JP2008160641A - 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装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は音響機器に使用されるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および装置に関するものであり、音質の向上や明瞭度の向上が課題であった。
【解決手段】本発明は、竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、叩解された繊維と、この叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維のうち、叩解された繊維よりも、叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙したスピーカ用振動板により、振動板としての剛性を向上させ、この振動板を用いたスピーカの音質の向上や明瞭度を向上させることができる構成としたものである。
【選択図】図１

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振動板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自動車等の装置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、飛躍的に向上した。

これらの業界でのスピーカに対するトレンドは高音質化、軽量化、環境調和型である。

高音質化では、ユーザニーズである音質的要求を実現させるため、その音質を決定するウエイトの高いスピーカの構成部品である振動板の開発が急務である。

この振動板の開発は、より精度高く音質を制御できる利点があるという理由から、抄紙振動板を中心に進められている。

これら抄紙振動板に用いられる材料であるパルプは、従来より針葉樹から叩解工程を経て得られたクラフトパルプが使用されており、針葉樹不足に拍車をかける状態である。

よって、今後は地球環境に優しい材料の使用が必要不可欠となってきている。

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２０００−３２４５９１号公報

針葉樹から得られたクラフトパルプを使用した紙振動板を中心とする抄紙振動板は、金属材料や樹脂材料から構成される振動板と比較すると、一般的にその材料上、剛性が低くなるという傾向を有するものであった。

このため、従来の紙振動板は材料的な剛性向上が困難であり、この振動板を使用したスピーカは、高音質化の１つである高明瞭度再生化や、大出力化、高信頼性化に不利であるという課題を有するものであった。

本発明は前記課題を解決し、振動板の材料剛性を向上させ、低音域での締りのある重低音、高音域特有の振動板剛性不足に起因する共振を低減したクリアな音質を提供するだけでなく、大出力化、高信頼性化をも可能とするスピーカ用振動板を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、少なくとも竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、叩解された繊維と、この叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維のうち、叩解された繊維よりも、叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙してスピーカ用振動板を構成したものである。

ここで竹繊維を用いる理由としては、竹繊維は他の材料に比べて、叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくすることが容易であり、生産性を向上できるためである。

この構成とすることにより、竹齢１年以上経過、成長して剛性や強靭性を有する竹から得られた竹繊維を、その叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくして繊維の絡みを強化させて抄紙することで、他の材料との絡み合いを良好化して、スピーカ用振動板として十分な剛性や強靭性を与えることができる。

このスピーカ用振動板によって、振動板の材料剛性を向上させることができる。

以上のように本発明は、竹齢１年以上経過、成長した竹から得られた竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、叩解された繊維と、この叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維のうち、叩解された繊維よりも、叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙してスピーカ用振動板を構成したものであり、振動板の剛性や強靭性、ヤング率を向上させ、低音域での締りのある重低音、高音域特有の振動板剛性不足に起因する共振を低減したクリアな音質を提供するだけでなく、大出力化、高信頼性化をも可能とするスピーカ用振動板を実現することができる。

さらに、本発明は安価で地球環境に優しいスピーカ用の抄紙振動板を提供することができる。

現在、スピーカ用の抄紙振動板として用いられる材料は、針葉樹が中心であり、世界の針葉樹不足に拍車をかける状態である。

一方、竹については、その旺盛な繁殖力と、迅速な成長性から、種類、量ともに世界中に非常に多く存在し、特定地域においては竹林が拡大したあげく竹害が叫ばれる状況である。

竹は、針葉樹に比べてその成長が非常に速く、筍のレベルである竹齢がおおむね１年以内であるものは剛性に乏しく、強靭性も備わっていないが、１年以上経過すれば、剛性、強靭性を備えた安定した物性を有するようになる。

それ故に、針葉樹と比較すると成長速度が桁違いに速く、誕生するとすぐに食用等に利用できるという利点を有する。

さらに、伐採してもすぐにもとの竹林が再生されるという利点も備えており、針葉樹林伐採のように地球環境に悪影響を与える状況には至らない。

むしろ増え過ぎた竹林を伐採して竹害をなくすことが、地球環境にとって望ましい状況になる。

これらの竹は、古くからその用途開発が進められてはきているが、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものは、その柔らかさや加工の容易性から食用等や材料面で多方面に利用されることが多かった。

しかしながら、竹齢１年以上経過した剛性の高い成長した竹については、その剛性による加工の困難性から、一部の建築用材料や竹細工等にしかその利用方法が見出せず、需要の低迷とともにその用途開発が急がれるものであった。

スピーカ用の抄紙振動板への応用については、竹繊維の解繊の容易性から、竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものについて取組まれ、ある程度の効果を上げてはいるものの、スピーカ用の抄紙振動板の中心になるまでには至らなかった。

この理由としては、本来の竹繊維の特長を発揮させるには、柔らかく加工が容易な竹齢１年以内の筍や幼稈レベルのものを使用するよりも、竹齢１年以上経過し、剛性や強靭性を有する成長した竹繊維を使用するのが効果的であるが、成長した竹の繊維を上手く解繊することが技術的に困難であったために、本来の竹繊維の特長を活かしきる振動板が生産できず、トレンドとする音質的要求を満足させることができなかったためである。

ところが、昨今の針葉樹不足による砂漠化等の地球環境問題から、針葉樹に替わる繊維の開発が課題となっていた。

また、抄紙技術についても、新しい材料の叩解技術が開発され、従来では困難とされていた材料でもその特長を活かした振動板に抄紙形成することができるようになってきた。

以上の背景から、竹齢１年以上経過、成長した竹繊維を主体とした本発明の実施の形態について、以下図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の請求項１に記載の発明について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態のスピーカ用振動板の断面図を示したものである。

図１に示すように、２７は竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、叩解された繊維と、この叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維のうち、叩解された繊維よりも、叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙してスピーカ用振動板を構成したものである。

ここで、ミクロフィブリル化は、平均繊維径を５μｍより小さくして、さらにＬ／Ｄ（平均繊維長／平均繊維径）が１０以上であることが好ましい。

ミクロフィブリル化の平均繊維径は、より小さいことが好ましく、小さくすることで、繊維の絡み合いを良好化させることが可能となる。

また、Ｌ／Ｄ（平均繊維長／平均繊維径）に関しても、より大きいことが好ましく、大きくすることで、繊維の絡み合いを良好化させることが可能となる。

そして、叩解に要する時間は長く必要となるが、叩解度を平均繊維径が１μｍ以下としたり、さらには５００ｎｍ以下とすることで、より大きな効果を発揮させることが可能となる。

平均繊維径が、５μｍより大きい場合は、スピーカ用振動板に竹繊維としての特長を出すことは可能であるが、繊維の絡み合いを強化させるという力は不足する傾向にある。

竹齢１年以上経過、成長した竹繊維は、剛性や強靭性を有し、紙パルプとの相性がよく振動板の剛性や強靭性、ヤング率の向上を図ることができる。

この竹繊維を、ミクロフィブリル状態まで小さく叩解して抄紙した構成としているため、紙パルプとの絡み合いをさらに良好化し、振動板に十分な剛性と強靭性を与え、ヤング率を向上させることができる。

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ネ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し、さらに３年以上の経過であればそれ以上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、前述のように、竹齢が大きい方がより好ましい。

そして、音質的な特長として、高音域での振動板剛性不足に起因する共振を低減することができ、高音域においてクリアな音質を得ることができる。特に振動板形状が円形ではなく楕円形状や矩形形状のスピーカにおいては、前記共振の影響が顕著に表れるので、楕円形状や矩形形状のスピーカにおいて非常に効果的である。

一方、低音域においても、締りの良い重低音を再生することができる。

全体としては、明瞭度の高い、輪郭のはっきりした音像定位の良好な優れた音質とすることができる。

さらに、別の効果として、紙パルプ単体から構成された振動板と比較すると、振動板の強靭性が向上し、品質面や信頼性面においても優れた振動板とすることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカの高耐入力化や、自動車用スピーカとして重要な耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカの高音質化を図り、大出力化、高信頼性化を図ることができる。

さらに、本発明は安価で地球環境に優しいスピーカ用の抄紙振動板を提供することができる。

また、このスピーカ用振動板は、叩解度を大きくした竹繊維材料と混抄することで、さらに竹繊維本来の特長を発揮させることができる。

ここで、叩解度を大きくした竹繊維材料は、平均繊維径が５μｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましい。

さらに、この平均繊維径が５μｍ以上３０μｍ以下の竹繊維を４０ｗｔ％以上含むように構成することで、竹繊維本来の性能を顕著に発揮させることができる。

ここで、平均繊維径が５μｍより小さくなると、前述のミクロフィブリル状態となり、コスト的に非常に高いものとなる。

また、３０μｍより大きくなると、竹繊維本来の特長が発揮されにくくなる。

同様に、竹繊維の含有比率を４０ｗｔ％より少なくすると、竹繊維本来の特長が発揮されにくくなる。

さらに、竹繊維以外の材料を含んでいても、竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくした材料と混抄することで、結合力が強化され竹繊維の特長を発揮させることができる。

もちろん、従来の抄紙振動板の主体材料であった針葉樹と混抄しても良く、結合力が強化され竹繊維の特長を発揮させることができる。

竹繊維以外の材料を含む場合は、竹繊維を４０ｗｔ％以上含むように構成することで、竹繊維本来の性能を顕著に発揮させることができる。

そして、平均繊維径が５μｍより小さいミクロフィブリル化した竹繊維については、０．５ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の含有量とすることで、他の材料との絡み合いを良好化し、材料どうしの結合力を高め竹繊維を含有した振動板の物性値をより良い状態にすることができる。

ここで、平均繊維径が５μｍより小さいミクロフィブリル化した竹繊維を、０．５ｗｔ％より少なくすると、本来の結合力が発揮されず、一方２０ｗｔ％より多くすると、コスト的に非常に高いものとなる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の請求項２に記載の発明について説明する。

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２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を構成している。

この磁気回路２４のヨーク２３にフレーム２６を結合している。このフレーム２６の周縁部に、請求項１に記載の振動板２７の外周をエッジ２９を介して接着している。そして、この振動板２７の中心部にボイスコイル２８の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５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２４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。

さらに、振動板２７とエッジ２９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も可能である。

この構成により、実施の形態１において説明したように、十分な剛性と強靭性を有する振動板を用いてスピーカを構成することで、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。

そして、低音域においても、締りの良い重低音を再生することができる。

全体としては、明瞭度の高い、輪郭のはっきりした音像定位の良好な優れた音質とすることができる。

さらに、歪感も低減したような音色を実現することができる。

以上のように、従来から抄紙振動板としての主体であった針葉樹からなる材料同様、本発明による竹繊維を含んだ振動板は、天然材料であり、この天然素材の持つ耳当りが良好で、素性の良い音色を活かした音つくりが可能となる。

そして、合成材料や金属材料のような特異な音質的キャラクターや独特の共振による音色の画一性に支配されることがなく、素直で自然な音つくりを実現することができる。

よって、スピーカを供給する分野を選択することなく、広くあらゆる分野のスピーカの音つくりに展開することができる。

また別の効果として、紙パルプ単体から構成された振動板と比較すると、振動板の強靭性が向上し、品質面や信頼性面においても優れた振動板とすることができる。

よって、この振動板を用いたスピーカの高耐入力化や、自動車用スピーカとして重要な耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたスピーカとすることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の請求項３に記載の発明について説明する。

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。

図３に示すように、本発明のスピーカ３０をエンクロジャー４１に組込んで、スピーカシステムを構成し、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段であるアンプ４２と、このアンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム４４を構成したものである。

この構成とすることにより、従来では実現できなかった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ミニコンポシステムを実現することができる。

さらに、高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができるスピーカシステムを実現することができる。

よって、品質面や信頼性面においても優れたミニコンポシステムとすることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の請求項４に記載の発明について説明する。

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３０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３０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、高耐入力化や、自動車用スピーカとして重要な耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができる。

よって、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、このスピーカ３０を搭載した自動車等の装置の性能や品質を向上させることができる。

さらに、環境面やコスト面に関しても大きく寄与することができる。

本発明にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および装置は、剛性の高い振動板による音質や特性の向上や高音域での音圧レベル向上等の明瞭度の向上、さらには高い品質および信頼性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。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図 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

符号の説明

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 振動板
２８ ボイスコイル
２９ エッジ
３０ スピーカ
４１ エンクロジャー
４２ アンプ
４３ プレーヤ
４４ ミニコンポシステム
５０ 自動車

Claims (4)

1. スピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板は、竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維の叩解度をミクロフィブリル状態まで小さくするとともに、叩解された繊維と、この叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維のうち、前記叩解された繊維よりも、前記叩解された繊維の表面から羽毛状に成長した微細繊維の絡みを強化した材料を含んで抄紙したスピーカ用振動板。
2. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１に記載の振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の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。
3. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１に記載の振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の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、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。
4. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１に記載の振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の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手段に備えた装置。

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