JP3882762B2 - Speaker diaphragm - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ用スピーカの技術分野に属し、特にダイナミック・スピーカに用いられるスピーカ用振動板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ダイナミック・スピーカの振動板としては、紙パルプ製、プラスチック製又はアルミ等の金属製のものが殆どであった。これら従来の振動板は均一材料をプレス成形して成るので中心から半径方向の音の伝搬速度があらゆる方向で等しくなっている。したがって、必ず定在波が発生して共振ポイントを持ち、低周波領域での分割振動による音圧周波数特性の悪化を招き、しかも臨場感が欠落するという難点がある。また、紙パルプ製やプラスチック製の振動板は比較的大きな内部損失係数を有するものの、逆に剛性(ヤング率の大小)の点では劣り、音波伝搬速度は小さいので再生音の解像度にやや不満が残る。一方、アルミ等の金属製振動板は音波伝搬速度が高いものの内部損失係数が小さいので振幅の減衰が小さく再生音の区切りが不明瞭となる(所謂、音のメリハリが悪い。)という難点がある。
【0003】
上記のような一長一短のある既存素材の振動板に代わって、より自然に近い音を再現できるスピーカ用振動板として木製振動板の実現が望まれている。
【0004】
即ち、木材の音波伝搬速度はその種類によって異なるが、一般に紙パルプよりも高く、さらに木目の方向とその直角方向とで異なり、木目方向(縦方向という。)の伝搬速度は速く、木目と直角方向(横方向という。)の伝搬速度は比較的遅いという異方性の伝搬性質を有している。また、木材は一般にスピーカ用振動板として適当な内部損失係数を有しており、且つ軽量で丈夫(高剛性)である。
【0005】
したがって、木材そのものを素材とする木製振動板は定在波が発生しにくく共振ポイントが殆ど現れないので分割振動が殆ど発生せず、低周波領域の音圧周波数特性の改善が期待され、既存の紙パルプ製の振動板に比べて再生音の解像度向上や歯切れ良い音の向上が図れるのである。
【0006】
上記木製振動板若しくは木製振動板を用いたダイナミック・スピーカや木製振動板の製造方法として、例えば以下に挙げる公知文献に種々の提案が既に為されている。
【0007】
下記[特許文献1]には、木質材の平板状薄板にポリエステル等のプラスチックを含浸硬化したWPC化処理木材の平面薄板を寸法安定性、内部摩擦、剛性などの特性において優れるスピーカ用平面振動板として用いたスピーカが提案されている。
【0008】
下記[特許文献2]には、図7の(a)、(b)に示す製造手順のように、(a)一枚の木材薄板4から中心部に円弧状の切り欠き部1aを有し、それに連続して扇形の切り欠き部1bを有する略ラッパ形状の展開形状である木材シート1を切り出し、(b)木材シート1の扇形状の切り欠き部1bの両縁部b1、b2を糊代部分1cで互いに接着剤で重ね貼り合わせてラッパ状に形成し、その後にプレス成形してなるコーン振動板5が提案されている。
【0009】
また、図8の(a)、(b)に示す製造手順のように、複数の木材小片シート2a、2b・・・、2Lを接着剤で貼り合わせて(b)のように略ラッパ状に形成し、その後にプレス成形してなるコーン振動板2が提案されている。また、上記コーン振動板1、2に物理的耐湿処理或いは化学的耐湿処理を加えたコーン振動板が提案されている。
【0010】
下記[特許文献3]には、80μm以下にスライスされた極薄木材シートと、その裏面に貼付された接着性の樹脂からなる不織布と、から構成される複合シートを、柔軟剤で柔軟化処理して複数枚積層し、さらに加熱及び加圧して円錐形状に成形した音響用振動板が提案されている。
【0011】
下記[特許文献4]には、扇形形状に切断した平板状の木材薄板を成形時に割れ発生を防止するために高温度の蒸気、熱湯、又はpH10以上のアルカリ溶液でボイルした後、円錐状にプレス成形してなるコーン振動板が提案されている。
【0012】
下記[特許文献5]には、1枚の木製シートの一面側に薄い不織布又は和紙を貼着した貼り合わせシートを作成し、これを潤滑剤入りの容器に含浸し、含浸された貼り合わせシートをプレス加熱成形して略ラッパ状に成形したスピーカ用振動板が提案されている。
【0013】
下記[特許文献6]には、プレス成形時にしわや割れの生じない、かつ、経時変化の少ない木製のスピーカ用振動板を作るために、1枚の木製シートの一面側に薄い不織布又は和紙又はカーボンシートを貼着した貼り合わせシートを作成し、これを熱硬化性樹脂に含浸させた後、プレス加熱成形して略ラッパ状に成形してなるスピーカ用振動板が提案されている。
【0014】
【特許文献1】
特開昭62−224196号公報
【特許文献2】
特開平1−288100号公報
【特許文献3】
特開平5−83792号公報
【特許文献4】
特開平6−178386号公報
【特許文献5】
特開平10−304492号公報
【特許文献6】
特開2000−59883号公報
【発明が解決しようとする課題】
木製のスピーカ用振動板において特にポイントとなるのは、木材という素材の割れ易いという性質に如何に対処するか、また、成形性の悪さ、経年変化に如何に対処するかである。
【0015】
この点、[特許文献1]は対象が木製の平面振動板であって、木製であることの特質・利点は示されているものの、略ラッパ状(コーン状)に成形加工する際の問題点に関する技術的資料は平面であるが故に何ら提供されていない。
【0016】
また、[特許文献2]の図7及び図8のような製造方法では、木材シート1若しくは木材小片シート2a、2b・・が木の素材のみの状態で成形されているために、取り扱いの際やプレス成形時に割れが生じてしまったり、木材シートを互いに接着剤で貼り合わせるため、貼着部が障害となって所望の音響特性が得られないという問題や寸法精度が確保できないという問題がある。
【0017】
また、[特許文献3]の極薄木材シートを複数枚積層してプレス成形する方法は、加工精度に難点があり、接着層が増えて接着剤の重量により振動板自体の重量が増加して所望の音響特性が得られず、多量の接着剤が音圧周波数特性にも悪影響を与えるので好ましくない。
【0018】
また、[特許文献4]のようにプレス成形前に高温水蒸気やPH10以上のアルカリ溶液でのボイル処理が含まれる製造工程による場合は、木材の中のリグニンという構成物質をも取り去ってしまうので木材の本来の特徴を発揮できず、音質に悪影響を与えることになる。
【0019】
そして何よりも上記[特許文献2]、[特許文献3]、[特許文献4]の内容は製造中での割れ、ひび、しわの発生といった不具合が多く発生し、量産面での歩留まりが非常に悪くなって製品化が実現していないのである。
【0020】
また、[特許文献5]や[特許文献6]における“張り”や“しなやかさ”を引き出すための潤滑剤の含浸及びしわや割れの発生防止、経時変化を防止するための熱硬化性樹脂の含浸後にプレス加熱成形してなるスピーカ用振動板は前記[特許文献1]〜[特許文献4]に比べて量産に向けた製造工程の優位性は認められるが、未だ十分な成形性、成形処理の確立が達成されたとは言えず、木製振動板の実用化に向けてより一層の成形性の向上、延いては美しい仕上がりの木製振動板の実現が望まれる。
【0021】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ用スピーカの音響特性改善に有効で量産性に優れる木製のスピーカ用振動板を提供するものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、
(1)1枚の木製シート10を素材として略ラッパ形状にプレス成形してなるスピーカ用振動板において、1枚の木製シート10に対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込み11を設け、前記切り込みを設けた木製シート10に水分を与えて軟化させるとともに木製シート10中に水分を保持する作用を有する潤滑剤16を含ませ、前記潤滑剤16が含まされた木製シート10は1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込み11の縁部11a、11b同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形され、仮成形の後に乾燥され、乾燥後に熱硬化性樹脂17が含まされ、前記熱硬化性樹脂17が半乾き状態になるまで50℃〜60℃の乾燥温度で略1〜10分間乾燥が行われて半乾燥され、前記熱硬化性樹脂17の半乾き状態で2次プレス加熱成形され、前記2次プレス加熱成形の後に防湿剤18が塗布され、前記防湿剤18の塗布された木製シート10に対してボイスコイル用の中心孔25抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形してなることを特徴とするスピーカ用振動板20を提供する。
(2)1枚の木製シート10を素材として略ラッパ形状にプレス成形してなるスピーカ用振動板において、1枚の木製シート10の一面側に薄い不織布又は和紙13を貼着してなる貼り合わせシート15に対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込み11を設け、前記切り込み11を設けた貼り合わせシート15に水分を与えて軟化させるとともに貼り合わせシート15中に水分を保持する作用を有する潤滑剤16を含ませ、前記潤滑剤16が含まされた貼り合わせシート15は1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込み11の縁部11a、11b同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形され、仮成形の後に乾燥され、乾燥後に熱硬化性樹脂17が含まされ、前記熱硬化性樹脂17が半乾き状態になるまで50℃〜60℃の乾燥温度で略1〜10分間乾燥が行われて半乾燥され、前記熱硬化性樹脂17の半乾き状態で2次プレス加熱成形され、前記2次プレス加熱成形の後に防湿剤18が塗布され、前記防湿剤18の塗布された貼り合わせシート15に対してボイスコイル用の中心孔25抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形してなることを特徴とするスピーカ用振動板30を提供する。
(3)1枚の木製シート10を素材として略ラッパ形状にプレス成形してなるスピーカ用振動板において、1枚の木製シート10の一面側の略全面と反対面側の中心部分に薄い不織布又は和紙13、13′を貼着してなる貼り合わせシート15′に対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込み11を設け、前記切り込み11を設けた貼り合わせシート15′に水分を与えて軟化させるとともに貼り合わせシート15′中に水分を保持する作用を有する潤滑剤16を含ませ、前記潤滑剤16が含まされた貼り合わせシート15′は1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込み11の縁部11a、11b同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形され、仮成形の後に乾燥され、乾燥後に熱硬化性樹脂17が含まされ、前記熱硬化性樹脂17が半乾き状態になるまで半乾燥され、前記熱硬化性樹脂17の半乾き状態で2次プレス加熱成形され、前記2次プレス加熱成形の後に防湿剤18が塗布され、前記防湿剤18の塗布された貼り合わせシート15′に対してボイスコイル用の中心孔25抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形してなることを特徴とするスピーカ用振動板40を提供する。
(4)上記(1)又は(2)又は(3)に記載のスピーカ用振動板20、30、40において、素材とする木製シート10は、木目に沿った縦方向の音波伝搬速度が4.5〜6.0km/秒の範囲内であり、且つ内部損失係数が0.02〜0.03の範囲にある無垢材から切り出されたものであることを特徴とするスピーカ用振動板を提供する。
(5)上記(1)又は(2)又は(3)に記載のスピーカ用振動板20、30、40において、振動板上に複数のコニカルドーム37が2次プレス加熱成形によって形成されていることを特徴とするスピーカ用振動板50を提供する。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスピーカ用振動板の実施の形態数例について図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る第1及び第2の実施の形態のスピーカ用振動板の製造工程フロー図である。図2及び図3は前記製造工程フローの各加工状態を示す模式図である。図4は本発明に係るスピーカ用振動板の素材である木材の形状の加工段階を説明する模式図である。図5は本発明に係るスピーカ用振動板の第3の実施の形態の特徴を説明する模式図である。図6は本発明に係るスピーカ用振動板の第4の実施の形態の特徴を説明する模式図である。
【0024】
先ず、図4において、本発明のスピーカ用振動板の素材となる木材は、製造の準備段階として、例えば(a)に示されるように、木材の丸太6からロータリー方式により削り出し用刃7で円周方向から薄く剥がされて実際に振動板となる成形部分よりも大きめの適当な形状に切断されて(b)のような大きな柾目の木製シート10になる。次に製造段階に入って、前記木製シート10の中心部に頂点が至る略V字状の切り込み11が設けられる。そして幾つかのプレス成形工程等を経て最終的に(c)のような略ラッパ形状のダイナミック・コーン・スピーカのスピーカ用振動板となる(図3の(k)の縦断面のスピーカ用振動板20、30も参照)。
【0025】
上記スピーカ用振動板の木目は概ね図4の(c)の概略図のようになり、ボイスコイル用に切り抜かれた中心孔25から半径方向(例えば、da〜dh方向)をみると、木目方向に沿うのはda方向しか存在しなく、他方向は木目とある角度をもって交差している。したがって、殆どの方向において同一の音伝搬速度は存在しないことになり、定在波が発生しにくく共振ポイントが殆ど発生しないので、分割振動が抑えられるのである。
【0026】
また、上記スピーカ用振動板は木製であることに基づく優れた音響特性を備えるとともに特殊な潤滑剤や熱硬化性樹脂の含浸、防湿剤の塗布及び一連のプレス加熱成形工程の工夫等により、しわや割れが無く、湿度による経時変化が小さく寿命の長い木目の美しい仕上がりとなっている。そして特筆すべきは、その製造工程は簡単でありながら非常に歩留まり良く、製造コストを抑えた量産性に優れたものとなっている。
【0027】
ここで、本発明のスピーカ用振動板の素材に適する木材について考察すると、図10の各種木材の有する内部損失係数と音波伝搬速度(縦方向)についての関係を従来の材料であるアルミと紙と共に表したグラフ及び各種木材の密度、ヤング率、音速、内部損失係数(tanδ)を表した下記[表1]から判るように、概ね合板を(G点、H点、I点、J点)除く木材(無垢材)が適度な内部損失係数と高い音波伝搬速度を有する優れた素材となり得ることが判る。特に、カバ(A点)やブナ(C点)が最適であることが判る。
【0028】
【表1】
【0029】
なお、図10中のA点はカバ(無垢材)であり、以下、B点;シナ(無垢材)、C点;ブナ(無垢材)、D点;オーク(無垢材)、E点;チェリー(無垢材)、F点;スプルース(無垢材)、G点;シナ合板(共芯)、H点;ラワン合板、I点;MFD、J点;パーティクルボードである。
【0030】
次に、本発明の請求項2に係るスピーカ用振動板の製造手順を図1の(a)から(j)までのフロー図及び図2、図3の対応する(a)から(j)までの模式図に従って説明する。
【0031】
請求項2に係るスピーカ用振動板30の第1の実施の形態(A)の製造工程は、図1に示されるように予め素材準備段階で(p)木製シートの作成の後の(a)〜(j)までの10工程で構成され、(a)貼り合わせ、(b)V字状切り込み、(c)潤滑剤含浸、(d)1次プレス、(e)乾燥1、(f)熱硬化性樹脂含浸、(g)半乾燥、(h)2次プレス、(i)防湿剤塗布、(j)中心・外形抜きの順に行われてスピーカ用振動板30の完成となる。
【0032】
上記各工程の詳細内容を以下順に説明する。
工程(a)・・・0.lmm〜0.9mm厚(好ましくは0.3mm程度)の木製シート10の一面側に、接着剤により略0.02〜0.30mm厚の薄い不織布又は和紙13を接着剤で貼着して貼り合わせシート15を作成する。ここにいう不織布はカーボン材その他の合成樹脂からなる周知材料であり、貼り合わせた一面側が完成した振動板30の背面側となる。上記木製シート10の厚さは成形性と音響特性及びダイナミック・スピーカの口径を考慮した上でのスピーカ用振動板として適正な厚さである。
工程(b)・・・貼り合わせシート15に対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込み11とその頂点近傍に小穴12とを設ける。前記小穴12は切り込み11の前に設けることで切り込み11加工時に頂点付近で割れが発生するのを防止する作用を有する。なお、前記切り込み11はその中心線mが貼り合わせシート15の木目方向(矢印f)に概ね沿うように設ける。
工程(c)・・・V字切り込みした前記貼り合わせシート15に水分を与えて軟化させるとともに貼り合わせシート15中に水分を保持する作用を有する潤滑剤16を含ませる。例えば、容器中に溜めた潤滑剤16の液中に貼り合わせシート15を5〜60分浸して十分に含浸させる。
【0033】
これは後の1次プレス加熱成形を実施する際のシートの割れを未然に防ぎ、歩留まり良く仮成形するためである。本発明者の研究によれば、前記潤滑剤16としては単なる水若しくはアルカリ水溶液ではなく、糖類を溶解させた水溶液が成形性向上に有効であることが判った。
工程(d)・・・ヒータ33を各々備えた上型31と下型32からなる金型構成のプレス装置P1によって、前記潤滑剤16が含まされた貼り合わせシート15は1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込み11の縁部11a、11b同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形される。ここで上記1次プレス加熱成形の設定条件は、プレス圧力が略1〜10Kg、金型温度は上型31が略80〜150℃、下型32が略100〜200℃、プレス時間が略2〜60秒が好適である。
工程(e)・・・上記仮成形された貼り合わせシート15は乾燥炉(50〜60℃)に略10〜30分間入れて完全乾燥を行なう。
工程(f)・・・乾燥後の貼り合わせシート15に熱硬化性樹脂17が含まされる。例えば、容器に溜めた熱硬化性樹脂17液中に略30分〜180分浸し、十分に含浸させる。この熱硬化性樹脂17としてはフェノール樹脂が良好である。工程(g)・・・前記熱硬化性樹脂17の含浸直後に後工程の2次プレス加熱成形を実施すると、金型に熱硬化性樹脂17が張り付いてしまい、プレス後に貼り合わせシート15を剥がす時に割れ、引きちぎれが発生して歩留まりが極度に低下する。逆に完全に乾燥させると成形性が悪くなって割れやすくなる。これを防止するために、本発明では乾燥炉(50℃〜60℃)に略1〜10分間入れて貼り合わせシート15に含まされた熱硬化性樹脂17を半乾燥状態(指で触ってもべたつかない程度の所謂“指触乾燥状態”である。)にする。
工程(h)・・・前記工程(d)と同様の周知の構成のプレス装置P2によって、前記熱硬化性樹脂17が半乾燥状態の貼り合わせシート15を再度プレス加熱成形する。ここで2次プレス加熱成形の設定条件は、プレス圧力が略20〜40Kg、金型温度は上型34が略80〜200℃、下型35が略100〜200℃、プレス時間が略10〜100秒が好適である。成形後は揮発成分が蒸散して成形形状が略ラッパ状に安定した貼り合わせシート15となる。なお、貼り合わせシート15の略V字状の切り込み11の縁部11a、11b同士の重ね合わせ部分は前記熱硬化性樹脂17の硬化によって接着され且つプレス成形で殆ど段差が見分け付かない程度に成形される。
工程(i)・・・2次プレス後の貼り合わせシート15の表裏両面に筆による塗布若しくはジャブ漬けにより防湿剤18を塗布して自然乾燥又は乾燥炉で完全乾燥させる。この防湿剤18としては例えば、ポリイソシアネートとポリエステルポリオールを混合したものを用いる。この防湿剤18によってスピーカ用振動板として湿度による経年変化が小さい耐久性に優れたものとなる。
工程(j)・・・前記防湿剤18の塗布された貼り合わせシート15に対してボイスコイル用の中心孔25抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形されてスピーカ用振動板30が完成する。
【0034】
上記完成した略ラッパ状のスピーカ用振動板30は、従来のダイナミック・スピーカと同様にボイスコイル、ダンパー、エッジ、磁気回路、フレーム等と組み合わされてダイナミック・スピーカのユニットに組み込まれる。
【0035】
上記本発明に係る第1の実施の形態(A)では、不織布又は和紙13を貼り合わせる工程(a)を含んでいたが、前記不織布や和紙13を木製シート10の一面側に貼り合わせなくても、図1に示される本発明の請求項1に係る第2の実施の形態(B)のフローの製造工程を経てなるスピーカ用振動板20も実現可能である。即ち、工程(a)が無い木製シート10のみでも工程(b)のV字状切り込み工程以降の工程を同じくすればスピーカ用木製振動板20が製造できる。その製造方法は、前述の工程(b)以下の説明における「貼り合わせシート15」を「木製シート10」と置き換えることで説明される。
【0036】
尤も、厚さが0.1〜0.9mm程度の木製シート10は取り扱い上非常に割れ易いので、予め工程(a)を施して不織布又は和紙13で補強することが望ましいといえる。
【0037】
次に、本発明の請求項3に係る第3の実施の形態につき前述の第1の実施の形態(A)との相違点に絞って図5を用いて説明する。
【0038】
この第3の実施の形態の特徴は、プレス加熱成形時のひび割れを一層防止するためと、振動板のボイスコイル用の中心孔25の周囲のネック部の強度を向上させるために、木製シート10の一面側のみならずその反対面の中心部分にも不織布又は和紙13′を貼り合わせている点にある。
【0039】
即ち、図1の工程(a)の木製シート10への不織布又は和紙の貼り合わせ工程時に、図5の(a)のように木製シート10の一面(裏面)全体に不織布又は和紙13を貼り合わせるとともに、その反対面(表面)の中心部分にダストキャップ36の口径サイズ以下で中心孔25よりも大きい円形の不織布又は和紙13′を接着剤で貼り合わせる。次に表面側を表す図5の(b)のようにV字状の切り込み11を設ける。以下、図1の第1の実施の形態(A)の工程(c)から工程(k)までを実施する。最終的に図5の(c)の振動板40ように表面側の最も振幅の大きいボイスコイル用の中心孔25の周囲のネック部が不織布又は和紙13′で補強されたものとなる。且つ図5の(d)のスピーカユニットの断面模式図から判るように前記表面側の不織布又は和紙13′はダストキャップ36で覆い隠されて外観を損なわないものとなる。
【0040】
次に、本発明に係る第4の実施の形態について図6、図9を用いて説明する。
【0041】
先ず、公知技術として図9は従来のコニカルドーム付紙パルプ製振動板60の模式断面図である。これは振動板62に発生する分割振動を抑えるために、通常の略ラッパ状の振動板62の表面に別部材のドーム形状した紙製のコニカルドーム61を複数個接着固定したものである。
【0042】
本発明の木製のスピーカ用振動板20、30、40では、素材が異方性の木材であるために前述のように分割振動は殆ど発生しないが、完璧な分割振動の発生を抑えるべく、図6の(a)に示されるように本発明のスピーカ用振動板の製造工程におけるプレス装置P2による2次プレス加熱成形時に、予め金型の上型34、下型35にそれぞれコニカルドーム37の凹形状38と凸形状39を特に作っておき、貼り合わせシート15又は木製シート10の成形加工と同時に一体プレス成形でコニカルドーム37を形成している。これにより、従来必要としていた別部材のコニカルドームの接着工程が不要になり、安価に図6の(b)のようなスピーカ用振動板50と一体のコニカルドーム37が形成されることになる。
【0043】
本発明者の研究によれば、上記各実施の形態において、明確に従来の紙パルプ製の振動板やアルミ製の振動板に比べて再生音の解像度向上や歯切れ良い音の向上が得られるのは、縦方向伝搬速度が4.5〜6.0km/秒、横方向伝搬速度が2.0〜4.5km/秒の範囲の木材を選定した場合であった。
【0044】
特に顕著に音質向上が実感されるのは、縦方向伝搬速度が4.5〜6.0km/秒、横方向伝搬速度が2.0〜2.5km/秒、内部損失係数が0.02〜0.03の範囲内の木材を選定した場合であり、具体的にはカバ材(無垢)が好適であった。
【0045】
勿論、本発明のスピーカ用振動板は、カバ材のみならず、ブナ、オーク、チェリー、シナ等の他の材木を適用することもできることは言うまでもない。
【0046】
【発明の効果】
上記のように本発明に係るスピーカ用振動板は薄い1枚の木材を素材とし、従来の紙パルプ製振動板の製造過程に存在するような化学薬品での蒸解や木材繊維の叩解処理が加えられていないので音質劣化が発生しない。
【0047】
さらに、柔軟化のためのボイル処理、物理的処理、化学的薬品が施されていないので音質劣化が発生しない。
【0048】
プレス加熱成形時のしわや割れの発生が防止されて、仕上がりの良い均一なプレス加熱成形品となっており、変形や割れといった経時変化が少ない。
【0049】
しかも軽くて丈夫なコーン振動板が製造可能になり、ウーハーからフルレンジスピーカまで全ての帯域に対応した振動板が製造できる。
【0050】
また、既存の製造工程が利用でき、歩留まりが良好で量産性に優れていて、安価供給が実現できる。
【0051】
本スピーカ用振動板がスピーカユニットに採用された際には、木製であるが故の自然な振動による生音に迫る再生音が経時変化なく出力される。
【0052】
さらに、表面に自然の木目が出ているので、高級感のある外観体裁となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1及び第2の実施の形態のスピーカ用振動板の製造工程フロー図である。
【図2】前記製造工程フロー図の各加工状態(前半)を示す模式図である。
【図3】前記製造工程フロー図の各加工状態(後半)を示す模式図である。
【図4】本発明に係るスピーカ用振動板の素材である木材の形状の加工段階を説明する模式図である。
【図5】本発明に係るスピーカ用振動板の第3の実施の形態の特徴を説明する模式図である。
【図6】本発明に係るスピーカ用振動板の第4の実施の形態の特徴を説明する模式図である。
【図7】従来の木製振動板の製造手順を示す図である。
【図8】従来の木製振動板の製造手順を示す図である。
【図9】従来のコニカルドーム付紙パルプ製振動板の模式断面図である。
【図10】各種木材の有する内部損失係数と音伝搬速度(縦方向)についての関係を従来の材料であるアルミと紙と共に表したグラフである。
【符号の説明】
6 丸太
7 削り出し用刃
10 木製シート
11 略V字状の切り込み
11a、11b 両縁部
12 小穴
13、13′ 不織布又は和紙
15 貼り合わせシート
16 水分を与え且つ水分を保持する作用のある潤滑剤
17 熱硬化性樹脂
18 防湿剤
25 中心穴
20、30、40、50 スピーカ用振動板
31、34 上型
33 ヒータ
32、35 下型
36 ダストキャップ
37 コニカルドーム
38 上型の凹形状
39 下型の凸形状
60 コニカルドーム付紙パルプ製振動板
61 コニカルドーム
62 振動板
P1、P2 プレス装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of audio speakers, and particularly relates to a speaker diaphragm used for dynamic speakers.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, most diaphragms of dynamic speakers are made of paper pulp, plastic, or metal such as aluminum. Since these conventional diaphragms are formed by pressing a uniform material, the sound propagation speed in the radial direction from the center is the same in all directions. Therefore, a standing wave always occurs and has a resonance point. This causes a problem that sound pressure frequency characteristics are deteriorated due to divided vibrations in a low frequency region, and a sense of reality is lost. Paper pulp and plastic diaphragms have a relatively large internal loss factor, but on the contrary, they are inferior in terms of rigidity (Young's modulus), and the sound propagation speed is low, so the resolution of the reproduced sound is somewhat unsatisfactory. Remain. On the other hand, although a metal diaphragm such as aluminum has a high sound wave propagation speed, the internal loss coefficient is small, so that the attenuation of amplitude is small and the division of reproduced sound is unclear (so-called sound sharpness is poor). .
[0003]
Instead of the existing diaphragms having the advantages and disadvantages as described above, it is desired to realize a wooden diaphragm as a diaphragm for a speaker that can reproduce a more natural sound.
[0004]
That is, the sound wave propagation speed of wood varies depending on the type, but is generally higher than that of paper pulp. Further, the propagation speed differs in the direction of the wood grain and the direction perpendicular thereto, and the propagation speed in the wood grain direction (referred to as the vertical direction) is fast and perpendicular to the wood grain. The propagation velocity in the direction (referred to as the transverse direction) has an anisotropic propagation property that it is relatively slow. In addition, wood generally has an appropriate internal loss factor as a speaker diaphragm, and is light and strong (high rigidity).
[0005]
Therefore, a wooden diaphragm made of wood itself is unlikely to generate a standing wave and hardly has a resonance point. Therefore, divided vibration hardly occurs, and improvement of sound pressure frequency characteristics in a low frequency region is expected. Compared with a paper pulp diaphragm, the resolution of the reproduced sound can be improved and the sound can be improved crisply.
[0006]
Various proposals have already been made, for example, in the following publicly known literatures as methods for manufacturing the wooden diaphragm or the dynamic speaker using the wooden diaphragm or the wooden diaphragm.
[0007]
In the following [Patent Document 1], a flat plate made of WPC made by impregnating and hardening a plastic material such as polyester on a flat plate made of wood material is a flat plate diaphragm for a speaker excellent in characteristics such as dimensional stability, internal friction, and rigidity. The speaker used as is proposed.
[0008]
The following [Patent Document 2] has (a) an arc-shaped cutout portion 1a at the center from one piece of
[0009]
Moreover, like the manufacturing procedure shown to (a) of FIG. 8, (b), several wood piece sheet |
[0010]
In the following [Patent Document 3], a composite sheet composed of an ultrathin wood sheet sliced to 80 μm or less and a non-woven fabric made of an adhesive resin attached to the back surface thereof is softened with a softening agent. Thus, there has been proposed an acoustic diaphragm in which a plurality of sheets are stacked and further heated and pressed to form a conical shape.
[0011]
In the following [Patent Document 4], a flat timber sheet cut into a fan shape is boiled with high-temperature steam, hot water, or an alkaline solution having a pH of 10 or more to prevent cracking during molding, and then conical. A cone diaphragm formed by press molding has been proposed.
[0012]
In the following [Patent Document 5], a laminated sheet in which a thin non-woven fabric or Japanese paper is pasted on one side of one wooden sheet is prepared, and this is impregnated into a container containing a lubricant, and the impregnated laminated sheet There has been proposed a loudspeaker diaphragm that is press-heated and formed into a substantially trumpet shape.
[0013]
The following [Patent Document 6] describes a thin non-woven fabric or Japanese paper on one side of one wooden sheet in order to produce a wooden speaker diaphragm that does not cause wrinkles or cracks during press molding and has little change over time. There has been proposed a speaker diaphragm in which a bonded sheet with a carbon sheet attached is prepared, impregnated with a thermosetting resin, and then press-heat molded to form a substantially trumpet shape.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-62-2224196
[Patent Document 2]
JP-A-1-288100
[Patent Document 3]
JP-A-5-83792
[Patent Document 4]
JP-A-6-178386
[Patent Document 5]
JP-A-10-304492
[Patent Document 6]
JP 2000-59883 A
[Problems to be solved by the invention]
The point of particular importance for wooden speaker diaphragms is how to deal with the fragile nature of the material wood, how to deal with poor formability and aging.
[0015]
In this respect, [Patent Document 1] is a wooden flat diaphragm, and although the characteristics and advantages of being a wooden are shown, there are problems in forming into a substantially trumpet shape (cone shape). No technical data is provided because it is flat.
[0016]
Further, in the manufacturing method as shown in FIGS. 7 and 8 of [Patent Document 2], the
[0017]
Further, the method of laminating a plurality of ultra-thin wood sheets of [Patent Document 3] has a difficulty in processing accuracy, and the adhesive layer increases and the weight of the diaphragm itself increases due to the weight of the adhesive. The desired acoustic characteristics cannot be obtained, and a large amount of adhesive adversely affects the sound pressure frequency characteristics, which is not preferable.
[0018]
In addition, as in [Patent Document 4], in the case of a manufacturing process including boil treatment with high-temperature steam or an alkaline solution having a pH of 10 or more before press molding, a constituent material called lignin in the wood is also removed. The original characteristics of the sound cannot be exhibited, and the sound quality will be adversely affected.
[0019]
Above all, the contents of the above [Patent Document 2], [Patent Document 3], and [Patent Document 4] have many defects such as cracks, cracks and wrinkles during production, and the yield in mass production is very high. It is getting worse and not commercialized.
[0020]
In addition, in [Patent Document 5] and [Patent Document 6], a thermosetting resin is used to impregnate a lubricant for extracting “tension” and “flexibility”, prevent wrinkles and cracks from occurring, and prevent change over time. The speaker diaphragm formed by press heat molding after impregnation has superior manufacturing process for mass production compared with the above [Patent Document 1] to [Patent Document 4], but still has sufficient moldability and molding processing. Therefore, it is desired to further improve the moldability and to realize a beautifully finished wooden diaphragm for practical use of the wooden diaphragm.
[0021]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a wooden speaker diaphragm that is effective in improving the acoustic characteristics of an audio speaker and is excellent in mass productivity.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention
(1) In a speaker diaphragm formed by pressing one
(2) In a speaker diaphragm formed by pressing a single
(3) In a speaker diaphragm formed by pressing a single
(4) In the
(5) In the
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Several embodiments of the speaker diaphragm according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a manufacturing process flow chart of speaker diaphragms according to the first and second embodiments of the present invention. 2 and 3 are schematic views showing each processing state of the manufacturing process flow. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the processing stage of the shape of the wood that is the material of the speaker diaphragm according to the present invention. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the characteristics of the third embodiment of the speaker diaphragm according to the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the features of the fourth embodiment of the speaker diaphragm according to the present invention.
[0024]
First, in FIG. 4, the wood used as the material for the speaker diaphragm of the present invention is prepared by a rotary cutting method 7 from a
[0025]
The grain of the speaker diaphragm is substantially as shown in the schematic diagram of FIG. 4C. Looking at the radial direction (for example, da to dh direction) from the
[0026]
The speaker diaphragm has excellent acoustic characteristics based on being made of wood and is wrinkled by impregnation with a special lubricant or thermosetting resin, application of a moisture-proofing agent, and a series of press heat forming processes. There are no cracks, the change with time due to humidity is small, and the wood grain has a beautiful finish with a long life. It should be noted that the manufacturing process is simple but has a very good yield and is excellent in mass productivity with reduced manufacturing costs.
[0027]
Here, when considering wood suitable for the material of the speaker diaphragm of the present invention, the relationship between the internal loss coefficient and the sound wave propagation speed (longitudinal direction) of the various types of wood in FIG. As shown in [Table 1] below, which shows the graph and the density, Young's modulus, sound velocity, and internal loss coefficient (tan δ) of various types of wood, the plywood is largely excluded (G point, H point, I point, J point) It can be seen that wood (solid wood) can be an excellent material with a reasonable internal loss factor and high sound propagation velocity. In particular, it is found that hip (point A) and beech (point C) are optimal.
[0028]
[Table 1]
[0029]
In addition, A point in FIG. 10 is a hip (solid wood), and below, B point; China (solid wood), C point; Beech (solid wood), D point; Oak (solid wood), E point; Cherry (Solid wood), F point; spruce (solid wood), G point; China plywood (core), H point; Lauan plywood, I point; MFD, J point; particle board.
[0030]
Next, the manufacturing procedure of the speaker diaphragm according to
[0031]
The manufacturing process of the first embodiment (A) of the
[0032]
The detailed contents of the above steps will be described in the following order.
Step (a) ... 0. A thin non-woven fabric or
Step (b): A substantially V-shaped
Step (c): A
[0033]
This is to prevent the sheet from cracking when the subsequent primary press heat forming is performed, and to perform temporary forming with a high yield. According to the inventor's research, it has been found that the
Step (d)... The bonded
Step (e): The temporarily formed bonded
Step (f)... The
Step (h): The
Step (i)... The moisture-
Step (j): A voice coil
[0034]
The completed substantially trumpet-shaped
[0035]
In 1st Embodiment (A) which concerns on the said invention, although the process (a) which bonds a nonwoven fabric or
[0036]
However, since the
[0037]
Next, a third embodiment according to claim 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 5 while focusing on differences from the first embodiment (A).
[0038]
The feature of the third embodiment is that the
[0039]
That is, in the step of bonding the non-woven fabric or Japanese paper to the
[0040]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
First, as a known technique, FIG. 9 is a schematic sectional view of a conventional
[0042]
In the
[0043]
According to the inventor's research, in each of the above-described embodiments, it is possible to clearly improve the resolution of reproduced sound and improve sharp sound compared to conventional paper pulp diaphragms and aluminum diaphragms. Was the case of selecting wood having a vertical propagation speed of 4.5 to 6.0 km / second and a horizontal propagation speed of 2.0 to 4.5 km / second.
[0044]
It is particularly noticeable that the sound quality is improved in that the vertical propagation velocity is 4.5 to 6.0 km / second, the lateral propagation velocity is 2.0 to 2.5 km / second, and the internal loss factor is 0.02 to 0.02. This is the case where wood in the range of 0.03 is selected, and specifically, birch (solid) is suitable.
[0045]
Of course, it goes without saying that the speaker diaphragm of the present invention can be applied not only to birch but also other timbers such as beech, oak, cherry, and china.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the loudspeaker diaphragm according to the present invention is made of a thin piece of wood, and is subjected to digestion with chemicals and beating of wood fibers that exist in the manufacturing process of conventional paper pulp diaphragms. No sound quality degradation occurs because it is not done.
[0047]
Further, since no boil treatment, physical treatment, or chemical chemicals are applied for softening, the sound quality does not deteriorate.
[0048]
Occurrence of wrinkles and cracks during press thermoforming is prevented, resulting in a uniform press thermoformed product with good finish, and there is little change over time such as deformation and cracking.
[0049]
Moreover, a light and durable cone diaphragm can be manufactured, and a diaphragm corresponding to all bands from a woofer to a full range speaker can be manufactured.
[0050]
In addition, existing manufacturing processes can be used, yield is good, mass productivity is excellent, and inexpensive supply can be realized.
[0051]
When this speaker diaphragm is employed in a speaker unit, a reproduced sound approaching the raw sound due to natural vibration because it is made of wood is output without change over time.
[0052]
In addition, the natural wood grain appears on the surface, giving it a high-quality appearance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a manufacturing process flowchart of speaker diaphragms according to first and second embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing each processing state (first half) of the manufacturing process flow chart.
FIG. 3 is a schematic diagram showing each processing state (second half) of the manufacturing process flow chart.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a processing stage of a shape of wood that is a material of a speaker diaphragm according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the characteristics of a third embodiment of a speaker diaphragm according to the present invention;
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the characteristics of a fourth embodiment of a speaker diaphragm according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing procedure of a conventional wooden diaphragm.
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing procedure of a conventional wooden diaphragm.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional paper pulp diaphragm with a conical dome.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the internal loss coefficient and sound propagation speed (longitudinal direction) of various kinds of wood together with aluminum and paper, which are conventional materials.
[Explanation of symbols]
6 logs
7 Cutting blade
10 Wooden sheet
11 V-shaped notch
11a, 11b both edges
12 Small hole
13, 13 'Nonwoven fabric or Japanese paper
15 Bonding sheet
16 Lubricant that provides moisture and retains moisture
17 Thermosetting resin
18 Moisturizer
25 Center hole
20, 30, 40, 50 Diaphragm for speaker
31, 34 Upper mold
33 Heater
32, 35 Lower mold
36 dust cap
37 Conical Dome
38 Concave shape of upper mold
39 Convex shape of lower mold
60 Paper pulp diaphragm with conical dome
61 Conical Dome
62 Diaphragm
P1, P2 press machine
Claims (5)
1枚の木製シートに対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込みを設け、前記切り込みを設けた木製シートに水分を与えて軟化させるとともに木製シート中に水分を保持する作用を有する潤滑剤を含ませ、前記潤滑剤が含まされた木製シートは1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込みの縁部同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形され、仮成形の後に乾燥され、乾燥後に熱硬化性樹脂が含まされ、前記熱硬化性樹脂が半乾き状態になるまで50℃〜60℃の乾燥温度で略1〜10分間乾燥が行われて半乾燥され、前記熱硬化性樹脂の半乾き状態で2次プレス加熱成形され、前記2次プレス加熱成形の後に防湿剤が塗布され、前記防湿剤の塗布された木製シートに対してボイスコイル用の中心孔抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形してなることを特徴とするスピーカ用振動板。In a speaker diaphragm formed by pressing a single wooden sheet into a substantially trumpet shape,
A substantially V-shaped cut having a vertex at the center is provided for one wooden sheet, and the wooden sheet provided with the cut has moisture and is softened and has a function of retaining moisture in the wooden sheet. Lubricant is included, and the wood sheet containing the lubricant is temporarily formed into a substantially trumpet shape by overlapping the edges of the substantially V-shaped cuts by primary press thermoforming, and is dried after the temporary forming. A thermosetting resin is contained after drying, and drying is performed at a drying temperature of 50 ° C. to 60 ° C. for approximately 1 to 10 minutes until the thermosetting resin is in a semi-dried state, and the thermosetting resin is semi-dried. A secondary press heat molding is performed in a semi-dry state of the water-soluble resin, a moisture-proofing agent is applied after the secondary press-heating molding, and a central hole punching for a voice coil and an outer shape are removed from the wooden sheet coated with the moistureproofing agent. Make vibration Speaker diaphragm, characterized in that formed by molding into a predetermined size and shape as.
1枚の木製シートの一面側に薄い不織布又は和紙を貼着してなる貼り合わせシートに対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込みを設け、前記切り込みを設けた貼り合わせシートに水分を与えて軟化させるとともに貼り合わせシート中に水分を保持する作用を有する潤滑剤を含ませ、前記潤滑剤が含まされた貼り合わせシートは1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込みの縁部同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形され、仮成形の後に乾燥され、乾燥後に熱硬化性樹脂が含まされ、前記熱硬化性樹脂が半乾き状態になるまで50℃〜60℃の乾燥温度で略1〜10分間乾燥が行われて半乾燥され、前記熱硬化性樹脂の半乾き状態で2次プレス加熱成形され、前記2次プレス加熱成形の後に防湿剤が塗布され、前記防湿剤の塗布された貼り合わせシートに対してボイスコイル用の中心孔抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形してなることを特徴とするスピーカ用振動板。In a speaker diaphragm formed by pressing a single wooden sheet into a substantially trumpet shape,
For a laminated sheet formed by sticking a thin non-woven fabric or Japanese paper on one side of a single wooden sheet, a substantially V-shaped cut having a vertex at the center is provided, and the laminated sheet provided with the cut A lubricant having a function of softening by adding moisture and holding moisture in the bonded sheet is included, and the bonded sheet containing the lubricant is subjected to primary press thermoforming to form the substantially V-shaped cut. The edges are overlapped and temporarily formed into a substantially trumpet shape, dried after the temporary forming, and after drying, a thermosetting resin is included, and the thermosetting resin is in a semi-dried state at 50 ° C. to 60 ° C. Drying is carried out at a drying temperature for approximately 1 to 10 minutes and semi-dried, followed by secondary press heat molding in a semi-dry state of the thermosetting resin, and a moisture-proofing agent is applied after the secondary press heat molding, Medicinal Speaker diaphragm, characterized in that formed by molding into a predetermined size and shape as the vibrating plate by performing a center punching and outer vent for a voice coil relative to the fabric has been bonded sheet.
1枚の木製シートの一面側の略全面と反対面側の中心部分に薄い不織布又は和紙を貼着してなる貼り合わせシートに対して、中心部に頂点が至る略V字状の切り込みを設け、前記切り込みを設けた貼り合わせシートに水分を与えて軟化させるとともに貼り合わせシート中に水分を保持する作用を有する潤滑剤を含ませ、前記潤滑剤が含まされた貼り合わせシートは1次プレス加熱成形によって前記略V字状の切り込みの縁部同士が重ね合わされて略ラッパ状に仮成形され、仮成形の後に乾燥され、乾燥後に熱硬化性樹脂が含まされ、前記熱硬化性樹脂が半乾き状態になるまで半乾燥され、前記熱硬化性樹脂の半乾き状態で2次プレス加熱成形され、前記2次プレス加熱成形の後に防湿剤が塗布され、前記防湿剤の塗布された貼り合わせシートに対してボイスコイル用の中心孔抜きと外形抜きを行って振動板としての所定寸法形状に成形してなることを特徴とするスピーカ用振動板。In a speaker diaphragm formed by pressing a single wooden sheet into a substantially trumpet shape,
A substantially V-shaped notch is provided in the center of the laminated sheet that is formed by sticking a thin non-woven fabric or Japanese paper to the central part on the opposite side of the entire surface of one wooden sheet. The laminated sheet provided with the notches is softened by adding moisture to the laminated sheet, and the laminated sheet contains a lubricant having an action of retaining moisture, and the laminated sheet containing the lubricant is subjected to primary press heating. The edges of the substantially V-shaped cuts are overlapped with each other by molding, are temporarily molded into a substantially trumpet shape, dried after the temporary molding, contain a thermosetting resin after drying, and the thermosetting resin is semi-dried A laminated sheet that is semi-dried until it reaches a state, is heat-molded in a secondary press in a semi-dry state of the thermosetting resin, is coated with a moisture-proofing agent after the secondary-press heat-molding, and is coated with the moisture-proofing agent Speaker diaphragm, characterized in that formed by molding into a predetermined size and shape as the vibrating plate by performing a center punching and outer vent for the voice coil against.
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