JP2007312269A

JP2007312269A - 平面スピーカー用振動板、及びそれを用いた平面スピーカー

Info

Publication number: JP2007312269A
Application number: JP2006141203A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kazama; 真一風間; Yoshihei Tachibana; 善平橘
Original assignee: Kyocera Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-11-29

Abstract

【課題】指向性や周波数特性などの音質を十分に改良してなる平面スピーカーを提供する。
【解決方法】有機繊維不織布からなる中空ハニカム構造のハニカムコアと、前記ハニカムコアの両端部において、前記ハニカムコアを挟み込むとともに、前記ハニカムコアの中空部を密閉するようにして設けられた一対のガラス織布基材エポキシ樹脂シートとから平面スピーカー用振動板を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気コイルや圧電振動子などで板に振動を与え、音楽や音声を発生させる平面スピーカー用振動板、及びこの振動板を用いてなる平面スピーカーに関するものである。

従来、NTX社などは、平面板を振動板として用い、これを振動させることによって音を発生させるスピーカーを古くから開発し、実用化している（例えば、特表1999-5122149など参照）。このような形態のスピーカーは軽量で場所をとらず、設置しやすいという長所を有するが、音域や周波数特性、音声の再現性といった音質の面では、コーン型のウーファーとドーム型のツイーター、スコーカーを搭載した通常の箱型スピーカーに及ばず、用途が著しく限定されていた。
特開2004-64726号特開2002-78077号

本発明は、指向性や周波数特性などの音質を十分に改良してなる平面スピーカーを提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
有機繊維不織布からなる中空ハニカム構造のハニカムコアと、
前記ハニカムコアの両端部において、前記ハニカムコアを挟み込むとともに、前記ハニカムコアの中空部を密閉するようにして設けられた一対のガラス織布基材エポキシ樹脂シートと、
を具えることを特徴とする、平面スピーカー用振動板に関する。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。その結果、上述した平面スピーカーの振動板を軽量化するとともに、剛性に優れたものとすることにより、指向性や周波数特性などの音質に優れた平面スピーカーを得ることができることを見出した。かかる観点より、本発明者らは、平面スピーカーのコア部分を中空ハニカム構造のハニカムコアとするとともに、このハニカムコアを有機繊維不織布から構成し、さらにガラス織布基材エポキシ樹脂シートで前記ハニカムコアの中空部を埋設するようにしてその両端部を挟み込むような構成にすることにより、得られる振動板の軽量化と剛性の向上化とを同時に達成できることを見出した。

したがって、上述した振動板から平面スピーカーを構成することにより、前記振動板の軽量及び高曲げ剛性の特性に起因して、前記平面スピーカーの指向性及び周波数特性などの音質を向上させることができる。

なお、特開２００２−７８０７７号公報には、平面スピーカーの振動板を中空ハニカム構造とすることが開示されている。しかしながら、かかる公報では、前記中空ハニカム構造を密閉するシートに関する材料組成に関して何らの教示も存在しない。したがって、中空ハニカム構造に起因した軽量化は図ることができるものの、前述した材料組成による軽量化及び剛性向上を図ることができず、本発明で得ることのできる平面スピーカーに比較して、その指向性及び周波数特性などの音質を十分に向上させることができない。
特開2002-78077号

平面スピーカーは、電気信号をエキサイターが振動に変換し、平面パネル（振動板）を介して空気に振動を伝えることで音を出している。従って、平面パネルの剛性が小さく、柔らかい場合には、エキサイターの振動にパネルが追従することができない。すなわち、エキサイターの周辺のみが振動し、他の大部分は必要な周波数での振動を得ることができず、無関係な雑音が生じたり、干渉によって必要な音が出なかったりする。特に、高音（周波数が高く、振動が早い）では前述した現象が顕著に発現するようになる。

かかる観点から、前記パネルにおけるステンレス板のように硬い材料組成から構成した場合は、前記パネルの剛性を高めることができるが、前記パネル自体が重くなり過ぎるので、エキサイターが前記パネルを振動させようとしても、前記パネルの慣性力が大きくなり過ぎるために、前記パネルが前記エキサイターの振動に追従することができなくなる。この結果、同じ入力信号を送っても、このようなステンレス板などから構成される重いパネルにおいては、低音しか再生させることができない。

また、ステンレス板などの重いパネルを用いた場合は、このパネルを構成するコア部分を中空ハニカム構造としても、十分な軽量化を達成することはできず、能率が悪いスピーカーとなってしまう。

これに対して、本発明では、パネル（振動板）のハニカムコアを有機繊維不織布から構成するとともに、その両端部をガラス織布基材エポキシ樹脂の軽量かつ高剛性の材料成分からなるシートで挟み込むようにしている。したがって、本発明では、振動板の各構成部分を上述のような材料成分から構成するようにしているので、エキサイターによって振動板（パネル）を振動させた場合においても、その高剛性及び軽量性に起因して低音から高音までの音を高い指向性の下に再生することができるようになる。

以上説明したように、本発明によれば、指向性や周波数特性などの音質を十分に改良してなる平面スピーカーを提供することができる。

以下、本発明のその他の特徴及び利点について、発明を実施するための最良の形態に基づいて詳細に説明する。

（ハニカムコア）
本発明の平面スピーカー用振動板は、有機繊維不織布からなる中空ハニカム構造のハニカムコアを有する。前記有機繊維不織布としては、アラミド不織布及び液晶ポリマー不織布などを用いることができる。アラミド不織布としては、例えばデュポン社のメーテックス（商品名）を用いることができ、液晶ポリマー不織布としては、クラレ社のベクルス（商品名）を用いることができる。

なお、前記中空ハニカム構造は公知の方法によって形成することができる。例えば、前記有機繊維不織布内にガス発生剤を付着させ、振動板形成における加熱過程において所定のガスを発生させ、前記不織布内に前記ガス発生に起因した六角形状の空洞を形成するようにして実施することができる。前記ガス発生剤としては、重炭酸ソーダなどを例示することができる。

また、ハニカムコアのセルサイズは特に限定されるものではなく、前記ハニカムコアを含む振動板を平面スピーカーとして用いた場合は、適度な強度及び重量を有するように適宜に調節する。例えば、ハニカムコアの厚さが大きい場合はセルサイズを大きくし、ハニカムコアの厚さが小さい場合はセルサイズを小さくする。

さらに、ハニカムコアの厚さは振動板の厚さを特徴づけるものであるため、振動板として適切な厚さとなるような範囲に決定する。例えば、本発明においては、前記ハニカムコアの厚さは１．５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。これによって、最終的に得る振動板の指向性や周波数特性などをより効果的に向上させることができるようになる。

また、ハニカムコアの厚さは、以下に詳述するガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの１５倍以上とすることが好ましい。ハニカムコアの厚さに対して前記シートの厚さが大きくなりすぎると（ハニカムコアの厚さがガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの１５倍以下）、得られる振動板は単なる板に近い形態となってしまい、ハニカムコアを設けることによる軽量化及び高剛性化の特性を十分に発揮することができない場合がある。したがって、本発明の目的とする高特性の振動板を得ることができない場合がある。

（ガラス織布基材エポキシ樹脂シート）
本発明の平面スピーカー用振動板は、有機繊維不織布からなる中空ハニカム構造のハニカムコアを挟み込むようにして設けた一対のガラス織布基材エポキシ樹脂シートを有する。このガラス織布基材エポキシ樹脂シートは、前記ハニカムコアの両端部においてその中空部を密閉するようにして形成する。具体的には、前記ハニカムコアと前記ガラス織布基材エポキシ樹脂シートとをホットプレスやオートクレーブ式成型機で加熱加圧することにより、接着するようにして形成する。このような接着は、前記シートを構成するエポキシ樹脂の加熱硬化に伴って行われる。なお、接着が不十分である場合は、適宜接着剤を用いることができる。

前記ガラス織布基材エポキシ樹脂シートは、例えばガラス織布に、熱硬化型エポキシ樹脂を含浸させて形成することができる。このようにして得たシートは、十分に高い剛性を示し、本発明の作用効果を十分に満たすことができる。しかしながら、前記シートはその他の方法で形成することもできる。例えば、ガラス繊維基材上にエポキシ樹脂シートを貼付することによって得ることもできる。

なお、前記ガラス織布基材を構成するガラス織布としては、適切な軽さと強度（剛性）とを具えたものである必要があり、その密度が４０ｇ／ｍ^２〜２２０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。また、平織り構造であることが好ましい。このようなガラス織布としては、建材やプリント配線板などに用いる106type、1080type、2116type及び7628type（いずれもIPCスペック）などを用いることができる。

また、前記ガラス織布基材エポキシ樹脂シートを構成するエポキシ樹脂としては、硬化後に接着強度が得られるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な工業製品に用いられるエポキシ樹脂を用いることができる。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及び複素環型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、ビフェニル骨格を含有するような多官能のエポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独で用いることもできるが、複数を組み合わせて用いることもできる。

さらに、難燃性を付与する場合には、ブロム化エポキシ樹脂、りん変性エポキシ樹脂などの一般的な難燃機構を有するエポキシ樹脂などを用いることもできる。

なお、上記エポキシ樹脂を硬化させるに際しては、適宜エポキシ用硬化剤を用いることができる。このようなエポキシ用硬化剤としては汎用のものを用いることができ、ジシアンジアミド、芳香族ジアミンなどのアミン硬化系、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂などのフェノール硬化系などを用いることができる。これらの硬化剤は単独で用いることもできるが、複数を組み合わせて用いることもできる。

また、上記エポキシ用硬化剤に加えて、適宜エポキシ用硬化促進剤を用いることもできる。このようなエポキシ用硬化促進剤としては汎用のものを用いることができ、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1-ベンジル−2−メチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、三フッ化ホウ素アミン錯体、トリフェニルホスフィンなどを用いることができる。これらの硬化促進剤は単独で用いることもできるが、複数を組み合わせて用いることもできる。

また、上述したエポキシ樹脂に対しては、上述した硬化剤及び／又は硬化促進剤に加えて、適宜無機質又は有機質の微粉末の充填剤、顔料、及び劣化防止剤などを添加配合することができる。

さらに、前記ガラス織布基材エポキシ樹脂シート中における上記エポキシ樹脂の含有割合が３５重量％〜７０重量％であることが好ましい。この場合においても、前記シートに対して適切な軽さと強度（剛性）とを付与することができ、本発明の目的とする作用効果を十分に奏することができるようになる。

（平面スピーカー用振動板）
図１及び２は、本発明の平面スピーカー用振動板の一例を示す構成図である。図１は、ガラス織布基材エポキシ樹脂シートを除去したハニカムコア部分だけを示すものであり、図２は、前記ハニカムコアを前記樹脂シートで挟んだ状態を示すものである。図２（ａ）は前記振動板の平面図であり、図２（ｂ）は、前記振動板の側面図である。

図１に示すように、本発明の平面スピーカー用振動板においては、ハニカムコア１０は六角形状のセルが蜜に詰まったハニカム構造を呈し、図２に示すように、ハニカムコア１０の両端部を一対のガラス織布基材エポキシ樹脂シート２０でそれぞれ挟み込むとともに、ハニカムコア１０の中空部１０Ａを密閉するようにしていることが分かる。

なお、ハニカムコア１０の厚さをｔ１とし、樹脂シート２０の厚さをｔ２とした場合に、上述したように、ｔ１≧１５ｔ２なる関係を満たすことが好ましい。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、以下における「部」とは「重量部」を意味するものである。

（実施例１）
ビスフェノールA型エポキシ樹脂のエピコート1001（油化シェル社製品名）70部、クレゾールノボラックエポキシ樹脂YDCN-704P（東都化成社製品名）３０部、ジシアンジアミド３部からなる混合物にプロピレングリコールモノメチルエーテルを加えて固形分６５体積％のワニスを調整した。この樹脂を7628type（ICPグレード）のガラスクロスに樹脂分４０重量％となるようにして塗布し、乾燥、半硬化させることによって、ガラス織布基材エポキシ樹脂シートに対するプリプレグを作製した。

次いで、ノーメックスペーパーに対してフェノール樹脂を含浸して得たハニカムコア（ジャムコ社製、厚さ４ｍｍ）を準備し、このハニカムコアの両端部において前記プリプレグを前記ハニカムコアの中空部を密閉するようにして配置し、温度１６０℃、圧力２ｋｇｆ／ｃｍ^２で６５分間プレスし、前記プリプレグを加熱硬化させてガラス織布基材エポキシ樹脂シートとするとともに、このシートと前記ハニカムコアとを接着させた。

なお、プレス後のハニカムコアの厚さは４ｍｍであり、前記プリプレグから形成されたガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さは０．１９ｍｍであり、ハニカムコアの厚さはガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの約２１倍であった。

次いで、上述のようにしてプレス成型して得た積層体を３００ｍｍ×４２０ｍｍに切断して目的とする振動板を得、ＮＴＸ社製のエキサイターをその表面に1個貼り付け、音声信号を送ることで平面スピーカーの振動板として機能させた。なお、このようにして得たスピカーを駆動させるために、アンプはＢＯＳＥ社製TA−55を使用し、CDプレーヤーとしてソニー社製のD-FJ787を使用した。また、前記平面スピーカーの特性評価は、複数人の試験者の平均的な評価とした。

得られた平面スピーカーの主な物性値を表1に示し、前記平面スピーカーの特性評価の結果を表２に示す。

（実施例２）
上記プリプレグにおける7628type（ICPグレード）のガラスクロスに代えて、1080typeを用い、ハニカムコアの厚さを１．５ｍｍとし、ガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さを０．０７ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして平面スピーカーの振動板を作製し、この振動板から平面スピーカーを作製した。また、実施例１と同様にして前記平面スピーカーの特性を評価した。なお、上記値から、ハニカムコアの厚さはガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの約２１倍であった。

（実施例３）
上記プリプレグにおける1080type（ICPグレード）のガラスクロスに代えて、2116typeを用い、ガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さを０．1ｍｍとした以外は、実施例２と同様にして平面スピーカーの振動板を作製し、この振動板から平面スピーカーを作製した。また、実施例1と同様にして前記平面スピーカーの特性を評価した。なお、上記値から、ハニカムコアの厚さはガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの約１５倍であった。

（実施例４）
ハニカムコアの厚さを１０ｍｍとし、ガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さを０．１０ｍｍとした以外は、実施例２と同様にして平面スピーカーの振動板を作製し、この振動板から平面スピーカーを作製した。また、実施例１と同様にして前記平面スピーカーの特性を評価した。なお、上記値から、ハニカムコアの厚さはガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの約１００倍であった。

（比較例１）
実施例１において、ガラスクロス106typr(28g/m²)を用いた以外は全て同様とした。

（比較例２）
実施例１において、ガラスクロス7635typr(233g/m²)を用いた以外は全て同様とした。

（比較例３）
実施例２において、ガラスクロス7628typeを用い、ハニカムコアがプリプレグ厚さの10倍とした以外は全て同様とした。

（比較例４）
実施例４において、7635typr(233b/m²)を用いた以外は全て同様とした。

以上、実施例及び比較例から明らかなように、本発明の平面スピーカー用振動板を用いて作製した平面スピーカーは、能率、指向性及び周波数特性に優れることが分かる。したがって、本発明によれば、指向性や周波数特性などの音質を十分に改良してなる平面スピーカーを提供することができることが分かる。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。

本発明の平面スピーカー用振動板の一例を示す構成図である。同じく、本発明の平面スピーカー用振動板の一例を示す構成図である。

符号の説明

１０ハニカムコア
１０A ハニカムコアの中空部
２０ガラス織布基材エポキシ樹脂シート
ｔ１ハニカムコアの厚さ
ｔ２ガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さ

Claims

有機繊維不織布からなる中空ハニカム構造のハニカムコアと、
前記ハニカムコアの両端部において、前記ハニカムコアを挟み込むとともに、前記ハニカムコアの中空部を密閉するようにして設けられた一対のガラス織布基材エポキシ樹脂シートと、
を具えることを特徴とする、平面スピーカー用振動板。
前記ハニカムコアの厚さが、前記ガラス織布基材エポキシ樹脂シートの厚さの１５倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の平面スピーカー用振動板。
前記ハニカムコアの厚さが１．５ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする、請求項２に記載の平面スピーカー用振動板。
前記有機繊維不織布は、アラミド不織布及び液晶ポリマー不織布の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のスピーカー用振動板。
ガラス織布基材エポキシ樹脂シートは、ガラス織布に、熱硬化型エポキシ樹脂を含浸させてなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の平面スピーカー用振動板。
前記ガラス織布の密度が４０ｇ／ｍ^２〜２２０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする、請求項５に記載の平面スピーカー用振動板。
前記熱硬化型エポキシ樹脂の含有割合が３５重量％〜７０重量％であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の平面スピーカー用振動板。
前記ハニカムコアと前記ガラス織布基材エポキシ樹脂シートとは、加圧下加熱して接着してなることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の平面スピーカー用振動板。
請求項１〜８のいずれか一に記載の平面スピーカー用振動板を含むことを特徴とする、平面スピーカー。