JP2015065649A

JP2015065649A - 振動板及びスピーカー

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Publication number: JP2015065649A
Application number: JP2014167817A
Authority: JP
Inventors: 武志乾; Takeshi Inui; 学宮崎; Manabu Miyazaki; 悟士奥田; Satoshi Okuda
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: JP6414414B2

Abstract

【課題】高いヤング率と大きな内部損失とを有する振動板を提供する。【解決手段】振動板２は、第１のガラスシート１０と、第２のシート１２と、粘着剤層１１とを備える。第２のシート１２は、第１のガラスシート１０に積層されている。粘着剤層１１は、第１のガラスシート１０と、第２のシート１２とに接合している。第２のシートは、ガラスシート又は樹脂シートにより構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、振動板及びスピーカーに関する。

従来、スピーカーの振動板として、紙製の振動板、金属製の振動板、樹脂製の振動板等が用いられている。

振動板は、共振周波数を有する。この振動板の共振周波数がスピーカーの使用周波数帯に位置していると、歪み音が発生する。歪み音の発生を抑制するためには、振動板の音速を高めることにより、振動板の共振周波数を使用周波数帯よりも高くする必要がある。振動板の音速は、振動板のヤング率が高いほど高速化する傾向にある。従って、高いヤング率を有する振動板が求められている。

但し、振動板のヤング率を高くした場合であっても、歪み音の発生を完全に規制することはできない。このため、発生した歪み音を素早く減衰させる必要がある。この観点から、振動板の内部損失を大きくして、歪み音を迅速に減衰させたいという要望がある。

しかしながら、一般的には、内部損失の大きな材料のヤング率は低く、ヤング率の高い材料の内部損失は小さい。従って、大きな内部損失と、高いヤング率とを有する振動板は実現困難である。

例えば、金属からなる振動板は高いヤング率を有するものの、金属からなる振動板の内部損失は小さい。紙や樹脂からなる振動板の内部損失は大きいものの、紙や樹脂からなる振動板のヤング率は低い。

そこで、特許文献１には、厚さが０．２ｍｍ〜２０ｍｍのガラス板からなる振動板を用いることで、高いヤング率と大きな内部損失とを両立させることができる旨が記載されている。

特開平５−２２７５９０号公報

しかしながら、ガラス板からなる振動板では、高いヤング率が得られるものの、内部損失が未だ不十分であるという問題がある。

本発明の主な目的は、高いヤング率と大きな内部損失とを有する振動板を提供することにある。

本発明に係る振動板は、第１のガラスシートと、第２のシートと、粘着剤層とを備える。第２のシートは、第１のガラスシートに積層されている。粘着剤層は、第１のガラスシートと、第２のシートと接合している。第２のシートは、ガラスシート又は樹脂シートにより構成されている。

第１のガラスシート及び第２のシートのそれぞれの厚みは、１μｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。

粘着剤層の厚みは、１μｍ〜０．５ｍｍであることが好ましい。

粘着剤層が、アクリル系粘着剤、エポキシ系粘着剤及びシリコン系粘着剤の少なくとも一種を含むことが好ましい。

本発明に係る振動板のヤング率は、５ＧＰａ以上であることが好ましい。

本発明に係る振動板の内部損失ｔａｎδは、０．０３５以上であることが好ましい。

本発明に係る振動板では、第２のシートがポリエチレンテレフタレート樹脂シートにより構成されていてもよい。

本発明に係るスピーカーは、上記振動板を有する。

本発明によれば、高いヤング率と大きな内部損失とを有する振動板を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るスピーカーの模式的断面図である。実施例１〜１３及び比較例１〜４において作製したサンプルの内部損失とヤング率との関係を表すグラフである。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

図１は、本実施形態に係るスピーカーの模式的断面図である。図１に示されるように、スピーカー１は、振動板２と、駆動部材３とを備えている。駆動部材３は、例えば、ボイスコイルなどを備えている。駆動部材３により、振動板２が振動させられる。これにより、スピーカー１より音が発生する。

振動板２は、第１のガラスシート１０と、粘着剤層１１と、第２のガラスシート１２とを備えている。第１のガラスシート１０、粘着剤層１１及び第２のガラスシート１２は、この順番で積層されている。粘着剤層１１は、第１のガラスシート１０と第２のガラスシート１２と接合している。

第１及び第２のガラスシート１０，１２のそれぞれの平面視形状は、矩形である。但し、本発明において、第１及び第２のガラスシートのそれぞれの形状は特に限定されない。第１及び第２のガラスシートは、例えば、平面視円形状であってもよいし、平面視多角形状であってもよい。第１及び第２のガラスシートは、例えば、ドーム状、半球状等であってもよい。

第１及び第２のガラスシート１０，１２のそれぞれの厚みは、１μｍ〜０．５ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜０．２ｍｍであることがより好ましく、２０μｍ〜０．１ｍｍであることがさらに好ましい。第１及び第２のガラスシート１０，１２のそれぞれの厚みが小さすぎると、振動板２のヤング率が低下しやすくなる。一方、第１及び第２のガラスシート１０，１２のそれぞれの厚みが大きすぎると、振動板２の内部損失が減少しやすくなる。第１のガラスシート１０の厚みと、第２のガラスシート１２の厚みとは、相互に異なっていてもよいが、実質的に同じであることが好ましい。

粘着剤層１１の厚みは、１μｍ〜０．５ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜０．２ｍｍであることがより好ましく、２０μｍ〜０．１ｍｍであることがさらに好ましい。粘着剤層１１の厚みが小さすぎると、振動板２の内部損失が減少しやすくなる。一方、粘着剤層１１の厚みが大きすぎると、振動板２のヤング率が低下しやすくなる。

第１または第２のガラスシート１０，１２の厚みに対する粘着剤層１１の厚みの比（（粘着剤層１１の厚み）／（第１または第２のガラスシート１０，１２の厚み））は、０．１〜５であることが好ましく、０．２〜２であることがより好ましく、０．４〜１．２であることがさらに好ましい。第１または第２のガラスシート１０，１２の厚みに対する粘着剤層１１の厚みの比が小さすぎると、振動板２の内部損失が減少しやすくなる。一方、第１または第２のガラスシート１０，１２の厚みに対する粘着剤層１１の厚みの比が大きすぎると、振動板２のヤング率が低下しやすくなる。

粘着剤層１１のヤング率は、２５℃において、０．０５ＭＰａ〜１００ＭＰａであることが好ましく、０．１ＭＰａ〜８０ＭＰａであることがより好ましく、０．２ＭＰａ〜５０ＭＰａであることがさらに好ましい。粘着剤層１１のヤング率が低すぎると、振動板２のヤング率が低下しやすくなる。一方、粘着剤層１１のヤング率が高すぎると、粘着剤層１１の内部損失ｔａｎδが減少する傾向があり、振動板２の内部損失が減少しやすくなる。

粘着剤層１１の内部損失ｔａｎδは、２５℃において、０．０５〜１０であることが好ましく、０．１〜５であることがより好ましく、０．２〜２であることがさらに好ましい。粘着剤層１１の内部損失ｔａｎδが小さすぎると、振動板２の内部損失が減少しやすくなる。一方、粘着剤層１１の内部損失ｔａｎδが大きすぎると、粘着剤層１１のヤング率が低下する傾向があり、振動板２のヤング率が低下しやすくなる。

粘着剤層１１は、アクリル系粘着剤、エポキシ系粘着剤及びシリコン系粘着剤の少なくとも一種を含むことが好ましい。そのために、粘着剤層１１の内部損失ｔａｎδが所望の範囲内になることが可能となる。

本発明者らは、鋭意研究の結果、第１のガラスシート１０と第２のガラスシート１２とを粘着剤層１１により接合させることにより、高いヤング率と大きな内部損失とを両立できることを見出し、本実施形態に係る振動板２に想到した。

例えば、第１または第２のガラスシートのみにより構成された振動板では、高いヤング率が得られるものの、大きな内部損失を得ることができない。例えば、紙製や樹脂製の振動板は、第１または第２のガラスシートのみにより構成された振動板よりも大きな内部損失を有する。しかしながら、紙製や樹脂製の振動板のヤング率は、第１または第２のガラスシートのみにより構成された振動板のヤング率よりも低い。

なお、本実施形態では、振動板２が２枚のガラスシート１０，１２を有する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１及び第２のガラスシート及び粘着剤層に加え、ガラスシート、粘着剤層、セラミックシート、樹脂シート、紙等がさらに積層されていてもよい。

（変形例）
上記の実施形態では、第２のシートとして、第２のガラスシート１２を用いる例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第２のシートとして、樹脂シートを用いてもよい。その場合であっても小さい内部損失ｔａｎδと高いヤング率とを両立させることができる。また、第２のシートとして樹脂シートを用いることにより、振動板を軽量化することができる。

なお、第２のシートは、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート、ポリエチレンナフタレート樹脂シート、ポリイミド樹脂シート、ポリエーテルイミド樹脂シート、ポリカーボネート樹脂シート等により構成することができる。このうち、ポリエチレンテレフタレート樹脂シート、ポリエチレンナフタレート樹脂シートは、他の樹脂シートに比べてヤング率が高く、高いヤング率と大きな内部損失とを有する振動板が得られやすいため、好ましい。

これらの振動板によれば、紙製や樹脂製の振動板より高いヤング率と、第１または第２のガラスシートのみにより構成された振動板よりも大きな内部損失とを実現し得る。すなわち、振動板２によれば、高いヤング率と、大きな内部損失とを両立させることができる。従って、振動板２を備えるスピーカー１は、優れた音響特性を有する。

振動板２のヤング率は、５ＧＰａ以上であることが好ましく、８ＧＰａ以上であることがより好ましく、１０ＧＰａ以上であることがさらに好ましく、１５ＧＰａ以上であることがなお好ましく、２０ＧＰａ以上であることがさらに好ましい。

振動板２の内部損失ｔａｎδは、０．０３以上であることが好ましく、０．０４以上であることがより好ましく、０．０５以上であることがさらに好ましく、０．１以上であることがなお好ましい。

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

（実施例１）
１００ｍｍ×１００ｍｍで厚みが５０μｍである第１及び第２のガラスシートを２枚用意した。第１及び第２のガラスシートを、アクリル系粘着剤を用いて接合することにより振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表１及び図２に示す。形成されたアクリル系粘着剤層の厚みは、１２μｍであった。

なお、ヤング率と内部損失ｔａｎδは、幅１０ｍｍ×長さ６０ｍｍの試験片を用いて、動的粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、Ｑ８００）により、温度は２５℃で一定とし、周波数は１０Ｈｚ〜１Ｈｚの間でスイープさせて、測定した。

（実施例２）
アクリル系粘着剤層の厚みを２５μｍとしたこと以外は、実施例１と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表１及び図２に示す。

（実施例３）
アクリル系粘着剤層の厚みを５０μｍとしたこと以外は、実施例１と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表１及び図２に示す。

（実施例４）
第１及び第２のガラスシートの厚みを４０μｍとしたこと以外は、実施例１と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表１及び図２に示す。

（実施例５）
アクリル系粘着剤層の厚みを２５μｍとしたこと以外は、実施例４と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表１及び図２に示す。

（実施例６）
アクリル系粘着剤層の厚みを５０μｍとしたこと以外は、実施例４と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表２及び図２に示す。

（実施例７）
第１及び第２のガラスシートの厚みを１００μｍとしたこと以外は、実施例１と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表２及び図２に示す。

（実施例８）
アクリル系粘着剤層の厚みを２５μｍとしたこと以外は、実施例７と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表２及び図２に示す。

（実施例９）
アクリル系粘着剤層の厚みを５０μｍとしたこと以外は、実施例７と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表２及び図２に示す。

（実施例１０）
第２のシートとして、厚みが５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂シートを用いたこと以外は、実施例４と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表３及び図２に示す。

（実施例１１）
アクリル系粘着剤層の厚みを２５μｍとしたこと以外は、実施例１０と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表３及び図２に示す。

（実施例１２）
第１のガラスシートの厚みを５０μｍとしたこと以外は、実施例１０と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表３及び図２に示す。

（実施例１３）
第１のガラスシートの厚みを５０μｍとしたこと以外は、実施例１１と実質的に同様にして振動板を作製し、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表３及び図２に示す。

（比較例１）
厚みが５０μｍのガラスシートを振動板とし、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表４及び図２に示す。

（比較例２）
厚みが１００μｍのガラスシートを振動板とし、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表４及び図２に示す。

（比較例３）
厚みが８８μｍの紙を振動板とし、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表４及び図２に示す。

（比較例４）
厚みが５０μｍのＰＥＴ樹脂シートを振動板とし、ヤング率及び内部損失ｔａｎδを測定した。結果を表４及び図２に示す。

なお、実施例及び比較例において、ガラスシートとしては、無アルカリガラスシート（日本電気硝子株式会社社製ＯＡ−１０Ｇ）を使用した。ＰＥＴ樹脂シートとしては、東レ株式会社製ルミラーＴ６０を使用した。

第１及び第２のガラスシートを粘着剤層を介して接合してなる実施例１〜９のサンプルは、いずれも、１０ＧＰａ以上の高いヤング率を有しつつ、０．０５以上の高い内部損失ｔａｎδを有していた。また、第１のガラスシート及びＰＥＴ樹脂シートからなる第２のシートを粘着剤層を介して接合してなる実施例１０〜１３のサンプルは、いずれも、１７ＧＰａ以上の高いヤング率を有しつつ、０．０４以上の高い内部損失ｔａｎδを有していた。

一方、ガラスシートのみからなる比較例１，２のサンプルは、高いヤング率を有するものの、内部損失ｔａｎδが小さかった。紙シートのみからなる比較例３のサンプルは、ヤング率が低かった。ＰＥＴ樹脂シートのみからなる比較例４のサンプルは、内部損失が小さく、ヤング率も低かった。

１：スピーカー
２：振動板
３：駆動部材
１０：第１のガラスシート
１１：粘着剤層
１２：第２のガラスシート

Claims

第１のガラスシートと、
前記第１のガラスシートに積層された第２のシートと、
前記第１のガラスシートと、前記第２のシートとを接合する粘着剤層と、
を備え、
前記第２のシートがガラスシート又は樹脂シートにより構成されている振動板。
前記第１のガラスシート及び第２のシートのそれぞれの厚みが１μｍ〜０．５ｍｍである、請求項１に記載の振動板。
前記粘着剤層の厚みが１μｍ〜０．５ｍｍである、請求項１または２に記載の振動板。
前記粘着剤層が、アクリル系粘着剤、エポキシ系粘着剤及びシリコン系粘着剤の少なくとも一種を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動板。
ヤング率が５ＧＰａ以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の振動板。
内部損失ｔａｎδが、０．０３５以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の振動板。
前記第２のシートがポリエチレンテレフタレート樹脂シートにより構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の振動板。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の振動板を備えたスピーカー。