JP3083637B2

JP3083637B2 - ノイズキャンセラー用スピーカ

Info

Publication number: JP3083637B2
Application number: JP04090212A
Authority: JP
Inventors: 昌徳高橋
Original assignee: Mogami Denki Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Mogami Denki Corp; Pioneer Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JPH0670394A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性の向上を図った
ノイズキャンセラー用スピーカに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、騒音や振動が社会問題となってい
る中、従来にはなかった新しいシステムとして、ノイズ
キャンセラーシステム（又はアクティブノイズコントロ
ール…ＡＮＣ）が実用化されつつある。

【０００３】これは、騒音や振動を検出し、これらによ
ってもたらされるノイズをコンピュータによって解析し
た後、位相を逆転させた音を出すことによって騒音や振
動を消去してしまおうというものである。

【０００４】このような考え方は古くからあり、近年の
ＬＳＩ等の電子技術の目ざましい発達がこれを可能とし
たものであって、騒音や振動が時間的に変動する場合で
も対応することができるシステムである。

【０００５】ところで、従来からの騒音の対策として、
多くは防音材や吸音材あるいはこれらの複合体の形で使
用されている。たとえば、防音材としてコンクリートや
金属板等の比較的密度の大きいもの、吸音材としてはグ
ラスウールやロックウールのような密度の小さいものが
用いられる。

【０００６】また、特殊な方法として、穴開きボード及
び共鳴管を用いる方法やボード全体を共振させる方法が
ある。このような技術は、既に建物に多く使用されてお
り、広く知られている技術でもある。

【０００７】たとえば、コンサートホール、エントラン
スホールの場合、防音材や吸音材あるいはこれらの複合
体により残響時間を調整しようとする場合、予め各材料
の透過損失や吸音率のデータをもとに計算し、使用する
材料や面積等が決定される。

【０００８】しかし、実際には、部屋の形や窓、ドア等
によって起因する定在波が残り、特にコンサートホール
ではこれが問題となっている。

【０００９】一方、ポンプやモータから発生される騒音
を防止しようとする場合、反射音よりも直接音の影響が
強くでるため、これらの音源を直接防音材で囲む必要が
ある。ところが、これらの音源においてたとえば空調機
器のダクトのような場合には、その機能を損なわせない
ためにも開口部を開けておく必要があることから、完全
に騒音を遮断することは不可能に近いものがある。ま
た、たとえば自動車の排気管のような場合にも、同様に
排気口を開けておく必要があることから、完全密封する
ことはできない。

【００１０】そこで、従来より、たとえば図１に示すよ
うなサイレンサー方式を取り入れて騒音を防止する試み
がなされている。つまり、音源１からの音波はそれぞれ
の小部屋２Ａに設けられている抜穴２ａを通り抜ける際
にパワーが徐々に減衰され、最終的に騒音レベルが小さ
くされるものである。

【００１１】また、図２に示すノイズキャンセラーシス
テムは、音源３からの騒音をマイクロホン４によって検
出すると、コントローラ５がその騒音波形に対して逆位
相の波形の音波をノイズキャンセラー用スピーカ６から
放出させる。このとき、制御マイクロホン７によって騒
音の減衰レベルが検出されており、コントローラ５は騒
音の減衰レベルが最小となるようにノイズキャンセラー
用スピーカ６から放出される音波をコントロールする。

【００１２】これらの図に示す各方式を対比しても解る
とおり、ノイズキャンセラーシステムは、サイレンサー
方式に比べて音波の進行を阻害するものがないため、特
に音源が空調ダクトやエンジン等のダクト又は排気管の
場合にはその効率の低下を招くことがない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような背景によ
り、ノイズキャンセラーシステムが実用化されつつあ
り、それに伴い苛酷な使用条件に耐えるスピーカが種々
提案されている。

【００１４】たとえばプラスチック及び金属の振動板を
用いたものやフレームにメッキしたり、樹脂コートした
もの等がある。

【００１５】プラスチックの場合、その耐熱性を考慮す
れば熱硬化性樹脂に限定される。しかし、長期に渡って
使用すると脆くなるため、補強材を混入させる必要があ
る。問題は、この補強材をいれる方法である。

【００１６】射出成型のような場合には、補強材の長さ
が０．１ｍｍ以下となるためあまり補強効果はない。

【００１７】金属の振動板を用いた場合には、強度、耐
熱性には問題はないが、重量が重くなる欠点がある。ま
た、導電性であるため、スピーカの組立においては、絶
縁処理が必要である。ボイスコイルから直接端子に錦糸
線接続する方法もあるが、これは手間がかかるのと、ボ
イスコイル側の接点で断線しやすい欠点がある。

【００１８】また、ノイズキャンセラー用スピーカとい
えども、重量が重ければ入力信号に対する応答が遅くな
り位相がずれてしまうため、消音効果が不十分なものと
なってしまう。

【００１９】この他、圧電素子を用いることも提案され
てはいるが、（たとえばアクチュエータによるエンジン
等の振動制御）これは周波数帯域が狭いことと音圧が小
さいことにより、ノイズキャンセラーシステム用として
は実用化が困難である。

【００２０】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、消音効果を損なうことなく、耐熱性の向上
を図ることができるノイズキャンセラー用スピーカを提
供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
有機合成繊維たるアラミド繊維又はこれに無機質繊維を
配合したものを主体とした抄紙基材に熱硬化性樹脂を付
与した後、熱硬化させた振動板及びセンターキャップ
に、前記アラミド繊維の織布又は不織布に熱硬化性樹脂
を付与してなるエッジ材及びダンパーを熱硬化接着剤を
介して貼付けてなることを特徴とする。

【００２２】請求項２記載の発明は、前記無機質繊維は
カーボン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維又はロックウ
ール繊維等からなることを特徴とする。

【００２３】請求項３記載の発明は、前記振動板及びセ
ンターキャップは、前記カーボン繊維、ガラス繊維、ア
ルミナ繊維又はロックウール繊維等の無機質繊維を混抄
又はこれらにマイカ、カーボングラファイト等の鱗片状
高弾性物質を混抄してなることを特徴とする。

【００２４】請求項４記載の発明は、前記熱硬化性樹脂
の熱硬化反応及び熱硬化性接着剤の熱硬化反応及び前記
アラミド繊維の織布又は不織布からなるエッジ材の成形
を単一の金型で同時に行うことにより成形された振動部
品を用いたことを特徴とする。

【００２５】

【作用】本発明のノイズキャンセラー用スピーカでは、
消音効果を損なうことなく、耐熱性を高めようとするも
のであり、軽量であり且つ耐熱温度の高い振動板を得る
ために、抄紙方法に着目したものである。これには、次
のような理由がある。

【００２６】抄紙方法の場合、繊維の種類や長さを選ば
ないため、繊維長３〜６ｍｍのものを使用することがで
き、しかもこれら長繊維を用いることによって内部空間
を多くとれる。すなわち、密度を小さくできるからであ
る。また、振動板をかたどる形状の網で抄造することに
より、厚みを均一にコントロールすることが容易であ
る。種々の材質の繊維を任意に且つ容易にブレンドする
こともできる。

【００２７】一般に、アラミド繊維は、耐熱性に優れて
いるが、これ自身だけでは抄紙ができないことは知られ
ている。しかし、たとえばアラミド繊維のフィブリル化
したものは同アラミド繊維やカーボン繊維、ガラス繊維
との抄紙が可能となる。但し、この状態だけでは木材パ
ルプのような水素結合をしているわけではないため、強
度（特に引裂き強度）的に不利であり、樹脂処理を行う
必要がある。

【００２８】そこで、本発明では、熱硬化性樹脂とし
て、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ユ
リア樹脂等を用いる。熱硬化性樹脂を用いる理由として
は、これらの樹脂が一度硬化すると、熱可塑性がなくな
り融点の無い状態になるため、耐熱性が向上するためで
ある。

【００２９】このようにして得られた抄紙基材に、熱硬
化性樹脂の溶液を含浸する。溶媒としては、有機溶剤で
も水系でもよい。但し、水系の熱硬化性樹脂を用いる場
合には、予め湿潤強度増強用サイズ剤を原料に添加しな
ければならない。

【００３０】次に、８０度以下の温度で乾燥させる。こ
こまでがＢステージ状態となる。Ｂステージ状態の振動
板のネック部分と外周部分とを切断し、外周部裏面に熱
硬化性接着剤を塗る。一方、アラミド繊維の織布にフェ
ノール樹脂をコーティングし、一度乾燥させた後再度ウ
レタン樹脂をコーティングし、更に乾燥させる。

【００３１】これもここまでがエッジ材としてのＢステ
ージ状態となる。その後、胴体部分とエッジ部分とを金
型にセッティングし、胴体の熱硬化、エッジ成形及び胴
体とエッジとの接着を同時に行う。

【００３２】但し、本発明におけるエッジ材は、成形温
度が高く２３０度〜２５０度の条件であり、綿等のセル
ロース繊維を用いたものでは炭化してしまう。耐熱性の
胴体との組合せのときのみ可能となる方法である。

【００３３】なお、胴体のみを先に反応させて、トリム
後貼合せ、あるいはエッジ材を別途成形してから貼合せ
しても何等支障はない（この方法は、従来の木材パルプ
からの製造方法と同じ）。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図３は、本発明のノイズキャンセラー用ス
ピーカに係る振動部品の貼合せ工程の概念を示す図であ
り、貼り型１０，１５及び押し型２０が備えられてい
る。貼り型１０には、エッジ材３０を載置する載置部１
１が設けられている。載置部１１には、エッジ材３０に
湾曲をもたせるための凸部１２が設けられている。

【００３５】貼り型１５は貼り型１０の凹部１３内に摺
動自在に配設されている。貼り型１５の下部にはスプリ
ング１６が配設されている。貼り型１５は、スプリング
１６の付勢力によって弾性支持されている。貼り型１５
の上部には、樹脂含浸されプリプレグ状態にある振動板
３１の載置部１６が設けられている。なお、図中３２は
フェノール系接着剤を示している。

【００３６】押し型２０には、貼り型１０の凸部１２と
同形状の凹部２１が設けられている。そして、押し型２
０が下降されると、貼り型１５がスプリング１６の付勢
力に抗して押し下げられる。これにより、振動板３１の
端部とエッジ材３０の端部とが圧接され、この部分がフ
ェノール系接着剤３２によって固着される。

【００３７】このような構造の貼り型は何等新しいもの
ではなく、従来より知られているものである。しかし、
一般には、特に接着剤を用いずエッジ材のコート樹脂を
利用して接着する方法が知られており、本実施例のごと
く振動板３１に接着剤を使用する方法は種々の問題があ
るため、敢えて行われていない。

【００３８】これは、次の理由による。一般に使用され
ているゴム系接着剤では、再活性温度が８０〜１２０度
のとき最適であるが、エッジ材（綿にフェノール、ウレ
タンコート）の成形温度は２００〜２２０度であり、せ
っかく接着してもすぐに剥がれてしまう。

【００３９】ゴム系接着剤の場合、はみだしがあると型
に付いてしまう。またフェノール系接着剤を用いると、
そのキュアまでの時間に振動板（木材パルプ主体）及び
綿布が脆くなる。

【００４０】接着剤を用いずエッジ材のコート樹脂を利
用して接着する方法が可能なのは、コート樹脂のフェノ
ール樹脂をできる限り少量としウレタン樹脂を多くした
場合であるが、この方法では耐熱性の点が不十分であ
る。表１に、耐熱性が良好とされる場合の配合例を説明
する。

【００４１】

【表１】

【００４２】ここで、アラミドパルプ・・・ポリメタフ
ェニレンイソフタルアミドのフィブリル化したもの、ア
ラミド繊維・・・コポリパラフェニレン・３、４´オキ
シジフェニレン・テレフタラミド及びポリパラフェニレ
ンテレフタラミド、セラミック繊維・・・アルミナ４０
％以上、シリカ５０％以上のもの、カーボン繊維・・・
ピッチ系のもの、マイカ・・・粒度６０メッシュのも
の、を使用した。

【００４３】続いて、製造工程について説明する。（原料工程）実施例１〜４までの材料をそれぞれ離解機
に投入し、これにカチオン系界面活性剤を対アラミド比
０．１％添加し、繊維を解繊した。このときの濃度は２
％程度である。この後、カチオン系界面活性剤を洗浄し
た。（抄造工程）これを水中に濃度０．２％程度で分散させ
て所定の形状の金網等により、抄造し、金型で加熱、プ
レスにより乾燥させる。（含浸工程）有機溶剤可溶のフェノール樹脂をシンナー
に溶かし、濃度を調整する。濃度は、抄紙基材に固形分
として８〜１２％付着するようにするが、特に騒音レベ
ルが高くパワーが必要とされる用途には２５〜３０％付
着させてもよい。本実施例では１０％の付着としてい
る。含浸後、乾燥機に入れ８０度位の温度で乾燥させ
る。（トリム工程）乾燥後の振動板を所定の寸法に切断し、
トリム後の胴体の外周エッジ部にフェノール系接着剤を
塗る。

【００４４】ここまでが、振動板の工程となる。（エッジ材工程）次に、アラミドの織布（３０番６０本
／インチ）にフェノール樹脂をコートする（目付１０ｇ
／ｍ² ）。得られたエッジ材を抜き刃でリング状に打ち
抜く。本実施例としては、ウレタン樹脂を用いたが、エ
ッジの形状によってはフェノール樹脂を含浸するだけで
もよい。このようにして得られた振動板とエッジ材とを
図３の型にセットし、成形温度２５０度、成形時間３０
秒、成形圧力２ｋｇｆ／ｃｍ² で振動部品を得た。（ダンパー工程）次に、同じくアラミドの織布（４０番
糸５５本／インチ）にフェノール樹脂を含浸させる。フ
ェノール樹脂の付着量は２０〜２５％とし、これをダン
パーの型で成形する。成形条件は２５０度で７秒とし、
圧力は４ｋｇｆ／ｃｍ² とした。これを所定の抜き型で
打ち抜き、ダンパーを作成する。

【００４５】図４は、以上の工程を経て得られた振動部
品により構成されるスピーカの一例としてダイナミック
スピーカを示すものであり、符号３０はエッジ材、３１
は振動板、３３はセンターキャップ、３４はダンパー、
３５はアルミニウムからなるボイスコイル、３６はフレ
ーム、３７は磁気回路である。

【００４６】このような構成のダイナミックスピーカ
を、次のような環境において動作試験を行ったが何等問
題はなかった。耐熱試験２００度１０００時間湿熱試験８０度９５％ＲＨ２００時間温度サイクル試験 −２０度〜８０度１サイクル２４時間で４サイクル耐光試験キセノンフェードメータ１０００時間本実施例１〜４の振動板の物性を、従来の木材パルプの
物性と比較して表２に示す。なお、従来の例としては、
ＮＢＫＰ２０度ＳＲ１００％で作成した。

【００４７】

【表２】

【００４８】実施例４は、高剛性化を狙って作成したも
のであるが、その他の実施例１〜３は従来の振動板とほ
ぼ同等の物性であることが解る。

【００４９】従来の木材パルプからなる振動板がベスト
というわけではないが、少なくとも同等の物性であれ
ば、新しくスピーカを設計する必要がなく、従来の仕様
で振動部品を替えるだけでよい。また、実施例４のごと
く、高剛性化を狙うことも可能で、ハイパワーにも十分
耐えるスピーカを提供できる。

【００５０】このように、本実施例のスピーカを用いる
ことにより、空調機器のダクト用の消音スピーカとして
あるいは自動車等の内燃機関の排気音用の消音スピーカ
として使用することができる。特に自動車の内燃機関の
排気音の消音として使用する場合には、従来のようなサ
イレンサーを必要としないため燃焼効果が増大させるこ
とが期待できる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のノイズキ
ャンセラー用スピーカによれば、軽量であり且つ耐熱温
度の高い振動部品を得るために、抄紙方法に着目したも
のであり、抄紙方法の場合、繊維の種類や長さを選ば
ず、しかもこれら長繊維を用いることによって密度を小
さくできる。

【００５２】したがって、耐熱性に優れているたとえば
アラミド繊維等を用いて抄紙し、強度を補うためにフェ
ノール樹脂やメラミン樹脂等の熱硬化性樹脂の溶液を含
浸させた後、乾燥させてＢステージ状態とし、一方、ア
ラミド繊維の織布にフェノール樹脂をコーティングし、
一度乾燥させた後再度ウレタン樹脂をコーティングし、
更に乾燥させてＢステージ状態とし、その後、それぞれ
の胴体部分とエッジ部分とを金型にセッティングし、胴
体の熱硬化、エッジ成形及び胴体とエッジとの接着を同
時に行う。その結果、耐熱性の良好なスピーカを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の騒音を防止するためのサイレンサー方式
を説明するための図である。

【図２】騒音を防止するためのノイズキャンセラーシス
テムを示す図である。

【図３】本発明のノイズキャンセラー用スピーカに係る
振動部品の貼合せ工程の概念を示す図である。

【図４】図３の振動部品により構成されるスピーカの一
例としてダイナミックスピーカを示す図である。

【符号の説明】

３０エッジ材３１振動板３３センターキャップ３４ダンパー３５ボイスコイル３６フレーム３７磁気回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 7/02 G10K 11/178 H04R 7/20 H04R 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有機合成繊維たるアラミド繊維又はこれ
に無機質繊維を配合したものを主体とした抄紙基材に熱
硬化性樹脂を付与した後、熱硬化させた振動板及びセン
ターキャップに、前記アラミド繊維の織布又は不織布に
熱硬化性樹脂を付与してなるエッジ材及びダンパーを熱
硬化接着剤を介して貼付けてなることを特徴とするノイ
ズキャンセラー用スピーカ。
【請求項２】前記無機質繊維はカーボン繊維、ガラス
繊維、アルミナ繊維又はロックウール繊維等からなるこ
とを特徴とする請求項１記載のノイズキャンセラー用ス
ピーカ。
【請求項３】前記振動板及びセンターキャップは、前
記カーボン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維又はロック
ウール繊維等の無機質繊維を混抄又はこれらにマイカ、
カーボングラファイト等の鱗片状高弾性物質を混抄して
なることを特徴とする請求項１又は２記載のノイズキャ
ンセラー用スピーカ。
【請求項４】前記熱硬化性樹脂の熱硬化反応及び熱硬
化性接着剤の熱硬化反応及び前記アラミド繊維の織布又
は不織布からなるエッジ材の成形を単一の金型で同時に
行うことにより成形された振動部品を用いたことを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のノイズキャ
ンセラー用スピーカ。