JP2013162214A - Diaphragm, speaker using the same, and manufacturing method of diaphragm - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動板、それを用いたスピーカ、および、振動板の製造方法に関する。 The present invention relates to a diaphragm, a speaker using the diaphragm, and a method for manufacturing the diaphragm.
従来からスピーカの振動板としては、材料として紙を用いた振動板が一般的に用いられていた。これは、紙の見かけの密度が小さく、また適度な剛性と内部損失を持つことから、振動板の音速（音速＝（E／ρ）1/2、E:弾性率、ρ：密度）が比較的大きいためである。音速が大きければ、電気信号に対する振動板の振動の追随性が向上する。これにより、音のひずみが低減される。しかし、紙をスピーカの振動板に適用する場合には、抄紙などの加工工程が複雑であり、また品質の安定性が劣り、耐湿性や耐水性に課題がある。 Conventionally, a diaphragm using paper as a material has been generally used as a diaphragm of a speaker. This is because the apparent density of the paper is small, and it has moderate rigidity and internal loss, so the sound speeds of the diaphragms (sound speed = (E / ρ) 1/2 , E: elastic modulus, ρ: density) are compared. This is because it is large. If the speed of sound is large, the followability of the vibration of the diaphragm with respect to the electric signal is improved. Thereby, distortion of sound is reduced. However, when paper is applied to the diaphragm of the speaker, the processing process such as papermaking is complicated, the stability of quality is inferior, and there are problems in moisture resistance and water resistance.
また、紙より大きな剛性を求めて、チタンやアルミニウムなどの金属材料も振動板の材料として用いられるが、内部損失が小さいという欠点がある。そのため用途が限られている。 In addition, a metal material such as titanium or aluminum is also used as a material for the diaphragm in order to obtain a rigidity higher than that of paper, but there is a disadvantage that the internal loss is small. Therefore, the application is limited.
加工性、耐湿性および耐水性の向上を図るため、ポリプロピレン樹脂などのプラスチック材料が振動板の材料に用いられるようになってきているが、音速が十分でないという問題がある。このため、剛性が大きなエンジニアプラスチックの適用が図られている。 In order to improve workability, moisture resistance and water resistance, plastic materials such as polypropylene resin have been used as the material of the diaphragm, but there is a problem that the speed of sound is not sufficient. For this reason, engineering plastics with high rigidity are being applied.
また、スピーカの振動板は、平面視の外周形状が真円形の振動板が一般的であるが、幅の狭いスペース等へ設置するために、正面からの平面視における外周形状が長円形あるいは楕円形あるいはレーストラック型である振動板が使用される場合がある。ここでレーストラック型とは、長方形の短辺側が外に凸の円弧になっているものを指す。しかし、楕円形状あるいはレーストラック形状の振動板は、長径側と短径側の比が異なるため、スピーカ作動時に分割振動が起こりやすくなるという課題があった。 In addition, the diaphragm of a speaker is generally a diaphragm whose outer shape in plan view is a perfect circle, but the outer shape in plan view from the front is oblong or elliptical in order to be installed in a narrow space. A diaphragm that is shaped or racetrack may be used. Here, the racetrack type refers to a rectangle whose short side is a convex arc. However, the elliptical or racetrack-shaped diaphragm has a problem that split vibration is likely to occur when the speaker is operated because the ratio of the major axis side to the minor axis side is different.
たとえば、特開平６−２２５３８３号公報（特許文献１）では、環状オレフィン系樹脂に４−メチルペンテン樹脂がブレンドされ、さらにマイカや黒鉛が添加された材料が振動板に適用されている。また、たとえば、特開平２−２７６３９９号公報（特許文献２）では、液晶ポリマーにポリ（４メチルペンテン１）樹脂がブレンドされ、炭素繊維が配合された材料で振動板が成形されている。また、たとえば、実開平２−１９９５号公報（特許文献３）では、長径側の肉厚を短径側の肉厚よりも厚くした楕円型の振動板が適用されている。 For example, in JP-A-6-225383 (Patent Document 1), a material in which 4-methylpentene resin is blended with a cyclic olefin resin and mica or graphite is added is applied to the diaphragm. Further, for example, in JP-A-2-276399 (Patent Document 2), a diaphragm is formed from a material in which a poly (4-methylpentene 1) resin is blended with a liquid crystal polymer and carbon fibers are blended. Further, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-1995 (Patent Document 3), an elliptical diaphragm in which the thickness on the major axis side is made larger than the thickness on the minor axis side is applied.
しかしながら、環状オレフィン系樹脂を主成分とした材料ではスピーカの振動板の音速は十分ではない。液晶ポリマーに４−メチルペンテン樹脂がブレンドされ、炭素繊維が配合された材料の音速は大きくなっているが、さらに周波数特性を向上させるためには、さらなる音速の向上が必要である。音速は、４０００ｍ／ｓ以上が望ましい。 However, the sound velocity of the diaphragm of the speaker is not sufficient with a material mainly composed of a cyclic olefin resin. The speed of sound of a material in which 4-methylpentene resin is blended with a liquid crystal polymer and carbon fiber is blended is increased, but in order to further improve the frequency characteristics, further improvement of the speed of sound is necessary. The speed of sound is desirably 4000 m / s or more.
また、楕円型またはレーストラック型の振動板を、炭素繊維が配合された樹脂材料を用いて射出成形により形成する場合、振動板の短径側への樹脂到達時間が、振動板の長径側への樹脂到達時間よりも早いため、炭素繊維が振動板の短径側の周方向に配向し、剛性が均一な振動板が得られず、同手法で形成した楕円型またはレーストラック型の振動板を使った振動板は、分割振動が発生しやすいという課題があった。 In addition, when an elliptical or racetrack type diaphragm is formed by injection molding using a resin material containing carbon fiber, the resin arrival time on the minor axis side of the diaphragm is on the major axis side of the diaphragm. Because the carbon fiber is oriented in the circumferential direction on the short diameter side of the diaphragm, a diaphragm with uniform rigidity cannot be obtained, and an elliptical or racetrack diaphragm formed by the same method. However, the diaphragm using the material has a problem that split vibration is likely to occur.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、音速が大きく、分割振動が発生しにくい楕円型またはレーストラック型の振動板、それを用いたスピーカ、および、振動板の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and has an object of an elliptical or racetrack type diaphragm having a high sound speed and less likely to generate divided vibration, a speaker using the diaphragm, and a diaphragm. It is to provide a manufacturing method.
本発明は、炭素繊維強化液晶ポリマーと環状オレフィン系樹脂とを含む材料からなる振動板であって、
特定の方向からの平面視における外周形状が楕円型またはレーストラック型（長方形の短辺側が外に凸の円弧になっている形状）であり、
楕円型またはレーストラック型の前記外周形状の長径の長さをａ、短径の長さをｂ、長径方向の端部の肉厚をＴａ、短径方向の端部の肉厚をＴｂとするとき、
０．０００３≦（Ｔａ−Ｔｂ）／（ａ−ｂ）≦０．００３０
の関係を満たすことを特徴とする。
The present invention is a diaphragm made of a material containing a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and a cyclic olefin resin,
The outer peripheral shape in plan view from a specific direction is an elliptical shape or a race track shape (a shape in which the short side of the rectangle is an outwardly convex arc)
The length of the major axis of the outer peripheral shape of the elliptical or racetrack type is a, the length of the minor axis is b, the thickness of the end in the major axis direction is Ta, and the thickness of the end of the minor axis direction is Tb. When
0.0003 ≦ (Ta−Tb) / (ab) ≦ 0.0030
It is characterized by satisfying the relationship.
本発明の楕円型またはレーストラック型の振動板は、炭素繊維強化液晶ポリマーと環状オレフィン系樹脂とを含む材料からなり、剛性が大きいことにより音速が大きくなると共に、射出成形により形成する場合、振動板の短径側への樹脂到達時間と、振動板の長径側への樹脂到達時間に差が生じにく、炭素繊維の振動板短径側の周方向への配向が減少することで、振動板全体として炭素繊維の配向が半径方向に均一化されるため、楕円型またはレーストラック型であっても剛性の均一な振動板が得られる。このような振動板を用いたスピーカでは分割振動が発生しにくい。 The elliptical or racetrack type diaphragm of the present invention is made of a material containing a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and a cyclic olefin-based resin. The difference between the resin arrival time on the minor axis side of the plate and the resin arrival time on the major axis side of the diaphragm is less likely to occur, and the orientation of the carbon fiber in the circumferential direction on the minor axis side of the diaphragm is reduced, resulting in vibration. Since the orientation of the carbon fibers is made uniform in the radial direction as a whole plate, a diaphragm having uniform rigidity can be obtained even in an elliptical or racetrack type. In a speaker using such a diaphragm, divided vibration is unlikely to occur.
前記振動板を構成する材料がさらにカーボンナノチューブを含んでいる場合、該振動板を用いたスピーカは高い音域に伸びた良好な周波数特性を有する。 When the material constituting the diaphragm further contains carbon nanotubes, a speaker using the diaphragm has a good frequency characteristic extending to a high sound range.
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In addition, what attached | subjected the same referential mark in drawing of this application has shown the same part or an equivalent part.
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
最初に本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板の構成について説明する。 First, the configuration of an elliptical or racetrack diaphragm according to an embodiment of the present invention will be described.
図１（ａ）を参照して、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板１は、主として側面部２と前面部３と、底面部４とから構成される。楕円型またはレーストラック型の振動板とは、特定の方向からの平面視における外周形状が、図１（ｂ１）に示されるような楕円型、または、図１（ｂ２）に示されるようなレーストラック型である振動板である。特定の方向とは、通常、振動板をスピーカに設置したときのスピーカの正面方向である。
Referring to FIG. 1A, an elliptical or racetrack type diaphragm 1 according to an embodiment of the present invention mainly includes a
次に本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板の材料について説明する。楕円型またはレーストラック型の振動板１を構成する材料は、炭素繊維強化液晶ポリマーと環状オレフィン系樹脂とを含む。 Next, the material of the elliptical or racetrack type diaphragm according to an embodiment of the present invention will be described. The material constituting the elliptical or racetrack diaphragm 1 includes a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and a cyclic olefin resin.
楕円型またはレーストラック型の振動板１を構成する材料中の炭素繊維強化液晶ポリマーの含有量は、好ましくは５７質量％以上９０質量％以下である。また、該材料中の環状オレフィン系樹脂の含有量は、好ましくは１０質量％以上３８質量％以下である。 The content of the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer in the material constituting the elliptical or racetrack diaphragm 1 is preferably 57% by mass or more and 90% by mass or less. Further, the content of the cyclic olefin resin in the material is preferably 10% by mass or more and 38% by mass or less.
また、該材料は、さらにカーボンナノチューブを含んでいることが好ましい。カーボンナノチューブを含んでいる場合、該材料中のカーボンナノチューブの含有量は好ましくは１０％以下である。 The material preferably further contains carbon nanotubes. When carbon nanotubes are included, the carbon nanotube content in the material is preferably 10% or less.
振動板を構成する材料の具体例としては、炭素繊維強化液晶ポリマー９０質量％と、環状オレフィン系樹脂１０質量％との混合樹脂材料が挙げられる。他の例としては、炭素繊維強化液晶ポリマー６０質量％と、環状オレフィン系樹脂４０質量％との混合樹脂材料が挙げられる。さらに他の例としては、炭素繊維強化液晶ポリマー５７質量％と、環状オレフィン系樹脂３８質量％と、カーボンナノチューブ５質量％との混合樹脂材料が挙げられる。 A specific example of the material constituting the diaphragm includes a mixed resin material of 90% by mass of a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and 10% by mass of a cyclic olefin resin. Another example is a mixed resin material of 60% by mass of a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and 40% by mass of a cyclic olefin resin. Still another example is a mixed resin material of 57% by mass of a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer, 38% by mass of a cyclic olefin resin, and 5% by mass of carbon nanotubes.
炭素繊維強化液晶ポリマーは、たとえば、下記の化学式（１）、（２)および（３)で示されるポリマーから選ばれる１種類以上のポリマーから構成される。なお、化学式（１）、（２）および（３）において、ｍは１〜２０００、ｎは１〜２０００である。 The carbon fiber reinforced liquid crystal polymer is composed of, for example, one or more kinds of polymers selected from polymers represented by the following chemical formulas (1), (2), and (3). In chemical formulas (1), (2) and (3), m is 1 to 2000, and n is 1 to 2000.
環状オレフィン系樹脂は、たとえば、下記の化学式（４)、（５)および（６)で示される樹脂から選ばれる１種類以上の樹脂から構成される。化学式（４）において、ｘは１〜２０００、ｙは１〜２０００である。化学式（６）において、ｎは１〜２０００、ｊは１〜２０００である。 Cyclic olefin resin is comprised from 1 or more types of resin chosen from resin shown by following Chemical formula (4), (5) and (6), for example. In the chemical formula (4), x is 1 to 2000, and y is 1 to 2000. In the chemical formula (6), n is 1 to 2000, and j is 1 to 2000.
次に、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板の形状について説明する。 Next, the shape of an elliptical or racetrack diaphragm according to an embodiment of the present invention will be described.
図１を参照して、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板１は、特定の方向（図１（ａ）の右方向）からの平面視における外周形状が楕円型（図１（ｂ１））またはレーストラック型である（図１（ｂ２））。なお、振動板１の中央に穴４が設けられている。この図１（ｂ１）に示す楕円型または図１（ｂ２）に示すレーストラック型の外周形状の長径Ｌの長さをａ、短径Ｓの長さをｂ、長径Ｌ方向の両端部Ｌ１、Ｌ２の肉厚（本実施の形態において、該両端部Ｌ１、Ｌ２の肉厚は同じである）をＴａ、短径ＳＬ方向の両端部Ｓ１、Ｓ２の肉厚（本実施の形態において、該両端部Ｓ１、Ｓ２の肉厚は同じである）をＴｂとし、α＝（Ｔａ−Ｔｂ）／（ａ−ｂ）するとき、
０．０００３≦α≦０．００３０
の関係を満たす。
Referring to FIG. 1, an elliptical or racetrack type diaphragm 1 according to an embodiment of the present invention has an elliptical outer peripheral shape in a plan view from a specific direction (the right direction in FIG. 1A). (FIG. 1 (b1)) or a race track type (FIG. 1 (b2)). A
0.0003 ≦ α ≦ 0.0030
Satisfy the relationship.
好ましくは振動板の短形Ｓ方向に沿った部分全体の肉厚が上記Ｔａと実質的に同一であり、振動板の長径Ｌ方向に沿った部分全体の肉厚が上記Ｔｂと実質的に同一であることが好ましい。 Preferably, the thickness of the entire portion along the short S direction of the diaphragm is substantially the same as Ta, and the thickness of the entire portion along the major axis L direction of the diaphragm is substantially the same as Tb. It is preferable that
上記の寸法の一例として、長径Ｌの長さａを１００ｍｍ、短径Ｓの長さｂを４０ｍｍとするとき、長径Ｌ方向の両端部Ｌ１、Ｌ２の肉厚を０．３０ｍｍ、短径Ｓ方向の両端部Ｓ１、Ｓ２の肉厚を０．２４ｍｍとすれば、αは０．００１０となり上記の関係を満たす。 As an example of the above dimensions, when the length a of the major axis L is 100 mm and the length b of the minor axis S is 40 mm, the thicknesses of both end portions L1 and L2 in the major axis L direction are 0.30 mm and the minor axis S direction. If the thickness of both ends S1 and S2 is 0.24 mm, α is 0.0010, which satisfies the above relationship.
図２を参照して、炭素繊維強化液晶ポリマーおよび環状オレフィン系樹脂からなる混合樹脂は、樹脂温度３２０℃、射出圧力２００ＭＰａ、金型温度１１０℃で射出成形するとき、金型の肉厚（金型内の深さ）が０．３ｍｍのときと０．２ｍｍのときでは、０．３ｍｍのときの方が、流動長さが約２０ｍｍ長くなる。なお、流動長さとは、０．１〜１００ｇ（グラム）の樹脂を、射出速度１００〜３０００ｍ/ｍｉｎで射出成形したときの、流動長さを意味する。 Referring to FIG. 2, when a mixed resin comprising a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and a cyclic olefin resin is injection-molded at a resin temperature of 320 ° C., an injection pressure of 200 MPa, and a mold temperature of 110 ° C., the thickness of the mold (metal mold) When the depth in the mold is 0.3 mm and 0.2 mm, the flow length is about 20 mm longer when 0.3 mm. The flow length means the flow length when 0.1 to 100 g (gram) of resin is injection molded at an injection speed of 100 to 3000 m / min.
この金型の肉厚と上記条件での樹脂の流動長さとの関係から、楕円型またはレーストラック型の振動板を特定方向から平面視したときの楕円あるいはレーストラック型において、長径Ｌの長さａが短径Ｓの長さｂより２０ｍｍ長い場合、振動板の金型の短形Ｓ方向に沿った部分の肉厚を０．２ｍｍとし、振動板の金型の長径Ｌ方向に沿った部分の肉厚を０．３ｍｍとすれば、金型の中央付近に射出された樹脂が、振動板の長径Ｌの端部Ｌ１，Ｌ２、および、短径Ｓの端部Ｓ１、Ｓ２に同時に流動すると考えられる。このとき上記αの値は、（０．３−０．２）／２０＝０．００５である。 From the relationship between the thickness of the mold and the flow length of the resin under the above conditions, the length of the major axis L in the elliptical or racetrack type when the elliptical or racetrack type diaphragm is viewed in plan from a specific direction. When a is 20 mm longer than the length b of the minor axis S, the thickness of the part of the diaphragm mold along the short S direction is 0.2 mm, and the part of the diaphragm mold along the major axis L direction If the thickness of the resin is 0.3 mm, the resin injected near the center of the mold flows simultaneously to the end portions L1 and L2 of the major axis L and the end portions S1 and S2 of the minor axis S. Conceivable. At this time, the value of α is (0.3−0.2) /20=0.005.
このαの値は、金型に射出する樹脂材料の種類や、樹脂温度、射出圧力、金型温度等によって変化すると考えられるが、
０．０００３≦α≦０．００３０
の関係を満たすことにより、振動板の短径方向の端部への樹脂到達時間と、振動板の長径方向の端部への樹脂の到達時間に差が生じくにいため、振動板の短径側における炭素繊維の周方向への配向が減少し、振動板全体として炭素繊維の配向が半径方向に均一化され、楕円型またはレーストラック型であっても剛性の均一な振動板が得られる。
The value of α is considered to change depending on the type of resin material injected into the mold, resin temperature, injection pressure, mold temperature, etc.
0.0003 ≦ α ≦ 0.0030
By satisfying the relationship, the difference between the resin arrival time at the minor axis end of the diaphragm and the resin arrival time at the major axis end of the diaphragm is unlikely to occur. The orientation of the carbon fibers in the circumferential direction is reduced, the orientation of the carbon fibers is made uniform in the radial direction as a whole, and a diaphragm having uniform rigidity can be obtained even in an elliptical or racetrack type.
射出成形の際の樹脂温度は、好ましくは２８０〜３６０℃であり、射出圧力は好ましくは１０〜３００ＭＰａであり、金型温度は好ましくは７０〜１３０℃である。かかる条件においては、より確実に、上記の関係を満たすことによる本発明の効果を得ることができる。 The resin temperature during injection molding is preferably 280 to 360 ° C, the injection pressure is preferably 10 to 300 MPa, and the mold temperature is preferably 70 to 130 ° C. Under such conditions, the effect of the present invention by satisfying the above relationship can be obtained more reliably.
次に、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板を備えたスピーカの構成について説明する。 Next, a configuration of a speaker including an elliptical or racetrack type diaphragm according to an embodiment of the present invention will be described.
図３を参照して、スピーカ５は、主として、楕円型またはレーストラック型の振動板１と、キャップ６およびボイスコイルやフレーム等を備えたスピーカユニットと、スピーカボックス（支持部材）７とから構成される。図３および図１（ｂ１）、（ｂ２）を参照して、スピーカユニットは、楕円型またはレーストラック型の振動板１の前面部３がスピーカボックス７の前面に配置され、側面部２および底面部（穴）４がスピーカボックス７の内側に配置されるようにスピーカボックス７に取り付けられている。楕円型またはレーストラック型の振動板１の前面部３の中心部には防塵などのためにキャップ６が取り付けられている。
Referring to FIG. 3, speaker 5 mainly includes an elliptical or racetrack diaphragm 1, a speaker unit including a cap 6, a voice coil, a frame, and the like, and a speaker box (support member) 7. Is done. Referring to FIGS. 3 and 1 (b1) and 1 (b2), in the speaker unit, the
次に、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing an elliptical or racetrack type diaphragm according to an embodiment of the present invention will be described.
振動板を構成する材料としては、上述の材料を用いることができ、上記の各材料が混練されてペレットが作成される。 As the material constituting the diaphragm, the above-described materials can be used, and each of the above materials is kneaded to create a pellet.
図５を参照して、上記の各ペレットが溶融されて溶融樹脂１６とされる。この溶融樹脂１６が射出成形機シリンダ８に充填される。溶融樹脂１６は射出成形シリンダ８に設けられたスクリュー１８により開口部９に送られる。開口部９から固定金型１０に溶融樹脂１６が射出される。
Referring to FIG. 5, each of the above pellets is melted to form
楕円型またはレーストラック型の振動板１を射出成形するための金型は、固定金型１０と移動金型１２とを有している。固定金型１０には中央部１１が、楕円型またはレーストラック型の振動板をスピーカに設置した際の正面方向から見たときの楕円型またはレーストラック型の外周形状における長径の長さをａ、短径の長さをｂ、長径方向に沿った部分の肉厚をＴａ、短径方向に沿った部分の肉厚をＴｂとするとき、
０．０００３≦α≦０．００３０ （α＝（Ｔａ−Ｔｂ）／（ａ−ｂ））
の関係を満たす凹形状に形成されている。
A mold for injection-molding the elliptical or racetrack diaphragm 1 includes a fixed
0.0003 ≦ α ≦ 0.0030 (α = (Ta−Tb) / (ab))
It is formed in a concave shape satisfying the relationship.
また固定金型１０にはキャビティ注入部１５が円柱上に形成されている。キャビティ注入部１５は、射出成形機シリンダ８の開口部９と連通している。また、キャビティ注入部１５は、中央部１１に向かって径が大きくなるテーパ形状を有している。移動金型１２には、得られる楕円型またはレーストラック型の振動板の形状が上記条件を満たすようにするための形状を有する中央部１３が凸形状に形成されている。固定金型１０の中央部１１の凹形状と移動金型１２の中央部１３の凸形状との隙間部がキャビティ成形部１４を形成している。この固定金型１０と移動金型１２とが嵌合した際の金型の内部空間の形状は、図４に示す楕円型またはレーストラック型の振動板の形状となる。
A
開口部９から固定金型１０に対して射出された溶融樹脂１６は、キャビティ注入部１５を通りキャビティ成形部１４に送られる。図６を参照して、溶融樹脂１６がキャビティ成形部１４に充填された後、保圧、冷却、型開きの処理が行われて楕円型またはレーストラック型の振動板が成形される。その後、楕円型またはレーストラック型の振動板からキャビティ注入部１５において形成された突起部１７が切除される。このようにして楕円型またはレーストラック型の振動板１が射出成形により形成される。
The
図７を参照して、環状オレフィン系樹脂の配合率が１０質量％の上記材料では、粘度は３５Ｐａ・ｓである。これに対して、環状オレフィン系樹脂の配合率が０質量％の上記材料では、粘度は９５Ｐａ・ｓである。すなわち、炭素繊維強化液晶ポリマーに環状オレフィン系樹脂を加えることにより、上記の材料の粘度が低下する。これにより、上記材料の流動性が上がり、キャビティ成形部１４に溶融樹脂１６が流れやすくなるため、厚みの薄い楕円型またはレーストラック型の振動板１を形成することが容易になる。
Referring to FIG. 7, the above material having a cyclic olefin resin content of 10 mass% has a viscosity of 35 Pa · s. On the other hand, the viscosity of the material having a cyclic olefin resin content of 0% by mass is 95 Pa · s. That is, by adding a cyclic olefin-based resin to the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer, the viscosity of the above material is lowered. As a result, the fluidity of the material is improved and the
次に、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板を備えたスピーカの製造方法について説明する。図３を参照して、上記の楕円型またはレーストラック型の振動板１を組み込んだスピーカユニットがスピーカボックス７の前面に向けて設置される。楕円型またはレーストラック型の振動板１の中央部にはキャップ６が取り付けられる。このようにしてスピーカ５が製造される。 Next, a method for manufacturing a speaker having an elliptical or racetrack type diaphragm according to an embodiment of the present invention will be described. Referring to FIG. 3, the speaker unit incorporating the above-described elliptical or racetrack diaphragm 1 is installed toward the front surface of the speaker box 7. A cap 6 is attached to the center of the elliptical or racetrack type diaphragm 1. In this way, the speaker 5 is manufactured.
次に、本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板、および、それを用いたスピーカの作用効果について説明する。 Next, the operational effects of the elliptical or racetrack type diaphragm according to an embodiment of the present invention and a speaker using the diaphragm will be described.
本発明の一実施の形態の楕円型またはレーストラック型の振動板１は、炭素繊維強化液晶ポリマーに環状オレフィン系樹脂を加えた材料を含んでいるので、剛性が大きくなることにより、楕円型またはレーストラック型の振動板１の音速を大きくすることができる。 The elliptical or racetrack type diaphragm 1 according to an embodiment of the present invention includes a material obtained by adding a cyclic olefin-based resin to a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer. The speed of sound of the racetrack diaphragm 1 can be increased.
また、楕円型またはレーストラック型の振動板１が射出成形により形成され、上述の本発明の条件を満たす形状の楕円型またはレーストラック型の振動板に相当する金型を用いることにより、振動板の短径側への樹脂到達時間と、振動板の長径側への樹脂到達時間に差が生じくにいので、炭素繊維の振動板短径側の周方向への配向が減少し、振動板全体として、炭素繊維の配向が、半径方向に均一化されるので、楕円型またはレーストラック型の振動板であっても、剛性の均一な振動板が得られ、同手法で形成した振動板を使ったスピーカは、分割振動が発生しにくい。 In addition, by using a mold corresponding to the elliptical or racetrack type diaphragm having a shape satisfying the above-described conditions of the present invention, an elliptical or racetrack type diaphragm 1 is formed by injection molding. Because the difference in the resin arrival time to the minor axis side of the resin and the resin arrival time to the major axis side of the diaphragm is less likely to occur, the orientation of the carbon fiber in the circumferential direction on the minor axis side of the diaphragm decreases, and the entire diaphragm As the orientation of the carbon fibers is made uniform in the radial direction, a diaphragm with uniform rigidity can be obtained even with an elliptical or racetrack type diaphragm. The speaker is less prone to split vibration.
また、炭素繊維強化液晶ポリマーに環状オレフィン系樹脂をブレンドすることにより、炭素繊維強化液晶ポリマーに環状オレフィン系樹脂を加えた材料の粘度が低下する。これにより、当該材料の流動性が向上するため楕円型またはレーストラック型の振動板１を軽くすることができる。また、炭素繊維強化液晶ポリマー自体の適度な内部損失が失われない。 Moreover, the viscosity of the material which added the cyclic olefin resin to the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer is decreased by blending the cyclic olefin resin with the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer. Thereby, since the fluidity | liquidity of the said material improves, the elliptical type or racetrack type diaphragm 1 can be made light. Moreover, the moderate internal loss of the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer itself is not lost.
本発明の一実施の形態のスピーカ５によれば、上記の楕円型またはレーストラック型の振動板１を備えているので、上記の楕円型またはレーストラック型の振動板１による効果を奏することができる。 According to the speaker 5 of the embodiment of the present invention, since the elliptical or racetrack type diaphragm 1 is provided, the effect of the elliptical or racetrack type diaphragm 1 can be obtained. it can.
また、環状オレフィン系樹脂の配合割合が高い材料では、材料の粘度が低く流動性が高いため、より容易に楕円型またはレーストラック型の振動板１を薄く成形することができる。 In addition, in a material having a high blending ratio of the cyclic olefin-based resin, the viscosity of the material is low and the fluidity is high, so that the elliptical or racetrack diaphragm 1 can be more easily formed thin.
また、カーボンナノチューブが添加された材料では、カーボンナノチューブが、炭素繊維強化液晶ポリマーの炭素繊維と絡み合うことにより剛性が高くなる。これにより、スピーカ５の音響特性を改良することができる。つまり図８を参照して、カーボンナノチューブが添加されることによって、スピーカ５の再生帯域を高周波側に伸ばすことができる。 Moreover, in the material to which the carbon nanotube is added, the rigidity of the carbon nanotube is increased by being entangled with the carbon fiber of the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer. Thereby, the acoustic characteristics of the speaker 5 can be improved. That is, referring to FIG. 8, by adding the carbon nanotube, the reproduction band of the speaker 5 can be extended to the high frequency side.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
（実施例１）
炭素繊維強化液晶ポリマー９０質量％と環状オレフィン系樹脂１０質量％とを二軸スクリュー押出機により、押出温度２９０℃で十分混練し、ペレットを作製した。
Example 1
90% by mass of a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and 10% by mass of a cyclic olefin resin were sufficiently kneaded at an extrusion temperature of 290 ° C. by a twin screw extruder to produce pellets.
炭素繊維強化液晶ポリマーとしては、上記化学式（１）（式中ｍは１〜２０００、ｎは１〜２０００）で示されるポリマーを用いた。環状オレフィン系樹脂としては、上記化学式（４）（式中ｘは１〜２０００、ｙは１〜２０００）で示される樹脂を用いた。 As the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer, a polymer represented by the above chemical formula (1) (wherein m is 1 to 2000 and n is 1 to 2000) was used. As the cyclic olefin-based resin, a resin represented by the above chemical formula (4) (wherein x is 1 to 2000 and y is 1 to 2000) was used.
次に、このペレットを５時間１２０℃で乾燥させた。その後に、所定方向からの平面視したときに長径が１００ｍｍ短径が４０ｍｍの楕円型またはレーストラック型であり、長径方向に沿った部分の肉厚が０．３０ｍｍ、短径方向に沿った部分の肉厚が０．２４ｍｍである、楕円型またはレーストラック型の振動板の形状（図４）が彫り込まれた金型と、型締め力１００トンの射出成形機とを用いて、射出成形により楕円型またはレーストラック型の振動板を成形した。成形条件としては、樹脂温度３２０℃、射出圧力２００ＭＰａ、射出時間０．０５秒、金型温度１１０℃、冷却時間２０秒とした。 The pellets were then dried for 5 hours at 120 ° C. Thereafter, when viewed in plan from a predetermined direction, the major axis is 100 mm, the minor axis is an elliptical type or a racetrack type, and the portion along the major axis direction has a thickness of 0.30 mm, and the portion along the minor axis direction By injection molding using a mold engraved with an elliptical or racetrack diaphragm (FIG. 4) having a wall thickness of 0.24 mm and an injection molding machine with a clamping force of 100 tons. An elliptical or racetrack type diaphragm was formed. The molding conditions were a resin temperature of 320 ° C., an injection pressure of 200 MPa, an injection time of 0.05 seconds, a mold temperature of 110 ° C., and a cooling time of 20 seconds.
（比較例１）
比較例１では、実施例と同じ環状オレフィン系樹脂５０質量％、ポリ４−メチルペンテン２５質量％、マイカ１５質量％および鱗片状黒鉛１０質量％からなるペレットを作製した。それ以外は、実施例１と同様にして、楕円型またはレーストラック型の振動板を成形した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, pellets composed of 50% by mass of the same cyclic olefin resin as in the example, 25% by mass of poly-4-methylpentene, 15% by mass of mica and 10% by mass of flake graphite were produced. Other than that was carried out similarly to Example 1, and shape | molded the elliptical type or the race track type diaphragm.
（比較例２）
比較例２では、実施例１の炭素繊維強化液晶ポリマーを構成する液晶ポリマーと同じ液晶ポリマー５０質量％、ポリ４−メチルペンテン２０質量％、炭素繊維３０％でペレットを作製した。それ以外は、実施例１と同様にして、楕円型またはレーストラック型の振動板を成形した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, pellets were prepared with 50% by mass of the same liquid crystal polymer as the liquid crystal polymer constituting the carbon fiber reinforced liquid crystal polymer of Example 1, 20% by mass of poly-4-methylpentene, and 30% of carbon fiber. Other than that was carried out similarly to Example 1, and shape | molded the elliptical type or the race track type diaphragm.
（実施例２）
実施例と同じ炭素繊維強化液晶ポリマー６０質量％と実施例と同じ環状オレフィン系樹脂４０質量％とを二軸スクリュー押出機により、押出温度２９０℃で十分混練し、ペレットを作製した。それ以外は、実施例１と同様にして、楕円型またはレーストラック型の振動板を成形した。
(Example 2)
60% by mass of the same carbon fiber reinforced liquid crystal polymer as in the example and 40% by mass of the same cyclic olefin-based resin as in the example were sufficiently kneaded at an extrusion temperature of 290 ° C. by a twin screw extruder to produce pellets. Other than that was carried out similarly to Example 1, and shape | molded the elliptical type or the race track type diaphragm.
（実施例３）
実施例と同じ炭素繊維強化液晶ポリマー５７質量％と、実施例と同じ環状オレフィン系樹脂３８質量％と、多層カーボンナノチューブ（繊維径４０から９０ｎｍ、繊維長数十μｍ）５質量％とを二軸スクリュー押出機により、押出温度２９０℃で十分混練し、ペレットを作製した。それ以外は、実施例１と同様にして、楕円型またはレーストラック型の振動板を成形した。
(Example 3)
Biaxially 57% by mass of the same carbon fiber reinforced liquid crystal polymer as in the example, 38% by mass of the same cyclic olefin resin as in the example, and 5% by mass of the multi-walled carbon nanotube (
（試験例１）
実施例１〜３および比較例１、２で成形した楕円型またはレーストラック型の振動板（の長径側または短径側）から切り出した試験片について、動的粘弾性測定装置により引張モードでの弾性率を測定した。測定した弾性率を密度計で測定した密度で割って比弾性率を算出した。また、比弾性率の平方根から音速を求めた。さらに、損失係数測定装置を用い、最低共振周波数の半値幅から損失係数を算出した。各実施例および比較例の密度、弾性率、音速および損失係数を表１に示す。
(Test Example 1)
About the test piece cut out from the elliptical or racetrack type diaphragm (the long diameter side or the short diameter side) molded in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the dynamic viscoelasticity measuring device was used in the tensile mode. The elastic modulus was measured. The specific elastic modulus was calculated by dividing the measured elastic modulus by the density measured with a densitometer. The speed of sound was determined from the square root of the specific modulus. Furthermore, the loss factor was calculated from the half-value width of the lowest resonance frequency using a loss factor measuring device. Table 1 shows the density, elastic modulus, sound velocity, and loss factor of each example and comparative example.
実施例１の音速は、約５１２２ｍ/ｓと高い値を示した。この結果は、楕円型またはレーストラック型の振動板の長径側と短径側で同じであった。これに対して、比較例１の音速は約２３１７ｍ／ｓであり、実施例１より低い値を示した。比較例２の音速は約３６３３ｍ／ｓとなり、比較例１より向上したが、実施例１よりは低い値を示した。このように、本発明の実施例１は、比較例１および比較例２に比べて音速が大きいことが分かった。 The sound speed of Example 1 was as high as about 5122 m / s. This result was the same on the major axis side and the minor axis side of the elliptical or racetrack type diaphragm. On the other hand, the sound speed of Comparative Example 1 was about 2317 m / s, which was lower than that of Example 1. The speed of sound in Comparative Example 2 was about 3633 m / s, which was improved from Comparative Example 1 but was lower than that in Example 1. Thus, it was found that Example 1 of the present invention had a higher sound speed than Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
また、実施例２の音速は約４４５５ｍ／であり、実施例３の音速は約４６５３ｍ／ｓであった。このことから、本発明の実施例２および３は、比較例１および比較例２に比べて音速が大きいことが分かる。これらの結果は、楕円型またはレーストラック型の振動板の長径側と短径側で同じであった。 Moreover, the sound speed of Example 2 was about 4455 m / s, and the sound speed of Example 3 was about 4653 m / s. From this, it can be seen that Examples 2 and 3 of the present invention have a higher sound velocity than Comparative Examples 1 and 2. These results were the same on the major axis side and the minor axis side of the elliptical or racetrack type diaphragm.
（試験例２）
実施例１、２および３で成形した楕円型またはレーストラック型の振動板１を切出し、これらを組み込んだスピーカを作製した。作製した各々のスピーカについての周波数特性を測定した。測定結果を図８に示す。図８の結果から、カーボンナノチューブを含有する実施例３の振動板を用いることにより、カーボンナノチューブを含有しない実施例２の振動板と比べて、再生帯域が高周波側に伸びていることがわかった。
(Test Example 2)
The elliptical or racetrack type diaphragm 1 molded in Examples 1, 2, and 3 was cut out, and a speaker incorporating these was produced. The frequency characteristics of each produced speaker were measured. The measurement results are shown in FIG. From the result of FIG. 8, it was found that the reproduction band extended to the high frequency side by using the diaphragm of Example 3 containing carbon nanotubes as compared with the diaphragm of Example 2 not containing carbon nanotubes. .
なお、化学式（１）、（２）および（３）のいずれかと、化学式（４）、（５）および（６）いずれかとの任意の組み合わせにおいても同様の効果が得られることも上記試験例１および２と同様の試験を行なうことにより確認した。 It should be noted that the same effect can be obtained in any combination of any one of the chemical formulas (1), (2) and (3) and any one of the chemical formulas (4), (5) and (6). It confirmed by performing the test similar to 2 and 2.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 楕円型またはレーストラック型の振動板、２ 側面部、３ 前面部、４ 底面部（穴）、Ｌ 長径、Ｓ 短径、ａ 長径の長さ、ｂ 短径の長さ、Ｔａ 長径側の肉厚、Ｔｂ 短径側の肉厚、５ スピーカ、６ キャップ、７ スピーカボックス、８ 射出成形機シリンダ、９ 開口部、１０ 固定金型、１１ 中央部、１２ 移動金型、１３ 中央部、１４ キャビティ成形部、１５ キャビティ注入部、１６ 溶融樹脂、１７ 突起部、１８ スクリュー。 1 Oval or racetrack type diaphragm, 2 side, 3 front, 4 bottom (hole), L major axis, S minor axis, a major axis length, b minor axis length, Ta major axis side Thickness, thickness of Tb minor axis side, 5 speaker, 6 cap, 7 speaker box, 8 injection molding machine cylinder, 9 opening, 10 fixed mold, 11 central part, 12 moving mold, 13 central part, 14 Cavity molding part, 15 cavity injection part, 16 molten resin, 17 projection part, 18 screw.
Claims (11)
特定の方向からの平面視における外周形状が、楕円型、または、長方形の短辺側が外に凸の円弧になっている形状のレーストラック型であり、
楕円型またはレーストラック型の前記外周形状の長径の長さをａ、短径の長さをｂ、長径方向の端部の肉厚をＴａ、短径方向の端部の肉厚をＴｂとするとき、
０．０００３≦（Ｔａ−Ｔｂ）／（ａ−ｂ）≦０．００３０
の関係を満たすことを特徴とする、振動板。 A diaphragm made of a material containing a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and a cyclic olefin resin,
The outer peripheral shape in a plan view from a specific direction is an elliptical shape, or a racetrack shape having a shape in which a rectangular short side is an outwardly convex arc,
The length of the major axis of the outer shape of the elliptical or racetrack type is a, the length of the minor axis is b, the thickness of the end in the major axis direction is Ta, and the thickness of the end of the minor axis direction is Tb. When
0.0003 ≦ (Ta−Tb) / (ab) ≦ 0.0030
A diaphragm characterized by satisfying the above relationship.
炭素繊維強化液晶ポリマーおよび環状オレフィン系樹脂を含む材料を準備する工程と、
前記樹脂材料を溶融し、金型の隙間部に射出成形することにより振動板を製造する工程とを備えた、振動板の製造方法。 It is a manufacturing method of the diaphragm according to claim 1, Comprising:
Preparing a material comprising a carbon fiber reinforced liquid crystal polymer and a cyclic olefin resin;
A process for producing a diaphragm comprising melting the resin material and injection-molding the resin material into a gap portion of a mold.
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