JP5653776B2 - 高性能スピーカー用振動板及びスピーカー用振動板の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)前記炭化ホウ素セラミックスと前記非酸化物セラミックスとの間に、0.1乃至500μmの微細気孔が形成されていること。
(2)その気孔率が、2乃至20%であること。
本発明者らは、上記した従来技術の課題に鑑み、従来より、スピーカー用振動板用素材として有効であるとされている、軽くて比弾性率が大きい(弾性率が高い)炭化ホウ素を主成分として用い、高性能のスピーカー用振動板を提供すべく鋭意検討の結果、下記のことを見出して本発明に至った。
炭化ホウ素粉末に非酸化物粉末を混合し、成形するまでの工程は、最終の焼結体として本発明の高性能スピーカー用振動板に適する目的形状のものが得られれば特に限定されない。例えば、以下のようなテープ成形によって、目的形状のものを容易に得ることができる。まず、原料である炭化ホウ素粉末に対して、先に列挙したような非酸化物粉末、熱可塑性を有するバインダーと、さらに必要であれば可塑剤を適量配合し、さらに有機溶媒を外添して泥漿とする。このような泥漿とした後、ドクターブレード法等のテープ成形にて、例えば、その厚みが、焼成後0.05mm乃至0.4mmである薄膜形状を有する、本発明の高性能スピーカー用振動板に適する成形体を得ることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、上記と同様の成形体を得る方法であれば、押し出し成形、射出成形、粉末のプレス成形等、その手法は問わない。
上記のようにして得られる成形体を焼成するための焼成工程では、不活性雰囲気下、1,800℃以上の温度条件下で焼成する。この際に、先に先行技術として挙げた特許文献6に記載の技術を使用することで、常圧でありながら、より高強度で欠陥のない炭化ホウ素セラミックスを得ることができる。この結果、本発明の高性能スピーカー用振動板をより簡便に安定して得ることができる。
実施例及び比較例では、その主成分として、市販の平均粒径が0.8μmの炭化ホウ素含有量99%(酸素含有量1.2%、窒素含有量0.2%を除く)の炭化ホウ素粉末(H.S.Starck社製)を用いた。また、振動板内部構造の制御のために、非酸化物粉末として、TiB2、CrB2、WCの各粉末を、炭化ホウ素粉末中に、それぞれ、5質量%、10質量%、15質量%、20質量%添加し、混合した。さらに、これに有機溶媒と、バインダーとしてポリビニルブチラールを上記した粉体原料に10乃至20質量%の割合で添加し、混合・混練して70乃至80質量%の泥漿を得た。次に、得られた泥漿を用い、テープ成形機を使用して、その厚みが焼成後0.05mm乃至0.4mmとなる厚みを示す可塑性を有するテープ状の成形体を得た。こうして得られたテープ状の成形体を所望の形状の型で加圧して、半球形等の所望の形状に成形した。さらに、焼成時に形状変化を抑制するために、これを、所望の形状になる様な治具に入れて焼成した。焼成は、不活性ガスであるアルゴンガス雰囲気下、2,250℃の温度で焼成を行った。
参考例として、上記で非酸化物粉末を添加しない条件で、上記と同様な手順によって、炭化ホウ素のみで振動板を作製した。
本実施例では、その主成分として、市販の平均粒径が0.8μmの炭化ホウ素含有量99%(酸素含有量1.2%、窒素含有量0.2%を除く)の炭化ホウ素粉末(H.S.Starck社製)を用いた。また、振動板内部構造の制御のために、非酸化物粉末として、TiN、ZrN、VN、NbN、TaC、CrN、Mo2C、WCの各粉末を用いた。そして、表2に示したように、これらの各非酸化物粉末を、炭化ホウ素粉末中に、焼成後、セラミックス中に非酸化物セラミックスがそれぞれ合計で10質量%となるようにして添加し、混合した。さらに、これに有機溶媒と、バインダーとしてポリビニルブチラールを上記した粉体原料に10質量%の割合で添加し、混合・混練して70乃至80質量%の泥漿を得た。次に、得られた泥漿を用い、テープ成形機を使用して、その厚みが焼成後0.05mm乃至0.4mmとなる厚みを示す可塑性を有するテープ状の成形体を得た。こうして得られたテープ状の成形体を所望の形状の型で加圧して、半球形等の所望の形状に成形した。さらに、焼成時に形状変化を抑制するために、これを、所望の形状になる様な治具に入れて焼成した。焼成は、不活性ガスであるアルゴンガス雰囲気下、1,700℃〜2,150℃の温度範囲の各段階の温度でそれぞれ焼成を行った。セラミックス中の構成相の比率は、焼成後得られたセラミックスのX線回折法により結晶相を同定し、回折ピークの積分強度により定量分析を行い、決定した。評価は上述と同様な方法により行った。
Claims (8)
- 主成分のセラミックスの弾性率を損なうことなく、内部損失の制御がされているセラミックス製のスピーカー用振動板であって、
主成分となる炭化ホウ素粉末と、該炭化ホウ素粉末に添加混合された非酸化物粉末とが常圧焼成された焼結体で、該焼結体を構成する非酸化物セラミックスが、Ti化合物、Zr化合物、V化合物、Nb化合物、Ta化合物、Cr化合物、Mo化合物およびW化合物からなる化合物群から選択される少なくともいずれかである、
炭化ホウ素セラミックスを主成分とし、上記非酸化物セラミックスが5乃至15質量%の範囲で含有されてなり、
さらに、その厚さが、0.05mm乃至0.4mmで、その密度が2,300乃至3,500kg/m 3 であり、その弾性率が350乃至500GPaであり、かつ、その比弾性率が100乃至210である焼結体からなることを特徴とする高性能スピーカー用振動板。 - 前記非酸化物粉末が、金属Ti粉末又はTi化合物粉末、金属Zr粉末又はZr化合物粉末、金属V粉末又はV化合物粉末、金属Nb粉末又はNb化合物粉末、金属Ta粉末又はTa化合物粉末、金属Cr粉末又はCr化合物粉末、金属Mo粉末又はMo化合物粉末および金属W粉末又はW化合物粉末からなる群から選択される少なくともいずれかである請求項1に記載のスピーカー用振動板。
- 前記Ti化合物、Zr化合物、V化合物、Nb化合物、Ta化合物、Cr化合物、Mo化合物およびW化合物からなる化合物群が、TiB2、TiC、TiN、ZrB2、ZrC、ZrN、VB2、VC、VN、NbB2、NbC、NbN、TaB2、TaC、CrB2、Cr3C2、CrN、Mo2B5、Mo2C、W2B5およびWCである請求項1又は2に記載のスピーカー用振動板。
- 前記非酸化物セラミックスと、主成分である前記炭化ホウ素セラミックスとは、その熱膨張係数において異なり、かつ、前記非酸化物セラミックスの熱膨張係数の値が、前記炭化ホウ素セラミックスの熱膨張係数の値との比較において、その差が±1.0×10-6K-1以上ある請求項1〜3のいずれか1項に記載のスピーカー用振動板。
- 前記炭化ホウ素セラミックスと前記非酸化物セラミックスとの間に、0.1乃至500μmの微細気孔が形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のスピーカー用振動板。
- その気孔率が、2乃至20%である請求項1〜5のいずれか1項に記載のスピーカー用振動板。
- 請求項2〜6のいずれか1項に記載のスピーカー用振動板を製造する方法であって、炭化ホウ素粉末と、可塑性を付与するためのバインダーと、内部損失を制御するために5乃至15質量%の範囲で添加した、金属Ti粉末又はTi化合物粉末、金属Zr粉末又はZr化合物粉末、金属V粉末又はV化合物粉末、金属Nb粉末又はNb化合物粉末、金属Ta粉末又はTa化合物粉末、金属Cr粉末又はCr化合物粉末、金属Mo粉末又はMo化合物粉末および金属W粉末又はW化合物粉末からなる群から選択される少なくともいずれかの非酸化物粉末とを含有してなる炭化ホウ素を主成分として含有した材料を用い、薄膜形状の可塑性を有する成形体を形成する成形工程と、得られた薄膜形状の成形体を変形させて被焼成物を得る工程と、該成形体を、極微量の焼成助剤がガス状で存在する不活性雰囲気下で、1,800℃以上の温度条件下で焼成する焼成工程とを少なくとも有することを特徴とするスピーカー用振動板の製造方法。
- 前記非酸化物粉末が、TiB2、TiC、TiN、ZrB2、ZrC、ZrN、VB2、VC、VN、NbB2、NbC、NbN、TaB2、TaC、CrB2、Cr3C2、CrN、Mo2B5、Mo2C、W2B5およびWCからなる群から選択される少なくともいずれかである請求項7に記載のスピーカー用振動板の製造方法。
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