专利名称：扬声器振膜和包含该扬声器振膜的扬声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扬声器振膜和包含该扬声器振膜的扬声器。
背景技术：
通常，用于扬声器的扬声器振膜等振动系统部件，是通过使用粘合剂将各自成型为预定形状的振膜、边缘和垫圈组装来获得。如此获得的振动系统部件存在因各个部件的组合而可能产生的接合不良的问题，以及特性可能会随着粘合剂使用量变化而波动的问题。此外，为了防止扬声器操作故障，有必要使用高精确的组装夹具，而这将产生低生产率的问题。此外，在使用较少粘合剂材料(例如烯烃基热塑性树脂)的情况下，还需要在应用粘合剂之前进行例如涂布底漆等处理，而这又将带来生产率和生产成本等问题。为解决上述问题，(JP特开平7-15793)已提出利用双色成型(double molding)对振膜、边缘和垫圈进行成型的方法。然而，振膜和边缘之间的接合部的强度和刚度较低，因此存在振膜和边缘产生分割振动(divided vibration)的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题而提出本发明，因此本发明的目的在于提供一种能够抑制分割振动出现的扬声器振膜并提供一种包含该扬声器振膜的扬声器。根据本发明一个实施方式的扬声器振膜，包括振膜部；和边缘部，该边缘部与振膜部一体成型并由与振膜部不同的材料制成，其中振膜部包括在其外周端上沿着与振膜部的振动方向大致平行的方向直立设置的外壁部；边缘部的内周面与外壁部的外周面接合；并且外壁部具有大于振膜部厚度的高度。在本发明的优选实施方式中，振膜部包括在外壁部的下方延伸的音圈引导部。在本发明的优选实施方式中，振膜部包括聚烯烃基热塑性树脂以及选自无机填料和谷物中的一种。在本发明的优选实施方式中，边缘部具有0° 70°的邵氏硬度 (JIS-Ahardness)。在本发明的优选实施方式中，扬声器振膜还包括垫圈部，该垫圈部由与振膜部相同的材料制成，并且该垫圈部与边缘部的外周部一体成型并接合到边缘部的外周部。在本发明的优选实施方式中，外壁部包括沿径向突出的突起部；突起部包括在外壁部的周向上以大致相等的间隔设置的多个突起部。 在本发明的优选实施方式中，振膜部和边缘部通过利用双色成型使彼此一体成型来获得。根据本发明的另一方面，本发明提供一种扬声器。本发明的扬声器包含本发明的扬声器振膜；以及安装到音圈引导部的音圈。根据本发明，扬声器振膜的振膜部包括在其外周端上沿着与振膜部的振动方向大致平行的方向直立设置的外壁部，该外壁部的外周面和边缘部的内周面彼此接合。因此，可以提供接合部强度良好并且能够抑制分割振动出现的扬声器振膜，并提供包含该扬声器振膜的扬声器。
在附图中图IA是根据本发明优选实施方式的扬声器振膜的示意性俯视图；图IB是沿着图IA中rt-Ib线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图；图IC是沿着图IA中Ic-Ic线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图；图2A是根据本发明另一优选实施方式的扬声器振膜的示意性俯视图；图2B是沿着图2A中nb-nb线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图；图2C是沿着图2A中Ilc-IIc线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图；图3是根据本发明优选实施方式的扬声器的示意图；图4是根据本发明另一优选实施方式的扬声器的示意性立体图；图5A 5C是示意性地示出根据本发明优选实施方式的扬声器振膜的制造方法的示意图；图6A 6C是示意性地示出根据本发明另一优选实施方式的扬声器振膜的制造方法的示意图；图7是在比较例1中获得的扬声器振膜的示意性横截面图；图8是示出在实施例1和比较例1中获得的扬声器的声压频率特性图；图9是示出在实施例1和比较例2中获得的扬声器的声压频率特性图；以及图10是示出在实施例1和比较例2中获得的扬声器振膜的负载与位移特性图。
具体实施例方式A.扬声器振膜以及扬声器的整体结构图IA是根据本发明优选实施方式的扬声器振膜的示意性俯视图。图IB是沿着图 IA中rt-Ib线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图。图IC是沿着图IA中Ic-Ic线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图。应该注意，图IB和图IC中没有示出扬声器振膜的左半部分，该扬声器振膜的左半部分与其右半部分相对于通过0点的中心轴对称；并且图IA的比例与图IB和图IC的比例不同。扬声器振膜100包括振膜部10和由与振膜部材料不同的材料制成的边缘部20。边缘部20与振膜部10的外周部接合。振膜部10包括，位于其外周端部上沿大致平行于振膜部10的振动方向A(下文中简称作振动方向A)直立设置的管状外壁部11。振膜部10和边缘部20彼此接合以使外壁部11的外周面和边缘部20 的内周面彼此保持紧密接触。此外，外壁部11的高度X大于振膜部的厚度Y1。如上所述，振膜部10的外壁部11沿着与振动方向A大致平行的方向直立设置。 因此，振膜部10和边缘部20之间的接合部的接合面的方向，与振动方向A大致平行。由于振膜部10和边缘部20之间具有这样的接合，因此边缘部20不易受到振膜部10的振动影响，并且外壁部的高度X大于振膜部的厚度Y1。因此，形成在外壁部11的外周面上的接合部的接合强度良好。因此，振膜部10和边缘部20中的反共振被抑制，因此可以获得具有更少分割振动的扬声器振膜。
如上所述，外壁部11的高度X大于振膜部的厚度Y1。在一个实施方式中，除了形成外壁部11和肋14的部分之外，振膜部10的厚度Yl优选为0. Imm 0. 3mm。关于上述外壁部11的厚度，没有形成突起部的部分的厚度Y2沿径向优选为0. Imm 0. 3mm，而形成突起部13的部分的厚度TO沿径向优选为0. 5mm 0. 7mm。上述外壁部11的高度X优选为 0. 5mm 1mm，更优选为0. 75 1mm。注意到，边缘部20的厚度Z优选为0. Imm 0. 3mm。振膜部10优选地包括在外壁部11下方延伸的音圈引导部12。音圈引导部12被设置成振膜部10的一部分。当音圈引导部12被设置在该位置时，音圈可被布置在振膜部 10和边缘部20之间的接合部附近的位置，因此可以获得具有更少分割振动的扬声器。在一个实施方式中，与所示的实施例相同，音圈引导部12在外壁部11的外周面的内侧(中心侧)在外壁部11的下方延伸，并且在外壁部11的外周面与音圈引导部12之间设置台阶。 该台阶的设置使音圈容易安装和固定。如图IA所示，上述外壁部11可以包括沿径向突出的突起部13。突起部13可以沿径向向内或向外突出，还可以沿径向既向内又向外突出。与所示的实施例相同，突起部13 优选地沿径向向内突出。在设置突起部13时，在成型后容易从模中脱模。多个突起部13 可以在振膜部10的外壁部11的周向上以大致相等的间隔设置。在一个实施方式中，六个突起部13以60°的间隔沿周向设置。振膜部10的表面上可以包括从振膜部10的中心侧向外侧径向形成的实肋14。多条肋14可被布置在与上述突起部13相对应的位置上。图2A是根据本发明另一优选实施方式的扬声器振膜的示意性俯视图。图2B是沿着图2A中nb-nb线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图。图2C是沿着图2A中 Ilc-IIc线剖开的扬声器振膜的主要部分的横截面图。应该注意，图2B和图2C没有示出扬声器振膜的左半部，该扬声器振膜的左半部与其右半部关于通过0点的中心轴对称；图2A 的比例与图2B和图2C的比例不同。扬声器振膜200还包括与边缘部20的外周部接合的垫圈部30。根据本发明的扬声器振膜是一体成型的产品。换言之，上述振膜部和边缘部不需要使用粘合剂而彼此成一体。此外，在扬声器振膜包括垫圈部的情况下，振膜部、边缘部和垫圈部可以在不使用粘合剂的情况下彼此成一体。利用这种配置，因为各个组件牢固地固定在一体，因此可以获得具有更少分割振动和更高接合力的扬声器振膜。此外，不存在随着粘合剂使用量的变化而引起的问题，因此可以获得质量稳定性良好的扬声器振膜。此外，可以减少元件的数量和工时，因此可以获得低成本的扬声器和扬声器振膜。图3是根据本发明的优选实施方式的扬声器的示意图。图3的左半部分示意性地示出扬声器的侧面，而其右半部分示意性地示出扬声器的横截面。扬声器300包括扬声器振膜100或200(在所示实施例中为扬声器振膜200)和音圈40。音圈40被安装到上述扬声器振膜的音圈引导部12。音圈40优选地具有线圈42缠绕在圆筒形线轴41上的结构。线轴41的端部插入扬声器振膜的音圈引导部12中，并通过任何适宜的粘合剂(例如，橡胶基粘合剂、环氧基粘合剂或紫外线固化型粘合剂)进行接合。请注意，在扬声器振膜不包括垫圈部的情况下，可以将配置成独立部件的垫圈与扬声器振膜接合，从而得到扬声器。此外， 如图4所示，根据本发明的扬声器实际上可以包括磁性回路部件50和框架60。A-1.振膜部
上述振膜部含有任何适宜的树脂。优选地，利用比包含在边缘部中的热塑性弹性体(后面将描述)的粘合性能(熔接性能)更好的树脂，作为包含在振膜部中的树脂。这是因为在振膜部与边缘部一体成型时可以获得高的粘合性能。上面描述的树脂的例子包括聚烯烃基热塑性树脂。聚烯烃基热塑性树脂的具体例子包括聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚 (1- 丁烯)，聚异丁烯和聚甲基戊烯。它们可以单独或者组合使用。通过使用上述树脂，可以获得具有内部损耗优势的轻型扬声器振膜。聚丙烯是最优选的。这是因为聚丙烯在强度、 重量的轻度和通用性上平衡良好。上述振膜部中所含树脂的溶解参数，可以根据边缘部中所包含的热塑性弹性体的种类来设定。振膜部中包含的树脂的溶解参数优选为7. 8 (J/cm3)1/2 10 (J/cm3)1/2,更优选为 7.9(J/cm3)"2 8.2(J/cm3)"2。上述振膜部可以含有任何适宜的添加剂。添加剂的例子包括无机填料和谷物。当上述振膜部含有无机填料时，可以获得耐热性和强度优异的扬声器振膜。无机填料的具体例子包括玻璃纤维和云母。上述玻璃纤维的纤维长度优选为0. Imm 2mm，更优选为0. 5mm 1mm。此外，玻璃纤维的纤维直径优选为3 μ m 24 μ m，更优选为5 μ m 10 μ m。任何适宜的谷物可用作上述谷物。谷物的具体例子包括大米、玉米、大麦、小麦、黑麦、日语中称为黍、粟或稗的小米、以及甘蔗。它们可以单独或者组合来使用。在谷物中大米是最优选的。作为大米，不仅仅可以使用食用大米也可以使用非食用的存储大米。使用存储大米，即将要被丢弃的过剩大米，具有生产成本和环境的优势。可以采用任何适宜的形状作为上述振膜部的形状。振膜部优选地具有圆顶形状。 当振膜部具有圆顶形状时，音圈可以布置在靠近振膜部和边缘部之间的接合部的位置，因此可以获得具有更少分割振动的扬声器振膜。A-2.边缘部上述边缘部优选地含有热塑性弹性体。热塑性弹性体的例子包括苯乙烯基弹性体、聚酯基弹性体、烯烃基弹性体和聚氨酯基弹性体。苯乙烯基弹性体是最优选的。这是因为苯乙烯基弹性体具有低硬度和高延展性，因此可以获得即使在大振幅时也具有优异线性度的扬声器振膜和扬声器。上述苯乙烯基弹性体的具体例子包括聚苯乙烯-氢化的聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-氢化的聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-氢化丁二烯 /异戊二烯共聚物-聚苯乙烯三嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物以及聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物。它们可以单独或者组合使用。上述热塑性弹性体的溶解参数优选为8. l(J/cm3)V2 9. 7 (J/cm3) V2，更优选为 8. l(J/cm3)"2 8. 5 (J/cm3)"2。上述边缘部所具有的邵氏硬度(JIS-Ahardness)优选为0° 70°，更优选为 15° 60°，且特别优选为35° 55°。在此范围内，可以获得即使在大振幅时也具有优异线性度的扬声器振膜和扬声器。形成上述边缘部的材料的拉伸断裂伸长率(根据JIS-K 6251确定)优选为 500% 1000%。在此范围内，可以获得即使在大振幅时也具有优异线性度的扬声器振膜和扬声器。
A-3.垫圈部上述垫圈部含有任何适宜的树脂。对于垫圈部中含有的树脂，可以使用与在“A-1” 项中所述的振膜部中所含树脂类似的树脂。形成垫圈部的材料优选地为与形成上述振膜部相同的材料。B.扬声器振膜的制造方法根据本发明的扬声器振膜的振膜部和边缘部通过一体成型来制造。更具体地，在根据本发明的扬声器振膜中，振膜部和边缘部由不同的材料制成，因此通过双色成型将这些部件彼此成型为一体。因此，通过双色成型，不同的材料可以以牢固地融为一体的熔融状态来彼此接合，从而可以获得具有结合部强度高和更少分割振动的扬声器振膜。此外，由于不使用粘合剂，因此不存在随着粘合剂使用量的变化而引起的问题，因此可以获得质量稳定性优异的扬声器振膜。此外，可以减少元件的数目和工时，因此可以获得低成本的扬声器和扬声器振膜。可以采用任何适宜的方法作为上述双色成型的方法。在上述双色成型中，振膜部可以在1次成型中成型，而边缘部可以在2次成型中成型。可选地，边缘部可以在1次成型中成型，而振膜部在2次成型中成型。优选地，振膜部在1次成型中成型，而边缘部在2次成型中成型。在下文中将描述振膜部在1次成型中成型而边缘部在2次成型中成型的实施方式。图5A 5C是示意性地示出根据本发明的优选实施方式的扬声器振膜制造方法的示意图。图5A示意性地示出在制造方法中的1次成型的方法。图5B示意性地示出在制造方法中的2次成型的方法。图5C示意性地示出在制造方法中从模具中取出成型品(扬声器振膜)的方法。根据图5A 5C所示的制造方法，得到图IA IC中所示的扬声器振膜 100。在1次成型中，如图5A所示，将用于使振膜部成型的组合物注入由第一模71和第二模72形成的用于使振膜部成型的第一腔1。因此，振膜部成型。图5A 5C所示的实施方式的第二模72中具有通孔。第二模72中可以具有多个通孔(例如，以60°的间隔沿周向形成的六个通孔)。在1次成型和2次成型时，在每个通孔中插入具有与通孔直径(例如0. 6mm直径)相同的直径的起模杆80。通孔优选地设置在与上述振膜部10的突起部13相对应的位置上，并且突起部13可以具有邻接起模杆80的表面。振膜部成型用组合物含有“A-1”项中所述的树脂。振膜部成型用组合物的树脂含量优选为45重量％ 95重量％，更优选为55重量％ 90重量％，特别优选为65重量％ 80重量％。振膜部成型用组合物如有必要还可以包括“A-1”项中所述的无机填料或谷物等添加剂。振膜部成型用组合物的无机填料含量优选为5重量％ 55重量％，更优选为10重量％ 35重量％。振膜部成型用组合物中谷物含量优选为10重量％ 50重量％，更优选为20重量％ 30重量％。在1次成型中执行的注塑成型的条件，可以根据材料的种类设置成任何适宜的条件。在2次成型中，如图5B所示，在第一模71脱模后，由分别被定型成与边缘部一致的第三模73和第二模72形成第二腔2。接着，将边缘部成型用组合物注入第二腔2中，从而使边缘部成型。上述边缘部成型用组合物含有“A-2”项中所述的热塑性弹性体。边缘部成型用组合物的热塑性弹性体的含量优选为20重量％ 80重量％，更优选为40重量％ 70重量％。上述边缘部成型用组合物优选地还含有聚烯烃。聚烯烃的具体例子包括聚乙烯、 聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、丙烯/4-甲基-1-戊烯共聚物、聚G-甲基-1-戊烯)和聚丁烯-1。为了提高可成型性和耐热性，聚苯乙烯可以与聚烯烃组合使用。相对于上述热塑性弹性体100重量份，上述边缘部成型用组合物的聚烯烃含量优选为2重量份 20重量份，更优选为5重量份 20重量份。上述边缘部成型用组合物还含有聚丁烯。聚丁烯的结构单元可以是正丁烯或异丁烯，并且聚丁烯可以是以异丁烯为主要成分的异丁烯/正丁烯共聚物。相对于上述热塑性弹性体100重量份，上述边缘部成型用组合物的聚丁烯的含量优选为70重量份或以下，更优选为15重量份 35重量份。上述边缘部成型用组合物优选地还含有油。油的具体例子包括石蜡油、环烷油、硅油、芳香族油和蔬菜油。相对于上述热塑性弹性体100重量份，上述边缘部成型用组合物中油的含量优选为70重量份 300重量份，更优选为70重量份 270重量份。上述边缘部成型用组合物可以含有任何适宜的添加剂。添加剂的例子包括颜料、 阻燃剂、抗老化剂、抗静电剂、抗菌剂、抗氧化剂、无机空心填料、无机填料、有机填料、脱模剂、光稳定剂、增粘剂和粘合剂弹性体。可以根据目的适当选择添加剂的数量、种类和剂量。作为上述边缘部成型用组合物，可以使用市售产品。市售产品的具体例子包括 Bridgestone Corporation 的商品名称为 “ER830” 禾口 “ER545” 的产品。在2次成型中执行的注塑成型的条件，可以根据材料的种类来适当设置。在2次成型之后，将成型品(扬声器振膜)从模具中取出。具体地，如图5C所示， 在第三模73脱模之后，邻接在振膜部10的突起部13上的起模杆80被向上推，因而成型品 (扬声器振膜)可以从第二模72中脱模并取出。图6A 6C是示意性地示出根据本发明另一优选实施方式的扬声器振膜制造方法的示意图。图6A示意性地示出制造方法中1次成型的方法。图6B示意性地示出制造方法中的2次成型方法。图6C示意性地示出制造方法中将成型品(扬声器振膜)从模具中取出的方法。由该制造方法制造的扬声器振膜包括垫圈部。在该制造方法中，用于形成垫圈部的第三腔3进一步由第一模71'和第二模72'形成。在根据本发明的扬声器振膜包括垫圈部的情况下，振膜部、边缘部和垫圈部可以彼此一体成型(在振膜部和垫圈部由相同材料制成等情况下，通过双色成型来成型)。在根据本发明的扬声器振膜包括垫圈部的情况下，振膜部和垫圈部优选地由相同材料制成，并且如图6A和图6B所示，振膜部和垫圈部在1次成型中成型而边缘部在2次成型中成型。实施例接下来，参考实施例更详细地描述本发明，但是本发明不限于这些实施例。请注意，除非特别指出，否则在这些实施例中陈述的所有份数和百分比均基于重量。
[实施例1]根据图6A 6C所示的制造方法制造扬声器振膜。1. 1次成型使用具有图6A 6C中所示截面形状的第一模71'和第二模72'(两个模都具有19. 2mm的最外层直径Φ)。在由模具形成的第一腔1'(振膜部)和第三腔3 (垫圈部) 中，利用含有表1中所示组合物的成型组合物来成型振膜部和垫圈部(图6A)。[表 1](1次成型组合物)
聚丙烯树脂70份云母25份炭黑5份2. 2次成型在第一模71'脱模后，由第二模72'和第三模73'形成第二腔2'。在第二腔2' 中，利用边缘部成型用组合物使边缘部成型(图6B)。接着，从模具中取出成型品(图6C)， 因此获得具有1. 8mm高度的扬声器振膜。对于边缘部成型用组合物，使用具有超低硬度的苯乙烯基热塑性弹性体组合物(由Bridgestone Corporation制造邵氏硬度35° )。3.其它部件的组装音圈被插入并接合到位于通过上述成型所获得的扬声器振膜的振膜部和边缘部之间的接合部正下方的部分(音圈引导部12)。此外，利用夹具来组装框架和磁性回路部件，因此获得直径Φ为20mm的扬声器。[实施例2]除了使用含有表2中组合物的1次成型组合物之外，以与实施例1中的方法类似的方法获得扬声器振膜和扬声器。[表 2](1次成型组合物)
权利要求
1.一种扬声器振膜，包括 振膜部；和边缘部，所述边缘部与所述振膜部一体成型并且由与所述振膜部不同的材料制成，其中所述振膜部包括在其外周端上沿着与所述振膜部的振动方向大致平行的方向直立设置的外壁部；所述边缘部的内周面接合到所述外壁部的外周面上；并且所述外壁部具有大于所述振膜部厚度的高度。
2.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其中所述振膜部包括在所述外壁部的下方延伸的音圈引导部。
3.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其中所述振膜部包括聚烯烃基热塑性树脂以及选自无机填料和谷物中的一种。
4.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其中所述边缘部具有0° 70°的JIS-A硬度。
5.根据权利要求1所述的扬声器振膜，还包括垫圈部，所述垫圈部由与所述振膜部相同的材料制成并且与所述边缘部的外周部一体成型并接合到所述边缘部的外周部。
6.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其中 所述外壁部包括沿径向突出的突起部；并且所述突起部包括在所述外壁部的周向上以大致相等的间隔设置的多个突起部。
7.根据权利要求1所述的扬声器振膜，其中所述振膜部和所述边缘部通过利用双色成型使彼此一体成型而获得。
8.—种扬声器，包括根据权利要求2 7中任一项所述的扬声器振膜；和被装配到所述音圈引导部的音圈。
全文摘要
本发明提供一种扬声器振膜，根据本发明一个实施方式的扬声器振膜包括振膜部；和边缘部，该边缘部与振膜部一体成型并且由与振膜部不同的材料制成，其中振膜部包括在其外周端上沿着与振膜部的振动方向大致平行的方向直立设置的外壁部；边缘部的内周面与外壁部的外周面接合；并且外壁部具有大于振膜部厚度的高度。
文档编号H04R31/00GK102300142SQ20111017669
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月25日
发明者佐野良介, 小野祐司, 藤谷武士, 高桥良一 申请人:安桥株式会社, 株式会社普利司通