JP4797966B2

JP4797966B2 - スピーカ用振動板およびこれを用いた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

Info

Publication number: JP4797966B2
Application number: JP2006339659A
Authority: JP
Inventors: 和義三村; 藤井　　透
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: JP2008153923A

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やこれを用いた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。

最近の音響機器や映像機器等の電子機器に関しては、デジタル技術の著しい進歩により、従来と比較して飛躍的に性能向上が図られてきた。

この電子機器の性能向上により、これらの電子機器に使用されるスピーカも性能向上が市場より強く要請されている。

その性能向上が市場より強く要請されているスピーカについては、スピーカ構成部品の中で、その音質を決定する大きなウエイトを占める振動板の高性能化への対応が必要不可欠である。

振動板の高性能化の中でも高音質化に対する要望が大きい。従って高音質を実現できるスピーカ用振動板の開発が不可欠である。

従来から、これらスピーカ用振動板の開発に関しては、その材料面や製造工程における開発により、さまざまな振動板材料や製造方法が開発され、実用化されてきた。

また最近では、その剛性により高音質化を実現でき、さらに地球環境に優しく、かつ安定供給が望める材料として竹繊維を使用した振動板の開発も進んできている。

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が知られている。
特開平４−２３５９７号公報

従来のスピーカ用振動板の材料は、蒸解された未さらしパルプ、あるいはさらしパルプを用いてきた。

これらの蒸解された材料を使用している以上、単にビータ等によって叩解した繊維から抄紙振動板を製造しても強度が弱く、また弾性率も小さく、スピーカ用振動板として、強度面でも音質面でも十分な性能を確保しにくいという課題を有するものであった。

以上の内容は、剛性の高い竹繊維を使用した振動板の開発においても同様であった。

この原因としては、蒸解工程を経ることで竹繊維中のリグニン量が大幅に減少し、通常の木材パルプに比べて、強度や弾性率に大きな差異がなくなるためである。

本発明は前記課題を解決し、振動板の強度や弾性率を確保することで材料剛性を向上させ、スピーカとして高音質化を図り、高信頼性化をも可能とするスピーカ用振動板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は、振動板の剛性向上によるスピーカの音質向上を、地球環境に優しい材料で実現するため、竹繊維を用いて振動板の材料を開発したものである。

ここで、竹繊維は蒸解処理することで竹繊維中のリグニン量が大幅に減少してリグニン量が３ｗｔ％〜６ｗｔ％程度になり、通常の木材パルプに比べて、強度や弾性率に大きな差異がなくなる。そこで竹繊維を濃度が０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％のアルカリ溶液で、当該竹繊維中のリグニン量が８ｗｔ％以上でかつ２０ｗｔ％以下となるように処理されて得た蒸解処理されていない竹繊維を５ｗｔ％以上含み、前記アルカリ処理では、前記リグニン量の調整が行われるとともに、前記振動板の物理的加工を容易にし、かつ抄紙時においてセルロースの水素結合を著しく阻害する不純物が削減されたスピーカ用振動板である。

この構成とすることにより、剛性を有する竹から得られた竹繊維の強度や弾性率を確保することで材料剛性を向上させ、振動板に十分な強度や弾性率を与えることができるためスピーカとして高音質化を図り、高信頼性化を図ることができる。

以上のように本発明の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、前記スピーカ用振動板は、竹繊維を０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％のアルカリ溶液で当該竹繊維中のリグニン量が８ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下となるように処理されて得た蒸解処理されていない竹繊維を５ｗｔ％以上含み、前記アルカリ処理では、前記リグニン量の調整が行われるとともに、前記振動板の物理的加工を容易にし、かつ抄紙時においてセルロースの水素結合を著しく阻害する不純物が削減されたことにより、剛性を有する竹から得られた竹繊維の強度や弾性率を確保することで材料剛性を向上させ、振動板に十分な強度や弾性率を与えることができるため、スピーカとしての高音質化、高信頼性化を図ることができる。

さらに、安価で地球環境に優しいスピーカ用振動板を提供することができ、その工業的価値は非常に大なるものである。

本発明の実施の形態について、以下図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１から請求項５に記載の発明について説明する。

本発明は、天然繊維を物理的に叩解することに着眼し、鋭意検討した結果、竹繊維は天然繊維の中で、物理的加工が非常に容易な繊維であることが判明した。

木材が年輪を増しながら成長するのに対して、竹は維管束と呼ばれる中空の茎を形成しながら成長することから、よりミクロ単位でも繊維の並ぶ方向が規則的であり、パルプ状に微細加工しやすくなるため、加工性が著しく向上できると考えられる。

すなわち、本発明の振動板は竹繊維を主成分とするものであるが、少なくとも５ｗｔ％以上の蒸解処理されていない竹繊維を使用することで振動板の剛性を向上させることができる。

ここで、５ｗｔ％以下では効果が小さく、音質や特性に効果が顕著に現れない。

また、５ｗｔ％以上使用する蒸解処理されていない竹繊維のリグニン量は、８ｗｔ％以上で、かつ２０ｗｔ％以下が好ましい。

ここで、８ｗｔ％未満では剛性向上が小さく、音質や特性に効果が顕著に現れない。

また、多すぎるとセルロース成分の構成比が下がることになり、音質や特性上好ましくない。

そして、２０ｗｔ％を超えると、セルロースの水素結合による剛性向上が小さくなり、条件によっては効果が出ないことが多い。

尚、リグニン量の測定は硫酸法で測定した値で規定する。

そして、５ｗｔ％使用する蒸解処理されていない竹繊維は、５０℃以下の温度条件下で０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％のアルカリ溶液（代表的には水酸化ナトリウム溶液）で処理することが好ましい。

ここで、温度が５０℃を超えたり、濃度が２０ｗｔ％を超えると、リグニンが流出し、リグニン量が８ｗｔ％を保てないケースが多い。

また、０．５ｗｔ％より小さい濃度で処理する場合は、リグニン量が２０ｗｔ％を超えるケースが多い。

尚、このアルカリ処理は、リグニン量の調整のみならず、物理的加工を容易にする前処理の効果や、後の抄紙時にセルロースの水素結合を著しく阻害する不純物の削減にも効果が大きい。

本発明の竹繊維抄紙振動板は、環境に優しい竹繊維を用いたものであるため音質調整剤としては、ポリ乳酸や生ゴムを用いることが環境面でさらに好ましい。

ここで、ポリ乳酸は環境面だけでなく、音質制御面でも振動板の剛性向上に適しており音質向上に効果的である。

また、生ゴムは同様に、振動板の内部損失向上に適しており音質向上に効果的である。

以下、本発明の最良の実施の形態の説明と、一部の実施例を示す。

図１は、本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図を示したものである。

図１に示すように、本発明の振動板は、解処理されていない竹繊維を５ｗｔ％以上（好ましくは８０ｗｔ％以上）含んだ振動板であり、その解処理されていない竹繊維は、リグニンを８ｗｔ％〜２０ｗｔ％含んだものである。

（比較例１）
平均繊維長Ｌ（ｌ）が１．７ｍｍの蒸解竹繊維で１６ｃｍ径の振動板を作製した。

このときの音速は１８００ｍ／ｓであった。

（実施例１）
４５℃の温度で、１８ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液で６時間処理した竹繊維を製造した。

その後、ミキサー処理して平均繊維長は１．６ｍｍ、リグニン量は１０ｗｔ％であった。

比較例１の繊維９５ｗｔ％と、この竹繊維を５ｗｔ％混合して１６ｃｍ径のスピーカを作製した。

このときの音速は２２００ｍ／ｓであった。

（比較例２）
実施例１で混合比率を９７／３で実施した音速は２０００ｍ／ｓであった。

（実施例２）
実施例１と２３℃の温度で０．５ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液で３時間処理した以外は同様とした。

結果、平均繊維長１．６ｍｍ、リグニン量１９ｗｔ％の竹繊維を得た。

比較例１の繊維と９５／５で混合して振動板を得た。

このときの音速は２４１０ｍ／ｓであった。

（実施例３）
実施例１と２３℃の温度で０．５ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液で１時間処理した以外は同様とした。

平均繊維長は１．６ｍｍ、リグニン量は２３ｗｔ％であった。

実施例１と同様の混合比で振動板を作製した。

このときの音速は２３５０ｍ／ｓであった。

実施例２と実施例３に記載の振動板を、青色に着色を試みた。

その結果、実施例２は均一の青色に着色したが、実施例３は斑模様になった。

以上の結果より、蒸解処理されていない竹繊維のリグニン量は、８ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲が最適であることがわかる。

また、リグニン量は２０ｗｔ％を超えた場合は、２０ｗｔ％程度の効果しか得られない。

そして、２０ｗｔ％を超えると染料による着色がしにくくなる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項６に記載の発明について説明する。

図２は、本発明の一実施形態のスピーカの断面図を示したものである。

図２に示すように、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を構成している。

この磁気回路２４のヨーク２３にフレーム２６を結合している。このフレーム２６の周縁部に、請求項１記載の振動板２７の外周をエッジ２９を介して接着している。そして、この振動板２７の中心部にボイスコイル２８の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込むように結合して構成している。

以上は、内磁型の磁気回路２４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。

さらに、振動板２７とエッジ２９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、実施の形態１において説明したように、剛性を有する竹から得られた竹繊維の強度や弾性率を確保することで材料剛性を向上させ、振動板に十分な強度や弾性率を与えることができるため、この振動板を用いてスピーカを構成することで、スピーカとしての高音質化、高信頼性化を図ることができる。

さらに、安価で地球環境に優しいスピーカを提供することができ、性能面や品質面、信頼性面のみならず環境面やコスト面においても優れたスピーカとすることができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項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３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質化、高信頼性化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、安価で地球環境に優しいミニコンポシステムを提供することができ、性能面や品質面、信頼性面のみならず環境面やコスト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。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項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４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の高音質化、高信頼性化を得る装置を実現することができる。

さらに、安価で地球環境に優しい装置を提供することができ、性能面や品質面、信頼性面のみならず環境面やコスト面においても優れた装置とすることができる。

本発明にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および装置は、剛性の高い振動板による音質や特性の向上や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よるスピーカ用振動板の断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

２１マグネット
２２上部プレート
２３ヨーク
２４磁気回路
２５磁気ギャップ
２６フレーム
２７振動板
２８ボイスコイル
２９エッジ
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
５０自動車

Claims

抄紙工法で製造され、竹繊維を含むスピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板には、竹繊維を０．５ｗｔ％〜２０ｗｔ％のアルカリ溶液で当該竹繊維中のリグニン量が８ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下となるように処理されて得た蒸解処理されていない竹繊維を５ｗｔ％以上含み、前記アルカリ処理では、前記リグニン量の調整が行われるとともに、前記振動板の物理的加工を容易にし、かつ抄紙時においてセルロースの水素結合を著しく阻害する不純物が削減されたことを特徴とするスピーカ用振動板。
アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム溶液とした請求項１記載のスピーカ用振動板。
ポリ乳酸または、生ゴムを含有する請求項１記載のスピーカ用振動板。
前記振動板は、着色染料によって着色された請求項１記載のスピーカ用振動板。
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１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。
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１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。
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１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。