JPS59161200A - 音響振動板 - 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】 この発明はスピーカ等に使用される音響振動板に関し、
特にベリリウム（以下Ｂｅという）等からなる音響振動
板基体上にケイ素（以下Ｓｉという）もしくはホウ素（
以下Ｂという）の薄膜とダイヤモンドライクカーボン膜
とをその順に形成した３層構造とすることによって、音
響特性を従来よりも格段に向上させた音響振動板を提供
するものである。

Ｂｅ単独もしくは３ｅ合金は、軽−で剛性が大きく、比
ヤング（ヤング率／密度）が極めて高いため、スピーカ
等の音響振動板に最適であることが知られｔいる。この
ようなりｅやＢｅ合金は塩素イオンを含む雰囲気には比
較的弱いため、表面を半導体ＩＣの表面保護に使用□さ
れるＳｉＯや　５ｉ０２でコーティングして音響振動板
に用いるのが通常であるが、ＳｉＯやＳｉ　Ｏ２はｉｅ
と比較して音響特性が著しく劣り、例えば３ｅの音速（
音の伝播速度）が１２０００１　／秒程度以上であるの
に対しＳｉＯの音速は６０００ｍ／秒以下と著しく低い
。

そのためＳｉ　Ｏ９Ｓｉ　Ｏ２の保護膜を形成したＢｅ
振動板は、３ｅ単独の場合と比べて音響特性が劣り、３
ｅ本来の優れた特性が充分に生かされていないのが実情
である。

そこで最近ではＢｅよりも音響特性が優れたダイヤモン
ドライクカーボン膜の薄膜をＢｅの上に形成することが
考えられている。ダイヤモンドライクカーボン膜は、擬
似ダイヤモンドとも称せられるダイヤモンド型炭素成形
物であって、ダイヤモンドに近い結晶構造を有するか、
あるいは物理的性質（特にヤング率、密度、そのほか誘
電率、屈折率、比抵抗率等）がダイヤモンドに近い性質
を有する炭素成形物を意味するが、このようなダイヤモ
ンドライクカーボン膜は音速が１８３００１　／秒に達
し、Ｂｅよりも優れた音響特性を有するから、Ｂｅもし
くは３ｅ合金からなる音響振動板基体の上にダイヤモン
ドライクカーボン膜を形成した音響振動板は極めて良好
な音響特性を示すものと予想されている。しかしながら
実際にはＢｅもしくは３ｅ合金からなる＠動板基体上に
イオン蒸着等によりダイヤモンドライクカーボン膜を生
成させることは相当に困難であって生産性が極めて低い
問題があり、また生成されたダイヤモンドライクカーボ
ン膜の基体に対する付着力が低く、そのため音響振動板
としての動作時における過大な入力や衝撃に対して充分
に耐えることができず、ダイヤモンドライクカーボン膜
が剥離してしまう問題が生じ、また上述のようにダイヤ
モンドライクカーボン膜と振動板基体との付着力が弱く
、両者間が充分に密着されないことが多いため、音響特
性も実際には意図したほど優れたものとならないことが
判明した。またＢｅあるいはＢｅ合金からなる振動板基
体上にＳｉ　Ｏ２もしくはＳｉＯの薄膜を形成し、その
薄膜上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成すること
も考えられるが、この場合も前記同様にダイヤモンドラ
イクカーボン膜の生成が実際には相当に困難であってし
かも生成されたダイヤモンドライクカーボン膜のＳｉＯ
もしくは５１０２薄膜に対する付着力が弱い問題がある
ことが判明した。

上述のようにＢｅもしくはＢｅ合金からなる振動板基体
上、あるいはその上のＳｉＯもしくはＳｉ３− 〇２薄膜上にダイヤモンドライクカーボン膜を生成する
ことが実際には相当に困難であってしかもその付着力が
弱い原因は次のように考えられる。

すなわち、一般にこの種のダイヤモンドライクカーボン
膜はイオン蒸着等の手法によって形成するのが通常であ
り、このイオン蒸着においては基板をスパッタリング装
置のターゲットの部分に配置してこれに負の電圧を印加
するとともにカーボン源としてのメタンガスをスパッタ
リング装置内に供給し、正イオンを加速して基板に付着
させるのであるが、この正イオンの加速エネルギーによ
って基板の膜面でスパッタリングも生じることが明白で
ある。この際のエネルギーに着目すれば、カーボン源と
してのメタンのＣ−Ｈの結合エネルギーは８０．．９ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌであり、一方のメタンのＣ−Ｃ結合エネ
ルギーは１４４　ｋｃａｌ／ｍｏｌであるかう統計的に
見てＨが先にスパッタされ、残りのＣが膜のＣとＣ−Ｃ
結合を作り、ダイヤモンドライクカーボン膜が成長して
いくものと考えられる。しかるに３ｅは極めて酸化し易
いから、Ｂｅもしく４− はＢｅ合金等はその表面に酸化物が存在することが多く
、一方ＳｉＯや５ｉＯ２１１膜はそれ自体が酸化物とな
っている。このように表面に酸化物等の形で酸素が存在
する基板に対してイオン蒸着を行なった場合、ｃ−ｏの
結合エネルギーが１２０ｋｃａｌ／−０１とＣ−Ｃの結
合エネルギーよりも低いため、メタンが分解したＣはＣ
Ｏとなって排気されてしまい、カーボン膜の成長が円滑
に行なわれず、また生成されたカーボン膜もその付着力
が弱いものとなると考えられる。

この発明は以上の事情を背景としてなされた聾ので、生
産性を阻害することなく表面に強い付着力でダイヤモン
ドライクカーボン膜が形成された音響特性の極めて優れ
た音響振動板を実際的に提供することを目的とするもの
である。すなわ少この発明の音響振動板は、１３ｅ等の
金属からなる音響振動板基体上に８１もしくは８からな
る薄膜を形成し、さらにそのＳｉもしくはＢのＩＩＩ上
にダイヤモンドライクカーボン膜を形成したことを特徴
とするものである。

以下、この発明の音響振動板についてさらに詳細に説明
する。

この発明の音響振動板は、例えば第１図、第２図に示す
ように、音響振動板基体１の表面にＳｉもしくはＢから
なる薄１！２をアンダーコート膜として形成し、さらに
そのＳｉもしくはＢの薄膜２上にダイヤモンドライクカ
ーボン膜３を形成したものである。このダイヤモンドラ
イクカーボン膜３は従来技術と同様にイオン蒸着によっ
て形成するのが通常であるが、従来技術とは異なり、ダ
イヤモンドライクカーボン膜３はＳｉもしくはＢの薄膜
２上にイオン蒸着することによって形成される。Ｓｉや
Ｂは音響振動板基体の代表的なものであるＢｅと比較す
れば格段に酸素との親和力が小さく、したがってイオン
蒸着時にそのＳｌもしくはＢの薄膜表面に酸化物が存在
することは少ないから、ダイヤモンドライクカーボン膜
を円滑に成長させ、高い付着力で所望厚さのダイヤモン
ドライクカーボン膜を形成することができる。一方Ｓｉ
もしくはＢの薄膜２自体は蒸着、スパッタリング、ＣＶ
Ｄ法等により音響振動板基体上に高い付着力で形成する
ことができる。したがってこの発明ではアンダーコート
膜としてＳｉもしくはＢの薄膜を形成しておき、その上
にダイヤモンドライクカーボン膜を形成することによっ
て、生産性を阻害することなく高い付着力でダイヤモン
ドライクカーボン膜を形成することが工業的に可能とな
ったのである。

またＳｉもしくはＢはそれぞれその音速が約７０００ｇ
ｎ／秒、約１２０００ｍ　／秒とＳｉＯやＳｉ　Ｏ２の
場合と比べて高く、したがってこれらの薄膜２の介在に
より音響特性を損なうおそれも少ない。

前記音響振動板基体１としては、Ｂｅ　、Ｂｅ合金、チ
タン（以下Ｔｉという）合金、アルミニウム（Ｊ：Ｊ、
１八ｇという）合金等を使用することが音響特性の点か
ら望ましい。そしてこれらのうちでもＢｅもしくはＢｅ
合金を使用することが音響特性から最も望ましく、また
Ｂｅもしくは１３ｅ合金からなる基体１を用いた場合に
この発明の効果が最も有効に発揮される。但しＴｉ合金
やへｇ合金の場合も酸素との親和力がＳｉやＢよりも強
いから、これ７− らの場合もＳｉ、Ｂの薄膜をアンダーコートする効果が
得られる。

ＳｉもしくはＢからなる薄膜２の厚さは、５００〜１０
０００Ａの範囲内とすることが望ましい。

５００Ａ未満では充分な付着力を有したダイヤモンドラ
イクカーボン膜が形成できず、一方１００００人を越え
る厚さとなれば、音響特性が相対的に劣るＳｉ、Ｂの簿
膜が音響振動板全厚みに占める割合が大きくなって音響
特性が低下するおそれがある。

一方ダイヤモンドライクカーボン膜３の厚さは５０００
〜５００００Ａの範囲内の厚みとすることが望ましい。

５０００Ａ未満ではダイヤモンドライクカーボン膜の形
成による音響特性向上の効果が充分に得られず、一方５
ｏｏｏｏＡを越えて厚くしてもそれ以上効果が増大しな
いばかりか、イオン蒸着に長時間を要するようになって
コスト上昇を招く。

第３図には、この発明の音響振動板と従来の音響振動板
の周波数特性を比較して示す。ここでこ８− の発明の音響振動板としては、２５９１の厚さのＢｅ製
振動板基体上に１０００Ａの厚さの５ｉｉｉｌ膜を形成
し、さらにその上にダイヤモンドライクカーボン膜を９
０００人の厚さで形成したものを用い、また従来の音響
振動板としては同じく２５声の厚さのＢｅ製振動板基体
上にＳｉＯ膜を１００ＯＯＡの厚さで形成したものを用
いた。第３図から明らかなように、この発明の音響振動
板は従来のＳｉＯコーティング３ｅ振動板と比較して、
高音域限界が伸長され、しかも音圧レベルが向上して変
換効率が改善されたことが認められる。

以下にこの発明の実施例を示す。

実施例１ Ｂｅｌｌの振動板基体上にＳｉを５０００Ａの厚みで蒸
着し、さらにその上にイオン蒸着によって２声の厚さの
ダイヤモンドライクカーボン膜を形成してスピーカ用振
動板とした。この振動板の音響特性を調べたところ、極
めて優れていることが確認され、またダイヤモンドライ
クカーボン膜の付着力も充分にあることが確認された。

実施例２ 実施例１におけるＳｉに代えてＢを用いた点以外は実施
例１と同様にしてスピーカ用振動板を作成した。その振
動板はアンダーコートの薄膜としてＳｉを用いた場合（
実施例１）とほぼ同等の音響特性、付着力が得られるこ
とが確認された。

実施例３ 八ｇをドーム状にプレス成型してなる振動板基体上に５
ｉｌｉＩ膜をスパッタリングによって２０００Ａの厚さ
で形成し、その上にイオン蒸着により１ＪｊＩ１１厚さ
のダイヤモンドライクカーボン膜を形成して、ドーム型
振動板とした。その振動板の音響特性を調べたところ、
高音域の伸びに優れた良好なものであることが確認され
、またダイヤモンドライクカーボン膜の付着力も高いこ
とが判明した。

実施例４ 実施例３におけるＳｉに代えて８を用いた点以外は実施
例３と同様にしてドーム型摂動板を作成した。この振動
板の音響特性および付着力も実施例３の場合とほぼ同等
であることが確認された。

以上の説明で明らかなようにこの発明の音響振動板はＢ
ｅ等からなる振動板基体上にＳｉもしくはＢの薄膜をア
ンダーコートし、その上にダイヤモンドライクカーボン
膜を形成したものであるから、表面のダイヤモンドライ
クカーボン膜の付着力が強く、したがって使用時におけ
る過大な入力や衝撃に対して充分に耐えることができ、
またその製造にあたってはダイヤモンドライクカーボン
膜を能率良く円滑に生成することができる。またこの発
明の音響振動板は従来のＳｉＯやＳｉ　Ｏ２を３ｅ等の
振動板基体上にコーティングした振動板と比較して高音
の伸びが良好であり、しかも音圧レベルが高く、変換効
率が優れる等、音響特性も極めて優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の音響振動板の一例を示す縦断面図、
第２図は第１図のＡ部の拡大図、第３図はこの発明の音
響振動板と従来の音響振動板の周波数−音圧レベル特性
を比較して示す縮図である。 １１− １・・・音響振動板、　２・・・ＳｉもしくはＢの薄膜
、３・・・ダイヤモンドライクカーボン膜。 出願人　　日本楽器製造株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ばか１名） １２−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属製音響振動板基体の上に、ケイ素もしくはホ
   ウ素からなる薄膜が形成され、さらにその薄膜上にダイ
   ヤモンドライクカーボン膜が形成されていることを特徴
   とする音響振動板。
2. （２）前記音響振動板基体かベリリつム、ベリリウム合
   金、チタン合金、アルミニウム合金のうちから選ばれた
   金属で構成されている特許請求の範囲第１項記載の音響
   振動板。
3. （３）前記薄膜が５００人〜１００００人の範囲内の厚
   みで形成されている特許請求の範囲第１項記載の音響振
   動板。
4. （４）前記ダイヤモンドライクカーボン膜がｓｏｏ。 る特許請求の範囲第１項記載の音響振動板。