JPS63226198A - Acoustic diaphragm - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
この発明は、スピーカ用の振動板に係り、特に、ツイー
タやスコーカ用スピーカの振動板として最適な音響用振
動板に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a diaphragm for a speaker, and particularly to an acoustic diaphragm that is optimal as a diaphragm for a tweeter or a squawker speaker.
(ロ)従来技術
従来より使用されている音響用振動板としては、例えば
、セルロース繊維と熱硬化型樹脂を配合し、シート状に
したグリーンシートを作成し、金型により、振動板形状
に加熱成形した後、数百度の第一次炭素化と、壬数百度
の本焼成により、炭素原子を六環状の原子配列としたグ
ラファイト構造を持つ音響用振動板が知られている。(B) Conventional technology Conventionally used acoustic diaphragms include, for example, a green sheet made from a mixture of cellulose fibers and thermosetting resin, which is then heated in a mold to form a diaphragm shape. After molding, an acoustic diaphragm is known that has a graphite structure in which carbon atoms are arranged in a hexacyclic atomic arrangement through primary carbonization for several hundred degrees and final firing for several hundred degrees.
このグラファイト振動板は、ヤング率Eと密度ρの比(
E/ρ)である比弾性率を高める上で有効であり、ピス
トン振動する周波数を高め、高域周波数再生限界を拡大
することができる。This graphite diaphragm has a ratio of Young's modulus E to density ρ (
This is effective in increasing the specific modulus of elasticity (E/ρ), increasing the frequency at which the piston vibrates, and expanding the high frequency reproduction limit.
(ハ)発明か解決しようとする問題点
しかし、上記した従来のものにおいては、加熱による炭
素原子の組み替えを行なうため、原子の配列構造に限界
を生じスピーカ振動板として、その内部損失である t
anδが小さく、ヤング率Eと密度ρの比(E/ρ)も
充分でないため、高音域における共振が著しいという問
題点があった。(c) Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned conventional device, since the carbon atoms are rearranged by heating, there is a limit to the arrangement structure of the atoms, and the problem is the internal loss when used as a speaker diaphragm.
Since an δ is small and the ratio of Young's modulus E to density ρ (E/ρ) is not sufficient, there is a problem in that resonance is significant in the high frequency range.
また、焼成によるため、振動板表面は粗雑となり、研摩
仕上げを必要とするなど、量産性に欠けるという問題点
があった。Furthermore, since the diaphragm is fired, the surface of the diaphragm becomes rough and requires polishing, which makes it difficult to mass-produce.
この発明は、上記した点に鑑みてなされたものであって
、振動板基材を焼成により作成したガラス状カーボンに
表面層を形成し、ヤング率Eと密度ρの比(E/ρ)な
らびに、内部損失(janδ)の性能改善を目的とし、
さらに、外観上の欠点をも解消した音響用振動板を提供
することにある。This invention was made in view of the above points, and a surface layer is formed on glassy carbon made by firing the diaphragm base material, and the ratio of Young's modulus E to density ρ (E/ρ) , aiming to improve the performance of internal loss (janδ),
Furthermore, it is an object of the present invention to provide an acoustic diaphragm that eliminates defects in appearance.
(ニ)問題を解決するための手段
この発明に係る音響用振動板は、カラス状カーボン製振
動板基材の片面、もしくは両面へ、ダイヤモンドと、非
晶質炭素(C)、炭化チタニウム(Tie) 、炭化珪
素(Sin) 、炭化硼素(84G) 、および炭窒化
硼素(BNG)の炭素化合物からなる表面層を、反応性
イオンブレーティング法を用いて形成したものである。(d) Means for solving the problem The acoustic diaphragm according to the present invention has diamond, amorphous carbon (C), titanium carbide (Tie) on one or both sides of the glass-like carbon diaphragm base material. ), a surface layer made of a carbon compound of silicon carbide (Sin), boron carbide (84G), and boron carbonitride (BNG) was formed using a reactive ion blating method.
(ホ)作用
ガラス状カーボン製振動板基材の表面に、ダイヤモンド
と、非晶質炭素などの炭素化合物からなる表面層を形成
し、ドーム型等のスピーカ用の振動板を成形して得る。(E) Function A surface layer consisting of diamond and a carbon compound such as amorphous carbon is formed on the surface of a glass-like carbon diaphragm base material, and a diaphragm for a speaker such as a dome shape is formed.
このようにして得た振動板は、その密度が、例えば、1
.51X 10’ Kg/m3となり、表面層は著しく
薄くても充分な効果が得られるから、軽量で内部損失も
増加し、スピーカの高域特性に極めて優れた特性を有す
る振動板を得ることができる。The diaphragm obtained in this way has a density of, for example, 1
.. 51X 10' Kg/m3, and a sufficient effect can be obtained even if the surface layer is extremely thin, making it possible to obtain a diaphragm that is lightweight, has increased internal loss, and has extremely excellent high-frequency characteristics for speakers. .
(へ)実施例
この発明に係る音響用振動板の実施例を第1図乃至第4
図に基づいて説明する。(f) Examples Examples of the acoustic diaphragm according to the present invention are shown in Figures 1 to 4.
This will be explained based on the diagram.
第1図はドーム型の音響用振動板の断面図を示すもので
、ガラス状カーボン製の振動板1の両面へ、表面層1a
、lbをそれぞれ形成した実施例を示すものである。第
2図は他の実施例を示すドーム型の音響振動板の断面図
で、ガラス状カーボン製の振動板1の片面へ、表面層1
aを形成したものである。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a dome-shaped acoustic diaphragm.
, lb are respectively formed. FIG. 2 is a sectional view of a dome-shaped acoustic diaphragm showing another embodiment.
It is formed by a.
第3図はこの発明の音響振動板を形成する際に用いた反
応性イオンブレーティング装置の概略構成図を示すもの
である。第4図はこの発明に係る音響振動板と従来の音
響振動板とを比較した周波数特性図である。FIG. 3 shows a schematic diagram of a reactive ion brating device used in forming the acoustic diaphragm of the present invention. FIG. 4 is a frequency characteristic diagram comparing the acoustic diaphragm according to the present invention with a conventional acoustic diaphragm.
この第1図および第2図に示す実施例は、ドーム型の振
動板で、ガラス状カーボン製振動板基材1の両面(第1
図)、もしくは、片面(第2図)にダイヤモンドと非晶
質炭素をはじめとする、炭化チタニウム、炭化珪素、炭
化硼素、および炭窒化硼素の炭化化合物からなる表面層
1a、lbを、反応イオンブレーティング法により形成
したものである。The embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a dome-shaped diaphragm, and both surfaces (the first
(Fig. 2), or surface layers 1a, lb consisting of carbide compounds of titanium carbide, silicon carbide, boron carbide, and boron carbonitride, including diamond and amorphous carbon, are coated with reactive ions on one side (Fig. 2). It was formed by a brating method.
以下、表面層1a、Ibを形成する素材として、ダイヤ
モンドと、非晶質炭素を用いた場合の実施例を説明する
。Hereinafter, an example will be described in which diamond and amorphous carbon are used as materials for forming the surface layers 1a and Ib.
振動板の基材としてガラス状カーボン製振動板基材1を
用いることは周知の方法である。しかし、その音響特性
は素材および焼成する条件で異なるため、実施は次の条
件で行なった。It is a well-known method to use a glass-like carbon diaphragm base material 1 as a diaphragm base material. However, since the acoustic characteristics differ depending on the material and firing conditions, the experiment was carried out under the following conditions.
■セルロース繊維;溶融 クラフト紙
■繊 維 長;5〜IOm/m
■熱硬化性樹脂:フェノール樹脂
■配合比率;
セルロース繊維炭化物/熱硬化性樹脂炭化物=30/1
00
■素材形状:シート状 厚さ50μm
■成 形;
ドーム形状 150°c、50にg、10分間加熱■第
一次焼成;350°C昇温速度1.5°C/時間■第二
次焼成;1+00°C昇温速度50°C/時間■零 囲
気;アルゴン
上記の条件でガラス状カーボン製振動板基材1を作成し
、この基板1の両面または片面に、第3図に示すような
反応性イオンブレーティング装置を用いて、ダイヤモン
ドと非晶質炭素とからなる表面層1a、Ibを形成した
。■Cellulose fiber; melted kraft paper ■Fiber length: 5~IOm/m ■Thermosetting resin: phenolic resin ■Blending ratio: Cellulose fiber carbide/thermosetting resin carbide = 30/1
00 ■Material shape: Sheet-like thickness 50μm ■Forming: Dome shape Heating at 150°C, 50g, 10 minutes ■First firing: 350°C heating rate 1.5°C/hour ■Second Firing: 1+00°C, heating rate: 50°C/hour ■Zero Air: Argon A glassy carbon diaphragm substrate 1 was prepared under the above conditions, and the glass-like carbon diaphragm substrate 1 was coated on both or one side of the substrate 1 as shown in FIG. Surface layers 1a and Ib made of diamond and amorphous carbon were formed using a reactive ion blating device such as the above.
第3図に示す反応性イオンブレーティング装置は、真空
槽2内にルツボ4.プローブ6、フィラメント7、シャ
ッタ8等を備え、窒素、アルゴン等のガスが導入口9か
ら送り込まれている。1は表面層1a、lbを形成する
ガラス状カーボン製振動板基材、5はルツボ4にセット
された表面層la、lb用の蒸発素材(この場合はグラ
ファイト)である。The reactive ion blating apparatus shown in FIG. 3 includes a crucible 4. It is equipped with a probe 6, a filament 7, a shutter 8, etc., and gases such as nitrogen and argon are fed through an inlet 9. 1 is a glass-like carbon diaphragm base material forming the surface layers 1a and 1b, and 5 is an evaporation material (graphite in this case) for the surface layers la and lb set in the crucible 4.
この第3図に示す反応性イオンブレーティング装置を用
いて表面層1a、lbを作成する際の条件は次の通りで
ある。The conditions for forming the surface layers 1a and 1b using the reactive ion blating apparatus shown in FIG. 3 are as follows.
■ガラス状カーボン製振動板基材1を洗浄し、表面層が
その基材1の両面に形成されるようにセットする。(2) Clean the glassy carbon diaphragm base material 1 and set it so that a surface layer is formed on both sides of the base material 1.
■真空排気; 1O−6Torr以下■イオンボンバ
ード:
アルゴン零囲気5X 1O−2Torr500V (
DC)
10分間
0反応性イオンブレーティング;
蒸発源 グラファイト 99.9%
電子銃 lOにW
反応ガス 窒素ガス(N2)
アルゴンと窒素混合ガス圧5x 10−’ Torr混
合比率 1:2
蒸発速度 200(入)7分
■表面層; 厚さ 8000 (入)
■冷 却;自然冷却 30分放置
なお、上記反応性イオンプレーテインク工程を用いて形
成した表面層は、電子線回折と光電子分光の分析の結果
、ダイヤモンドと非晶質炭素とからなり、含有する水素
は極めて微量であった。■Vacuum evacuation; 1O-6 Torr or less ■Ion bombardment: Zero argon atmosphere 5X 1O-2 Torr500V (
DC) 10 minutes 0 reactive ion brating; Evaporation source Graphite 99.9% Electron gun 1O to W Reaction gas Nitrogen gas (N2) Argon and nitrogen mixed gas pressure 5x 10-' Torr Mixing ratio 1:2 Evaporation rate 200 ( ■Surface layer; Thickness 8000 (In) ■Cooling; Natural cooling Leave for 30 minutes.The surface layer formed using the above reactive ion plate ink process was analyzed by electron beam diffraction and photoelectron spectroscopy. As a result, it was found to be composed of diamond and amorphous carbon, and contained an extremely small amount of hydrogen.
上記実施例による音響的な物理定数を示すと次次に、音
響用振動板の具体的製造過程を説明する。After showing the acoustic physical constants according to the above embodiments, the specific manufacturing process of the acoustic diaphragm will be explained next.
まず、ガラス状カーボン製振動板基材1に対する反応性
イオンプレーディング加工は、厚さ50μのガラス状カ
ーボン製振動板基材1を洗浄し、第3図に示す反応性イ
オンプレーテインク装置の真空槽2内を、1O−6To
rrに減圧した後、1O−2Torrアルゴン零囲気中
にて、直流500vでアルゴンイオン照射を行なう。蒸
着は、真空度5X10−’ Torr (アルゴン+
窒素;混合ガス)においておこなわれる。First, in the reactive ion plating process for the glassy carbon diaphragm substrate 1, the glassy carbon diaphragm substrate 1 with a thickness of 50 μm is cleaned, and then the reactive ion plating process shown in FIG. 3 is performed. Inside the vacuum chamber 2, 1O-6To
After reducing the pressure to rr, argon ion irradiation is performed at 500 V DC in a zero argon atmosphere of 10-2 Torr. Vapor deposition was performed at a vacuum level of 5X10-' Torr (argon +
Nitrogen; mixed gas).
このようにして、ガラス状カーボン製振動板基材1の表
面に、ダイヤモンドと非晶質炭素とからなる表面層1a
、lbが形成され、自然冷却後、ドーム型の振動板が完
成する。なお、コーン型、平面型等の場合も同様に形成
することができる。In this way, a surface layer 1a made of diamond and amorphous carbon is formed on the surface of the glassy carbon diaphragm base material 1.
, lb are formed, and after natural cooling, a dome-shaped diaphragm is completed. Note that a cone type, a flat type, etc. can also be formed in the same manner.
こうして得たドーム型の振動板は、薄く軽量で、かつ内
部損失も増加することから、第4図に示すように、従来
のスピーカの高域周波数特性■に比べ、この発明に係る
ドーム型振動板の高域周波数特性◎のように高音域特性
の極めて優れた振動板を得ることができる。The dome-shaped diaphragm obtained in this way is thin and lightweight, and has an increased internal loss. High-frequency characteristics of the plate A diaphragm with extremely excellent high-frequency characteristics as shown in ◎ can be obtained.
なお、表面層1a、lbの形成する方法として、上述し
た実施例の他に、次のような方法が考えられる。In addition to the above-mentioned embodiments, the following methods can be considered as methods for forming the surface layers 1a and 1b.
■真空蒸着法を用い炭素化合物からなる表面層を形成す
る方法。■A method of forming a surface layer made of carbon compounds using vacuum evaporation.
■化学的蒸着(C,V、D )法を用い炭素化合物から
なる表面層を形成する方法。(2) A method of forming a surface layer made of a carbon compound using a chemical vapor deposition (C, V, D) method.
■無電解メッキ法を用い炭素化合物からなる表面層を形
成する方法。■A method of forming a surface layer made of carbon compounds using electroless plating.
■プラズマ容射法を用い炭素化合物からなる表面層を形
成する方法。■A method of forming a surface layer made of carbon compounds using plasma radiation method.
■振動板基材の焼成温度を高めガラス状カーボン中の結
晶成分を増加させる方法。■A method of increasing the firing temperature of the diaphragm base material to increase the crystalline component in the glassy carbon.
(ト)発明の効果
この発明に係る音響用振動板によれば、低密度のガラス
状カーボン製振動板基材に、ダイヤモンドと非晶質炭素
の炭素化合物からなる表面層を形成したから、音響定数
の大幅な向上により、高音域における周波数特性の改善
を図ることができる。(G) Effects of the Invention According to the acoustic diaphragm of the present invention, since a surface layer made of a carbon compound of diamond and amorphous carbon is formed on a low-density glassy carbon diaphragm base material, By significantly improving the constant, it is possible to improve frequency characteristics in the high frequency range.
その結果、特に、ツイータ用、スコーカ用スピーカの振
動板として優れた効果を発揮する。また、振動板基材の
表面は、炭素化合物からなる表面層で覆われるため、振
動板基材のピンホールを特別な処理無しで防止すること
ができる等、振動板の製造工程の簡素化を図ることがで
きる。このように、量産性についても良好であることか
らコストを」二げることなく優れた効果のある振動板を
提供することができる。さらに、振動板基材と表面層と
もに、熱膨張率の等しい炭素系セラミックスで構成して
いるから、振動板を形成する両者間の密着性が著しく優
れている。As a result, it is particularly effective as a diaphragm for tweeter and squawker speakers. In addition, since the surface of the diaphragm base material is covered with a surface layer made of a carbon compound, pinholes in the diaphragm base material can be prevented without special treatment, simplifying the diaphragm manufacturing process. can be achieved. As described above, since mass productivity is also good, it is possible to provide a diaphragm with excellent effects without reducing costs. Furthermore, since both the diaphragm base material and the surface layer are made of carbon-based ceramics having the same coefficient of thermal expansion, the adhesion between the two forming the diaphragm is extremely excellent.
第1図乃至第4図は、この発明の実施例を示すもので、
第1図および第2図は、ドーム型振動板の断面図、第3
図は表面層を形成する際に用いる反応性イオンブレーテ
ィング装置の概略構成図である。第4図はこの発明に係
る音響用振動板と従来の音響用振動板と高域周波数特性
を比較した特性図である。
l:カラス状カーホン製振動板基材
la、lb;表面層
2:真空槽 3:電子ビーム
4ニルツボ
5:蒸発材(実施例:ダラファイト)
6;プローブ 7:フイラメント8:シャッタ
9:導入口
特許出願人 株式会社ケンウッド
第1図
13日1 to 4 show embodiments of this invention,
Figures 1 and 2 are cross-sectional views of the dome-shaped diaphragm;
The figure is a schematic diagram of a reactive ion blating apparatus used in forming the surface layer. FIG. 4 is a characteristic diagram comparing the high frequency characteristics of the acoustic diaphragm according to the present invention and a conventional acoustic diaphragm. 1: Glass-shaped carphone diaphragm base material la, lb; Surface layer 2: Vacuum chamber 3: Electron beam 4 Nil pot 5: Evaporation material (Example: Daraphite) 6: Probe 7: Filament 8: Shutter
9: Introductory patent applicant Kenwood Co., Ltd. Figure 1 13th
Claims (1)
ダイヤモンドと、非晶質炭素、炭化チタニウミ、炭化珪
素、炭化硼素、および炭窒化硼素の炭素化合物からなる
表面層を形成したことを特徴とする音響用振動板。To one or both sides of the glassy carbon diaphragm base material,
An acoustic diaphragm comprising a surface layer made of diamond and a carbon compound of amorphous carbon, titanium carbide, silicon carbide, boron carbide, and boron carbonitride.
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JP5795187A JPS63226198A (en) | 1987-03-14 | 1987-03-14 | Acoustic diaphragm |
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JP5795187A JPS63226198A (en) | 1987-03-14 | 1987-03-14 | Acoustic diaphragm |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS63226198A true JPS63226198A (en) | 1988-09-20 |
Family
ID=13070339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5795187A Pending JPS63226198A (en) | 1987-03-14 | 1987-03-14 | Acoustic diaphragm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63226198A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2640843A1 (en) * | 1987-05-15 | 1990-06-22 | Mitsubishi Pencil Co | DIAPHRAGM FOR ACOUSTICAL APPARATUS |
EP0398257A2 (en) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | Yamaha Corporation | A speaker diaphragm |
JPH03145900A (en) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Yamaha Corp | Diaphragm for speaker |
-
1987
- 1987-03-14 JP JP5795187A patent/JPS63226198A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2640843A1 (en) * | 1987-05-15 | 1990-06-22 | Mitsubishi Pencil Co | DIAPHRAGM FOR ACOUSTICAL APPARATUS |
EP0398257A2 (en) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | Yamaha Corporation | A speaker diaphragm |
JPH03145900A (en) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Yamaha Corp | Diaphragm for speaker |
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