JP5104350B2

JP5104350B2 - 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: JP5104350B2
Application number: JP2008020472A
Authority: JP
Inventors: 和義三村; 俊宏清水; 信也溝根; 良幸高橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: JP2009182773A

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、抄紙振動板を発泡させることで振動板の弾性率は下がるものの、結果として面剛性を向上させ、音質、特に高音域の音圧向上や中音域の音の明瞭性を改善する検討は従来から実施されてきた。

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および特許文献３が知られている。
特開平６−３１１５９５号公報特開平６−３３５０８６号公報特開昭５８−２０５１８号公報

従来技術では、木材パルプからなるセルロースを発泡した振動板は、蒸解工程を経て、製造された木材パルプにおいて、蒸解工程によってセルロース類以外の成分がなくなっており、抄紙によってセルロース分子間の水素結合が起こりやすい状態になっている。

従って、発泡による面厚向上の要因よりも発泡によるセルロース間の水素結合の減少、すなわち弾性率の低下の要因の方が大きく寄与するため結果として、面剛性向上による音質向上効果が得られないという課題を有するものであった。

また、従来技術でのミクロフィブリル化繊維は、微生物が産出するセルロースであり、このセルロースは、繊維径が細いためにカナダ標準濾水度が低くなるが繊維長さ／繊維径（Ｌ／Ｄ）が大きくなっているだけでセルロース自体の剛性は大きくない。

従って、繊維の物理的絡み合いやセルロース繊維間の水素結合が剛性に与える寄与率が大きく、発泡しても結果として期待した効果は得られないという課題を有するものであった。

さらに、従来技術での抄紙工法で発泡振動板を製造するという概念については、発泡剤等に関する具体例はあるが、セルロース繊維や非セルロース繊維の具体例は、ＮＢＫＰ（蒸解後、さらし工程を経た木材パルプ）しか開示されておらず、実用性に乏しいという課題を有するものであった。

本発明は、発泡という手段により、面剛性を向上させ、結果的にスピーカの音質を向上させること、さらに、廉価で安定して生産可能であるという発泡形態の有り方を提供するものであり、従来から発泡抄紙振動板が検討されているにも関わらず、普及しなかった部分を改善したものである。

従って、本発明は前記課題を解決し、振動板面厚を厚くしても、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。

本発明は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、抄紙発泡で面剛性を向上させるためには、繊維成分組成が重要であり、抄紙時にセルロース間の水素結合で剛性が発現する繊維組成ではなく、元々の繊維成分が剛直であることが必要であり、また発泡しても繊維間の物理的絡み合いの減少が少ない形態の繊維を含有していることが必要であるとの結論に至ったものである。

すなわち、抄紙工法で製造されるスピーカ用振動板であって、表面に５００ｎｍ以下で枝状に羽毛化した部分を有する竹繊維を３ｗｔ％以上含有するとともに、前記竹繊維の繊維成分に対して１ｗｔ％〜８ｗｔ％の発泡剤により前記スピーカ用振動板を発泡させたスピーカ用振動板とすることで、発泡による面剛性の向上を得ることができる構成としたものである。

本発明の抄紙振動板は、発泡しても材料自体の弾性率低下が小さいにもかかわらず、面厚が厚くなり振動板として面剛性を向上させることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカは、高域の音圧が高く、中域の音が明瞭に再生でき、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抄紙振動板を提供することができる。

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。

図１は、本発明の一実施形態の振動板の断面図を示したものである。

図１に示すように、振動板２７は、竹繊維を主成分とした抄紙工法で製造されたスピーカ用振動板である。

このスピーカ用振動板は、竹繊維表面に５００ｎｍ以下で枝状に羽毛化した部分を有して構成している。

表面を枝状に羽毛化した繊維は、年輪を有することなく、繊維表面が多層構造を有する竹繊維であることが好ましい。

羽毛化の方法としては、せん断力を利用した方法や圧力差を利用した方法等の従来から提案されている方法を用いることができる。

羽毛化した繊維をカナダ標準濾水度で測定すると１００ｍｌ以下である。

カナダ標準濾水度では測定不能レベルにまで細かく羽毛化されているものが好ましく、例えば、ＢＥＴ比表面積で１ｍ²／ｇ〜５ｍ²／ｇになるまで、繊維表面を羽毛化したものが好ましい。

本発明の表面を羽毛化した竹繊維は、繊維成分に対して、少なくとも３ｗｔ％以上あることが剛性向上の点で必要である。

２０ｗｔ％を越えると剛性向上の点では効果が少なくなるため５ｗｔ％〜２０ｗｔ％が好ましく、最も好ましくは１０ｗｔ％〜１５ｗｔ％で剛性向上、コスト、抄紙における生産性のバランスがよい。

現状、最も普及している蒸解処理をしたパルプは、蒸解時に植物が含有する成分の中でセルロース、ヘミセルロース以外の成分の大部分が除去され、その結果、抄紙時にセルロース間の水素結合が発生しやすいパルプが製造される。

しかしながら、本発明のように未発泡時（１００％）に較べて、体積が１５０％〜３００％に発泡させる振動板材料においては、繊維自体に本来植物が含有するリグニン等の成分が残っている方が繊維自体が剛直であり、発泡しても振動板材料の弾性率低下が少なく、面厚が厚くなったことによる効果によって、面剛性が向上した振動板を得ることができる。

未発泡時の体積を１００％とした場合に、１５０％以下になると効果が小さい。また３００％以上になると羽毛化した竹繊維を含有する組成でも、他組成に較べて特異的な効果が現れない。

ここで、竹繊維のリグニン含有量については、４ｗｔ％以上で、かつ２０ｗｔ％以下であることがスピーカ用振動板としての剛性向上の点から好ましい。

竹繊維のリグニン含有量が、４ｗｔ％未満ではリグニンのバインダー効果が少なくなり、繊維の絡み合いが悪くなる。

また、竹繊維のリグニン含有量が、２０ｗｔ％を超えると、繊維の水素結合が少なくなり効果が得られない。

羽毛化した部分を有する竹繊維の含有量については、５ｗｔ％以上が繊維の絡み合いを向上させる点から好ましい。

羽毛化した部分を有する竹繊維の含有量が、５ｗｔ％未満では、発泡後の繊維の絡み合いを維持する効果が低減する。

発泡剤については、繊維成分に対して１ｗｔ％〜８ｗｔ％使用することで、発泡体積を１５０％〜３００％に増加させることができ、スピーカ用振動板として剛性を向上させる上で最適な発泡率とすることができる。

発泡剤が繊維成分に対して、１ｗｔ％未満であれば十分に発泡させることができないため、面厚の確保上、所望の面剛性を得ることができなくなる。

また、発泡剤が繊維成分に対して、８ｗｔ％を超えると、発泡率が高くなり過ぎて面剛性が得られなくなる。

本発明に用いる発泡剤は、ＡＩＢＮ等のアゾ系化合物やＮ、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物やＰ−トルエンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド化合物等の熱分解型有機発泡剤、炭酸ガス、水、ペンタン等のガス系発泡剤、およびガス系発泡剤を内包したマイクロカプセル等が挙げられる。

上記中でも製造しやすい点でマイクロカプセルタイプの発泡剤が好ましい。また発泡剤は、ポリアクリルアミド等の高分子凝集剤と併用することで繊維に十分定着した後、発泡させることが可能になる。

発泡の方法としては、発泡剤を加熱または反応させることで発泡ガスを発生させる方法や加圧状態から圧力を開放させることで発泡ガスを発生させる方法が挙げられる。

抄紙振動板の製造においては、所定の形状に湿潤状態に繊維類を堆積させ、水を抜いた後に加圧加温プレスする工程で実施することが望ましい。

加圧加温プレス工程を実施しない場合は、替わりのオーブン乾燥等の工程で実施することも可能である。

（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よい。

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おけ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るスピーカ用振動板であって、表面に５００ｎｍ以下で枝状に羽毛化した部分を有する竹繊維を３ｗｔ％以上含有するとともに、前記竹繊維の繊維成分に対して１ｗｔ％〜８ｗｔ％の発泡剤により前記スピーカ用振動板を発泡させたスピーカ用振動板。
前記竹繊維のリグニン含有量が、４ｗｔ％以上で、かつ２０ｗｔ％以下である請求項１記載のスピーカ用振動板。
羽毛化した部分を有する前記竹繊維の含有量が、５ｗｔ％以上である請求項１または請求項２記載のスピーカ用振動板。
前記発泡剤は、ガス系発泡剤を内包したマイクロカプセルである請求項１から請求項３のいずれか１つに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、前記フレームの外周部に結合された請求項１記載のスピーカ用振動板と、前記スピーカ用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、前記フレームの外周部に結合された請求項１記載のスピーカ用振動板と、前記スピーカ用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、前記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、前記フレームの外周部に結合された請求項１記載のスピーカ用振動板と、前記スピーカ用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を備えた移動装置。