JP3658107B2

JP3658107B2 - Speaker

Info

Publication number: JP3658107B2
Application number: JP27657596A
Authority: JP
Inventors: 高志小椋; 耕作村田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: JPH10126883A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音響機器等に用いられるスピーカに関し、詳しくはスピーカを構成する振動板の耐熱性向上およびスピーカの音質向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカを構成する振動板は、通常、紙パルプやプラスチック等の可燃性素材を用いて構成されている。したがって、スピーカ用ボイスコイルやスピーカが内蔵されている電気機器等の異常発熱が原因となって、可燃面積の広い振動板に引火するおそれがある。
【０００３】
そこで、従来の技術としては、スピーカを構成する振動板の材料として金属やセラミック等の無機材料を用いて、耐熱性を向上させる手法が広く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属やセラミック等の無機材料を振動板の材料として用いると、振動板の重量が増加するために音響変換能率が低下し、材料および製造的な面におけるコストパフォーマンスも低くなる。そこで、このような材料を用いるスピーカは、防災用スピーカ等の特殊な用途に限られ、汎用的なスピーカにはほとんど使用されていない。また、金属やセラミック等の無機材料を用いた振動板には、これらの素材固有の共振モードが生じるために、紙パルプ等から成る振動板よりも音質的に劣る。
【０００５】
以上のように、従来の技術に係るスピーカを構成する振動板の材料としては、高耐熱性と高音質との両者を兼ね備えたものが乏しく、耐熱性に優れた振動板を用いたスピーカは音質を犠牲にするために、防災用等の特殊用途でしかなかった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、スピーカを構成する振動板の耐熱性を向上させるとともに、音響特性に優れ、かつコスト的にも優れた振動板を提供し、この振動板を用いて汎用的に使用されるスピーカを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るスピーカは、表面および裏面の少なくとも一面が熱発泡性樹脂膜により被覆されている振動板を用いて構成されているスピーカにおいて、前記熱発泡性樹脂膜は、常温雰囲気下においては発泡反応が開始する前の状態であり、かつ前記熱発泡性樹脂膜を構成する発泡剤がポリリン酸アンモニウムおよび炭酸水素ナトリウムの少なくとも一つであることを特徴とする。
【０００８】
このような構成としたことにより、振動板の耐熱性を向上させることができるとともに、スピーカの音質をも向上させることができる。具体的には、振動板に形成された熱発泡性樹脂膜は、所定の温度になると発泡を開始して発泡層を形成する。この発泡層は、発泡前（熱発泡性樹脂膜）の数倍から数十倍の厚みを成し、これが断熱層として機能するので、振動板を構成する紙パルプ等の基材を効果的に保護する。つまり、遮炎・遮熱効果により、高温度の炎や熱風が振動板に触れた場合でもその熱が基材まで達する時間を遅らせ、基材の劣化に伴う振動板破壊までの時間を長時間引き延ばすことが可能となる。また、発泡層はその形状を保持したまま炭化に至るため、スピーカが破壊する以前に紙パルプ基材が熱により劣化して熱分解してしまうことはない。さらに、熱発泡性樹脂膜を形成させることにより、振動板の弾性率、剛性および内部損失等を向上させることができるため、スピーカの音質等の音響特性の向上が可能となる。
【０００９】
前記熱発泡性樹脂膜を構成する樹脂としては、アクリル樹脂であることが好ましい。なお、前記アクリル樹脂とは、アクリル酸およびその誘導体を重合したものの総称であり、アクリル酸およびそのエステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸およびそのエステルなどの重合体および共重合体などが含有される。本発明に用いる前記アクリル樹脂としては、アクリロニトリル、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸メチルの重合体およびそれらの共重合体から選択された少なくとも一つの樹脂であることが好ましく、具体的には、アクリロニトリル重合体、アクリル酸エステル重合体またはメタクリル酸メチル重合体、およびアクリロニトリルとアクリル酸エステルとの共重合体、アクリル酸エステルとメタクリル酸メチルとの共重合体、またはメタクリル酸メチルとアクリロニトリルとの共重合体、ならびにアクリロニトリルとアクリル酸エステルとメタクリル酸メチルとの共重合体から選択された少なくとも一つの樹脂であることが好ましい。
【００１０】
また、前記熱発泡性樹脂膜が紫外線吸収剤を含有していることが好ましく、前記紫外線吸収剤がサリシレートエステルおよびベンゾエートエステルの少なくとも一つであることが好ましい。このような構成としたことにより、熱発泡性樹脂膜および振動板の耐候性を向上させることができる。
【００１１】
また、前記熱発泡性樹脂膜の膜厚が前記振動板の共振を防止する膜厚に調整されていることが好ましい。
さらに、前記熱発泡性樹脂膜の一部の膜厚が他の部分よりも厚く形成されて補強部とされ、この補強部が前記振動板の共振を防止することが好ましく、前記補強部が前記振動板の共振の節となる部分を覆っていること、または前記補強部の長手方向が前記振動板の節とほぼ直交していることが好ましい。つまり、前記振動板の共振の節となる部位を中心として前記熱発泡性樹脂膜の膜厚を調整することで前記振動板の剛性を局部的に高めて、共振部分を補強して共振モードを抑え、音響特性上の歪を低減させることができる。
【００１２】
また、前記振動板が、紙パルプ、プラスチック、アルミニウム、アルミニウム合金およびマグネシウム合金から選択された少なくとも一つの基材から形成されていることが好ましい。
【００１３】
さらに熱発泡性樹脂膜を形成する熱発泡性樹脂への各種素材の配合を行うことにより、振動板に耐候性および耐水性等の機能を付与することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスピーカを構成する振動板及びその素材の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る振動板素材の断面図を示したものである。この振動板素材は、厚さ０．４ｍｍの紙パルプ１上に、乾燥後の厚みが０．０５ｍｍの熱発泡性樹脂膜２となるように、コーターバーを用いて熱発泡性樹脂を塗布し、８０℃の恒温槽において１時間、乾燥硬化させたものである。
【００１６】
熱発泡性樹脂としては、アクリル樹脂に発泡剤（例えば、ポリリン酸アンモニウム）を２０％の割合で配合したものが用いられる。アクリル樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、アクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体、あるいはメタクリル基を有するメタクリル酸メチルなどの重合体、またはそれらのモノマーの共重合体等があげられ、このなかで、熱による発泡および炭化層が形成しやすい等の観点から、アクリロニトリルまたはアクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体を用いることが好ましい。
【００１７】
このように、振動板素材の基材である紙パルプ１上に熱発泡性樹脂を塗布して熱発泡性樹脂膜を形成させることにより、振動板素材の耐熱性を向上させることができる。
【００１８】
また、従来の紙パルプのみの振動板素材と本発明品との音響特性（振動板の弾性率および内部損失）を比較したものが以下の［表１］である。
【００１９】
【表１】

【００２０】
この［表１］から明らかなように、基材の紙パルプ１に熱発泡性樹脂を塗布した本実施形態に係る振動板素材の方が、従来品よりも、スピーカ用振動板としての素材に要求される弾性率および内部損失が優れていることが確認された。
【００２１】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る振動板素材について説明する。この振動板素材は、厚さ０．４ｍｍの紙パルプ上に、乾燥後の厚みが０．１ｍｍの熱発泡性樹脂膜となるように熱発泡性樹脂を塗布し、８０℃の恒温槽において１時間、乾燥硬化させたものである。
【００２２】
熱発泡性樹脂としては、アクリル樹脂に発泡剤（例えば、ポリリン酸アンモニウム）を２０％の割合で配合したものが用いられる。アクリル樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、アクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体、あるいはメタクリル基を有するメタクリル酸メチルなどの重合体、またはそれらのモノマーの共重合体等があげられ、このなかで、熱による発泡および炭化層が形成しやすい等の観点から、アクリロニトリルまたはアクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体を用いることが好ましい。
【００２３】
この振動板素材の耐熱性等を評価するために、図２に示す装置を用いて以下の試験を行った。まず、この振動板素材を５０ｍｍ角に切断したものを試験片３として、樹脂膜が形成されている面を電気炉４の炉内に向くように設置する。炉外は室温とし、炉内の温度をおよそ１℃／秒の割合で上昇させ、加熱側雰囲気温度を炉内に設置した温度計５にて測定し、室温側（炉外）に向けられた紙パルプの表面温度を非接触型温度計６で測定した。そして、燃焼が起きるまでの加熱時間、加熱側（炉内）温度および燃焼が起きたときの炉内側と炉外側との試験片３の両面の温度差を記録した。従来の紙パルプのみで形成された振動板素材についても同様の試験を行った。これらの結果をまとめたものが、以下の［表２］である。
【００２４】
【表２】

【００２５】
この［表２］から明らかなように、基材の紙パルプに樹脂膜を形成させた本実施形態に係る振動板素材の方が、従来品よりも、耐熱性および燃焼劣化までの経過時間等の耐熱性が優れていることが確認された。また、図３は試験後の振動板素材の断面図を示している。紙パルプ１上の熱発泡性樹脂膜は、熱によって発泡した樹脂層（以下「発泡層」という）７に変化している。このような発泡層７が断熱層として機能するので、紙パルプ１への引火を効果的に防止することができる。
【００２６】
（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態に係る振動板素材について説明する。この振動板素材は、厚さ０．４ｍｍの紙パルプ上に、乾燥後の厚みが０．５ｍｍの熱発泡性樹脂膜となるようにコーターバーを用いて熱発泡性樹脂を塗布し、８０℃の恒温槽において１時間、乾燥硬化させたものである。
【００２７】
熱発泡性樹脂としては、アクリル樹脂に発泡剤（例えば、ポリリン酸アンモニウム）を２０％の割合で配合したものが用いられる。アクリル樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、アクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体、あるいはメタクリル基を有するメタクリル酸メチルなどの重合体、またはそれらのモノマーの共重合体等があげられ、このなかで、熱による発泡および炭化層が形成しやすい等の観点から、アクリロニトリルまたはアクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体を用いることが好ましい。
【００２８】
この振動板素材の難燃性を評価するために以下の試験を行った。まず、この振動板素材を５０ｍｍ角に切断したものを試験片として、この試験片の中央部分にバーナーを用いておよそ１０００℃の炎を１０秒間直接照射した。従来の紙パルプのみで形成された振動板についても同様の試験を行った。
【００２９】
その結果、従来品の場合は、バーナーの照射後５秒で紙パルプに引火し、炎が紙パルプ全面に拡散して全体が燃焼して炭化に至った。一方、本実施形態に係る試験片の熱発泡性樹脂膜を形成した面に炎を照射した場合は、炎の接近時から発泡反応を開始して紙パルプ基材を保護した。その後、発泡層は発泡形状を保持して炭化に至るが、本実施形態に係る試験片は、１０秒間の照射では燃焼して炭化に至ることはなかった。
【００３０】
以上の結果から、基材の紙パルプに樹脂膜を形成させた本実施形態に係る振動板素材の方が、従来品よりも、難燃性が優れていることが確認された。
（第四の実施形態）
次に、本発明の第四の実施形態に係る振動板について説明する。この振動板は、紙パルプを抄紙して振動板形状に成形したもの１４の表面に、乾燥後の厚みが０．１ｍｍの熱発泡性樹脂膜となるように熱発泡性樹脂を均一に塗布し、８０℃の恒温槽内で１時間、乾燥硬化させたものである。
【００３１】
熱発泡性樹脂としては、アクリル樹脂に発泡剤（例えば、ポリリン酸アンモニウム）を２０％の割合で配合したものを用いる。アクリル樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、アクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体、あるいはメタクリル基を有するメタクリル酸メチルなどの重合体、またはそれらのモノマーの共重合体等があげられ、このなかで、熱による発泡および炭化層が形成しやすい等の観点から、アクリロニトリルまたはアクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体を用いることが好ましい。
【００３２】
塗布の方法としては、刷毛やローラーを用いる方法、吹き付け法やディッピング法があげられる。製造方法としては、あらかじめ耐熱性を向上させた（あらかじめ熱発泡性樹脂を塗布した）振動板をスピーカシステムに組み込む方法であってもよいし、既にスピーカシステムとして紙パルプ振動板を組み込んだ後に振動板部分にのみ熱発泡性樹脂を塗布する方法であってもよい。本実施形態においては、後者の方法によりスピーカシステムを製造した。
【００３３】
本実施形態によれば、スピーカシステム中の振動板に、以上のように熱発泡性樹脂膜を形成させることにより、振動板部分の耐熱性を向上させたスピーカを得ることができる。
【００３４】
図４および図５は、小口径楕円スピーカ（１１０×４０mm）の音圧−周波数特性を示している。図４は、小口径楕円スピーカの振動板として紙パルプのみで形成された従来品を用いた場合の音圧−周波数特性を示しており、図５は、小口径楕円スピーカの振動板として紙パルプの上に熱発泡性樹脂膜を形成した本実施形態に係る振動板を用いた場合の音圧−周波数特性を示している。図４において、３本の波形線は、音圧−周波数特性８、二次歪み特性９および三次歪み特性１０を示している。
【００３５】
従来品に係る振動板および本実施形態に係る振動板の高域限界周波数（ｆｈ）および平坦性を比較した結果を以下の［表３］に示す。
【００３６】
【表３】

【００３７】
この［表３］から明らかなように、紙パルプに樹脂膜を形成させた本実施形態に係る振動板素材の方が、従来品よりも、優れていることが確認された。すなわち、振動板の弾性率が向上することにより高域限界周波数（ｆｈ）が高域にシフトし、より高域までの再生が可能となる。また、樹脂の高内部損失のために、特定周波数における不要共振を押さえてピークディップが減少して平坦性が向上した。
【００３８】
また、振動板の基材として紙パルプの代わりにアルミを用いたスピーカについても同様な結果が得られた。さらに、このような構成にしたことにより、金属製の振動板に特有の高域再生での固有音が減少することが確認された。
【００３９】
なお、本実施形態においては、振動板の表面に熱発泡性樹脂膜を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、振動板の裏面に熱発泡性樹脂膜を設けてもよい。また、振動板の表面と裏面との両面に設けてもよい。
【００４０】
（第五の実施形態）
次に、本発明の第五の実施形態に係る振動板について説明する。これは、第四の実施形態で得られた振動板の一部に樹脂を再塗布して補強部を形成したものである。このときの塗布厚は、例えば０．５ｍｍとする。
【００４１】
本実施形態によれば、再塗布を行った部分いわゆる補強部（以下「リブ」という）を設けて振動板を補強することにより、共振の低減を行うことが可能となる。このリブによる補強としては、共振の節に当たる部分を覆うように厚みを持たせてリブを設けて補強する場合と、共振の節と垂直に交わるようにリブを設けて補強する場合とがある。また、表面だけではなく裏面にもリブを設けて、サンドイッチ構造による剛性の向上によって共振を抑制することも可能である。
【００４２】
図６は、楕円スピーカの振動板の上面図であり、振動板にリブを設けた状態を示している。図６（ａ）は、楕円スピーカの振動板１６に現れる第一次共振の節１３を覆うようにリブ１１を設けて補強している状態を示している。図６（ｂ）は、楕円スピーカの振動板１６に現れる第一次共振の節１３と直角に交わるようにリブ１２を設けて補強している状態を示している。
【００４３】
図７は、本実施形態に係る振動板（図６の（ａ））を用いて構成したスピーカの音圧−周波数特性を示したものである。この振動板は上述したように、第四の実施形態の（図５で示される音圧−周波数特性を有する）振動板に、同じ樹脂を用いて局部的に０．５ｍｍの厚さとなるように、第一次共振の節を補強するリブを設けたものである。
【００４４】
図７で示される本実施形態と、図５で示される第四の実施形態との第一次共振（９５０Ｈｚ）のピークディップおよび歪み率（二次歪みおよび三次歪み）の比較を以下の［表４］に示す。
【００４５】
【表４】

【００４６】
この［表４］から明らかなように、リブを設けた本実施形態に係る振動板素材の方が、第一次共振（９５０Ｈｚ）のピークディップおよび歪み率（二次歪みおよび三次歪み）について優れていることが確認された。
【００４７】
なお、本実施形態においては、第一次共振の節を覆うように、またはその節に直角にリブを設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜共振を防止することができる位置にリブを設ければよい。
【００４８】
また、本実施形態においては、楕円スピーカの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば丸形スピーカに適用した場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００４９】
（第六の実施形態）
次に、本発明の第六の実施形態に係る振動板素材について説明する。この振動板素材は、厚さ２５０μｍのアルミニウム板上に、乾燥後の厚みが０．１ｍｍの熱発泡性樹脂膜となるようにコーターバーを用いて熱発泡性樹脂を塗布し、８０℃の恒温槽において１時間、乾燥硬化させたものである。
【００５０】
熱発泡性樹脂としては、アクリル樹脂に発泡剤（例えば、ポリリン酸アンモニウム）を２０％の割合で配合したものが用いられる。アクリル樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、アクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体、あるいはメタクリル基を有するメタクリル酸メチルなどの重合体、またはそれらのモノマーの共重合体等があげられ、このなかで、熱による発泡および炭化層が形成しやすい等の観点から、アクリロニトリルまたはアクリル酸エステルなどのアクリル基を有するものの重合体を用いることが好ましい。
【００５１】
図８は、振動板素材に対して、およそ１０００℃のバーナー炎を１５秒間照射する試験を行った後の振動板素材の状態を示したものである。図８（ａ）は、上記処理を施していないアルミニウム板１４である振動板素材に対して試験を行った後の状態を示しており、図８（ｂ）は、本実施形態に係る振動板素材に対して試験を行った後の状態を示している。
【００５２】
この図８から明らかなように、熱発泡性樹脂膜が形成されていないアルミニウム板１４は高温により変形してしまうが、熱発泡性樹脂膜が形成されているアルミニウム板１５の方、いわゆる本実施形態に係る振動板素材については発泡層７が形成されるために、アルミニウム板１５に変形はみられない。このことから、振動板素材の基材としてアルミニウム板を用いた場合も、熱発泡性樹脂を塗布することによって振動板素材の耐熱性が向上することが確認できた。
【００５３】
また、本発明に係る各実施形態においては、熱発泡性樹脂を構成する発泡剤としてポリリン酸アンモニウムを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、酢酸アミル、酢酸ブチル、ジアゾアミノベンゼン等を用いてもよい。
【００５４】
さらに、本発明に係る各実施形態においては、熱発泡性樹脂に紫外線吸収剤を含有させてもよく、紫外線吸収剤としては、サリシレートエステルおよびベンゾエートエステル等があげられる。このように、熱発泡性樹脂に紫外線吸収剤を含有させれば、熱発泡性樹脂膜および振動板の耐候性を向上させることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スピーカを構成する振動板の基材である紙パルプ等に常温雰囲気下においては発泡反応が開始する前の状態であり、かつポリリン酸アンモニウムおよび炭酸水素ナトリウムの少なくとも一つである発泡剤を有する熱発泡性樹脂を塗布することにより、振動板の弾性率および内部損失を付与するため、音響特性を向上させることができる。また、樹脂の厚みを選択的に変化させる（リブを設ける）ことにより共振モードを制御し、ピークディップが少なく、より平坦性の高い音響特性を得ることができる。
【００５６】
さらに、紙パルプ等に常温雰囲気下においては発泡反応が開始する前の状態であり、かつ前記熱発泡性樹脂膜を構成する発泡剤がポリリン酸アンモニウムおよび炭酸水素ナトリウムの少なくとも一つである熱発泡性樹脂を塗布することにより、高温雰囲気下においては、塗布された熱発泡性樹脂が熱により発泡反応を開始して発泡層が形成され、この発泡層が断熱層として機能するため、基材である紙パルプ等を保護することができる。また、さらなる高温下においては、発泡層が炭化層となって、この炭化発泡層が断熱層として機能するため、基材である紙パルプ等を熱および炎から効果的に保護することが可能となる。したがって、基材の物理特性を高温雰囲気下で長時間安定に保つことができ、可燃面積の広い振動板への外部からの熱による引火を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る振動板素材の断面図
【図２】耐熱評価装置の概略図
【図３】本発明の第二の実施形態に係る振動板素材に形成されている熱発泡性樹脂膜の発泡が完了した状態の振動板素材の断面図
【図４】紙パルプのみで形成された振動板を用いて構成されているスピーカの音圧−周波数特性図
【図５】本発明の第四の実施形態に係る振動板素材で形成された振動板を用いて構成されているスピーカの音圧−周波数特性図
【図６】（ａ）本発明の第五の実施形態に係る振動板の上面図
（ｂ）本発明の第五の実施形態に係る他の振動板の上面図
【図７】本発明の第五の実施形態に係る振動板を用いて構成されているスピーカの音圧−周波数特性図
【図８】（ａ）アルミニウム板のみで形成された振動板素材の熱劣化試験後の断面図
（ｂ）本発明の第六の実施形態に係る振動板素材の熱劣化試験後の断面図
【符号の説明】
１紙パルプ
２熱発泡性樹脂膜
３試験片
４電気炉
５温度計
６非接触型温度計
７発泡層
８音圧−周波数特性
９二次歪み特性
１０三次歪み特性
１１，１２補強部（リブ）
１３第一次共振の節
１４，１５アルミニウム板
１６楕円スピーカの振動板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a loudspeaker used for audio equipment and the like, and more particularly to improvement of heat resistance of a diaphragm constituting the loudspeaker and improvement of sound quality of the loudspeaker.
[0002]
[Prior art]
The diaphragm constituting the speaker is usually configured using a combustible material such as paper pulp or plastic. Therefore, there is a risk of igniting a diaphragm having a wide flammable area due to abnormal heat generation of a voice coil for a speaker or an electric device with a built-in speaker.
[0003]
Therefore, as a conventional technique, a technique for improving heat resistance is widely known by using an inorganic material such as metal or ceramic as a material of a diaphragm constituting a speaker.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an inorganic material such as metal or ceramic is used as the material of the diaphragm, the weight of the diaphragm increases, so that the acoustic conversion efficiency is lowered, and the cost performance in terms of material and manufacturing is also lowered. Therefore, a speaker using such a material is limited to a special application such as a disaster prevention speaker, and is hardly used for a general-purpose speaker. In addition, a diaphragm using an inorganic material such as metal or ceramic is inferior in sound quality to a diaphragm made of paper pulp or the like because resonance modes unique to these materials are generated.
[0005]
As described above, there is a lack of materials that have both high heat resistance and high sound quality as materials for the diaphragms constituting the speaker according to the prior art, and speakers using diaphragms with excellent heat resistance are sound quality. It was only for special purposes such as for disaster prevention.
[0006]
The present invention has been made to solve such problems, and improves the heat resistance of the diaphragm constituting the speaker, and provides a diaphragm having excellent acoustic characteristics and cost. An object of the present invention is to provide a speaker that can be used for general purposes using this diaphragm.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a speaker according to the present invention is a speaker configured by using a diaphragm in which at least one of a front surface and a back surface is covered with a heat foamable resin film. In a normal temperature atmosphere, the foaming reaction is in a state before starting , and the foaming agent constituting the thermally foamable resin film is at least one of ammonium polyphosphate and sodium hydrogencarbonate .
[0008]
With such a configuration, the heat resistance of the diaphragm can be improved, and the sound quality of the speaker can also be improved. Specifically, the thermally foamable resin film formed on the diaphragm starts to foam when a predetermined temperature is reached and forms a foamed layer. This foam layer is several to several tens of times thicker than before foaming (thermally foamable resin film), and functions as a heat insulating layer. Protect. In other words, due to the flame shielding / heat shielding effect, even when high temperature flame or hot air touches the diaphragm, the time for the heat to reach the substrate is delayed, and the time until the diaphragm breaks due to the deterioration of the substrate is prolonged. It can be extended. Further, since the foam layer is carbonized while maintaining its shape, the paper pulp base material is not deteriorated by heat and thermally decomposed before the speaker breaks. Furthermore, by forming the thermally foamable resin film, it is possible to improve the elastic modulus, rigidity, internal loss and the like of the diaphragm, so that it is possible to improve the acoustic characteristics such as the sound quality of the speaker.
[0009]
The resin constituting the thermally foamable resin film is preferably an acrylic resin. The acrylic resin is a general term for polymers obtained by polymerizing acrylic acid and derivatives thereof, and includes polymers and copolymers such as acrylic acid and esters thereof, acrylamide, acrylonitrile, methacrylic acid and esters thereof, and the like. The acrylic resin used in the present invention is preferably at least one resin selected from acrylonitrile, an acrylic ester or methyl methacrylate polymer, and a copolymer thereof, specifically, an acrylonitrile polymer. , Acrylic acid ester polymer or methyl methacrylate polymer, and copolymer of acrylonitrile and acrylic acid ester, copolymer of acrylic acid ester and methyl methacrylate, or copolymer of methyl methacrylate and acrylonitrile, In addition, at least one resin selected from a copolymer of acrylonitrile, an acrylate ester, and methyl methacrylate is preferable.
[0010]
The thermally foamable resin film preferably contains an ultraviolet absorber, and the ultraviolet absorber is preferably at least one of salicylate ester and benzoate ester. By setting it as such a structure, the weather resistance of a thermally foamable resin film and a diaphragm can be improved.
[0011]
Moreover, it is preferable that the film thickness of the thermally foamable resin film is adjusted to a film thickness that prevents resonance of the diaphragm.
Furthermore, it is preferable that a part of the film thickness of the thermally foamable resin film is formed to be thicker than the other part to be a reinforcing part, and the reinforcing part prevents resonance of the diaphragm, and the reinforcing part is It is preferable that a portion that becomes a resonance node of the diaphragm is covered, or that the longitudinal direction of the reinforcing portion is substantially orthogonal to the node of the diaphragm. That is, by adjusting the film thickness of the thermally foamable resin film centered on the resonance node of the diaphragm, the rigidity of the diaphragm is locally increased, and the resonance portion is reinforced by reinforcing the resonance part. It is possible to suppress the distortion in the acoustic characteristics.
[0012]
Moreover, it is preferable that the said diaphragm is formed from the at least 1 base material selected from paper pulp, a plastics, aluminum, an aluminum alloy, and a magnesium alloy.
[0013]
Furthermore, functions such as weather resistance and water resistance can be imparted to the diaphragm by blending various materials into the heat-foamable resin that forms the heat-foamable resin film.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a diaphragm constituting the speaker according to the present invention and materials thereof will be described with reference to the drawings.
[0015]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a diaphragm material according to the first embodiment of the present invention. This diaphragm material is formed by applying a heat-foamable resin on a paper pulp 1 having a thickness of 0.4 mm using a coater bar so as to form a heat-foamable resin film 2 having a thickness of 0.05 mm after drying. , And dried and hardened in a constant temperature bath at 80 ° C. for 1 hour.
[0016]
As the thermally foamable resin, an acrylic resin blended with a foaming agent (for example, ammonium polyphosphate) at a ratio of 20% is used. Examples of the acrylic resin include polymers having acrylic groups such as acrylonitrile and acrylate esters, polymers such as methyl methacrylate having methacrylic groups, and copolymers of these monomers. From the viewpoint of easy foaming by heat and easy formation of a carbonized layer, it is preferable to use a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile or an acrylate ester.
[0017]
Thus, the heat resistance of a diaphragm raw material can be improved by apply | coating a thermally foamable resin on the paper pulp 1 which is a base material of a diaphragm raw material, and forming a thermally foamable resin film.
[0018]
The following [Table 1] compares the acoustic characteristics (the elastic modulus and internal loss of the diaphragm) of the conventional diaphragm material made only of paper pulp and the product of the present invention.
[0019]
[Table 1]

[0020]
As is clear from this [Table 1], the diaphragm material according to the present embodiment, in which a thermally foamable resin is applied to the paper pulp 1 of the base material, is more suitable as a material for a speaker diaphragm than the conventional product. It was confirmed that the required elastic modulus and internal loss were excellent.
[0021]
(Second embodiment)
Next, the diaphragm material according to the second embodiment of the present invention will be described. This diaphragm material was coated on a 0.4 mm thick paper pulp by applying a heat foamable resin so as to form a heat foamable resin film having a thickness of 0.1 mm after drying. It has been dry-cured for hours.
[0022]
As the thermally foamable resin, an acrylic resin blended with a foaming agent (for example, ammonium polyphosphate) at a ratio of 20% is used. Examples of the acrylic resin include a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile and an acrylate ester, a polymer such as methyl methacrylate having a methacrylic group, and a copolymer of these monomers. From the viewpoint of easy foaming by heat and easy formation of a carbonized layer, it is preferable to use a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile or an acrylate ester.
[0023]
In order to evaluate the heat resistance and the like of the diaphragm material, the following test was performed using the apparatus shown in FIG. First, the diaphragm material cut into a 50 mm square is used as a test piece 3, and the surface on which the resin film is formed is placed so as to face the furnace of the electric furnace 4. The temperature outside the furnace was set to room temperature, the temperature inside the furnace was increased at a rate of about 1 ° C./second, the atmosphere temperature on the heating side was measured with a thermometer 5 installed in the furnace, and directed to the room temperature side (outside the furnace) The surface temperature of the paper pulp was measured with a non-contact type thermometer 6. Then, the heating time until combustion occurred, the temperature on the heating side (inside the furnace), and the temperature difference between both sides of the test piece 3 between the inside of the furnace and the outside of the furnace when combustion occurred were recorded. A similar test was performed on a diaphragm material made only of conventional paper pulp. The following [Table 2] summarizes these results.
[0024]
[Table 2]

[0025]
As is clear from this [Table 2], the diaphragm material according to the present embodiment in which a resin film is formed on the paper pulp of the base material has better heat resistance and elapsed time until combustion deterioration than the conventional product. It was confirmed that the heat resistance of was excellent. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the diaphragm material after the test. The thermally foamable resin film on the paper pulp 1 is changed to a resin layer (hereinafter referred to as “foamed layer”) 7 foamed by heat. Since such a foam layer 7 functions as a heat insulating layer, it is possible to effectively prevent the paper pulp 1 from being ignited.
[0026]
(Third embodiment)
Next, a diaphragm material according to a third embodiment of the present invention will be described. This diaphragm material was applied to a paper pulp having a thickness of 0.4 mm using a coater bar so as to form a heat-foamable resin film having a thickness of 0.5 mm after drying. And dried and hardened in a constant temperature bath for 1 hour.
[0027]
As the thermally foamable resin, an acrylic resin blended with a foaming agent (for example, ammonium polyphosphate) at a ratio of 20% is used. Examples of the acrylic resin include polymers having acrylic groups such as acrylonitrile and acrylate esters, polymers such as methyl methacrylate having methacrylic groups, and copolymers of these monomers. From the viewpoint of easy foaming by heat and easy formation of a carbonized layer, it is preferable to use a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile or an acrylate ester.
[0028]
In order to evaluate the flame retardancy of the diaphragm material, the following tests were conducted. First, the diaphragm material cut into 50 mm square was used as a test piece, and a flame at about 1000 ° C. was directly irradiated for 10 seconds using a burner at the center of the test piece. A similar test was performed on a diaphragm formed only of conventional paper pulp.
[0029]
As a result, in the case of the conventional product, the paper pulp ignited 5 seconds after the irradiation of the burner, the flame diffused over the entire surface of the paper pulp, and the whole was combusted and led to carbonization. On the other hand, when a flame was irradiated on the surface of the test piece according to the present embodiment on which the thermally foamable resin film was formed, the foaming reaction was started from the approach of the flame to protect the paper pulp base material. Thereafter, the foamed layer retained the foamed shape and led to carbonization, but the test piece according to the present embodiment did not burn and carbonize when irradiated for 10 seconds.
[0030]
From the above results, it was confirmed that the diaphragm material according to the present embodiment in which a resin film was formed on the paper pulp of the base material was superior in flame retardancy than the conventional product.
(Fourth embodiment)
Next, a diaphragm according to a fourth embodiment of the present invention will be described. This diaphragm is made by applying a heat-foamable resin uniformly on the surface of a paper 14 made of paper pulp and molded into the shape of a diaphragm so as to form a heat-foamable resin film having a thickness of 0.1 mm after drying. , And dried and hardened in a constant temperature bath at 80 ° C. for 1 hour.
[0031]
As the heat-foamable resin, an acrylic resin blended with a foaming agent (for example, ammonium polyphosphate) at a ratio of 20% is used. Examples of the acrylic resin include polymers having acrylic groups such as acrylonitrile and acrylate esters, polymers such as methyl methacrylate having methacrylic groups, and copolymers of these monomers. From the viewpoint of easy foaming by heat and easy formation of a carbonized layer, it is preferable to use a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile or an acrylate ester.
[0032]
Examples of the application method include a method using a brush or a roller, a spraying method, and a dipping method. As a manufacturing method, a method of incorporating a diaphragm whose heat resistance has been improved in advance (previously coated with a heat-foamable resin) into a speaker system may be used, or vibration after a paper pulp diaphragm is already incorporated as a speaker system. The method of apply | coating a thermally foamable resin only to a board part may be sufficient. In the present embodiment, the speaker system is manufactured by the latter method.
[0033]
According to the present embodiment, a speaker with improved heat resistance of the diaphragm portion can be obtained by forming the thermally foamable resin film on the diaphragm in the speaker system as described above.
[0034]
4 and 5 show the sound pressure-frequency characteristics of a small-diameter elliptical speaker (110 × 40 mm). FIG. 4 shows sound pressure-frequency characteristics when a conventional product made only of paper pulp is used as a diaphragm for a small-diameter elliptical speaker. FIG. 5 shows paper pulp as a diaphragm for a small-diameter elliptical speaker. The sound pressure-frequency characteristic at the time of using the diaphragm which concerns on this embodiment in which the thermally foamable resin film was formed on is shown. In FIG. 4, three waveform lines indicate a sound pressure-frequency characteristic 8, a second-order distortion characteristic 9, and a third-order distortion characteristic 10.
[0035]
[Table 3] below shows the results of comparing the high-frequency limit frequency (fh) and flatness of the diaphragm according to the conventional product and the diaphragm according to the present embodiment.
[0036]
[Table 3]

[0037]
As apparent from [Table 3], it was confirmed that the diaphragm material according to the present embodiment in which a resin film was formed on paper pulp was superior to the conventional product. That is, when the elastic modulus of the diaphragm is improved, the high frequency limit frequency (fh) is shifted to a high frequency, and reproduction to a higher frequency is possible. In addition, due to the high internal loss of the resin, unnecessary resonance at a specific frequency was suppressed, peak dip was reduced, and flatness was improved.
[0038]
Similar results were obtained with a speaker using aluminum as the base material of the diaphragm instead of paper pulp. Furthermore, it has been confirmed that the use of such a configuration reduces the natural sound in high-frequency reproduction that is characteristic of metal diaphragms.
[0039]
In this embodiment, the case where the thermally foamable resin film is provided on the surface of the diaphragm has been described. However, the present invention is not limited to this, and the thermally foamable resin film is provided on the back surface of the diaphragm. May be. Further, it may be provided on both the front and back surfaces of the diaphragm.
[0040]
(Fifth embodiment)
Next, a diaphragm according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In this example, a reinforcing portion is formed by re-applying resin to a part of the diaphragm obtained in the fourth embodiment. The coating thickness at this time is, for example, 0.5 mm.
[0041]
According to this embodiment, it is possible to reduce resonance by providing a re-applied portion so-called reinforcing portion (hereinafter referred to as “rib”) to reinforce the diaphragm. As the reinforcement by the rib, there are a case where the rib is provided to increase the thickness so as to cover a portion corresponding to the resonance node, and a case where the rib is provided so as to intersect perpendicularly with the resonance node. Also, it is possible to suppress the resonance by providing ribs on the back surface as well as the front surface and improving the rigidity by the sandwich structure.
[0042]
FIG. 6 is a top view of the diaphragm of the elliptic speaker, and shows a state in which ribs are provided on the diaphragm. FIG. 6A shows a state in which the rib 11 is provided and reinforced so as to cover the primary resonance node 13 appearing on the diaphragm 16 of the elliptical speaker. FIG. 6B shows a state in which the rib 12 is provided and reinforced so as to intersect with the primary resonance node 13 appearing on the diaphragm 16 of the elliptical speaker.
[0043]
FIG. 7 shows the sound pressure-frequency characteristics of a speaker configured using the diaphragm according to the present embodiment (FIG. 6A). As described above, this diaphragm has a thickness of 0.5 mm locally using the same resin as the diaphragm (having the sound pressure-frequency characteristics shown in FIG. 5) of the fourth embodiment. A rib for reinforcing a node of the primary resonance is provided.
[0044]
A comparison of the peak dip and distortion rate (second-order distortion and third-order distortion) of the primary resonance (950 Hz) between the present embodiment shown in FIG. 7 and the fourth embodiment shown in FIG. 4].
[0045]
[Table 4]

[0046]
As is clear from this [Table 4], the diaphragm material according to this embodiment provided with ribs is superior in the peak dip and distortion rate (secondary distortion and third-order distortion) of the primary resonance (950 Hz). It was confirmed that
[0047]
In the present embodiment, the description has been given of the case where the rib is provided so as to cover the node of the primary resonance or at a right angle to the node, but the present invention is not limited to this and appropriately prevents the resonance. What is necessary is just to provide a rib in the position which can do.
[0048]
In this embodiment, the case of an elliptic speaker has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained even when applied to a round speaker, for example.
[0049]
(Sixth embodiment)
Next, a diaphragm material according to a sixth embodiment of the present invention will be described. This diaphragm material was coated on a 250 μm thick aluminum plate using a coater bar to form a thermally foamable resin film having a thickness of 0.1 mm after drying, and a constant temperature of 80 ° C. It was dried and cured in a bath for 1 hour.
[0050]
As the thermally foamable resin, an acrylic resin blended with a foaming agent (for example, ammonium polyphosphate) at a ratio of 20% is used. Examples of the acrylic resin include a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile and an acrylate ester, a polymer such as methyl methacrylate having a methacrylic group, and a copolymer of these monomers. From the viewpoint of easy foaming by heat and easy formation of a carbonized layer, it is preferable to use a polymer having an acrylic group such as acrylonitrile or an acrylate ester.
[0051]
FIG. 8 shows the state of the diaphragm material after a test in which a diaphragm flame of approximately 1000 ° C. is irradiated for 15 seconds with respect to the diaphragm material. FIG. 8A shows a state after testing the diaphragm material that is the aluminum plate 14 not subjected to the above-described treatment, and FIG. 8B shows the diaphragm according to the present embodiment. The state after testing the material is shown.
[0052]
As apparent from FIG. 8, the aluminum plate 14 on which the heat-foamable resin film is not formed is deformed by a high temperature, but the aluminum plate 15 on which the heat-foamable resin film is formed is the so-called present embodiment. Since the foam layer 7 is formed on the diaphragm material according to the form, the aluminum plate 15 is not deformed. From this, even when an aluminum plate was used as the base material of the diaphragm material, it was confirmed that the heat resistance of the diaphragm material was improved by applying the thermally foamable resin.
[0053]
In each embodiment according to the present invention, the case where ammonium polyphosphate is used as the foaming agent constituting the thermally foamable resin has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, sodium bicarbonate. Ammonium carbonate, amyl acetate, butyl acetate, diazoaminobenzene or the like may be used.
[0054]
Furthermore, in each embodiment according to the present invention, the heat-foamable resin may contain an ultraviolet absorber, and examples of the ultraviolet absorber include salicylate esters and benzoate esters. As described above, when the ultraviolet absorbent is contained in the thermally foamable resin, the weather resistance of the thermally foamable resin film and the diaphragm can be improved.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the paper pulp or the like which is the base material of the diaphragm constituting the speaker is in a state before starting the foaming reaction in a normal temperature atmosphere , and ammonium polyphosphate and sodium hydrogen carbonate. By applying a thermally foamable resin having a foaming agent that is at least one of the above, the elastic modulus and internal loss of the diaphragm are imparted, so that the acoustic characteristics can be improved. In addition, by selectively changing the thickness of the resin (providing ribs), the resonance mode can be controlled, and acoustic characteristics with less flat dip and higher flatness can be obtained.
[0056]
Furthermore, thermal foaming is performed in a normal temperature atmosphere on paper pulp before the foaming reaction starts , and the foaming agent constituting the thermally foamable resin film is at least one of ammonium polyphosphate and sodium hydrogen carbonate. By applying a heat-resistant resin, in a high-temperature atmosphere, the applied heat-foamable resin starts a foaming reaction due to heat to form a foam layer, and this foam layer functions as a heat insulating layer. A certain paper pulp etc. can be protected. In addition, at a higher temperature, the foamed layer becomes a carbonized layer, and this carbonized foamed layer functions as a heat insulating layer, so that it is possible to effectively protect the paper pulp as a base material from heat and flame. Become. Therefore, the physical properties of the substrate can be kept stable for a long time in a high-temperature atmosphere, and ignition from heat to the diaphragm having a wide combustible area can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a diaphragm material according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a heat resistance evaluation apparatus. FIG. 3 is formed on a diaphragm material according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a diaphragm material in a state where foaming of the heat-foamable resin film is completed. FIG. 4 is a diagram of sound pressure-frequency characteristics of a speaker configured using a diaphragm formed only of paper pulp. 5] Sound pressure-frequency characteristic diagram of a speaker constituted by using a diaphragm formed of a diaphragm material according to the fourth embodiment of the present invention. [FIG. 6] (a) Fifth embodiment of the present invention. FIG. 7B is a top view of another diaphragm according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 7 is configured using the diaphragm according to the fifth embodiment of the present invention. Fig. 8 (a) Thermal degradation test of diaphragm material made only of aluminum plate The cross-sectional view (b) cross-sectional view after the heat aging test of the diaphragm material according to a sixth embodiment of the present invention Description of Reference Numerals]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Paper pulp 2 Thermal foaming resin film 3 Test piece 4 Electric furnace 5 Thermometer 6 Non-contact type thermometer 7 Foamed layer 8 Sound pressure-frequency characteristic 9 Secondary distortion characteristic 10 Third distortion characteristic 11, 12 Reinforcement part (rib)
13 Nodes 14 and 15 of primary resonance 16 Aluminum plate 16 Oval speaker diaphragm

Claims

In a speaker configured using a diaphragm in which at least one of the front surface and the back surface is coated with a thermally foamable resin film, the thermally foamable resin film is in a state before starting a foaming reaction in a normal temperature atmosphere. And a foaming agent constituting the thermally foamable resin film is at least one of ammonium polyphosphate and sodium hydrogen carbonate .

The speaker according to claim 1, wherein the resin constituting the thermally foamable resin film is an acrylic resin.

The speaker according to claim 2, wherein the acrylic resin is at least one resin selected from a polymer of acrylonitrile, an acrylate ester or methyl methacrylate, and a copolymer thereof.

The speaker according to any one of claims 1 to 3 , wherein the thermally foamable resin film contains an ultraviolet absorber.

The speaker according to claim 4, wherein the ultraviolet absorber is at least one of salicylate ester and benzoate ester.

The speaker according to any one of claims 1 to 5 , wherein a film thickness of the thermally foamable resin film is adjusted to a film thickness that prevents resonance of the diaphragm.

The speaker according to claim 6, wherein a part of the thermally foamable resin film is formed thicker than the other part to form a reinforcing part, and the reinforcing part prevents resonance of the diaphragm.

The speaker according to claim 7 , wherein the reinforcing portion covers a portion that becomes a resonance node of the diaphragm.

The speaker according to claim 7, wherein a longitudinal direction of the reinforcing portion is substantially orthogonal to a node of the diaphragm.

The speaker according to any one of claims 1 to 9 , wherein the diaphragm is formed of at least one base material selected from paper pulp, plastic, aluminum, an aluminum alloy, and a magnesium alloy.