JP6164885B2 - スピーカ用振動板 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカに用いる振動板に関する。

異なる複数の抄造物を重ね合わせて構成されたスピーカ装置が知られている。例えば、特許文献１には、抄紙した半乾燥状態の内面コーン紙と外面コーン紙との間に、抄紙した半乾燥状態の楕円錐形状の内層コーン紙を積層挟持し、それらを加熱、加圧する方法が記載されている。

特開平３−２１０８９７号公報

しかし、特許文献１に記載された方法で製造したスピーカ用振動板では、半乾燥状態でコーン紙を積層しているので、繊維間の水素結合が生じにくく、積層したコーン紙間で剥離が生じるという問題がある。

本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、抄造物を積層してなるスピーカ用振動板において、振動板の層間の密着力を強め、剥離を抑止することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、表面側が音響放射側であるスピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板の裏面側に位置する第１の繊維の交絡体と、前記スピーカ用振動板の前記表面側に位置する第２の繊維の交絡体とを備え、前記第１の繊維の交絡体と前記第２の繊維の交絡体とが一体化し、前記第１の繊維の長さは、前記第２の繊維の長さより小さいことを特徴とする。

スピーカ装置用振動板の構成を示す図である。 実施例に係る振動板の構造を示す図である。 実施例に係る振動板の製造方法を示す図である。 比較例に係る振動板の製造方法を示す図である。 具体例及び比較例に係る振動板の特性を示す。

本発明の好適な実施形態では、スピーカ用振動板は、第１の繊維の交絡体と、第２の繊維の交絡体とを備え、前記第１の繊維の交絡体と前記第２の繊維の交絡体とが一体化している。

上記の振動板では、第１の繊維と第２の繊維とを用いることで、第１の交絡体と第２の交絡体とを強固に密着させることができる。即ち、第１の繊維と第２の繊維の交絡領域を構成し、第１の繊維の交絡体と第２の繊維の交絡体との剥離を抑止できる。好適には、第１の繊維の長さは第２の繊維の長さより小さい。

上記の振動板の一態様では、前記第２の交絡体の密度は、前記第１の交絡体の密度より大きい。この態様では、第１の繊維を第２の繊維の抄造物で拘束し、剥離を抑止する。

上記の振動板の他の一態様では、前記第２の繊維の交絡体の空隙率は、前記第１の繊維の交絡体の空隙率より小さい。この態様では、第２の繊維の抄造物を引き締め、第１の繊維を第２の繊維の抄造物で拘束する。

他の好適な例では、前記第１の繊維は、前記第２の繊維より剛性が低い。さらに他の好適な例では、前記第１の繊維は、前記第２の繊維より細い。さらに他の好適な例では、前記第１の繊維は、前記第２の繊維より叩解度が低い。

上記の振動板の他の一態様では、前記交絡領域において、前記第１の繊維は前記第１の繊維の交絡体から前記第２の繊維の交絡体に向かって突出している。この態様では、第１の繊維が第２の繊維の交絡体により進入しやすくなり、第１の繊維が第２の繊維の交絡体で拘束されやすくなる。

上記のスピーカ用振動板と、ボイスコイルと、磁気回路と、フレームとによりスピーカ装置を構成することができる。また、このスピーカ装置を電子機器に搭載することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［振動板の構成］
図１は、実施例に係るスピーカ装置の構成を示す。スピーカ装置１００は、磁石１Ａ、プレート１Ｂ、ヨーク１Ｃにより形成される磁気回路１と、磁気回路１の磁気ギャップ内に配置されボイスコイルボビン２に巻回されたボイスコイル３と、内周部がボイスコイルボビン２に固定された振動板１０とを有する。振動板１０の外周部は、エッジ５およびガスケット６を介して、スピーカフレーム７に固定されている。ボイスコイルボビン２はダンパ８によりスピーカフレーム７に固定され、ボイスコイルボビン２の開口部はセンターキャップ９により覆われている。

図２（Ａ）は、振動板１０の層構成を示す断面図である。図２（Ａ）において、スピーカからの音響放射方向を矢印９で示す。振動板１０は、抄造物１１と抄造物２を積層してなる。抄造物１１、１２はそれぞれ抄紙により作製され、振動板１０を構成するコーン紙である。抄造物１１は短い繊維により形成され、抄造物１２は抄造物１１よりも長い繊維により形成される。通常、振動板としては、表面層は音がユーザに速く届くという点でヤング率が高いことが好ましく、裏面層は振動板１０内に不要な振動を生じにくくさせたいという観点で内部損失が高いことが好ましい。このため、表面側（音響放射方向９側、図中上側）の抄造物１２を長い繊維で構成し、裏面側の抄造物１１を短い繊維で構成している。

上述の抄造物を形成する形成材料としては、例えば、天然繊維（パルプ）、合成繊維（ＰＥＴ、ＰＶＡなどの樹脂で構成された繊維）、無機繊維（炭素繊維など）を用いることができる。なお、上記の抄造物１１は本発明の第１の繊維の交絡体の一例であり、抄造物１２は第２の繊維の交絡体の一例である。

図２（Ｂ）は、図２に示す振動板の抄造物１１と抄造物１２の境界部分の拡大図を模式的に示している。図示のように、抄造物１１は短い繊維により形成され、抄造物１２はそれよりも長い繊維により形成されている。このように振動板１０は、短い繊維の抄造物１１と長い繊維の抄造物１２とを積層してなるため、抄造物１１の短い繊維が抄造物１２内に入り込み、抄造物１２の長い繊維で強固に拘束される。これにより、抄造物１２に進入した抄造物１１の短い繊維は抄造物１２から抜けにくくなり、抄造物１１と抄造物１２の密着力が向上する。即ち、第１の繊維の交絡体としての抄造物１１と、第２の繊維の交絡体としての抄造物１２とは一体化しており、振動板１０の全体にわたって交絡領域を構成している。よって、振動板１０を構成する複数の層の剥離を抑止することができる。

また、抄造物１２の密度は抄造物１１の密度より大きいことが好ましい。これにより、抄造物１１の短い繊維を抄造物１２の長い繊維で拘束し、密着力を増すことができる。さらに、抄造物１２の空隙率は抄造物１１の空隙率より小さいことが好ましい。これにより、長い繊維の抄造物１２を引き締め、抄造物１１の短い繊維を抄造物１２の長い繊維でより強固に拘束することができる。

［製造方法］
次に、実施例の振動板１０の製造方法を説明する。図３は、実施例の振動板１０の製造方法を示す図である。振動板１０は、第１工程〜第３工程により製造される。

図３（Ａ）に示すように、第１工程では、抄造装置２０ａにより振動板１０の抄造物１２を形成する。

まず、抄造装置２０ａについて説明する。タンク２１ａは、略円筒形状であり、内部に抄き網２５を配置するための支持部２２ａが設けられている。また、タンク２１ａは、底部中央付近に吸引口２４ａが設けられており、吸引口２４ａからはタンク２１ａ内部の液体が吸引機２３ａにより吸い出される。即ち、タンク２１ａ内部の液体には吸引機２３ａにより矢印の方向の吸引力が与えられている。

抄き網２５は、振動板の形状に対応する形状に予め形成されており、本実施例ではコーン形状に形成されている。抄き網２５は、例えば網状に複数の孔が形成されている。振動板を構成する抄造物の形成材料を含ませた懸濁液のうち、形成材料が抄き網２５上に堆積し、液体が複数の孔を通過して吸引口２４ａから排出される。抄き網２５としては、例えば金網やパンチングメタルなどを使用することができる。

次に、第１工程について説明する。まず、タンク２１ａ内の支持部２２ａに抄き網２５が配置され、その上に懸濁液３２が投入され、吸引機２３ａによる吸引力が与えられる。第１工程では、抄造物１２の形成材料として長い繊維が懸濁した懸濁液３２が使用される。懸濁液３２に含まれる形成材料が抄き網２５上に堆積し、それ以外の液体が吸引口２４ａから排出される。こうして、抄き網２５上に抄造物１２を堆積させる。

次に、第２工程を行う。図３（Ｂ）は第２工程を示す。第２工程では、第１工程とは別の抄造装置２０ｂを使用する。抄造装置２０ｂは基本的に抄造装置２０ａと同じ構成を有する。

第２工程では、まずタンク２１ｂ内に懸濁液３１を注入しておく。懸濁液３１は、抄造物１１の形成材料として短い繊維が懸濁したものである。次に、第１工程で抄造物１２が堆積した抄き網２５をタンク２１ａから取り出し、懸濁液３１で満たされたタンク２１ｂ内に浸漬する。この際、吸引機２３ｂを駆動して、抄き網２５上に堆積している抄造物１２を吸引しながら抄き網２５をタンク２１ｂ内に浸漬する。このように、吸引しながら浸漬しないと、抄造物１２を構成する長い繊維がタンク２１ｂ内の懸濁液３１中に分散してしまい、抄造物１２の形状を維持できなくなる。このため、抄き網２５をタンク２１ｂ内に配置する前から吸引を行い、抄造物１２を抄き網２５に吸着させた状態でタンク２１ｂ内に浸漬する。

こうして抄造物１２が堆積した抄き網２５をタンク２１ｂ内に浸漬すると、吸引機２３ｂによる吸引を継続し、抄造物１１の抄造を行う。これにより、抄造物１１が抄造物１２上に堆積する。この際、抄造物１１を構成する短い繊維が抄造物１２内に進入する。また、吸引機２３ｂにより継続して吸引されている抄造物１１はその密度が徐々に高くなり、抄造物全体が引き締まって空隙率が低下してゆく。この引き締まりにより、抄造物１１の短い繊維は、抄造物１２を構成する長い繊維で強固に拘束される。こうして、抄き網２５上に抄造物１２と抄造物１１が堆積する。

次に、第３工程を行う。第３工程は抄造物１２と抄造物１１の積層体を乾燥、成形する工程である。図３（Ｃ）は第３工程を示す。

第３工程では、抄造物１２と抄造物１１が堆積している抄き網２５をタンク２１ｂから引き上げ、金型５０（上型５１と下型５２）の間に配置した後、抄き網２５を金型５０から除去する。その際、抄造物１１が下型５２側に、抄造物１２が上型５１側になるように抄造物１１と１２の積層体を配置する。そして、金型５０を加熱、プレスして乾燥及び成形する。こうして、抄造物１１、１２を有する振動板１０が作製される。

この製造方法では、第２工程で抄造物１１を形成している間、抄造物１２を懸濁液３１中に浸漬しているので、繊維間の水素結合がより生じやすくなっている。また、抄造物１１の短い繊維が、横たわっているのではなく、抄造物１２の長い繊維の方向に突き立っているので、繊維間の水素結合が生じやすくなっているものと推測される。これにより、抄造物１１、１２の密着力が増し、剥離しにくい振動板１０を得ることができる。

［比較例との比較］
次に、実施例の振動板の剥離実験を行った。具体的には、実施例の振動板と、比較例の振動板の剥離しにくさを比較した。

まず、比較例の振動板の製造方法を図４を参照して説明する。比較例の製造方法では、抄造物１１と抄造物１２を別々に製造する。具体的に、図４（Ａ）に示す第１工程では、抄造装置４０ａを使用し、懸濁液３２を用いて抄造を行い、抄き網４５ａ上に抄造物１２を形成する。この第１工程と同時に又は並行して、図４（Ｂ）に示す第２工程を行う。即ち、抄造装置４０ｂを使用し、懸濁液３１を用いて抄造を行い、抄き網４５ｂ上に抄造物１１を形成する。

次に、図４（Ｃ）に示す第３工程を行う。まず、第２工程で抄造物１１が堆積した抄き網４５ｂを下型５２に置き、図示しない吸引口から吸引しつつ抄造物１１を下型５２上へ移動する。次に、同様にして、第１工程で形成された抄造物１２を下型５２上、即ち、抄造物１１上に移動する。そして、上型５１を載せ、加熱、プレスして乾燥及び成形を行う。こうして得られた振動板を「比較例１の振動板」と呼ぶ。

実験では、実施例の振動板と比較例１の振動板のそれぞれについて、その一部を切り取り、抄造物１１、１２を手で剥離してみた。すると、実施例の振動板は、手で剥がすことが困難、もしくは剥がした際にいずれかの抄造物が破れてしまうほど抄造物１１、１２が強固に密着していることがわかった。また、剥離面を観察すると、長い繊維の抄造物１２の表面全体に、抄造物１１の短い繊維が残っていることが確認された。このことから、実施例の振動板では、抄造物１１の短い繊維が抄造物１２内に進入し、抄造物１２の長い繊維で強固に拘束されていることが理解される。

一方、比較例１の振動板は、実施例の振動板よりも剥離するときの抵抗が小さかった。また、剥離面を観察すると、長い繊維の抄造物１２の表面の一部にしか抄造物１１の短い繊維が残っていないことがわかった。このことから、比較例１の振動板では、抄造物１１の短い繊維が抄造物１２内にほとんど進入しておらず、抄造物１２の長い繊維で強固に拘束されてはいないことが理解される。

このように、実施例の振動板では、抄造物１１の短い繊維が抄造物１２の長い繊維により強固に拘束されているので、２つの抄造物が強固に密着し、剥離を抑制できることがわかる。

［具体例］
以下、実施例に係る振動板の具体例について説明する。図５は、実施例に係る振動板の具体例１、２、及び、比較例２の特性を示す。具体例１、２は、短繊維の層と長繊維の層の２層からなる振動板であり、実施例の方法により２層を一体化しつつ内部損失とヤング率のバランスを取ったものである。比較例２は単一の層のみからなる振動板である。なお、比較例２は製造方法の欄で挙げた比較例１とは異なるものである。

具体例１では、スピーカ装置の音響放射側（表側）にある抄造物１２を、長い繊維である叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰで抄造した。また、スピーカ装置の音響放射側の逆側（裏側）にある抄造物１１を、長い繊維である叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰ（長さ：約２〜約５ｍｍ、太さ：約０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍ）、短い繊維である中空繊維（中空の植物繊維、長さ：約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍ、太さ：約０．０４ｍｍ〜約０．０８ｍｍ）で構成した。抄造物１１を構成する、叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰは８０重量％、中空繊維は２０重量％の割合となっている。

具体例２では、スピーカ装置の音響放射側（表側）にある抄造物１２を、長い繊維である叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰで抄造した。また、スピーカ装置の音響放射側の逆側（裏側）にある抄造物１１を、長い繊維である叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰ（長さ：約２〜約５ｍｍ、太さ：約０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍ）、短い繊維である中空繊維（中空の植物繊維、長さ：約０．７ｍｍ〜約１．３ｍｍ、太さ：約０．０４ｍｍ〜約０．０８ｍｍ）、短い繊維であるポリエステル系繊維（長さ：約０．９ｍｍ〜約３ｍｍ、太さ：約０．０１ｍｍ〜約０．０５ｍｍ）で構成した。抄造物１１を構成する、叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰは７０重量％、中空繊維は２０重量％、ポリエステル系繊維は１０重量％の割合となっている。

比較例２は叩解度２０°ＳＲの木材パルプ繊維ＮＢＫＰで単一の抄造物を抄造した。

比較例２と具体例１、２の振動板は、厚さをほぼ同じになるように形成した。また、具体例１、２は、比較例２の長い繊維である木材パルプ繊維を、短い繊維である中空繊維、又は短い繊維であるポリエステル系繊維に置き換えたものである。

図５に示した表から、以下のことがわかる。

抄造物１１に、比較的大きい内部損失を有しかつ比較的短い繊維として、中空繊維やポリエステル系繊維を用いることで、振動板の内部損失を比較例２の振動板の内部損失より向上させ、ヤング率の低下をできるだけ抑え、内部損失とヤング率のバランスが調整されていることがわかる。

また、これら具体例の振動板について、その一部を切り取り、抄造物１１、１２を手で剥離してみた。すると、具体例１、２の振動板は、手で剥がすことが困難、もしくは剥がした際にいずれかの抄造物が破れてしまうほど抄造物１１、１２が強固に密着していることがわかった。また、剥離面を観察すると、長い繊維の抄造物１２の表面全体に、抄造物１１の短い繊維が残っていることが確認された。

［変形例］
上記の実施例では、抄造物１１を短い繊維で構成し、抄造物１２を長い繊維で構成している。その代わりに、抄造物１１を柔らかい繊維、即ち剛性が低く又は内部損失が大きい繊維で構成し、抄造物１２を剛直な繊維、即ち、剛性が高く又はヤング率が高い繊維で構成することとしてもよい。

また、抄造物１１を細い繊維で構成し、抄造物１２を太い繊維で構成しても良い。さらには、抄造物１１を低叩解度の繊維、即ち、表面積が小さい繊維で構成し、抄造物１２を高叩解度の繊維、即ち、表面積が大きい繊維、フィブリル化（枝が多数分岐した状態）した繊維で構成しても良い。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。上述の各図で示した実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１０ 振動板
１１、１２ 抄造物
２０ａ、２０ｂ、４０ａ、４０ｂ 抄造装置
２１ａ、２１ｂ、４１ａ、４１ｂ タンク
２３ａ、２３ｂ、４３ａ、４３ｂ 吸引機
２５、４５ａ、４５ｂ 抄き網
３１、３２ 懸濁液
５０ 金型

Claims (10)

1. 表面側が音響放射側であるスピーカ用振動板であって、
   前記スピーカ用振動板の裏面側に位置する第１の繊維の交絡体と、前記スピーカ用振動板の前記表面側に位置する第２の繊維の交絡体とを備え、
   前記第１の繊維の交絡体と前記第２の繊維の交絡体とが一体化し、前記第１の繊維の長さは、前記第２の繊維の長さより小さいことを特徴とするスピーカ用振動板。
2. 前記第１の繊維と前記第２の繊維の交絡領域を有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
3. 前記第２の繊維の交絡体の密度は、前記第１の繊維の交絡体の密度より大きいことを特徴とする請求項２に記載のスピーカ用振動板。
4. 前記第２の繊維の交絡体の空隙率は、前記第１の繊維の交絡体の空隙率より小さいことを特徴とする請求項３に記載のスピーカ用振動板。
5. 前記第１の繊維は、前記第２の繊維より剛性が低いことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
6. 前記第１の繊維は、前記第２の繊維より細いことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
7. 前記第１の繊維は、前記第２の繊維より叩解度が低いことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
8. 前記交絡領域において、前記第１の繊維は前記第１の繊維の交絡体から前記第２の繊維の交絡体に向かって突出していることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ用振動板。
9. 請求項１に記載のスピーカ用振動板と、ボイスコイルと、磁気回路と、フレームとを備えることを特徴とするスピーカ装置。
10. 請求項９に記載のスピーカ装置を備えることを特徴とする電子機器。

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