JP2008124962A - スピーカ用抄紙振動板およびこれを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は各種音響機器に使用されるスピーカ用抄紙振動板に関するもので、高音質で地球に優しく、製造が容易で低コストな振動板を提供する。
【解決手段】カナダ標準濾水度における叩解度が５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下のミクロフィブリル化繊維を含有する抄紙振動板において、振動板の密度ｄとミクロフィブリル化繊維の含有量Ｘ（ｗｔ％）の関係において、１０ｄ≦Ｘ≦４０ｄが成り立つスピーカ用振動板とするものである。
【選択図】図１

Description

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抄紙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自動車等の装置に関するものである。

最近の音響機器や映像機器等の電子機器に関しては、デジタル技術の著しい進歩により、従来と比較して飛躍的に性能向上が図られてきた。

この電子機器の性能向上により、これらの電子機器に使用されるスピーカも性能向上が市場より強く要請されている。

その性能向上が市場より強く要請されているスピーカについては、スピーカ構成部品の中で、その音質を決定する大きなウエイトを占める振動板の高性能化への対応が必要不可欠である。振動板の高性能化の中でも高音質化に対する要望が大きい。従って高音質を実現できるスピーカ用振動板の開発が不可欠である。

また、一方では低価格化や環境への対応化等、高性能化への妨げとなる要求も市場より強く要請されているのが実情である。

従って、今後は高音質、高性能で、かつ低価格化や環境対応化に優れたスピーカ用振動板の開発が必要不可欠となる。

従来のスピーカ用抄紙振動板の材料は、針葉樹を叩解して得られた材料が主流であった。

そして、さらに性能向上のために、ミクロフィブリル化して使用したり、ポリエステル等の補強剤とともに使用されることが多かった。また補強剤として、炭素繊維やガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等を使用しているものもあった。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては特許文献１が知られている。
特開平４−２３５９７号公報

従来のスピーカ用抄紙振動板の材料として多用されている針葉樹は、その叩解工程に非常に多くの時間を要するものであった。そして性能向上のために、ミクロフィブリル化するためには、さらに多くの時間を要するものであった。

また補強剤として使用される炭素繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等は、価格的にも高価であるばかりか使用後の焼却が困難になるケースが多く、処理費用や埋め立て地等の問題から価格的、環境的にも課題を有するものであった。

さらに従来から、振動板の剛性を向上させるためにミクロフィブリル化繊維を使用している先行技術は数多い。

しかしながら、それらの多くは概念的であるだけでなく、実際には剛性が向上していないものも多い。また、ミクロフィブリル化の定義すらなされていないものが圧倒的に多い。

スピーカの開発では、振動板検討の目的の大半は、音を良好に再生することであるが、音を良好に再生するとは、スペック上で表現するならば、振動板物性を音速が大きく、かつ内部損失が大きい方向にもっていくことである。

これらの振動板物性を左右するのは、ミクロフィブリル化繊維を含有させることではなく、ミクロフィブリル化繊維を含有させる際に、どのような繊維との絡み合い形態を生むかであり、重要なのは、繊維の密度とその密度での繊維の絡み合い形態である。

本発明は、前記課題を解決し、振動板の剛性向上による高音質化と高性能化を実現し、低価格で環境に優しく、生産性に優れたスピーカ用抄紙振動板を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、針葉樹より環境負荷が少なく、入手が容易で安価な竹を使用し、針葉樹より簡単で短時間にミクロフィブリル化叩解できる竹の性質を利用して、カナダ標準濾水度における叩解度を５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下にミクロフィブリル化した材料繊維の密度ｄと全繊維中の当繊維の量Ｘ（％）との関係が
１０ｄ≦Ｘ≦４０ｄ
を満たすように設定してスピーカ用抄紙振動板を構成したものである。

この構成とすることにより、ミクロフィブリル化した竹繊維が他の材料と強固に絡み合い、スピーカ用振動板に十分な剛性や強靭性を与えることができる。

よって、スピーカ用振動板の材料物性値を向上させることができ、剛性やヤング率、引張強度の向上を図ることができる。

以上のように本発明のスピーカ用抄紙振動板は、ミクロフィブリル化された竹繊維を含んで構成するものであり、カナダ標準濾水度における叩解度を５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下にミクロフィブリル化した材料繊維の密度ｄと全繊維中の当繊維の量Ｘ（％）との関係が
１０ｄ≦Ｘ≦４０ｄ
を満たすように設定してスピーカ用抄紙振動板を構成したものである。

この構成とすることで、振動板の剛性や強靭性、ヤング率を向上させ、この振動板を用いたスピーカの高音質化を図り、大出力化、高信頼性化を図ることができる。

さらに、本発明は安価で地球環境に優しいスピーカ用の抄紙振動板を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（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７に記載の発明について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図を示したものである。

図２は、本発明の一実施の形態のスピーカの断面図を示したものである。

まず、図１に示すスピーカ用振動板２７について説明する。

本発明は、繊維と称されるものの材質、使用法に着眼し鋭意検討した結果、以下の結論に達したものである。

ア）製造が簡易であるためには混抄である必要がある。

イ）ミクロフィブリル化せずに比重をあげると振動板の弾性率は向上するが音速が向上する傾向は低い。すなわち、繊維の絡み方を考慮することで、比重によって音速向上にもっとも効果的なミクロフィブリル化繊維量が異なる傾向にある。

ウ）短時間で容易にミクロフィブリル化を実現できる好ましい素材は竹繊維である。

前記ア）について説明する。

カナダ標準濾水度による叩解度が、５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下のレベルにミクロフィブリル化した繊維であれば、混抄が可能である。

ここで、５０ｍｌ以下では混抄時にミクロフィブリル化繊維が網から抜けてしまい性能にばらつきが生じやすくなる。

一方、２００ｍｌ以上になると、ミクロフィブリル化される度合いが低く、期待する効果が得られにくい。

これらのミクロフィブリル化繊維を得る方法としては、ビータ、サウンドミル等の方法がある。

ミクロフィブリル化に要する時間は、従来の針葉樹を中心とした繊維と比較すると、竹繊維が圧倒的に短く、生産工程上やコスト上好ましい。

また竹は生育が早いため環境問題を発生させることがなく、継続的に供給可能である点や、ガラス繊維等の無機成分のように埋め立てでなく焼却で廃棄できる等の地球環境に優しい点で好ましい。

このため、ミクロフィブリル化していない繊維も竹繊維であれば、さらに地球に優しく好ましいスピーカ用振動板となる。

本発明は、竹繊維を含んだ振動板の密度とミクロフィブリル化繊維の含有量について言及したものである。

この理由としては、繊維の絡み合い形態は密度に大きく依存するためである。ミクロフィブリル化繊維がミクロフィブリル化していない繊維を網目状につなぐ形態が効果的である。

従ってこの形態を実現するためには、ミクロフィブリル化繊維の全繊維中の含有量をＸ（ｗｔ％）とすると振動板の密度ｄ（ｇ／ｃｍ³）の関係は
１０ｄ≦Ｘ≦４０ｄ
が効果的である。

Ｘが１０ｄより小さくなると効果が少なく、Ｘが４０ｄを超えると効果が横ばいあるいは低下してしまう。

本発明のスピーカ用振動板の密度の制限はないが、自動車用スピーカは軽量化が求められる点や音速は密度が小さい方が大きくなる点で比重は小さい方が好ましく、具体的には０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ³が好ましい。

以下、本発明の最良の実施の形態および本発明の一例として実施例を記載するが、何ら本発明の範囲を限定するものではない。

本発明のスピーカ用抄紙振動板の最良の実施の形態は、密度が０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ³の抄紙振動板であって、カナダ標準濾水度における叩解度が５０ｍｌ〜１００ｍｌの竹繊維を３ｗｔ％〜１５ｗｔ％、ミクロフィブリル化していない竹繊維を８０ｗｔ％〜９７ｗｔ％程度使用し、混抄により製造された振動板である。

必要に応じ、サイズ剤、紙力剤、防水剤、顔料等を使用するが、音質調整はポリ乳酸およびまたは生ゴムをそれぞれ３％〜１０％添加することで調整する。

これらの音質調整材料を添加することで、精度が高く、竹繊維の特徴を活かした音質調整が可能となる。

次に、図２に示す本発明の一実施の形態のスピーカについて説明する。

図２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。

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記載の振動板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。

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良い。

さらに、振動板２７とエッジ２９とが一体化された小型スピーカについても適用することも可能である。

この構成により、図１において説明したような振動板の効果により、低音域においては締りの良い重低音を再生することができ、高音域においてはクリアで明るい音質を得ることができる。

そして、全体としては、明瞭度の高い輪郭のはっきりした音像定位の良好な優れた音質とすることができる。

以上のように、従来から抄紙振動板としての主体であった針葉樹からなる材料同様、本発明による振動板は、天然材料であり、この天然材料の持つ耳当りが良好で、素性の良い音色を活かした音つくりが可能となる。

そして、合成材料や金属材料のような特異な音質的キャラクターや独特の共振による音色の画一性に支配されることがなく、素直で自然な音つくりを実現することができる。

よって、スピーカを供給する分野を選択することなく、広くあらゆる分野のスピーカの音つくりに展開することができる。

また別の効果として、振動板の強靭性が向上し、品質面や信頼性面においても優れた振動板とすることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカの高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたスピーカとすることができ、さらに環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

以上、振動板とスピーカについて説明したが、以下に実験結果について説明する。

（実施例１）
ビータで６時間叩解後、石臼で１週間処理し、カナダ標準濾水度における叩解度が１９５ｍｌのミクロフィブリル化木材パルプを得た。

これを２０ｗｔ％、カナダ標準叩解度が６８０ｍｌの竹繊維を８０ｗｔ％混ぜたものを抄紙し、密度が０．６ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を作製した。

音速は２１００ｍ／ｓであった。

（実施例２）
ビータで６時間叩解後、石臼で１０時間処理し、カナダ標準濾水度における叩解度で５３ｍｌのミクロフィブリル化竹繊維を得た。

これをカナダ標準濾水度における叩解度が６８０ｍｌの竹繊維と重量比で２．７／９７．３に混ぜたものを混抄し、密度が０．２８ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を作製した。

音速は２１５０ｍ／ｓであった。

（実施例３）
実施例２の重量比を５／９５に変更し、密度が０．３３ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を作製した。

音速は２２３０ｍ／ｓであった。

（実施例４）
実施例２の重量比を１５／８５に変更し、密度が０．３３ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を得た。

音速は２４１０ｍ／ｓであった。

（実施例５）
実施例２のミクロフィブリル化竹繊維を用いて２０／８０で密度が０．６ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を得た。

音速は２３５０ｍ／ｓであった。

（比較例１）
実施例１の重量比を５／９５にして、密度が０．６ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を得た。

音速は１８５０ｍ／ｓであった。

（比較例２）
実施例１の重量比を１５／８５にして、密度が０．３ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を得た。

音速は１９８０ｍ／ｓであった。

（比較例３）
実施例１と同混合比で密度が０．３５ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を得た。

音速は２０３０ｍ／ｓであった。

（比較例４）
比較例１と同混合比で密度が０．２ｇ／ｃｍ³の１６ｃｍ径の振動板を得た。

音速は１７５０ｍ／ｓであった。

（評価実施例）
実施例１〜５および比較例１〜４の９種類の振動板をスピーカに組み立て、１０名の試聴者で音質評価を実施した。

試聴者が良好な音と考えるものを３種類選んでもらい、人数を集計した。結果は以下の通りであった。

（実施例１）２人
（実施例２）３人
（実施例３）６人
（実施例４）９人
（実施例５）８人
（比較例１）０人
（比較例２）１人
（比較例３）１人
（比較例４）０人
（実施例からの発明の効果）
振動板の密度ｄ（ｇ／ｃｍ³）とミクロフィブリル化繊維混合重量Ｘ（％）の関係が１０ｄ≦Ｘ≦４０ｄに入るものはミクロフィブリル化繊維は補強に効果的に作用し良好な音質であった。

また竹繊維を使用すると、加工が容易で短時間でできるとともに音質改善効果も大きい。

以上のように、本発明にかかる抄紙振動板およびそれから得られるスピーカは、市場から求められる高音質を満足できるため非常に有用である。

また、ガラス繊維やアラミド繊維の混合に較べて、地球環境に優しく、製造が容易で低コストである。

以上の結果となり、先に説明した振動板とスピーカにおける効果が裏付けされた。

（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８に記載の発明について説明する。

図３は、本発明の一実施の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。

図３に示すように、本発明のスピーカ３０をエンクロジャー４１に組込んでスピーカシステムを構成し、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段であるアンプ４２と、このアンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム４４を構成したものである。

この構成とすることにより、従来では実現できなかった明瞭度の高い、輪郭のはっきりした音像定位の良好な優れた音質を得るミニコンポシステムを実現することができる。

さらに、高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができるスピーカシステムを実現することができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたミニコンポシステムとすることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

（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９に記載の発明について説明する。

図４は、本発明の一実施の形態の装置である自動車５０の断面図を示したものである。

図４に示すように、本発明のスピーカ３０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５０を構成したものである。

この構成とすることにより、スピーカ３０の明瞭度の高い、輪郭のはっきりした音像定位の良好な優れた音質を得ることができる。

さらに、高耐入力化や、自動車用スピーカとして重要な耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたものとすることができ、このスピーカ３０を搭載した自動車等の装置の性能や品質を向上させることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

本発明にかかるスピーカ用抄紙振動板、スピーカ、電子機器および装置は、剛性の高い振動板による音質や特性の向上、さらには高い品質および信頼性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。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態における音響機器の外観図 本発明の一実施の形態における装置の断面図

符号の説明

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
２８ ボイスコイル
２９ エッジ
３０ スピーカ
４１ エンクロジャー
４２ アンプ
４３ プレーヤ
４４ ミニコンポシステム
５０ 自動車

Claims (9)

1. スピーカ用抄紙振動板であって、前記振動板は、その材料が竹繊維を含み、その材料のカナダ標準濾水度における叩解度が、５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下の繊維を含むとともに、前記５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下の繊維の密度ｄと振動板に含有される全繊維中の前記５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下の繊維の量Ｘ（％）との関係が
   １０ｄ≦Ｘ≦４０ｄ
   を満たすスピーカ用抄紙振動板。
2. カナダ標準濾水度における叩解度が、５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下の繊維が竹繊維である請求項１記載のスピーカ用抄紙振動板。
3. カナダ標準濾水度における叩解度が、５０ｍｌ以上でかつ２００ｍｌ以下の竹繊維以外の成分が、竹繊維である請求項２記載のスピーカ用抄紙振動板。
4. 密度が０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ³である請求項１記載のスピーカ用抄紙振動板。
5. ポリ乳酸を含有する請求項１記載のスピーカ用抄紙振動板。
6. 生ゴムを含有する請求項１記載のスピーカ用抄紙振動板。
7. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１記載の抄紙振動板と、この抄紙振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカ。
8. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１記載の抄紙振動板と、この抄紙振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカと、少なくともこのスピーカへの入力信号の増幅回路とを備えた電子機器。
9. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１記載の抄紙振動板と、この抄紙振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカを移動手段に備えた装置。

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