JP4072769B2 - スピーカ用振動板及びスピーカ用振動板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスピーカ用振動板に関し、特に、高音用スピーカ（俗にツイータと云う。）に適する焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板に関する。

公知の高音用スピーカ（ツイータ）として、表面処理していない焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板、或いはアルミニウム製のスピーカ用振動板の素体に無電解ニッケルメッキ及び無電解金メッキを施したスピーカ用振動板がある。

前記高音用スピーカの形状は、一般に直径１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の略半球状のドーム型をしており、その素材は布地を芯にして特殊処理を施したソフト・ドームと、薄い軽金属、更にその表面に高剛性化のために別素材のニッケルや金等の金属を蒸着させたハード・ドームと、に分類される。

前記高音用スピーカの設計上のポイントは、第１に軽量化、第２に伝達速度（伝搬速度）を速くするための高密度化、第３に材料自体の固有振動が起きにくくする適当な内部損失の付与である。

この点、現在主要な地位を占める金属材のハード・ドームは、上記第１、第２の点において優れ、ドーム部とボビンが一体成型でき、量産性と放熱効果はソフト・ドームを上回ることである。

上記ハード・ドームとしては、図５の断面図に示されるような薄板の焼結カーボングラファイト（黒鉛）１の薄板をドーム状に成形したスピーカ用振動板２や、図６の断面図に示されるようなアルミニウム又はアルミニウム合金３の薄板（厚さ３５μｍ〜５０μｍ）をドーム状に成形し、その裏面にマスキングをして表面３ａのみにニッケルメッキ層４（厚さ３〜５μｍ）を形成し、さらに前記裏面にマスキングをして前記ニッケルメッキ層４の表面のみに金等の金属メッキ層５（厚さ０．１μｍ〜０．２μｍ）を形成した構造のスピーカ用振動板６が多い。

なお、スピーカ用振動板の公知文献として、下記［特許文献１］、［特許文献２］に、アルミニウム等の軽金属を成形してなるドーム型の振動板の表面及び裏面に炭化ケイソ・ウイスカーがマトリクス材としてのＮｉ−Ｐ中に均一に分散、析出されたメッキ層を形成した振動板であり、チタンよりも軽く、アルミニウムよりも高剛性で伝搬速度が速く、音響特性に優れるとするスピーカ用振動板が記載されている。

また、下記［特許文献３］には、金属メッキされた炭素繊維と金属メッキされた熱融着性繊維が互いに該メッキ金属で接合されたシートに、合成樹脂が含浸された加工性に優れた複合板の製造技術が開示されており、軽量、高強度、優れた音響特性が得られるとするスピーカ用振動板が記載されている。

特開昭６１−１４８９９８号公報

特開昭６１−１４８９９７号公報 特開平５−３３２４８号公報

従来の前記焼結カーボングラファイト製の振動板２（図５参照）は、伝達速度が高く、高域再生限界周波数が高いという高音用スピーカとして大きな長所があるものの、表面処理が難しくて金属メッキが施せず、表面の色が黒っぽいグレー（素材色）に限られていて外観品位が見劣りする場合があり、また、ツイータとしては音色がカサつき音の艶が少ないという点があった。

また、従来のメッキ処理が容易で、ニッケルメッキ、金メッキ等で振動板の表面のみが金属メッキ処理された前記アルミニウム又はアルミニウム合金３のスピーカ用振動板５（図６参照）は、外観品位を金属メッキ処理によって高めることができるという長所があるものの、アルミニウム素材そのものの伝達速度が焼結カーボングラファイトよりも遅く、結果的に高域再生限界周波数が低いという音響特性上の難点があった。

以上のように、焼結カーボングラファイト製の振動板とアルミニウム製の振動板は一長一短があって、双方の長所を兼ね備えるスピーカ用振動板は実現されていない。

また、前記［特許文献１］、［特許文献２］は、アルミニウム製のスピーカ用振動板の一種に過ぎず、音響特性改善の点で未だ十分ではない。前記［特許文献２］に記載の複合板は、コスト面や軽量化の点で問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、表面が金属メッキ処理によって外観品位を高め、且つ潤いのある艶やかな音色となり、且つ伝達速度が大きく良好な高域再生限界周波数を有する新たな構造の高音用スピーカに最適なスピーカ用振動板を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を達成するために、
（１）焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板において、前記スピーカ用振動板６の焼結カーボングラファイト表面６ａにエッチング処理によって形成された梨地の凹凸面ｆと、前記凹凸面ｆ上に形成された厚さ１μｍ〜３μｍの無電解ニッケルメッキ層７と、前記無電解ニッケルメッキ層７の表面に形成された厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍの無電解金メッキ層８と、を有することを特徴とするスピーカ用振動板１０を提供する。
（２）厚さ３０μｍ〜９０μｍの焼結カーボングラファイト板を所定形状に成形してスピーカ用振動板１０の素体１１を製造するステップＳ１と、前記スピーカ用振動板の素体１１の表面１１ａにエッチング処理によって梨地の凹凸面ｆを形成するステップＳ２と、前記凹凸面ｆに触媒となるパラジウムＰｄを付着せしめて凹凸面ｆを活性化するステップＳ３と、前記凹凸面ｆに下地処理メッキとして厚さ１μｍ〜３μｍのニッケルＮｉを主成分とする無電解ニッケルメッキ層１２を形成するステップＳ４と、前記無電解ニッケルメッキ層１２の表面１２ａに表面処理メッキとして厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍの無電解金メッキ層１３を形成するステップＳ５と、を施すことを特徴とするスピーカ用振動板１０の製造方法を提供する。

本発明に係るスピーカ用振動板及びスピーカ用振動板の製造方法は、上記のように構成されているため、
（１）優れた音響特性を有するとともに外観品位に優れた高音用スピーカ（ツイータ）の振動板が実現する。
（２）焼結カーボングラファイトの表面に対する梨地の凹凸面ｆの形成の工程及び凹凸面に触媒となるパラジウムＰｄを付着せしめて活性化する工程により、焼結カーボングラファイト製の振動板の表面のみに容易に金メッキ等の金属メッキが可能になり、音響特性、外観品位共に優れた高音用スピーカに最適のスピーカ用振動板が製造できる。

本発明に係るスピーカ用振動板及びスピーカ用振動板の製造方法の最良の実施の形態につき、主として適用が想定されるドーム型の高音用スピーカ（ツイータ）を例に図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るスピーカ用振動板の断面図である。

図２は、本発明に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明するフロー図である。

図３は、本発明に係るスピーカ用振動板を用いた高音用スピーカ（ツイータ）の断面図である。

図４は、本発明に係るスピーカ用振動板を用いたツイータと従来のアルミニウム製（＋ニッケルメッキ＋金メッキ）のツイータを比較した音響特性の実測図である。

図１において、本発明に係るスピーカ用振動板１０は、焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板であって、炭素系樹脂フィルムをプレス成形した後、焼結して出来る厚さ５０μｍ程度の焼結カーボングラファイトからなるスピーカ用振動板６の焼結カーボングラファイト表面６ａに硝酸等の酸によるエッチング処理によって形成された梨地（＝一面に細かな凹凸がある面）の凹凸面ｆと、前記凹凸面ｆ上に形成された厚さ１μｍ〜３μｍの無電解ニッケルメッキ層７と、前記無電解ニッケルメッキ層７の表面に形成された厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍの無電解金メッキ層８と、を有することを特徴とする。

上記構造のスピーカ用振動板１０は、素材が焼結カーボングラファイトであることから、伝達速度が１０ｋｍ毎秒とアルミニウム製に比して２倍程度速く、高域再生限界周波数が高く音響特性に優れ、且つ、前記無電解ニッケルメッキ層７及び前記無電解金メッキ層８によって振動板としての剛性が増して艶のある音色となる。さらに、従来実現されていなかった焼結カーボングラファイト製のスピーカ振動板の金メッキが実現されて、外観品位が格段に向上している。なお、上記焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板１０は、厚さ５０μｍ、直径２５ｍｍの略ドーム状で質量７０ｍｇ程度である。

次に、上記スピーカ用振動板１０の製造方法について、最良の形態を図２を基に以下説明する。

先ず、厚さ３０μｍ〜９０μｍ（直径２５ｍｍのドームツイータでは厚さ５０μｍ程度が適当である。）の焼結カーボングラファイト板を所定形状に成形してスピーカ用振動板１０の素体１１を製造するステップＳ１と、前記スピーカ用振動板の素体１１の表面１１ａを脱脂して焼結カーボングラファイトの素体１１の表面１１ａ側のみを酸（硝酸、塩酸等）にて表面エッチング処理することによって梨地の凹凸面ｆを形成するステップＳ２と、前記凹凸面ｆに触媒となるパラジウムＰｄを付着せしめて凹凸面ｆを活性化するＳｎ−Ｐｄ処理のステップＳ３と、前記凹凸面ｆに下地処理メッキとして厚さ１μｍ〜３μｍのニッケルＮｉを主成分とする無電解ニッケルメッキ層１２（Ｎｉ−Ｐ）を形成するステップＳ４と、純水で洗浄した後、前記無電解ニッケルメッキ層１２の表面１２ａに表面処理メッキとして厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍの無電解金メッキ層１３を形成するステップＳ５と、を施す工程を経てスピーカ用振動板１０が完成する。以上の製造工程は極めて簡素であり、焼結カーボングラファイトの素体１１のエッチング処理していない裏面は元々金属メッキ層が形成されないので、アルミニウム製振動板のようにマスキングする必要もなく、重量増加の悪影響が抑えられるのである。

ここに、上記無電解ニッケルメッキ処理と無電解金メッキ処理においては、設計目標として、直径２５ｍｍドームで音圧の低下が０．５ｄＢ以下となるようにするために、振動板質量の増加を２０％以下とする。これを満たす無電解ニッケルメッキの上限は３μｍ以下（密度８．８５ｇ／ｃｍ^３）、無電解金メッキは０．２μｍ以下（密度１９．３ｇ／ｃｍ^３）とする必要がある。一方、ピンホール等による変色、剥離等の防止、音色調整の効果を得るためには、無電解ニッケルメッキが厚さ１μｍ以上、無電解金メッキは０．０５μｍ以上が必要となり、無電解ニッケルメッキ層１２、無電解金メッキ層１３の各厚さは上記条件を満たす上下限の範囲内が好ましいのである。

なお、本発明のスピーカ用振動板１０は、例えば図３に示される高音用スピーカ２０のように、ドームの周縁に接着剤で固定或いは一体に成形された円筒状のボビン１５にボイスコイル１６が巻回され、ドームの周縁に延設されたエッジ部１４を介して樹脂基板１７に支持固定され、前記ボイスコイル１６の引き出し線１８ａ、１８ｂは外部端子１９ａ、１９ｂに各々導電接続されており、図示されないマグネットとともにスピーカシステムにツイータとして組み込まれる。

図４に示されるように、本発明のスピーカ用振動板１０の音響特性（破線）は、従来のアルミニウム製のドームツイータの振動板（両者共に直径２５ｍｍのドーム型）の音響特性（実線）に比して高域限界周波数（−１０ｄＢポイント）が５０ＫＨｚから７０ＫＨｚと高音域が４０％伸びており、格段に向上していることが判る。

念のために付言すれば、以上の説明は単純な半球状のドーム型の振動板を念頭になされたが、これ以外の、例えば外周縁部に鍔を設けたバランスドーム型振動板、或いは断面形状が非対称の所謂オブリドーム型振動板等も本発明のスピーカ用振動板の射程内であることは勿論である。

本発明に係るスピーカ用振動板の断面図である。 本発明に係るスピーカ用振動板の製造方法を説明するフロー図である。 本発明に係るスピーカ用振動板を用いた高音用スピーカ（ツイータ）の断面図である。 本発明に係るスピーカ用振動板を用いたツイータと従来のアルミニウム製（＋ニッケルメッキ＋金メッキ）のツイータを比較した音響特性の実測図である。 従来の焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板の断面図である。 従来のアルミニウム製のスピーカ用振動板の断面図である。

符号の説明

１ 焼結カーボングラファイト
２ （焼結カーボングラファイト製の）スピーカ用振動板
３ アルミニウム又はアルミニウム合金
４ ニッケルメッキ層
５ 金メッキ層
６ （アルミニウム製の）スピーカ用振動板
６ａ 焼結カーボングラファイト表面
７ 無電解ニッケルメッキ層
８ 無電解金メッキ層
１０ スピーカ用振動板
１１ 焼結カーボングラファイトの素体
１１ａ 焼結カーボングラファイトの素体表面
１２ 無電解ニッケルメッキ層
１２ａ 無電解ニッケルメッキ層の表面
１３ 無電解金メッキ層
１４ エッジ部
１５ ボビン
１６ ボイスコイル
１７ 樹脂基板
１８ａ、１８ｂ 引き出し線
１９ａ、１９ｂ 外部端子
２０ 高音用スピーカ
ｆ 凹凸面

Claims (2)

1. 焼結カーボングラファイト製のスピーカ用振動板において、
   前記スピーカ用振動板の焼結カーボングラファイト表面にエッチング処理によって形成された梨地の凹凸面と、前記凹凸面上に形成された厚さ１μｍ〜３μｍの無電解ニッケルメッキ層と、前記無電解ニッケルメッキ層の表面に形成された厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍの無電解金メッキ層と、を有することを特徴とするスピーカ用振動板。
2. 厚さ３０μｍ〜９０μｍの焼結カーボングラファイト板を所定形状に成形してスピーカ用振動板の素体を製造するステップと、前記スピーカ用振動板の素体の表面にエッチング処理によって梨地の凹凸面を形成するステップと、前記凹凸面に触媒となるパラジウムを付着せしめて凹凸面を活性化するステップと、前記凹凸面に下地処理メッキとして厚さ１μｍ〜３μｍのニッケルを主成分とする無電解ニッケルメッキ層を形成するステップと、前記無電解ニッケルメッキ層の表面に表面処理メッキとして厚さ０．０５μｍ〜０．２μｍの無電解金メッキ層を形成するステップと、を施すことを特徴とするスピーカ用振動板の製造方法。
   

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