JP2005223806A - 振動板、その製造方法、および、スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が容易で良好な特性の振動板を提供する。
【解決手段】 木材パルプ、化学繊維および無機繊維の少なくともいずれか１つの繊維材料と、発泡剤と、高叩解度の微細繊維状結合材とを適宜配合して抄紙原料を調整し、抄造する。抄紙後の成形物を、振動板４００の形状に対応した間隙を有する乾燥装置の金型内に装着し、加熱して乾燥しつつエッジ部４３０を肉厚に発泡させる。発泡により肉厚となることによる剛性の向上および微細繊維状結合材による繊維同士の絡み付きによる強度向上にて、別体のシート状部材を積層したり合成樹脂を含浸させるなどの補強をすることなく、最低共振周波数が増大せずにエッジ部４３０の強度を向上でき、良好な音響特性を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、振動部およびエッジ部を有し一部が発泡された振動板、その製造方法、および、スピーカ装置に関する。

従来、スピーカ装置を構成する振動板として、抄紙技術や射出技術などを利用して振動部とエッジ部とを一体に成形されたいわゆるフィックスド（fixed）エッジと称されるものが知られている。そして、これらフィックスドエッジの振動板は、振動部およびエッジ部における異なる特性を考慮しつつ、振動板として良好な特性が得られるように種々の処理が施されている（例えば、特許文献１ないし特許文献６参照）。

特許文献１に記載のものは、通気性を有する織布、不織布または発泡体を基材として第１のコーン部を成形し、高分子フィルムが積層された織布、不織布または発泡体を第１のコーン部に熱プレスなどにより積層して、一体化して製造される。しかしながら、この特許文献１に記載のものは、積層する処理により製造するため、製造作業が煩雑で製造効率の向上が望めない。

特許文献２に記載のものは、熱可塑性樹脂繊維を含有する不織布を加熱した金型でプレス成形した振動板と、熱可塑性樹脂繊維を含有する不織布を加熱した方々でプレス成形し振動部のみに対応する振動板とを、積層して加熱した金型でプレス成形して接着積層させ、不要部分をカットして製造される。しかしながら、この特許文献２に記載のものは、それぞれ成形した振動板を接着積層する処理により製造するため、製造作業が煩雑で製造効率の向上が望めない。

特許文献３に記載のものは、内部下方に抄紙型が設けられその上に抄紙網が設けられた抄紙筒内に、抄き分け用のリングを投入しておき、ミクロフィブリル化した微生物セルロースからなり適宜各種繊維などの補強材が混入された抄紙原料を投入する。そして、浮力により浮き上がるリングの下方に抄紙原料が入り込ませ、リングの位置を調整し、外周部に形成されるエッジ部の厚さ寸法を調整し、所望の最低共振周波数となる状態に製造している。しかしながら、この特許文献３に記載のものは、エッジ部の厚さ寸法を振動部に比して薄く成形しているので、特に出力が大きいスピーカ装置に利用する場合、エッジ部の強度が不足して損傷するおそれがある。また、厚さ寸法が異なる状態に、特有の抄紙筒が必要となるとともに、浮力により浮き上がるリングの位置を調整して厚さ制御するので、製造が煩雑である。

特許文献４に記載のものは、金型のキャビティ内に発泡剤を含有する樹脂を射出する。金型に接している部分から硬化して形成されるスキン層が適度な厚みとなる所定時間が経過した後に型締め圧を落とし、内部の樹脂の溶融部分の発泡を促進させて発泡層を形成し、振動部が３層構造でエッジ部が未発泡層の１層構造のコーン型、あるいは、振動部が未発泡層でエッジ部が発泡層のソフトドーム型に形成する。しかしながら、この特許文献４に記載のものは、射出成形の際の金型の型締め圧を落とす厳密な制御により部分的に厚さ寸法を変化させて剛性を調整しているので、高度な製造技術が要求される。

特許文献５に記載のものは、有機繊維を主材とし、合成パルプおよび無機フィラーを添加して湿式抄造法により抄紙し、加熱乾燥して所定の形状に成形加工する。この後、Ｓｉ系無機含浸剤を含浸させて加熱硬化し製造している。しかしながら、含浸剤を含浸させる処理の際に均一に含浸させる作業が煩雑となるとともに、エッジ部の硬さが増加して音響特性が低下するおそれがある。

特開昭５４−１０５５２６号公報（第１６９頁右欄−第１７０頁右下欄） 特開平７−１８４２９５号公報（第２頁右欄−第７頁左欄） 特開平７−３２２３８９号公報（第２頁右欄−第３頁右欄） 特開２００２−１６９９７号公報（第３頁左欄−第５頁左欄） 特開２００２−７８０７６号公報（第２頁右欄−第６頁右欄）

上述したように、例えば特許文献１および特許文献２に記載のように、積層して成形する構成では、製造が煩雑で、製造性の向上が図れない。また、特許文献３に記載のように抄紙により製造する構成では、部分的に厚さ寸法を制御するために特有の装置が必要となるとともに、その制御が煩雑で、製造性の向上が図れない。さらに、特許文献４に記載のように、射出形成時の型締め圧を制御して部分的に発泡させる構成では、高度な製造技術が要求される。また、特許文献５に記載のように、樹脂を含浸させる構成では、製造が煩雑となるとともに、良好な音響特性が得られないおそれがある。

本発明は、上述したような実情などに鑑みて、製造が容易で良好な特性が得られる振動板、その製造方法およびスピーカ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、繊維を主成分とし抄紙により成形され振動部およびエッジ部を一体に有した振動板であって、前記エッジ部は、少なくとも一部が微細繊維状結合材とともに含有された発泡剤の発泡により肉厚に形成されたことを特徴とした振動板である。

請求項３に記載の発明は、繊維を主成分とした抄紙原料が抄紙後に乾燥されて成形され振動部およびエッジ部を一体に有した振動板であって、前記抄紙原料は、発泡剤と微細繊維状結合材とを含有し、前記抄紙により成形された後の乾燥時の熱量により前記エッジ部に対応する少なくとも一部分が発泡されて成形されたことを特徴とした振動板である。

請求項１５に記載の発明は、繊維を主成分とし抄紙にて成形することにより振動部およびエッジ部を一体に有した振動板を製造する振動板の製造方法であって、前記エッジ部に対応する少なくとも一部分で微細繊維状結合剤とともに含有した発泡剤を発泡させることを特徴とする振動板の製造方法である。

請求項１６に記載の発明は、繊維を主成分とした抄紙原料を抄紙後に乾燥することにより振動部およびエッジ部を一体に有した振動板を製造する振動板の製造方法であって、前記抄紙原料は、発泡剤と微細繊維状結合材とを含有し、前記抄紙により成形された後の乾燥時の熱量により前記エッジ部に対応する少なくとも一部分を発泡することを特徴とする振動板の製造方法である。

請求項１８に記載の発明は、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の振動板と、この振動板に取り付けられたボイスコイルと、磁性体と、前記振動板および前記磁性体を保持し前記磁性体とにより磁気回路を形成するヨークを備えたフレームと、を具備したことを特徴としたスピーカ装置である。

請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載の振動板の製造方法により製造された振動板と、この振動板に取り付けられたボイスコイルと、磁性体と、前記振動板および前記磁性体を保持し前記磁性体とにより磁気回路を形成するヨークを備えたフレームと、を具備したことを特徴としたスピーカ装置である。

以下に、本発明のスピーカ装置の一実施の形態の構成について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、コーン型のスピーカ装置について例示するが、この限りではない。

（スピーカ装置の構成）
図１は、本発明における一実施の形態に係るスピーカ装置を示す断面図である。図２は、スピーカ装置を構成する振動板を示す一部を切り欠いた断面図である。この図１において、１００はスピーカ装置で、このスピーカ装置１００は、電気的に接続される再生装置からの電気信号である音声データを発音により出力する。このスピーカ装置１００は、フレーム２００と、磁気回路を構成する磁性体としての磁石３００と、振動板４００と、ボイスコイル５００と、図示しない保護部材と、を備えている。

フレーム２００は、例えば硬質の合成樹脂やアルミニウム合金などの軽量金属材料などにて形成されている。そして、フレーム２００は、一面側に向けて拡開する略凹状の本体部２１０と、この本体部２１０に一体的に設けられた磁気回路を構成するヨークである磁性体２２０と、を備えている。

本体部２１０は、底面略中央に略円形の開口２１１が穿設され一面側に向けて開口する略円筒形の底部２１２を有している。この底部２１２の外周縁には、略放射状に架橋部２１３が先端側で互いに拡開する状態に複数一連に設けられている。さらに、架橋部２１３の先端には、略リング状で、底部２１２の底面に略平行な取付段差部２１４が一連に設けられている。この取付段差部２１４の外周縁には、底部２１２と略同軸状の円筒状に形成された位置決め筒部２１５が一連に設けられている。また、本体部２１０には、電気信号の音声データが入力される端子２１６Ａを有するターミナル２１６が一体的に取り付けられている。

磁性体２２０は、上ヨーク２２１と、下ヨーク２２２と、を備えている。上ヨーク２２１は、磁性材料にて略リング状に形成されている。この上ヨーク２２１は、例えば接着剤などにて本体部２１０の底面に、内周が底部２１２の開口２１１と同軸上となる状態に一体的に取り付けられる。下ヨーク２２２は、例えば上ヨーク２２１と同材質に形成されている。この下ヨーク２２２は、略円板上の板部２２２Ａの略中央に一面側に略円筒状に突起部２２２Ｂを有した略凸状に形成されている。そして、下ヨーク２２２は、板部２２２Ａが上ヨーク２２１とにより磁石３００を挾持する状態に例えば接着剤にて磁石３００を介して上ヨーク２２１に一体的に取り付けられる。この下ヨーク２２２が取り付けられた状態は、突起部２２２Ｂの外周面が上ヨーク２２１の内周面に所定の間隙で対向して磁気ギャップを形成する状態となっている。

磁石３００は、例えばリング状に形成され、軸方向の両端面に磁極面が形成されている。そして、磁石３００は、上述したように、上ヨーク２２１と下ヨーク２２２の板部２２２Ａとの間に挾持される状態で、例えば接着剤にて取り付けられている。この取り付けられた状態は、磁石３００の内周側に下ヨーク２２２の突起部２２２Ｂが略同軸上に貫通する状態となっている。この磁石３００の取り付けにより、下ヨーク２２２の突起部２２２Ｂの外周面と上ヨーク２２１の内周面とが異なる磁極で対向する状態となり、磁石３００および磁性体２２０にて磁気回路が構成される。

振動板４００は、図１および図２に示すように、いわゆるフィックスド（fixed）エッジで、繊維を主成分として抄造である抄紙処理にて成形された一面側に向けて拡開する略裁頭形状（コーン形状）の略薄膜状に形成されている。この振動板４００は、略円筒状の取付部４１０を有している。この取付部４１０の軸方向の一端には、一面側に向けて拡開する略裁頭形状の振動部４２０が一連に設けられている。さらに、振動部４２０の拡開する側の周縁には、フランジ状に外周方向に突出するエッジ部４３０が設けられている。このエッジ部４３０は、径方向で波形状に形成されている。さらに、エッジ部４３０は、最外周縁に鍔状に連続する取付鍔部４３１を有している。そして、この取付鍔部４３１は、外周縁がフレーム２００の位置決め筒部２１５の内周面に当接する状態に位置決めされ、フレーム２００の取付段差部２１４に例えば接着剤にてリング状の取付部材４４０にて挾持される状態に取り付けられ、フレーム２００に支持される。このエッジ部４３０は、振動部４２０の外周縁から最外周縁の取付鍔部４３１に亘って発泡により肉厚となる状態に形成されている。

この振動板４００は、エッジ部４３０が振動部４２０に対して質量（ｇ／ｍ²）割合で１以下、好ましくは１／２以上１未満で、発泡部分の厚さ寸法が１．５倍以下とすることが好ましい。このような条件となるように形成することで、スピーカ装置１００として良好な視聴効果が得られる。

この振動板４００は、抄造における抄紙原料として、例えば木材パルプや化学繊維、無機繊維などの繊維である繊維材料と、発泡剤と、繊維である微細繊維状結合材と、が適宜配合され、抄紙処理により略裁頭形状の略薄膜状に成形され、適宜乾燥されて作製される。繊維材料としては、発泡剤および微細繊維状結合材以外の残部で、好ましくは２０質量％以上であることが好ましい。

ここで、繊維材料として、木材パルプは、例えば針葉樹クラフトパルプなど、各種木材パルプが利用できる。そして、木材パルプのみの場合では２０質量％以上５０質量％以下が好ましい。２０質量％より少なくなると微細繊維状結合材を骨材となる繊維に用いることとなり、抄造時に濾過抵抗が高くなるとともに抄網が目詰まりして抄造作業が煩雑となるおそれがある。一方、５０質量％より多くなると、抄造時に抄網からこぼれ落ち、エッジ部４３０の良好な発泡が得られなくなるおそれがある。このため、繊維材料として木材パルプのみを用いる場合には、２０質量％以上５０質量％以下に設定することが好ましい。

また、繊維材料として、化学繊維は、例えば繊維長が２ｍｍ程度のアラミド繊維などの各種合成樹脂繊維が利用できる。また、無機繊維としては、ガラスファイバやカーボンファイバなどの各種無機繊維が利用できる。そして、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方を木材パルプと併用する場合では、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方が合計で２０質量％以下とすることが好ましい。化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方が合計で２０質量％より多くなると、木材パルプとの繊維間接合を有しないので、振動板４００の強度低下やヤング率の低下を生じ、良好な振動板４００が得られなくなるおそれがある。このため、繊維材料として木材パルプを２０質量％以上５０質量％以下で化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方を合計で２０質量％以下に設定することが好ましい。なお、化学繊維として、耐熱性を有するものを利用することで、振動板４００に耐熱性や難燃性などを付与することができる。なお、繊維材料として、木材パルプを用いず、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方のみである場合では、合計で８０質量％以下が好ましい。化学繊維および無機繊維の合計で８０質量％より多くなると、微細繊維状結合材の相対的な量が少なくなり、抄造時に抄網からこぼれ落ち、エッジ部４３０の良好な発泡が得られなくなるおそれがある。このため、繊維材料として化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方を合計で８０質量％以下に設定することが好ましい。

また、発泡剤としては、例えば、塩化ビニリデン共重合体にて低沸点炭化水素を内包し１４０℃程度で急激に発泡するマイクロカプセルや、オレフィン系樹脂で化学発泡剤を内包し１４０℃〜１６０℃程度で分解して主に窒素ガスを発生するマイクロカプセルなどが用いられる。なお、抄紙処理にて成形後の乾燥時に発泡可能ないずれのものが利用できる。なお、振動板４００として防水性を付与する目的である場合、発泡剤として例えば発泡により撥水性を有する合成樹脂のものが好ましい。すなわち、撥水性の発泡剤の混在により、別途撥水処理をしたり撥水材を混合したりするなどが不要となる。そして、発泡剤の粒径としては、例えば２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。この粒径が２０μｍより細かくなると、抄造時に抄網からこぼれ落ちやすくなり、所望の発泡状態が得られなくなるおそれがある。また、粒径が１００μｍより粗くなると、発泡時にエッジ部４３０の表面の凹凸が大きくなって、外観が低下するおそれがある。このため、粒径を２０μｍ以上１００μｍ以下に設定することが好ましい。そして、発泡剤は、１質量％以上２０質量％以下で配合されて抄紙原料が調製される。ここで、１質量％より少なくなると、エッジ部４３０の十分な発泡が得られなくなる。また、２０質量％より多くなっても、エッジ部４３０の発泡倍率の増大はほとんど認められず、コストが増大する。このため、発泡剤は、１質量％以上２０質量％以下に設定することが好ましい。

さらに、微細繊維状結合材としては、例えば木材パルプ系素材である木材パルプなど、叩解により繊維が枝状に分岐したフィブリル化し、比表面積が増して抄網上で絡み合って水素結合を起しやすい状態となるものが利用される。なお、各種木材のクラフトパルプに限らず、靱皮繊維など、各種繊維が利用できる。そして、微細繊維状結合材は、叩解度がカナディアン・フリーネス・スタンダードで例えば５０ｍｌ以上２００ｍｌ以下のものである。なお、カナディアン・フリーネス・スタンダードで５０ｍｌより小さい値では、叩解処理が煩雑で微細繊維状結合材の調製が困難となり、コストの増大を招くおそれがある。一方、２００ｍｌより大きな値では、微細繊維状結合材を用いずに木材パルプを用いて抄造する場合と発泡剤の担持性に大差が無く、微細繊維状結合材の添加効果が認められなくなる。このため、微細繊維状結合材の叩解度を、カナディアン・フリーネス・スタンダードで５０ｍｌ以上２００ｍｌ以下に設定することが好ましい。そして、この微細繊維状結合材は、１質量％以上８０質量％以下で配合されて抄紙原料が調製される。ここで、１質量％より少なくなると、抄造時に発泡剤が十分に担持されずに抄網からこぼれ落ちやすくなり、所望の発泡状態が得られなくなるおそれがある。また、８０質量％より多くなると、濾過抵抗が高くなるとともに抄網が目詰まりして抄造作業が煩雑となるおそれがある。このため、微細繊維状結合材を８０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上２０質量％以下に設定することが好ましい。

また、振動板４００には、略円筒状のコイルボビン４５０が一体的に設けられている。このコイルボビン４５０は、例えば振動板４００と同材質、あるいはアルミニウムなどの金属や合成樹脂またはガラス繊維などの繊維を含有する合成樹脂などにより構成されている。そして、コイルボビン４５０は、外径が振動板４００の取付部４１０の内径と略同寸法の略円筒状に形成され、軸方向の一端側が例えば接着剤などを用いて一体的に取り付けられている。なお、コイルボビン４５０は、振動板４００が拡開する側の一端側に端面を閉塞する球面ドーム状のダストキャップが例えば接着剤にて接着されて一体的に設けられた構成としてもよい。

さらに、コイルボビン４５０には、略円板状の取付支持部４６０が一体的に設けられている。この取付支持部４６０は、例えばコイルボビンと同材質に構成されている。そして、取付支持部４６０は、略中央にコイルボビン４５０が嵌挿される略円筒状で、内周面がコイルボビン４５０の外周面に例えば接着剤などにて一体的に取り付けられる図示しない円筒部を有している。さらに、取付支持部４６０は、円筒部４６１の軸方向の一端に径方向に鍔状で、径方向に波形状に形成された可動部４６２が一連に設けられている。また、この可動部４６２の外周縁には、鍔状に突出し、フレーム２００の底部２１２の周縁に例えば接着剤にて取り付けられる鍔部４６３が一連に設けられている。そして、取付支持部４６０の鍔部４６３がフレーム２００の底部２１２の周縁に取り付けられるとともに、振動板４００のエッジ部４３０の取付鍔部４３１がフレーム２００の取付段差部２１４に取り付けられ、コイルボビン４５０が一体的に取り付けられた振動板４００がフレーム２００に配設される。

ボイスコイル５００は、コイルボビン４５０の軸方向の他端側の外周面に巻装されている。このボイスコイル５００の巻装状態は、例えば接着剤等にて固定されている。このボイスコイル５００は、振動板４００がフレーム２００に取り付けられた状態で、例えば磁性体２２０の下ヨーク２２２および上ヨーク２２１の対向する磁気ギャップに位置する状態に巻装される。そして、ボイスコイル５００の線材の両端部が引き出され、フレーム２００に設けられたターミナル２１６の端子２１６Ａに接続されて音声データの入力端となる。

保護部材は、例えば合成樹脂や金属材料などにて例えばメッシュ状に形成され、振動板４００の拡開する側を覆う状態にフレーム２００の位置決め筒部２１５に取り付けられる。この保護部材の取り付けは、例えば接着剤などにて取り付けられる他、嵌合固定やねじ止めなど、いずれの方法で取り付けられる。また、スピーカ装置１００は、保護部材を設けない構成としてもよい。

（スピーカ装置の作用）
次に、上記スピーカ装置１００の作用として、振動板４００の特性について各種実験結果を利用して図面に基づき説明する。図３は、振動板の物性を示す実験結果を表形式で対比した説明図である。

抄紙原料として、木材パルプに針葉樹クラフトパルプ、化学繊維および無機繊維を適宜利用した繊維と、発泡剤として塩化ビニリデン共重合体にて低沸点炭化水素を内包したマイクロカプセルと、針葉樹クラフトパルプを高叩解した微細繊維状結合材とを用いた。なお、針葉樹クラフトパルプは、抄紙にて振動板４００を作製する際に一般的に利用されている叩解度がカナディアン・フリーネス・スタンダードで約７００ｍｌ〜７５０ｍｌのものを用いた。そして、各材料を一般的に広く利用されている木材パルプを用いた抄造方法と同様に、水を適宜加えて所定の粘度となるスラリ状に抄紙原料を調製した。この抄紙原料を、一般的に広く利用されている木材パルプにて、外形寸法が１６０ｍｍのいわゆるフィックスドエッジの振動板４００を抄造するための図示しない抄造機にて抄造し、抄紙状況を観察した。

その結果、微細繊維状結合材を含有しない抄紙原料では、針葉樹クラフトパルプに替えて微細繊維状結合材を含有したものに比して、濾水中の発泡剤の量が多く、抄紙の際の抄網から発泡剤が流れ落ちていることが分かった。そして、微細繊維状結合材の配合量を増大させ１０質量％までは濾水中の発泡剤の量が急激に減少し、２０質量％以上ではだんだん発泡剤の量の減少状況が小さくなった。そして、針葉樹クラフトパルプのみを繊維材料として用いた場合、微細繊維状結合材が５０質量％までは抄紙できたが、５０質量％を超えたものでは抄網が目詰まりし、抄紙できなかった。なお、針葉樹クラフトパルプの少なくとも一部を化学繊維や無機繊維に替えた場合では、微細繊維状結合材が５０質量％を超えても抄紙でき、針葉樹クラフトパルプを用いず化学繊維や無機繊維のみに代えたもので、微細繊維状結合材を最大８０質量％まで抄紙できた。なお、同量の針葉樹クラフトパルプのみのものと、化学繊維や無機繊維のみのものでは、針葉樹クラフトパルプの方が発泡剤の流れ落ちる割合が少なかった。これは、針葉樹クラフトパルプの有する繊維間結合、すなわち繊維同士の絡み付きおよび水素結合を起しやすい状態などにより、発泡剤の担持する割合が多くなったためと考えられる。この抄紙処理の実験により、繊維材料として、木材パルプのみの場合では２０質量％以上５０質量％以下、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方のみである場合では、化学繊維および無機繊維の合計で８０質量％以下が好ましいことが見出せた。

また、微細繊維状結合材として、叩解度がカナディアン・フリーネス・スタンダードで３００ｍｌ以上のものでは、微細繊維状結合材の替わりに針葉樹クラフトパルプを用いたものと、濾水中の発泡剤の割合に大差が認められず、値が小さくなるに従って濾水中の発泡剤の量が少なくなった。なお、叩解度が５０ｍｌより小さい値のものは、調製できなかった。このことから、微細繊維状結合材の叩解度は、カナディアン・フリーネス・スタンダードで５０ｍｌ以上２００ｍｌ以下が好ましいことが見出せた。

また、発泡剤の粒径を変化させたものでは、粒径が大きくなるに従って、濾水中の発泡剤の量が減少した。

そして、抄紙後に、振動板４００の形状に対応したクリアランスの図示しない金型を有した乾燥装置で金型を約２００℃程度にて加熱し、抄紙後の成形物を約１分間加熱乾燥し、エッジ部４３０を適宜発泡させて振動板４００を作製した。この作製した振動板４００の物性を測定した。

この結果から、針葉樹クラフトパルプと化学繊維や無機繊維とを用いたものでは、針葉樹クラフトパルプを２０質量％以上配合したものにおいて、２０質量％より多く配合したものでは、引張強さが低下するとともにヤング率が低下し、振動板４００としての特性が得られなくなった。このため、針葉樹クラフトパルプに化学繊維や無機繊維を併用する場合、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方として２０質量％以下が好ましいことが見出せた。

また、発泡剤が１質量％程度から発泡による厚さ寸法の増大が認められ、２０質量％より多く配合したものでも発泡倍率に大差は無かった。このため、発泡剤は、１質量％以上２０質量％以下が好ましいことが見出せた。また、発泡剤の粒径が異なるものでは、粒径が小さくなるに従って濾水中の量が増大した。さらに、粒径が大きくなるに従って乾燥後の振動板４００のエッジ部４３０の凹凸が大きくなり、１００μｍを超えるものでは濾水中の量は低減するものの表面凹凸が大きく、外観が不良であった。この実験により、発泡剤は１００μｍ以下、特に材料の入手容易性を考慮すると２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましいことが見出せた。

そして、発泡剤が効率よく担持され良好な抄紙処理が得られた配合として、針葉樹クラフトパルプを７０質量％、発泡剤を２０質量％および微細繊維状結合材を１０質量％とした抄紙原料を用い、シート状に抄紙して適宜乾燥し、発泡倍率が異なる試料を作製し、物性を測定した。なお、比較として、木材パルプのみで抄紙し略均一な厚さ寸法で作製したシート状の試料を比較例とし、同様に物性を測定した。なお、物性としては、面厚については面厚計を用い、密度について重量計を用い、ＪＩＳ−Ｐ８１１８に基づいて測定した結果である。また、引張強さについては、引張試験機を用い、ＪＩＳ−Ｐ８１１３に基づいて測定した。その結果の一部を図３に表形式で示す。

この図３などに示す結果から、比較例のものに対して、発泡させた本実施形態のものは、密度が小さく、引張強さが高い結果となった。そして、発泡倍率を約２０％とした本実施形態２のものが、最も引張強さが強い結果で、２０％より発泡倍率が大きくなるに従って引張強さが若干低下する傾向となった。なお、引張強さが発泡倍率を２０％としたものが最も強かったのは、ある程度の発泡にて肉厚となることによる剛性の向上と、微細繊維状結合材同士の絡み付きによる強度の向上との総合的な強度が、最も高くなる条件であるためと考えられる。

一方、エッジ部４３０を発泡させた各種振動板４００をフレーム２００に接着剤にて取り付けてスピーカ装置１００を形成し、最低共振周波数を測定した。その結果、エッジ部４３０の取付鍔部４３１が最も肉厚となる状態に成形しているため、比較例のものでは接着剤が表面側に染み出す状態が認められたが、発泡させたものでは、接着剤の染み出しが認められなかった。

（スピーカ装置の作用効果）
上述したように、上記実施の形態によれば、繊維材料を主成分として抄紙により振動部４２０およびエッジ部４３０を一連に設け成形する振動板４００として、エッジ部４３０の少なくとも一部を微細繊維状結合材とともに含有した発泡剤の発泡により肉厚に形成したものとしている。このため、エッジ部４３０は振動部４２０に比して肉厚で、かつ密度が小さい値となるので、最低共振周波数が大きくなることなくエッジ部４３０を肉厚に形成でき、例えば別のシート状部材などを積層させて補強したり、樹脂を染み込ませて補強したりすることなく、エッジ部４３０の剛性を向上できる。したがって、別体のシート状部材を積層させたり、合成樹脂を染み込ませたりするなどの補強をすることによる柔軟性の低下や重量の増大および重量の不均一などにて音響特性が低下することを防止でき、良好な音響特性が得られる。また、例えば、スピーカ装置１００への組み付け作業時に折れたり破れたりするなどの損傷を防止でき、取扱性が向上して組み付け作業性を向上できるとともに、出力が比較的に大きいスピーカ装置１００に利用しても十分な強度が得られる。さらには、発泡状態を適宜調整することで、エッジ部４３０の強度を設定でき、設計上の自由度が向上し、エッジ部４３０の形状が異なる各種振動板４００を容易に形成でき、汎用性の向上も図れる。また、肉厚となることにより、例えばフレーム２００との接着の際に接着剤の染み出しを防止でき、良好な外観が得られるとともに、肉厚であることから接着強度を向上でき、接着の信頼性も向上できる。

また、エッジ部４３０の発泡は、抄紙処理後の乾燥時に発泡させている。このため、乾燥時の熱量を有効的に利用でき、効率よく発泡させることができる。特に発泡剤として、乾燥時の熱量で発泡するものを用いることで、別途発泡のための加熱処理などをすることなく発泡させることができ、製造効率を向上できる。

そして、乾燥時の発泡として、抄紙により成形した成形物を図示しない乾燥装置の加熱可能な金型の間隙内に装着し、加熱乾燥する。このため、金型の間隙を振動板４００の形状に対応したクリアランスとすることで、所望の厚さ寸法に発泡でき、加熱乾燥が容易にでき、製造性を向上できる。また、間隙を調整可能な金型とすることにより、発泡倍率やエッジ部４３０の発泡させる部分などを適宜設定でき、設計上の自由度を向上でき、汎用性の向上も容易に図れる。さらには、金型の内面にて発泡状態が押さえ付けられる状態となることで、エッジ部４３０の表面が金型の表面のような凹凸のない平滑に形成され、外観を容易に向上できる。

さらに、エッジ部４３０の少なくとも取付鍔部４３１が肉厚となる状態に発泡している。このため、上述したように、フレーム２００に振動板４００を接着剤にて取り付ける場合に、接着剤が振動板４００の表面に染み出ることを防止でき、外観の低下を防止できるとともに、接着強度を向上でき、接着の信頼性も向上できる。

また、エッジ部４３０を振動部４２０より厚さ寸法が１．５倍以下で肉厚となる状態に発泡している。このため、発泡させても、肉厚となることによる剛性の向上および微細繊維状結合材の絡み付きなどにより、十分な引張強さが得られ、上述したような別体のシート状部材を積層させたり、合成樹脂を染み込ませたりするなどの補強をすることによる柔軟性の低下や重量の増大および重量の不均一などにて音響特性が低下することを防止でき、十分な強度および良好な音響特性が確実に得られる。

そして、微細繊維状結合材としては、高叩解性のものを用いている。このため、繊維が微細で互いに絡み付きやすくなり、発泡剤の担持性が向上し、抄紙にて振動板４００を成形する場合でも発泡剤が抄網からこぼれ落ちることを防止でき、効率よくエッジ部４３０を発泡させることができる。

また、微細繊維状結合材として、木材パルプ系素材を用いている。このため、叩解により繊維が枝状に分岐したフィブリル化して比表面積が増し、抄網上で絡み合って水素結合を起しやすい状態が得られるので、発泡剤の担持性を向上でき、抄紙処理の際に発泡剤の流出を防止でき、効率よくエッジ部４３０を発泡できる。

さらに、微細繊維状結合材として、叩解度がカナディアン・フリーネス・スタンダードで５０ｍｌ以上２００ｍｌ以下のものを用いている。このため、発泡剤を良好に担持でき粒径が微細な発泡剤でも抄網から流出することを容易に防止でき、効率よくエッジ部４３０を発泡できる。

また、抄紙原料として、微細繊維状結合材および発泡剤とともに基材となる繊維材料を配合している。このため、微細繊維状結合材により抄紙処理の際の濾過抵抗の増大を抑制でき、単に繊維材料として木材パルプなどを用いて抄紙した場合と大差なく抄紙できる。

そして、繊維材料として、木材パルプ、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか１つを用いている。このため、従来の抄造にて作製される振動板に利用する材料を利用でき、材料費の増大を抑制できる。

また、発泡剤を１質量％以上２０質量％以下、微細繊維状結合材を１質量％以上８０質量％以下、残部を繊維材料として抄紙原料を調製している。このため、コストの増大を抑制しつつ効果的にエッジ部４３０を発泡でき、良好な発泡効率でコスト対効果が良好な振動板４００を得ることができる。

さらに、繊維材料として、木材パルプを２０質量％以上、好ましくは２０質量％以上５０質量％以下で抄紙原料を調製している。このため、微細繊維状結合材と良好に絡み合って水素結合をも起しやすい状態が容易に得られ、より発泡剤の担持性を向上できるとともに、微細繊維状結合材の配合量を少なくでき、コストの増大をより抑制できる。

また、繊維材料として、木材パルプの他に化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方を用いる場合、これら化学繊維および無機繊維を２０質量％以下としている。このため、木材パルプ同士や木材パルプおよび微細繊維状結合材の繊維間結合を阻害することなく、例えば化学繊維に耐熱繊維を用いたり無機繊維を用いたりすることにより、耐熱性や難燃性などを付与でき、汎用性を向上できる。

そして、発泡剤として、例えば塩化ビニリデンにより低沸点炭化水素を内包するマイクロカプセルのものを用いるなど、撥水性の合成樹脂を用いる。このため、発泡後に残留する合成樹脂にて振動板４００に撥水性を付与することができ、例えば自動車のドアに装着されるスピーカ装置などの耐水性が要求される振動板４００にも利用でき、汎用性を向上できる。

さらに、発泡剤として、粒径を１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下としている。このため、発泡によりエッジ部４３０の表面凹凸の発生を抑制でき、外観の低下を防止できる。

〔実施の形態の変形〕
なお、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。

すなわち、コーン型のスピーカ装置１００について説明したが、例えばホーン型などの他の形式のものに利用されるものでも適用でき、いわゆるフィックスド（fixed）エッジの振動部４２０とエッジ部４３０とが一連のいずれの形状のものを対象とすることができる。さらに、エッジ部４３０を振動部４２０から取付鍔部４３１に亘って次第に肉厚となる状態に形成したが、例えば図４に示す振動板７００のように、取付鍔部４３１のみが肉厚としたエッジ部７３０としてもよい。また、図５に示す振動板８００のように、取付鍔部８３１は発泡せずに波状部分のみが肉厚となるように発泡させたエッジ部８３０としてもよい。さらには、エッジ部４３０の周方向で均一な厚さ寸法ではなく、部分的に肉厚となるようにしてもよい。

そして、発泡時期は、乾燥時に限らず抄紙処理時に発泡させたり、乾燥後に発泡させるなどしてもよい。また、乾燥時の発泡の際、上述した乾燥装置を用いる構成に限らず、いずれの方法で乾燥させてもよく、乾燥時の熱量を利用せず、別のヒータなどの発泡用の加熱装置を利用してもよい。なお、乾燥時に発泡させることで、上述したように、所定の寸法に容易に成形できることか好ましい。さらには、発泡状態として、振動部４２０に対して質量割合で１／２以上１未満で、かつ１．５倍以下の肉厚に限られない。

また、繊維材料として、微細繊維状結合材としてもよい。すなわち、抄紙原料として、微細繊維状結合材および発泡剤のみとしてもよい。この構成によれば、原材料として２種類だけとなり、原材料管理が容易となるとともに、抄紙原料の配合が２種類のみでよく容易で、配合設備の簡略化が容易に図れる。また、上述したように、繊維材料としては、木材パルプのみ、あるいは化学繊維のみ、または無機繊維のみとしてもよく、これらを適宜組み合わせて利用でき、さらには他のいずれの繊維を利用することができる。

さらに、微細繊維状結合材としても木材パルプなどの木材パルプ系素材に限らず、また高叩解性のものに限らず、繊維が絡み合って発泡剤を良好に担持できるいずれのものが利用できる。そして、叩解度についてもカナディアン・フリーネス・スタンダードで５０ｍｌ以上２００ｍｌ以下のものに限られない。

また、抄紙原料としては、上述した各種配合割合に限られず、所望の音響特性や利用分野などに対応して適宜設定できる。

そして、振動板４００に取り付けたコイルボビン４５０に取付支持部４６０を設けて説明したが、振動板４００として、取付支持部４６０を一連に設けた構成としてもよい。さらには、コイルボビン４５０を有さず、例えば振動部４２０から一連に屈曲して略筒状に形成した部分にボイスコイル５００を直接巻装する形状のものなどにも適用できる。

さらに、フレーム２００の構成として、上述した本体部２１０および磁性体２２０を有し一面側に拡開する構造に限られない。例えば、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯機器に利用される小型のものとする場合に利用される略円筒形状のものとするなど、いずれの形状とすることができる。さらには、磁性体２２０としても、内磁型、外磁型など、いずれの磁気回路を構成するいずれの形状のものでも適用できる。

また、保護部材を設けて説明したが、上述したように保護部材を設けなくてもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

〔実施の形態の作用効果〕
上述したように、繊維を主成分として抄紙により成形され振動部４２０およびエッジ部４３０を一体に有する振動板４００として、エッジ部４３０の少なくとも一部を微細繊維状結合材とともに含有した発泡剤の発泡により肉厚に形成する。このため、別のシート状部材などを積層させたり合成樹脂を染み込ませたりするなどの補強をすることなく、最低共振周波数が大きくならずにエッジ部４３０の強度を向上させることができ、良好な音響特性を得ることができる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ装置を示す断面図である。 前記実施の形態における振動板を示す一部を切り欠いた断面図である。 前記実施の形態における振動板の物性を示す実験結果を表形式で対比した説明図である。 本発明の他の実施の形態における振動板を示す一部を切り欠いた断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態における振動板を示す一部を切り欠いた断面図である。

符号の説明

１００…スピーカ装置
２００…フレーム
２２０…ヨークである磁性体
３００…磁性体としての磁石
４００，７００，８００…振動板
４２０…振動部
４３０，７３０，８３０…エッジ部
５００…ボイスコイル

Claims (19)

1. 繊維を主成分とし抄紙により成形され振動部およびエッジ部を一体に有した振動板であって、
   前記エッジ部は、少なくとも一部が微細繊維状結合材とともに含有された発泡剤の発泡により肉厚に形成された
   ことを特徴とした振動板。
2. 請求項１に記載の振動板であって、
   前記エッジ部は、抄紙後の乾燥時の熱量による前記発泡剤の発泡により少なくとも一部が肉厚に形成された
   ことを特徴とした振動板。
3. 繊維を主成分とした抄紙原料が抄紙後に乾燥されて成形され振動部およびエッジ部を一体に有した振動板であって、
   前記抄紙原料は、発泡剤と微細繊維状結合材とを含有し、
   前記抄紙により成形された後の乾燥時の熱量により前記エッジ部に対応する少なくとも一部分が発泡されて成形された
   ことを特徴とした振動板。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の振動板であって、
   前記微細繊維状結合材は、高叩解性を有したものである
   ことを特徴とした振動板。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の振動板であって、
   前記微細繊維状結合材は、木材パルプ系素材である
   ことを特徴とした振動板。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の振動板であって、
   前記微細繊維状結合材は、叩解度がカナディアン・フリーネス・スタンダードで５０ｍｌ以上２００ｍｌ以下である
   ことを特徴とした振動板。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の振動板であって、
   前記繊維として木材パルプ、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか１つと前記微細繊維状結合材とを含有する抄紙原料が抄紙されて成形された
   ことを特徴とした振動板。
8. 請求項７に記載の振動板であって、
   前記発泡剤が１質量％以上２０質量％以下で、前記微細繊維状結合材が１質量％以上８０質量％以下で、残部が前記木材パルプ、化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか１つである
   ことを特徴とした振動板。
9. 請求項８に記載の振動板であって、
   前記繊維に含有される木材パルプは、２０質量％以上である
   ことを特徴とした振動板。
10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の振動板であって、
    前記繊維に含有される化学繊維および無機繊維のうちの少なくともいずれか一方は、合計で２０質量％以下である
    ことを特徴とした振動板。
11. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の振動板であって、
    前記繊維が微細繊維状結合材である抄紙原料が抄紙されて成形された
    ことを特徴とした振動板。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の振動板であって、
    前記発泡剤は、撥水性を有する樹脂である
    ことを特徴とした振動板。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の振動板であって、
    前記エッジ部は、接着固定される少なくとも外周部分が発泡された
    ことを特徴とした振動板。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の振動板であって、
    前記エッジ部は、前記振動部より厚さ寸法が１．５倍以下で肉厚に発泡された
    ことを特徴とした振動板。
15. 繊維を主成分とし抄紙にて成形することにより振動部およびエッジ部を一体に有した振動板を製造する振動板の製造方法であって、
    前記エッジ部に対応する少なくとも一部分で微細繊維状結合剤とともに含有した発泡剤を発泡させる
    ことを特徴とする振動板の製造方法。
16. 繊維を主成分とした抄紙原料を抄紙後に乾燥することにより振動部およびエッジ部を一体に有した振動板を製造する振動板の製造方法であって、
    前記抄紙原料は、発泡剤と微細繊維状結合材とを含有し、
    前記抄紙により成形された後の乾燥時の熱量により前記エッジ部に対応する少なくとも一部分を発泡する
    ことを特徴とする振動板の製造方法。
17. 請求項１５または請求項１６に記載の振動板の製造方法であって、
    前記振動部に対応する間隙に対して前記エッジ部に対応する間隙が幅広で間隙寸法を変更可能な型を有し前記型を加熱する乾燥装置を用い、
    前記抄紙原料を抄紙して得られた成形物を、前記乾燥装置の型の間隙に装着して加熱し、乾燥するとともに前記発泡剤を発泡させる
    ことを特徴とする振動板の製造方法。
18. 請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の振動板と、
    この振動板に取り付けられたボイスコイルと、
    磁性体と、
    前記振動板および前記磁性体を保持し前記磁性体とにより磁気回路を形成するヨークを備えたフレームと、
    を具備したことを特徴としたスピーカ装置。
19. 請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載の振動板の製造方法により製造された振動板と、
    この振動板に取り付けられたボイスコイルと、
    磁性体と、
    前記振動板および前記磁性体を保持し前記磁性体とにより磁気回路を形成するヨークを備えたフレームと、
    を具備したことを特徴としたスピーカ装置。

Images