JPH0516800B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明はマグネチツクスピーカ用の平面振動板
に係わり、詳しくは比重0.25〜0.8の木質材成分
の水酸基を化学的に修飾処理してなる平面振動板
に関するものである。

（従来の技術） 従来、マグネチツクスピーカ（以下、単にスピ
ーカという。）用の振動板としてはパルプを円錐
状に形成したコーン紙が多用されてきたが、近
年、アルミなどの軽金属やカーボン繊維強化プラ
スチツク（CFRP）あるいはガラス繊維強化プラ
スチツク（GFRP）などを芯材とするハニカム構
造の平面振動板も多用されるようになつた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記パルプは、内部摩擦および比重の点でスピ
ーカの振動板に適した特性を備えており、安価で
もあることから従来よりスピーカ用振動板として
多用されているが、剛性が不足していることから
コーン状に形成して用いられている。

ところが、コーン紙からなる振動板は収容スペ
ースが大きくなるばかりか、コーン凹部での空気
共振による周波数特性の乱れ（いわゆる前室効
果）の問題点があるため、この点の改善が望まれ
ていた。

一方、アルミなどの軽金属やFRPなどを芯材
とするハニカム構造の平面振動板は、上記コーン
紙に比較して平坦な周波数特性を備えているが、
反面、セル共振などの弊害が発生し易いという問
題点があり、セル密度を大きくしてセル共振の発
生を防ごうとすると、構造が複雑化して製造コス
トが上昇してしまうという問題点がある。さらに
含水ガラス塗料等を塗布して平面振動板を防湿処
理しつつ剛性を向上させる技術もあるが無機系塗
料を主成分としており温度変化による寸法変化が
生ずる恐れがありまた重量も増すため電力消費の
効率も悪くなるという問題点があつた。 本発明
は上記問題点に鑑みてなされたものであつて、そ
の目的は寸法安定性に優れ、かつ、内部摩擦、剛
性あるいは比重などの特性においてスピーカの振
動板に通した物性を備えており、しかも製造コス
トも安価である平面振動板を提供することにあ
る。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） すなわち、本発明は柾目面または板目面が表面
となるように平面状に薄板形成され、かつ木質材
成分の水酸基が化学的に修飾処理された比重0.25
〜0.8の木質材、例えばシトカスプルース等の針
葉樹材またはケヤキ等の広葉樹材からなるマグネ
チツクスピーカ用平面振動板を採用することによ
り、上記問題点の解決を図つたものである。

（作用） シトカスプルース等の針葉樹材またはケヤキ等
の広葉樹材など、比重0.25〜0.8の木質材には次
のような音響特性と製造上の利点がある。

シトカスプルース柾目材を例にとると、その比
重は約0.43であり、また動的ヤング率は約1.25×
10¹¹dyne／cm²であつて比重の割にヤング率が大き
いため、これをスピーカの平面振動板として使用
すれば、軽量かつ剛性に富んだ振動板を得ること
ができる。また、一般に音の伝波速度υはヤング
率をＥ、比重をρとして、式υ＝√で与え
られる。シトカスプルース材は上述したように比
重の割にヤング率が大きいため、音の伝波速度が
約5392m／ｓと非常に速く、この点でもスピーカ
の振動板に用いて優れた音響特性を発揮するとい
うことができる。さらに、シトカスプルース材の
内部摩擦は約6.35Q^-1×10^-3であり、スピーカの
振動板として適材であるということができる。

また、シトカスプルース等の針葉樹材またはケ
ヤキ等の広葉樹材はその比重が0.25〜0.8の範囲
にあり、この点でもスピーカの振動板として適材
であるということができる。すなわち、一般に比
重が0.25以下の木質材はその内部の導管孔が大き
く、そのために空隙内で共振が発生し易い。

また、木質材の比重が0.8以上になるとヤング
率との関係上、音の伝波速度が遅くなり、かつそ
の硬度も高くなることから加工性も低下する。従
つて、スピーカの振動板としては比重0.25〜0.8
の木質材を使用する必要がある。

なお、一般に木口材はヤング率が小さいことか
ら音の伝波速度が遅く、音響特性上、柾目材や板
目材に比べて不利であり、さらに外観の意匠性も
低いため、スピーカの振動板としては不適当であ
る。

次に、上記シトカスプルース材からなる平面振
動板はアルミなどの軽金属を芯材とするハニカム
構造の平面振動板に比較して低域周波数における
音圧レベルの立ち上がりが鋭く、かつ、歪も少な
い。しかも、音声入力信号に対する応答性の点で
も優れているため、メリハリのきいた、濁りのな
い素直な音質を得ることができる。

ところで、上記シトカスプルース材は天然木で
あるため上述したパルプ同様吸湿性が高く、寸法
安定性に欠けるとともに高湿時には音圧レベルが
低下するなど、音響特性が不安定になり易い。

木質材の吸湿性はその成分中のOH基に水分が
結合し易いことが原因であり、その結果木質材が
膨潤して寸法の狂いが生ずることになるため、上
記OH基を化学的に修飾処理して非親水性の基に
すれば、寸法安定性が得られることになる。

そこで、上記OH基への化学的修飾処理として
エステル化処理またはエーテル化処理を施すこと
により、寸法安定性を得ることが可能となる。

しかも、上記エステル化処理やエーテル化処理
は木質材の細胞構造を変化させることがないた
め、比重やヤング率あるいは内部摩擦などの特性
に及ぼす影響が少なく、従つて上記シトカスプル
ース材等の優れた音響特性を殆ど損なうことなく
寸法安定性を得ることができるという利点があ
る。

さらに、上記エステル化処理やエーテル化処理
が施されたシトカスプルース材等の木質材からな
る平面振動板は原材料価格、成形加工、組付けな
ど、製作上において前記アルミなどの軽金属を芯
材とするハニカム構造の平面振動板に比較して有
利であり、製作コストを安価なものとすることも
できる。

なお、シトカスプルース以外の松科針葉樹材や
杉、ヒノキなどの針葉樹材あるいはケヤキ、シ
ナ、トチ、ブナ、ナラなどの広葉樹材も比重は
0.25〜0.8であり、上述したシトカスプルース材
の諸特性に準じた特性を備えていることから、こ
れら各種の木質材に上記エステル化処理やエーテ
ル化処理を施こすことによつても優れた音響特性
を備えた平面振動板を得ることが可能である。

（実施例） 以下、本発明を低中音域用スピーカの平面振動
板に具体化した実施例を図面に従つて説明する。

〔第一実施例〕

第１，２図はスピーカに取着された本実施例の
平面振動板を示す図である。第２図に示すよう
に、上記スピーカの裏面中央には中空円筒状に形
成されたフエライト製マグネツト１０が取着され
ており、中空円筒部を備えた金属製ヨーク１１
と、円盤状に形成された同じく金属製のプレート
１２により接着支持されている。また、上記ヨー
ク１１とプレート１２の間隙には端面にボイスコ
イル１３が貼着されたコイル巻枠１４が設けら
れ、二本のリード線１５を介して供給される音声
信号に応答して駆動されるようになつている。

さらに、上記コイル巻枠１４の外周には布製の
ダンバ１６が接着固定されており、かつ、同ダン
バ１６の外周縁は金属製フレーム１７に接着固定
されている。また、上記コイル巻枠１４の端部に
は略四角錘状のアルミ製アーマチユア１８が接着
固定され、同アーマチユア１８の外周縁に接着固
定された第３図に示す四角形の支持部材１９を介
して上記コイル巻枠１４の駆動を平面振動板１ａ
に伝達するようになつている。

上記平面振動板１ａは厚さ２mm、各辺の長さ
105mmの角丸正方形に形成されたシトカスプルー
ス柾目材の単板を下記に述べる方法によりエステ
ル化処理（具体的にはエステル化処理の一種であ
るアセチル化処理）してなるものであり、その外
周縁に接着固定されたウレタン発泡フイルムから
なるエツジ２０を介して、上記金属製フレーム１
７に接続されている。

以下、上記厚さ２mm、各辺の長さ105mmの角丸
正方形に形成されたシトカスプルース柾目材の単
板のアセチル化処理法につき、説明する。

上記シトカスプルース柾目材の単板を減圧・加
圧装置に入れ、減圧により同単板内部の空気を除
去した後、５重量％濃度の酢酸ナトリウム水溶液
中に投入して常圧に復帰させることにより触媒で
ある酢酸ナトリウムを単板内部に含浸させた。

その後、含水率が０％になるまで乾燥すること
により、15重量％の酢酸ナトリウムが含有された
触媒処理単板を得た。次いで、上記触媒処理単板
を減圧・加圧装置内において約10分間減圧脱気し
た後、ｍ−キシレン／無水酢酸＝１／１（重量比）
からなる反応液を投入し、10分間浸漬して同反応
液を単板内部に含浸させた。その後、上記反応液
を回収し、約125℃に加温された上記反応液を再
度投入して上記単板を浸漬し、加温状態を保ちな
がら約20分間アセチル化反応を行つた後、単板を
引き上げて温水洗浄を行い、熱風乾燥して見掛け
のアセチル化度が25％のアセチル化単板を得た。
上記アセチル化度は反応後の乾燥重量W₁と反応
前の乾燥重量W₀との差を求め、式 〔（W₁−W₀）÷W₀〕×100（％）により算出したも
のである。

本実施例のアセチル化処理は上記反応条件下で
行つたものであるが、一般に、反応前の脱水処理
は単板の含水率が10％以下になるように行う必要
があり、また、上記酢酸ナトリウムに代えて酢酸
カリウムを使用することも可能である。

次に、アセチル化反応液の組成は上記ｍ−キシ
レン／無水酢酸＝１／１（重量比）の混合溶液に
限定されるものでなく、無水酢酸または無水酢酸
と各種有機溶剤との混合溶液を用いることが可能
であり、上記有機溶剤としてはｍ−キシレンの
外、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素あ
るいは各種ケトン類を用いることができる。

上記アセチル化処理を施すことにより得られた
単板からなる平面振動板１ａを備えたスピーカの
20Hz〜２万Hzでの周波数特性−高調波歪曲線図を
第４図に、また従来のアルミを芯材とするハニカ
ム構造の平面振動板を備えたスピーカの20Hzから
２万Hzでの周波数特性−高調波歪曲線図を第５図
に示す。

両図を比較して明らかなように、本実施例の平
面振動板１ａを用いたスピーカの周波数特性、高
調波歪特性および音圧レベルなどの音響特性は、
従来のアルミハニカム構造の平面振動板を備えた
スピーカのそれに比較して優れている。

すなわち、上記アセチル化処理によつて木質材
中のOH基がアセチル基に置換されても、木質材
中の細胞構造には何等変化がないことから、平面
振動板に必要とされるシトカスプルース材の音響
諸特性には殆ど変化がない。

しかも、本実施例の平面振動板１ａは上記アセ
チル化処理を施すことにより寸法安定性が向上
し、湿度変化による振動板の変形や比重の増加な
ど、天然木の音響特性を劣化させる要因が除去さ
れていることから、低中音域用スピーカの振動板
に用いて最適の材料である。

なお、本実施例ではエステル化処理剤として無
水酢酸を使用したが、さらに、プロピオン酸など
各種の有機酸無水物や有機酸ハロゲン化物あるい
は有機酸無水物と脂肪酸との混合物を使用するこ
ともできる。

〔第二実施例〕

次に、本発明の第二実施例を第６〜８図を用い
て説明する。

第６図は本実施例に係るスピーカ用平面振動板
１ｂを示す図であるが、同平面振動板１ｂは厚さ
0.5mm、直径100mmの円形に形成されたケヤキ板目
材の単板三枚を下記に述べる方法によりそれぞれ
エーテル化処理した後、各単板の木目方向が互い
に交差するように重合接着してなるものであり、
その外周縁に接着固定されたウレタン発泡フイル
ムからなるエツジ２を介して、金属製フレーム１
７に接続されている。

また、上記平面振動板１ｂの裏面には第７図に
示すように、ケヤキ材からなる円形の支持部材３
が接着固定されており、また、同支持部材３には
略円錘状のアルミ製アーマチユア（図示しない）
が接着固定され、コイル巻枠の駆動を上記平面振
動板１ｂに伝達するようになつている。

なお、マグネツト、ヨーク、プレート、ボイス
コイルおよびコイル巻枠など、駆動部分の構成は
前記第一実施例と同一である。

以下、上記厚さ厚さ0.5mm、直径100mmの円形に
形成されたケヤキ板目材の単板のエーテル化処理
法（具体的にはエーテル化処理の一種であるホル
マル化処理）につき、説明する。

上記単板を塩化水素発生装置に入れ、塩化水素
濃度0.15g／の蒸気中に曝露して触媒である塩
化水素を木質材中に含浸させた後、ホルムアルデ
ヒド蒸気中に95℃、10時間曝露してホルマル化反
応を行い、ホルマル化度が60％の処理単板を得
た。次いで、上記ホルマル化処理の施された単板
三枚を各単板の木目方向が互いに交差するように
重ね合わせ、常法に従つて、重合接着して平面振
動板を得た。

本実施例のエーテル化処理は上記ホルムアルデ
ヒドを用いて行つたものであるが、さらに、ハロ
ゲン化アルキル、芳香族ハロゲン化合物あるいは
シアン化ビニルなど各種のエーテル化剤を使用す
ることもできる。

なお、本実施例で用いたケヤキ板目材の比重は
0.63であり、また動的ヤング率は0.88×10¹¹
dyne／cm²である。従つて、音の伝波速度は前記
シトカスプルース材よりも若干低下しているが、
反面、その外観が美麗であることから意匠性に富
み、これを壁面に埋設すれば振動板としてのみな
らず装飾板としての効果をも発揮する。

第８図は上記ホルマル化処理を施すことにより
得られた単板を重合接着して得られた平面振動板
１ｂを備えたスピーカの20Hz〜２万Hzでの周波数
特性−高調波歪曲線図である。

第５図と比較して明らかなように、本実施例の
平面振動板１ｂを用いたスピーカの周波数特性、
高調波歪特性および音圧レベルは、前記第一実施
例の場合と同様、従来のアルミハニカム構造の平
面振動板を備えたスピーカのそれに比較して優れ
ている。従つて、上記ホルマル化処理によつても
前述したケヤキ材の諸特性は劣化しないことが判
明した。

さらに、本実施例の平面振動板１ｂは上記ホル
マル化処理を施すとともに合板構造を採用するこ
とにより寸法安定性が著しく向上し、かつ高湿時
における音圧レベルの低下の虞れもないなど、天
然木における音響特性の不安定性という問題点が
解消されており、低中音域用スピーカの振動板に
用いて最適の材料である。

なお、本発明は上記第一〜二実施例に限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
適宜設計変更することが可能である。例えば、 平面振動板の形状は正方形、円形に限定され
るものではなく、これを木目方向に長い長方形
となるように形成し、複数のマグネツトを用い
て駆動する方法を採用してもよい。

低中音域用のみならず、フルレンジスピーカ
としても使用することができる。この場合、平
面振動板が柾目材または板目材であることから
その表面が美麗であり、このスピーカを室内の
壁面などに埋設することにより、平面振動板の
木目と壁板とが調和して室内装飾効果を高める
こともできる。

振動板の材質は前記シトカスプルース材やケ
ヤキ材に限定されるものではない。比重0.25〜
0.8の木質材、例えば、エゾマツ、トドマツ、
カラマツ、アカマツ、トウヒ、モミ、ツガなど
の松科針葉樹材やスギ、ヒノキ、サワラ、アス
ナロなどの各種針葉樹材、あるいはシナ、ト
チ、ブナ、ナラ、ニレ、カバなどの各種広葉樹
材を使用してもよい。なお、一般的には広葉樹
材よりも針葉樹材が音響特性上の点で優れてい
るが、意匠性の点では広葉樹材が優れている。

OH基の化学修飾処理は上記アセチル化処
理、ホルマル化処理に限定されるものでなく、
振動板の音響特性を損なわない処理法であれ
ば、他のエステル化処理やエーテル化処理を採
用することもできる。

発明の効果 以上詳述したように、シトカスプルース材等の
針葉樹材やケヤキ材等の広葉樹材を用いたスピー
カ用平面振動板は、従来からある含水ガラス塗料
等を塗布して平面振動板の防湿を図る技術に対
し、木質材成分の水酸基を化学的に修飾処理する
ようにしたため非常に軽量化した平面振動板が提
供できるようになり、また板の細胞構造が変化す
るものでもないのでヤング率、内部摩擦の特性も
変化がなく、含水ガラス塗料等を塗布して平面振
動板の防湿を図る技術に対し、木質材成分の水酸
基を化学的に修飾処理して有機化学的に防湿性向
上を図つたため温度に対する変動もなく音質が湿
度・温度等の環境変化に関わりなく常に均質化さ
れる。

更に、木質材自体を処理しているため塗料を物
理的に塗布等して剛性の向上を図る技術に比して
経年劣化が少くなる他アルミなどの軽合金や
FRPなどを芯材とするハニカム構造の平面振動
板より優れた音響特性をえることができる等のス
ピーカーの振動板として優れた効果を奏する。

また、本発明の平面振動板は安価、かつ、製造
容易な材料を使用していることからその製造コス
トを低減することができ、しかも、大きさ並びに
形状の点で設計上の自由度も増大するという優れ
た効果をも備えている。

さらにまた、上記平面振動板を採用したスピー
カを壁面に埋設して平面振動板が露出するように
すれば、その美麗な柾目材や板目材の特性を生か
して室内意匠の向上を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係る平面振動板
を示す正面図、第２図は第一実施例の平面振動板
を備えたスピーカの断面図、第３図は同じく平面
振動板に接着固定された支持部材を示す斜視図、
第４図は第一実施例に係る平面振動板を備えたス
ピーカの20Hz〜２万Hzでの周波数特性−高調波歪
曲線図を示すグラフ図、第５図は従来のアルミを
芯材とするハニカム構造の平面振動板を備えたス
ピーカの20Hz〜２万Hzでの周波数特性−高調波歪
曲線図を示すグラフ図、第６図は第二実施例に係
る平面振動板を示す正面図、第７図は同じく平面
振動板に接着固定された支持部材を示す斜視図、
また、第８図は第二実施例に係る平面振動板を備
えたスピーカの20Hz〜２万Hzでの周波数特性−高
調波歪曲線図を示すグラフ図である。 １ａ，１ｂ……平面振動板、３，１９……支持
部材、２，２０……エツジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 柾目面または板目面が表面となるように平面
   状に薄板形成され、かつ木質材成分の水酸基が化
   学的に修飾処理された比重0.25〜0.8の木質材か
   らなるマグネチツクスピーカ用平面振動板。 ２ 前記木質材がシトカスプルース等の針葉樹材
   またはケヤキ等の広葉樹材である特許請求の範囲
   第１項記載のマグネチツクスピーカ用平面振動
   板。 ３ 前記修飾処理がエーテル化処理である特許請
   求の範囲第１項記載のマグネチツクスピーカ用平
   面振動板。 ４ 前記修飾処理がエーテル化処理である特許請
   求の範囲第１項記載のマグネチツクスピーカ用平
   面振動板。 ５ 前記平面振動板が一枚の平板材からなるもの
   である特許請求の範囲第１項記載のマグネチツク
   スピーカ用平面振動板。 ６ 前記平面振動板が複数枚の平板材からなり、
   各平板材がそれらの木目が互いに交差するように
   重合接着されている特許請求の範囲第１項記載の
   マグネチツクスピーカ用平面振動板。