JP3882767B2 - Manufacturing method of 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木製の振動板の製造方法に関する。
【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9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10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の製造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成形において如何に対処するか、また、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成形性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9及び図10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製造方法は、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するというスピーカ用振動板の製造方法は前記[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が認められるが、未だ量産に適う十分な成形処理の確立が達成されたとは言い難く、木製振動板の実用化に向けてより一層の成形性の歩留まりの向上、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、ダイナミック・スピーカの音響特性改善に有効で量産に適う木製のスピーカ用振動板の製造方法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枚の木製シートを素材として略ラッパ形状にプレス成形する工程を含むスピーカ用振動板の製造方法において、第1に厚さ0.1mm〜0.9mmの1枚の木製シート10の一面側に薄い不織布又は和紙13を貼着して貼り合わせシート15を作成する工程(a)と、第2に前記貼り合わせシート15の中心部に小穴12と該小穴12を頂点とする略V字状の切り込み11を設ける工程(b)と、第3に前記切り込み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を含ませる工程(c)と、第4に前記潤滑剤16が含まされた貼り合わせシート15を1次プレス加熱成形して前記切り込み11の縁部同士が互いに重ねられた略ラッパ形状に仮成形する工程(d)と、第5に仮成形された前記貼り合わせシート15を乾燥する工程(e)と、第6に乾燥後の前記貼り合わせシート15に熱硬化性樹脂17を含ませる工程(f)と、第7に前記熱硬化性樹脂17が含まされた前記貼り合わせシート15を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する工程(g)と、第8に前記熱硬化性樹脂17が半乾き状態の貼り合わせシート15を2次プレス加熱成形する工程(h)と、第9に前記2次プレス加熱成形後の貼り合わせシート15に防湿剤18を塗布する工程(i)と、第10に前記防湿剤18が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する工程(j)と、を設けたことを特徴とするスピーカ用振動板30の製造方法を提供する。
(2)上記(1)に記載のスピーカ用振動板30の製造方法において、2次プレス加熱成形後の略ラッパ形状に成形された貼り合わせシート15に離型剤46を含ませて乾燥する工程(h2)と、前記離型剤46が含まされた貼り合わせシート15を3次プレス加熱成形する工程(h3)とを、貼り合わせシート15に防湿剤18を塗布する工程(i)の前に設けたことを特徴とするスピーカ用振動板30の製造方法を提供する。
(3)上記(1)又は上記(2)に記載のスピーカ用振動板30の製造方法において、熱硬化性樹脂17が含まされた貼り合わせシート15を半乾き状態になるまで半乾燥する工程(g)の直後に、前記熱硬化性樹脂17が半乾き状態の貼り合わせシート15の重量測定を行い、規定値重量以下の貼り合わせシート15を再度熱硬化性樹脂17を含ませる工程(f)に戻す重量適正化工程(g1)を設けたことを特徴とするスピーカ用振動板30の製造方法を提供する。
(4)上記(1)又は上記(2)に記載のスピーカ用振動板30の製造方法において、2次プレス加熱成形する工程(h)の直後に、2次プレス加熱成形後の貼り合わせシート15の音波の伝搬速度測定を行い、規定値速度以下の貼り合わせシートを再度2次プレス加熱成形を行う工程(h)に戻す伝搬速度適正化工程(h1)を設けたことを特徴とするスピーカ用振動板30の製造方法を提供する。
(5)上記(1)又は上記(2)又は上記(3)又は上記(4)に記載のスピーカ用振動板30の製造方法において、少なくとも1次プレス加熱成形に使用されるプレス装置P1の下金型32中心部に突起ピン38を設けるとともに上金型31中心部に前記突起ピン38に嵌合する窪み39を設け、プレス加熱成形時に貼り合わせシート15の中心部に設けられた小穴12を前記下金型32中心部の突起ピン38に挿入して位置決めした後にプレス加熱成形を行うことを特徴とするスピーカ用振動板30の製造方法を提供する。
【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乃至第5の実施の形態のスピーカ用振動板の製造工程のフロー図である。図2及び図3は前記製造工程の各加工状態の前半、後半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は本発明の第2及び第5の実施の形態の製造方法に係る付加された3次プレス加熱成形処理の工程を示す模式図である。図6は本発明の第4の実施の形態の製造方法に係る貼り合わせシートの音波の伝搬速度測定を行う計測装置を示す図である。図7は本発明の第5の実施の形態の製造方法に係る1次、2次プレスのためのプレス装置とプレス加熱成形工程を説明する図である。図8は本発明に係る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の概略図である。
【0024】
先ず、図4において、本発明のスピーカ用振動板30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(b)のように実際に振動板となる成形部分(破線の円形部分内)よりも大きめの適当な形状に切断されて大きな柾目の木製シート10になる。例えば、口径8cm程度のダイナミック・コーン・スピーカの振動板では、一辺12〜14cm程度の正方形や矩形乃至直径12cm程度の円形とする。
【0025】
次に、製造段階に入って、前記木製シート10は図2の(a)の不織布又は和紙13の貼り合わせ工程を経て貼り合わせシート15となり、これに対して図2の(b)のように略V字形状の切り込み11が設けられる。この略V字形状の切り込み11の形状は完全なV字形状でなくともよく、要は両縁を隙間なく重ね合わせると全体が略ラッパ状(コーン形状)になるような形状であればよい。
【0026】
次に、幾つかのプレス成形工程等を経て最終的に図8の概略図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30となる(図3の(j)の断面図も参照)。
【0027】
図8に示される上記スピーカ用振動板30の木目は、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生じないので、分割振動が抑えられるのである。
【0028】
また、上記スピーカ用振動板30は木製であることに基づく優れた音響特性と美しい木目の仕上がりを備えるとともに選択された潤滑剤や熱硬化性樹脂、防湿剤の含浸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ものとなっている。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。
【0029】
ここで、本発明のスピーカ用振動板30の素材に適する木材について考察すると、図11の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。
【0030】
【表1】
なお、図11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。
【0031】
次に、上記スピーカ用振動板30の第1の実施の形態の製造方法を図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。
【0032】
先ず、請求項1に係る第1の実施の形態のスピーカ用振動板30の製造工程は、図1に示される破線で囲まれた工程を除くフローとなり、前述の予め素材準備段階で用意された木製シート10を素材として(a)〜(j)までの工程で構成され、(a)貼り合わせシート作成、(b)V字状切り込みの形成、(c)潤滑剤含浸、(d)仮成形の1次プレス、(e)乾燥、(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)中心孔・外形抜きの順に行われてスピーカ用振動板の完成となる。
【0033】
上記各製造工程の詳細内容を以下順に説明する。
【0034】
工程(a)・・・厚さ0.lmm〜0.9mm(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厚の不織布又は和紙13を貼り合わせ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。
【0035】
工程(b)・・・貼り合わせシート15に対して、中心部に小穴12とその小穴12を頂点とする略V字状の切り込み11を設ける。前記切り込み11は、貼り合わせシート15の木目方向(矢印f)に概ね沿って設ける。なお、上記小穴12は略ラッパ形状に成形する際の中心部の割れを防止するために設けられ、更には後述のプレス加熱成形時の位置合わせを簡単且つ正確に行うためのものであり、直径数ミリの円形、楕円形、六角形等であって形状に制限はない。
【0036】
工程(c)・・・V字切り込みした前記貼り合わせシート15が軟化するように、貼り合わせシート15の中に浸透して水分を与え且つ水分を保持する作用のある潤滑剤16の液中に5〜60分浸して十分に含浸させる。
【0037】
これは後の1次プレス加熱成形を実施する時に割れを未然に防ぎ、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適する。
【0038】
工程(d)・・・予め、セッティングの作業性の向上と成形性(しわや割れが少ない)を良好なものとするために貼り合わせシート15の切り込み11の両縁部11a、11b同士を重ね合わせて図2の(d)に示されるように略ラッパ形状になるように成形外領域(余白部分)をホッチキス(商標名)やクリップ等の掛止具26で仮止め或いは前記成形外領域に互いに引っかける雄雌形状の掛止機構を設けることによって1次プレス加熱成形前に略ラッパ形状に掛止保持しておく。次に、ヒータ33を各々備えた上型31と下型32の金型構成のプレス装置P1によって、下型32に載置した前記潤滑剤16を含浸させ掛止具26で略ラッパ形状に保持させた貼り合わせシート15を1次プレス加熱成形(仮成形)する。ここで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秒を好適とする。なお、1次プレス加熱成形の後は両縁部11a、11b同士は自然状態で離れない程度に貼着されており、略ラッパ形状が保持される。
【0039】
工程(e)・・・乾燥炉(50〜60℃)に略10〜30分間入れて完全乾燥を行なう。
【0040】
工程(f)・・・乾燥後の貼り合わせシート15を熱硬化性樹脂17液中に略30分〜180分浸し、十分に含浸させる。上記熱硬化性樹脂17としてはフェノール樹脂が適する。
【0041】
工程(g)・・・熱硬化性樹脂17の含浸直後、後工程の2次プレスを実施すると、金型に熱硬化性樹脂17が貼り付いてしまい、プレス後に貼り合わせシート15を剥がす時に割れや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、乾燥炉(50℃〜60℃)に略1〜10分間入れて熱硬化性樹脂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。
【0042】
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、含浸させた熱硬化性樹脂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秒を好適とする。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、この時点で重ね合わせて貼着された前記切り込み11の縁部11a、11b(斜線領域)同士はその段差が殆ど判別できない程度に密着しており、音響特性に与える影響は殆ど無いものとなっている。
【0043】
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を塗布する。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、さらにシンナーを混合したものを用いる。塗布された上記防湿剤18は自然乾燥又は乾燥炉で完全乾燥を行なう。
【0044】
工程(j)・・・防湿処理されたプレス加熱成形後の貼り合わせシート15にボイスコイル用の中心孔25と外形抜きが施されて所定の振動板形状に加工されてスピーカ用振動板30が完成する。
【0045】
上記完成した略ラッパ状のスピーカ用振動板30は、製品検査を経て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スピーカユニットに組み込まれる。
【0046】
上記第1の実施の形態のスピーカ用振動板30の製造工程では、プレス加熱成形処理は1次、2次の2回であるが、より仕上がりの良い振動板として歩留まりの向上が図れる第2の実施の形態の製造方法として、上記2次プレス加熱成形工程(h)における設定条件で、プレス時間のみを略2〜30秒と短めの条件として、以下の工程(h2)、(h3)からなる3次プレス加熱成形処理を加えることも形状がより安定して仕上がりの良好な好ましい製造方法である。
【0047】
工程(h2)・・・工程(h)の2次プレス加熱成形後の略ラッパ形状に成形された貼り合わせシート15に離型剤46を含ませて乾燥する。この離型剤46には例えばシリコン(ケイ素)を用いる。
【0048】
工程(h3)・・・前記離型剤46が含まされた貼り合わせシート15をヒータ33を備える上型36と下型37からなるプレス装置P3で3次プレス加熱成形する。ここで3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36が略80〜200℃、下型37が略100〜200℃、プレス時間が略2〜60秒を好適とする。
【0049】
次に、上記第1、第2の実施の形態のスピーカ用振動板30の製造工程では貼り合わせシート15に対する品質管理は製造工程中で特段明示されていないが、貼り合わせシート15のひび・割れ等の外観不良物は当然に製造工程中に適宜振り落とされることを前提とする。この点、素材の木製シート10が木材という自然物であることから貼り合わせシート15には外観以外の個体差も不可避的に存在する。したがって、好ましくは製造工程中で貼り合わせシート15に対するより細かな品質管理を行うことが一層望ましい製造方法と言える。また、完成後の製品検査段階で良品/不良品を選別するよりも製造工程中に品質検査して良品に至らない貼り合わせシートについては、可能であれば前の工程に戻って再処理する等して適正化を図って可及的に良品として救うことが歩留まりの向上にも資すると言える。そこで図1に示される製造工程フローにおいて、破線で囲まれた以下の工程を付加する製造方法が第3、第4の実施の形態として挙げられる。
【0050】
本発明に係る第3の実施の形態のスピーカ用振動板30の製造方法として、図1のスピーカ用振動板の製造工程フローにおいて、熱硬化性樹脂17が含まされた貼り合わせシート15を半乾き状態になるまで半乾燥する工程(g)の直後に、前記熱硬化性樹脂17が半乾き状態の貼り合わせシート15の重量測定を行い、規定値重量以下の貼り合わせシートを再度熱硬化性樹脂17を含ませる工程(f)に戻してやり直す重量適正化工程(g1)を設ける。
【0051】
例えば、素材の木製シート10の密度その他の特性によって熱硬化性樹脂17の含浸の程度が適正な状態となっているか否かを重量評価で判定し、適正範囲であれば次の2次プレス加熱成形の工程(h)へ進み、重すぎれば再生不可能としてこの時点で廃棄処分とし、軽すぎれば熱硬化性樹脂17の含浸不足として上記工程(f)へ戻るのである。
【0052】
次に、本発明に係る第4の実施の形態のスピーカ用振動板30の製造方法として、上記第1、第2の実施の形態の各製造方法において、2次プレス加熱成形する工程(h)の直後に、2次プレス加熱成形後の貼り合わせシート15の音波の伝搬速度測定を例えば、図6のようなYAGレーザ(パルス駆動)41により発生した超音波の挙動をプローブ42及びプローブ43を用いて計測し、変位計&FET解析器44よりそれらの時間遅れから伝搬速度を求める構成の伝搬速度計測装置45によって行い、規定値速度以上のものは次の工程へ進み、規定値速度以下の貼り合わせシート15は再度2次プレス加熱成形を行う工程(h)に戻してやり直すという伝搬速度適正化工程(h1)を設ける。
【0053】
即ち、貼り合わせシート15の個体差(密度等の違い)によって一律の2次プレス加熱成形による成形が不十分な場合も有り得るので、剛性に関係する音波の伝搬速度に多少のばらつきが生じ得る。そこで、伝搬速度評価をして規定値以下であれば、再度2次プレス加熱成形の工程(h)を行うこととして伝搬速度の適正化を少なくとも1回は行うこととする。而してこの工程(h1)の追加で品質(音響特性)の安定と歩留まりの向上が図れることとなるのである。
【0054】
以上の貼り合わせシート15の所定段階における重量適正化工程(g1)或いは伝搬速度適正化工程(h1)又はその双方を付加することで歩留まりの向上が達成され、木製のスピーカ用振動板30の品質の安定も達成されることとなる。
【0055】
次に、本発明に係る第5の実施の形態のスピーカ用振動板30の製造方法として、前記各製造方法における1次〜3次のプレス加熱成形工程の内、図7に示されるように、少なくとも1次プレス加熱成形工程(d)に使用されるプレス装置P1の下金型32中心部に突起ピン38を設けるとともに上金型31中心部に前記突起ピン38に嵌合する窪み39を設け、プレス加熱成形時に貼り合わせシート15の中心部に設けられた前記小穴12を前記下金型32中心部の突起ピン38に挿入して位置決めした後にプレス加熱成形を行うようにする。而して当該プレス加熱成形の作業性、貼り合わせシート15の成形の位置精度が高まることで量産効率と歩留まりの向上が図れることになる。勿論、1次プレス加熱成形工程(d)のみならず2次プレス加熱成形工程(h)のプレス装置P2や図5の(h3)に示されるように3次プレス加熱成形工程のプレス装置P3にも同様の突起ピン38と窪み39を設けて位置合わせを正確且つ迅速に行うようにすることも好ましい。付言すれば、2次、3次プレス加熱成形工程の段階では、前の1次プレス加熱成形工程である程度形状が所定のラッパ形状に安定しているのでさほど問題ではないが、最初の1次プレス加熱成形工程(d)では、貼り合わせシート15の形状がプレス前で不安定なために上記小穴12による位置合わせが特に有効となるのである。
【0056】
以上の製造方法によって製造されたスピーカ用振動板30は、本発明者の研究によれば、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て上記各実施の形態の製造方法にて製造された振動板が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ことが判った。
【0057】
特に顕著に音響特性の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/秒の範囲で内部損失係数が0.02〜0.03の範囲の木材を選択して振動板に用いた場合であり、具体的にはカバ材(無垢)が最良であった。
【0058】
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。
【0059】
【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の製造方法は、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振動板を作ることができる。
【0060】
従来の木製振動板のような柔軟化のためのボイル処理、物理的処理、化学的薬品を施さないので音質劣化の発生しない振動板を作ることができる。
【0061】
プレス加熱成形時のしわや割れの発生が防止され、製造後の変形や割れといった経時変化が殆ど無い仕上がりの良い均一なプレス加熱成形品とすることができる。
【0062】
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。
【0063】
プレス加熱成形工程において位置合わせが容易且つ正確にできるため、プレス機へのセッティングの作業性が向上し、仕上がりの良い振動板が実現できる。
【0064】
重量適正化工程や伝搬速度適正化工程によって、歩留まりが向上するとともに安定した品質の木製振動板の安価供給が実現できる。
【0065】
本スピーカ用振動板をダイナミック・スピーカ・ユニットに採用することで木製であるが故の自然な振動による生音に迫る再声音が得られる。
【0066】
さらに、表面に自然の木目が表れているので、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乃至第5の実施の形態のスピーカ用振動板の製造工程のフロー図である。
【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】本発明の第2及び第5の実施の形態の製造方法に係る付加された3次プレス加熱成形処理の工程を示す模式図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態の製造方法に係る貼り合わせシートの音波の伝搬速度測定を行う計測装置を示す図である。
【図7】本発明の第5の実施の形態の製造方法に係る1次、2次プレスのためのプレス装置とプレス加熱成形工程を説明する図である。
【図8】本発明に係る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の概略図である。
【図9】従来の木製振動板の製造手順を示す図である。
【図10】従来の木製振動板の製造手順を示す図である。
【図11】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 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 中心孔
26 掛止具
30 スピーカ用振動板
31、34、36 上型
33 ヒータ
32、35、37 下型
38 突起ピン
39 窪み
41 YAGレーザ(パルス駆動)
42、43 プローブ
44 変位計&FET解析器
45 伝搬速度計測装置
46 離型剤
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 method of manufacturing a wooden 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 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]
[Patent Document 2] includes (a) an arc-
[0009]
Further, as in the manufacturing procedure shown in FIGS. 10A and 10B, a plurality of small pieces of
[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 key point in the manufacture of wooden speaker diaphragms is how to cope with the property that wood is easily broken in molding and how to deal with secular change.
[0015]
In this respect, [Patent Document 1] is a flat plate diaphragm made of wood, and although the characteristics and advantages of being a wood are shown, the moldability when forming into a substantially trumpet shape (cone shape). Technical data on the problem is not provided because it is flat.
[0016]
Further, in the manufacturing method as shown in FIGS. 9 and 10 of [Patent Document 2], the
[0017]
In addition, the manufacturing method in which a plurality of ultra-thin wood sheets of [Patent Document 3] are laminated and press-molded 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. Therefore, 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. Although the speaker diaphragm manufacturing method in which press-molding is performed after impregnation has superiority in the manufacturing process for mass production as compared with the above [Patent Document 1] to [Patent Document 4], it is still sufficient for mass production. It is difficult to say that the establishment of the molding process has been achieved, and it is desired to further improve the yield of moldability and to achieve a beautifully finished wooden diaphragm toward the practical use of the wooden diaphragm.
[0021]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing a wooden speaker diaphragm that is effective in improving the acoustic characteristics of a dynamic speaker and is suitable for mass production.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention
(1) In a method for manufacturing a speaker diaphragm including a step of press-molding a single wooden sheet into a substantially trumpet shape, first, a single
(2) In the method for manufacturing the
(3) In the method for manufacturing the
(4) In the method for manufacturing the
(5) In the method for manufacturing the
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a speaker diaphragm according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart of a manufacturing process of speaker diaphragms according to first to fifth embodiments of the present invention. 2 and 3 are schematic views showing the first half and the second half of each processing state of the manufacturing process. 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 showing the steps of the added third press thermoforming process according to the manufacturing methods of the second and fifth embodiments of the present invention. FIG. 6 is a view showing a measuring apparatus for measuring the propagation velocity of sound waves of a bonded sheet according to the manufacturing method of the fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view for explaining a press apparatus for primary and secondary presses and a press thermoforming process according to the manufacturing method of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic view of a speaker diaphragm of a substantially trumpet shaped dynamic cone speaker according to the present invention.
[0024]
First, in FIG. 4, the wood that is the material of the
[0025]
Next, entering the manufacturing stage, the
[0026]
Next, after a number of press molding processes and the like, the
[0027]
The wood grain of the
[0028]
In addition, the
[0029]
Here, considering wood suitable for the material of the
[0030]
[Table 1]
In addition, A point in FIG. 11 is a hippopotamus (solid wood), hereafter, 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.
[0031]
Next, the manufacturing method of the
[0032]
First, the manufacturing process of the
[0033]
The detailed contents of each manufacturing process will be described in the following order.
[0034]
Step (a):
[0035]
Step (b)... With respect to the bonded
[0036]
Step (c): In the liquid of the
[0037]
This is in order to prevent the cracking in the subsequent primary press heat forming and to perform temporary forming with a high yield. According to the study of the present inventors, the
[0038]
Step (d): In order to improve the setting workability and formability (less wrinkles and cracks) in advance, the
[0039]
Step (e): Complete drying is carried out in a drying furnace (50-60 ° C.) for about 10-30 minutes.
[0040]
Step (f): The
[0041]
Step (g): Immediately after impregnation with the
[0042]
Step (h): The
[0043]
Step (i)... The moisture-
[0044]
Step (j)... The voice
[0045]
The completed substantially trumpet-shaped
[0046]
In the manufacturing process of the
[0047]
Step (h2)... A
[0048]
Step (h3): The
[0049]
Next, in the manufacturing process of the
[0050]
As a method of manufacturing the
[0051]
For example, it is determined by weight evaluation whether or not the degree of impregnation of the
[0052]
Next, as a method of manufacturing the
[0053]
That is, there may be cases where the uniform secondary press thermoforming is insufficient due to individual differences (differences in density or the like) of the
[0054]
The yield improvement is achieved by adding the weight optimizing step (g1) and / or the propagation speed optimizing step (h1) at the predetermined stage of the bonded
[0055]
Next, as a manufacturing method of the
[0056]
According to the present inventors' research, the
[0057]
The remarkable improvement in acoustic characteristics is particularly noticeable when the longitudinal propagation velocity is 4.5 to 6.0 km / sec and the lateral propagation velocity is 2.0 to 2.5 km / sec. This is the case where wood in the range of 0.02 to 0.03 is selected and used for the diaphragm, and specifically, the cover material (solid) is the best.
[0058]
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.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, the speaker diaphragm manufacturing method according to the present invention uses a single piece of wood as a raw material, and digests with chemicals or beats wood fibers that exist in the process of manufacturing a conventional paper pulp diaphragm. Since no processing is applied, it is possible to make a diaphragm that does not cause deterioration in sound quality.
[0060]
Since a boil treatment, a physical treatment, and a chemical agent are not applied for softening like a conventional wooden diaphragm, a diaphragm that does not cause deterioration in sound quality can be produced.
[0061]
Occurrence of wrinkles and cracks during press thermoforming is prevented, and a uniform press thermoformed product having a good finish with little change over time such as deformation and cracking after production can be obtained.
[0062]
Light and durable cone diaphragms can be manufactured, and diaphragms can be manufactured for all bands from woofers to full-range speakers.
[0063]
Since positioning can be performed easily and accurately in the press thermoforming process, the workability of setting in the press machine is improved, and a diaphragm with good finish can be realized.
[0064]
Through the weight optimization process and the propagation speed optimization process, the yield can be improved and the cheap supply of a stable quality wooden diaphragm can be realized.
[0065]
By adopting this diaphragm for a speaker in a dynamic speaker unit, a re-voiced sound approaching the raw sound due to natural vibration because it is made of wood can be obtained.
[0066]
Furthermore, the natural wood grain appears on the surface, so it has a high-quality appearance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of manufacturing steps of speaker diaphragms according to first to fifth 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 showing the steps of an added third press thermoforming process according to the manufacturing methods of the second and fifth embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a measuring apparatus for measuring the propagation velocity of sound waves of a bonded sheet according to the manufacturing method of the fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating a press device for primary and secondary presses and a press thermoforming process according to the manufacturing method of the fifth embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 8 is a schematic view of a speaker diaphragm of a substantially trumpet-shaped dynamic cone speaker according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing procedure of a conventional wooden diaphragm.
FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing procedure of a conventional wooden diaphragm.
FIG. 11 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 as conventional materials.
[Explanation of symbols]
6 Log 7
42, 43
Claims (5)
第1に厚さ0.1mm〜0.9mmの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貼り合わせシートを作成する工程と、第2に前記貼り合わせシートの中心部に小穴と該小穴を頂点とする略V字状の切り込みを設ける工程と、第3に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る工程と、第4に前記潤滑剤が含まされた貼り合わせシートを1次プレス加熱成形して前記切り込みの縁部同士が互いに重ねられた略ラッパ形状に仮成形する工程と、第5に仮成形された前記貼り合わせシートを乾燥する工程と、第6に乾燥後の前記貼り合わせシートに熱硬化性樹脂を含ませる工程と、第7に前記熱硬化性樹脂が含まされた前記貼り合わせシートを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する工程と、第8に前記熱硬化性樹脂が半乾き状態の貼り合わせシートを2次プレス加熱成形する工程と、第9に前記2次プレス加熱成形後の貼り合わせシートに防湿剤を塗布する工程と、第10に前記防湿剤が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する工程と、を設けたことを特徴とするスピーカ用振動板の製造方法。In the manufacturing method of the speaker diaphragm including the step of press-molding a single wooden sheet into a substantially trumpet shape,
First, a process of creating a laminated sheet by attaching a thin non-woven fabric or Japanese paper to one side of a single wooden sheet having a thickness of 0.1 mm to 0.9 mm; and second, a center part of the laminated sheet A step of providing a small hole and a substantially V-shaped cut having the small hole as a vertex, and a third function of imparting moisture to the laminated sheet provided with the cut and softening and retaining moisture in the laminated sheet A step of including the lubricant having, and a step of temporarily forming the laminated sheet including the lubricant into a substantially trumpet shape in which the edges of the cuts are overlapped with each other by first press-molding. Fifth, the step of drying the bonded sheet that has been temporarily formed, sixth the step of including a thermosetting resin in the bonded sheet after drying, and seventh, the thermosetting resin is included. The pasting A step of semi-drying is carried out dry approximately 1 to 10 minutes at a drying temperature of 50 ° C. to 60 ° C. until a sheet in a semi-dry state was, the thermosetting resin in the eighth bonding sheet semidry state A second press thermoforming step, a ninth step of applying a moisture-proof agent to the bonded sheet after the second press-heat forming step, and a tenth step with respect to the bonded sheet coated with the dehumidifying agent. A method of manufacturing a speaker diaphragm, comprising: a step of punching a center hole for a coil and a step of forming an outer shape to form a predetermined size shape as a diaphragm.
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