JPS58159095A - スピ−カ用振動板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、心材の表面にスキン材を接合してなるサンド
イッチ構造体よりなるスピーカ用振動板の製造方法に関
するものであり、その目的とするところはスキン材とし
てのボロン又はベリリウムの膜を心材に対して接合する
ことかできるスピーカ用振動板の製造方法を提供するこ
とにある。

一般に、スピーカ用振動板は、その使用周波数帯域内に
おいて電磁変換系によって与えられる駆動力に対して十
分な直線性を有して追従すると共に、全面が同位相で振
動（ピストン振動）することが理想とされている。また
、音波放射特性の面からは、放射面を平担にしたいわゆ
る平面振動板が理想とされている。この平面振動板では
、分割振動板重量が増加し、スピーカの能率が低下する
という欠点を有している。この欠点を改良する方法とし
て、中空コアよりなる心材の表面にスキン材を接着した
サンドイッチ構造体を用いた振動板が実用化されている
が、このようなサンドイッチ構造体を用いても十分な軽
量化はむずがしいものであった。また、サンドイッチ構
造体を構成する材料を薄くして軽量化をはかると、振動
板の強度が低下し、部分共振（面鳴き現象）を生じて音
響特性が劣化するｍという問題があった。これを改良す
るため、低密度で弾性率の高い材料が望まれていた。こ
の要求を満たす材料としてボロンやベリリウムがあるが
、これらの材料はいずれも加工性が悪く、アルミニウム
やチタンのように１０〜２０μｍの圧延による製箔が不
可能であった。

そこで、ＰＶＤ法やＣＶＤ法などの気相成長技術によっ
てボロンやベリリウムの材料を製箔して用いる試みがな
されているが、従来のべＩＪ　ＩＪウムやボロン及びそ
の複合材料を用いたスピーカ用振動板はいずれもドーム
状やコーン状のものに限られていた。これは、ＰＶＤ法
により生成した膜には、格子欠陥、表面張力、相転移な
どの種々の要因によって生成膜に内部応力が残留し、こ
の残留応力−によっ゛て生成膜９反りや歪が発生するこ
とに起因し、ドーム状やコーン状の振動板では形状によ
る剛性が気相成長膜の内部応力に比べて十分に大きいた
め、形状の歪はあまり大きな問題にならながったためで
あろう。しかしながら、平面形状においては内部応力に
よる形状歪が重要な欠点となっていた。特にボロンやべ
ＩＪ　ＩＪウムは脆性が高いため、反りや歪を生じた生
成膜を機械的に平担に伸ばすことは不可能であり、生成
後の熱処理によって生成膜の残留応力を低下させる改良
方法を用いても十分な効果は得られなかった。

本発明はこのような従来法の欠点を解消するものであり
、低密度、高弾性率を有する材料の平担なスキン材を提
供し、高性能な平面振動板の実現をはかるものである。

本発明の骨子となるスキン材の製造方法について説明す
る。従来のＰＶＤ法ではイオン化粒子の有無に関係なく
、先述したように生成した膜には内部応力が残留し、生
成膜に反りや歪を発生させる。特にイオン粒子を伴った
気相成長法ではイオンの衝撃的な埋め込みによって応力
の発生か著しいものであった。このような内部応力を低
減するために基板を加熱しながら気相成長を行う方法が
用いられているが、反りや歪のない平担な生成膜を得る
には多（の制限が加えられる。例えばボロン膜の生成の
場合、発明者らの経験では基板を６００’Ｃ以上に加熱
しながら生成した場合にはかなり平担性の良い膜が得ら
れるが、真空中で基板を６００’Ｃ以上に加熱すると、
基板が熱歪を生じて変形する他、加熱部や基板、及び装
置壁面から温度上昇によって脱ガスが激しく、生成中の
ガス圧、雰囲気条件が限定され、その結果、生成膜の膜
質の低下を生じる。又、プラネタリ−などの基板駆動機
構を用いる場合には、回転機構の耐熱性や加熱装置（赤
外線加熱など）の容量等、装置の設計上問題か生じ、安
定な稼動が困難であった。

これに対し、本発明による生成法ば前述したような基板
加熱装置が不要であるため、生成装置が単純化され、安
定した稼動状態を得ることができるものであり、低価格
ですぐれた量産性を実現できる利点を有するものである
。

また、本発明によって生成膜の残留応力か制御されるメ
カニズムは次のような効果によるものと考えられる。そ
の一つ（ま生成膜中に入射するイオンの運動エネルギー
の変化によってイオンが生成膜中に埋め込まれる深さ、
生成膜に与えるダメージが膜厚と共に変化し、その分布
が生成膜全体として方向性を示す。また、イオン衝撃の
エネルギーは大半が熱となって消滅するので、ミクロ的
に生成膜の表面を考えると、イオン衝撃を受けた部分は
非常に高いエネルギー密度で熱衝撃を受けることになり
、薄膜の生成中に同時にアニーリングを施すことと等価
になる。そして、イオンの量、運動エネルギーを変化す
ることによってアニーリング条件が変化し、残留応力の
量、方向性が変化するものと考えられる。

なお、本発明により生成膜の反りを制御する場合にはイ
オンのエネルギー量が問題となるため、一般的にはイオ
ンの質量、基板への入射時のエネルギー、イオン量など
によって制御効果が変化し、イオン化の方式、生成条件
、生成物質、基板材料、形状などによって有効条件範囲
が限定される。

以Ｆ、本発明のスピーカ用振動板の製造方法について実
施例にもとずき詳細に説明する。

実施例 ます、第１図に示すようにアルミリボン１１を編んで菊
形の中空コアよりなる心材１２を作成し、この心材１２
０両面に厚さ２０μｍの純ボロンスキン材１３を温度２
ｏＯ〜２３ｏ０ｃ、圧力１〜２　Ｋ９／ｃｄの条件で接
着剤により熱圧着し、直径２８胴、厚さ約１ｍＭの平板
振動板を作製した。ここで、ボロンスキン材１３ｉまＤ
Ｃイオンブレーティング装置を用い、電子ビーム蒸着法
により１〜３×１６５’Ｉ’ｏｗの雰囲気中でボロンを
蒸発させて作成した。

ＤＣイオンブレーティング装置は第２図に示すように排
気系を有するペルジャー１内に基板２とルツボ４を対向
して配置し、上記ルツボ４に近接して熱電子加速電極３
と電子ビームガン６を配置したものであり、上記熱電子
加速電極３への熱電子加速電極６と上記基板２の電源と
してのイオン加速電源７を備えている。そして、ルツボ
４には蒸発源８としてボロンを入れた。この時、熱電子
加速電極３に＋７０Ｖを印加してボロンルツボ４がら放
出される熱電子を加速し、ボロンの蒸発粒子と衝突させ
、ボロンをイオン化した。また、ボロン膜の生成中に基
板２には生成初期から２分間−ｏ、ｓＫＶの電圧を印加
し、以後は一〇、１ＫＶに丁げて２０分間ブレーティン
グし、基板２上に厚さ２０μｍのボロン膜を生成させた
。上記基板２には厚さ３０〜５０μｍのチタン箔を用い
、その表面を直径２８叫の穴（振動板の径に相当）を開
けたマスク材で覆い、チタン基板２上には直径２８咽、
厚さ２０μｍのボロン膜を生成させた。ボロン膜の生成
後、チタン基板２を０．６〜１％の濃度のフッ酸溶液で
溶解除去上で、直径２８　ｍ　、厚さ２０μｍの平担な
ボロンスキン材１３を作製した。

このように構成したスピーカ用振動板では、平担で反り
のないボロンスキン材１３を得ることができるので、心
材１３への接着剤にょる熱圧着ができるもめであり、そ
の周波数特性を第３図の実線に示す。第３図中、ａ、ば
本実施例のスピーカ用振動板の音圧周波数特性、ｂはそ
の２次高周波特性を示している。

比較例１ アルミリボンを菊形状に編んだ中空コアよりなる心材の
両面に厚さ２０μｍの純ボロンスキン材を温度２００〜
２３０°Ｇ、圧力１〜２　Ｋｙ／　ｃａの条件で熱圧着
し、直径２８個、厚さ約１咽の平板振動板を作製した。

ここで、ボロンスキン材は第２図に示したＤＣイオンブ
レーティング装置を用い、゛電子ビーム（ＩＢ）蒸着法
により１〜３×１０Ｔｏｗの雰囲気中でボロンを蒸発さ
せて作成した。

この時、熱電子加速電極３に＋７０Ｖを印加してボロン
ルツボ４から放出される熱電子を加速し、ボロンの蒸発
粒子と衝突させ、ボロンをイオン化した。また、ボロン
膜の生成中に基板２にをま−０，５ＫＶの電圧を印加し
て２０分間ブレーティングし、基板２上に厚さ２０μｍ
のボロン膜を生成させた。上記基板２には厚さ３０〜５
０１１ｍのチタン箔を用い、その表面を直径２８調の穴
（振動板の径に相当）を開けたマスク材で覆い、チタン
基板２上には直径２８朔、厚さ２０μｍのホロン膜を生
成させた。ボロン膜の生成後、チタン基板２を０．５〜
１％の濃度のフッ酸溶液で溶解除去して直径２８調、厚
さ２０μｍのボロンスキンＨｋ作製した。このようなス
ピーカ用振動板で番よ、スキン材としてのボロン膜がそ
の内部応力の残留により反りを有しており、接着剤によ
る心材への熱圧着時に破壊されＣしまった。

比較例２ アルミリボンを菊形状に編んだ中空コアよりなる心材の
両面に厚さ２０μｍのアルミニウムスキン材を温度２０
０〜２３ｏ０Ｃ９圧力１〜２　Ｋｇ／ｃｒ；ｔの条件で
熱圧着し、直径２８誦、厚さ約１欄の平板振動板を作製
した。この振動板の音圧周波数特性を′ｆｓ３図の曲線
Ｃに示した。

比較例１によるボロンスキン材は残留応力ニヨる反りを
生じているためコアとの接着工程て熱圧着する際に割れ
を生じ、振動板として実用化することは不可能であった
が、本実施例の条件で作製したボロンスキン材は接着工
程でも割れを生じることなく、平板振動板として用いる
ことが出来た。

また、第４図に示した本実施例及び比較例２より成る平
板振動板の音圧−周波数特性の比較では、比較例２のア
ルミニウム箔を用いたスキン材を同じ厚さの純ホロンに
置きかえるたけで、第一次共振周波数が１２．１ＫＨ２
から１９．３ＫＨ２迄上昇し、能率は１．６〜２　ｄＢ
程度改善された。

尚、上記の説明ではボロンについて述べたが、へＩＪ　
ＩＪウムであっても同等の作用効果を奏するものであり
、また基板を分離することなく積層体のままスキン材と
しご使用することができることばいうまでもない。

以上、詳述したように本発明よりなる製造方法によれは
、平担なボロン又はベリリウムよりなるスキン材の製造
が可能となり、その結果、高能率、高帯域特性を有する
高性能なスピーカ用振動板を実現することができる。ま
た、基板加熱や生成後の熱処理が不要となり、設備費及
び製造コストの低減が可能になり、他にボロンやベリリ
ウムのブレーティング条件の自由度が大きく取れるので
、スキン材の表面光沢などを任意に選択出来る利点を有
するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のスピーカ用振動板の製造方法の工程説
明図、Ｔ＄２図は同振動板のスキン材を得るためのＤＣ
イオンブレーティング装置を示す概略構成図、第３図は
同振動板と従来の振動板の音圧周波数特性の比較図であ
る。 １・・・・・・ペルジャー、２・・・・・・基板、３・
旧・・熱電子加速電極、４・・・・・・ボロンルツボ、
６・・・・・電子ビームガン、６・・・・・・熱電子加
速電源、７・・・・・イオン加速電源（基板電圧電源）
、１２・・団・心材、１３・・・・・・スキン材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第２図 ＃ｙ気糸 第３図 Ｉｆｌ　；皮　１トζ　（ｋＨｚ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン化粒子を用いた物理的気相成長法により基
   板上にボロン又はべＩＪ　ＩＪつ云の層を生成すると共
   に上記基板上への上記ボロン又はべＩＪ　ＩＪウムの層
   の生成中に上記基板に入射するイオンの数又はイオンの
   運動エネルギー量の少なくとも一方を変化させることに
   より上記生成したボロン又はべＩＪ　ＩＪウムの層中の
   残留応力を少なくして反りの少ない積層材を得、しかる
   後、この積層材をスキン材として任意形の中空コアより
   なる心材の表面に接着剤により熱圧着することを特徴と
   するスピーカ用振動板の製造方法。
2. （２）基板上にボロン又はベリリウムの層を生成した後
   に基板を分離してボロン又はべＩＪ　リウムの層のみよ
   りなるスキン材を取り出すことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のスピーカ用振動板の製造方法。