(57)【要約】【課題】  振動板素地と補強フィルムの接着層の厚みが均一な振動板を提供する。【解決手段】  本発明は、センタードーム２１およびセンタードームの周囲を取り囲むサブドーム２２を有する振動板素地２と、センタードームの一方の面２１２に配置される補強フィルム３１、および補強フィルムを一方の面に接着する接着剤シート３２を含む補強部材３と、を備えることを特徴とする振動板に関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタードームおよび前記センタードームの周囲を取り囲むサブドームを有する振動板素地と、
前記センタードームの一方の面に配置される補強フィルム、および前記補強フィルムを前記一方の面に接着する接着剤シートを含む補強部材と、
を備えることを特徴とする振動板。
【請求項２】
前記接着剤シートは、ホットメルト接着剤シートである、請求項１記載の振動板。
【請求項３】
前記補強フィルムは、前記一方の面に沿うように同形状に成形されている、請求項１又は２記載の振動板。
【請求項４】
前記接着剤シートは、前記一方の面に沿うように同形状に成形されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の振動板。
【請求項５】
前記接着剤シートの厚さは、２０μｍ以上１２０μｍ以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の振動板。
【請求項６】
前記接着剤シートは、均一な厚さを有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の振動板。
【請求項７】
補強フィルムと接着剤シートを含む補強部材を作製する第１工程と、
前記補強フィルムを、センタードームおよび前記センタードームの周囲を取り囲むサブドームを有する振動板素地の一方の面に接着する第２工程と、
を備えることを特徴とする、振動板の製造方法。
【請求項８】
前記第１工程は、前記補強フィルムと同材質のフィルム素材と、前記フィルム素材に接着され、前記接着剤シートと同材質のシート素材を含む補強素材を作製する第３工程と、
前記補強素材を前記一方の面の形状と同形状に切り出す第４工程と、
を備える請求項７記載の振動板の製造方法。
【請求項９】
前記第３工程は、平板状の前記フィルム素材を用意する第５工程と、
前記フィルム素材上に平板状の前記シート素材を接着する第６工程と、
前記フィルム素材と前記シート素材を前記一方の面と同じ形状を含む形状に成形する第７工程と、
を備える請求項８記載の振動板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程は、前記センタードームの前記一方の面と同じ形状を含む、前記補強フィルムと同材質のフィルム素材を用意する第８工程と、
前記フィルム素材を前記一方の面の形状と同形状に切り出す第９工程と、
前記補強フィルムに平板状の前記接着剤シートを接着する第１０工程と、
を備える請求項７記載の振動板の製造方法。
【請求項１１】
磁気回路構成部材と、
前記磁気回路構成部材によって形成されている磁気ギャップに配置されているボイスコイルと、
前記ボイスコイルが固着された振動板と、
を備える電気音響変換器であって、
前記振動板は、
センタードームおよび前記センタードームの周囲を取り囲むサブドームを有する振動板素地と、
前記センタードームの一方の面に配置される補強フィルム、および前記補強フィルムを前記一方の面に接着する接着剤シートを含む補強部材と、
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、振動板、振動板の製造方法および電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
動電型電気音響変換器において、質量制御で周波数応答を平坦にしているものでは、振動板のスチフネスを小さくして共振周波数を低くすることにより、収音又は再生する周波数帯域を低音側に広げる技術が既に知られている。質量制御で周波数応答を平坦にしている動電型電気音響変換器とは、例えば一次音圧傾度型ダイナミックマイクロホンや、開放型ダイナミックヘッドホンなどである。
【０００３】
振動板は、例えば高分子フィルムを加圧又は加熱することにより成形する。振動板のスチフネスを小さくするために薄い高分子フィルムで振動板を成形すると、振動板のセンタードームの機械強度が低下するため、加えられた音圧又はボイスコイルの駆動力によってセンタードームが容易に変形してしまう。センタードームが変形すると、音圧と駆動力の関係が線形ではなくなるため、周波数応答の劣化や歪みの増大などの問題が発生する。
【０００４】
そこで、高分子フィルムで成形した振動板素地のセンタードームと同形状の補強フィルムを、センタードームに貼着した振動板が知られている。振動板素地と補強フィルムの貼着には、紫外線硬化系接着剤やエポキシ系の接着剤が用いられる。また、振動板素地と同質系のホットメルトによる接着剤で補強フィルムを貼着した振動板が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上述のような関連技術の接着剤は、いずれも筆やスプレーなどで塗布する。しかし、関連技術においては、塗りむらや毛埃の混入などによって接着層の厚みにむらが生じると、電気音響変換器の感度や周波数応答がばらつき、音質に製品間の個体差が生じるという課題があった。
【０００６】
そこで、振動板素地と補強フィルムの接着層の厚みを均一にする技術が必要とされている。
【０００７】
これまでにも、サブドームにホットメルト接着剤からなる補強部材が設けられ、メインドームに補強部材とは素材の異なるホットメルト接着剤からなる第２補強部材が設けられた音響振動板が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、センタードームに貼着された補強フィルムの一面に、多角形の網目状に形成された溝部が設けられ、他面に、溝部に対応した凸リブが形成されている振動板が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許３０４９５７０号公報
【特許文献２】特許５２５３２１６号公報
【特許文献３】特開２０１３−４２４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、振動板素地と補強フィルムの接着層の厚みを均一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる振動板は、センタードームおよびセンタードームの周囲を取り囲むサブドームを有する振動板素地と、センタードームの一方の面に配置される補強フィルム、および補強フィルムを一方の面に接着する接着剤シートを含む補強部材と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる振動板の製造方法は、補強フィルムと接着剤シートを含む補強部材を作製する第１工程と、補強フィルムを、センタードームおよびセンタードームの周囲を取り囲むサブドームを有する振動板素地の一方の面に接着する第２工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる電気音響変換器は、磁気回路構成部材と、磁気回路構成部材によって形成されている磁気ギャップに配置されているボイスコイルと、ボイスコイルが固着された振動板と、を備える電気音響変換器であって、振動板は、センタードームおよびセンタードームの周囲を取り囲むサブドームを有する振動板素地と、センタードームの一方の面に配置される補強フィルム、および補強フィルムを一方の面に接着する接着剤シートを含む補強部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、振動板素地と補強フィルムの接着層の厚みを均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる電気音響変換器の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明にかかる振動板の実施の形態を示す平面図である。
【図３】上記振動板の中心線に沿う断面図である。
【図４】上記振動板が備える振動板素地と補強フィルムの接着層の拡大断面図である。
【図５】上記振動板の周波数特性を示すグラフである。
【図６】本発明にかかる振動板の製造方法の実施の形態を示す、断面図の概略フローチャートである。
【図７】上記振動板の製造方法のうち、補強素材の成形工程を示す断面図である。
【図８】上記振動板の製造方法のうち、補強部材と振動板素地の貼着工程を示す断面図である。
【図９】本発明にかかる振動板の製造方法の別の実施の形態を示す断面図の概略フローチャートである。
【図１０】従来の振動板の製造方法を示す断面図の概略フローチャートである。
【図１１】従来の振動板が備える振動板素地と補強フィルムの接着層の拡大断面図である。
【図１２】従来の振動板の周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
●電気音響変換器および振動板
以下、本発明にかかる電気音響変換器および振動板の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、電気音響変換器の一例であるダイナミックヘッドホンユニット１１は、振動板１、ユニットフレーム１２、磁気回路構成部材１３およびボイスコイル１４を備える。
【００１８】
ユニットフレーム１２は非磁性体より成る円盤状の部品で、中央部に中空の円筒部１２１を有する。
【００１９】
磁気回路構成部材１３は、円形の皿状に形成されたヨーク１５、ヨーク１５の内方の底面に固着された円盤状のマグネット１６、およびマグネット１６のヨーク１５の底面と反対側の端面に固着された円盤状のポールピース１７を備える。ヨーク１５の端部内周面とポールピース１７との間には、全周にわたって円筒状の間隙１８が形成されている。間隙１８は、マグネット１６を源とする磁束が通る磁気ギャップとなっている。ヨーク１５はその外周がユニットフレーム１２の円筒部１２１に嵌合され、ユニットフレーム１２と一体化されている。
【００２０】
ボイスコイル１４は、細い導線が円筒状に巻き回されてなる部品で、磁気ギャップに配置され、振動板１とともに、ヨーク１５およびポールピース１７に触れることなく振動板１の外周縁に定義される平面に垂直な方向に移動可能となっている。
【００２１】
図１および図２に示すように、振動板１は、振動板素地２および補強部材３を備える。振動板素地２は平面形状が円板状で、中心部分にはセンタードーム２１が形成されている。センタードーム２１の周囲には、センタードーム２１を円環状に取り囲むサブドーム２２が形成されている。サブドーム２２の外周縁部は、図１に示すユニットフレーム１２の外周縁部に固着される。振動板素地２は、従来の振動板と同様の素材でできており、例えば高分子フィルムを加圧又は加熱して成形されている。
【００２２】
図１に示すように、振動板１のＡ面２１１には、センタードーム２１とサブドーム２２の境界に沿ってボイスコイル１４が固着されている。Ａ面２１１は、振動板１のポールピース１７と直接対向する面である。振動板１は、ユニットフレーム１２に固着されている外周縁部を支点にして、ボイスコイル１４に生じる電磁力により、振動板１自体が有する弾力に抗して振動板１の外周縁に定義される平面に垂直な方向に振動可能になっている。
【００２３】
センタードーム２１の、Ａ面２１１と反対側の面（以下、「Ｂ面２１２」という。）には、補強部材３が設けられている。補強部材３は、センタードーム２１のＢ面２１２と同形状である。同形状とは、補強部材３のセンタードーム２１との接触面が、Ｂ面２１２に倣ってドーム状になっていることを示す。
【００２４】
図３に示すように、補強部材３は、補強フィルム３１と接着剤シート３２を備える。補強フィルム３１は、例えばポリエステルフィルム等で構成されている。補強フィルム３１は、接着剤シート３２により、センタードーム２１のＢ面２１２に貼着されている。すなわち、接着剤シート３２は、補強フィルム３１とセンタードーム２１間に介在して補強フィルム３１をＢ面２１２側に接着する。補強フィルム３１がセンタードーム２１に貼着されていることにより、センタードーム２１の機械強度を向上することができる。
【００２５】
接着剤シート３２は、均一な厚みでシート状に加工されたホットメルト接着剤シートである。ホットメルト接着剤の融点は、例えば１５０℃程度である。接着剤シート３２は、熱処理によって補強フィルム３１に貼着される。接着剤シート３２は、振動板素地２および補強フィルム３１と同質系の材料であって、同等の厚みの薄膜状である。接着剤シート３２は、例えば日東シンコー株式会社製ＦＢ−ＭＬ８０や、ＤＩＣ株式会社製ＬＴ６００３Ｗ等が適している。
【００２６】
また、接着剤シート３２は、ＵＶ光などによる光硬化型の接着剤シートであってもよい。光硬化型の接着剤シートを用いることにより、耐熱性に優れた振動板を実現することができる。
【００２７】
補強フィルム３１の、接着剤シート３２が貼着される一方の面には、多角形の網目状に形成された溝部が設けられていてもよい。また、補強フィルム３１の他面には溝部に対応した凸リブが形成されていてもよい。この構成により、センタードーム２１の機械強度が高く、より音質の安定した電気音響変換器を実現することができる。
【００２８】
補強フィルム３１は、サブドーム２２にも貼着されていてもよい。また、サブドーム２２には、センタードーム２１とは異なる補強部材３、すなわち異なる厚みの補強フィルム３１や、異なる厚みの接着剤シート３２を貼着してもよい。サブドーム２２にも適宜の厚みの補強部材３を貼着することで、振動板１を適宜の周波数特性に設計することができる。
【００２９】
サブドーム２２に補強部材を貼着する場合には、サブドーム２２の一部に補強部材が貼着されていてもよい。例えば、サブドーム２２の補強部材は、センタードーム２１の外周縁の接線方向に沿って放射状に、かつ、全体として渦巻き状に貼着されていてもよい。このような構成により、サブドーム２２の補強部材がサブドーム２２の補強用リブとして機能し、サブドーム２２のスチフネスを向上させることでサブドーム２２の分割振動を防止することができる。接着剤シート３２により補強部材を貼着するため、液体状の接着剤を塗布する場合に比べて、接着剤のはみ出しを防ぐことができる。また、サブドーム２２と補強フィルムの接着層を均一に設けることができる。
【００３０】
●従来の振動板１０１の構成
ここで、図１０に示した従来の振動板１０１の構成と、その製造方法について説明する。なお、図２、図３および後述する図６に示した振動板と同じ構成部分については、同じ符号を付した。
【００３１】
まず、図６に後述するフィルム素材３１１を用意し（工程Ｘ）、図２と同様の補強フィルム３１を切り出す。補強部材１０３は、例えば有機溶剤に可溶な接着剤１３２を有機溶剤で希釈し、筆やスプレー等で補強フィルム３１に塗布して作製する（工程Ｙ）。補強部材１０３は、センタードーム２１のＢ面２１２と同形状である。最後に、補強部材１０３を、振動板素地２のセンタードーム２１のＢ面２１２に接着剤１３２により貼着する（工程Ｚ）。
【００３２】
このような接着剤１３２を用いた従来の振動板１０１では、塗りむらや毛埃の混入等によって接着層の厚みにむらが生じると、マイクロホンの感度や周波数応答がばらつき、音質に製品間の個体差が生じてしまう。また、接着剤１３２を筆で塗布する場合には、生産者が１つずつ手作業で行う必要があり、熟練度が必要である。接着剤１３２をスプレーで塗布する場合には、専用の設備を導入する必要がある。
【００３３】
図１１（ａ）および（ｂ）は、振動板素地２と補強フィルム３１の接着部分のうち、センタードーム２１の中央付近の断面を示す図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す範囲Ａの拡大図である。同図に示すように、振動板素地２と補強フィルム３１は、接着剤１３２により貼着されている。接着剤１３２による接着層の厚さは約５μｍである。また、振動板素地２、接着層および補強フィルム３１の厚みの合計は、約５０μｍである。
【００３４】
図１２に示すように、従来の振動板１０１においては、５ｋＨｚ以上の高周波数領域の出力レベルが他の帯域に比べて小さい。
【００３５】
●振動板１の接着層の構成、および振動板１０１との比較
図４（ａ）および（ｂ）は、振動板素地２と補強フィルム３１の接着部分のうち、センタードーム２１の中央付近の断面を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す範囲Ａの拡大図である。同図に示すように、振動板素地２と補強フィルム３１は、接着剤シート３２により貼着されている。
【００３６】
本発明にかかる振動板１は、均一な厚みに加工された接着剤シート３２を用いる。したがって、振動板素地２と補強フィルム３１の接着層の厚みの製造のばらつきを軽減し、製品間のばらつきを小さくすることができる。すなわち、音質の安定した電気音響変換器を生産することができる。また、接着層が均一な厚みになるため、振動板の分割共振（分割振動）を抑えることができる。
【００３７】
この実施の形態において、接着剤シート３２による接着層の厚さは、約５０μｍである。接着剤シート３２を用いることにより、従来よりも厚い接着層を均一な厚さで設けることができる。接着層を厚くすることにより、センタードーム２１の剛性を上げることができる。すなわち、高周波数領域の出力レベルを大きくすることができる。
【００３８】
図５に示すように、振動板１の高周波数領域の出力レベルは、図１２に示した従来の振動板１０１に比べて大きい。高周波数領域の応答は、ハイレゾリューションオーディオと呼ばれる高解像度の音源を収音又は出力する場合にも必要であるため、本発明にかかる振動板１は、ハイレゾリューションオーディオに対応した電気音響変換器においても有用である。
【００３９】
接着層の厚さは、２０μｍから１２０μｍの間が望ましい。２０μｍ未満の厚さでは、高周波数領域の出力レベルにおいて、従来と比べて際立った効果を発揮しない。１２０μｍを超える厚さでは、センタードーム２１の剛性が大きくなり過ぎるため、振動板１の感度が低下する。
【００４０】
接着剤シート３２は、既存の加熱設備を利用して振動板素地２と補強フィルム３１を接着することができる。すなわち、スプレー設備など特別な設備を導入する必要がない。また、加熱設備により振動板１の自動生産が可能であり、生産者の熟練度も不要である。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、ダイナミックヘッドホンユニットについて説明したが、本発明はダイナミックマイクロホンなどにも適用可能である。
【００４２】
●振動板の製造方法（１）
図６に示す、本発明にかかる振動板１の製造方法の実施の形態について説明する。
【００４３】
まず、補強フィルム３１と同材質、同じ厚みで平板状の部材である、平面が補強フィルム３１より大きい面積のフィルム素材３１１を用意する（工程Ａ）。次に、接着剤シート３２と同材質、同じ厚みで平板状である、平面がフィルム素材３１１とほぼ同面積のシート素材３２１を、フィルム素材３１１上に熱により接着する（工程Ｂ）。接着されたフィルム素材３１１とシート素材３２１を、センタードーム２１のＢ面２１２と同じ形状を含む形状に成形する（工程Ｃ）。図中においては、接着されたフィルム素材３１１とシート素材３２１の中央部分が、Ｂ面２１２と同じ形状である。
【００４４】
工程Ａ〜Ｃにより、補強素材３０１が用意される。工程Ｂおよび工程Ｃは、同時に行ってもよい。工程Ｂおよび工程Ｃを同時に行うことにより、振動板１の製造工程を簡略化することができる。
【００４５】
図７に示す、工程Ｂおよび工程Ｃを同時に行う方法について説明する。補強素材３０１の成形に用いられる金型１５０は、上部および下部の２つの金型に分かれている。上部金型１５１には上下の金型が合わせられたときに金型内部を密閉した状態にするシーリング材１５２、および金型１５０内に熱風を送り込む送風口１５３が設けられている。下部金型１５５には、補強素材３０１を成形するための立体形状が形成された成形部１５６および吸気口が設けられている。
【００４６】
なお、本実施の形態においては上述した形状の金型を用いたが、本発明においてはこれに限られず、本発明における補強素材を成形できる形状のものであれば、好適に用いることができる。
【００４７】
下部金型１５５へフィルム素材３１１およびシート素材３２１を載置した後、下部金型１５５に上部金型１５１が密着されて金型１５０が密閉され、金型１５０が加熱される。金型１５０の熱によりシート素材３２１が軟化するとともに、下部金型１５５に設けられた吸気口からの吸気、および、上部金型１５１の送風口１５３から金型１５０内に送り込まれる熱風により、シート素材３２１が下部金型１５５に密着する。そして、成形部１５６と同じ形状、すなわち補強素材３０１の形状が形成される。
【００４８】
図６に示すように、工程Ｃを行った後、補強素材３０１からセンタードーム２１のＢ面２１２と同形状を切り出して、補強部材３を成形する（工程Ｄ）。工程Ａ〜Ｄにより、補強部材３が用意される。
【００４９】
図８は、振動板素地２と補強部材３を接着する工程Ｅを示す。補強フィルム３１が下部金型１５５に接触するように、補強部材３を下部金型１５５に載置する。補強部材３の上から振動板素地２を載置し、工程Ｂおよび工程Ｃと同様に金型１５０を密閉し、加熱する。接着剤シート３２がセンタードーム２１のＢ面２１２に熱接着されることにより、補強部材３をＢ面２１２に取り付ける（工程Ｅ）。工程Ａ〜Ｅにより、振動板１が製造される。
【００５０】
以上説明した実施の形態によれば、均一な厚みの接着剤シート３２を用いて振動板素地２と補強フィルム３１を接着することにより、厚い接着層を均一な厚みで設けることができる。均一な厚みの接着剤シート３２を用いることにより、製造のばらつきを軽減し、製品間のばらつきを小さくすることができる。すなわち、音質の安定した電気音響変換器を生産することができる。また、接着層が均一な厚みになるため、振動板の分割共振（分割振動）を抑えることができる。
【００５１】
接着層を厚くすることにより、センタードーム２１の剛性を上げることができる。すなわち、高周波数領域の出力レベルを大きくすることができる。
【００５２】
●振動板の製造方法（２）
図９に示す、本発明にかかる振動板１の製造方法の他の実施の形態について、先に説明した実施の形態と異なる部分を中心に説明する。ここで、本実施の形態は、フィルム素材をセンタードームのＢ面と同形状に切り出して補強フィルムを成形してから、補強フィルムに接着剤シートを載置して補強部材を成形する点において、先に説明した実施の形態と異なる。
【００５３】
工程Ａの後、フィルム素材３１１を、センタードーム２１のＢ面２１２と同形状を含む形状に成形する（工程Ｆ）。フィルム素材３１１をセンタードーム２１のＢ面２１２と同形状に切り出して補強フィルム３１を成形してから、平板状の接着剤シート３２を補強フィルム３１に接着して補強部材３を成形する（工程Ｇ）。最後に、前述の工程Ｅにより、振動板１が製造される。工程Ｅおよび工程Ｇは、同時に行ってもよい。
【００５４】
以上説明した実施の形態によれば、均一な厚みの接着剤シート３２を用いて振動板素地２と補強フィルム３１を接着することにより、厚い接着層を均一な厚みで設けることができる。均一な厚みの接着剤シート３２を用いることにより、製造のばらつきを軽減し、製品間のばらつきを小さくすることができる。すなわち、音質の安定した電気音響変換器を生産することができる。また、接着層が均一な厚みになるため、振動板の分割共振（分割振動）を抑えることができる。
【００５５】
接着層を厚くすることにより、センタードーム２１の剛性を上げることができる。すなわち、高周波数領域の出力レベルを大きくすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１        振動板
２        振動板素地
３        補強部材
２１      センタードーム
２２      サブドーム
３１      補強フィルム
３２      接着剤シート
【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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