JP2013197915A

JP2013197915A - 音響装置の筐体および積層合板

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Publication number: JP2013197915A
Application number: JP2012063265A
Authority: JP
Inventors: Koji Okazaki; 浩二岡崎
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-30
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: JP6078962B2

Abstract

【課題】スピーカ等の音響装置の筐体を構成する板材の音響特性の調整の自由度を高める。
【解決手段】木材の中間層に木材とは音響特性の異なる材料を挟みこんでなる積層合板によりスピーカ等の筐体を構成する。木材に挟む中間層は、例えば紙である。紙を挟むことにより積層合板の内部損失を高くし、音響特性を調整する。紙を積層合板の表面または裏面の一方に偏らせて配置することにより、積層合板の表面の音響特性と裏面の音響特性を異ならせることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、スピーカ等の音響装置の筐体および音響装置の筐体に好適な積層合板に関する。

スピーカキャビネット等の音響装置の筐体に用いられる板材の音響特性は、音響装置の音響特性に大きな影響を与える。従来、音響装置の筐体に用いられる板材の音響特性を調整するための技術として次のようなものがあった。第１の従来技術では、ベニア板に使用する単板の樹種（米松合板、樺合板など）や板厚を変えることにより板材の音響特性を調整する。第２の従来技術では、ベニア板の表面にポリ塩化ビニルによる化粧シートや突板を貼り付けることにより板材の音響特性を調整する。第３の従来技術では、ベニア板の表面に塗装を施し、その際に塗料の種類や塗膜の厚さを変えることにより板材の音響特性を調整する。第４の従来技術では、内部損失（振動減衰効果）の高い材料（ゴムシートなど）をベニア板の表層に後から付加することにより板材の音響特性を調整する。第５の従来技術では、ベニア板の表層に補強材などの部品を後から付加することにより板材の音響特性を調整する。

実願昭６２−３４１２０号のマイクロフィルム

ところで、上述した第１の従来技術は、板材の音響特性を調整するために、ベニア材に使用する単板の樹種や板厚を変える必要があるため、音響特性の調整の自由度を高めるためには、多くの樹種または板厚の単板を用意する必要があるという問題がある。第２〜第５の従来技術は、完成したベニア材に対して、他の部品の貼り付けや塗装など、音響特性の調整のための後工程を施す必要があり、その際に選択可能な後工程が所望の音響特性の制約を受ける問題がある。また、第２〜第５の従来技術は、後工程の実施により板材の音響特性が極端に大きく変化し、所望の音響特性を得るための微調整が困難であるという問題がある。

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、音響装置の筐体用の板材の音響特性の調整の自由度を高めるための技術的手段を提供することを目的としている。

この発明は、木材の中間層に木材とは音響特性の異なる材料を挟みこんでなる積層合板により少なくとも一部が構成されていることを特徴とする音響装置の筐体を提供する。

かかる発明によれば、積層合板の音響特性が中間層の音響特性の影響を受ける。従って、各種の音響特性を有する材料を中間層として木材の層間に挟むことにより積層合板の音響特性を調整することができる。

中間層としては、紙、アクリル板等の材料を用いることが可能である。ここで、紙は内部損失が大きいので、中間層として用いることにより、積層合板の表面からの放射音量の調整に利用することが可能である。

また、この発明は、木材の中間層に木材とは音響特性の異なる材料を挟みこんでなる積層合板であり、中間層が当該積層合板の厚み方向において当該積層合板の一方の面側に偏って設けられていることを特徴とする積層合板を提供する。

かかる発明によれば、適度な厚みを有し、表面または裏面の一方が所望の音響特性となるように調整された積層合板または表面および裏面が各々異なる音響特性に調整された積層合板を実現することができる。

なお、特許文献１は、アルミナ積層板によりスピーカキャビネットを構成する点を開示している。しかし、特許文献１は、木材層の層間に木材と音響特性の異種の材料を挟んだ積層合板により音響装置の筐体を構成するものではない。

この発明の一実施形態である積層合板の構成例を示す断面図である。同実施形態において音響特性を測定するための各種のサンプルの積層合板からの切り出し方を説明する図である。同サンプルの形状を示す斜視図である。同サンプルの音響特性の測定方法を示す図である。同実施形態における各種のサンプルの音響特性の測定結果を示す図である。同実施形態における各種のサンプルのｔａｎδの測定結果を示す図である。同積層合板を利用したスピーカキャビネットの構成例を示す断面図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態であるスピーカキャビネット用積層合板の構成例を示す断面図である。本実施形態による積層合板は、薄い木材の層を複数積層するとともに、それらの木材層のうちの隣接した一部の木材層間に紙などの異種材料からなる層を挟んでなるものである。

図１（ａ）に示す各構成例において、層ａ１〜ａ１１、ａ１３〜ａ１５、ａ１７〜ａ２２は白樺の単材からなる層であり、層ａ１２およびａ１６は赤色に着色された紙の層である。ここで、紙層ａ１２およびａ１６が赤色に着色されているのは、ユーザが紙層の位置を視認して積層合板の表裏を判断するのを容易にするとともに意匠的効果を高めるためである。白樺層ａ１〜ａ１１、ａ１３〜ａ１５、ａ１７〜ａ２２において、互いに隣り合った各層（例えば層ａ１と層ａ２、層ａ２と層ａ３、…、層ａ１１と層ａ１３、…層ａ２１と層ａ２２）は、木の繊維方向が互いに直交している。表面の白樺層ａ１および裏面の白樺層ａ２２の厚みは各々１ｍｍであり、これらに挟まれた各白樺層ａ２〜ａ１１、ａ１３〜ａ１５、ａ１７〜ａ２１の厚みは各々１．５ｍｍである。また、紙層ａ１２およびａ１６の厚みは各々１ｍｍである。以上の各層ａ１〜ａ２２において、隣接する２つの層間は接着材により接着されている。

図１（ｂ）〜（ｄ）に示す各構成例でも同様である。これらの各構成例において、層ｂ１〜ｂ９、ｂ１１〜ｂ１３、ｂ１５〜ｂ１７、ｂ１９〜ｂ２２、ｃ１〜ｃ４、ｃ６〜ｃ１７、ｃ１９〜ｃ２２、ｄ１〜ｄ４、ｄ６〜ｄ１１、ｄ１３〜ｄ１８、ｄ２０〜ｄ２３は白樺の単材からなる層であり、層ｂ１０、ｂ１４、ｂ１８、ｃ５、ｃ１８、ｄ５、ｄ１２、ｄ１９は赤色に着色された紙の層である。これらの各構成例でも隣接する各層間は接着材により接着されており、隣接する各白樺層は、各々の木の繊維の方向が互いに直交している。また、図１（ａ）の構成例と同様、白樺層の厚みは、表面および裏面の各層が１ｍｍ、それ以外の各層が１．５ｍｍである。また、紙層の厚みは１ｍｍである。

図１（ａ）に示す構成例は、積層合板の表面と裏面とで音響特性を変えた例である。この例では、積層合板の厚さ方向において裏面（層ａ２２）寄りの領域に、音を減衰させる効果の高い２層の紙層ａ１２およびａ１６が挿入されている。このため、積層合板を伝搬する音響振動は、積層合板の表面（層ａ１）からは放射され易いが、積層合板の裏面（層ａ２２）からは放射され難くなる。

図１（ｂ）に示す構成例では、積層合板の厚さ方向において裏面（層ｂ２２）寄りの領域に、音を減衰させる効果の高い３層の紙層ｂ１０、ｂ１４およびｂ１８が挿入されている。このため、積層合板を伝搬する音響振動は、積層合板の表面からは放射され易いが、積層合板の裏面からは放射され難くなる。しかも、この構成例では、３層の紙層ｂ１０、ｂ１４およびｂ１８が裏面寄りの領域に挿入されているので、２層の紙層が挿入された図１（ａ）の構成例に比べて、裏面側からの放射音量をより低減することができる。

図１（ｃ）に示す構成例は、積層合板の内部損失を調整した例である。この例では、積層合板の表面（層ｃ１）から数えて第５層目に紙層ｃ５が挿入されるとともに、裏面（層ｃ２２）から数えて第５層目に紙層ｃ１８が挿入されている。従って、積層合板の内部損失を増加させることができる。また、積層合板の表面および裏面の両方からの放射音量を同程度に低減することができる。

図１（ｄ）に示す構成例では、積層合板の表面（層ｄ１）から数えて第５層目に紙層ｄ５が挿入されるとともに、裏面（層ｄ２３）から数えて第５層目に紙層ｄ１９が挿入され、さらに厚み方向中央の位置に紙層ｄ１２が挿入されている。従って、積層合板の表面および裏面の両方からの放射音量を同程度に低減し、さらに積層合板の内部損失を高めることができる。

さて、木材は、繊維方向と繊維を横断する幅方向とで硬さが異なり、音響振動の伝搬速度、音響振動の減衰係数等の音響特性も繊維方向と幅方向とで異なったものとなる。そして、隣接する層間で木材の繊維方向が直交するように木材の単板を積層させた積層合板の場合、音響特性の振動伝搬方向に対する依存性（すなわち、異方性）が緩和され、積層合板の長手方向の音響特性とこれに直交する幅方向の音響特性との差は小さくなる。しかし、積層合板であっても、音響特性の異方性が若干は残る。では、本実施形態のように繊維方向を持たない紙を中間層として木材の間に挟み込んだ場合、積層合板の音響特性の振動伝搬方向に対する依存性はどのように変化するか。本願発明者は、この点について次のように検討を行った。

まず、３層の紙層が挟まれた白樺合板（以下、第１の白樺合板という）と、紙層の挟まれていない白樺合板（以下、第２の白樺合板という）を用意した。ここで、第１の白樺合板は、表面および裏面が化粧板となっており、これらの化粧板を合わせて合計２１プライの積層合板であり、化粧板を第１層として数えた場合に、木材の繊維方向が合板の長手方向を向いている第５層、第９層、第１３層が抜き取られ、それらの代わりに紙層が挟み込まれている（図１（ｂ）に近い構成である。）。この第１の白樺合板の全体としての厚みは３０ｍｍであり、各紙層の厚みは１ｍｍである。第２の白樺合板は、表面および裏面が化粧板となっており、これらの化粧板を合わせて合計２１プライの積層合板である。この第２の白樺合板の全体としての厚みは３０ｍｍである。

次に第１および第２の白樺合板の各々から幅Ｗ＝５０ｍｍ、長さＬ＝５００ｍｍ、厚みＤ＝３０ｍｍの直方体形状のサンプルを２個ずつ切り出した。さらに詳述すると、図３に示すように、長手方向が第１の白樺合板の長手方向と平行であるサンプル１と、長手方向が第１の白樺合板の幅方向と並行であるサンプル２を第１の白樺合板から切り出した。同様に、長手方向が第２の白樺合板の長手方向と平行であるサンプル３と、長手方向が第２の白樺合板の幅方向と並行であるサンプル４を第２の白樺合板から切り出した（図示略）。

そして、図４に示すように、サンプル１〜４の各々を紙層の埋め込まれている領域が下側に、紙層のない側が上側になるように支持し、各サンプルの上面の一端を上からタッピングしたときに他端から放音される音をマイクにより収音し、ＦＦＴアナライザによりマイクの収音信号の周波数解析を行った。

この測定では、マイクの収音信号のスペクトル分布に基づいて、サンプル１〜４の長手方向に沿った１次、２次、３次の共振モードの共振周波数を求めた。そして、この共振周波数からサンプル１〜４の各々の見かけ上のヤング率Ｅを求めた。さらにこのヤング率Ｅとサンプル１〜４の密度ρと長さＬとに基づき、サンプル１〜４の各々を音が長手方向に伝搬する際の音速√（ＥＬ／ρ）を算出した。さらにタッピング後の収音信号の減衰の傾きを測定し、この傾きから各サンプルの損失係数ｔａｎδを求めた。その結果を図５に示す。また、各サンプルのｔａｎδの周波数特性を図６に示す。

今回用意したサンプル１、２において、第５層、第９層、第１３層は紙層となっている。一方、サンプル３において、第５層、第９層、第１３層は、白樺層であり、この白樺層の繊維方向はサンプル３の長手方向と平行である。また、サンプル４において、第５層、第９層、第１３層は、白樺層であり、この白樺層の繊維方向はサンプル４の長手方向と直交している。図５および図６に示す測定結果によると、サンプル３とサンプル４とで、ヤング率、音速、ｔａｎδに大きな差が生じている。これは、サンプル３とサンプル４とでは、白樺層である第５層、第９層、第３層の繊維方向が互いに直交しているためであると考えられる。これに対し、サンプル１のヤング率、音速、ｔａｎδとサンプル２のヤング率、音速、ｔａｎδとの差はサンプル３とサンプル４との差ほど大きくない。サンプル１および２の音響特性は、サンプル３の音響特性とサンプル４の音響特性のちょうど中間に入っている。このように、白樺合板に中間層として紙層の挿入することにより、音響特性の異方性が緩和される傾向が見られた。

以上のように、本実施形態によれば、木材からなる積層合板に中間層として紙層を挟み込むことにより、積層合板の音響特性を容易に調整することができる。また、本実施形態によれば、紙層を中間層として積層合板に挟み込むことにより、音響特性の異方性を緩和することができる。従って、この積層合板を用いてスピーカキャビネットを構成することにより癖のない音色での音響再生が可能なスピーカを実現することができる。

図７は本実施形態による積層合板の適用例であるスピーカキャビネットの構成例を示す断面図である。この例では、スピーカキャビネットにおけるバッフル板１０として図１（ｂ）に示す積層合板が適用されている。この例では、バッフル板１０である積層合板は、紙層が近傍に設けられている裏面をスピーカキャビネット内側に向けた姿勢で固定されており、バッフル板の裏面からキャビネット内へ音響放射が行われるのを防いでいる。また、図７に示す例ではスピーカキャビネットにおける天板２０として図１（ｂ）に示す積層合板が適用されている。図７に示すように、この例では、天板２０である積層合板は、紙層が近傍に設けられている裏面をスピーカキャビネット外側に向けた姿勢で固定されており、天板の表面から外界へ音響放射が行われるのを防いでいる。

このように本実施形態によれば、積層合板に紙層を挟み込むことにより積層合板の表面または裏面の音響特性を所望の音響特性に調整することができる。そして、本実施形態では、積層合板の厚さ方向における紙層の位置を調整することにより積層合板の表面または裏面の音響特性を変えることができるので、厚みが同じであり、表面および裏面の音響特性が異なった各種の積層合板を実現することができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば上記実施形態では、積層合板の木材の中間層として紙を挟み込んだがアクリル板等を挟み込んでもよい。あるいは層を変えて紙とアクリル板の両方を木材の中間層として挟み込んでもよい。また、この発明による積層合板は、スピーカキャビネットの他、例えばピアノ等の楽器の筐体等、各種の音響装置の筐体に使用可能である。

ａ１〜ａ１１，ａ１３〜ａ１５，ａ１７〜ａ２２，ｂ１〜ｂ９，ｂ１１〜ｂ１３，ｂ１５〜ｂ１７，ｂ１９〜ｂ２２，ｃ１〜ｃ４，ｃ６〜ｃ１７，ｃ１９〜ｃ２２，ｄ１〜ｄ４，ｄ６〜ｄ１１，ｄ１３〜ｄ１８，ｄ２０〜ｄ２３…白樺の単材からなる層、ａ１２，ａ１６，ｂ１０，ｂ１４，ｂ１８，ｃ５，ｃ１８，ｄ５，ｄ１２，ｄ１９…紙層、１０…バッフル板、２０…天板。

Claims

木材の中間層に木材とは音響特性の異なる材料を挟みこんでなる積層合板により少なくとも一部が構成されていることを特徴とする音響装置の筐体。
前記木材の中間層に挟みこまれた材料が紙であることを特徴とする請求項１に記載の音響装置の筐体。
木材の中間層に木材とは音響特性の異なる材料を挟みこんでなる積層合板であり、中間層が当該積層合板の厚み方向において当該積層合板の一方の面側に偏って設けられていることを特徴とする積層合板。
前記中間層が木材層と区別することができるように着色されていることを特徴とする請求項３に記載の積層合板。