(57)【要約】【課題】      高剛性、高感度、高内部損失及び低歪などを実現することが可能なボビン一体型マグネシウム振動板、その製造方法及その振動板を使用したスピーカー装置を提供する。【解決手段】  圧延工程において、圧延機による１回毎の圧延量を１μｍ〜２０μｍとし、マグネシウムの基材を恒温槽で加熱しつつ各圧延ローラーで圧延する。これにより、３０μｍ〜１００μｍのマグネシウムシートが製造される。また、このマグネシウムシートを用いてボビンと振動板とを一体的に成形すると共に、その振動板の形状をセミドーム形状又はドーム形状に成形する。これにより、セミドーム型振動板又はドーム型振動板を有するボビン一体型マグネシウム振動板が製造される。そして、そのボビン一体型マグネシウム振動板をダイナミック形スピーカー装置に適用する。これにより、高剛性、高感度、高内部損失及び低歪などを実現する高品質なダイナミック形スピーカー装置が得られる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムの基材を加熱する加熱工程と、
前記加熱された状態の前記マグネシウムの基材を圧延してマグネシウムシートを製作する圧延工程と、
前記マグネシウムシートを成形して、ボビンと振動板を一体的に作製する成形工程と、を備えることを特徴とするボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法。
【請求項２】
前記圧延工程は、一回毎の圧延量が異なる工程を複数回繰り返すことにより、所定の厚さのマグネシウムシートを製作する工程を有することを特徴とする請求項１に記載のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法。
【請求項３】
前記所定の厚さは、３０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項２に記載のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法。
【請求項４】
前記圧延量は、１μｍ〜２０μｍであり、前記マグネシウムシートが薄くなるにつれて段階的に減少することを特徴とする請求項２に記載のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法。
【請求項５】
前記成形工程は、前記マグネシウムシートを、セミドーム形状、ドーム形状又はコーン形状の振動板に成形することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法。
【請求項６】
マグネシウムにより構成され、振動板とボビンとが一体成形されていることを特徴とするスピーカー用振動板。
【請求項７】
厚さが３０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項６に記載のスピーカー用振動板。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のスピーカー用振動板を備えることを特徴とするスピーカー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビン一体型振動板、その製造方法及びその振動板を使用したスピーカー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高域再生用スピーカーの金属系振動板として、アルミニウムやチタンなどの材料が好適に用いられている。そして、それらの材料を用いて振動板及びボビンを夫々別々に成形し、後からそれらを接着剤で接合してなる、ボビン取付型の振動板を有する高域再生用スピーカーが知られている。しかし、そのようなスピーカーでは、接着剤を使用して振動板とボイスコイルボビンを接合しているため、その接着剤の影響により音波伝播の損失等が生じ音響特性などの特性にばらつきが生じてしまうという問題がある。また、アルミニウムやチタンは放熱性が高いため、それらの材料を用いて振動板とボビンを一体的に成形してなる、ボビン一体型振動板を有する高域再生用スピーカーが知られている。
【０００３】
一般的に、金属系振動板は、樹脂系振動板と比較すると剛性が高いため、樹脂系振動板よりｆｈ（高域限界周波数）が高く取れるという物理的な特性を有している。なお、ｆｈは、振動板とエッジの逆共振により生じる高域限界周波数である。このため、金属系振動板を使用した高域再生用スピーカーは、歪の少ない状態で高周波帯域まで音を再生できるという利点がある。
【０００４】
ところが、アルミニウムやチタンなどを使用した振動板は、内部損失（ｔａｎδ）が小さいため、２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚまでの可聴帯域にｆｈが生じた場合、樹脂系振動板に比べ、高周波帯域においてピークやディップが大きく現れ、歪の多い音質となる。
【０００５】
加えて、金属系振動板は比重が大きいため、入力信号を出力音圧に変換する能率が低下し、音響感度が低下するという問題点がある。このため、かかる問題を解消するために、その振動板の厚さを薄くして音響感度を高める方法が採られるが、この方法によると振動板自体の剛性が低下し、不要共振が生じ易くなり、その振動板を通じて発せられる音質は歪を多く含んだものとなってしまうという問題点があった。
【０００６】
なお、この種のスピーカーの振動板の構造として、振動板の外周部に強度を持たせることにより特性を改善したスピーカーの振動板構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１によれば、金属材料としてチタンを使用し、ドーム型の振動板部とコイルボビン部とその下端縁に形成されるエッジ部とを一体成型して振動板部材を形成し、その振動板部の中心部を切除線で切除することにより穴開き振動板部材とし、別に形成された振動板中心部材を接合部で接合することにより、振動板外周部を重合構造に形成している。このため、そのような振動板を有するスピーカーは、高音域の共振のピークが平坦化されている。
【０００７】
また、この種のスピーカー振動板を製造する方法として、厚さ２５ミクロンのチタンをプレス成型して振動板部とボイスコイルボビン部とエッジ部とを一体成形した振動板基材を製作し、熱プラズマＣＶＤ法により、振動板部の上面及び振動板部からコイル部の上端部に亙って結晶質のダイヤモンド膜による蒸着膜を形成してなるスピーカー振動板の製造方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。このようにして得られたスピーカー振動板は、コイルボビン部の上端部及びコイル部の上端部が無機質材による蒸着膜で覆われているため、コイル部における接着剤の影響がなくなり音波伝播速度がより高められている。
【０００８】
【特許文献１】実公平７−４９９０６号公報
【特許文献２】特許第３１４８６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、高剛性、高感度、高内部損失及び低歪などを実現することが可能なボビン一体型マグネシウム振動板、その製造方法及その振動板を使用したスピーカー装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、ボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法であって、マグネシウムの基材を加熱する加熱工程と、前記加熱された状態の前記マグネシウムの基材を圧延してマグネシウムシートを製作する圧延工程と、前記マグネシウムシートを成形して、ボビンと振動板を一体的に作製する成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、スピーカー用振動板であって、マグネシウムにより構成され、振動板とボビンとが一体成形されていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の１つの実施形態では、ボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法は、マグネシウムの基材を加熱する加熱工程と、前記加熱された状態の前記マグネシウムの基材を圧延してマグネシウムシートを製作する圧延工程と、前記マグネシウムシートを成形して、ボビンと振動板を一体的に作製する成形工程と、を備える。
【００１３】
上記のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法によれば、マグネシウムの基材を加熱しつつ圧延することにより、所定の厚さのマグネシウムシートを製作することができる。このとき、加熱工程で被圧延物たるマグネシウムの基材を加熱するのは、圧延し易い状態にするためである。そして、その製作されたマグネシウムシートを成形し、ボビンと振動板を一体的に作製することにより、ボビン一体型マグネシウム振動板が製作される。こうして得られたボビン一体型マグネシウム振動板は、マグネシウムにより作製されているため、高剛性、高感度、高内部損失、軽量、及び低歪などの特性を有する。
【００１４】
上記のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法の一態様では、前記圧延工程は、一回毎の圧延量が異なる工程を複数回繰り返すことにより、所定の厚さのマグネシウムシートを製作する工程を有する。
【００１５】
この態様によれば、圧延工程は、１回毎の圧延量を適宜調整することができる。好適な例では、前記圧延量は１μｍ〜２０μｍとすることができる。そして、圧延工程は、１回毎の圧延量が異なる工程を複数回繰り返すことにより、マグネシウムの基材からマグネシウムシートを製作することができる。このとき、マグネシウムの基材が薄くなるに連れて１回毎の圧延量を段階的に減らすことで、圧延されたマグネシウムの基材に亀裂、反り、或いはピンホールなどの不具合が生ずるのを防止することができる。よって、歩留まりの向上を図ることができる。また、その後、このマグネシウムシートを成形することで、所望する厚さのボビン一体型マグネシウム振動板を精度良く製作することができる。
【００１６】
上記のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法の他の態様では、前記所定の厚さは、３０μｍ〜１００μｍとすることができる。これにより、酸化の影響を受けず、高剛性、高感度、高内部損失及び低歪などを実現する高品質なボビン一体型マグネシウム振動板を製作することができる。
【００１７】
上記のボビン一体型マグネシウム振動板の製造方法の他の態様では、前記成形工程は、前記マグネシウムシートを、セミドーム形状、ドーム形状又はコーン形状の振動板に成形する。この態様によれば、マグネシウムシートを、一般的に普及しているセミドーム形状、ドーム形状又はコーン形状の振動板に成形することで、高域再生用又は低域再生用のスピーカー装置を製作することができる。
【００１８】
本発明の他の観点では、スピーカー用振動板は、マグネシウムにより構成され、振動板とボビンとが一体成形されている。また、好適な一態様では、上記のスピーカー用振動板は厚さが３０μｍ〜１００μｍである。
【００１９】
このスピーカー用振動板によれば、その厚さを３０μｍ以上としているため、酸化の影響を受けず、剛性が高く、内部損失が大きく、比重が小さく、熱伝導率が大きく、尚且つ歪が小さいなどの特性を有する振動板となる。また、内部損失が大きいため、高周波数帯域において生じる出力音圧のピークやディップが小さくなり、２次或いは３次歪などの歪も減少する。よって、高周波数帯域では出力音圧が平坦になり、高品質な音の再生をすることができる。また、このスピーカー装置用のボビン一体型マグネシウム振動板では、その厚さを１００μｍ以下としているため軽量な振動板となり、ボビンなどの剛性を維持しつつ感度を上げることができる。
【００２０】
また、このスピーカー装置用のボビン一体型マグネシウム振動板は、ボビンと振動板が一体的に成形され、ボビンと振動板の接合に際して接着剤が使用されていない。よって、その振動板を適用したスピーカー装置は、接着剤の影響を受けないため、ボイスコイルから伝達される振動を損失無くボビンを通じて振動板側へ伝達することができると共に、音響特性などの特性にばらつきが生じるのを防止できる。加えて、揮発性有機化合物（ＶＯＣ；Volatile Organic Compounds）の排出を低減することができる。このため、スピーカー製造時に作業者の安全性を確保できると共に環境浄化にも貢献し得る。
【００２１】
また、このスピーカー装置用のボビン一体型マグネシウム振動板は、ボビンと振動板が一体的に成形されているので、ボイスコイルで発生した熱をボビンを通じて振動板側へ効率よく伝達することができ、さらにその熱をスピーカー装置の外部空間、即ち空気中へと放熱することができる。よって、耐入力の限界値を高く設定することができる。
【００２２】
本発明の他の観点では、スピーカー装置は上記のスピーカー用振動板を備える。
【００２３】
上記のスピーカー装置によれば、上記のスピーカー用振動板を、一般的に普及しているセミドーム形状、ドーム形状又はコーン形状とすることで、例えば、ツィーターなどの高域再生用のスピーカー装置やウーファーなどの低域再生用のスピーカー装置を製作することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。本発明は、３０μｍ〜１００μｍの厚さに圧延したシート状のマグネシウムを、ボビン一体型振動板に適用する。また、そのボビン一体型マグネシウム振動板をスピーカー装置に適用する。これにより、高剛性、高感度、高内部損失及び低歪などを実現する高品質なスピーカー装置が得られる。以下、所定の厚さを有するマグネシウムの基材を３０μｍ〜１００μｍの厚さに圧延するための圧延方法、そのマグネシウムシートを成形してなるボビン一体型マグネシウム振動板の高周波帯域での出力音圧特性、及びドーム型、セミドーム型などの各種形態のボビン一体型マグネシウム振動板をスピーカー装置に適用した例について説明する。
【００２５】
[マグネシウムの基材の圧延方法]
先ず、マグネシウムの基材の圧延方法について、図１を参照して説明する。図１には、マグネシウムの基材２０を３０μｍ〜１００μｍの厚さのマグネシウムシート２４に圧延する圧延工程２００が示される。
【００２６】
マグネシウムの基材２０は、予め１５０μｍ程度の厚さのシート材として形成されている。圧延工程２００では、このマグネシウムの基材２０を圧延機２３で複数回圧延を繰り返すことにより、３０μｍ〜１００μｍの範囲内で所望する厚さのマグネシウムシート２４が製造される（矢印ｓ６を参照）。
【００２７】
圧延機２３は、一定の方向に回転しながら一定のテンションをかけつつマグネシウムの基材２０を所定の厚さに圧延する圧延ローラー２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、マグネシウムの基材２０を所定の温度に加熱する恒温槽２２と、を備える。
【００２８】
圧延ローラー２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、図示しないテンション調整機構を通じて、一定のテンションに調整することが可能となっている。テンション調整機構は、作業者などが操作盤を操作することで、一定のテンションに調整される。本例では、圧延ローラー２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、１回毎の圧延でマグネシウムの基材２０を約１〜２０μｍの範囲内で薄くすることができる。
【００２９】
恒温槽２２は、マグネシウムの基材２０を所定の温度に加熱するための装置であり、図示しない温度調節機により、内部が一定の温度にコントロールされている。尚、マグネシウムは最密六方晶であるため常温での加工が困難である。このため、恒温槽２２により通常２００〜４００℃程度に加熱しながら圧延する。これにより、塑性変形し難いマグネシウムの基材２０を圧延し易い状態にする。
【００３０】
圧延工程２００の工程の流れについて説明すると、先ず、一定の厚さ及び長さを有するマグネシウムの基材２０は、図示しない送り出し装置により圧延機２３へと送り出される（矢印ｓ１）。次に、圧延ローラー２１ａ、２１ｂは一定の方向に回転しながら（矢印ｓ２及びｓ３）、マグネシウムの基材２０を所定の厚さに圧延すると共に、そのマグネシウムの基材２０を恒温槽２２内へと送り出す。マグネシウムの基材２０は、恒温槽２２内を通過している間に所定の温度に加熱されて塑性変形し易くなる。次に、そのマグネシウムの基材２０が恒温槽２２から圧延ローラー２１ｃ、２１ｄへと送り出されると、圧延ローラー２１ｃ、２１ｄは一定の方向に回転しながら（矢印ｓ４及びｓ５）、マグネシウムの基材２０を再び圧延する。以上の圧延工程２００を経てマグネシウムの基材２０は、最終的に３０μｍ〜１００μｍの範囲内の厚さを有するマグネシウムシート２４となる（矢印ｓ６）。
【００３１】
尚、本例では、上述したようにマグネシウムの基材２０を圧延する際に１回毎の圧延量を約１〜２０μｍの範囲としているが、これは以下の理由による。即ち、マグネシウム材料は、すべり変形量が他の金属に比して非常に小さいため塑性変形し難い材料である。このため、一度に圧延する圧延量を大きくしすぎると、マグネシウムの基材２０内に潜在する残留歪の影響によって、マグネシウムの基材２０に亀裂、反り、或いはピンホールなどの不具合が発生し、歩留まりの低下につながる。よって、本例では、１回毎の圧延量を約１〜２０μｍと小さくし、マグネシウムの基材２０を複数回圧延することで、上記不具合を解消し、歩留まりの向上を図るようにしている。
【００３２】
次に、圧延工程２００によりマグネシウムの基材２０を圧延するときの圧延方法例について、図２に示す表を参照しながら説明する。図２（ａ）には、マグネシウムの基材２０を１５０μｍ→１００μｍの厚さに圧延するときの圧延方法の一例が示される（圧延方法例１）。図２（ｂ）には、マグネシウムの基材２０を１５０μｍ→３０μｍの厚さに圧延するときの圧延方法の一例が示される（圧延方法例２）。
【００３３】
図２（ａ）に示す圧延方法例１では、１５０μｍ→１３０μｍにする工程、１３０μｍ→１２０μｍにする工程、１２０μｍ→１００μｍにする工程という３段階の工程を経て、１５０μｍの厚さを有するマグネシウムの基材２０を最終的に１００μｍの厚さにする。尚、上記３段階の工程はいずれも前述の圧延工程２００によりなされるものである。
【００３４】
初めの１５０μｍ→１３０μｍにする工程では、圧延ローラー２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのテンションを調整して、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を４μｍにする。そして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で５回繰り返し圧延することにより、マグネシウムの基材２０が１３０μｍの厚さとなる。
【００３５】
次の１３０μｍ→１２０μｍにする工程では、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を２μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で５回繰り返し圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が１２０μｍの厚さとなる。
【００３６】
最終の１２０μｍ→１００μｍにする工程では、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を１μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で２０回繰り返し圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が１００μｍの厚さとなる。
【００３７】
以上、図２（ａ）による圧延方法例１では、マグネシウムの基材２０を異なる圧延量で合計３０回圧延することによって、１００μｍの厚さを有するマグネシウムシート２４が得られる。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に示す圧延方法例２では、１５０μｍ→８０μｍにする工程、８０μｍ→４０μｍにする工程、４０μｍ→３０μｍにする工程という３段階の工程を経て、１５０μｍの厚さを有するマグネシウムの基材２０を最終的に３０μｍの厚さにする。
【００３９】
初めの１５０μｍ→８０μｍにする工程では、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を５μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で１４回繰り返し圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が８０μｍの厚さとなる。
【００４０】
次の８０μｍ→４０μｍにする工程では、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を２μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で１０回繰り返し圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が４０μｍの厚さとなる。
【００４１】
最終の４０μｍ→３０μｍにする工程では、先ず、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を３μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で２回繰り返し圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が３４μｍの厚さとなる。次に、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を２μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で１回圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が３２μｍの厚さとなる。最後に、１回毎のマグネシウムの基材２０の圧延量を１μｍにして、マグネシウムの基材２０を圧延機２３で２回繰り返し圧延する。これにより、マグネシウムの基材２０が３０μｍの厚さとなる。
【００４２】
以上、図２（ｂ）に示す圧延方法例２では、マグネシウムの基材２０を異なる圧延量で合計２９回圧延することによって、３０μｍの厚さを有するマグネシウムシート２４を得る。
【００４３】
尚、上記の圧延方法例１及び例２においては、１回毎の圧延量を後工程になるに従い減じるようにしているが、これは以下の理由による。即ち、マグネシウムの基材２０は圧延される毎に厚さが薄くなり、これに起因してマグネシウムの基材２０の剛性が低下し亀裂などの不具合が生じやすくなる。このため、図２（ａ）及び（ｂ）に示す３段階の工程では、後工程になるに従い、圧延量を小さくして上記不具合が発生するのを回避している。
【００４４】
尚、図２（ａ）及び（ｂ）に示す圧延方法例１及び例２は、あくまで一例を示したものであり、圧延方法及び１回毎の圧延量などはこれに限られるものではない。
【００４５】
こうして得られたマグネシウムシート２４を成形することにより、ドーム形状、セミドーム形状、コーン形状などの各種形状のボビン一体型マグネシウム振動板が製作される。
【００４６】
次に、上記の圧延工程２００において圧延された３０μｍ及び１００μｍの厚さを有する、ボビン一体型マグネシウム振動板の高周波帯域での音圧特性の測定例を図３にグラフとして示す。かかる実験例では、入力信号周波数を変化させたとき、ボビン一体型マグネシウム振動板から出力される音圧を測定している。図３（ａ）に示すグラフＷ１は、３０μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板を利用したスピーカー装置に対する入力信号周波数（Ｈｚ）と、出力音圧（ｄＢ）との関係を示すものである。図３（ｂ）に示すグラフＷ２は、１００μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板を利用したスピーカー装置に対する入力信号周波数（Ｈｚ）と、出力音圧（ｄＢ）との関係を示すものである。
【００４７】
３０μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板を用いたスピーカー装置は、図３（ａ）のグラフＷ１に示すように、約２ＫＨｚ〜２０ＫＨｚの範囲内で出力音圧が平坦になっている。一方、１００μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板を用いたスピーカー装置は、図３（ｂ）のグラフＷ２に示すように、１０ＫＨｚ近傍〜約６０ＫＨｚ直前にかけて出力音圧が平坦になっている。即ち、いずれの場合も、高域再生用スピーカー装置に要求される３ＫＨｚ〜２０ｋＨｚ付近の周波数帯域においてフラットな特性が得られている。なお、３０μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板と、１００μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板とは同じマグネシウム材料を使用しているにもかかわらず、夫々異なった出力音圧特性を示しているが、これは同一形状及び同一サイズでも質量が異なるため、出力音圧特性も変わってくることに起因している。
【００４８】
また、３０μｍ及び１００μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板は、可聴帯域にピーク（特定周波数の山）が生じないため、歪の少ない状態で高周波帯域の音を再生することが可能となる。
【００４９】
次に、ボビン一体型マグネシウム振動板、及びボビン一体型チタン振動板の高周波帯域での出力音圧特性を、夫々比較するため、図４（ａ）及び（ｂ）にグラフとして示す。尚、グラフＷ３及びＷ６は出力音圧(太実線)を示すグラフであり、グラフＷ４及びＷ７は２次歪(細実線)を示すグラフであり、グラフＷ５及びＷ８は３次歪(破線)を示すグラフである。また、図４（ａ）は、３０μｍ〜１００μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板を適用したスピーカー装置の特性を示している。
【００５０】
ボビン一体型マグネシウム振動板では、図４（ａ）のグラフＷ３に示すように、約３．５ＫＨｚ〜約３０ＫＨｚにかけて出力音圧が平坦になっている。一方、ボビン一体型チタン振動板では、図４（ｂ）のグラフＷ６に示すように、約４ＫＨｚ〜約１５ＫＨｚにかけて出力音圧が平坦になっている。したがって、ボビン一体型マグネシウム振動板の方がボビン一体型チタン振動板より高域での音の再生帯域が広くとれ、尚且つボビン一体型マグネシウム振動板の方が超高域まで音の再生が可能であるということがわかる。
【００５１】
即ち、可聴帯域内の約１８ＫＨｚ付近では、グラフＷ３及びＷ６を参照して理解されるように、ボビン一体型マグネシウム振動板は出力音圧が平坦であるのに対し、ボビン一体型チタン振動板の方では、破線領域Ｅ１（約１８ＫＨｚ）においてピークが生じている。また、１８ＫＨｚ以上３０ＫＨｚ以下の範囲では、グラフＷ３及びＷ６を参照して理解されるように、ボビン一体型マグネシウム振動板は出力音圧が平坦であるのに対し、ボビン一体型チタン振動板の方では、多くのピークやディップ（特定周波数の山と谷）が生じている（破線領域Ｅ２参照）。したがって、ボビン一体型マグネシウム振動板はボビン一体型チタン振動板に比して、より高域再生用の振動板として適していることがわかる。
【００５２】
また、図４（ａ）及び（ｂ）には、２次、３次歪の特性がグラフとして示される。特に、可聴帯域３ＫＨｚ〜２０ＫＨｚにおけるボビン一体型マグネシウム振動板とボビン一体型チタン振動板の２次歪特性を比較すると、グラフＷ４及びＷ７を参照して理解されるように、ボビン一体型チタン振動板の方が多くのピークやディップが生じていることがわかる。さらに、上記同様の帯域におけるボビン一体型マグネシウム振動板とボビン一体型チタン振動板の３次歪特性を比較すると、グラフＷ５及びＷ８を参照して理解されるように、ボビン一体型チタン振動板の方がピークとディップとの出力音圧の差が大きいことがわかる。
【００５３】
これは、高周波帯域において、ボビン一体型チタン振動板の方がボビン一体型マグネシウム振動板より多くの歪成分を含んでいることを示すものである。したがって、ボビン一体型マグネシウム振動板の方がボビン一体型チタン振動板より高域再生用の振動板として適していることがわかる。
【００５４】
尚、ボビン一体型マグネシウム振動板と、本例では特に示していないボビン一体型アルミニウム振動板とを比較した場合にも、ボビン一体型アルミニウム振動板の方が高周波帯域で多くのピークやディップが生じ歪成分を多く含んだ特性を示す。したがって、ボビン一体型マグネシウム振動板の方がボビン一体型アルミニウム振動板より高域再生用の振動板として適している。
【００５５】
以上に述べた特性は、主として、マグネシウムがチタンやアルミニウムより内部損失が大きく、比重が小さく、音速が大きく、且つ剛性などが高いという物理的特性によるものである。
【００５６】
ここで、実際に、図５（ａ）の表１を参照して、マグネシウム、チタン及びアルミニウムの内部損失（tanδ）、密度ρ、及びＥ／ρ２を夫々比較検討する。尚、Ｅ／ρ２は、ヤング率Ｅを密度ρの２乗で除算したものであり、概ね、振動板の速度（音速）を表しているものと考えることができる。
【００５７】
表１に示すように、マグネシウムの内部損失は０．００５であり、チタン及びアルミニウムの内部損失は共に０．００３である。よって、マグネシウムは、チタンやアルミニウムより内部損失が大きいことがわかる。このため、本発明のボビン一体型マグネシウム振動板を適用したスピーカー装置では、不要共振時に生じるピークやディップを小さくすることができ、歪の少ない音質が得られる。
【００５８】
また、マグネシウム、チタン及びアルミニウムの密度ρを夫々比較検討する。表１に示すように、マグネシウムの密度ρは、１７８０（Ｋｇ/ｍ3）であり、チタンの密度ρは４４００（Ｋｇ/ｍ3）であり、アルミニウムの密度ρは２６８０（Ｋｇ/ｍ3）である。よって、マグネシウムは、チタンやアルミニウムより比重が小さいことがわかる。このため、本発明のボビン一体型マグネシウム振動板を適用したスピーカー装置では、剛性を維持したまま感度を上げることができる。
【００５９】
また、表１に示すように、マグネシウム振動板のＥ／ρ２は9.15×103であり、アルミニウム振動板のＥ／ρ２は9.65×103であり、チタン振動板のＥ／ρ２は6.15×103である。よって、マグネシウム振動板のＥ／ρ２は、アルミニウム振動板のＥ／ρ２と略同等レベルであり音速が大きいということがわかる。このため、本発明のボビン一体型マグネシウム振動板を適用したスピーカー装置は、音の反応が早く（トランジェント特性が良い）、高域の再生特性が良好となる。
【００６０】
ここで、スピーカーの感度とスピーカー材料の関係について検討する。ここで、スピーカーの感度（ｄＢ値）は、
ＳＰＬ（ｄＢ）＝２０ｌｏｇ10｛Ｐ／（２×１０−５）｝      （式１）
で表される。
【００６１】
また、上記の式１の右辺の音圧Ｐ（Ｐａ）は、
Ｐ＝（ｊω×ρ０×Ｖ×Ｓｐ）／２πｒ      （式２）
で表される。ここで、「ｊω」は角速度、「ρ０」は空気密度、「Ｖ」は振動板速度、「Ｓｐ」は振動板有効面積、「ｒ」は測定マイクまでの距離である。
【００６２】
いま、振動板に適用する金属材料を変更することによって、その振動板重量に伴うスピーカーの感度の変化について考察するため、上記の式２における振動板速度Ｖに注目すると、振動板速度Ｖは、
Ｖ＝Ｆ／Ｚｍ      （式３）
で表される。ここで、「Ｆ」はボイスコイルに発生する力、「Ｚｍ」は機械インピーダンスである。また、機械インピーダンスＺｍは、
Ｚｍ＝Ｒｍ＋ｊ（ωｍ０−１／ωＣ）      （式４）
で表される。ここで、「Ｒｍ」は機械抵抗、「Ｃ」はコンプライアンス、「ｍ０」は振動系重量である。
【００６３】
中高周波数域では、上記の式４において機械抵抗ＲｍやコンプライアンスＣは無視して構わないので、Ｚｍの概算値はｊωｍ０、即ち、Ｚｍ＝ｊωｍ０となる。その結果、スピーカーの機構が同じで、かつ、同じ体積の振動板を有するスピーカーでは、振動板材料の比重の違いによってスピーカーの感度が変化することになる。
【００６４】
即ち、振動板材料としてマグネシウムを使用した場合に、その振動系重量をｍ０１、機械インピーダンスをＺｍ１、振動板速度をＶ１、音圧をＰ１、及びスピーカーの感度をＳＰＬ１とする。また、振動板材料としてアルミニウムを使用した場合に、その振動系重量をｍ０２、機械インピーダンスをＺｍ２、振動板速度をＶ２、音圧をＰ２、及びスピーカーの感度をＳＰＬ２とする。さらに、振動板材料としてチタンを使用した場合に、その振動系重量をｍ０３、機械インピーダンスをＺｍ３、振動板速度をＶ３、音圧をＰ３、及びスピーカーの感度をＳＰＬ３とする。なお、いずれの振動板も体積は同じであるとする。
【００６５】
そうすると、振動系重量ｍ０は、ｍ０３＞ｍ０２＞ｍ０１となるので、上記の式４より機械インピーダンスＺｍは、Ｚｍ３＞Ｚｍ２＞Ｚｍ１となる。このため、上記の式３により振動板速度Ｖは、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３となり、上記の式２により音圧Ｐは、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる。このため、上記の式１により、スピーカーの感度ＳＰＬは、ＳＰＬ１＞ＳＰＬ２＞ＳＰＬ３となる。よって、上記した条件の下では、スピーカーの感度は、マグネシウム振動板を有するスピーカー、アルミニウム振動板を有するスピーカー、チタン振動板を有するスピーカーの順に高いことがわかる。
【００６６】
つまり、かかる結果は、スピーカーの感度を向上するためには、振動板の軽量化が必要であることを意味している。上記したように、アルミニウムやチタンは、マグネシウムに比べて密度ρが大きい。このため、アルミニウムやチタンを用いてボビン一体型振動板を作製するに際しては、スピーカーの感度低下を防止するため、その厚さを薄くする必要がある。しかし、その厚さを薄くすると、強度の求められるボビンの剛性Ｅ・ｔ３が低下してしまうことになる。よって、ボビンの剛性を高めてスピーカーの感度を上げるためには、ボビン一体型振動板を作製する材料として、アルミニウムやチタンより比重の小さなマグネシウムが最も適していることがわかる。
【００６７】
例えば、厚さ３０μｍのアルミニウム振動板を有するスピーカーの感度と同じ感度にするためには、理論上、マグネシウム振動板では厚さ４５μｍにする必要があり、チタン振動板では厚さ１８μｍにする必要がある。また、それらの各振動板の厚さに対応する剛性値Ｅ・ｔ３を算出した結果、図６の表３を得ることができた。ここで、Ｅはヤング率であり、ｔは振動板の厚さである。表３に示すように、厚さ３０μｍのアルミニウム振動板の剛性値は、1.87×10-3であり、厚さ４５μｍのマグネシウム振動板の剛性値は、2.64×10-3であり、厚さ１８μｍのチタン振動板の剛性値は、6.94×10-４である。よって、スピーカーの感度が同一の条件の下では、マグネシウム振動板、アルミニウム振動板、チタン振動板の順に剛性値が高いことがわかる。
【００６８】
また、マグネシウムはアルミニウムやチタンと比較して比重が小さいので、ボビン一体型振動板を厚くして剛性を上げることができる。つまり、剛性を上げるために厚さを厚くした場合、その分の重量増を考慮しても、同じ剛性のアルミニウムやチタンのボビン一体型振動板と比較して重量を軽くすることができる。よって、スピーカーの感度を低下させることなく、軽量化が可能となる。
【００６９】
また、本発明のボビン一体型マグネシウム振動板をスピーカー装置に適用することにより、上記の他にも以下の作用効果を奏する。
【００７０】
まず、放熱効果が高くなるので、耐入力の限界値を高く設定することができる。ここで、実際に、図５（ｂ）の表２を参照して、マグネシウム、チタン及びアルミニウムの熱伝導率を夫々比較検討する。表２に示すように、マグネシウムの熱伝導率は１５６．０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１であり、チタンの熱伝導率は２１．９Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１であり、アルミニウムの熱伝導率は２３７．０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１である。なお、その各熱伝導率は気温２７℃のときの値である。よって、アルミニウムはそれらの金属中で最も熱伝導率が高く、マグネシウムより放熱性に優れた素材であることがわかる。しかし、上記したように、マグネシウムは、アルミニウムやチタンよりも内部損失が大きい。このため、熱伝導率だけでなく内部損失も考慮した場合には、マグネシウムの方がアルミニウムより高域再生用の振動板として適している。加えて、本発明のボビン一体型マグネシウム振動板は、ボビンと振動板が一体的に成形されている。このため、ボイスコイルで発生した熱をボビンを通じて振動板側へ効率よく伝達することができ、さらにその熱をスピーカー装置の外部空間、即ち空気中へと放熱することができ、上記の効果を得ることができる。
【００７１】
また、音響特性などの特性にばらつきが生じるのを防止できると共に、ボイスコイルから伝わる振動を損失無く振動板側へ伝達することが可能となる。本発明のボビン一体型マグネシウム振動板は、ボビンと振動板が一体的に成形されるので、ボビンと振動板の接合に際して接着剤は使用されない。よって、その振動板を適用したスピーカー装置は、接着剤の影響を受けないため、上記の効果を得ることができる。
【００７２】
また、接着剤などに含まれる揮発性有機化合物（ＶＯＣ；Volatile Organic Compounds）の排出を低減することができる。これは、上記したように、本発明のボビン一体型マグネシウム振動板の製造時、即ち、ボビンと振動板の接合時に接着剤を使用しないからである。このため、スピーカー製造時に作業者の安全性を確保できると共に環境浄化にも貢献し得る。
【００７３】
特に本例では、ボビン一体型マグネシウム振動板の厚さを３０μｍ〜１００μｍの範囲内に形成しているので、さらに以下のような効果を奏する。
【００７４】
即ち、３０μｍ以下の厚さになるとボビン一体型マグネシウム振動板は、一般的に、酸化皮膜の影響受けて硬度が増し、高内部損失といったマグネシウム特有の物理的特性が失われてしまうが、これを回避することができる。なお、ボビン一体型マグネシウム振動板の厚さの下限は、圧延時に生じる異常結晶成長により３０μｍが限界である。また、１００μｍ以上の厚さにするとボビン一体型マグネシウム振動板の質量が増加するため、スピーカーの能率が低下するといった不具合が発生するが、これも回避することができる。よって、本例に係るボビン一体型マグネシウム振動板は、酸化の影響を受けにくく、高内部損失を維持でき、感度低下を損なうことなく、且つ低歪などを実現できるので、高周波帯域で高品質な音再生が可能となる。
【００７５】
尚、ボビン一体型マグネシウム振動板の振動板部分の有効面積を大きくすると高域限界周波数ｆｈが可聴帯域に生じてくるため歪の多く含んだ音質になってしまうという問題が生じるが、一般的に高域再生用の振動板は、振動板の有効面積を小さくし、且つ後述するようにドーム型、或いはセミドーム型などの態様で使用されるため、そのような不具合は解消される。
【００７６】
[ボビン一体型マグネシウム振動板を使用したスピーカー装置]
上述の圧延工程により製造した３０μｍ〜１００μｍの厚さを有するボビン一体型マグネシウム振動板を高域再生可能なダイナミック形スピーカー装置に適用した各種形態例を図７及び図８に示す。尚、以下の各種形態例に示すボビン一体型マグネシウム振動板の形状は、上述の圧延工程により製作したマグネシウムシート２４をプレス装置などにより成形するものであるが、その成形方法は本発明の特徴ではなく、既知の各種の方法を適用可能であるため説明は省略する。
【００７７】
（セミドーム型のダイナミック形スピーカー装置への適用例）
図７（ａ）は、セミドーム型振動板１ａ及びボビン１ｂを有するボビン一体型マグネシウム振動板１の断面図を示す。図７（ｂ）は、そのボビン一体型マグネシウム振動板１をダイナミック形スピーカー装置に適用した一例を断面図として示す。
【００７８】
先ず、図７（ｂ）を参照して、セミドーム型のダイナミック形スピーカー装置５００の基本構成及び基本原理について述べる。セミドーム型のダイナミック形スピーカー装置５００は、図７（ｂ）に示すように、ボビン一体型マグネシウム振動板１、エッジ２、ボイスコイル３などの振動系と、ツボヨーク５、マグネット６、プレート７などの磁気回路系と、を備えている。
【００７９】
ボビン一体型マグネシウム振動板１は、セミドーム型振動板１ａと略円筒状の形状をなすボビン１ｂとが一体的に成形されてなる。セミドーム型振動板１ａは、スピーカー側に開口を有する略半円球状（いわゆる、セミドーム形状）の振動板である。セミドーム型振動板１ａの外周縁部には、エッジ２の内周縁部が取り付けられている。エッジ２の外周縁部２ａは、筐体をなす樹脂プレート４の一上端面とスピーカーの周方向に沿って固定されている。ボビン１ｂの外周壁の下端部には、ボイスコイル３が巻かれている。
【００８０】
また、ボビン１ｂの外周壁は、上面に開口を有する略円筒形状をなすツボヨーク５の内周壁と一定の間隔を隔てて対向している。一方、ボビン１ｂの内周壁は、円板形状のマグネット６の外周壁、及びマグネット６より若干大なる直径を有する円板形状のプレート７の内周壁と夫々一定の間隔を隔てて対向している。これにより、プレート７の外周壁と、ツボヨーク５の内周壁との間には磁気ギャップが形成されている。
【００８１】
以上のように構成されたセミドーム型のダイナミック形スピーカー装置５００では、一様な磁界中にあるボイスコイル３に音声電流が流れると電磁作用の原理により、ボビン一体型マグネシウム振動板１がそのスピーカーの軸方向に上下するように振動し、セミドーム型振動板１ａから音波が放射される。
【００８２】
（ドーム型のダイナミック形スピーカー装置への適用例）
図８（ａ）は、ドーム型振動板１１ａ及びボビン１１ｂを有するボビン一体型マグネシウム振動板１１の断面図を示す。図８（ｂ）は、ボビン一体型マグネシウム振動板１１をダイナミック形スピーカー装置に適用した一例を断面図として示す。
【００８３】
ドーム型のダイナミック形スピーカー装置６００は、上記したセミドーム型のダイナミック形スピーカー装置５００と略同様の構成である。このため、セミドーム型のダイナミック形スピーカー装置５００と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。しかし、前者と後者とは、ボビン一体型マグネシウム振動板の形状が異なっている。即ち、前者のボビン一体型マグネシウム振動板１１は、ドーム型に成形されたドーム型振動板１１ａと略円筒形状をなすボビン１１ｂとが一体的に成形されている。つまり、ダイナミック形スピーカー装置には、セミドーム型のボビン一体型マグネシウム振動板１に限らず、ドーム型のボビン一体型マグネシウム振動板１１を適用することもできる。
【００８４】
[変形例]
上記の実施例では、セミドーム型振動板１ａを有するボビン一体型マグネシウム振動板１、或いはドーム型振動板１１ａを有するボビン一体型マグネシウム振動板１１を、ダイナミック形スピーカー装置に適用した。しかし、これに限らず、コーン型振動板を有するボビン一体型マグネシウム振動板をダイナミック形スピーカー装置に適用することも可能である。この場合、低音再生時の振動による振動板やボビンの強度を保つため、そのボビン一体型マグネシウム振動板は１００μｍ以上の厚さに成形するのが好ましい。また、コーン型振動板以外にも各種形状の振動板を有するボビン一体型マグネシウム振動板をダイナミック形スピーカー装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係るマグネシウムの基材を圧延してマグネシウムシートを製造する圧延工程を示す。
【図２】本発明に係るマグネシウムの基材の圧延工程の各種例を示す。
【図３】本発明に係る３０μｍ及び１００μｍのボビン一体型マグネシウム振動板の出力音圧特性を示す。
【図４】本発明に係るボビン一体型マグネシウム振動板とボビン一体型チタン振動板の出力音圧特性の比較を示す。
【図５】マグネシウム、チタン及びアルミ二ウムの各物性パラメータを示す。
【図６】マグネシウム、チタン及びアルミ二ウムの厚さと剛性値の関係を示す。
【図７】セミドーム型振動板を有するボビン一体型マグネシウム振動板をダイナミック形スピーカーへ適用した一例を示す。
【図８】ドーム型振動板を有するボビン一体型マグネシウム振動板をダイナミック形スピーカーへ適用した一例を示す。
【符号の説明】
【００８６】
１、１１  ボビン一体型マグネシウム振動板
１ａ  セミドーム型振動板
１１ａ  ドーム型振動板
１ｂ、１１ｂ  ボビン
２０  マグネシウムの基材
２４  マグネシウムシート
２２  恒温槽
２３  圧延機
２００  圧延工程
５００  セミドーム型のダイナミック形スピーカー装置
６００  ドーム型のダイナミック形スピーカー装置
【図１】
2005333322.tif 000003
【図２】
2005333322.tif 000004
【図３】
2005333322.tif 000005
【図４】
2005333322.tif 000006
【図５】
2005333322.tif 000007
【図６】
2005333322.tif 000008
【図７】
2005333322.tif 000009
【図８】
2005333322.tif 000010