JP2023108840A - ダイヤモンド粒子被覆スピーカー振動板、スピーカー振動板の製法及びスピーカーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
なお気相合成(CVD)法によりダイヤモンドをSi或いは熱伝導率の小さな基体上に生成し基体から分離してスピーカー振動板を形成することは公知である(特許文献2及び3)。
併せて第二に、振動板コーンの背面で発生する逆位相波の前面への回り込みによる前面で発生する正位相波への干渉の低減による、正確な音響の再生を目的とする。
即ち本発明の要旨は第二に、このスピーカーコーン乃至ユニットを、振動板の周囲を包囲する壁面を有する、上記材料からなる筐体に収容したスピーカーシステムに存する。
結合材としては酢酸ビニール、塩化ビニール、ポリエチレン、ナイロン、アクリル、ポリスチレン、エポキシ、アルキルベンゼンスルホン酸、ポリブチレン、ポリプロピレン、フェノール等の樹脂が好適で、これらを単独或いは組み合わせて使用することができる。
Z=P/SV ・・・・ 1)
の関係がある。ここで、簡略のため、
P=ρCV ・・・・ 2)
とし、更に面積Sにつき無関係とすると式1)は、
Z = P/SV =ρCV/SV =ρC ・・・・ 3)
と置くことができる。この値Zは音響伝播に関わるインピーダンスとして、音響の伝わりやすさ(透過性)、或いはその逆概念の音響遮断性を判断の手がかりとして利用でき、この値が高いほど音響遮断性が高いと判断することができる。
従来の材料である木材で構成したスピーカーボックスについて、密度(ρ)を一般的木材の最高値を適用し、音速(C)についてはデータがないので前記ポリエチレンの音速で代用して、数式3)によりスピーカー内部の空気(媒質1)及びスピーカーボックス材(媒質2) それぞれのインピーダンス(Z)の概算値を求めると、
媒質1(ρ:1.293kg/m3 C:331.45m/s)
Z1=1.293kg/m3×331.45m/s=428.56kg/m2s
媒質2(ρ:1×103kg/m3 C:1.95×103m/s)
Z2=1×103kg/m3×1.95×103m/s=1.95×106kg/m2s
が得られ、媒質2のインピーダンスは媒質1のインピーダンスの5×103倍近い値であることがわかる。
本発明のスピーカー筐体は焼成した陶磁器系(セラミック)材料、ガラス、及びそれらの物質の粒子の上掲成形体で構成される。かかる材料による音響遮断性を、音速データ値が利用可能な(非特許文献1)大理石の場合を例として上記同様に数式3)によりスピーカーボックス材(媒質3)のインピーダンス(Z)の概算値を求めると
媒質3(ρ:2.65×103kg/m3 C:6.1×103m/s)
Z3=2.65×103kg/m3×6.1×103m/s=16.165×106kg/m2
となり、従来一般材料の約8倍の音響遮断性を有することが理解される。
結合材の音速としてデータが既知のポリエチレンの値を適用し含有量を体積率で10%とした場合については上記において総合音速として9.873×103m/sを得ている。またポリエチレンの密度を900 kg/m3とすると、体積率90%のダイヤモンドとの総合密度は3.258×103kg/m3である。従って上記構成のコーン材について本発明で規定のインピーダンス値Zoは、
Zo=3.258×103kg/m3×9.873×103m/s=32.2×106kg/m2s
となり、既に求めた空気のインピーダンスZ1=428.56kg/m2sの約7.5×104倍となる。
Zc=900 kg/m3×1.950×103m/s=1.755×106kg/m2s
Za=2.690×103kg/m3×6.420×103m/s=17.27×106kg/m2s
となり、これはダイヤモンド粒子層の値32.2×106kg/m2sの約1/1.9であり、音響伝達能力において劣ることが理解できる。
以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。
本発明のコーン状振動板は、紙製スピーカーコーンの表面に、平均粒径3μmのダイヤモンド粒子を8(vol.)%の酢酸ビニールで固着してなる平均厚さ0.5mmの層で覆い、スピーカーユニット1とした。
対照スピーカーユニットとして、上記と同型スピーカーユニットをダイヤモンド粒子層を設けることなく市販状態のままで使用した(スピーカーユニット2)。
2 コーン(擬似円錐面)状振動板
3 ダイヤモンド粒子層
4 音声コイル
5 駆動系
6 ヨーク
7 磁石
8 天板
9 磁極
10 ボビン
11 フレーム
12 サラウンド
13 ダンパー(緩衝材)
20 スピーカーシステム筐体
21 スピーカーユニット
22 配線
23 端子盤
24 ダクト
25 ポート
Claims (17)
- 音響機器の一要素として基材で構成され電気信号に応じて振動されるコーン状スピーカー振動板であって、該振動板の基材面上にダイヤモンド粒子層を固着被覆して成るスピーカー振動板。
- 前記基材が紙、木材、竹、金属、合成樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1に記載のスピーカー振動板。
- 前記ダイヤモンド粒子層が、微細単結晶質ダイヤモンド粒子を結合材で一体化し、一様な厚さに形成されている請求項1又は2に記載のスピーカー振動板。
- 前記ダイヤモンド粒子層において、隣接ダイヤモンド粒子同士が互いに密接し、全体として面状に連なって基材前面を被覆してなる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のスピーカー振動板。
- 前記ダイヤモンド粒子がD50平均粒子径において1~50μmである、請求項1~4のいずれか1項に記載のスピーカー振動板。
- 前記ダイヤモンド粒子層の厚さが1~500μmである、請求項1~5に記載のいずれか1項に記載のスピーカー振動板。
- 前記結合材が酢酸ビニール、塩化ビニール、ポリエチレン、ナイロン、アクリル、ポリスチレン、エポキシ、アルキルベンゼンスルホン酸、ポリブチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載のスピーカー振動板。
- 円錐台状(擬円錐台状を含む)に形成され、円錐台形の小径側端部において、電気信号に応じて駆動される要素に接合されてなる、請求項1~7のいずれか1項に記載のスピーカー振動板。
- 前記1乃至8のいずれか1項に記載のスピーカー振動板を剛性の枠に固定してなるスピーカーユニット。
- 前記1乃至9のいずれか1項に記載のスピーカーユニットを筐体(乃至エンクロージャー)に収納・固定してなるスピーカーシステム。
- 前記筐体が、振動板の周囲を包囲する壁面を有する請求項10に記載のスピーカーシステム。
- 前記筐体を木質材で構成してなる請求項10又は11に記載のスピーカーシステム。
- 前記筐体の少なくとも一部を石質材で構成してなる請求項10又は11に記載のスピーカーシステム。
- 前記石質材が天然石又は人工石材である請求項13に記載のスピーカーシステム。
- 前記石質材が焼成した陶器又は磁器又はガラス材である請求項13に記載のスピーカーシステム。
- 前記石質材が、粒子状の素材を樹脂質又は金属質結合材で固結一体化した複合材である請求項13乃至15のいずれか1項に記載のスピーカーシステム。
- 前記複合材が石質材の粒子を70%(体積率)以上含有する請求項16に記載のスピーカーシステム。
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