JPH01241300A - スピーカ振動板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コーン状、ドーム状、パラボラ秋など立体形
状を有するスピーカ振動板に関するものである。

〔従来の技術〕

スピーカ振動板として、要求される最も重要な特性は用
いる素材の比弾性率すなわちＶ／）（１！！；弾性率、
ρ；密度）の大きいことである。従来。

用いられている素材として、天然パルプ高分子材料、ア
ルミ、セラミックスなどがあり、これらの中から、形状
や大きさに応じて使いわけされている。

最近では、振動板の素材として高弾性炭素繊維を用いて
樹脂を強化したｆ′Ｒ維強化プラスチックがある。これ
ら繊維強化プラスチックは強化材である繊維とマトリッ
クスである樹脂との複合化により９強化材とマトリック
スとの間にある機械特性を設計できる素材として注目さ
れている。たとえば、前述の炭素繊維を樹脂に対して、
高い体積充填率で複合化させると、素材単体としては最
も騒特性の優れたセラミックスよυも大きな鴎を有す・
る素材を得ることができるため広く用いられている。

ところで、振動板の特性は、素材特性であるｐに依存す
るだけでなく、形状にも依存する。

たとえば、同一素材で重量の等しい異なる形状の振動板
を成形し音圧周波数特性を測定しても、同一の特性図が
得られることはない。従来よシ用いられている振動板の
形状としては、平板、コーン状、ドーム状、パラボラ状
などがあり、−数的にコーン状、ドーム状、パラボラ状
などシェル構造をもつ振動板は平板などの平面形振動板
より再生周波数帯域が広く、また高域限界周波数も大き
いので高性能の振動板として適用されている。

しかしながら、これらシェル構造の振動板は。

高音領域において、振動面の２点が互いに他の点とは逆
位相で振動する分割共振が生じ、音圧レベルが低くなる
という欠点をもつ。

繊維強化プラスチックの撮動板としては、高弾性炭素繊
維のたて糸とよこ糸からなる平織平面布に樹脂を含浸し
、コーン状やドーム状、パラボラ状の撮動板にプレス成
形したものが使用されている。しかしながら、これらは
素材特性（騒）が。

織物の網目格子の辺方向と対角線方向とで異なる異方性
を示す。

この網目格子（正方形）は、コーン状、ドーム状および
パラボラ状など立体形状に賦形させるときに剪断的に変
形して菱形となる。この変形は対角線方向で最も大きく
おこ）、前述の異方性が強められる。このため平織平面
布をコーン状、ドーム状、パラボラ状の振動板に用いる
と高温領域で分割共振を生じやすかった。

この異方性を解決する方法として、特開昭６１−４９５
９２号公報に、中心より放射状に配列された繊維と円周
方向に配列した繊維によって構成した環状布を用いた振
動板が提案されている。これらは、軸対称荷重に対して
等方性を示す。

しかしながら、これらは平面織物であるため。

やはりコーン状やドーム状およびパラボラ状などの立体
形状に賦形させるときに織物の目づれや繊維配向の乱れ
を生じる。すなわち、ストレートコーンのような可展面
を有する振動板に成形する場合には、これら環状布を裁
断し、貼シ合わせることによって繊維配向の乱れを生じ
させずに成形することが可能である。

しかしながら貼シ合わせることは、撮動板として貼り合
わせた部分での繊維密度の増加および円周方向に配列さ
れた強化繊維の不連続化をもたらすので、素材特性（Ｖ
ｐ）が等方でなくなってしまう。

さらに、切れ目のない環状布を、コーン状、ドーム状お
よびパラボラ状など立体形状に賦形させるときに、環状
布の網目格子は剪断的な変形をせずに目ずれやしわを発
生させ、ときには織物が破断したりする。この目ずれや
しわは、成形後の撮動板の形状をゆがませたり、あるい
は表面に溝および割れなど成形欠陥を引起こし１分割共
振を押えることが難かしくなるばかりでなく、製造歩留
りも悪くなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、コーン状、ドーム状およびパラボラ状な
どの立体形状の撮動板において従来の平面布を用いて成
形すると、目づれや繊維の乱れが発生し、これらは素材
特性（Ｖｐ　）を不均質にさせたシ、異方性にさせたシ
するため、高音領域の分割共蛋を抑えることができない
だけでなく、製造工程での歩留シが悪いという問題点が
あった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、素材特性（％）を形状全体にわたって均一化さ
せることにより１分割共振を抑えられ、音圧周波数特性
にすぐれるとともに、製造歩留シのよい振動板を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のスピーカ振動板は、中央から放射方向に伸びる
半径方向糸とこの半径方向糸に対して実質的に直交する
方向に織り込まれる周方向糸を用いて曲面状に立体的に
製織し、マトリックス材で固めた曲面状立体織物を用い
たものである。

また１本発明の別の発明は、中央から放射方向に伸びる
斜め方向糸と１円周方向に渦巻き状に織り込まれる周方
向糸を用い、隣接する上記斜め方向糸同士を交互に絡ま
せ、その斜め方向糸を絡ませるごとにそれらの糸の間に
上記周方向糸を織り込み、それによって３軸の織物とし
て曲面状に立体的にａ織し、マトリックス材で固めた曲
面状立体織物を用いたものである。

〔作用〕

本発明におけるスピーカ振動板は、スピーカ形状に立体
的に製織された曲面状立体織物を用いることによシ、コ
ーン状、ドーム状、パラボラ状などの立体形状を持つ振
動板を繊維の乱れや、目づれを起こさずに成形できるた
め、織布の配向設計そのままの状態で繊維が配列され、
振動板の素材特性（Ｖｐ）が安定し、音圧周波数特性を
すぐれたものにする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図はこの発明の実施例１に係わる曲面状立体織物の
組織を示す模式図で、（１）は半径方向糸。

（２）は周方向糸である。外径Ｉ２（ｍｓ内径３Ｃｒｒ
Ｌ、高さ５ｃ！ＩＬのカーブドコーン状ハニカムスピー
カ振動板を成形するために、まずこの寸法で形状の等し
い曲面状立体織物を第１図に示すように炭素繊維（東し
製、　　Ｔ３００．　　ＩＫ）を用いて、中央から放射
方向に伸びる半径方向糸ｆｌ＋と、各半径方向糸＋１１
に対して実質的に直交する方向に周方向糸（２）を織り
込んで立体的に製織した。またこの織物の糸密度は半径
方向糸９周方向糸共に９本／ｃＷＬでるり、糸密度の偏
差は±５％以内であった。この中央から周辺部に至るま
で等しい糸密度を擁する曲面状立体織物を得る方法とし
ては１例えば、特願昭６２−３０２９０９号明細書に示
されている製織機を用いる方法がある。次にハニカム振
動板のスキン材１００／１１）を含浸させプリプレグと
し、コア材として厚さ１０５ｍのアルミ箔からなる。セ
ルサイズ３／１６°、厚さ１．５ｎのハニカムコアを用
意し、金型内でプレスしながら１００℃、３時間硬化さ
せて。

ハニカム振動板を成形した。この振動板のスキン材（す
なわちマトリックス材で固めた曲面状立体織物）の繊維
の体積含右率は５０チであった。

一方、比較のために、このハニカム振動板と寸法９重量
の等しい振動板を平織平面布（東し製。

ＩＫ、　＄６１４２）を前述と同一の樹脂、コア材、硬
化条件で成形した。

これら双方の振動板の音圧周波数特性を、第２図の特性
図に示す。第２図において、縦軸は音圧（ａＢ）、横軸
は周波数（Ｈｚ）を表わし、特性曲線（ａ）は曲面状立
体織物、特性曲線（１））は平織平面布を用いた場合の
音圧周波数特性を示す。

第２図から明らかなように、この実施例１のハニカム振
動板は、高音域の分割共振が抑えられたすぐれた撮動板
であることがわかる。これは、この発明の振動板が、あ
らかじめ、振動面の軸対称荷重に対して１等方な配向を
有し、しかも中央から周辺部に至るまで、半径方向と周
方向に等密度で織り込まれた高弾性繊維が、音圧周波数
特性を安定にするためである。

実施例２ 第３図はこの発明の実施例２に係わる曲面状立体織物の
組織を示す模式図であり１図において。

（３）は斜め方向糸、（４）は周方向糸である。長円径
１５α、短円径１０ｃＩＩＬ、内径３ｃＲ，高さ５１の
振動面がだ円であるスピーカ振動板を成形するために。

まずこの寸法で形状が等しい曲面状立体織物を炭素繊維
（東し製、　　７３００．　１Ｋ）およびアラミド繊維
（デュポン社製、３８０デニール）を用いて、３軸の配
向をもつ曲面状立体織物を第３図に示すように立体的に
製織した。この織物の配向は中央から放射方向く伸びる
斜め方向糸（３）に炭素繊維１円周方向に渦巻き状に織
り込まれる周方向糸（４）にアラミド繊維を用いて、振
動板の仮想稜線とのなす角を斜め方向糸（３）が±３０
°で２周方向糸（４）が９０゜とし、隣接する斜め方向
糸（３）を交互に絡ませ、斜め方向糸（３）を絡ませる
ごとに、斜め方向糸（３）の間に周方向糸（４）を織り
込んで製織した。また糸密度を示すとなり合う３軸交点
の１ｃ１ｎあたシの個数は４．５個で、その偏差が斜め
方向および周方向ともに±８チ以内であった。ここでこ
の曲面状立体織物を得る方法としては２例えば、特願昭
６２−３０２９１０号明細書に示されている製織機を用
いる方法がある。次にハニカム振動板のスキン材として
、この織物にマトリックス材のエポキシ樹脂■ （エピコート８２８　／　）リエチレンテトラミンー１
°０／１１）を含浸させプリプｌ／グとし、コア材とし
て厚さ０．０５ｍのアルミ箔からなる。セルサイズ３／
１６°、厚さ１．５ｎのハニカムコアを用意し、金型内
でプレスしながら１００℃、３時間硬化させてハニカム
振動板を成形した。スキン材（すなわちマトリックスで
固めた曲面状立体織物）の繊維の体積含有率は４５チで
あった。

また、比較例として、このハニカム振動板と寸法および
重量の等しい振動板を平織平面布（東し製、炭素繊維で
３００とアラミド繊維３８０デニールのハイブリッド比
−２／１）を用いて前述と同一の樹脂、コア材、硬化条
件で成形した。

これら双方の音圧周波数特性図を、第４図に示す。第４
図において、縦軸は音圧（ａＢ）、　　横軸は周波数（
Ｈｚ）を表わし、特性曲線（Ｃ）は曲面状立体織物、（
ｄ）は平織平面布を用いた場合の音圧周波数特性を示す
。

第４図から明らかなように、この実施例２のノー二カム
損動板は高音領域の分割共振が抑えられ。

高音限界周波数が向上したすぐれた振動板であることが
わかる。

これは、平織平面布を用いた振動板は、成形時に長円方
向と小円方向とで異なる繊維乱れを発生するため、特性
が低下するが、この発明の振動板は振動面がだ円である
ような非軸対称の形状でも。

曲面状立体織物を用いているので、繊維乱れの発生が全
くなく、特性が向上することになる。

この発明の振動板の重要な点は、繊維配向及び密度が曲
面状立体織物の製織時において任意に設計することがで
き、さらにこれが成形後も変動しないことにある。

また、この発明の振動板は、実施例で示したように、薄
膜のスキン材に曲げ剛性を負担させて。

振動特性を向上させるハニカム振動板の場合には。

きわめて有効に作用する。この発明の振動板は。

薄膜にしても、繊維配向が乱れない曲面状立体織物で構
成させているためで、成形後に振動板の表面に溝やしわ
が発生し、振動特性を低下させることはない。

この発明に係る半径方向糸９周方向糸、斜め方向糸には
１例えば炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維などの
高弾性繊維が用いられ、特に種類を限定するものではな
いが２曲面状立体織物の素材設計を詳細に行うために、
フィラメント数の小さいものが好ましい。

また音圧周波数特性を向上させるかぎシ、使用する曲面
状立体織物の糸密度など糸配向設計において、必ずしも
織物全体にわたシ２等しくする必要はなく９％−ダル解
析などによシ、最適糸配向。

および最適糸密度に応じ任意設定してもかまわない。例
えば半径方向糸または斜め方向糸と周方向糸の弾性率が
異なっていてもよいし、半径方向糸または斜め方向糸の
弾性率が周方向において、−定の周期で異なっていても
よい。

また、この発明の振動板においては９曲面状立体織物が
前述実施例１の２軸配向、または実施例２の３軸配向で
構成するかは、振動板の形状によって選択できる。

さらＫまた。用いるマトリックス材としては。

エポキシ樹脂の他に、耐熱性イミド、フェノール樹脂な
どやあるいはスピーカーの要求仕様に応じて、アルミや
、セラミックスなどをマトリックス材としてもかまわな
い。

〔発明の効果〕

以上のように１本発明によれば、中央から放射方向に伸
びる半径方向糸とこの半径方向糸に対して実質的に直交
する方向に織り込まれる周方向糸を用いて曲面状に立体
的に製織し、マトリックス材で固めた曲面状立体織物を
用いることによシ。

また９本発明の別の発明によれば、中央から放射方向に
伸びる斜め方向糸と１円周方向に渦巻き状に織り込まれ
る周方向糸を用い、隣接する上記斜め方向糸同士を交互
に絡ませ、その斜め方向糸を絡ませるごとにそれらの糸
の間に上記周方向糸を織り込み、それによって３軸の織
物として曲面状に立体的に製織し、マトリックス材で固
めた曲面状立体織物を用いることによシ、ともに立体形
状に成形する際、礒維乱れが２発生することなく。

素材特性（ＴＶｐ　）の異方性および不均一部分がなく
なるため、音圧周波数特性にすぐれたコーン状。

ドーム状、パラボラ状など立体形状の振動板を得ること
ができる。さらに製造工程における成形欠陥（織物の目
ずれ、しわ２割れ）を生ずることがなく、廃品の歩留シ
が向上する。また曲面状立体織物の素材特性（Ｖｐ　）
の設計を直接振動板に反映させることができ、多様な形
状で多様な音圧周波数特性をもつ振動板が提供できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わる曲面状立体織物の
組織を示す模式図、第２図はこの発明の一実施例のスピ
ーカ振動板の音圧周波数特性を比較例とともに示す特性
図、第３図はこの発明の他の実施例に係わる曲面状立体
織物の組織を示す模式図、第４図はこの発明の他の実施
例のスピーカ振動板の音圧周波数特性を比較例とともに
示す特性図である。 図において、（１）は半径方向糸、　（２１（４１は周
方向糸。 （３）は斜め方向糸である。 なお９図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央から放射方向に伸びる半径方向糸とこの半径
   方向糸に対して実質的に直交する方向に織り込まれる周
   方向糸を用いて曲面状に立体的に製織し、マトリックス
   材で固めた曲面状立体織物を用いたスピーカ振動板。
2. （２）中央から放射方向に伸びる斜め方向糸と、円周方
   向に渦巻き状に織り込まれる周方向糸を用い、隣接する
   上記斜め方向糸同士を交互に絡ませ、その斜め方向糸を
   絡ませるごとにそれらの糸の間に上記周方向糸を織り込
   み、それによつて３軸の織物として曲面状に立体的に製
   織し、マトリックス材で固めた曲面状立体織物を用いた
   スピーカ振動板。