(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、プラントオパールを含み、射出成形またはシート成形されたスピーカ用振動板において、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、５０重量％以下である、スピーカ用振動板。
【請求項２】
天然繊維をさらに含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
天然繊維は竹繊維とした請求項２記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
竹繊維は５重量％以上で、かつ６０重量％以下とした請求項３記載のスピーカ用振動板。
【請求項５】
竹繊維の一部またはすべてを竹粉とした請求項３記載のスピーカ用振動板。
【請求項６】
竹繊維の一部またはすべてを炭化させた竹炭とした請求項３記載のスピーカ用振動板。
【請求項７】
強化材をさらに含む請求項１に記載のスピーカ用振動板。
【請求項８】
相溶化剤をさらに含む請求項１に記載のスピーカ用振動板。
【請求項９】
樹脂はポリプロピレンと、エンジニアリングプラスチックのうちのいずれかである請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項１０】
樹脂は植物由来の樹脂とした請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項１１】
植物由来の樹脂はポリ乳酸とした請求項１０記載のスピーカ用振動板。
【請求項１２】
磁気回路と前記磁気回路に結合されたフレームと、請求項１に記載の振動板と、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１３】
本体部と、前記本体部から給電された請求項１に記載のスピーカとを備えた電子機器。
【請求項１４】
請求項１２記載のスピーカを移動手段に備えた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、音響機器や映像機器などの電子機器において、デジタル技術の普及により、これらの電子機器に使用されるスピーカについて、性能の向上が強く要請されている。
【０００３】
一方、スピーカの構成部品の中で、振動板の性能が音質の決定に大きなウエイトを占めており、より良い音質を実現する高性能の振動板を開発することが急務である。
【０００４】
従来のスピーカ用振動板の製造方法について図面を用いて説明する。
【０００５】
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。
【０００６】
図６に示すように、スピーカ用振動板７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。
【０００７】
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。
【０００８】
このほか、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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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および特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５９−１７６９９５号公報
【特許文献２】特開２００５−２３６４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
最近の音響機器や映像機器、さらにはこれらの機器を搭載した自動車等の装置に関しては、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。
【００１４】
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。
【００１５】
よって、前述の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。
【００１６】
一方、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振動板の高性能化対応が必要不可欠である。
【００１７】
ところが、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が、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。
【００１８】
また、樹脂とパルプ材料を混入した振動板では、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が、さらに、物性を向上させ、音質向上させるためには、強度を大きくする必要があった。
【００１９】
本発明は前記課題を解決し、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、外観も優れたものとでき、生産性も向上でき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。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂とプラントオパールを含み、射出成形またはシート成形してスピーカ用振動板において、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、５０重量％以下としたものである。
【００２１】
この構成により、竹の葉に含まれるプラントオパールを樹脂に混入することで樹脂振動板の剛性と音速を向上させ、スピーカの再生帯域の拡大と歪を低減することができ、良好な音質を実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明は、樹脂とプラントオパールを含み、射出成形またはシート成形してスピーカ用振動板において、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、５０重量％以下としたものであり、この構成により、樹脂振動板の特徴でもある耐湿、耐水信頼性を保持したまま、振動板の物性設定の自由度が大きくなり外観に優れた振動板を得ることができる。
【００２３】
また、上記振動板を射出成形またはシート成形により得ることで生産性や寸法安定性が向上した振動板を得ることができる。
【００２４】
そして、樹脂振動板の剛性と音速を向上させ、スピーカの再生帯域の拡大と歪を低減することができ、良好な音質を実現することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
さらに、色彩等の意匠上も、その組合せにより多岐にわたるデザインが可能となる。
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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
【図２】本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の平面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図
【図４】本発明の一実施の形態における電子機器の外観図
【図５】本発明の一実施の形態における装置の断面図
【図６】従来のスピーカ用振動板の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について記載するが、この実施の形態は本発明を何ら限定するものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態の振動板の断面図を示したもの、図２は、本発明の一実施形態の振動板の平面図を示したものである。
【００３２】
図１および図２に示すように、振動板２７は、樹脂２７Ａと竹の葉から抽出されたプラントオパール２７Ｂとを混入した材料を射出成形またはシート成形して構成している。
【００３３】
竹の葉からプラントオパール（二酸化珪素化合物）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。
【００３４】
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。
【００３５】
そして、この竹の葉から抽出されたプラントオパールは曲げ弾性率を向上させる働きがあり、振動板の剛性と音速が向上し、歪みを低減して、再生帯域を拡大することが可能となる。
【００３６】
また、以上は竹の葉から抽出されたプラントオパールについて説明したが、笹の葉から抽出されたプラントオパールを使用しても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
この竹の葉に含まれるプラントオパールを５重量％以上かつ５０重量％以下で混入することにより、効果的に性能を発揮できる。
【００３８】
竹の葉に含まれるプラントオパールが５重量％未満の場合は曲げ弾性率を向上させる働きが少なく、効果的でない。
【００３９】
一方、竹の葉に含まれるプラントオパールが５０重量％を超えると樹脂に均一に分散するのが困難になり、また、流動性の低下により射出成形での薄肉成形が困難になる。
【００４０】
さらに天然繊維を混入すると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。
【００４１】
天然繊維は木材パルプ、非木材パルプのどちらでも構わないが非木材である竹繊維を混入することが望ましい。
【００４２】
竹繊維は他のパルプ材に比べて弾性率が高いことから、音速が高くなるなど物性調整の自由度が大きくなる。
【００４３】
また、竹繊維を使用することはプラントオパールを竹の葉から抽出することを考慮しても資源の節約になり、竹の生育速度が木材に比べて速いことから環境に優しい。
【００４４】
混入する竹繊維は５重量％以上で、かつ６０重量％以下が望ましい。
【００４５】
この配合比率範囲とすることにより、樹脂２７Ａと竹の葉から抽出したプラントオパール２７Ｂとの混練したときの効果が効率よく発揮され、かつ生産性と品質とが向上する。
【００４６】
竹繊維の混入比率が５重量％に満たない場合は、竹繊維の効果がほとんど現れない。
【００４７】
一方、６０重量％より多い場合は樹脂２７Ａとの混練に長時間必要となる。
【００４８】
また射出成形が困難となることから生産性と寸法安定性が低下し形状の自由度が小さくなる。
【００４９】
その中でも竹繊維の混入量が５１重量％を越えると樹脂とは違い、竹繊維のように焼却廃棄することができる。
【００５０】
また、混入する竹繊維の一部は叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維であっても良い。
【００５１】
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るため音速が向上する。
【００５２】
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すべてに竹粉を使用しても良い。
【００５３】
さらに竹繊維の一部またはすべては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、より振動板としての性能を向上させることができる。
【００５４】
また、顔料などの着色剤を混入しても良いが炭化状態の竹繊維を使用すれば黒系色等の着色剤を混入する必要もない。
【００５５】
さらに、振動板２７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。
【００５６】
このような強化材としてマイカ、グラファイト、タルク、炭酸カルシウム、クレイ、さらには炭素繊維、アラミド繊維を用いることができる。
【００５７】
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。
【００５８】
グラファイトを混入すると弾性率と内部損失を上げることができる。
【００５９】
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。
【００６０】
アラミド繊維を使用すると竹繊維とアラミド繊維が絡み合い弾性率を下げずに内部損失を上げることができる。
【００６１】
また、ミクロフィブリル状態まで微細化したアラミド繊維を使用すると、より繊維間の絡み合いが強くなるため、高弾性率、高内部損失が可能となる。
【００６２】
また、アラミド繊維に限らず化学繊維として炭素繊維のような高強度、高弾性率繊維を使用しても良い。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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イレン酸などで変性し、極性を持たせて用いても良いことは言うまでもない。
【００６７】
この振動板２７について樹脂２７Ａにはポリプロピレンを使用することが望ましい。
【００６８】
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。
【００６９】
また、比重が小さい樹脂であるので振動板の軽量化にも効果がある。
【００７０】
また、ポリプロピレン以外のオレフィン樹脂でポリメチルペンテンを使用しても軽量化に有効である。
【００７１】
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。
【００７２】
その他にも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植物由来樹脂を使用しても良い。
【００７３】
なお、これらの材料をそれぞれ組合せることで、振動板２７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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
例えば、スピーカの構成部品のうち、振動板２７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。
【００７７】
振動板２７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。
【００７８】
しかしながら、振動板２７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。
【００７９】
すなわち、振動板２７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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
これらの原因は振動板２７の面積や形状、重量、面厚に起因しており、特に振動板２７の振動モードによる場合が多い。
【００８３】
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。
【００８４】
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２７Ａ、竹の葉から抽出されたプラントオパール２７Ｂ、さらにはその他の混入材料として選定する。
【００８５】
この場合、ベースとなる樹脂２７Ａ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２７Ａの固有の音色が所定の音色に近い材料を選定する。
【００８６】
そして、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。
【００８７】
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。
【００８８】
この材料選定については樹脂２７Ａ、竹の葉から抽出したプラントオパール２７Ｂ、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、振動板２７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。
【００８９】
そして、選定された材料を混練して、射出成形用に竹の葉から抽出したプラントオパール２７Ｂを高充填されたマスターバッチペレットを作製する。
【００９０】
次に、このマスターバッチペレットを使用して、射出成形により振動板２７を得る。
【００９１】
このようにして得られた振動板２７の物性値等を計測し、評価する。
【００９２】
また振動板２７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。
【００９３】
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。
【００９４】
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付けていく。
【００９５】
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か、または非常に近い振動板２７を仕上げることができる。
【００９６】
また、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、本発明は当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使い分けすることができる。
【００９７】
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。
【００９８】
また、環境配慮のために植物由来樹脂、特にポリ乳酸を使用することも可能である。
【００９９】
ポリ乳酸はポリプロピレンよりも竹材料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。
【０１００】
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またはシート成形してスピーカ用振動板を構成することにより、振動板の物性値設定の自由度が大きくなり、特に竹繊維の特徴である高弾性率を生かしながら、樹脂の高内部損失、耐湿信頼性を確保し、外観に優れ、生産性や寸法安定性も向上できる振動板を得ることができる。
【０１０１】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２について説明する。
【０１０２】
図３は、本発明の一実施形態のスピーカの断面図を示したものである。
【０１０３】
図３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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
このフレーム２６の周縁部に、請求項１から請求項１６に記載のいずれか１つの振動板２７の外周をエッジ２９を介して接着している。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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またはシート成形したスピーカ用振動板を用いることにより、振動板の物性値設定の自由度が大きくなり、特に竹繊維の特徴である高弾性率を生かしながら、樹脂の高内部損失、耐湿信頼性を確保し、外観に優れ、生産性や寸法安定性も向上できる振動板を用いたスピーカを得ることができる。
【０１０９】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３について説明する。
【０１１０】
図４は、本発明の一実施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。
【０１１１】
スピーカ３０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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
すなわちスピーカ３０は、ミニコンポシステム４４の本体部に装着されている。
【０１１７】
またスピーカ３０のボイスコイル２８は、本体部のアンプ４２から給電されて振動板から音を発する。
【０１１８】
この構成により、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、デザインを可能としたミニコンポシステム４４が得られる。
【０１１９】
なおスピーカ３０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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４について説明する。
【０１２３】
図５は、本発明の一実施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。
【０１２４】
図５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。
【０１２５】
この構成とすることにより、スピーカ３０の特徴を生かした精度の高い特性づくり、音づくり、デザインを図ることで、このスピーカ３０を搭載した自動車等の装置の音響設計自由度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
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、精度の高い特性づくり、音づくり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。
【符号の説明】
【０１２７】
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
２７Ａ  樹脂
２７Ｂ  竹の葉から抽出したプラントオパール
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  操作部
４４  ミニコンポシステム
５０  自動車
【図１】
0005548939.tif 000002
【図２】
0005548939.tif 000003
【図３】
0005548939.tif 000004
【図４】
0005548939.tif 000005
【図５】
0005548939.tif 000006
【図６】
0005548939.tif 000007