JP2023142382A - スピーカ用振動板、およびスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】高密度かつ環境に配慮したスピーカ用振動板の提供。【解決手段】抄紙工法で製造されるスピーカ用振動板１００であって、稲わら由来のパルプを１０ｗｔ％以上含む組成で抄紙し成形したスピーカ用振動板１００。【選択図】図１

Description

本開示は、各種音響機器や映像機器等に使用されるスピーカ用振動板、これを用いたスピーカに関する。

従来、スピーカ用振動板の材料としては紙、樹脂などが用いられている。例えば、特許文献１には、ミクロフィブリル化された竹由来の繊維を抄紙して得られるスピーカ用振動板が提案されている。

特開２００７－２２１６３５号公報

ところが、紙製のスピーカ用振動板は、音質や音圧周波数特性などに製品間のばらつきが発生する。これを改善するためのパルプのミクロフィブリル化には多くのエネルギーが必要となる。また、竹、木材などのパルプを使用することは、森林破壊などにより環境に対して悪影響を及ぼすため、木材パルプなどに代わる環境に優しい材料が求められている。

本開示は、上記課題に鑑みなされたものであり、高音質でありサステイナブルな社会に寄与しうるスピーカ用振動板、およびスピーカの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の１つであるスピーカ用振動板は、抄紙工法で製造されるスピーカ用振動板であって、稲わら由来のパルプを１０ｗｔ％以上含む組成で抄紙し成形したものである。

また、上記目的を達成するために、本開示にかかるスピーカは、稲わら由来のパルプを１０ｗｔ％以上含む組成で抄紙し成形したスピーカ用振動板と、磁気回路と、前記磁気回路、および前記スピーカ用振動板と、を保持するフレームと、前記スピーカ用振動板に一端部が結合されるとともに、他端部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されるボイスコイル体と、を備える。

本開示の構成により、スピーカ用振動板の地合いを向上させ、音圧周波数特性の製品間のばらつきを抑制することができる。また、稲作において産業廃棄物となる稲わら由来のパルプを用いることで、サステイナブルな社会に寄与することができる。

実施の形態に係るスピーカ用振動板の断面を示した断面図である。 実施の形態に係るスピーカ用振動板を示した平面図である。 稲わら由来のパルプで形成されたスピーカ用振動板の拡大写真である。 木材パルプで形成されたスピーカ用振動板の拡大写真である。 実施の形態に係るスピーカ用振動板の製造工程を示すプロセスチャートである。 実施の形態に係るスピーカを示した断面図である。 実施の形態に係る電子機器の外観を示した図である。 実施の形態に係る移動体を示した断面図である。

次に、本開示に係るスピーカ用振動板、およびスピーカの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示に係るスピーカ用振動板、およびスピーカの一例を示したものに過ぎない。従って本開示は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本開示を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、本開示の一実施の形態に係るスピーカ用振動板の断面を示した断面図である。図２は、本開示の一実施の形態に係るスピーカ用振動板を示した平面図である。スピーカ用振動板１００の形状は、特に限定されるものではない。スピーカ用振動板１００の形状としては、円板形状や矩形の板形状など平面的な形状ばかりでなく、本実施の形態の場合のようなコーン形状など立体的な形状であってもかまわない。

スピーカ用振動板１００は、稲わら由来のパルプを抄紙工法で製造される紙状の部材である。スピーカ用振動板１００は、稲わら由来のパルプを１０ｗｔ％以上含有する。スピーカ用振動板１００に含まれる稲わら由来のパルプ以外のパルプは、特に限定されるものではなく、木材由来のパルプ、竹由来のパルプなどのパルプの中から一種類、または複数種類のパルプが選定される。また、スピーカ用振動板１００は、パルプとして稲わら由来のパルプのみ（稲わら由来のパルプ１００ｗｔ％）を用いて抄紙したものでも構わない。

図３の稲わら由来のパルプで形成されたスピーカ用振動板１００の拡大写真に示すように、稲わら由来のパルプは、木材由来のパルプ（図４参照）、竹由来のパルプに比べて繊維長が短く、繊維径も細い。具体的に稲わら由来のパルプの繊維長は、例えば０．６ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下（平均繊維長１．５ｍｍ）であり、繊維径は、例えば５μｍ以上、１４μｍ以下（平均繊維径８．５μｍ）である。

図５は、抄紙工法によるスピーカ用振動板１００の製造工程を示すプロセスチャートである。本実施の形態の場合、稲わら由来のパルプが１００ｗｔ％の組成であるスピーカ用振動板１００を製造する。まず、スピーカ用振動板１００の材料である稲わら由来の繊維を、水の入ったビータ内に投入する（材料投入工程：Ｓ１０１）。

次に、材料投入工程（Ｓ１０１）において投入された稲わら由来の繊維を所望の状態（例えば、カナダ標準濾水度が１５０ｍｌ～２００ｍｌ）になるまで細かく叩解する（叩解工程：Ｓ１０２）。本実施の形態の場合、機械的叩解のみ行っている。稲わら由来の繊維は、材木や竹などに比べて脆弱であり容易に叩解できるため、所望の状態に達するまでの時間が早く、エネルギーの消費を抑制することができる。また、機械的叩解のみを採用しているため、環境に負荷がかかるような薬剤などの使用を抑制することができる。

次に、叩解工程（Ｓ１０２）によって叩解により得られた稲わら由来のパルプに、サイズ剤、紙力向上剤、定着剤などを混合する（混合工程：Ｓ１０３）。ここで、具体的には、サイズ剤としては、カチオン系の高分子サイズ剤、紙力増強剤としては、ポリアクリルアミド系かポリアミドエピクロルヒドリン系の紙力増強剤、定着剤としては、硫酸アルミニウム等を用いることが多い。

次に、混合工程（Ｓ１０３）によって混合された材料を抄紙工法により図１、図２に示す形状に適合した金型とその上に配置された金網の上に抄き上げて、下方から吸引して水分のみを排出し、スピーカ用振動板１００としての形状に形成する（抄紙工程：Ｓ１０４）。この際、稲わら由来のパルプは、繊維長が比較的短く、繊維径が比較的細いため、抄紙の際の分散性が高く均質性が高く地合いのよいスピーカ用振動板１００を製造することができる。なお、材木由来のパルプ、竹由来のパルプと混合する場合でも、稲わら由来のパルプが他の種類のパルプの隙間を埋めるため、スピーカ用振動板１００の均質性を高めることができる。

次に、抄紙工程（Ｓ１０４）によって形成されたスピーカ用振動板１００に含まれる水分を加熱、および加圧により蒸発させて乾燥させる（乾燥工程：Ｓ１０５）。稲わら由来のパルプは、材木由来のパルプ、竹由来のパルプなどと比べて繊維長が比較的短く、繊維径が比較的細いため、スピーカ用振動板１００の高密度化を図ることができ、スピーカの高音質化に寄与することが可能となる。

以上により、スピーカ用振動板１００を製造することができる。

なお、以上の製造方法に、乾燥工程（Ｓ１０５）によって乾燥されたスピーカ用振動板１００から、スピーカ用振動板１００として不要となる最外周部やボイスコイル体を挿入するための中心孔部を金型により抜き加工する抜き加工工程を加えてもよい。

また、樹脂を含浸させてスピーカ用振動板１００の耐水性の向上を図っても構わない。

次に、スピーカ用振動板１００を備えたスピーカ３００について説明する。図６は、本開示の一実施の形態にかかるスピーカを示した断面図である。スピーカ３００は、スピーカ用振動板１００と、磁気回路３０１と、フレーム３０２と、ボイスコイル体３０３とを備えている。

磁気回路３０１は、着磁された永久磁石である円柱状のマグネット３１２と、マグネット３１２の上部に取り付けられた円板状のプレート３１３と、マグネット３１２とプレート３１３とを収容する有底円筒状のヨーク３１４とを備えており、プレート３１３とヨーク３１４との間に円環状の磁気ギャップ３１６を形成している。

フレーム３０２は、磁気回路３０１、およびスピーカ用振動板１００を保持する構造部材である。フレーム３０２の形状は、特に限定されるものではないが、全体視漏斗形状となっている。フレーム３０２の上端周縁部に囲まれる位置に、スピーカ用振動板１００の外周縁が配置されており、フレーム３０２とスピーカ用振動板１００とは円環状のエッジ３０４を介してそれぞれ接着されている。また、スピーカ用振動板１００の中心に設けられている孔を塞ぐようにセンターキャップ３０６が取り付けられている。

ボイスコイル体３０３は、円筒状のボビンとその外周に巻き付けられたコイルとで形成されており、スピーカ用振動板１００の中心部に一端が結合されるとともに、他端を磁気回路３０１の磁気ギャップ３１６にはまり込むように配置されている。また、ボイスコイル体３０３は、フレーム３０２とボイスコイル体３０３とを架橋状に接続するダンパー３０５によって支えられている。

以上は、内磁型の磁気回路３０１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。また、スピーカ３００は、ダンパー３０５を備えない場合もある。

この構成により、スピーカ用振動板１００の特性を発揮することができ、スピーカ用振動板１００の均質化、高密度化による音質の調整の自由度を広げることができる。また、生産性が高く、環境への影響を抑制したスピーカを実現することができる。

以下、スピーカ３００を備える電子機器について説明する。図７は、本開示の実施態様の一つである電子機器の外観を示した図である。本実施の形態の場合、電子機器４００としてオーディオ用のミニコンポシステムを例示し説明する。

電子機器４００は、エンクロジャー４１１にスピーカ３００が二つ組込まれてスピーカシステム４１０を左右にそれぞれ備えている。

また、電子機器４００は、スピーカシステム４１０に入力する電気信号の増幅回路を含むアンプ４１２と、アンプ４１２に入力されるソースを出力するチューナー４１３や、ＣＤプレーヤ４１４を備えている。

オーディオ用のミニコンポシステムである電子機器４００は、チューナー４１３やＣＤプレーヤ４１４から入力される音楽信号などをアンプ４１２により増幅し、スピーカシステム４１０に備えられたスピーカ３００から音が放出される。具体的にはスピーカ３００は、ボイスコイル体３０３に入力された電気信号により発生した動的な磁力と磁気回路３０１の磁気ギャップ３１６に発生する静的な磁力との相互作用により、フレーム３０２に対してボイスコイル体３０３が振動し、当該振動が伝えられることによりスピーカ用振動板１００が振動して音を発する。

この構成により、上述したように従来では実現できなかった良好な音質で環境に配慮された電子機器４００を実現することが可能となる。

なおスピーカ３００の電子機器４００への応用として、オーディオ用のミニコンポシステムについて説明したが、これに限定されない。例えば自動車用のオーディオシステムや持ち運び可能なポータブル用のオーディオ機器等への応用も可能である。さらに、液晶テレビや有機ＥＬディスプレイテレビ等の映像機器、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。

以下、スピーカ３００を備える移動体５００について説明する。図８は、本開示の実施態様の一つである移動体を示した断面図である。本実施の形態の場合、移動体５００として自動車を例示し説明する。

同図に示すように、本開示のスピーカ用振動板１００を備えたスピーカ３００は、移動体５００のリアトレイやフロントパネルに組込まれている。スピーカ３００からは、別途移動体に取り付けられているカーナビゲーションやカーオーディオから送信される音声信号に基づき移動体内に音を発するものとなっている。

このように移動体５００に取り付けられたスピーカ３００のスピーカ用振動板１００によれば、稲わら由来のパルプに基づき製造されたスピーカ用振動板１００の特徴を活かした高い性能を発揮することができ、環境への負荷を抑制することができる。

以上説明したとおり、稲わら由来のパルプを含むスピーカ用振動板１００は、稲作において産業廃棄物として扱われる稲わらを用いることから、森林などを破壊するなど環境に負荷をかけることなく安定して持続的に利用することができる。

また、稲わら繊維を機械的叩解のみ行なってパルプ化した材料を抄紙後、加熱・加圧するウエットプレス加圧によってスピーカ用振動板を形成することにより、地合いを向上させてスピーカ用振動板として必要な曲げ剛性やヤング率、引張強度を確保することが可能となる。

なお、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。

また、機械的叩解のみとして説明したが、叩解前の処理として、酸素処理・細菌処理を行ってもかまわない。また、機械的叩解に代えて、または加えて蒸解処理（高温・高圧・アルカリ処理）を行ってもかまわない。

本開示にかかるスピーカ用振動板、およびスピーカによれば映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、自動車等の移動体に適用できる。

１００ スピーカ用振動板
３００ スピーカ
３０１ 磁気回路
３０２ フレーム
３０３ ボイスコイル体
３０４ エッジ
３０５ ダンパー
３０６ センターキャップ
３１２ マグネット
３１３ プレート
３１４ ヨーク
３１６ 磁気ギャップ
４００ 電子機器
４１０ スピーカシステム
４１１ エンクロジャー
４１２ アンプ
４１３ チューナー
４１４ プレーヤ
５００ 移動体

Claims (10)

1. 抄紙工法で製造されるスピーカ用振動板であって、
   稲わら由来のパルプを１０ｗｔ％以上含む組成で抄紙し成形した
   スピーカ用振動板。
2. 稲わら由来の前記パルプは、稲わら繊維を機械的叩解のみ行ったパルプである
   請求項１に記載のスピーカ用振動板。
3. パルプとして稲わら由来のパルプのみを抄紙して成形される
   請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
4. 稲わら由来のパルプの繊維長は、０．６ｍｍ以上、３．５ｍｍ以下である
   請求項１から３のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板。
5. 稲わら由来のパルプの繊維径は、５μｍ以上、１４μｍ以下である
   請求項１から４のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板。
6. 稲わら由来のパルプの叩解度は、カナダ標準濾水度１５０ｍｌ～２００ｍｌである
   請求項１から５のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板。
7. サイズ剤をさらに備え、
   前記サイズ剤は、カチオン系の高分子サイズ剤である
   請求項１から６のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板。
8. 紙力増強剤をさらに備え、
   前記紙力増強剤は、ポリアクリルアミド系またはポリアミドエピクロルヒドリン系の紙力増強剤である
   請求項１から７のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板。
9. 定着剤をさらに備え、
   前記定着剤は、硫酸アルミニウムである
   請求項１から８のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板と、
    磁気回路と、
    前記磁気回路、および前記スピーカ用振動板と、を保持するフレームと、
    前記スピーカ用振動板に一端部が結合されるとともに、他端部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されるボイスコイル体と、
    を備えたスピーカ。

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