WO2009090857A1 - 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スピーカ搭載装置 - Google Patents

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スピーカ搭載装置 Download PDF

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Yohei Jin
Yoshimichi Kajihara
Shinya Mizone
Kazuaki Nishimura
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Panasonic Corporation
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    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones

Definitions

  • the present invention relates to a loudspeaker diaphragm used in various audio equipment and video equipment, a loudspeaker using the loudspeaker, electronic equipment such as a stereo set and a television set, and a loudspeaker-mounted device such as an automobile.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a resin speaker diaphragm made by conventional injection molding.
  • the conventional speaker diaphragm 31 was obtained by using resin such as polypropylene and injection-molding resin pellets in a pre-set mold.
  • reinforcing materials such as mica were mixed to adjust the physical property values and the characteristics and sound quality of the speaker. Further, in order to further increase the degree of freedom in adjusting the physical properties, the sound quality is adjusted by mixing pulp material.
  • this speaker diaphragm uses a conventional paper manufacturing method or a resin injection molding or press manufacturing method, and therefore, a paper diaphragm or a resin diaphragm was the center.
  • the paper diaphragm has the advantage that the physical properties of the loudspeaker diaphragm can be set finely and the degree of freedom in adjusting the characteristics and sound quality of the loudspeaker is increased. It has the disadvantage of being inferior. In addition, the production has a disadvantage that it cannot be obtained unless a very large number of processes such as paper making are required.
  • the speaker diaphragm mixed with resin and pulp material increases the degree of freedom of sound quality adjustment, and can secure moisture resistance reliability.
  • the present invention provides a loudspeaker diaphragm that has a high degree of freedom in adjusting characteristics and sound quality as a loudspeaker, can ensure moisture resistance reliability and strength, and can also improve productivity.
  • the present invention has a configuration including a resin and a carbonized bamboo material.
  • the high rigidity of the carbonized bamboo material can be efficiently exhibited in the resin without significantly impairing the internal loss of the resin as compared with other inorganic fillers.
  • the degree of freedom in setting the physical properties of the speaker diaphragm is increased, and a speaker diaphragm with high productivity can be obtained by injection molding. Accordingly, the degree of freedom in adjusting the characteristics and sound quality as a speaker is great, moisture resistance reliability and strength can be ensured, and productivity can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the speaker diaphragm according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the speaker diaphragm in the same embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is an external view of an electronic device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the speaker mounting apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional speaker diaphragm.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a peaker diaphragm according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the speaker diaphragm in the present embodiment. 1 and 2, the speaker diaphragm 1 is formed by injection molding a material in which a resin 1A and a bamboo material 1B carbonized at a temperature of 500 ° C. or higher are mixed.
  • a crystalline or amorphous olefin resin for the resin 1A.
  • an olefin resin By using an olefin resin, moldability is improved.
  • a crystalline resin and an amorphous resin according to applications it is possible to satisfy the optimum physical property values as a resin material.
  • the bamboo material 1B carbonized at a temperature of 500 ° C. or higher increases hardness and develops pores as compared with the case of carbonizing at a temperature lower than 500 ° C., leading to improvement of internal loss.
  • natural and bright timbres can be reproduced, and dark and uniform timbre unique to resin can be suppressed.
  • the rigidity of the speaker diaphragm 1 is reduced.
  • the carbonized bamboo material 1B is used, the rigidity of the speaker diaphragm 1 can be improved simultaneously with the dyeing.
  • polypropylene is generally readily available and easy to injection mold.
  • the resin of the present invention is not limited to polypropylene, and engineering plastics or biodegradable plastics typified by polylactic acid may be used for environmental considerations.
  • the particle size of the carbonized bamboo material B is preferably 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. A more desirable particle size is 40 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the particle size of the carbonized bamboo material B by setting the particle size of the carbonized bamboo material B to 100 ⁇ m or less, poor dispersion can be suppressed, which leads to improvement in appearance quality and physical properties. However, if it exceeds 100 ⁇ m, poor dispersion occurs and the appearance is impaired practically.
  • the particle size of the carbonized bamboo material B is 30 ⁇ m or more, a reinforcing effect can be easily obtained, and the carbonized bamboo material B can be used efficiently.
  • it is smaller than 30 ⁇ m practical utilization efficiency of the carbonized bamboo material B is deteriorated.
  • the grain size of the bamboo material B is smaller than 30 ⁇ m or larger than 100 ⁇ m, there arises a problem that the productivity and the quality of the product are lowered.
  • the particle size that sufficiently satisfies both productivity and product quality is 40 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the mixing ratio of the carbonized bamboo material 1B is less than 5% by weight, the effect of the bamboo material 1B hardly appears.
  • the mixing ratio of the carbonized bamboo material 1B is more than 20% by weight, the speaker diaphragm becomes brittle and the productivity and formability are lowered due to the lowering of fluidity, thereby reducing the degree of freedom of shape setting.
  • the bamboo fiber 1C is preferably 0.2 mm or more and 3 mm or less. This bamboo fiber 1C is added as a filler material. By using this length of bamboo fiber 1C, when the resin 1A and the carbonized bamboo material 1B are combined, the effect of improving the strength is the most. It can be used efficiently, and productivity and quality can be improved.
  • the average fiber diameter of the bamboo fiber 1C refined to the microfibril state is 10 ⁇ m or less.
  • the fiber has higher elasticity when the aspect ratio (L / D), which is the ratio between the fiber length L and the fiber diameter D, is higher, and the bamboo fiber 1C that has been refined to the microfibril state has a higher aspect ratio. Rate can be realized. That is, when the fiber length L is 0.2 to 3 mm and the average fiber diameter is 0 to 10 ⁇ m, a high elastic modulus is always obtained.
  • bamboo fiber 1C partially refined to a microfibril state forms a structure in which fine bamboo fibers are intertwined.
  • the hardness of the carbonized bamboo material 1B can be utilized.
  • the high elastic modulus of the speaker diaphragm 1 can be obtained more effectively.
  • bamboo powder may be used for some or all of the bamboo material containing bamboo fiber 1C.
  • 50% by weight or more of bamboo fiber 1C can be easily mixed into the resin. That is, by using bamboo powder, more than a half quantity of natural fibers can be used, and the environmental burden when using a resin can be reduced.
  • a reinforcing material may be mixed.
  • a reinforcing material at least one of mica, talc, calcium carbonate, and clay can be used.
  • mica when mica is mixed in the reinforcing material, the elastic modulus can be increased.
  • talc, calcium carbonate, and clay when talc, calcium carbonate, and clay are mixed, internal loss can be increased.
  • the color of the speaker diaphragm 1 can be adjusted without reducing the elastic modulus of the speaker diaphragm 1.
  • a compatibilizing agent it becomes possible to increase the compatibility of the bamboo fiber with a nonpolar resin such as polypropylene, and to efficiently exhibit the characteristics of the bamboo fiber.
  • a hydrolyzable long-chain alkylsilane as the compatibilizer. This is because the long-chain alkyl group of the hydrolyzable long-chain alkylsilane is structurally similar to an olefin resin such as polypropylene, so that compatibility is improved. As a result, the compatibility with bamboo fiber is increased and the characteristics are improved.
  • the compatibilizing agent is not limited thereto, and so-called modified polypropylene modified with a silane coupling agent or maleic anhydride to have polarity may be used.
  • the physical property values of the speaker diaphragm 1 can be freely adjusted with high accuracy, and predetermined characteristics and sound quality are realized. It becomes possible. In order to realize the predetermined characteristics and sound quality, deep know-how regarding characteristics creation and sound creation is necessary, but in general, it is often performed by the following method.
  • the speaker characteristics and sound can be modified to some extent by changing the parameters of the components, and can be brought close to the predetermined characteristics and sound quality.
  • the parameters of the components other than the speaker diaphragm 1 among the speaker components are fixed.
  • the parameters that can be changed in the speaker diaphragm 1 are area, shape, weight, surface thickness, etc. other than the physical property values.
  • the area, shape, weight and surface thickness of the speaker diaphragm 1 are almost determined at the initial stage of speaker design. That is, the sound pressure frequency characteristic and sound quality of the speaker are roughly determined by conditions other than the physical property values of the speaker diaphragm 1. In this case, unnecessary peaks and dips occur in the sound pressure frequency characteristics, and distortion often occurs greatly in a specific frequency band. As for the sound quality, the timbre greatly depends on the sound pressure frequency characteristic. These causes are caused by the area, shape, weight, and surface thickness of the speaker diaphragm 1, and in particular, are often due to the vibration mode of the speaker diaphragm 1. When selecting a diaphragm material in order to improve such unnecessary peaks, dips and distortions and obtain good sound quality, the following procedure can be followed.
  • a material that can satisfy the sound pressure frequency characteristics, sound quality, and reliability grade required for the speaker is made of resin 1A, carbonized bamboo material 1B, and bamboo that is at least partially refined to a microfibril state.
  • the fiber 1C and other mixed materials are selected.
  • the resin 1A serving as the base is selected with particular emphasis on reliability such as its heat-resistant grade, and a material whose specific tone color of each resin 1A is close to a predetermined tone color is selected.
  • the selected material is kneaded to prepare a master batch pellet highly filled with bamboo material 1B and bamboo fiber 1C carbonized for injection molding.
  • the diaphragm 1 for speakers is obtained by injection molding using this master batch pellet.
  • the physical properties of the speaker diaphragm 1 thus obtained are measured and evaluated.
  • a speaker is prototyped using the speaker diaphragm 1, the characteristics and sound quality are actually measured, and further audition is performed for final evaluation. If the predetermined characteristics and sound quality cannot be obtained by the evaluation, this prototype process is repeated many times. And in that, we will improve the selection of materials and their blending ratio, and gradually bring them closer to the target characteristics and sound quality.
  • the speaker diaphragm 1 satisfying predetermined characteristics and sound quality can be finished.
  • the speaker diaphragm 1 that is very close to the predetermined characteristics and sound quality can be finished.
  • polypropylene is generally easily available and injection molding is easy, but the present invention is not limited to this resin material, and can be freely used according to the desired characteristic value.
  • the present invention is not limited to this resin material, and can be freely used according to the desired characteristic value.
  • biodegradable plastics especially polylactic acid
  • Polylactic acid has relatively better compatibility with bamboo fibers than polypropylene, and the compatibility is further improved by using tannin or the like as a compatibilizing agent.
  • the speaker diaphragm is configured by mixing resin and carbonized bamboo material.
  • the bamboo material by carbonizing the bamboo material, it is possible to utilize the high elastic modulus and further harden it. Therefore, the rigidity of the speaker diaphragm 1 can be increased, and the sound quality can be improved.
  • the degree of freedom in setting the physical properties of the speaker diaphragm 1 is increased while maintaining the high internal loss, moisture resistance, and water resistance reliability, which are characteristics of the resin diaphragm.
  • the speaker diaphragm 1 with improved productivity and dimensional stability can be obtained by obtaining the speaker diaphragm 1 by injection molding.
  • these resins, as well as reinforcing materials that are mixed materials are selected from a wide range of materials, and by appropriately setting the blending ratio, it is possible to achieve highly accurate characteristics and sound quality that were previously impossible. Can be adjusted.
  • the quality of the product such as color can also be made into a high-quality black-colored design that the carbonized bamboo material has. Therefore, the speaker diaphragm 1 having an excellent appearance can be obtained.
  • the carbon black pigment is added, the rigidity of the speaker diaphragm 1 is lowered.
  • the rigidity of the speaker diaphragm 1 can be improved simultaneously with the coloring. .
  • the variation by the combination can be set infinitely, and the desired requirements can be satisfied in the characteristic creation, sound creation and design.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the speaker of the present embodiment constitutes an internal magnet type magnetic circuit 5 by sandwiching a magnetized magnet 2 between an upper plate 3 and a yoke 4.
  • a frame 7 is coupled to the yoke 4 of the magnetic circuit 5.
  • the outer periphery of the speaker diaphragm 1 described in the first embodiment is bonded to the peripheral portion of the frame 7 via an edge 9.
  • One end of the voice coil 8 is coupled to the center portion of the speaker diaphragm 1 and the other end is coupled so as to fit into the magnetic gap 6 of the magnetic circuit 5.
  • the speaker having the inner magnet type magnetic circuit 5 has been described, but the present invention is not limited to this, and may be applied to a speaker having an outer magnet type magnetic circuit.
  • the degree of freedom in adjusting characteristics and sound quality is great, moisture resistance reliability and strength can be ensured, and a speaker with excellent appearance and high productivity can be realized.
  • FIG. 4 is an external view of an audio minicomponent system as an electronic apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the speaker 10 is incorporated in the enclosure 11 to constitute a speaker system 21.
  • the amplifier 12 has an amplification circuit for an electric signal input to the speaker system 21.
  • An operation unit 13 such as a player outputs a source input to the amplifier 12.
  • the audio mini-component system 14 that is an electronic device includes the amplifier 12, the operation unit 13, and the speaker system 21.
  • the amplifier 12, the operation unit 13, and the enclosure 11 are main body units of the mini component system 14. That is, the speaker 10 is attached to the main body of the mini component system 14.
  • the speaker 10 is mounted with the speaker diaphragm described in the first embodiment. Therefore, the speaker described in Embodiment 2 can be used as the speaker 10.
  • the voice coil of the speaker 10 is supplied with power from the amplifier 12 of the main body and emits sound from the speaker diaphragm.
  • the mini component system 14 having the above-described configuration can create characteristics and sounds with high accuracy that could not be realized in the past, and can be innovatively designed.
  • the audio minicomponent system 14 has been described as an application of the speaker 10 to an electronic device, the present invention is not limited to this. It can also be applied to portable portable audio equipment. Furthermore, it can be widely applied and deployed in video equipment such as liquid crystal televisions and plasma display televisions, information communication equipment such as mobile phones, and electronic equipment such as computer-related equipment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an automobile 15 that is a speaker mounting apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the automobile 15 of this embodiment includes an automobile body 16.
  • the speaker 10 is incorporated in the rear tray or front panel of the automobile body 16 and used as a part of car navigation or car audio.
  • the speaker 10 is mounted with the speaker diaphragm described in the first embodiment. Therefore, the speaker described in Embodiment 2 can be used as the speaker 10.
  • voice guidance by car navigation, music by car audio, and the like can be obtained from the speaker 10 in the vehicle.
  • the present embodiment as described in the first embodiment, it is possible to create highly accurate characteristics and sound making use of the characteristics of the speaker 10, and to obtain a novel black-colored design. Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in acoustic design of a speaker mounting device such as an automobile on which the speaker 10 is mounted.
  • the present invention can be applied to speaker diaphragms, speakers, audiovisual equipment, information communication equipment and other electronic devices such as automobiles, and speaker mounting devices that require highly accurate characteristics, sound creation, and novel design.

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Abstract

樹脂（１Ａ）と、炭化させた竹材料（１Ｂ）とを含むスピーカ用振動板であって、物性値設定の自由度が大きく、耐湿信頼性や強度が確保でき、外観に優れ、生産性や寸法安定性も向上できるので、精度の高い特性づくり、音づくりを図れ、斬新なデザインをすることができる。

Description

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スピーカ搭載装置
　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およびこれを用いたスピーカならびにステレオセットやテレビセット等の電子機器および自動車等のスピーカ搭載装置に関するものである。
　従来のスピーカ用振動板は、例えば、特許文献１および特許文献２で知られている。従来のスピーカ用振動板を、図６を用いて説明する。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、従来のスピーカ用振動板３１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、スピーカ用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、スピーカとしての特性や音質の調整を実施していた。また、さらに物性調整の自由度を大きくするためにパルプ材料を混入して音質調整を実施していた。
　また、最近の音響機器や映像機器、さらにはこれらの電子機器を搭載した自動車等のスピーカ搭載装置に関しては、デジタル技術の著しい進歩により、従来と比較して、飛躍的に性能向上が図られてきた。
　その音質については、低歪化、広帯域化、高ダイナミックレンジ化と、さらにリアルさを増し、映像についても高精細化やプラズマディスプレイ等の大型モジュールの出現と普及により、目覚ましい性能向上が図られてきた。
　よって、上記電子機器の性能向上により、これら電子機器に使用されるスピーカについても、その性能向上が市場より強く要請されている。
　したがって、その性能向上が市場より強く要請されているスピーカについては、スピーカの構成部品の中で、その音質を決定する大きなウエイトを占めるスピーカ用振動板の高性能化対応が必要不可欠である。ところが、このスピーカ用振動板は、昔ながらの抄紙による製法や、樹脂の射出成形やプレスによる製法を用いており、よって、紙振動板か樹脂振動板が中心であった。
　このため、これらのスピーカ用振動板は、そのそれぞれの特徴を活かしながら、その用途に合った使い分けをしてきたが、それぞれ欠点を有しており、上記の市場要求に適うものではなかった。
　すなわち、紙振動板では、スピーカ用振動板の物性値を細かく設定でき、スピーカとしての特性、音質の調整の自由度が大きくなる利点はあるが、紙特有の欠点である耐湿信頼性や強度に劣るという欠点を有している。また、その生産については、抄紙という非常に多くの工程を必要としなければ得られないという欠点を有している。
　一方、樹脂振動板では、耐湿信頼性や強度が確保でき、外観も優れたものとでき、生産性も向上できる。しかし、樹脂の宿命である樹脂特有の画一的な物性値しか確保できないため、スピーカとしての特性、音質の調整範囲が非常に狭くなるという欠点を有している。
　また、樹脂とパルプ材料を混入したスピーカ用振動板では、音質調整の自由度が大きくなり、耐湿信頼性も確保できる。しかし、さらに、物性を向上させ、音質向上させるためには、スピーカ用振動板の強度を大きくする必要があった。
実開平３－５６２８７号明細書 特開２００３－２０４５８８号公報
　本発明は、スピーカとしての特性、音質の調整の自由度が大きく、耐湿信頼性や強度が確保でき、さらに生産性も向上できるスピーカ用振動板を提供するものである。
　本発明は、樹脂と炭化させた竹材料とを有する構成である。この構成により、他の無機フィラーと比較して樹脂の内部損失を大きく損なうこと無く、また炭化させた竹材料の持つ高い剛性を樹脂内で効率的に発揮することができる。また、樹脂の耐湿、耐水性を保持することで、スピーカ用振動板の物性設定の自由度が大きくなり、射出成形により生産性の高いスピーカ用振動板を得ることができる。したがって、スピーカとしての特性、音質の調整の自由度が大きく、耐湿信頼性や強度が確保でき、さらに生産性も向上できる。
図１は、本発明の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の断面図である。 図２は、同実施の形態におけるスピーカ用振動板の平面図である。 図３は、本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図である。 図４は、本発明の実施の形態３における電子機器の外観図である。 図５は、本発明の実施の形態４におけるスピーカ搭載装置の断面図である。 図６は、従来のスピーカ用振動板の断面図である。
符号の説明
　１　　スピーカ用振動板
　１Ａ　　樹脂
　１Ｂ　　炭化させた竹材料
　１Ｃ　　竹繊維
　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　　フレーム
　８　　ボイスコイル
　９　　エッジ
　１０　　スピーカ
　１１　　エンクロジャー
　１２　　アンプ
　１３　　プレーヤ
　１４　　ミニコンポシステム
　１５　　自動車
　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）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるピーカ用振動板の断面図である。図２は、本実施の形態におけるスピーカ用振動板の平面図である。図１および図２において、スピーカ用振動板１は、樹脂１Ａと５００℃以上の温度で炭化させた竹材料１Ｂとを混入した材料を射出成形して構成している。
　樹脂１Ａには、結晶性または非晶性のオレフィン樹脂を使用することが好ましい。オレフィン樹脂を使用することにより、成形性が良好になる。また、結晶性の樹脂と非晶性の樹脂を用途に応じて使い分けすることで、樹脂材料としての最適な物性値を満足させることが可能となる。
　なお、５００℃以上の温度で炭化させた竹材料１Ｂは、５００℃より低い温度で炭化させた場合と比較して、硬度が増し、細孔が発達し、内部損失の向上につながる。これにより、自然で明るい音色を再生することができ、樹脂特有の暗くて画一的な音色を抑えることができる。また、竹繊維１Ｃを混入し、しかもこの竹繊維は少なくとも部分的にミクロフィブリル状態まで微細化された材料と複合化することで音質の調整及び向上が可能である。カーボンブラック等で染色した場合、スピーカ用振動板１の剛性の低下を招く。しかし、炭化させた竹材料１Ｂを用いると、染色と同時に、スピーカ用振動板１の剛性を向上させることも可能となる。
　以下では、樹脂１Ａにポリプロピレンを使用した例について説明する。ポリプロピレンは一般的に入手しやすく、射出成形が容易である。しかし、本発明の樹脂は、ポリプロピレンに限定されることなく、エンジニアリングプラスチックや環境配慮のためにポリ乳酸に代表される生分解性プラスチックを使用しても良い。
　炭化させた竹材料Ｂの粒径は３０μｍ以上で、かつ１００μｍ以下のものが望ましい。更に望ましい粒径は、４０μｍ以上で、かつ７０μｍ以下のものである。
　すなわち、炭化させた竹材料Ｂの粒径を１００μｍ以下とすることにより、分散不良を抑制することができるので、概観品位、物性の向上につながる。しかし、１００μｍを超えると、分散不良を生じ、実用上外観を損ねる。一方、炭化させた竹材料Ｂの粒径を３０μｍ以上とすることにより、補強効果が得やすくなり、炭化させた竹材料Ｂを効率良く利用できる。しかし、３０μｍよりも小さいと、炭化させた竹材料Ｂの実用上の利用効率が悪くなる。このように、竹材料Ｂの粒径が３０μｍよりも小さかったり、１００μｍよりも大きかったりすると、生産性と製品の品位が低下する問題が生じる。
　また、３０μｍ以上で４０μｍよりも小さい場合は、実用上問題ないが、炭化させた竹材料１Ｂの効果を効率良く利用できにくくなる。一方、１００μｍ以下で７０μｍより大きな場合は、実用上問題ないが、分散不良が生じやすくなり外観を損ねる傾向が生じる。したがって、生産性と製品の品位との両者を十分満足させる粒径は、４０μｍ以上で７０μｍ以下である。
　炭化させた竹材料１Ｂの混入比率が５重量％に満たない場合、竹材料１Ｂの効果がほとんど現れない。一方、炭化させた竹材料１Ｂの混入比率が２０重量％より多い場合、スピーカ用振動板の脆化、流動性の低下による生産性及び成形性の低下を招き形状設定の自由度が小さくなる。
　また、竹繊維１Ｃは、０．２ｍｍ以上で、かつ３ｍｍ以下であることが好ましい。この竹繊維１Ｃは、フィラー材として添加するものであり、この長さの竹繊維１Ｃを用いることにより、樹脂１Ａと炭化させた竹材料１Ｂとを複合化した際に、強度向上の効果が最も効率良く発揮され、かつ生産性と品質が向上する。
　また、ミクロフィブリル状態まで微細化された竹繊維１Ｃ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化した竹繊維１Ｃはアスペクト比が大きいため高弾性率を実現できる。すなわち、繊維長Ｌが０．２～３ｍｍに対して平均繊維径が０～１０μｍであれば常に高弾性率が得られる。
　その上、部分的にミクロフィブリル状態まで微細化した竹繊維１Ｃが存在することで、微細な竹繊維同士が絡み合う構造を形成する。これによって、炭化させた竹材料１Ｂの硬さを活かすことができる。その結果、より効果的にスピーカ用振動板１の高弾性率が得られる。
　また、より自然で明るい音色にしたい場合は、竹繊維１Ｃを含む竹材料の一部またはすべてに竹粉を使用してもよい。竹粉を使用することで、樹脂に５０重量％以上の竹繊維１Ｃを容易に混入することができる。すなわち、竹粉を使用することにより、過半数量以上の天然繊維を用いることができ、樹脂を使用する際の環境負荷を低減することができる。
　さらに、スピーカ用振動板１の強化や、音に多少のアクセントを付けたり、音圧周波数特性にピークを持たせて音質調整したい場合には、強化材を混入してもよい。このような強化材として、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、クレイのうち、少なくともいずれかを用いることができる。例えば、強化材にマイカを混入すると弾性率を高くすることができる。また、タルク、炭酸カルシウム、クレイを混入すると内部損失を上げることができる。
　また、炭化させた竹材料１Ｂを使用することで、スピーカ用振動板１の弾性率を低下させることなくスピーカ用振動板１の色彩を調整することができる。
　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繊維の相溶性を増大させ、竹繊維の特徴を効率的に発揮させることが可能となる。特に、相溶化剤には加水分解性長鎖アルキルシランを用いることが望ましい。これは、加水分解性長鎖アルキルシランの長鎖アルキル基が構造上、ポリプロピレンなどのオレフィン樹脂に類似しているため、相溶性が良くなる。その結果、竹繊維との相溶性も増し、特性が向上するからである。また、相溶化剤はこれに限定されることなく、その他シランカップリング剤や無水マレイン酸などで変性し、極性を持たせた、いわゆる変性ポリプロピレンを用いてもよい。
　なお、竹繊維、強化材、相溶化剤の材料をそれぞれ組合せることで、スピーカ用振動板１の物性値を自由に、しかも高精度に調整することができ、所定の特性と音質を実現することが可能となる。この所定の特性と音質の実現については、特性づくり、音づくりに関しての深いノウハウが必要であるが、一般に以下に示す方法により実施されることが多い。
　すなわち、スピーカの特性づくり、音づくりに関しては、その構成部品のパラメータを変化させることである程度の変更が可能であり、所定の特性と音質に近付けることができる。例えば、スピーカの構成部品のうち、スピーカ用振動板１を除く他の部品のパラメータを一定に固定した場合を想定する。スピーカ用振動板１での可変可能なパラメータは、その物性値以外では、面積や形状、重量、面厚等である。
　しかしながら、スピーカ用振動板１の面積や形状、重量、面厚は、スピーカ設計上の初期段階でほぼ決まってしまう。すなわち、スピーカ用振動板１の物性値以外の条件により、スピーカの音圧周波数特性と音質とが概略決定される。この場合、その音圧周波数特性上に不要なピークやディップが発生し、歪も特定の周波数帯域で大きく発生することが多い。また、音質については、その音圧周波数特性に大きく左右された音色となる。これらの原因はスピーカ用振動板１の面積や形状、重量、面厚に起因しており、特にスピーカ用振動板１の振動モードによる場合が多い。このような不要なピークやディップ、歪を改善し良好な音質を得るために振動板材料を選択する場合、以下のような手順で進めることができる。
　まず、そのスピーカに要求されている音圧周波数特性や音質、信頼性グレードを満足できると思われる材料を、樹脂１Ａ、炭化させた竹材料１Ｂ、少なくとも部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維１Ｃ、さらにはその他の混入材料を選定する。この場合、ベースとなる樹脂１Ａに関しては、特にその耐熱グレード等信頼性に傾注して選定し、またそれぞれの樹脂１Ａの固有の音色が所定の音色に近い材料を選定する。
　次に、削除したい音圧周波数特性上の不要なピークやディップについて各材料を選定する。ディップ対策の場合はその周波数に共振を有している樹脂材料を選定し、逆にピーク対策の場合はその周波数に内部損失を有している材料を選定する。この材料選定については樹脂１Ａ、炭化させた竹材料１Ｂ、竹繊維１Ｃ、その他の混入材料について、その材料特有の密度、弾性率、内部損失、音色、スピーカ用振動板１の形状に成形したときの共振周波数等を考慮しながら選定する。
　次に、選定された材料を混練して、射出成形用に炭化させた竹材料１Ｂ及び竹繊維１Ｃを高充填したマスターバッチペレットを作製する。次に、このマスターバッチペレットを使用して、射出成形によりスピーカ用振動板１を得る。
　次に、このようにして得られたスピーカ用振動板１の物性値等を計測し、評価する。またスピーカ用振動板１を使用してスピーカを試作し、実際に特性、音質を計測し、さらに試聴して最終的に評価する。評価により所定の特性と音質が得られない場合は、何度もこの試作プロセスを繰返す。そしてその中で、材料選定とそれらの配合比率について改善を加え、順次目標とする特性と音質に近づけていく。
　以上のようなプロセスを繰返すことにより、所定の特性と音質とを満足できるスピーカ用振動板１を仕上げることができる。あるいは、所定の特性と音質に非常に近いスピーカ用振動板１を仕上げることができる。
　ところで、ポリプロピレンは一般的に入手しやすく、射出成形も容易であるが、本発明はこの樹脂材料に限定されることなく、その所望の特性値に応じて自由に使い分けすることが可能である。例えば、高い耐熱性や、高い耐溶剤性が必要な場合は、その用途に合致したエンジニアリングプラスチックを使用することも可能である。
　また、環境配慮のために生分解性プラスチック、特にポリ乳酸を使用することも可能である。ポリ乳酸はポリプロピレンよりも竹繊維との相溶性が比較的良く、さらにタンニンなどを相溶化剤に用いることで、相溶性がさらに向上する。
　以上説明してきたように、本実施の形態では、樹脂と炭化させた竹材料とを混入してスピーカ用振動板を構成している。この構成により、竹材料を炭化させることで、高弾性率を活かし、更に硬質化させることができる。したがって、スピーカ用振動板１の高剛性化につながり、音質を向上させることができる。
　さらに、樹脂振動板の特徴でもある、高内部損失、耐湿、耐水信頼性を保持したまま、スピーカ用振動板１の物性設定の自由度が大きくなる。
　また、上記スピーカ用振動板１を射出成形により得ることで生産性や寸法安定性が向上したスピーカ用振動板１を得ることができる。
　また、これらの樹脂、さらには、混入材である強化材料を多岐にわたる材料の中から、選定し適切に配合比率を設定していくことで、従来では不可能であった精度の高い特性や音質の調整が可能となる。
　さらに、色彩等の製品の品位も、炭化させた竹材料が持つ高品位な黒系色デザインが可能となる。そのため、外観に優れたスピーカ用振動板１を得ることができる。加えて、カーボンブラック系の顔料を添加するとスピーカ用振動板１の剛性は低下するが、炭化させた竹材料の場合は、着色と同時にスピーカ用振動板１の剛性を向上させることも可能になる。そして、その組合せによるバリエーションについても無限に設定できる可能性があり、特性づくり、音づくり、デザイン上において、所望の要求を満足させることができる。
　（実施の形態２）
　図３は、本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図である。図３に示すように、本実施の形態のスピーカは、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。磁気回路５のヨーク４にフレーム７を結合している。このフレーム７の周縁部に、実施の形態１で説明したスピーカ用振動板１の外周を、エッジ９を介して接着している。スピーカ用振動板１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いる。
　本実施の形態では、ボイスコイル８に音信号の電流を入力することにより、ボイスコイル８にモーメントが働き、スピーカ用振動板１を振動させて音を発生させる。
　本実施の形態では、内磁型の磁気回路５を有するスピーカについて説明したが、本発明はこれに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカに適用しても良い。
　この構成により、実施の形態１において説明したように、特性、音質の調整の自由度が大きく、耐湿信頼性や強度が確保でき、外観の優れた、生産性の高いスピーカを実現することができる。
　（実施の形態３）
　図４は、本発明の実施の形態３における電子機器としてのオーディオ用のミニコンポシステムの外観図である。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２１を構成している。アンプ１２はスピーカシステム２１に入力する電気信号の増幅回路を有する。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２１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。スピーカ１０には、実施の形態１で説明したスピーカ用振動板が装着されている。したがって、スピーカ１０として実施の形態２で説明したスピーカを用いることができる。スピーカ１０のボイスコイルは、本体部のアンプ１２から給電されてスピーカ用振動板から音を発する。
　以上の構成からなるミニコンポシステム１４では、実施の形態１で説明したように、従来では実現できなかった精度の高い特性づくり、音づくりが可能で、斬新なデザインが可能である。
　なお、スピーカ１０の電子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、本発明は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）
　図５は、本発明の実施の形態４におけるスピーカ搭載装置である自動車１５の断面図である。図５に示すように、本実施の形態の自動車１５は自動車本体１６を備えている。自動車本体１６のリアトレイやフロントパネルにスピーカ１０を組込んで、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いる。スピーカ１０には、実施の形態１で説明したスピーカ用振動板が装着されている。したがって、スピーカ１０として実施の形態２で説明したスピーカを用いることができる。本実施の形態によれば、車内において、カーナビゲーションによる音声案内やカーオーディオによる音楽などをスピーカ１０から得ることができる。
　したがって、本実施の形態によれば、実施の形態１で説明したように、スピーカ１０の特徴を活かした精度の高い特性づくり、音づくりを図り、黒系色の斬新なデザインが得られる。したがって、このスピーカ１０を搭載した自動車等のスピーカ搭載装置の音響設計自由度を向上させることができる。
　本発明は、精度の高い特性づくり、音づくり、斬新なデザインが必要なスピーカ用振動板、スピーカ、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スピーカ搭載装置に適用できる。

Claims (18)

  1. 樹脂と、炭化させた竹材料とを含むスピーカ用振動板。
  2. 竹繊維をさらに含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
  3. 前記竹繊維は、ミクロフィブリル状態にした前記竹繊維をさらに含む請求項２記載のスピーカ用振動板。
  4. 射出成形により形成された請求項１記載のスピーカ用振動板。
  5. 前記樹脂は、結晶性または非晶性のオレフィン樹脂である請求項１記載のスピーカ用振動板。
  6. 前記樹脂は、ポリプロピレンである請求項１記載のスピーカ用振動板。
  7. 前記炭化させた竹材料の粒径は、３０μｍ以上、１００μｍ以下の範囲内にある請求項１記載のスピーカ用振動板。
  8. 前記炭化させた竹材料は、５００℃または５００℃より高い温度で炭化させた請求項１記載のスピーカ用振動板。
  9. 前記炭化させた竹材料の混入比率は、５重量％以上、２０重量％以下の範囲内にある請求項１記載のスピーカ用振動板。
  10. 前記竹繊維の繊維長は、０．２ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範囲内にある請求項２記載のスピーカ用振動板。
  11. 前記ミクロフィブリル状態にした竹繊維の平均繊維径は、１０μｍまたは１０μｍより小さい請求項３記載のスピーカ用振動板。
  12. 前記竹材料は竹粉である請求項１記載のスピーカ用振動板。
  13. 強化材をさらに含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
  14. 前記強化材は、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、クレイ、のうちの少なくともいずれかで構成された請求項１３記載のスピーカ用振動板。
  15. 相溶化剤をさらに含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
  16. 磁気ギャップを有する磁気回路に結合されたフレームと、
    前記フレームの外周部に結合された請求項１～１５のいずれか１項に記載のスピーカ用振動板と、
    前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、一部が前記磁気回路の前記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。
  17. 磁気ギャップを有する磁気回路に結合されたフレームと、
    前記フレームの外周部に結合された請求項１～１５のいずれか１項に記載のスピーカ用振動板と、
    前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、一部が前記磁気回路の前記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と、
    前記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。
  18. 磁気ギャップを有する磁気回路に結合されたフレームと、
    前記フレームの外周部に結合された請求項１～１５のいずれか１項に記載のスピーカ用振動板と、
    前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、一部が前記磁気回路の前記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体に備えたスピーカ搭載装置。
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