(57)【要約】  振動板は、抄紙層と、スキン層を含んでいる。抄紙層は、天然繊維と熱可塑性の樹脂で形成された合成繊維とを含んでいる。そして、天然繊維と合成繊維とが水に混ぜられて、網によって抄かれることにより形成されている。スキン層は、抄紙層の片面に形成されている。なお、スキン層は、合成繊維と同一の樹脂によって形成されている。
2014091704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然繊維と熱可塑性の樹脂で形成された合成繊維とを含む抄紙層と、
前記合成繊維と同一の樹脂で形成され、前記抄紙層の片面に形成されたスキン層と、を備えた、
振動板。
【請求項２】
前記合成繊維の一部は、前記スキン層と一体に接続された融着接続部を、有する、
請求項１記載の振動板。
【請求項３】
前記スキン層は、前記合成繊維の溶融体である、
請求項１に記載の振動板。
【請求項４】
前記天然繊維および前記合成繊維の配向方向はランダムである、
請求項１記載の振動板。
【請求項５】
前記振動板の周方向の引張強度は、前記振動板の中心から外周へ向かう方向の引張強度に対して、１倍以上、１．５倍以下である、
請求項１記載の振動板。
【請求項６】
前記天然繊維の含有量は、前記振動板の総重量に対して、１重量以上、９０重量％以下である、
請求項１記載の振動板。
【請求項７】
前記天然繊維のカナダ標準濾水度における叩解度は、２００ｍｌ以上、７００ｍｌ以下である、
請求項１記載の振動板。
【請求項８】
前記天然繊維の長さは、０．８ｍｍ以上、３ｍｍ以下である、
請求項１記載の振動板。
【請求項９】
前記振動板の密度は、０．２５ｇ／ｃｍ３以上、１．００ｇ／ｃｍ３以下である、
請求項１記載の振動板。
【請求項１０】
前記天然繊維は、竹繊維を含む、
請求項１記載の振動板。
【請求項１１】
前記竹繊維は、前記竹繊維の総重量に対して、０重量％以上、２０重量％以下のリグニンを含む、
請求項１０記載の振動板。
【請求項１２】
前記天然繊維は、前記竹繊維の総重量に対して、１重量％以上、３０重量％以下の微細化竹繊維をさらに含む、
請求項１０記載の振動板。
【請求項１３】
前記微細化竹繊維の長さは、０．１ｍｍ以上、０．８ｍｍ未満である、
請求項１２記載の振動板。
【請求項１４】
前記微細化竹繊維のカナダ標準濾水度における叩解度は、１ｍｌ以上、２００ｍｌ以下である、
請求項１２記載の振動板。
【請求項１５】
前記抄紙層は、強化材をさらに含む、
請求項１に記載の振動板。
【請求項１６】
前記強化材は、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、炭酸カルシウム、珪藻土、タルク、水酸化アルミニウム、炭化された天然繊維の群より選ばれた１種以上である、
請求項１５記載の振動板。
【請求項１７】
前記樹脂は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、あるいはポリオレフィン系樹脂である、
請求項１記載の振動板。
【請求項１８】
前記ポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸の群の中から選ばれた１種である、
請求項１７記載の振動板。
【請求項１９】
フレームと、
前記フレームに結合され、かつ磁気ギャップが設けられた磁気回路と、
前記磁気ギャップに挿入されたボイスコイルと、
天然繊維と熱可塑性の樹脂で形成された合成繊維とを含む抄紙層と、
前記合成繊維と同一の樹脂で形成され、前記抄紙層の片面に形成されたスキン層と、を含み、前記フレームの外周部に結合された振動板と、を備えた、
ラウドスピーカ。
【請求項２０】
前記スキン層は、前記振動板において前記ボイスコイルが結合される面に形成された、
請求項１９記載のラウドスピーカ。
【請求項２１】
前記スキン層は、前記振動板において前記ボイスコイルが結合される面と反対側の面に形成された、
請求項１９記載のラウドスピーカ。
【請求項２２】
請求項１９に記載のラウドスピーカと、
前記ラウドスピーカに電気的に接続された増幅部と、
を備えた電子機器。
【請求項２３】
本体部と、
前記本体部に搭載された駆動部と、
前記本体部に搭載された請求項１９に記載のラウドスピーカと、
を備えた、移動体装置。
【請求項２４】
天然繊維と熱可塑性の樹脂製の合成繊維との混合物を網上に堆積させて、第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有した前駆体を作製するステップと、
前記前駆体を加熱・プレスし、前記合成繊維の一部を溶融させて、前記第１面側のみに前記樹脂のスキン層を形成するとともに振動板を形成するステップと、
を備えた、振動板の製造方法。
【請求項２５】
前記スキン層を形成する際に、前記第１面の温度を前記第２面の温度よりも高くした、
請求項２４に記載の振動板の製造方法。
【請求項２６】
前記スキン層を形成する際に、前記合成繊維を部分的に溶融させ、前記合成繊維の溶融した部分に前記スキン層との融着接続部を形成する、
請求項２４に記載の振動板の製造方法。
【請求項２７】
前記前駆体を作製する際に、前記天然繊維と前記合成繊維との配向がランダムとなるように制御する、
請求項２４記載の振動板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は、各種音響機器や映像機器等に使用されるラウドスピーカとその振動板、ならびにラウドスピーカを用いた電子機器や移動体装置と、振動板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の振動板は、例えば、金属材料、あるいは有機樹脂フィルムによって形成されている。金属材料としては、たとえばアルミニウムなどが用いられている。有機樹脂フィルムの材料としては、ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）や、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ）、発泡層を有するポリプロピレンフォームなどが用いられている。さらに、有機樹脂フィルム上に無機質膜が形成された振動板も知られている。【０００３】
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、特許文献２、特許文献３および特許文献４が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−６６０９７号公報
【特許文献２】実開平２−１００３９５号公報
【特許文献３】特開昭５８−１３１８９６号公報
【特許文献４】特開平７−２８４１９０号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の振動板は、抄紙層と、スキン層を含んでいる。抄紙層は、天然繊維と熱可塑性の樹脂によって形成された合成繊維とを含んでいる。スキン層は、抄紙層の片面に形成されている。そして、スキン層は、合成繊維と同一の樹脂によって形成されている。
【０００６】
この振動板は、天然繊維を含んでいるので、樹脂製の振動板に比べて軽い。さらに、この振動板は、合成繊維を含んでいるので、紙製の振動板に比べて内部損失が大きい。さらに、抄紙層の片面にスキン層が形成されているので、振動板の剛性を向上できる。したがって、振動板の音圧レベルは向上する。また、振動板の高域限界周波数も拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態によるラウドスピーカの断面図
【図２】本発明の実施の形態による他のラウドスピーカの断面図
【図３】本発明の実施の形態の振動板の模式図
【図４Ａ】振動板の抄紙ステップの概念図
【図４Ｂ】振動板の前駆体の成形状態を示す抄紙ステップの概念図
【図５】本発明の振動板を表側から見たＳＥＭ観察図
【図６】本発明の振動板を裏側から見たＳＥＭ観察図
【図７】本発明の振動板の断面を観察したＳＥＭ観察図
【図８Ａ】本発明の実施の形態の振動板を使用したラウドスピーカの周波数特性図
【図８Ｂ】比較例の振動板を使用したラウドスピーカの周波数特性図
【図９】本発明の実施の形態の電子機器の外観図
【図１０】本発明の実施の形態の移動体装置の概念図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施の形態の振動板を説明するに先立って、電子機器に搭載されるラウドスピーカに要求される特性の動向を説明する。近年の音響機器や映像機器等の電子機器は、音源のデジタル化により、優れた音質の音を再生できる。したがって、ラウドスピーカは、これらの動向に対応するため、低域から高域までの広い再生周波数帯域、広いダイナミックレンジ、低い歪であることが要求されている。
【０００９】
たとえば、高域を専用に再生するラウドスピーカ（以降、ツィータ）には、再生周波数帯域の高域側の限界周波数が高いことが求められている。あるいは、低域から高域までの広い再生周波数帯域の音を再生するラウドスピーカ（以降、フルレンジスピーカ）でも、より広い周波数の音を再生するために、高域側の限界周波数が高いことが必要である。ラウドスピーカにおいて、振動板が、最もこれらの特性に大きく影響している。したがって、振動板には、高域側の限界周波数が高いことが求められている。そのために、これらのラウドスピーカに使用される振動板には、軽くかつ剛性の高いことが求められている。
【００１０】
例えば、ツィータ用の振動板としては、金属材料が用いられている。金属材料を用いた振動板は、比重が大きいため音圧レベルを向上させることが困難である。また、金属材料を用いた振動板は、所望のダイナミックレンジを得ることも困難である。さらに、金属材料を用いた振動板は、内部損失が低いため、不要な歪や残響が発生する。
【００１１】
一方、樹脂材料を用いた振動板の剛性は低い。したがって振動板の高域の特性を向上することは困難である。そこで、振動板の材料として、たとえば高機能樹脂フィルムのような剛性の高い材料を用いた場合、振動板は不要な振動による音の発生やローリングなどを発生し易くなる。なお、振動板に使用する高機能樹脂フィルムとしては、たとえばエンジニアリングプラスチックを用いることができる。
【００１２】
本実施の形態の振動板は、上記課題を解決し、特に高い音圧レベルと、高い高域限界周波数を有する。そしてその結果、ラウドスピーカは、優れた音質の音を再生できる。
【００１３】
以下、図１および図２を参照しながら、本実施の形態のラウドスピーカについて説明する。図１は、本実施の形態のラウドスピーカの断面図である。図２は、本実施の形態における他のラウドスピーカの断面図である。ラウドスピーカ１１は、フレーム１２と、磁気ギャップ１３が設けられた磁気回路１４と、ボイスコイル１５と、振動板２１とを含んでいる。
【００１４】
磁気回路１４は、フレーム１２と結合されている。磁気回路１４は、フレーム１２の背面側の中央部に結合することが好ましい。あるいは、磁気回路１４はフレーム１２内に収納してもかまわない。
【００１５】
なお、磁気回路１４は、内磁型であることが好ましい。この場合、磁気回路１４は、図１に示すように、マグネット１４Ａと、ヨーク１４Ｂと、プレート１４Ｃとを含んでいる。マグネット１４Ａは、ヨーク１４Ｂとプレート１４Ｃとの間に挟み込まれている。なお、ヨーク１４Ｂには、プレート１４Ｃの側面と対向する内面を有する側壁が形成されている。そして、プレート１４Ｃの側面と、ヨーク１４Ｂの内面との間に磁気ギャップ１３が形成されている。
【００１６】
磁気回路１４は、内磁型に限られず、外磁型でもかまわない。この場合、磁気回路１４は、図２に示すように、マグネット１４Ｄと、ヨーク１４Ｅと、プレート１４Ｆとを含んでいる。なお、ヨーク１４Ｅは、中央部にセンターポール１４Ｇを含んでいる。そして、マグネット１４Ｄは、ヨーク１４Ｅとプレート１４Ｆとの間に挟み込まれている。なお、プレート１４Ｆの側面は、センターポール１４Ｇの外周面と対向している。プレート１４Ｆの側面と、センターポール１４Ｇの外周面との間に磁気ギャップ１３が形成されている。
【００１７】
さらに磁気回路１４は、内磁型と外磁型とを組み合わせた方式でもかまわない。
【００１８】
ボイスコイル１５は、第１端と第２端とを有している。第１端は、振動板２１に結合されている。一方、第２端は磁気ギャップ１３へ挿入されている。
【００１９】
振動板２１の外周部は、フレーム１２の外周部に連結されている。振動板２１は、図１に示すドーム型振動板２１Ａあるいは図２に示すコーン型振動板２１Ｂのいずれでもかまわない。なお、ドーム型振動板２１Ａには、図１に示すように、ドーム状の突起が形成されている。そして突起は、ドーム型振動板２１Ａの前面方向へ突出している。そして、ドーム状の突起が、ラウドスピーカ１１の前面となる方向で配置している。一方、コーン型振動板２１Ｂは、図２に示すように、前方側が開いたラッパ状の形状である。
【００２０】
次に、振動板２１について、図３を参照しながら説明する。図３は、振動板２１の模式図である。振動板２１は、抄紙層２２と、スキン層２３を含んでいる。抄紙層２２は、天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃとを含んでいる。合成繊維２２Ｃは、熱可塑性の樹脂２２Ｂによって形成されている。
【００２１】
抄紙層２２は、抄紙のための網（以降、抄紙網）を用いて作製されている。なお、抄紙網の形状は、振動板２１の形状を模している。振動板２１の前駆体は、抄紙網を用いて、天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃとが水の中で均一に混ぜられた混合物から水分を脱水することによって作製されている。すなわち、振動板２１の前駆体は、抄紙網上に天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃを堆積させる（以降、抄紙する）ことによって作製できる。そして、振動板２１の前駆体を乾燥・プレスすることにより、振動板２１を製作できる。なお、抄紙層２２の製造方法については、後で詳しく説明する。
【００２２】
以上のように、振動板２１は、天然繊維２２Ａを含んでいるので、樹脂製の振動板に比べて軽い。さらに、振動板２１は、合成繊維を含んでいるので、紙製の振動板に比べて大きな内部損失を有している。したがって、振動板２１は、ピークやディップの発生を抑制できる。その結果、振動板２１の周波数特性は、フラットで安定する。
【００２３】
さらに、抄紙層２２の片面にスキン層２３が形成されているので、振動板２１の剛性を向上できる。したがって、振動板２１は、高い音圧レベルを有する。さらに、特に高域における振動板２１のピストンモーションは円滑である。その結果、振動板２１の高域限界周波数を拡大できる。また、振動板２１は、天然繊維２２Ａを含んでいるので、明るく、かつ自然な音を再生できる。
【００２４】
次に、天然繊維２２Ａについて説明する。振動板２１の総重量に対する天然繊維２２Ａの含有比率は、１重量％以上、９０重量％以下であることが望ましい。振動板２１中の天然繊維２２Ａの含有量が１重量％未満である場合、振動板２１の剛性が低下する。したがって振動板２１は、迫力ある音を再生できない。一方、天然繊維２２Ａの含有量が９０重量％を超えた場合、振動板２１にピンホールが増加する。したがって、振動板２１の音圧が低下する。また、振動板２１の歪が大きくなる。
【００２５】
天然繊維２２Ａのカナダ標準濾水度による叩解度（以降、叩解度）は、２００ｍｌ以上、７００ｍｌ以下であることが望ましい。この構成により、天然繊維２２Ａは、振動板２１の骨組みとして働く。したがって、振動板２１の剛性が、より大きくなる。また、抄紙時に天然繊維２２Ａが、水中で偏って分散することを抑制できる。したがって、振動板２１における材料の偏在を抑制できる。
【００２６】
また、２００ｍｌ以上の叩解度の天然繊維２２Ａを用いているので、抄紙時の濾水速度が速い。したがって、振動板２１の生産性は向上する。さらに、７００ｍｌ以下の叩解度の天然繊維２２Ａを用いているので、天然繊維２２Ａ同士が絡み合う。したがって、振動板２１の剛性が向上する。なお、天然繊維２２Ａは、ディスクリファイナー、ビーター等によって叩解することができる。
【００２７】
天然繊維２２Ａの長さは０．８ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることが望ましい。天然繊維２２Ａの長さが０．８ｍｍ未満である場合、天然繊維２２Ａの強度は、素材本来の強度よりも劣っている。したがって、振動板の剛性が低下する。一方で、天然繊維２２Ａの長さが３ｍｍを超えた場合、混抄時に天然繊維２２Ａ同士の絡み合いが過度となる。したがって、抄紙時の天然繊維２２Ａの分散性が低下する。
【００２８】
そこで、天然繊維２２Ａの長さを０．８ｍｍ以上、３ｍｍ以下の長さの範囲内にすることにより、天然繊維２２Ａ自身の強度が損なわれることを抑制できる。したがって、振動板２１の剛性を大きくできる。また、抄紙時に天然繊維２２Ａが、水中で偏って分散することを抑制できる。したがって、振動板２１における天然繊維２２Ａの偏在を抑制できる。さらに、振動板２１の外観不良を抑制できる。
【００２９】
次に、天然繊維２２Ａに使用する原料について説明する。天然繊維２２Ａの原料としては、木材や非木材を用いることができる。木材繊維の原料としては、針葉樹や、広葉樹等の木材を用いることができる。一方、非木材繊維の原料としては、竹、笹、ケナフ、ジュート、バガス、マニラ麻、ガンピ等を用いることができる。もしくは、これらの中から２種以上を混ぜて使用してもかまわない。そして、これらの材料の中から、適宜１種、もしくは２種以上を混ぜて使用することにより、振動板２１の特性や音質を所望の値に調整をすることができる。
【００３０】
たとえば、振動板２１の材料として、木材を用いた場合、金属材料などを用いた場合に比べて、振動板２１の内部損失を高くできる。したがって、振動板２１は、金属材料などを用いた場合に比べて、過度応答を小さくできるので、残響音を抑制できる。
【００３１】
一方、振動板２１の材料として、非木材を用いた場合、木材資源の枯渇を抑制できる。非木材の中でも特に、竹は早く生育する。したがって、竹繊維２２Ｅを用いることは、環境破壊の助長を抑制できる。また、竹繊維２２Ｅは、継続的に入手できる。さらに、竹繊維２２Ｅを用いた振動板２１の廃棄には、ガラス繊維等の無機分のような埋め立て処理が不要である。すなわち、竹繊維２２Ｅは、焼却によって廃棄できるので、地球の環境破壊を抑制できる。
【００３２】
一般的に、竹は生後５０日ほどで成長する。そして、それ以降、材料の特性は安定している。特に、生後約１年以上を経過した竹の特性は、安定している。すなわち、生後１年未満の竹から得られる竹繊維２２Ｅを使用した振動板２１の特性は、生後１年以上の竹から得られる竹繊維２２Ｅを使用した振動板２１に比べて、振動板２１の特性が劣る。また、このように成長速度の早い竹であるが、生後１年未満の竹を伐採し続けることにより、竹の生態系が乱れる懸念がある。そこで、天然繊維２２Ａの材料として竹繊維２２Ｅを用いる場合、竹齢１年以上の竹から得られた竹繊維２２Ｅを使用することが望ましい。
【００３３】
竹繊維２２Ｅはリグニンを含んでいる。リグニンの含有量が竹繊維２２Ｅの総重量に対し、２０重量％を超える場合、竹繊維２２Ｅの表面には過度のリグニンが含まれている。過度のリグニンは、水素結合に由来する竹繊維２２Ｅ同士の接着を阻害する。その結果、振動板２１の強度が不足する。
【００３４】
そこで、竹繊維２２Ｅの総重量に対するリグニンの含有率は、０重量％以上、２０重量％以下であることが望ましい。この構成により、振動板２１の強度を向上でき、また内部損出も向上できる。なお、竹繊維２２Ｅの総重量に対するリグニンのさらに好ましい含有率は、０重量％以上、５重量％以下である。この構成により、さらに振動板２１の強度を向上できる。
【００３５】
天然繊維２２Ａとして竹繊維２２Ｅを用いた場合、天然繊維２２Ａは、ミクロフィブリル化された竹繊維（以降、微細化竹繊維２２Ｆ）を補助的に含むことが望ましい。微細化竹繊維２２Ｆの叩解度の値は、竹繊維２２Ｅの叩解度の値に比べて小さい。微細化竹繊維２２Ｆの叩解度は、１ｍｌ以上、２００ｍｌ以下であることが好ましい。２００ｍｌ以下の叩解度の微細化竹繊維２２Ｆは、硬い。したがって、２００ｍｌ以下の叩解度の微細化竹繊維２２Ｆを含む振動板２１の剛性は大きい。また、振動板２１のピンホールの発生をさらに抑制できる。また、振動板２１に対して１ｍｌ未満の叩解度の微細化竹繊維２２Ｆを使用した場合、振動板２１を抄紙するために長い時間が必要である。したがって、１ｍｌ以上の叩解度の微細化竹繊維２２Ｆを使用することが好ましい。この構成により、振動板２１は生産性に優れる。
【００３６】
微細化竹繊維２２Ｆの含有量が、１重量％未満の場合、振動板２１の剛性の向上に対する寄与が小さい。一方で、３０重量％を超える微細化竹繊維２２Ｆを含む場合、微細化竹繊維２２Ｆは抄紙の際に水中で不均一に分散する。その結果、振動板２１は場所によって剛性のばらつきを生じる。また振動板２１の見た目も悪い。さらに、微細化竹繊維２２Ｆを製造する工数が大きいので、振動板２１の製造工数も大きくなる。また、微細化竹繊維２２Ｆを添加することにより、抄紙する際の抄紙速度が遅くなる。したがって、振動板２１を作製する工数が増加するので、振動板２１の生産コストが著しく増加する。
【００３７】
そこで、微細化竹繊維２２Ｆの含有量は、振動板２１の総重量に対して、１重量％以上、３０重量％以下であることが望ましい。この構成により、微細化竹繊維２２Ｆが、バインダーとして働き、竹繊維２２Ｅ同士を結び付ける。したがって、微細化竹繊維２２Ｆは、振動板２１の剛性をさらに向上する。また、微細化竹繊維２２Ｆは、振動板２１のピンホールの発生を抑制する。したがって、振動板２１の音圧レベルが向上する。また、微細化竹繊維２２Ｆの長さは、０．１ｍｍ以上、０．８ｍｍ未満であることが好ましい。この構成により、振動板２１の剛性を向上できる。
【００３８】
次に、合成繊維２２Ｃについて説明する。合成繊維２２Ｃの材料としては、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ビニロン、レーヨン、ナイロン等を用いることができる。そして、合成繊維２２Ｃの材料としては、これらの種の中から適宜１種、あるいは２種以上の樹脂を混合して使用してもかまわない。この構成により、振動板２１は特性を所望の値に設定できる。
【００３９】
なお、合成繊維２２Ｃの材料として、ポリエステル系の樹脂を用いる場合、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリ乳酸などを用いることができる。
【００４０】
ＰＥＴを用いた場合、抄紙時の合成繊維２２Ｃのムラの発生を抑制できる。また振動板２１のピンホールの発生も抑制できる。したがって、振動板２１の空気の漏れを抑制できる。その結果、振動板２１の歪を低減できる。さらに、天然繊維２２Ａの剛性を向上できるので、振動板２１の再生帯域を拡大できる。
【００４１】
合成繊維２２Ｃの材料としてＰＥＮを用いることにより、振動板２１の剛性と内部損失とがともに向上する。合成繊維２２Ｃの材料としてポリ乳酸を用いることにより、化石燃料の枯渇や地球環境の破壊の抑制に貢献できる。
【００４２】
合成繊維２２Ｃの材料として、ポリオレフィンやアクリルを用いてもかまわない。この場合、振動板２１の内部損失が向上する。したがって振動板の不要な歪を低減できる。
【００４３】
合成繊維２２Ｃの材料として、ビニロンを用いることにより、振動板２１の剛性が向上する。したがって、振動板２１は優れた音質で音を再生できる。
【００４４】
合成繊維２２Ｃの材料として、レーヨンや、ナイロンを用いてもかまわない。この場合、振動板２１の耐熱性が向上する。したがって振動板２１の信頼性が向上する。
【００４５】
振動板２１には、叩解した合成繊維２２Ｃを用いることが好ましい。叩解によって合成繊維２２Ｃの表面積を大きくできるので、合成繊維２２Ｃ同士の絡み合いが増加する。したがって、振動板２１の剛性を強くできる。
【００４６】
振動板２１には、さらに強化材２４を含むことがこのましい。強化材２４としては、充填材、フィラー、無機繊維、防水剤、顔料等を用いることができる。あるいは、これらの強化材２４の中から、２種類以上を混ぜて配合してもかまわない。この構成により、振動板２１の特性を所望の値に調整できる。
【００４７】
強化材２４としては、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、炭酸カルシウム、珪藻土、タルク、水酸化アルミニウム、炭化された天然繊維などを用いることができる。あるいは、これらの中から２種類以上を混ぜて添加してもかまわない。
【００４８】
強化材２４として、アラミド繊維やガラス繊維を使用した場合、振動板２１の弾性率や剛性限界が向上する。特に、強化材２４として、ガラス繊維やカーボン繊維を用いた場合、ガラス繊維やカーボン繊維の含有量は、振動板２１の総重量に対して、１重量％以上、５０重量％以下であることが望ましい。ガラス繊維やカーボン繊維の含有量が、１重量％未満である場合、振動板２１の弾性率が所望の値に到達できない。ガラス繊維やカーボン繊維の含有量が、５０重量％を越える場合、振動板２１において強化材２４の偏在が生じる。したがって、振動板２１の外観が劣る。さらに、これらの材料の比重が大きいので、振動板２１の重量は重くなる。そこで、ガラス繊維やカーボン繊維の含有量は、振動板２１の総重量に対して、１重量％以上、５０重量％以下とすれば、振動板２１の弾性率や弾性限界が向上する。
【００４９】
強化材２４として、炭酸カルシウムを用いた場合、振動板２１の難燃性が向上する。また、振動板２１にピンホールが発生することを抑制できる。さらに、振動板２１の高音域での特性は優れている。
【００５０】
なお、炭酸カルシウムや珪藻土の含有量は、振動板２１の総重量に対して、１重量％以上、３０重量％以下であることが望ましい。１重量％未満の炭酸カルシウムを含む振動板２１の弾性率は、所望の値に到達できない。また、３０重量％を超える炭酸カルシウムを含む振動板２１では、強化材２４の分散に偏りが発生する。したがって振動板２１内に強化材２４が偏在する。その結果、振動板２１の外観が低下する。さらに、この材料の比重が大きいので、振動板２１の重量は重くなる。
【００５１】
なお、強化材２４としてタルクを用いる場合、タルクの添加量は、振動板２１の総重量に対して、１重量％以上、３０重量％以下であることが望ましい。１重量％未満のタルクを含む振動板２１の弾性率の向上は抑制される。また、３０重量％を超えるタルクを含む振動板２１には、タルクの分布にムラが生じる。したがって、振動板２１の外観が低下する。さらに、タルクの比重が大きいので、振動板２１の重量は重くなる。
【００５２】
また、強化材２４として水酸化アルミニウムを用いる場合、水酸化アルミニウムの添加量は、振動板２１の総重量に対して、３０重量％以上、７０重量％以下であることが望ましい。この構成により、振動板２１の特性を所望の値へ調整できる。７０重量％を超える水酸化アルミニウムを含む振動板２１には、水酸化アルミニウムの分布にムラが発生する。したがって、振動板２１の外観が劣る。さらに、この材料の比重が大きいので、振動板の重量は重くなる。
【００５３】
さらに、強化材２４として、炭化された天然繊維を用いた場合、振動板２１の弾性率や弾性限界が向上する。
【００５４】
以上の材料の中から、適宜、天然繊維２２Ａ、合成繊維２２Ｃ、強化材２４などを選択することにより、振動板２１の密度を０．２５ｇ／ｃｍ３以上、１．００ｇ／ｃｍ３以下の範囲に設定することが好ましい。この構成により、振動板２１は柔らかく、かつ軽い。すなわち、振動板２１の密度が０．２５ｇ／ｃｍ３未満の場合、振動板２１の強度が著しく低下する。したがって、振動板２１の強度の不足によって、特に高域において振動板２１から異音が発生する。また、振動板２１の密度が１．００ｇ／ｃｍ３を超える場合、振動板２１の密度は、樹脂振動板の密度とほぼ同等である。したがって、振動板２１の重量は、樹脂振動板と大差ない。その結果、振動板２１の音圧が低下する。
【００５５】
次にスキン層２３について説明する。スキン層２３は、抄紙層２２の片面に形成されている。なお、抄紙層２２とスキン層２３の界面付近に位置する合成繊維２２Ｃは、融着接続部２５を含むことが好ましい。すなわち、合成繊維２２Ｃの一部には、融着接続部２５を含むことが好ましい。融着接続部２５では、合成繊維２２Ｃの一部が溶けて、スキン層２３と接続されている。この構成により、振動板２１におけるスキン層２３の付近には、スキン層２３と接続された合成繊維２２Ｃを含んでいる。そして、この合成繊維２２Ｃが、スキン層２３と接続されていない合成繊維２２Ｃや天然繊維２２Ａと絡み合う。したがって、振動板２１の剛性がさらに向上する。
【００５６】
なおこの場合、スキン層２３と合成繊維２２Ｃとは、同一の樹脂２２Ｂによって形成することが好ましい。この構成により、融着接続部２５において、合成繊維２２Ｃとスキン層２３との接続強度が向上する。したがって、振動板２１の剛性がさらに向上する。
【００５７】
さらに、スキン層２３には、天然繊維２２Ａを含んでもかまわない。この構成により、振動板２１の剛性がさらに向上する。この場合、スキン層２３では、天然繊維２２Ａの間の隙間が、樹脂２２Ｂによって埋まっていることが好ましい。この構成により、振動板２１の通気性を低減できる。したがって、振動板２１の空気漏れに起因して生じる音の歪を低減できる。その結果、振動板２１の歪特性は優れている。
【００５８】
振動板２１の背面方向へ出力される音と、振動板２１の前面方向へ出力される音との位相は、逆である。したがって、振動板２１の背面方向へ出力される音と、振動板２１の前面方向へ出力される音との混ざり合いによって、振動板２１の音圧レベルは小さくなる。振動板２１にスキン層２３を設けることによって、振動板２１の通気性が小さくなる。そのため、振動板２１の背面側に出力される音と、前面側に出力される音とが、混ざることを抑制できる。その結果、振動板２１の音圧レベルをさらに向上できる。
【００５９】
また、スキン層２３の表面は滑らかであるので、振動板２１の表面の見た目が優れている。さらに、振動板２１の表面にスキン層２３を形成しているので、振動板２１の耐湿性や耐水性が向上する。したがって、振動板２１の品質や信頼性が向上する。
【００６０】
図１に示すように、ラウドスピーカ１１は、たとえばツィータ１１Ａであってもかまわない。この場合、振動板２１は、ドーム型振動板２１Ａであることが好ましい。そして、ボイスコイル１５は、ドーム型振動板２１Ａの背面側に結合することが好ましい。この場合、ドーム型振動板２１Ａにおいて、図３に示すスキン層２３は、ツィータ１１Ａの背面方向を向くように配置することが好ましい。すなわち、ボイスコイル１５は、スキン層２３と結合する。なお、ボイスコイル１５とドーム型振動板２１Ａとの結合は、接着剤を用いることができる。
【００６１】
この構成により、接着剤が振動板２１へ吸収されることを抑制できるので、ボイスコイル１５とドーム型振動板２１Ａとの接着箇所には接着剤の固形分が多く残る。したがって、ボイスコイル１５とドーム型振動板２１Ａとの間の結合は強い。すなわち、接着剤の塗布量を抑制できるので、振動板２１とボイスコイル１５との組立体を軽くできる。その結果、振動板２１の音圧レベルが向上する。また、振動板２１の高域側の限界周波数が拡大できる。
【００６２】
なお、スキン層２３は、ドーム型振動板２１Ａの前面側に形成しても良い。スキン層２３の表面は滑らかである。したがって、振動板２１の表側の外観が優れている。また、ラウドスピーカ１１の耐湿性や耐水性が向上する。
【００６３】
ラウドスピーカ１１は、図２に示すように、フルレンジスピーカ１１Ｂ、あるいはスコーカ１１Ｃであってもかまわない。この場合、振動板２１は、コーン型振動板２１Ｂであることが好ましい。なお、ラウドスピーカ１１において、ボイスコイル１５は、コーン型振動板２１Ｂの前面側に結合している。したがって、図３に示すスキン層２３は、コーン型振動板２１Ｂの前面側に形成することが好ましい。なお、振動板２１は、コーン形状であるが、図１に示すようなドーム形状でもかまわない。
【００６４】
なおラウドスピーカ１１には、コーン型振動板２１Ｂの前面にダストキャップを設けてもかまわない。また、コーン型振動板２１Ｂは、サイドコーンを含んでもかまわない。あるいは振動板２１は、サイドコーンであってもかまわない。サイドコーンは、主に高音域の音の再生特性に影響している。したがって、高域の音を忠実に再生できる。
【００６５】
次に、振動板２１の製造方法について、図４Ａ、図４Ｂを参照しながら説明する。図４Ａは、振動板２１の前駆体３４を作製するステップ（以降、抄紙ステップ）の概念図である。図４Ｂは、抄紙ステップでの前駆体３４の成形状態を示す概念図である。振動板２１の製造方法は、振動板２１の前駆体３４を作製するステップと、振動板２１を形成するステップとを含んでいる。
【００６６】
前駆体３４を作製するステップは、抄紙するステップを含んでいる。抄紙するステップでは、天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃとを抄紙槽３１内で水３３に混ぜた状態で、抄紙網３２によって抄いている。その結果、天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃの混合物が、抄紙網３２の上に堆積する。その際、水３３は、抄紙網３２を通過する。したがって、天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃとが混合した堆積物から水３３を脱水できる。そして、この作業によって、抄紙網３２上には天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃの混合物による振動板２１の前駆体３４が残留する。なおこのとき、抄紙網３２の下側を減圧することが好ましい。
【００６７】
なお、振動板２１が強化材２４や、微細化竹繊維２２Ｆを含む場合、強化材２４や、微細化竹繊維２２Ｆも抄紙ステップで天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃと混ぜて抄紙する。
【００６８】
図１あるいは図２に示す振動板２１において、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃは、ランダムに配向していることが好ましい。この構成により、上から見た場合の振動板２１の形状が円形である場合、振動板２１の中心から外周方向の引張強度と、これに垂直な周方向の引張強度とはほぼ等しくなる。この結果、振動板２１の強度の方向性を低減できるので、ボイスコイル１５の振動は、歪の小さな状態で振動板２１全体に伝達する。また振動板２１自体の振動の歪も抑制できる。したがって、振動板２１は、ボイスコイル１５の動きに忠実に連動して動く。その結果、振動板２１の周波数特性が優れる。すなわち、振動板２１にピークやディップが発生することを抑制できる。また、振動板２１は、歪の少ない音を再生できる。
【００６９】
なお、抄紙ステップでの天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃとの濃度や、抄紙槽３１内の水流、あるいは脱水の速度を調整することによって、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃの配向を調整する（以降、配向を制御する）ことが好ましい。
【００７０】
天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃの配向がランダムな振動板２１を作製する場合、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃの濃度は低いことが好ましい。また、抄紙槽３１内の水流は遅い方が好ましい。さらに、抄紙速度は遅い方が好ましい。
【００７１】
天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃなどのパルプの濃度が高い場合、水中においてパルプの分散が不均一になりやすい。したがって、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃなどの繊維同士が互いに凝集し、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃの分散不良が生じる。
【００７２】
水流が速い場合や抄紙速度が速い場合、水流方向に沿って天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃが並ぶ。したがって、水流を遅くすることや、抄紙速度を遅くすることによって、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃの配向をランダムにできる。
【００７３】
なお、天然繊維２２Ａや合成繊維２２Ｃの配向のランダムの度合いは、振動板２１の引張強度の異方性によって評価できる。例えば、上から見た場合の振動板２１の形状が円形である場合、振動板２１の中心から外周方向の引張強度と、振動板の周方向の引張強度の比によって評価できる。
【００７４】
配向を制御しない場合、振動板の周方向の引張強度は、振動板の中心から外周方向の引張強度の１．７倍以上である。このような引張強度の比の振動板は、安定したピストンモーションが困難となり、再生帯域が狭くなる。
【００７５】
そこで、振動板２１の周方向の引張強度は、振動板２１の中心から外周方向の引張強度に対し、１倍以上、１．５倍以下であることが好ましい。なお、振動板２１の周方向の引張強度は、振動板２１の中心から外周方向の引張強度に対し、１倍以上、１．１倍以下であることが、さらに好ましい。
【００７６】
この構成により、振動板２１の引張強度の比の異方性を小さくしているので、ボイスコイル１５が振動する際に、ピストンモーションが安定する。したがって、ボイスコイル１５の振動が、振動板２１全体に伝達する。その結果、振動板２１の再生帯域を広くできる。さらに、振動板２１の不要な共振や歪の発生を抑制できる。なお、引張試験は、日本工業規格の試験法であるＪＩＳＰ８１１３準拠の引張試験機を用いて実施できる。
【００７７】
次に、スキン層２３の形成について説明する。振動板２１を形成するステップでは、前駆体３４を加熱・プレスし、スキン層２３を形成している（以降、加熱・プレスステップ）。加熱・プレスステップでは、上下で１対となる２体の金型の間に前駆体３４を挟み、前駆体３４を所望の形状に成形している。さらに加熱・プレスステップでは、前駆体３４を加熱することにより乾燥している。この構成により、前駆体３４に含まれた水分が蒸発し、振動板２１を形成できる。
【００７８】
スキン層２３は、前駆体３４をプレスする際に、一対の金型間に温度差を設けることによって形成できる。すなわち、プレス中に前駆体３４の第１面と、第１面の反対側の第２面との温度は異なっている。たとえば、第１面は、前駆体３４の表面であり、第２面は前駆体３４の裏面である。そして、２体の金型温度のうちで、温度が高い方の金型は、合成繊維２２Ｃが溶解する温度以上に設定することが好ましい。一方、一対の金型温度のうちで、温度が低い方の金型は、合成繊維２２Ｃが溶解する温度未満に設定することが好ましい。この構成により、前駆体３４において、温度が高い方の金型に接した側の表面部では、合成繊維２２Ｃが溶解し、スキン層２３が形成される。
【００７９】
たとえば、第１面の温度を第２面の温度よりも高くした場合、前駆体３４の第１面の近傍の合成繊維２２Ｃが溶融する。その結果、振動板２１には、第１面側のみにスキン層２３が形成される。さらに、加熱・プレスステップでは、スキン層２３の近傍の合成繊維２２Ｃを部分的に溶かすことが好ましい。この構成により、合成繊維２２Ｃにスキン層２３との融着接続部２５が形成できる。
【００８０】
なお、一対の金型温度のうちで、温度が高い方の金型のみを加熱してもかまわない。この構成により、一方の金型のみに加熱器を設ければよいので、金型の構造が簡単である。したがって金型の費用の増加を抑制できる。また、加熱のための消費電力を抑制できる。
【００８１】
スキン層２３を以上のような製造方法によって作製できるので、別途、スキン層２３となるシートなどを準備して、抄紙層２２上に貼り合わせるなどの作業が不要である。したがって、振動板２１の生産性は優れている。
【００８２】
以上の製造方法を用いて、作製した振動板２１の表面や断面の状態について、図５から図７を参照しながら説明する。図５は、振動板２１を表側から見た場合のＳＥＭ観察図である。図６は、振動板２１を裏側から見た場合のＳＥＭ観察図である。図７は、振動板２１の断面のＳＥＭ観察図である。これらの観察図により、振動板２１の表側では天然繊維２２Ａが露出していることが確認できる。一方、振動板２１の表側には、スキン層２３が形成されていることを確認できる。すなわち、スキン層２３は、振動板２１の裏側のみに形成されていることを確認できる。なお、スキン層２３では、天然繊維２２Ａの表面は、樹脂２２Ｂによって覆われている。また、スキン層２３は、天然繊維２２Ａ同士が樹脂２２Ｂによって橋渡しされている箇所を数多く有している。さらに、スキン層２３には、天然繊維２２Ａ同士が樹脂２２Ｂによって埋まった箇所も有している。
【００８３】
比較例のラウドスピーカ（以降、サンプルＢ）と、以上の製造方法によって作製された振動板２１を用いたラウドスピーカ１１（以降、サンプルＡ）とを作製した。サンプルＡは、抄紙ステップにおいて配向を制御して作製している。さらに、サンプルＡは、加熱・プレスステップにおいて、一対の金型の間に温度差を設け、スキン層２３を形成している。一方、サンプルＢでは、抄紙ステップにおいて配向を制御していない。また、一対の金型の温度はともに図３に示す合成繊維２２Ｃの融点より低く、かつ一対の金型の間には温度差を設けていない。すなわち、サンプルＢの表面には、スキン層２３が形成されていない。なお、サンプルＡ、サンプルＢともに、図３に示す天然繊維２２Ａと合成繊維２２Ｃを１５：８５の割合で配合している。
【００８４】
次に、サンプルＡとサンプルＢの周波数特性について、図８Ａと図８Ｂを参照しながら説明する。図８ＡはサンプルＡの周波数特性図である。図８ＢはサンプルＢの周波数特性図である。図８Ａと図８Ｂにおいて、横軸は周波数を示しており、縦軸は音圧レベルの値を示している。特性曲線６１はサンプルＡの音圧周波数特性を示している。特性曲線６２はサンプルＡの２次歪の特性を示している。特性曲線６３はサンプルＡの３次歪の特性を示している。一方、特性曲線６４はサンプルＢの音圧周波数特性を示している。特性曲線６５はサンプルＢの２次歪の特性を示している。特性曲線６６はサンプルＢの３次歪の特性を示している。
【００８５】
特性曲線６１と特性曲線６４とを比較してみると、サンプルＡでは、サンプルＢに比べて、高域側の限界周波数が高くなっている。サンプルＡの高域側の限界周波数は、２０ＫＨｚから２７ＫＨｚ程度まで向上している。さらに、特性曲線６３と特性曲線６６とを比較してみると、サンプルＡの３次歪は、サンプルＢに比べて、１ｋＨｚから５ｋＨｚの間で著しく良化している。
【００８６】
以下、本実施の形態における電子機器について、図９を参照しながら、説明する。図９は、本実施の形態における電子機器の概念図である。電子機器４４は、ラウドスピーカ１１、筐体４１、増幅部４２を含んでいる。なお、ラウドスピーカ１１は、たとえば、ツィータ１１Ａと、フルレンジスピーカ１１Ｂを含むことが好ましい。さらに、電子機器４４は、プレーヤ４３を含んでもかまわない。なお、プレーヤ４３は、増幅部４２に入力する電気信号を出力している。
【００８７】
ラウドスピーカ１１、増幅部４２、プレーヤ４３は、筐体４１内に収納されている。増幅部４２は、電気信号を増幅して、ラウドスピーカ１１へ供給している。
【００８８】
電子機器４４は、たとえばオーディオ用のミニコンポシステムである。なお、電子機器４４はミニコンポシステムに限定されることなく、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、さらには携帯電話やコンピュータ等の情報機器であってもかまわない。
【００８９】
以上の構成により、電子機器４４から出力される音の音圧レベルを大きくできる。また、電子機器４４は、高域限界周波数が高く、高い音を綺麗に再生できる。したがって、電子機器４４が再生する音の音質は向上する。また、電子機器４４の品質や信頼性が高い。さらに電子機器４４の価格は安い。
【００９０】
以下、本実施の形態における移動体装置について、図１０を参照しながら、説明する。図１０は、移動体装置５０の概念図である。移動体装置５０は、本体部４８、駆動部４５と、ラウドスピーカ１１を含んでいる。なお、駆動部４５は、動力伝達部４６や、操舵部４７を含んでもかまわない。さらに、操舵部４７には、タイヤなどを含んでもかまわない。
【００９１】
駆動部４５、ラウドスピーカ１１は、本体部４８内に収納されている。駆動部４５は、移動体装置５０を移動させるための動力を発生している。駆動部４５には、たとえば、エンジンあるいはモータを含んでいる。動力伝達部４６は、動力をタイヤなどへ伝達している。動力伝達部４６には、変速機構などを含んでもかまわない。操舵部４７は、たとえば、ハンドルやアクセルペダルなどを含んでもかまわない。
【００９２】
ラウドスピーカ１１は、たとえばリアトレイに配置できる。そしてラウドスピーカ１１は、カーナビゲーションやカーオーディオの一部を構成できる。なお、ラウドスピーカ１１は、リアトレイに限られず、フロントパネル、ドア、天井、ピラー部、インパネ部、床等に配置してもかまわない。
【００９３】
振動板２１は、樹脂製の振動板に比べて軽い。したがって、振動板２１を駆動するためのマグネット１４Ａを小さくできるので、ヨーク１４Ｂやプレート１４Ｃも小さくできる。その結果、ラウドスピーカ１１を軽くでき、移動体装置５０も軽くできるので、移動体装置５０の燃費の向上に貢献でき、化石燃料の消費量の抑制に貢献できる。
【００９４】
移動体装置５０としては、たとえば自動車である。なお、移動体装置５０は、自動車に限定されることなく、オートバイやバス、電車、船舶、航空機等であってもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明にかかる振動板は、軽く、かつ剛性が大きいという効果を有し、電子機器や移動体装置などに用いるラウドスピーカに適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１１    ラウドスピーカ
１１Ａ    ツィータ
１１Ｂ    フルレンジスピーカ
１１Ｃ    スコーカ
１２    フレーム
１３    磁気ギャップ
１４    磁気回路
１４Ａ    マグネット
１４Ｂ    ヨーク
１４Ｃ    プレート
１４Ｄ    マグネット
１４Ｅ    ヨーク
１４Ｆ    プレート
１４Ｇ    センターポール
１５    ボイスコイル
２１    振動板
２１Ａ    ドーム型振動板
２１Ｂ    コーン型振動板
２２    抄紙層
２２Ａ    天然繊維
２２Ｂ    樹脂
２２Ｃ    合成繊維
２２Ｅ    竹繊維
２２Ｆ    微細化竹繊維
２３    スキン層
２４    強化材
２５    融着接続部
３１    抄紙槽
３２    抄紙網
３３    水
３４    前駆体
４１    筐体
４２    増幅部
４３    プレーヤ
４４    電子機器
４５    駆動部
４６    動力伝達部
４７    操舵部
４８    本体部
５０    移動体装置
６１    特性曲線
６２    特性曲線
６３    特性曲線
６４    特性曲線
６５    特性曲線
６６    特性曲線
【図１】
2014091704.tif 000003
【図２】
2014091704.tif 000004
【図３】
2014091704.tif 000005
【図４Ａ】
2014091704.tif 000006
【図４Ｂ】
2014091704.tif 000007
【図５】
2014091704.tif 000008
【図６】
2014091704.tif 000009
【図７】
2014091704.tif 000010
【図８Ａ】
2014091704.tif 000011
【図８Ｂ】
2014091704.tif 000012
【図９】
2014091704.tif 000013
【図１０】
2014091704.tif 000014
【国際調査報告】
2014091704.tif 000015
2014091704.tif 000016
2014091704.tif 000017
2014091704.tif 000018