CN101594567B - 用于电容式传声器的振动片及其制造方法及电容式传声器 - Google Patents

用于电容式传声器的振动片及其制造方法及电容式传声器 Download PDF

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Abstract

尤其在驻极体电容式传声器中，改善振动片的低段频率响应并提高对固定极的吸附稳定性。在由热可塑性树脂薄膜构成且在一个面上具有金属膜的用于电容式传声器的振动片(11)中，由周期长的粗凹凸(12a)构成的第一凹凸图案(12)和由周期短的微细凹凸(13a)构成的第二凹凸图案(13)，分别形成在振动片(11)的整个区域。

Description

用于电容式传声器的振动片及其制造方法及电容式传声器
技术领域
本发明涉及用于电容式传声器的振动片及其制造方法及电容式传声器，更具体涉及改善振动片的低段频率响应并提高对固定极的吸附稳定性的技术。
背景技术
电容式传声器具备静电型音响电气变换器。音响电气变换器具备隔着间隔圈(spacer ring)对置地配置的振动片和固定极。固定极以规定张力铺设在支持圈(膜片圈)上。
振动片采用例如在厚度3～6μm的由聚对苯二甲酸乙烯或聚苯硫醚构成的热塑性树脂薄膜(film)的一面进行金属蒸镀的蒸镀膜。一般的固定极使用例如铝等金属制的电极片。其中，驻极体(electret)电容式传声器的场合，在固定极的表面(与振动片对置的面)成为一体地设置驻极体电介质膜。
驻极体电介质膜具有借助电晕(corona)放电等而施加了直流的高电压时成为分极状态，即使除去施加电压之后也维持这分极状态的特异特性(自成极性)。
一般，为了使低段界限位于低频率，要求对支持圈以低的张力安装振动片。但是，在振动片背面配置了固定极，在振动片与固定极之间存在因驻极体而产生的成极电压。因此，静电吸引力加在振动片上，发生所谓振动片吸附到固定极的问题。
为了解决这一点，在专利文献1(日本特许第2681207号)中，在振动片的整个区域形成多个微细的凹凸。凹凸设置成从凹部的底部到凸部的顶部的高度在振动片的厚度以上。
由此，在使低段的频率响应成为相同的条件下，具备凹凸的振动片与不具有凹凸的振动片相比，可将吸附稳定性提高大致20％左右。这能够提高驻极体的成极电压大致20％左右。从而，表示能够将灵敏度提高大致2dB。
但是，驻极体电容式传声器因固定极表面的驻极体而使外部电场容易发生局部偏差，且在该外部电场高的部分会吸附振动片。
发明内容
本发明的课题是尤其在驻极体电容式传声器中改善振动片的低段频率响应并提高对固定极的吸附稳定性。
为了解决上述课题，本发明在由热可塑性树脂薄膜构成的、在一个面上具有金属膜的用于电容式传声器的振动片中，由周期长的粗凹凸构成的第一凹凸图案和由周期短的微细凹凸构成的第二凹凸图案，分别形成在上述振动片的整个区域。
作为更加优选的方式，最好使上述第一凹凸图案和上述第二凹凸图案的周期比率在10以上。
再者，最好上述第一凹凸图案呈现六边形的龟甲模样，上述第二凹凸图案呈现从网孔材料转印的网孔模样。
本发明还包含用于电容式传声器的振动片的制造方法。即，在由热可塑性树脂薄膜构成的、在一个面上具有金属膜的用于电容式传声器的振动片的制造方法中，具备：具有加热部件及冷却部件并在上述振动片的整个区域赋予由周期长的粗凹凸构成的第一凹凸图案的金属模；按照上述第一凹凸图案可以变形且在上述振动片的整个区域赋予由周期短的微细凹凸构成的第二凹凸图案的柔软的网孔材料；以及连接在压缩空气源上并配置成可在上述金属模上方升降的加压筒(pot)，在上述金属模上配置上述网孔材料并在上述网孔材料上载放上述振动片，用上述加热部件将上述金属模加热至可软化上述振动片的温度，降下上述加压筒，利用压缩空气将上述振动片按每个上述网孔材料按压在上述金属模上，给上述振动片赋予上述第一凹凸图案和上述第二凹凸图案之后，利用上述冷却部件将上述金属模冷却至规定温度。
再者，本发明还包括采用这些的电容式传声器。即，在具有隔着间隔将在支持圈上以规定张力铺设的振动片和固定极对置地配置的音响电气变换器的电容式传声器中，具备上述振动片。
依据本发明，通过在振动片的整个区域，形成由周期长的粗凹凸构成的第一凹凸图案(最好是六边形的龟甲模样)，即使因固定极表面的驻极体而使外部电场发生局偏差，也能够消除该外部电场高的部分的局部吸附。
此外，通过在振动片的整个区域形成由周期短的微细凹凸构成的第二凹凸图案(最好是从网孔材料转印的网孔模样)，以与第一凹凸图案重叠，能够将吸附稳定性比仅形成第二凹凸图案的上述专利文献1中所记载的发明提高大致10～15％左右。
附图说明
图1是表示包含本发明的振动片的电容式传声器的音响电气变换器的模式剖视图。
图2是表示一例本发明所使用的振动片制造装置的模式前视图。
图3A是表示本发明的振动片的平面图。
图3B是表示振动片的一部分的放大平面图。
图3C是表示振动片的一部分的放大剖视图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于此。参照图1，该音响电气变换器10的基本结构具备振动片11和固定极15。
振动片11由厚度3～6μm左右的热可塑性树脂薄膜构成，并在一个面上形成未图示的金蒸镀膜。作为热可塑性树脂薄膜的一例，有聚对苯二甲酸乙烯或聚苯硫醚。
固定极15由铝等的电极片构成，在驻极体电容式传声器的场合，在固定极15的表面(与振动片11对置的面)粘接由FEP等构成的驻极体电介质膜(未图示)而成为一体。
振动片11以对金属制的支持圈(膜片圈)14施加规定张力(tension)的状态加以铺设。振动片11隔着电绝缘性的间隔圈16与固定极15对置地配置。通过振动片11和固定极15来形成一种电容器。
振动片11中，第一凹凸图案12和第二凹凸图案13形成在整个区域。第一凹凸图案12由周期长的粗凹凸12a构成，第二凹凸图案13由周期短的微细凹凸13a构成。
参照图3C，若设第一凹凸图案12的周期(1节距)为T1、第二凹凸图案13的周期(1节距)为T2，则第一凹凸图案12的周期T1最好形成为比第二凹凸图案13的周期T2长。更优选的情况是周期T1最好在周期T2的10倍以上。即，邻接的凹凸12a、12a之间，最好存在10以上的凹凸13a。
关于各凹凸的高低差，第一凹凸图案12的凹凸12a中其凹凸的高低差较大，即形成为较粗。与之相比，第二凹凸图案13的凹凸13a中其凹凸的高低差较小，即微细。
此外，第二凹凸图案13的凹凸13a与上述专利文献1中记载的发明相同，最好从凹部的底部到凸部的顶部的高度(高低差)在振动片的厚度以上，且，设置多个。
再者，凹凸12a、凹凸13a的朝向是相对的。即，例如在图3C中，若将朝下方(固定极15侧)的部分称为凹部，则朝上方(与固定极15相反侧)的部分成为凸部。在该实施方式中，第一凹凸图案12的周期(1节距)T1是邻接的凹部间的距离。第二凹凸图案13的周期(1节距)T2是邻接的凹部间或凸部间的距离。
如图3C所示，第二凹凸图案13的凹凸13a包含第一凹凸图案12的一部分凹凸12a，并形成在振动片11的整个区域。即，第二凹凸图案13的凹凸13a形成为重叠在第一凹凸图案12的凹凸12a上。
接着，参照图2，该振动片制造装置20具备：底部基座21；从底部基座21的左右竖起地设置的侧框22、22；以及在侧框22、22的上端间与底部基座21平行地架设的顶部基座23。
在底部基座21的顶面配置在其内部布满未图示的冷却水管的冷却部件31。在该冷却部件31上设有支持座33。通过弹簧32支撑支持座33的四角，设置成整体可以升降。
在支持座33的中央部分设有开口部。在该开口部内支撑了成形模具34。成形模具34是金属制(最好是黄铜制)的金属模，具备例如由电热器构成的加热部件35。成形模具34在下降时，切断加热部件35的电源，成形模具34的底面与冷却部件31接触。
在成形模具34表面(顶面)设有用于赋予第一凹凸图案12的肋36。为了在振动片原材料(振动片11的母材)11a连续形成周期长的粗凹凸12a，肋36沿着规定方向形成为互相平行的凸状肋。肋36通过蚀刻法等来作成。
在该实施方式中，从上往下看，肋36将成形模具34形成为六边形的龟甲模样。作为一例，最好是记载于NIHON ETCHING公司的“样品帐本的花纹第1页的第6号花样”的1边大致为1mm的六边形连续模样，但可用其它多边形来形成。
在成形模具34上配置用于形成第二凹凸图案13的网孔材料37。网孔材料37跟随形成第一凹凸图案12的肋36而具有易变形的柔软性，优选采用尼龙网。
作为合适的尼龙网，可以示例NCB工业公司制的“尼龙网NO.S508S”。此外，在该实施方式中，网孔材料37配置在成形模具34上自由装卸，但可在成形模具34用例如粘接材料等来固定网孔材料37。
在顶部基座23上的大致中央，搭载气筒40。气筒40的活塞杆41贯通顶部基座23而向下方(底部基座21侧)延伸，在其下端安装加压筒50作为加压部件。
加压筒50具有底面开放的加压室51，在其开放端侧设有气密用的O形环53。加压筒50具备与由压缩空气源构成的加压泵P连接的加压空气供给口52。
接着，对振动片的制造方法进行说明。振动片原材料(振动片11的母材)11a使用以厚度3～6μm左右的聚苯硫醚(PPS)制的热可塑性树脂薄膜基础，在其一面蒸镀金薄膜的金蒸镀膜。
首先，在形成有成形模具34的肋36的表面配置网孔材料37，在该网孔材料37上载放振动片原材料11a。
接着，给加热部件(电热器)35通电，将成形模具34的温度上升至能够使振动片原材料11a成形的温度(该例中大致160℃)，使振动片原材料11a软化。还有，在加热工序中最好通过未图示的负压吸附部件来将振动片原材料11a固定在成形模具34，以使振动片原材料11a不会发生皱纹。
接着，用气筒40使加压筒50下降后，起动加压泵P从加压室51向振动片原材料11a输送加压空气(该例中空气压为9kg/cm2)，将振动片原材料11a与网孔材料37一起按压在成形模具34上。
从而，在振动片原材料11a上形成借助成形模具34的肋36的第一凹凸图案12和借助网孔材料37的第二凹凸图案13。
一旦降下加压筒50，就会自动断开对加热部件35的通电，成形模具34通过冷却部件31冷却至规定温度(该例中大致55℃)。然后，使加压泵P截止，使气筒40上升，令振动片原材料11a离开网孔材料37。
由此，如图3A、图3B所示，在振动片原材料11a形成借助成形模具34的肋36的由1边大致为1mm的六边形龟甲模样构成的第一凹凸图案12和借助网孔材料37的由微细的网孔构成的第二凹凸图案13。
然后，对振动片原材料11a施加规定张力的状态下，通过粘接剂来将支持圈14安装在振动片原材料11a上。在粘接剂硬化后，从振动片原材料11a沿着支持圈14切出振动片11。通过以上的一连串作业，能够作成振动片11。
依据本发明，通过采用上述结构的振动片11，改善低段频率响应并提高对固定极15的吸附稳定性，因此提高灵敏度良好的电容式传声器。

Claims (5)

1.一种用于电容式传声器的振动片，由热可塑性树脂薄膜构成且在一个面上具有金属膜，其特征在于：
由周期长的粗凹凸构成的第一凹凸图案和由周期短的微细凹凸构成的第二凹凸图案，分别形成在上述振动片的整个区域，
上述第一凹凸图案的高低差大，上述第二凹凸图案的高低差微细，上述第二凹凸图案的凹凸形成为重叠在上述第一凹凸图案的凹凸之上。
2.如权利要求1所述的用于电容式传声器的振动片，其特征在于：上述第一凹凸图案和上述第二凹凸图案的周期比率在10以上。
3.如权利要求1或2所述的用于电容式传声器的振动片，其特征在于：上述第一凹凸图案呈现六边形的龟甲模样，上述第二凹凸图案呈现从网孔材料转印的网孔模样。
4.一种用于电容式传声器的振动片的制造方法，其中所述振动片由热可塑性树脂薄膜构成且在一个面上具有金属膜，其特征在于：
具备：具有加热部件及冷却部件并在上述振动片的整个区域赋予由周期长的粗凹凸构成的第一凹凸图案的金属模；按照上述第一凹凸图案可以变形且在上述振动片的整个区域赋予由周期短的微细凹凸构成的第二凹凸图案的柔软的网孔材料；以及连接在压缩空气源上并配置成可在上述金属模上方升降的加压筒，
在上述金属模上配置上述网孔材料并在上述网孔材料上载放上述振动片，用上述加热部件将上述金属模加热至可软化上述振动片的温度，降下上述加压筒，利用压缩空气将上述振动片按每个上述网孔材料按压在上述金属模上，给上述振动片赋予上述第一凹凸图案和上述第二凹凸图案之后，利用上述冷却部件将上述金属模冷却至规定温度。
5.一种电容式传声器，具有隔着间隔将在支持圈上以规定张力铺设的振动片和固定极对置地配置的音响电气变换器，其特征在于：具备权利要求1的振动片作为上述振动片。
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