(57)【要約】【課題】比較的小規模で簡単な成型装置を用いて容易に最適な成型温度に設定でき、成型品の寸法精度を向上できるとともに、省エネルギーで環境への負担が小さく、作業環境も向上できる電気音響変換器用振動板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の電気音響変換器用振動板の製造方法は、マイクロ波吸収発熱機能を有するフェライト粉を含有する樹脂フィルムまたは樹脂シート１にマイクロ波を照射して軟化し、所定の形状に成形することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波吸収発熱機能を有するフェライト粉を含有する樹脂フィルムまたは樹脂シート（１）にマイクロ波を照射して軟化し、所定の形状に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】
前記フェライト粉は、樹脂フィルムまたは樹脂シート（１）中に混入されていることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項３】
前記フェライト粉は、樹脂フィルムまたは樹脂シート（１）の表面または裏面の少なくとも一方に、塗布またはコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法。
【請求項４】
前記請求項１乃至３いずれか１つの項に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法によって振動板（６）を作製したことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項５】
前記請求項４に記載の電気音響変換器用振動板を備えることを特徴とする電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響機器の一種であるスピーカやマイクロホンなどに用いられる電気音響変換器用振動板の製造方法、及びそれによって作製された振動板、並びにその振動板を備えた電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気音響変換器用振動板には、分割振動や共鳴による固有振動が少なく変換効率が良いことが求められる。このため、高ヤング率で内部損失が大きく、かつ軽量な素材が使われている。
【０００３】
電気音響変換器用振動板には、紙系、金属系、高分子系、セラミックス系、あるいはこれらを組み合わせたり強化材を加えたりした複合材料など様々な材料が用いられており、必要とする音響特性や耐久性、コストなどを考慮して選択される。
【０００４】
高分子系の材料を使用した振動板は、例えばフィルム状の樹脂を加熱し、金型により加圧して成型されている。フィルムに熱を付与する方法としては、フィルムの外部から付与する方法が一般的である。すなわち、所定形状の対向する成型面を有する一対の金型を加熱し、この成型面にフィルム状の材料を挟んで加圧し、室温付近まで冷却したのちに金型より取り出して所定形状の振動板を得ている。あるいは、フィルムに予め加熱空気や遠赤外線などで熱を与えた後、金型で成型する方法もある。
【０００５】
樹脂には、温度を上昇してゆくと軟化する軟化点や溶融する融点などの材料固有の温度が存在する。融点がない熱硬化性樹脂類も存在するが、高温になるとある程度軟らかくなる温度があり、その温度付近で物理的に応力をかけることで変形し、成形することができる。よって、いずれの樹脂からなるフィルムでも成形することができる温度は明確に定まっている。
【０００６】
上記金型の加熱方法としては、通常、電気抵抗による発熱を利用したヒータを取り付ける方法が広く用いられているが、昇温に時間がかかることやヒータの取付位置により熱分布が不均一になるなどの問題がある。
【０００７】
一方、金型の冷却方法としては、金型や台座に冷却水あるいはオイルを流し、熱交換で冷却する方法や、空気や二酸化炭素などの気体を用いる方法がある。しかし、金型や台座に流路加工が必要であり、熱交換の効率も低く冷却に長時間かかるという問題がある。
【０００８】
このような問題を解決して、金型を短時間に昇温し、冷却することでサイクルタイムを短縮できるスピーカ振動板成型装置と、この装置を用いた成形方法が特許文献１に提案されている。この特許文献１の成型装置は、高周波誘導加熱装置と冷却装置とを備えており、高周波誘導加熱で成型金型を加熱することにより短時間で昇温することができ、冷却装置から冷却ユニットに冷却水を供給して成型金型を冷却することで生産性を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０３６９５号公報
【特許文献２】特許第４６６３００５号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】雑誌コンバーテック  2011.8  pp.61-63  ソフトフェライト粉末のマイクロ波吸収発熱用途への応用
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載されている技術では、成型金型に高周波誘導加熱装置、冷却装置及び冷却ユニットなどを設ける必要があり、成型装置の大規模化と複雑化を招く。しかも、金属製の金型を加熱、冷却するため大量のエネルギーを消費するので環境への負担が大きく、かつ金型周辺に多量の熱を放出するので作業環境を悪化させる。更に、金属製の金型を加熱、冷却する際に、熱膨張や収縮による寸法変化があるため、成型品の寸法精度に悪影響を与える、という問題もある。
【００１２】
なお、フィルム状の材料に、外部からではなく内部から熱を与える方法として、振動板の材料に金属粉末を含有させて高周波誘導加熱法により加熱する方法や、金属粉末を含有させてマイクロ波により加熱する方法なども考えられるが、いずれも温度制御が困難であり、成型する材料に応じた最適な温度に設定するのは難しかった。
【００１３】
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、比較的小規模で簡単な成型装置を用いて容易に最適な成型温度に設定でき、成型品の寸法精度を向上できるとともに、省エネルギーで環境への負担が小さく、作業環境も向上できる電気音響変換器用振動板の製造方法、及びそれによって作製された振動板、並びにその振動板を備えた電気音響変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の電気音響変換器用振動板の製造方法は、マイクロ波吸収発熱機能を有するフェライト粉を含有する樹脂フィルムまたは樹脂シート１にマイクロ波を照射して軟化し、所定の形状に成形することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記フェライト粉は、樹脂フィルムまたは樹脂シート１中に混入されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法において、前記フェライト粉は、樹脂フィルムまたは樹脂シート１の表面または裏面の少なくとも一方に、塗布またはコーティングされていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る本発明の電気音響変換器用振動板は、請求項１乃至３いずれか１つの項に記載の電気音響変換器用振動板の製造方法によって振動板６を作製したことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係る本発明の電気音響変換器は、請求項４に記載の電気音響変換器用振動板を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る本発明によれば、マイクロ波吸収発熱フェライト粉を含有した樹脂フィルムまたは樹脂シートにマイクロ波を照射することで樹脂フィルム内部のフェライト粉が発熱し、樹脂成分が熱を受けることにより軟化する。この状態で成形することにより樹脂フィルムまたは樹脂シートを変形させて所定形状の振動板を得ることができる。このマイクロ波吸収発熱フェライト粉の基本成分組成、平均粒径、樹脂フィルム材料との厚さ、含有量などを調整することにより、樹脂フィルムまたは樹脂シートの温度の上昇率とその上限、換言すれば昇温時間と到達温度を制御できる。これによって、比較的小規模で簡単な成型装置を用いても、フェライト粉の基本成分組成、平均粒径、樹脂フィルム材料と厚さ、含有量などに応じて容易に温度制御でき、樹脂フィルムまたは樹脂シートを最適な成型温度に設定できる。また、金型の加熱と冷却を繰り返す必要がなく、マイクロ波を有効に熱に変換して利用することができるので、省エネルギーで環境への負担も小さくできる。しかも、金型周辺への放熱が小さくて済むので作業環境を向上できる。更に、金型の熱膨張や収縮による寸法変化の影響を小さくできるので、成型品の寸法精度を向上できる。
【００２０】
請求項２に係る本発明によれば、フェライト粉を樹脂フィルムまたは樹脂シート中に均一に混入することで、樹脂フィルムまたは樹脂シートを均一に加熱できる。また、意図的に不均一に含有させれば部分的に昇温時間や到達温度を異ならせることができるので、精密形状への対応や樹脂の物性の変化を与えることができる。
【００２１】
請求項３に係る本発明によれば、樹脂フィルムまたは樹脂シートへの塗布やコーティングでフェライト粉を付与することで、樹脂フィルムまたは樹脂シートの全面、あるは所定のパターンで部分的に加熱することができ、意図的に均一、あるいは不均一な厚さに設定することで、比較的自由に温度分布と加熱温度を制御できる。特に、不均一にフェライト粉を分布させることで昇温時間や到達温度を異ならせることができるので、精密形状への対応や樹脂の物性の変化（結晶域、非結晶域の制御など）を容易に与えることができる。
【００２２】
請求項４に係る本発明によれば、金型の熱膨張や収縮が小さいので寸法精度の高い振動板を提供できる。
【００２３】
請求項５に係る本発明によれば、寸法精度の高い振動板を備えるので、設計通りの音響特性を持った電気音響変換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る電気音響変換器用振動板の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図はマイクロ波照射工程、（ｂ）図はプレス工程を概略的に示し、（ｃ）図はプレス成形した振動板の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、マイクロ波吸収発熱機能を有するフェライト粉を含有する樹脂フィルムまたは樹脂シートにマイクロ波を照射して加熱し、所定の形状に成形することにより電気音響変換器用振動板を得るものである。
【００２６】
物質にマイクロ波が照射されると、マイクロ波の電界成分と物質の誘電損失、マイクロ波の磁界成分と物質の磁気損失が相互作用し、物質の温度が上昇する。しかし、磁性体はキュリー温度で磁性が消失するため、このキュリー温度以上の高温域では磁気損失が存在しなくなり発熱が停止する。
【００２７】
マイクロ波吸収発熱フェライト粉は、このようなマイクロ波発熱原理を利用した材料であり、例えば２．４５ＧＨｚの電磁波（マイクロ波）を吸収すると自己発熱し、その基本成分組成を調整することにより発熱温度の上限を制御できることが知られている（例えば特許文献２、及び非特許文献１参照）。
【００２８】
従って、マイクロ波吸収発熱フェライト粉を含有した樹脂フィルムまたは樹脂シートにマイクロ波を照射すると樹脂フィルム内部または樹脂シート内部のフェライト粉が急速に発熱し、樹脂成分が熱を受けることにより軟化する。この際、樹脂フィルムまたは樹脂シートの成型に適した温度に発熱するマイクロ波吸収発熱フェライト粉を用いることで、樹脂フィルムまたは樹脂シートを成型に最適な温度に短時間で昇温できる。その後、所定の形状の金型で樹脂フィルムに応力を付与することにより変形させて所定形状の振動板を成型することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施例に係る電気音響変換器用振動板の製造方法について説明するためのもので、（ａ）図はマイクロ波照射工程、（ｂ）図はプレス工程をそれぞれ概略的に示し、（ｃ）図はプレス成形した振動板の概略図である。
【００３１】
（ａ）図に示すように、振動板の素材である樹脂フィルム（あるいは樹脂シート）１には、マイクロ波吸収発熱フェライト粉が含有されており、巻取軸２にロール状に巻回されている。この樹脂フィルム１へのマイクロ波吸収発熱フェライト粉の混入は、樹脂フィルム１の形成時に、液状樹脂に混合しても良いし、樹脂フィルム１の表面及び裏面の少なくとも一方に溶剤とともに塗布したりコーティングしたりして付与することもできる。
【００３２】
上記マイクロ波吸収発熱フェライト粉には、例えばＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎ系フェライト、及びＭｇＺｎフェライトなどを用いることができる。このフェライトの基本成分組成、フェライト粉の平均粒径、樹脂フィルム１の材料と厚さ、照射するマイクロ波の周波数と出力などに応じて昇温される樹脂フィルム１の温度の上昇率とその上限が設定される。上記マイクロ波吸収発熱フェライト粉は、異なる複数種類や平均粒径が異なるものを含有しても良い。
【００３３】
樹脂フィルム１にマイクロ波吸収発熱フェライト粉を混入する際、内部に均一に混入しても良いが、意図的に不均一に含有させれば部分的に昇温時間や到達温度を異ならせることができるので、精密形状への対応や樹脂の物性の変化を与えることができる。もちろん、樹脂フィルム１に大量のマイクロ波吸収発熱フェライト粉を混入させると形成した振動板の音響特性、機械的特性、物理的特性などに悪影響を与える虞があるので、マイクロ波吸収発熱フェライト粉の量は３０ｗｔ％以下が好ましい。
【００３４】
同様に、上記樹脂フィルム１の表面、裏面、または両面に塗布やコーティングなどでマイクロ波吸収発熱フェライト粉を付与する際、全面に均一な厚さで形成しても良いが、意図的に不均一にすることで加熱する際の温度分布を制御でき、所定のパターンで部分的に均一な厚さ、あるいは不均一な厚さにすることで、比較的自由に温度分布と昇温温度を制御できる。
【００３５】
例えば、通常の熱プレス成形では（ｃ）図に示す振動板６の頂部６ａの肉厚は薄くなりやすいので、この部分のフェライト粉の含有量を低くして低い温度に昇温すれば、他の部分に比べて伸展量が小さくなる。これによって、振動板６の厚さを均一にできる。
【００３６】
このように、フェライト粉を不均一（含有量や厚さなど）に分布させることで昇温時間や到達温度を異ならせることができるので、精密形状への対応や樹脂の物性の変化（結晶域、非結晶域の制御など）を容易に与えることができる。
【００３７】
上記樹脂フィルム１は、この樹脂フィルム１を挟んで互いに逆方向に回転する送りローラ３−１、３−２により、所定形状の対向する成型面を有する一対の金型４−１、４−２間に送られる。上記金型４−１、４−２は、マイクロ波の照射により発熱などの影響を受けない材質、例えば樹脂、ガラス、セラミックス、陶器などを主成分とする材料で形成されている。
【００３８】
次に、金型４−１を通してマイクロ波発生装置５からマイクロ波を照射する。一例をあげるとマイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚ、出力は５００Ｗである。これによって、マイクロ波吸収発熱フェライト粉がマイクロ波を吸収して発熱し、樹脂フィルム１が昇温される。そして、樹脂フィルム１の温度が予め定めた温度に達すると昇温が停止する。
【００３９】
この状態で、（ｂ）図に示すように金型４−１、４−２の成型面に樹脂フィルム１を挟んで加圧し、室温付近まで冷却したのちに金型４−１、４−２より取り出して所定形状の振動板６を得る。
【００４０】
以下、同様にマイクロ波照射工程とプレス工程を順次繰り返すことにより、（ｃ）図に示したような振動板６を形成する。
【００４１】
上記のような製造方法によれば、マイクロ波吸収発熱フェライトの基本成分組成と含有量を調整することにより、昇温される樹脂フィルム１の温度の上限を制御できる。また、マイクロ波吸収発熱フェライト粉の平均粒径、マイクロ波の周波数や出力などによって、温度上昇率（昇温時間）が変化する。よって、樹脂フィルム１を加熱する際の昇温時間や到達温度を容易に制御できる。しかも、マイクロ波吸収発熱フェライト粉を含有した樹脂フィルム１にマイクロ波を照射すれば良いので、比較的小規模で簡単な成型装置で樹脂フィルム１を最適な成型温度に調整できる。
【００４２】
更に、樹脂フィルム１の内部または表面から加熱するため、金型４−１、４−２を加熱する必要がなく、冷却も不要であるので成型サイクルを短縮できる。従来、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムを成型して振動板を形成する場合、金型を１７０℃の温度まで昇温しており、成型サイクルは３．５分程度必要であった。
【００４３】
これに対し、本実施例を適用し、同様にＰＥＴフィルムを成型して振動板を形成する場合、周波数が２．４５ＧＨｚ、出力が５００Ｗのマイクロ波を照射したときの成型サイクルは２０秒程度まで短縮できる。
【００４４】
しかも、金型の加熱と冷却を繰り返す必要がなく、金型にマイクロ波による発熱などの影響を受けない材質を用いるので、マイクロ波を有効に熱に変換して利用でき、省エネルギーで環境への負担も小さくできる。しかも、金型周辺への放熱が小さくて済むので作業環境を向上できる。
【００４５】
加えて、フェライト粉を樹脂フィルム中に不均一に含有させれば、部分的に昇温時間や到達温度を異ならせることができるので、従来は難しかった精密形状への対応や樹脂の物性の変化を与えることができる。
【００４６】
また、塗布やコーティングでフェライト粉を付与すれば、振動板の表面の全面から、あるは所定のパターンで部分的に加熱することができ、塗布層やコーティング層を均一、あるいは不均一な厚さに設定することで、比較的自由に分布と加熱温度を制御できる。特に、塗布層やコーティング層に不均一にフェライト粉を含有させることで昇温時間や到達温度に違いを発生させることができるので、精密形状への対応や樹脂の物性の変化（結晶域、非結晶域の制御など）をより容易かつ細かく与えることができる。
【００４７】
上述したように、金型の熱膨張や収縮による寸法変化の影響を小さくできるので、振動板６の寸法精度を向上でき、この振動板を用いた電気音響変換器の精度や音響特性を向上できる。
【００４８】
なお、上記実施例では樹脂フィルムを金型に挟んだ状態でマイクロ波を照射する場合を例に取って示したが、予め樹脂フィルムにマイクロ波を直接照射し、加熱してから金型に送って加圧し、室温付近まで冷却したのちに金型より取り出して所定形状の振動板を得ても良い。
【００４９】
また、上下の金型に樹脂フィルムを挟んでプレス成形する場合を例に取って説明したが、例えば真空成型、ブロー成型、圧空成型など他の通常のフィルムやシートの成形工程を用いても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１    樹脂フィルム
２    巻取軸
３−１、３−２    送りローラ
４−１、４−２    金型
５    マイクロ波発生装置
６    振動板
６ａ    頂部
【図１】
2013118548.tif 000003