JP2011199574A

JP2011199574A - 音響スピーカー装置

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Publication number: JP2011199574A
Application number: JP2010063820A
Authority: JP
Inventors: Akiko Yuasa; 明子湯淺
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-10-06

Abstract

【課題】低音域における音質レベルの低下を防ぐことの可能な、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有する音響スピーカー装置を提供することを目的とする。
【解決手段】音響スピーカー装置１は、キャビネット２と、キャビネット２に取り付けられたスピーカーユニット３と、キャビネット２内部に配設された多孔性炭素材料４Ａ、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂとを有し、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂが、キャビネット２内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料４Ａが、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーユニット３の振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域再生効果が十分に発揮できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、音響スピーカー装置に関し、詳しくは、低音域の再生能力を改善する技術に関するものである。

近年、音響機器の小型化が進むとともに、スピーカーシステムも小型、薄型化が進められてきている。しかし、小型スピーカーではスピーカーキャビネットの容積が小さいため低音域の再生が困難であるという課題を有している。

スピーカーに電気信号が印加されるとスピーカーの振動によりキャビネット内の空気が圧縮され、これが空気バネとなってスピーカーの動きを妨げるが、キャビネット容積が小さい程この影響が大きく発現し、特に低音領域において音圧レベルが低下し、最低共振周波数が高まるためである。そこで、小型スピーカーシステムの短所である低音域の再生限界を高める様々な技術が提案されている。

例えば、スピーカーキャビネットの壁面に複数の音響フィンが傾斜して取り付けられ、音響フィンの終端に開口部を設けた構成とすることにより、低音域の量感を増す技術が提案されている（特許文献１）。

また、スピーカーキャビネット内に活性炭などの吸着材を配設し、活性炭が、スピーカーの振動により発生するキャビネット内の気体の圧縮、膨張を急速に吸着、脱離することにより、キャビネット内の圧力変動を抑制し、低音部における音質レベルの低下を防ぐ技術が提案されている（特許文献２）。

また、同様にスピーカーキャビネット内に活性炭を配設する場合、活性炭が水分を含まないことが望ましいとして、少なくとも部分的に疎水性であるか、疎水性になるよう処理された活性炭を適用する技術が提案されている（特許文献３）。

特開２００８−７９２６８号公報特表昭６０−５００６４５号公報特表２００４−５３７９３８号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、音響フィンの設置空間を必要とするため、小型、薄型スピーカーには適さない場合がある。

また、特許文献２の構成においては、乾燥した環境下では、活性炭は、スピーカーの振動により発生するキャビネット内の気体の圧縮、膨張を急速に吸着、脱離することができるが、高湿環境では、水分子が活性炭の細孔に吸着することにより吸着飽和し、キャビネット内の空気を吸着しにくくなり、その結果、キャビネット内の圧力変動の抑制に対応できなくなり、音質レベルの低下を招く場合がある。

そのため、キャビネット内のスピーカーと活性炭との間に水分を通さない隔壁を設けることも提案しているが、構造が複雑化するとともに、その設置空間も必要となる。

また、水分吸着による活性炭の吸着飽和を抑制するために、予めキャビネット内へ乾燥ガスを導入しておくことも考えられるが、徐々に大気との置換が生じるため、長期的に効果が持続するものではない。

また、特許文献３に記載の技術は、特許文献２と同様の課題を踏まえて、活性炭細孔内への水分子吸着を抑制したものではあるが、文献に示されており、また一般的な疎水化処理にも用いられている珪素含有化合物による疎水化プロセスは、比較的高価である。また、疎水化処理によっても活性炭の水分子吸着を十分に抑制できないことが我々の検討により明らかとなった。

図１に、吸着容量法によるＢＥＬＳＯＲＰ−１８（日本ベル社製）にて、活性炭（疎水化未処理）と、表面を疎水化処理した活性炭における２５℃の水吸着等温線を評価した結果を示す。疎水化処理は、特許文献３に準じた方法にて実施し、疎水化材としてヘキサメチルジシロキサンを用いた。

図１は、横軸に水の吸着平衡圧を、縦軸に水の吸着量を示しており、活性炭（疎水化未処理）と、表面を疎水化処理した活性炭のそれぞれに低圧から水蒸気を接触させ、吸着を開始する水蒸気分圧から２５℃の飽和水蒸気圧である３１６９Ｐａ付近において、吸着平衡に達する水蒸気量を定量したものである。

図１より、疎水化未処理活性炭では、吸着開始圧が８０Ｐａであり、平衡水蒸気圧が１０００Ｐａを越える付近から急激に吸着量が増大し、３１６９Ｐａ付近での吸着量は７５０ｍｌ／ｇにまで達することがわかる。また一方で、疎水化処理した活性炭では、未処理活性炭と同様に吸着開始圧は８０Ｐａ、平衡圧が１５００Ｐａを越える付近から急激に吸着量が増大する傾向も変化はなく、１０００Ｐａ以上の吸着量のみが低減することがわかった。

ここで、水の平衡圧１０００Ｐａについて、説明を加える。一例として大阪の平均気温、平均相対湿度から算出した年間水蒸気圧変化を図２に示す。

図２より、大阪においては概ね４月から１１月の期間において、水蒸気圧が１０００Ｐａ以上となることがわかり、１０００Ｐａの水蒸気圧は、スピーカーの使用環境として一般的な環境であるといえる。よって、疎水化未処理活性炭、表面を疎水化処理した活性炭ともに、水蒸気圧１０００Ｐａ近傍にて急激な水吸着が生じることは、通常の使用環境において、活性炭が、キャビネット内の気体の圧縮、膨張を急速に吸着、脱離する機能に対する課題であると考える。

よって、活性炭による低音再生能力改善効果を発現するためには、音響スピーカー装置のキャビネット内の水蒸気分圧を１０００Ｐａ以下に抑制し、活性炭に水分を吸着させないことが重要と考える。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、キャビネット内の圧力変動を抑制し、低音域における音質レベルの低下を防ぐ、小型で、かつ、きわめて優れた低音域再生能力を有する音響スピーカー装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の音響スピーカー装置は、キャビネットと、前記キャビネットに取り付けられたスピーカーユニットと、前記キャビネット内部に配設されたスピーカー装置用気体吸着材料とを有する音響スピーカー装置であって、前記スピーカー装置用気体吸着材料は、少なくとも、多孔性炭素材料と、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材とを含むのである。

これにより、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材が、キャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域再生効果が十分に発揮できるものである。

以上の構成により、多孔性炭素材料に高価な疎水化処理を施す、キャビネット内へ乾燥ガスを導入する、などの工数を付加することなく、小型音響スピーカー装置の低音域音質を向上することが可能となる。

本発明の音響スピーカー装置は、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材が、キャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域再生効果が十分に発揮できるものである。また、そのため、多孔性炭素材料に高価な疎水化処理を施す、キャビネット内へ乾燥ガスを導入する、などの工数を排除できるものである。

活性炭と疎水化処理を施した活性炭における水吸着等温線を示す特性図大阪の年間水蒸気圧変化を示す特性図本発明の実施の形態１における音響スピーカー装置の模式断面図（ａ）本発明の実施の形態１におけるスピーカー用気体吸着材量の水吸着等温線を示す特性図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるスピーカー用気体吸着材量の水吸着等温線の低分圧領域を拡大して示した特性図本発明の実施の形態２における音響スピーカー装置の模式断面図本発明の実施の形態３における音響スピーカー装置の模式断面図本発明の実施の形態３における音圧測定結果を示す特性図比較例２における水吸着等温線を示す特性図

第１の発明は、キャビネットと、前記キャビネットに取り付けられたスピーカーユニットと、前記キャビネット内部に配設されたスピーカー装置用気体吸着材料とを有する音響スピーカー装置であって、前記スピーカー装置用気体吸着材料は、少なくとも、多孔性炭素材料と、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材とを含むことを特徴とするものである。

第２の発明は、特に、第１の発明の水分吸着材が、多孔体炭素材料より吸着開始水蒸気圧が低いことを特徴とするものであり、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、多孔性炭素材料より吸着開始水蒸気圧が低い水分吸着材が、キャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

特に、多孔体炭素材料より吸着開始水蒸気圧が低い水分吸着材を用いているため、多孔性炭素材料の水分吸着に消費される細孔の割合を顕著に低減できるものである。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明における水分吸着材が、少なくともＭＦＩ型、Ｘ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型、Ｙ型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、多孔性炭素材料より吸着開始水蒸気圧が低いキャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、再生効果が十分に発揮できるものである。

特に、水分吸着材が、少なくともＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、Ｙ型、ＭＯＲ型、Ｘ型ゼオライトを含むため、前記ゼオライトの細孔径と細孔形状に起因する水との相互作用のし易さに優れ、低分圧領域における水分を迅速に吸着することが可能となり、キャビネット内をより低い平衡水蒸気圧に保つことが可能であり、多孔性炭素材料の水分吸着に消費される細孔の割合を顕著に低減できるものである。また、低分圧領域における吸着容量が大きいため、キャビネット内に適用する水分吸着材量を低減することが可能である。

第４の発明は、特に、第３の発明におけるゼオライトが、少なくとも銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とするものであり、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、多孔性炭素材料より吸着開始水蒸気圧が低いキャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

特に、水分吸着材が少なくとも銅交換したＺＳＭ−５型ゼオライトを含むため、イオン交換により導入された銅イオンが化学吸着に類似する挙動を示し、低分圧領域における水分に対して高い吸着活性を有するため、キャビネット内を一層低い平衡水蒸気圧に保つことが可能であり、多孔性炭素材料の水分吸着に消費される細孔の割合を顕著に低減できるものである。また、低分圧領域における吸着容量が大きいため、キャビネット内に適用する水分吸着材量を低減することが可能である。

第５の発明は、特に、第１から第４の発明における多孔性炭素材料が、表層を水分吸着材に覆われていることを特徴とするものであり、本構成により、大気中に含まれる水分が多孔性炭素材料に達するまでに、水分吸着材によって吸着除去することが可能となり、多孔性炭素材料が、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

ここで、多孔性炭素材料が、表層を水分吸着材に覆われている状態とは、特に指定するものではないが、多孔性炭素材料と、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材が、２層に固形化され、多孔性炭素材料が表層を水分吸着材に覆われるよう、大気に接触する上面が水分吸着材となるよう配設されているものや、内核に多孔性炭素材料を、外殻に水分吸着材を配した２層構造のペレット状となっているものなどが利用できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１におけるスピーカー装置用気体吸着材料を配設した、音響スピーカー装置の模式断面図である。

図３において、音響スピーカー装置１は、キャビネット２と、キャビネットに取り付けられたスピーカーユニット３と、キャビネット内部に配設されたスピーカー装置用気体吸着材料とを有し、スピーカー装置用気体吸着材料は、多孔性炭素材料４Ａと、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂとからなり、それぞれが通気性を有する不織布の四方シール袋に封入され、別々に配設されている。

図３における音響スピーカー装置１は、密封方式の音響スピーカー装置であるが、特に限定するものではなく、バスレフ式の音響スピーカー装置であっても、低音域の再生効果を必要する音響スピーカー装置であれば利用できる。

図３において、スピーカーユニット３に電気信号を印加するとボイスコイルに圧力が発生し、コーン型振動板を振動させて音が発生する。このコーン型振動板で発生した音圧は、キャビネット２の内部圧力を上昇させる。

しかし、本構成によると、キャビネット２には多孔性炭素材料４Ａと、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂとからなるスピーカー装置用吸着材料が配設されているため、高湿度下であっても、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材が、キャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られることとなる。

その結果、キャビネット２内の圧力変動が抑制され、等価的に大きな容積となるため、音響スピーカー装置においては、充分な低音域の再生効果が得られ、大容量のキャビネットを用いた場合と同等の音響効果が得られるものである。

ここで、多孔性炭素材料とは、特に指定するものではないが、鉱物原料系活性炭、植物原料系活性炭、合成原料系活性炭や、カーボンブラック、カーボンナノチューブなど、主として炭素系材料からなる多孔性構造を有するものである。安価で、かつ、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られる材料としては、活性炭が好ましい。また、２種以上の多孔性炭素材料を混合して利用しても良い。

多孔性炭素材料の形状は、特に指定するものではないが、粉末状、ペレット状、繊維状など種々の形状のものを利用することが可能である。粉末状、ペレット状の多孔性炭素材料を用いる場合は、本実施の形態に示すように、通気性を有する袋に封入して使用することも可能である。

また、水分吸着材は、物理的水分吸着材、化学的水分吸着材に関わらず、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下であるものが利用でき、特に指定するものではないが、ゼオライトや多孔質アルミナ、多孔質酸化チタン、多孔質炭素材料に金属を担持し水分への吸着活性を高めた材料などが利用できる。また、２種以上の材料を混合して利用しても良い。

水分吸着材の形状は、特に指定するものではないが、粉末状、ペレット状、ボード状など種々の形状のものを利用することが可能である。粉末状、ペレット状の多孔性炭素材料を用いる場合は、本実施の形態に示すように、通気性を有する袋に封入して使用することも可能である。

一般的な多孔性炭素材料の吸着開始水蒸気圧は、８０〜５００Ｐａ程度、また、水蒸気を大量に、また、急激に吸着し始める水蒸気圧は、１２００〜２０００Ｐａ程度であるため、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材を用いることによって、多孔性炭素材料の水分吸着を約９５％以上抑制することが可能である。

さらには、水分吸着材の水分吸着開始水蒸気圧が、多孔性炭素材料より低いものを用いることによって、多孔性炭素材料の水分吸着をほぼ完全に抑制することが可能である。

特に、ＭＦＩ型、Ｘ型、ＢＥＴＡ型、ＭＯＲ型、Ｙ型ゼオライトは、その細孔径と細孔形状が水吸着に適していることから、低分圧領域における水蒸気吸着容量に優れるため、好ましく、さらに、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことが望ましい。また、これらの混合物であっても良い。

銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは、その細孔径と細孔形状が水吸着に適していることに加え、イオン交換により導入した銅イオンを減圧下での加熱処理により活性化させ、化学的水分吸着に類した挙動で低分圧領域における水蒸気吸着に優れた活性を発現できるため、好ましい。

ここで、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトの作製は、市販されているＺＳＭ−５型ゼオライトの銅イオン交換と、水洗と、乾燥、熱処理のプロセスを経て行う。

銅イオン交換は、既知の方法にて行うことが出来るが、塩化銅水溶液やアンミン酸銅水溶液など銅の可溶性塩の水溶液に浸漬する方法が一般的であり、中でもプロピオン酸銅（II）や酢酸銅（II）などカルボキシラトを含むＣｕ²⁺溶液を用いた方法で調整されたものは、化学吸着活性が高く、より低分圧領域における水蒸気吸着容量に優れるため好ましい。

水洗は、イオン交換後に十分に行う。

次いで、加熱乾燥または減圧下乾燥を行い、表面付着水を除去する。

その後、低圧下にて適切な熱処理を行う。これは、イオン交換により導入されたＣｕ²⁺をＣｕ⁺へと還元し、化学吸着能を発現させるために必要である。熱処理時の圧力は、１０ｍＰａ以下、好ましくは１ｍＰａ以下であり、温度はＣｕ⁺への還元を進行させるため、３００℃以上、好ましくは５００℃〜６００℃程度である。

以上のプロセスを経て、低分圧領域における水蒸気吸着活性を付された銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトは、大気と接触すると大気中の窒素や酸素などを吸着してしまうが、窒素や酸素より水への吸着活性の方が高いため、窒素や酸素と水との置換が生じ、キャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料が、水分を吸着して飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

ここで、吸着開始水蒸気圧とは、吸着容量法により２５℃の条件にて測定した水蒸気吸着等温線において、おおむね０．１ｍｌ／ｇ以上の吸着量が測定される平衡圧のことである。０．１ｍｌ／ｇ未満の場合は、多孔性炭素材料の水分吸着抑制に対して不十分となり、多孔性炭素材料が、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果を発揮することができない。

以下、本発明の実施の形態１について、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭を用い、水分吸着材として用いる材料を種々変えた場合の水蒸気吸着特性評価結果を実施例１から８に示す。

水蒸気吸着特性は、吸着容量法によるＢＥＬＳＯＲＰ−１８（日本ベル社製）にて水吸着等温線を評価し、吸着開始水蒸気圧を求めた。

（実施例１）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的および化学的水分吸着材である塩化カルシウム担持活性炭を使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、塩化カルシウム担持活性炭は９９０Ｐａであった。

塩化カルシウム担持活性炭は、１０００Ｐａ以下の吸着開始水蒸気圧を有し、活性炭の水吸着量が急激に増大し始めるより低い平衡水蒸気圧にて吸着量の増大が生じるため、キャビネット内に存在する水分は、ほぼ塩化カルシウム担持活性炭に吸着されるため、活性炭が水蒸気を吸着する量はわずかである。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

（実施例２）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として化学的水分吸着材である酸化マグネシウムを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、酸化マグネシウムは２０Ｐａであった。

酸化マグネシウムの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭よりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、酸化マグネシウムによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。また、塩化カルシウム担持活性炭よりも吸着開始水蒸気圧が低いため、キャビネット内をより低い平衡水蒸気圧に保つことが可能である。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

（実施例３）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的水分吸着材であるＭＦＩ型ゼオライトを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、ＭＦＩ型ゼオライトは１５Ｐａであった。

ＭＦＩ型ゼオライトの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭の８０Ｐａよりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、ＭＦＩ型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。また、酸化マグネシウムよりも吸着開始水蒸気圧が低いため、キャビネット内をより低い平衡水蒸気圧に保つことが可能である。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

（実施例４）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的水分吸着材であるＢＥＴＡ型ゼオライトを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、ＢＥＴＡ型ゼオライトは２Ｐａであった。

ＢＥＴＡ型ゼオライトの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭よりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、ＢＥＴＡ型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。また、ＭＦＩ型ゼオライトよりも吸着開始水蒸気圧が低いため、キャビネット内をより低い平衡水蒸気圧に保つことが可能である。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

（実施例５）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的水分吸着材であるＹ型ゼオライトを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、Ｙ型ゼオライトは２Ｐａであった。

Ｙ型ゼオライトの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭よりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、Ｙ型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。また、ＢＥＴＡ型ゼオライトよりも低分圧領域における吸着容量が大きいため、キャビネット内に適用する水分吸着材量を低減することが可能である。

（実施例６）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的水分吸着材であるＭＯＲ型ゼオライトを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、ＭＯＲ型ゼオライトは２Ｐａであった。

ＭＯＲ型ゼオライトの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭よりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、ＭＯＲ型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。また、ＢＥＴＡ型ゼオライトよりも低分圧領域における吸着容量が大きいため、キャビネット内に適用する水分吸着材量を低減することが可能である。

（実施例７）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的水分吸着材であるＸ型ゼオライトを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、Ｘ型ゼオライトは２Ｐａであった。

Ｘ型ゼオライトの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭よりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、Ｘ型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

また、Ｙ型およびＭＯＲ型ゼオライトよりも低分圧領域における吸着容量が大きいため、キャビネット内に適用する水分吸着材量を低減することが可能である。

（実施例８）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として物理的および化学的水分吸着材である銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図４（ａ）に、低分圧領域の拡大図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは０．１Ｐａであった。

銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以下であり、かつ、活性炭よりも低いため、キャビネット内に存在する水分は、活性炭が吸着可能な平衡水蒸気圧に達する前に、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が水蒸気を吸着することはない。その結果、スピーカーの振動時に十分な活性炭の気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。

また、Ｘ型ゼオライトよりも吸着開始水蒸気圧が低いため、キャビネット内をより低い平衡水蒸気圧に保つことが可能である。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるスピーカー装置用気体吸着材料を配設した、音響スピーカー装置の模式断面図である。

図５において、音響スピーカー装置１は、キャビネット２と、キャビネットに取り付けられたスピーカーユニット３と、キャビネット内部に配設されたスピーカー装置用気体吸着材料とを有し、スピーカー装置用気体吸着材料は、多孔性炭素材料４Ａと、吸着開始水水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂとからなり、通気性を有する不織布の四方シール袋に混合して封入されている。

上記構成により、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂが、キャビネット内の水分を迅速に吸着除去するため、多孔性炭素材料４Ａが、水分を吸着して吸着飽和することを抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域再生効果が十分に発揮できるものである。また、そのため、多孔性炭素材料に高価な疎水化処理を施す、キャビネット内へ乾燥ガスを導入する、など工数を排除できるものである。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態２におけるスピーカー装置用気体吸着材料を配設した、音響スピーカー装置の模式断面図である。

図６において、音響スピーカー装置１は、キャビネット２と、キャビネットに取り付けられたスピーカーユニット３と、キャビネット内部に配設されたスピーカー装置用気体吸着材料とを有し、スピーカー装置用気体吸着材料は、多孔性炭素材料４Ａと、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂとからなり、２層に固形化され、多孔性炭素材料が表層を水分吸着材に覆われるよう、大気に接触する上面が水分吸着材となるよう配設されている。

多孔性炭素材料４Ａが、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材４Ｂにその表層を覆われているため、大気の水蒸気圧が１０００Ｐａを超える環境であっても、キャビネット内の水分が多孔性炭素材料に達するまでに、水分吸着材によって吸着除去されるため、多孔性炭素材料４Ａが、水分を吸着して吸着飽和することを効果的に抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。また、そのため、多孔性炭素材料に高価な疎水化処理を施す、キャビネット内へ乾燥ガスを導入する、など工数を排除できるものである。

以下、本発明の実施の形態３について、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭を用い、水分吸着材として銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを用いた場合の音圧特性について評価した例を実施例９に示す。評価は、音響スピーカー装置に正弦波１Ｗの入力を加え、音響スピーカー装置から１ｍの距離にて音圧測定を実施した。周辺環境は、夏季を想定して、気温３０℃、相対湿度７０％、即ち水蒸気分圧２９７０Ｐａとした。

（実施例９）
音響スピーカー装置キャビネット内部に、スピーカー装置用気体吸着材料として、活性炭と銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトとを二層に固形化したものを、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトが活性炭を覆うように大気に接触する上面が銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトとなるよう配設した。

この音響スピーカー装置を水蒸気分圧２９７０Ｐａに設置し、設置直後、および１日後の音圧測定を実施した結果を図７に示す。

スピーカー装置用気体吸着材料を設置直後の曲線および１日後の曲線にはほとんど変化が見られず、比較のために示した、活性炭のみを設置した曲線と比較して、３０〜１００Ｈｚの低周波数領域において、良好な音圧レベルを示した。

これは、キャビネット内の水分が活性炭に達するまでに、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトによって吸着除去されるため、活性炭が、水分を吸着して吸着飽和することを効果的に抑制し、スピーカーの振動時に十分な気体吸着、脱着効果が得られ、低音域の再生効果が十分に発揮できているためであると考える。

以下に本発明に対する比較例を示す。

（比較例１）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭を用い、水分吸着材は使用しなかった。本構成により、活性炭は、水蒸気分圧１００Ｐａから水分の吸着を開始し、１０００Ｐａを超えると急激に大量吸着し、２０００Ｐａでは約８０％の細孔が水分子吸着により吸着飽和となり、キャビネット内の気体を十分に吸着、脱離できない状態となった。

（比較例２）
スピーカー用気体吸着材料は、多孔性炭素材料としてヤシ殻を原料とした活性炭と、水分吸着材として化学的水分吸着材である酸化カルシウムを使用した。これらの材料の２５℃における水吸着等温線を図８に示す。図８において、吸着開始水蒸気圧は、活性炭は１００Ｐａ、酸化カルシウムは１２００Ｐａであった。

酸化カルシウムの吸着開始水蒸気圧は１０００Ｐａ以上であり、キャビネット内に存在する水分は、酸化カルシウムに吸着されることなく、活性炭により吸着されてしまうため、活性炭は、水蒸気分圧１００Ｐａから水分の吸着を開始し、１０００Ｐａを超えると急激に大量吸着し、２０００Ｐａでは約７８％の細孔が水分子吸着により吸着飽和となり、キャビネット内の気体を十分に吸着、脱離できない状態となったため、低音域の再生効果が十分に発揮できなかった。

以上のように、本発明にかかる音響スピーカー装置は、低音域の再生効果が十分に発揮できるものである。そのため、密封式スピーカーやバフレス式スピーカーなどの低音域の音質の改善に利用することができ、高湿環境下でも良好な低音域の再生効果を有する音響スピーカー装置を提供できるものである。

１音響スピーカー装置
２キャビネット
３スピーカーユニット
４Ａ多孔性炭素材料
４Ｂ水分吸着材

Claims

キャビネットと、前記キャビネットに取り付けられたスピーカーユニットと、前記キャビネット内部に配設されたスピーカー装置用気体吸着材料とを有する音響スピーカー装置であって、前記スピーカー装置用気体吸着材料は、少なくとも、多孔性炭素材料と、吸着開始水蒸気圧が１０００Ｐａ以下である水分吸着材とを含むことを特徴とする音響スピーカー装置。
水分吸着材の水分吸着開始水蒸気圧が、多孔性炭素材料より低いことを特徴とする請求項１記載の音響スピーカー装置。
水分吸着材が、少なくともＭＦＩ型、ＢＥＴＡ型、Ｙ型、ＭＯＲ型、Ｘ型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１または２記載の音響スピーカー装置。
ゼオライトが、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを含むことを特徴とする請求項３記載の音響スピーカー装置。
多孔性炭素材料が、表層を水分吸着材に覆われていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の音響スピーカー装置。