JP2011254361A

JP2011254361A - Acoustic diaphragm, method for producing the same, speaker, headphone, and earphone

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Publication number: JP2011254361A
Application number: JP2010127752A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Odagiri; 広和小田桐
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-06-03
Filing date: 2010-06-03
Publication date: 2011-12-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acoustic diaphragm which can be manufactured at low cost and which is capable of increasing internal loss in spite of light weight.SOLUTION: An acoustic diaphragm has elastic-modulus anisotropy. The acoustic diaphragm is constituted of a first resin layer and a second resin layer. The second resin layer is formed covering one principal surface of the first resin layer, and a plurality of structures on the surface extend to at least one-dimensional direction. The thickness of the second resin layer is 20-60% of the whole thickness. Among the plurality of structures, the depth of a concavity formed between adjacent structures or the depth of a concavity of a structure is 70-95% of the thickness of the second resin layer. The arrangement pitch of the plurality of structures is 5-100 μm.

Description

この発明は、ヘッドホン等に用いて好適な音響振動板ならびに音響振動板の製造方法ならびにスピーカ、ヘッドホンおよびイヤーホンに関する。特に、安価に製造でき、軽量でありながら内部損失を大きくすることができる音響振動板ならびに音響振動板の製造方法ならびにスピーカ、ヘッドホンおよびイヤーホンに関する。 The present invention relates to an acoustic diaphragm suitable for use in headphones and the like, a method for manufacturing an acoustic diaphragm, a speaker, headphones, and earphones. In particular, the present invention relates to an acoustic diaphragm that can be manufactured inexpensively and can increase internal loss while being lightweight, a method for manufacturing the acoustic diaphragm, a speaker, headphones, and earphones.

近年、デジタル機器の性能の向上、小型化が目覚ましい。特に、小型軽量なデジタルポータブル機器の登場により、屋外においても音楽や語学、映像等のコンテンツを手軽に楽しむことが可能になっている。テレビチューナを内蔵したデジタルオーディオプレーヤやパソコン、携帯電話等は、今後ますます普及していくものと予想される。 In recent years, the performance and miniaturization of digital devices have been remarkable. In particular, with the advent of small and light digital portable devices, it is possible to easily enjoy contents such as music, languages and videos even outdoors. Digital audio players with built-in TV tuners, personal computers, mobile phones and the like are expected to become increasingly popular.

デジタルポータブル機器を屋外で使用する場合の多くは、個々人の嗜好に合わせて個人で各種コンテンツを楽しむ場合である。したがって、このようなデジタルポータブル機器にヘッドホン等を接続して使用することも多い。このような場合にも、映画や音楽に関するコンテンツに対して、よりよい音質でその内容を楽しみたいという要求がある。 In many cases, digital portable devices are used outdoors, and individuals enjoy various contents in accordance with individual preferences. Therefore, headphones are often connected to such digital portable devices. Even in such a case, there is a demand for enjoying the contents of movies and music with better sound quality.

コンテンツに記録されている音情報の再現性は、ヘッドホンの性能に左右される。そして、ヘッドホンの性能は、そのヘッドホンに用いられる音響振動板の持つ周波数特性に左右される。 The reproducibility of the sound information recorded in the content depends on the performance of the headphones. The performance of the headphones depends on the frequency characteristics of the acoustic diaphragm used for the headphones.

音響振動板に対して一般的に要求される性質として、以下のものを挙げることができる。
（１）軽いこと（密度が小さいこと）
（２）弾性率が高いこと（硬いこと）
（３）内部損失が大きいこと（制振性が高いこと） Examples of properties generally required for an acoustic diaphragm include the following.
(1) Lightness (small density)
(2) High elastic modulus (hard)
(3) Large internal loss (high damping performance)

音響振動板を軽くすることにより、音声信号に対する応答性をよくすることができる。また、同じエネルギであっても、音響振動板を大きく振動させることができ、したがって音圧を高くすることができる。携帯して用いるヘッドホンやイヤーホン自体、軽さを要求されることから、それに用いられる音響振動板が軽量であることは重要である。音響振動板の弾性率を高くすることにより、音響振動板のピストン振動帯域を高周波方向に拡大することができる。音響振動板の内部損失を大きくすることにより、音響振動板の共振のピークにおける音圧を低減させることができ、周波数特性を表わす曲線の形状を滑らかにすることができる。 By making the acoustic diaphragm light, it is possible to improve responsiveness to an audio signal. Moreover, even with the same energy, the acoustic diaphragm can be vibrated greatly, so that the sound pressure can be increased. Since headphones and earphones used for carrying are required to be light, it is important that the acoustic diaphragm used for them is lightweight. By increasing the elastic modulus of the acoustic diaphragm, the piston vibration band of the acoustic diaphragm can be expanded in the high frequency direction. By increasing the internal loss of the acoustic diaphragm, the sound pressure at the resonance peak of the acoustic diaphragm can be reduced, and the shape of the curve representing the frequency characteristics can be made smooth.

再生される音の音質劣化の要因として、音響振動板に発生する定常波による共振がある。定常波の発生による共振は、いわゆる分割振動を引き起こし、このような分割振動は、特に高音域（ここでいう高音域とは、周波数が１ｋＨｚ以上を指している。）の音の再生で問題となる。分割振動が発生すると、音響振動板の正常なピストンモーションが阻害され、本来の周波数以外の成分が音響振動板の振動に加わる。例えば、円板状の振動膜を振動させた場合、分割振動によって高次の振動が発生する。一般に、この高次の振動は整数次の倍音にはならない。そのため、このような振動成分が「音の濁り」として我々の耳に知覚されることになる。 As a factor of sound quality degradation of reproduced sound, there is resonance due to standing waves generated in the acoustic diaphragm. Resonance due to the generation of a standing wave causes so-called divided vibration, and such divided vibration causes a problem in sound reproduction particularly in a high-frequency range (here, the high-frequency range indicates a frequency of 1 kHz or more). . When the divided vibration occurs, normal piston motion of the acoustic diaphragm is hindered, and components other than the original frequency are added to the vibration of the acoustic diaphragm. For example, when a disk-shaped vibrating membrane is vibrated, higher-order vibrations are generated by the divided vibration. In general, this higher order vibration does not become an integer order overtone. Therefore, such vibration components are perceived by our ears as “sound turbidity”.

分割振動の影響を抑えるためには、弾性率が高く、内部損失が大きい材料を音響振動板に用いることが有効である。しかしながら、両特性は一般に相矛盾する関係にあり、両者のバランスをとることは困難である。例えば、弾性率の高い材料を用いれば、分割振動の起こる周波数を高域側に移すことができるが、分割振動の影響によるピーク／ディップが鋭いものとなってしまうため、同時に、音響振動板の内部損失を大きくするような工夫が必要となる。 In order to suppress the influence of the divided vibration, it is effective to use a material having a high elastic modulus and a large internal loss for the acoustic diaphragm. However, both characteristics are generally in conflict with each other, and it is difficult to balance them. For example, if a material with a high elastic modulus is used, the frequency at which the divided vibration occurs can be shifted to the high frequency side, but the peak / dip due to the influence of the divided vibration becomes sharp, and at the same time, the acoustic diaphragm Some ingenuity is required to increase the internal loss.

下記の特許文献１には、振動板上に繊維層や、塗膜によるエンボスをつけて内部損失を大きくすることが提案されている。 Patent Document 1 below proposes increasing the internal loss by attaching a fiber layer or embossing with a coating film on the diaphragm.

特許第４１５３９３４号公報Japanese Patent No. 4153934

しかしながら、特許文献１に記載されているような、振動板上に繊維層を付着させる方法は、振動板自体の極端な重量増加を伴い、音の変換効率が悪くなってしまうとともに、軽さが要求されるヘッドホンに不向きである。さらに、別部材を付加することになるので、工程が複雑となり、製造コストの上昇につながってしまう。また、塗膜によるエンボスをつける手法については、繊維層を付加する手法ほどの内部損失を得ることができない。 However, the method of attaching a fiber layer on a diaphragm as described in Patent Document 1 is accompanied by an extreme increase in weight of the diaphragm itself, resulting in poor sound conversion efficiency and lightness. Unsuitable for required headphones. Furthermore, since another member is added, the process becomes complicated and the manufacturing cost increases. Moreover, about the method of embossing with a coating film, an internal loss as much as the method of adding a fiber layer cannot be obtained.

特許文献１に記載されているような方法のほかにも、振動板として樹脂フィルムを用いる場合に、樹脂にフィラー等を添加して振動板の内部損失を大きくする工夫がなされてきた。しかしながら、フィラー等の異材質の添加は、材料コストの上昇を招き、さらにはフィルムの成形性を悪化させるなど製造上の問題点を発生させてしまっていた。 In addition to the method described in Patent Document 1, in the case where a resin film is used as the diaphragm, there has been devised to increase the internal loss of the diaphragm by adding a filler or the like to the resin. However, the addition of a different material such as a filler causes an increase in material cost and further causes manufacturing problems such as deterioration of the formability of the film.

したがって、この発明の目的は、安価に製造でき、軽量でありながら内部損失を大きくすることができる音響振動板ならびに音響振動板の製造方法ならびにスピーカ、ヘッドホンおよびイヤーホンを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an acoustic diaphragm, a method for producing an acoustic diaphragm, a speaker, headphones, and earphones that can be manufactured at low cost and can be increased in weight while being lightweight.

上述した課題を解決するために、この発明は、
第１の樹脂層と、
第２の樹脂層と
からなり、
第２の樹脂層が、第１の樹脂層の一主面の全面にわたって形成されるとともに、その表面に少なくとも一次元方向に延長する複数の構造体を備えるものである
弾性率異方性を有する音響振動板である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides:
A first resin layer;
A second resin layer,
The second resin layer is formed over the entire surface of one main surface of the first resin layer, and has a plurality of structures extending at least in the one-dimensional direction on the surface. It is an acoustic diaphragm.

この発明は、
第１の樹脂フィルムに第２の樹脂を塗布する工程と、
金型の凹凸形状を第２の樹脂に転写するとともに、第１の樹脂層および第２の樹脂層からなる２層の樹脂フィルムとする工程と、
２層の樹脂フィルムに熱および圧力を加えることにより形状を付与する工程と
を備え、
第２の樹脂層の表面に転写された凹凸形状が、少なくとも一次元方向に延長する複数の構造体からなるものである
弾性率異方性を有する音響振動板の製造方法である。 This invention
Applying a second resin to the first resin film;
Transferring the uneven shape of the mold to the second resin, and forming a two-layer resin film composed of the first resin layer and the second resin layer;
Providing a shape by applying heat and pressure to the two-layer resin film,
The method for producing an acoustic diaphragm having elastic anisotropy, wherein the uneven shape transferred to the surface of the second resin layer is composed of a plurality of structures extending at least in a one-dimensional direction.

第２の樹脂層の厚さが、全体の厚さの２０％以上６０％以下であり、複数の構造体のうち、隣接する構造体から形成される凹部の深さまたは構造体の凹部の深さが、第２の樹脂層の厚さの７０％以上９５％以下である。
複数の構造体の配置ピッチが、５μｍ以上１００μｍ以下である。
第１の樹脂層を形成する樹脂の弾性率と、第２の樹脂層を形成する樹脂の弾性率とが異なる。 The thickness of the second resin layer is not less than 20% and not more than 60% of the total thickness, and the depth of the recess formed from the adjacent structure or the depth of the recess of the structure among the plurality of structures. Is not less than 70% and not more than 95% of the thickness of the second resin layer.
The arrangement pitch of the plurality of structures is not less than 5 μm and not more than 100 μm.
The elastic modulus of the resin forming the first resin layer is different from the elastic modulus of the resin forming the second resin layer.

第２の樹脂層が、その表面に少なくとも一次元方向に延長する複数の構造体を有することにより、音響振動板が弾性率異方性を有する。ここで、弾性率異方性とは、相異なる方向に対して得られる弾性率が、異なった値を有することをいう。本明細書中において、弾性率異方性を有する、とは、ある方向に対して得られる弾性率と、それと垂直な方向に対して得られる弾性率とが異なることをいうものとする。 Since the second resin layer has a plurality of structures extending at least in the one-dimensional direction on the surface, the acoustic diaphragm has elastic anisotropy. Here, elastic modulus anisotropy means that the elastic modulus obtained with respect to different directions has different values. In this specification, having elastic modulus anisotropy means that the elastic modulus obtained in a certain direction is different from the elastic modulus obtained in a direction perpendicular thereto.

音響振動板が弾性率異方性を有すると、音響振動板の外縁部で反射された反射波は、駆動波のやってきた方向へ反射しない。したがって、定常波の発生が抑制され、分割振動の発生が抑制される。 When the acoustic diaphragm has elastic modulus anisotropy, the reflected wave reflected at the outer edge of the acoustic diaphragm is not reflected in the direction in which the driving wave has come. Therefore, the generation of standing waves is suppressed and the generation of split vibrations is suppressed.

この発明によれば、音響振動板が弾性率異方性を有しているため、定常波の発生が抑制され、分割振動の発生が抑制される。したがって、安価でありながら内部損失の大きい音響振動板ならびに音響振動板の製造方法ならびにスピーカ、ヘッドホンおよびイヤーホンを提供することができる。 According to this invention, since the acoustic diaphragm has elastic modulus anisotropy, the generation of standing waves is suppressed and the generation of split vibrations is suppressed. Accordingly, it is possible to provide an acoustic diaphragm having a large internal loss, a method for manufacturing the acoustic diaphragm, a speaker, headphones, and earphones that are inexpensive.

図１Ａは、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板の構成を説明するための上面模式図である。図１Ｂは、図１Ａに示したこの発明の一実施の形態にかかる音響振動板のＡ−Ａ断面の一部分を示す拡大模式図である。FIG. 1A is a schematic top view for explaining the configuration of an acoustic diaphragm according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged schematic view showing a part of the AA cross section of the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1A. 図２Ａは、弾性率が異なる第１の樹脂層１０３および第２の樹脂層１０５が接合されている積層体１０１の断面模式図である。図２Ｂは、積層体１０１に曲げ変形が加わったときの積層体１０１の断面模式図である。FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of a laminated body 101 in which a first resin layer 103 and a second resin layer 105 having different elastic moduli are joined. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the laminate 101 when bending deformation is applied to the laminate 101. 図３は、構造体の断面形状の構成例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of a cross-sectional shape of the structure. 図４は、一般的な音響振動板１１の振動状態を説明するための略線図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a vibration state of a general acoustic diaphragm 11. 図５は、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の振動状態を説明するための略線図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the vibration state of the acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention. 図６は、音響振動板の第２の樹脂層に微細な構造体を形成するための転写装置の一構成例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a transfer device for forming a fine structure in the second resin layer of the acoustic diaphragm. 図７は、樹脂フィルムに形状を付与するための工程の説明に用いる略線図である。FIG. 7 is a schematic diagram used for explaining a process for imparting a shape to a resin film. 図８は、樹脂フィルムに形状を付与するための工程の説明に用いる略線図である。FIG. 8 is a schematic diagram used to describe a process for imparting a shape to a resin film. 図９Ａは、インパルス入力に対するこの発明の一実施の形態にかかる音響振動板のシミュレーション結果である。図９Ｂは、インパルス入力に対する一般的な音響振動板のシミュレーション結果である。FIG. 9A is a simulation result of the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention with respect to impulse input. FIG. 9B is a simulation result of a general acoustic diaphragm for an impulse input. 図１０は、官能試験に用いた音響振動板の表面を測定したプロファイルを示す略線図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a profile obtained by measuring the surface of the acoustic diaphragm used in the sensory test. 一般的なヘッドホンの構造を説明するための分解図である。It is an exploded view for demonstrating the structure of a general headphone. 図１２は、スピーカにおける音響振動板の駆動原理を説明するための断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the driving principle of the acoustic diaphragm in the speaker. 図１３Ａは、一般的な音響振動板の単体を示した上面図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示した一般的な音響振動板のＢ−Ｂ断面図である。FIG. 13A is a top view showing a single unit of a general acoustic diaphragm. FIG. 13B is a BB cross-sectional view of the general acoustic diaphragm shown in FIG. 13A.

以下、この発明の実施の形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．音響振動板の概要＞
[音響振動板の駆動原理]
＜２．この発明の一実施の形態＞
[音響振動板の構成例]
「第２の樹脂層に形成される微細な構造」
[音響振動板の制振作用]
[音響振動板の製造方法]
[振動減衰性に関するコンピュータシミュレーション]
[再生音質の官能評価]
＜３．変形例＞ Embodiments of the present invention will be described below. The description will be given in the following order.
<1. Outline of acoustic diaphragm>
[Acoustic diaphragm drive principle]
<2. Embodiment of the Invention>
[Configuration example of acoustic diaphragm]
"Fine structure formed in the second resin layer"
[Damping action of acoustic diaphragm]
[Method of manufacturing acoustic diaphragm]
[Computer simulation of vibration damping]
[Sensory evaluation of playback sound quality]
<3. Modification>

なお、以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、以下に示す実施の形態に限定されないものとする。 The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the present invention in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to the embodiments described below.

＜１．音響振動板の概要＞
この発明の一実施の形態にかかる音響振動板の説明の前に、一般的なヘッドホンの構造およびヘッドホンに用いられる音響振動板の駆動原理を説明する。 <1. Outline of acoustic diaphragm>
Prior to the description of the acoustic diaphragm according to one embodiment of the present invention, the structure of a general headphone and the driving principle of the acoustic diaphragm used in the headphone will be described.

図１１は、一般的なヘッドホンの構造を説明するための分解図である。図１１には、ハウジング（筺体）内部において、音の発生にかかわる部分を図示しており、イヤーパッドなどは除いて図示してある。図１１に示す例では、図の左側を耳に近い側として、左から順に、プロテクタ４０、音響振動板１１、音響レジスタ４１、ポールピース４２、マグネット４３、フレーム４５、端子板４６および音響レジスタ４７がハウジングの内部に配置されている。これらが音声信号を音圧に変化するスピーカを構成しており、音響振動板１１が振動することにより、入力される音声信号に応じた音圧を発生させる。 FIG. 11 is an exploded view for explaining the structure of a general headphone. FIG. 11 shows a portion related to the generation of sound inside the housing (housing), except for the ear pads and the like. In the example shown in FIG. 11, the left side of the figure is the side close to the ear, and from the left, the protector 40, the acoustic diaphragm 11, the acoustic register 41, the pole piece 42, the magnet 43, the frame 45, the terminal plate 46, and the acoustic register 47. Is disposed inside the housing. These constitute a speaker that changes the sound signal into sound pressure, and the sound diaphragm 11 vibrates to generate sound pressure corresponding to the input sound signal.

[音響振動板の駆動原理]
図１２は、スピーカにおける音響振動板の駆動原理を説明するための断面図である。図１３Ａは、一般的な音響振動板の単体を示した上面図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示した一般的な音響振動板のＢ−Ｂ断面図である。 [Acoustic diaphragm drive principle]
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the driving principle of the acoustic diaphragm in the speaker. FIG. 13A is a top view showing a single unit of a general acoustic diaphragm. FIG. 13B is a BB cross-sectional view of the general acoustic diaphragm shown in FIG. 13A.

スピーカ４００は、例えばドーム型スピーカであり、音圧の発生を担う音響振動板１１は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、中央部が凸とされたドーム部Ｄｍと、その周りを囲むドーナツ状のダンパ部Ｄｐとからなっている。音響振動板１１の凸とされた方向が、ヘッドホンの使用者の耳に近い側となる。 The speaker 400 is, for example, a dome-shaped speaker, and the acoustic diaphragm 11 responsible for generating sound pressure is, as shown in FIGS. 13A and 13B, a dome portion Dm having a convex central portion and a donut surrounding the periphery thereof. And a damper portion Dp. The direction in which the acoustic diaphragm 11 is convex is closer to the ear of the user of the headphones.

音響振動板の材質は、ＰＣ（Polycarbonate：ポリカーボネート）、ＰＰ（Polypropylene：ポリプロピレン）、ＰＥ（Polyethylene：ポリエチレン）、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate:ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＮ（Polyethylene Naphthalate：ポリエチレンナフタレート）等、一般的な熱可塑性樹脂である。表面が平滑な樹脂フィルムを、例えば圧空成形法により成形することで、上記形状の音響振動板を得ることができる。 The material of the acoustic diaphragm is PC (Polycarbonate: Polycarbonate), PP (Polypropylene: Polypropylene), PE (Polyethylene: Polyethylene), PET (Polyethylene Terephthalate), PEN (Polyethylene Naphthalate), etc. Thermoplastic resin. An acoustic diaphragm having the above shape can be obtained by molding a resin film having a smooth surface by, for example, a pressure forming method.

図１２に示すように、音響振動板１１は、外周がフレームに固定され（固定端）、さらにドーム部Ｄｍとダンパ部Ｄｐとの境界となる位置で、ドーム部Ｄｍの凸とは逆の側に、コイル４８が取り付けられている。このコイル４８は、ボイスコイルと呼ばれるものであり、例えば、黄銅製のリングと組み合わされて、音響振動板１１と一体的に構成されている。 As shown in FIG. 12, the acoustic diaphragm 11 has an outer periphery fixed to the frame (fixed end), and further on the side opposite to the convexity of the dome portion Dm at a boundary between the dome portion Dm and the damper portion Dp. In addition, a coil 48 is attached. The coil 48 is called a voice coil, and is configured integrally with the acoustic diaphragm 11 in combination with, for example, a brass ring.

ボイスコイルの内側または外側にはマグネット４４が配されており、ボイスコイルは、音響振動板以外の部分には直接触れないように配置される。すなわち、音響振動板１１のダンパ部Ｄｐは、片持ちばねの役割を担っている。 A magnet 44 is disposed inside or outside the voice coil, and the voice coil is disposed so as not to directly touch portions other than the acoustic diaphragm. That is, the damper part Dp of the acoustic diaphragm 11 plays the role of a cantilever spring.

ボイスコイルに音声信号としての電流を流すと、ボイスコイルに磁力線が発生し、マグネット４４の磁力と反発することで、ダンパ部Ｄｐに支持されたコイル４８が上下に振動する。したがって、音響振動板１１もコイル４８とともに振動（ピストンモーション）する。音響振動板１１がピストン振動４９をすることにより、音声信号に応じた音圧が発生する仕組みとなっている。 When a current as an audio signal is passed through the voice coil, a magnetic force line is generated in the voice coil, and the coil 48 supported by the damper portion Dp vibrates up and down by repelling the magnetic force of the magnet 44. Therefore, the acoustic diaphragm 11 also vibrates (piston motion) together with the coil 48. When the acoustic diaphragm 11 vibrates the piston 49, a sound pressure corresponding to the sound signal is generated.

＜２．この発明の一実施の形態＞
[音響振動板の構成例]
図１Ａおよび図１Ｂに、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の一構成例を示す。図１Ａは、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板の構成を説明するための上面模式図である。図１Ｂは、図１Ａに示したこの発明の一実施の形態にかかる音響振動板のＡ−Ａ断面の一部分を示す拡大模式図である。 <2. Embodiment of the Invention>
[Configuration example of acoustic diaphragm]
1A and 1B show a configuration example of an acoustic diaphragm 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic top view for explaining the configuration of an acoustic diaphragm according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged schematic view showing a part of the AA cross section of the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1A.

図１Ｂに示すように、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１は、第１の樹脂層３と、第２の樹脂層５とからなっている。第２の樹脂層５は、第１の樹脂層３の全面を覆うように形成されており、第１の樹脂層３とは逆側の表面に、微細な構造体５ａの配列からなる微細な構造を有している。 As shown in FIG. 1B, an acoustic diaphragm 1 according to an embodiment of the present invention includes a first resin layer 3 and a second resin layer 5. The second resin layer 5 is formed so as to cover the entire surface of the first resin layer 3, and a fine structure composed of fine structures 5 a is formed on the surface opposite to the first resin layer 3. It has a structure.

樹脂フィルムから構成される音響振動板の厚さとしては、応答性、製造のし易さ、音響振動板の重量等の観点から、２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましい。このことから、音響振動板１の厚さＴも、２０μｍ以上５０μｍ以下の範囲にあることが好ましく、２５μｍ以上４０μｍ以下の範囲にあることがより好ましい。 The thickness of the acoustic diaphragm made of a resin film is preferably 20 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 25 μm or more and 40 μm or less from the viewpoints of responsiveness, ease of manufacture, weight of the acoustic diaphragm, and the like. preferable. For this reason, the thickness T of the acoustic diaphragm 1 is also preferably in the range of 20 μm to 50 μm, and more preferably in the range of 25 μm to 40 μm.

第１層の樹脂層３は、例えば、樹脂フィルムである。樹脂フィルムとしては、ＰＣのほか、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣなどの一般的な熱可塑性樹脂を使用することができる。 The first resin layer 3 is, for example, a resin film. As the resin film, in addition to PC, general thermoplastic resins such as PP, PE, PET, PEN, and PC can be used.

第２層の樹脂層５は、例えば、一主面に凹凸形状が形成された樹脂である。第２の樹脂層５の材料としては、微細な構造が形成できればよく、光もしくは電子線などにより硬化するエネルギ線硬化型樹脂、または熱で軟化し成形後に冷却固化する熱可塑性樹脂を用いることができる。エネルギ線硬化型樹脂としては、光により硬化する感光性樹脂組成物が好ましく、紫外線により硬化する紫外線硬化型樹脂組成物が最も好ましい。例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂などが好適である。 The second resin layer 5 is, for example, a resin having an uneven shape formed on one main surface. The material of the second resin layer 5 is not limited as long as a fine structure can be formed, and an energy ray curable resin that is cured by light or an electron beam or a thermoplastic resin that is softened by heat and cooled and solidified after molding is used. it can. As the energy ray curable resin, a photosensitive resin composition curable by light is preferable, and an ultraviolet curable resin composition curable by ultraviolet light is most preferable. For example, an ultraviolet curable acrylic resin is suitable.

第２の樹脂層の厚さＴ₂は、音響振動板１の厚さＴの２０％以上６０％以下とされる。音響振動板１の厚さＴとして好ましいとされる範囲において、Ｔに対してＴ₂が２０％未満であると、第２の樹脂層５に微細な構造体５ａおよびＢ部を形成することが困難となる。一方、Ｔに対してＴ₂が６０％を超えると、音響振動板の重量が増加して応答周波数が低下してしまう。 The thickness T ₂ of the second resin layer is 20% or more and 60% or less of the thickness T of the acoustic diaphragm 1. When T ₂ is less than 20% with respect to T within a range that is preferable as the thickness T of the acoustic diaphragm 1, it is possible to form fine structures 5a and B portions in the second resin layer 5. It becomes difficult. On the other hand, when T ₂ exceeds 60% with respect to T, the weight of the acoustic diaphragm increases and the response frequency decreases.

なお、第２の樹脂層５は、第１の樹脂層３とは異なる弾性率を持つ材料から選択されることが好ましい。異種材を組み合わせた積層体とすることにより、この積層体に振動伝播による曲げ変形が加わったときに、接合面にずり変形（せん断変形）を生じさせ、振動板の制振性を高めること（内部損失を大きくすること）ができるからである。 The second resin layer 5 is preferably selected from a material having a different elastic modulus from that of the first resin layer 3. By using a laminate that combines dissimilar materials, when bending deformation due to vibration propagation is applied to this laminate, shearing deformation (shear deformation) occurs on the joint surface, and vibration damping of the diaphragm is improved ( This is because the internal loss can be increased.

図２Ａおよび図２Ｂに、異種材の接合による制振の原理を示す。図２Ａは、弾性率が異なる第１の樹脂層３０３および第２の樹脂層５０５が接合されている積層体１０１の断面模式図である。図２Ｂは、積層体１０１に曲げ変形が加わったときの積層体１０１の断面模式図である。 2A and 2B show the principle of vibration suppression by joining different kinds of materials. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the laminated body 101 in which the first resin layer 303 and the second resin layer 505 having different elastic moduli are joined. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the laminate 101 when bending deformation is applied to the laminate 101.

図２Ｂに示すように、この積層体１０１に振動伝播による曲げ変形が加わったとき、曲げに対する歪み量は、第１の樹脂層３０３と第２の樹脂層５０５とで異なる。したがって、接合面Ｉｆにずり変形が生じることになるが、このずり変形は、熱エネルギに変換されて失われるため、曲げによる振動は急速に減衰していく。すなわち、積層体１０１を音響振動板として用いたとき、音響振動板が第１の樹脂層３０３と第２の樹脂層５０５のどちらか１層だけからなる場合と比較して、音響振動板の内部損失を大きくすることができる。第１の樹脂層３０３および第２の樹脂層５０５の弾性率差が大きいほど振動減衰性はよくなるが、両者の差があればよく、それぞれの弾性率を限定するものではない。 As shown in FIG. 2B, when bending deformation due to vibration propagation is applied to the laminate 101, the amount of strain due to bending differs between the first resin layer 303 and the second resin layer 505. Therefore, shear deformation occurs in the joint surface If, but since this shear deformation is converted into heat energy and lost, the vibration due to bending rapidly attenuates. That is, when the laminated body 101 is used as an acoustic diaphragm, the acoustic diaphragm has an inside of the acoustic diaphragm as compared with the case where the acoustic diaphragm is composed of only one of the first resin layer 303 and the second resin layer 505. Loss can be increased. The greater the difference in elastic modulus between the first resin layer 303 and the second resin layer 505, the better the vibration damping properties. However, the difference between the two is sufficient, and the respective elastic moduli are not limited.

この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１は、第２の樹脂層５のＢ部が第１の樹脂層３の全面を覆うように形成される。そのため、第１の樹脂層３および第２の樹脂層５の接合部では、双方の弾性率の違いによるせん断変形が発生し、音響振動板の制振効果を高めるようになされている。 The acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention is formed so that the portion B of the second resin layer 5 covers the entire surface of the first resin layer 3. Therefore, at the joint portion between the first resin layer 3 and the second resin layer 5, shear deformation due to the difference in both elastic moduli occurs, and the vibration damping effect of the acoustic diaphragm is enhanced.

「第２の樹脂層に形成される微細な構造」
次に、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の表面に形成される微細な構造について説明する。 "Fine structure formed in the second resin layer"
Next, a fine structure formed on the surface of the acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention will be described.

上述したように、第２の樹脂層５は、微細な構造体５ａの配列からなる微細な構造を有している。第２の樹脂層５に複数配置される構造体５ａは、音響振動板１に弾性率異方性を与える。弾性率の異方性は、分割振動の発生を抑制する制振効果を音響振動板１に与える。なお、本明細書にいう弾性率とは、体積弾性率を指すものとする。 As described above, the second resin layer 5 has a fine structure composed of an array of fine structures 5a. A plurality of structures 5 a arranged in the second resin layer 5 gives elastic anisotropy to the acoustic diaphragm 1. The anisotropy of the elastic modulus gives the acoustic diaphragm 1 a damping effect that suppresses the occurrence of split vibration. In addition, the elasticity modulus as used in this specification shall point out a volume elasticity modulus.

図１Ｂに示すように、第２の樹脂層５は、複数配置される構造体５ａと、第１の樹脂層３の全面を覆うように形成されるＢ部とからなっている。構造体５ａは、例えば、一次元方向に延長されたリブ構造である。図１Ｂの例では、構造体５ａとして、断面プリズム形状のリブ構造が配置されている。なお、図１Ａにおいて、音響振動板１の全面にひかれた斜線は、この微細な構造体５ａの稜線を模式的に直線で表現したものであり、実際の微細な構造をそのまま現したものではない。例えば、構造体の配置ピッチＰが１５μｍ、音響振動板の直径を５０ｍｍとしたならば、およそ３０００本の直線として現されるものである。 As illustrated in FIG. 1B, the second resin layer 5 includes a plurality of structures 5 a and a B portion formed so as to cover the entire surface of the first resin layer 3. The structure 5a is, for example, a rib structure extended in a one-dimensional direction. In the example of FIG. 1B, a rib structure having a prismatic section is disposed as the structure 5a. In FIG. 1A, the diagonal lines drawn on the entire surface of the acoustic diaphragm 1 schematically represent the ridgelines of the fine structure 5a as straight lines, and do not represent the actual fine structure as they are. . For example, if the arrangement pitch P of the structures is 15 μm and the diameter of the acoustic diaphragm is 50 mm, it is expressed as approximately 3000 straight lines.

構造体５ａの断面が凸形状の場合、構造体５ａの間には、隣接する構造体からなる凹部が形成される。いま、その深さをＤとすると、Ｄは、第２の樹脂層の厚さＴ₂よりも小とされる。すなわち、第２の樹脂層５のＢ部は、（Ｔ₂−Ｄ）の厚さで第１の樹脂層３の一主面上に形成されている。なお、構造体５ａが凹形状である場合には、Ｄは、構造体５ａの凹形状の深さである。 When the cross section of the structure 5a has a convex shape, a recess made of an adjacent structure is formed between the structures 5a. Now, assuming that the depth is D, D is smaller than the thickness T ₂ of the second resin layer. That is, the B portion of the second resin layer 5 is formed on one main surface of the first resin layer 3 with a thickness of (T ₂ -D). In addition, when the structure 5a is concave shape, D is the depth of the concave shape of the structure 5a.

より詳細には、凹部の深さＤは、第２の樹脂層の厚さＴ₂の７０％以上９５％以下とされる。Ｔ₂に対してＤが７０％未満であると、微細な構造体５ａを形成することによる弾性率異方性を得られにくい。一方、Ｔ₂に対してＤが９５％を超えると、Ｂ部を形成することによる第１の樹脂層３との接合部における制振効果を得られにくい。 More specifically, the depth D of the recesses is 70% or more and 95% or less of the thickness T ₂ of the second resin layer. When D is less than 70% with respect to T ₂ , it is difficult to obtain the elastic modulus anisotropy by forming the fine structure 5a. On the other hand, when D exceeds 95% with respect to T ₂ , it is difficult to obtain the vibration damping effect at the joint portion with the first resin layer 3 by forming the B portion.

構造体の配置ピッチＰは、５μｍ以上１００μｍ以下とされることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下とされることがより好ましい。配置ピッチＰが５μｍ未満であると、製造工程上、構造体５ａの形状を所望のものとすることが困難になる。一方、配置ピッチＰが１００μｍを超えると、構造体を複数配置することによる弾性率異方性が得られにくくなる。 The arrangement pitch P of the structures is preferably 5 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 50 μm or less. When the arrangement pitch P is less than 5 μm, it is difficult to make the shape of the structure 5a desired in the manufacturing process. On the other hand, when the arrangement pitch P exceeds 100 μm, it becomes difficult to obtain the elastic modulus anisotropy by arranging a plurality of structures.

なお、上述の構成例では、構造体５ａの断面形状を断面プリズム形状としたが、構造体５ａの断面形状はこれに限られない。例えば、図３Ａに示す台形状、図３Ｂに示すレンチキュラー形状、またはこれらの反転形状としてもよい。ここで、レンチキュラー形状とは、凸部の稜線に垂直な断面形状が、円弧状もしくはほぼ円弧状、楕円弧状もしくはほぼ楕円弧状、または放物線状もしくはほぼ放物線状の一部となっているものをいう。したがって、シリンドリカル形状もレンチキュラー形状に含まれる。 In the above configuration example, the cross-sectional shape of the structure 5a is the cross-sectional prism shape, but the cross-sectional shape of the structure 5a is not limited thereto. For example, the trapezoidal shape shown in FIG. 3A, the lenticular shape shown in FIG. 3B, or an inverted shape thereof may be used. Here, the lenticular shape means that the cross-sectional shape perpendicular to the ridge line of the convex portion is an arc shape or a substantially arc shape, an elliptical arc shape or a substantially elliptical arc shape, or a part of a parabolic shape or a substantially parabolic shape. . Therefore, a cylindrical shape is also included in the lenticular shape.

その他にも、構造体５ａの断面形状を、トロイダル形状、多角形状、自由曲面状、またはこれらの組み合わせとしてもよい。また、構造体５ａの断面形状は対称形状に限られない。例えば、図３Ｃに示すように、構造体５ａの断面において、構造体５ａの頂部と構造体５ａの底辺の中点とを結ぶ線分Ｍが、構造体５ａの底辺の垂直二等分線に対して傾いているものとしてもよい。 In addition, the cross-sectional shape of the structure 5a may be a toroidal shape, a polygonal shape, a free-form surface shape, or a combination thereof. Moreover, the cross-sectional shape of the structure 5a is not limited to a symmetrical shape. For example, as shown in FIG. 3C, in the cross section of the structure 5a, a line segment M connecting the top of the structure 5a and the midpoint of the bottom of the structure 5a becomes a perpendicular bisector of the bottom of the structure 5a. It is good also as what is inclined with respect to.

[音響振動板の制振作用]
上述したように、第２の樹脂層５に形成される微細な構造は、音響振動板１に弾性率異方性をもたせるために設けられるものである。図４および図５を参照して、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の制振作用について説明する。 [Damping action of acoustic diaphragm]
As described above, the fine structure formed in the second resin layer 5 is provided for the acoustic diaphragm 1 to have elastic modulus anisotropy. With reference to FIG. 4 and FIG. 5, the damping action of the acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention will be described.

図４は、一般的な音響振動板１１の振動状態を説明するための略線図である。図５は、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の振動状態を説明するための略線図である。ここで、図４および図５にそれぞれ示す音響振動板は、音響振動板の外周およびボイスコイルが巻かれるリングＣの外形が正円であるとする。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a vibration state of a general acoustic diaphragm 11. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the vibration state of the acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention. Here, in the acoustic diaphragm shown in FIGS. 4 and 5, it is assumed that the outer periphery of the acoustic diaphragm and the outer shape of the ring C around which the voice coil is wound are perfect circles.

図４Ｂは、図４ＡのＶ部を拡大した図である。図１２を用いて説明したように、ボイスコイルが上下に振動することにより、音響振動板１１もボイスコイルとともに振動し、音響振動板１１は音声信号に応じた音圧を発生させる。一般的な音響振動板１１の場合、ボイスコイルの上下運動によって、図４ＢのＤ点に生じた駆動波は、リングＣの外周に対する法線方向、言い換えれば、音響振動板１１の半径方向へ伝播する。 FIG. 4B is an enlarged view of a portion V in FIG. 4A. As described with reference to FIG. 12, when the voice coil vibrates up and down, the acoustic diaphragm 11 also vibrates together with the voice coil, and the acoustic diaphragm 11 generates a sound pressure corresponding to the audio signal. In the case of a general acoustic diaphragm 11, the drive wave generated at point D in FIG. 4B due to the vertical movement of the voice coil propagates in the normal direction to the outer periphery of the ring C, in other words, in the radial direction of the acoustic diaphragm 11. To do.

外周部へ到達した駆動波は、固定端である外周部で反射される。外周部で生じた反射波は、半径方向にそって、駆動波のやってきた方向に向かって進行する。そのため、これら駆動波および反射波の干渉の結果として、半径方向に定常波Ｓｗが生じる。このような定常波Ｓｗの発生は、音響振動板の振動に分割振動を引き起こし、音響振動板の正常なピストンモーションを阻害する。すなわち、音響振動板から発生する音の音質が低下してしまう。 The driving wave that has reached the outer periphery is reflected by the outer periphery, which is a fixed end. The reflected wave generated at the outer peripheral portion travels along the radial direction toward the direction in which the driving wave has come. Therefore, a stationary wave Sw is generated in the radial direction as a result of interference between the driving wave and the reflected wave. Generation | occurrence | production of such a standing wave Sw causes a division vibration to the vibration of an acoustic diaphragm, and inhibits the normal piston motion of an acoustic diaphragm. That is, the sound quality of the sound generated from the acoustic diaphragm is degraded.

次に、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の振動状態について説明する。音響振動板１は、第２の樹脂層５に微細な構造体５ａを有している。構造体５ａとして、第２の樹脂層５の全面に断面プリズム形状の一次元リブ構造が形成されている場合について説明する。 Next, the vibration state of the acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention will be described. The acoustic diaphragm 1 has a fine structure 5 a in the second resin layer 5. A case where a one-dimensional rib structure having a cross-sectional prism shape is formed on the entire surface of the second resin layer 5 as the structure 5a will be described.

図５Ｂは、図５ＡのＷ部を拡大した図である。図５Ａおよび図５Ｂでは、上述のリブ構造の稜線を、模式的に直線で現している。第２の樹脂層５に形成されたリブ構造は、音響振動板１に弾性率異方性を与える。リブ構造の存在により、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１は、リブの稜線方向とそれに垂直な方向とで異なった弾性率を有する。すなわち、図５Ｂにおいて、リブの稜線方向の弾性率をＥ１、リブの稜線と垂直な方向の弾性率をＥ２とすると、Ｅ１＞Ｅ２となっている。 FIG. 5B is an enlarged view of a portion W in FIG. 5A. In FIG. 5A and FIG. 5B, the ridgeline of the above-mentioned rib structure is schematically represented by a straight line. The rib structure formed in the second resin layer 5 gives elastic anisotropy to the acoustic diaphragm 1. Due to the presence of the rib structure, the acoustic diaphragm 1 according to one embodiment of the present invention has different elastic moduli in the ridge line direction of the rib and the direction perpendicular thereto. That is, in FIG. 5B, when the elastic modulus in the ridge line direction of the rib is E1, and the elastic modulus in the direction perpendicular to the ridge line of the rib is E2, E1> E2.

次に、音響振動板に弾性率異方性を与えることによる制振の作用について説明する。ボイスコイルの上下運動により、図４Ｂに示すある点Ｄで発生した駆動波が、音響振動板に伝搬していくという点は一般的な音響振動板の場合と同様である。この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１では、発生した駆動波が、音響振動板１の半径方向とは異なる方向へ伝搬する点で一般的な音響振動板１１の場合と異なっている。 Next, the action of vibration suppression by giving elastic modulus anisotropy to the acoustic diaphragm will be described. The driving wave generated at a certain point D shown in FIG. 4B propagates to the acoustic diaphragm due to the vertical movement of the voice coil, as in the case of a general acoustic diaphragm. The acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention is different from the general acoustic diaphragm 11 in that the generated driving wave propagates in a direction different from the radial direction of the acoustic diaphragm 1. .

ここで、物質内を伝播する振動波の速さＶ（ｍ／ｓ）は、その物質の弾性率Ｅ（Ｐａ）および密度ρ（ｋｇ／ｍ³）を用いて以下の式（１）で表わされる。 Here, the velocity V (m / s) of the vibration wave propagating in the substance is expressed by the following equation (1) using the elastic modulus E (Pa) and density ρ (kg / m ³ ) of the substance. It is.

リブの稜線方向に伝わる波の速さをＶ１とし、リブの稜線と垂直な方向に伝わる波の速さをＶ２とすると、Ｅ１＞Ｅ２であることから、式（１）により、Ｖ１＞Ｖ２となる。 Assuming that the speed of the wave transmitted in the direction of the ridgeline of the rib is V1 and the speed of the wave transmitted in the direction perpendicular to the ridgeline of the rib is V2, since E1> E2, V1> V2 Become.

点Ｄから伝搬する振動波は、リブの稜線方向に伝わる振動波と、リブの稜線に垂直な方向に伝わる振動波の重ね合わせである。したがって、駆動波Ａｗは、図５Ｂに示すように、音響振動板１の半径方向とずれた方向に伝搬する。 The vibration wave propagating from the point D is a superposition of the vibration wave transmitted in the rib ridge line direction and the vibration wave transmitted in the direction perpendicular to the rib ridge line. Therefore, the drive wave Aw propagates in a direction shifted from the radial direction of the acoustic diaphragm 1 as shown in FIG. 5B.

リングの外周は固定端であるから、外周部に到達した駆動波Ａｗは、反射の法則に従って反射する。すなわち、反射波Ｒｗは、駆動波Ａｗのやってきた方向とは異なる方向へ進行することになるから、駆動波Ａｗとその反射波Ｒｗによる半径方向における定常波の発生が抑制される。 Since the outer periphery of the ring is a fixed end, the drive wave Aw that reaches the outer periphery is reflected according to the law of reflection. That is, since the reflected wave Rw travels in a direction different from the direction in which the drive wave Aw has come, generation of a stationary wave in the radial direction by the drive wave Aw and the reflected wave Rw is suppressed.

このように、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板によれば、音響振動板の半径方向における定常波の発生による分割振動の発生を抑制でき、再生される音の音質低下を抑制することができる。 As described above, according to the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the generation of the divided vibration due to the generation of the stationary wave in the radial direction of the acoustic diaphragm, and to suppress the deterioration of the sound quality of the reproduced sound. Can do.

[音響振動板の製造方法]
図６〜図８を参照して、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の製造方法について説明する。 [Method of manufacturing acoustic diaphragm]
With reference to FIGS. 6-8, the manufacturing method of the acoustic diaphragm 1 concerning one Embodiment of this invention is demonstrated.

この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１の製造工程は、概略的には、基材となる第１の樹脂層と微細な構造体が形成された第２の樹脂層とを一体的に構成した樹脂フィルムとする工程と、該樹脂フィルムを音響振動板の形状に成形する工程とからなる。 In the manufacturing process of the acoustic diaphragm 1 according to the embodiment of the present invention, the first resin layer serving as a base material and the second resin layer formed with a fine structure are generally integrated. And a step of forming the resin film into the shape of an acoustic diaphragm.

図６は、音響振動板の第２の樹脂層に微細な構造体を形成するための転写装置の一構成例を示す概略図である。図６に示すように、転写装置は、樹脂塗布装置３１、ニップロール３３、ロール金型３５、紫外線照射装置３７および剥離ロール３９を備えている。図中の矢印は、基材フィルム２３および積層構造とされた樹脂フィルム２１が搬送される方向を示す。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a transfer device for forming a fine structure in the second resin layer of the acoustic diaphragm. As shown in FIG. 6, the transfer device includes a resin coating device 31, a nip roll 33, a roll mold 35, an ultraviolet irradiation device 37, and a peeling roll 39. The arrows in the figure indicate the direction in which the base film 23 and the resin film 21 having a laminated structure are conveyed.

ロール金型３５には、例えば、バイト加工またはレーザ加工などにより、微細な構造体と同一の凹凸形状を反転した形状が形成されている。ロール金型３５の材質としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）や炭素鋼などの一般的な鉄系材が使用可能である。ロール金型３５の表面には、銅や無電解Ｎｉ−Ｐめっきが施され、このめっきを例えば単結晶ダイヤモンド製バイトにて溝加工する。 The roll mold 35 is formed with, for example, a shape obtained by inverting the same concavo-convex shape as that of the fine structure by biting or laser processing. As the material of the roll mold 35, a general iron-based material such as stainless steel (SUS) or carbon steel can be used. The surface of the roll mold 35 is subjected to copper or electroless Ni—P plating, and this plating is grooved with, for example, a single crystal diamond tool.

図の左側から基材フィルム２３が連続的に供給される。この基材フィルム２３は、音響振動板１において、第１の樹脂層３を構成するものである。樹脂塗布装置３１から、基材フィルム２３の上に、紫外線硬化型樹脂（以下、ＵＶ硬化型樹脂と記載する。）２５が連続的に塗布される。このＵＶ硬化型樹脂２５は、音響振動板１において、第２の樹脂層５を構成するものである。 The base film 23 is continuously supplied from the left side of the figure. The base film 23 constitutes the first resin layer 3 in the acoustic diaphragm 1. An ultraviolet curable resin (hereinafter referred to as UV curable resin) 25 is continuously applied from the resin coating device 31 onto the base film 23. This UV curable resin 25 constitutes the second resin layer 5 in the acoustic diaphragm 1.

ニップロール３３およびロール金型３５は、所定の間隔をもって配置されている。ＵＶ硬化型樹脂２５が塗布された基材フィルム２３は、ニップロール３３およびロール金型３５の間を通される。このようにすることで、ニップロール３３により、ＵＶ硬化型樹脂２５が基材フィルム２３を介してロール金型３５に押圧される。 The nip roll 33 and the roll mold 35 are arranged with a predetermined interval. The base film 23 to which the UV curable resin 25 is applied is passed between the nip roll 33 and the roll mold 35. By doing so, the UV curable resin 25 is pressed against the roll mold 35 via the base film 23 by the nip roll 33.

ここで、基材フィルム２３は、ＵＶ硬化型樹脂２５がロール金型３５の周側面に約半周にわたって密着した状態に巻きつくようになされている。この状態で、紫外線照射装置３７から紫外線Ｕが照射される。基材フィルム２３に塗布されたＵＶ硬化型樹脂２５は、ニップロール３３による押圧および紫外線Ｕの照射により、金型形状を保ったまま硬化する。なお、ＵＶ硬化型樹脂２５は、基材フィルム２３を介して紫外線Ｕが照射されるため、基材フィルム２３が紫外線透過性を有することが望ましい。 Here, the base film 23 is wound in a state in which the UV curable resin 25 is in close contact with the peripheral side surface of the roll mold 35 over about a half circumference. In this state, the ultraviolet ray U is emitted from the ultraviolet ray irradiation device 37. The UV curable resin 25 applied to the base film 23 is cured while maintaining the mold shape by pressing with the nip roll 33 and irradiation with ultraviolet rays U. Since the UV curable resin 25 is irradiated with ultraviolet rays U through the base film 23, it is desirable that the base film 23 has ultraviolet transparency.

剥離ロール３９により、基材フィルム２３およびＵＶ硬化型樹脂２５が一体構成とされた樹脂フィルム２１をロール金型３５から剥離する。このようにして、第１の樹脂層および第２の樹脂層が一体構成とされた樹脂フィルム２１を得ることができる。このとき、第２の樹脂層には、微細な構造体が形成された状態となっている。 The resin film 21 in which the base film 23 and the UV curable resin 25 are integrated is peeled off from the roll mold 35 by the peeling roll 39. In this way, the resin film 21 in which the first resin layer and the second resin layer are integrally formed can be obtained. At this time, a fine structure is formed in the second resin layer.

次に、図６に示す樹脂フィルム２１に、音響振動板としての形状を付与するための工程について説明する。 Next, the process for providing the shape as an acoustic diaphragm to the resin film 21 shown in FIG. 6 is demonstrated.

図７および図８は、樹脂フィルムに形状を付与するための工程の説明に用いる略線図である。図７および図８に示す形状付与の方法は、圧空成形法と呼ばれる。以下に説明するように、圧空成形法によれば、樹脂フィルム２１の微細な構造体が形成された側（第２の樹脂層側）に対して、金型等を接触させないため、圧空成形法は、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板の製作に適している。 FIG. 7 and FIG. 8 are schematic diagrams used for explaining a process for imparting a shape to a resin film. The shape imparting method shown in FIGS. 7 and 8 is called a pressure forming method. As will be described below, according to the compressed air molding method, the die or the like is not brought into contact with the side (second resin layer side) on which the fine structure of the resin film 21 is formed. Is suitable for manufacturing an acoustic diaphragm according to an embodiment of the present invention.

図７Ａに示すように、圧空ボックス５１内に、振動板金型５５、外周リングＲおよび適当な大きさにカットされた樹脂フィルム２１が配置される。外周リングＲは、音響振動板の形状維持のほか、音響振動板をスピーカのフレームに確実に固定するためのものである。なお、樹脂フィルム２１は、余熱が施されたうえで、圧空ボックス５１内に配置される。 As shown in FIG. 7A, the diaphragm plate 55, the outer ring R, and the resin film 21 cut to an appropriate size are disposed in the compressed air box 51. In addition to maintaining the shape of the acoustic diaphragm, the outer peripheral ring R is used to securely fix the acoustic diaphragm to the speaker frame. The resin film 21 is disposed in the compressed air box 51 after preheating.

図７Ｂに示すように、圧空ボックス５１を閉じ、樹脂フィルム２１と振動板金型５５との間を真空にし、樹脂フィルム２１を振動板金型５５に密着させる。さらに、樹脂フィルム２１に対して数気圧の圧縮空気Ｃａをあて、樹脂フィルム２１を振動板金型５５の形状に追従させる。 As shown in FIG. 7B, the compressed air box 51 is closed, a vacuum is applied between the resin film 21 and the diaphragm plate 55, and the resin film 21 is brought into close contact with the diaphragm plate 55. Furthermore, several atmospheres of compressed air Ca is applied to the resin film 21 to cause the resin film 21 to follow the shape of the diaphragm plate 55.

図７Ｃに示すように、振動板金型５５に熱Ｈを加えて熱し、樹脂フィルム２１を軟化させ、賦形を促進させる。 As shown in FIG. 7C, heat H is applied to the diaphragm plate 55 to heat it, softening the resin film 21 and promoting shaping.

図８Ａに示すように、冷却を行った後、樹脂フィルム２１を振動板金型５５から離型する。ここまでの工程で、外周リングＲが樹脂フィルム２１に溶着される。 As shown in FIG. 8A, after cooling, the resin film 21 is released from the diaphragm plate 55. The outer ring R is welded to the resin film 21 through the steps so far.

図８Ｂに示すように、外周をカッター５９でトリミングして、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１を得る。 As shown in FIG. 8B, the outer periphery is trimmed with a cutter 59 to obtain the acoustic diaphragm 1 according to one embodiment of the present invention.

このようにして得られた音響振動板１は、巨視的にみれば一般的な音響振動板と変わりはないが、断面を拡大すると、図８Ｃに示すように微細なリブ構造が形成されたものとなっている。 The acoustic diaphragm 1 thus obtained is not different from a general acoustic diaphragm when viewed macroscopically, but when the cross section is enlarged, a fine rib structure is formed as shown in FIG. 8C. It has become.

[振動減衰性に関するコンピュータシミュレーション]
以下、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板の振動減衰性について、コンピュータシミュレーションの結果を参照しながら説明する。 [Computer simulation of vibration damping]
Hereinafter, the vibration damping property of the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the result of computer simulation.

図９Ａおよび図９Ｂは、音響振動板の表面に発生した振動の減衰の様子をコンピュータシミュレーションした結果を示す略線図である。このコンピュータシミュレーションは、音響振動板の中心にインパルス振動を加えたときの音響振動板の振動減衰性を示したものである。図９Ａおよび図９Ｂにおいて、縦軸を振幅に比例した強度(ｄＢＩＬ)とし、横軸を時間(秒)としている。以下、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板のシミュレーション結果を試験例１とし、一般的な音響振動板のシミュレーション結果を比較例１とする。 9A and 9B are schematic diagrams showing the results of computer simulation of the state of attenuation of vibration generated on the surface of the acoustic diaphragm. This computer simulation shows the vibration damping of the acoustic diaphragm when impulse vibration is applied to the center of the acoustic diaphragm. 9A and 9B, the vertical axis represents intensity (dB IL) proportional to the amplitude, and the horizontal axis represents time (seconds). Hereinafter, the simulation result of the acoustic diaphragm according to one embodiment of the present invention is referred to as Test Example 1, and the simulation result of a general acoustic diaphragm is referred to as Comparative Example 1.

（試験例１）
図９Ａは、インパルス入力に対するこの発明の一実施の形態にかかる音響振動板のシミュレーション結果である。
（比較例１）
図９Ｂは、インパルス入力に対する一般的な音響振動板のシミュレーション結果である。 (Test Example 1)
FIG. 9A is a simulation result of the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention with respect to impulse input.
(Comparative Example 1)
FIG. 9B is a simulation result of a general acoustic diaphragm for an impulse input.

以下に、これらのシミュレーションに用いた設定を示す。
加振箇所：リングＣにあたる円形部位
入力：０．１Ｎのインパルス入力
解析時間：加振入力から０．０１秒間 The settings used for these simulations are shown below.
Excitation place: Circular part corresponding to ring C Input: 0.1 N impulse input Analysis time: 0.01 seconds from excitation input

（試験例１）
第１の樹脂層：ＰＥＴフィルム、Ｔ＝２３μｍ
第２の樹脂層：紫外線硬化性アクリル系樹脂、Ｂ部厚さ：２μｍ
微細なリブ構造：断面プリズム形状（頂角９０°）、Ｄ＝７．５μｍ、Ｐ＝１５μｍ
（比較例１）
単層のＰＥＴフィルム、Ｔ＝２３μｍ (Test Example 1)
First resin layer: PET film, T = 23 μm
Second resin layer: UV curable acrylic resin, part B thickness: 2 μm
Fine rib structure: prismatic cross section (vertical angle 90 °), D = 7.5 μm, P = 15 μm
(Comparative Example 1)
Single layer PET film, T = 23μm

図９Ａおよび図９Ｂに示すように、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板は、加振入力から０．０１秒でほぼ減衰しているのに比べ、一般的な音響振動板は、その時点では振幅が１／５程度まで減衰しているものの、依然として振動が残存している。以上の結果より、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板は、一般的な音響振動板と比較して振動減衰性に優れていることがわかる。 As shown in FIGS. 9A and 9B, the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention is substantially damped in 0.01 seconds from the excitation input. At that time, although the amplitude is attenuated to about 1/5, the vibration still remains. From the above results, it can be seen that the acoustic diaphragm according to one embodiment of the present invention is superior in vibration damping compared to a general acoustic diaphragm.

以下、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板および一般的な音響振動板に対する再生音質の官能評価結果を参照しながら説明する。 Hereinafter, description will be made with reference to sensory evaluation results of reproduced sound quality for an acoustic diaphragm according to an embodiment of the present invention and a general acoustic diaphragm.

[再生音質の官能評価]
市販されているステレオヘッドホン（ソニー株式会社製）に、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板１および一般的な音響振動板１１を組み込み、それぞれをヘッドホンＡ（実施例１）、ヘッドホンＢ（比較例２）とした。上記ヘッドホンＡおよびヘッドホンＢを用い、ジャズ、女性ボーカルおよびクラシックの各ジャンルを計１０名の被験者に試聴してもらい、下記の評価項目について、各々よいと思われるほうに票を投じてもらった。評価試験は、被験者にヘッドホンＡおよびヘッドホンＢのどちらを使用しているのかを伏せたブラインドテストの形式とした。なお、この評価において、高音域には中高音を含むものとしている。 [Sensory evaluation of playback sound quality]
An acoustic diaphragm 1 and a general acoustic diaphragm 11 according to an embodiment of the present invention are incorporated into a commercially available stereo headphone (manufactured by Sony Corporation), and the headphone A (Example 1) and the headphone B are respectively incorporated. (Comparative Example 2). Using the headphone A and headphone B, a total of 10 subjects listened to each of the genres of jazz, female vocals, and classical music, and the following evaluation items were voted on the ones that seemed good. The evaluation test was in the form of a blind test in which the subject was using either headphone A or headphone B. In this evaluation, the high sound range includes medium and high sounds.

評価項目：
「低音域の再現性」、「高音域の再現性」および「音の奥行き感」 Evaluation item:
"Low-frequency reproducibility", "High-frequency reproducibility" and "Sound depth"

（実施例１）
上述した方法により、この発明の一実施の形態にかかる音響振動板を製作した。このときの製造条件を以下に示す。
第１の樹脂層（基材フィルム）：ＰＥＴ（厚さ：２３μｍ、弾性率：４．０ＭＰａ）
第２の樹脂層：紫外線硬化アクリル系樹脂（弾性率：７．７ＭＰａ）
微細構造：断面プリズム形状（Ｂ部厚さ：２μｍ、Ｔ₂：７．５μｍ、Ｐ：１５μｍ）
微細形状の転写方法：ＵＶ転写法
音響振動板形状への成形方法：圧空成形法
（圧縮空気圧：６ａｔｍ、金型温度：２００℃、成形後５０℃まで冷却、剥離） Example 1
The acoustic diaphragm according to one embodiment of the present invention was manufactured by the method described above. The manufacturing conditions at this time are shown below.
First resin layer (base film): PET (thickness: 23 μm, elastic modulus: 4.0 MPa)
Second resin layer: UV curable acrylic resin (elastic modulus: 7.7 MPa)
Microstructure: Sectional prism shape (B part thickness: 2 μm, T ₂ : 7.5 μm, P: 15 μm)
Fine shape transfer method: UV transfer method Acoustic vibration plate shape forming method: compressed air forming method (compressed air pressure: 6 atm, mold temperature: 200 ° C, cooling to 50 ° C after forming, peeling)

図１０に、このときに得られた音響振動板の表面を測定したプロファイルを示す。図１０Ｂは、図１０ＡのＳ部を拡大した図である。図１０Ｂから、音響振動板の巨視的な形状に沿って、構造体が形成されていることがわかる。このとき、Ｄ＝６．３μｍ、Ｐ＝１５．５μｍという値を得た。
（比較例２）
ＰＥＴの単一層を用い、かつ一表面に微細構造を形成しないことを除いては、実施例と同様の製造条件により、一般的な音響振動板を製作した。 FIG. 10 shows a profile obtained by measuring the surface of the acoustic diaphragm obtained at this time. FIG. 10B is an enlarged view of the S part in FIG. 10A. FIG. 10B shows that the structure is formed along the macroscopic shape of the acoustic diaphragm. At this time, values of D = 6.3 μm and P = 15.5 μm were obtained.
(Comparative Example 2)
A general acoustic diaphragm was manufactured under the same manufacturing conditions as in the Examples except that a single layer of PET was used and no microstructure was formed on one surface.

表１に、この試験の評価結果を示す。
「低音域の再現性」では両者で差が見られなかったが、「高音域の再現性」と「音の奥行き感」では、実施例１の音響振動板を使用したヘッドホンがよいとする判定結果が得られた。 Table 1 shows the evaluation results of this test.
There was no difference between the two in the “low range reproducibility”, but in the “high range reproducibility” and “sound depth”, it was determined that the headphones using the acoustic diaphragm of Example 1 were good. Results were obtained.

表１において、高音域の再現性に差が現れたのは、実施例２の音響振動板については、高音域で問題となる分割振動の発生が抑制されているためであると推測することができる。すなわち、少なくとも一次元方向に延長する複数の構造体を音響振動板の表面に設けることによる制振作用を確認することができた。 In Table 1, it can be assumed that the difference in the reproducibility of the high sound range is due to the fact that the generation of the divided vibration which is a problem in the high sound range is suppressed for the acoustic diaphragm of Example 2. it can. That is, it was possible to confirm the vibration damping effect by providing a plurality of structures extending at least in the one-dimensional direction on the surface of the acoustic diaphragm.

＜３．変形例＞
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。 <3. Modification>
The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

例えば、この発明の実施の形態にかかる音響振動板の適用範囲はヘッドホン、イヤーホンに限られない。スピーカにも適用することができ、したがって、オーディオ、ラジオ、テレビ、パソコン、携帯電話、スマートフォン等に適用してもよい。 For example, the applicable range of the acoustic diaphragm according to the embodiment of the present invention is not limited to headphones and earphones. The present invention can also be applied to speakers, and thus may be applied to audio, radio, television, personal computers, mobile phones, smartphones, and the like.

スピーカの種類もドーム型に限られず、コーン型、ホーン型、静電型、リボン型等、種々のものに適用できる。また、フルレンジスピーカのみでなく、スピーカシステムにも適用できる。 The type of speaker is not limited to the dome type, and can be applied to various types such as a cone type, a horn type, an electrostatic type, and a ribbon type. Moreover, it can be applied not only to a full range speaker but also to a speaker system.

音響振動板の製作は、ロールｔｏロール方式による一貫工程としてもよい。第２の樹脂層としてＵＶ硬化型樹脂を使用する例を示したが、その他のエネルギ線硬化型樹脂を用いてもよい。この場合においては、紫外線照射装置をエネルギ線硬化型樹脂の種類に合わせて適宜変更すればよい。 The production of the acoustic diaphragm may be an integrated process using a roll-to-roll method. Although an example in which a UV curable resin is used as the second resin layer has been shown, other energy ray curable resins may be used. In this case, the ultraviolet irradiation device may be appropriately changed according to the type of energy beam curable resin.

音響振動板の表面に形成する微細な構造体の形成には、エネルギ線を照射して硬化させる方法のほか、樹脂に熱や圧力を加え、形状を転写する方法または樹脂フィルムをロールから供給し、熱を加えながら型の形状を転写する方法（ラミネート転写法）を適用してもよい。 In addition to the method of irradiating and curing energy rays to form the fine structure to be formed on the surface of the acoustic diaphragm, a method of transferring the shape by applying heat or pressure to the resin or supplying a resin film from the roll Alternatively, a method of transferring the shape of the mold while applying heat (laminate transfer method) may be applied.

樹脂フィルムに音響振動板の形状を付与する方法としては、圧空成形法のほか、真空成形、フィルムインサート成形、３次元ラミネート成形などが適用できる。 As a method for imparting the shape of the acoustic diaphragm to the resin film, vacuum forming, film insert molding, three-dimensional laminate molding, and the like can be applied in addition to the pressure forming method.

音響振動板の表面に形成する微細な構造体の配置は、周期的でなくともよい。複数の配置ピッチを設定してもよいし、配置ピッチが非周期的であってもよい。配置ピッチが非周期的である場合には、各構造体間の配置ピッチのうちの最小値、平均値、中央値などからＰの値を選択する。 The arrangement of the fine structures formed on the surface of the acoustic diaphragm need not be periodic. A plurality of arrangement pitches may be set, and the arrangement pitch may be aperiodic. When the arrangement pitch is aperiodic, the value of P is selected from the minimum value, the average value, the median value, etc., among the arrangement pitches between the structures.

また、本説明では、構造体は音響振動板の表面のみに形成される例を示したが、構造体は、音響振動板の裏面または両面に形成してもよい。 Further, in this description, an example is shown in which the structure is formed only on the surface of the acoustic diaphragm, but the structure may be formed on the back surface or both surfaces of the acoustic diaphragm.

音響振動板の材質として樹脂を使用する例を示したが、樹脂に各種フィラーを添加する手法と組み合わせてもよい。また、２層構造に限らず、３層、４層とさらに積層された構造としてもよい。 Although the example which uses resin as a material of an acoustic diaphragm was shown, you may combine with the method of adding various fillers to resin. Further, the structure is not limited to the two-layer structure, and may be a structure in which three layers and four layers are further laminated.

なお、この発明は、表面に微細な構造体を形成できる限り、音響振動板を構成する材料としてその他の材料を使用してもよい。例えば、樹脂のほか、金属材料、鉱物、セラミック、ガラス、植物材料またはこれらの複合材を使用してもよい。 In the present invention, as long as a fine structure can be formed on the surface, other materials may be used as the material constituting the acoustic diaphragm. For example, in addition to the resin, a metal material, mineral, ceramic, glass, plant material, or a composite material thereof may be used.

金属材料としては、アルミニウム、チタニウム、ベリリウム、マグネシウム、ボロン化チタン、ジュラルミン等が使用でき、音響振動板形状の形成には、温間プレス、蒸着法等が適用できる。微細な構造体の形成には、放電加工やレーザ加工、研削加工等が適用できる。 As the metal material, aluminum, titanium, beryllium, magnesium, titanium boronide, duralumin, or the like can be used, and warm press, vapor deposition, or the like can be applied to form the acoustic diaphragm shape. Electric discharge machining, laser machining, grinding, or the like can be applied to form a fine structure.

１・・・音響振動板
３・・・第１の樹脂層
５・・・第２の樹脂層
５ａ・・・構造体
２１・・・積層構造とされた樹脂フィルム
２３・・・基材フィルム
２５・・・紫外線硬化型樹脂
３１・・・樹脂塗布装置
３３・・・ニップロール
３５・・・ロール金型
３７・・・紫外線照射装置
３９・・・剥離ロール
５１・・・圧空ボックス
５５・・・振動板金型
５９・・・カッター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acoustic diaphragm 3 ... 1st resin layer 5 ... 2nd resin layer 5a ... Structure 21 ... Resin film 23 made into laminated structure ... Base film 25 ... UV curable resin 31 ... Resin coating device 33 ... Nip roll 35 ... Roll mold 37 ... UV irradiation device 39 ... Peeling roll 51 ... Pneumatic box 55 ... Vibration Sheet metal mold 59 ... Cutter

Claims

A first resin layer;
A second resin layer,
The second resin layer is formed over the entire surface of one main surface of the first resin layer, and includes a plurality of structures extending on the surface in at least one-dimensional direction. An acoustic diaphragm.

The thickness of the second resin layer is 20% or more and 60% or less of the total thickness,
The depth of the concave portion formed from an adjacent structural body or the depth of the concave portion of the structural body among the plurality of structural bodies is 70% or more and 95% or less of the thickness of the second resin layer. The acoustic diaphragm according to 1.

The acoustic diaphragm according to claim 1, wherein an arrangement pitch of the plurality of structures is 5 μm or more and 100 μm or less.

The acoustic diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein an elastic modulus of a resin forming the first resin layer is different from an elastic modulus of a resin forming the second resin layer.

The acoustic diaphragm according to any one of claims 1 to 4, wherein a cross-sectional shape of the structure in a direction perpendicular to the one-dimensional direction is a trapezoidal shape, a polygonal shape, a lenticular shape, or an inverted shape thereof.

The line segment connecting the top of the structure and the midpoint of the bottom of the structure in the cross section of the structure is inclined with respect to a perpendicular bisector of the bottom of the structure. Acoustic diaphragm.

A speaker provided with the acoustic diaphragm of any one of Claims 1-6.

A headphone provided with the acoustic diaphragm of any one of Claims 1-6.

An earphone comprising the acoustic diaphragm according to claim 1.

Applying a second resin to the first resin film;
Transferring the concavo-convex shape of the mold to the second resin, and forming a two-layer resin film comprising a first resin layer and a second resin layer;
Providing a shape by applying heat and pressure to the two-layer resin film,
The method for producing an acoustic diaphragm having elastic modulus anisotropy, wherein the uneven shape transferred to the surface of the second resin layer is composed of a plurality of structures extending at least in a one-dimensional direction.