetic rubber is a thermal crosslinking type, the crosslinking reaction can be performed simultaneously with the molding by heating at the time of molding. Therefore, if the carbon fiber cloth and the synthetic rubber are brought into contact with each other and heat compression molding is performed, the edge material can be combined and the edge can be molded in the same process. In order to employ such an efficient production method, it is preferable to use a synthetic rubber of the present invention that has been thermally cross-linked by adding a sulfur component or the like.
[0018]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an edge material according to another embodiment of the present invention. The edge material 5 shown in FIG. 2 can be manufactured by adding a foaming agent to synthetic rubber and performing the same hot compression molding as described above. If it does in this way, foaming will be started at the time of shaping | molding, and while the foamed layer 10 will be formed, the skin layer 9 without foaming will be formed in the surface part of the synthetic rubber which is in contact with the other raw material. Since the foam layer 10 has a sandwich structure in which the skin layer 9 is sandwiched, is lighter, and has improved apparent rigidity, if an edge formed by the edge material 5 shown in FIG. And unnecessary resonance of the diaphragm can be suppressed.
[0019]
As the foaming agent, it can be used ADCA (azodicarbonamide Ami de) foaming agent, DPT (dinitro Seo tetramine) foaming agents, and the like OBSH foaming agents.
[0020]
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view of an edge material according to yet another embodiment of the present invention. A groove portion 17 is provided in the synthetic rubber layer 14 of the edge material 11 shown in FIG. The groove portion 17 can be formed, for example, by providing a protruding portion on a mold when hot compression molding is performed using the same method as in the second embodiment. FIG. 4 is a view showing an example of the edge 18 formed using such an edge material from the back surface (from the inside of the speaker). The ring-shaped edge 18 shown in FIG. 4 is formed so that the three groove portions 17 are equally spaced (so that the line segment connecting the ring center and each groove portion is kept at an interval of 120 °).
[0021]
When heated during a fire, synthetic rubber contracts due to a change in molecular structure. This shrinkage creates an internal stress on the edge, but in normal embodiments, this internal stress does not increase to an extent that exceeds the tensile strength of the edge. However, if there is a reduced strength portion inside the edge, this stress has such a magnitude that the edge can be divided from that portion. In this embodiment, slits are systematically formed at the edges using this stress.
[0022]
The shrinkage of the synthetic rubber used at the edge has an undesirable effect on the reproduction characteristics of the speaker after the fire. This is because flexibility is lost and compliance is reduced. However, according to the present embodiment, since the slit is formed at the edge and the tension state of the edge is relaxed, the reduced compliance in terms of material characteristics is recovered by the structural change of the edge. As a result of such a change, specifically, the amplitude of the diaphragm of the speaker is recovered, so that the acoustic characteristics of the speaker particularly in the low range are improved.
[0023]
The groove portion 17 is formed to reduce the strength of the edge to such an extent that the edge is cleaved from the portion due to the stress generated at the edge in a high temperature environment. Accordingly, the shape and depth of the groove are not limited to those shown in the drawings as long as this purpose can be achieved. For example, the cross-sectional shape of the groove portion 17 is not limited to the rectangular shape as illustrated, and may be a wedge shape, a semicircular shape, or the like. Moreover, it is not necessary to form as a continuous groove part, For example, you may be set as the perforated groove part formed intermittently . Also, strength reduction portion such as grooves, usually, as illustrated, is preferably formed in a direction transverse to the edge.
[0024]
As described above , the shape of the groove portion of the present invention is not particularly limited. However, when an actual fire is taken into consideration, when the edge is heated from room temperature to 200 to 300 ° C., the edge starts from the portion. It is preferable that the slit is formed by cleavage.
[0025]
The groove portions are preferably arranged in a planned manner, for example, as described above, so that the edges can be divided equally. This is because if the slits are formed by locally concentrating, the voice coil bobbin or the coil wire may come into contact with the top plate or the yoke in the gap of the magnetic circuit, and the speaker may be damaged. Further, the number may be appropriately determined based on various conditions such as the edge shape. For example, in the case of a typical edge shape as shown in FIG. This is because if it is excessively formed, the tension during heating is dispersed, and the tension necessary for slit formation may not act on all the strength-decreasing portions. The deformation itself due to the shrinkage of the synthetic rubber is not uniform per se, but if there is a layer 13 in which the carbon fiber cloth and the synthetic rubber are combined as shown in FIG. Improved. Such uniform edge shrinkage is preferable for systematically forming a plurality of slits.
[0026]
【Example】
The following four types of edges were prepared.
A. A polyacrylonitrile fiber steamed in a furnace maintained at 250 ° C. was processed into a non-woven fabric having a surface density of 35 kg / m ² . A sheet of thermally cross-linked styrene butadiene rubber is placed on one surface of this carbon fiber nonwoven fabric and placed in a mold, and the material is formed by hot compression molding at 200 ° C. for 1 minute at a pressure of 50 kg / cm ^2. The shape of the edge of the loudspeaker was used while combining.
B. Except for the point that the azodicarbonamide Ami

de

foaming agent 5 wt% of antimony trioxide and halogen-based flame retardant styrene-butadiene rubber was added a total of 5 wt% was prepared edge in the same manner as A.
C. Edges were produced in the same manner as A except that no carbon fiber nonwoven fabric was used.
D. After sealing with a phenol resin on a cotton woven fabric, a styrene butadiene rubber / acrylonitrile butadiene rubber mixed latex applied as a coating agent is subjected to hot compression molding at 200 ° C. for 30 seconds at 100 kg / cm ^2. A wedge was produced.
[0027]
Among these edge materials, the cross sections of the edges A and B were confirmed, and were the same as those shown in FIGS. 1 and 2, respectively. Both the edges of A and B are impregnated with a styrene butadiene rubber melted by heat at the time of hot compression molding into a carbon fiber nonwoven fabric, but at the same time the elasticity increases due to the crosslinking reaction, so that it does not penetrate the entire nonwoven fabric, It was supposed to exhibit a multilayer structure. Further, these edges A and B were firmly bonded and composited by impregnation with synthetic rubber.
[0028]
Next, about 600-700 degreeC burner flames were irradiated for 10 second to the surface of the edge of AD. At this time, flames were applied to the edges of A and B from the carbon fiber nonwoven fabric side. The obtained observation results are shown in Table 1.
[0029]

[0030]
Edges A and B retain their shape even after flame irradiation, and it has been confirmed that heat resistance and flame resistance have been improved compared to conventional synthetic rubber edge C and fabric edge D. It was.
[0031]
Next, the internal loss of edges B and D was measured by the vibration lead method. The results are shown in Table 2. It was confirmed that the internal loss of edge B was larger than the internal loss of edge D.
[0032]

[0033]
Furthermore, the speakers as shown in FIG. 5 were completed by incorporating the edges A, B and D, and the sound pressure frequency characteristics of these speakers were measured. The results are shown in FIGS. When the edges A and B were assembled, the carbon

fiber cloth layers

2 and 6 were arranged so as to be the outermost surface of the diaphragm 22 opening side (upper side in FIG. 5).
[0034]
6 to 8, the edges A and B are improved in flatness in the sound pressure frequency characteristics as compared with the cloth edge D, and the second harmonic distortion and the third harmonic distortion are reduced. confirmed. Moreover, since the edge B which contains a foaming layer inside is light compared with the edge A, it turns out that the sound pressure is improving.
[0035]
Furthermore, the following two types of edges were prepared.
E. Three grooves having a depth half the thickness of this layer are formed on the surface of the synthetic rubber layer so as to cross the synthetic rubber layer from the ring center of the ring-shaped edge to the outer peripheral side, and be equidistant from each other. Edges were manufactured in the same manner as B except that they were formed (to make an angle of 120 °).
The groove was formed by a protrusion provided on the edge molding die. Moreover, when the cross section and back surface of the edge E were confirmed, it was the same as that of what was shown in FIG.3 and FIG.4.
F. Edges were formed in the same manner as E except that the surface of the synthetic rubber layer was adhered using a heat-resistant adhesive so as to cover the groove portion while the carbon fiber woven fabric was bent. The cross section of this edge was the same as that shown in FIG.
[0036]
Next, edges B, E, and F were incorporated to complete a speaker as shown in FIG. These speakers were installed in a sealed electric furnace so that the opening side of the diaphragm 22 (upper side in FIG. 5) faces the inside of the electric furnace. The diaphragm 22 was covered with a heat insulating material so that heat was not directly applied thereto. The temperature inside the electric furnace was set to be kept at 500 ° C., and left for 15 minutes while putting a 1 W music signal. After leaving, the sound pressure frequency characteristics of the speakers incorporating the edges B and E were measured. The obtained acoustic characteristics are shown in FIG. 9 and FIG. In addition, when the speaker using the edges E and F was observed, it was confirmed that the edge was cleaved from the groove and three fine slits were formed.
[0037]
As shown in FIGS. 9 and 10, at edge B, the edge material shrinks and hardens due to heat, so the amplitude cannot be ensured and the low-frequency reproduction characteristics deteriorate and the sound pressure also decreases. Yes. On the other hand, at the edge E, since a slit is formed and the mechanical and structural compliance is maintained, it is possible to maintain the amplitude amount, and it is possible to reproduce low frequencies and maintain sound pressure. Yes. Table 3 shows the minimum resonance frequency and sound pressure of the edges B and E.
[0038]

The sound pressure in Table 3 is the sound pressure at each lowest resonance frequency (f ₀ ).
[0039]
For the speaker incorporating the edge F, substantially the same acoustic characteristics as when the edge E was used were obtained. Also, the speaker incorporating the edge F had its edge cross section changed to the state shown in FIG. 12 after heating. Since the gap of the slit 28 grown from the groove 27 is covered with the carbon fiber cloth 29 bonded to the edge 25, this edge can prevent the flame and heat from the front surface from directly entering through the slit 28. It has become.
[0040]
From the above, the edges A and B are superior to the cloth edge D, which is a conventional heat resistant edge, in heat resistance under severe conditions assuming an actual fire where the surface is directly exposed to flame, In terms of acoustic characteristics, it was found that the heat resistant edge is superior to the edge D which is flexible. Furthermore, the edges E and F can suppress the low-frequency reproduction characteristic and the sound pressure characteristic even when the flexibility of the edge material is reduced by heat, and are exposed to heat as shown above. It was found that the characteristics can be recovered to almost the same level as before.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a sheet in which a heat-resistant and flexible carbon fiber obtained by making a polyacrylonitrile fiber flame-resistant and a synthetic rubber excellent in flexibility is molded is obtained. By using the edge, a speaker excellent in both heat resistance and acoustic characteristics can be provided.
[0042]
Then, a layer comprising the fabric of carbon fibers, a layer impregnated cloth synthetic rubber carbon fibers, the edge formed by molding a multilayer composite sheet comprising a layer made of a synthetic rubber, a layer composed of the carbon fiber diaphragm because disposed such that the opening-side outermost surface layer, in particular, heat resistance is improved when such an edge to the flame is exposed directly.
[0043]
Furthermore, since the synthetic rubber layer has a structure in which the foam layer is sandwiched between the skin layers, the edges are lightened and the apparent rigidity is improved, so that the acoustic characteristics of the speaker are further improved.
[0044]
Further, as the slit in the edge due to stress caused by heating during a fire is formed, by the provided structure strength reduction portion consisting groove on the edge, losing flexibility edge material is heated However, it is possible to structurally recover compliance, and to suppress low-frequency reproduction and sound pressure degradation. Further, by adopting a structure in which a heat-resistant cloth is provided at the edge so as to cover the groove portion , even if a slit is formed, it is possible to prevent a flame or heat from directly entering the inside of the speaker from the slit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of an edge material according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of an edge material according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of an edge material according to the present invention.
FIG. 4 is a bottom view (back view) of an edge according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a speaker according to the present invention.
6 is a sound pressure-frequency characteristic diagram of edge A. FIG.
7 is a sound pressure-frequency characteristic diagram of edge B. FIG.
FIG. 8 is a sound pressure-frequency characteristic diagram of an edge D.
FIG. 9 is a sound pressure-frequency characteristic diagram after an edge B heat test.
10 is a sound pressure-frequency characteristic diagram after a heat resistance test of edge E. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment of an edge according to the present invention.
12 is a cross-sectional view showing a state after heating of the edge shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 5, 11

Edge material

2, 6, 12 Carbon fiber cloth layer 3, 7, 13 Carbon fiber-

rubber composite layer

4, 8, 14

Synthetic rubber layer

9, 15 Synthetic

rubber skin layer

10, 16 Synthetic

rubber foam layer

17, 27 Groove 21 Edge 22 Diaphragm 23 Frame 28 Slit 29 Heat-resistant Woven Cloth 31 Speaker

Claims

An edge formed of a multilayer composite sheet having a layer made of a carbon fiber cloth obtained by flameproofing polyacrylonitrile fiber, a layer made of carbon fiber cloth impregnated with synthetic rubber, and a layer made of synthetic rubber; and a diaphragm And a frame,
The speaker is characterized in that the edge is disposed such that the layer made of the carbon fiber cloth is the outermost surface on the opening side of the diaphragm .

The speaker according to claim 1 , wherein the synthetic rubber layer has a structure in which a foam layer is sandwiched between skin layers.

The speaker according to claim 1 , wherein the edge has a groove formed on a surface of a layer made of synthetic rubber .

The speaker according to claim 3 , wherein the edge has a plurality of groove portions arranged at approximately equal intervals .

The speaker according to claim 3 or 4 , wherein a heat-resistant cloth is disposed on the edge so as to cover the groove .