JP5548944B2

JP5548944B2 - スピーカ用フレーム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: JP5548944B2
Application number: JP2010009774A
Authority: JP
Inventors: 義道梶原; 陽平神; 藤井　　透
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: JP2011151527A

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フレーム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。

従来のスピーカ用フレームには、振動板の振動を磁気回路に伝達しないようにするため、あるいは共振しにくいようにするために、高剛性、制振効果、高内部損失が求められており、主に鉄板、アルミダイキャスト、樹脂が使用されてきた。

しかしながら、鉄板は磁気漏洩が大きく外観的にも高級観に欠けるという課題があり、アルミダイキャストでは磁気漏洩や外観品位に優れ、高剛性であるが非常に高価になるという欠点を有する。

そこで、最近ではこの問題点を解決するために、熱可塑性の合成樹脂を射出成形によりスピーカ用フレームの形状に成形して使用することが多くなってきている。

特に、樹脂フレームの場合は形状の自由度が大きく、最近、特に環境面から要求されてきている軽量化にも適している。

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２００２−３０５７８３号公報

従来の樹脂製のスピーカ用フレームは、軽量化は可能であるが、母材樹脂だけでは剛性が低いために、ガラス繊維やマイカなどの無機フィラーを添加している。

特に、軽量化、成形性、音響性能から比重が小さいポリプロピレンが多用されているが、音響性能を満足させるためには、重量比３０％以上の無機フィラーの添加が必要である。

しかしながら、無機フィラーを添加すると剛性は上がるが、比重も大きくなるためフレームの重量が重くなる。

また、耐衝撃性を向上させるために、ガラス繊維を使用しており、環境負荷が大きい。

そこで、本発明は軽量、高剛性を実現し、なおかつ環境負荷の小さいスピーカ用フレームを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、樹脂とプラントオパールとを含む材料を射出成形してスピーカ用フレームにおいて、プラントオパールは、竹の葉から抽出され、かつプラントオパールの含有量は、５重量％以上、４０重量％以下としたものである。

この構成により軽量で高剛性、耐衝撃性に優れ、かつ環境負荷の小さいスピーカ用フレームを実現することができる。

以上のように本発明は、樹脂とプラントオパールとを含む材料を射出成形してスピーカ用フレームにおいて、プラントオパールは、竹の葉から抽出され、かつプラントオパールの含有量は、５重量％以上、４０重量％以下としたことにより、従来の無機質フィラーで補強されている樹脂に比べて、フレームの比重を小さくでき、フレームの軽量化を図ることができる。

また、同程度の耐衝撃強度を有し、剛性を向上させることができる。

さらに、竹を使用することにより内部損失が向上するため、フレームの共振が低減され、スピーカの音圧周波数特性を平坦化することができ、かつ歪みの低減も図ることができる。

よって、このフレームを用いたスピーカの高音質化を図り、高信頼性化、環境負荷の低減化を図ることができる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用フレーム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本発明の一実施の形態における装置の断面図

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態のフレームの断面図を示したものである。

フレーム１は樹脂１Ａと竹の葉から抽出されたプラントオパール１Ｂとを混入した材料を射出成形して構成している。

竹の葉からプラントオパールを抽出する方法は、特に限定しないが竹の葉を乾燥させて水分を除去し、ミキサーで粉末状にして、篩で分級する方法が最も収率が良く、望ましい。

その他には圧力をかけて粉砕し、水溶液上で比重差により沈殿する粉と水に浮く粉で分けるなど様々な方法があり、どの方法で竹の葉からプラントオパールを抽出しても良い。

そして、この竹の葉から抽出されたプラントオパールは弾性率を向上させる働きがあり、フレーム１の剛性を向上させることが可能となる。

さらに、竹繊維を含むことで、従来のガラス繊維に比べて軽量で内部損失を向上させることが可能となる。

ここで、竹繊維は石油由来材料に比べて環境負荷が小さいのはもちろんのこと、木材と比べても生育スピードが速いために、同量の木材を使用する場合と比べて植物が吸収する二酸化炭素量が多くなり環境負荷が小さいと言える。

また、プラントオパールは竹の葉から抽出するために、竹繊維を活用することは資源の節約にもなり、環境に優しいと考えられる。

ここでいう竹繊維は、竹科の植物であれば特に制約はなく、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものを除く竹齢１年以上経過、成長した竹であれば良い。

そして竹齢については、１年以上の経過で、本発明に必要な剛性や強靭性を最低限確保できるが、２年以上の経過であればさらに剛性や強靭性が向上する。

竹齢については、老いて朽ちる状態を除けば、どの竹齢の竹繊維を使用しても良い。

混入する竹の葉から抽出するプラントオパールは、５重量％以上で、かつ４０重量％以下が望ましい。

竹の葉から抽出されるプラントオパールの混入比率が、５重量％に満たない場合は、剛性を向上させる効果が小さい。

一方、４０重量％より多い場合は、軽量化という観点から従来と比較した場合において、メリットを出すことができなくなるため好ましくない。

混入する竹繊維は、材料比重を大幅に上げずに弾性率を向上させる働きがあり、内部損失を向上させる働きを持つ。

また、竹繊維の一部はミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維でも良い。

このミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維は、叩解度が２５ｃｃ以下であることが望ましい。

ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維自体が、通常の竹繊維より高弾性率であるのと、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、これらが相乗して竹繊維よりも弾性率が高くなり、また衝撃強度を向上させることができる。

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全部に竹粉を使用してもよい。

竹粉を使用すると、同じ竹含有量でも竹粉を含む方が流動性は向上し、成形性が改善される。

さらに、竹繊維の一部または全部を竹炭状態にすることで、弾性率と内部損失を向上させることができ、よりフレームとしての性能を向上させることができる。

炭化させた竹材料である竹炭は、黒系色の着色材の役割も果たし、高品位な外観も可能となる。

炭化させた竹材料である竹炭は、樹脂に混入する際には粒径が１５０μｍ以下であることが望ましく、１５０μｍより大きくなると分散が困難となり、外観不良や品質バラツキを起こしかねない。

また、竹の葉から抽出されたプラントオパールと粒径を近づけた方が分散性が向上し、より効果的に機能する。

ここでの炭化させた竹材料の炭化工程は、竹材料の形態は限定されず６００℃以上の温度で焼成する工程をいう。

ここでの竹繊維の混入比率である含有量は、５重量％以上で、かつ６０重量％以下が望ましい。

これは５重量％より少ないと、竹繊維による剛性向上の効果が小さくなるためである。

また、竹繊維の混入量が少ない場合は、竹繊維をミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維を使用すると、含有量が少なくてもより効果的である。

さらに、射出成形するために、多少の樹脂を含む必要があり、竹の葉から抽出されたプラントオパールも混入することから、竹繊維の最大使用量が６０重量％にとどめておく必要がある。

また、竹繊維が５１重量％以上であれば、樹脂ではなく、焼却廃棄が可能となる。

樹脂にはポリプロピレンを使用することが望ましい。

ポリプロピレンは結晶性で比較的、耐熱性が高く、成形性も良好である。

また、比重が小さい樹脂であるのでフレームの軽量化にも効果がある。

特にブロックタイプのポリプロピレンは衝撃強度が高いために、より望ましい。

さらに、植物由来樹脂を用いても良い。

植物由来より製造されたポリプロピレンはもちろんのこと、ポリ乳酸を使用しても良い。

ポリ乳酸樹脂は、ポリプロピレンより曲げ弾性率が高いために剛性が高く、竹の葉から抽出されるプラントオパールと竹繊維のみで構成されれば、１００％植物由来材料であり環境対応面等において理想的である。

また、植物由来樹脂は、２５重量％以上含まれていればバイオマス樹脂扱いになることから、２５重量％含まれていれば良い。

また、竹の葉から抽出されたプラントオパールは、ポリ乳酸の結晶化を促進させる効能があり、従来のポリ乳酸より成形サイクルを短縮することができる。

強化材をさらに含んでも良く、強化材にはマイカ、水酸化アルミニウム、タルクが好ましい。

弾性率をより向上させたい場合は、強化材にはマイカを使用するのが望ましい。

また、内部損失をより向上させたい場合はタルクが望ましい。

また、難燃性を付与する場合には水酸化アルミニウムを使用すれば良い。

その他にも難燃性付与のために、水酸化マグネシウムやリン酸アンモニウムを使用しても良い。

また、相溶化剤を使用することで、ポリプロピレンのような非極性樹脂と、竹の葉から抽出するプラントオパールの相溶性を良化させることで、弾性率や耐熱性を向上させることが可能となる。

特に、前記相溶化剤にはビニル基やメタクリロキシ基、メルカプト基を有するシランを用いることが望ましい。

具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。

また、相溶化剤はこれに限定されることなく、その他のシランカップリング剤や非極性の樹脂は無水マレイン酸などで変性し、極性を持たせて用いてもよいことは言うまでもない。

以上のように本発明は、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールとを混入した材料を射出成形してスピーカ用フレームを構成することにより、スピーカの軽量化、高音質化を図り、耐衝撃強度を向上させて剛性を上げることで、高信頼性化を図ることができる。

また、環境負荷を小さくすることも可能である。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２について説明する。

図２は、本発明の一実施の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２を上部プレート３およびヨーク４により挟み込んで内磁型の磁気回路５を構成している。

この磁気回路５のヨーク４に、請求項１から請求項１４記載のいずれか１つのフレーム１を結合している。

このフレーム１の周縁部に、振動板７の外周をエッジ９を介して接着している。

そして、この振動板７の中心部にボイスコイル８の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路５の磁気ギャップ６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。

以上のように、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールとを混入した材料を射出成形して構成したスピーカ用フレームを使用することにより、スピーカの軽量化、高音質化を図り、耐衝撃強度を向上させて剛性を上げることで、高信頼性化を図ることができる。

また、環境負荷を小さくすることも可能である。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３について説明する。

図３は、本発明の一実施の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４１に組込まれてスピーカシステムが構成されている。

アンプ４２はスピーカシステム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４３はアンプ４２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４４は、このようにアンプ４２、操作部４３、スピーカシステムを有する。

アンプ４２、操作部４３、エンクロジャー４１は、ミニコンポシステム４４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４４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８は、本体部のアンプ４２から給電されて振動板７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軽量化、高音質化、高信頼性化および環境負荷の低減を図ることができるミニコンポシステム４４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４４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について説明する。

図４は、本発明の一実施の形態の装置である自動車５０の断面図を示したものである。

図４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５０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の特長を活かした軽量化、高音質化、高信頼性化および環境負荷の低減を図ることができる自動車等の装置を実現させることができる。

本発明にかかるスピーカ用フレーム、スピーカ、電子機器および装置は、軽量化、高音質化、高信頼性化および環境負荷の低減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。

１フレーム
１Ａ樹脂
１Ｂ竹の葉から抽出されたプラントオパール
２マグネット
３上部プレート
４ヨーク
５磁気回路
６磁気ギャップ
７振動板
８ボイスコイル
９エッジ
１０スピーカ
４１エンクロジャー
４２アンプ
４３操作部
４４ミニコンポシステム
５０自動車

Claims

樹脂とプラントオパールとを含む材料を射出成形して構成されたスピーカフレームにおいて、前記プラントオパールは、竹の葉から抽出され、かつ前記プラントオパールの含有量は、５重量％以上、４０重量％以下としたスピーカ用フレーム。
竹繊維をさらに含む請求項１記載のスピーカ用フレーム。
竹繊維の一部または全部を、竹粉とした請求項２記載のスピーカ用フレーム。
竹繊維の一部または全部を、炭化させた竹炭状態とした請求項２記載のスピーカ用フレーム。
強化材をさらに含む請求項１に記載のスピーカ用フレーム。
相溶化剤をさらに含む請求項１に記載のスピーカ用フレーム。
樹脂はポリプロピレンとした請求項１記載のスピーカ用フレーム。
樹脂は植物由来の樹脂とした請求項１記載のスピーカ用フレーム。
植物由来の樹脂はポリ乳酸とした請求項８記載のスピーカ用フレーム。
磁気回路と前記磁気回路に結合された、請求項１記載のフレームと、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。
請求項１０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。
請求項１１記載の電子機器を移動手段に備えた装置。