JP2006303971A - スピーカー装置用振動系部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価で且つ音響性能及び信頼性に優れたスピーカー装置用振動系部品等を提供する。
【解決手段】 スピーカー装置用振動系部品は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されてなる。ここで、スピーカー装置用振動系部品としては、例えば、振動板、センターキャップ、エッジ、ダンパーなどが挙げられる。好適な例では、その織布又は不織布には、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が含浸されているのが好ましい。また、その織布又は不織布の表面には、例えば、紙、発泡素材、樹脂、フィルムなどの積層部材が積層（被覆）されているのが好ましい。このスピーカー装置用振動系部品は連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されているので、安価で且つ音響性能及び信頼性に優れている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スピーカー装置用振動系部品の構成素材に関する。

従来より、スピーカー装置を構成する振動系部品たる振動板の布材には、カーボン繊維、ガラス繊維及びセラミックス繊維などの無機系繊維や、アラミド系繊維及びＰＢＯ繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール繊維）などの有機系繊維などの織布或いは不織布が一般に用いられている。

また、上記繊維の布材は、熱硬化性樹脂が含浸され、加熱プレスにて固められた状態で一般的に用いられる。これに加え、上記繊維の布材は、その表面に紙、発泡体、熱可塑性樹脂などの素材が積層された状態で用いられることもある。

このような加工が施された布材は、加熱プレスによって所定の形状に成形され、振動板としてボイスコイルボビンの外周壁に取り付けられて用いられる。

なお、玄武岩を原料として得られる繊維状物であるロックウールを含むジョイントシート形成用組成物が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、玄武岩等を混合、配合してなる原料混合物を所定の方法により加工することにより製造された、繊維径１〜１０μｍ、繊維長６０〜６００μｍの岩綿微細繊維と、繊維径０.１〜０.７μｍ、繊維長１０〜５０μｍの繊維状チタン酸カリウムとからなる強化材を含有してなる熱可塑性合成樹脂製射出成形品が知られている（例えば、特許文献２を参照）。 さらに、玄武岩等を原料にして公知の製造方法により繊維化したロックウール（長さ約１ｍ〜５０ｍｍ、繊維径約１〜２０μｍ）を用い、それを所定の方法により加工・成型してなる建築用繊維板が知られている（例えば、特許文献３を参照）。

特開２０００−１０４０４３号公報 特公平１−３２８５５号公報 特開平８−９０７２１号公報

しかしながら、カーボン繊維は、軽量・高剛性の点で優れているが、その反面、高価であり、導電性を有するために通電部分に対して絶縁処理を施す必要がある。

また、セラミックス繊維は、高剛性の点で優れているが、その反面、高価である、加工時に折れ易いなどの欠点を有している。

また、アラミド系繊維やＰＢＯ繊維などの超高強度繊維は、軽量・高内部損失の点で優れているが、その反面、高価である、加工時に切断し難い、吸湿性を有するため高温高湿雰囲気中で変形が生じ易いなどの問題がある。以上、ここに述べた繊維は、一般に高機能繊維と呼ばれる高価な繊維である。

また、汎用繊維であるガラス繊維は、安価であり、吸湿性や導電性がなく、高剛性であることから、安価なタイプの振動板等に使用されてきた。しかし、その反面、ガラス繊維は、内部損失が低いため、音質面で課題があった。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、安価で且つ音響性能及び信頼性に優れたスピーカー装置用振動系部品及びその製造方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、スピーカー装置用振動系部品であって、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されてなることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、スピーカー装置用振動系部品の製造方法であって、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の含浸材により含浸させ、前記含浸された前記織布又は前記不織布を加熱プレス又は加熱吸引により成形する工程を有することを特徴とする。

本発明の１つの観点では、スピーカー装置用振動系部品は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されてなる。

上記のスピーカー装置用振動系部品は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されてなる。ここで、スピーカー装置用振動系部品としては、例えば、振動板、センターキャップ、エッジ、ダンパーなどが挙げられる。好適な例では、前記織布又は前記不織布には、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が含浸されているのが好ましい。また、前記織布又は前記不織布の表面には、例えば、紙、発泡素材、樹脂、フィルムなどの積層部材が積層（被覆）されているのが好ましい。

一般的に、ガラス繊維の弾性率は７２００（Ｎ／ｍｍ^２）であるのに対し、玄武岩繊維の弾性率は１００００（Ｎ／ｍｍ^２）である。このため、玄武岩繊維は、ガラス繊維と比べて高強度で剛性が高い。このため、玄武岩繊維は、ガラス繊維に比べて高内部損失であり、且つ減衰性（制振性）が高い。その結果、玄武岩繊維を織布又は不織布として用いたスピーカー装置用振動系部品は、ガラス繊維を織布又は不織布として用いたスピーカー装置用振動系部品と比較して音響性能の点で優れている。

また、玄武岩繊維は、一般的に、ガラス繊維と比べると高価であるが、カーボン繊維、セラミック繊維などの高機能繊維と比べると極めて安価である。よって、スピーカー装置用振動系部品の構成素材として玄武岩繊維の織布又は不織布を用いることにより、安価なスピーカー装置用振動系部品を得ることができる。

また、アラミド系繊維は、吸湿性が高く、高温高湿雰囲気中で変形し易いという問題があると共に、カーボン繊維は、導通性を有し、通電部分に対して絶縁処理を施す必要があるという問題がある。これに対し、玄武岩繊維は、吸湿性が約０.５％と小さいので変形し難く、また、導通性がなく、通電部分に対して絶縁処理などの対策を施す必要がない。よって、スピーカー装置用振動系部品の構成素材として玄武岩繊維の織布又は不織布を用いることにより、信頼性に優れたスピーカー装置用振動系部品を得ることができる。

以上のように、このスピーカー装置用振動系部品は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されているので、安価で且つ音響性能及び信頼性に優れている。

好適な例では、前記玄武岩繊維の平均径は約７〜２０μｍであるのが好ましい。ここで、玄武岩繊維の平均径が６μｍ以下である場合には次のような問題がある。即ち、玄武岩繊維の製造過程において、まず、原材料である玄武岩を溶融し、その溶融した玄武岩を加工ノズルから引き出して玄武岩繊維を作製するときに当該玄武岩繊維が切れ易くなり、その結果、玄武岩繊維の製造が困難になるという問題がある。一方、玄武岩繊維の平均径が２１μｍ以上である場合には次のような問題がある。即ち、玄武岩繊維の加工時に当該玄武岩繊維が折れ易くなるという問題がある。また、平均径が約７〜２０μｍの玄武岩繊維を用いて作製された布材と、当該布材と同一密度で且つ平均径が２１μｍ以上の玄武岩繊維を用いて作製された布材とを比較した場合、後者は前者と比べて本数が少ない集束糸となり、その結果、後者の場合、各繊維間のずれにより生じる内部損失が小さくなるという問題がある。よって、玄武岩繊維の平均径は約７〜２０μｍであるのが好ましい。
本発明の他の観点では、スピーカー装置用振動系部品の製造方法は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の含浸材により含浸させ、前記含浸された前記織布又は前記不織布を加熱プレス又は加熱吸引により成形する工程を有する。好適な例では、前記工程は、前記成形された前記織布又は前記不織布の表面に、例えば、紙、発泡素材、樹脂、フィルムなどの積層部材を積層させる工程を含むのが好ましい。

これにより、安価で且つ音響性能及び信頼性に優れたスピーカー装置用振動系部品を製造することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［スピーカー装置用振動系部品の構成］
図１に、本発明のスピーカー装置用振動系部品を含むスピーカー装置１００を、その中心軸Ｌ１を通る平面で切断したときの断面図を示す。

スピーカー装置１００は、図１に示すように、主として、ヨーク１、マグネット２及びプレート３を含む磁気回路７０と、ボイスコイルボビン４、ボイスコイル５、フレーム６、ダンパー７、振動板８、エッジ９、センターキャップ１０を含む振動系７１（以下、「スピーカー装置用振動系部品」とも呼ぶ）とを備えて構成される。なお、本発明では、スピーカー装置の構成及び駆動方式等、並びに、スピーカー装置用振動系部品の形状、位置、大きさなどは、以下に述べる構成等に限定されるものではない。

まず、磁気回路７０の構成について説明する。

磁気回路７０は、外磁型の磁気回路として構成されている。ヨーク１は、円柱状のポール部１ａと、そのポール部１ａの外周壁の下端部から外側へ延在するフランジ部１ｂとを有している。マグネット２は、環状の形状をなし、フランジ部１ｂ上に取り付けられている。プレート３は、環状の形状をなし、マグネット２上に取り付けられている。そして、ヨーク１の要素であるポール部１ａの外周壁と、プレート３の内周壁との間に形成された空隙（磁気ギャップ１１）にマグネット２の磁束を集中させている。

次に、振動系７１の構成について説明する。

ボイスコイルボビン４は、円筒状の形状をなし、ヨーク１の要素であるポール部１ａの外周壁の上端部近傍を覆う位置に設けられる。

ボイスコイル５は、１つの配線からなり、図示しないプラス及びマイナスのリード線を夫々有し、ボイスコイルボビン４の外周壁の下端部近傍に巻かれている。プラス側のリード線はＬ（又はＲ）チャンネル信号の入力配線であり、マイナス側のリード線はグランド（ＧＮＤ：接地）信号の入力配線である。プラス及びマイナスの各リード線はそれぞれ各錦糸線１２の一端側に接続されていると共に、各錦糸線１２の他端側は、それぞれ後述するフレーム６の中央平坦部６ｂに設けられた端子部１３に接続されている。また、端子部１３は、アンプ側の出力配線１４にも接続されている。これにより、ボイスコイル５には、端子部１３、各錦糸線１２、プラス及びマイナスの各リード線を介してアンプ側から１チャンネル分の信号や電力が入力される。

フレーム６は、略杯状の形状をなし、スピーカー装置１００を構成する様々な構成部品を支持する機能を有する。フレーム６は、その下側位置に下側平坦部６ａ、その中央位置に中央平坦部６ｂ、その上側位置に上側平坦部６ｃを夫々有している。下側平坦部６ａ、中央平坦部６ｂ及び上側平坦部６ｃは夫々平坦性を有している。フレーム６の下側平坦部６ａは、プレート３上に取り付けられている。

ダンパー７は、環状の形状をなし、ボイスコイルボビン４を弾性的に支持する。ダンパー７の内周縁部はボイスコイルボビン４の外周壁の上端部近傍に取り付けられている一方、ダンパー７の外周縁部はフレーム６の中央平坦部６ｂ上に取り付けられている。

振動板８は、入力信号に応じた音波を放射する機能を有する。振動板８は、コーン状の形状をなしている。振動板８の内周縁部はボイスコイルボビン４の外周壁の上端部に且つダンパー７の上側に取り付けられている。

エッジ９は、環状の平面形状及びΩ状の断面形状を有し、スピーカー装置１００で生じる不要な振動などを吸収する機能を有する。エッジ９の内周縁部は振動板８の外周縁部に取り付けられている一方、エッジ９の外周縁部はフレーム６の上側平坦部６ｃ上に取り付けられている。

センターキャップ１０は、半球状の形状をなし、スピーカー装置１００の内部に粉塵や水分等が侵入するのを防止する機能を有する。センターキャップ１０は、ボイスコイルボビン４の上面側を覆う位置に配置され、ボイスコイルボビン４の外周壁の上端部に取り付けられている。

以上の構成を有するスピーカー装置１００において、アンプ側の出力配線１４から出力された電気信号は、端子部１３、各錦糸線１２、ボイスコイル５のプラス及びマイナスのリード線を介してボイスコイル５へ供給される。これにより、磁気ギャップ１１内でボイスコイル５に駆動力が発生し、振動板８をスピーカー装置１００の中心軸Ｌ１方向に振動させる。こうして、スピーカー装置１００は、矢印Ｙ１の方向に音波を放射する。

［スピーカー装置用振動系部品の構成素材］
本発明は、スピーカー装置用振動系部品の構成素材に特徴を有している。ここに、本発明の適用対象となるスピーカー装置用振動系部品としては、振動板８、センターキャップ１０、ダンパー７、エッジ９などが挙げられる。

かかるスピーカー装置用振動系部品は、連続長繊維である撚糸（ヤーン）又は集束糸（ロービング）により作製された玄武岩繊維（バサルトファイバー）を用いた織布又は不織布により構成されている。好適な例では、スピーカー装置用振動系部品は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させたものを、加熱プレス成形又は真空成形により成形されていのが好ましい。また、好適な例では、その成形されたスピーカー装置用振動系部品の表面には、紙、発泡素材、樹脂、フィルムなどの積層部材が積層（被覆）されているのが好ましい。さらに、好適な例では、その織布を構成する玄武岩繊維の平均径（太さ）は、約７〜２０μｍとすることができる。この理由は上述した通りである。

これにより、安価で且つ音響性能及び信頼性に優れたスピーカー装置用振動系部品を得ることができる。

この点につき、図２（ａ）を参照して詳述する。図２（ａ）は、ガラス繊維及び玄武岩繊維の一般的な特性を示す図表である。

図２（ａ）に示されるように、ガラス繊維の弾性率は７２００（Ｎ／ｍｍ^２）であるのに対し、玄武岩繊維の弾性率は１００００（Ｎ／ｍｍ^２）である。このため、玄武岩繊維は、ガラス繊維と比べて高強度で剛性が高いといえる。よって、玄武岩繊維は、ガラス繊維に比べて高内部損失であり、且つ減衰性（制振性）が高い。その結果、玄武岩繊維を織布又は不織布として用いたスピーカー装置用振動系部品は、ガラス繊維を織布又は不織布として用いたスピーカー装置用振動系部品と比較して音響性能の点で優れている。

また、玄武岩繊維は、一般的に、ガラス繊維と比べると高価であるが、カーボン繊維、セラミック繊維などの高機能繊維と比べると極めて安価である。よって、スピーカー装置用振動系部品の構成素材として連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維の織布又は不織布を用いることにより、安価なスピーカー装置用振動系部品を得ることができる。

また、上記したように、アラミド系繊維は、吸湿性が高く、高温高湿雰囲気中で変形し易いという問題があると共に、カーボン繊維は、導通性を有し、通電部分に対して絶縁処理を施す必要があるという問題がある。これに対し、玄武岩繊維は、図２（ａ）に示されるように、吸湿性が約０.５％と小さいため変形し難く、また、導通性がないので通電部分に対して絶縁処理などの対策を施す必要がない。その結果、スピーカー装置用振動系部品の構成素材として連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維の織布又は不織布を用いることにより、信頼性に優れたスピーカー装置用振動系部品を得ることができる。

［好適例］
次に、スピーカー装置用振動系部品の一例としての振動板８の好適例について説明する。

この好適例では、振動板８は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布に、熱硬化性樹脂としてのフェノール樹脂を含浸させたものを加熱プレスにて成形することにより作製されている。ここで、その織布は、平均径（太さ）が約７〜約２０μｍの玄武岩繊維の糸の束で織り上げられている。こうして作製された振動板８の各特性を図２（ｂ）の図表に示す。なお、図２（ｂ）には、比較例に係る振動板の各特性も示す。比較例に係る振動板は、ガラス繊維を用いた織布に、フェノール樹脂を含浸させたものを加熱プレスにて成形することにより作製されている。ここで、その織布は、平均径（太さ）が約７〜２０μｍのガラス繊維の糸の束で織り上げられている。

本発明の好適例である振動板８の各特性と、比較例の振動板８の各特性とを対比して理解されるように、好適例に係る振動板８は、比較例に比べて、特にヤング率及び内部損失が高い。よって、本発明の好適例に係る振動板８は、比較例に比べて音響性能が優れていることが理解される。即ち、本発明の好適例に係る振動板８は、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布に、熱硬化性樹脂としてのフェノール樹脂を含浸させたものを加熱プレスにて成形することにより作製されているので、音響特性に優れた振動板になっている。

［スピーカー装置用振動系部品の製造方法］
次に、図３及び図６を参照して、スピーカー装置用振動系部品の製造方法について説明する。

図３は、スピーカー装置用振動系部品の製造方法のフローチャートを示す。図４は、図３における含浸工程Ｓ２及び成形工程Ｓ３に対応する各工程図を示す。図５は、図３の工程Ｓ３に、また、図４の破線領域Ｐ１で示される工程に夫々対応する工程図を示す。図６は、図３における真空吸引成形方法による成形工程図を示す。

まず、連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された所定の太さの玄武岩繊維の糸を織り上げてシート状の織布（基材）２０を作製する（図示略、基材作製工程Ｓ１）。ここで使用する玄武岩繊維の糸の太さ（平均径）は、約７〜２０μｍとするのが好ましい。また、これに代えて、周知の方法にて、玄武岩繊維を用いた不織布よりなるシート状の織布（基材）２０を作製する（図示略、基材作製工程Ｓ１）。

次いで、上記の工程にて得られたシート状の基材２０に、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させる（含浸工程Ｓ２）。その後、その含浸されたシート状の基材２０を熱風乾燥する。

次いで、熱風乾燥されたシート状の基材２０を加熱プレス成形によってコーン状の形状に形成し、次いで、型抜き工程により、コーン状の形状に形成されたシート状の基材２０の所定箇所を打ち抜いて、図１に示されるコーン状の形状を有する振動板８を作製する（成形工程Ｓ３）。同様に、かかる成形工程Ｓ３により、図５（ａ）乃至５（ｃ）に示すように、図１に示される形状を有する、ダンパー７、センターキャップ１０、及びエッジ９を夫々作製する。但し、この場合、成形品にあった金型を使用する必要がある。

なお、上記の成形工程Ｓ３では、各種のスピーカー装置用振動系部品を成形する方法として加熱プレス成形方法を採用したが、これに代えて、本発明では、その各種のスピーカー装置用構成部品を成形する方法として真空吸引成形方法を採用することも可能である。以下、図６を参照して、真空吸引成形方法によってスピーカー装置用振動系部品の一例としての振動板８を成形する方法について説明する。

この成形工程Ｓ３では、真空吸引成形装置３００により、スピーカー装置用振動系部品が成形される。

真空吸引成形装置３００は、図６に示すように、移動自在の加熱ヒーター３１と、被成形品を挟持する一組のクランプ３２と、所定の形状に形成された金型３３と、その金型３３を上下方向に移動させるシリンダ機構３４と、を備え、一組のクランプ３２、金型３３及びシリンダ機構３４が筐体３０に収容されてなる。

まず、上記の熱風乾燥されたシート状の基材２０を予め所定の大きさに形成する。続いて、図６（ａ）に示すように、その形成された基材２１を一組のクランプ３２で挟持し、その基材２１が所定温度に達するまで加熱ヒーターで加熱して柔らかくする。

次に、図６（ｂ）に示すように、その基材２１が柔らくなったらシリンダ機構３４によって金型３３を矢印Ｙ１０方向に所定位置まで上昇させて、被成形品たる基材２１を金型３３に密着させ、図示しない真空ポンプにて矢印１１方向に真空吸引を行う。この真空吸引により、基材２１はコーン状の形状に成形される。なお、このとき、加熱ヒーター３１は矢印Ｙ１２方向に退避させる。

次に、図６（ｃ）に示すように、コーン状の形状に形成された基材２１がある程度温度が低下したところで、シリンダ機構３４によって金型３３を矢印Ｙ１３方向に初期の位置まで下降させ、次いで、一組のクランプ３２の固定を外して（矢印Ｙ１３を参照）、成形品を真空吸引成形装置３００から取り出す。こうして、図１に示される振動板８が成形される。同様に、上記の各工程を経て、図１に示されるダンパー７、センターキャップ１０、及びエッジ９を成形する。但し、この場合、成形品にあった金型を使用する必要がある。

次に、選択的に、上記の成形工程Ｓ３にて得られたスピーカー装置用振動系部品の表面に、紙、発泡素材、樹脂、フィルムなどの積層部材を周知の方法にて積層（被覆）させる（積層工程Ｓ４）。

以上の各工程を経て、本発明のスピーカー装置用振動系部品が製造される。こうして製造されたスピーカー装置用振動系部品は上記した作用効果を奏する。

本発明のスピーカー装置用振動系部品を含むスピーカー装置の断面図を示す。 スピーカー装置用振動系部品の一例としての振動板等の諸特性を示す図表である。 スピーカー装置用振動系部品の製造方法を示すフローチャートである。 図３における含浸工程Ｓ２及び成形工程Ｓ３に対応する各工程図を示す。 図４における工程Ｐ１に対応する各種成形品を成形する工程図を示す。 図３における成形工程Ｓ３に対応する真空吸引成形方法に係る工程図を示す。

符号の説明

７ ダンパー
８ 振動板
９ エッジ
１０ センターキャップ
１００ スピーカー装置
３００ 真空吸引成形装置

Claims (6)

1. 連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布により構成されてなることを特徴とするスピーカー装置用振動系部品。
2. 前記織布又は前記不織布には、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が含浸されてなることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置用振動系部品。
3. 前記織布又は前記不織布の表面には積層部材が積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカー装置用振動系部品。
4. 前記玄武岩繊維の平均径は約７〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置用振動系部品。
5. 連続長繊維である撚糸又は集束糸により作製された玄武岩繊維を用いた織布又は不織布を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の含浸材により含浸させ、前記含浸された前記織布又は前記不織布を加熱プレス又は加熱吸引により成形する工程を有することを特徴とするスピーカー装置用振動系部品の製造方法。
6. 前記工程は、前記成形された前記織布又は前記不織布の表面に積層部材を積層させる工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のスピーカー装置用振動系部品の製造方法。
   
   

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