JP2012010215A

JP2012010215A - スピーカ用振動板及びこれを用いたスピーカ、電子機器、移動手段

Info

Publication number: JP2012010215A
Application number: JP2010145848A
Authority: JP
Inventors: Yohei Jin; 陽平神; Yoshimichi Kajiwara; 義道梶原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-12

Abstract

【課題】一般に、抄紙振動板はセルロースを主原料としているため燃えやすく、難燃性に乏しいというデメリットを有しており、抄紙振動板に難燃性を付与するために、耐熱性の高い有機繊維、無機繊維を添加する手段や、更に二次加工として難燃性を有する含浸剤を含浸処理するなどの手段が考案されているが、振動板の重量の増加を招き、音圧の低下、さらに、製造コストも増加してコストアップを招くという課題を有する。
【解決手段】抄紙工法により金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含んでスピーカ用振動板を構成することで、金属水酸化物の混抄効果により、剛性を向上させ良好な音質を実現しつつ、抄紙振動板にコストの増加を招くことなく、難燃性を付与することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種音響機器や映像機器に用いられるスピーカ用振動板に関するものである。

近年、家庭向けあるいは車載用オーディオのスピーカ用振動板として、安価なコストで大量に製造することが可能な抄紙振動板が主として用いられている。

また、抄紙振動板は比重が低く、内部損失が高いため音質面でも優位である。

一方、セット側の動向として、薄型化、高耐入力化が進んでおり、ボイスコイルの発熱、発火、又は他の部材からのもらい火に対するリスクを低減するために難燃化は必要な特性となりつつある。

この課題に対する従来の難燃化技術として次のような手法が挙げられる。

パルプモールドを成形する際に、珪藻土を含有しパルプに難燃性を付与する技術や、高耐熱な化学繊維を混抄する技術、無機繊維、有機繊維、無機粉末を微細な木材パルプに添加し、更に耐熱性の高い含浸剤で含浸し振動板に難燃性を付与する技術等が挙げられる。

尚、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、２および３が知られている。

特開２０１０−３１１３６号公報特開平４−３６７１９７号公報特開２００１−１６９３８７号公報

一般に、抄紙振動板は樹脂振動板や金属振動板と比較して、製造コストが低いメリットを有する。

また、内部損失の高さと比重の低さの面で優れており、高音質化に有利である。

一方、これらのセルロースを主原料とする抄紙振動板は燃えやすく、難燃性に乏しいため製品安全の面でデメリットを併せ持つという課題を有するものであった。

このため、抄紙振動板に難燃性を付与するため、耐熱性の高い有機繊維、無機繊維を添加する手段や、更に二次加工として難燃性を有する含浸剤を処理するなどの手段が考案されている。

しかしながら、そのような手段は材料コストが高く、また、含浸処理などの二次加工を施すことで、工数が増えるので製造コストも増加し、さらに、振動板に含浸することで振動板の重量の増加を招き、音圧の低下も懸念されるという課題を有するものであった。

そこで、本発明はこれらの課題を解決し、難燃性、高音質、低コストを実現す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。

上記目的を達成するために、本発明は、抄紙工法により金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含んで製造されたスピーカ用振動板としたものである。

この構成により、金属水酸化物を混抄することで、抄紙振動板に難燃性を付与し、高音質な振動板を低コストで実現することができる。

以上のように本発明は、スピーカ用振動板を、金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含んで抄紙工法により製造したものである。

この構成により、抄紙振動板に難燃性を付与することができる。

また、含浸などの二次加工を必要とせず、従来の抄紙工法を踏襲し振動板を製造することが可能となり、新たな設備投資を必要とせず製造コストの増加を招くことがない。

さらに、抄紙振動板の主原料であるセルロースに比べて硬質な金属水酸化物を混抄することで振動板の剛性が向上し、不要な歪を抑制し高音質化を実現することが可能となる。

本発明の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の断面図本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図本発明の実施の形態３におけるミニコンポシステムの外観図本発明の実施の形態４における車両の断面図

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板について説明する。

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１の断面図を示したものである。

図１に示すように、スピーカ用振動板１は、天然繊維１Ａに金属水酸化物１Ｂを少なくとも３０ｗｔ％以上添加することで所望の難燃性を得ることが出来る。

より優れた難燃性を実現するためには金属水酸化物を５０ｗｔ％から９０ｗｔ％添加することが望ましい。

添加する金属水酸化物が３０ｗｔ％未満の場合、所望の難燃性を得ることが困難であり、効果は少ない。

一方、９０ｗｔ％以上添加する場合、混抄する際に金属水酸化物の分散不良を招き、スピーカ用振動板の強度の低下を招く。

ここで使用する金属水酸化物は水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。

金属水酸化物は加熱されると、急激に脱水分解し、大きな吸熱反応を示す。

その際に生じる結晶水により、鎮火されることにより材料自体に自己消火性を付与する特性をもつ。

抄紙材料として、木材パルプの代わりに非木材を使用することも可能であり、この場合、竹、ケナフ、ジュート、バガス、麻など様々な繊維を用いることが可能である。

そして、その割合を増やすことで木材の伐採を抑制することが可能となり、環境に対する負荷の小さな振動板を提供することができる。

数ある非木材繊維の中でも竹繊維は、生育が早いため環境問題を発生させることが少なく、継続的に供給可能であり、さらに、ガラス繊維等の無機繊維のように埋め立てることなく焼却によって廃棄できるため地球環境に優しい。

抄紙材料として竹繊維を用いる場合、竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維を使用することが望ましい。

一般に、竹は生後５０日ほどで成長し、その後は材として安定化を図り、ほぼ１年以上経過すれば安定した材を得ることができるため、音響用部材として所望の特性を得ることができる。

しかしながら、いくら成長速度に長けた竹であったとしても、生後１年以内に伐採を続けると、竹林が安定して成長せず、竹の生態系を乱す心配がある。

次に添加する竹繊維量は７０ｗｔ％以下が望ましい。

竹繊維の添加量が７０ｗｔ％以下であれば、剛性が高く、内部損失が高い振動板を得ることが出来るため、非常に艶やかな音質を奏でる振動板を得ることができる。

一方、竹繊維の添加量を７０ｗｔ％以上にすると、金属水酸化物の配合量が相対的に減少し、所望の難燃性を得ることができない。

カナダ標準濾水度による叩解度が、２００ｍｌ以上で、かつ７００ｍｌ以下のレベルに叩解した繊維であれば、骨子として適度な剛性を保有し、抄紙時の分散不良が生じにくい。

ここで、２００ｍｌ以下では抄紙時に濾水速度が低くなり、生産性が著しく低下する。

一方、７００ｍｌ以上になると、繊維同士の絡み合いが低くなるため、期待する効果を得られにくい。

竹繊維を叩解する手法としては、ディスクリファイナー、ビーター等の方法がある。

竹繊維の繊維長は、０．８ｍｍ以上で、かつ３ｍｍ以下の天然繊維であれば、骨子としての補強効果を十分に期待でき、また混抄した際の抄紙ムラも抑制できる。

ここで竹繊維の繊維長が、０．８ｍｍ以下であれば、繊維同士の絡み合いが不足し抄紙した予備成形物の強度が不十分となり、十分な特性を得ることができない。

また、金属水酸化物を混抄する際、繊維長が短いと、繊維に定着する割合が低くなるため、難燃性の低下が懸念される。

一方で、竹繊維の繊維長が３ｍｍ以上であれば、混抄時に分散不良を形成し、分散性の低下、成形品の外観不良を招く。

振動板１の密度は、０．３０ｇ/ｃｍ³以上で、０．９０ｇ/ｃｍ³以下の間で成形されれば、紙本来が有する柔らかさや軽さを損なうことなく成形することが可能である。

ここで、０．３０ｇ/ｃｍ³以下の場合、強度が著しく低下するため、高周波域での面鳴きなど、強度不足による異音が生じる。

一方、０．９０ｇ/ｃｍ³以上の場合、比重が樹脂振動板相当となり、抄紙振動板の特長である軽さの面で優位性を誇ることができず、音圧の低下など特性の悪化を招く。

竹繊維中のリグニンの含有量は２５ｗｔ％以下であれば、リグニンが有する内部損失の高さにより、豊かな音質を実現できる。

一方、リグニンの含有量が２５ｗｔ％以上の場合、竹繊維表面には過度のリグニンを含有するため、竹繊維同士の接着が阻害され、振動板として成形する際に、強度が不足し、成形することが困難となる。

更に、音質面で効果的に向上させる手段として、補助材料として、ミクロフィブリル状態まで微細化した竹繊維を添加することが望ましい。

その添加の割合は、ミクロフィブリル状態まで小さくした竹繊維を５ｗｔ％以上で、２０ｗｔ％以下添加することが望ましい。

５ｗｔ％以上で、２０ｗｔ％以下の間であれば、繊維同士を結び付けるバインダーとして効果的な補強効果を得ることができる。

ミクロフィブリル状態まで微細化した竹繊維の添加量が５ｗｔ％以下であれば、添加量が少なすぎるため十分な補強効果を得られない。

一方で、２０ｗｔ％以上であれば、抄紙時に分散不良を招き、振動板の外観不良を招く。

また、一般にミクロフィブリル状態まで微細化された繊維は濾水性が低いため抄紙工程で脱水するまでの時間が非常に長くなり、製造コストが著しく増加する。

そのため適正な添加量は５ｗｔ％以上で、２０ｗｔ％以下の間が望ましい。

また、ミクロフィブリル状態まで微細化した竹繊維の繊維長は０．８ｍｍ以下まで微細化すれば、十分に微細化されており、繊維同士の絡み合いが促進し、所望の補強効果を得ることができる。

一方、０．８ｍｍ以上の繊維長であれば、竹繊維が十分に叩解されていないため、繊維同士の絡み合いが不足し補強効果が乏しい。

更に、上記、ミクロフィブリル状態まで小さくした竹繊維の叩解度は２００ｍｌ以下であることが望ましい。

叩解度を２００ｍｌ以下にすれば、通常の竹繊維に比べて圧倒的な補強効果を得ることができ、少量の添加量であったとしても、優れた費用対効果を得ることができる。

２００ｍｌ以上であれば、一般的な竹繊維と比較して同等の特性であり、ミクロフィブリル繊維としての、補強効果を得ることができない。

更に、必要に応じて強化材を配合して難燃性の向上と音質の調整をすることが可能である。

強化材として、無機繊維や金属繊維も強化繊維や音質の調整材として添加することも可能である。

無機繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維などが挙げられる。

金属繊維としては、ステンレス繊維などが挙げられる。

ガラス繊維の添加量は５ｗｔ％から４０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、ガラス繊維は硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

５ｗｔ％以下の添加量の場合、難燃効果や高剛性化などの効果を得ることができない。

４０ｗｔ％以上の場合、抄紙ムラ、外観不良、比重の増加など様々なデメリットが生じる。

カーボン繊維の添加量は５ｗｔ％から４０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、カーボン繊維は硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

セラミック繊維の添加量は５ｗｔ％から４０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、セラミック繊維は硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

ステンレス繊維の添加量は５ｗｔ％から４０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、ステンレス繊維は硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

更に、フィラーを配合して難燃性の向上と音質調整をすることも可能である。

上記フィラーは、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、炭化された天然繊維を添加することが望ましい。

炭酸カルシウムの添加量は５ｗｔ％から２０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、炭酸カルシウムは硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

２０ｗｔ％以上の場合、抄紙ムラ、外観不良、比重の増加など様々なデメリットが生じる。

タルクの添加量は５ｗｔ％から２０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、タルクは硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

マイカの添加量は５ｗｔ％から２０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、マイカは硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

炭化された天然繊維の添加量は５ｗｔ％から２０ｗｔ％が望ましく、この添加量で混抄されれば、抄紙振動板の更なる難燃性の向上が可能となる。

また、炭化された天然繊維は硬質であるため、混抄することで抄紙振動板の高剛性化が可能となる。

また、炭化された天然繊維は、その表面に無数の細孔を有するため、比重の軽減、内部損失の向上も期待できる。

また、公知技術である顔料、防水剤、含浸処理などを組み合わせて難燃性と音質を向上することも可能である。

（実施の形態２）
以下、実施の形態１にて説明したスピーカ用振動板１を用いたスピーカについて説明する。

図２は本実施の形態のスピーカの断面図を示したものである。

図２に示すように、着磁されたマグネット２を上部プレート３およびヨーク４により挟み込んで内磁型の磁気回路５を構成している。

この磁気回路５のヨーク４にフレーム７を結合している。

このフレーム７の周縁部に、実施の形態１にて説明したスピーカ用振動板１の外周をエッジ９を介して接着している。

そして、このスピーカ用振動板１の中心部にボイスコイル８の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路５の磁気ギャップ６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。

以上の構成とすることで、難燃性と高音質とコストの低下を実現することが可能なスピーカを実現することができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態２にて説明したスピーカを用いたミニコンポシステム１４について説明する。

図３は、スピーカを搭載した電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム１４の外観図を示したものである。

図３に示すように、本実施の形態のミニコンポシステム１４は、スピーカ１０が組み込まれたエンクロジャー１１と、このスピーカ１０に入力される電気信号の増幅手段であるアンプ１２と、このアンプ１２に入力されるソースを出力するプレーヤ１３により構成されている。

この構成により、ミニコンポシステム１４は、従来では実現できなかった難燃性と高音質とコストの低下を実現することが可能となっている。

（実施の形態４）
以下、実施の形態２にて説明したスピーカ１０を用いた車両１５について説明する。

図４は、スピーカ１０を搭載した車両１５の断面図を示したものである。

図４に示すように、本実施の形態の車両１５は、スピーカ１０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たものである。

この構成とすることにより、車両１５は、従来では実現できなかった難燃性と高音質を実現することができるものとなっている。

本発明にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および装置は、難燃性と高音質、コストの低下を両立することが必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、さらには自動車などの装置に適用できる。

１スピーカ用振動板
１Ａ天然繊維
１Ｂ金属水酸化物
２マグネット
３上部プレート
４ヨーク
５磁気回路
６磁気ギャップ
７フレーム
８ボイスコイル
９エッジ
１０スピーカ
１１エンクロジャー
１２アンプ
１３プレーヤ
１４ミニコンポシステム
１５車両

Claims

抄紙工法で製造されたスピーカ用振動板であり、金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含むスピーカ用振動板。
非木材を更に含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
非木材は竹繊維とした請求項２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含んだ請求項３記載のスピーカ用振動板。
竹繊維は７０ｗｔ％以下とした請求項３記載のスピーカ用振動板。
カナダ標準濾水度における叩解度が２００ｍｌ以上でかつ、７００ｍｌ以下の天然繊維である請求項３記載のスピーカ用振動板。
繊維長が０．８ｍｍ以上でかつ、３ｍｍ以下の天然繊維である請求項３記載のスピーカ用振動板。
密度が０．３０ｇ／ｃｍ³以上でかつ、０．９０ｇ／ｃｍ³以下である請求項３記載のスピーカ用振動板。
竹繊維中のリグニン含有量が２５ｗｔ％以下である請求項３記載のスピーカ用振動板。
竹繊維はミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、含有量を５ｗｔ％以上、２０ｗｔ％以下とした請求項３記載のスピーカ用振動板。
ミクロフィブリル状態まで小さくした竹繊維は、繊維長を０．８ｍｍ以下とした請求項１０記載のスピーカ用振動板。
ミクロフィブリル状態まで小さくした竹繊維は、叩解度を２００ｍｌ以下とした請求項１０記載のスピーカ用振動板。
強化材を更に含む請求項１から請求項１２記載のスピーカ用振動板。
スピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板の外周部が結合されるとともに、磁気回路体と結合されたフレームと、前記スピーカ用振動板と結合され、前記磁気回路体が形成する磁気ギャップに可動自在に配置されたボイスコイルを備え、前記スピーカ用振動板は、抄紙工法で製造され、金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含むスピーカ。
スピーカと、前記スピーカへの入力信号の増幅部を少なくとも備えた電子機器であり、前記スピーカは、抄紙工法で製造され、金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含むスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板の外周部が結合されるとともに、磁気回路と結合されたフレームと、前記スピーカ用振動板と結合され、前記磁気回路体が形成する磁気ギャップに可動自在に配置されたボイスコイルを少なくとも有する電子機器。
抄紙工法で製造され、金属水酸化物を少なくとも３０ｗｔ％以上含むスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板の外周部が結合されるとともに、磁気回路体と結合されたフレームと、前記スピーカ用振動板と結合され、前記磁気回路体が形成する磁気ギャップに可動自在に配置されたボイスコイルを備えたスピーカが搭載された移動手段。