JP5023853B2 - Speaker diaphragm, speaker using the same, and electronic device and apparatus using the speaker - Google Patents
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本発明は各種音響機器や映像機器に使用されるスピーカ用振動板やこれを用いたスピーカおよびステレオセットやテレビセット等の電子機器および装置に関するものである。 The present invention relates to a speaker diaphragm used in various audio equipment and video equipment, and to electronic equipment and devices such as a speaker, a stereo set, and a television set using the diaphragm.
従来の技術を図6により説明する。 A conventional technique will be described with reference to FIG.
図6は、従来の射出成形による樹脂製のスピーカ用振動板の断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view of a resin speaker diaphragm made by conventional injection molding.
図6に示すように、スピーカ用振動板7はポリプロピレン等の樹脂を使用して、あらかじめ形状設定された金型に、樹脂ペレットを熱溶解させて射出成形して得ていた。
As shown in FIG. 6, the
これらの射出成形による樹脂材料の種類としては、ポリプロピレン等の単一材料が一般的によく使用されている。 As a kind of the resin material by these injection moldings, a single material such as polypropylene is generally often used.
このほか、振動板としての物性値の調整、すなわちスピーカとしての特性や音質の調整を目的として、種類の異なる樹脂を使用したブレンドタイプのものも存在していた。 In addition, for the purpose of adjusting physical property values as a diaphragm, that is, adjusting characteristics and sound quality as a speaker, there is a blend type using different types of resins.
さらに、これら樹脂では調整が難しい物性値の調整については、マイカ等の強化材を混入して物性値の調整を行ない、スピーカとしての特性や音質の調整を実施していた。 Furthermore, with respect to adjustment of physical property values that are difficult to adjust with these resins, reinforcing material such as mica is mixed to adjust the physical property values to adjust the characteristics and sound quality as a speaker.
しかし、これらはベースの樹脂がポリプロピレンであり、このポリプロピレンは石油由来であるために、環境負荷が大きかった。 However, since the base resin is polypropylene, and this polypropylene is derived from petroleum, it has a large environmental load.
そのため、近年、脱石油化学の動きの中で植物由来であるポリ乳酸を樹脂として使用する検討が盛んに実施されている。 For this reason, in recent years, studies have been actively conducted on the use of polylactic acid derived from plants as a resin in the movement of depetrochemicals.
尚、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
従来のポリ乳酸を使用したスピーカ用振動板においては、耐熱性不足により高信頼性が実現できず、また強度不足や弾性率が低いという点から音質面でも課題を残していた。 Conventional speaker diaphragms using polylactic acid cannot achieve high reliability due to insufficient heat resistance, and also have problems in sound quality from the viewpoint of insufficient strength and low elastic modulus.
本発明は前記課題を解決し、環境負荷の小さい高音質なスピーカ用振動板を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a high-quality speaker diaphragm with a low environmental load.
上記目的を達成するために、本発明は、植物から抽出してなるポリ乳酸と、竹炭とから構成され、前記竹炭は高温下で炭化されたスピーカ用振動板である。すなわち構成材料のすべてが植物由来材料であり、石油由来材料ではない。 In order to achieve the above object, the present invention is a speaker diaphragm that is composed of polylactic acid extracted from a plant and bamboo charcoal, and the bamboo charcoal is carbonized at a high temperature. That is, all of the constituent materials are plant-derived materials, not petroleum-derived materials.
この構成により、ポリ乳酸の課題である耐熱性を向上させ、また、竹炭の効果で弾性率も向上し、剛性の高いスピーカ用振動板が可能となる。そのため、高音質で、環境負荷の小さいスピーカ用振動板とすることができる。 With this configuration, the heat resistance, which is a problem of polylactic acid, is improved, and the elastic modulus is also improved by the effect of bamboo charcoal, so that a diaphragm for a speaker with high rigidity becomes possible. Therefore, it can be set as the speaker diaphragm with high sound quality and small environmental load.
以上のように本発明は、植物から抽出してなるポリ乳酸と、竹炭とから構成され、前記竹炭は高温下で炭化されたスピーカ用振動板である。 As described above, the present invention is composed of polylactic acid extracted from a plant and bamboo charcoal, and the bamboo charcoal is a speaker diaphragm carbonized at a high temperature.
この構成により、ポリ乳酸の課題である耐熱性を向上させ、また、竹炭の効果で弾性率も向上し、剛性の高いスピーカ用振動板が可能となる。 With this configuration, the heat resistance, which is a problem of polylactic acid, is improved, and the elastic modulus is also improved by the effect of bamboo charcoal, so that a diaphragm for a speaker with high rigidity becomes possible.
そして、竹炭は着色剤の代替の働きもあり、高品位な外観も実現できる。 Bamboo charcoal also serves as an alternative to the colorant and can achieve a high-quality appearance.
よって、植物から抽出してなるポリ乳酸と、竹材を高温化で炭化してなる竹炭とから構成されるスピーカ用振動板は、石油由来の化学物質を使用せずに、耐熱性があり、強度も大きく、外観品位に優れ、環境に優しいという効果を得ることができる。 Therefore, the loudspeaker diaphragm composed of polylactic acid extracted from plants and bamboo charcoal obtained by carbonizing bamboo at high temperature is heat-resistant and does not use chemical substances derived from petroleum. In addition, it is possible to obtain an effect that it is excellent in appearance quality and environmentally friendly.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1から請求項6に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
The invention according to the first to sixth aspects of the present invention will be described below with reference to the first embodiment.
図1は、本発明の一実施形態の振動板の断面図を示したもの、図2は、本発明の一実施形態の振動板の平面図を示したものである。 FIG. 1 is a sectional view of a diaphragm according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the diaphragm according to an embodiment of the present invention.
図1および図2に示すように、振動板27は、植物から抽出してなるポリ乳酸27Aをベース樹脂とし、このポリ乳酸27Aに竹炭27Bが均一に分散された材料を射出成形して構成している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
この構成により、課題であった耐熱性が向上する。また、竹炭は弾性率を向上させる役目もあり、そのため音質が向上する。その上、従来の黒系色のスピーカ用振動板で使用しているような炭素系の顔料を使わずに高品位な外観にすることが可能である。 With this configuration, the heat resistance that has been a problem is improved. Bamboo charcoal also has the role of improving the elastic modulus, which improves the sound quality. In addition, it is possible to achieve a high-quality appearance without using a carbon-based pigment as used in a conventional black-colored speaker diaphragm.
ここで言う竹炭とは竹材をあらかじめ適度な大きさまでカットして約800℃の高温下で炭化してから、粉砕した粒状材料を指す。 After carbonization here means a high temperature under about 800 ° C. by cutting bamboo to advance appropriate size and bamboo charcoal, it refers to a particulate material obtained by grinding.
また、振動板の重量を軽くして弾性率を上げる場合には竹繊維を混入してもよい。竹繊維により弾性率が向上するだけでなく、内部損失も増大し、そして耐熱性も向上する。 In addition, bamboo fiber may be mixed when the weight of the diaphragm is reduced to increase the elastic modulus. Bamboo fiber not only improves the elastic modulus, but also increases internal loss and heat resistance.
また、混入する竹繊維の繊維長は0.2mm以上で、かつ3mm以下が望ましい。この繊維長の範囲内の竹繊維を用いることにより、ポリ乳酸27Aと複合化したときの効果が効率よく発揮される。
Moreover, the fiber length of the bamboo fiber to mix is 0.2 mm or more and 3 mm or less is desirable. By using bamboo fiber within this fiber length range, the effect when combined with
竹繊維の繊維長が0.2mmより短い場合は、竹繊維の効果を効率よく出すことができなくなり高弾性率が期待できない。 When the fiber length of the bamboo fiber is shorter than 0.2 mm, the effect of the bamboo fiber cannot be obtained efficiently and a high elastic modulus cannot be expected.
一方、3mmより長い場合は竹繊維どうしの絡みから生じる二次凝集により分散不良が発生しやすくなる。そのため、ポリ乳酸27Aとの混練に長時間必要となる。あるいは振動板27の表面に竹繊維の凝集体が現れて外観を損ねる。このように生産性と品質とが低下する。
On the other hand, when the length is longer than 3 mm, poor dispersion tends to occur due to secondary aggregation resulting from the entanglement of bamboo fibers. Therefore, a long time is required for kneading with
また、混入する竹繊維の量は5重量%以上で、かつ55重量%以下が望ましいが、より望ましくは10重量%以上、30重量%以下である。 Further, the amount of bamboo fiber to be mixed is preferably 5% by weight or more and 55% by weight or less, more preferably 10% by weight or more and 30% by weight or less.
竹繊維が5重量%以下であると竹繊維の効果が顕著に現れず、55重量%以上になると樹脂中への竹繊維の均一分散が困難となる。 If the bamboo fiber is 5% by weight or less, the effect of the bamboo fiber does not appear remarkably, and if it is 55% by weight or more, it is difficult to uniformly disperse the bamboo fiber in the resin.
特に、30重量%以上の竹繊維を含むと樹脂の流動性が低いことから射出成形で面厚が0.3mm以下の振動板を得ることが困難になる。 In particular, when 30% by weight or more of bamboo fiber is included, the fluidity of the resin is low, so that it is difficult to obtain a diaphragm having a surface thickness of 0.3 mm or less by injection molding.
また、竹繊維はミクロフィブリル状態まで微細化されていてもよい。 Moreover, the bamboo fiber may be refined | miniaturized to a microfibril state.
ミクロフィブリル状態まで微細化された竹繊維が存在することにより竹繊維の絡み合いが強くなるため強度が向上する。そのため弾性率も向上し、より高音質が実現可能となる。 The presence of bamboo fibers refined to the microfibril state increases the strength of the bamboo fibers because the entanglement of the bamboo fibers becomes stronger. Therefore, the elastic modulus is also improved, and higher sound quality can be realized.
また、ミクロフィブリル状態まで微細化された竹繊維の平均繊維径は10μm以下であることが望ましい。 Moreover, it is desirable that the average fiber diameter of the bamboo fiber refined to the microfibril state is 10 μm or less.
一般に繊維は繊維長Lと繊維径Dの比であるアスペクト比(L/D)が大きい方が高弾性であり、ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維はアスペクト比が大きいため高弾性率が望める。 In general, the fiber has higher elasticity when the aspect ratio (L / D), which is the ratio of the fiber length L to the fiber diameter D, is higher, and the bamboo fiber that has been refined to the microfibril state has a higher aspect ratio, so a higher elastic modulus can be expected. .
その上、部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維が存在することで、繊維間の結合が強固になるという効果もあり、これらが相乗して高弾性率となる。 In addition, the presence of bamboo fibers that are partially refined to a microfibril state also has the effect of strengthening the bond between the fibers, and these synergistically increase the elastic modulus.
また、竹繊維を多くして、より自然で明るい音色にしたい場合は竹繊維の一部またはすべてに竹粉を使用してもよい。前述で述べた竹繊維の含有量が30重量%を超えると成形が困難になる欠点も竹粉を活用することで軽減され、粉末状でない竹繊維と竹粉のトータルの含有量が55重量%の場合は容易に射出成形が可能である。また、竹繊維の含有率が50%より多くなると廃棄の際に埋め立てでなく竹材として焼却廃棄することも可能となる。 In addition, when it is desired to increase the bamboo fiber to make a more natural and bright tone, bamboo powder may be used for a part or all of the bamboo fiber. The above-mentioned disadvantage that molding becomes difficult when the bamboo fiber content exceeds 30% by weight is reduced by using bamboo powder, and the total content of bamboo fiber and bamboo powder not in powder form is 55% by weight. In this case, injection molding can be easily performed. Moreover, when the content rate of bamboo fiber exceeds 50%, it becomes possible to incinerate and dispose as bamboo instead of landfill at the time of disposal.
以下に本発明の実施例を記載するが、この実施例が本発明の範囲を何ら限定するものではない。 Examples of the present invention will be described below, but these examples do not limit the scope of the present invention.
(実施例1)
ポリ乳酸の含有量が90重量%、竹炭の含有量が10重量%の組成で溶融混練して樹脂ペレットを作製し、200℃の成形温度で射出成形し、16cm口径のスピーカ用振動板を得た。
Example 1
A resin pellet is prepared by melting and kneading with a composition of polylactic acid content of 90% by weight and bamboo charcoal content of 10% by weight, and injection molding is performed at a molding temperature of 200 ° C. to obtain a diaphragm for a speaker having a 16 cm aperture. It was.
(実施例2)
ポリ乳酸の含有量が80重量%、竹炭の含有量が5重量%、竹繊維の含有量が15重量%の組成で実施例1と同様にスピーカ用振動板を得た。
(Example 2)
A speaker diaphragm was obtained in the same manner as in Example 1 with a composition having a polylactic acid content of 80% by weight, bamboo charcoal content of 5% by weight, and bamboo fiber content of 15% by weight.
(比較例1)
ポリ乳酸のみで実施例1と同様にスピーカ用振動板を得た。
(Comparative Example 1)
A speaker diaphragm was obtained in the same manner as in Example 1 using only polylactic acid.
(比較例2)
ポリプロピレンの含有量が80重量%、マイカの含有量が20重量%の組成で実施例1と同様にスピーカ用振動板を得た。
(Comparative Example 2)
A speaker diaphragm was obtained in the same manner as in Example 1 with a composition having a polypropylene content of 80% by weight and a mica content of 20% by weight.
<物性評価>
上記振動板の比重を測定した。そして、その一部である32mm×5mmの大きさの試料を抽出して弾性率、内部損失、音速を測定した。これらの測定結果を下表に示す。
<Physical property evaluation>
The specific gravity of the diaphragm was measured. Then, a sample having a size of 32 mm × 5 mm, which is a part of the sample, was extracted, and the elastic modulus, internal loss, and sound velocity were measured. These measurement results are shown in the table below.
当該表から、実施例のスピーカ用振動板は比較例1のスピーカ用振動板に比べて、音速も内部損失も向上していることが明らかであり、より高音質化傾向にある。 From this table, it is clear that the loudspeaker diaphragm of the example is improved in sound speed and internal loss as compared with the loudspeaker diaphragm of Comparative Example 1, and tends to have higher sound quality.
また、比較例2のスピーカ用振動板は従来の工業製品である石油由来樹脂のポリプロピレンに強化材としてマイカが20重量%含んでいる振動板であるが、その比較例2と比べても音速と内部損失がほぼ同等であることから、実施例のスピーカ用振動板は、石油由来材料を使用していないため、環境負荷を低減した高音質なスピーカ用振動板であると考えられる。 The speaker diaphragm of Comparative Example 2 is a diaphragm containing 20% by weight of mica as a reinforcing material in polypropylene of petroleum-derived resin, which is a conventional industrial product. Since the internal loss is substantially equal, the speaker diaphragm of the example is considered to be a high-quality speaker diaphragm with reduced environmental load because it does not use petroleum-derived materials.
<耐熱性評価>
実施例1、実施例2、比較例1、比較例2に対して温度100℃の雰囲気中で、240時間恒温槽に放置し、耐熱性を評価した。
<Heat resistance evaluation>
The heat resistance of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 was evaluated by allowing them to stand in a constant temperature bath for 240 hours in an atmosphere at a temperature of 100 ° C.
比較例1のみ振動板の外周が波打ち、変形が確認されたが、実施例1、実施例2、比較例2には変形がみられなかった。 Only in Comparative Example 1, the outer periphery of the diaphragm was corrugated and deformation was confirmed, but no deformation was observed in Example 1, Example 2, and Comparative Example 2.
以上のように本発明は、植物から抽出してなるポリ乳酸と、竹炭とからスピーカ用振動板を構成することにより、従来のポリ乳酸の欠点である耐熱性不足や強度不足が改善できるとともに、内部損失も向上する。また、竹炭が着色材の効用もあり高品位な外観が可能となる。さらに、石油由来の化学物質を全く使用しないため環境に優しい高音質なスピーカ用振動板を得ることができる。 As described above, the present invention can improve the lack of heat resistance and strength, which are disadvantages of conventional polylactic acid, by constructing the diaphragm for speaker from polylactic acid extracted from plants and bamboo charcoal, Internal loss is also improved. In addition, bamboo charcoal has the effect of a coloring material, and a high-quality appearance is possible. Furthermore, since no chemical substance derived from petroleum is used, an environmentally friendly high sound quality diaphragm for a speaker can be obtained.
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項7に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
The second aspect of the present invention will be described below with reference to the seventh aspect of the present invention.
図3は、本発明の一実施形態のスピーカの断面図を示したものである。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of a speaker according to an embodiment of the present invention.
図3に示すように、着磁されたマグネット21を上部プレート22およびヨーク23により挟み込んで内磁型の磁気回路24を構成している。
As shown in FIG. 3, a
この磁気回路24のヨーク23にフレーム26を結合している。このフレーム26の周縁部に、請求項1から請求項6記載のいずれか1つの振動板27の外周をエッジ29を介して接着している。そして、この振動板27の中心部にボイスコイル28の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路24の磁気ギャップ25にはまり込むように結合して構成している。
A
以上は、内磁型の磁気回路24を有するスピーカについて説明したが、これに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカに適用してもよい。
In the above, the speaker having the inner magnet type
この構成により、実施の形態1において説明したように、環境負荷の小さい高音質なスピーカを実現することができる。 With this configuration, as described in Embodiment 1, it is possible to realize a high sound quality speaker with a small environmental load.
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項8記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the invention according to claim 8 of the present invention will be described with reference to the third embodiment.
図4は、本発明の一実施形態の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外観図を示したものである。 FIG. 4 is an external view of an audio minicomponent system that is an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention.
スピーカ10は、エンクロジャー11に組込まれてスピーカシステム21が構成されている。アンプ12はスピーカシステム21に入力する電気信号の増幅回路を含む。プレーヤ等の操作部13はアンプ12に入力されるソースを出力する。電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム14は、このようにアンプ12、操作部13、スピーカシステム21を有する。アンプ12、操作部13、エンクロジャー11は、ミニコンポシステム14の本体部である。すなわちスピーカ10は、ミニコンポシステム14の本体部に装着されている。またスピーカ10のボイスコイル28は、本体部のアンプ12から給電されて振動板27から音を発する。この構成により、従来では実現できなかった環境負荷が小さく、高音質で高品位を可能としたミニコンポシステム14が得られる。
The
なおスピーカ10の機器への応用として、オーディオ用のミニコンポシステム14について説明したが、これに限定されない。持運び可能なポータブル用のオーディオ機器やその充電用システム等への応用も可能である。さらに、液晶テレビやプラズマディスプレイテレビ等の映像機器、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。
In addition, although the audio |
(実施の形態4)
以下、実施の形態4を用いて、本発明の特に請求項9に記載の発明について説明する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the fourth aspect of the present invention will be described with reference to the fourth embodiment.
図5は、本発明の一実施形態の装置である自動車15の断面図を示したものである。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of an
図5に示すように、本発明のスピーカ10をリアトレイやフロントパネルに組込んで、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用して自動車15を構成したものである。
As shown in FIG. 5, an
この構成とすることにより、スピーカ10の特徴を活かし、環境負荷を小さくしながら、高音質で優れたデザインを図ることが可能となり、このスピーカ10を搭載した自動車等の装置の環境負荷を低減することができる。
By adopting this configuration, it becomes possible to achieve an excellent design with high sound quality while reducing the environmental load by utilizing the characteristics of the
本発明にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および装置は、環境負荷を低減し、高音質が必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。 The speaker diaphragm, the speaker, the electronic device, and the device according to the present invention can be applied to an electronic device such as an audiovisual device or an information communication device that reduces environmental burden and requires high sound quality, and further to a device such as an automobile.
10 スピーカ
11 エンクロジャー
12 アンプ
13 操作部
14 ミニコンポシステム
15 自動車
21 マグネット
22 上部プレート
23 ヨーク
24 磁気回路
25 磁気ギャップ
26 フレーム
27 振動板
27A 植物から抽出してなるポリ乳酸
27B 竹炭
28 ボイスコイル
29 エッジ
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