JPH114498A - 音響振動板成型用金型装置及び音響振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄肉に成型される音響振動板を短時間で効率
よく製造する。 【解決手段】 射出成型用の金型１，２の音響振動板の
形状に応じて形成されたキャビティ３にスプルーブッシ
ュ６を介して溶融した合成樹脂材料を充填し、スプルー
ブッシュ６を水などの冷却媒体によって冷却することに
よって、スプルーブッシュ６内の合成樹脂を固化させた
後、金型１，２より成型された成型品を取り出し、取り
出した成型品３１にプレス可能を施すことによってコー
ルドゲート３２を含む部分を切除し、音響振動板３１を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製の音響振動
板を成型するための音響振動板成型用金型装置及び音響
振動板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、音響振動板の多くは紙を用いて形
成されているが、紙に代えて合成樹脂材料を用いたもの
が提案されている。これは、合成樹脂材料が、紙よりも
振動板の材料として要求される特性が改善されたこと、
種々の色付けができる等デザイン的に紙よりも工夫が可
能であること等の理由による。

【０００３】合成樹脂材料を用いた音響振動板は、通常
ダイレクトゲート方式の金型を用いた射出成型により形
成されている。ダイレクトゲート方式の金型は、コール
ドゲートを用いて成型するのが一般的である。コールド
ゲートは、ゲート部としてのスプルーブッシュに残留し
ている合成樹脂を固化し、成型品とともに射出成型用の
金型より取り出すように構成したものであり、スプルー
ブッシュ内で固化した部分を把持することによって成型
品としての音響振動板を次の工程に移動させることなど
を行うことを可能となす。

【０００４】金型を用いた射出成型は、材料となる合成
樹脂材料の計量、溶融した樹脂材料の射出、金型の保
圧、キャビティに射出された樹脂材料の冷却、金型から
の離型又はイジェクト、射出成型装置からの取り出しの
各工程を経て行われ、射出成型装置から取り出した成型
品に残っているスプルーゲート内で固化した部分を含ん
でその周辺部分をプレス加工などによって打ち抜いて例
えばコーン型の音響振動板を得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、音響振動板
は、一般の合成樹の成型品に比し厚さが著しく薄く成型
されるため、合成樹脂材料として固化しにくいものを使
う必要がある。すなわち、薄い音響振動板を成型するた
め、極めて間隔が狭く形成された金型のキャビティ内に
合成樹脂材料を正しく充填するためには、流動性の高い
合成樹脂を用いる必要がある。金型のキャビティ内に充
填された流動性の高い合成樹脂は、固化するまでに長時
間を要するため、１サイクルあたりの成型時間である成
型タクトが長くなり、生産効率が低下し、ひいては製造
コストの上昇を招いている。

【０００６】特に、成型タクトが長くなる要因として、
コールドゲートを採用していることが挙げられる。その
理由として、成型タクトのほとんどがスプルーゲート内
に残留している合成樹脂の冷却に費やされているためで
ある。

【０００７】そこで、コールドゲートを用いることなく
成型する方法、例えばホットランナー方式を採用するこ
とも考えられるが、音響振動板は非常に薄肉に成型され
るため成型圧力を極めて大きくする必要があり、現在用
いられている射出成型装置では、この圧力に耐えられな
いのが実情である。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述したような
従来の音響振動板成型用金型装置が有している問題点を
解決することができる新規な音響振動板成型用金型装置
及び音響振動板の製造方法を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、音響振動板を短時間
で効率よく成型することができる音響振動板成型用金型
装置及び音響振動板の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述したような目的を達
成するために提案される本発明に係る音響振動板成型用
金型装置は、固定側金型と可動側金型とによって構成さ
れるキャビティに溶融した樹脂材料を供給するゲート部
の近傍に冷却部を設けることによって、ゲート部におけ
る合成樹脂材料の固化時間を短縮するものである。

【００１１】また、本発明に係る音響振動板は、金型の
音響振動板の形状に応じて形成されたキャビティにゲー
ト部を介して溶融した合成樹脂材料を充填し、次いで、
ゲート部を冷却媒体によって冷却することによってゲー
ト部内の樹脂を固化させた後、金型より成型された成型
品を取り出すことによって製造される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る音響振動板成
型用金型装置及び音響振動板の製造方法を図面を参照し
て説明する。

【００１３】本発明に係る音響振動板を成型するための
射出成型型の金型装置は、図１に示すように、固定側金
型１とこの固定側金型１に対して移動可能に配設され、
固定側金型１とともに成型される音響振動板の形状に対
応したキャビティ３を形成する可動側金型２とを備え
る。固定側金型１と可動側金型２とによって構成される
溶融された合成樹脂材料が充填されるキャビティ３は、
成型される音響振動板に対応する形状に形成されてな
り、ここに示す金型装置においては、略円錐型をなすコ
ーン型又は円錐台形に形成されている。そして、スピー
カ装置をはじめとしてヘッドホンやマイクロホンに用い
られる音響振動板は、その肉厚、すなわち振動板の厚さ
が極めて薄肉であるので、この音響振動板を成型するキ
ャビティ３は、極めて微小な空間として形成されてい
る。

【００１４】固定側金型１は、図１に示すように、固定
側取付板１ａに固定側背板１ｂを介して固定型１ｃを複
数のボルト４により強固に固定して構成されている。固
定型１ｃには、キャビティ３を構成するコーン型の音響
振動板に対応するすり鉢状の凹部が形成され、この凹部
の底面は後述するスプルーブッシュ６と連通されてい
る。可動側金型２も固定側金型１と同様に、可動側取付
板２ａに可動側背板２ｂを介して可動型２ｃを複数のボ
ルト５により強固に固定して構成されている。可動型２
ｃには、固定型１ｃ側の凹部とともにキャビティを構成
する円錐台状の凸部が形成され、この円錐台状の凸部の
頂上部分より後述するエジェクタロッド８が突出する。
可動側金型２は、後述するスプルーブッシュ６より溶融
した合成樹脂材料がキャビティ３に充填される際には、
所定の型締め圧力をもって固定側金型１側に近接された
図１に示す位置に保持され、キャビティ３及びスプルー
ブッシュ６内の合成樹脂が固化した後、固定側金型１か
ら離間され、成型品としての振動板の金型装置からの取
り出しを可能となす。

【００１５】そして、固定型１ｃのすり鉢状の凹部と可
動型２ｃ側の円錐台状の凸部とを、成型される振動板の
厚さに相当する空隙を介して図１に示すように突き合わ
せることによりキャビティ３が構成される。

【００１６】固定側金型１の固定型１ｃのすり鉢状の凹
部の底面の中心位置にスプルーブッシュ６が設けられ、
スプルーブッシュ６と対向する可動側金型２の可動型２
ｃの円錐台状の凸部の中心部分にはコイルバネ７により
固定側金型１側に向かって付勢されたエジェクタピン８
が設けられている。スプルーブッシュ６は、球面形状の
当接部６ａを有し、この当接部６ａに溶融した合成樹脂
材料を供給するシリンダの先端に設けられたノズルが当
接することで溶融した合成樹脂材料がスプルーブッシュ
６を介して所定の圧力をもってキャビティ３内に充填さ
れる。本例の金型装置では、いわゆるダイレクトゲート
方式が採用されており、スプルーブッシュ６内に残って
いる構成樹脂材料が成型後のコールドゲートとなる。

【００１７】エジェクタロッド８は、成型品を金型から
取り外す機能を有するもので、成型終了後、可動側金型
２が固定側金型１から離間する方向に移動して射出成型
金型を開いたときに、コイルバネ７によって図１中下方
側から上方側に向かって移動され可動型２ｃの円錐台状
の凸部の頂上部より突出する。このときエジェクタロッ
ド８の先端が成型品を押し上げて成型品としての音響振
動板を可動側金型２ｃより離型させる。エジェクタロッ
ド８とスプルーブッシュ６との間には、パッキング１３
が配されている。

【００１８】以上が射出成型金型装置の基本的な構造で
あるが、本発明においては、ゲート部としてのスプルー
ブッシュ６部分を冷却する冷却機構が設けられており、
ゲート部の冷却を促進する構造となっている。

【００１９】通常、射出成型金型装置には、温水等の媒
体を流すことによって金型の温度を一定に保つため、金
型の温度調整用のの冷却機構が設けられているが、本発
明では、ゲート部のみを冷却する冷却機構が設けられて
いる。この冷却機構は、図１に示すように、スプルーブ
ッシュ６の周面に螺旋状の溝９を形成し、この溝９内に
冷却媒体を流すことによってゲート部となるスプルーブ
ッシュ６部分の冷却を行う。スプルーブッシュ６の溝９
と連結するように固定側金型１の固定側背板１ｂには冷
却媒体導入管１０及び冷却媒体導出管１１が設けられて
いる。導入管１０から図示しないポンプ等を用いて供給
された冷却媒体は、スプルーブッシュ６に形成された溝
９を通って、導出管１１から排出される。例えば、導出
管１１の先端に冷却媒体の流れをよくするために吸引装
置を配してもよい。

【００２０】ここで、スプルーブッシュ６は、上述した
ようにパッキン１２，１３を介して固定側背板１ｂの凹
部１０１ｂ及びエジェクタロッド８と当接し、スプルー
ブッシュ６の溝９を流れる冷却媒体が固定側金型１やキ
ャビティ３内に不用意に漏れ出すことが防止されてい
る。

【００２１】冷却媒体は、ゲート部としてのスプルーブ
ッシュ６内の合成樹脂材料を冷却する役割を果たすもの
で、冷却媒体の温度は金型の温度よりも低い温度に設定
される。冷却効率を考えた場合には、冷却媒体の温度を
１５℃以下とするのが効果的であり、これにより短時間
でのスプルーブッシュ６内の合成樹脂材料を冷却固化す
ることができる。冷却媒体の温度は、低ければ低いほど
効率的であるが、あまり温度が低すぎると、金型装置に
結露等が発生するおそれがある。成型品としての音響振
動板の射出成型を連続的に行う場合には、冷却媒体の温
度をかなり下げても金型装置に結露が生ずることはな
い。したがって、冷却媒体の温度は、射出成型の条件に
従って冷却効率が良くしかも結露が生じない温度に設定
することが好ましい。

【００２２】冷却媒体には、水や各種溶媒が使用可能で
あり、例えば温度を０℃以下に設定するような場合に
は、水とアルコールを混合したもの等も用いることがで
きる。取り扱い易さやコスト等を考慮すると冷却媒体に
は水が使い易く、冷却媒体としての水の温度も各種実験
の結果より０℃〜１５℃の範囲とすることが好ましい。

【００２３】このような冷却媒体としての水を冷却媒体
導入管１０より図示しないポンプを用いて流し込んで、
スプルーブッシュ６の溝９を介して冷却媒体導出管１１
より排出することによってゲート部としてのスプルーブ
ッシュ６を冷却し、スプルーブッシュ６内の合成樹脂を
短時間で固化させることができる。その結果、成型タク
ト、すなわち合成樹脂の充填から離型、成型品の取り出
しまでの１サイクルに要する時間を短くすることができ
る。

【００２４】スプルーブッシュ６の構造としては、図１
に示した構成に限られず、種々の変更が可能である。例
えば、スプルーブッシュ２１が短い場合には、図２及び
図３に示すように、冷却媒体の通る流路としてスプルー
ブッシュ２１の周面に螺旋状ではなく円環状の溝２２を
切削形成するようにしてもよい。この構成によってもス
プルーブッシュ２１を十分に冷却し、スプルーブッシュ
６内の合成樹脂を短時間で固化させることができる。図
２に示すスプルーブッシュ２１は、スプルーゲート２３
を有し、フランジ部２４に固定側背板１ｂの凹部１０１
ｂに取り付けられる固定ネジ用のネジが挿通されるねじ
孔２５が形成される等他の他の構成は図１に示したスプ
ルーブッシュ６と同様の構成を有する。

【００２５】次に、図１に示した本発明に係る射出成型
金型装置を用いた音響振動板の成型方法について述べ
る。

【００２６】成型品としての 音響振動板を成型するに
は、まず、固定側金型１に可動側金型２を当接させて金
型装置を閉じ、スプルーブッシュ６の当接部６ａに当接
されている図示しないシリンダより溶融した樹脂材料、
例えばポリオレフィン系の樹脂を射出する。このとき、
金型装置は、所定の温度となるように温度が制御されて
いる。溶融したポリオレフィン系の樹脂材料は、シリン
ダー先端のノズルから射出成型金型装置へ供給され、ス
プルーブッシュ６を通り、キャビティ３内へと充填され
る。このとき、冷却媒体としての水が冷却媒体導入管１
０より流入され、スプルーブッシュ６の溝９を通って冷
却媒体導出管１１より排出され、ゲート部としてのスプ
ルーブッシュ６が冷却される。

【００２７】次いで、可動側金型２を固定側金型１から
離間する方向に移動させて金型を開き、エジェクタロッ
ド８を動作させて成型品としての音響振動板を可動側金
型２より離型して取り出す。成型品の形状は、図４及び
図５に示すようなもので、いわゆるコーン形状の音響振
動板３１の中心部にコールドゲート３２が残ったような
形状で、この状態で射出成型金型装置より取り出され
る。

【００２８】金型から成型された音響振動板３１を取り
出す際、コールドゲート３２を保持することが多く、こ
の段階でコールドゲート３２が固化していることが必要
である。本発明では、上述したように射出成型金型装置
のコールドゲート３２に対応する部分、具体的にはスプ
ルーブッシュ６の周辺に冷却媒体を流すことでスプルー
ブッシュ６の部分を積極的に冷却し、スプルーブッシュ
６内の冷却固化に要する時間を大幅に短縮している。音
響振動板３１の成型では、コールドゲート３２の冷却固
化に要する時間が成型タクトの長短を支配しており、ス
プルーブッシュ６内の合成樹脂材料の固化に要する時間
を短縮することで成型タクトが大幅に改善される。

【００２９】図４及び図５に示すような形状のまま射出
成型金型装置より取り出された成型体はプレス加工によ
りコールゲート３２部分を含む成型体の中心部分を打ち
抜くことによって、図６及び図７に示すようなコーン形
状の音響振動板３１が得られる。

【００３０】以下、上述したような本発明に基づいて実
際に音響振動板の射出成型を行った具体的実験例につい
て説明する。

【００３１】実験例１ 図１に示した射出成型金型装置を用い、直径が１６ｃｍ
のコーン形状のスピーカ用の射出成型を行った。使用し
た振動板の材料となる合成樹脂材料は、無機強化材含有
のポリプロピレン樹脂である。

【００３２】射出成型に際して、成型温度は２５０℃、
金型装置の固定側及び可動側金型の温度は４０℃に設定
した。冷却媒体としての水の温度は１５℃とし、成型品
の取り出しは、コールドゲートをロボット又は作業者の
手によって保持することにより行った。この際、水によ
ってスプルーブッシュ部分を冷却してコールドゲートが
変形無く取り出せるために要した時間は８秒であり、振
動板の材料となる無機強化材含有のポリプロピレン樹脂
の計量から、金型装置を開いてコールドゲート部分を保
持して金型装置より取り出すまでの成型タクトタイムは
約１２秒であった。

【００３３】比較例１ 実験例１と同様の射出成型を行った。ただし、上述した
実験例１とは異なり水によるスプルーブッシュの積極的
な冷却は行わなかった。成型品の金型装置からの取り出
しは、実験例１と同様、コールドゲートを直接保持する
方法とした。この例では、成型後コールドゲートが保持
可能な程度に固化するまでの時間は約１８秒であり、成
型タクトタイムは２２秒であった。

【００３４】実施例２ 実験例１と同様にスプルーブッシュの積極的な冷却を行
って射出成型を行った後、成型品の外周部、すなわち成
型品の振動板となる部分をロボットに設けた吸引機構に
より吸引保持して金型装置から取り出した。この場合、
コールドゲート部分をロボットによって直接保持してい
ないため、コールドゲート部分が完全に固化しなくと
も、コールドゲート部分が自重で変形しない程度に固化
した状態で金型装置から取り出すことが可能である。そ
の結果、スプルーブッシュによって冷却している時間は
５秒となり、成型タクトは材料となる上述した無機強化
材含有のポリプロピレン樹脂の計量から金型を開いて成
型品を吸引保持してから金型装置からの取り出すまでの
時間が約９秒となった。

【００３５】比較例２ スプルーブッシュ６の冷却を行わず、他の条件を上述し
た実験例２と同様に設定して射出成型及び成型品を吸
引、保持して金型装置から取り出した。その結果、コー
ルドゲート部分が自重で変形しない程度になるまで固化
するのに要した時間は約１５秒であった。

【００３６】以上の各実験結果より、射出成型金型装置
にスプルーブッシュ部分を冷却する冷却機構を設けるこ
とで、成型タクトが比較例１及び２で得られた１９〜２
２秒から９〜１２秒と大幅に短縮され、生産効率を約２
倍に向上させることが可能となった。

【００３７】なお、本発明は、上述した例に限らず、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であ
る。すなわち、音響振動板としては、コーン型のものみ
ならず種々の形状のものにも適用でき、合成樹脂材料
も、音響振動板の特性を考慮して種々のものが選択され
る。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、固化し難いゲート部としてのスプルーブッ
シュ内の合成樹脂材料の冷却時間を大幅に短縮すること
ができ、成型タクトを向上することができ、音響振動板
の生産効率を改善することができ、製造コストを低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成型金型装置の一例を示す概
略断面図である。

【図２】スプルーブッシュの他の例を示す概略断面図で
ある。

【図３】図２に示したスプルーブッシュの底面図であ
る。

【図４】コールドゲートを有する成型品の一例を示す概
略平面図である。

【図５】図４に示したコールドゲートを有する成型品の
概略側面図である。

【図６】成型された音響振動板の形状例を示す概略平面
図である。

【図７】図６に示した成型された音響振動板の形状例を
示す概略側面図である。

【符号の説明】

１ 固定側金型、 ２ 可動側金型、 ３ キャビテ
ィ、 ６ スプルーブッシュ、 ９ スプルーブッシュ
に設けられた溝、 ３１ 音響振動板。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側金型と、 上記固定側金型に対して移動可能に配設され、上記固定
   側金型とともに音響振動板の形状に対応したキャビティ
   を形成する可動側金型と、 上記キャビティに溶融した樹脂材料を供給するゲート部
   と、 上記ゲート部の近傍に設けられた冷却手段を有する音響
   振動板成型用金型装置。
2. 【請求項２】 上記冷却手段は、上記固定側金型に上記
   ゲート部の周囲を通り冷却媒体が通される通路を備え、
   上記通路を通る冷却媒体によって上記ゲート部の冷却を
   行うことを特徴とする請求項１記載の音響振動板成型用
   金型装置。
3. 【請求項３】 上記ゲート部は、上記キャビティに溶融
   した樹脂材料を注入するスプルーブッシュを備え、上記
   スプルーブッシュの外周には上記冷却媒体が通る溝部が
   形成されていることを特徴とする請求項２記載の音響振
   動板成型用金型装置。
4. 【請求項４】 上記スプルーブッシュと上記固定側金型
   との間に設けられるパッキンを備えていることを特徴と
   する請求項３記載の音響振動板成型用金型装置。
5. 【請求項５】 上記可動側金型には、エジェクタ機構を
   備えているとともに、上記スプルーブッシュと上記エジ
   ェクタ機構との間に設けられた更なるパッキンを備えて
   いることを特徴とする請求項４記載の音響振動板成型用
   金型装置。
6. 【請求項６】 金型の音響振動板の形状に応じて形成さ
   れたキャビティにゲート部を介して溶融した合成樹脂材
   料を充填し、 次いで、上記ゲート部を冷却媒体によって冷却すること
   によって上記ゲート部内の樹脂を固化させた後、上記金
   型より成型された成型品を取り出すことを特徴とする音
   響振動板の製造方法。
7. 【請求項７】 上記冷却媒体の温度が１０°Ｃ以下であ
   ることを特徴とする請求項６記載の音響振動板の製造方
   法。
8. 【請求項８】 上記金型より取り出された成型品からコ
   ールドゲートを含む部分を切除するようにしたことを特
   徴とする請求項６記載の音響振動板の製造方法。