专利名称：扬声器用振动板、使用它的扬声器、使用该扬声器的电子设备以及扬声器搭载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于各种音响设备或影像设备的扬声器用振动板、使用它的扬声 器、立体声组合或电视机组合等电子设备以及汽车等扬声器搭载装置。
背景技术：
以往的扬声器用振动板，已知有例如专利文献1和专利文献2中的结构。利用图 6对以往的扬声器用振动板进行说明。图6是以往的由注塑成型形成的树脂制扬声器用振 动板的剖面图。如图6所示，以往的扬声器用振动板31使用聚丙烯等树脂，通过在形状预先设定 的模具中对热熔后的树脂颗粒进行注塑成型而获得。作为这些注塑成型的树脂材料的种类，一般来说经常使用聚丙烯等单一材料。此 外，出于调整扬声器用振动板的物性值、即调整扬声器的特性或音质的目的，也存在使用不 同种类的树脂的混合类型振动板。此外，关于用这些树脂难于调整的物性值的调整，已实施的有通过混入云母等强 化材料来调整物性值和调整扬声器的特性或音质。又，为了进一步增加物性调整的自由度， 通过混入纸浆材料来实施音质调整。而且，由于数字技术的显著进步，最近的音响设备、影像设备以及搭载有这些电子 设备的汽车等扬声器搭载装置，与以往相比实现了飞跃性的性能提高。关于其音质，实现了低失真化、宽频带化、高动态范围化，增加了真实度，关于图 像，也由于高清化、等离子显示器等大型模块的出现和普及，实现了惊人的性能提高。由此，由于上述电子设备的性能提高，市场强烈要求用于这些电子设备的扬声器 的性能提高。因此，关于被市场强烈要求性能提高的扬声器，在扬声器的构成部件中，较大程度 上决定扬声器音质的扬声器用振动板的高性能化对策是必不可少的。但是，这种扬声器用 振动板，以往采用抄纸的制法、树脂的注塑成型或冲压的制法，因此，主要还是纸振动板或 树脂振动板。因此，虽然这些扬声器用振动板，分别发挥各自的特点且按照用途适当使用，但分 别存在缺点，没有符合上述市场要求的振动板。即，纸振动板具有能够精确地设定扬声器用振动板的物性值、扬声器的特性和音 质的调整自由度大的优点，但存在纸所特有的缺点即耐湿可靠性和强度较差的缺点。而且， 关于其生产，存在不得不需要所谓抄纸的非常多的工序的缺点。另一方面，树脂振动板能够确保耐湿可靠性和强度，也能够使外观优良，并能够提 高生产性。但是，由于仅能确保作为树脂注定存在的树脂特有的统一的物性值，因此存在扬 声器的特性、音质的调整范围非常窄的缺点。又，混入有树脂和纸浆材料的扬声器用振动板，其音质调整的自由度变大，耐湿可
3靠性也能够确保。但是，为了进一步提高物性和音质，需要加大扬声器用振动板的强度。专利文献1 日本实开平3-56287号说明书专利文献2 日本特开2003-204588号公报
发明内容
本发明提供一种扬声器用振动板，其扬声器的特性、音质的调整自由度较大，能够 确保耐湿可靠性和强度，此外生产性也可以提高。本发明是具有树脂和碳化竹材料的结构。采用该结构，与其它无机填充物相比，不 会较大地有损于树脂的内部损失，并且能够在树脂内高效地发挥碳化竹材料所具有的高刚 性。而且，通过保持树脂的耐湿、耐水性，使得扬声器用振动板的物性设定的自由度变大，能 够利用注塑成型获得生产性高的扬声器用振动板。因此，扬声器的特性、音质的调整自由度 大，可以确保耐湿可靠性和强度，此外，生产性也提高。
图1是本发明实施形态1的扬声器用振动板的剖面图。
图2是同一实施形态的扬声器用振动板的俯视图。
图3是本发明实施形态2的扬声器的剖面图。
图4是本发明实施形态3的电子设备的外观图。
图5是本发明实施形态4的扬声器搭载装置的剖面图。
图6是以往的扬声器用振动板的剖面图。
符号说明
1扬声器用振动板
IA树脂
IB碳化竹材料
IC竹纤维
2磁铁
3上部板
4轭部
5磁路
6磁隙
7框架
8音圈
9边缘
10扬声器
11外壳
12放大器
13播放器
14迷你立体声组合音响系统
15汽车
具体实施例方式下面，利用附图对本发明的实施形态进行说明(实施形态1)图1是本发明的实施形态1的扬声器用振动板的剖面图。图2是本实施形态的扬 声器用振动板的俯视图。在图1和图2中，扬声器用振动板1通过对混入有树脂IA和在 500°C以上的温度下碳化的竹材料IB的材料进行注塑成型而构成。树脂IA最好使用结晶性或非晶性烯烃树脂。通过使用烯烃树脂，使成型性良好。 而且，通过根据用途适当使用结晶性树脂和非晶性树脂，可以满足树脂材料的最佳物性值。另外，在500°C以上的温度下碳化的竹材料1B，与在低于500°C的温度下碳化的情 况相比，硬度增加、细孔发达、内部损失提高。由此，能够重现自然而明亮的音色，能够抑制 树脂特有的低沉而统一的音色。而且，混入竹纤维1C，并且该竹纤维与至少部分地细化到微 原纤维状态的材料复合化，从而可以调整和提高音质。如果用炭黑等染色，则会导致扬声器 用振动板1的刚性降低。但是，如果使用碳化竹材料1B，则在染色的同时也可提高扬声器用 振动板1的刚性。下面，对树脂IA采用聚丙烯的例子进行说明。聚丙烯一般来说容易得到，且进行 注塑成型也容易。但是，本发明的树脂不限于聚丙烯，也可以使用工程塑料或考虑环境而使 用以聚乳酸为代表的生物降解性塑料。碳化竹材料B的粒径为30 μ m以上且100 μ m以下较好，最好为40 μ m以上且70 μ m 以下。S卩，通过将碳化竹材料B的粒径做成ΙΟΟμπι以下，能够抑制分散不良，因此，可以 提高外观品位和物性。但是，如果超过100 μ m，则产生分散不良，实用上有损外观。另一方 面，通过将碳化竹材料B的粒径做成30 μ m以上，易于得到增强效果，能够高效地利用碳化 竹材料B。但是，如果小于30 μ m，则碳化竹材料B的实际利用效率变差。如此，如果竹材料 B的粒径小于30 μ m或大于100 μ m，会产生生产性和产品品位降低的问题。而且，当碳化竹材料B的粒径为30 μ m以上且小于40 μ m时，实用上虽然没有问 题，但难于高效地利用碳化竹材料IB的效果。另一方面，当碳化竹材料B的粒径为ΙΟΟμπι 以下且大于70 μ m时，实用上虽然没有问题，但容易产生分散不良且产生有损外观的趋势。 因此，同时充分满足生产性和产品品位的粒径为40 μ m以上且70 μ m以下。当碳化竹材料IB的混入率不到5重量％时，竹材料IB的效果几乎不显现。另一 方面，当碳化竹材料IB的混入率大于20重量％时，由于扬声器用振动板的脆化、流动性的 降低，会引起生产性和成型性降低，形状设定的自由度变小。而且，竹纤维IC最好为0. 2mm以上且3mm以下。该竹纤维1C，作为填充材料而被 添加，通过使用这种长度的竹纤维1C，当将树脂IA与碳化竹材料IB复合化时，强度提高的 效果能够得到最高效的发挥，且产品性和品质得到提高。另外，细化到微原纤维状态的竹纤维IC的平均纤维直径为10 μ m以下较佳。一般 来说，纤维长度L与纤维直径D之比即纵横比(L/D)较大的为高弹性，细化到微原纤维状 态的竹纤维IC的纵横比较大，因此能够实现高弹性模量。即，如果相对于纤维长度0. 2 3mm,平均纤维直径为0 10 μ m的话，则总是能获得高弹性模量。
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在此基础上，由于存在部分细化到微原纤维状态的竹纤维1C，从而微小的竹纤维 之间形成相互缠绕结构。由此，能够提高碳化竹材料B的硬度。其结果，能够更有效地得到 扬声器用振动板1的高弹性模量。而且，当想要得到更自然而明亮的音色时，含有竹纤维IC的竹材料也可以一部分 或全部使用竹粉。通过使用竹粉，能够易于向树脂中混入50重量％以上的竹纤维1C。艮口， 通过使用竹粉，能够使用半数量以上的天然纤维，能够降低使用树脂时的环境负荷。此外，当强化扬声器用振动板1时，或当赋予声音一些重音、使声压频率特性具有 峰值而调整音质时，也可以混入强化材料。作为这种强化材料，可以使用云母、滑石、碳酸 钙、粘土(日文々X )中的至少一种。例如，当在强化材料中混入云母时，可以使弹性模 量提高。另外，当混入滑石、碳酸钙、粘土时，可以提高内部损失。而且，通过使用碳化竹材料1B，能够不使扬声器用振动板1的弹性模量降低地调 整扬声器用振动板1的色彩。而且，通过使用相溶剂，能够增大像聚丙烯这样的非极性树脂与竹纤维的相溶性， 高效地发挥竹纤维的特点。尤其，对于相溶剂，最好使用水解性长链烷基硅烷。这是因为， 水解性长链烷基硅烷的长链烷基在结构上与聚丙烯等烯烃树脂类似，因而相溶性较好。其 结果，与竹纤维的相溶性也增加，特性提高。而且，相溶剂不限于此，也可以使用其它通过硅 烷偶联剂、无水马来酸等改性的、给予极性的所谓改性聚丙烯。另外，通过分别组合竹纤维、强化材料、相溶剂的材料，可以对扬声器用振动板1 的物性值进行自由且高精度的调整，能够实现规定的特性和音质。关于该规定的特性和音 质的实现，需要与特性塑造、音质塑造相关的高深技巧，但一般大多通过如下所示的方法实 施。S卩，关于扬声器的特性塑造、音质塑造，通过改变其构成部件的参数，可以进行某 种程度上的改变，能够接近规定的特性和音质。例如，假设扬声器的构成部件中除了扬声器 用振动板1以外的其它零件的参数被固定为一定。扬声器用振动板1的可变参数，除了其 物性值以外，有面积、形状、重量、面厚等。然而，扬声器用振动板1的面积、形状、重量、面厚在扬声器设计的初期阶段就基 本确定了。即，扬声器的声压频率特性和音质大致由扬声器用振动板1的物性值以外的条 件决定。此时，在其声压频率特性上大多产生不需要的高峰、低谷，往往在特定的频带区产 生较大的失真。而且，音质形成为较大地依赖其声压频率特性的音色。这些现象由扬声器 用振动板1的面积、形状、重量、面厚引起，尤其大多由扬声器用振动板1的振动模式引起。 为了改善这种不需要的高峰、低谷、失真而获得良好的音质，在对振动板材料进行选定时， 可以按照以下的顺序进行。首先，将被认为可以满足该扬声器所要求的声压频率特性、音质、可靠性等级的材 料选定为树脂1A、碳化竹材料1B、至少部分被细化到微原纤维状态的竹纤维IC以及其它混 入材料。此时，关于成为基础的树脂1A，尤其关注其耐热等级等可靠性而进行选定，而且，各 种树脂IA选定固有音色与规定音色相近的材料。接下来，对于想要删除的声压频率特性上不需要的高峰、低谷，选定各材料。当解 决低谷问题时，选定在频率上存在共振的树脂材料，相反，当解决高峰问题时，选定在频率 上存在内部损失的材料。关于此材料选定，考虑树脂1A、碳化竹材料1B、竹纤维1C、其它混入材料的特有的密度、弹性模量、内部损失、音色、成形扬声器用振动板1的形状时的共振 频率等来进行选定。接下来，对选定的材料进行混炼，为了进行注塑成型，制作高度充填有碳化竹材料 IB和竹纤维IC的母料颗粒(日文^卞夕一 d午《> ^卜)。然后，使用该母料颗粒，利 用注塑成型获得扬声器用振动板1。接下来，对如此获得的扬声器用振动板1的物性值等进行测量和评价。使用扬声 器用振动板1试做扬声器，实际测量特性、音质，而且进行试听并最终评价。经评价没有获 得规定的特性和音质时，反复进行几次这样的试做过程。并且，在这个过程中，对材料选定 和它们的混合率加以改善，逐渐接近目标特性和音质。通过反复进行上述过程，就可以做成能够满足规定特性和音质的扬声器用振动板 1。或者，可以做成与规定特性和音质非常接近的扬声器用振动板1。虽然聚丙烯一般来说容易得到，且进行注塑成型也容易，但本发明不限于这种树 脂材料，可以根据所需的特性值自由地适当使用。例如，当需要高耐热性、高耐溶剂性时，也 可使用与该用途吻合的工程塑料。而且，考虑到环境，也可以使用生物降解性塑料、尤其是聚乳酸。与聚丙烯相比，聚 乳酸与竹纤维的相溶性较好，而且通过在相溶剂中使用丹宁等，可以进一步提高相溶性。像上述说明的那样，在本实施形态中，混入树脂和碳化竹材料而构成扬声器用振 动板。采用该结构，使竹材料碳化，从而可发挥高弹性模量，进一步实现硬质化。因此，能够 使扬声器用振动板1高刚性化，提高音质。此外，在保持同样作为树脂振动板的特点的高内部损失、耐湿、耐水可靠性的同 时，扬声器用振动板1的物性设定的自由度变大。而且，通过由注塑成型获得上述扬声器用振动板1，可以得到生产性、尺寸稳定性 都提高的扬声器用振动板1。而且，通过从各式各样的材料中选定这些树脂、以及作为混入材料的强化材料，并 设定适当的混合率，从而可以实现以往实现不了的高精度特性和音质调整。此外，对于色彩等产品的品位，也可实现碳化竹材料所具有的高品位的黑色系设 计。因此，能够获得外观优良的扬声器用振动板1。此外，添加碳黑类的颜料会使扬声器用 振动板1的刚性降低，但如果使用碳化竹材料，则在着色的同时还可以提高扬声器用振动 板1的刚性。而且，关于该组合的变化也存在可无限设定的可能，在特性塑造、音质塑造以 及设计上，能够满足所需的要求。(实施形态2)图3是本发明实施形态2的扬声器的剖面图。如图3所示，本实施形态的扬声器， 通过用上部板3和轭部4夹住被磁化的磁铁2从而构成内磁型磁路5。将框架7与磁路5 的轭部4结合。借助边缘9，将实施形态1中所说明的扬声器用振动板1的外周粘结在该框 架7的周缘部。将音圈8的一端与扬声器用振动板1的中心部结合，将相反的一端嵌入磁 路5的磁隙6中而结合。在本实施形态中，通过向音圈8输入声音信号的电流，从而在音圈8上作用力矩， 使扬声器用振动板1振动而产生声音。在本实施形态中，对具有内磁型的磁路5的扬声器进行了说明，但本发明不限于
7此，也可应用于具有外磁型的磁路的扬声器。采用该结构，像实施形态1中所说明的那样，特性、音质的调整的自由度大，也能 够确保耐湿可靠性和强度，能够实现外观优良、生产性高的扬声器。(实施形态3)图4是作为本发明的实施形态3的电子设备的音响用迷你立体声组合音响系统 (日文一二二 >* 7歹A )的外观图。扬声器10被装入外壳(日文工 > 夕口夕弋 一)11中而构成扬声器系统21。放大器12具有输入到扬声器系统21中的电信号的放大 电路。播放器等操作部13将信号源输出，该信号源被输入到放大器12中。如此，作为电子 设备的音响用迷你立体声组合音响系统14具有放大器12、操作部13、扬声器系统21。放大 器12、操作部13、外壳11为迷你立体声组合音响系统14的主体部。即，扬声器10安装在 迷你立体声组合音响系统14的主体部上。在扬声器10中，安装有实施形态1中所说明的 扬声器用振动板。因此，可以采用实施形态2中所说明的扬声器作为扬声器10。从主体部 的放大器12向扬声器10的音圈供电，从而从扬声器用振动板发出声音。在由以上结构构成的迷你立体声组合音响系统14中，像实施形态1所说明的那 样，可以实现以往未实现的高精度的特性塑造、音质塑造，可以进行崭新的设计。另外，作为扬声器10在电子设备上的应用，对音响用迷你立体声组合音响系统14 进行了说明，但本发明不限于此。也可以应用于可搬运的便携音响设备等。此外，也可广泛 应用、扩展到液晶电视和等离子电视等影像设备、手机等信息通信设备、计算机相关设备等 电子设备。(实施形态4)图5是本发明实施形态4的扬声器搭载装置即汽车15的剖面图。如图5所示，本 实施形态的汽车15具有汽车主体16。将扬声器10组装在汽车主体16的后托架或前板上， 作为车辆导航仪或车辆音响的一部分使用。在扬声器10中，安装有实施形态1中所说明的 扬声器用振动板。因此，可以采用实施形态2中所说明的扬声器作为扬声器10。采用本实 施形态，在车辆内部，可以从扬声器10获得车辆导航仪的声音引导或车辆音响的音乐等。因此，采用本实施形态，像实施形态1所说明的那样，可以实现发挥扬声器10的特 点的高精度特性塑造、音质塑造，可以获得黑色系的崭新的设计。因此，可以提高搭载有该 扬声器10的汽车等的扬声器搭载装置的音响设计自由度。产业上的实用性本发明可以应用于需要高精度的特性塑造、音质塑造、崭新的设计的扬声器用振 动板、扬声器、影像音响设备和信息通信设备等电子设备、以及汽车等扬声器搭载装置。
权利要求
一种扬声器用振动板，其特征在于，含有树脂和碳化竹材料。
2.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，还含有竹纤维。
3.如权利要求2所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述竹纤维还含有做成微原纤 维状态的所述竹纤维。
4.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，其由注塑成型形成。
5.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述树脂为结晶性或非晶性烯 烃树脂。
6.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述树脂为聚丙烯。
7.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述碳化竹材料的粒径在30μ m 以上、IOOym以下的范围内。
8.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述碳化竹材料，在500°C或高 于500°C的温度下碳化。
9.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述碳化竹材料的混入率在5重 量％以上、20重量％以下的范围内。
10.如权利要求2所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述竹纤维的纤维长在0.2mm 以上、3mm以下的范围内。
11.如权利要求3所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述做成微原纤维状态的竹纤 维的平均纤维直径为10 μ m或小于10 μ m。
12.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述竹材料为竹粉。
13.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，还含有强化材料。
14.如权利要求13所述的扬声器用振动板，其特征在于，所述强化材料由云母、滑石、 碳酸钙、粘土中的至少一种构成。
15.如权利要求1所述的扬声器用振动板，其特征在于，还含有相溶剂。
16.一种扬声器，其特征在于，包括与具有磁隙的磁路结合的框架；与所述框架的外周部结合的权利要求1 15中任一项所述的扬声器用振动板；以及与所述扬声器用振动板结合、并且一部分配置在所述磁路的所述磁隙中的音圈。
17.一种电子设备，其特征在于，具有扬声器以及将向所述扬声器输入的输入信号放大 的放大电路，所述扬声器包括与具有磁隙的磁路结合的框架；与所述框架的外周部结合的权利要求1 15中任一项所述的扬声器用振动板；以及与所述扬声器用振动板结合、并且一部分配置在所述磁路的所述磁隙中的音圈。
18.—种扬声器搭载装置，其特征在于，在移动体中具有扬声器，该扬声器包括与具有磁隙的磁路结合的框架；与所述框架的外周部结合的权利要求1 15中任一项所述的扬声器用振动板；以及与所述扬声器用振动板结合、并且一部分配置在所述磁路的所述磁隙中的音圈。
全文摘要
一种扬声器用振动板，含有树脂(1A)和碳化竹材料(1B)，其物性值设定的自由度大，可以确保耐湿可靠性和强度，外观优良，生产性和尺寸稳定性也可以提高，因此能够实现高精度的特性塑造、音质塑造，进行崭新的设计。
文档编号H04R7/02GK101911725SQ20098010276
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月7日 优先权日2008年1月18日
发明者梶原义道, 沟根信也, 神阳平, 西村和晃 申请人:松下电器产业株式会社