JP2010273154A - スピーカ用振動板の製造方法およびこのスピーカ用振動板の製造方法により製造されたスピーカ用振動板ならびにこのスピーカ用振動板を用いたスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】抄紙タイプのスピーカ用振動板の製造方法では、抄紙工程にて使用する材料である繊維を製造するまでの時間が長く必要であるという課題を有するものであった。
【解決手段】原材料を材料投入した後に、チップ状に粉砕する粉砕工程と、このチップ状に粉砕された材料を加圧混練昇温により繊維状にすり潰す、すり潰し工程と、この繊維状にすり潰された材料を用いて所望のスピーカ用振動板の形状に抄紙する抄紙工程とを備えることで、抄紙振動板でありながら製造時間を短縮することができ、スピーカとしての特性、音質の調整の自由度が大きい抄紙振動板を、高い生産性で提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種音響機器に使用される抄紙成形によるスピーカ用振動板の製造方法に関するものである。

最近、音響機器や映像機器などの電子機器において、デジタル技術の普及により、これらの電子機器に使用されるスピーカについて、性能の向上が強く要請されている。

一方、スピーカの構成部品の中で、振動板の性能が音質の決定に大きなウェイトを占めており、より良い音質を実現する高性能の振動板を開発することが急務である。

従来のスピーカ用振動板の製造方法について図面を用いて説明する。

図５は従来のスピーカ用振動板の製造方法を示したプロセスチャートである。

図５に示すように、従来のスピーカ用振動板の製造方法は、まず、材料投入としてスピーカ用振動板の材料を水が入ったビータ内に浸漬させる。

そして、数日間の叩解工程により叩解処理を行って材料繊維を製造する。

次に、叩解された繊維を抄紙工程により、金型とその上に配された金網上に抄き上げて、水分のみを排出し、材料を堆積させスピーカ用振動板としての形状を形成する。

次に、加圧工程により、堆積させたスピーカ用振動板を加熱加圧して、残った水分を蒸発させる。

次に、抜き工程により、不要となる最外周部とボイスコイルを挿入するための中心孔部を金型により加工する。

以上の工程により、従来のスピーカ用振動板が完成される。

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。

特開２００３−２３０１９７号公報

従来のスピーカ用振動板の製造方法は、原材料を水が入ったビータ内に浸漬して、数日間の処理を行って材料を叩解する叩解工程により繊維を製造し、その繊維を抄紙する工程に用いる製造方法としている。

このため繊維の材料を数日間かけて叩解するので、繊維を製造するまでの時間が長く必要であるという課題を有するものであった。

本発明は前記課題を解決するものであり、スピーカ用振動板を製造する工程において、抄紙する工程に使用される繊維を抽出する時間を短縮することを目的とするものである。

この目的を達成するために本発明は、スピーカ用振動板として用いる原材料を材料投入した後に、チップ状に粉砕する粉砕工程と、このチップ状に粉砕された材料を加圧混練昇温により繊維状にすり潰す、すり潰し工程と、この繊維状にすり潰された材料を用いて所望のスピーカ用振動板の形状に抄紙する抄紙工程と、この抄紙工程で得られた抄紙品を成形する成形工程と、この成形工程で得られた成形品の不要部分を切断して除去する加工工程とを有したスピーカ用振動板の製造方法とすることで、加圧混練昇温によるすり潰し工程が一連の製造方法の中で連続的に行われることにより、初期の目的を達成するものである。

本発明のスピーカ用振動板の製造方法は、繊維の原材料を機械に投入すると、チップ状に粉砕する粉砕工程と、このチップ状に粉砕された材料を加圧混練昇温により繊維状にすり潰す、すり潰し工程が、その一連の製造方法の中で連続的に行われ、数分後に抄紙する工程で使用される繊維を得ることができる。

よって、振動板の製造過程の時間を大幅に短縮することができ、スピーカ用振動板の生産効率を著しく向上させることができる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用抄紙振動板の製造方法を示すプロセスチャート 本発明の一実施の形態におけるスピーカ用抄紙振動板の一部の製造方法を示す要部概念図 本発明の一実施の形態におけるスピーカ用抄紙振動板の断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 従来のスピーカ用抄紙振動板の製造方法を示すプロセスチャート

（実施の形態１）
以下、実施の形態１のスピーカ用振動板の製造方法について、図１、図２および図３を用いて説明する。

スピーカ用抄紙振動板に使用される材料は、針葉樹からなる材料がよく使用されるが、ここでは地球環境に優しい材料である竹からなる材料を使用した場合について説明する。

図１のプロセスチャートに示すように、本発明のスピーカ用振動板の製造方法は、振動板の原材料である竹材料を材料投入して、まず粉砕機等、例えば回転する金属刃間に投入し、粉砕工程によりチップ状に粉砕する。

チップ状になった竹材料の大きさは、以下のすり潰し工程の説明で示すスピーカ用振動板としての特性面と、製造における加工面から決定される繊維レベルを勘案して、すり潰し工程によりすり潰すのにもっとも適した大きさに設定されている。

粉砕工程によりチップ状になった竹材料は、次の連続的な製造方法であるすり潰し工程に進み、加圧混練昇温によりすり潰され、抄紙する工程で使用される繊維レベルになる。

加圧混練昇温によりすり潰す機械は、図２にその要部を示すように、射出成形の機械と類似し、シリンダ１の内部に軸２があり、これに回転刃３が設けられたスクリューが存在し、これにより材料投入口４から投入されたチップ状の竹材料６を、スクリューを９に示す方向に回転させることで加圧、混練、昇温により、すり潰す作業を行い、良好なスピーカ用振動板の繊維を製造することができる。

ここで、スクリューを回転させることで、投入されたチップ状の竹材料６は７に示すように発生した圧力と混練と摩擦熱によりすり潰され、繊維状の竹材料８になり、さらに圧力と混練と摩擦熱により細かくすり潰され、材料排出口５から排出される。

また、このスクリューに設けられた回転刃３は、材料排出口５に向かってピッチを小さくすることにより、より効率良くすり潰すことができる。

この加圧混練昇温によるすり潰し工程では、混練が一番重要な効果を発揮する。

そのため、混練を行うスクリューは材料排出口５に向ってピッチが小さくなっており、その構造により竹材料をもっと細かくすり潰し、これにより製造された繊維は複雑に絡み合って保水力が優れて、その後の取り扱いが容易な状態になる。

加圧混練昇温によるすり潰し工程により製造される竹繊維は、その長さ加重平均繊維長Ｌが０．９ｍｍ≦Ｌ≦３．０ｍｍであり、かつカナダ濾水度における叩解度Ｄが６００ｍｌ≦Ｄ≦７５０ｍｌになるように、加圧混練昇温のすり潰し工程の条件を決定する。

一般的に振動板の性能は、主な材料である繊維のアスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）によって左右される。

しかし、ここでは平均繊維径の代わりにカナダ濾水度における叩解度を用いて、アスペクト比と同等の尺度として振動板の性能に適した繊維の状態を表しており、振動板の特性面からの要請と製造段階での加工面からの要請の両方を考慮したとき、上記平均繊維長及び叩解度が最も適した範囲ということが確かめられている。

加圧混練昇温の昇温は、意図的に温度を上げても問題ないが、混練するときのせん断力で摩擦が起り、殺菌が可能な８０℃程度まで温度を上昇させる。

８０℃の温度では、繊維に含まれているほとんどの菌が殺菌され、繊維の腐敗を防止することができる。

上述の粉砕工程と加圧混練昇温によるすり潰し工程は、一連の製造方法の中で連続的に行われ、竹材料を粉砕機に投入してから、おおむね５分程度で抄紙する工程に使用される繊維を製造することができる。

そのため、従来の製造方法である繊維の材料を水が入ったビータ内に浸漬して、少なくとも１日或は２日、もしくはそれ以上の時間をかけて叩解処理を行って材料を叩解することにより繊維を製造する工程と比較すると、本発明のスピーカ用振動板の製造方法は、繊維の製造時間を大幅に短縮することができ、振動板の生産効率を著しく向上させることができる。

また、本発明のすり潰し工程は、乾式の繊維製造方法で、竹が本来有する成分であるセルロース、リグニン、ヘミセルロース等を損なうことなく機械的なせん断力でほぐしていくことで、剛直さを保持したまま、繊維同士を絡み合いやすくすることができる。

竹繊維に含まれているリグニンは、バインダーとして使用することができ、剛直さを増加させることができる。

そのため、この竹繊維を用いて製造した振動板は竹の天然成分由来の艶やかな音質を実現することができる。

この製造方法で使用する振動板の材料としては、特に限定は無いが、実施の形態１では植物資源である竹を用いることで安価で地球環境に優しい材料としている。

ここで竹は、針葉樹に比べてその成長が非常に早く、伐採してもすぐに元の竹林が再生できるという利点も備えており、針葉樹林を伐採するように地域環境に悪影響を与える状況に至らない。

さらに竹は、機械に投入するとき、円周方向で分割すればよりチップ化が効率的になり、輸送時の積載も効率的になる。

そして、加圧混練昇温によるすり潰し工程の後に、ディスクリファイナー処理を行うことによって、繊維の叩解状態がより均一で、狙いのカナダ標準濾水度（叩解度）の繊維を容易に得ることができる。

また、加圧混練昇温によるすり潰し工程の後に化学処理を行うことによって、音質の制御をさらに効果的に実現することができる。

尚、この化学処理は、加圧混練昇温によるすり潰し工程の後の、ディスクリファイナー処理を行う前、或は、ディスクリファイナー処理後に行ってもよい。

尚、化学処理は、繊維中の成分を制御するために水酸化ナトリウムや硫酸や亜塩素酸化合物等を使用することによって、抄紙するときの繊維の絡み合いを制御することが可能になる。

また、繊維の表面を処理する無水マレイン酸やシランカップリング剤を使用することもでき、この場合は、抄紙振動板中に疎水性化合物を混合した場合でも、疎水性化合物と繊維の相性を良くし、結果的に剛直な振動板を得ることができる。

上述のすり潰し工程によって製造された竹繊維を抄紙装置に投入し、竹繊維を抄き取り脱水して含水成形品を得る抄紙工程を経て、次に抄紙工程で得た含水成形品をプレス型間で加熱プレスして乾燥させる成形工程を経て、次に成形工程において乾燥させた成形品をプレス型から離型し、スピーカ用振動板として不要となる最外周部やボイスコイルを挿入するための中心孔部を金型により抜き加工する加工工程を経て、図３に示す抄紙成形品であるスピーカ用振動板２７を得ている。

また、抄紙工程以降の工程については、上述の方法に限定されることなく、抄紙後、プレス型間で加熱プレスすることなく自然乾燥させる方法としてもよい。

（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。

図４は、本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図を示したものである。

図４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６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、反対の一端を前記磁気回路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よい。

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が可能である。

この構成により、抄紙振動板を使用した音質が良好で、特性や音色が高精度に調整できる優れたスピーカを生産効率良く、安価に実現することができる。

また別の効果として、振動板の剛性や靭性が向上し、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る。

よって、スピーカの高耐入力化や、各種信頼性を向上させることができる。

よって、性能や生産性、品質面、信頼性面において優れたスピーカを安価に提供することができる。

本発明にかかるスピーカ用抄紙振動板の製造方法は、抄紙振動板でありながら製造時間を短縮できる高い生産性と低価格化を両立できるスピーカ用抄紙振動板の製造方法に有用である。

１ シリンダ
２ 軸
３ 回転刃
４ 材料投入口
５ 材料排出口
６ チップ状の竹材料
７ 圧力と混練と摩擦熱
８ 繊維状の竹材料
９ 回転方向
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

Claims (7)

1. 抄紙成形によるスピーカ用振動板の製造方法であって、前記スピーカ用振動板の製造方法は、スピーカ用振動板として用いる原材料をチップ状に粉砕する粉砕工程と、このチップ状に粉砕された原材料を加圧混練昇温により繊維状にすり潰す、すり潰し工程と、この繊維状にすり潰された原材料を用いて所望のスピーカ用振動板の形状に抄紙する抄紙工程と、この抄紙工程で得られた抄紙品を成形する成形工程と、この成形工程で得られた成形品の不要部分を切断して除去する加工工程と、を有したスピーカ用振動板の製造方法。
2. すり潰し工程で用いるスクリューは、排出口に向かってピッチが小さくなっている請求項１に記載のスピーカ用振動板の製造方法。
3. 原材料は、竹である請求項１または請求項２に記載のスピーカ用振動板の製造方法。
4. すり潰し工程の後に、少なくともディスクリファイナーにて繊維を叩解処理する叩解工程をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板の製造方法。
5. すり潰し工程の後に、繊維を化学処理する工程をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板の製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のスピーカ用振動板の製造方法により製造されたスピーカ用振動板。
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６に記載のスピーカ用振動板と、このスピーカ用振動板に結合されると共に、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。

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