JP3606492B2 - 電気音響変換器用振動板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気音響変換器に使用されるスピーカやマイクロホン等の電気音響変換器用振動板に関し、詳しくは比弾性率が大きく適度な内部損失を有し、耐候性等に優れた電気音響変換器用振動板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカやマイクロホン等に使用される電気音響変換器用振動板に要求される物性として、比弾性率が大きく、適当な内部損失を有し、機械的疲労が少なく、耐候性に優れている等の点が挙げられる。このような要望に応えるべく従来より種々の金属、セラミックス、合成樹脂、合成繊維、植物セルローズ（木材、非木材パルプ）、微生物セルローズ繊維等の素材が提案され、種々の加工法を用いて加工され使用されてきた。
【０００３】
その中で、金属やセラミックスは弾性率は大きいものの、密度が高く内部損失が小さいため、高域再生用としては比較的優れているが、軽量高剛性が求められる中低音域や全帯域用には不適当である。
【０００４】
また、各種セルローズ繊維を主体とした紙製振動板は、適当な内部損失を有しているものの比弾性率がそれぼど大きくなく、また、水や湿度に対して弱いため、雨のかかる屋外用や、さらに洗浄時に水のかかる車載用としては問題があった。
【０００５】
一方、合成繊維を用いた振動板は、合成樹脂単体もしくはベースになる樹脂にフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）を混合したもの、他の樹脂とアロイ（ａｌｌｏｙ ）したもの等をシート化し、これを成形加工（主に真空成形）したものや、ペレットにして射出成形機にて射出成形したもの等がある。これらの樹脂振動板は、比弾性率も高く、適当な内部損失も有しており、また、水や湿度にも強く、量産時のバラツキも小さいことから比較的優れた性能を有した振動板と言える。
【０００６】
その中で特にポリオレフィン系重合体（主にポリプロピレン）を基材とした合成樹脂に繊維状のフィラーを混合したものは、射出成形において繊維の配向を利用し、特に優れた性能を有した振動板を得ている。さらにその性能（主に弾性率）が添加するフィラーの性能に依存することから、現在ではカーボン繊維を用いたものが比較的優れた振動板となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーボン繊維を用いたものは、カーボンの導電性がスピーカの構造上それ自体では致命的ではないものの特にスピーカ製造時の絶縁処理はコスト面で障害となっている。さらに高弾性タイプのカーボン繊維には強度が十分でないものが多く、樹脂との混合及び射出成形時に繊維の折れが発生することが多く製品のバラツキにもなるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高弾性率、高強度、高内部損失、高靱性を有し、導電性のない繊維を用いた電気音響変換器用振動板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
弾性率がカーボン繊維と略同等（アラミド繊維の約２倍）で高強度、高内部損失、高靱性を有した有機繊維であるポリパラフェニレンベンズビスチアゾール（ＰＢＴ）やポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール（ＰＢＯ）等のポリベンザゾール（ＰＢＺ）繊維をポリオレフィン系重合体に混合し、射出成形法を用いて電気音響変換器用振動板を成形する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による電気音響変換器用振動板は、ポリオレフィン系重合体にポリベンザゾール繊維を５重量％以上混合し、射出成形法により成形したことに特徴を有している。
【００１１】
また、本発明による電気音響変換器用振動板は、前記ポリオレフィン系重合体がポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリエチレン等の脂肪族オレフィンの重合体もしくはこれらのアロイ、さらには上記重合体の構成モノマーを主成分とする共重合体であることに特徴を有している。
【００１２】
さらに、本発明による電気音響変換器用振動板は、前記ポリベンザゾール繊維が引張強度４．０ＧＰａ以上で、初期引張弾性率１４０ＧＰａ以上であることに特徴を有している。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明による振動板の片側断面の正面図である。１は振動板、２はエッジである。
１．繊維長３ｍｍにカットされた引張弾性率２５０ＧＰａのポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維２０重量％とポリプロピレン（三菱ポリプロＢＣ２Ａ）８０重量％を１軸押出機を用いて２３０℃で溶融混合しペレットを作製した。
２．上記１で得られたペレットを樹脂温度２４０℃、射出圧力１００ＭＰａ、射出時間１秒、金型温度６０℃、冷却時間１０秒で所定の形状（今回は図１のコーン形とした）に射出成形した。
３．上記２で得られた振動板１にエッジ２を取付けた。
【００１４】
上記の振動板作製時に作製した３種類のペレット（ＰＢＯ繊維２０重量％入、カーボン繊維２０重量％入、ポリプロピレン１００％）について音速（比弾性率の平方根）と内部損失（ｔａｎδ）を測定した。表１にその値を示す。今回は、コーン形状の振動板を作製したが、ドーム形振動板や平板振動板，センターキャップなどの作製も可能である。なお、測定方法は振動リード法である。

【００１５】
図２は、本発明による振動板を使用したスピーカの音圧とポリプロピレン１００％の振動板を使用したスピーカの音圧の周波数特性図である。
図における実線Ａは、先に説明した繊維長３ｍｍにカットされた引張弾性率２５０ＧＰａのポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維２０重量％とポリプロピレン（三菱ポリプロＢＣ２Ａ）８０重量％からなる本発明による振動板を用いた口径１３ｃｍのスピーカの音圧−周波数特性である。
また、破線Ｂは、フィラーの全く入っていないポリプロピレン（三菱ポリプロＢＣ２Ａ）１００％を用いて作製した同形状の振動板を用いた口径１３ｃｍのスピーカの音圧−周波数特性である。
実線Ａは破線Ｂに対し、比弾性率が大きいため、高域の再生限界が延びている。
【００１６】
図３は、本発明による振動板を使用したスピーカの音圧とカーボン繊維２０％，ポリプロピレン８０％の振動板を使用したスピーカの音圧の周波数特性図である。
図における実線Ａは、先に説明した繊維長３ｍｍにカットされた引張弾性率２５０ＧＰａのポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維２０重量％とポリプロピレン（三菱ポリプロＢＣ２Ａ）８０重量％からなる本発明による振動板を用いた口径１３ｃｍのスピーカの音圧−周波数特性である。
また、破線Ｃは、ＰＢＯ繊維の代わりにカーボン繊維（三菱ダイアリードＫ２２３，引張弾性率２２０ＧＰａ）を用いて同一工程にて作製した同形状の振動板を用いた口径１３ｃｍのスピーカの音圧−周波数特性である。
両者の比弾性率に殆ど差がないため、高域の再生限界はほぼ同じだが、実線Ａの方が内部損失が大きいため、よりフラット（平坦）なレスポンスを得ている。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電気音響変換器用振動板は、ポリオレフィン系重合体にポリベンザゾール繊維を５重量％以上混合し、射出成形法により成形したので、
また、本発明による電気音響変換器用振動板は、前記ポリオレフィン系重合体がポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリエチレン等の脂肪族オレフィンの重合体もしくはこれらのアロイ、さらには上記重合体の構成モノマーを主成分とする共重合体であるので、
さらに、本発明による電気音響変換器用振動板は、前記ポリベンザゾール繊維が引張強度４．０ＧＰａ以上で、初期引張弾性率１４０ＧＰａ以上であるので、比弾性率が大きく、内部損失も比較的大きいため、分割振動がおきにくく、低域から高域まで平坦で、高域再生限界の高いスピーカを得ることができ、また、導電性がないため、スピーカ製造時に絶縁処理が不要となり、製造コストが安価となる。さらに、振動板の製造においては、カーボン繊維の様な折れが発生しないため、物性のバラツキの少ない安定した振動板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による振動板の片側断面の正面図である。
【図２】本発明による振動板を使用したスピーカの音圧とポリプロピレン１００％の振動板を使用したスピーカの音圧の周波数特性図である。
【図３】本発明による振動板を使用したスピーカの音圧とカーボン繊維２０％，ポリプロピレン８０％の振動板を使用したスピーカの音圧の周波数特性図である。
【符号の説明】
１ 振動板
２ エッジ

Claims (3)

1. ポリオレフィン系重合体にポリベンザゾール繊維を５重量％以上混合し、射出成形法により成形したことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
2. 前記ポリオレフィン系重合体がポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリエチレン等の脂肪族オレフィンの重合体もしくはこれらのアロイ、さらには上記重合体の構成モノマーを主成分とする共重合体であることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器用振動板。
3. 前記ポリベンザゾール繊維が引張強度４．０ＧＰａ以上で、初期引張弾性率１４０ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器用振動板。

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