JP4553377B2 - 電気音響変換器用振動板の製造方法、および電気音響変換器用振動板 - Google Patents
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Description
請求項1の発明に係る電気音響変換器用振動板の製造方法は、規定形状の第1の振動板層と、前記第1の振動板層を射出成形用金型内にインサートした状態で前記第1の振動板層の材料と異なる射出材を前記射出成形用金型の射出口から前記射出成形用金型内に射出して形成された第2の振動板層とを有する多層構造の電気音響変換器用振動板の製造方法であって、前記インサート時に、前記射出成形用金型の前記射出口の近傍に形成された溝部と、前記第1の振動板層の端部に形成された凸形状の係合部とを嵌合し、前記嵌合した状態で前記射出成形用金型内で射出成形して前記第1および第2の振動板層を一体成形することを特徴とする。
上記製造方法では、射出成形用金型に形成された射出口の近傍に形成された溝部と、第1の振動板層の端部に形成された凸形状の係合部とを嵌合した状態で、第2の振動板層の材料に相当する射出材を射出口から射出すると、第1の振動板層の端部と、溝部が形成された射出成形用金型との間に射出材が流入することを防止することができ、成形不良を低減することができる。つまり高精度に射出成形された電気音響変換器用振動板を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
図2(a)は本発明の第1実施形態に係る電気音響変換器用振動板を説明するための断面図である。図2(b)は図2(a)に示した電気音響変換器用振動板の表面層を説明するための図である。
コーン形状の電気音響変換器用振動板1を例示して説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、ドーム形状、平面・平板形状等各種形態の電気音響変換器用振動板を対象とすることができる。また、コーン型電気音響変換器用振動板においても、以下の構造に特に限定されるものではない。また、円形状電気音響変換器用振動板1を説明するがこの形態に限られるものではない。電気音響変換器用振動板1は、例えば楕円形状、矩形状、その他任意の形状に形成されていてもよい。本発明に係る電気音響変換器用振動板1は、例えばスピーカやマイクロフォン等の電気音響変換器の振動板に採用することができる。
第1の振動板層3は、例えばシート状素材を、規定の振動板形状に成形することにより形成される。第1の振動板層3は、例えば樹脂フィルムや金属フィルム、樹脂、アラミド繊維,炭素繊維等の他、公知の各種の繊維による織布等を、コーン形状、ドーム形状、平面・平板形状等の所定振動板形状に成形することで形成されたものである。織布は、例えば2軸織り(平織り)や綾織等の所定方式の織り方により形成される。また、本実施形態に係る第1の振動板層3は、電気音響変換器用振動板1の表面層、詳細には表面側に形成された振動板層31、および裏面側に形成された振動板層32を有する。つまり、本実施形態に係る電気音響変換器用振動板1は、振動板層31,第2の振動板層5、振動板層32の3層構造を有する。本実施形態では電気音響変換器用振動板1は3層構造であるが、この形態に限られるものではない。例えば振動板層32(3)と第2の振動板層5とによる2層構造としてもよい。
また、電気音響変換器用振動板1は、例えば中央部をA−A線およびB−B線に沿って筒状に切抜くことにより形成された開口部1cを有する。この開口部1cには、例えばボイスコイルボビンが配設される。
この係合部322は例えば電気音響変換器用振動板1の製品段階で切除される。詳細には射出成形後に、例えば図2(a),(b)に示すように、振動板層31a,振動板層32aの中央部が、A−A線およびB−B線に沿って筒状に切抜かれることにより、係合部322が切除され、電気音響変換器用振動板1の開口部1cが形成される。
本実施形態に係る溝部111は、深さ方向がx軸方向に沿って形成されている。詳細には溝部111は、射出成形用金型11の内側面11aと規定角度θ1 例えば略90°となるように形成されている。また溝部111の深さは、例えば第1の振動板層3の端部に形成された係合部322と溝部111とが嵌合した状態で、射出材の流入時に離脱しない嵌合強度となるように設定される。
上記構成の射出成形用金型11は、着脱可能なスプルー部151と嵌合孔部152とが嵌合した状態で、溝部111が形成される構造となっているので、例えば溝部111に射出材等の不要物が詰った場合であっても、スプルー部151を射出成形用金型11から脱着することで溝部111から不要物を簡単に除去することができる。
まず、金型締め圧制御部7は、型締めシリンダ8を制御して、図7(a)に示すように射出成形用金型11の雄金型13,雌金型15を所定間隔に開いた状態に設定する。雄金型13に予め規定形状に形成された振動板層31aを取り付け、雌金型15に予め規定形状に形成された振動板層32aを取り付ける。この取り付け時(インサート時)に、射出成形用金型11の射出口25の近傍に形成された溝部111と、振動板層32の端部に形成された凸形状の係合部322を嵌合する。この際、真空吸着装置により振動板層31a,32aを金型13,15に固定してもよい。上述したように溝部111に振動板層32aの開口部321の端部に形成された係合部322を嵌合させることにより、インサート時の雌金型15に対する振動板層32aの位置決めと共に、その配置位置での雌金型15と振動板層32aの固定を行うことができる。
射出プロセス制御部10は、射出装置9を制御して、図7(c)に示すように、射出材30を射出口25から射出させる。射出材30は、雄金型13と雌金型15の内側により形成されたギャップ112内に流動する。この際、振動板層32aの係合部322と、雌金型15の溝部111とが嵌合しているので、振動板層32aの端部と雌金型15の間に隙間がないために、射出材30が振動板層32aの端部と雌金型15の間に流れ込むことを防止することができる。
射出プロセス制御部10は、射出装置9を制御して図7(d)に示すように、振動板層32aと振動板層31aとの間で射出材30が規定形状をなすように、規定量の射出材30を射出した後、射出を抑止する。また例えば射出時に、型閉じ状態から雄金型13,雌金型15を相互に離反する方向に所定量移動させることで、樹脂を流れ易くさせ、射出の途中で再度閉じる工程を追加して射出成形を行ってもよい。
次に図7(e)に示すように、取り出した振動板の中央部をA−A線およびB−B線に沿って筒状に切り抜く。また、電気音響変換器用振動板1の外周部をC−C線およびD−D線に沿って切り取る。上述した工程により、図7(f),図2(a)に示すように、第1の振動板層(表面層)3、および第2の振動板層(コア層)5により形成された多層構造の電気音響変換器用振動板1を得ることができる。
また、溝部111に振動板層32aの開口部321の端部に形成された係合部322を嵌合させることにより、インサート時の雌金型15に対する振動板層32aの位置決めと、その配置位置での雌金型15と振動板層32aの固定を同時に行うことができる。
図8は、本発明の第2実施形態に係る電気音響変換器用振動板1の製造方法の射出発泡成形工程を説明するための図である。図9は、図8に示した射出発泡成形工程を説明するための断面図である。
本実施形態に係る第2の振動板層5は、発泡剤を含む射出材30を射出成形用金型11内に射出して発泡させることにより形成される。詳細には、図8(a)に示すように、射出成形装置6の型締め機構によって射出成形用金型11の雄金型13と雌金型15との間の離間距離を規定距離に設定した後、例えば射出装置9からPP(ポリプロピレン)に発泡剤と無機物または有機物フィラーとが混合した樹脂混合剤(射出材)30を射出する。
また、このとき図8(b)に示すように、雄金型13と雌金型15との間に充填された射出材30は、射出成形用金型11または第1の振動板層3に接している部分から固化が始まり、固化した外表面層が図9に示すようにスキン層5aを形成し、溶解部分は射出装置9のスクリュー部から押し出される圧力と雄金型13および雌金型15による締め圧が掛かるため、分解した発泡剤のガスは圧縮されて発泡が抑制されながら固化が進んでいく。
ここで、雄金型13の型開きタイミングについて説明する。射出材30の充填が完全に終了する前に型開きを行ってしまうと、樹脂混合剤が射出成形用金型11の雄金型13および雌金型15のキャビティ内部に入り込み過ぎ、製品の重量が重くなってしまい、反対にタイミングが遅いと樹脂の固化が進みすぎ、発泡剤が発泡できないまま完全固化してしまうため、上記不具合が生じないような時間で型開きを行うことが好ましい。更に、例えば射出材30の樹脂温度、射出成形用金型11の温度、第1の振動板層3の温度、製品の厚さ、発泡剤の加量等の条件により、適宜型開きの時間を設定することが好ましい。
図10は、本発明の第3実施形態に係る電気音響変換器用振動板の製造方法を説明するための図である。第1〜第3実施形態の共通する部分については一部説明を省略する。本実施形態に係る射出成形装置6aは、シート形状の振動板層31aを射出成形用金型11b内にインサートし、射出成形用金型11bによる型締めおよび射出成形により規定形状の電気音響変換器用振動板1を形成する。
詳細には、本実施形態に係る射出成形装置6aの射出成形用金型11bは、雄金型13と雌金型15を有し、雄金型13には振動板押圧部19が形成されている。振動板押圧部19は、詳細には図10に示すように、コーン型の突出部13aに中心軸を一致させたリング状の押圧部191を有し、雄金型13に形成されたガイド孔13bによって、雌金型15側にスライド可能に支持されると共に、その後端部に配置された付勢部(ばね)23によって、雌金型15側に付勢されている。
まず、図10に示すように、射出成形用金型11bの雄金型13および雌金型15を所定間隔に開いた状態で、シート状の振動板31aを押圧部191の前面部に配設する。また、振動板層32aの端部に形成された係合部322と、雌金型15の射出口25の近傍に形成された溝部111とを嵌合させるように、振動板層32aを位置決めして固定する。次に予備成形工程を実施する。この予備成形工程では図11に示すように、射出成形用金型11を閉じることで、コーン型の突出部13aとコーン形状の凹部15aの狭持により所定形状の振動板層31aを得ることができる。また、第1実施形態と略同様に図7(d)〜(f)に示すように、雌金型15の射出口25から射出材30を射出することで、規定形状の多層構造の振動板を得ることができる。この多層構造の振動板の外周部および中央部を所定形状に切除することにより、規定形状の電気音響変換器用振動板1を得ることができる。
以上説明したように射出成形装置6aは、コーン形状等の規定形状に形成されていないシート形状の振動板層を射出成形用金型11内にインサートして、射出成形用金型11による型締めおよび射出成形により規定形状の電気音響変換器用振動板を形成することができる。また、簡単な工程により短時間に形成することができる。
また、上述した実施形態では、雌金型15に溝部111が形成されていたが、この形態に限られるものではない。例えば図12に示すように、射出成形用金型11cの雄金型13bに溝部131を形成し、この溝部131と、振動板層31aの開口部の端部に形成された係合部311とを係合した状態で射出成形を行ってもよい。射出成形後、A−A線およびB−B線に沿って円筒状に中央部を切除することで、第1実施形態に係る電気音響変換器用振動板1と同様な電気音響変換器用振動板1を得ることができる。また、振動板層31aの位置決めおよび固定を簡単に行うことができる。
また、射出成形用金型11の射出口25を、入力口側の内径に対して、出力口側の内径が大きくなるように又は略等しくなるように形成することで、射出成形後、電気音響変換器用振動板1を簡単に取り出すことができる。
また、上述した実施形態では、射出成形用金型11内に、表面および裏面それぞれに対応する2個の振動板層31a,32aをインサートして、その2個の振動板層内に合成樹脂等の射出材を射出成形することで第1の振動板層3と第2の振動板層5とを一体成形したが、この形態に限られるものではない。例えば、一枚の振動板層32aのみを射出成形用金型11にインサートした状態で射出成形してもよい。
3 第1の振動板層(表面層)
5 第2の振動板層(コア層)
5a 第2の振動板層のスキン層(未発泡層)
5b 第2振動板層の発泡層
6 射出成形装置
7 金型締め圧制御部
8 型締めシリンダ
9 射出装置
10 射出プロセス制御部
11 射出成形金型(射出成形用金型)
12 可動プラテン
13 雄金型
14 固定プラテン
15 雌金型
19 振動板押圧部
25 射出口(ゲート)
30 射出材
111 溝部
151 スプルー部
152 嵌合孔部
Claims (10)
- 規定形状の第1の振動板層と、前記第1の振動板層を射出成形用金型内にインサートした状態で前記第1の振動板層の材料と異なる射出材を前記射出成形用金型の射出口から前記射出成形用金型内に射出して形成された第2の振動板層とを有する多層構造の電気音響変換器用振動板の製造方法であって、
前記インサート時に、前記射出成形用金型の前記射出口の近傍に形成された溝部と、前記第1の振動板層の端部に形成された凸形状の係合部とを嵌合し、
前記嵌合した状態で前記射出成形用金型内で射出成形して前記第1および第2の振動板層を一体成形することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。 - 前記射出成形用金型の射出口の周縁部に形成された前記溝部と、前記第1の振動板層の開口部の端部に形成された前記係合部とを嵌合した状態で、前記射出成形を行うことを特徴とする請求項1に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
- 前記射出成形用金型内での前記射出材の流動方向と略直交する方向に形成された前記溝部と、前記第1の振動板層の前記端部に略L字形状に形成された前記係合部とを嵌合した状態で、前記射出成形を行うことを特徴とする請求項1に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
- 第1および第3の振動板層を前記射出成形用金型内にインサートし、
前記射出成形用金型の射出口の周縁部に形成された前記溝部と、前記第1の振動板層の開口部の端部に形成された前記係合部とが嵌合した状態で、前記第1および第3の振動板層間に前記射出材を射出して前記射出成形を行うことを特徴とする請求項1に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。 - シート形状の前記第3の振動板層を前記射出成形用金型内にインサートし、前記射出成形用金型による型締めおよび前記射出成形により規定形状の前記電気音響変換器用振動板を形成することを特徴とする請求項4に記載の製造方法。
- 発泡剤を含む前記射出材を前記射出成形用金型内に射出して発泡させることにより、前記第2の振動板層に発泡層を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
- 前記射出成形用金型内での射出発泡成形により、内部が発泡層,表層部が未発泡層の3層構造の前記第2の振動板層を形成することを特徴とする請求項6に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
- 前記射出成形用金型は、前記射出口が形成された第1の金型と、
前記第1の金型に対して規定位置に配置されることにより、前記第2の振動板層に係る規定形状のギャップを形成する第2の金型とを有し、
前記第1の金型に形成された前記射出口の周縁部に、前記溝部が形成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。 - 前記射出成形用金型は、前記射出口が形成された着脱可能なスプルー部と、前記スプルー部が嵌合する嵌合孔部とを有し、
前記スプルー部と前記嵌合孔部の内接面の端部に前記溝部が形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。 - 規定形状の第1の振動板層と、前記第1の振動板層を射出成形用金型内にインサートした状態で、前記第1の振動板の材料と異なる射出材を、前記射出成形用金型の射出口から前記射出成形用金型内に射出して形成された第2の振動板層とを有する多層構造の電気音響変換器用振動板であって、
前記インサート時に、前記射出成形用金型の前記射出口の近傍に形成された溝部と、前記第1の振動板層の端部に形成された凸形状の係合部とを嵌合し、前記嵌合した状態で前記射出成形用金型内で射出成形して、前記第1および第2の振動板層が一体成形されていることを特徴とする電気音響変換器用振動板。
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