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WO2006114980A1 - スピーカ用振動板とその製造方法、この振動板を用いたスピーカおよびこのスピーカを用いた機器 - Google Patents

スピーカ用振動板とその製造方法、この振動板を用いたスピーカおよびこのスピーカを用いた機器 Download PDF

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WO2006114980A1
WO2006114980A1 PCT/JP2006/306627 JP2006306627W WO2006114980A1 WO 2006114980 A1 WO2006114980 A1 WO 2006114980A1 JP 2006306627 W JP2006306627 W JP 2006306627W WO 2006114980 A1 WO2006114980 A1 WO 2006114980A1
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WO
WIPO (PCT)
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resin
speaker
aramid fiber
diaphragm
diaphragm according
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2006/306627
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshimichi Kajihara
Masaki Suzumura
Shinya Mizone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to CN2006800016253A priority Critical patent/CN101091413B/zh
Publication of WO2006114980A1 publication Critical patent/WO2006114980A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2307/00Details of diaphragms or cones for electromechanical transducers, their suspension or their manufacture covered by H04R7/00 or H04R31/003, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2307/025Diaphragms comprising polymeric materials
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R31/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
    • H04R31/003Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor for diaphragms or their outer suspension
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02Details

Definitions

  • the present invention relates to a speaker diaphragm used in various audio equipment and video equipment, a manufacturing method thereof, and a speaker using the same. Furthermore, the present invention relates to a stereo set using this speaker, a television set, a device such as an automobile.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a diaphragm for a speaker made of resin by conventional injection molding.
  • Diaphragm 16 is made by injection molding using a resin such as polypropylene and heat-melting the resin pellet in a mold whose shape is set in advance.
  • a resin material used for injection molding a single material such as polypropylene is generally often used.
  • a blend type diaphragm 16 formed using different types of resin for the purpose of adjusting the physical property values of the diaphragm 16, that is, adjusting the characteristics and sound quality as a speaker.
  • the reinforcing material such as My Power is mixed and adjusted in the resin material to adjust the characteristics and sound quality of the speaker. Yes.
  • a diaphragm is disclosed in, for example, JP-A-2-228197.
  • paper diaphragm vibration resin diaphragms are the mainstream, and each feature is used and divided according to its application while energizing each feature.
  • a resin diaphragm obtained by injection molding has excellent moisture resistance, water resistance reliability and dimensional stability, and high productivity.
  • an inorganic filler such as My Power is used to adjust the physical properties, uniform physical properties cannot be secured. For this reason, the adjustment range of the characteristics and sound quality as a speaker is very narrow.
  • the present invention provides a speaker diaphragm capable of ensuring moisture resistance, water resistance reliability and dimensional stability with a large degree of freedom in adjusting the characteristics and sound quality as a speaker, having an excellent appearance, and improving productivity. It is.
  • the speaker diaphragm of the present invention contains a resin, an aramid fiber, and an organosilicon compound that binds the resin and the polyamide fiber. This configuration retains the high elastic modulus and high internal loss that are the characteristics of aramid fibers, increasing the degree of freedom in setting the physical properties of the diaphragm, ensuring moisture resistance reliability and strength, and excellent appearance.
  • a diaphragm can be obtained. Brief Description of Drawings
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a speaker diaphragm in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a conceptual enlarged cross-sectional view of the diaphragm shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a plan view of the diaphragm shown in FIG. 1A.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speaker in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an external view of a minicomponent system in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of the automobile in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional speaker diaphragm.
  • FIG. 1A is a sectional view of a speaker diaphragm according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged sectional view of the same concept
  • Fig. 2 is a plan view of the same.
  • Diaphragm 1 is configured by injection molding a material in which resin 1A is mixed with aramid fiber 1B, and resin 1A and aramid fiber 1B are firmly bonded with organic silicon compound 1C. That is, diaphragm 1 includes resin 1A, aramid fiber 1B, and organosilicon compound 1C that binds resin 1A and aramid fiber 1B. Mu
  • the binding force between the resin 1A and the aramid fiber IB is increased, and the adhesion between the two is improved.
  • energy loss in the diaphragm 1 is reduced, and the characteristics of the aramid fiber 1B are utilized more effectively, and a diaphragm having high strength and high elastic modulus can be obtained.
  • the adhesion between the two is further improved.
  • Crystalline or amorphous olefin fin resin is preferably used as the resin 1A. Formability is improved by using olefin resin. In addition, by using and separating crystalline resinous material and amorphous resin material according to the application, it is possible to satisfy the optimum physical property values as the resinous material.
  • the organosilicon compound 1C a so-called aminosilane coupling agent or a hydrolyzable long-chain alkylsilane having 6 or more carbon atoms can be used. Among these, it is preferable to use an organosilicon compound having an amino group. By mixing such an organosilicon compound 1C, the resin 1A and the aramide fiber 1B are more firmly bound. As a result, the physical properties of the aramid fiber 1B function effectively, and the diaphragm 1 having a higher elastic modulus can be obtained.
  • 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2 (aminoethinole) 3-aminopropyltriethoxysilane, and 3-aminopropyltrimethoxysilane are more effective as the organosilicon compound 1C having an amino group used here. It is.
  • the hydrolyzable long-chain alkylsilane hexyltrimethoxysilane or decyltrimethoxysilane can be used.
  • polypropylene is used for the resin 1A.
  • 90wt% polypropylene and 10wt% aramid fiber with a fiber length of 3mm are granulated and kneaded.
  • 1.5 parts by weight of 3-aminopropyltriethoxysilane as an organosilicon compound 1C is mixed in 100 parts by weight of the kneaded product.
  • the organosilicon compound 1C may be added before kneading the resin 1A and the aramide fiber 1B, or may be added during kneading.
  • the heat granulation is preferable because polypropylene and aramid fiber 1B, which are the resin 1A, are combined, and the familiarity of the resin 1A and the aramid fiber 1B is improved and uniformly dispersed.
  • Pellets are prepared from the kneaded material thus prepared, and the pellets are injection-molded and shaken. Mold moving plate 1. In this way, the diaphragm 1 of sample F is manufactured. Then, after measuring the specific gravity of diaphragm 1, a sample of 32mm x 5mm, which is a part of it, is extracted and the elastic modulus and internal loss are measured. The characteristics of conventional paper or resin, and vibration plates (samples A to E) containing 10 wt% of reinforcing material are measured in the same way, and the results are shown in (Table 1).
  • Internal loss is one of the indices that express the characteristics of the material used for the diaphragm, and represents the ability to dissipate the energy to the outside when kinetic energy such as vibration is applied from the outside. The higher the internal loss, the lower the unnecessary reverberation and the better the sound quality.
  • Polypropylene is generally easily available and injection molding is easy, but the present invention is not limited to this.
  • other types of resin can be used and used freely.
  • high heat resistance and high solvent resistance are required, it is possible to use an engineering plastic that matches the application.
  • the diaphragm 1 using the aramid fiber 1B can reproduce a bright timbre with a clear sense, and can suppress dark and uniform timbre peculiar to fat.
  • a reinforcing material may be mixed.
  • My strength, graphite, talc and cellulose fiber can be used.
  • the elastic modulus can be increased by mixing My Strength into the reinforcing material. If you add Graphite, Increases efficiency and internal loss. Inclusion of talc can increase internal loss.
  • a tough fiber such as carbon fiber may be used as the fiber.
  • a fluidity modifier may also be mixed.
  • a modifying material for example, a flowable powdered calcium stearate can be used.
  • a fatty acid having an amino group is preferred because a thin and light diaphragm 1 highly filled with aramid fiber 1B can be obtained by injection molding.
  • stearic acid amide or oleic acid amide can be used.
  • Table 2 shows the results of comparing the fluidity (Ml) when stearic acid amide is mixed as a fluidity modifier and when it is not mixed. Evaluation is being carried out in accordance with IS K7210
  • the parameters of the components other than the diaphragm 1 among the components of the speaker are fixed.
  • the parameters that can be changed in the diaphragm 1 are area, shape, weight, surface thickness, etc., other than the physical property values.
  • the area, shape, weight, and surface thickness of diaphragm 1 are almost determined at the initial stage of speaker design. That is, the sound pressure frequency characteristic and sound quality of the speaker are roughly determined by conditions other than the physical property value of diaphragm 1.
  • diaphragm materials can be selected according to the following procedure.
  • a material that can satisfy the sound pressure frequency characteristics, sound quality, and reliability grade required for the speaker is selected as resin 1A, aramid fiber IB, and other mixed materials.
  • the base resin 1A is selected with a particular emphasis on reliability such as its heat-resistant grade, and a material whose specific tone is close to the specified tone is selected.
  • each material is selected for an unnecessary peak or dip in the sound pressure frequency characteristic to be deleted.
  • select a material that has internal loss at that frequency select a material that has internal loss at that frequency.
  • the density, elastic modulus, internal loss, timbre, resonance frequency when molded into the shape of diaphragm 1, etc. are taken into account for resin 1A, aramid fiber 1B, and other mixed materials. Select while.
  • the physical property values and the like of the diaphragm 1 obtained in this way are measured and evaluated.
  • the speaker 1 is prototyped using the diaphragm 1, the characteristics and sound quality are actually measured, and the final audition is performed. If the evaluation does not provide the desired characteristics and sound quality, repeat this prototype process many times. In the process, we will improve the selection of materials and their blending ratio, and gradually bring them closer to the target characteristics and sound quality.
  • the fiber length of the aramid fiber 1B is shorter than 0.3 mm, the effect of the aramid fiber 1B cannot be obtained efficiently and a high elastic modulus cannot be expected.
  • the length is longer than 6 mm, poor dispersion tends to occur due to secondary aggregation resulting from entanglement between the polyamide fibers 1B. For this reason, it takes a long time to knead the resin 1A.
  • agglomerates of aramid fiber 1B appear on the surface of diaphragm 1 and the appearance is impaired. Thus, productivity and quality are reduced.
  • the diaphragm 1 is composited with an aramid fiber of 3 mm or less. If the fiber length is longer than this, it will be difficult to form the diaphragm 1 thinly.
  • the mixing ratio of the aramid fiber 1B to the resin 1A is preferably 5% or more and 50% or less.
  • the diaphragm 1 by configuring the diaphragm 1 by injection molding the material in which the resin 1A and the aramide fiber IB are mixed, the degree of freedom in setting the physical properties of the diaphragm 1 is increased. That is, vibration plate 1 having high elastic modulus and high internal loss, which are the characteristics of aramid fiber 1B, and excellent in moisture resistance reliability and appearance can be obtained. By producing such a diaphragm 1 by injection molding, productivity and dimensional stability are also improved.
  • the fusion of the resin 1A and the aramid fiber 1B is generally very difficult to laminate, and then a diaphragm is formed by hot pressing.
  • the diaphragm 1 can be reduced in thickness and durability can be secured by binding both of them together with the organosilicon compound 1C.
  • the vibration plate 1 can be molded by injection molding, which improves productivity.
  • the diaphragm 1 may be formed by pressing a sheet made by a solution casting method using a material such as PP resin aramide fiber with a die with vertical force. If the vibration plate 1 is thin while being pressed, it is preferable to apply injection molding to cause distortion.
  • the thickness can be made 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, more preferably 0.2 mm or more and 0.3 mm or less even by injection molding.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speaker in the present embodiment.
  • an inner magnet type magnetic circuit 5 is configured by sandwiching a magnet 2 in which an upper plate 3 and a yoke 4 are magnetized.
  • the frame 7 is coupled to the yoke 4 of the magnetic circuit 5.
  • the periphery of the diaphragm 1 is bonded (adhered) to the peripheral edge of the frame 7 via an edge 9.
  • one end of the voice coil 8 is coupled to the central portion of the diaphragm 1, and the opposite end of the voice coil 8 is coupled so as to fit into the magnetic gear 6 of the magnetic circuit 5. That is, the voice coil 8 is coupled to the diaphragm 1 and is disposed within a range of action of magnetic flux generated from the magnetic circuit 5.
  • the speaker 10 having a high elastic modulus and a high internal loss which is a feature of the aramid fiber 1B, which has a large degree of freedom in adjusting characteristics and sound quality, can be obtained.
  • the speaker 10 can ensure moisture resistance reliability and strength, has an excellent appearance, and has high productivity.
  • the speaker 10 having the inner magnet type magnetic circuit 5 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a speaker having an outer magnet type magnetic circuit.
  • FIG. 4 is an external view of an audio minicomponent system that is an electronic device according to the present embodiment.
  • the speaker 10 is incorporated in an enclosure 11 to constitute a speaker system 21.
  • the amplifier 12 includes an amplification circuit for an electric signal input to the speaker system 21.
  • An operation unit 13 such as a player outputs a source input to the amplifier 12.
  • the audio mini-component system 14 that is an electronic device includes the amplifier 12, the operation unit 13, and the speaker system 21.
  • the amplifier 12, the operation unit 13, and the enclosure 11 are the main parts of the mini component system 14. That is, the speaker 10 is attached to the main body of the mini component system 14.
  • the voice coil 8 of the speaker 10 is supplied with power from the amplifier 12 of the main body and emits sound from the diaphragm 1. This configuration provides a mini component system 14 that enables highly accurate characteristics, sounds, and designs that could not be realized in the past.
  • the audio mini-component system 14 has been described as an application of the speaker 10 to a device, the present invention is not limited to this. It can also be applied to portable portable audio devices and their charging systems. Furthermore, it can be widely applied and deployed in video equipment such as liquid crystal televisions and plasma display televisions, information communication equipment such as mobile phones, and electronic equipment such as computer-related equipment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an automobile 15 which is a device (device) in the embodiment of the present invention.
  • the automobile 15 includes a body 55, a seat 58, a drive unit 53, a steering 54, a front wheel 56, and a rear wheel 57.
  • the seat 58 and the steering 54 are installed in a vehicle compartment provided in the body 55, and the drive unit 53 is installed in a machine compartment provided in the body 55.
  • the steering 54 operates a front wheel 56 that is a steering wheel.
  • the drive unit 53 includes an engine and a motor, and drives a rear wheel 57 that is a drive wheel.
  • the driving unit 53 may drive the front wheels 56.
  • the front wheel 56 and the rear wheel 57 support the body 55.
  • the rear tray 51 provided inside the body 55 of the automobile 50 incorporates the speaker 10 and is used as a part of the car audio. This In the configuration, the speaker 10 is mounted on the automobile 15 that is the main body, and the voice coil 8 of the speaker 10 is supplied with power from the automobile 15 that is the main body and emits sound from the diaphragm 1.
  • the speaker 10 may be incorporated in the front panel 52 and used as a part of car navigation or audio.
  • the speaker diaphragm according to the present invention and the speaker using the diaphragm can be applied to electronic devices such as audiovisual equipment and information communication equipment that require high-precision characteristics and sound creation, and further to devices such as automobiles. .

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Abstract

 スピーカ用振動板は樹脂と、アラミド繊維と、樹脂とアラミド繊維とを結着させる有機珪素化合物を含む。この構成により、アラミド繊維の特長である高弾性率、高内部損失を保持することで、振動板の物性値設定の自由度が大きくなり、耐湿信頼性や強度が確保でき、外観に優れた振動板を得ることができる。

Description

明 細 書
スピーカ用振動板とその製造方法、この振動板を用いたスピーカおよびこ のスピーカを用いた機器
技術分野
[0001] 本発明は各種音響機器や映像機器に使用されるスピーカ用振動板とその製造方 法、これを用いたスピーカに関する。さらにこのスピーカを用いたステレオセットゃテ レビセット、自動車等の機器に関する。
背景技術
[0002] 図 6は従来の射出成形による榭脂製のスピーカ用振動板の断面図である。振動板 16はポリプロピレン等の榭脂を使用して、あらかじめ形状設定された金型に榭脂ペレ ットを熱溶解させて射出成形により作製される。射出成形に用いる榭脂材料としては 、ポリプロピレン等の単一材料が一般的によく使用されている。このほか、振動板 16 としての物性値の調整、すなわちスピーカとしての特性や音質の調整を目的として、 種類の異なる榭脂を使用して形成されるブレンドタイプの振動板 16もある。
[0003] さらに、榭脂材料だけでは調整が難 ヽ物性値につ!ヽては、マイ力等の強化材を 榭脂材料に混入させて調整し、スピーカとしての特性や音質が調整されている。この ような振動板は例えば、特開平 2— 228197号公報に開示されている。
[0004] 最近、音響機器や映像機器等の電子機器の飛躍的な性能向上に伴 、、これら電 子機器に使用されるスピーカの性能向上も市場より強く要請されている。そのためス ピー力の性能を向上する上で、音質を決定する大きなウェイトを占める振動板の高性 能化が必要不可欠である。
[0005] ところが従来の振動板は抄紙による製法ゃ榭脂の射出成形やプレスによる製法に より製造されている。すなわち紙振動板力榭脂振動板が主流であり、それぞれの特 長を活力しながらその用途に合わせて使 、分けされて 、る。
[0006] 紙振動板では湿式混抄により容易にァラミド繊維やマイ力などを混入することが可 能であるため物性値を細力べ設定でき、スピーカとしての特性、音質の調整の自由度 が大きくなる利点がある。し力しながらこのような振動板は耐湿性、耐水信頼性に劣る という紙特有の欠点を有し、またその生産には抄紙という非常に多くの工程が必要と される。
[0007] 一方、射出成形により得られる榭脂振動板は、耐湿性、耐水信頼性や寸法安定性 に優れ、生産性も高い。し力しながら、物性調整のためにマイ力などの無機質フイラ 一を使用しても画一的な物性値し力確保できない。そのため、スピーカとしての特性 、音質の調整範囲が非常に狭い。
発明の開示
[0008] 本発明はスピーカとしての特性、音質の調整の自由度が大きぐ耐湿、耐水信頼性 や寸法安定性が確保でき、外観も優れ、生産性も向上できるスピーカ用振動板を提 供するものである。本発明のスピーカ用振動板は榭脂と、ァラミド繊維と、榭脂とァラミ ド繊維とを結着させる有機珪素化合物を含む。この構成により、ァラミド繊維の特長で ある高弾性率、高内部損失を保持することで、振動板の物性値設定の自由度が大き くなり、耐湿信頼性や強度が確保でき、外観に優れた振動板を得ることができる。 図面の簡単な説明
[0009] [図 1A]図 1Aは本発明の実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図である。
[図 1B]図 1Bは図 1Aに示す振動板の概念拡大断面図である。
[図 2]図 2は図 1Aに示す振動板の平面図である。
[図 3]図 3は本発明の実施の形態におけるスピーカの断面図である。
[図 4]図 4は本発明の実施の形態におけるミニコンポシステムの外観図である。
[図 5]図 5は本発明の実施の形態における自動車の断面図である。
[図 6]図 6は従来のスピーカ用振動板の断面図である。
符号の説明
[0010] 1 振動板
1A 榭脂
1B ァラミド繊維
1C 有機珪素化合物
2 マグネット
3 上部プレート 5 磁気回路
6 磁気ギャップ
7 フレーム
8 ボイスコイル
9 エッジ
10 スピーカ
11 ェンクロジャー
12 アンプ
13 操作部
14 ミニコンポシステム
15 自動車
16 ¾動板
21 スピーカシステム
51 リアトレィ
52 フロントパネル
53 駆動部
54 ステアリング
55 ボアイ
56 前輪
57 後輪
58 シート
発明を実施するための最良の形態
図 1Aは本発明の実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図、図 1Bは同概 念拡大断面図である。図 2は同平面図である。振動板 1は、榭脂 1Aにァラミド繊維 1 Bを混入し、さらに有機珪素化合物 1Cにより榭脂 1Aとァラミド繊維 1Bとを強固に結 着させた材料を射出成形して構成されている。すなわち、振動板 1は、榭脂 1Aと、ァ ラミド繊維 1Bと、榭脂 1Aとァラミド繊維 1Bとを結着させる有機珪素化合物 1Cとを含 む。
[0012] 有機珪素化合物 1Cを混入することにより、榭脂 1Aとァラミド繊維 IBとの結合力が 大きくなり、両者の密着性が向上する。これにより振動板 1におけるエネルギー損失 が減少し、より有効にァラミド繊維 1Bの特性が活用されるとともに、高強度で高弾性 率な振動板が得られる。特に、有機珪素化合物 1Cによって榭脂 1Aとァラミド繊維 1 Bとが複合ィ匕して 、れば両者の密着性がより向上するため好ま 、。
[0013] 榭脂 1Aには、結晶性または非晶性のォレフィン榭脂を使用することが好ましい。ォ レフイン榭脂を使用することにより成形性が良好になる。また結晶性の榭脂材料と非 晶性の樹脂材料とを用途に応じて使 、分けすることで、榭脂材料としての最適な物 性値を満足させることが可能となる。
[0014] 有機珪素化合物 1Cとして、いわゆるアミノシラン系カップリング剤、または炭素数が 6以上の加水分解性長鎖アルキルシランなどが利用可能である。その中でもァミノ基 を有する有機珪素化合物を用いることが好ましい。このような有機珪素化合物 1Cを 混入することで榭脂 1Aとァラミド繊維 1Bとがより強固に結着する。これにより、ァラミド 繊維 1Bの物性が有効に機能し、弾性率のより高い振動板 1が得られる。なお、ここで 使用するアミノ基を有した有機珪素化合物 1Cとしては 3—ァミノプロピルトリエトキシ シラン、 N— 2 (アミノエチノレ) 3 -ァミノプロピルトリエトキシシランや 3 -ァミノプロピル トリメトキシシランがより有効である。また加水分解性長鎖アルキルシランとしてはへキ シルトリメトキシシランやデシルトリメトキシシランを用いることができる。
[0015] 以下、榭脂 1 Aにポリプロピレンを使用した場合の具体例について説明する。まず ポリプロピレン 90wt%と繊維長 3mmのァラミド繊維 10wt%を造粒混練する。このと き混練物 100重量部に有機珪素化合物 1Cとして 3 -ァミノプロピルトリエトキシシラン を 1. 5重量部混入する。なお、有機珪素化合物 1Cは榭脂 1Aとァラミド繊維 1Bとの 混練前に添カ卩しても、混練中に添カ卩してもよい。
[0016] このとき加熱造粒することにより榭脂 1Aであるポリプロピレンとァラミド繊維 1Bとが 複合化し、榭脂 1Aとァラミド繊維 1Bとの馴染みが良化され、互いに均一に分散する ため好ましい。
[0017] このようにして調製された混練物でペレットを作製し、このペレットを射出成形して振 動板 1を成形する。このようにしてサンプル Fの振動板 1を作製する。そして振動板 1 の比重を測定後、その一部である 32mm X 5mmの大きさの試料を抽出して弾性率、 内部損失を測定する。従来の紙または榭脂、それらに強化材を 10wt%混入した振 動板 (サンプル A〜E)の特性を同様に測定し、その結果と合せて (表 1)に示す。な お、内部損失とは振動板に用いられる材料の特性を表す指標の 1つで、外部から振 動などの運動エネルギーを与えた場合に、そのエネルギーを外部に散逸する能力を あらわす。内部損失が高いほど不要な余韻が少なく音質の良いスピーカが得られる。
[0018] [表 1]
Figure imgf000007_0001
[0019] (表 1)から明らかなように本実施の形態によるサンプル Fの振動板 1の材料の比重 は、マイ力を強化材に用いたサンプル Eより小さい。また従来の紙振動板であるサン プル A〜Cゃ榭脂振動板であるサンプル D、 Eと比較して高弾性率、高内部損失を有 し、物性上きわめて有効である。
[0020] なお、ポリプロピレンは一般的に入手しやすく射出成形も容易であるが、本発明は これに限定されない。所定の特性値に応じて他の榭脂を使用するなど自由に使い分 けすることができる。例えば、高い耐熱性や高い耐溶剤性が必要な場合は、その用 途に合致したエンジニアリングプラスチックを使用することも可能である。
[0021] なお、ァラミド繊維 1Bを用いた振動板 1は、明瞭感のある明るい音色を再生するこ とができ、榭脂特有の暗くて画一的な音色を抑えることができる。
[0022] さらに、振動板 1の強化や、音に多少のアクセントを付けたり、音圧周波数特性にピ ークを持たせて音質調整したい場合には、強化材を混入してもよい。このような強ィ匕 材としてマイ力、グラフアイト、タルクさらにはセルロース繊維を用いることができる。強 化材にマイ力を混入すると弾性率を高くすることができる。グラフアイトを混入すると弾 性率と内部損失を上げることができる。タルクを混入すると内部損失を上げることがで きる。セルロース繊維を混入することで、セルロース繊維とァラミド繊維が絡み合い弹 性率を下げずに内部損失を上げることができる。また、繊維として炭素繊維のような 強靭な繊維を使用してもよい。炭素繊維を混入した場合は、剛直性が増し、弾性率 が向上する。なお、これらの材料をそれぞれ組合せることで、振動板 1の物性値を自 由に、しかも高精度に調整することができ、所定の特性と音質を実現することが可能 となる。
[0023] また流動性改質材を混入してもよい。このような改質材としては例えば流動性バラフ インゃステアリン酸カルシウムが利用可能である。特に、アミノ基を有する脂肪酸を用 いると、ァラミド繊維 1Bを高充填した薄肉軽量の振動板 1を射出成形により得ることが できるため好ま 、。このようなアミノ基を有する脂肪酸としてステアリン酸アマイドや ォレイン酸アマイドを用いることができる。
[0024] (表 2)に流動性改質材としてステアリン酸アマイドを混入した場合と、非混入の場合 の、流動性 (Ml)を比較した結果を示す。評価 ίお IS K7210に従い、実施している
[0025] [表 2]
Figure imgf000008_0001
[0026] (表 2)より、流動性改質材を混入すると混入しない場合に比べて明らかに溶融状態 での流動性が向上している。そのため、ァラミド繊維 1Bを高充填させても射出成形に より形状の自由度の大きい振動板 1を得ることが可能である。また、ァラミド繊維 1Bの 充填量が同じ場合には流動性改質材を混入すると射出成形によりさらに薄肉の振動 板 1を得ることが可能である。
[0027] この所定の特性と音質の実現については、特性づくり、音づくりに関しての深いノウ ハウが必要である力 一般に以下に示す方法により実施されることが多い。すなわち 、スピーカの特性づくり、音づくりに関しては、その構成部品のパラメータを変化させ ることである程度の変更が可能であり、所定の特性と音質に近付けることができる。
[0028] 例えば、スピーカの構成部品のうち、振動板 1を除く他の部品のパラメータを一定に 固定した場合を想定する。振動板 1での可変可能なパラメータは、その物性値以外 では、面積や形状、重量、面厚等である。しかしながら、振動板 1の面積や形状、重 量、面厚は、スピーカ設計上の初期段階でほぼ決まってしまう。すなわち、振動板 1 の物性値以外の条件により、スピーカの音圧周波数特性と音質とが概略決定される
[0029] この場合、その音圧周波数特性上に不要なピークやディップが発生し、歪も特定の 周波数帯域で大きく発生することが多い。また、音質については、その音圧周波数特 性に大きく左右された音色となる。これらの原因は振動板 1の面積や形状、重量、面 厚に起因しており、特に振動板 1の振動モードによる場合が多い。このような不要なピ ークゃディップ、歪を改善し良好な音質を得るために振動板材料を選択する場合、 以下のような手順で進めることができる。
[0030] まず、そのスピーカに要求されている音圧周波数特性や音質、信頼性グレードを満 足できると思われる材料を、榭脂 1A、ァラミド繊維 IBさらにはその他の混入材料とし て選定する。この場合、ベースとなる榭脂 1 Aに関しては、特にその耐熱グレード等信 頼性に傾注して選定し、またそれぞれの榭脂 1Aの固有の音色が所定の音色に近い 材料を選定する。
[0031] そして、削除したい音圧周波数特性上の不要なピークやディップについて各材料 を選定する。ディップ対策の場合はその周波数に共振を有して ヽる榭脂材料を選定 し、逆にピーク対策の場合はその周波数に内部損失を有して 、る材料を選定する。 この材料選定については榭脂 1A、ァラミド繊維 1B、その他の混入材料について、そ の材料特有の密度、弾性率、内部損失、音色、振動板 1の形状に成形したときの共 振周波数等を考慮しながら選定する。
[0032] そして、選定された材料を混練して、射出成形用にァラミド繊維 1Bを高充填された マスターバッチペレットを作製する。次に、このマスターバッチペレットを溶融して、射 出成形により振動板 1を得る。
[0033] このようにして得られた振動板 1の物性値等を計測し、評価する。また振動板 1を使 用してスピーカを試作し、実際に特性、音質を計測し、さらに試聴して最終的に評価 する。評価により所定の特性と音質が得られない場合は、何度もこの試作プロセスを 繰返す。そしてその中で、材料選定とそれらの配合比率について改善を加え、順次 目標とする特性と音質に近づけて ヽく。
[0034] 以上のようなプロセスを繰返すことにより、所定の特性と音質とを満足できる力、また は非常に近い振動板 1を仕上げることができる。
[0035] ァラミド繊維 1Bの長さは、 0. 3mm以上 6mm以下であることが好ましい。この長さ 範囲のァラミド繊維 1Bを用いることにより、榭脂 1Aと加熱造粒により複合ィ匕したとき の効果が効率よく発揮され、かつ生産性と品質とが向上する。なおァラミド繊維 1Bの 繊維長は必ずしも同一に調整する必要はない。例えば繊維長 0. 3mm以上 lmm未 満の短繊維と繊維長 lmm以上 6mm以下の長繊維とを組み合わせてもよ ヽ。このよ うに長繊維と短繊維とを組み合わせたァラミド繊維 1Bを用いることで共振を和らげる ことができ、細かい音質調整が可能となる。
[0036] ァラミド繊維 1Bの繊維長が 0. 3mmより短い場合は、ァラミド繊維 1Bの効果を効率 よく出すことができなくなり高弾性率が期待できない。一方、 6mmより長い場合はァラ ミド繊維 1Bどうしの絡みから生じる二次凝集により分散不良が発生しやすくなる。そ のため、榭脂 1Aとの混練に長時間必要となる。あるいは振動板 1の表面にァラミド繊 維 1Bの凝集体が現れて外観を損ねる。このように生産性と品質とが低下する。
[0037] なお、好ましくは 3mm以下のァラミド繊維と複合ィ匕することである。これよりも繊維長 が長いと振動板 1を薄く成形することが困難になる。
[0038] さらに、榭脂 1Aへのァラミド繊維 1Bの混入比率は 5%以上 50%以下とすることが 好ましい。この配合比率範囲とすることにより、榭脂 1 Aと混練したときの効果が効率よ く発揮され、かつ生産性と品質とが向上する。
[0039] ァラミド繊維 1Bの混入比率が 5%に満たない場合は、ァラミド繊維 1Bの効果がほと んど現れない。一方、 50%より多い場合は榭脂 1Aとの混練に長時間必要となる。ま た射出成形が困難となることから生産性と寸法安定性が低下し形状の自由度が小さ くなる。
[0040] 以上のように榭脂 1Aとァラミド繊維 IBとを混入した材料を射出成形して振動板 1を 構成することにより、振動板 1の物性値設定の自由度が大きくなる。すなわち、ァラミド 繊維 1Bの特長である高弾性率、高内部損失を有し、耐湿信頼性や外観に優れた振 動板 1が得られる。このような振動板 1を射出成形にて作製することで生産性や寸法 安定性も良好となる。
[0041] 一般的に榭脂 1Aとァラミド繊維 1Bとの融合は非常に難しぐシート状に積層した後 、熱プレスにより振動板を成形するのが一般的である。し力しながら、この両者を有機 珪素化合物 1Cで結着することにより、振動板 1の薄型化や耐久性確保が可能になる 。し力も射出成形で振動板 1を成形することが可能になり、生産性が向上する。
[0042] また本実施の形態では射出成形を適用して!/、るが、これに限定されな!、。例えば P P榭脂ゃァラミド繊維等の材料を用いて溶液キャスティング法により作製したシートを 金型で上下力もプレスして振動板 1を成形してもよい。し力しながら振動板 1が薄い場 合には、射出成形を適用する方が歪を生じに《好ましい。し力も上記のように有機 珪素化合物 1Cを用いることにより、射出成形でも厚みを 0. 2mm以上 0. 5mm以下 、より好ましくは 0. 2mm以上 0. 3mm以下にすることができる。このように薄型の振動 板 1が得られることで、音圧特性の優れたスピーカを提供することができる。
[0043] 次に振動板 1を用いたスピーカ 10について説明する。図 3は、本実施の形態にお けるスピーカの断面図である。スピーカ 10では、上部プレート 3とヨーク 4とが着磁さ れたマグネット 2を挟み込んで内磁型の磁気回路 5が構成されて 、る。フレーム 7は、 磁気回路 5のヨーク 4に結合されている。フレーム 7の周縁部には、振動板 1の外周が 、エッジ 9を介して結合 (接着)されている。また振動板 1の中心部にはボイスコイル 8 の一端が結合されるとともに、ボイスコイル 8の反対の一端が磁気回路 5の磁気ギヤッ プ 6にはまり込むように結合されている。すなわち、ボイスコイル 8は振動板 1に結合さ れるとともに、磁気回路 5から発生する磁束の作用範囲内に配置されて 、る。
[0044] この構成により、特性、音質の調整の自由度が大きぐァラミド繊維 1Bの特長である 高弾性率、高内部損失を有するスピーカ 10が得られる。スピーカ 10では、耐湿信頼 性や強度が確保でき、外観が優れ、生産性も高い。 [0045] 以上の説明では、内磁型の磁気回路 5を有するスピーカ 10について説明したが、 これに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカに適用してもよい。
[0046] 次にこのようにして構成されたスピーカ 10を用いた機器の例について説明する。図 4は、本実施の形態における電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外 観図である。
[0047] スピーカ 10は、ェンクロジャー 11に組込まれてスピーカシステム 21が構成されてい る。アンプ 12はスピーカシステム 21に入力する電気信号の増幅回路を含む。プレー ャ等の操作部 13はアンプ 12に入力されるソースを出力する。電子機器であるオーデ ィォ用のミニコンポシステム 14は、このようにアンプ 12、操作部 13、スピーカシステム 21を有する。アンプ 12、操作部 13、ェンクロジャー 11は、ミニコンポシステム 14の本 体部である。すなわちスピーカ 10は、ミニコンポシステム 14の本体部に装着されてい る。またスピーカ 10のボイスコイル 8は、本体部のアンプ 12から給電されて振動板 1 から音を発する。この構成により、従来では実現できなかった精度の高い特性づくり、 音づくり、デザインを可能としたミニコンポシステム 14が得られる。
[0048] なおスピーカ 10の機器への応用として、オーディオ用のミニコンポシステム 14につ いて説明したが、これに限定されない。持運び可能なポータブル用のオーディオ機 器やその充電用システム等への応用も可能である。さらに、液晶テレビやプラズマデ イスプレイテレビ等の映像機器、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器 等の電子機器に広く応用、展開が可能である。
[0049] 次にスピーカ 10を適用されたもう 1つの機器の例について説明する。図 5は本発明 の実施の形態における機器 (装置)である自動車 15の断面図である。
[0050] 自動車 15は、ボディ 55とシート 58と駆動部 53とステアリング 54と前輪 56と後輪 57 とを有する。シート 58とステアリング 54とはボディ 55に設けられた車室に、駆動部 53 はボディ 55に設けられた機械室にそれぞれ設置されている。ステアリング 54は操舵 輪である前輪 56を操作する。駆動部 53はエンジンやモータを有し、駆動輪である後 輪 57を駆動する。なお、駆動部 53は前輪 56を駆動してもよい。前輪 56と後輪 57と はボディ 55を支持している。そして自動車 50のボディ 55の内部に設けられたリアトレ ィ 51にはスピーカ 10が組み込まれてカーオーディオの一部として使用される。この 構成において、スピーカ 10は、本体部である自動車 15に装着され、スピーカ 10のボ イスコイル 8は、本体部である自動車 15から給電されて、振動板 1から音を発する。
[0051] この構成により、スピーカ 10のァラミド繊維 1Bの特長を活力した精度の高い特性づ くり、音づくり、デザインが可能となる。そのため、スピーカ 10を搭載した自動車 15等 の機器 (装置)の音響設計自由度を向上させることができる。
[0052] なお、スピーカ 10をフロントパネル 52に組込んで、カーナビゲーシヨンやカーォー ディォの一部として使用してもよい。
産業上の利用可能性
[0053] 本発明によるスピーカ用振動板、これを用いたスピーカは、精度の高い特性づくり、 音づくりが必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、さらには自動車等 の装置へ適用できる。

Claims

請求の範囲
[I] 樹脂と、
ァラミド繊維と、
前記樹脂と前記ァラミド繊維とを結着させる有機珪素化合物と、を含む、
スピーカ用振動板。
[2] 厚みが 0. 2mm以上 0. 5mm以下である、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[3] 前記樹脂と前記ァラミド繊維とが複合化して!/、る、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[4] 前記榭脂は、結晶性のォレフィン榭脂である、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[5] 前記榭脂は、非晶性のォレフィン榭脂である、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[6] 前記榭脂は、ポリプロピレンである、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[7] 前記榭脂は、エンジニアリングプラスチックである、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[8] 強化材をさらに含む、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[9] 前記強化材はマイ力、グラフアイト、タルク、セルロース繊維の少なくとも ヽずれかで構 成された、
請求項 8記載のスピーカ用振動板。
[10] 流動性改質材をさらに含む、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[II] 前記流動性改質材はアミノ基を有する脂肪酸である、
請求項 10記載のスピーカ用振動板。
[12] 前記有機珪素化合物はアミノ基を有する、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[13] 前記ァラミド繊維の繊維長は 0. 3mm以上 6mm以下である、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[14] 前記ァラミド繊維の繊維長は 3mm以下である、
請求項 13記載のスピーカ用振動板。
[15] 前記樹脂への前記ァラミド繊維の混入比率は、 5%以上 50%以下である、
請求項 1記載のスピーカ用振動板。
[16] 磁気回路と、
前記磁気回路に結合されたフレームと、
榭脂と、ァラミド繊維と、前記樹脂と前記ァラミド繊維とを結着させる有機珪素化合物 と、を含み、前記フレームの周縁部に結合された振動板と、
前記振動板に結合されるとともに、前記磁気回路から発生する磁束の作用範囲内に 配置されたボイスコイルと、を備えた、
スピーカ。
[17] 本体部と、
磁気回路と、
前記磁気回路に結合されたフレームと、
榭脂と、ァラミド繊維と、前記樹脂と前記ァラミド繊維とを結着させる有機珪素化 合物と、を含み、前記フレームの周縁部に結合された振動板と、
前記振動板に結合されるとともに、前記磁気回路力 発生する磁束の作用範囲 内に配置されたボイスコイルと、を有し、前記本体部力 給電されるスピーカと、を備 えた、
機器。
[18] 前記本体部は、少なくとも前記スピーカへの入力信号を増幅する回路を有する、 請求項 17記載の機器。
[19] 前記本体部は、ボディと、前記ボディに設けられた駆動部と、前記駆動部に駆動され 、前記ボディを支持する駆動輪と、前記ボディに設けられたステアリングと前記ステア リングに操作される操舵輪とを有し、
前記スピーカは前記ボディの内部に設けられた、 請求項 17記載の機器。
[20] A)榭脂と、ァラミド繊維と、前記樹脂と前記ァラミド繊維とを結着させる有機珪素化合 物との混練物を調製するステップと、
B)前記混練物を成形するステップと、を備えた、
スピーカ用振動板の製造方法。
[21] 前記 Bステップにて前記混練物を射出成形する、
請求項 20記載のスピーカ用振動板の製造方法。
[22] 前記 Aステップにて前記混練物を加熱造粒により複合化させる、
請求項 20記載のスピーカ用振動板の製造方法。
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