JPH0648872B2 - 電気音響変換器用振動板 - Google Patents
電気音響変換器用振動板Info
- Publication number
- JPH0648872B2 JPH0648872B2 JP62189563A JP18956387A JPH0648872B2 JP H0648872 B2 JPH0648872 B2 JP H0648872B2 JP 62189563 A JP62189563 A JP 62189563A JP 18956387 A JP18956387 A JP 18956387A JP H0648872 B2 JPH0648872 B2 JP H0648872B2
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- Japan
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- boron nitride
- film
- nitride film
- amorphous boron
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スピーカ，マイクロホン，その他の電気音響
変換器に使用される振動板に関するものである。
変換器に使用される振動板に関するものである。
［従来の技術］ 電気音響変換器に用いられる振動板には、ピストン領域
や高域限界周波数（ｆＨ）の拡大、耐入力の増大等が求
められており、このため、軽量で高いヤング率を持つ材
料、例えばチタン，アルミニウムなどの軽量金属が用い
られている。しかし、単体材料のみで前記特性等を全て
満足するのは極めて困難である。
や高域限界周波数（ｆＨ）の拡大、耐入力の増大等が求
められており、このため、軽量で高いヤング率を持つ材
料、例えばチタン，アルミニウムなどの軽量金属が用い
られている。しかし、単体材料のみで前記特性等を全て
満足するのは極めて困難である。
このため、チタン基材中にボロンを熱拡散した振動板
（特公昭55−15913号公報）や、ＢＮ溶液をチタン基材
上に塗布し約９００℃の加熱処理によりＢＮ層を形成し
た振動板（特公昭55−7757号公報）などが提案されてい
る。
（特公昭55−15913号公報）や、ＢＮ溶液をチタン基材
上に塗布し約９００℃の加熱処理によりＢＮ層を形成し
た振動板（特公昭55−7757号公報）などが提案されてい
る。
しかしながら、これら熱処理によって化合物層を形成す
るものは、振動板基体のチタンが変形しやすい温度であ
る550〜700℃程度の加熱温度で熱処理して製造された
り、体心立方構造から面心立方構造に変化して変形が生
じやすい変態点温度の885℃以上の温度で加熱処理され
るので、振動板状に成形する時に生じた残留応力が開放
されたり結晶の析出などが生じるなどして、振動板状基
材が熱変形して、ボイスコイルボビンとフリーエッジの
接合部分において寸法的に正常でなくなり、電気音響変
換特性に悪影響を及ぼす場合があった。
るものは、振動板基体のチタンが変形しやすい温度であ
る550〜700℃程度の加熱温度で熱処理して製造された
り、体心立方構造から面心立方構造に変化して変形が生
じやすい変態点温度の885℃以上の温度で加熱処理され
るので、振動板状に成形する時に生じた残留応力が開放
されたり結晶の析出などが生じるなどして、振動板状基
材が熱変形して、ボイスコイルボビンとフリーエッジの
接合部分において寸法的に正常でなくなり、電気音響変
換特性に悪影響を及ぼす場合があった。
このため、熱変形しにくい形状や材質のものにするな
ど、設計上での制約があった。
ど、設計上での制約があった。
さらに、熱拡散層を形成した場合には、振動板基体の金
属組織内の不均一性が生じて振動板全体の物理特性が不
均一になり、品質が安定しないという問題点もあった。
属組織内の不均一性が生じて振動板全体の物理特性が不
均一になり、品質が安定しないという問題点もあった。
［発明が解決しようとする問題点］ また、化学気相析出法あるいは電子ビーム法を用いてチ
タン箔の片面あるいは両面にボロンカーバイド（Ｂ
４Ｃ）層を形成させたスピーカ用振動板も提案されてい
る（特公昭53−45136号公報）。
タン箔の片面あるいは両面にボロンカーバイド（Ｂ
４Ｃ）層を形成させたスピーカ用振動板も提案されてい
る（特公昭53−45136号公報）。
しかし、この振動板は、チタン箔とボロンカーバイト層
との密着性が悪く、ボロンカーバイト層がはがれ易いた
め耐久性が悪いという問題点のあることを出願人自らが
後日指摘している（特公昭56−33919号公報参照）。
との密着性が悪く、ボロンカーバイト層がはがれ易いた
め耐久性が悪いという問題点のあることを出願人自らが
後日指摘している（特公昭56−33919号公報参照）。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、品質の
安定した、軽量、高ヤング率、高剛性な電気音響変換器
用振動板を提供することを目的とするものである。
安定した、軽量、高ヤング率、高剛性な電気音響変換器
用振動板を提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、あらかじめ所望の形状に成形された振動板基
体上に、減圧ＣＶＤ法により基体が熱変形しないような
低温度で、高ヤング率なアモルファス窒化ボロン膜を形
成したことを特徴とするものである。
体上に、減圧ＣＶＤ法により基体が熱変形しないような
低温度で、高ヤング率なアモルファス窒化ボロン膜を形
成したことを特徴とするものである。
本発明において、上記振動板基体としては、チタン，ア
ルミニウム，その他の軽量金属が使用される。また、場
合によっては、これら軽量金属を主成分とする合金、ま
たはこれら軽量金属の窒化物，炭化物，若しくは炭窒化
物等の化合物等を用いて構成しても良い。
ルミニウム，その他の軽量金属が使用される。また、場
合によっては、これら軽量金属を主成分とする合金、ま
たはこれら軽量金属の窒化物，炭化物，若しくは炭窒化
物等の化合物等を用いて構成しても良い。
また、本発明において、振動板基体表面にアモルファス
窒化ボロン膜を形成するに際しては、残留応力が残らな
いような温度で成膜することが望ましい。すなわち、本
発明等は前述したＢ４Ｃ硬質膜を形成した場合における
膜の密着性が弱い原因を追究し、硬質膜形成時に発生す
る残留応力の存在が影響していることをつきとめ、残留
応力を発生させることなく硬質膜を形成する方法を種々
検討した結果、減圧ＣＶＤ法でアモルファス窒化ボロン
膜を形成すれば好ましい結果が得られることを見出した
ものである。第１図は、アモルファス窒化ボロン膜の成
膜速度と残留応力の関係について実測した結果の一例を
示す図である。この図から明らかなようにアモルファス
窒化ボロン膜の形成に際しては、成膜条件を適当に選べ
ば、残留応力を殆どなくすことが可能であり、密着性の
良い膜が得られるのである。
窒化ボロン膜を形成するに際しては、残留応力が残らな
いような温度で成膜することが望ましい。すなわち、本
発明等は前述したＢ４Ｃ硬質膜を形成した場合における
膜の密着性が弱い原因を追究し、硬質膜形成時に発生す
る残留応力の存在が影響していることをつきとめ、残留
応力を発生させることなく硬質膜を形成する方法を種々
検討した結果、減圧ＣＶＤ法でアモルファス窒化ボロン
膜を形成すれば好ましい結果が得られることを見出した
ものである。第１図は、アモルファス窒化ボロン膜の成
膜速度と残留応力の関係について実測した結果の一例を
示す図である。この図から明らかなようにアモルファス
窒化ボロン膜の形成に際しては、成膜条件を適当に選べ
ば、残留応力を殆どなくすことが可能であり、密着性の
良い膜が得られるのである。
また、本発明におけるアモルファス窒化ボロン膜の硬さ
は、低すぎると適正なヤング率が得られなくなり、一
方、硬すぎると成膜時の残留応力が大きくなり剥離が生
じ易くなるので、ビッカース硬度（Hv）で1000〜3500の
硬さ程度であることが望ましい。
は、低すぎると適正なヤング率が得られなくなり、一
方、硬すぎると成膜時の残留応力が大きくなり剥離が生
じ易くなるので、ビッカース硬度（Hv）で1000〜3500の
硬さ程度であることが望ましい。
また、アモルファス窒化ボロン膜の厚さは必要に応じて
適当な厚さにすれば良いが、膜の厚さが0.1μｍ未満と
薄くなりすぎると高音の伸びの改善効果があまり良くな
らないので、少なくとも膜の厚さは0.1μｍ以上あるこ
とが望ましい。一方、膜の厚さが数１０μｍ以上程度に
厚くなっても電気音響変換作用上は特に大きな問題は生
じないので、任意の厚さに設計しても良い。但し、膜厚
が５μｍを越えると剥離が生じ易くなるので、好ましく
は５μｍ以下とするのが良い。
適当な厚さにすれば良いが、膜の厚さが0.1μｍ未満と
薄くなりすぎると高音の伸びの改善効果があまり良くな
らないので、少なくとも膜の厚さは0.1μｍ以上あるこ
とが望ましい。一方、膜の厚さが数１０μｍ以上程度に
厚くなっても電気音響変換作用上は特に大きな問題は生
じないので、任意の厚さに設計しても良い。但し、膜厚
が５μｍを越えると剥離が生じ易くなるので、好ましく
は５μｍ以下とするのが良い。
以下、本発明を実施例に基づき、より詳細に説明する。
（実施例１） ２０μｍ厚さのチタン箔を用いて、常法により成形し
て、ドームの高さ6.5mm、直径２５mmのドーム状成形品
と成し、次に両面に約２μｍの深さまでイオン窒化処理
を施したドーム状の振動板基体を作製した。この基体を
減圧CVD装置内に入れ、反応温度を４５０℃、反応圧力
を0.5Torrとし、反応ガスとしては５％B2H6（H2稀釈）
およびNH3を、キャリヤガスとしてはH2を夫々使用し、N
H3／B2H6＝５の条件で1.5時間成膜して、基体の表面お
よび裏面に３μ厚さのアモルファス窒化ボロン膜が形成
された振動板を得た。次に、そのフランジ部を切り取
り、振動リード法により、ヤング率（Ｅ）を測定したと
ころ、1.16×１０１２dyn／cm2であった。また、水置換
法により比重（ρ）を測定したところ3.8ｇ／cm3であっ
た。ビッカース硬度計による硬度（Hv）の測定の結果
は、3500であった。
て、ドームの高さ6.5mm、直径２５mmのドーム状成形品
と成し、次に両面に約２μｍの深さまでイオン窒化処理
を施したドーム状の振動板基体を作製した。この基体を
減圧CVD装置内に入れ、反応温度を４５０℃、反応圧力
を0.5Torrとし、反応ガスとしては５％B2H6（H2稀釈）
およびNH3を、キャリヤガスとしてはH2を夫々使用し、N
H3／B2H6＝５の条件で1.5時間成膜して、基体の表面お
よび裏面に３μ厚さのアモルファス窒化ボロン膜が形成
された振動板を得た。次に、そのフランジ部を切り取
り、振動リード法により、ヤング率（Ｅ）を測定したと
ころ、1.16×１０１２dyn／cm2であった。また、水置換
法により比重（ρ）を測定したところ3.8ｇ／cm3であっ
た。ビッカース硬度計による硬度（Hv）の測定の結果
は、3500であった。
なお、振動板基体のヤング率（Ｅ）は0.89×１０１２dy
n／cm2であった。また比重（ρ）は4.51であった。また
硬度（Hv）は1,100であった。
n／cm2であった。また比重（ρ）は4.51であった。また
硬度（Hv）は1,100であった。
尚、上記振動板を作製するに際して、減圧CVD処理中の
振動板表面の温度を赤外線温度計で測定したところ、約
４５０℃に維持されたままであり、振動板基体に熱変形
が生じる恐れのある温度（約５５０℃）以下に維持され
ており、得られた振動板は寸法精度の良いものであっ
た。
振動板表面の温度を赤外線温度計で測定したところ、約
４５０℃に維持されたままであり、振動板基体に熱変形
が生じる恐れのある温度（約５５０℃）以下に維持され
ており、得られた振動板は寸法精度の良いものであっ
た。
この振動板に、ポリエステル繊維布にアクリル樹脂をコ
ーティングした同一のエッジを貼付け、ボイスコイルを
接着して、常法のムービングコイル型ドームスピーカの
磁気回路に組込み、ドーム型音響用スピーカユニットを
形成して、音圧周波数特性を測定した。その結果を第２
図に示す。
ーティングした同一のエッジを貼付け、ボイスコイルを
接着して、常法のムービングコイル型ドームスピーカの
磁気回路に組込み、ドーム型音響用スピーカユニットを
形成して、音圧周波数特性を測定した。その結果を第２
図に示す。
本発明のアモルファス窒化ボロン膜を形成した振動板を
用いたスピーカは、低音共振周波数（f0）が約1100Hz、
高域限界周波数（fH）が約31,200Hzの周波数特性が得ら
れている。また、ハードドームとしては異例の低歪率で
あり、fH近辺で基本音圧に対して−５０dBの優れた特性
である。
用いたスピーカは、低音共振周波数（f0）が約1100Hz、
高域限界周波数（fH）が約31,200Hzの周波数特性が得ら
れている。また、ハードドームとしては異例の低歪率で
あり、fH近辺で基本音圧に対して−５０dBの優れた特性
である。
一方、比較のために、アモルファス窒化ボロン膜を形成
していない振動板基体を用い、上記と同様にしてドーム
型音響用スピーカユニットを形成し、その音圧周波数特
性を測定した。その結果を第３図に示す。アモルファス
窒化ボロン膜を形成していない比較例の振動板を用いた
スピーカにおいては、f0が約1,260Hz、fHが約28,500Hz
の周波数特性である。
していない振動板基体を用い、上記と同様にしてドーム
型音響用スピーカユニットを形成し、その音圧周波数特
性を測定した。その結果を第３図に示す。アモルファス
窒化ボロン膜を形成していない比較例の振動板を用いた
スピーカにおいては、f0が約1,260Hz、fHが約28,500Hz
の周波数特性である。
第２図および第３図を比較すれば明らかなように、本発
明のアモルファス窒化ボロン膜を形成した振動板を用い
たものは、BN膜による重量増加にもかかわらず比較例の
ものに比べて約2,700Hzも高域が伸びている。また、f0
も重量増加分が寄与して約１６０Hzも低減が伸びてお
り、再生周波数範囲の拡大が著しく大きいことがわか
る。
明のアモルファス窒化ボロン膜を形成した振動板を用い
たものは、BN膜による重量増加にもかかわらず比較例の
ものに比べて約2,700Hzも高域が伸びている。また、f0
も重量増加分が寄与して約１６０Hzも低減が伸びてお
り、再生周波数範囲の拡大が著しく大きいことがわか
る。
（実施例２） 成膜時間を５分としたほかは実施例１と同じ条件で、0.
1μｍ厚さのアモルファス窒化ボロン膜が形成された振
動板を作製した。実施例１と同様にして物性を測定した
結果、Ｅ＝0.95×１０１２dyn／cm2、ρ＝4.50ｇ／c
m3、Hv＝3500であった。
1μｍ厚さのアモルファス窒化ボロン膜が形成された振
動板を作製した。実施例１と同様にして物性を測定した
結果、Ｅ＝0.95×１０１２dyn／cm2、ρ＝4.50ｇ／c
m3、Hv＝3500であった。
尚、減圧CVD処理中の振動板表面の温度を測定したとこ
ろ、実施例１と同様に約４５０℃に維持されたままであ
り、得られた振動板は寸法精度の良いものであった。
ろ、実施例１と同様に約４５０℃に維持されたままであ
り、得られた振動板は寸法精度の良いものであった。
この振動板を用い、実施例１と同様にしてドーム型音響
用スピーカユニットを形成して、音圧周波数特性を測定
した結果、f0が約1260Hz、fHが約28,700Hzであった。
用スピーカユニットを形成して、音圧周波数特性を測定
した結果、f0が約1260Hz、fHが約28,700Hzであった。
（実施例３） 減圧CVD法の処理方法を調整し、反応温度550℃、反応圧
力0.5Torrとし、反応ガスとして５％B2H6（H2希釈）お
よびNH3を、キャリアガスとしてH2を夫々使用し、NH3／
B2H6＝１０の条件で１時間成膜し、基体表面に３μｍ厚
さのアモルファス窒化ボロン膜が形成された振動板を作
製した。実施例１と同じ方法で物性を測定したところ、
Ｅ＝1.15×１０１２dyn／cm2、ρ＝3.75ｇ／cm3、Hv＝1
000であった。また、減圧CVD処理中の振動板表面の温度
は約５５０℃に維持されていたが、振動板基材に熱変形
は生ぜず、得られた振動板は実用上問題のない寸法精度
の良いものであった。
力0.5Torrとし、反応ガスとして５％B2H6（H2希釈）お
よびNH3を、キャリアガスとしてH2を夫々使用し、NH3／
B2H6＝１０の条件で１時間成膜し、基体表面に３μｍ厚
さのアモルファス窒化ボロン膜が形成された振動板を作
製した。実施例１と同じ方法で物性を測定したところ、
Ｅ＝1.15×１０１２dyn／cm2、ρ＝3.75ｇ／cm3、Hv＝1
000であった。また、減圧CVD処理中の振動板表面の温度
は約５５０℃に維持されていたが、振動板基材に熱変形
は生ぜず、得られた振動板は実用上問題のない寸法精度
の良いものであった。
次に、この振動板を用い、実施例１と同様にしてドーム
型音響用スピーカユニットを形成し、その音圧周波数特
性を測定した。
型音響用スピーカユニットを形成し、その音圧周波数特
性を測定した。
測定結果は、f0が約1,100Hz、fHが約32,100Hzであっ
た。
た。
以上詳述したように、アモルファス窒化ボロン層を形成
した本発明の振動板は、アモルファス窒化ボロン膜を減
圧CVD法により振動板基体上に基体が熱変形しない低温
度処理により所望の膜厚さと硬さを調節して容易に得る
ことが出来るものであり、品質が安定で、高音限界周波
数（fH）が高いため高音域の伸びが良く、かつ、音圧再
生範囲が広い優れた特性の電気音響変換機が実現できる
利点がある。
した本発明の振動板は、アモルファス窒化ボロン膜を減
圧CVD法により振動板基体上に基体が熱変形しない低温
度処理により所望の膜厚さと硬さを調節して容易に得る
ことが出来るものであり、品質が安定で、高音限界周波
数（fH）が高いため高音域の伸びが良く、かつ、音圧再
生範囲が広い優れた特性の電気音響変換機が実現できる
利点がある。
第１図は本発明アモルファス窒化ボロン膜を形成する際
の成膜温度と残留応力の関係を示す図、第２図は本発明
による振動板を用いた電気音響変換器の音圧周波数特性
測定結果を示す図、第３図は被膜を施していない比較例
振動板を用いた電気音響変化器の音圧周波数特性測定結
果を示す図である。
の成膜温度と残留応力の関係を示す図、第２図は本発明
による振動板を用いた電気音響変換器の音圧周波数特性
測定結果を示す図、第３図は被膜を施していない比較例
振動板を用いた電気音響変化器の音圧周波数特性測定結
果を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】振動板基体上にアモルファス窒化ボロン膜
を形成したことを特徴とする電気音響変換器用振動板。 - 【請求項２】上記振動板基体が、チタン、アルミニウ
ム、その他の軽量金属、これら軽量金属の合金、または
これら軽量金属の化合物からなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電気音響変換器用振動板。 - 【請求項３】上記アモルファス窒化ボロン膜がビッカー
ス硬度1000〜3500の硬さであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項記載の音響変換器用振動
板。 - 【請求項４】上記アモルファス窒化ボロン膜の厚さが0.
1μｍ以上であることを特徴とする特許請の範囲第１項
乃至第３項のいずれかに記載の電気音響変換器用振動
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62189563A JPH0648872B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | 電気音響変換器用振動板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62189563A JPH0648872B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | 電気音響変換器用振動板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6432799A JPS6432799A (en) | 1989-02-02 |
| JPH0648872B2 true JPH0648872B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=16243427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62189563A Expired - Lifetime JPH0648872B2 (ja) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | 電気音響変換器用振動板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648872B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7047028B2 (en) | 2002-11-15 | 2006-05-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Optical fiber coupling configurations for a main-remote radio base station and a hybrid radio base station |
-
1987
- 1987-07-29 JP JP62189563A patent/JPH0648872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6432799A (en) | 1989-02-02 |
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