JP5408284B2

JP5408284B2 - 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: JP5408284B2
Application number: JP2012102201A
Authority: JP
Inventors: 義道梶原; 和晃西村; 裕新小田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: JP2012143010A

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装置に関するものである。

従来の技術を図６により説明する。

図６は、従来の射出成形による樹脂製のスピーカ用振動板の断面図である。

図６に示すように、スピーカ用振動板７はポリプロピレン等の樹脂を使用して、あらかじめ形状設定された金型に、樹脂ペレットを熱溶解させて射出成形して得ていた。

これらの射出成形による樹脂材料の種類としては、ポリプロピレン等の単一材料が一般的によく使用されている。

このほか、振動板としての物性値の調整、すなわちスピーカとしての特性や音質の調整を目的として、種類の異なる樹脂を使用したブレンドタイプのものも存在していた。

さらに、これら樹脂では調整が難しい物性値の調整については、マイカ等の強化材を混入して物性値の調整を行ない、スピーカとしての特性や音質の調整を実施していた。

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が知られている。

特開２００５−２６０５４６号公報

しかし、これらはベースの樹脂がポリプロピレンであり、このポリプロピレンは石油由来であるために、環境負荷が大きいという課題を有していた。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、環境負荷の小さい高音質な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。

この目的を達成するために、本発明は、樹脂と、竹炭とを含むスピーカ用振動板において、前記竹炭は約８００℃の高温下で炭化されたものである。これにより所期の目的を達成することができる。

以上のように本発明によれば、樹脂と、竹炭とを含むスピーカ用振動板において、前記竹炭は約８００℃の高温下で炭化された構成としているので、竹炭の効果で弾性率も向上し、剛性の高いスピーカ用振動板が可能となる。さらに、竹炭は着色剤の代替の働きもあり、高品位な外観も実現できる。

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用振動板の平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従来のスピーカ用振動板の断面図

以下、本発明の実施の形態について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、図２は、本発明の一実施形態の振動板の平面図を示したものである。

図１および図２に示すように、振動板２７は、植物から抽出してなるポリ乳酸２７Ａ（樹脂の一例として用いた）をベース樹脂とし、このポリ乳酸２７Ａに竹炭２７Ｂが均一に分散された材料を射出成形して構成している。

この構成により、課題であった耐熱性が向上する。また、竹炭は弾性率を向上させる役目もあり、そのため音質が向上する。その上、従来の黒系色のスピーカ用振動板で使用しているような炭素系の顔料を使わずに高品位な外観にすることが可能である。

ここで言う竹炭とは竹材をあらかじめ適度な大きさまでカットして約８００℃の高温で炭化してから、粉砕した粒状材料を指す。

また、振動板の重量を軽くして弾性率を上げる場合には竹繊維を混入してもよい。竹繊維により弾性率が向上するだけでなく、内部損失も増大し、そして耐熱性も向上する。

また、混入する竹繊維の繊維長は０．２ｍｍ以上で、かつ３ｍｍ以下が望ましい。この繊維長の範囲内の竹繊維を用いることにより、ポリ乳酸２７Ａと複合化したときの効果が効率よく発揮される。

竹繊維の繊維長が０．２ｍｍより短い場合は、竹繊維の効果を効率よく出すことができなくなり高弾性率が期待できない。

一方、３ｍｍより長い場合は竹繊維どうしの絡みから生じる二次凝集により分散不良が発生しやすくなる。そのため、ポリ乳酸２７Ａとの混練に長時間必要となる。あるいは振動板２７の表面に竹繊維の凝集体が現れて外観を損ねる。このように生産性と品質とが低下する。

また、混入する竹繊維の量は５重量％以上で、かつ５５重量％以下が望ましいが、より望ましくは１０重量％以上、３０重量％以下である。

竹繊維が５重量％以下であると竹繊維の効果が顕著に現れず、５５重量％以上になると樹脂中への竹繊維の均一分散が困難となる。

特に、３０重量％以上の竹繊維を含むと樹脂の流動性が低いことから射出成形で面厚が０．３ｍｍ以下の振動板を得ることが困難になる。

また、竹繊維はミクロフィブリル状態まで微細化されていてもよい。

ミクロフィブリル状態まで微細化された竹繊維が存在することにより竹繊維の絡み合いが強くなるため強度が向上する。そのため弾性率も向上し、より高音質が実現可能となる。

また、ミクロフィブリル状態まで微細化された竹繊維の平均繊維径は１０μｍ以下であることが望ましい。

一般に繊維は繊維長Ｌと繊維径Ｄの比であるアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が大きい方が高弾性であり、ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維はアスペクト比が大きいため高弾性率が望める。

その上、部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維が存在することで、繊維間の結合が強固になるという効果もあり、これらが相乗して高弾性率となる。

また、竹繊維を多くして、より自然で明るい音色にしたい場合は竹繊維の一部またはすべてに竹粉を使用してもよい。前述で述べた竹繊維の含有量が３０重量％を超えると成形が困難になる欠点も竹粉を活用することで軽減され、粉末状でない竹繊維と竹粉のトータルの含有量が５５重量％の場合は容易に射出成形が可能である。また、竹繊維の含有率が５０％より多くなると廃棄の際に埋め立てでなく竹材として焼却廃棄することも可能となる。

以下に本発明の実施例を記載するが、この実施例が本発明の範囲を何ら限定するものではない。

（実施例１）
ポリ乳酸の含有量が９０重量％、竹炭の含有量が１０重量％の組成で溶融混練して樹脂ペレットを作製し、２００℃の成形温度で射出成形し、１６ｃｍ口径のスピーカ用振動板を得た。

（実施例２）
ポリ乳酸の含有量が８０重量％、竹炭の含有量が５重量％、竹繊維の含有量が１５重量％の組成で実施例１と同様にスピーカ用振動板を得た。

（比較例１）
ポリ乳酸のみで実施例１と同様にスピーカ用振動板を得た。

（比較例２）
ポリプロピレンの含有量が８０重量％、マイカの含有量が２０重量％の組成で実施例１と同様にスピーカ用振動板を得た。

＜物性評価＞
上記振動板の比重を測定した。そして、その一部である３２ｍｍ×５ｍｍの大きさの試料を抽出して弾性率、内部損失、音速を測定した。これらの測定結果を下表に示す。

当該表から、実施例のスピーカ用振動板は比較例１のスピーカ用振動板に比べて、音速も内部損失も向上していることが明らかであり、より高音質化傾向にある。

また、比較例２のスピーカ用振動板は従来の工業製品である石油由来樹脂のポリプロピレンに強化材としてマイカを２０重量％含んでいる振動板であるが、その比較例２と比べても音速と内部損失がほぼ同等であることから、実施例のスピーカ用振動板は、石油由来材料を使用していないため、環境負荷を低減した高音質なスピーカ用振動板であると考えられる。

＜耐熱性評価＞
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に対して温度１００℃の雰囲気中で、２４０時間恒温槽に放置し、耐熱性を評価した。

比較例１のみ振動板の外周が波打ち、変形が確認されたが、実施例１、実施例２、比較例２には変形がみられなかった。

以上のように本発明は、植物から抽出してなるポリ乳酸と、竹炭とからスピーカ用振動板を構成することにより、従来のポリ乳酸の欠点である耐熱性不足や強度不足が改善できるとともに、内部損失も向上する。また、竹炭が着色材の効用もあり高品位な外観が可能となる。さらに、石油由来の化学物質を全く使用しないため環境に優しい高音質なスピーカ用振動板を得ることができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明について説明する。

図３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３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記載のいずれか１つの振動板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。

この構成により、実施の形態１において説明したように、環境負荷の小さい高音質なスピーカを実現することができる。

（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８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。

スピーカ１０は、エンクロジャー１１に組込まれてスピーカシステム１６が構成されている。アンプ１２はスピーカシステム１６に入力する電気信号の増幅回路を含む。プレーヤ等の操作部１３はアンプ１２に入力されるソースを出力する。電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム１４は、このようにアンプ１２、操作部１３、スピーカシステム１６を有する。アンプ１２、操作部１３、エンクロジャー１１は、ミニコンポシステム１４の本体部である。すなわちスピーカ１０は、ミニコンポシステム１４の本体部に装着されている。またスピーカ１０のボイスコイル２８は、本体部のアンプ１２から給電されて振動板２７から音を発する。この構成により、従来では実現できなかった環境負荷が小さく、高音質で高品位を可能としたミニコンポシステム１４が得られる。

なおスピーカ１０の機器への応用として、オーディオ用のミニコンポシステム１４について説明したが、これに限定されない。持運び可能なポータブル用のオーディオ機器やその充電用システム等への応用も可能である。さらに、液晶テレビやプラズマディスプレイテレビ等の映像機器、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明について説明する。

図５は、本発明の一実施形態の装置である自動車１５の断面図を示したものである。

図５に示すように、本発明のスピーカ１０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１５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１０の特徴を活かし、環境負荷を小さくしながら、高音質で優れたデザインを図ることが可能となり、このスピーカ１０を搭載した自動車等の装置の環境負荷を低減することができる。

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、環境負荷を低減し、高音質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。

１０スピーカ
１１エンクロジャー
１２アンプ
１３操作部
１４ミニコンポシステム
１５自動車
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
２７Ａポリ乳酸
２７Ｂ竹炭
２８ボイスコイル
２９エッジ

Claims

樹脂と、竹炭とを含むスピーカ用振動板において、前記竹炭には約８００℃の高温で炭化された粒状の粉砕材料を用いたスピーカ用振動板。
竹繊維をさらに含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
竹繊維の繊維長は０．２ｍｍ以上で、かつ３ｍｍ以下とした請求項２記載のスピーカ用振動板。
竹繊維の含有量が５重量％以上で、かつ５５重量％以下とした請求項２記載のスピーカ用振動板。
竹繊維の一部またはすべてを竹粉に置き換えた請求項２記載のスピーカ用振動板。
磁気回路と前記磁気回路に結合されたフレームと、樹脂と竹炭とから構成され、前記フレームの外周部に結合された振動板と、前記振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路から発生する磁束の作用範囲内に配置されたボイスコイルとを備えたスピーカにおいて、前記竹炭は約８００℃の高温下で炭化されたスピーカ。
本体部と磁気回路と前記磁気回路に結合されたフレームとを含み、樹脂と竹炭とから構成され、前記フレームの外周部に結合された振動板と前記振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路から発生する磁束の作用範囲内に配置されたボイスコイルとを有し、前記本体部から給電されるスピーカとを備えた電子機器において、前記竹炭は約８００℃の高温下で炭化された電子機器。
磁気回路に結合されたフレームと、樹脂と竹炭とから構成され、前記フレームの外周部に結合されたスピーカ用振動板と、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において、前記竹炭は約８００℃の高温下で炭化された装置。