(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面を有する板状金属を、凹面底部に入れた純水と共に、加熱した所望の振動板形状の成形型内空間中に所定時間密閉し、加熱密閉空間内で気化する水蒸気圧によって所望形状に成形することにより、均一な厚さとされた内周部、中間部ならびに外周部と、成形側表面に生成された酸化皮膜とを備えることを特徴とする、板状金属による電気音響変換器用振動板。
【請求項２】
金属の板状材に凹面を設ける工程と、板状材の凹面底部又は下部に板状材の寸法に応じた量の純水を注入する工程と、所望の振動板形状の凹部を有する成形雌型を、純水の沸点以上の所定温度に加熱する工程と、板状材を、凹面底部の純水と共に、加熱した成形雌型内の空間上部に位置させる工程と、閉状態の開閉弁を有する成形上型を下降させて板状材を含む成形雌型内空間を純水の量に応じた所定時間密閉することにより、成形雌型内空間に発生する水蒸気圧により板状材を加熱状態で加圧成形する工程と、所定密閉時間後に開閉弁を開状態にして成形雌型内空間を減圧した後上型を上昇させ、成形された板状材を取り出す工程とを含むことを特徴とする、板状金属による電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項３】
板状材に設ける凹面が、被成形部分のほぼ全域を浅い球面とすることにより形成されることを特徴とする、請求項２に記載の振動板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気圧成形による電気音響変換器用の振動板、特に金属でなる振動板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状の金属により電気音響変換器用の振動板を製造するには、空気圧を利用した圧空成形、ガスの圧力を利用したガス成形、油圧による油圧成形、真空圧を利用した真空成形、合わせ型による上下型成形などの多様な製法が用いられてきた。
【０００３】
板状の金属に対するこれら様々な加圧成形加工によるスピーカ用メタルコーンの製造においては、一般に、常温加工の結果として加工品のスプリングバック量が大きく、規定の成形を得るには型の修正と成形の繰り返しが必要である。この点の改善のために、メタルコーン成形品のスプリングバック量が少なくなり、充分な強度を満足するように、被加工品の再結晶温度付近の温度（１５０〜２５０℃）で加圧成形する方法と装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、いずれの加圧成形による場合にも、次のような課題が共通に残されている。その（一）は、コーン型の成形品においてはその半径方向の各部分において一様な厚さが得られず、必ず首部（内周部）が最も薄く、中間部から外周部にかけて次第に厚くなるため、部分的な強度低下と、振動モードにおいて軸対称型の激しいモード発生の原因となる。その（二）は、成形加工後に、表面の腐食防止のため、成形品は必ず別工程で表面処理を受けねばならないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５２−２５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来の板状の金属の加圧成形による振動板製造が、常温加圧成形の際のスプリングバック量を減じるために型の修正と繰り返し成形を必要とすること、成形後の厚みが全体に不均一となるため、振動板の強度が部分的に低下し、振動モードにおいても軸対称型急激モードが発生すること、更に、成形加工後に腐食防止のため別工程で表面処理を行うことを必要とすることである。
【０００７】
本発明は、従って、加圧成形によるにもかかわらず板状金属材にスプリングバックを発生させず、成形後の厚みが半径方向の各部において均一であって部分的強度の低下や部分的な軸対称型振動モードの発生を防止し、更に、加圧成形と同時に腐食防止用の表面処理の施工可能な、板状の金属による電気音響変換器用振動板ならびにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、請求項１に記載の板状金属による電気音響変換器用振動板は、凹面を有する板状金属を、凹面底部に入れた純水と共に、加熱した所望の振動板形状の成形型内空間中に所定時間密閉し、加熱密閉空間内で気化する水蒸気圧によって所望形状に成形することにより、均一な厚さとされた内周部、中間部ならびに外周部と、成形側表面に生成された酸化皮膜とを備えることを特徴とする。
また、本発明によれば、請求項２に記載の板状金属による電気音響変換器用振動板の製造方法は、金属の板状材に凹面を設ける工程と、板状材の凹面底部又は下部に板状材の寸法に応じた量の純水を注入する工程と、所望の振動板形状の凹部を有する成形雌型を、純水の沸点以上の所定温度に加熱する工程と、板状材を、凹面底部の純水と共に、加熱した成形雌型内の空間上部に位置させる工程と、閉状態の開閉弁を有する成形上型を下降させて板状材を含む成形雌型内空間を純水の量に応じた所定時間密閉することにより、成形雌型内空間に発生する水蒸気圧により板状材を加熱状態で加圧成形する工程と、所定密閉時間後に開閉弁を開状態にして成形雌型内空間を減圧した後上型を上昇させ、成形された板状材を取り出す工程とを含むことを特徴とする。
請求項３に記載の振動板製造方法は、板状材に設ける凹面が、被成形部分のほぼ全域を浅い球面とすることにより形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属の板状材は、先ず、加熱状態で加圧成形されるため、スプリングバック量が減少し、また、板状材に設ける凹面の底部又は下部に純水を入れて加熱され、加圧されることにより、純水に触れている凹面底部又は下部は純水から露出している凹面上部より遅れて加熱と加圧を受け、最終的には全ての純水は気化するため、上部すなわち外周部よりも薄くならず、全体として半径方向の各部において均一な厚さをもって成形される。更に、成形時に発生する水蒸気によって金属の板状材でなる成形品表面に金属の酸化皮膜が形成されるので、腐食防止のための表面処理が成形と同時に施工されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明による振動板の製造方法の実施例において、振動板板状材を、その凹面に載置した純水と共に、加熱した成形雌型内空間の上部に位置させる工程を示す断面図である。
【図２】図２は図１の実施例において、成形上型を雌型上に下降させて、水蒸気による加圧成形を開始した状態を示す断面図である。
【図３】図３は図２の状態から移行して、加圧成形がほぼ完了した状態を示す断面図である。
【図４】図４は本発明による加圧成形後の振動板材の断面図で、その内周部と外周部及び中間部の厚さが均等であることを示す。
【図５】図５は本発明による振動板と、本発明と同条件で圧空成形した従来品との、加速度周波数特性を比較する周波数特性図である。
【図６】図６は従来品と本発明品のそれぞれの振動モードを示し、（ａ）は従来品の、（ｂ）は本発明品の振動モードである。
【図７】図７は従来品と本発明品のそれぞれの成形表面側における赤外吸光分析図であり、（ａ）は従来品の、（ｂ）は本発明品の分析図を示す。
【図８】図８は本発明品の振動板の成形側表面における５０００倍拡大断面写真で、表面における酸化膜の形成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の目的を達成するための、金属の板状材の水蒸気圧成形による電気音響変換器用振動板の製造方法の実施例を、図１から図３について説明する。
【実施例】
【００１２】
例として厚さ１００μｍのアルミニウム箔を用いて、口径１０ｃｍのコーン型スピーカ用振動板を本発明により製造する方法を示せば、図１に見られるように、板状材１には予め、望ましくは口径１０ｃｍ又はそれ以下の浅い球状の凹面２を成形しておき、この凹面２の底部又は下部に５ｃｃの純水３を投入する。純水３の量は凹面２の上部を露出させると共に、使用する板状材１の水蒸気圧成形の施工に充分な値に決められる。
【００１３】
一方、加圧成形型の下型であって所望の振動板形状の凹部５を有する成形雌型４を予め純水の沸点を超え、アルミニウム箔の成形を可能とする２００℃に加熱しておき、図１に示すように、板状材１の凹面部分を純水と共に成形雌型４の凹部５内空間の上部に設置する。
【００１４】
次いで、図２に示すように、加圧成形型の平板状の上型６を下降させ、成形雌型４の凹部５内空間を密閉する。上型６は凹部内空間と外部空間を連通する開閉弁７を有するが、この時は勿論閉じておく。２００℃での加熱下における密閉時間は３０秒に設定される。この間、上型６には５ｔの負荷がかけられ、板状材１の凹面２の表面側に在る純水が沸騰して発生する水蒸気圧は、従って、板状材１の表面側に作用する。ただし、密閉時間の初期段階においては、板状材１の凹面２の下部あるいは底部は純水が存在するため純水の沸点以上の温度にならず、純水から露出している凹面２の上部、つまり、コーン型振動板の外周部に相当する部分が先に高温に達し、この外周部から先に成形が進行する。
【００１５】
最終段階において、図３に示すように、純水３は全て水蒸気３’となり、凹面底部、つまり振動板の内周部に相当する部分も露出され、高温に達すると共に水蒸気圧成形を受ける。このように振動板内周部相当部分は外周部に相当する凹面上部より遅れて加熱され、加圧されることになり、その結果として両部分は均一な厚さを持って雌型凹部５の形状に成形される。密閉時間３０秒の経過後、開閉弁７を開放して型内の水蒸気を減圧排気し、上型６を上昇させ、成形された板状材１でなる振動板１０を型から取り出す。
【００１６】
図４は上記した本発明の水蒸気圧成形によってアルミニウム板１から製造したコーン型振動板１０の断面図であり、成形の結果厚さに変化があったかどうかを検査した半径方向に異なる３位置Ａ（内周部）、Ｂ（中間部）及びＣ（外周部）を示す。検査試料として同条件のアルミニウム板状材を用い、同条件で水蒸気圧成形を行って得た１０００個の振動板１０を作成し、これら全試料についての測定の平均値を得た結果、全位置Ａ、Ｂ、Ｃにおいて同一の厚さ０．０８３ｍｍが測定された。
【００１７】
比較のため、上記と同条件のアルミニウム板状材を用い、従来技術の例として空気圧を利用した圧空成形によって上記と同寸の振動板を１０００個作成し、図４と同じ３位置Ａ〜Ｃのそれぞれについて厚さを測定し、平均値を取ったところ、位置Ａでは０．０７５ｍｍ、位置Ｂでは０．０８３ｍｍ、位置Ｃでは０．０９０ｍｍという顕著な不均一が見られた。
【００１８】
図５は、上記従来品と本発明品について、振動板加速度周波数特性を比較して示す特性曲線図である。図において、太線による曲線は本発明品の周波数特性を、細線による曲線は従来品の周波数特性を示し、１０ｋＨｚ付近とそれ以上の特性において、従来品では共振によるピークディップが大きくなるに対して、本発明品ではピークディップは小さく抑えられており、これは明らかに振動板の厚さの均一化が部分的な強度低下を防いでいることの証左である。
【００１９】
図６は、周波数１２．８ｋＨｚ付近における従来品と本発明品の振動モード解析図を示し、（ａ）は従来品の、（ｂ）は本発明品のものであり、（ａ）においては軸対称型の激しい振動モードが出現しており、これは明らかに振動板の不均一な厚さによる部分的な強度の低下に起因するものであるが、（ｂ）では厚さの均一性に伴う非軸対称型の安定した振動モードが確認できる。
【００２０】
最後に、従来品と本発明品の加圧成形側表面の組成変化の有無を観察する。図７は赤外吸光分析図で、（ａ）は従来品の、（ｂ）は本発明品のものであり、図８は本発明品の水蒸気圧成形側における拡大断面写真である。図７の（ａ）と（ｂ）を比較すれば明らかなように、本発明品の表面には、従来品にはない酸化物Ｏを示す原子数が４３．２％存在することが確認される。また、図８の断面写真においても、本発明品の成形側表面にはアルミニウム母材とは異なる層が生成しており、図７の（ｂ）よりこの表面層が酸化膜であることは明らかである。
【００２１】
上記実施例では使用する金属の例としてアルミニウムを示したが、本発明はアルミニウムに限定されるものではなく、電気音響変換器用の振動板として通常使用され、チタン、パーマロイ、マグネシウム合金を含む他の金属や各種合金にも適用されるものであり、選択された材料の寸法、性質に応じて純水の量、加熱温度、密閉時間が決定される。また、純水についても、望ましくない不純物を含まない限り高純度の水を代用することも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１    板状材
２    凹面
３    純水
４    成形雌型
５    凹部
６    上型
７    開閉弁
１０    振動板
【図１】
0005441537.tif 000002
【図２】
0005441537.tif 000003
【図３】
0005441537.tif 000004
【図４】
0005441537.tif 000005
【図５】
0005441537.tif 000006
【図６】
0005441537.tif 000007
【図７】
0005441537.tif 000008
【図８】
0005441537.tif 000009