JPH034697A - スピーカ振動板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はスピーカに使用される振動板に関し、特に高
音域の周波数特性の良好なスピーカ振動板に関するもの
である。

従来の技術 高音域特性の優れた金属系のスピーカ振動板材料として
は従来からベリリウム（Ｂｅ）もしくはベリリウム基合
金が知られている。ベリリウムは、軽量かつ硬質であっ
て比ヤング率（ヤング率Ｅ／密度ρ）が高く、音の伝播
速度が高いため、ベリリウムもしくはベリリウム基合金
からなるスピーカ振動板は、高音再生限界周波数が高い
ことが知られている。

一方、近年マイクロ波プラズマＣＶＤ法などの低圧下で
の気相成長法によって、ダイヤモンド税、もしくはダイ
ヤモンドに近い結晶構造、物性値を有すると認められる
ダイヤモンド状カーボン膜を合成することが可能となっ
た。ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボンは、
比ヤング率がベリリウムよりもさらに高く、また音の伝
播速度もベリリウムよりさらに高いため、スピーカの振
動板として用いれば、高音再生限界周波数が著しく高く
なることが知られている。

発明が解決しようとする課題 ベリリウムもしくはベリリウム基合金からなるスピーカ
振動板、およびダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カ
ーボン膜からなるスピーカ振動板は、前述のようにいず
れも音の伝播速度が速く、高音再生限界周波数が高いが
、いずれのスピーカ振動板も、内部損失が小さいため、
ダンピング特性が悪いという問題がある。したがってい
ずれのスピーカ振動板も、高音再生限界周波数は高いも
のの、高音共振の山や谷が深くなりがちであって、高音
域の周波数特性、過渡特性が必ずしも良好ではないとい
う問題があった。

この発明は以上の事情を背明としてなされたものであり
、音の伝播速度が速くて高音再生限界周波数が高いばか
りでなく、内部損失が大きくて高音域特性が良好なスピ
ーカ振動板を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 前述の問題を解決するため、この発明のスピーカ振動板
ではダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜と
、ベリリウムもしくはベリリウム基合金膜との積層構造
を適用することとした。

具体的には、請求項１に記載のスピーカ振動板は、ダイ
ヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜と、ベリリ
ウムもしくはベリリウム基合金膜との積層４１１造を適
用することとした。

また請求項２に記載のスピーカ振動板は、ダイヤモンド
もしくはダイヤモンド状カーボン膜と、ベリリウムもし
くはベリリウム基合金膜とが、交互に合計３層以上積層
されている積層体からなることを特徴とするものである
。

なおこの発明において、ダイヤモンドもしくはダイヤモ
ンド状カーボン膜とは、ラマン分光法による測定で得ら
れるスペクトルにおいて、例えば第６図のＡもしくはＢ
に示すように、波数１３３３±１ｏｃ＊−’に鋭いピー
ク（ダイヤモンドに特有のピーク）が観測されるか、あ
るいはＸ線回折、電子線回折などにより次の第１表に示
すような面間隔を与える回折ＩＩＡ（またはピーク）が
２本以上あられれるような膜と定義することができる。

第　　１　　表 またこの発明においてベリリウムもしくはベリリウム基
合金とは、純Ｂｅのほか、Ｂｅを主成分とする合金を含
むことを意味する。３ｅを主成分とする合金ＣＢｅＭ合
金）としては、例えば１５ｗｔ％以下のＡ１を含有する
Ｂｅ−Ａ１’合金などが代表的である。

作　　　用 この発明のスピーカ振動板は、基本的にはダイヤモンド
もしくはダイヤモンド状カーボン膜と、ベリリウムもし
くはベリリウム基合金膜との積層体で構成されている。

この積層体を構成している８膜のうちダイヤモンドもし
くはダイヤモンド状カーボン膜はその音の伝播速度が著
しく速く、１６、０００〜１８．０００ｍ　／　Ｓｅｃ
にも達する。一方ベリリウムもしくはベリリウム基合金
膜の音の伝播速度はダイヤモンドもしくはダイヤモンド
状カーボン膜よりは低いが、１２．０００〜１３．００
０ｍ　／　ＳＥ程度であって他のスピーカ振動板材料（
例えばへβ合金、Ｔ１、あるいは炭素繊維等）と比較す
れば格段に速い。したがってこれらの膜の積層体の音の
伝播速度は、ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カー
ボン膜とベリリウムもしくはベリリウム基台金膜との中
間の値、すなわち１４．０００ｍ　／　Ｅ程度となり、
ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜単層よ
りは低いがベリリウムもしくはベリリウム基台金膜の単
層の場合よりも高い値となる。

このことは、従来の他の材料からなるスピーカ振動板よ
りも格段に音の伝播速度が速いことを意味する。したが
って充分に高い高音再生限界周波数を確保することがで
きる。

一方、内部損失は、積層体とすることによって単層の場
合よりも格段に大きくすることができる。

すなわち積層体では、振動に対して層間でのズリや歪に
よるエネルギ吸収が作用し、これによって内部損失が大
きくなる。したがってＷ４層体からなるスピーカ振動板
は、ダンピング特性が良好となり、高音域の周波数特性
が平坦となる。

以上のように、ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カ
ーボン膜とベリリウムもしくはベリリウム基合金膜との
積層体からなるスピーカ振動板は、音の伝播速度が速い
と同時に内部損失が大きく、そのため高音域の周波数特
性が極めて良好となる。

実　　施　　例 第１図〜第３図にそれぞれこの発明のスピーカー振動板
に用いられる積層体のｖ！４造例を示す。

第１図はベリリウムもしくはベリリウム基合金膜１の片
面にのみダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン
膜２を積層した２層構造の積層体３Ａを示す。第２図は
ベリリウムもしくはべりリウム基台金ｒＩＡ１の上下両
面にそれぞれダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カー
ボンＷＡ２を積層した３層構造の積層体３Ｂを示す。第
３図は２層以上のベリリウムもしくはベリリウム基台金
Ｍ１と２層以上のダイヤモンドもしくはダイヤモンド状
カーボン膜２とを交互に積層した４層以上の積層体３Ｃ
を示す。

ここで、振動板の外面として露呈する層を、ベリリウム
もしくはベリリウム基合金膜とダイヤモンドもしくはダ
イヤモンド状カーボン膜のいずれとするかは特に限定さ
れないが、音響特性上からは表裏両面ともダイヤモンド
もしくはダイヤモンド状カーボン膜が露呈していること
が好ましく、したがって第２図に示すような３層構造、
あるいは第３図に示すような４層以上の多層積層構造の
うちでも５層等の奇数層構造が好ましい。但し生産性の
点からは極端な多層構造は好ましくなく、したがって最
も望ましいのは第２図の３層構造である。

また各層の厚みは特に限定されないが、積層体が２１１
構造の場合、ベリリウムもしくはベリリウム基合金膜は
５〜６０ＩＪｍ程度、またダイヤモンドもしくはダイヤ
モンド状カーボン膜は５〜５０＃程度、積層体の全体厚
みは２０〜８０ｍ程度が好ましい。また積層体が３層構
造（但し中心がベリリウムもしくはベリリウム基合金膜
で、ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜が
２層の場合）は、ベリリウムもしくはベリリウム基合金
膜は５〜６０趨程度、ダイヤモンドもしくはダイヤモン
ド状カーボン膜は合計で５〜５０Ｉａ程度、積層体の全
体厚みは２０〜８０趨程度が好ましい。

なおこの発明におけるスピーカ振動板としての全体形状
は、適用されるスピーカの型式、４１１造によって異な
るから特に定められないが、例えば３層構造の積層体３
Ｂをドーム状に構成した振動板の一例を第４図に示す。

さらに、この発明のスピーカ振動板を製造するにあたっ
て、ベリリウムもしくはベリリウム基合金膜およびダイ
ヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜を積層形成
する方法としては次のような方法を適用することができ
る。すなわち、任意の基材上に公知の方法、例えば真空
蒸看法によってベリリウムもしくはベリリウム基合金膜
を形成した優、基材を化学的に溶解除去してベリリウム
もしくはベリリウム基合金膜のみを残し、その後ベリリ
ウムもしくはベリリウム基合金膜上に公知の方法例えば
マイクロ波プラズマＣＶＤ法によってダイヤモンドもし
くはダイヤモンド状カーボン膜を気相成長させれば良い
。ここでダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン
膜を形成するためのマイクロ波プラズマＣＶＤ法は、ガ
スとしてＣＨ４、Ｈ２の混合がス（混合比ＣＨ４：Ｈ２
＝１：１００程度）を用い、８５０℃程度で実施するこ
とが望ましい。

次にこの発明の具体的実施例として、第４図に示すよう
なドーム状の３層積層構造のスピーカ振動板を製造した
例を示す。

先ず銅薄板をドーム状に加工して基材を作製した。次い
で蒸発ソースとして純ベリリウムおよび純アルミニウム
を用いて電子ビーム照射加熱による公知の真空蒸着法に
より前記基材の片面に３ｅ−Ａｉ’合金膜を２０趨の厚
みで蒸着させた。このときの３ｅ−Ａｉ’合金は、Ａｆ
２ｗｔ％、残部３ｅの組成となっていた。このようにし
てＢｅ−２％Ａ１合金膜が成膜された基材をｔ−ｌＮＯ
３溶液中に浸漬させて基材の銅を溶解除去し、 Ｂｅ−２％八へ合金膜のみをドーム状に残した。

続いて、上記のＢｅ−２％八へ合金膜の両面に、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によって次のような条件で１０顯
の厚みでダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン
膜を形成した。すなわちドーム状Ｂｅ−２％Ａ２合金膜
をマイクロ波プラズマＣＶＤ装置にセットし、Ｂｅ−２
％八へ合金膜に２．４５ＧＨｚのマイクロ波を照射して
、３ｅ−２％Ａ１合金膜の温度を８５０℃とした。モし
てＣＨ４５ｃｃ／　ｌｈ　＋　Ｈ２５００ｃＣ／　ｌ１
ｔＩの混合ガスを、内部圧力が１００ｔＯｒｒとなるよ
うに供給して、３ｅ−２％ＡＩ１合金膜の片面にダイヤ
モンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜を１０趨の厚
さで生成させた。次いでＢｅ−２％Ａ２合金膜を裏返し
て前記同様にセントし、残りの片面に前記と同じ条件で
１０ＩＪＩＲ厚のダイヤモンドもしくはダイヤモンド状
カーボン膜を生成させた。その後、所定の大きさとなる
ように円周部分をレーザにより切落とした。

このようにして、２０ｕａ厚のＢｅ−２％Ａ１合金膜の
両面にそれぞれ１０趨厚のダイヤモンドもしくはダイヤ
モンド状カーボン膜が積層された全厚み４０趨の積層体
からなるドーム状のスピーカ振動板が得られた。

この実施例の振動板について、音の伝播速度とＱ（内部
損失の逆数）を調べた結果を第２表に示す。なお比較の
ため、従来のＢｅ−２％八へ合金膜の単層〈厚さ４０／
４　）からなるスピーカ振動板およびダイヤモンドもし
くはダイヤモンド状カーボン膜の単層（厚さ４０趨）か
らなるスピーカ振動板について、音の伝播速度およびＱ
を調べた結果を第２表中に併せて示す。但し第２表にお
いてＱの値は、ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カ
ーボン膜単層の場合を１とし、それに対する相対値で示
した。

第　　２　　表 第２表に示すように、この発明の実施例の積層体からな
るスピーカ振動板では、音の伝播速度が１４．０ＯＯＴ
ｒＬ１５！ｔと従来の他の材料からなるスピーカ振動板
より格段に高く、しかもそればかりでなく、Ｑの値が単
層の材料からなるスピーカ振動板より著しく小さくなっ
て内部損失が大きいことが明らかである。

さらに前述のようにして得られた実施例の振動板につい
て、周波数特性を調べた結果を第５図の破線で示す。比
較のため、厚さ４０ＩＪＩＩの８ｅ−２％Ａ１合金の４
１層からなるスご一力振動板の周波数特性を調べた結果
を、第５図中に実線で示す。第５図から、この発明の振
動板の周波数特性が優れていること、特に高音域の周波
数特性が平坦で高音域の特性が良好であることが判る。

なお、前述のような条件でＢｅ−２％Ａ１合金膜上に生
成された膜について、ラマン分光法によりスペクトル梁
間べたところ、ダイヤモンド特有の１３３３±１０（Ｊ
’のピークが鋭くあられれており、したがってこの発明
で定義しているダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カ
ーボン膜となっていることがｉＩ１品された。

発明の効果 この発明のスピーカ振動板は、ダイヤモンドもしくはダ
イヤモンド状カーボン膜とベリリウムもしくはベリリウ
ム基台金膜とを積層した積層体からなるものであり、ダ
イヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜の音の伝
播速度が速いのみならずベリリウムもしくはベリリウム
基台金の音の伝播速度も従来使用されていた他の材料よ
り速いため、積層体全体としての音の伝播速度も速く、
しかもそればかりでなく、積層体構造とすることによっ
て内部損失が大きくなっており、そのためダンピング特
性も優れ、したがって特に高音域の周波数特性、過渡特
性が著しく優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はそれぞれこの発明のスピーカ振動板に
使用される積層体の一例を示す断面図、第４図はこの発
明の一実施例のスピーカ振動板を略解的に示す断面図、
第５図はこの発明の実施例および比較例のスピーカ振動
板の周波数特性を示す線図、第６図はこの発明における
ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボンの定義の
一例を説明するためのラマン分光測定によるスペクトル
線図である。 １・・・ベリリウムもしくはベリリウム基合金膜２・・
・ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜、 ３Ａ、３８．３０・・・積層体。 第１図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜
   と、ベリリウムもしくはベリリウム基合金膜との積層体
   からなることを特徴とするスピーカ振動板。
2. （２）ダイヤモンドもしくはダイヤモンド状カーボン膜
   と、ベリリウムもしくはベリリウム基合金膜とが交互に
   合計３層以上積層されている積層体からなることを特徴
   とするスピーカ振動板。