スピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカー
【課題】 熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板に関し、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができるスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーを提供する。
【解決手段】 スピーカー振動板は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている。
【解決手段】 スピーカー振動板は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板に関し、これを用いたドーム状のスピーカー振動板、もしくは、円環状のリング振動板を備える動電型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のドーム型スピーカーに用いられる振動板には、振動板基布の表面に直接または振動ロス材樹脂層を介して振動ロス材樹脂とフツ素樹脂との混合組成物層を形成してなることを特徴とするものがある（特許文献１）。内部損失を向上させるコーティング布の場合、綿や合成繊維の織布にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し、その表面にアクリル樹脂やウレタン樹脂等をコーティングしたものがあり、高剛性かつ高内部損失といった物性の調整が比較的安価でコントロールできるため最も多く使用されている。
【０００３】
他の従来の振動板には、振動板に取り付けた可動コイルの外側に、１箇所以上の同心円状に形成された薄肉部を有する動電型スピーカー振動板がある（特許文献２）。また、融点の異なる複数種の合成樹脂又は合成樹脂繊維と天然樹脂繊維とを含む素材により、エッジ部が薄く、胴部が厚くなるように一体的に熱成形してなるスピーカー振動板がある（特許文献３）。
【０００４】
あるいは、他の従来の振動板には、天然絹繊維の片面または両面に化学的蒸着法により非晶質材料の金属層を設け、フェノール樹脂を含浸乾燥後クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂を複数回コーティングした基布を所定の形状に加熱成形してなるスピーカー用振動板がある（特許文献４）。
【０００５】
また、上記と同様の振動板基布を用いる円環状のリング振動板を備えるリング型スピーカーにおいては、周波数特性および指向特性等の音響特性を改善するために、円環状のリング振動板の前面にイコライザー、ホーン等を取り付けるものがある。リング振動板は、内周を固定支持され、リング振動板の内周にリング振動板の外周直径に匹敵するような大きさの砲弾状のイコライザーを配置することにより、高音域における音響特性を改善する。ドーム型スピーカーおよびリング型スピーカーは、多くは高音域用のツィーターとして使用される。例えば、本願発明の出願人による従来のリング型スピーカーでは、不要な振動および異音の抑制を含む周波数特性等の音響特性の改善と、組立の容易化や部品点数および工数の削減とを、両立させることを目的にして、磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配されるボイスコイルと、ボイスコイルが連結する円環状のリング振動板と、リング振動板の内周に配置される砲弾状イコライザーと、リング振動板の外周に配置される環状イコライザーと、砲弾状イコライザーおよび環状イコライザーを連結する複数の半径方向に延設された板状の連結アームと、を備えるリング型スピーカーであって、連結アームが、半径方向の断面形状において砲弾状イコライザーの頭頂端を通る円弧で表される第１稜線と、半径方向の断面形状において砲弾状イコライザーの底面端を通る円弧で表される第２稜線と、第１稜線および第２稜線を連結する板状部と、を備え、連結アームの円周方向の断面形状が、第１稜線を表す第１円弧と、第１円弧の半径以上の半径を備える該第２稜線を表す第２円弧と、該板状部を表す曲線と、から規定されるようにしたものがある（特許文献５）。
【０００６】
これらのコーティング布のスピーカー振動板を用いる動電型スピーカーでは、ボイスコイルの取り付けられる振動板部と、可動部分としての振動板部を振動可能に支持するエッジ部と、エッジ部の周囲で磁気回路等に固定される固定部と、が一体に成形される。振動板部の材料と形状だけでなく、エッジ部の形状ならびに固定部の固定構造は、高音域用のツィーターとしての音響特性に影響を与える。つまり、振動板部に求められる物性と、エッジ部に求められる物性とが異なるにもかかわらず、これらを一体に成形するスピーカー振動板では、音響特性の改善と、組立の容易化や部品点数および工数の削減と、を両立させるには、従来技術では十分ではない場合がある、という問題がある。特に、リング振動板の場合には、円環状の振動板部の内周側および外周側にエッジ部を要するので、音響特性に与える影響が大きいという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特許第２６７６１５８号 （第１図）
【特許文献２】実開昭５７−１１７８８９号公報 （第２図〜第５図）
【特許文献３】実開昭５８−１５５１９６号公報 （第２図）
【特許文献４】特許第３０６７３６０号 （第１図）
【特許文献５】特許第４０４２７３２号 （第１図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板に関し、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができるスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスピーカー振動板は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている。
【００１０】
また、本発明のスピーカー振動板は、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を有する。
【００１１】
好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、エッジ部を構成する第２積層構造の厚みｔ２が、振動板部および固定部を構成する第１積層構造の厚みｔ１の５０％〜８０％の範囲内に設定されて、第２積層構造の剛性Ｇ２が第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい。
【００１２】
好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、基材である平織布を構成する経糸ならびに緯糸が、合成繊維のポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、および、レーヨンのモノフィラメント糸のいずれかから選択され、熱可塑性樹脂が、合成樹脂のポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、および、ウレタン樹脂のいずれかから選択される。
【００１３】
また、本発明のスピーカー振動板は、金属膜を形成する金属が、チタン、クロム、金のいずれかから選択される。
【００１４】
また、本発明のスピーカー振動板は、金属膜が、物理的蒸着法により形成され、酸化被膜が、エージング法で形成されている。
【００１５】
さらに好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む。
【００１６】
また、好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、振動板部が、円環状のリング振動板部であって、固定部が、リング振動板部の内周側を固定する内周固定部と、リング振動板部の外周側を固定する外周固定部と、を含み、エッジ部が、リング振動板部と内周固定部との間に規定される内周エッジ部と、リング振動板部と外周固定部との間に規定される外周エッジ部と、を含む。
【００１７】
また、本発明の動電型スピーカーは、上記のスピーカー振動板と、磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配されてスピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える。
【００１８】
また、本発明の動電型スピーカーは、上記のリング振動板部を含むスピーカー振動板と、磁気回路と、磁気回路と連結するイコライザーと、磁気回路の磁気空隙に配されてスピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える。
【００１９】
以下、本発明の作用について説明する。
【００２０】
本発明のスピーカー振動板は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、これらが一体に成形される。また、本発明の動電型スピーカーは、上記のスピーカー振動板と、磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配されてスピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える。なお、振動板固定部材は、スピーカー振動板の固定部を磁気回路、あるいは、イコライザーに振動板を固定する部材である。
【００２１】
ここで、本発明のスピーカー振動板に用いる平織布とは、タフタと呼称される平織の薄地の絹織物、もしくは、合成繊維のフィラメント糸を使った平織の薄地の織物である。平織布は、密に織った経糸ならびに緯糸から構成され、経糸ならびに緯糸は、合成繊維のポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、レーヨン等の合成繊維のモノフィラメント糸を、撚加工を施さないで束ねたマルチフィラメント糸として構成した糸である。平織布は、撚加工を施していない糸を使用して密に織られているので、開口率が小さくてコーティングする熱可塑性樹脂の裏漏れの心配がなく、スピーカー用振動板に用いるのに適している。
【００２２】
本発明のスピーカー振動板では、振動板部および固定部を構成する第１積層構造が、厚みｔ０の基材に熱可塑性樹脂がコーティングされて厚さｔ１となっている場合に、エッジ部を構成する第２積層構造の厚みｔ２は、第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている。すなわち、エッジ部を構成する第２積層構造では、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化しており、熱プレス加工によって第１積層構造の厚みｔ１に比較して、より薄く厚みｔ２（厚みｔ１の５０％〜８０％）に形成されている。したがって、第２積層構造の剛性Ｇ２が第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きくすることができる。
【００２３】
その結果、一体化されたスピーカー振動板であるにも関わらず、振動板部の第１積層構造と、エッジ部の第２積層構造とを、それぞれの役割に適する形状ならびに物性とすることができる。これは、薄肉化されるエッジ部分の第２積層構造では、平織布のモノフィラメント糸同士がすべり易く、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化するからであり、一方、薄肉化されない振動板部および固定部の第１積層構造と比較すると、厚みだけでなく、ヤング率、内部損失、剛性といった物性を異なるように層構成を調整することができ、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができるからである。なお、コーティングする熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む場合には、振動板部および固定部の第１積層構造とエッジ部分の第２積層構造とで、発泡倍率も含めて上記の物性を異なるように調整できる。
【００２４】
また、更に好ましい場合には、本発明のスピーカー振動板は、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を有する。金属膜を形成する金属は、熱可塑性樹脂よりも線膨張係数が小さい金属であるチタン、クロム、金のいずれかから選択され、金属膜が、物理的蒸着法、すなわち、スパッタ法により形成され、酸化被膜が、エージング法で形成されている。基材の平織布を構成する合成繊維は、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂よりも線膨張係数が大きいので、本発明のスピーカー振動板では、線膨張係数が最も大きい基材から、次に線膨張係数が小さい熱可塑性樹脂についで、最も線膨張係数が小さい金属膜が形成される。したがって、内部損失が大きくできて、熱による変形が生じにくい、形状安定性に優れたスピーカー振動板を実現できる。
【００２５】
振動板部が、円環状のリング振動板部である場合には、本発明のスピーカー振動板は、固定部が、リング振動板部の内周側を固定する内周固定部と、リング振動板部の外周側を固定する外周固定部と、を含み、エッジ部が、リング振動板部と内周固定部との間に規定される内周エッジ部と、リング振動板部と外周固定部との間に規定される外周エッジ部と、を含む。磁気回路と連結するイコライザーをさらに備え、スピーカー振動板の内周固定部ならびに外周固定部を磁気回路もしくはイコライザーに固定する振動板内周固定部材および振動板外周固定部材と、を備えることにより、リング型スピーカーが実現される。リング型スピーカーでは、円環状の振動板部の内周側の内周エッジ部と、外周側の外周エッジ部とを要するので、それぞれのエッジ部分を上記の第２積層構造とすることで、エッジ部が一体化されたリング振動板であっても、音響特性を改善することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーは、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のスピーカー振動板は、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させるという目的を、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されているようにすることにより、実現した。
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるリング型スピーカー１について説明する図である。図１（ａ）は、リング型スピーカー１を正面方向から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、リング型スピーカー１について説明する分解展開図である。本実施例のリング型スピーカー１は、高音域再生用のツィーターとして用いられる呼口径３ｃｍのスピーカーである。リング型スピーカー１は、正面側に露出する樹脂で成形されたイコライザー２と、円環状のリング振動板３と、リング振動板３に連結するボイスコイル４と、磁気回路１０と、を備えている。磁気回路１０は、ヨーク１１と、マグネット１２と、プレート１３と、から構成されており、これらは接着剤で連結固定されている。磁気回路１０は、ヨーク１１およびプレート１３の間に円環状の磁気空隙を有しており、磁気空隙には、直流磁界が形成される。
【００３０】
イコライザー２は、例えば、成形性に優れるＡＢＳ樹脂で形成されている。イコライザー２は、正面側に凸状の外観形状を有して砲弾状イコライザーを形成する内周部２１と、環状イコライザーを形成する外周部２２と、これらを一体に連結する連結アーム部２３と、を備え、これらが一体に樹脂成形されており、その結果、放射孔２０が形成されている。イコライザー２は、上記特許文献４のリング型スピーカーが有する連結イコライザーと同様に、再生周波数特性等の音響特性を改善し、不要な振動および異音を抑制するように作用する。
【００３１】
図２は、本実施例のリング振動板３と、これに連結するボイスコイル４と、について説明する図である。具体的には、図２（ａ）はリング振動板３およびボイスコイル４の拡大断面図であり、図２（ｂ）は内周固定部３ｃ付近ｘ２の拡大図であり、図２（ｃ）は外周固定部３ｂ付近ｘ１の拡大図である。ボイスコイル４は、円筒状のボビン５に、コイル６が巻回されて構成されている。リング型スピーカー１が組み立てられると、リング振動板３に連結するボイスコイル４のコイル６が、この磁気空隙に配置される。したがって、コイル６に音声信号電流が供給されると、ボイスコイル４には駆動力が作用して、放射孔２０から露出するリング振動板３を振動させ、音波が放射される。
【００３２】
図２に示すように、リング振動板３は、ボイスコイル４が連結する振動板部３ａと、磁気回路に固定される外周固定部３ｂおよび内周固定部３ｃと、振動板部３ａと外周固定部３ｂとの間に規定される外周エッジ部３ｄと、振動板部３ａと内周固定部３ｃとの間に規定される内周エッジ部３ｅと、を備える。リング振動板３は、外径の半径ｒ１が１９．５ｍｍ、内径の半径ｒ２が５．０５ｍｍ、振動板部３ａの幅ｒｓが約８．３５ｍｍ、外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃの幅ｒｗが約３．０６ｍｍ、である。断面形状において連結した二つのロールで規定される振動板部３ａは、その中央の半径ｒ０が１２．２９ｍｍの円周上において、ボイスコイル４のボビン５の一方端が接着剤で連結固定される。また、平坦な外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃは、イコライザー２と磁気回路１０との間に狭持され、かつ、接着剤で固定される。
【００３３】
本実施例のリング振動板３は、ポリエステル繊維のモノフィラメント糸からできた７５ｄｅと１００ｄｅの太さの生糸を経糸および緯糸に使用した平織のタフタに、熱可塑性樹脂をコーティングしたものを基材としている。このタフタは、タテ１１０本／ｉｎｃｈ、ヨコ８０本／ｉｎｃｈの打ち込み本数の条件下で、撚加工を施さずに平織りにされて、目付は８２ｇ／ｍ２である。このタフタの生地表面にアンダーコートとしてクロロスルフォン化ポリエチレン樹脂をコーティングし、更にトップコートとしてアンダーコートと同様の樹脂をコーティングし、総目付９８ｇ／ｍ２、厚さｔ０が０．１１ｍｍの基材を得ることができる。タフタは、撚加工を施していない糸を使用して密に織られているので、開口率が小さく、コーティングする樹脂の裏漏れを少なくすることができる。
【００３４】
リング振動板３は、タフタに樹脂コーティングを施した基材を、上下２１０℃の金型温度で、成形圧力４８０ｋｇ、成形時間１８ｓｅｃ．の条件下で熱プレスして成形する。リング振動板３の形状ならびに各部分の厚みは、熱プレスする金型のクリアランスにより調整される。本実施例のリング振動板３の振動板部３ａ、外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃは、熱プレスによりそれぞれの形状を与えられるものの、樹脂コーティングした基材の厚みとほぼ同等にされる。具体的には、振動板部３ａ、外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃの層構造を表す第１積層構造では、厚みｔ１、等の値は、以下の通りである。なお、振動板部３ａの形状ならびに厚みは、タフタに樹脂コーティングを施した基材を適宜選択して、金型形状およびクリアランスを調整することで、様々に変更可能である。
（実施例１）
第１積層構造：（振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃ）
厚みｔ１ ０．１１ｍｍ
目付 ９８．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８９ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ９．１１Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０４３
剛性Ｇ１ １．２１Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００３５】
一方、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは、金型のクリアランスをより狭くして、振動板部３ａおよび外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚さｔ１よりも薄肉状に形成される。外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは、振動板部３ａの外周端及び内周端の屈曲部分であり、断面形状における幅はわずかであっても、上記の第１積層構造とは異なる層構造を有する厚さｔ２の薄肉状にされている。つまり、後述するように、第２積層構造では、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化して、熱プレス加工によって第１積層構造の厚みｔ１に比較して、より薄く厚みｔ２（厚みｔ１の５０％〜８０％）に形成される。
（実施例１）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０８ｍｍ（ｔ１に比較して約７３％）
目付 ９５．６ｇ／ｍ２
密度 １．２０ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ４．３４Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１０６
剛性Ｇ２ ２．２２Ｅ−５Ｎ／ｍ２
【００３６】
すなわち、リング振動板３の第２積層構造の剛性Ｇ２が、第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が、第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい。本実施例１の場合には、熱プレス成形により振動板部とエッジ部と一体に成形するスピーカー振動板であっても、振動板部３ａに比べて外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの剛性を下げて柔軟にして、バネ性を有するコンプライアンスとして機能させるとともに、エッジ部分の内部損失を大きくして固有の共振を速やかに収束させて、再生する音声の品質を向上させることができる。
【００３７】
図３は、本実施例１のリング振動板３の生地表面の様子を説明する拡大写真である。図３（ａ）は振動板部３ａの表面であり、また、図３（ｂ）は外周エッジ部３ｄの表面である。リング振動板３は、タフタに樹脂コーティングを施した基材を使用しているので、振動板部３ａの第１積層構造では、強くプレス圧がかからないこともあって、コーティングした樹脂が、密に織られた開口率が小さい繊維の間に入り込みにくい。一方で、強くプレス圧がかかる外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの第２積層構造では、経糸および緯糸に撚加工が施されていないので、モノフィラメント糸同士がすべり易く、生地表面のコーティング樹脂が融解してモノフィラメント糸同士の隙間に入り込み、薄肉化して硬化している。このように、タフタを基材とすることで、同一素材にも拘わらず、振動板部分とエッジ部分の層構成を調整することができ、上記のような物性変化をもたせることができる。
【００３８】
図４は、比較例１のリング振動板３０と、これに連結するボイスコイル４と、について説明する図である。また、図５は、比較例１のリング振動板３０の生地表面の様子を説明する拡大写真である。すなわち、比較例１のリング振動板３０は、実施例１のようなタフタではなく、生地が撚糸による織物に樹脂コーティングを施した基材を用いており、かつ、実施例1とほぼ同寸法であっても、薄肉状にされていない外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅを備える振動板である。したがって、上記の実施例１と共通する部分については、共通する番号を付して、説明を省略する。
【００３９】
比較例１のリング振動板３０は、ポリエステル繊維の撚糸による織物に、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂をコーティングしたものを基材としており、総目付１２０ｇ／ｍ２、厚さｔ０が０．１４２ｍｍの基材である。撚糸による織物は、フィラメント糸同士が強固に絡み合っているため糸同士がすべりにくくなり、厚みを薄くしようとして高いプレス圧をかけても、繊維が追従できないという課題を有している。また、実施例１のようなタフタと同じ糸番手を用いる場合であっても、撚糸の方が細い糸となり、生地の開口率が大きくなってしまうので、コーティング樹脂が開口部分に入り込んでしまい、糸同士のすべりは抑えられる。
【００４０】
したがって、比較例１のリング振動板３０では、外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅを、実施例１のリング振動板３と同様の高いプレス圧をかけても薄くすることができない。具体的には、リング振動板３０では、厚みｔ１等の値は、以下の通りである。
（比較例１）
第１積層構造：（振動板部３０ａ、外周固定部３０ｂ、内周固定部３０ｃ）
厚みｔ１ ０．１４２ｍｍ
目付 １２０．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８５ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ９．６２Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０３６
剛性Ｇ１ ２．７５Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００４１】
それに対して、外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅの層構造を表す第２積層構造では、厚みｔ２等の値は、以下の通りである。例えば、厚みｔ２は厚みｔ１に比較して約９４％の変化でしかなく、他の数値も第１積層構造と大きく変わらない。
（比較例１）
第２積層構造：（外周エッジ部３０ｄ、内周エッジ部３０ｅ）
厚みｔ２ ０．１３３ｍｍ（ｔ１に比較して約９４％）
目付 １１４．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８６ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ９．３３Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．０４１
剛性Ｇ２ ２．２０Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００４２】
このように、本実施例１のリング振動板３の場合では、基材にタフタを用いているので、フィラメント糸同士にコーティング樹脂が入り込むので目付重量は大きく変化せず、厚みが減少した分だけ密度が増大する。これに対して、比較例１のリング振動板３０では、基材に撚糸の織物を用いているので、厚みがほとんど変化せずに、その結果、密度も変化せず、振動板部分とエッジ部分の層構成を調整することができない。
【００４３】
基材にタフタを用いる上記実施例１のリング振動板３の場合には、外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅの層構造を表す第２積層構造の厚みｔ２等の値は、振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚みｔ１の約７３％であるが、好ましくは、第２積層構造の厚みｔ２を、例えば、実施例１、下記の（図示しない）実施例２、実施例３、実施例４の場合に示すように、第１積層構造の厚みｔ１の５０％〜８０％の範囲内に設定するのがよい。なお、共通する第１積層構造の記載については省略する。
【００４４】
（実施例２）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０７７ｍｍ（ｔ１に比較して約７０％）
【００４５】
（実施例３）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０７９ｍｍ（ｔ１に比較して約７２％）
【００４６】
（実施例４）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０６ｍｍ（ｔ１に比較して約５４％）
目付 ８３．４ｇ／ｍ２
密度 １．３９ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ２．１２Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１１４
剛性Ｇ２ ４．５８Ｅ−６Ｎ／ｍ２
【００４７】
何れの場合でも、第２積層構造の剛性Ｇ２が第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きくなる。したがって、振動板部３ａに比べて外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの剛性を下げて柔軟にして、バネ性を有するコンプライアンスとして機能させ、エッジ部分の内部損失を大きくして固有の共振を速やかに収束させて、再生する音声の品質を向上させることができる。
【００４８】
図６は、本実施例のリング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。図６（ａ）は実施例１のリング振動板３を用いたリング型スピーカー１の場合であり、図６（ｂ）は実施例２の場合、図６（ｃ）は実施例３の場合、図６（ｄ）は実施例４の場合、である。本実施例のリング型スピーカー１の場合は、１００００Ｈｚ以上の再生帯域において、約５００００Ｈｚ以上での高域限界周波数ｆｈのピークに至るまでの間には、大きなピーク・ディップが生じず、ほぼ平坦な周波数特性を示している。このように、本実施例のリング型スピーカー１では、再生周波数帯域を広くすることができ、音響特性の改善を図ることができる。
【００４９】
一方、図７は、比較例の（図示しない）リング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。図７（ａ）は上記の比較例１のリング振動板３０を用いたリング型スピーカーの場合であり、図７（ｂ）は下記の比較例２の場合である。比較例２は、第２積層構造の厚みｔ２を、例えば、第１積層構造の厚みｔ１の４３％と、半分以下の薄さに設定する場合であり、薄くしすぎると好ましくない場合がある。比較例１および比較例２のリング型スピーカーの場合は、約２５０００Ｈｚ〜約３００００Ｈｚの帯域で顕著なピーク・ディップが生じており、リング振動板３が分割振動していることがわかる。
（比較例２）
第２積層構造：（外周エッジ部３０ｄ、内周エッジ部３０ｅ）
厚みｔ２ ０．０４７ｍｍ（ｔ１に比較して約４３％）
【００５０】
上記実施例の平織布を構成する経糸ならびに緯糸は、合成繊維のポリエステルであるが、これに限定されるものではなく、ポリウレタン、ポリイミド、および、レーヨンのモノフィラメント糸のいずれかから選択されればよい。また、熱可塑性樹脂は、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂に限定されず、他の合成樹脂のポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、および、ウレタン樹脂のいずれかから選択されればよい。
【００５１】
また、熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む場合には、第１積層構造の厚みｔ１における発泡倍率ｐ１と、第２積層構造の厚みｔ２における発泡倍率ｐ２と、を異なるようにすることができる。具体的には、実施例５は、発泡ビーズを１０％含むクロロスルフォン化ポリエチレン樹脂を、上記実施例1と同様の基材の両面にコーティングしたものを基材としている。金型のクリアランスをより狭くすることで、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅが、振動板部３ａおよび外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚さｔ１よりも薄肉状に形成されるのは、他の上記実施例と同様である。
【００５２】
（実施例５）
第１積層構造：（振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃ）
厚みｔ１ ０．１５ｍｍ
目付 １１４．０ｇ／ｍ２
密度 ０．７６ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ８．９３Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０５４
剛性Ｇ１ ３．０１Ｅ−４Ｎ／ｍ２
発泡倍率ｐ１ １４％
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．１１ｍｍ（ｔ１に比較して約７３％）
目付 １１１．２ｇ／ｍ２
密度 １．０１ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ４．２５Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１３３
剛性Ｇ２ ５．６６Ｅ−５Ｎ／ｍ２
発泡倍率ｐ２ １６％
【００５３】
上記のように、コーティングする樹脂が発泡ビーズを含むので、振動板部３ａに比べて、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅでの内部損失の差異をさらに大きくすることができる。外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅを薄肉状に形成するのに、上記の合成樹脂にビーズ等の発泡体を混入させた樹脂を生地にコーティングし、振動板部３ａは所定の金型クリアランスを下に型内発泡させ、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは金型クリアランスを生地厚み程度に留めて発泡させずにソリッド状態を維持させればよい。
【００５４】
次に、リング振動板３が、熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を有している場合を説明する。先の実施例１と同様のポリエステル繊維のモノフィラメント糸からできた７５ｄｅと１００ｄｅの太さの生糸を経糸および緯糸に使用した平織のタフタに、アンダーコートとしてクロロスルフォン化ポリエチレン樹脂をコーティングし、更にトップコートとしてアンダーコートと同様の樹脂をコーティングした基材を得て、この熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を形成する。具体的には、樹脂コーティングされたこのポリエステル織布を、巻きロール状でスパッタ装置内に設置し、真空状態にしてからコーティング樹脂面と金属膜との密着性を向上させるようにコーティング樹脂面にプラズマ放電処理をかけ、純チタンをターゲットにして膜厚６００ű１０％になるよう結晶成長させる。このときの生地送り速度は１５ｃｍ／ｍｉｎとし、物理的蒸着法であるスパッタ処理の後に、巻きロールを装置から取り出し、４０〜６０℃／２４〜４８ｈｒの条件下でエージングを行い金属表面に酸化皮膜を形成させる。
【００５５】
本実施例のリング振動板３は、スパッタ処理した上記材料を、上下２１０℃の金型温度、成形圧力４８０ｋｇ、成形時間１８秒の条件下で成形することにより得られ、先の実施例１とほぼ同様の寸法と目付、厚みを有しているものの、さらに高い内部損失を示している。つまり、振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、および、内周固定部３ｃの第１積層構造では、熱可塑性樹脂の面上に更に金属膜を有するので、異質材料間での内部摩擦がより大きくなり、スピーカー振動板としての特性を更に改善することができる。
（実施例６）
第１積層構造：（振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃ）
厚みｔ１ ０．１１ｍｍ
目付 ９８．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８９ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ６．３４Ｅ＋９ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０７６.
剛性Ｇ１ ８．４４Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００５６】
一方、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは、先の実施例１と同様に、金型のクリアランスをより狭くして、振動板部３ａおよび外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚さｔ１よりも薄肉状に形成される。上記の第１積層構造とは異なる第２積層構造を有する厚さｔ２の外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅでは、本実施例のように金属膜を有していても、熱プレス加工によってコーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、第１積層構造の厚みｔ１に比較して、より薄く厚みｔ２（厚みｔ１の５０％〜８０％）に形成される。なお、特許文献４に記載の先行技術が示すように、金属膜が中間に挟まれるように配置すると、熱プレス加工によってコーティングした熱可塑性樹脂が融解しても、平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込みにくくなるので、第１積層構造の厚みに比較して、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの厚みをより薄くすることは困難になる。
（実施例６）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０８ｍｍ（ｔ１に比較して約７３％）
目付 ９５．６ｇ／ｍ２
密度 １．２０ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ３．４５Ｅ＋９ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１２７
剛性Ｇ２ １．７７Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００５７】
つまり、リング振動板３の第２積層構造の剛性Ｇ２は、第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が、第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい。本実施例６の場合には、熱プレス成形により振動板部とエッジ部と一体に成形するスピーカー振動板であっても、振動板部３ａに比べて外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの剛性を下げて柔軟にして、バネ性を有するコンプライアンスとして機能させるとともに、振動板部およびエッジ部分の内部損失をさらに大きくすることができ、その結果、固有の共振を速やかに収束させて、再生する音声の品質を向上させることができる。
【００５８】
ここで、金属膜は、基材の平織布を構成する合成繊維と、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂と、のそれぞれよりもその線膨張係数が小さい金属であるチタン、クロム、金のいずれかから選択されるのが好ましい。例えば、本実施例の場合には、基材の平織布を構成するポリエステル繊維の線膨張係数よりも、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂の線膨張係数が小さく、チタンの線膨張係数はさらに小さい。したがって、本実施例のリング振動板３は、線膨張係数が大きい順に積層されて構成されているので、金属膜が中間に挟まれるように配置される先行技術の場合に比較して、熱による変形が生じにくく、形状安定性に優れるという利点がある。
【００５９】
また、金属膜を形成する金属は、上記のチタンの他にも、比較的に耐食性が高いクロム、あるいは、金を使用しても良い。また、物理的蒸着法により結晶構造で形成される金属膜は、さらに酸化被膜がエージング法で形成されているので、熱プレスによる大きな圧力がかかってもクラックが生じにくい。本実施例のように、熱可塑性樹脂をコーティングした基材を巻きロール状でスパッタ装置内に設置して金属膜を形成してもよく、また、熱プレス加工でリング振動板３の形状を得た後に、それぞれのリング振動板３をスパッタ処理してもよい。物理的蒸着法は、上記の実施例のスパッタ処理の場合に限らず、他の工程を含むものであっても良く、また、金属膜の表面に酸化皮膜を形成させるエージング処理についても、上記の実施例とは異なる温度と時間とで処理するものであってもよい。
【００６０】
図８は、本実施例のリング型スピーカー１に約1ｋＨｚの正弦波信号を入力した場合の軸上１ｍ音圧を表すグラフであり、２次以上の高調波歪のレベルを示す周波数グラフである。図８（ａ）は先の実施例１のリング振動板３を用いたリング型スピーカー１の場合であり、図８（ｂ）は本実施例６の場合である。本発明の実施例６のリング型スピーカー１の場合は、実施例１の場合に比べて高次の高調波歪が低減していることが分かる。このように、本実施例のリング型スピーカー１は、再生音質が優れており、音響特性の改善を図ることができる。
【００６１】
なお、上記の本発明のリング型スピーカーでは、樹脂で成形されるイコライザー２は、他の材料に代えてもよい。例えば、スピーカー振動板３の固定部３ｂおよび３ｃを磁気回路１０に固定する振動板固定部材を兼ねるイコライザー２は、振動板部３ａの前面側に位置するホーンと一体に成形されていてもよく、また、別に構成された部品を連結してもよい。
【００６２】
また、上記実施例１〜５のスピーカー振動板は、振動板部３ａの外周及び内周にそれぞれ外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅを備えるリング振動板３の場合であるが、本発明のスピーカー振動板は、ドーム状の振動板部３ａの外周に磁気回路に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備えるドーム型振動板であってもよい。熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であれば、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されているようにすることにより、上記実施例のリング型スピーカーと同様に、ドーム型スピーカーの再生周波数帯域を広くすることができ、音響特性の改善を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のスピーカー振動板は、高音域再生用のツィーターに限られず、フルレンジスピーカーや、中低音域再生用の他のスピーカーにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるリング型スピーカー１について説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態によるリング型スピーカー１のリング振動板３と、これに連結するボイスコイル４について説明する図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による実施例１のリング振動板３の生地表面の様子を説明する拡大写真である。（実施例１）
【図４】従来例のリング振動板３０と、これに連結するボイスコイル４について説明する図である。（比較例１）
【図５】る実施例１のリング振動板３の生地表面の様子を説明する拡大写真である。（比較例１）
【図６】本発明のリング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。（実施例１〜４）
【図７】従来のリング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。（比較例１、２）
【図８】本発明のリング型スピーカーの高調波歪のレベルを示すグラフである。（実施例１、実施例６）
【符号の説明】
【００６５】
１ リング型スピーカー
２ イコライザー
３ リング振動板
４ ボイスコイル
５ ボビン
６ コイル
１０ 磁気回路
１１ ヨーク
１２ マグネット
１３ プレート
２０ 放射孔
２１ 内周部
２２ 外周部
２３ 連結アーム部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板に関し、これを用いたドーム状のスピーカー振動板、もしくは、円環状のリング振動板を備える動電型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のドーム型スピーカーに用いられる振動板には、振動板基布の表面に直接または振動ロス材樹脂層を介して振動ロス材樹脂とフツ素樹脂との混合組成物層を形成してなることを特徴とするものがある（特許文献１）。内部損失を向上させるコーティング布の場合、綿や合成繊維の織布にフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し、その表面にアクリル樹脂やウレタン樹脂等をコーティングしたものがあり、高剛性かつ高内部損失といった物性の調整が比較的安価でコントロールできるため最も多く使用されている。
【０００３】
他の従来の振動板には、振動板に取り付けた可動コイルの外側に、１箇所以上の同心円状に形成された薄肉部を有する動電型スピーカー振動板がある（特許文献２）。また、融点の異なる複数種の合成樹脂又は合成樹脂繊維と天然樹脂繊維とを含む素材により、エッジ部が薄く、胴部が厚くなるように一体的に熱成形してなるスピーカー振動板がある（特許文献３）。
【０００４】
あるいは、他の従来の振動板には、天然絹繊維の片面または両面に化学的蒸着法により非晶質材料の金属層を設け、フェノール樹脂を含浸乾燥後クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂を複数回コーティングした基布を所定の形状に加熱成形してなるスピーカー用振動板がある（特許文献４）。
【０００５】
また、上記と同様の振動板基布を用いる円環状のリング振動板を備えるリング型スピーカーにおいては、周波数特性および指向特性等の音響特性を改善するために、円環状のリング振動板の前面にイコライザー、ホーン等を取り付けるものがある。リング振動板は、内周を固定支持され、リング振動板の内周にリング振動板の外周直径に匹敵するような大きさの砲弾状のイコライザーを配置することにより、高音域における音響特性を改善する。ドーム型スピーカーおよびリング型スピーカーは、多くは高音域用のツィーターとして使用される。例えば、本願発明の出願人による従来のリング型スピーカーでは、不要な振動および異音の抑制を含む周波数特性等の音響特性の改善と、組立の容易化や部品点数および工数の削減とを、両立させることを目的にして、磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配されるボイスコイルと、ボイスコイルが連結する円環状のリング振動板と、リング振動板の内周に配置される砲弾状イコライザーと、リング振動板の外周に配置される環状イコライザーと、砲弾状イコライザーおよび環状イコライザーを連結する複数の半径方向に延設された板状の連結アームと、を備えるリング型スピーカーであって、連結アームが、半径方向の断面形状において砲弾状イコライザーの頭頂端を通る円弧で表される第１稜線と、半径方向の断面形状において砲弾状イコライザーの底面端を通る円弧で表される第２稜線と、第１稜線および第２稜線を連結する板状部と、を備え、連結アームの円周方向の断面形状が、第１稜線を表す第１円弧と、第１円弧の半径以上の半径を備える該第２稜線を表す第２円弧と、該板状部を表す曲線と、から規定されるようにしたものがある（特許文献５）。
【０００６】
これらのコーティング布のスピーカー振動板を用いる動電型スピーカーでは、ボイスコイルの取り付けられる振動板部と、可動部分としての振動板部を振動可能に支持するエッジ部と、エッジ部の周囲で磁気回路等に固定される固定部と、が一体に成形される。振動板部の材料と形状だけでなく、エッジ部の形状ならびに固定部の固定構造は、高音域用のツィーターとしての音響特性に影響を与える。つまり、振動板部に求められる物性と、エッジ部に求められる物性とが異なるにもかかわらず、これらを一体に成形するスピーカー振動板では、音響特性の改善と、組立の容易化や部品点数および工数の削減と、を両立させるには、従来技術では十分ではない場合がある、という問題がある。特に、リング振動板の場合には、円環状の振動板部の内周側および外周側にエッジ部を要するので、音響特性に与える影響が大きいという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特許第２６７６１５８号 （第１図）
【特許文献２】実開昭５７−１１７８８９号公報 （第２図〜第５図）
【特許文献３】実開昭５８−１５５１９６号公報 （第２図）
【特許文献４】特許第３０６７３６０号 （第１図）
【特許文献５】特許第４０４２７３２号 （第１図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板に関し、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができるスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスピーカー振動板は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている。
【００１０】
また、本発明のスピーカー振動板は、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を有する。
【００１１】
好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、エッジ部を構成する第２積層構造の厚みｔ２が、振動板部および固定部を構成する第１積層構造の厚みｔ１の５０％〜８０％の範囲内に設定されて、第２積層構造の剛性Ｇ２が第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい。
【００１２】
好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、基材である平織布を構成する経糸ならびに緯糸が、合成繊維のポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、および、レーヨンのモノフィラメント糸のいずれかから選択され、熱可塑性樹脂が、合成樹脂のポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、および、ウレタン樹脂のいずれかから選択される。
【００１３】
また、本発明のスピーカー振動板は、金属膜を形成する金属が、チタン、クロム、金のいずれかから選択される。
【００１４】
また、本発明のスピーカー振動板は、金属膜が、物理的蒸着法により形成され、酸化被膜が、エージング法で形成されている。
【００１５】
さらに好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む。
【００１６】
また、好ましくは、本発明のスピーカー振動板は、振動板部が、円環状のリング振動板部であって、固定部が、リング振動板部の内周側を固定する内周固定部と、リング振動板部の外周側を固定する外周固定部と、を含み、エッジ部が、リング振動板部と内周固定部との間に規定される内周エッジ部と、リング振動板部と外周固定部との間に規定される外周エッジ部と、を含む。
【００１７】
また、本発明の動電型スピーカーは、上記のスピーカー振動板と、磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配されてスピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える。
【００１８】
また、本発明の動電型スピーカーは、上記のリング振動板部を含むスピーカー振動板と、磁気回路と、磁気回路と連結するイコライザーと、磁気回路の磁気空隙に配されてスピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える。
【００１９】
以下、本発明の作用について説明する。
【００２０】
本発明のスピーカー振動板は、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、これらが一体に成形される。また、本発明の動電型スピーカーは、上記のスピーカー振動板と、磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配されてスピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える。なお、振動板固定部材は、スピーカー振動板の固定部を磁気回路、あるいは、イコライザーに振動板を固定する部材である。
【００２１】
ここで、本発明のスピーカー振動板に用いる平織布とは、タフタと呼称される平織の薄地の絹織物、もしくは、合成繊維のフィラメント糸を使った平織の薄地の織物である。平織布は、密に織った経糸ならびに緯糸から構成され、経糸ならびに緯糸は、合成繊維のポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、レーヨン等の合成繊維のモノフィラメント糸を、撚加工を施さないで束ねたマルチフィラメント糸として構成した糸である。平織布は、撚加工を施していない糸を使用して密に織られているので、開口率が小さくてコーティングする熱可塑性樹脂の裏漏れの心配がなく、スピーカー用振動板に用いるのに適している。
【００２２】
本発明のスピーカー振動板では、振動板部および固定部を構成する第１積層構造が、厚みｔ０の基材に熱可塑性樹脂がコーティングされて厚さｔ１となっている場合に、エッジ部を構成する第２積層構造の厚みｔ２は、第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている。すなわち、エッジ部を構成する第２積層構造では、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化しており、熱プレス加工によって第１積層構造の厚みｔ１に比較して、より薄く厚みｔ２（厚みｔ１の５０％〜８０％）に形成されている。したがって、第２積層構造の剛性Ｇ２が第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きくすることができる。
【００２３】
その結果、一体化されたスピーカー振動板であるにも関わらず、振動板部の第１積層構造と、エッジ部の第２積層構造とを、それぞれの役割に適する形状ならびに物性とすることができる。これは、薄肉化されるエッジ部分の第２積層構造では、平織布のモノフィラメント糸同士がすべり易く、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化するからであり、一方、薄肉化されない振動板部および固定部の第１積層構造と比較すると、厚みだけでなく、ヤング率、内部損失、剛性といった物性を異なるように層構成を調整することができ、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができるからである。なお、コーティングする熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む場合には、振動板部および固定部の第１積層構造とエッジ部分の第２積層構造とで、発泡倍率も含めて上記の物性を異なるように調整できる。
【００２４】
また、更に好ましい場合には、本発明のスピーカー振動板は、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を有する。金属膜を形成する金属は、熱可塑性樹脂よりも線膨張係数が小さい金属であるチタン、クロム、金のいずれかから選択され、金属膜が、物理的蒸着法、すなわち、スパッタ法により形成され、酸化被膜が、エージング法で形成されている。基材の平織布を構成する合成繊維は、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂よりも線膨張係数が大きいので、本発明のスピーカー振動板では、線膨張係数が最も大きい基材から、次に線膨張係数が小さい熱可塑性樹脂についで、最も線膨張係数が小さい金属膜が形成される。したがって、内部損失が大きくできて、熱による変形が生じにくい、形状安定性に優れたスピーカー振動板を実現できる。
【００２５】
振動板部が、円環状のリング振動板部である場合には、本発明のスピーカー振動板は、固定部が、リング振動板部の内周側を固定する内周固定部と、リング振動板部の外周側を固定する外周固定部と、を含み、エッジ部が、リング振動板部と内周固定部との間に規定される内周エッジ部と、リング振動板部と外周固定部との間に規定される外周エッジ部と、を含む。磁気回路と連結するイコライザーをさらに備え、スピーカー振動板の内周固定部ならびに外周固定部を磁気回路もしくはイコライザーに固定する振動板内周固定部材および振動板外周固定部材と、を備えることにより、リング型スピーカーが実現される。リング型スピーカーでは、円環状の振動板部の内周側の内周エッジ部と、外周側の外周エッジ部とを要するので、それぞれのエッジ部分を上記の第２積層構造とすることで、エッジ部が一体化されたリング振動板であっても、音響特性を改善することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーは、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のスピーカー振動板は、音響特性の改善と、組立の容易化や工数の削減を、両立させるという目的を、熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されているようにすることにより、実現した。
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー振動板およびこれを用いた動電型スピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるリング型スピーカー１について説明する図である。図１（ａ）は、リング型スピーカー１を正面方向から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、リング型スピーカー１について説明する分解展開図である。本実施例のリング型スピーカー１は、高音域再生用のツィーターとして用いられる呼口径３ｃｍのスピーカーである。リング型スピーカー１は、正面側に露出する樹脂で成形されたイコライザー２と、円環状のリング振動板３と、リング振動板３に連結するボイスコイル４と、磁気回路１０と、を備えている。磁気回路１０は、ヨーク１１と、マグネット１２と、プレート１３と、から構成されており、これらは接着剤で連結固定されている。磁気回路１０は、ヨーク１１およびプレート１３の間に円環状の磁気空隙を有しており、磁気空隙には、直流磁界が形成される。
【００３０】
イコライザー２は、例えば、成形性に優れるＡＢＳ樹脂で形成されている。イコライザー２は、正面側に凸状の外観形状を有して砲弾状イコライザーを形成する内周部２１と、環状イコライザーを形成する外周部２２と、これらを一体に連結する連結アーム部２３と、を備え、これらが一体に樹脂成形されており、その結果、放射孔２０が形成されている。イコライザー２は、上記特許文献４のリング型スピーカーが有する連結イコライザーと同様に、再生周波数特性等の音響特性を改善し、不要な振動および異音を抑制するように作用する。
【００３１】
図２は、本実施例のリング振動板３と、これに連結するボイスコイル４と、について説明する図である。具体的には、図２（ａ）はリング振動板３およびボイスコイル４の拡大断面図であり、図２（ｂ）は内周固定部３ｃ付近ｘ２の拡大図であり、図２（ｃ）は外周固定部３ｂ付近ｘ１の拡大図である。ボイスコイル４は、円筒状のボビン５に、コイル６が巻回されて構成されている。リング型スピーカー１が組み立てられると、リング振動板３に連結するボイスコイル４のコイル６が、この磁気空隙に配置される。したがって、コイル６に音声信号電流が供給されると、ボイスコイル４には駆動力が作用して、放射孔２０から露出するリング振動板３を振動させ、音波が放射される。
【００３２】
図２に示すように、リング振動板３は、ボイスコイル４が連結する振動板部３ａと、磁気回路に固定される外周固定部３ｂおよび内周固定部３ｃと、振動板部３ａと外周固定部３ｂとの間に規定される外周エッジ部３ｄと、振動板部３ａと内周固定部３ｃとの間に規定される内周エッジ部３ｅと、を備える。リング振動板３は、外径の半径ｒ１が１９．５ｍｍ、内径の半径ｒ２が５．０５ｍｍ、振動板部３ａの幅ｒｓが約８．３５ｍｍ、外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃの幅ｒｗが約３．０６ｍｍ、である。断面形状において連結した二つのロールで規定される振動板部３ａは、その中央の半径ｒ０が１２．２９ｍｍの円周上において、ボイスコイル４のボビン５の一方端が接着剤で連結固定される。また、平坦な外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃは、イコライザー２と磁気回路１０との間に狭持され、かつ、接着剤で固定される。
【００３３】
本実施例のリング振動板３は、ポリエステル繊維のモノフィラメント糸からできた７５ｄｅと１００ｄｅの太さの生糸を経糸および緯糸に使用した平織のタフタに、熱可塑性樹脂をコーティングしたものを基材としている。このタフタは、タテ１１０本／ｉｎｃｈ、ヨコ８０本／ｉｎｃｈの打ち込み本数の条件下で、撚加工を施さずに平織りにされて、目付は８２ｇ／ｍ２である。このタフタの生地表面にアンダーコートとしてクロロスルフォン化ポリエチレン樹脂をコーティングし、更にトップコートとしてアンダーコートと同様の樹脂をコーティングし、総目付９８ｇ／ｍ２、厚さｔ０が０．１１ｍｍの基材を得ることができる。タフタは、撚加工を施していない糸を使用して密に織られているので、開口率が小さく、コーティングする樹脂の裏漏れを少なくすることができる。
【００３４】
リング振動板３は、タフタに樹脂コーティングを施した基材を、上下２１０℃の金型温度で、成形圧力４８０ｋｇ、成形時間１８ｓｅｃ．の条件下で熱プレスして成形する。リング振動板３の形状ならびに各部分の厚みは、熱プレスする金型のクリアランスにより調整される。本実施例のリング振動板３の振動板部３ａ、外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃは、熱プレスによりそれぞれの形状を与えられるものの、樹脂コーティングした基材の厚みとほぼ同等にされる。具体的には、振動板部３ａ、外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃの層構造を表す第１積層構造では、厚みｔ１、等の値は、以下の通りである。なお、振動板部３ａの形状ならびに厚みは、タフタに樹脂コーティングを施した基材を適宜選択して、金型形状およびクリアランスを調整することで、様々に変更可能である。
（実施例１）
第１積層構造：（振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃ）
厚みｔ１ ０．１１ｍｍ
目付 ９８．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８９ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ９．１１Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０４３
剛性Ｇ１ １．２１Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００３５】
一方、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは、金型のクリアランスをより狭くして、振動板部３ａおよび外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚さｔ１よりも薄肉状に形成される。外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは、振動板部３ａの外周端及び内周端の屈曲部分であり、断面形状における幅はわずかであっても、上記の第１積層構造とは異なる層構造を有する厚さｔ２の薄肉状にされている。つまり、後述するように、第２積層構造では、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化して、熱プレス加工によって第１積層構造の厚みｔ１に比較して、より薄く厚みｔ２（厚みｔ１の５０％〜８０％）に形成される。
（実施例１）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０８ｍｍ（ｔ１に比較して約７３％）
目付 ９５．６ｇ／ｍ２
密度 １．２０ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ４．３４Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１０６
剛性Ｇ２ ２．２２Ｅ−５Ｎ／ｍ２
【００３６】
すなわち、リング振動板３の第２積層構造の剛性Ｇ２が、第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が、第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい。本実施例１の場合には、熱プレス成形により振動板部とエッジ部と一体に成形するスピーカー振動板であっても、振動板部３ａに比べて外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの剛性を下げて柔軟にして、バネ性を有するコンプライアンスとして機能させるとともに、エッジ部分の内部損失を大きくして固有の共振を速やかに収束させて、再生する音声の品質を向上させることができる。
【００３７】
図３は、本実施例１のリング振動板３の生地表面の様子を説明する拡大写真である。図３（ａ）は振動板部３ａの表面であり、また、図３（ｂ）は外周エッジ部３ｄの表面である。リング振動板３は、タフタに樹脂コーティングを施した基材を使用しているので、振動板部３ａの第１積層構造では、強くプレス圧がかからないこともあって、コーティングした樹脂が、密に織られた開口率が小さい繊維の間に入り込みにくい。一方で、強くプレス圧がかかる外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの第２積層構造では、経糸および緯糸に撚加工が施されていないので、モノフィラメント糸同士がすべり易く、生地表面のコーティング樹脂が融解してモノフィラメント糸同士の隙間に入り込み、薄肉化して硬化している。このように、タフタを基材とすることで、同一素材にも拘わらず、振動板部分とエッジ部分の層構成を調整することができ、上記のような物性変化をもたせることができる。
【００３８】
図４は、比較例１のリング振動板３０と、これに連結するボイスコイル４と、について説明する図である。また、図５は、比較例１のリング振動板３０の生地表面の様子を説明する拡大写真である。すなわち、比較例１のリング振動板３０は、実施例１のようなタフタではなく、生地が撚糸による織物に樹脂コーティングを施した基材を用いており、かつ、実施例1とほぼ同寸法であっても、薄肉状にされていない外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅを備える振動板である。したがって、上記の実施例１と共通する部分については、共通する番号を付して、説明を省略する。
【００３９】
比較例１のリング振動板３０は、ポリエステル繊維の撚糸による織物に、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂をコーティングしたものを基材としており、総目付１２０ｇ／ｍ２、厚さｔ０が０．１４２ｍｍの基材である。撚糸による織物は、フィラメント糸同士が強固に絡み合っているため糸同士がすべりにくくなり、厚みを薄くしようとして高いプレス圧をかけても、繊維が追従できないという課題を有している。また、実施例１のようなタフタと同じ糸番手を用いる場合であっても、撚糸の方が細い糸となり、生地の開口率が大きくなってしまうので、コーティング樹脂が開口部分に入り込んでしまい、糸同士のすべりは抑えられる。
【００４０】
したがって、比較例１のリング振動板３０では、外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅを、実施例１のリング振動板３と同様の高いプレス圧をかけても薄くすることができない。具体的には、リング振動板３０では、厚みｔ１等の値は、以下の通りである。
（比較例１）
第１積層構造：（振動板部３０ａ、外周固定部３０ｂ、内周固定部３０ｃ）
厚みｔ１ ０．１４２ｍｍ
目付 １２０．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８５ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ９．６２Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０３６
剛性Ｇ１ ２．７５Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００４１】
それに対して、外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅの層構造を表す第２積層構造では、厚みｔ２等の値は、以下の通りである。例えば、厚みｔ２は厚みｔ１に比較して約９４％の変化でしかなく、他の数値も第１積層構造と大きく変わらない。
（比較例１）
第２積層構造：（外周エッジ部３０ｄ、内周エッジ部３０ｅ）
厚みｔ２ ０．１３３ｍｍ（ｔ１に比較して約９４％）
目付 １１４．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８６ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ９．３３Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．０４１
剛性Ｇ２ ２．２０Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００４２】
このように、本実施例１のリング振動板３の場合では、基材にタフタを用いているので、フィラメント糸同士にコーティング樹脂が入り込むので目付重量は大きく変化せず、厚みが減少した分だけ密度が増大する。これに対して、比較例１のリング振動板３０では、基材に撚糸の織物を用いているので、厚みがほとんど変化せずに、その結果、密度も変化せず、振動板部分とエッジ部分の層構成を調整することができない。
【００４３】
基材にタフタを用いる上記実施例１のリング振動板３の場合には、外周エッジ部３０ｄおよび内周エッジ部３０ｅの層構造を表す第２積層構造の厚みｔ２等の値は、振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚みｔ１の約７３％であるが、好ましくは、第２積層構造の厚みｔ２を、例えば、実施例１、下記の（図示しない）実施例２、実施例３、実施例４の場合に示すように、第１積層構造の厚みｔ１の５０％〜８０％の範囲内に設定するのがよい。なお、共通する第１積層構造の記載については省略する。
【００４４】
（実施例２）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０７７ｍｍ（ｔ１に比較して約７０％）
【００４５】
（実施例３）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０７９ｍｍ（ｔ１に比較して約７２％）
【００４６】
（実施例４）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０６ｍｍ（ｔ１に比較して約５４％）
目付 ８３．４ｇ／ｍ２
密度 １．３９ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ２．１２Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１１４
剛性Ｇ２ ４．５８Ｅ−６Ｎ／ｍ２
【００４７】
何れの場合でも、第２積層構造の剛性Ｇ２が第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きくなる。したがって、振動板部３ａに比べて外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの剛性を下げて柔軟にして、バネ性を有するコンプライアンスとして機能させ、エッジ部分の内部損失を大きくして固有の共振を速やかに収束させて、再生する音声の品質を向上させることができる。
【００４８】
図６は、本実施例のリング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。図６（ａ）は実施例１のリング振動板３を用いたリング型スピーカー１の場合であり、図６（ｂ）は実施例２の場合、図６（ｃ）は実施例３の場合、図６（ｄ）は実施例４の場合、である。本実施例のリング型スピーカー１の場合は、１００００Ｈｚ以上の再生帯域において、約５００００Ｈｚ以上での高域限界周波数ｆｈのピークに至るまでの間には、大きなピーク・ディップが生じず、ほぼ平坦な周波数特性を示している。このように、本実施例のリング型スピーカー１では、再生周波数帯域を広くすることができ、音響特性の改善を図ることができる。
【００４９】
一方、図７は、比較例の（図示しない）リング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。図７（ａ）は上記の比較例１のリング振動板３０を用いたリング型スピーカーの場合であり、図７（ｂ）は下記の比較例２の場合である。比較例２は、第２積層構造の厚みｔ２を、例えば、第１積層構造の厚みｔ１の４３％と、半分以下の薄さに設定する場合であり、薄くしすぎると好ましくない場合がある。比較例１および比較例２のリング型スピーカーの場合は、約２５０００Ｈｚ〜約３００００Ｈｚの帯域で顕著なピーク・ディップが生じており、リング振動板３が分割振動していることがわかる。
（比較例２）
第２積層構造：（外周エッジ部３０ｄ、内周エッジ部３０ｅ）
厚みｔ２ ０．０４７ｍｍ（ｔ１に比較して約４３％）
【００５０】
上記実施例の平織布を構成する経糸ならびに緯糸は、合成繊維のポリエステルであるが、これに限定されるものではなく、ポリウレタン、ポリイミド、および、レーヨンのモノフィラメント糸のいずれかから選択されればよい。また、熱可塑性樹脂は、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂に限定されず、他の合成樹脂のポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、および、ウレタン樹脂のいずれかから選択されればよい。
【００５１】
また、熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む場合には、第１積層構造の厚みｔ１における発泡倍率ｐ１と、第２積層構造の厚みｔ２における発泡倍率ｐ２と、を異なるようにすることができる。具体的には、実施例５は、発泡ビーズを１０％含むクロロスルフォン化ポリエチレン樹脂を、上記実施例1と同様の基材の両面にコーティングしたものを基材としている。金型のクリアランスをより狭くすることで、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅが、振動板部３ａおよび外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚さｔ１よりも薄肉状に形成されるのは、他の上記実施例と同様である。
【００５２】
（実施例５）
第１積層構造：（振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃ）
厚みｔ１ ０．１５ｍｍ
目付 １１４．０ｇ／ｍ２
密度 ０．７６ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ８．９３Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０５４
剛性Ｇ１ ３．０１Ｅ−４Ｎ／ｍ２
発泡倍率ｐ１ １４％
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．１１ｍｍ（ｔ１に比較して約７３％）
目付 １１１．２ｇ／ｍ２
密度 １．０１ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ４．２５Ｅ＋８ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１３３
剛性Ｇ２ ５．６６Ｅ−５Ｎ／ｍ２
発泡倍率ｐ２ １６％
【００５３】
上記のように、コーティングする樹脂が発泡ビーズを含むので、振動板部３ａに比べて、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅでの内部損失の差異をさらに大きくすることができる。外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅを薄肉状に形成するのに、上記の合成樹脂にビーズ等の発泡体を混入させた樹脂を生地にコーティングし、振動板部３ａは所定の金型クリアランスを下に型内発泡させ、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは金型クリアランスを生地厚み程度に留めて発泡させずにソリッド状態を維持させればよい。
【００５４】
次に、リング振動板３が、熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を有している場合を説明する。先の実施例１と同様のポリエステル繊維のモノフィラメント糸からできた７５ｄｅと１００ｄｅの太さの生糸を経糸および緯糸に使用した平織のタフタに、アンダーコートとしてクロロスルフォン化ポリエチレン樹脂をコーティングし、更にトップコートとしてアンダーコートと同様の樹脂をコーティングした基材を得て、この熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、金属膜上に形成される酸化被膜と、を形成する。具体的には、樹脂コーティングされたこのポリエステル織布を、巻きロール状でスパッタ装置内に設置し、真空状態にしてからコーティング樹脂面と金属膜との密着性を向上させるようにコーティング樹脂面にプラズマ放電処理をかけ、純チタンをターゲットにして膜厚６００ű１０％になるよう結晶成長させる。このときの生地送り速度は１５ｃｍ／ｍｉｎとし、物理的蒸着法であるスパッタ処理の後に、巻きロールを装置から取り出し、４０〜６０℃／２４〜４８ｈｒの条件下でエージングを行い金属表面に酸化皮膜を形成させる。
【００５５】
本実施例のリング振動板３は、スパッタ処理した上記材料を、上下２１０℃の金型温度、成形圧力４８０ｋｇ、成形時間１８秒の条件下で成形することにより得られ、先の実施例１とほぼ同様の寸法と目付、厚みを有しているものの、さらに高い内部損失を示している。つまり、振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、および、内周固定部３ｃの第１積層構造では、熱可塑性樹脂の面上に更に金属膜を有するので、異質材料間での内部摩擦がより大きくなり、スピーカー振動板としての特性を更に改善することができる。
（実施例６）
第１積層構造：（振動板部３ａ、外周固定部３ｂ、内周固定部３ｃ）
厚みｔ１ ０．１１ｍｍ
目付 ９８．０ｇ／ｍ２
密度 ０．８９ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ６．３４Ｅ＋９ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ１ ０．０７６.
剛性Ｇ１ ８．４４Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００５６】
一方、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅは、先の実施例１と同様に、金型のクリアランスをより狭くして、振動板部３ａおよび外周固定部３ｂならびに内周固定部３ｃを構成する第１積層構造の厚さｔ１よりも薄肉状に形成される。上記の第１積層構造とは異なる第２積層構造を有する厚さｔ２の外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅでは、本実施例のように金属膜を有していても、熱プレス加工によってコーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、第１積層構造の厚みｔ１に比較して、より薄く厚みｔ２（厚みｔ１の５０％〜８０％）に形成される。なお、特許文献４に記載の先行技術が示すように、金属膜が中間に挟まれるように配置すると、熱プレス加工によってコーティングした熱可塑性樹脂が融解しても、平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込みにくくなるので、第１積層構造の厚みに比較して、外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの厚みをより薄くすることは困難になる。
（実施例６）
第２積層構造：（外周エッジ部３ｄ、内周エッジ部３ｅ）
厚みｔ２ ０．０８ｍｍ（ｔ１に比較して約７３％）
目付 ９５．６ｇ／ｍ２
密度 １．２０ｇ／ｃｍ３
ヤング率 ３．４５Ｅ＋９ｄｙｎｅ／ｃｍ２
内部損失ｔａｎδ２ ０．１２７
剛性Ｇ２ １．７７Ｅ−４Ｎ／ｍ２
【００５７】
つまり、リング振動板３の第２積層構造の剛性Ｇ２は、第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さく、かつ、第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が、第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい。本実施例６の場合には、熱プレス成形により振動板部とエッジ部と一体に成形するスピーカー振動板であっても、振動板部３ａに比べて外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅの剛性を下げて柔軟にして、バネ性を有するコンプライアンスとして機能させるとともに、振動板部およびエッジ部分の内部損失をさらに大きくすることができ、その結果、固有の共振を速やかに収束させて、再生する音声の品質を向上させることができる。
【００５８】
ここで、金属膜は、基材の平織布を構成する合成繊維と、基材にコーティングされている熱可塑性樹脂と、のそれぞれよりもその線膨張係数が小さい金属であるチタン、クロム、金のいずれかから選択されるのが好ましい。例えば、本実施例の場合には、基材の平織布を構成するポリエステル繊維の線膨張係数よりも、クロロスルフォン化ポリエチレン樹脂の線膨張係数が小さく、チタンの線膨張係数はさらに小さい。したがって、本実施例のリング振動板３は、線膨張係数が大きい順に積層されて構成されているので、金属膜が中間に挟まれるように配置される先行技術の場合に比較して、熱による変形が生じにくく、形状安定性に優れるという利点がある。
【００５９】
また、金属膜を形成する金属は、上記のチタンの他にも、比較的に耐食性が高いクロム、あるいは、金を使用しても良い。また、物理的蒸着法により結晶構造で形成される金属膜は、さらに酸化被膜がエージング法で形成されているので、熱プレスによる大きな圧力がかかってもクラックが生じにくい。本実施例のように、熱可塑性樹脂をコーティングした基材を巻きロール状でスパッタ装置内に設置して金属膜を形成してもよく、また、熱プレス加工でリング振動板３の形状を得た後に、それぞれのリング振動板３をスパッタ処理してもよい。物理的蒸着法は、上記の実施例のスパッタ処理の場合に限らず、他の工程を含むものであっても良く、また、金属膜の表面に酸化皮膜を形成させるエージング処理についても、上記の実施例とは異なる温度と時間とで処理するものであってもよい。
【００６０】
図８は、本実施例のリング型スピーカー１に約1ｋＨｚの正弦波信号を入力した場合の軸上１ｍ音圧を表すグラフであり、２次以上の高調波歪のレベルを示す周波数グラフである。図８（ａ）は先の実施例１のリング振動板３を用いたリング型スピーカー１の場合であり、図８（ｂ）は本実施例６の場合である。本発明の実施例６のリング型スピーカー１の場合は、実施例１の場合に比べて高次の高調波歪が低減していることが分かる。このように、本実施例のリング型スピーカー１は、再生音質が優れており、音響特性の改善を図ることができる。
【００６１】
なお、上記の本発明のリング型スピーカーでは、樹脂で成形されるイコライザー２は、他の材料に代えてもよい。例えば、スピーカー振動板３の固定部３ｂおよび３ｃを磁気回路１０に固定する振動板固定部材を兼ねるイコライザー２は、振動板部３ａの前面側に位置するホーンと一体に成形されていてもよく、また、別に構成された部品を連結してもよい。
【００６２】
また、上記実施例１〜５のスピーカー振動板は、振動板部３ａの外周及び内周にそれぞれ外周エッジ部３ｄおよび内周エッジ部３ｅを備えるリング振動板３の場合であるが、本発明のスピーカー振動板は、ドーム状の振動板部３ａの外周に磁気回路に固定される固定部と、振動板部と固定部との間に規定されるエッジ部と、を備えるドーム型振動板であってもよい。熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であれば、エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、振動板部および固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されているようにすることにより、上記実施例のリング型スピーカーと同様に、ドーム型スピーカーの再生周波数帯域を広くすることができ、音響特性の改善を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のスピーカー振動板は、高音域再生用のツィーターに限られず、フルレンジスピーカーや、中低音域再生用の他のスピーカーにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるリング型スピーカー１について説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態によるリング型スピーカー１のリング振動板３と、これに連結するボイスコイル４について説明する図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による実施例１のリング振動板３の生地表面の様子を説明する拡大写真である。（実施例１）
【図４】従来例のリング振動板３０と、これに連結するボイスコイル４について説明する図である。（比較例１）
【図５】る実施例１のリング振動板３の生地表面の様子を説明する拡大写真である。（比較例１）
【図６】本発明のリング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。（実施例１〜４）
【図７】従来のリング型スピーカーの軸上１ｍ音圧周波数特性を表すグラフである。（比較例１、２）
【図８】本発明のリング型スピーカーの高調波歪のレベルを示すグラフである。（実施例１、実施例６）
【符号の説明】
【００６５】
１ リング型スピーカー
２ イコライザー
３ リング振動板
４ ボイスコイル
５ ボビン
６ コイル
１０ 磁気回路
１１ ヨーク
１２ マグネット
１３ プレート
２０ 放射孔
２１ 内周部
２２ 外周部
２３ 連結アーム部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、
ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、該振動板部と該固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、
該エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、該振動板部および該固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている、
スピーカー振動板。
【請求項２】
前記基材にコーティングされている前記熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、該金属膜上に形成される酸化被膜と、を有する、
請求項１に記載のスピーカー振動板。
【請求項３】
前記エッジ部を構成する前記第２積層構造の厚みｔ２が、前記振動板部および前記固定部を構成する前記第１積層構造の厚みｔ１の５０％〜８０％の範囲内に設定されて、
前記第２積層構造の剛性Ｇ２が前記第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さくかつ、該第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が該第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい、
請求項１または２に記載のスピーカー振動板。
【請求項４】
前記基材である前記平織布を構成する前記経糸ならびに前記緯糸が、合成繊維のポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、および、レーヨンのモノフィラメント糸のいずれかから選択され、
前記熱可塑性樹脂が、合成樹脂のポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、および、ウレタン樹脂のいずれかから選択される、
請求項１から３のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項５】
前記金属膜を形成する金属が、チタン、クロム、金のいずれかから選択される、
請求項２から４のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項６】
前記金属膜が、物理的蒸着法により形成され、
前記酸化被膜が、エージング法で形成されている、
請求項２から５のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む、
請求項１から６のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項８】
前記振動板部が、円環状のリング振動板部であって、前記固定部が、該リング振動板部の内周側を固定する内周固定部と、該リング振動板部の外周側を固定する外周固定部と、を含み、前記エッジ部が、該リング振動板部と該内周固定部との間に規定される内周エッジ部と、該リング振動板部と該外周固定部との間に規定される外周エッジ部と、を含む、
請求項１から７のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の前記スピーカー振動板と、
磁気回路と、該磁気回路の磁気空隙に配されて該スピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える、
動電型スピーカー。
【請求項１０】
請求項８に記載の前記リング振動板部を含むスピーカー振動板と、
磁気回路と、該磁気回路と連結するイコライザーと、該磁気回路の磁気空隙に配されて該スピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える、
動電型スピーカー。
【請求項１】
熱可塑性樹脂をコーティングした平織布を基材にして熱プレス成形により一体に成形するスピーカー振動板であって、
ボイスコイルが連結する振動板部と、磁気回路もしくは振動板固定部材に固定される固定部と、該振動板部と該固定部との間に規定されるエッジ部と、を備え、
該エッジ部を構成する第２積層構造が、コーティングした熱可塑性樹脂が融解して平織布を構成する経糸ならびに緯糸の隙間に入り込んで硬化し、該振動板部および該固定部を構成する第１積層構造に比較して薄肉状に形成されている、
スピーカー振動板。
【請求項２】
前記基材にコーティングされている前記熱可塑性樹脂の面上に、更に金属膜と、該金属膜上に形成される酸化被膜と、を有する、
請求項１に記載のスピーカー振動板。
【請求項３】
前記エッジ部を構成する前記第２積層構造の厚みｔ２が、前記振動板部および前記固定部を構成する前記第１積層構造の厚みｔ１の５０％〜８０％の範囲内に設定されて、
前記第２積層構造の剛性Ｇ２が前記第１積層構造の剛性Ｇ１に比較して小さくかつ、該第２積層構造の内部損失ｔａｎδ２が該第１積層構造の内部損失ｔａｎδ１に比較して大きい、
請求項１または２に記載のスピーカー振動板。
【請求項４】
前記基材である前記平織布を構成する前記経糸ならびに前記緯糸が、合成繊維のポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、および、レーヨンのモノフィラメント糸のいずれかから選択され、
前記熱可塑性樹脂が、合成樹脂のポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、および、ウレタン樹脂のいずれかから選択される、
請求項１から３のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項５】
前記金属膜を形成する金属が、チタン、クロム、金のいずれかから選択される、
請求項２から４のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項６】
前記金属膜が、物理的蒸着法により形成され、
前記酸化被膜が、エージング法で形成されている、
請求項２から５のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂が、さらに発泡ビーズを含む、
請求項１から６のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項８】
前記振動板部が、円環状のリング振動板部であって、前記固定部が、該リング振動板部の内周側を固定する内周固定部と、該リング振動板部の外周側を固定する外周固定部と、を含み、前記エッジ部が、該リング振動板部と該内周固定部との間に規定される内周エッジ部と、該リング振動板部と該外周固定部との間に規定される外周エッジ部と、を含む、
請求項１から７のいずれかに記載のスピーカー振動板。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の前記スピーカー振動板と、
磁気回路と、該磁気回路の磁気空隙に配されて該スピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える、
動電型スピーカー。
【請求項１０】
請求項８に記載の前記リング振動板部を含むスピーカー振動板と、
磁気回路と、該磁気回路と連結するイコライザーと、該磁気回路の磁気空隙に配されて該スピーカー振動板と連結するボイスコイルと、を備える、
動電型スピーカー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１１４３６（Ｐ２０１０−１１４３６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３１６７５（Ｐ２００８−３３１６７５）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
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