JP3918618B2 - 電気音響変換器用振動板および電気音響変換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカー等の電気音響変換器に用いられる電気音響変換器用振動板、および電気音響変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカー等の電気音響変換器は、電気音声信号を音波として音響再生するために用いられる。その中でも代表的な動電型スピーカーは、マグネット、ポール、プレートからなる磁気回路の中に配置されたボイスコイルに電気音声信号を加えることによって電気音響変換器用振動板を振動させ、空気の圧力変化としての音波を生じさせる。良好な音響再生を主な目的として、様々な電気音響変換器用振動板材料が用いられている。
【０００３】
代表的な振動板材料として、紙パルプ繊維を用いた紙振動板、樹脂を成形した樹脂成形振動板、布等の基材に樹脂を含浸して成形した樹脂成形振動板等が挙げられる。このような振動板材料は、目的に応じた良好な音響再生に要求される特性を満たすよう選択されている。
【０００４】
一方、最近では、マイナスイオンが人体によい影響を与える事がよく知られ、盛んに研究されている。ここでいうマイナスイオンとは、水が分解されてできる水酸イオン（ＯＨ⁻）であり、マイナスイオンが豊富な環境は、人体にとって清清しい爽快感が得られるよい条件であることが分かっている。特に現代の社会では、環境破壊が進んでプラスイオンがマイナスイオンよりも多くなってしまい、自然本来のバランスが崩れていることが多い。プラスイオンは電機製品など、電磁波や、磁力線が多く発生するところで生成される。
【０００５】
スピーカー等の電気音響変換器において、マイナスイオンを発生させる機能をもつものとして、特開２００２−８４５９４に記載の技術が知られている。この技術によれば、振動板にトルマリン微粉末を含有する柔軟材を付設し、または、トルマリン微粉末を布材に練り込んで構成したトルマリン入布材により振動板を構成することにより、空気中にマイナスイオンを効果的に増大させるとしている。また、音波の再生中にはスピーカーの振動板が振動することに注目し、トルマリンをスピーカーの振動板に用いて振動させることによって、マイナスイオンの発生を促進できるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００２−８４５９４に記載の技術によれば、そのマイナスイオン生成効果には限界があり、人体への効果も小さいものになるという問題がある。トルマリン微粉末は、結晶体として放電する量が少ないためにマイナスイオンの生成量が少ない。また、トルマリン微粉末を含有した振動板は、具体的にはトルマリン微粉末をレーヨンに練りこんで構成される柔軟材からなるため、トルマリン微粉末が空気に触れることが少ないので、マイナスイオンの生成量が少ない。また、スピーカーに電気音声信号が供給されない不使用状態では振動しないため、マイナスイオン生成効果が促進されずにマイナスイオンの発生量が少ない。スピーカーに電気音声信号が供給された使用状態では振動板が振動してマイナスイオン生成効果が促進されるが、その一方でボイスコイルおよび磁気回路の部分で磁束が発生してプラスイオンが生成され、マイナスイオンを中和してしまうので、外部に放出されるマイナスイオンの量が少なくなり、十分な効果が得られないという問題がある。
【０００７】
以上のように、スピーカーが不使用状態でも使用状態でも、持続的に多量のマイナスイオンを発生する電気音響変換器用振動板および電気音響変換器が求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明の第１の側面によれば、針状結晶体である堆積珊瑚および／またはβ線鉱石の微粒子が、紙繊維に混抄されて、紙繊維により形成された振動板構造体に、その一部が露出するように凝集剤を介して固定される電気音響変換器用振動板が提供される。
【００１４】
本発明の第２の側面によれば、上記電気音響変換器用振動板を有する電気音響変換器が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の電気音響変換器用振動板を用いたスピーカー１の断面図である。スピーカー１は任意の適切な構成が採用され得る。図１に例示した実施形態においては、スピーカー１は、振動板２と、マグネット３ａ、ポール３ｂ、プレート３ｃからなる磁気回路３の中に配置されたボイスコイル４とを備える。ボイスコイル４に電気音声信号を加えることによって振動板２が振動し、空気の圧力変化としての音波を生じる。
【００１６】
振動板２の振動板形状もまた任意の適切な形状が適用され得るが、代表的には、コーン型、平面型、ドーム型などである。図示例はコーン型であり、振動板２は、コーン振動板２ａと、エッジ２ｂと、ダストキャップ２ｃからなる。振動板２を形づくる振動板構造体を形成する振動板材料としては、代表的には、紙パルプ繊維を用いた紙が挙げられる。
【００１７】
本発明の振動板２は、マイナスイオン生成物質が振動板構造体にその一部が露出するように固定されている。本明細書において、「露出」しているとは、その周囲全体を包まれることなく、その周囲の少なくとも一部が空気と容易に接触する状態であるこという。また、「固定」されているとは、機械的にまたは電気的または化学的に結合し、分離、脱落しない状態に保持されていることをいう。振動板構造体のマイナスイオン生成物質は、マイナスイオンを十分に生成させるものであれば任意の適切な物質が採用され得るが、代表的には、堆積珊瑚の微粒子、β線鉱石の微粒子などである。
【００１８】
堆積珊瑚の微粒子は、化石珊瑚、コーラルパウダーともいわれる。堆積珊瑚の微粒子は、電気を帯びる性質をもっている結晶体の集合体である為に、空気中の水分子が分解されマイナスイオンが生成される。結晶体の両端にプラス電極とマイナス電極をもち、そのうちマイナス電極に蓄えられた電子が、外的な振動などによって放出されることで空気中の水分子が分解され、その結果マイナスイオンが生成される。
【００１９】
マイナスイオンの発生量はこれらの結晶体の違いによって差がある。堆積珊瑚の微粒子が針状結晶体の集合体であって、特に大きさが約１０〜１００μｍ程度、望ましくは約３０μｍ程度となるように砕扮方法を選ぶことにより、従来の堆積珊瑚の微粒子やトルマリンよりも多くのマイナスイオンを生成することができる。更に、針状結晶体の堆積珊瑚の微粒子は赤外線を発する性質を持つ。その赤外線の波長約６．２７μｍは、水分子が共振する波長に一致するために水分子の分解が増加し、その結果、マイナスイオンの生成が増加する。
【００２０】
具体的には、紙パルプ繊維とマイナスイオン生成物質を混抄して得た面積１００ｃｍ^２の試験紙を距離２ｃｍ離れた点でアンデス電気株式会社製マイナスイオンカウンターで測定すると、トルマリンの場合には５００〜１０００［個／ｃｍ^３］であるのに対して、針状結晶体の集合体である堆積珊瑚の微粒子の場合は３０００〜７０００［個／ｃｍ^３］とトルマリンの場合よりも多くのマイナスイオンが生成される。
【００２１】
β線鉱石の微粒子は、トリウム・ラジウム・ラドン等が複合的に含有されている鉱石を粉砕したものである。β線鉱石は、放射線であるβ線を連続的に放出する性質を有する。その結果、空気中の水分子が分解され、マイナスイオンが連続的に生成される。β線鉱石は、堆積珊瑚の微粒子やトルマリンのマイナスイオン生成効果と違って、外的な振動などが無くても多くのマイナスイオンを生成できる。従って、β線鉱石の場合は上記同様の測定で２００００［個／ｃｍ^３］以上であり、更に多くのマイナスイオンを発生させることができる。
【００２２】
振動板構造体の振動板材料が紙パルプ繊維を用いた紙である場合には、本発明の紙コーン振動板２ａは、紙パルプ繊維の水懸濁液を抄紙および乾燥する工程により得られ、マイナスイオン生成物質が紙繊維からなる振動板構造体に固定されている。マイナスイオン生成物質である堆積珊瑚および／またはβ線鉱石は、微粒子状態に砕扮され、水懸濁液または水分散液の状態にすることで、紙コーン振動板の構造体中に混抄される。
【００２３】
水懸濁液または水分散液中の堆積珊瑚および／またはβ線鉱石の濃度は、水懸濁液または水分散液を形成可能であれば高い程よく、望ましくは水１００重量部に対して１０〜３０重量部程度である。水懸濁液または水分散液には凝集剤が添加されており、堆積珊瑚および／またはβ線鉱石の微粒子は、この凝集剤を介して紙パルプ繊維と電気的に引き合うため、抄紙および乾燥の工程を経た後には、紙コーン振動板の振動板構造体を形成する紙繊維に露出して固定される。
【００２４】
紙コーン振動板の紙繊維の振動板構造体は、紙繊維が絡み合って穴が開いたような構造を有するので、通気性を有する。本発明の紙コーン振動板２ａの場合は、紙繊維からなる振動板構造体に凝集剤を介して露出して固定された堆積珊瑚の微粒子および／またはβ線鉱石の微粒子は、周囲を包まれることなく空気と容易に接触するので、空気中の水分子を分解し、良好にマイナスイオンを生成する効果を促進する。
【００２５】
従って、本発明の振動板は、トルマリン微粉末を含有した振動板に比較して格段にマイナスイオンを生成する効果を得ることができる。また、本発明の振動板のマイナスイオン生成物質がβ線鉱石の微粒子である場合には、スピーカーに電気音声信号が加わらない不使用状態で振動板が振動しなくても、多くのマイナスイオンを生成する効果が得られる。
【００２６】
図２は、本発明のマイナスイオン生成物質が堆積珊瑚の微粒子である電気音響変換器用振動板を用いたスピーカーについて、不使用状態のマイナスイオン発生量を測定したグラフである。このスピーカーは、口径１６ｃｍの紙コーン振動板を有し、この紙コーン振動板には、堆積珊瑚の微粒子が混抄されている。スピーカーの振動板の前方１０ｃｍに測定点を設け、上記アンデス電気株式会社製マイナスイオンカウンターによりマイナスイオンの時間的な変化を測定した。測定を開始した時から約３００ｓｅｃ程度までマイナスイオンの生成量が少ないのは、振動板が振動せずにマイナスイオン生成効果が促進されないからである。測定中に外部から振動板を強制的に振動させた時（測定開始から約３００〜４２０ｓｅｃ）には、マイナスイオンの生成量が上昇している。
【００２７】
図３は、本発明のマイナスイオン生成物質が堆積珊瑚の微粒子である電気音響変換器用振動板を用いたスピーカーについて、使用状態のマイナスイオン発生量を測定したグラフである。スピーカーに電気音声信号が供給された使用状態では、振動板が振動してマイナスイオン生成効果が促進され、スピーカーの振動板の前方測定点ではマイナスイオンが連続的に測定されている。しかし、磁気回路部で発生するプラスイオンに中和されてしまうために、測定値の最大値は振動板を外部から振動板を強制的に振動させた場合よりも低くなっている。
【００２８】
本発明のマイナスイオン生成物質がβ線鉱石の微粒子である電気音響変換器用振動板を用いたスピーカーの場合には、電気音声信号が加わらない不使用状態で振動板が振動しなくても、β線鉱石の効果により更に多くのマイナスイオンを発生させることができる。また、電気音声信号が加わった使用状態で振動板が振動しても、磁気回路部で発生するプラスイオンよりも多くのマイナスイオンが生成されるために、結果的に多くのマイナスイオンを生成することができる。
【００２９】
本発明においては、堆積珊瑚の微粒子およびβ線鉱石の微粒子を組み合わせて用いることができる。堆積珊瑚の微粒子とβ線鉱石の微粒子の量や比率は、β線鉱石は稀少な鉱物であるため堆積珊瑚よりもコストが高くなりやすいので、マイナスイオンの生成効果と、コストのバランスにより決めればよい。
【００３０】
本発明の紙コーン振動板を得るには、成形した紙コーン振動板に堆積珊瑚およびβ線鉱石の微粒子を含む水懸濁液または水分散液を浸漬させる処理により、微粒子状態の堆積珊瑚および微粒子状態のβ線鉱石を、振動板構造体を形成する紙繊維に露出して固定させてもよい。
【００３１】
また、本発明の紙コーン振動板を得るには、堆積珊瑚およびβ線鉱石の微粒子を含む水懸濁液または水分散液を、成形した紙コーン振動板に別途に塗布してもよい。
【００３３】
上記の本発明の実施形態の説明ではコーン型振動板としたが、本発明は、コーン型振動板以外にも平面型振動板や、ダストキャップ等のその他の電気音響変換器用振動板にも使用できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、マイナスイオン生成効果を有する電気音響変換器用振動板、および電気音響変換器を得ることができる。
【００３５】
本発明の電気音響変換器用振動板を用いた電気音響変換器は、電気音響変換器に加えられる音声信号に応じて周辺にマイナスイオンを発生させることができ、電気音響変換器を設置している室内(部屋）、あるいは車載用の電気音響変換器においてはその車室内にマイナスイオンが充満した環境が創り出される。従って、増幅器等の音響再生機器と、本発明の電気音響変換器用振動板を用いた電気音響変換器を使用した音響再生装置およびシステムは、マイナスイオン発生装置として機能し、音響再生のみならず、その室内、車室内にいる人にマイナスイオンが豊富な状態の空気を作ることができ、人体にマイナスイオンが取りこみやすくなるため、よい影響を与えることができる。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気音響変換器用振動板を用いたスピーカーの断面図である。
【図２】本発明のマイナスイオン生成物質が堆積珊瑚の微粒子である電気音響変換器用振動板を用いたスピーカーについて、不使用状態のマイナスイオン発生量を測定したグラフである。
【図３】本発明のマイナスイオン生成物質が堆積珊瑚の微粒子である電気音響変換器用振動板を用いたスピーカーについて、使用状態のマイナスイオン発生量を測定したグラフである。
【符号の説明】
１ スピーカー
２ 電気音響変換器用振動板
２ａ コーン振動板
２ｂ エッジ
２ｃ ダストキャップ
３ 磁気回路
３ａ マグネット
３ｂ ポール
３ｃ プレート
４ ボイスコイル

Claims (2)

1. 針状結晶体である堆積珊瑚の微粒子および／またはβ線鉱石の微粒子が、紙繊維に混抄されて、該紙繊維により形成された振動板構造体に、その一部が露出するように凝集剤を介して固定される、電気音響変換器用振動板。
2. 請求項１に記載の電気音響変換器用振動板を有する、
   電気音響変換器。

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