JPH07203584A - スピーカの振動板 - Google Patents

スピーカの振動板

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JPH07203584A
JPH07203584A JP35191293A JP35191293A JPH07203584A JP H07203584 A JPH07203584 A JP H07203584A JP 35191293 A JP35191293 A JP 35191293A JP 35191293 A JP35191293 A JP 35191293A JP H07203584 A JPH07203584 A JP H07203584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
airgel
speaker diaphragm
speaker
aerogel
Prior art date
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Pending
Application number
JP35191293A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Ito
藤 弘 明 伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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  • Silicon Compounds (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピーカ振動板の軽量化、均質化、高剛性化
を図る。 【構成】 スピーカ振動板10は、全体がエアロゲル1
2で円錐状に構成されている。エアロゲル12の材料と
しては、SiO2 ,Al2 3 ,TiO3 等がスピーカ
振動板として良好な特性が得られ、これを単独であるい
はこれらを混合して、または他の材料を混合したものが
用いられている。エアロゲル12は、エアロゲルの通常
の製法で作られ、数nm粒のエアロゲル材料微粒子が網目
状に結合して数10nm〜数100nmの空泡を形成し、比
重は0.5g/cm3 以下に作られている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スピーカの振動板に
関し、振動板の軽量化、均質化、高剛性化等を図ったも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来のスピーカの振動板には、紙製のコ
ーン形振動板、アルミニウムのハニカム構造の平面形振
動板、発泡層を持った平面形振動板等があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】紙製の振動板は剛性が
低い点で問題があった。また、アルミニウムのハニカム
構造のものは、ハニカムコア上にスキン材を直接貼り合
わせると、スキン材はハニカムコアの六角の辺部分での
み支えられるため、スキン材が局部的に共振することが
ある。このため、ハニカムコアの共振防止のためにハニ
カムコアとスキン材の間にダンピング材等が必要とな
り、重量が重くなる欠点があった。また、発泡層を持つ
ものでは、発泡層の均質化が困難であるため、品質を均
質化するのが難しかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のスピーカ
の振動板は、エアロゲルを主材料としてなるものであ
る。
【0005】請求項2記載のスピーカの振動板は、前記
エアロゲルの比重が0.5g/cm3以下であることを特
徴とするものである。
【0006】請求項3記載のスピーカの振動板は、前記
エアロゲルがSiO2 ,Al2 3,TiO3 の単独成
分または混合成分からなることを特徴とするものであ
る。
【0007】請求項4記載のスピーカの振動板は、前記
エアロゲルをコア材として、その表面に高剛性材料から
なるスキン材を直接または間接に貼り合わせてなるもの
である。
【0008】請求項5記載のスピーカの振動板は、前記
エアロゲルの内部に高剛性材料を混在させてなるもので
ある。
【0009】請求項6記載のスピーカの振動板は、前記
高剛性材料がFRPまたはFRTP(Fiber Reinforced
Thermo Plastics)からなることを特徴とするものであ
る。
【0010】
【作用】湿潤ゲル体(ゼリー)は固相が三次元網目構造
をなし、隙間を液体が満たした構造をもつ。これを大気
圧下での加熱、常温での減圧といった通常の方法で乾燥
させると、網目構造の隙間に生じる気液界面での表面張
力により網目構造は収縮、破壊を受けてしまいキセロゲ
ルとなる。しかし、ゼリーを高圧容器内でその液体物質
中に浸し、液体の臨界点を超える温度・圧力条件として
液体を全て超臨界流体としてから除去を行うと、気液界
面が生じないので収縮を起こさせずに乾燥できる。この
超界面乾燥法によって作製される多孔質体がエアロゲル
である。エアロゲルは気孔率がきわめて大きく(例えば
95%以上)、密度が小さい(例えば0.1g/cm3
性質を有する。
【0011】したがって、エアロゲルを主材料とした請
求項1記載の発明によれば、軽量で均質なスピーカの振
動板が得られる。
【0012】請求項2記載の発明によれば、エアロゲル
の比重を0.5g/cm3 以下と軽くしたので、振動板を
比較的厚く構成できる。したがって、剛性を上げること
ができ、共振周波数を高音域にすることができる。
【0013】請求項3記載の発明によれば、エアロゲル
をSiO2 ,Al2 3 ,TiO3の単独成分または混
合成分で構成することにより、スピーカ振動板として好
ましい音響特性を得ることができる。
【0014】請求項4記載の発明によれば、エアロゲル
をコア材としてその表面に高剛性材料からなるスキン材
を直接にまたは間接に貼り合わせたので、剛性を高める
ことができる。
【0015】請求項5記載の発明によれば、エアロゲル
の内部に高剛性材料を混入したので、剛性を高めること
ができる。
【0016】請求項6記載の発明によれば、エアロゲル
の表面に貼り合わせあるいは内部に混入させる高剛性材
料をFRPまたはFRTPで構成したので軽量かつ高剛
性のスピーカ振動板を得ることができる。
【0017】
【実施例】
(実施例1)この発明の一実施例を図1に示す。ここで
はこの発明をコーン形スピーカの振動板として構成した
場合について示す。図1において、(a)はこの発明が
適用されたスピーカ振動板10の全体構成を示したも
の、(b)はその一部を切断して拡大して示したもので
ある。このスピーカ振動板10は、全体がエアロゲル1
2で円錐状に構成されている。エアロゲル12の材料と
しては、SiO2 ,Al2 3 ,TiO3 等がスピーカ
振動板として良好な特性が得られるので好ましく、これ
を単独であるいはこれらを混合して、またはこれら単独
材料あるいは混合材料にさらに他の材料を混合したもの
が用いられている。エアロゲル12は、エアロゲルの通
常の製法で作られ、数nm粒のエアロゲル材料微粒子が網
目状に結合して数10nm〜数100nmの空泡を形成し、
比重は0.5g/cm3 以下に作られている。
【0018】このスピーカ振動板10によれば、軽量で
均質なスピーカ振動板が得られる。また、比重が0.5
g/cm3 以下なので、比較的厚く構成でき、これにより
比較的高い剛性を得ることができ、共振周波数を高音域
にすることができる。なお、エアロゲルの欠点である吸
湿性を補うために、上下両面に防湿のためのコーティン
グを施すこともできる。
【0019】(実施例2)この発明の他の実施例を図2
に一部を切断して拡大した状態で示す。このスピーカ振
動板14は、図1のエアロゲル12をコア材としてその
上下両面に高剛性材料としてFRPまたはFRTP等の
薄いフィルムで構成されたスキン材16,18を貼り合
わせたものである。FRP、FRTP以外にもボロン蒸
着のチタン箔、アルミ合金箔などを用いることもでき
る。
【0020】これによれば、高剛性のスキン材16がエ
アロゲルの欠点であるとされる強度不足を補うととも
に、振動板の剛性を高めることができる。また、スキン
材16,18が防湿性のものであれば、エアロゲルの欠
点である吸湿性を補うことができる。また、この実施例
のようにエアロゲル12からなるコア材にスキン材16
を直接貼り合わせるようにしてもスキン材16はコア材
12に全面で支えられるので、スキン材が局部的に共振
するのが防止される。したがって、ハニカムコア製振動
板のようにコアとスキン材との間にダンピング材を挾み
込む必要は必ずしもなくなり、軽量化することができる
(ただし、この発明は、コア材とスキン材を直接貼り合
わせる構造だけでなく、それらの間にダンピング材その
他を介在させる構成も取り得る。)。
【0021】図2のスピーカ振動板の製作方法の一例に
ついて説明する。ここでは、スキン材に熱可塑性マトリ
クス樹脂(FRTP)を用いるものとする。 (1) シリカエアロゲルコア材の作製 原料としてTEOS〔Si(OC2 5 4 〕(テトラ
エチルオルソシリケート)を用い、これをエタノールで
稀釈し、触媒としてアンモニア水とフッ化アンモニウム
水溶液の混合液を加え、振動板形状の型に注入し、10
時間加水分解による反応を進め、シリカのアルコゲル振
動板を得た。尚、この時の型はゲル乾燥時のゲル収縮を
考え、最終形状よりも大きく作ってある。
【0022】その後、アルコゲルをエタノール中で30
時間エージングを行ない、ゲル中のアンモニア等を取り
除いた後、オートクレーブ中で超臨界乾燥を行ない、シ
リカのエアロゲル振動板を得た。その時のゲルは収縮
し、体積にしてアルコゲルの約60%となっており、密
度は0.15g/cm3 であった。 (2) スキン材成形 アラミド繊維の織物にポリカーボネートを付け、加熱、
加圧し、FRTP製のスキン材を得る。この場合、スキ
ン材であるので、一般的にアラミド繊維のFRP振動板
よりも薄くてもよい。 (3) 接 合 上記(1),(2) で作製したコア材(エアロゲル)、スキン
材(アラミドFRTP)を重ね、型内に入れ、加熱、加
圧(200℃、5kg/cm2 )で1時間放置し、徐冷す
る。加熱、加圧によりスキン材の熱可塑性樹脂の一部が
接着剤となって両者を接着し、完成品を得る。スキン材
との接合力が弱い場合は、シランカップリング材等を間
に付ける事も可能である。
【0023】なお、スキン材として熱硬化マトリクス樹
脂(FRP)を用いる場合は、スキン材をFRPで振動
板形状に成形後、熱硬化樹脂を接着剤として塗布し、コ
ア材(エアロゲル)と重ねて型に入れ、加熱、加圧して
接着する。
【0024】図2のスピーカ振動板14の周波数特性を
従来のアルミニウム製ハニカムコア振動板と対比して図
3に示す。ここで用いた図2のスピーカ振動板14の構
造は次のとおりである。 ・ 振動板全体の寸法:直径160mm、厚さ5.2mm、
重さ10g ・ コア材部分:シリカエアロゲル、厚さ5mm、比重
0.15g/cm3 、重さ7.5g ・ スキン材部分:アラミドFRTP、厚さ0.1mm×
2枚、重さ2.5g ・ 接合方法:加熱、加圧による接着 図3によれば、ハニカムコアの場合は、比較的低い周波
数で共振が起こりやすく、周波数特性上で鋭いピークが
生じるが、図2の振動板14ではスキン材16,18が
エアロゲル12の全面で支えられているため、局部的な
共振が起こりにくく広い周波数範囲にわたって比較的フ
ラットな特性が得られる。
【0025】なお、スキン材はエアロゲル12の両面で
なく、片面にのみ設けてもよい。この場合、他面に防湿
のためのコーティングを施すこともできる。
【0026】(実施例3)この発明の他の実施例を図4
に一部を切断した状態で示す。このスピーカ振動板20
は、図1のエアロゲル12内に高剛性材料として強化繊
維22を混入させたものである。強化繊維22は、エア
ロゲル作成のゲル化前(液体時)にカップリング材(結
合強化材)を付けた後に分散させて混入することができ
る。
【0027】このスピーカ振動板20によれば、前記図
2のスピーカ振動板14と同様に、強化繊維22がエア
ロゲル12の欠点であるとされる強度不足を補うととも
に、振動板の剛性を高めることができる。なお、強化繊
維22に代えて針状セラミック等を混入させることもで
きる。また、エアロゲル12の上下両面に防湿のための
コーティングをすることもできる。また、図2の実施例
と組み合わせてスキン材16,18を表面に貼り合わせ
ることもできる。
【0028】(実施例4)この発明の他の実施例を図5
に一部を切断した状態で示す。このスピーカ振動板24
は、エアロゲル12の中に高剛性材料としてFRPまた
はFRTPの薄いフィルム26を挾み込んで混在させる
ことにより、エアロゲル12の欠点であるとされる強度
不足を補うとともに、振動板の剛性を高めたものであ
る。なお、上下のエアロゲル12の表面に防湿のための
コーティングをすることもできる。
【0029】なお、前記各実施例ではこの発明をコーン
形スピーカの振動板に適用した場合について示したが、
平面形振動板その他の形式のスピーカ振動板にも適用す
ることができる。また、図2の実施例と組み合わせてス
キン材16,18を表面に貼り合わせることもできる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、エアロゲルを主材
料とした請求項1記載の発明によれば、軽量で均質なス
ピーカの振動板が得られる。
【0031】請求項2記載の発明によれば、エアロゲル
の比重を0.5g/cm3 以下と軽くしたので、振動板を
比較的厚く構成できる。したがって、剛性を上げること
ができ、共振周波数を高音域にすることができる。
【0032】請求項3記載の発明によれば、エアロゲル
をSiO2 ,Al2 3 ,TiO3の単独成分または混
合成分で構成することにより、スピーカ振動板として好
ましい音響特性を得ることができる。
【0033】請求項4記載の発明によれば、エアロゲル
をコア材としてその表面に高剛性材料からなるスキン材
を直接にまたは間接に貼り合わせたので、剛性を高める
ことができる。
【0034】請求項5記載の発明によれば、エアロゲル
の内部に高剛性材料を混入したので、剛性を高めること
ができる。
【0035】請求項6記載の発明によれば、エアロゲル
の表面に貼り合わせあるいは内部に混入させる高剛性材
料をFRPまたはFRTPで構成したので軽量かつ高剛
性のスピーカ振動板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例を示す斜視図および一部
切断拡大図である。
【図2】 この発明の第2実施例を示す一部切断拡大図
である。
【図3】 図2のスピーカ振動板14の周波数特性図で
ある。
【図4】 この発明の第3実施例を示す一部切断拡大図
である。
【図5】 この発明の第4実施例を示す一部切断拡大図
である。
【符号の説明】
10,14,20,24 スピーカの振動板 12 エアロゲル 16 スキン材(高剛性材料) 22 強化繊維(高剛性材料) 26 高剛性フィルム(高剛性材料)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エアロゲルを主材料としてなるスピーカの
    振動板。
  2. 【請求項2】前記エアロゲルの比重が0.5g/cm3
    下であることを特徴とする請求項1記載のスピーカの振
    動板。
  3. 【請求項3】前記エアロゲルがSiO2 ,Al2 3
    TiO3 の単独成分または混合成分からなることを特徴
    とする請求項1または2記載のスピーカの振動板。
  4. 【請求項4】前記エアロゲルをコア材としてその表面に
    高剛性材料からなるスキン材を貼り合わせてなる請求項
    1〜3のいずれかに記載のスピーカの振動板。
  5. 【請求項5】前記エアロゲルの内部に高剛性材料を混在
    させてなる請求項1〜4のいずれかに記載のスピーカの
    振動板。
  6. 【請求項6】前記高剛性材料がFRPまたはFRTPか
    らなることを特徴とする請求項4または5記載のスピー
    カの振動板。
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