(57)【要約】【課題】  曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であり、出力音の音質が良い音響振動板を提供する。【解決手段】  音響振動板１は、板１０、繊維補強シート２１および繊維補強シート２２を有する。板１０は、発泡プラスチック、具体的には発泡スチロールからなる板である。繊維補強シート２１および２２は、複数の繊維を一方向に引き揃えてシート化した繊維補強シートであり、具体的にはカーボンシートである。板１０の正面には、繊維補強シート２１が貼り付けられている。板１０の背面には、繊維の方向が板１０の正面に貼り付けられた繊維補強シート２１の繊維の方向とは異なる姿勢で繊維補強シート２２が貼り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡プラスチックからなる板と、
複数の繊維を一方向に引き揃えてシート化した２枚の繊維補強シートと、を有し、
前記２枚の繊維補強シートの一方は、前記板の正面に貼り付けられ、
前記２枚の繊維補強シートの他方は、前記板の背面に貼り付けられている
ことを特徴とする音響振動板。
【請求項２】
前記２枚の繊維補強シートの他方は、繊維の方向が前記板の正面に貼り付けられた繊維補強シートの繊維の方向とは異なる姿勢で前記板の背面に貼り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の音響振動板。
【請求項３】
前記板は発泡スチロールからなるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の音響振動板。
【請求項４】
前記２枚の繊維補強シートの各々は、複数のカーボン繊維を一方向に引き揃えてシート化したカーボンシートであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１の請求項に記載の音響振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放音装置等に用いられる音響振動板に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響振動板に用いられる材料は、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であることが望ましい。曲げ剛性は音響振動板における振動の伝搬速度に影響し、内部損失は音響振動板における振動の減衰に影響するため、音響振動板では、曲げ剛性と内部損失とのバランスが良いことが望ましい。曲げ剛性が高く、内部損失が大きいという特性の両方を満たしつつ軽量な材料を見つけるのは難しい。
【０００３】
特許文献１には、少なくとも第１から第３の積層体が積層された音響振動板が示されている。第１および第３の積層体は、高分子材料により構成されている。第２の積層体は、第１および第３の積層体の間に挟まれており、第１および第３の積層体を構成する高分子材料とは力学的内部損失が異なる高分子材料により構成されている。第１および第３の積層体は、厚さ３ミクロンの二軸延伸ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム）である。第２の積層体は、ポリエステル系樹脂によるラミネート用ポリエステル系接着剤（ＬＡ）を厚さ１ミクロンに形成したものである。
【０００４】
特許文献２には、発泡コア部材と、発泡コア部材の表裏面の少なくとも一方に設けられたスキン部材とを有する音響振動板が示されている。発泡コア部材およびスキン部材は、ポリイミド樹脂等を原材料としたシートを熱処理して発泡させ、所定の温度で焼成することで原材料の成分である炭素を焼結させてグラファイト化させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９５２４５号公報
【特許文献２】特開平０１−１０８９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の音響振動板は、第１および第３の積層体の厚さが３ミクロンであり、第２の積層体の厚さが１ミクロンであるため、音響振動板の厚さが極めて薄い。音響振動板の厚さが極めて薄いと、曲げ剛性を高くするのが難しい。このため、特許文献１の音響振動板の構成を面積の大きな音響振動板に適用した場合、その面積の大きな音響振動板では、大振幅のピストン振動を実現するのは困難である。
【０００７】
特許文献２の音響振動板では、低域における再生効率が低くなる。
【０００８】
曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量な材料として、発泡スチロールが挙げられる。そこで、発泡スチロールの板を平面スピーカの音響振動板に適用するという具合に、音響振動板を発泡スチロールによって構成することが考えられる。
【０００９】
しかし、発泡スチロールの音響振動板を有する放音装置では、大入力が与えられた際に力強い再生音を出力することが難しい。このように、発泡スチロールの音響振動板では、大入力が与えられた際に与えられた入力を十分に忠実に再生することができないため、出力音の音質が必ずしも十分ではなかった。これは、発泡スチロールは曲げ剛性が高く内部損失が大きく軽量ではあるものの、発泡スチロールの表面の硬度が音響振動板として十分ではないことによるもの、と推測される。
【００１０】
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であり、出力音の音質が良い音響振動板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、発泡プラスチックからなる板と、複数の繊維を一方向に引き揃えてシート化した２枚の繊維補強シートと、を有し、前記２枚の繊維補強シートの一方は、前記板の正面に貼り付けられ、前記２枚の繊維補強シートの他方は、前記板の背面に貼り付けられていることを特徴とする音響振動板を提供する。
【００１２】
この発明による音響振動板では、発泡プラスチックからなる板の正面および背面が繊維補強シートによって覆われている。このため、本音響振動板では、音響振動板の表面の硬度を、発泡プラスチックからなる板の表面の硬度に比べて高くすることができる。これにより、本音響振動板を用いた放音装置では、大入力が与えられた際に力強い再生音を出力することができる。また、本音響振動板では、例えば、発泡スチロールの板のような発泡プラスチックからなる板を有するため、音響振動板全体として、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であるという特性が損なわれない。また、本音響振動板の繊維補強シートは、複数の繊維を一方向に引き揃えてシート化したものであるため、複数の繊維を交差させたシートや、複数の繊維を一方向に引き揃えた複数のシートを繊維の方向を交差させて積層してなるシートに比べて、薄くて軽い。このため、本音響振動板は、繊維補強シートを有することによる質量の増加を極力抑えることができる。
【００１３】
従って、本音響振動板によれば、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であり、出力音の音質を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１実施形態である音響振動板１の構成を示す断面図である。
【図２】音響振動板１の構成を示す正面図、側面図および背面図である。
【図３】音響振動板１の構成を示す組み立て図である。
【図４】音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性を示す図である。
【図５】音響振動板１を用いた放音装置のインピーダンス特性を示す図である。
【図６】音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性の２次歪を示す図である。
【図７】音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性の３次歪を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
＜実施形態＞
図１は、この発明の一実施形態である音響振動板１の構成を示す断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、音響振動板１の構成を示す正面図、側面図および背面図である。図３は、音響振動板１の構成を示す組み立て図である。
【００１６】
音響振動板１は、平板状の振動板であり、平面スピーカなどに用いられるものである。音響振動板１は、板１０、繊維補強シート２１および繊維補強シート２２を有する。
【００１７】
板１０は、概ね四角形の平板状の板である。板１０の四隅には、面取りが施されている。板１０の材質は、発泡プラスチックであり、具体的には、発泡スチロール（発泡させたポリスチレン）である。板１０を構成する発泡スチロールは、ビーズ法発泡スチロールであっても良いし、その他の製法による発泡スチロールであっても良い。板１０は、発泡スチロールからなる板であるため、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量である。
【００１８】
繊維補強シート２１および２２は、複数の繊維を一方向に引き揃えてシート化した繊維補強シートである。繊維補強シート２１および２２は、具体的には、複数のカーボン繊維を一方向に引き揃えてシート化したカーボンシートである。カーボンシートは、複数のカーボン繊維に樹脂コーティングを施すことでシート化されたものであっても良い。繊維補強シート２１と繊維補強シート２２を区別しないときは、繊維補強シート２０と表記する。
【００１９】
繊維補強シート２０は、繊維が引き揃えられているため、繊維の長手方向に高い引っ張り強度を有する。繊維補強シート２０では、極力細い繊維が用いられており、繊維が交差していない。このため、繊維補強シート２０の厚さは、極めて薄い。繊維補強シート２０の厚さは、少なくとも板１０よりも薄く、例えば、０．１ｍｍである。繊維補強シート２０は、極めて薄いため、単位面積当たりの質量も少なく、極めて軽い。繊維補強シート２０の単位面積当たりの質量は、例えば、５０〜２００ｇ／ｍ２である。繊維補強シート２０は、板１０と同様の四角形に裁断されている。
【００２０】
板１０の両主面（正面および背面）には、繊維補強シート２０が貼り付けられている。繊維補強シート２０は、繊維の方向が板１０の両主面で互いに異なるように貼り付けられている。図１〜図３に示すように、板１０の正面には、繊維の方向が鉛直方向となるように繊維補強シート２１が貼り付けられている。板１０の背面には、繊維の方向が水平方向となるように繊維補強シート２２が貼り付けられている。図２および図３では、繊維補強シート２１および２２内において繊維の一部が例示されている。
【００２１】
このように、音響振動板１は、「繊維補強シート２１＋板（発泡スチロールからなる板）１０＋繊維補強シート２２」の３層構造になっている。そして、繊維補強シート２１および繊維補強シート２２は、繊維の方向が互いに異なる姿勢で板１０に貼り付けられている。
【００２２】
繊維補強シート２０は、接着剤などによって板１０に貼り付けられる。繊維補強シート２０と板１０とを接合する材料は、単位面積当たりの質量が極力小さく、繊維補強シート２０と板１０とを適切に接合することができる材料であることが好ましい。また、繊維補強シート２０と板１０を接合する材料は、板１０の両主面の全面に塗られていることが好ましい。
【００２３】
音響振動板１の質量は、板１０の質量の約２倍となっている。すなわち、音響振動板１では、繊維補強シート２０と板１０とを接合する材料の質量と、２枚の繊維補強シート２０の質量とを合わせた質量が、板１０の質量と同程度に抑えられている。
【００２４】
図４は、音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性を示す図である。図４では、音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性が実線Ａ１で示されており、一般の音響振動板を用いた放音装置の周波数特性が破線Ｂ１で示されている。図４に示すように、音響振動板１を用いた放音装置では、一般の音響振動板を用いた放音装置に比べ、周波数特性におけるピークおよびディップが抑えられており、周波数特性が平坦化している。
【００２５】
図５は、音響振動板１を用いた放音装置のインピーダンス特性を示す図である。図５では、音響振動板１を用いた放音装置のインピーダンス特性が実線Ａ２で示されており、一般の音響振動板を用いた放音装置のインピーダンス特性が破線Ｂ２で示されている。図５に示すように、音響振動板１を用いた放音装置では、一般の音響振動板を用いた放音装置に比べ、インピーダンス特性が滑らかになっている。すなわち、音響振動板１を用いた放音装置によれば、反応の良い低音再生が可能となる。
【００２６】
音響振動板１では、板１０の正面および背面に繊維補強シート２０が貼り付けられているため、発泡スチロールの板のみからなる音響振動板に比べ、音響振動板１が撓みにくくなり、音響振動板１の振動エネルギーが効率良く音響エネルギーに変換されることとなる。これは、図５に示すインピーダンス特性が滑らかであることからも理解される。インピーダンス特性が滑らかであるということは、インピーダンス特性の乱れが少なく、音響振動板１の振動エネルギーが音響エネルギーに変換される際のエネルギーロスが抑えられることになるからである。これにより、音響振動板１では、発泡スチロールの板のみからなる音響振動板に比べ、大入力が与えられたとしても、力強い再生音が得られる。
【００２７】
図６は、音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性の２次歪を示す図である。図６では、音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性の２次歪が実線Ａ３で示されており、一般の音響振動板を用いた放音装置の周波数特性の２次歪が破線Ｂ３で示されている。図６に示すように、音響振動板１を用いた放音装置では、一般の音響振動板を用いた放音装置に比べ、周波数特性の２次歪が減少している。
【００２８】
図７は、音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性の３次歪を示す図である。図７では、音響振動板１を用いた放音装置の周波数特性の３次歪が実線Ａ４で示されており、一般の音響振動板を用いた放音装置の周波数特性の３次歪が破線Ｂ４で示されている。図７に示すように、音響振動板１を用いた放音装置では、一般の音響振動板を用いた放音装置に比べ、周波数特性の３次歪が減少している。音響振動板１によれば、周波数特性の２次歪（図６参照）および周波数特性の３次歪（図７参照）が減少しているため、余計な振動が抑えられており、制振性能が向上している。
【００２９】
このように、図４〜図７に示す各特性から、音響振動板１は、一般の音響振動板に比べ、入力を十分に忠実に再生することができ、出力音の音質が向上しているといえる。
【００３０】
以上のように、音響振動板１では、発泡スチロールからなる板１０の正面および背面が繊維補強シート２０によって覆われている。このため、音響振動板１では、音響振動板１の表面の硬度を、板１０の表面の硬度に比べて高くすることができる。これにより、音響振動板１を用いた放音装置では、大入力が与えられた際に力強い再生音を出力することができる。また、音響振動板１では、繊維補強シート２０を有することで、いわゆるビビリ音等のノイズの発生を抑えることも期待できる。
【００３１】
また、音響振動板１では、発泡スチロールからなる板１０を有するため、音響振動板１全体として、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であるという特性を有する。また、音響振動板１では、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であるという特性が、繊維補強シート２０が貼り付けられたことに起因して損なわれることはない。また、発泡スチロールからなる板１０およびカーボンシートである繊維補強シート２０を有する音響振動板１では、曲げ剛性と内部損失とのバランスが良い。
【００３２】
音響振動板１の繊維補強シート２０は、複数の繊維の方向を一方向に引き揃えてシート化したものであるため、複数の繊維を交差させたシートや、複数の繊維を一方向に引き揃えた複数のシートを繊維の方向を交差させて積層してなるシートや、複数の繊維が織られたシートに比べて、薄くて軽い。このため、音響振動板１によれば、複数の繊維の方向を交差させたシート等を板１０の正面および背面の各々に貼り付けたとした音響振動板に比べ、繊維補強シート２０を有することによる質量の増加を極力抑えることができる。すなわち、音響振動板１は、発泡スチロールからなる板１０に繊維補強シート２０が貼り付けられていても軽量である。
【００３３】
従って、本実施形態の音響振動板１によれば、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量であり、出力音の音質を良くすることができる。
【００３４】
また、音響振動板１では、板１０の正面の繊維補強シート２１の繊維の方向と、板１０の背面の繊維補強シート２２の繊維の方向とが、互いに異なっている。このため、音響振動板１によれば、繊維の方向を板１０の正面と背面とで同一方向に揃えた態様に比べ、音響振動板１の曲げ剛性における曲げ方向の依存性を、音響振動板１全体として周方向に沿って均一化することができる。すなわち、音響振動板１によれば、繊維の方向を板１０の正面と背面とで同一方向に揃えた態様に比べ、制振効果をより高めることができる。
【００３５】
また、音響振動板１では、板１０が発泡スチロールによって構成されているため、板１０の厚さを厚くしても音響振動板１の質量の増加は少ない。これにより、音響振動板１では、板１０の厚さを厚くすることで、音響振動板１の質量に大きな影響を与えずに曲げ剛性を高くすることができる。このため、音響振動板１は、大出力を要求される放音装置の音響振動板に適用することができる。
【００３６】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００３７】
（１）音響振動板１の板１０は、具体的には発泡スチロールからなるものであった。しかし、板１０を構成する材料は、発泡スチロールに限らず、例えば、発泡ポリプロピレン（発泡させたポリプロピレン）などのような他のプラスチック材料を発泡させたものであっても良い。すなわち、板１０を構成する材料は、曲げ剛性が高く、内部損失が大きく、軽量なものであることが好ましく、発泡プラスチック（発泡させたプラスチック）であれば良い。
【００３８】
（２）音響振動板１の繊維補強シート２０は、具体的には、カーボンシートであった。しかし、繊維補強シート２０は、カーボンシートに限らない。例えば、繊維補強シート２０は、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維やアラミド繊維などの合成繊維を一方向に引き揃えてシート化したものであっても良い。すなわち、繊維補強シート２０は、複数の繊維を一方向に引き揃えてシート化したものであれば良く、音響振動板１の質量の増加を極力抑えつつ、音響振動板１の表面の硬度を適度に高くすることができるものであれば良い。
【００３９】
（３）音響振動板１では、繊維補強シート２０が、板１０の正面と背面とで繊維の方向が異なるような姿勢で貼られていた。しかし、繊維補強シート２０は、板１０の正面と背面とで繊維の方向を同一方向に揃えた姿勢で貼られても良い。すなわち、音響振動板は、少なくとも板１０の正面と背面のそれぞれに繊維補強シート２０が貼り付けられていれば良い。板１０の正面と背面のそれぞれに繊維補強シート２０が貼り付けられていれば、音響振動板の表面の硬度を板１０の表面の硬度に比べて高くすることができ、出力音の音質を良くすることができるからである。ただし、板１０の正面と背面とで繊維の方向を同一方向に揃えた態様よりも、板１０の正面と背面とで繊維の方向が異なる態様の方が、制振効果をより高めることができるため、より好ましい。
【００４０】
（４）音響振動板１の繊維補強シート２０は、板１０の正面または背面における一辺から当該一辺に対向する辺に向かう方向に繊維が延びるような姿勢で貼られていた。しかし、繊維補強シート２０の姿勢は、この例に限らない。例えば、繊維補強シート２０は、板１０の正面または背面における対角線に沿って繊維が延びるような姿勢で貼られても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１…音響振動板、１０…板、２０，２１，２２…繊維補強シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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