JP5417775B2

JP5417775B2 - スピーカ用の振動板の製造方法及びこの製造方法により製造したスピーカ用の振動板、このスピーカ用の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及び移動体

Info

Publication number: JP5417775B2
Application number: JP2008227938A
Authority: JP
Inventors: 和義三村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: JP2010062972A

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の振動板の製造方法と、この製造方法により製造したスピーカ用の振動板と、このスピーカ用の振動板を用いたスピーカ及びステレオセットやテレビセット等の電子機器及び自動車等の移動体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ている。

これらの業界でのスピーカに対する主たるトレンドは、高音質化、小型化、薄型化である。スピーカの高音質化のため、スピーカには抄紙振動板が用いられている。従来、抄紙振動板の材料には、針葉樹からのクラフトパルプをビータ等で叩解されたものが使用されている。

一方、スピーカの小型化や薄型化のために振動板を小型化、薄型化すると、振動板の剛性が低下してしまい、スピーカの高域限界周波数が低下して高音質化を妨げるという課題があった。

従来は、振動板の剛性を向上させるために、振動板の材料にエポキシ等の樹脂を含浸させていた（例えば、特許文献１を参照）。
特開昭５８−１５６２９６号公報

しかし、振動板の材料にエポキシ等の樹脂を含浸させると、振動板全体としての重量が増えるためその振動板としての特性を低下させ、コストもかかった。また、振動板の材料を剛直にするだけでは、高域限界周波数をよりいっそう向上させることが困難であった。さらに、振動板の剛性を向上させるためにエポキシ等の樹脂が用いられると、作業者の手がかぶれたり、溶剤が大量に必要でコストがかかったりするといった問題があった。

本発明は、振動板の特性に影響を与えない程度の重量増加でスピーカ用の振動板の剛性を向上させて、高域限界周波数を向上させることを目的とする。また、作業者の安全を守ること、製造コストを削減することを目的とする。

本発明のスピーカ用の振動板の製造方法は、抄紙によって製造されるスピーカ用の振動板のうち、ボイスコイルボビンと結合する部分に微細化された天然繊維を塗布または堆積し、前記天然繊維は竹繊維であり、前記竹繊維は平均繊維長が０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で、ＢＥＴ比表面積が１ｍ ² ／ｇ以上であることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、振動板の特性に影響を与えない程度の重量増加でスピーカ用の振動板の剛性を向上させて、高域限界周波数を向上させることができる。さらに作業者の安全とコストの削減を図ることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の一局面について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における、抄紙工法によるスピーカ用の振動板の製造方法を示すプロセスチャートである。

図１に示すように、まずスピーカ用の振動板の材料を、水の入ったビータ内に投入し、数日間かけて叩解工程により細かく叩解する。

次に、この叩解された材料を抄紙工法により金型とその上に配置された金網の上に抄き上げて、下方から吸引することにより水分のみを排出し、スピーカ用の振動板としての形状に形成する。

その後、スピーカ用の振動板の中心部以外の部分をマスクする。そして、平均繊維長が０．５ｍｍ以上でかつＢＥＴ比表面積が１ｍ²／ｇ以上に微細化された天然繊維が水等で希釈された処理液を、スピーカ用の振動板にスプレー塗布または堆積する。スピーカ用の振動板は、中心部以外の部分がマスクされているので、マスクされなかったスピーカ用の振動板の中心部の部分に処理液が塗布または堆積される。金型は吸引されているので、スピーカ用の振動板の中心部の部分に塗布または堆積された天然繊維の処理液は、水分のみが排出される。

次に、排出されずに残った水分を加熱加圧して蒸発させる。

そして、スピーカ用の振動板のうち、不要となる外周部とボイスコイルボビンを挿入するための中心孔部を金型により抜き加工する。この中心孔部は、天然繊維の処理液が塗布または堆積されたスピーカ用の振動板の中心部の一部が抜き加工されて設けられる。

以上で本発明の製造方法によるスピーカ用の振動板が完成する。

なお、ここでは一般的な従来からの抄紙によるスピーカ用の振動板の製造方法に、本発明における一実施の形態を適用したものを示したが、適用するスピーカ用の振動板の製造方法はこれに限定されるものではなく、抄紙工程が含まれていれば適用可能である。また、スピーカ用の振動板の中心部の部分のうち抜き加工されなかった残余の部分がボイスコイルボビンと結合される。

また、スプレー塗布を行う時期は、抄紙工程と同時又はそれ以降であればよく、加圧工程、抜き加工工程後でも実施可能である。

ここで、本発明では、天然繊維を微細化する工法として、二軸混練装置で叩解した後に、ビーズミルで叩解する工法を用いている。この工法では、一般のビータ等による微細化の工法よりも、廉価に短時間で材料を微細化することができる。つまり、スピーカ用の振動板に塗布した際に補強効果の大きい繊維を効率よく製造することができる。なお、天然繊維を微細化する工法として、二軸混練装置で叩解せずにビーズミルで叩解する工法を用いてもよい。この場合、二軸混練装置で叩解した後に、ビーズミルで叩解する工法よりも、作業工程の短縮やコスト削減が可能になる。

なお、微細化された天然繊維は、塗布した表面の剛性をより向上させる効果と微細化繊維を製造する効率の点から、平均繊維長が０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが望ましい。またＢＥＴ比表面積については、１ｍ²／ｇ以上であることが剛性向上の効果の点で望ましい。天然繊維のＢＥＴ比表面積が１ｍ²／ｇ以上であれば、粘性が低いため、振動板にスプレー塗布する場合にスプレーがつまりにくくなり、歩留まりが向上し、作業時間も短縮することができる。

また、塗布する天然繊維は竹繊維であることが望ましい。その理由としては、竹繊維は繊維としての剛性が高いうえ、表面が４層の多層構造をしており、表面を摩擦力で羽毛化させる点で適していること、また、環境面においても良好な材料であることなどが挙げられる。

ここで、以下に本発明における微細化された竹繊維の製造方法と、微細化された竹繊維をスプレー塗布したスピーカ用の振動板の製造方法の具体事例を示す。

平均繊維長が約１０ｃｍの竹繊維７００ｇを、容積が３リットルの加圧ニーダによって、２５ｒｐｍで２０分間処理し、叩解する。その後それを５％の水分散液とし、ガラスビーズを用いた３リットルのビーズミルで２０分間処理し、さらに叩解する。これにより叩解された繊維の平均繊維長は０．８ｍｍ、ＢＥＴ比表面積は２．１１ｍ²／ｇであった。

そしてこの処理溶液を２％に水で希釈したものを、吸引されている抄紙金型の上に設置され、かつ、中心部以外の部分がマスクされた抄紙振動板にスプレー塗布した。その後１６０℃で５分間乾燥させた。そして、抄紙振動板の中心部の一部を抜き加工してスピーカ用の振動板を完成した。なお、スプレー塗布は、抄紙振動板が乾燥された後に行われてもよいし、抄紙振動板が乾燥される前に行われてもよい。抄紙振動板が乾燥される前にスプレー塗布された場合は、乾燥工程が１つ省略されるため、スピーカ用の振動板を製造する作業工程を短縮することができる。

この方法で製造されたスピーカ用の振動板は、微細化された竹繊維をスプレー塗布していないスピーカ用の振動板と比べて約０．５ｇしか重量が増加していない。この程度の重量増加であれば、振動板の特性に与える影響を抑えることができる。

このように、本実施形態の製造方法によれば、微細化された天然繊維、特に竹繊維を、スピーカ用の振動板のうちボイスコイルと結合する中心部にのみスプレー塗布するので、重量増加を抑えつつ剛性を向上させたスピーカ用の振動板を製造することができ、スピーカ用の振動板の特性に大きな影響を与えることなく、スピーカ用の振動板の高域限界周波数を向上させることができる。また、本実施形態の製造方法によれば、天然繊維を二軸混練装置で叩解し、その後ビーズミルで叩解する工法により微細化することができるため、従来よりも廉価に短時間で微細化された天然繊維を得ることができる。また、振動板の剛性を向上させるためにエポキシ等の樹脂を用いず、天然繊維を用いているので、作業者の手がかぶれたり、溶剤を大量に必要としたりすることもない。したがって、振動板の剛性を向上させることができるだけでなく、さらに作業者の安全とコストの削減を図ること
ができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の他の局面について図面を用いて説明する。

図２は、実施の形態１の製造方法によって製造されたスピーカ用の振動板１０の平面図を示したものである。図２に示されるスピーカ用の振動板１０は、外形形状がトラック形状で構成される。スピーカ用の振動板１０は、ボイスコイルボビンを挿入するための中心孔部１１と、実施の形態１の製造方法によって微細化された天然繊維が塗布または堆積された中心部１２とを有する。

なお、図２ではスピーカ用の振動板１０の形状としてトラック形状が示されたが、矩形形状、長方形形状、楕円形状、円形状等、どのような形状でもよい。

本実施形態によれば、スピーカ用の振動板の重量の増加が抑えられつつもスピーカ用の振動板の剛性が向上しているため、スピーカ用の振動板の再生限界周波数を向上することができる。

（実施の形態３）
以下、本発明の他の局面について、図面を用いて説明する。

図３は、本実施形態のスピーカ２０の断面図を示したものである。

図３に示されるように、スピーカ２０は、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２及びヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を有する。この磁気回路２４の上部プレート２２には、フレーム２６が結合されている。このフレーム２６の周縁部には、実施の形態２のスピーカ用の振動板１０の外周が、エッジ２７を介して接着されている。そして、このスピーカ用の振動板１０の中心孔部１１にはボイスコイル２８の一端が挿入されて、このボイスコイル２８の一端とスピーカ用の振動板１０の中心部１２とが結合される。ボイスコイル２８の他端は、磁気回路２４の磁気ギャップ２５に空隙を介して配置されている。

本実施形態では、磁気回路２４は内磁型であったが、外磁型であってもよい。

また、本実施形態では、スピーカ用の振動板１０とエッジ２７とは別体であったが、スピーカ用の振動板１０とエッジ２７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が可能である。

ここで、中心部１２がスプレー塗布されたスピーカ用の振動板１０を使用したスピーカ２０、および、中心部がスプレー塗布されていないスピーカ用の振動板を使用したスピーカの周波数−音圧特性を測定し、両方の特性を比較した。スプレー塗布されていないスピーカ用の振動板を使用したスピーカの音圧の偏差幅は１２ｄＢであったのに対し、スプレー塗布したスピーカ用の振動板１０を使用したスピーカ２０の音圧の偏差幅は５ｄＢであった。つまり、わずか０．５ｇの重量増加で音圧偏差が７ｄＢも改善した。

本実施形態によれば、スピーカ用の振動板の重量の増加が抑えられつつもスピーカ用の振動板の剛性が向上しているため、スピーカ用の振動板の再生限界周波数を向上することができる。そのため、このスピーカ用の振動板を用いたスピーカは、低音域での締まりのある重低音を提供できるとともに、スピーカ用の振動板の剛性不足に起因する高音域特有の共振を低減したクリアな音を提供することができる。

（実施の形態４）
以下、本発明の他の局面について、図面を用いて説明する。

図４は、本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３０の外観図を示したものである。

図４に示されるように、実施の形態３のスピーカ２０がエンクロジャー３１に組み込まれてスピーカシステム３２が構成されている。スピーカシステム３２は、スピーカ２０に入力される電気信号を増幅するアンプ３３と、このアンプ３３に入力されるソースを出力するプレーヤ３４とを備える。

本実施形態のスピーカシステムによれば、低音域において締まりのある重低音を、高音域においてクリアで迫力がある音質を得ることができる。さらに、品質面や信頼性面においても優れたスピーカシステムとすることができる。

（実施の形態５）
以下、本発明の他の局面について図面を用いて説明する。

図５は、本実施形態の移動体である自動車４０の断面図を示したものである。

図５に示すように、実施の形態３のスピーカ２０をリアトレイやフロントパネルに組み込んで、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４０を構成したものである。

本実施形態によれば、スピーカの高音域での音圧レベルを向上させることができ、高音域においてクリアで迫力がある音質を得ることができる。さらに、品質面や信頼性面においても優れたものとすることができ、スピーカを搭載した自動車等の移動体の性能や品質を向上させることができる。

本発明のスピーカ用の振動板の製造方法及びこの製造方法により製造したスピーカ用の振動板、このスピーカ用の振動板を用いたスピーカは、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有用である。

本発明の実施の形態１におけるスピーカ用の振動板の製造方法を示すプロセスチャート本発明の実施の形態２におけるスピーカ用の振動板の平面図本発明の実施の形態３におけるスピーカの断面図本発明の実施の形態４における電子機器の外観図本発明の実施の形態５における移動体の断面図

符号の説明

１０スピーカ用の振動板
１１中心孔部
１２中心部
２０スピーカ
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エッジ
２８ボイスコイル
３０ミニコンポシステム
３１エンクロジャー
３２スピーカシステム
３３アンプ
３４プレーヤ
４０自動車

Claims

抄紙によって製造されるスピーカ用の振動板の製造方法であって、前記スピーカ用の振動板のうち、ボイスコイルボビンと結合する部分に微細化された天然繊維を塗布または堆積し、前記天然繊維は竹繊維であり、前記竹繊維は平均繊維長が０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で、ＢＥＴ比表面積が１ｍ ² ／ｇ以上であることを特徴とするスピーカ用の振動板の製造方法。
前記天然繊維は、前記振動板本体の剛性を局部的に向上させるための副材であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用の振動板の製造方法。
前記天然繊維は、少なくともビーズミルにより叩解されて微細化されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用の振動板の製造方法。
前記天然繊維は、ビーズミルにより叩解される前に二軸混練装置により叩解されて微細化されることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ用の振動板の製造方法。
ボイスコイルボビンと結合する部分に微細化された天然繊維を含み、前記天然繊維は竹繊維であり、前記竹繊維は平均繊維長が０．７ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で、ＢＥＴ比表面積が１ｍ ² ／ｇ以上であることを特徴とするスピーカ用の振動板。
磁気回路に結合されたフレームと、前記磁気回路の磁気ギャップに一端が配挿されたボイスコイルと、このボイスコイルが巻きつけられたボイスコイルボビンと、前記フレームの外周部に結合されるとともに前記ボイスコイルボビンに結合された請求項５に記載のスピーカ用の振動板を備えたスピーカ。
請求項６に記載のスピーカと、少なくともこのスピーカへの入力信号を増幅する増幅回路とを備えた電子機器。
請求項６に記載のスピーカが設けられた移動体。