(57)【要約】【課題】剛性が高く軽量で適度な内部損失を有すスピーカ用の振動板、及びその製造方法を提供する。【解決手段】弾性率が非常に高く適度な内部損失を有する合成繊維であるポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）を縦糸と横糸に使用して格子状に織り込んだＰＢＯ織布１１６に、接着性向上のために樹脂を含浸させて、熱プレス装置でスピーカユニット１に応じた形状に成型した、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂを作成する。そして、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂの間に熱接着性フィルム１６Ｃを挟み、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂの糸が異なる方向を向くように重ね合わせて、これらを熱プレス装置１０５により熱プレスして、３層構造の振動板１６を生成する。さらに、振動板１６の不要部分をカットして、ＰＢＯ織布１１６の劣化防止のために、振動板１６の表面にスパッタリングにより金をコーティングする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維で織られた織布から成り樹脂を含浸させた複数の合成繊維シートを、その間に熱接着性フィルムを挟み込んで織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ね、各合成繊維シートを接着して積層構造にしたことを特徴としたスピーカ用振動板。
【請求項２】
前記積層構造にした合成繊維シートの表面を、スパッタリング加工により金でコーティングさせた請求項１に記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
前記合成繊維シートは、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールのみで織られた織布から成る請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
合成繊維で織られた織布から成る合成繊維シートに樹脂を含浸させる含浸工程と、
含浸された前記合成繊維シートを振動板の形状に成型する成型工程と、
成型後に、複数の前記合成繊維シートの間に、熱接着性フィルムを挟み込んで、織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ねて積層構造にする積層工程と、
前記積層構造にされた合成繊維シートを接着して積層振動板を作成する接着工程と、
を備えたスピーカ用振動板の製造方法。
【請求項５】
前記積層構造にされた合成繊維シートの表面を、スパッタリング加工により金でコーティングするスパッタリング工程と、を備えた請求項４に記載のスピーカ用振動板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軽量で剛性が高くかつ適度な内部損失を有するスピーカ用振動板、及びこのスピーカ用振動板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカの振動板は、軽量で剛性が高くかつ適度な内部損失があることが求められる。
【０００３】
従来、上記の条件を満たすように、弾性率が高い合成繊維であるパラアラミド繊維（例えば、ケブラー（登録商標））織布をスピーカ用振動板に使用したものがあった（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国特許第１４９１０８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のスピーカ用振動板では、上記のような弾性率の高い合成繊維を使用しても、織布が単層であるため十分な剛性が得られないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、軽量で剛性が高くかつ適度な内部損失を有するスピーカ用振動板、及び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】
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【０００８】
この発明のスピーカ用振動板は、合成繊維で織られた織布から成る合成繊維シートに樹脂を含浸させ、この複数の合成繊維シートの間に熱接着性フィルムを挟み込んで、織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ねて、各合成繊維シートを熱接着性フィルムで接着して積層構造にしたものである。
【０００９】
複数の合成繊維シートを重ねて積層構造にすることで、単層の合成繊維シートよりも剛性を高くできる。また、合成繊維シート単体を厚くするよりも、複数の合成繊維シートを接着したものの方が同じ剛性であれば軽くすることができる。さらに、合成繊維シートは、繊維の方向が揃えられているので、合成繊維シートの繊維の方向がそれぞれ異なるように重ねることで、合成繊維シートのたわみをキャンセルすることができる。したがって、スピーカ用振動板を従来よりも剛性が高く軽量でたわみの無いものを提供できる。また、適度な内部損失を有する合成繊維を選択することで、共振ピークを抑えて、再生周波数特性を平坦化することができる。
【００１０】
上記構成において、積層構造にした合成繊維シートの表面をスパッタリング加工により金でコーティングしている。金をコーティングすることでスピーカ用振動板の表面の劣化を防止できる。また、金のコーティングにより、合成繊維が光や湿気にさらされるのを防ぐので、合成繊維が劣化しにくくなり、耐久性を向上させることができる。また、スパッタリングは、メッキ等に比べて皮膜をより薄く均一にできるので、スピーカ用振動板の重量増加を最小限に留めることができる。
【００１１】
上記構成において、合成繊維シートは、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールのみで織られた織布から成る。ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールは、有機系合成繊維の中で剛性や弾性率が最高レベルであり、例えばパラアラミド繊維に比べて引張弾性率が約２倍である。したがって、この繊維を使用した織布でスピーカ用振動板を作成することで、剛性を従来よりも高くすることができる。また、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールは、適度な内部損失を有しているので、この素材で振動板を作成することで、共振ピークを抑えて、再生周波数特性を平坦化することができ、特性の良いスピーカ用振動板を提供できる。
【００１２】
この発明のスピーカ用振動板の製造方法は、含浸工程、成型工程、積層工程、及び接着工程を備えている。含浸工程では、合成繊維シートに樹脂を含浸させる。成型工程では樹脂が含浸した合成繊維シートを振動板形状にプレス成型する。積層工程では、成型した複数の合成繊維シートの間に、熱接着性フィルムを挟み込んで、織布の織り方向がそれぞれ異なるように重ねて積層構造にする。接着工程では、積層構造にした複数枚の振動板形状成型物を接着する。複数の合成繊維シートを重ねて積層構造にすることで、単層の合成繊維シートよりも剛性を高くできる。また、合成繊維シート単体を厚くするよりも、複数の合成繊維シートを接着したものの方が同じ剛性であれば軽くすることができる。さらに、合成繊維シートは、繊維の方向が揃えられているので、合成繊維シートの繊維の方向がそれぞれ異なるように重ねることで、合成繊維シートのたわみをキャンセルすることができる。したがって、このように合成繊維成型物を複数積層することにより、軽量で剛性が高いスピーカ用振動板を製造することができる。また、接着工程では、複数の合成繊維成型物が、熱接着性フィルムで接着される。複数の合成繊維成型物の接着に熱接着性フィルムを用いることで、合成繊維成型物全体にムラ無く当接させて、全体が均一に接着される。熱接着性フィルムもある程度の厚みがあるので、振動板の剛性をさらに向上させることができる。さらに、合成繊維成型物全体が通気性のない熱接着性フィルムで接着されるため、別途目止め加工をすることなく振動板が通気しないように加工できる。
【００１３】
上記構成において、さらにスパッタリング工程を備えている。スパッタリング工程では、積層構造にされた合成繊維シートの表面を、スパッタリング加工により金でコーティングする。合成繊維シートの表面に金をスパッタリングすることで、重量増加を最小限に留めながら、光や湿気による劣化を防止し、耐久性を向上できる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、軽量で剛性が高く適度な内部損失を有すスピーカ用振動板、及びスピーカ用振動板の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板が備えられるドーム型スピーカ装置の正面透視図、（Ｂ）は、スピーカ用振動板（振動板ユニット）の正面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板の製造工程を示す図である。
【図３】スピーカ用振動板の製造時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係るスピーカ用振動板をドーム型スピーカに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、スピーカユニット１は、ドーム型スピーカであり、ヨーク１１Ａ、ヨーク１１Ｂ、マグネット１２、プレート１３、フレーム１９、パッキン２０、及び振動板ユニット２１を備えている。振動板ユニット２１は、ボビン１４、ボイスコイル１５、振動板１６、及びロールエッジ１７を備えている。
【００１８】
ヨーク１１Ａ、ヨーク１１Ｂ、マグネット１２、及びプレート１３は、磁気回路１０を構成している。磁気回路１０において、プレート１３の外周部とヨーク１１Ｂの内周部との間に設けられた磁気ギャップＳには、ボイスコイル１５が挿入されている。ボイスコイル１５は、ボビン１４に巻き付けられており、ボビン１４は、端部が振動板１６とロールエッジ１７の境界部に接続されている。
【００１９】
振動板１６は、ドーム型に形成され、外周部にロールエッジ１７が接続されている。振動板１６は、外部から入力された音声信号に応じて振動し、音波を発生する。振動板１６は、樹脂含浸した合成繊維織布をドーム形状に成型した表裏２枚の成型物を熱接着性フィルムで接着した３層の積層構造で、表面に金をコーティングしたものである。２枚の織布には、有機合成繊維の一例としてポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（以下、ＰＢＯと称する。）を使用している。ＰＢＯは、一般にザイロン（登録商標）という商品名で知られている。ＰＢＯは、引張弾性率が有機系の合成繊維の中では最高レベルであり、パラアラミド繊維に比べて約２倍である。ＰＢＯは、適度な内部損失を有している。ＰＢＯ織布１１６は、ＰＢＯの繊維のみで織られ、図１（Ｂ）に示すように繊維の方向が揃えられた縦糸及び横糸が格子状に織られている。
【００２０】
ロールエッジ１７は、振動板１６の外周部に沿って形成され、断面が弧状の凹部１７Ａと、断面が平面状の保持部１７Ｂから成る。凹部１７Ａの内周部が振動板１６に接続され、凹部１７Ａの外周部に保持部１７Ｂが設けられている。保持部１７Ｂは、ヨーク１１Ｂの上部に配された環状のパッキン２０と、フレーム１９と、により挟まれた状態で支持されている。
【００２１】
フレーム１９は、振動板１６の外周部に対向して設置されている。
【００２２】
振動板ユニット２１は、ボビン１４、ボイスコイル１５、振動板１６、及びロールエッジ１７が一体的に構成されているので、取り付けや交換を容易に行うことができる。
【００２３】
次に、図２に基づいて、振動板１６の製造方法を説明する。
【００２４】
（１）含浸工程
図２（Ａ）に示すように、ロール１０１から供給されるＰＢＯ織布（合成繊維シート）１１６が、樹脂含浸装置１０２の樹脂槽１０２Ａを通過すると、ＰＢＯ織布１１６の全体に樹脂が含浸する。樹脂が含浸したＰＢＯ織布１１６を、ＰＢＯ織布１１６Ａと称する。樹脂含浸は、ＰＢＯ織布１１６を次の成型工程で熱プレスにより振動板形状に成型するために行う。
【００２５】
ＰＢＯ織布１１６に含浸させる樹脂としては、任意のものが使用可能である。例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、またはメラミン樹脂等の熱硬化性合成樹脂材を用いる。
【００２６】
なお、振動板に使用するＰＢＯ織布１１６の厚みや面密度は、スピーカのサイズや音域等の条件に応じて選択すると良い。高音用スピーカの場合には、できる限り軽量であることが望ましいので、例えば０．２ｍｍといったかなり薄いＰＢＯ織布を使用する。また、低音用スピーカの場合には、ある程度の重量が必要なため、例えば、１ｍｍ程度の厚めのＰＢＯ織布を使用する。
【００２７】
（２）成型工程
図２（Ｂ）に示すように、熱プレス装置１０３の金型１０３Ａと金型１０３Ｂにより、ＰＢＯ織布１１６Ａをドーム形状に熱プレス成型して、第１成型品１６Ａを作成する。また、熱プレス装置１０４の金型１０４Ａと金型１０４Ｂにより、ＰＢＯ織布１１６Ａをドーム形状に熱プレス成型して、第２成型品１６Ｂを作成する。
【００２８】
なお、成型工程において、熱プレス成型は必須ではなく、第１成型品１６Ａ及び第２成型品１６Ｂをドーム形状に成型できるのであれば、単にプレス成型でも良い。
【００２９】
（３）積層工程及び接着工程
２つの工程では、樹脂を含浸させたＰＢＯ織布１１６Ａを成型後の第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂを、その間に熱接着性フィルム１６Ｃを挟み込んで重ね、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂを熱接着性フィルム１６Ｃで接着して積層構造にする。
【００３０】
まず、第１成型品１６Ａの裏面（凹部側）に熱接着性フィルム１６Ｃを載せて、第１成型品１６Ａの表面（凸部側）から真空吸引を行う。第１成型品１６Ａは、ＰＢＯ織布１１６Ａから成り通気性があり、また熱接着性フィルムは通気性が無いので、真空吸引を行うことで第１成型品１６Ａに熱接着性フィルム１６Ｃを密着させることができる。この工程は図２（Ｃ）の接着工程の前に実施しておく。なお、図２（Ｃ）では、第１成型品１６Ａと熱接着性フィルム１６Ｃを区別するために、熱接着性フィルム１６Ｃを点線で示している。
【００３１】
続いて、図２（Ｃ）に示すように、熱接着性フィルム１６Ｃを密着させた第１成型品１６Ａと、第２成型品１６Ｂを熱プレス装置１０５によりドーム形状に熱プレスして、３層構造の振動板（積層振動板）１６Ｄを生成する。同図では、第１成型品１６Ａが振動板１６Ｄの表側になる。
【００３２】
ＰＢＯ織布１１６に樹脂を含浸させているので、熱接着性フィルム１６ＣによりＰＢＯ織布１１６同士を容易に接着させることができる。
【００３３】
第１成型品１６Ａまたは第２成型品１６Ｂに接着剤を塗布して両者を接着することも可能であるが、上記のように熱接着性フィルム１６Ｃを使用し、真空吸引することで、ドーム全体にムラ無く熱接着性フィルム１６Ｃを当接させることができる。したがって、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂのドーム全体を均一に接着することができる。また、合成繊維シートのドーム全体が、通気性の無い熱接着性フィルムで接着されるので、振動板１６が通気しないように加工でき、別途目止め加工を行う必要がない。
【００３４】
合成繊維シート単体を厚くするよりも、複数の合成繊維シートを接着したものの方が同じ剛性であれば軽くすることができる。したがって、このように合成繊維成型物を複数積層することにより軽量で剛性が高いスピーカ用振動板を製造することができる。
【００３５】
前述のように振動板１６にボビン１４を取り付けるので、振動板１６の特に外周部はフラットでたわみがないことが望ましい。ＰＢＯ織布１１６Ａから第１成型品１６Ａ及び第２成型品１６Ｂを成型した際には、両成型品にはそれぞれ多少たわみが発生する。しかし、両成型品に使用する織布の糸（繊維）の織り方向を異なる方向となるようにして重ね合わせると、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂのたわみを打ち消し合うので、たわみを減少させることができる。図３に示すように、ＰＢＯ織布１１６Ａの糸（縦糸または横糸）の織り方向が４５度ずれるように重ね合わせることで、最もたわみを減少させることができる。
【００３６】
なお、成型工程において、第１成型品１６Ａと第２成型品１６Ｂを不要部分も含めて矩形にカットしておくことで、図３に示すように、２つの成型品を重ねる際に、不要部分を目安にして、ＰＢＯ織布１１６Ａの糸の方向を容易に異なる方向にすることができる。
【００３７】
なお、スピーカのサイズや音域等の条件により合成繊維シートの厚みに応じて熱接着性フィルムの厚みも決定する。
【００３８】
（４）カット工程
カット装置１０６の金型１０６Ａと金型１０６Ｂで、振動板１６Ｄの外周部の不要部分をプレスカットして、振動板１６Ｅを作成する。
【００３９】
（５）スパッタリング工程
スパッタリング装置１０７のターゲット１０７Ａと試料台１０７Ｂの間に振動板１６Ｅをセットし、振動板１６Ｅの表面１６Ｈにスパッタリング加工により金をコーティングする。金の皮膜の厚みは、例えば０．２μｍ程度である。振動板１６Ｅの表面１６Ｈに金をコーティングすると、ＰＢＯ織布１１６Ａが光（例えば、紫外線）や湿気にさらされなくなるので、ＰＢＯ織布１１６Ａが劣化しにくくなり、耐久性を向上させることができる。金は非常に酸化しにくいので、金をコーティングすることで振動板１６Ｅの表面１６Ｈが劣化することなく高級感を保つことができる。また、スパッタリングは、メッキ等に比べて皮膜を薄くできるので、振動板１６Ｅの重量増加を最小限に留めることができる。以上のようにして作成した振動板１６の周囲に、別工程で作成したロールエッジ１７を接着剤等で取り付けて、さらに振動板１６とロールエッジ１７の境界部に、ボイスコイル１５が巻き付けられたボビン１４を接着して、振動板ユニット２１を作成する。そして、別工程で組み立てたスピーカユニット１のヨーク１１Ｂの上部に環状のパッキン２０を配して、ロールエッジ１７の保持部１７Ｂを、パッキン２０とフレーム１９とにより挟み込むように取り付けると、スピーカユニット１の完成である。
【００４０】
以上のように、合成繊維であるＰＢＯ織布１１６をスピーカに応じた形状に成型した２つの成型品を、糸（繊維）が異なる方向を向くように重ね合わせて振動板１６を製造することで、剛性が高く軽量な振動板を提供できる。また、振動板１６の表面にスパッタリングにより金をコーティングすることで、ＰＢＯ織布１１６の劣化を防止できる。さらに、ＰＢＯは、適度な内部損失を有しているので、ＰＢＯ織布１１６で振動板１６を作成することで、共振ピークを抑えて、再生周波数特性を平坦化することができる。
【００４１】
なお、以上の説明では、合成繊維の一例としてザイロンを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の合成繊維でも良い。例えば、パラアラミド繊維（ケブラー（登録商標））、ポリエチレン、ＰＡＮ系カーボンのような高弾性の合成繊維が適用可能である。
【００４２】
なお、本発明の実施形態に係る振動板は、ドーム型スピーカのみに適用するものではなく、コーン型スピーカ、平板型スピーカ等、振動板を使用するスピーカ全般に適用できる。
【００４３】
なお、以上の説明では、合成繊維から成る２枚の織布（繊維シート）を積層してスピーカ用振動板を製造する例を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、複数の織布（繊維シート）の間に熱接着性フィルムを挟み込んで、熱プレス成型を行うことは、当然可能である。この際には、複数の織布（繊維シート）について、それぞれの繊維の織り方向が異なる方向となるように重ね合わせることで、たわみのない振動板を製造できる。
【符号の説明】
【００４４】
１…スピーカユニット    １０…磁気回路    １１Ａ，１１Ｂ…ヨーク    １２…マグネット    １３…プレート    １４…ボビン    １５…ボイスコイル    １６…振動板    １６Ａ…第１成型品    １６Ｂ…第２成型品    １６Ｃ…熱接着性フィルム    １７…ロールエッジ    １９…フレーム    ２０…パッキン    ２１…振動板ユニット    １０１…ロール    １０２…樹脂含浸装置    １０３…熱プレス装置    １０４…熱プレス装置    １０５…熱プレス装置    １０６…カット装置    １０７…スパッタリング装置    １１６，１１６Ａ…ＰＢＯ織布
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011071707.tif 000005