JP4720740B2 - スピーカ用振動板補強ピースおよびこれを用いたスピーカ用振動板およびスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および装置 - Google Patents

Description

本発明は各種音響機器や映像機器に使用されるスピーカ用振動板補強ピースやこれを用いたスピーカ用振動板やスピーカおよびステレオセットやテレビセット等の電子機器および自動車等の装置に関するものである。

昨今のオーディオ業界や、オーディオ機器を搭載した自動車業界では、デジタル機器の普及により、スピーカから再生される音質は、飛躍的に向上した。

これらの業界でのスピーカに対するトレンドは高音質化、軽量化、環境調和型である。

高音質化では、ユーザニーズである音質的要求を実現させるため、その音質を決定するウエイトの高いスピーカの構成部品である振動板の開発が急務である。

この振動板の開発は、より精度高く音質を制御できる利点があるという理由から、抄紙振動板を中心に進められている。

また、この抄紙振動板については、材料剛性が低くなる部位には、補強ピースを結合して剛性や強度を補強して使用する手法があった。

尚、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１および特許文献２が知られている。
特開昭５５−２７７０３号公報 特開昭６３−１２６４００号公報

抄紙振動板は、金属材料や樹脂材料から構成される振動板と比較すると、一般的にその材料上、剛性が低くなるという傾向を有するものであった。

このため、従来の紙振動板は材料的な剛性向上が困難であり、この振動板を使用したスピーカは、高音質化の１つである高明瞭度再生化や、大出力化、高信頼性化に不利であるという課題を有するものであった。

そして、この課題は、振動板の外形形状が矩形形状、長方形形状、トラック形状、楕円形状である場合には、さらに振動板の剛性が低くなる部位が存在するため、一層不利になるという課題を有するものであった。

本発明は前記課題を解決し、振動板の剛性を補強して、スピーカとして高音質化を図り、大出力化、高信頼性化をも可能とするスピーカ用振動板補強ピースを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明における補強ピースは、繊維とこの繊維の表面に羽毛状に成長した微細繊維とが設けられた竹繊維を含み、前記微細繊維の絡みが前記繊維の絡みよりも強くなるように、前記竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした材料を含んで抄紙してスピーカ用振動板補強ピースを構成したものである。

この構成により、材料の絡み合いを良好化して、スピーカ用振動板補強ピースとして十分な剛性や強靭性を与えることができる。

そして、これをスピーカ用振動板の一部または全面に結合することで、スピーカ用振動板の材料剛性を向上させることができる。

以上のように本発明おける補強ピースは、繊維とこの繊維の表面に羽毛状に成長した微細繊維とが設けられた竹繊維を含み、前記微細繊維の絡みが前記繊維の絡みよりも強くなるように、前記竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした材料を含んで抄紙してスピーカ用振動板補強ピースを構成したものであり、これにより材料の絡み合いを良好化して、スピーカ用振動板補強ピースとして十分な剛性や強靭性を確保することができる。

そして、これをスピーカ用振動板の一部または全面に結合することで、スピーカ用振動板の材料剛性を向上させることができる。

よって、振動板の剛性や強靭性、ヤング率を向上させ、この振動板補強ピースを用いたスピーカの高音質化を図り、大出力化、高信頼性化を図ることができる。

さらに、本発明は安価で地球環境に優しいスピーカ用の振動板補強ピースを提供することができる。

（実施の形態１）
以下実施の形態１を用いて、本発明の請求項１、請求項２および請求項３に記載の発明について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態のスピーカ用振動板補強ピースの平面図を示したものである。

図１に示すように、１３は材料の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした材料を含んで抄紙したスピーカ用振動板補強ピースである。

そして、この補強ピースは、スピーカ用振動板の一部または全面に結合されてスピーカ用振動板を補強するものである。

叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした材料を含んで抄紙することで、材料の絡み合いを良好化して、スピーカ用振動板補強ピースとして十分な剛性や強靭性を確保することができる。

さらに、抄紙により構成していることから、射出成形された樹脂や、金属からなる材料と比較すると、軽量で内部損失も高いことから、スピーカ用振動板の重量増加も少なく、不要な共振を吸収する効果も大きい。

よって振動板の剛性や強靭性、ヤング率を向上させ、この振動板補強ピースを用いたスピーカの高音質化を図り、高音圧化、大出力化、高信頼性化を図ることができる。

さらに本発明は、天然繊維である抄紙材料にて構成していることから、安価で地球環境に優しいスピーカ用の振動板補強ピースを提供することができる。

以上、材料の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした材料を含んで抄紙したスピーカ用振動板補強ピースについて説明したが、さらに振動板補強ピースとしての好ましい状態について以下説明する。

材料の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、叩解された繊維と、この叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維のうち、叩解された繊維よりも、叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙したスピーカ用振動板補強ピースである。

ここで、ミクロフィブリル化は、平均繊維径を５μｍより小さくして、さらにＬ／Ｄ（平均繊維長／平均繊維径）が１０以上であることが好ましい。

ミクロフィブリル化の平均繊維径は、より小さいことが好ましく、小さくすることで、繊維の絡み合いを良好化させることが可能となる。

また、Ｌ／Ｄ（平均繊維長／平均繊維径）に関しても、より大きいことが好ましく、大きくすることで、繊維の絡み合いを良好化させることが可能となる。

そして、叩解に要する時間は長く必要となるが、叩解度を平均繊維径が１μｍ以下としたり、さらには５００ｎｍ以下とすることで、より大きな効果を発揮させることが可能となる。

平均繊維径が、５μｍより大きい場合は、繊維の絡み合いを強化させるという力は不足する傾向にある。

上述の構成により、叩解された繊維よりも、叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙したスピーカ用振動板補強ピースを得ることができ、振動板補強ピースとしてさらに大きな効果を発揮させることができる。

また、材料に竹繊維を使用しても大きな効果を発揮させることができる。

この理由としては、竹繊維は振動板補強ピースの剛性を向上させるのに効果の大きい材料であるとともに、竹繊維は他の材料に比べて、叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくすることが容易であり、生産性を向上できるためである。

また、この竹繊維については、環境面においても良好な材料である。

以下に、竹繊維を使用することの背景や、その内容について詳細を説明する。

現在、スピーカ用の抄紙振動板やその補強ピースとして用いられる材料は、針葉樹が中心であり、世界の針葉樹不足に拍車をかける状態である。

一方、竹については、その旺盛な繁殖力と、迅速な成長性から、種類、量ともに世界中に非常に多く存在し、特定地域においては竹林が拡大したあげく竹害が叫ばれる状況である。

竹は、針葉樹に比べてその成長が非常に速く、筍のレベルである竹齢がおおむね１年以内であるものは剛性に乏しく、強靭性も備わっていないが、１年以上経過すれば、剛性、強靭性を備えた安定した物性を有するようになる。

それ故に、針葉樹と比較すると成長速度が桁違いに速く、誕生するとすぐに食用等に利用できるという利点を有する。

さらに、伐採してもすぐにもとの竹林が再生されるという利点も備えており、針葉樹林伐採のように地球環境に悪影響を与える状況には至らない。

むしろ増え過ぎた竹林を伐採して竹害をなくすことが、地球環境にとって望ましい状況になる。

これらの竹は、古くからその用途開発が進められてはきているが、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものは、その柔らかさや加工の容易性から食用等や材料面で多方面に利用されることが多かった。

しかしながら、竹齢１年以上経過した剛性の高い成長した竹については、その剛性による加工の困難性から、一部の建築用材料や竹細工等にしかその利用方法が見出せず、需要の低迷とともにその用途開発が急がれるものであった。

スピーカ用の抄紙振動板やその補強ピースへの応用については、竹繊維の解繊の容易性から、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものについて取組まれ、ある程度の効果を上げてはいるものの、スピーカ用の抄紙部品の中心になるまでには至らなかった。

この理由としては、本来の竹繊維の特長を発揮させるには、柔らかく加工が容易な竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものを使用するよりも、竹齢１年以上経過し、剛性や強靭性を有する成長した竹繊維を使用するのが効果的であるが、成長した竹の繊維を上手く解繊することが技術的に困難であったために、本来の竹繊維の特長を活かしきる振動板が生産できず、トレンドとする音質的要求を満足させることができなかったためである。

ところが、昨今の針葉樹不足による砂漠化等の地球環境問題から、針葉樹に替わる繊維の開発が課題となっていた。

また、抄紙技術についても、新しい材料の叩解技術が開発され、従来では困難とされていた材料でもその特長を活かした振動板や補強ピース等の抄紙部品に抄紙形成することができるようになってきた。

以上の背景から、この竹繊維を含めたスピーカ用の振動板補強ピースについて以下に内容詳細を説明する。

竹齢１年以上経過、成長した竹繊維は、剛性や強靭性を有し、紙パルプとの相性がよく抄紙部品の剛性や強靭性、ヤング率の向上を図ることができる。

この竹繊維を、ミクロフィブリル状態まで小さく叩解して抄紙した構成とすることで、絡み合いをさらに良好化し、振動板補強ピースに十分な剛性と強靭性を与え、ヤング率を向上させることができる。

ここでいう竹繊維は、竹科の植物であれば特に制約はなく、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものを除く竹齢１年以上経過、成長した竹であれば良い。

そして竹齢については、１年以上の経過で、本発明に必要な剛性や強靭性を最低限確保できるが、２年以上の経過であればさらに剛性や強靭性が向上し、さらに３年以上の経過であればそれ以上に剛性や強靭性が向上する。

竹齢については、老いて朽ちる状態を除けば、前述のように、竹齢が大きい方がより好ましい。

（実施の形態２）
以下実施の形態２を用いて、本発明の請求項４、請求項５および請求項６に記載の発明について説明する。

図２は、本発明の一実施の形態のスピーカ用振動板の平面図を示したものであり、トラック型のスリムスピーカ用の振動板である。

図２に示すように、実施の形態１にて説明した振動板補強ピースを、トラック型の振動板の長手方向の２箇所に結合したものである。

振動板補強ピースを結合している位置は、振動板の長手方向の中心部と外周部との略中間部の２箇所であり、通常この形状の振動板が不要共振を発生しやすい部位に補強ピースを結合したものである。

このように、通常振動板が不要共振を発生しやすい部位に補強ピースを結合することで、補強ピースの大きさや重量を最小限にとどめて、不要共振を効果的に低減させることができる。

また、本実施の形態は補強ピースを振動板の表面に結合しているが、裏面に結合しても良い。

裏面に結合することで、表側すなわち外観上に補強ピースが見えなくなるため、外観品位を損なうことなく、補強ピースの存在を知られないままスピーカの特性や音質を向上させることができる。

尚、本発明はトラック型のスリムスピーカ用の振動板について説明したが、この形状に限定されることなく、振動板形状が円形のものでもよい。

また、上述したトラック型のスリムスピーカ用の振動板同様、振動板形状が矩形形状、長方形形状、楕円形状の外形を有するスピーカ用振動板においては、振動板に剛性の低い部位が存在するため、不要共振の影響が顕著に表れるので、本発明による補強ピースは、これらの共振対策において非常に効果的である。

さらに、振動板に剛性の低い部位が多く存在し、全体的に剛性が不足している場合については、補強ピースを振動板の全面に結合しても良い。

そして、音質的な特長として、高音域での振動板剛性不足に起因する共振を低減することができ、高音域においてクリアな音質を得ることができる。

特に振動板形状が円形ではなく、本発明のように矩形形状、長方形形状、トラック形状、楕円形状のいずれかの外形を有するスピーカ用振動板においては、振動板に剛性の低い部位が存在するため、前記共振の影響が顕著に表れるので、これらの共振対策において非常に効果的である。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の請求項７に記載の発明について説明する。

図３は、本発明の一実施の形態のスピーカの断面図を示したものである。

図３に示すように、着磁されたマグネット１を上部プレート２およびヨーク３により挟み込んで外磁型の磁気回路４を構成している。

この磁気回路４の上部プレート２にフレーム６を結合している。このフレーム６の周縁部に、請求項１に記載の振動板７の外周をエッジ８を介して接着している。そして、この振動板７の中心部にボイスコイル１０の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路４の磁気ギャップ５にはまり込むように結合して構成している。

以上は、外磁型の磁気回路４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、内磁型の磁気回路を有するスピーカに適用しても良い。

さらに、振動板７とエッジ８とが一体化された小型スピーカについても適用することも可能である。

この構成により、音質的な特長として、高音域での振動板剛性不足に起因する共振を低減することができ、高音域においてクリアな音質を得ることができる。

よって、スピーカを供給する分野を選択することなく、広くあらゆる分野のスピーカの音つくりに展開することができる。

また別の効果として、振動板の強靭性が向上し、品質面や信頼性面においても優れた振動板とすることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカの高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたスピーカとすることができる。

さらに、環境面に関しても大きく寄与することができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の請求項８に記載の発明について説明する。

図４は、本発明の一実施の形態の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外観図を示したものである。

図４に示すように、本発明のスピーカ３０をエンクロジャー４１に組込んで、スピーカシステムを構成し、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段であるアンプ４２と、このアンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム４４を構成したものである。

この構成とすることにより、従来では実現できなかった高音域での音圧レベルを向上させることができ、高音域においてクリアかつ低歪で迫力がある音質を得るミニコンポシステムを実現することができる。

さらに、高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができるスピーカシステムを実現することができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたミニコンポシステムとすることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の請求項９に記載の発明について説明する。

図５は、本発明の一実施の形態の装置である自動車５０の断面図を示したものである。

図５に示すように、本発明のスピーカ３０をリアトレイやフロントパネルに組込んで、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用して自動車５０を構成したものである。

この構成とすることにより、スピーカ３０の高音域での音圧レベルを向上させることができ、高音域においてクリアかつ低歪で迫力がある音質を得ることができる。

さらに、高耐入力化や、自動車用スピーカとして重要な耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたものとすることができ、このスピーカ３０を搭載した自動車等の装置の性能や品質を向上させることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

本発明にかかるスピーカ用振動板補強ピース、スピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および装置は、小型コンパクト化が必要で、剛性の高い振動板による音質や特性の向上や高音域での音圧レベル向上等の明瞭度の向上、さらには高い品質および信頼性が必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板補強ピースの平面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の平面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態における電子機器の外観図 本発明の一実施の形態における装置の断面図

符号の説明

１ マグネット
２ 上部プレート
３ ヨーク
４ 磁気回路
５ 磁気ギャップ
６ フレーム
７ 振動板
８ エッジ
１０ ボイスコイル
１３ 振動板補強ピース
３０ スピーカ
４１ エンクロジャー
４２ アンプ
４３ プレーヤ
４４ ミニコンポシステム
５０ 自動車

Claims (7)

1. スピーカ用振動板を補強するために前記スピーカ用振動板の一部または全面に結合される補強ピースであって、前記補強ピースは、繊維とこの繊維の表面に羽毛状に成長した微細繊維とが設けられた竹繊維を含み、前記微細繊維の絡みが前記繊維の絡みよりも強くなるように、前記竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした前記竹繊維を含んで抄紙したスピーカ用振動板補強ピース。
2. 請求項１記載のスピーカ用振動板補強ピースを備えたスピーカ用振動板。
3. 振動板の不要共振の発生しやすい部位に補強ピースを結合した請求項２記載のスピーカ用振動板。
4. 振動板の裏面に補強ピースを結合した請求項２記載のスピーカ用振動板。
5. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項２に記載の振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカ。
6. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項２に記載の振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカと、少なくともこのスピーカへの入力信号の増幅回路とを備えた電子機器。
7. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項２に記載の振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカを移動手段に備えた装置。

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