(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性繊維織布と、前記耐熱性繊維織布の両面に形成されたフッ素樹脂層とを含む複合体を備え、前記複合体中の前記フッ素樹脂の含有量が２０重量％以上であり、
振動板表面に前記フッ素樹脂層が存在していることを特徴とする振動板。
【請求項２】
前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、ポリフッ化ビニリデン及びエチレン四フッ化エチレン共重合樹脂からなる群から選択される少なくとも１種類からなり、
前記耐熱性繊維織布が、ガラス繊維織布、アラミド繊維織布、カーボン繊維織布及びステンレス鋼繊維織布からなる群から選択される少なくとも１種類からなることを特徴とする請求項１記載の振動板。
【請求項３】
前記複合体中の前記フッ素樹脂の含有量が２０重量％以上７０重量％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の振動板。
【請求項４】
屋外で使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動板と、
前記振動板に振動を付与するための振動付与手段と
を備えることを特徴とするスピーカ機能を有する構造部材。
【請求項６】
前記振動板の一方の面に前記振動付与手段が取り付けられ、かつ前記振動板の他方の面が映写幕として用いられることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ機能を有する構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板及びスピーカ機能を有する構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
高音および低音の再現性に優れた平面スピーカ（例えば、特許文献１）や、液晶表示装置やプラズマ表示装置などの薄型の表示装置に適した振動モード（ＤＭ）方式のパネル型スピーカ（例えば、特許文献２）が知られている。
【０００３】
しかしながら、これらのスピーカは、屋内で使用することを前提としているため、耐候性に課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８８０８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１２６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態の目的は、音の再現性に優れ、かつ長期間に亘って屋外で使用することが可能な振動板と、この振動板を用いたスピーカ機能を有する構造部材とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、耐熱性繊維織布と、耐熱性繊維織布の両面に形成されたフッ素樹脂とを含む複合体を備える振動板が提供される。振動板の複合体中のフッ素樹脂の含有量が２０重量％以上である。振動板表面にフッ素樹脂層が存在している。
【０００７】
また、実施形態によれば、振動板と、振動板に振動を付与するための振動付与手段とを備えるスピーカ機能を有する構造部材が提供される。振動板は、耐熱性繊維織布と、耐熱性繊維織布の両面に形成されたフッ素樹脂とを含む複合体を備える。振動板の複合体中のフッ素樹脂の含有量が２０重量％以上である。振動板表面にフッ素樹脂層が存在している。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態によれば、音の再現性に優れ、かつ長期間に亘って屋外で使用することが可能な振動板と、この振動板を用いたスピーカ機能を有する構造部材とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る構造部材を示す平面図である。
【図２】図１に示す構造部材の側面図である。
【図３】図１に示す振動板を１辺に沿って切断した際に得られる断面の摸式図である。
【図４】実施例で行われる音響効果確認試験の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
耐熱性繊維織布と、耐熱性繊維織布の両面に形成されたフッ素樹脂とを含む複合体は、耐候性及び耐薬品性に優れ、かつ難燃性を有するため、屋外のような過酷な環境下に長期間に亘って晒された際にも劣化しがたく、建築物等の構造物に用いるのに適している。本発明者らは、複合体中のフッ素樹脂含有量と音の再現性との間に相関関係があることを初めて見出し、複合体中のフッ素樹脂含有量を２０重量％以上にすると、複合体の音の再現性が良好になることを究明した。また、このような複合体が、耐候性、耐薬品性及び難燃性を備えていることも見出した。これらの知見に基づき、フッ素樹脂含有量が２０重量％以上の複合体を振動板として用いることにより、音の再現性に優れ、かつ長期間に亘って屋外で使用することが可能な振動板を実現した。
【００１２】
耐熱性繊維織布を構成する耐熱性繊維の例には、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維及びステンレス鋼繊維が含まれる。織布を構成する繊維の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。ガラス繊維織布、アラミド繊維織布、カーボン繊維織布及びステンレス鋼繊維織布は、フッ素樹脂の焼成温度でも劣化しない程度の難燃性を有する。アラミド繊維織布を使用する場合には、紫外線に対する耐性を高める目的のためにフッ素樹脂に紫外線散乱剤である酸化チタン、酸化亜鉛などや、太陽光線を遮光するカーボン、アルミナなどを混入することが望ましい。一方、ガラス繊維織布を用いた振動板は、長期間に亘って屋外で使用された際の劣化を小さくすることができる。
【００１３】
耐熱性繊維織布の糸密度またはＴｅｘ番手を調整することにより、振動板への音の振動の伝達効率を高めることが可能である。例えば、糸密度を多くすることによって、耐熱性繊維織布の貫通口の面積を小さくすることができるため、振動板に加わる張力を高めた際の幅方向への振動伝達向上を期待することができる。
【００１４】
フッ素樹脂の例には、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びエチレン四フッ化エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）が含まれる。これらのフッ素樹脂は、耐熱性繊維織布を被覆するのに適しており、かつ耐候性及び耐薬品性に優れる難燃性材料である。フッ素樹脂の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００１５】
振動板中のフッ素樹脂の含有量について説明する。振動板中のフッ素樹脂の含有量を２０重量％未満にすると、振動板中を音の振動が効率良く伝達しないため、振動板として用いると音が割れる等の不具合を生じる。フッ素樹脂の含有量が多くなるほど、音の再現性が良好になることが期待できるものの、フッ素樹脂の含有量が７０重量％を超えると振動板製造時の焼成によってフッ素樹脂が膨張収縮した際に耐熱性繊維織布が変形して振動板にシワが発生する恐れがある。よって、フッ素樹脂の含有量は、２０重量％以上７０重量％以下にすることがより好ましい。
【００１６】
振動板には、防汚機能及び白色化を目的として酸化チタン（例えばＴｉＯ2）、白色化を目的としてＡｌ2Ｏ3、着色を目的としてカーボン、弁柄（酸化鉄）などの顔料、フッ素樹脂層の強度を高めることを目的としたセラミックス等の添加材を含有させることができる。
【００１７】
振動板は、例えば、耐熱性繊維織布の両面にフッ素樹脂粒子水系分散液を塗布した後、乾燥させ、焼成することにより得られる。
【００１８】
なお、フッ素樹脂の代りに塩化ビニル樹脂やシリコーン樹脂を使用した複合体にも音の再現性が期待できるが、フッ素樹脂の代りに塩化ビニル樹脂やシリコーン樹脂を使用した複合体からなる振動板は、長期間に亘って屋外で使用された際の音の再現性に劣ることが予想される。
【００１９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態によれば、スピーカ機能を有する構造部材が提供される。スピーカ機能を有する構造部材は、第１の実施形態に係る振動板と、振動板に振動を付与するための振動付与手段とを備える。このような構造部材によれば、振動付与手段から発生する音の振動を、振動板が効率良く伝達し、振動板が振動することによって音を再生することができる。また、振動板は、耐候性、耐薬品性及び難燃性に優れる。よって、第２の実施形態によれば、長期間に亘って屋外で使用された際の劣化が少ない、スピーカ機能を有する構造部材を提供することができる。構造部材がスピーカを兼ねているため、従来はスピーカの設置が難しかった構造物にもスピーカを簡単に取り付けることが可能となる。
【００２０】
構造部材には、構造物を構成する又は構造物に取り付けられる部品や材料が含まれる。例えば、競技場、カーポート、自転車置き場等の屋根材、ライトシェード、サンシェード、映写幕（スクリーン）、建築物内のパーテーション（仕切り板）、建築・土木工事現場などで使用される養生シート等を挙げることができる。
【００２１】
振動付与手段は、電気信号を機械的な振動に変換し、機械的な振動を外部に伝達することが可能なものであれば、特に限定されない。例えば、磁歪素子、圧電素子、平面スピーカ（例えば株式会社エフ・ピー・エス製のハイブリッドスピーカー）などを挙げることができる。振動付与手段は、振動板に固定した状態で使用することが望ましい。
【００２２】
スピーカ機能を有する構造部材の一例を図１〜図３を参照して説明する。図１及び図２に示すように、スピーカ機能を有する構造部材１は、振動板２と、振動付与手段３とを有する。振動板２は、例えば、シート形状をしており、図３に示すように、耐熱性繊維織布４と、耐熱性繊維織布４の両面を被覆するフッ素樹脂層５とを含む。振動付与手段３は、例えば平面スピーカからなり、振動板２の一方の面（第１の面）に固定されている。
【００２３】
このような構造部材１によれば、振動付与手段３から発生する音の振動を、振動板２が効率良く伝達し、振動板２が振動することによって音を再生することができる。音は、振動板２の他方の面（第１の面の反対側に位置する第２の面）からの方が聞き取りやすいため、振動板２の他方の面（第２の面）を対象者に向けると良い。また、振動板２の他方の面（第２の面）を白色にし、映写幕として用いることも可能である。
【００２４】
なお、振動板２の面方向に１０Ｎ／ｃｍ以上の張力を加えることによって、構造部材１の音の再現性が良好になることが期待できる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例を図面を参照して説明する。
【００２６】
（実施例１）
表１に示す糸密度（本／２５ｍｍ）及びＴｅｘ番手（ｇ／１０００ｍ）を有するガラス繊維織布の両面にＰＴＦＥ粒子水系分散液を塗布した後、１５０℃で乾燥し、３４０℃で焼成することにより、ガラス繊維織布の両面にＰＴＦＥ樹脂層を形成し、Ａ４サイズ（長辺が２９７ｍｍ、短辺が２１０ｍｍ）で、厚さが０．１２〜０．１８ｍｍのシート状振動板２を得た。得られた振動板２中のＰＴＦＥ含有率及び振動板２の厚さを下記表１に示す。
【００２７】
振動付与手段３として、株式会社エフ・ピー・エス製のハイブリッドスピーカー「ＦＰＳ０１０５ＨＹ−０２」を用意した。振動付与手段３のサイズは、Ｗ１８ｍｍ×Ｈ１５０ｍｍ×Ｄ１０．２ｍｍであった。
【００２８】
振動付与手段３を振動板２の中央部に両面粘着テープで固定し、スピーカ機能を有する構造部材１を得た。
【００２９】
（実施例２〜６及び比較例２）
ＰＴＦＥ含有率及び厚さを下記表１に示すように変更すること以外は、実施例１と同様にしてスピーカ機能を有する構造部材１を得た。実施例２，４，５の振動板２には、市販の複合シート（中興化成工業株式会社製）を使用したので、その製品名を表１に記載した。
【００３０】
（実施例７〜３０及び比較例３〜６）
ガラス繊維織布の糸密度（本／２５ｍｍ）及びＴｅｘ番手（ｇ／１０００ｍ）と、ＰＴＦＥ含有率と、厚さとを下記表２〜表５に示すように変更すること以外は、実施例１と同様にしてスピーカ機能を有する構造部材１を得た。実施例７〜３０の振動板２のうち、市販の複合シート（中興化成工業株式会社製）を使用したものは、その製品名を表２〜表５に記載した。
【００３１】
得られた実施例１〜３０及び比較例２〜６の構造部材について、音響評価試験を行った。音響評価試験で使用した音響評価システムを図４を参照して説明する。スピーカ機能を有する構造部材１の振動板２の両方の短辺を張力付与試験機の空気圧式グリップ６ａ，６ｂで挟んで上下方向に移動することによって、振動板２の面方向に張力を加えた。ラジオカセットレコーダー７（ビクター製の製品名「ＲＤ−Ｎ８」）をアンプ８（株式会社エフ・ピー・エス製  ＦＰＳ−ＹＪ９７３６）に配線９によって接続し、アンプ８を振動付与手段３に配線１０によって接続した。
【００３２】
試験に使用した音楽は、ＮＨＫラジオ体操第１とした。この音楽を選択したのは、声及び音楽が聞き取りやすく、また、認知度が高いためである。まず、ラジオカセットレコーダー７にアンプ８及び構造部材１が取り付けられていない状態で音源ボリュームを１５にしてＮＨＫラジオ体操第１を再生し、ラジオカセットレコーダー７から２ｍ離れた地点で聞いた。この時の聞こえ方を基準音声とした。
【００３３】
図４に示す音響評価システムにおいて、アンプ８が最大ボリューム１０Ｗの条件の下、ラジオカセットレコーダー７の音源ボリュームを１５にしてＮＨＫラジオ体操第１を再生し、実施例１〜３０及び比較例２〜６の構造部材１の振動板２の第２の面（振動付与手段３が固定されている面とは反対側の面）から距離Ｄ（２ｍ）離れた地点１１で聞いた。この時の聞こえ方の基準音声からの劣化度合いを国際電気通信連合の規格番号ＩＴＵ−ＴＰ．８００及びＩＴＵ−ＲＢＳ．１２８４に準じた方法で５段階で評価した。その結果を下記表１〜表５に示す。また、評価基準を下記表６に示す。なお、評価試験は、振動板２に張力を加えない状態（荷重が０）と、張力付与試験機の空気圧式グリップ６ａ，６ｂで挟んで上下方向に移動することによって振動板２の面内方向に張力を加えた状態とで行った。振動板２に加える荷重は、２０，４０，６０，８０，１００（Ｎ／１１０ｍｍ）の５段階に設定した。
【００３４】
一方、比較例１として、振動板２を用いず、振動付与手段３のみをアンプ８に接続したシステムを作製した。振動付与手段３を机上に配置し、アンプ８が最大ボリューム１０Ｗの条件の下、ラジオカセットレコーダー７の音源ボリュームを１５にしてＮＨＫラジオ体操第１を再生し、振動付与手段３から２ｍ離れた地点で聞いた。この時の聞こえ方の基準音声からの劣化度合いを下記表１に併記する。
【表１】
0005875379.tif 000002
【００３５】
【表２】
0005875379.tif 000003
【００３６】
【表３】
0005875379.tif 000004
【００３７】
【表４】
0005875379.tif 000005
【００３８】
【表５】
0005875379.tif 000006
【００３９】
【表６】
0005875379.tif 000007
【００４０】
表１〜表５から明らかなように、実施例１〜３０のスピーカ機能を有する構造部材によると、振動板に張力を加えている場合もそうでない場合も、３以上の評価を得られた。これに対し、振動板を使用しない比較例１では、評価が１で、音声の劣化が著しかった。
【００４１】
表１において、フッ素樹脂含有量が異なる以外は同様な構成を有する比較例２及び実施例１〜６を比較すると、フッ素樹脂含有量が１０重量％の比較例２では、評価が２ないし３であるのに対し、フッ素樹脂含有量が２０重量％以上の実施例１〜６では、評価が３〜５で、２以下の評価が皆無であった。
【００４２】
表２における比較例３及び実施例７〜１２を比較すると、フッ素樹脂含有量が１０重量％の比較例３では、評価が３のみであるのに対し、フッ素樹脂含有量が２０重量％以上の実施例７〜１２では、評価が３〜５であった。
【００４３】
表３における比較例４及び実施例１３〜１８を比較すると、フッ素樹脂含有量が１０重量％の比較例４では、評価が３のみであるのに対し、フッ素樹脂含有量が２０重量％以上の実施例１３〜１８では、評価が３〜５であった。
【００４４】
表４における比較例５及び実施例１９〜２４を比較すると、フッ素樹脂含有量が１０重量％の比較例５では、評価が２ないし３であるのに対し、フッ素樹脂含有量が２０重量％以上の実施例１９〜２４では、評価が３〜５であった。
【００４５】
表５における比較例６及び実施例２５〜３０を比較すると、フッ素樹脂含有量が１０重量％の比較例６では、評価が２ないし３であるのに対し、フッ素樹脂含有量が２０重量％以上の実施例２５〜３０では、評価が３〜５であった。
【００４６】
表１〜表５の結果から、ガラス繊維織布の糸密度及びＴｅｘ番手を変化させてもフッ素樹脂含有量が２０重量％以上の場合には、音声の劣化が少なく、スピーカとして十分な機能を発揮できることがわかる。また、表１〜表５の結果から、フッ素樹脂含有量が多い方が音の再現性に優れる傾向があることがわかる。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]  耐熱性繊維織布と、前記耐熱性繊維織布の両面に形成されたフッ素樹脂とを含み、前記フッ素樹脂の含有量が２０重量％以上であることを特徴とする振動板。
[２]  前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、ポリフッ化ビニリデン及びエチレン四フッ化エチレン共重合樹脂からなる群から選択される少なくとも１種類からなり、前記耐熱性繊維織布が、ガラス繊維織布、アラミド繊維織布、カーボン繊維織布及びステンレス鋼繊維織布からなる群から選択される少なくとも１種類からなることを特徴とする[１]記載の振動板。
[３]  [１]または[２]に記載の振動板と、
前記振動板に振動を付与するための振動付与手段とを備えることを特徴とするスピーカ機能を有する構造部材。
[４]  前記振動板の一方の面に前記振動付与手段が取り付けられ、かつ前記振動板の他方の面が映写幕として用いられることを特徴とする[３]記載のスピーカ機能を有する構造部材。
【符号の説明】
【００４７】
１…スピーカ機能を有する構造部材、２…振動板、３…振動付与手段、４…耐熱性繊維織布、５…フッ素樹脂層、６ａ，６ｂ…張力付与試験機の空気圧式グリップ、７…ラジオカセットレコーダー、８…アンプ、９，１０…配線。
【図１】
0005875379.tif 000008
【図２】
0005875379.tif 000009
【図３】
0005875379.tif 000010
【図４】
0005875379.tif 000011