JP5326640B2 - スピーカ用振動板、このスピーカ用振動板を用いたスピーカ、このスピーカを用いた電子機器および移動手段 - 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およびこれを用いたスピーカ、このスピーカを用いたステレオセット等の電子機器および自動車等の移動手段に関するものである。

近年、家庭向けあるいは車載用のオーディオのスピーカ用振動板として、安価なコストで大量に製造することが可能な抄紙振動板が主として用いられている。

しかしながら、このような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、一般的にその材質上、剛性が低くなり、結果として音質が悪いものになってしまうという傾向を有していた。

この課題に対し、特許文献１には、製紙用パルプの中に菰竹の繊維を混合して、抄紙し、これを用いてスピーカ用振動板を成形するという技術が開示されている。

すなわち、特許文献１に記載の技術では、菰竹の非常に細長い繊維を通常のパルプの粗い繊維に絡め合わせてスピーカ用振動板を成形することで、完成品としてのスピーカ用振動板の剛性を高め、その音質を改善しようとするものであった。
特開２０００−３２４５９１号公報

確かに特許文献１に記載の方法によると、スピーカ用振動板の剛性を高め、スピーカの音質を改善することが可能であった。

しかしながら、オーディオメーカーや自動車メーカーからのさらなる要求としての高音域での音圧向上や再生帯域拡大といった要件を十分に満たすほどの剛性を得ることは難しかった。

そこで、本発明はこれらの課題を解決し、スピーカ用振動板の剛性を十分に向上させ、高音域での音圧向上や再生帯域拡大を可能とすることを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明のスピーカ用振動板は、抄紙工法で製造されたスピーカ用振動板であり、竹繊維を４０ｗｔ％以上含み、かつ非結晶含水ケイ酸体を５ｗｔ％以上含み、非結晶含水ケイ酸体は、竹の葉から得られたものとした。

本発明により、スピーカ用振動板の高音域での音圧向上や再生帯域拡大が可能となる。

これは、スピーカ用振動板に非結晶含水ケイ酸体を含めるものとしたことによる。

すなわち、剛性に優れた非結晶含水ケイ酸体をスピーカ用振動板に配合し、スピーカ用振動板を構成する繊維と非結晶含水ケイ酸体を絡み合わせることでスピーカ用振動板全体の剛性を向上させることができるのである。

このように本発明によるとスピーカ用振動板の剛性を十分に向上させることができ、結果としてスピーカ用振動板の高音域での音圧向上や再生帯域拡大が可能となる。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態におけるスピーカ用振動板１について説明する。

図１は、本実施の形態におけるスピーカ用振動板１の断面図を示したものである。

スピーカ用振動板１は、竹齢１年以上の竹から得られた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抄紙することで製造され、さらに一般にプラントオパールと称される非結晶含水ケイ酸体（ＳｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ）を含んでいる。

このプラントオパールは剛性に優れ、イネ科植物、コケ植物などの葉から酸等で抽出することが可能である。本実施の形態では、このプラントオパールをスピーカ用振動板１の抄紙工程で配合させている。

そして、このプラントオパールを含むことによって、スピーカ用振動板１は、非常に優れた剛性を有したものとなっている。

すなわち、剛性に優れたプラントオパールを配合させることによってスピーカ用振動板１全体の剛性を向上させているのである。

この結果、スピーカ用振動板１は高音域での音圧や再生帯域が優れたものとなっている。なお、本実施の形態のスピーカ用振動板１の主成分として竹繊維を用いているが、これに限ることなく、例えば針葉樹から叩解工程を経て得られたクラフトパルプを主成分としたスピーカ用振動板であっても、プラントオパールを配合させることで剛性を向上させ、高音域での音圧向上や再生帯域拡大を図ることが可能である。

ここで、スピーカ用振動板１のプラントオパールの含有比率は５ｗｔ％以上としている。プラントオパールの含有比率を５ｗｔ％以上とすれば、確実にスピーカ用振動板１の剛性を向上させることができるからである。逆に、プラントオパールの含有比率を５ｗｔ％以下とした場合、十分に高音域での音圧向上や再生帯域拡大を行うことはできなかった。

さらに、スピーカ用振動板１の剛性を向上させるには、スピーカ用振動板１の主成分である竹繊維とプラントオパールとの絡み合いを強固なものとすることが必要である。したがって、スピーカ用振動板１ではプラントオパールの平均粒子径を１００μｍ以下としている。このように、プラントオパールの粒子径を比較的小さなものとすれば、プラントオパールと竹繊維とが十分に絡み合い、スピーカ用振動板１の剛性がさらに増す。ただし、抄紙工程での取り扱い上の観点から、プラントオパールの平均粒子径は１０μｍ以上とすることが望ましい。これらのことからプラントオパールの平均粒子径は１０μｍ以上１００μｍ以下とすることが望ましい。

ここで、スピーカ用振動板１はその主成分を竹齢１年以上が経過した竹繊維にて構成している。竹齢１年以上経過した竹繊維は優れた剛性と柔軟性を有しており、またプラントオパールとの絡み合いの相性も良く、スピーカ用振動板１の剛性を向上させることが可能なためである。含有比率としては、４０ｗｔ％以上とすれば、スピーカ用振動板として十分な剛性を確保できる。逆に、竹繊維の含有比率を４０ｗｔ％より少なくすると、竹繊維の特長が発揮されにくくなる。

また、スピーカ用振動板１に用いる竹繊維をミクロフィブリル状態まで小さくすると、竹繊維同士の絡み合い、さらには竹繊維とプラントオパールとの絡み合いを強化することができる。このミクロフィブリル化の目安としては、竹繊維の平均繊維径が１μｍ以下となるように叩解を行うとよい。竹繊維の平均繊維径が５μｍよりも大きい場合は、スピーカ用振動板１に竹繊維としての特長を出すことは可能であるが、竹繊維同士の絡み合いやプラントオパールと竹繊維との絡み合いを強化させる力が不足する。

これらプラントオパールや竹繊維以外のスピーカ用振動板１を構成する材料としては、特に限られるものではないが、例えば従来の抄紙振動板の主体材料であった針葉樹パルプを用いてもよく、すなわちスピーカ用振動板１をプラントオパール、竹繊維、針葉樹パルプにて構成してもよい。このように、針葉樹パルプと混抄した場合であっても、プラントオパールや竹繊維の特長は十分に発揮される。

また、竹繊維は針葉樹と比べて成長が非常に早く、旺盛な繁殖力を有している。この特長を利用し、針葉樹に代えて竹繊維を叩解し、スピーカ用振動板の材料として用いることは、近年叫ばれる針葉樹減少の対策の観点からも有効である。

ところで、このように竹繊維をスピーカ用振動板として用いる場合、スピーカ用振動板の材料として用いられるのは竹の茎の部分であり、葉の部分をスピーカ用振動板として用いることはなかった。したがって、残った葉の部分は使い道が無く、廃棄することさえ考えられる。

一方、この竹の葉の部分には、本発明の主眼であるプラントオパールを多く含まれている。

そこで、この点に着目し、本実施の形態ではスピーカ用振動板１に配合するプラントオパールをイネ科の植物のうち、特に竹から抽出するものとしている。このようにすれば、竹をスピーカ用振動板１の材料として余すところなく使用でき、新たに竹以外の材料を用いることなくスピーカ用振動板１の剛性を強化できる。すなわち、スピーカ用振動板１を製造する際には、従来の竹繊維を用いたスピーカ用振動板を製造する際に廃棄していた竹の葉の部分を有効利用でき、また剛性を強化するために竹以外の材料を用いる必要もないので、コストの面からも優れたものとなっている。

なお、竹繊維同士の絡み合いや竹繊維とプラントオパールとの絡み合いをより強固なものとするためには、竹繊維表面の羽毛化を促進しておくことが望ましい。このように羽毛化を行った竹繊維を用いれば、竹繊維同士や竹繊維とプラントオパールの絡み合いをより強固なものとすることができ、スピーカ用振動板１の剛性をさらに向上させることができる。

竹繊維の羽毛化の程度としては、ＢＥＴ比表面積で１ｍ²／ｇ以上とすれば、羽毛化した竹繊維同士、あるいは竹繊維とプラントオパールが十分に絡み合い、確実にスピーカ用振動板１の剛性を向上させることができる。

さらに、スピーカ用振動板１の剛性を向上させるためには、プラントオパールの表面を竹繊維のセルロースと化学結合が形成される化合物で処理しておくとよい。

例えば、水酸基またはアルコキシシリル基含有化合物を用いてプラントオパールの表面処理を行えば、竹繊維表面とプラントオパール表面が水素結合を形成し、プラントオパールと竹繊維を物理的な結合のみでなく、化学的にも結合させることができる。この結果、スピーカ用振動板１の剛性をさらに向上させることができる。

この際、表面処理剤として用いるアルコキシシリル基含有化合物としては、アミノシラン化合物が望ましい。アミノシラン化合物は、アルコキシシリル基が、セルロースやプラントオパール表面と作用するだけでなく、アルコキシシリル基以外の部分にアミノ基を有し、親水性であるため、セルロース成分が主成分である竹繊維となじみがよい。この結果、竹繊維はプラントオパールを包み込むように絡みつき、よりスピーカ用振動板１の剛性を向上させることが可能となる。

以上、説明したように、本実施の形態におけるスピーカ用振動板１は優れた剛性を有しており、この結果、高音域での音圧や再生帯域を向上させることができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態１にて説明したスピーカ用振動板１を用いたスピーカ２について説明する。

図２は、本実施の形態のスピーカ２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３を上部プレート４およびヨーク５により挟み込んで内磁型の磁気回路６を構成している。

この磁気回路６のヨーク５にフレーム７を結合している。このフレーム７の周縁部に、実施の形態１にて説明したスピーカ用振動板１の外周をエッジ８を介して接着している。そして、このスピーカ用振動板１の中心部にボイスコイルボビン９の一端を結合している。このボイスコイルボビン９の他端にはボイスコイル１０が捲回され、ボイスコイル１０は磁気回路６が形成する磁気ギャップ１１内に可動自在な状態で配置されている。

以上、内磁型の磁気回路６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、スピーカ用振動板１を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、スピーカ用振動板１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。

実施の形態１において説明したように、スピーカ用振動板１は優れた剛性を有し、高音域での音圧や再生帯域が優れているので、これを適用したスピーカ２は良好な音質を実現することができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態２にて説明したスピーカ２を用いたミニコンポシステム１２について説明する。

図３は、スピーカ２を搭載した電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム１２の外観図を示したものである。

図３に示すように、本実施の形態のミニコンポシステム１２は、スピーカ２が組込まれたエンクロジャー１３と、このスピーカ２に入力される電気信号の増幅手段であるアンプ１４と、このアンプ１４に入力されるソースを出力するプレーヤ１５とを備えた構成となっている。

この構成とすることにより、ミニコンポシステム１２は、従来では実現できなかった高音域での音圧向上や再生帯域の拡大による高音質化が可能となっている。

（実施の形態４）
以下、実施の形態２にて説明したスピーカ２を用いた車両１６について説明する。

図４は、スピーカ２を搭載した車両１６の断面図を示したものである。

図４に示すように、本実施の形態の車両１６は、スピーカ２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たものである。

この構成とすることにより、車両１６は、高音域での音圧向上や再生帯域の拡大における高音質化を実現することができるものとなっている。

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。

本発明の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の断面図 本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図 本発明の実施の形態３におけるミニコンポシステムの外観図 本発明の実施の形態４における車両の断面図

１ スピーカ用振動板
２ スピーカ
３ マグネット
４ 上部プレート
５ ヨーク
６ 磁気回路
７ フレーム
８ エッジ
９ ボイスコイルボビン
１０ ボイスコイル
１１ 磁気ギャップ
１２ ミニコンポシステム
１３ エンクロジャー
１４ アンプ
１５ プレーヤ
１６ 車両

Claims (8)

1. 少なくとも竹繊維と非結晶含水ケイ酸体を含み、抄紙工法で製造されたスピーカ用振動板であり、前記スピーカ用振動板は、前記竹繊維を４０ｗｔ％以上含み、かつ前記非結晶含水ケイ酸体を５ｗｔ％以上含み、前記非結晶含水ケイ酸体は、竹の葉から得られたことを特徴とするスピーカ用振動板。
2. 前記竹繊維は、竹の茎から得られたことを特徴とした請求項１に記載のスピーカ用振動板。
3. 前記非結晶含水ケイ酸体の平均粒子径は１０μｍ以上１００μｍ以下とした請求項１に記載のスピーカ用振動板。
4. 前記非結晶含水ケイ酸体の表面は、水酸基含有化合物またはアルコキシシリル基含有化合物にて表面処理された請求項１または請求項２に記載のスピーカ用振動板。
5. 前記アルコキシシリル基含有化合物はアミノシランである請求項４に記載のスピーカ用振動板。
6. スピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板の外周部が結合されるとともに、磁気回路体と結合されたフレームと、前記スピーカ用振動板と結合され、前記磁気回路体が形成する磁気ギャップに可動自在に配置されたボイスコイルを備え、前記スピーカ用振動板には、請求項１に記載のスピーカ用振動板が用いられたスピーカ。
7. 請求項６に記載のスピーカと、
   前記スピーカへの入力信号の増幅部を少なくとも備えた電子機器。
8. 請求項６に記載のスピーカが搭載された移動手段。

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