(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
段差を形成するようにずらして接着層を介して積み重ねられた複数の炭素板を具備しており、
前記複数の炭素板のサイズは互いに異なっており、サイズの順に積み重ねられて中心部が盛り上がった形状をなしており、かつ
積み重ねられたときにドームを形成するように、前記複数の炭素板の少なくとも一部はリング形状を有している、
炭素質音響振動板。
【請求項２】
前記複数の炭素板の１つは振動板全体のサイズを定めるサイズを有し、その他の炭素板は該１つの炭素板の片面または両面に構造剛性を高めるリブとして前記接着層を介して積み重ねられる請求項１記載の炭素質音響振動板。
【請求項３】
前記接着層は、合成樹脂接着剤または合成ゴム接着剤を含む請求項１又は２記載の炭素質音響振動板。
【請求項４】
前記複数の炭素板のそれぞれは、炭素多孔体からなる低密度層と、前記低密度層の両面に設けられ、前記低密度層よりも薄く、前記低密度層よりも密度が高い高密度層とを具備し、
前記低密度層は、前記炭素多孔体の気孔が板の厚み方向に垂直な面に拡がり拡がった気孔と炭素の壁とが交互に層をなす構造を有し、
前記低密度層の炭素の部分と前記高密度層の炭素とが境目なく連続している請求項１〜３のいずれか１項記載の炭素質音響振動板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の炭素質音響振動板およびボイスコイルを含むスピーカユニット。
【請求項６】
前記ボイスコイルの端面と前記ボイスコイルの内面または外面とが前記炭素質音響振動板の前記段差部分に当接している請求項５記載のスピーカユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数特性および内部損失（ｔａｎδ）が改善された炭素質音響振動板およびそれを具備するスピーカユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１，２において述べられているように、広範な周波数帯域に亘る音を忠実に再生するために、音響振動板には、軽量でありながら剛性（弾性率）が高いこと、すなわち、Ｅ／ρ（Ｅ：ヤング係数、ρ：密度）の値が高くて高域特性に優れていること、かつ、内部損失すなわちｔａｎδの値が大きくて不要な振動を抑制できることが要求される。
【０００３】
そのため、特許文献１には、金属薄板の片面あるいは両面に、高強度繊維の長繊維と熱硬化性樹脂より成る複合材料のシート状物を積層せしめて成る電気音響変換器用振動板（請求項１）が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、Ｅ／ρの値が高いという炭素の持つ優れた物理特性を生かした全炭素質の音響機器用振動板が記載されている。特許文献２では、焼成して炭素とする前の予備成型シートをドーム形状の成形型を用いて成形した後に焼成することで全炭素質のドーム型振動板を得ている（実施例１）。
【０００５】
また、特許文献３には、高音用の長繊維を用いた振動板と低音用の短繊維を用いた振動板とを熱可塑性樹脂フィルムを介して相互に加熱接着して一体化したスピーカ用振動板が記載されている。特許文献３は、高音用の振動板と低音用の振動板を一体化することでフルレンジスピーカを得ることを目的としており、２つの振動板を接着することによる特性の改善については言及されていない。また、振動板の材質として炭素を使用することも記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５７−２１９１５号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２１８９５号公報
【特許文献３】実願昭５９−４１０１６のＣＤ−ＲＯＭ（実開昭６０−１５３０９３号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、周波数特性および内部損失がさらに改善された炭素質音響振動板とそれを具備するスピーカユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、段差を形成するようにずらして接着層を介して積み重ねられた複数の炭素板を具備する炭素質音響振動板が提供される。
【０００９】
前記複数の炭素板のサイズは互いに異なっており、サイズの順に積み重ねられて中心部が盛り上がった形状をなしており、積み重ねられたときにドームを形成するように、前記複数の炭素板の少なくとも一部はリング形状を有していることが好ましい。
【００１０】
前記複数の炭素板の１つは振動板全体のサイズを定めるサイズを有し、その他の炭素板は該１つの炭素板の片面または両面に構造剛性を高めるリブとして前記接着層を介して積み重ねられるようにしても良い。
【００１１】
前記接着層は、合成樹脂接着剤または合成ゴム接着剤を含むことが好ましい。
【００１２】
前記複数の炭素板のそれぞれは、炭素多孔体からなる低密度層と、前記低密度層の両面に設けられ、前記低密度層よりも薄く、前記低密度層よりも密度が高い高密度層とを具備し、前記低密度層は、前記炭素多孔体の気孔が板の厚み方向に垂直な面に拡がり拡がった気孔と炭素の壁とが交互に層をなす構造を有し、前記低密度層の炭素の部分と前記高密度層の炭素とが境目なく連続していることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、前述の炭素質音響振動板およびボイスコイルを含むスピーカユニットもまた提供される。
【００１４】
前記ボイスコイルの端面と前記ボイスコイルの内面または外面とが前記炭素質音響振動板の前記段差部分に当接していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
複数の炭素板を段差を形成するようにずらして積み重ねることにより、構造剛性が高まり高域特性が改善される。また、サイズが互いに異なる複数の炭素板をサイズの順に積み重ねたときにドームを形成するように、サイズが最も小さい炭素板を除く複数の炭素板をリング形状とすることにより、ドーム状の炭素質音響振動板を容易に得ることができ、特性をさらに改善することができる。さらに、接着層、特に、合成樹脂接着剤または合成ゴム接着剤を含む接着層を介して積み重ねることにより、ｔａｎδの値が大きくなり、不要な振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る炭素質音響振動板を示す図である。
【図１４】図１３の炭素質音響振動板３０を組み込んだスピーカユニットの模式断面図である。
【図１５】図１４のスピーカユニットの周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図１６】単層の炭素質音響振動板を組み込んだスピーカユニットの周波数特性の測定結果を示すグラフである。
【図１７】スピーカユニットの他の例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１〜１２は本発明の実施形態に係る、様々な形態の炭素質音響振動板を示す。図１〜７，９〜１２において、（ａ）欄は振動板の一方の面から見た平面図、（ｂ）欄は（ａ）欄におけるＡ−Ａ断面図である。また、図８において、（ａ）欄は振動板の一方の面から見た表面図、（ｂ）欄は他方の面から見た裏面図、（ｃ）欄は（ａ）欄におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
図２〜９は、１板の炭素板１０の片面または両面に構造剛性を高めるリブとして様々な形の炭素板１２を接着した形態の炭素質音響振動板を示している。
【００１９】
図１は、異なるサイズの複数の炭素板１４1，１４2…１４nをサイズの順に積み重ねて接着することで中心部が盛り上がった形状をなす炭素質音響振動板を示している。図１０は、外形のサイズが同じで１枚の炭素板１６1を除き異なるサイズの穴が設けられた複数の炭素板１６1，１６2…１６nを穴のサイズの順に積み重ねることで中心部が凹んだ形状をなす炭素質音響振動板を示している。図１１は、異なるサイズのリング形状の炭素板１８1，１８2…１８nをサイズの順に積み重ねて接着して頂部に開口を有するドームの形状とした炭素質音響振動板を示している。図１２は、ドームの頂部となる炭素板２０以外の炭素板１８1，１８2…１８nをリング形状として頂部に開口のないドームの形状とした炭素質音響振動板を示している。
【実施例】
【００２０】
２mm厚のＰＶＡスポンジシート（アイオン株式会社製、ベルイーターＤ（Ｄ））の両面に、セロファンフィルム（フタムラ化学株式会社製、Ｇ−３（＃３００））を液状糊（ヤマト株式会社製、アラビックヤマト）で粘り合わせ、厚み方向に荷重をかけつつ、酸化雰囲気下、２５０℃で３時間熱処理して不融化処理を行い、炭素前駆体とした。この炭素前駆体を窒素雰囲気中、８００℃で１時間加熱して炭素化し、さらに、窒素雰囲気中、１４００℃で３時間加熱して炭素質平面板素材を得た。
【００２１】
本願の出願時には未公開である特願２０１３−９１２７７の明細書に記載されているように、上記の工程で得られる炭素質平面板素材において、ＰＶＡスポンジシートの炭素化により形成される炭素多孔体からなる低密度層は気孔が板面方向に拡がり拡がった気孔と炭素の壁とが交互に層をなす構造を有しており、セロファンフィルムの炭素化により形成される高密度層の炭素と低密度層の炭素の部分とが境目なく連続している。
【００２２】
図１３の（ａ）平面図および（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ断面図に示すように、外径および内径が段階的に減少する長円形リング状の炭素板２２1〜２２5および長円形炭素板２４を、上記の炭素質平面板素材からレーザーマーカーにて切り出し、それらをクロロプレンゴム系溶剤形接着剤にて同心で貼り合わせて長円形ドーム状の炭素質音響振動板を得た。
【００２３】
この炭素質音響振動板３０を図１４の模式断面図に示すスピーカユニットに組み込み、周波数特性を測定した。結果を図１５に示す。また、外形寸法が同じ長円形で単層の炭素質平面板素材のみからなる音響振動板の測定結果を図１６に示す。
【００２４】
図１６において、高域共振周波数ｆhが８kHzであるのに対して、図１５においてはｆhが１１kHzであり、高域特性が改善されている。これは複数の炭素板を段差を形成するようにずらして積み重ねることにより構造剛性が高められたためであると考えられる。
【００２５】
次に、２枚の上記炭素質平面板素材を、酢酸ビニル樹脂系接着剤（コニシ（株）製ボンド発泡スチロール用＃１１８４１）、クロロプレンゴム系接着剤（コニシ（株）製ボンドＧ１７＃１３０４１）および基材なし両面テープ（アクリル系粘着剤：共同技研化学（株）製分子配向膜両面テープ２００Ａ３０）を用いて貼り合わせ、各々から長さ１００mm幅１０mmの試験片を切り取り振動リード法にてｔａｎδを測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から、合成樹脂系接着剤または合成ゴム系接着剤を用いて炭素板を接着することにより、ｔａｎδが増加することがわかる。特に、基材なし両面テープで接着したものでは接着層の厚みを均一にできるため、ｔａｎδが最も高い値となり、振動板素材として好適である。
【００２８】
図１４のスピーカユニットにおいて、ボイスコイル３３が巻かれたボイスコイルボビン３２の端面と外面とが炭素質音響振動板３０の段差部分に当接しており、これによって炭素質音響振動板３０とボイスコイルボビン３２との結合が強固なものになる。また、これによって振動板へのボイスコイルボビンの接合の位置合せが簡便になる。図１７に示すように、ボイスコイルボビン３２の端面と内面とを炭素質音響振動板３０の段差部分に当接するようにしても良い。なお、図１４，１７において、３４は振動板３１をフレーム３５に支持するエッジ、３６はトッププレート、３７はマグネット、３８はヨークである。
本発明の実施態様の一部を以下の項目〈１〉〜〈８〉に記載する。
〈１〉段差を形成するようにずらして接着層を介して積み重ねられた複数の炭素板を具備する炭素質音響振動板。
〈２〉前記複数の炭素板のサイズは互いに異なっており、サイズの順に積み重ねられて中心部が盛り上がった形状をなしている態様１記載の炭素質音響振動板。
〈３〉積み重ねられたときにドームを形成するように、前記複数の炭素板の少なくとも一部はリング形状を有している態様２記載の炭素質音響振動板。
〈４〉前記複数の炭素板の１つは振動板全体のサイズを定めるサイズを有し、その他の炭素板は該１つの炭素板の片面または両面に構造剛性を高めるリブとして前記接着層を介して積み重ねられる態様１記載の炭素質音響振動板。
〈５〉前記接着層は、合成樹脂接着剤または合成ゴム接着剤を含む態様１〜４のいずれか１項記載の炭素質音響振動板。
〈６〉前記複数の炭素板のそれぞれは、炭素多孔体からなる低密度層と、前記低密度層の両面に設けられ、前記低密度層よりも薄く、前記低密度層よりも密度が高い高密度層とを具備し、
前記低密度層は、前記炭素多孔体の気孔が板の厚み方向に垂直な面に拡がり拡がった気孔と炭素の壁とが交互に層をなす構造を有し、
前記低密度層の炭素の部分と前記高密度層の炭素とが境目なく連続している態様１〜５のいずれか１項記載の炭素質音響振動板。
〈７〉態様１〜６のいずれか１項記載の炭素質音響振動板およびボイスコイルを含むスピーカユニット。
〈８〉前記ボイスコイルの端面と前記ボイスコイルの内面または外面とが前記炭素質音響振動板の前記段差部分に当接している態様７記載のスピーカユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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