【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はスピーカ振動板、マイクロホン振動
板、ピツクアツプカートリツジ用カンチレバーな
どの電気音響変換作用をなす振動体に関する。
従来よりスピーカ用振動板材料として紙が多く
用いられてきたが、最近では、紙よりも剛性率の
大きい金属、特にチタンやアルミニウムが用いら
れてきている。しかし金属の振動板では、剛性率
が高いのでピストン領域を拡げることはできるよ
うになつたが、剛性が高い故に内部損失tanδが
劣り、このtanδが低いために共振周波数でのＱ
が大きく鋭いピークを有し、周波数特性はもとよ
り歪特性にも非常に悪い影響を与える問題があつ
て、実質的には使用できるピストン領域も紙と同
様程度であつた。またカンチレバーの場合もＱの
高いことが音質に悪影響を及ぼすものであつた。
本発明はこれらの従来の問題に鑑みてなされた
ものであり、剛性が高くしかも減衰係数が高い材
料で形成される電気音響変換器用振動体を提供す
ることを目的とする。
本発明を以下に詳細に説明する。
本発明の特徴は、グラフアイト粒子、特にフレ
ーク状グラフアイト粒子を溶融アルミニウム又は
溶融アルミニウム合金中に添加し撹拌することに
よりアルミニウム金属中にグラフアイト粒子が均
一に分散した母材をつくり、この母材の作製に次
いで直接に若しくは一度徐冷し固められた母材と
した後に再び溶融させてから型成形し、あるいは
母材を薄板状に作製し、冷間又は熱間で板金加工
することにより製造される電気音響変換器用振動
体にある。
一般にグラフアイト分散アルミニウム金属は、
グラフアイトの結晶構造が層状でフアンデルワー
ス力が小さいことによりせん断抵抗が小さいの
で、この複合金属では振動に対する減衰特性を優
れている。複相物質における振動エネルギーは、
主に相境界間での相対運動により、あるいは第二
相物質内の変形により消費されて振動減衰を起こ
させるものと考えられるが、鋳鉄の場合には主に
第二相であるグラフアイト粒子の変形により減衰
の起こされることが確かめられている。このこと
は、グラフアイト粒子としてフレーク状のものと
粒状のものとを含む鋳鉄についてその減衰係数を
比較した場合に、変形しやすいフレーク状グラフ
アイトを含む鋳鉄の方が減衰係数の大きいことか
らうかがえる。したがつて、添加されるグラフア
イト粒子は、フレーク状である方が好ましい。
次に本発明を実施例により具体的に説明する。
まず複合母材を作製するには、アルミニウム又
はその合金を燃焼加熱炉、電熱器、高周波加熱器
などの適宜の加熱手段によつて耐熱容器内で約
800℃に加熱して溶融させる。次にこの溶融金属
を撹拌しながらグラフアイト粉末を添加してい
く。グラフアイト粒子の粒径は特に限定されるも
のではないが、金属との結合、分散の均一化、強
度を考えると１mm以下であることが好ましく、小
さい方が良い。またグラフアイト粒子の添加量
は、剛性、強度、減衰特性などを目的とする構成
体の特性を考慮して任意に定められるが、グラフ
アイトが0.5vol％以下であるとその添加による特
性の向上が顕著に現われない。グラフアイトの量
の増大は減衰特性を著しく高めるが、アルミニウ
ム金属の有する強度を弱めるので、金属成形の可
能な範囲に止められる。
本発明の実施例においてはケイ素Siを3wt％含
むアルミニウム合金を800℃に燃焼加熱して溶融
させ、これに銅コーテイングしたグラフアイト粒
子の粉末を所要量まで撹拌しつつ徐々に添加して
分散させることにより素材を得、この素材をロー
ルにより薄板状に圧延し、次にこの圧延板をプレ
ス加工することにより第１図に示すスピーカ振動
Ａを得た。また上記薄板を極細いものとし、これ
を所要の大きさに切つた後、曲げ加工して第２図
に示すようにカンチレバーＢを得た。
次表はグラフアイト粉末の添加量と減衰特性と
の関係を示している。またこの表には特性を比較
するためにアルミニウム単味及び鋳鉄の特性も挙
げてある。
The present invention relates to a vibrating body that performs an electroacoustic conversion function, such as a speaker diaphragm, a microphone diaphragm, and a cantilever for a pickup cartridge. Traditionally, paper has been widely used as a material for speaker diaphragms, but recently metals with a higher rigidity than paper, particularly titanium and aluminum, have been used. However, since metal diaphragms have a high rigidity, it has become possible to expand the piston area, but because of the high rigidity, the internal loss tan δ is inferior, and because this tan δ is low, the Q
There was a problem that it had a large and sharp peak, which had a very negative effect not only on the frequency characteristics but also on the distortion characteristics, and the usable piston area was essentially the same as that of paper. Also, in the case of cantilevers, high Q had a negative effect on sound quality. The present invention has been made in view of these conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vibrating body for an electroacoustic transducer formed of a material having high rigidity and a high damping coefficient. The invention will be explained in detail below. A feature of the present invention is that graphite particles, particularly flaky graphite particles, are added to molten aluminum or molten aluminum alloy and stirred to create a base material in which graphite particles are uniformly dispersed in aluminum metal. After making the material, it can be directly cooled, or it can be made into a base material that has been slowly cooled and solidified and then melted again and molded, or by making the base material into a thin plate and performing cold or hot sheet metal processing. The vibrating body for an electroacoustic transducer is manufactured. In general, graphite-dispersed aluminum metal is
Since graphite has a layered crystal structure and low van der Waals force, it has low shear resistance, so this composite metal has excellent vibration damping properties. The vibrational energy in a multiphase material is
It is thought that vibration damping is caused mainly by relative movement between phase boundaries or by deformation within the second phase material, but in the case of cast iron, it is mainly the graphite particles that are the second phase. It has been confirmed that deformation causes attenuation. This can be seen from the fact that when comparing the damping coefficients of cast iron containing flaky and granular graphite particles, the damping coefficient of cast iron containing easily deformed flaky graphite is larger. . Therefore, it is preferable that the graphite particles added be in the form of flakes. Next, the present invention will be specifically explained using examples. First, to produce a composite base material, aluminum or its alloy is heated in a heat-resistant container using an appropriate heating means such as a combustion heating furnace, an electric heater, or a high-frequency heater.
Heat to 800℃ to melt. Next, graphite powder is added to the molten metal while stirring it. The particle size of the graphite particles is not particularly limited, but in consideration of bonding with metal, uniform dispersion, and strength, it is preferably 1 mm or less, and the smaller the better. In addition, the amount of graphite particles added can be arbitrarily determined by taking into account the properties of the structure, such as stiffness, strength, and damping properties, but if graphite is less than 0.5 vol%, the properties will improve due to its addition. is not noticeable. Increasing the amount of graphite significantly increases the damping properties, but it weakens the strength of the aluminum metal and therefore remains within the range of possible metal forming. In the embodiment of the present invention, an aluminum alloy containing 3 wt% silicon is heated to 800°C to melt it, and a required amount of copper-coated graphite particle powder is gradually added and dispersed while stirring. A material was obtained by this, and this material was rolled into a thin plate shape using rolls, and then this rolled plate was press-worked to obtain the speaker vibration A shown in FIG. 1. Further, the thin plate was made extremely thin, cut into a required size, and then bent to obtain a cantilever B as shown in FIG. The following table shows the relationship between the amount of graphite powder added and the damping characteristics. This table also lists the properties of plain aluminum and cast iron for comparison.
【表】
上表より、グラフアイト1vol％の添加によりア
ルミニウム単味の場合に比して減衰係数及び比減
衰係数が格段に大きくなつている。またグラフア
イトの添加量を増加することにより減衰係数、比
減衰係数ともに漸大する。また鋳鉄は本実施例の
ものに比して減衰係数においてきわめて大きな値
を示しているが、これは鋳鉄のグラフアイト含有
量が格段に大きいためであり、比減衰係数で比較
するとアルミニウム金属に対する2.430vol％のグ
ラフアイト添加量の実施例ですでに凌駕されるも
のである。このことは、約2vol％以上のグラフア
イト添加で鋳鉄を凌ぐ特性が得られることを意味
し、またアルミニウム金属に対するグラフアイト
添加量をさらに増大させていくことによつて減衰
係数そのものにおいても鋳鉄を凌駕しうるもので
ある。
しかしてグラフアイト粒子添加のアルミニウム
金属複合材料で形成された振動体は、減衰特性に
優ているので、高域の共振周波数でのＱが下が
り、このために十分高域までピストン振動領域を
拡げることができ、周波数特性、歪特性に優れた
ものである。[Table] From the table above, the addition of 1 vol% of graphite significantly increases the damping coefficient and specific damping coefficient compared to the case of aluminum alone. Furthermore, by increasing the amount of graphite added, both the damping coefficient and the specific damping coefficient gradually increase. In addition, cast iron shows an extremely large value in damping coefficient compared to that of this example, but this is because cast iron has a much larger graphite content, and when compared in terms of specific damping coefficient, it is 2.430 compared to aluminum metal. This is already surpassed by the examples in which the amount of graphite added is vol%. This means that by adding more than about 2 vol% of graphite, it is possible to obtain properties superior to cast iron, and by further increasing the amount of graphite added to aluminum metal, it is possible to improve the damping coefficient itself by surpassing cast iron. It is something that can be surpassed. However, the vibrating body made of an aluminum metal composite material containing graphite particles has excellent damping characteristics, which lowers the Q at high resonance frequencies, thereby expanding the piston vibration range to a sufficiently high frequency range. It has excellent frequency characteristics and distortion characteristics.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の一実施例のスピーカ振動板の
斜視図、第２図は他の実施例のカンチレバーの斜
視図である。
Ａ……スピーカ振動板、Ｂ……カンチレバー。
FIG. 1 is a perspective view of a speaker diaphragm according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a cantilever according to another embodiment. A...Speaker diaphragm, B...Cantilever.