圓錐狀成形品的制造方法和利用它的揚聲器用振動板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供利用使用合成樹脂的旋轉(zhuǎn)成形技術(shù)控制樹脂的取向方向，能夠廉價地量產(chǎn)雖然薄且輕但機械強度高的圓錐狀成形品的圓錐狀成形品的制造方法，特別提供比模量E/ρ高、內(nèi)部損失大、音響特性優(yōu)異的揚聲器用振動板。該方法使用的成形模具（1）具備成形具有薄壁的圓錐或圓錐臺的旋轉(zhuǎn)對稱形的圓錐狀成形品（3）的空腔，在成形模具的與該圓錐狀成形品的頂部對應(yīng)的頂部具有熔融樹脂的注入部（4），在將熔融樹脂填充于所述空腔的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，使圓錐狀成形品的成形模具的內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部的至少一方在圓周方向上旋轉(zhuǎn)，使樹脂的分子取向具有母線方向和圓周方向這兩者的成分。最適于由液晶聚合物成形揚聲器用振動板。
【專利說明】圓錐狀成形品的制造方法和利用它的揚聲器用振動板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及由合成樹脂制造且控制取向的圓錐狀成形品的制造方法和利用它的揚聲器用振動板。
【背景技術(shù)】
[0002]對于電動型揚聲器的振動板，要求分割振動、共鳴引起的固有振動小、變換效率好。因此，在振動板中，為了使比模量E/P (E:揚式模量、P:密度)盡可能地大，使高音域的頻率特性平滑，適當?shù)厥褂脙?nèi)部損失大的材料，即硬且輕的原材料。此外，時效老化損壞較小也是很重要的。得到高水準地全部滿足這些條件的材料是很難的。
[0003]一直以來作為揚聲器用振動板，主要使用錐形筒紙?；谑笶/P變大的目的，使用在紙漿中混有碳纖維、生物纖維等多種原材料的復(fù)合材料而成形。此外，聚酯、芳族聚酰胺、聚丙烯等合成樹脂材料也用作紙類振動板的比模量的改善手段，這些材料貼在蜂巢構(gòu)造或其它物質(zhì)上利用，主要在低音?中音用單元中使用。此外，也利用金屬制的振動板，特別的是鈹制的振動板特性優(yōu)異。一般來說金屬的比重與紙相比更重，比模量優(yōu)異，但內(nèi)部損失較小，因此主要用于高間用單元。
[0004]專利文獻I中公開了將熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物作為原材料，在內(nèi)部具有液晶聚合物的取向的揚聲器用振動板。而且，作為揚聲器用振動板的制造方法，公開了使包含熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物的材料，在上述液晶聚合物液晶化的溫度以上的溫度下加熱熔融，對該加熱熔融后的材料施加規(guī)定的壓力，并且注入在該液晶聚合物固化的區(qū)域中維持規(guī)定的溫度的成型模具，在內(nèi)部成形該液晶聚合物的多層取向?qū)拥膬?nèi)容。此處，使用在中央部具有注入部、成形部為圓錐臺形狀的成形模具通過注射成形而進行成形。
[0005]液晶聚合物具有能夠由很小的剪切力進行分子取向的特性，其取向性高，因此在分子取向方向強度高，在與分子取向方向正交的方向上強度低，存在當較薄時容易破裂的缺點。于是，在專利文獻2中公開了在使用液晶聚合物成形揚聲器用振動板時，在模具表面部分形成蛇行(蜿蜒)形狀的槽，由此液晶聚合物的流動方向在模具表面蛇行，液晶聚合物的取向蛇行，由此提高強度的內(nèi)容。
[0006]另外，在專利文獻3、4中公開了圓筒形狀的注射成形品的制造方法，其具有對以下參數(shù)進行控制的單元:在熔融樹脂射出填充至模具內(nèi)的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，利用具有旋轉(zhuǎn)控制裝置的旋轉(zhuǎn)單元在圓周方向上旋轉(zhuǎn)的模具的內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部中的至少一方所旋轉(zhuǎn)的角度、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)開始時間。由此得到的圓筒形狀成形品中樹脂沿圓周方向取向，因此機械強度高，沒有成形品的部位間的強度偏差。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特公平4 - 39279號公報
[0010]專利文獻2:日本特開平4 - 77095號公報[0011]專利文獻3:日本專利第2537131號公報
[0012]專利文獻4:日本專利第3185093號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0014]本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的在于解決該問題，提供一種圓錐狀成形品的制造方法，其利用使用合成樹脂的旋轉(zhuǎn)成形技術(shù)控制樹脂的分子取向方向，能夠廉價地量產(chǎn)雖然薄且輕但機械強度高的圓錐狀成形品，特別還提供使比模量E/P變高同時使內(nèi)部損失變大，音響特性優(yōu)異的揚聲器用振動板。
[0015]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0016]本發(fā)明為了解決上述問題，本發(fā)明的第一方面提供一種具有薄壁的圓錐或圓錐臺的旋轉(zhuǎn)對稱形的圓錐狀成形品的制造方法，其特征在于:使用具有成形上述圓錐狀成形品的空腔的成形模具，該成形模具還在其與該圓錐狀成形品的頂部對應(yīng)的頂部具有熔融樹脂的注入部，在將熔融樹脂填充于上述空腔的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，使圓錐狀成形品的成形模具的內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部的至少一方在圓周方向上旋轉(zhuǎn)，使樹脂的分子取向具有母線方向和圓周方向這兩者的成分(技術(shù)方案I)。
[0017]此處，本發(fā)明的第二方面優(yōu)選通過注射成形從上述成形模具的注入部對空腔填充熔融樹脂(技術(shù)方案2)。
[0018]而且，本發(fā)明的第三方面優(yōu)選上述樹脂是熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物(技術(shù)方案3)。
[0019]具體地說，本發(fā)明的第四方面優(yōu)選上述圓錐狀成形品具有:圓錐部；閉塞該圓錐部的頂部、與成形模具的旋轉(zhuǎn)中心交叉的閉塞部；和在所述圓錐部的底部朝向半徑方向外方的凸緣部(技術(shù)方案4)。
[0020]而且，本發(fā)明的第五方面使用通過上述圓錐狀成形品的制造方法成形的圓錐狀成形品，將該圓錐狀成形品的一部分切除，制造錐形筒形狀的揚聲器用振動板(技術(shù)方案5)。
[0021]此處，本發(fā)明的第六方面使用在頂部具有與成形模具的旋轉(zhuǎn)中心正交的圓錐臺面，在底部具有朝向半徑方向外方的凸緣部的圓錐狀成形品，將該圓錐狀成形品的閉塞部和凸緣部切除，制造錐形筒形狀的揚聲器用振動板(技術(shù)方案6)。
[0022]發(fā)明效果
[0023]根據(jù)以上所述的本發(fā)明的圓錐狀成形品的制造方法，提供具有薄壁的圓錐或圓錐臺的旋轉(zhuǎn)對稱形的圓錐狀成形品的制造方法，使用具有成形上述圓錐狀成形品的空腔的成形模具，該成形模具還在其與該圓錐狀成形品的頂部對應(yīng)的頂部具有熔融樹脂的注入部，在將熔融樹脂填充于上述空腔的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，使圓錐狀成形品的成形模具的內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部的至少一方在圓周方向上旋轉(zhuǎn)，使樹脂的分子取向具有母線方向和圓周方向這兩者的成分，因此，圓錐狀成形品的圓錐形狀部分的樹脂的分子取向扭轉(zhuǎn)，由此即使成形為薄壁也具有充分的機械強度，成形品的不同部位的特性不均勻性消除，形狀穩(wěn)定性也優(yōu)異。此處，“分子取向的扭轉(zhuǎn)”是指分子取向相對于圓錐狀成形品的母線方向具有一定程度。
[0024]此外，在使用熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物的情況下，成形時的流動性優(yōu)異，因此能夠容易地成形薄的成形品，此外能夠由很小的剪切力在一個方向上取向，使得樹脂的分子取向具有母線方向和圓周方向的成分，因此能夠得到雖然薄但機械強度高而且強性率也高的成形品。
[0025]而且，使用由上述圓錐狀成形品的制造方法成形的圓錐狀成形品，切除該圓錐狀成形品的一部分而形成錐形筒形狀，則能夠制造薄且強度高的揚聲器用振動板。特別是使用液晶聚合物進行制造時，即使成形得薄且輕，也由于E/P高、內(nèi)部損失大，因此能夠制造音響特性優(yōu)異的揚聲器用振動板。
[0026]此處，使用具有圓錐部、閉塞該圓錐部的頂部且與成形模具的旋轉(zhuǎn)中心交叉的閉塞部、和在上述圓錐部的底部朝向半徑方向外方的凸緣部的圓錐狀成形品，將該圓錐狀成形品的閉塞部和凸緣部切除，制造錐形筒形狀的揚聲器用振動板，則能夠僅使用圓錐狀成形品的機械性質(zhì)穩(wěn)定的圓錐狀部分，因此能夠制造音響特性更優(yōu)異的揚聲器用振動板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是在本發(fā)明的圓錐狀成形品的制造方法中使用的成形模具的簡略截面圖。
[0028]圖2是從成形模具取出的圓錐狀成形品的立體圖。
[0029]圖3是該圓錐狀成形品的截面圖。
[0030]圖4是表示由本發(fā)明成形的圓錐狀成形品的樹脂的取向方向的說明用立體圖。
[0031]圖5是揚聲器用振動板的立體圖。
[0032]附圖標記說明
[0033]I成形模具
[0034]2 空腔
[0035]3圓錐狀成形品
[0036]4注入部
[0037]5內(nèi)側(cè)模具
[0038]6模具主體
[0039]7外側(cè)模具
[0040]8 軸承
[0041]9移動限制部
[0042]10旋轉(zhuǎn)單元
[0043]11推頂銷
[0044]12 圓錐部
[0045]13閉塞部
[0046]14凸緣部
[0047]15 澆注口
[0048]16 小齒輪
[0049]17正時帶
[0050]18揚聲器用振動板
[0051]R旋轉(zhuǎn)方向
[0052]P分子取向方向[0053]B母線方向【具體實施方式】
[0054]以下基于實施方式說明本發(fā)明的詳細內(nèi)容。圖1表示使用在本發(fā)明的圓錐狀成形品的制造方法中采用的旋轉(zhuǎn)成形技術(shù)的成形模具，圖2和圖3表示由此成形的圓錐狀成形品，圖中符號I表示成形模具，2表示空腔，3表示圓錐狀成形品。
[0055]本發(fā)明是一種具有薄壁的圓錐或圓錐臺的旋轉(zhuǎn)對稱形的圓錐狀成形品的制造方法，其特征在于:使用具有成形上述圓錐狀成形品的空腔的成形模具，該成形模具還在其與該圓錐狀成形品的頂部對應(yīng)的頂部具有熔融樹脂的注入部，在將熔融樹脂填充于上述空腔的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，使圓錐狀成形品的成形模具的內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部的至少一方在圓周方向上旋轉(zhuǎn)，使樹脂的分子取向具有母線方向和圓周方向這兩者的成分。
[0056]此處，通過注射成形從上述成形模具I的注入部4對空腔2填充熔融樹脂，成形上述圓錐狀成形品3。
[0057]具體地說，如圖1所示，上述成形模具I具有:旋轉(zhuǎn)對稱形的內(nèi)側(cè)模具5 ;可旋轉(zhuǎn)地保持該內(nèi)側(cè)模具5的模具主體6 ;和與上述內(nèi)側(cè)模具5和模具主體6的端面形成空腔2的外側(cè)模具7。而且,上述內(nèi)側(cè)模具5相對于上述模具主體6由徑向軸承8和向軸方向的移動限制部9可旋轉(zhuǎn)地內(nèi)插于固定位置，形成上述圓錐狀成形品3的內(nèi)表面的前端部的內(nèi)側(cè)成形面從上述模具主體6的端面突出，而且在基端部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)單元10。此外，上述外側(cè)模具7具有形成上述圓錐狀成形品3的外表面的外側(cè)成形面，與上述模具主體6的端面接合而構(gòu)成上述空腔2。此外，從上述模具主體6的端面脫模，取出圓錐狀成形品3。上述注入部4以從上述外側(cè)模具7的外面貫通外側(cè)成形面的方式形成。另外，用于從上述模具主體6的端面壓出上述圓錐狀成形品3的推頂銷11以能夠伸出和沒入的方式設(shè)置。
[0058]在本實施方式中，如圖2和圖3所示，上述圓錐狀成形品3為具有圓錐部12、閉塞該圓錐部的頂部且與內(nèi)側(cè)模具5的旋轉(zhuǎn)中心交叉的閉塞部13、和在上述圓錐部12的底部朝向半徑方向外方的凸緣部14的形狀。此處，上述閉塞部13是與內(nèi)側(cè)模具5的旋轉(zhuǎn)中心正交的圓錐臺面。此外，在突出至上述閉塞部13的中心的澆注口 15是與上述注入部4對應(yīng)的部分。當從上述外側(cè)模具7的注入部4填充熔融樹脂時，首先在閉塞部13呈輻射狀地擴散，之后在圓錐部12同樣呈輻射狀地擴散并向底部流動，最后填滿凸緣部14。為了將熔融樹脂均勻地填充在空腔2內(nèi)，優(yōu)選將上述圓錐狀成形品3的旋轉(zhuǎn)中心朝向鉛直方向配置，但也可以朝向水平方向配置。
[0059]然后，在將熔融樹脂注射填充于成形模具I的空腔2內(nèi)的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，利用上述旋轉(zhuǎn)單元10使上述內(nèi)側(cè)模具5沿圓周方向旋轉(zhuǎn)，使樹脂的分子取向方向具有圓周方向的成分。此處，在使上述內(nèi)側(cè)模具5旋轉(zhuǎn)時，控制其旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)開始時間，由此控制分子取向方向的圓周方向的成分的大小(矢量)。上述成形模具I也具有上述分子取向控制單元。該旋轉(zhuǎn)成形技術(shù)本身是公知的。
[0060]在本實施方式中，上述旋轉(zhuǎn)單元10采用下述構(gòu)造:在上述內(nèi)側(cè)模具5的基端部固定小齒輪16，在該小齒輪16和未圖示的驅(qū)動電機的小齒輪卷繞正時帶(timing belt) 17，進行旋轉(zhuǎn)控制，但也能夠使用鏈輪齒和鏈驅(qū)動、齒輪驅(qū)動等其它的旋轉(zhuǎn)單元。此外，在本實施方式中，使成為芯的上述內(nèi)側(cè)模具5旋轉(zhuǎn)，但也能夠使上述外側(cè)模具7旋轉(zhuǎn)。此外，從原理上講，也能夠設(shè)計旋轉(zhuǎn)差地使上述內(nèi)側(cè)模具5和外側(cè)模具7這兩者旋轉(zhuǎn)。
[0061]這樣，在成形上述圓錐狀成形品3時，當使上述內(nèi)側(cè)模具5沿圖1的R方向旋轉(zhuǎn)時，從上述注入部4填充的熔融樹脂隨著內(nèi)側(cè)模具5的內(nèi)側(cè)成形面旋轉(zhuǎn)，如圖4所示流動方向扭轉(zhuǎn)。一般來說樹脂存在分子鏈的分子取向方向P朝向流動方向的傾向。在圖4中表示了，上述圓錐狀成形品3的圓錐部12的分子取向方向P具有母線方向和圓周方向的成分的例子。在上述內(nèi)側(cè)模具5旋轉(zhuǎn)時，當旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩更大時，分子取向方向P的圓周方向的成分增加。
[0062]而且，作為上述樹脂，使用熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物。液晶聚合物為致密的結(jié)晶構(gòu)造，由此能夠?qū)崿F(xiàn)高剛性化，而且具有液晶特有的高流動性，由此能夠?qū)崿F(xiàn)薄壁化、輕量化。而且，液晶聚合物具有在熔融時分子彼此的關(guān)聯(lián)少，即使受到很小的剪切力，分子取向也朝向一個方向的性質(zhì)，在為液狀的同時顯示結(jié)晶的性質(zhì)。而且，當冷卻、固化時，其狀態(tài)穩(wěn)定并被保持。即，在成形時分子鏈在流動方向上進行分子取向，產(chǎn)生恰似自己對自己進行加強的加強效果，得到極高的強度和彈性模量(揚氏模量)。此外已知，雖然彈性模量高，但仍顯示非常優(yōu)異的振動吸收特性。
[0063]而且，通過旋轉(zhuǎn)成形技術(shù)，液晶聚合物的分子取向方向具有圓周成分，能夠強化結(jié)晶取向，進而能夠達到由高速注射成形進行的進一步的分子取向強度和薄壁化。
[0064]在本實施方式中使用的上述液晶聚合物是Siveras L304M35 (日本東麗有限公司的商品名)。成形條件是樹脂溫度350°C、模具溫度150°C、注射時間0.3秒、冷卻時間5秒。圓錐狀成形品(圓錐部12)的尺寸是外徑120_、厚度0.3_，分子取向的扭轉(zhuǎn)角α是15°。此處，扭轉(zhuǎn)角α是指在圖4中母線方向B與分子取向的切線方向所成的角度。
[0065]在沒有扭轉(zhuǎn)角α?xí)r(通常的注射成形)也能夠進行成形，但是與分子取向方向(流動方向)垂直的方向(圓周方向)上的強度弱，容易斷裂。與此相對，設(shè)置有扭轉(zhuǎn)角α的成形品不會斷裂。此處，從成形品切出樣品(寬度5mm,長度50mm),進行拉伸試驗。結(jié)果扭轉(zhuǎn)角α為O的樣品的彈性模量為13MPa，與此相對，扭轉(zhuǎn)角α為15°的樣品的彈性模量為22MPa，增加至約1.7倍。
[0066]然后，如圖5所示，使用由上述制造方法成形的圓錐狀成形品3，對該圓錐狀成形品3進行加工，制造成形為錐形筒狀的揚聲器用振動板18。具體地說，如圖5所示，切除上述圓錐狀成形品3的閉塞部13和凸緣部14，制造呈錐形筒形狀的揚聲器用振動板。然后，雖然未圖示，但在上述揚聲器用振動板18的外周接合邊緣部件，并且在中央部接合音圈和中心蓋，將它們與磁體一同安裝于框架，制造電動型揚聲器。
[0067]這樣，使用液晶聚合物利用旋轉(zhuǎn)成形技術(shù)，使得圓錐部12的分子取向方向P扭轉(zhuǎn)，具有母線方向和圓周方向這兩者的成分，由此能夠達到現(xiàn)有的液晶聚合物制造的揚聲器用振動板所沒有的高E/P，能夠達到高生產(chǎn)性(注射成形)的成本減少。當比模量變高時,在振動板內(nèi)部傳遞的音速變快，成為音響特性優(yōu)異的揚聲器。進而，通過成形條件的控制、使成形品具有熱壓的復(fù)雜形狀，或者為了提高內(nèi)部損失而添加填充材料，由此能夠使E/P的內(nèi)部損失的大小的設(shè)計自由度變高，由此能夠提供最適于各個使用音域的振動板。
[0068]在熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物之外，也能夠使用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊烯(TPX)、聚醚酰亞胺(PEI)等。
[0069]進一步,在上述合成樹脂中能夠適當填充用于改善音響特性的填充材料。
【權(quán)利要求】
1.一種具有薄壁的圓錐或圓錐臺的旋轉(zhuǎn)對稱形的圓錐狀成形品的制造方法，其特征在于: 使用具有成形所述圓錐狀成形品的空腔的成形模具，該成形模具還在其與該圓錐狀成形品的頂部對應(yīng)的頂部具有熔融樹脂的注入部，在將熔融樹脂填充于所述空腔的同時、或者填充的階段、或者剛剛填充完之后，使圓錐狀成形品的成形模具的內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部的至少一方在圓周方向上旋轉(zhuǎn)，使樹脂的分子取向具有母線方向和圓周方向這兩者的成分。
2.如權(quán)利要求1所述的圓錐狀成形品的制造方法，其特征在于: 通過注射成形從所述成形模具的注入部對空腔填充熔融樹脂。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圓錐狀成形品的制造方法，其特征在于: 所述樹脂是熱可塑性芳香族聚酯類的液晶聚合物。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的圓錐狀成形品的制造方法，其特征在于: 所述圓錐狀成形品具有:圓錐部；閉塞該圓錐部的頂部、與成形模具的旋轉(zhuǎn)中心交叉的閉塞部；和在所述圓錐部的底部朝向半徑方向外方的凸緣部。
5.—種揚聲器用振動板,其特征在于: 使用通過權(quán)利要求1?4中任一項所述的圓錐狀成形品的制造方法成形的圓錐狀成形品，將該圓錐狀成形品的一部分切除而做成錐形筒形狀。
6.—種揚聲器用振動板,其特征在于: 使用通過權(quán)利要求4所述的圓錐狀成形品的制造方法成形的圓錐狀成形品，將該圓錐狀成形品的閉塞部和凸緣部切除而做成錐形筒形狀。
【文檔編號】H04R31/00GK103826193SQ201310574972
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】西村一彥, 芳賀善九 申請人:日本星光公司, 株式會社明豐