(57)【要約】【課題】振動減衰効果が高く、広範囲に渡り音の良く通るスピーカー用部品およびその製造方法、並びにスピーカーを提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成されると共に、複合材料の対数振動減衰率が０．０７〜０．３０であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成されると共に、前記複合材料の対数振動減衰率が０．０７〜０．３０であることを特徴とするスピーカー用部品。
【請求項２】
熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成されると共に、前記複合材料の固有振動数が１０Ｈｚ〜６０Ｈｚ、かつ損失係数が０．０２５以上であることを特徴とするスピーカー用部品。
【請求項３】
前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材が、前記炭素繊維を５重量％〜６０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカー用部品。
【請求項４】
前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材が複数の貫通孔を有する多孔シートであり、該多孔シートの厚さが０．０５ｍｍ〜１０．０ｍｍで、前記貫通孔の孔径が０．１ｍｍ〜１００ｍｍ、前記複数の貫通孔の開口部面積の合計がシート全面に対して５％〜７５％であり、スピーカーカバーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカー用部品。
【請求項５】
前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍで、スピーカーコーンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカー用部品。
【請求項６】
前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍである、スピーカー筐体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカー用部品。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のスピーカー用部品を製造する方法であって、溶融異形押出成形、溶融シート押出成形、射出成形、真空成形またはブロー成形により、前記複合材料から前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材を成形することを特徴とするスピーカー用部品の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材を冷却する際に、その片側の面を金属賦形面と接触させ、前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材における前記金属賦形面との非接触面にスプリングバックを生起させることを特徴とする請求項７に記載のスピーカー用部品の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載のスピーカー用部品からなるスピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動減衰率が高く、明瞭な音響を広範囲に伝えると共に、熱曲げ加工が可能なスピーカー用部品およびその製造方法、並びにスピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スピーカー用部品には木材や金属、繊維、樹脂等の材料が、形状の成形し易さや音響性能の観点から選択され、使用されている。また、スピーカー用部品は見た目上の意匠も重要である。しかしながら、使用される材料によっては、発生された音の振動が残音として長時間残り、これが次に発せられる音と重なって、明瞭な音を伝えにくいものもある。
【０００３】
特に、屋外において広い空間に音や人間の音声を伝える際、残音は障害となる。また、遊園地での迷子の連絡や、駅、ホーム、バスターミナル、空港でのダイヤの遅延や事故の情報を遠くまで的確に伝えることは非常に重要である。さらに、豪雨、洪水、鉄砲水、土砂災害、火山噴火、火砕流、泥流、豪雪、地滑り、雪崩、地震、津波、火災、原発事故、紛争、テロ等の災害情報を広範囲に伝える必要がある際に、残音の残るスピーカーでは災害情報を正確に伝えることができず、人命救助に繋がらないこともある。特に、電気やラジオ、テレビ放送、インターネットが寸断された際には、屋外のスピーカーが重要視されることが多々ある。
【０００４】
これに対して、特許文献１は、合成繊維の多孔質の中空糸を用いた吸音材からなるスピーカーキャビネットを提案する。しかしながら、特許文献１に開示された吸音材は、特定の周波数の音を制限するものであり、人間に心地よい音のみを特定の限られた場所に伝えることはできるものの、必要な情報を広範囲に伝えることには不向きである。
【０００５】
このように吸音性に特化した部材を用いた場合、本来伝えたい情報までも制限されることがある。また、音を遠くまで伝えるには多くの電気エネルギーが必要になり、かつ多くのスピーカーが必要となる。その結果、エネルギーのロスになることや、スピーカーが狭い地域で密集することで、音が重なり合ってかえって聞き取りにくくなるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２は、軽量でかつ高強度、高弾性の材料として高減衰能炭素繊維強化樹脂複合材料を提案する。しかしながら、このような熱硬化性の炭素繊維強化樹脂複合材料は後加工性に課題が多く、一旦熱的に賦形すると後加工することは難しく、熱を加えても変形しないため熱的な後加工が難しい。また、このような炭素繊維強化樹脂複合材料からなる成形体に多数の貫通孔をあけようとすると、割れの発生、バリの発生、或いは炭素繊維の粉塵による電気設備のショートの虞があるため、穿孔による加工は制限される。
【０００７】
さらに、特許文献３は、芳香族ポリアミドの粒子とマトリックス樹脂と炭素繊維からなる繊維強化樹脂構造物を提案する。しかしながら、特許文献３に開示された繊維強化樹脂構造物は、固有振動数が１００Ｈｚ以上、かつ損失係数が０．０２５以下であるため、屋外のスピーカーに用いるには振動減衰性が不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３００７８８６号公報
【特許文献２】特開平７−１４４３７１号公報
【特許文献３】特開２０１３−２０３７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動減衰効果が高く、広範囲に渡り音の良く通るスピーカー用部品およびその製造方法、並びにスピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明のスピーカー用部品は以下の構成を有する。
（１）熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成されると共に、前記複合材料の対数振動減衰率が０．０７〜０．３０であることを特徴とするスピーカー用部品。
（２）熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成されると共に、前記複合材料の固有振動数が１０Ｈｚ〜６０Ｈｚ、かつ損失係数が０．０２５以上であることを特徴とするスピーカー用部品。
（３）前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材が、前記炭素繊維を５重量％〜６０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上であることを特徴とする上記（１）または（２）のスピーカー用部品。
（４）前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材が複数の貫通孔を有する多孔シートであり、該多孔シートの厚さが０．０５ｍｍ〜１０ｍｍで、前記貫通孔の孔径が０．１ｍｍ〜１００ｍｍ、前記複数の貫通孔の開口部面積の合計がシート全面に対して５％〜７５％であり、スピーカーカバーであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかのスピーカー用部品。
（５）前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍで、スピーカーコーンであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかのスピーカー用部品。
（６）前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さが０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍである、スピーカー筐体であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかのスピーカー用部品。
【００１１】
また、本発明のスピーカー用部品を製造する方法は以下の構成を有する。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかのスピーカー用部品を製造する方法であって、溶融異形押出成形、溶融シート押出成形、射出成形、真空成形またはブロー成形により、前記複合材料から前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材を成形することを特徴とするスピーカー用部品の製造方法。
（８）前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材を冷却する際に、その片側の面を金属賦形面と接触させ、前記熱可塑性炭素繊維樹脂基材における前記金属賦形面との非接触面にスプリングバックを生起させることを特徴とする上記（７）のスピーカー用部品の製造方法。
【００１２】
さらに、本発明のスピーカーは以下の構成を有する。
（９）上記（１）〜（６）のいずれかのスピーカー用部品からなるスピーカー。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のスピーカー用部品によれば熱可塑性炭素繊維樹脂基材の振動減衰率が高いので残音が少なく明瞭な音であって、広範囲に渡り良く音を通すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の多孔シートの実施形態の一例を示した斜視図である。
【図２】本発明のスピーカーコーンの実施形態の一例を示した斜視図である。
【図３】振動減衰性の測定に用いる装置の一例を概略的に示す説明図である。
【図４】振動減衰性の測定データの一例を示す説明図である。
【図５】図４の減衰振動波形の極大値をプロットした説明図である。
【図６】実施例１のスピーカーにおける振動減衰性の測定結果を示す説明図である。
【図７】比較例１のスピーカーにおける振動減衰性の測定結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のスピーカー用部品は熱可塑性炭素繊維樹脂基材で構成され、この熱可塑性炭素繊維樹脂基材は熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料、所謂炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物により形成される。
【００１６】
複合材料を構成する炭素繊維として、例えばポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維が挙げられるが、いずれの炭素繊維でも良い。炭素繊維の単繊維径は、特に制限されるものではないが、好ましくは５μｍ〜１０μｍ、より好ましくは６μｍ〜８μｍが良い。なお、炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物の調製に使用する炭素繊維は、長繊維（ロービング）、短繊維（チョップドストランド）のいずれでも良いが、好ましくは短繊維であると良い。
【００１７】
複合材料のマトリックスとなる熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン（例えばポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、ポリスチレン）、ポリアミド（例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、芳香族ナイロン）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルフォキサイド、ポリテトラフルオロエチレン、アクロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリエーテル・エーテル・ケトン、ポリオキシメチレン等が挙げられる。また、これら熱可塑性樹脂の誘導体や変性体、これら熱可塑性樹脂の共重合体、さらにそれらの混合物でも良い。
【００１８】
熱可塑性樹脂としてはポリアミドが好ましく、ナイロン６、ナイロン６６、それらの誘導体もしくは共重合体、またはこれらの少なくとも１つを含む混合物がより好ましく、ナイロン６、ナイロン６６がさらに好ましい。
【００１９】
また、熱可塑性樹脂としてはポリオレフィンも好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、それらの誘導体もしくは共重合体、またはこれらの少なくとも１つを含む混合物がより好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレンがさらに好ましい。さらに、アクロニトリルブタジエンスチレン共重合体、その誘導体もしくは共重合体、またはこれを含む混合物も好ましい。さらに、ポリフェニレンサルファイド、その誘導体もしくは共重合体、または上記のいずれかを含む混合物も好ましい。
【００２０】
熱可塑性樹脂は、互いに粘度の異なる第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂を少なくとも含むと良い。互いに粘度の異なる２以上の熱可塑性樹脂を含むことにより、溶融成形時にスプリングバックを起こすことができる。本発明では、熱可塑性樹脂の融点から２０〜５０℃の高い所定温度において、第２の熱可塑性樹脂の粘度が第１の熱可塑性樹脂の粘度の３〜７０倍であることが好ましく、５〜５０倍であることがより好ましく、１０〜３０倍であることがさらに好ましい。第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂は、分子量や共重合成分を相違させた同じ種類の熱可塑性樹脂であると良い。
【００２１】
上記スピーカー用部品では、粘度の高い樹脂と粘度の低い樹脂の一方が極端に多く含まれていると、スプリングバックが大き過ぎ、破れやシート自体強度が低下する。その一方で、粘度の高い樹脂が極端に多い場合、樹脂と炭素繊維との密着性が悪く、割れの原因になる。また、粘度の高い樹脂を用いての溶融混練は、樹脂温度が上がりすぎて、樹脂が分解してしまう。これは、炭素繊維とガラス繊維の双方で同じ傾向にあり、特に炭素繊維と高粘度の樹脂とを混合すると発熱が高く分解し易い。さらに、射出成形において、炭素繊維と樹脂とを混合したものを射出成形しても、流動性が低いため、薄物を作製することは難しい。
【００２２】
同時に、ガラス繊維と粘度の高い樹脂とを用いて、たとえ樹脂ができてもシート化する際にロール表面を傷つけて、シートを連続して作製することができない。また、流動性が低いため、射出成形しにくい。特に、薄物の射出成形においては困難である。粘度の低い樹脂とガラス繊維とを組合せて射出成形することは可能であるが、これも流動性の観点から薄物を作製することは難しい。よって、射出成形で製品を得ることもできるが、流動性に劣るため、１ｍｍ以上の厚手の板しかできず、連続的に生産することができず、かつウエルドによる割れも発生し易い。
【００２３】
上述したスピーカー用部品において、熱可塑性炭素繊維樹脂基材における粘度の異なる樹脂の比率は、重量で低粘度樹脂が高粘度樹脂に対して０．３〜５．０倍であることが好ましく、０．５〜２．０倍であることがより好ましい。
【００２４】
熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料１００重量％中、炭素繊維が好ましくは５重量％〜６０重量％、より好ましくは１０重量％〜３５重量％であると良い。炭素繊維の含有量をこのような範囲内にすることにより、熱可塑性炭素繊維樹脂基材の振動減衰特性を安定させることができる。
【００２５】
熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む複合材料は、その対数振動減衰率が０．０７〜０．３０である。複合材料の対数振動減衰率が０．０７未満であると、スピーカー用部品の振動が長時間残り、音が重なって聞き取りにくくなる。また、対数振動減衰率が０．３０を超えると、スピーカー用部品の振動が過度に抑えられてしまい、音が伝わりにくくなる。複合材料の対数振動減衰率は、０．０８〜０．３０の範囲が好ましく、０．１０〜０．３０の範囲がより好ましく、０．１５〜０．３０の範囲がさらに好ましい。
【００２６】
対数振動減衰率と損失係数の関係として、対数振動減衰率は損失係数に円周率πを掛けたものに等しい（対数振動減衰率＝損失係数×π）。複合材料の対数振動減衰率が、同じ厚さの金属、例えばステンレスと比べて５倍である場合、この複合材料を用いたスピーカー用部品の振動はステンレス製のものと比べて１／５の時間に短縮される。すなわち、スピーカーからの残音が５倍早く消えるため、次に発せられる音が非常に明瞭に聞こえる。
【００２７】
一方、金属は同じ厚さの複合材料と比べて対数振動減衰率が小さいので、金属からなるスピーカー用部品の振動は比較的残り易い。そのため、金属からなるスピーカー用部品は長時間に渡って残音が残るので、スピーカーから発せられる音は聞きとりにくい上に遠くまで伝わらない。
【００２８】
また、本発明におけるスピーカー用部品は、熱可塑性樹脂と短繊維からなる炭素繊維とのマトリックスを含む複合材料からなる熱可塑性炭素繊維樹脂基材から構成されると共に、複合材料の固有振動数は、１０Ｈｚ〜６０Ｈｚ、好ましくは１０Ｈｚ〜５０Ｈｚである。
【００２９】
複合材料の固有振動数が、同じ厚さの金属、例えばステンレスと比べて１／２である場合、この複合材料を用いたスピーカー用部品の振動の回数はステンレス製のものと比べて１／２になる。すなわち、スピーカーからの残音が早く消えるため、次に発せられる音が非常に明瞭に聞こえる。
【００３０】
一方、金属は同じ厚さの複合材料と比べて固有振動数が大きいので、金属からなるスピーカー用部品は高音の振動が比較的残り易い。そのため、金属からなるスピーカー用部品は高音の残音が残るので、スピーカーから発せられる音は聞きとりにくい上に遠くまで伝わらない。
【００３１】
さらに、本発明におけるスピーカー用部品において、複合材料の損失係数は０．０２５以上である。複合材料の損失係数は、０．０３以上が好ましく、０．０４以上がより好ましく、０．０５以上がさらに好ましく、０．０６以上が最も好ましい。
【００３２】
複合材料の損失係数が、同じ厚さの金属、例えばステンレスと比べて５倍である場合、この複合材料を用いたスピーカー用部品の振動はステンレス製のものと比べて１／５の時間に短縮される。すなわち、スピーカーからの残音が早く消えるため、次に発せられる音が非常に明瞭に聞こえる。
【００３３】
一方、金属は同じ厚さの複合材料と比べて損失係数が小さいので、金属からなるスピーカー用部品の振動は比較的残り易い。そのため、金属からなるスピーカー用部品は残音が長時間残るので、スピーカーから発せられる音は聞きとりにくい上に遠くまで伝わらない。
【００３４】
本発明のスピーカー用部品は、上述した複合材料により形成された熱可塑性炭素繊維樹脂基材からなる。このスピーカー用部品は、振動を早期に抑えることができるので、残音が少なく、明瞭に音を遠くまで細かく伝えることが可能となる。よって、本発明のスピーカー用部品はハイレゾリューション用のスピーカー等に用いることが好適である。また、金属に比べて錆びに強くメンテナンス交換の間隔が長いため、長期間に渡って使用することができる。さらに、軽量であるので取り付けが容易であり、金属のような錆びも無いため、屋外高所からの落下の危険性を軽減することができる。
【００３５】
本発明の熱可塑性炭素繊維樹脂基材は炭素繊維を含有するので、炭素繊維を含有しない樹脂製品と比べて静電気の発生を抑えることができる。そのため、冬場における静電気の発生によるトラブルも少ない。また、本発明の熱可塑性炭素繊維樹脂基材はパンチング加工時に破損し難く、加工性に優れている。さらに、熱可塑性炭素繊維樹脂基材は、ベースが熱可塑性樹脂であるため塗装も容易であり、顔料や染料に関係なく塗布することができる。特に、含フッ素塗料を用いることで、耐水性能や耐汚性能を向上することができる。
【００３６】
本発明のスピーカー用部品はスピーカーカバーとして用いることができる。その場合、図１に示すように、熱可塑性炭素繊維樹脂基材１は複数の貫通孔３を有する多孔シート２であり、多孔シート２の厚さは０．０５ｍｍ〜１０．０ｍｍで、貫通孔３の孔径は０．１ｍｍ〜１００．０ｍｍ、複数の貫通孔３の開口部面積の合計はシート全面の面積に対して５％〜７５％であることが好ましい。さらに、多孔シート２の厚さは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍで、貫通孔３の孔径が０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、複数の貫通孔３の開口部面積の合計はシート全面の面積に対して２０％〜７０％であることがより好ましい。さらに好ましくは、複数の貫通孔３の開口部面積の合計はシート全面の面積に対して３０％〜６０％である。
【００３７】
スピーカーカバーの貫通孔の孔径が、小さ過ぎると音を遮断する一方で、大き過ぎると外部からの物理的影響によりスピーカーコーン等が破壊される。また、スピーカーカバーの貫通孔の開口率（シートの総面積に対する貫通孔の開口部の総面積の比率）が、小さ過ぎると音が伝わりにくく、開口率が大き過ぎるとスピーカーカバーの強度を保つことができない。一方、貫通孔のピッチについても開口率と同様であり、ピッチが広過ぎると音が遮断され、ピッチが狭過ぎるとスピーカーカバーの強度が下がる傾向がある。
【００３８】
また、図２に示すように、上記スピーカー用部品はスピーカーコーン４として用いることができる。その場合、熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さは０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。
【００３９】
スピーカーコーンとしてはできるだけ厚さが薄いものが好適である。厚さが薄いと音が伝わり易く、スピーカーコーンとしてある程度の強度を保つために、一定の厚さが必要である。
【００４０】
さらに、上記スピーカー用部品はスピーカー筐体として用いることもできる。その場合、熱可塑性炭素繊維樹脂基材の厚さは０．１ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．３ｍｍ〜２．０ｍｍである。
【００４１】
スピーカー筐体は、車両や高所への設置を考慮すると、移動し易さや軽さが求められる。同時に、極端に薄すぎると音が漏れやすくなるので、一定の厚さが必要である。
【００４２】
上述したスピーカー用部品において、熱可塑性炭素繊維樹脂基材は、炭素繊維を５重量％〜６０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上であることが好ましい。より好ましくは、熱可塑性炭素繊維樹脂基材が、炭素繊維を１０重量％〜４０重量％含有し、全炭素繊維中、繊維長が０．１ｍｍ〜０．４ｍｍである炭素繊維の割合が６０重量％以上である。
【００４３】
上述した熱可塑性炭素繊維樹脂基材には短繊維の炭素繊維が所定の割合で含まれているので、スピーカー用部品として十分な硬さを保つことができる。また、所定範囲の繊維長の炭素繊維が含まれているので、シート状に加工することが容易になる。同時に、真空成形、熱プレスまたは熱曲げといった後加工を行うことも可能となる。
【００４４】
次に、上記スピーカー用部品の製造方法について、以下に説明する。
【００４５】
本発明におけるスピーカー用部品の製造方法は、上記スピーカー用部品を製造する方法であって、溶融異形押出成形、溶融シート押出成形、射出成形、真空成形またはブロー成形により、複合材料から熱可塑性炭素繊維樹脂基材を成形する。
【００４６】
特に、溶融シート押出により成形することが好ましい。この溶融シート押出により成形した場合、真空成形、熱プレス、熱曲げといった後加工を行うことが可能となる。また、金属と同等の強度を有すると共に、軽量で振動減衰率の高い熱可塑性炭素繊維樹脂基材を得ることができる。さらに、この熱可塑性炭素繊維樹脂基材からスピーカー用部品を成形することで、残音の少ない明瞭な音を伝えることができるスピーカー用部品を得ることができる。
【００４７】
上述したスピーカー用部品の製造方法において、熱可塑性炭素繊維樹脂基材を冷却する際に、その片側の面を金属賦形面と接触させ、熱可塑性炭素繊維樹脂基材における金属賦形面との非接触面にスプリングバックを生起させることが好ましい。これにより、スピーカー用部品の表面は均一な鏡面とならずに凹凸面が形成される。このように表面に凹凸があるスピーカー用部品は振動の抑制効果が高い。
【００４８】
特に、熱可塑性炭素繊維樹脂基材を冷却する際に、その片側の面を金属賦形面と接触させて急冷し、金属賦形面との非接触面においてスプリングバックが生起した状態で熱可塑性炭素繊維樹脂基材を固化させることがより好ましい。これにより、スピーカー用部品の表面にはより複雑な凹凸が形成され、さらにはアンダーカットが生じる。このように複雑な凹凸面を有すると共に、アンダーカットが生じたスピーカー用部品は振動の抑制効果が高い。
【００４９】
最後に、本発明のスピーカーについて説明する。本発明におけるスピーカーは、上記スピーカー用部品から構成されている。また、本発明のスピーカー用部品以外を一部に含んで構成することもできる。高い振動減衰性を有する上記スピーカー用部品を組み合わせて構成されているので、音が籠らずに遠くまで伝わる高音質のスピーカーを得ることができる。
【実施例】
【００５０】
次に、実施例について説明する。各実施例および比較例において、使用した材料および測定方法は以下の通りである。
【００５１】
（１）使用した材料
（Ａ）炭素繊維
Ａ１：繊維径が７μｍの炭素繊維である。
（Ｂ）第１の熱可塑性樹脂
Ｂ１：ナイロン６(融点２２５℃、２７５℃における粘度：８０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ２：ナイロン６６（融点：２５５℃、３０５℃における粘度：２５０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ３：ＰＰ（融点：１７０℃、２２０℃における粘度：７０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ４：ＡＢＳ（ガラス転移点（軟化点）：１９０℃、２４０℃における粘度：１２０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ５：ＰＰＳ（融点：２８５℃、３３５℃における粘度：２６０ｐｏｉｓｅ）
Ｂ６：ＰＣ(軟化点：１４６℃、２９０℃における粘度：１２５ｐｏｉｓｅ)
（Ｃ）第２の熱可塑性樹脂
Ｃ１：ナイロン６（融点：２２５℃、２７５℃における粘度：１，１００ｐｏｉｓｅ）
Ｃ２：ナイロン６６（融点：２５５℃、３０５℃における粘度：５，５００ｐｏｉｓｅ）
Ｃ３：ＰＰ（融点：１７０℃、２２０℃における粘度：１，７７０ｐｏｉｓｅ）
Ｃ４：ＡＢＳ（軟化点：１９０℃、２４０℃における粘度：２，５２０ｐｏｉｓｅ）
Ｃ５：ＰＰＳ（融点：２５５℃、３３５℃における粘度：８，０６０ｐｏｉｓｅ）
Ｃ６：ＰＣ(軟化点：１４６℃、２９０℃における粘度：１，８９０ｐｏｉｓｅ)
（Ｄ）複合材料
Ｄ１：Ａ１を２５重量％、Ｂ１を５０重量％、Ｃ１を２５重量％含有する。
Ｄ２：Ａ１を３５重量％、Ｂ１を２５重量％、Ｃ１を４０重量％含有する。
Ｄ３：Ａ１を２０重量％、Ｂ２を６５重量％、Ｃ２を１５重量％含有する。
Ｄ４：Ａ１を１５重量％、Ｂ３を４５重量％、Ｃ３を４０重量％含有する。
Ｄ５：Ａ１を４０重量％、Ｂ４を２０重量％、Ｃ４を４０重量％含有する。
Ｄ６：Ａ１を４０重量％、Ｂ５を３０重量％、Ｃ５を３０重量％含有する。
Ｄ７：Ａ１を３０重量％、Ｂ６を３０重量％、Ｃ６を４０重量％含有する。
（Ｅ）金属
Ｅ１：ステンレス（ＳＵＳ３０４）
【００５２】
（２）炭素繊維の繊維長の測定
炭素繊維の繊維長の測定には、マイクロフォーカスＸ線透過透視装置（島津製作所製のＳＭＸ−１０００  ＰＬＵＳ）を用いた。
【００５３】
（３）振動減衰特性の測定
振動減衰特性は図３に示す試験方法により測定した。この方法はＪＩＳ  Ｇ０６０２（１９９３年度）に基づくものである。具体的には、片端固定打撃加振法によるもので、測定条件を片持ち梁の突出し長さを１００ｍｍとし、加振位置を片持ち梁自由端側とし、加振方法をステップ弛緩加振として測定を行った。また、測定装置として、ＣＣＤレーザー変位計はキーエンス社製のＬＫ−Ｇ３０、ＦＦＴアナライザはエアブラウン社製のフォトンIIを用いた。さらに、試験片については、特許第５６０８８１８号公報の炭素繊維複合材料の製造方法により得られた厚さ１．０ｍｍのシートを、厚さ１．０ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのサイズに裁断して作製した。
【００５４】
（４）損失係数および対数振動減衰率の算出
損失係数は下記式（１）により算出した。また、得られた損失係数に円周率πを乗じて対数振動減衰率を算出した。
η＝２×ｌｎ（ｔａｎθ）／√（（２π）2＋［ｌｎ（ｔａｎθ）］2）  （１）
式中、ηは減衰振動率、θは図５に示すグラフの原点を通り各点を結ぶ直線の傾きである。なお、図５は図４の減衰振動波形の極大値をプロットしたグラフであり、さらに詳しくは、図４に示す減衰自由振動波形から応答変位の極大値Ｘ0、Ｘ1・・・を読み取り、横軸にＸk+1、縦軸にＸkとしたグラフ、すなわち、点（Ｘ2，Ｘ1）、（Ｘ3，Ｘ2）、（Ｘ4，Ｘ3）・・・をプロットしたグラフである。
【００５５】
（５）固有振動数の算出
固有振動数は下記式（２）により固有振動数を算出した。
ｆ0＝１／２π×√（ｋ／ｍ）  （２）
式中、ｆ0は固有振動数[Ｈｚ]、ｋはバネ定数[Ｎ／ｍ]、ｍは質量[ｋｇ]である。
【００５６】
（６）評価試験
健聴者２０名をパネラーとして、屋外に設置した評価用のスピーカーから音を流し、スピーカーから１０ｍ離れた場所で聞き取られた音に対して評価試験を行った。スピーカーから発せられた音が、はっきり良く聞こえる場合は◎（優）、聞こえるが明瞭でない場合は○（良）、聞こえる時と聞こえない時がある場合は△（可）、ほとんど聞こえないまたは全く聞こえない場合は×（不可）とした。
【００５７】
使用したスピーカーはＵＳＢ音源マルチメディアスピーカー（サンワサプライ製  のＭＭ−ＳＰＬ１０ＵＢＫ）を用いて、スピーカーカバー、スピーカーコーン、スピーカー筐体の素材を代えて評価した。なお、音量は常に一定とした。
【００５８】
[実施例１］
上記複合材料Ｄ１を用いて、厚さ１．０ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．２５ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．０２２ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．１７０、損失係数は０．０５４、固有振動数は４８．１Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００５９】
上記シートを用いて、孔径が２ｍｍ、開口率が４０％、ピッチが３ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製した。
【００６０】
評価用のスピーカーのカバーを上記パンチング材に代えて評価した。その結果、パネラー２０人中２０人が◎（優）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、錆びの発生は無く、貫通孔は埋まらなかった。さらに、図６に示すように、実施例１のスピーカーは、後述する比較例１に比べて早期に変位が減衰しており、振動が早期に抑制されている。
【００６１】
[比較例１］
上記金属Ｅ１を用いて、厚さ１．０ｍｍのシートを作製した。得られたシートの縦横平均の対数振動減衰率は０．０３５、損失係数０．０１１、固有振動数は７１．５Ｈｚであった。
【００６２】
上記シートを用いて、孔径が２ｍｍ、開口率が４０％、ピッチが３ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製した。
【００６３】
評価用のスピーカーのカバーをステンレス製の上記パンチング材に代えて評価した。その結果、パネラー２０人中５人が△（可）であり、１５人が×（不可）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、錆びが発生し、貫通孔は全体の７０％以上が錆びで埋まっていた。さらに、図７に示すように、比較例１のスピーカーは、変位が減衰するのに時間がかかり、実施例１に比べて振動の抑制効果は低い。
【００６４】
［実施例２］
上記複合材料Ｄ２を用いて、厚さ０．３ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．３１ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．０２６ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．２５８、損失係数は０．０８２、固有振動数は３７．１Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００６５】
評価用のスピーカーのコーンを、上記シートを２５０℃で加熱し真空成形して得られたスピーカーコーンに代えて、スピーカーカバーを付けないで評価した。その結果、パネラー２０人中２０人が◎（優）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、スピーカーコーンを破れは発生しなかった。
【００６６】
［比較例２］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ１にガラス繊維を３５％含む樹脂を用いて、厚さ１．０ｍｍのシートを射出成形で作製した。さらに、得られたシートを切削加工して０．３ｍｍまで薄くした。最終的に得られたシートにおいて、縦横平均の対数振動減衰率は０．０６９、損失係数は０．０２２、固有振動数は１９３Ｈｚであった。
【００６７】
上記射出成形で得たシートを用いて真空成形によりスピーカーコーンを得ようとしたが、柔らかく得ることができなかった。そこで、厚さ１．０ｍｍのスピーカーコーンを射出成形で作製した。
【００６８】
評価用のスピーカーにおいて、そのスピーカーのコーンを上記射出成形で得たスピーカーコーンに代えて、スピーカーカバーを付けないで評価した。その結果、パネラー２０人中、４人が△（可）であり、１６人が×（不可）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、破れは発生しなかったが、小さな割れが発生した。なお、この小さな割れは射出成形時のウエルドによるものと考えられる。
【００６９】
［実施例３］
上記複合材料Ｄ３を用いて、厚さ０．５ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．４５ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．０３３ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．０９１、損失係数は０．０２９、固有振動数は５６．２Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００７０】
上記シートを用いて、孔径が１．５ｍｍ、開口率が７０％、ピッチが２．２５ｍｍの角型千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製した。
【００７１】
評価用のスピーカーのカバーを上記パンチング材に代えて評価した。その結果、パネラー２０人中２０人が◎（優）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、錆びの発生は無く、貫通孔は埋まらなかった。
【００７２】
［比較例３］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ２にガラス繊維を２０％含む樹脂からなる厚さ１．０ｍｍのシートを射出成形で作製した。さらに、得られたシートを切削加工して０．５ｍｍまで薄くした。最終的に得られたシートにおいて、縦横平均の対数振動減衰率は０．０４１、損失係数は０．０１３、固有振動数は１４５Ｈｚであった。
【００７３】
上記シートを用いて、孔径が１．５ｍｍ、開口率が７０％、ピッチが２．２５ｍｍの角型千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製しようとしたが、割れ、破れが発生してパンチング材を得ることができなかった。
【００７４】
[実施例４］
上記複合材料Ｄ４を用いて、厚さ１．５ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．２ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．０１３ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．０７８、損失係数は０．０２５、固有振動数は３９．９Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００７５】
上記シートを用いて、孔径が１．５ｍｍ、開口率が２３％、ピッチが３．０ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製した。
【００７６】
評価用のスピーカーのカバーを上記パンチング材に代えて評価した。その結果、パネラー２０人中２０人が◎（優）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、錆びの発生は無く、貫通孔は埋まらなかった。
【００７７】
[比較例４］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ３にガラス繊維を１５％含む樹脂からなる厚さ１．５ｍｍのシートを射出成形で作製した。得られたシートにおいて、縦横平均の対数振動減衰率は０．０６３、損失係数は０．０２０、固有振動数は１３８Ｈｚであった。
【００７８】
上記シートを用いて、孔径が１．５ｍｍ、開口率が２３％、ピッチが３．０ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製しようとしたが、割れ、破れが発生してパンチング材を得ることができなかった。
【００７９】
[実施例５］
上記複合材料Ｄ５を用いて、厚さ１．０ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．２ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．０１２ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．０９１、損失係数０．０２９、固有振動数は４５．２Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００８０】
上記シートを用いて、孔径２．０ｍｍ、開口率が３０％、ピッチ３．５ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製した。
【００８１】
評価用のスピーカーのカバーを上記熱可塑性炭素繊維樹脂基材のパンチング材に代えて評価した。その結果、パネラー２０人中２０人が◎（優）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、錆びの発生は無く、孔も埋まらなかった。
【００８２】
[比較例５］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ４にガラス繊維を４０％含む樹脂からなる厚さ１．５ｍｍのシートを射出成形で作製した。得られたシートにおいて、縦横平均の対数振動減衰率は０．０６９、損失係数は０．０２２、固有振動数は１９２Ｈｚであった。
【００８３】
上記シートを用いて、孔径２．０ｍｍ、開口率が３０％、ピッチ３．５ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製しようとしたが、割れ、破れが発生してパンチング材を得ることができなかった。
【００８４】
[実施例６］
上記複合材料Ｄ６を用いて、厚さ０．８ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．２ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．００９ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．０８５、損失係数０．０２７、固有振動数は２７．４Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００８５】
上記シートを用いて、孔径が１．５ｍｍ、開口率が５１％、ピッチが２．０ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製した。
【００８６】
評価用のスピーカーのカバーを上記パンチング材に代えて評価した。その結果、パネラー２０人中、１８人が◎（優）であり、２人が○（良）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、錆びの発生は無く、貫通孔は埋まらなかった。
【００８７】
[比較例６］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ５にガラス繊維を４０％含む樹脂からなる厚さ１．５ｍｍのシートを射出成形で作製した。得られたシートにおいて、縦横平均の対数振動減衰率は０．０６０、損失係数は０．０１９、固有振動数は１２５Ｈｚであった。
【００８８】
上記シートを用いて、孔径が１．５ｍｍ、開口率が５１％、ピッチが２．０ｍｍの６０°千鳥で貫通孔を配置したパンチング材を作製しようとしたが、破れが発生してパンチング材を得ることができなかった。
【００８９】
[実施例７］
上記複合材料Ｄ７を用いて、厚さ２．０ｍｍのシートを作製した。得られたシートにおいて、炭素繊維の平均繊維長は０．３ｍｍ、繊維長の標準偏差σは０．０１７ｍｍ、縦横平均の対数振動減衰率は０．１２９、損失係数は０．０４１、固有振動数は４６．５Ｈｚであった。また、炭素繊維の繊維長は正規分布に近い形で分布していた。
【００９０】
評価用のスピーカーの筐体Ｗ６８×Ｄ１３０×Ｈ１６０ｍｍの底面、両側面、天板を上記シートに代えて評価した。その結果、パネラー２０人中、１８人が◎（優）であり、２人が○（良）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、割れや変色はなかった。
【００９１】
[比較例７］
上記第１の熱可塑性樹脂Ｂ６にガラス繊維を３０％含む樹脂からなる厚さ２．０ｍｍのシートを射出成形で作製した。得られたシートにおいて、縦横平均の対数振動減衰率は０．０１５、損失係数は０．００４７、固有振動数は１７６Ｈｚであった。
【００９２】
評価用のスピーカーの筐体Ｗ６８×Ｄ１３０×Ｈ１６０ｍｍの底面、両側面、天板を上記シートに代えて評価した。その結果、パネラー２０人中、１０人が○（良）であり、８人が△（可）であり、２名が×（不可）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、割れはなかったが黄色く変色した。
【００９３】
[実施例８］
実施例６と同様にシートを作製した。
評価用のスピーカーのコーンを、上記シートを３００℃に加熱し真空成形して得られたスピーカーコーンに代えて、実施例１に用いたスピーカーカバーを付けないで評価した。その結果、パネラー２０人中、１９人が◎（優）であり、１人が○（良）であった。また、海から１００ｍ付近の沿岸部において長期間使用した結果、スピーカーコーンに破れは発生しなかった。
【００９４】
[比較例８］
比較例６で得られたシートを用いて真空成形し、スピーカーコーンを得ようとしたが、柔らかく得ることができなかった。また、比較例２で射出成形により得られたシートを用いて真空成形し、スピーカーコーンを得ようとしたが、柔らかく得ることができなかった。
【００９５】
そこで、実施例１に用いた評価用のスピーカーにおいて、そのスピーカーコーンを比較例２で射出成形により得られたスピーカーコーンに代えて、スピーカーカバーを付けないで評価した。その結果、パネラー２０人中、２人が○（良）であり、１５人が△（可）であり、３名が×（不可）であった。
【符号の説明】
【００９６】
１  熱可塑性炭素繊維樹脂基材
２  多孔シート
３  貫通孔
４  スピーカーコーン
【図１】
2018050169.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018050169.tif 000006
【図５】
2018050169.tif 000007
【図６】
2018050169.tif 000008
【図７】
2018050169.tif 000009