JPH0425300A - スピーカ用振動板の製造方法 - 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］ 本発明は構造に特徴のあるスピーカ用振動板及びその製
造方法に関する。更に詳しくはセラミック材料からなる
中高音用スピーカに適した振動板及びその製造方法に関
するものである。

［従来の技術］ スピーカ用振動板の音速Ｖは次式に示されるように、振
動板の弾性率Ｅと密度ρ即ち気孔率により左右される。

ｖ＝　（Ｅ／ρ）２　　　　　・・・・・・　（１）中
高音用スピーカの振動板はこの音速のかなり高いものが
要求され、同時に適度な内部損失を持つことも要求され
る。しかしこの音速は振動板の内部損失と相反する特性
があり、音速が大きいものは内部損失が小さく、内部損
失が大きいものは音速が低下する。

これまでにセラミック材料の高い弾性率を利用した中高
音用スピーカの振動板が提案されているが、この振動板
は上記式（１）からも明らかなように中高音用スピーカ
に必要な音速が得られるものの、セラミック材料の低い
内部損失のために、音圧周波数特性曲線における高域共
振ピークが高く、中域で特性曲線が乱れ、歪が比較的高
い不具合があり、中高音用スピーカの振動板として未だ
改善すべき余地が残されていた。

従来、多孔質セラミック体°又は多孔質ガラスセラミッ
ク体の両面又は片面に、それらと同一材質のセラミック
質又はガラスセラミック質の気密な薄層を設けた積層状
の平面型スピーカ用振動板が提案されている（特開昭５
７−６３９９６）。この振動板は多孔質セラミック体又
は多孔質ガラスセラミック体の使用により軽量化でき、
かつ′気密な薄層部分の積層化により剛性や強度を高め
、しかも分割共振及び位相ずれを生じない特長がある。

上記振動板の多孔質セラミック体は、セラミック粉末を
若干のバインダや分散剤とともに水等に分散させてスラ
リーを調製し、このスラリーに発泡ポリウレタンシート
、ポリビニルアルコールスポンジ等の発泡体を浸漬し、
次いでこれを圧搾し乾燥して未焼成の多孔質体を焼成し
て得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のスピーカ用振動板は内部損失（ｔａｎδ）が
０．０１〜０．０４５と比較的大きいため、低音用スピ
ーカには適している。しかし発泡体の焼成で得られた多
孔質セラミック体は気孔率がかなり大きいため、弾性率
が極めて低くなり、これにより十分な音速が得られず、
中高音用スピーカの振動板には向かない不具合があった
。

本発明の目的は、高弾性率でかつ適度な内部損失があり
、必要な音速を保って中高音用スピーカに好適な振動板
及びその製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の振動板は、多孔質
セラミック層の両面又は片面に前記セラミック層と同一
材質の緻密質セラミック層を一体的に積層したスピーカ
用振動板であって、前記多孔質セラミック層の気孔率が
１０〜６０％の範囲にあり、前記緻密質セラミック層の
気孔率が０．０１〜５％の範囲にあることを特徴とする
。

また本発明の振動板の製造方法では、先ず水を分散媒と
したアルミナゾルに焼結助剤と水溶性バインダを添加混
合して緻密質層用スラリーを調製し、この緻密質層用ス
ラリーを成膜乾燥して緻密質層用グリーンシートを成形
する。−力水を分散媒としたアルミナゾルに焼結助剤を
添加せずに水溶性バインダを添加混合して多孔質層用ス
ラリーを調製し、この多孔質層用スラリーを成膜乾燥し
て多孔質層用グリーンシートを成形する。次に前記多孔
質層用グリーンシートの両面又は片面に前記緻密質層用
グリーンシートを接着剤により接着した後、前記接着し
たグリーンシートを１２００〜１６００℃で焼成して積
層焼結したスピーカ用振動板を得る。

本発明の多孔質セラミック層及び緻密質セラミック層を
構成するセラミック原料としては、アルミナ、ジルコニ
ア、５ｉ０２、ＴｉＯ２等を挙げることができるが、強
度及び重量の点でアルミナが好ましい。このセラミック
原料のコロイド粒子が水に分散したゾルに焼結助剤と水
溶性バインダを添加混合して緻密質層用スラリーを調製
する。

アルミナゾルの場合には、純水により希釈されたアルミ
ナ濃度２〜１０重量％のアルミナゾルを用いる。このア
ルミナゾルの代りに微粒のアルミナ粉を水に入れ超音波
等で均一に分散して使用することもできるが、より高純
度でより高密度の緻密質セラミック層を作る観点にたつ
と、アルミニウムアルコキシドを加水分解し、解膠処理
して得られる、コロイド粒子が微細なアルミナゾルが好
ましい。このゾルはいわゆるゾル−ゲル法において調製
されるものである。

アルミナの焼結助剤としては、酢酸マグネシウム、酸化
マグネシウム、二酸化チタン等が挙げられ、アルミナゾ
ル１００重量％に対して０．０５〜１重量％添加される
。水溶性バインダとしては、ポリビニルアルコール、水
溶性アクリル等を用いることができ、アルミナゾルの固
形分に対して１０〜８０重量％添加される。

緻密質層用スラリーを成膜する方法としては、ドクター
ブレード法、押出し成形法、ロール圧延法、泥しよう鋳
込み法等があるが、成形歪が少なく成形体の平滑度が良
好なドクターブレード法が好ましい。

多孔質層用スラリーは、緻密質層用スラリーの成分のう
ち、多孔化を容易にするために焼結助剤を添、加するこ
となく調製される。従って緻密質セラミック層の気孔率
と多孔質セラミック層の気孔率の差異は、緻密質層用ス
ラリーの焼結助剤の量及び粒成長に影響する焼成条件、
特に焼成温度により制御される。このスラリーのセラミ
ック原料、バインダは緻密質層用スラリーと異なる成分
のものを用いることもできる。このスラリーの成膜は緻
密質層用スラリーと同じ方法で行われる。

緻密質層用のスラリー及び多孔質層用のスラリーを成膜
後、３０〜９５℃でそれぞれ乾燥して緻密質層用グリー
ンシート及び多孔質層用グリーンシートを成形する。多
孔質層用グリーンシートの両面又は片面に緻密質層用グ
リーンシートを接着剤により接着する。この接着剤とし
ては、水系接着剤又は非水系接着剤を用いることができ
る。

接着したグリーンシートは平面状の振動板を作る場合に
は、そのまま焼成炉に入れる。またドーム状、コーン状
等の曲面状の振動板を作るときには、吹込み成形の一種
である空圧成形、積層成形等で所望の形状に成形した後
、焼成炉に入れる。

特に空圧成形は成形時に金型が圧接せずグリーンシート
の表面の開気孔率を減少させないため好ましい。

焼成は目的とする気孔率の大きさを得るために１２００
〜１６００℃の温度範囲で、１〜２時間、大気圧下で行
われる。焼成温度が高まる程、また焼成時間が長くなる
程、気孔率は減少する。

１２００℃未満であると緻密質セラミック層の気孔率が
５％を越え、１６００℃を越えると多孔質セラミック層
の気孔率が１０％未満となり易い。

即ち、本発明の多孔質セラミック層の気孔率は１０〜６
０％の範囲に、また緻密質セラミック層の気孔率は０．
０１〜５％の範囲に制御されて作られる。多孔質層の気
孔率が１０％未満であると、密度が大きくなり、また６
０％を越えると弾性率が低くなるため、いずれも中高音
用スピーカの振動板に必要な音速を保てなくなる。また
緻密質層の気孔率が５％を越えると脆弱となるため、上
記範囲に作られる。

本発明の振動板は上記方法°で製造されるため、その多
孔質セラミック層は従来の発泡体をスラリーに含浸して
作られるものと異なり、振動板を極めて薄い多孔質層と
緻密質層の積層体とすることができ、しかも平面状に限
らず、ドーム状、コーン状等の曲面形状にすることがで
きる。また各層は焼結後の厚さを５〜２００μｍにして
も強度上、剛性上実用に耐えるため、これらの積層数は
第１図に示すような３層以外に、スピーカの口径等に応
じて緻密質層と多孔質層とを交互に重ね合わせた多数層
にすることもできる。従って、本発明の振動板の各セラ
ミック層の厚さは、積層数に応じて成膜時のスラリーの
厚さを調整することにより、緻密質層及び多孔質層はそ
れぞれ５〜２００μｍの範囲から決められる。

［発明の効果］ 以上述べたように、従来、高い弾性率を有するセラミッ
ク製振動板が適度な内部損失をもっことが困難であった
ものか、本発明によれば、気孔率１０〜６０％の多孔質
セラミック層を０．０１〜５％の緻密質セラミック層の
間に介在させることにより、高弾性率を具備しながら適
度な内部損失が得られ、結果として音圧周波数特性曲線
における高域共振ピークが低く押えられ、中域における
特性曲線の乱れのない、第２次高調波歪が低い中高音用
スピーカに好適な振動板が得られる。

また、本発明によれば、平面状振動板はもとより、曲面
状振動板をも製造することができる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面に基づいて比較例とともに詳
しく説明する。

〈実施例１〉 水を分散媒としたアルミナ濃度６重量％のアルミナゾル
１００重量％に焼結助剤として酢酸マグネシウムをＭｇ
Ｏ換算で０．０５重量％添加した。

更に水溶性バインダとしてポリビニルアルコールをこの
固形分に対して４０重量％添加混合した後、固形分が３
．０重量％のスラリーを調製した。

このスラリーを移動担体である高密度ポリエチレンテー
プ上にドクターブレード法により厚さ１．３ｍｍになる
ようにコーティングした後、乾燥し、スラリーの分散媒
である水を脱離させて厚さ約６０μｍの緻密層用グリー
ンシートを得た。

一方、多孔化し昌くするために焼結助剤を添加しない以
外は上記と同様にして厚さ約６０μｍの多孔質層用グリ
ーンシートを得た。

第１図に示すように、上記多孔質層用グリーンシート１
１の両面に上記緻密質層用グリーンシート１２を非水系
接着剤を介して重ね合わせて接着し、３層に積層された
厚さ約１８０μｍの平面状グリーン成形体１０を得た。

次にこのグリーン成形体１０を半球状の凹形をなす空気
排出孔付き金型の上におき、空気吹込み孔を有する蓋で
この金型を覆った後、空気吹込み孔より高圧空気を吹込
み、空気圧によりグリーン成形体を湾曲させた。グリー
ン成形体１０は第２図に示すようなドーム状グリーン成
形体１５となった。この成形体１５を金型から取出して
焼成炉に入れた。同時に上記多孔質層用グリーンシート
１１と同じ多孔質層用グリーンシートと、上記緻密質層
用グリーンシート１２と同じ緻密質層用グリーンシート
を焼成炉に入れ、これらを１５００℃、１時間、大気圧
下で焼成した。ドーム状グリーン成形体１５から外径６
４ｍｍのドーム状セラミック焼結体を得た。この３層構
造の焼結体の断面の粒子構造を第３図及び第４図に示す
。第３図は１０００倍に拡大した電子顕微鏡写真図、第
４図はその多孔質層をより明確に示すために３５００倍
に拡大した電子顕微鏡写真図である。第３図及び第４図
から明らかなように厚さ約３０μｍの多孔質セラミック
層の両面に厚さ約３０μｍの緻密質セラミック層が一体
的かつ強固に積層焼結していた。

更にドーム状セラミック焼結体を中高音用スピーカの振
動板とした。

緻密質層用グリーンシート単独を焼成して得られた焼結
シートの気孔率を測定したところ０４１〜０．５％の範
囲にあった。このことから３層構造の焼結体のうち緻密
質セラミック層の気孔率も０．１〜０．５％の範囲にあ
ると類推される。

また多孔質層用グリーンシート単独を焼成して得られた
焼結シートの気孔率を測定したところ４５％であった。

このことから３層構造の焼結体のうち多孔質セラミック
層の気孔率も４５％と類推される。

〈比較例１〉 厚さを８０μｍにした以外は実施例１と同様にして緻密
質層用グリーンシートを得た。このグリーンシートを実
施例１と同様に空圧成形し、ドーム状グリーン成形体を
得た。この成形体を金型から取出し、実施例１と同一の
条件で焼成して外径６４ｍｍのドーム状セラミック焼結
体を得た。このセラミック焼結体の気孔率を測定したと
ころ０１〜０．５％の範囲にあった。この焼結体を中高
音用スピーカの振動板とした。

〈物性の測定結果〉 第１表に実施例１及び比較例１で得られた振動板の物性
を示す。また第５図に実施例１及び比較例１で得られた
振動板を備えた中高音用スピーカの出力音圧周波数特性
及び歪特性を示す。図において、実線は実施例１、破線
は比較例１をそれぞれ示す。

第 表 第１表より、実施例１の３層積層構造の振動板は比較例
１の単層構造の振動板と比べて、密度及び重量が小さく
、また音速を一定にしたときの内部損失が適度に大きい
ため、中高音用スピーカの振動板として必要な音速が得
られる。

更に第５図より、実施例１の３層構造のドーム状振動板
は比較例１の単層構造の振動板と比べて、音圧周波数特
性曲線の高域共振ピークが低く押えられ、中域において
比較例１のａ部に示すような特性曲線の乱れがなく、第
２次高調波歪が低いことが判った。この特性曲線は第１
表の物性値からみると、当然予期される結果であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の平面状グリーン成形体の断面図。 第２図は本発明のドーム状グリーン成形体の断面図。 第３図はその多孔質セラミック層の両面に緻密質セラミ
ック層が接着された焼結体の断面の粒子構造を示す電子
顕微鏡写真図。 第４図は第３図を更に拡大した多孔質セラミック層の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真図。 第一５図は実施例１及び比較例１のドーム状振動板をそ
れぞれ備えたスピーカの出力音圧周波数特性図。 １０：平面状グリーン成形体、 １１：多孔質層用グリーンシート、 ：緻密質層用グリーンシート、 １５：ドーム状グリーン成形体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）多孔質セラミック層の両面又は片面に前記セラミッ
   ク層と同一材質の緻密質セラミック層を一体的に積層し
   たスピーカ用振動板であって、前記多孔質セラミック層
   の気孔率が１０〜６０％の範囲にあり、前記緻密質セラ
   ミック層の気孔率が０．０１〜５％の範囲にあることを
   特徴とするスピーカ用振動板。 ２）水を分散媒としたアルミナゾルに焼結助剤と水溶性
   バインダを添加混合して緻密質層用スラリーを調製し、 この緻密質層用スラリーを成膜乾燥して緻密質層用グリ
   ーンシートを成形し、 水を分散媒としたアルミナゾルに焼結助剤を添加せずに
   水溶性バインダを添加混合して多孔質層用スラリーを調
   製し、 この多孔質層用スラリーを成膜乾燥して多孔質層用グリ
   ーンシートを成形し、 前記多孔質層用グリーンシートの両面又は片面に前記緻
   密質層用グリーンシートを接着剤により接着し、 前記接着したグリーンシートを１２００〜 １６００℃で焼成して積層焼結したスピーカ用振動板を
   得るスピーカ用振動板の製造方法。 ３）緻密質層用及び多孔質層用スラリーの成膜がドクタ
   ーブレード法により行われる請求項２記載のスピーカ用
   振動板の製造方法。 ４）緻密質層用グリーンシートを多孔質層用グリーンシ
   ートに接着した後、焼成前に空圧成形によりドーム状に
   形成する請求項２記載のスピーカ用振動板の製造方法。