JP5104506B2

JP5104506B2 - スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカ

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Publication number: JP5104506B2
Application number: JP2008105455A
Authority: JP
Inventors: 和義三村; 清山岸; 信夫中村; 和聖下村; 信也溝根
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-04-15
Also published as: JP2009260522A

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およびこのスピーカ用振動板を用いた音響再生用のスピーカ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。

このような従来のスピーカについて、図１のスピーカの側断面図により説明する。

同図によると、磁気回路１はセンターポールを設けた金属磁性材料よりなるボトムプレート１ａとこれに接着結合された環状のマグネット１ｂと、この環状のマグネット１ｂ上に接着結合され、前記センターポール１ａの外周との間に磁気ギャップ１ｄを形成する内周を有する環状の金属磁性材料よりなる上部プレート１ｃとで構成される。

フレーム２は、金属板または樹脂成形により形成され、前記磁気回路１の前記上部プレート１ｃに接着結合されている。

スピーカ用振動板３は、外周がエッジ４を介して前記フレーム２に接着結合されるとともに、内周が前記磁気回路１の磁気ギャップ１ｄに嵌めこまれるボイスコイル５に接着結合されている。

なお、このボイスコイル５には、内周がこのボイスコイル５に接着結合され、外周が前記フレーム２に接着結合されて、前記ボイスコイル５の上下駆動を支持するダンパー６が設けられている。

以上のように構成されたスピーカは、ボイスコイル５のコイル部の両端（図示せず）に外部からの音声信号を入力することで、ボイスコイル５を上下動させ、前記スピーカ用振動板３を上下動させて放音するものである。

前述した音響機器や映像機器メーカ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スピーカ用振動板の開発が急務である。

このスピーカ用振動板の開発は、精度高く音質を制御しやすい利点があるという理由から、抄紙によるスピーカ用振動板（以下、この抄紙によるスピーカ用振動板を以下「スピーカ用振動板」と称する。）を中心に多くの開発が進められている。

これらスピーカ用振動板に用いられる材料であるパルプは、従来より、その供給が豊富であることから針葉樹から叩解工程（アルカリ蒸解等の薬品を使用する化学的叩解（蒸解も含む）を経て得られたクラフトパルプが使用されており、需要増大の中で成長速度の非常に遅い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靱性も備わっていないが、１年以上経過すれば合成、強靭性を備えた安定した物性を有するようになると一般的にいわれている。

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域環境に悪影響を与える状況には至らない。

むしろ増えすぎた竹林を伐採して竹害を無くすことが、地球環境にとって望ましい状況になる。また老化時期に入った竹は、伐採し、新しい竹の成長を促す方が、光合成の効率化の観点からも地球には優しいと考えられる。

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、その剛性により加工の困難性から、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竹害にもつながり、用途開発が急がれているものであった。

スピーカ用振動板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り組まれ、ある程度の効果を上げてはいるものの、スピーカ用振動板の中心になるまでには至らなかった。

この理由としては、本来の竹繊維の特徴を発揮させるには、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方が効果的であるが、従来のスピーカ用振動板の製造方法では従来の竹繊維の特長を活かしきることができず、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。

なお、竹齢１年以上の竹を用いたスピーカ用振動板に係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２００７−２２１６３５号公報

前記、参考文献においては竹齢１年以上であればよいと規定しているが、実際には真竹、孟宗竹、破竹、慈竹等の種類によって最適な竹齢が異なるケースが多い。また、抄紙タイプのスピーカ用振動板に成型する前の繊維の叩解工程においては、湿式で大きなせん断力をかけるケースが多く、竹の種類によって適さないものがある。例えば、孟宗竹は繊維が脆く、叩解工程でせん断力をかける前に繊維が崩れてしまうというケース等が発生する。

本発明は前記課題を解決した優れた抄紙タイプのスピーカ用振動板を提供しようとするものである。

本発明は、湿式の叩解工程で、大きなせん断力にさらされても十分な柔軟性を有し、かつ抄紙タイプのスピーカ用振動板としてスピーカに取り付けられた際に、情報量が多く、立体感のある音を出すスピーカ用振動板を提供することである。

本発明のスピーカ用振動板は、機械的叩解のみでパルプ化したものであり、従来のスピーカ用振動板で行なわれていたアルカリ蒸解等の化学的処理（叩解）を行なわないことで、竹が有する剛性や強靭性を損失させずに、スピーカ用振動板を構成したものである。

前記のごとく剛性と強靭性を保有した竹繊維を機械的叩解のみ行なってパルプ化した材料を抄紙後、加熱・加圧するウエットプレス加圧によってスピーカ用振動板を形成することにより、スピーカ用振動板として必要な曲げ剛性やヤング率、引張強度を保有しながら、面厚を確保する前述のオープン工法と同等の面厚を与えることができるとともに、竹繊維を機械的叩解のみ行なったパルプの混抄率を制御することで面厚の制御（低音域の再生帯域の制御）も行なえるものである。

特に、竹齢２年の慈竹であることが最良である。慈竹は、主に中華人民共和国の四川省に生育する竹であり、プラスチックの強化繊維として有望といわれる真竹等と較べて、寿命が短いうえ、剛直性はほとんど劣らないにも関わらず、柔軟性に富んでいる。この慈竹の竹齢は、以下の判断で見極めることが可能である。１年以下の竹は竹の節に皮があり、節が白い。２年相当の竹は、竹の節に皮がなく、節が白い。３年以上になると竹の節に皮はなく節が黒ずんでくる。したがって竹の節を観察することで２年相当の竹を判定できる。

１年以下の慈竹は、柔軟であるが、剛直さに欠ける。３年以上の慈竹は剛直であるが、柔軟さに欠ける。竹齢２年相当の慈竹が最良である。

以上のように本発明のスピーカ用振動板は、竹齢２年相当の慈竹から得られた竹繊維を機械的に叩解した竹繊維パルプを主成分に抄紙して構成するものであり、得られたスピーカ用振動板をスピーカに取り付けると情報量が立体感のある音が提供される。

さらに、本発明のスピーカ用振動板は竹という植物環境資源を用いることで、安価で地球環境に優しいスピーカ用の抄紙タイプのスピーカ用振動板を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態を主として従来技術との相違点を中心に説明する。

従来技術と本実施の形態との相違点を図１により説明すると、相違点はスピーカ用振動板３にあり、スピーカ用振動板３の組成を含む作製方法が異なる点であり、その他は従来技術と同様である。

従いまして、スピーカ用振動板につきまして以下の実施例と比較例により、本願発明の一実施の形態を説明する。

（実施例１）
スピーカ用振動板３は、竹齢２年相当の慈竹から抽出した竹繊維をカナダ標準濾水度が６８０ｍｌまで機械的叩解のみ行なって抄紙し、１６ｃｍ口径用のスピーカ用振動板を作製し、図１のスピーカを組立て性能比較した。

（実施例２）
実施例１と繊維組成を変更した以外は、同じであり、カナダ標準濾水度が６８０ｍｌとなるまで機械的叩解のみ行い、この機械的叩解後、抄紙した振動板が竹齢２年相当の慈竹から抽出した竹繊維８０ｗｔ％、ＢＥＴ比表面積が１．１５ｍ²／ｇの竹繊維８ｗｔ％、フィリピン雁皮７ｗｔ％、マニラ麻５ｗｔ％の組成となるように夫々の材料をビターに投入して前記叩解を行ない、抄紙して実施例１と同様にスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

（実施例３）
叩解後の繊維組成を竹齢２年相当の慈竹から抽出した竹繊維６０ｗｔ％、市販のＮＵＫＰ（蒸解未さらし木材パルプ）３７ｗｔ％、フィリピン雁皮３ｗｔ％とした以外は実施例２と同じ方法で、スピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

（比較例１）
実施例１で用いた慈竹の竹齢２年相当に代えて竹齢１年相当の慈竹を用いて、実施例１と同様の方法でスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

（比較例２）
実施例１で用いた慈竹の竹齢２年相当に代えて竹齢３年相当の慈竹を用いて、実施例１と同様の方法でスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

（比較例３）
実施例１で用いた慈竹の竹齢２年相当に代えて竹齢２年相当の孟宗竹を用いて、実施例１と同様の方法でスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

なお、叩解時に竹粉のようなものが多く発生した。湿式叩解に耐えるしなやかさが不足していると考えられる。

（比較例４）
実施例１で用いた慈竹の竹齢２年相当に代えて竹齢２年相当の真竹を用いて、実施例１と同様の方法でスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

（比較例５）
実施例１で用いた慈竹の竹齢２年相当に代えて市販のＮＵＫＰ（蒸解未さらし木材パルプ）を用いて、実施例１と同様の方法でスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

（比較例６）
実施例１と繊維組成を変更した以外は、同じであり、カナダ標準濾水度が６８０ｍｌとなるまで機械的叩解のみ行い、この機械的叩解後、抄紙した振動板が竹齢２年相当の慈竹から抽出した竹繊維５５ｗｔ％、市販のＮＵＫＰ４２ｗｔ％、フィリピン雁皮３ｗｔ％の組成となるように夫々の材料をビターに投入して前記叩解を行ない、抄紙して実施例１と同様にスピーカ用振動板を作製し、スピーカを組み立てて性能比較した。

なお、繊維成分以外の染料等の添加剤やプレス温度・圧力・時間等の製造条件は全て同条件で実施した。

（試聴評価）
比較例１を基準の５点として、１０点満点で１０人（計１００点満点）で６項目について実施例１〜３、比較例２〜６の試聴比較評価を実施し採点した。結果を（表１）に示す。

（表１）に示すように、実施例１〜実施例３に記載したスピーカ用振動板を用いたスピーカは、比較例１〜比較例６よりも聴感上優れていることが確認された。これは実施例１〜３で作製したスピーカが、音を聴いた際の情報が多く感じられ、音の立体感（存在感）もあり、抄紙タイプのスピーカ用振動板として剛直であるだけでなくしなやかさも兼ね備えているためと推定される。

以上の実施例および比較例から明らかなように、実施例１、実施例３、比較例３より、竹齢２年相当の慈竹を少なくとも６０ｗｔ％以上含むものが、スピーカ用振動板に適しているものであることが確認された。

また、実施例２および実施例３より、ＢＥＴ比表面積で１．１５ｍ²／ｇに羽毛化した竹繊維、フィリピン雁皮、マニラ麻が総計３〜２０ｗｔ％含むものが、慈竹が１００％のものより優れたスピーカ用振動板となることが確認された。

剛性向上の観点では、ＢＥＴ比表面積が１ｍ²／ｇ以上の竹繊維の混合が特に好ましい。フィリピン雁皮、マニラ麻を含む前記３種類の合計量が２０ｗｔ％までは、シャープでコントラストの大きい音色のスピーカ用振動板に仕上げることができる。３ｗｔ％未満ではほとんど効果がなく、２０ｗｔ％を超えると効果の向上がなくなる。

なお、ＢＥＴ比表面積で１．１５ｍ²／ｇに羽毛化した竹繊維、フィリピン雁皮またはマニラ麻のいずれかが単独で含まれるものであっても同様の効果のあることが確認されている。

また、前述の実施例では、ＢＥＴ比表面積で１．１５ｍ²／ｇに羽毛化した竹繊維を用いたものとして説明したが、ＢＥＴ比表面積で１ｍ²／ｇ未満まで羽毛化した竹繊維を用いたものでは、繊維の絡みが悪くスピーカ用振動板の作製に好ましくないことが確認され、少なくとも、前述の実施例のＢＥＴ比表面積で１．１５に代えて１ｍ²／ｇ以上に羽毛化した竹繊維をフィリピン雁皮およびまたはマニラ麻を用いるか、または、単独で用いることでも実施例２と同様の効果が得られることが確認された。

なお、前述の実施例においては特に記載していないが、スピーカ用振動板の作製条件に以下の事項を加えることでより優れたスピーカ用振動板の提供を可能とすることを確認している。

即ち、竹齢２年相当の慈竹を主成分として抄紙タイプのスピーカ用振動板に使用する場合は、カナダ標準濾水度で５５０ｍｌ〜７００ｍｌが好ましい。ビータ・リファイナ等の公知の叩解装置で、この叩解度になるまで叩解処理を実施すればよい。５５０ｍｌより小さくなると抄紙時の水抜けが悪くなり生産効率が著しく落ちる。７００ｍｌより大きくなると竹繊維間の絡み合いが著しく悪くなる。

このカナダ標準濾水度まで考慮した好ましいスピーカ用振動板の実施の形態は、カナダ標準濾水度が６３０ｍｌ〜６８０ｍｌの竹齢２年相当の慈竹６０〜８０ｗｔ％に対して、ＢＥＴ比表面積が１ｍ²／ｇ以上の竹繊維３ｗｔ％〜１０ｗｔ％、カナダ標準濾水度が１８０ｍｌ〜２５０ｍｌのフィリピン雁皮を５ｗｔ％〜１０ｗｔ％、マニラ麻を３ｗｔ％〜８ｗｔ％配合した繊維組成のものであり、この組成の範囲では、本発明で最も求めた音の情報量・音の立体感以外に、スピーカに取り付けた際に、高音の伸び・中音のツヤ・低音の弾み・音の飛びが優れたスピーカ用振動板になることを確認している。

また、本実施の形態においては、竹齢２年相当の慈竹の叩解を機械的叩解のみとして説明したが、叩解前の処理として、酸素処理・細菌処理を行なうことが好ましい。蒸解処理（高温・高圧・アルカリ処理）に較べて、竹から得られる竹繊維の収率が大きくなるだけでなく、竹繊維間の繊維間相互作用を弱めない程度に適度なリグニンが残る点で好ましい。リグニンが竹繊維中で１０ｗｔ％以上残ると、情報量が多く立体感のある音質になる。我々の経験から判断すると、セルロース間の水素結合のみに由来する剛性は、無機的な音になりがちであり、バインダーとしてリグニンを残したスピーカ用振動板から得られる音は人体の耳に心地よい音になると考えられる。

なお、前記実施の形態においては、図１に示す外磁型の磁気回路を用いたスピーカについて説明したが、円柱状のマグネットを用いた内磁型の磁気回路を用いたスピーカにも使用できるものである。

本発明による音響再生用のスピーカ用振動板及びスピーカは、音を聴いた時に情報量が多く感じられ、立体感度も向上する。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、さらには自動車の搭載機器等の幅広い機器に使用できるものであるとともに、抄紙タイプのスピーカ用振動板を用いる既知のあらゆるスピーカに適用できるものである。

従来のスピーカの断面図

符号の説明

１磁気回路
１ａボトムプレート
１ｂマグネット
１ｃトッププレート
２フレーム
３スピーカ用振動板
４エッジ
５ボイスコイル
６ダンパー

Claims

抄紙工法で製造されるスピーカ用振動板であって、慈竹から得られた竹繊維を叩解工程において機械的叩解のみ行ない得られたパルプを６０ｗｔ％以上含む組成で抄紙し、加熱・加圧して形成したスピーカ用振動板。
ＢＥＴ比表面積で１ｍ²／ｇ以上に羽毛化した竹繊維、フィリピン雁皮、マニラ麻の少なくとも１種類以上を３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下含むことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
前記羽毛化した竹繊維のＢＥＴ比表面積は１．１５ｍ ² ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
請求項１〜３いずれか１項に記載のスピーカ用振動板を使用したスピーカ。