(57)【要約】【課題】任意の厚み及び厚み分布、任意の物性の電気音響変換器用振動板を少ないエネルギー、少ない工数で容易に製造し、安価に得ることができる電気音響変換器用振動板の製造方法およびそれによって作製された電気音響変換器用振動板を提供する。【解決手段】上型２、下型１よりなる一組の成形型の少なくともいずれか一方を紫外線及びまたは可視光線５が透過する材料にて形成する。型内に紫外線及びまたは可視光線５により硬化する樹脂３をセットして型閉じ、光透過性の型の外側から紫外線及びまたは可視光線５を照射し内部の樹脂３を硬化させて振動板３Ａを作製する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型（２）、下型（１）よりなる一組の成形型の少なくともいずれか一方を紫外線及びまたは可視光線（５）が透過する材料にて形成し、かつ前記紫外線及びまたは可視光線（５）により硬化する樹脂（３）をセットして型閉じし、前記紫外線及びまたは可視光線（５）を透過する型の外側から前記紫外線及びまたは可視光線（５）を照射し前記樹脂（３）を硬化させて成形することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載において、上型下型間に形成されるクリアランス（１ａ）に対応して前記樹脂（３）を成形して作製される振動板（３Ａ）の厚さを変えることを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載において、織布、不織布の内、少なくとも一つの材料を前記成形型にセットし、前記樹脂（３）を硬化させて成形することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項４】
請求項１、２または３記載において、有機繊維、無機繊維、ウイスカーの内、少なくとも一つの材料を前記樹脂（３）に混合し、前記成形型にセットし、前記樹脂（３）を硬化させて成形することを特徴とする電気音響変更器用振動板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４記載のいずれかにおいて、前記織布、不織布の内、少なくとも一つの材料を前記成形型にセットし、前記有機繊維、無機繊維、ウイスカーの内、少なくとも一つの材料を前記樹脂（３）に混合して、前記成形型にセットし、前記樹脂（３）を硬化させて成形することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５記載のいずれかにおいて、前記上型２、下型１のどちらか一方が前記紫外線及びまたは可視光線（５）を反射する材料からなる電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜７記載のいずれかにおいて、ボイスコイル（８）、リード線、エッジ、胴体、ガスケット、キャップの内、少なくとも一つの部材を前記成形型にセットし、前記樹脂（３）の成形と同時に接合することを特徴とする電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７記載のいずれかの方法で作製した電気音響変換器用振動板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、音響機器の一種であるスピーカやマイクロホン等の電気音響変換器用振動板の製造方法および電気音響変換器用振動板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開２００１−２０４０９４に示されるように、マイクロスピーカ用振動板、ドームスピーカ用振動板は、主にフィルム、ゴム等をコーティングした織布、エラストマー等の平面形状材料等を、単独またはこれらを組み合わせて使用することが多い。
【０００３】
フィルム材料の例としては、ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＩ：ポリエーテルイミド、ＰＣ：ポリカーボネイト、ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート、ＰＩ：ポリイミド等が存在する。
【０００４】
また、ゴム等をコーティングした織布の例としては、基材がセルロース繊維織布、ポリエステル等の化学繊維織布等に、ＳＢＲ、ＮＢＲ等のゴムコートが存在する。
【０００５】
エラストマーの例としては、オレフィン系、ウレタン系、ＥＰＤＭ系等のエラストマーがある。
【０００６】
また、成形方法としては、真空成形、圧空成形、上型下型を一組とする成形型（以後上下型という）による加熱加圧成形、射出成形法等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
真空成形、圧空成形、上下型による加熱加圧成形などでは、材料の融点付近まで金型温度を上げる必要があり、加熱のために膨大なエネルギーを必要とする。また、金型を冷却して取り出す必要があるので、成形サイクルに長時間を費やすことになる。
【０００８】
射出成形法では、溶融した樹脂が温度差のある金型に接触した直後に冷却され流動性が極端に低下するので、薄肉の振動板を得ることが困難であり、加熱、射出、保圧等の工程上、設備も高額となる。また、熱可塑性材料を融点近くまで加熱するので加熱エネルギーが膨大である。
【０００９】
成形に供する材料は、真空成形、圧空成形、上下型による加熱加圧成形などでは、部品寸法より略大きな平面材料を成形した後、部品部分を切り出して使用するため、廃棄物が多く発生し環境的にも好ましくない。また、部品の価格上昇につながる。
【００１０】
真空成形、圧空成形、上下型による加熱成形の上記構成材料は一般的には均一な厚さの材料であるため、成形後は、各部分でほぼ同じ厚さである。均一な厚さの材料からは振動板の各部分の厚さ（すなわち剛性）を変えることはできない。金型のクリアランスを変化させたり、特許第３３８４０９８号に示されるように、成形時に延伸等の処理を行なうことにより厚さを変える方法が提案されているが、成形後の内部応力歪みが大きく、また、成形金型等が複雑になるという欠点があった。
【００１１】
また、成形した振動板を、スピーカ等に組立てるとき、ボイスコイルやエッジ等の部品を接着剤により接合して用いられるが、接着剤の塗布量がばらつき、接着力のばらつき等が発生し特性が安定しない。接着性が悪い材料の場合、プライマー等の２次処理を行なう必要がある。これらのように接着剤による固定方法では、信頼性に問題があり、また加工工数が余分にかかり、価格上昇につながる。また、ボイスコイルを振動板に固定するとき、ボイスコイルのリード線を振動板上に這わせて接着剤にて固定する場合があるが、振動板の材料と異なる材質、物性のもので固定するため、その部分に歪みが残ったり、均一な振動が妨げられたり、リード線が断線してしまうこともあり、信頼性に不安がのこる。また、加工工数も余分にかかり価格上昇につながる。
【００１２】
フィルム等の平面状材料は、工業的に製造されている厚さが限られており、それ以外の厚さの材料を得ることは、通常、経済的に困難である。
【００１３】
また、フィルム等の平面状材料は、工業的に製造されている材料の物性値には限りがあり、また、フィラー等の強化材を配合した材料を入手することは、通常、技術的、経済的に困難である。
【００１４】
本発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、任意の厚み及び厚み分布、任意の物性の電気音響変換器用振動板を少ないエネルギー、少ない工数で容易に製造し、安価に得ることができる電気音響変換器用振動板の製造方法およびそれによって作製された電気音響変換器用振動板を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、上型２、下型１よりなる一組の成形型の少なくともいずれか一方を紫外線及びまたは可視光線５が透過する材料にて形成し、かつ紫外線及びまたは可視光線５により硬化する樹脂３をセットして型閉じし、紫外線及びまたは可視光線５を透過する型の外側から紫外線及びまたは可視光線５を照射し樹脂３を硬化させて電気音響変換器用振動板を成形する構成を採用している。
【００１６】
また、本発明は上記目的を達成するために、上型下型間に形成されるクリアランス１ａに対応して電気音響変換器用振動板の厚さを変える構成を採用している。
【００１７】
また、本発明は上記目的を達成するために、織布、不織布の内、少なくとも一つの材料を成形型にセットし、樹脂３を硬化させて電気音響変換器用振動板を成形する構成を採用している。
【００１８】
また、本発明は上記目的を達成するために、有機繊維、無機繊維、ウイスカーの内、少なくとも一つの材料を樹脂３に混合し、成形型にセットし、樹脂３を硬化させて電気音響変換器振動板を成形する構成を採用している。
【００１９】
また、本発明は上記目的を達成するために、織布、不織布の内、少なくとも一つの材料を成形型にセットし、有機繊維、無機繊維、ウイスカーの内、少なくとも一つの材料を樹脂３に混合して成形型にセットし、樹脂３を硬化させて電気音響変換器用振動板を成形する構成を採用している。
【００２０】
また、本発明は上記目的を達成するために、ボイスコイル８、リード線、エッジ、胴体、ガスケット、キャップの内、少なくとも一つの部材を成形型にセットし、電気音響変換器用振動板の成形と部材の接合とを同時に行う構成を採用している。
【００２１】
また、本発明は上記目的を達成するために、上型２、下型１のどちらか一方が紫外線及びまたは可視光線５を反射する材料からなる構成を採用している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
紫外線とは一般的に１０〜４００ｎｍの波長を有する電磁波であり、４００ｎｍ〜８００ｎｍを可視光線という。この紫外線が照射されると硬化する一般的な紫外線硬化樹脂としては、ベース樹脂（モノマー、オリゴマー）、反応性希釈剤、光重合開始剤、添加剤等から構成され、一般的には液状〜粘稠状態である。重合形態から分類するとラジカル重合型とカチオン重合型がある。
【００２３】
前者のラジカル重合型は、ベース樹脂としてエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、シリコーンアクリレートなどがあり、光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノンアミン類、アセトフェノン類、チオキサントン類などがある。光重合開始剤は紫外線及び可視光線の特定の波長により反応してフリーラジカルを生成し、ベース樹脂の重合を引き起こし数秒〜数十秒程度の短時間で硬化する。
【００２４】
後者のカチオン重合型は、ベース樹脂として脂環式エポキシ樹脂、グリジルエーテルエポキシ樹脂、エポキシアクリレート、ビニルエーテルなどがあり、光重合開始剤としては、ルイス酸ジアニウム塩、ルイス酸スルフォニウム塩、ルイス酸ヨウドニウム塩などがある。光重合開始剤は紫外線及び可視光線の特定の波長により反応してカチオンを生成し、ベース樹脂の重合を引き起こし数秒〜数十秒程度の短時間で硬化する。
【００２５】
紫外線及びまたは可視光線を効率よく発生する放射光源としてハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、キセノンエキシマランプ、キセノンフラシュランプ（パルス発光）等があり、各々放射波長、エネルギー分布が異なる。これらの光源は光重合開始剤の反応波長等により選択される。また、自然光（太陽光）も光重合開始剤の種類によっては反応開始光源となり得る。
【００２６】
これらの光源は、直接照射、反射鏡等により集光照射、ファイバー等による集光照射をすることができる。熱線カットフィルターやコールドミラー等を用いて熱エネルギーを低減することも行なわれている。
【００２７】
紫外線及びまたは可視光線を透過する型の材料としてたとえば、石英ガラス、ソーダガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂等がある。表１にこれらの紫外線及びまたは可視光線の透過率を示す。
【００２８】
表１
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【００２９】
【実施例】
本発明における電気音響変換器用振動板の製造方法は、ウレタンアクリレート樹脂を主成分とし、ベンゾインエーテル、ベンゾフェノンアミン類を光重合開始剤として配合した２０℃における粘度が２０，０００〔ｍＰａ・ｓ〕の紫外線及びまたは可視光線により硬化する樹脂を、振動板形状のクリアランスを有する好ましくはアクリル樹脂からなる上下型の下型に、クリアランスの体積と同じ量を滴下し、上型を閉じた後、超高圧水銀ランプを光源とする照射装置からの光線を型の上方より５秒間照射した。この時、型を透過した後の光線の照度は、波長３６５ｎｍで１０ｍＷ／ｃｍ２、波長４０５ｎｍで、１２０ｍＷ／ｃｍ２であった。のちに上下の型を開き、取り出して振動板を得た。
【００３０】
【実施例１】
図１は本発明の第１実施例を示す。
【００３１】
この第１実施例では、まず、図１（１）に示すように、振動板形状に対応した振動板成形用のクリアランス１ａが表面に形成された下型１を用い、この上部に、図１（２）の工程に示すように、紫外線及びまたは可視光線により硬化する、未硬化状態の液状の樹脂３を所定量滴下する。なお、クリアランス１ａは下型１上に設けられる上型２と相俟って形成されるものである。次に、図１（３）、（４）の工程に示すように、下型１に対応して形成された上型２を圧着して、型閉じし、図１（５）に示すように、紫外線及びまたは可視光線を透過する材料からなる上型２の上方に紫外線及びまたは可視光線を放射する光源４をセットし、光源４によって紫外線及びまたは可視光線５を上型２を介し樹脂３に所定時間照射して樹脂３を硬化させ成形している。図１（６）は成形後、型開きをして取り出した振動板３Ａの一成形例の概略側断面図を示す。
【００３２】
なお、上記において、樹脂３は上下型２、１によって形成されるクリアランス１ａと等しい量投入される。
【００３３】
また、成形型は、下型１、上型２を紫外線及びまたは可視光線５が透過する材料にて形成したものを用いるが、いずれか一方のみを透過材料としても良い。
【００３４】
【実施例２】
図２は本発明の第２実施例を示す。この実施例では振動板の所望の部分を容易に厚く成形したり、薄く成形できるようにしたことに特徴を有している。
【００３５】
すなわち、クリアランス１ａを形成する例えば下型１の底部をより凹状に形成し、上型２と下型１との間の中央部と周辺部のクリアランス１ａを不均一にし、そのクリアランスに対応して振動板の厚さを変えるようにしている。
【００３６】
この例では、図２（３）に示すように、下型１の成形面の中央部分を凹状とし、図２（６）に示すように振動板３Ａの周辺部のエッジ部分を薄くしたものを一例として示す。
【００３７】
このように、型の成形面のクリアランス１ａを必要に応じ適宜形成することによって、延伸等の処理を行うことなく、任意の厚み、厚み分布とすることができ、所望の部分の強度を容易に高めることができる。
【００３８】
なお、その他の構成は前述の第１実施例と同様である。
【００３９】
図３は本発明の第３実施例を示す。
【００４０】
この実施例では、図３（１）、（２）に示すように、下型１に樹脂３を滴下後、図３（４）に示すように、予め合成繊維、織布または不織布のような繊維状物６をセットし、図３（４）、（５）に示すように、樹脂３が繊維状物６と接触した状態で光源４を介して紫外線及びまたは可視光線５を照射するようにした点が前述の実施例と異なっている。
【００４１】
繊維状物６をセットする位置としては、図示例のように下型１と上型２間、あるいはいずれか一方の型側に設けられる。
【００４２】
このようにして作製した振動板３Ａは、樹脂単独では得ることのできない種々の物性を持たせることができる。これらは、織布や不織布等の繊維状物６と紫外線及びまたは可視光線５により硬化する樹脂材料との組み合わせで種々可能であり、なおかつ織布や不織布等の繊維状物６を用いればゴム、ラテックスコーティング等の２次処理等の特別な前処理をすること無く任意の物性の振動板３Ａを得ることができる。
【００４３】
図４は本発明の第４実施例を示す。
【００４４】
この実施例では、図４（１）に示す下型１のクリアランス１ａの表面に、図４（２）に示すように紫外線及びまたは可視光線５を反射する反射膜７を設け、その上に樹脂３を投入するようにしている。
【００４５】
紫外線及びまたは可視光線５を反射する反射膜７の材料としては、金属材料ではアルミニウムが紫外、可視光波長域でおおよそ９０％以上の反射率を有し適している。また、他の金属材料、ガラス、樹脂等にアルミニウムを蒸着、コーティングにより製膜しても同様な効果が得られる。また、アルミニウムの上にフッ化マグネシウム、一酸化珪素等の保護膜を処理すると耐久性に優れる。なお、反射膜７が設けられる側の型全体をアルミニウムにて形成すると好ましい。
【００４６】
また、図４（３）の工程に示すように、繊維状物６を設けている。
【００４７】
そして、図４（４）、（５）の工程を介し紫外線及び可視光線５を上型２を通して繊維状物６の下側に配された樹脂３に照射するが、この場合、図４（６）に示すように、下型１上に反射膜７が設けられているため、紫外線及び可視光線５は反射膜７によって反射されるので、樹脂３の硬化を促進させることができ、短時間で成形を終了させることができる。
【００４８】
反射膜７は上型２に設けることも可能である。
【００４９】
なお、繊維状物６を設け、前述の第３実施例のように、振動板３Ａの特性をコントロールすることができるようにしているが、必ずしも繊維状物６を設ける必要はない。
【００５０】
図５は本発明の第５実施例を示す。この実施例は振動板成形時に部品も同時に一体化することを特徴としている。
【００５１】
すなわち、この実施例では、まず、図５（１）、（２）に示すように、下型１に樹脂３を所定量滴下しておく。
【００５２】
一方、図５（３）に示すように、例えば上型２に予めボイスコイル８をセットしておく。上型２の内面はボイスコイル８を保持する円環状の溝が形成され、そこにボイスコイル８のコイル側が保持されている。なお、図中８ａはボイスコイル８のリード線である。
【００５３】
次に、図５（４）の工程に示すように、型閉じし、さらに図５（５）に示すように、光源４によって紫外線及びまたは可視光線５を上型２を介し樹脂３に照射し、樹脂３を硬化させる成形過程においてボイスコイル８と成形される振動板３Ａとを一体化するようにしている。
【００５４】
図５（６）（ａ）は、型開きをして取り出されたボイスコイル８付き振動板３Ａの一例の概略側断面、（ｂ）はボイスコイル８と振動板３Ａとの接合部分を拡大して示したものである。この実施例では、振動板３Ａの外周部中にリード線８ａを同時に埋設するなどして這わせ、固定しつつ外部に引き出している。したがって、従前のようにリード線を別途ボイスコイル６の巻始め、巻終わりの部分に接続する手間を省くことができる。
【００５５】
この場合、振動板３Ａと同じ材質、物性のものでリード線８ａを固定するので、余計な歪みも生じず、リード線８ａは振動板３Ａに追従した振動をすることができ、リード線８ａの断線も生じない。また、接着剤の塗布等の余分な工数も発生しない。
【００５６】
なお、この実施例では成形時にリード線８ａが引き出されたボイスコイル８の如き部品を振動板３Ａに一体化する例について説明したが、その他ボイスコイル８以外の部品として、リード線８ａのみ、あるいはエッジ、胴体、ガスケット、キャップ等（いずれも図示せず）を上型２または下型１の所定位置に適宜の保持機構によってセットし、振動板３Ａを成形する際に一体化するようにしても良い。
【００５７】
このようにすると、接着剤を使用する必要がないため、塗布量のばらつき、接着力のばらつきが発生せず安定した特性を得ることができる。また、接着剤の塗布、貼合わせ、硬化エージングの工程を省くことができ工数を削減することができる。
【００５８】
なお、上記第１〜第５実施例において、未硬化状態の液状の樹脂にガラス、カーボン、アラミド等の無機繊維及び有機繊維やマイカ、塩基性硫酸マグネシウムウイスカー等の微粒子フィラーやカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、フラーレン等の超微粒子を予め配合し、上下の型のクリアランス１ａに投入し紫外線及びまたは可視光線を照射することにより樹脂単独で得ることのできない種々の物性を有する振動板を得ることができる。
【００５９】
配合する材料と紫外線及びまたは可視光線により硬化する樹脂材料との組合わせで種々可能であり、所望の物性の振動板を任意に得ることができる。
【００６０】
図６は本発明の第１実施例の基本形における周波数特性図を示す。本発明によれば簡易に低域から高域にわたって比較的ディップの少ない音質が良好な振動板を製造することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、真空成形、圧空成形、上下型による加熱加圧成形等に比べて、紫外線及びまたは可視光線により数秒〜数十秒の短時間で樹脂３は硬化するので、金型を加熱する必要が無く、低いエネルギーで短時間で振動板３Ａを作製することができる。
【００６２】
また、紫外線及びまたは可視光線を照射するまで硬化しないため、流動性を阻害することがないので、薄い厚さの振動板３Ａも容易に作製することができる。また、高速で材料を投入する必要も無く高圧での保圧も必要でなく設備は安価である。
【００６３】
真空成形、圧空成形、上下型による加熱加圧成形等に比べて、材料の所要量は、上下型のクリアランス１ａと等しい体積の樹脂３を投入すれば所定の振動板３Ａを得ることができるので、廃棄する材料がなく環境的、経済的に優れる。
【００６４】
請求項２記載の本発明によれば、真空成形、圧空成形、上下型による加熱加圧成形等に比べて、上下型のクリアランス１ａに未硬化状態の液状状態の樹脂３を投入し、紫外線及びまたは可視光線５の照射により樹脂３を硬化させるので、型のクリアランス１ａに応じた振動板３Ａの厚さが得られる。したがって、不均一な厚さの振動板３Ａを得る場合には、型のクリアランス１ａを不均一にすれば良く、延伸等の処理を行なう必要が無いので、内部応力歪みは発生することがなく、容易に良好な音質の振動板３Ａを得ることができる。
【００６５】
請求項３記載の本発明によれば、繊維状物６を組み合わせるようにしたため、この繊維状物６の種類を適宜選択して用いることにより、樹脂単独では得ることのできない物性を備えた振動板３Ａを容易に得ることができる。
【００６６】
請求項４、５記載の本発明によれば、配合する材料と紫外線及びまたは可視光線５により硬化する樹脂材料との組合わせが種々可能であり、容易に所望の物性の振動板３Ａを得ることができる。
【００６７】
請求項６記載の本発明によれば、反射膜７によって紫外線及びまたは可視光線５を反射させることができるので、未硬化の樹脂３を速やかに硬化させることができ、短時間で振動板３Ａを作製することができる。
【００６８】
請求項７記載の本発明によれば、振動板３Ａと、その他の電気音響変換器の構成部品とを接着剤を用いることなく成形時に一体化でき、接着剤を使用しないため、塗布量のばらつき、接着力のばらつきが発生せず安定した特性を得ることができる。また、接着剤の塗布、貼合わせ、硬化エージングの工程を省くことができ工数削減することができる。
【００６９】
一体化する構成部品がボイスコイル８の場合、ボイスコイル８のリード線８ａも同時に固定することができる。リード線８ａは振動板３Ａと同じ材質、物性のもので固定されるので、余計な歪みも生じず、振動板３Ａに追従して振動するため、リード線８ａの断線も生じない。また、接着剤の塗布等の余分な工数も発生しないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であり、（１）〜（６）は本発明の製造工程を示す。
【図２】（１）〜（６）は本発明の第２実施例の製造工程を示す。
【図３】（１）〜（６）は本発明の第３実施例の製造工程を示す。
【図４】（１）〜（７）は本発明の第４実施例の製造工程を示し、このうち（６）は（７）のＡ部分の拡大説明図である。
【図５】（１）〜（６）は本発明の第５実施例の製造工程を示す。
【図６】本発明の周波数特性を示す。
【符号の説明】
１    下型
１ａ    クリアランス
２    上型
３    樹脂
３Ａ    成形された振動板
４    光源
５    紫外線及び可視光線
６    繊維状物
７    反射膜
８    ボイスコイル
８ａ    ボイスコイルのリード線
８ｂ    成形部
【図１】
2004357020.tif 000004
【図２】
2004357020.tif 000005
【図３】
2004357020.tif 000006
【図４】
2004357020.tif 000007
【図５】
2004357020.tif 000008
【図６】
2004357020.tif 000009