JP5298620B2 - 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 - 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。

これら抄紙振動板に用いられる材料であるパルプは、従来より針葉樹から叩解工程を経て得られたクラフトパルプが使用されており、針葉樹不足に拍車をかける状態である。

よって、今後は地球環境に優しい材料の使用が必要不可欠となってきている。

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２０００−３２４５９１号公報

針葉樹から得られたクラフトパルプを使用した紙振動板を中心とする抄紙振動板は、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。

また、従来からスピーカ用振動板に求められる条件としては、音速（弾性率／比重の平方根）が大きく、内部損失（２０℃）が０．０３以上であることが求められた。

しかしながら、音速は、再生帯域拡大の尺度であり、内部損失はクリアな音の尺度になり得るが、音の立体感や音の存在感、あるいは音の落ち着きといわれる部分は、音速や内部損失だけでは表現が困難であり、加えて紙振動板を中心とする抄紙振動板は、その材料上、剛性や弾性率が低いという課題を有するものであった。

よって、本発明は上記課題を解決し、地球環境に優しく、剛性や弾性率が高く、しかも良好な音質を実現できる抄紙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、地球環境に優しい材料として主繊維に竹繊維を使用し、これに化学処理または生物処理を施し、竹繊維自体の弾性率を７ギガパスカル（Ｇｐａ）以上とするとともに、抄紙後の振動板音速が２０００ｍ／ｓ以上で、かつ内部損失が０．０３以上としたスピーカ用抄紙振動板であり、前記竹繊維への化学処理は、７０℃以下の温度で前記竹繊維をアルカリ処理後に、温水煮沸処理を行うものである。

この構成とすることで、主繊維の竹繊維により地球環境に優しい材料とすることができ、化学処理または生物処理を施し抄紙自体でなく抄紙を構成する主繊維の弾性率を高めて、低中音領域でのピストンモーションを正常に行なわせるとともに、抄紙後の振動板音速を２０００ｍ／ｓ以上で、かつ内部損失を０．０３以上とすることで、良好な音質を実現することができる。

本発明の振動板を使用することにより、再生領域が広く、クリアな音を実現するだけでなく、低中音領域で、音の立体感や音の存在感、さらには音の落ち着きが得られ、人の耳に心地良い音を提供することができる。

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。

現在、スピーカ用の抄紙振動板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、強靱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。

以下、このような主繊維が竹繊維である材料を抄紙工法にて製造したスピーカ用振動板の実施の形態について説明する。

本発明は、従来の尺度である音速で２０００ｍ／ｓ以上、内部損失で０．０３以上の抄紙振動板において、低中音領域でのピストンモーションを正常に行なわせるためには、抄紙自体でなく抄紙を構成する主な繊維の弾性率が高いことが必要であるとの結論に達した。

すなわち重量で５０ｗｔ％以上含まれる繊維が剛直で生育が速く持続的供給可能で地球に優しい竹繊維であり、その竹繊維自体の弾性率が７ギガパスカル（以下ＧＰａと表現する）以上、好ましくは１０ＧＰａ以上であることを特徴とするものである。

抄紙材料分野においては、抄紙後の音速や内部損失の改良は過去からなされてきたが、抄紙の弾性率より、一般的に大きい主成分の繊維の弾性率が音質に与える影響については議論されていない傾向にあった。

本発明は、その手段として７０℃以下のアルカリ処理や生物処理、さらには７０℃以下のアルカリ処理後、煮沸処理等の手段も提供するものである。

このとき、処理温度が厳しい場合は、セルロース自体の劣化を引き起こすため適度の条件で処理することが、セルロースを劣化させない点や、不純物を取り除きやすい点や、セルロースの結晶性を高める点等で好ましい。

好ましい手段としては７０℃でのアルカリ処理後に煮沸処理することが挙げられる。

また、このように繊維自体が剛直な繊維を抄紙した場合の繊維間の絡み合いを確保するためにＢＥＴ比表面積で１ｍ²／ｇ以上の微細化繊維を３〜２０ｗｔ％含む振動板とすることが好ましい。

（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１〜５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スピーカ用振動板の断面図を示したものである。

本発明の振動板２７の主成分に使用する竹繊維は、単繊維の弾性率の中央値（９９個測定した場合は、大きい方から５０番目の値）が弾性率が７ＧＰａ以上である。通常、抄紙振動板の主成分に使用される未さらしクラフトパルプは３ＧＰａ程度、爆砕処理等で抽出した竹繊維は種類や竹齢によるが、中央値で４〜６ＧＰａである。

この主成分である竹繊維の処理方法について実施例を説明するが、この実施例は一例であり、これにより本発明が何ら限定されるものではない。

＜比較例１＞
繊維の弾性率が３．１ＧＰａのＮＵＫＰを繊維成分として１００％用いて１６ｃｍの抄紙振動板を作成した。抄紙振動板の音速は１９００ｍ／ｓであり内部損失は０．０４であった。

＜実施例１＞
インドネシア製真竹を５％水酸化ナトリウム溶液で３０℃にて５時間浸漬後抽出した竹繊維（弾性率７．１ＧＰａ）を繊維成分として１００％用いた以外は比較例１と同様に振動板を作成した。

音速は２０５０ｍ／ｓであり内部損失も０．０３６であった。

＜実施例２＞
実施例１の竹繊維の代わりに中国製慈竹を生物処理した竹繊維（弾性率９．５ＧＰａ）を用いた。

音速は２１００ｍ／ｓであり内部損失は０．０４であった。

＜実施例３＞
実施例１の竹繊維をさらに９０℃にて１０分間煮沸処理（弾性率は２１．２ＧＰａ）した以外は、実施例１と同様に振動板を作成した。

音速は２２００ｍ／ｓであり内部損失は０．０３８であった。

＜実施例４＞
実施例３の竹繊維を５５ｗｔ％、比較例１のＮＵＫＰを４５ｗｔ％用いた以外は比較例１と同様に振動板を作成した。

音速は２１００ｍ／ｓであり、内部損失は０．０３６であった。

＜実施例５＞
実施例３の竹繊維８０ｗｔ％、ＢＥＴ比表面積が２．１ｍ²／ｇの竹繊維を２０ｗｔ％用いた。

音速は２６００ｍ／ｓであり、内部損失は０．０３１であった。

＜実施例６＞
実施例３の竹繊維を９６ｗｔ％、ＢＥＴ比表面積が１．２ｍ²／ｇの竹繊維を４ｗｔ％用いた。

音速は２３５０ｍ／ｓであり、内部損失は０．０３３であった。

＜比較例２＞
日本製孟宗竹を１８０℃、０．８ＭＰａで爆砕を３回実施した後、抽出した竹繊維（弾性率は４．８ＧＰａ）を用いた以外は比較例１と同様に振動板を作成した。

音速は２１００ｍ／ｓであり、内部損失は０．０３５であった。

＜実施例７＞
比較例１〜２、実施例１〜６の８種類の振動板をスピーカに組み込み、(1)高音域の伸び(2)音のクリア感(3)中音域での音の立体感の３つの尺度について５名が各項目１０点満点で試聴評価を実施した。

上記のように本発明の振動板を使用すると、特に音の立体感が優れたスピーカを提供することができる。

（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から請求項５のいずれか１つに記載の振動板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、竹繊維自体の弾性率が大きい竹繊維を主成分とする振動板を用いてスピーカを構成することで、音の立体感があり、良好な音質を得ることができる。

そして、再生領域が広く、クリアな音を実現するだけでなく、低中音領域で、音の立体感や音の存在感、さらには音の落ち着きが得られ、人の耳に心地良い音を提供することができる。

以上のように、従来から抄紙振動板としての主体であった針葉樹からなる材料同様、本発明による竹繊維を含んだ振動板は、天然材料であり、この天然素材の持つ耳当りが良好で、素性の良い音色を活かした音つくりが可能となる。

そして、合成材料や金属材料のような特異な音質的キャラクターや独特の共振による音色の画一性に支配されることがなく、素直で自然な音つくりを実現することができる。

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、紙パルプ単体から構成された振動板と比較すると、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、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、また、外観的にも美しく、変色しにくく、安定した外観を長期的に保持することができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたスピーカ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、音の立体感があり、良好な音質を得ることができ、さらには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。

本発明にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器は、特に音の立体感が優れた音質を提供し、さらには良好な外観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

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

Claims (6)

1. 主繊維が竹繊維である材料を抄紙工法にて製造したスピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板は、前記竹繊維に化学処理または生物処理を施し、竹繊維自体の弾性率を７ギガパスカル（Ｇｐａ）以上とするとともに、抄紙後の振動板音速が２０００ｍ／ｓ以上で、かつ内部損失が０．０３以上としたスピーカ用振動板において、前記竹繊維への化学処理は、７０℃以下の温度で前記竹繊維をアルカリ処理後、温水煮沸処理したスピーカ用振動板。
2. 竹繊維の弾性率を１０ギガパスカル（Ｇｐａ）以上とした請求項１記載のスピーカ用振動板。
3. 主繊維以外に、ＢＥＴ比表面積が１ｍ²／ｇ以上の微細化繊維を３ｗｔ％以上で、かつ２０ｗｔ％未満含有した請求項１記載のスピーカ用振動板。
4. 微細化繊維が、３０μｍ以下の繊維の表面を１μｍ以下に羽毛化形状に表面羽毛化処理した請求項３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１から請求項４のいずれか１つに記載の振動板と、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. 請求項５記載のスピーカと、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。

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