JP3911633B2 - スピーカキャビネット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカの背面を覆って音響放射能率を高めるためのスピーカキャビネットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スピーカは、周知のごとくキャビネットに取り付けて使用される。スピーカキャビネットは大型で、且つ、高級なものでは一般的に木材が使用されることが多いが、比較的小型の場合では、形状選択の多様性や成型手段による製造方法の容易さから、合成樹脂又は充填材が混入された合成樹脂或いは金属の成型品が多用されている。このような小型成型品のスピーカキャビネットの一例として本発明の第１実施例のスピーカキャビネットを図１に示すと、キャビネットは通常筐体１としての形状をもち、該筐体１の一つの面にスピーカの取り付け穴１３が形成されている。この取り付け穴１３が形成されている一つの面は通称前面板（又はバッフル板）１２とも呼称され、スピーカキャビネットが小型の場合は、スピーカ背面を覆う筐体の他の筺体部分１１と一体成型されることもあるが、通常は前面板１２のみ別体として製造される。スピーカキャビネットの適当な部位に増幅器からの信号電流を供給するための入力端子（筐体１の背面となるため図示は省略）が設けられている。
【０００３】
スピーカを単体で動作させた場合、前方に放射された音波と後方に放射された音波とは相互に逆位相となっているので打ち消しあって放射能率は低下する。スピーカキャビネットの取り付け穴１３にスピーカが取り付けられることによって、スピーカキャビネットの内部の空間と外部の空間は、密閉型の場合はスピーカの振動板、又はバスレフ型の場合は振動板とポート等の音響回路とによって音響的に遮断され、上記したスピーカ前後の音波の打ち消しは解消されて放射能率は向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スピーカキャビネットにスピーカを取り付けた状態で動作させると、スピーカ後方に放射された音波のエネルギーとスピーカフレームから伝わる振動エネルギーとを受けてキャビネット壁体が振動し、スピーカから直接放射される音波とは別の音波を放射する。この音波は再生音の非直線歪み及び過度歪みとして感知され再生音質を劣化させるが、この歪み音の周波数成分並びに強さのレベルはキャビネットの形状、構造、材料に依存し、特に材料の物性即ち密度、ヤング率（剛性）、ｔａｎδ（機械的内部損失）等の物性値が重要な因子として多大な影響を与えるので、前記キャビネット壁体振動をいかに抑制するかがスピーカキャビネット設計上の大きな課題となっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題をキャビネット材料の立場から解決するために、キャビネット材料として優れた物性値を有する木材等セルローズ系粉末材料に着目し、合成樹脂とセルローズ系粉末材料とからスピーカキャビネットに適した混合材料を開発し、小型で音響的性能が優れ、且つ、生産性が優れたスピーカキャビネットを安価に提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
該目的を達成するための本発明のスピーカキャビネットの構成は、非塩素系合成樹脂と、該非塩素系合成樹脂に対して親和力を付与するためのエステル化表面処理をされた、粒度分布が５μｍ乃至５００μｍであるセルローズ系粉末との混合材料からなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するための本発明のスピーカキャビネットは、非塩素系合成樹脂と、粒度分布が５μｍ乃至５００μｍ（１０μｍ乃至４００μｍ位がより好ましい）であるセルローズ系粉末との混合材料を成型して製造される。非塩素系合成樹脂は熱硬化性合成樹脂か又は熱可塑性合成樹脂のいずれでもよいが、非塩素系合成樹脂として、例えばポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリエステル系等の合成樹脂が一般的で、特にこれらの中でポリプロピレン樹脂が機械的強度、加工の容易さ、廃棄後の環境汚染防止等の立場からも優れている。セルローズ系粉末としては、木粉、紙細片、パルプ粉末、リンター粉等繊維質材料の粉末を使用する。セルローズ系粉末に表面処理をする目的は、これらセルローズ系の繊維質材料表面と合成樹脂とを化学結合させて親和力を高めることにある。セルローズ系粉末と合成樹脂との混合割合は、混合材料においてセルローズ系粉末が３０重量％乃至７０重量％程度の割合が適当である。セルローズ系粉末の混合割合を大きくすると剛性が低下し又脆弱性が出現して用途によっては不適当となる。
【０００８】
上記したように、セルローズ系粉末には表面処理が必要である。この表面処理は合成樹脂とセルローズ系粉末との親和力を付与する手段であって、それには例えば、セルローズ系粉末物質を無水マレイン酸等の多塩基酸無水物でエステル化するのが有効である。該エステル化セルローズ系粉末物質と合成樹脂及び微量のベンゾイルベルオキシド等の有機過酸化物を混合することによってセルローズ系粉末と合成樹脂との親和力が大きくなり、セルローズ系粉末の混合割合を大きくし得ることに寄与しているだけでなく、両材料を混和するときに、セルローズ系粉末を多量に混入しても流動性を低下させないので、その製造が容易となり且つ成形性も良好である特徴を有している。又、セルローズ系粉末と合成樹脂との親和力が大きくなると、混合割合を大きくなし得るだけでなく、たとえ混合する合成樹脂がポリオレフィン系の合成樹脂であっても、製品の塗装や部品の接着をする際に、簡単な機械研磨による表面処理のみで直接に塗装や接着が可能である。勿論通常の場合と同様に、プラズマ照射処理やプライマー塗布等の下地処理をすれば接着力や塗装膜の安定度が更に良好となることは言うまでもない。
【０００９】
セルローズ系粉末と混合する非塩素系合成樹脂は、熱可塑性合成樹脂であっても、熱硬化性合成樹脂であってもよい。しかし成型の容易さ、材料の基本的な物性、材料再利用、廃材処理、材料価格等の点からポリオレフィン系合成樹脂、特にポリプロピレン樹脂が適当である。成型は射出成型で行うが、勿論押し出し成型であってもよい。これらの成型手段において汎用樹脂用の成型機が使用可能であり、混合材料の成型温度は１６０℃乃至２００℃程度の範囲が適当である。又、適宜色の顔料や合成色素を適量混合することにより、着色されたキャビネットを後加工なく得ることができる。更にまた、混合するセルローズ系粉末として例えば檜の木粉を使用し、成型温度を前記程度の範囲で制御することにより製品に木の香りを持続させることができる。この場合、使用するセルローズ系粉末が合成香料で強調又は調香されたものでもよいことは言うまでもない。
【００１０】
以上述べた本発明のスピーカキャビネットは、混和するセルローズ系粉末の表面処理の作用によって合成樹脂の分子に対して親和力が増大しているので、合成樹脂に対して比較的大きい割合で混合することができる。又、セルローズ系粉末の割合が大きいことは製品の剛性が高く、更に、キャビネット壁体が振動した場合のように壁体の曲げ変形を伴う場合は、セルローズ系粉末自体の機械的内部損失（通称はｔａｎδ）と混合された合成樹脂の械的内部損失とが有効に作用して、全体として大きな機械的内部損失を示す。上記した壁体の高剛性化、機械的内部損失の増大は、該スピーカキャビネットにスピーカを取り付けて動作させたときに、壁体の共振が発生しにくく、パルス性の信号によって一時的に大振幅の壁体振動が発生しても短時間で消失し、再生音の劣化に対する悪影響は少ない。
【００１１】
又、前述のセルローズ系粉末と合成樹脂の分子との親和力の増大によって混合材料の流動性は極めて良好で、成型手段として射出成型による場合も、通常の汎用樹脂用の成型機を使用できるので、設備投資に余分な費用がかからないのみならず、成型条件も通常と変わらないので生産に関して何ら困難はない。又、混合割合が大きくても流動性が保持されるので生産能率が低下することはなく、更に他の無機質系の充填材を使用した場合と比較して、金型や成型機のシリンダーやスクリューの損耗が少なくてすむので、設備の保守費用を低く押さえることができる。
【００１２】
本発明の製品に関しては、筐体を構成する混合材料は再利用が可能で、非塩素系合成樹脂を使用しているので廃棄するに際しても焼却が可能であり、又、焼却時にも有害ガスや残留灰が少ないので環境汚染を生じることが少ない。
【００１３】
【実施例】
図１の斜視図に、第１実施例のスピーカキャビネットの外観を示す。キャビネットは通常筐体１としての形状をもち、筺体部分１１と別体として作られた前面板１２とからなり、筺体部分１１と前面板１２とは筐体１にタッピングネジによって結合され、密閉箱を形成する。前面板１２にはスピーカの取り付け穴１３が形成されている。尚、図示は省略されているがスピーカキャビネット背面には信号電流を供給するための入力端子が設けられ、該入力端子にはスピーカに接続されるリード線１４が前もって接続されている。又、キャビネットの内面に補強リブ１５が形成されている。
【００１４】
本第１実施例のスピーカキャビネットの構成は、１）非塩素系合成樹脂としてポリプロピレン樹脂を使用し、２）セルローズ系粉末としては、平均粒度１００μｍの木粉１００重量部を無水マレイン酸１０重量部で表面をエステル化処理した木粉を使用し、３）有機化酸化物として、ベンゾイルベルオキシドを使用し、前記ポリプロピレン樹脂４９.５重量％と処理済み木粉５０重量％とベンゾイルベルオキシド０.５重量％を混合して成型用の混合材料を作成し、４）次に、この混合材料を設定樹脂温度は１６０℃乃至２００℃で成型して、図１に示す第１実施例のスピーカキャビネットを得た。第１実施例の寸法は、縦×横×奥行きが１７０mm×１７０mm×１２０mm、キャビネット壁板の厚さが約４mm、キャビネット壁板の密度が１．１０gr／c.cである。
【００１５】
図２（ａ)は、このスピーカキャビネットに口径１２cmのスピーカを取り付けてパルス信号を印加したときの、キャビネット壁板の過度振動解析結果を示す。又、同図（ｂ）に比較のために外形寸法がほぼ同一でポリプロピレン樹脂単体のスピーカキャビネット（キャビネット壁板の厚さ４mm、密度０．９gr／c.c）のキャビネット壁板の過度振動解析結果を、又、同図（ｃ）に材料が合成樹脂とは異質であるが、参考までに、厚さ９mm、密度０．６９gr／c.cのＭＤＦ木材板（中密度木材ファイバーボード）を使用したスピーカキャビネットのキャビネット壁板の過度振動解析結果をそれぞれ示す。この過度振動特性図の縦軸は振動ピックアップの出力電圧であるが、解析結果によると第１実施例は特性図（ｂ）で表されるポリプロピレン樹脂単体製のキャビネットに対して、ピークの出力電圧が約０．６７倍（−３．４８ｄＢ）と低い。キャビネット壁板の振動レベルがこの程度低ければ十分検知できる差であって、第１実施例のスピーカキャビネットの再生音に対する歪み減少効果が明らかである。
【００１６】
又、図３中の（ａ）は、この第１実施例の構成材料のヤング率Ｅ’の温度特性を実線で示す。測定温度範囲は実際的な使用状態を勘案して、０℃乃至５０℃の範囲である。比較のために同図中の（ｂ）は、ポリプロピレン樹脂単体のスピーカキャビネットのヤング率Ｅ’の温度特性を一点鎖線で示した。
【００１７】
又、図４中の（ａ），（ｂ）は第１実施例、ポリプロピレン樹脂単体のスピーカキャビネットについて、ｔａｎδの値の温度特性をそれぞれ実線並びに一点鎖線で示した。このヤング率及びｔａｎδの温度特性図から、第１実施例キャビネットは外気の温度が変化してもキャビネットの剛性や機械的内部損失の変化が少なく、従って、外気温が高くなっても低くなっても、言い換えれば季節によってキャビネット振動が再生音に与える影響は殆ど変化しないという特徴を有する。
【００１８】
以上本発明の代表的と思われる実施例並びに変形例について説明したが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造のみに限定されるものではなく、材質的に等価な材料の変更使用、金型の加熱手段を含む成型手段の改変等、本発明にいう前記の構成要件を備え、かつ、本発明にいう目的を達成し、以下にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施することができるものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のスピーカキャビネットは、非塩素系合成樹脂と、混合するセルローズ系粉末を非塩素系合成樹脂に対して親和力を付与するためのエステル化表面処理したものとしてあるので、該セルローズ系粉末のエステル化表面処理の作用によって合成樹脂分子に対して親和力が増大しているので、比較的大きい割合で混合することができ、製品の剛性が高く、又、大きな機械的内部損失を示す。上記したキャビネット壁体の高剛性化、機械的内部損失の増大は、該スピーカキャビネットにスピーカを取り付けて動作させたときに、壁体の共振が発生しにくく、パルス性の信号によって一時的にパルス性の壁体振動が発生しても短時間で消失し、再生音の劣化に対する悪影響は少ないという効果を有する。
【００２０】
又、セルローズ系粉末と合成樹脂の分子との親和力の増大によって混合材料の流動性はきわめて良好で、射出成型する際に通常の汎用樹脂用の成型機を使用できるので設備投資に余分な費用がかからないのみならず、成型条件も通常と変らないので生産に関して何ら支障はない。又、混合割合が大きくても流動性が保持されるので生産能率が低下することはなく、更に、金型や成型機のシリンダーやスクリューの損耗が少なくてすむので、設備の保守費用が他の無機質系の充填材を使用した場合と比較して、低く押さえることができるという効果をも有する。
【００２１】
更に、本発明の製品に関しては、筐体を構成する混合材料は再利用が可能で、廃棄するに際しても、非塩素系合成樹脂が主体となっているので焼却が可能であり、又、有害ガスや残留灰が少ないので環境汚染を生じることが少ないという従来のものには期待することが出来ない顕著な効果をも有するに至ったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のスピーカキャビネットの斜視図。
【図２】同、キャビネット壁板の過度振動解析結果を示す過度振動特性図。
【図３】同、キャビネット壁板材料のヤング率の温度変化を示す温度特性図。
【図４】同、キャビネット壁板材料のｔａｎδの温度変化を示す温度特性図。
【符号の説明】
１ スピーカキャビネットの筐体
１１ 筺体部分
１２ 前面板
１３ スピーカの取り付け穴
１４ リード線
１５ 補強リブ

Claims (7)

1. 非塩素系合成樹脂と、該非塩素系合成樹脂に対して親和力を付与するためのエステル化表面処理をされた、粒度分布が５μｍ乃至５００μｍであるセルローズ系粉末との混合材料からなるスピーカキャビネット。
2. 前記混合材料におけるセルローズ系粉末の混合割合が、３０重量％乃至７０重量％である請求項１に記載のスピーカキャビネット。
3. 前記非塩素系合成樹脂が、ポリオレフィン系合成樹脂又はポリエステル系合成樹脂又はポリスチレン系合成樹脂である請求項１又は２に記載のスピーカキャビネット。
4. 前記混合材料が、着色材により着色されている請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカキャビネット。
5. 前記セルローズ系粉末が固有の芳香を有する物質であり、成型時に１６０℃乃至２００℃の温度範囲で成型されている請求項１又は２に記載のスピーカキャビネット。
6. 前記セルローズ系粉末に、非塩素系合成樹脂に対して親和力を付与するための表面処理が、多塩基酸無水物によるエステル化処理である請求項１乃至５のいずれかに記載のスピーカキャビネット。
7. 非塩素系合成樹脂と、前記エステル化セルローズ系粉末と、有機過酸化物との混合材料からなる請求項１乃至６のいずれかに記載のスピーカキャビネット。

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