JP2009021899A

JP2009021899A - スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカ

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Publication number: JP2009021899A
Application number: JP2007183966A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 隆司鈴木; Kazuyoshi Mimura; 和義三村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: JP5034732B2

Abstract

【課題】音響再生用スピーカにおいて、各種再生機器の進歩により音の出口であるスピーカの、音質の向上や低音域での音圧レベル向上等の量感度向上、さらには高い品質および信頼性が課題であった。
【解決手段】本発明は、竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を機械的のみで叩解することで、特殊な工法や金型を使用せずとも、面厚を厚くした振動板７を形成したことで、振動板の曲げ剛性を向上させ、この振動板７を用いたスピーカの音質向上や低音域での音圧レベル向上等の量感度を向上させることができる構成としたものである。
【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振動板およびこのスピーカ用振動板を用いた音響再生用スピーカに関するものである。

昨今のオーディオ業界や、オーディオ機器を搭載した自動車業界では、デジタル機器の普及により、スピーカから再生される音質は飛躍的に向上した。

このような従来のスピーカについて、図２のスピーカの側断面図により説明する。

同図によると、磁気回路１はセンターポールを設けたボトムプレート１ａとこれに接着結合された環状のマグネット１ｂと、この環状のマグネット１ｂ上に接着結合され、前記センターポール１ａの外周との間に磁気ギャップ１ｄを形成する内周を有する環状の上部プレート１ｃとで構成される。

フレーム２は、金属板または樹脂成形により形成され、前記磁気回路１の前記上部プレート１ｃに接着結合されている。

スピーカ用振動板３は、外周がエッジ４を介して前記フレーム２に接着結合されるとともに、内周が前記磁気回路１の磁気ギャップ１ｄに嵌めこまれるボイスコイル５に接着結合されている。

なお、このボイスコイル５には、内周がこのボイスコイル５に接着結合され、外周が前記フレーム２に接着結合されて、前記ボイスコイル５の上下駆動を支持するダンパー６が設けられている。

以上のように構成されたスピーカは、ボイスコイル５のコイル部５ａの両端（図示せず）に外部からの音声信号を入力することで、ボイスコイル５を上下動させ、前記スピーカ用振動板３を上下動させて放音するものである。

前述した音響機器や映像機器メーカのスピーカに対するトレンドは、高音質化、軽量化、環境調和型である。

高音質化では、ユーザニーズである音質的要求を実現させるため、その音質を決定するウエイトの高いスピーカの構成部品であるスピーカ用振動板の開発が急務である。

このスピーカ用振動板の開発は、精度高く音質を制御しやすい利点があるという理由から、抄紙によるスピーカ用振動板（以下、この抄紙によるスピーカ用振動板を以下「振動板」と称する。）を中心に多くの開発が進められている。

これら振動板に用いられる材料であるパルプは、従来より、その供給が豊富であることから針葉樹から叩解工程（アルカリ蒸解等の薬品を使用する化学的叩解（蒸解）も含む）を経て得られたクラフトパルプが使用されており、需要増大の中で成長速度の非常に遅い針葉樹不足に拍車をかける状態である。

一方、竹については、その旺盛な繁殖力と迅速な成長性から、種類、量ともに世界中に非常に多く存在し、特定地域においては竹林が拡大したあげく竹害が叫ばれる状況である。

竹は針葉樹に比べてその成長が非常に速く、筍のレベルである竹齢がおおむね１年以内であるものは剛性に乏しく強靱性も備わっていないが、１年以上経過すれば剛性、強靱性を備えた安定した物性を有するようになる。

さらに、伐採してもすぐにもとの竹林が再生されるという利点も備えており、針葉樹林伐採のように地域環境に悪影響を与える状況には至らない。

むしろ増えすぎた竹林を伐採して竹害を無くすことが、地球環境にとって望ましい状況になる。

これらの竹は、古くからその用途開発が進められてはきているが、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものは、その柔らかさや加工の容易性から食用等や材料面で多方面に利用されることが多かった。

しかしながら、竹齢１年以上経過した剛性の高い成長した竹については、その剛性による加工の困難性から、一部の建築用材料や竹細工等にしかその利用方法が見出せず、需要の低迷とともに竹害にもつながり、用途開発が急がれているものであった。

振動板への応用については、竹繊維の解繊の容易性から竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものについて取り組まれ、ある程度の効果を上げてはいるものの、振動板の中心になるまでには至らなかった。

この理由としては、本来の竹繊維の特徴を発揮させるには、柔らかく加工が容易な竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものを使用するよりも、竹齢１年以上経過し剛性や強靱性を有する成長した竹繊維を使用するのが効果的であるが、従来の振動板の製造方法では本来の竹繊維の特長を活かしきることができず、トレンドとする音質的要求を満足させることができなかったためである。

なお、竹を用いた振動板に係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。
特開２０００−３２４５９１号公報

前述の針葉樹から得られたクラフトパルプを使用した振動板は、製造が容易であるが、抄紙後、加熱加圧するウエットプレス工法においては、振動板自体の厚みが加熱・加圧により薄くなる傾向があり、低域再生に対して不利な工法であった。

即ち、同一口径で同一重量のコーン紙であればコーン面厚が厚くなることによる曲げ剛性の向上により、低域再生能力が向上することは周知の事実であるが、前記ウエットプレス工法では面厚を厚くすることはできないために、低域再生に不利な振動板となっていた。

そのため、従来のクラフトパルプを使用した振動板においては同一口径で同一重量の振動板自体の面厚を厚く仕上げるために、一般的には抄紙後、加圧しないオーブン工法が採用されているが、前記工法においては非常に工数がかかり高価な製品となっていた。

また、振動板自体の厚みも不均一になる傾向があるという課題を有するものであった。

また、振動板自体の面厚を厚く仕上げる工法としては他に、セミプレス工法があり工数自体も余りかからず、振動板自体の厚みも均一になるが金型精度が必要となり金型自体が高価になる、また、セッティングが難しく高度な熟練作業が必要になるという課題を有するものであった。

さて、前述した竹資源の活用においても、種々の課題があった。

竹繊維は剛性と強靱性を有するものであるが、従来の針葉樹と同様に叩解、抄紙、ウエットプレスにより作製された振動板は、従来の抄紙した振動板と何等変らず、従来の振動板と同様に低域特性の再現が不十分なものでしかなかった。

また、加工の容易性から竹として、竹齢１年以内のものを使用した抄紙振動板では、食用として用いられるものであるだけに、剛性と強靱性に乏しく竹の特徴を生かした抄紙振動板として用いることはできなかった。

本発明は前記課題を解決し、竹繊維の特徴である剛性と強靱性を生かし、スピーカとしての低域再生能力の向上を図ることを可能とした抄紙振動板の提供を可能とするとともに、材料としては地球環境に優しく、尚且つ安定供給が望める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。

前記課題を解決するために本発明は、少なくとも、竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプを含んで抄紙し、更に、加熱・加圧しスピーカ用振動板を形成したものである。

前記パルプは、機械的叩解のみでパルプ化したものであり、従来の振動板で行なわれていたアルカリ蒸解等の化学的処理（叩解）を行なわないことで、竹が有する剛性や強靱性を損失させずに、スピーカ用振動板を構成したものである。

前記のごとく剛性と強靱性を保有した竹繊維を機械的叩解のみ行なってパルプ化した材料を抄紙後、加熱・加圧するウエットプレス加圧によって振動板を形成することにより、振動板として必要な曲げ剛性やヤング率、引張強度を保有しながら、面厚を確保する前述のオープン工法と同等の面厚を与えることができるとともに、竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプの混抄率を制御することで面厚の制御（低音域の再生帯域の制御）も行なえるものである。

以上のように本発明の振動板は、竹齢１年以上の竹から得られた機械的叩解化され、化学的処理を施していない竹繊維パルプを含んで抄紙して構成するものであり、特殊な工法や金型を用いなくとも振動板の厚みを厚くさせ曲げ剛性を向上させることができ、この振動板を用いたスピーカの低域再生能力の向上を図ることができる。

さらに、本発明のスピーカ用振動板は竹という植物環境資源を用いることで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、本発明を図１を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、本発明を一実施の形態である図１のスピーカの側断面図により従来技術と同一部分は同一番号を附して説明を省略して説明する。

なお、従来技術と本実施の形態との相違点は振動板７にあり、他は従来技術と同様である。

振動板７は、竹齢１年以上の竹を機械的叩解し、針葉樹から得られたクラフトパルプに混抄・抄紙し、得たものであり、１６ｃｍ口径用の振動板として以下の如く各種作製し、図１のスピーカを組立てて性能比較した。

（１）振動板(1)
機械化叩解により得られた竹繊維を５ｗｔ％混抄、抄紙し、ウエットプレスによって加熱・加圧して得た。

（２）振動板(2)
機械化叩解により得られた竹繊維を３０ｗｔ％混抄、抄紙し、ウエットプレスによって加熱・加圧して得た。

（３）振動板(3)
機械化叩解により得られた竹繊維を５０ｗｔ％混抄、抄紙し、ウエットプレスによって加熱・加圧して得た。

（４）振動板(4)
機械化叩解により得られた竹繊維を１００ｗｔ％混抄、抄紙し、ウエットプレスによって加熱・加圧して得た。

（５）振動板(5)（比較例）
針葉樹を従来技術で説明した化学的叩解（蒸解）と機械的叩解を経て得られたクラフトパルプ１００％を用いて抄紙し、ウエットプレスによって加熱・加圧して得た。

なお、前記振動板(1)〜(4)の竹繊維以外のパルプ材料としては、振動板(5)で用いられたクラフトパルプを用いている。

また、竹の繊維化にあたっての機械的叩解には種々の方法があるが、ビータを用いた。

比較例である振動板(5)を組み立てたスピーカを基準に、振動板(1)〜(4)により作製したスピーカを比較した結果、低音域再生帯域において音質は、振動板(4)→振動板(3)→振動板(2)→振動板(1)→振動板(5)（比較例）の順位評価となった。

なお、比較例として作製した振動板(5)では、振動板厚みが０．３０ｍｍであり、振動板(4)では０．５ｍｍの厚みで振動板(5)の約１．７倍、振動板(3)では、０．３６ｍｍの厚みで振動板(5)の約１．２倍と比較例よりも厚くなっていた（重量はいずれも約２．２ｇ程度であった。）。

振動板が同一口径で同一重量であれば振動板の厚みを厚くすることにより振動板の曲げ剛性が向上し、低音域再生帯域での音質が向上することが知られているが、本実施形態の比較においても確認されたことになる。

なお、振動板(3)および振動板(4)においては、比較例である振動板(5)との厚みの差は顕著であり、曲げ剛性の向上も顕著であった。

振動板(2)においても、僅かながら厚みの差は確認され（厚み０．３３ｍｍ）、前述の如く比較例である振動板(5)より音質が優れていることが確認された。

また、振動板(1)については、振動板(5)より音質的には優れていたことは確認されたが、厚みはほぼ振動板(5)と差はなかった。

以上の結果から、振動板(1)は竹繊維を混抄したこと自体による効果であり、振動板(2)〜振動板(4)については、竹繊維の混抄量によって、振動板自体の厚みが増し、音質の向上に繋がったことが確認された。

なお、同じウエットプレス工法で、加熱・加圧したのにも拘らず、各振動板の厚みに差が生じたのは、竹自身が持つ剛性と強靱性により、ウエットプレス工法による加圧に抗して振動板自体の材料自体のスプリングバック効果が顕著に現れたものと考えられる。

これは、従来の化学的叩解（蒸解）が竹の有用な成分であるリグニン等が溶解し、竹自身が本来持っている剛性と強靱性を損なうものであるのに対して、竹の機械的叩解のみによるものは、この竹を５ｗｔ％以上混抄することで竹本来の剛性や強靱性が生かせることを示している。

また、この機械的叩解によって得られた竹繊維の混抄量を少なくとも３０ＷＴ％〜１００ＷＴ％に調節することで、同一金型を用いて加熱・加圧するウエットプレス工法においても、振動板の厚みを調整して、低音帯域における所定の音質を安定的に得られることが確認された。

即ち、竹繊維パルプ量を調整することにより、同一工法、同一金型を使用してもコーン面厚をコントロールすることにより、低域再生重視品や中域再生重視品等の音質コントロールも容易に行なうことができることが確認された。

本発明の竹繊維パルプ以外に混抄させる材料としては、ＵＫＰ、ＮＫＰの針葉樹や広葉樹の木材パルプやガンピ、麻、ケナフ、カポック等の天然繊維、化学繊維などの既知のものが使用できる。またこれらは従来技術で説明した叩解工程（化学的叩解（蒸解）を経て機械的叩解を行なう従来の処理）のものでよい。

また、化学的叩解（蒸解）を経て機械的叩解という従来の叩解工程を経た竹繊維であっても良い（従来の叩解工程を経た竹繊維は、単なる抄紙のためのパルプ材としては使用できる。）。

なお、前述の説明では、本発明は竹を機械的叩解のみ行ない抄紙するものとして説明したが、竹繊維の機械的叩解による羽毛化を容易にする準備作業としての化学処理は本発明の範疇に入るものである。

即ち、機械的叩解前に行なうアルカリ浸漬等であっても、竹のパルプ化を直接意図するものでなく、前述の竹のリグニン量に影響を与えるものでなく、あくまで機械的叩解によるパルプ化を容易に行なう補助的な化学処理は、叩解自体は機械的に行なわれるので本発明の範疇となるものである。

即ち、竹固有のリグニンの量を保持することが望ましいが、従来のアルカリ蒸解のようにリグニンを溶解して６ＷＴ％未満としてしまい、本発明の竹本来の剛性や強靱性を生かすということができないとするほどのものでなく、機械的叩解によるパルプ化を容易に行なう補助的な化学処理後の竹繊維のリグニン量が１０ＷＴ％以上のものであれば、本発明の機械的叩解前の竹繊維として使用可能である。

なお、上記実施の形態においては、スピーカとしてコーン状の振動板を用い、磁気回路としては外磁型としたスピーカを一実施の形態として説明したが、本発明は、抄紙のスピーカ用振動板が用いられるスピーカであれば、既知のいかなるスピーカにも適用できるものである。即ち、磁気回路としては、外磁型でも内磁型でもよく、磁気回路の形状としても丸型でも細長型でもよく、スピーカ全体の形状としても、コーン状の本実施形態の他に、楕円型やトラック型などの細長型のスピーカ等幅広く利用できるものである。

本発明による音響再生用スピーカ用振動板及びスピーカは、曲げ剛性の高い振動板による音質や特性の向上や低音域での音圧レベル向上等の量感度向上、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、さらには自動車等の搭載機器等の幅広い機器に使用できるものであるとともに、スピーカとしても抄紙振動板を用いる既知のあらゆるスピーカに適用できるものである。

本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図従来のスピーカの断面図

符号の説明

１磁気回路
１ａボトムプレート
１ｂマグネット
１ｃトッププレート
２フレーム
４エッジ
５ボイスコイル
６ダンパー
７振動板

Claims

竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプを抄紙し、加熱・加圧して形成したスピーカ用振動板。
竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプを５ＷＴ％〜１００ＷＴ％混抄して抄紙し、加熱・加圧して形成した請求項１記載のスピーカ用振動板。
竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプを３０ＷＴ％以上混抄した請求項２に記載のスピーカ用振動板。
竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプを５０ＷＴ％以上混抄した請求項２に記載のスピーカ用振動板。
機械的叩解を行なう竹繊維が少なくともリグニンを１０ＷＴ％以上保持している請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載のスピーカ用振動板。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５のいずれかに記載のスピーカ用振動板を使用したスピーカ。