JP5018216B2 - スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカ - Google Patents

Description

本発明は各種音響機器や映像機器に使用されるスピーカ用振動板やこれを用いたスピーカに関するものである。

従来の技術を図４により説明する。

図４は、従来の射出成形による樹脂製のスピーカ用振動板の断面図である。

図４に示すように、スピーカ用振動板７はポリプロピレン等の樹脂を使用して、あらかじめ形状設定された金型に、樹脂ペレットを熱溶解させて射出成形して得ていた。

これらの射出成形による樹脂材料の種類としては、ポリプロピレン等の単一材料が一般的によく使用されている。

このほか、振動板としての物性値の調整、すなわちスピーカとしての特性や音質の調整を目的として、種類の異なる樹脂を使用したブレンドタイプのものも存在していた。

さらに、これら樹脂では調整が難しい物性値の調整については、マイカ等の強化材を混入して物性値の調整やスピーカとしての特性や音質の調整を実施していた。

しかしながら、近年の脱石油化学の動きの中で植物由来であるポリ乳酸を樹脂として使用する検討が盛んに実施されている。

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が知られている。
特開２００５−２６０５４６号公報

従来のポリ乳酸を使用したスピーカ用振動板においては、耐熱性不足や強度不足、さらには従来使用されていたポリプロピレンに比べて内部損失が小さく音質が良くない等の課題を有するものであった。

上記目的を達成するために本発明は、ポリ乳酸に竹繊維を混入させ、さらにこれらポリ乳酸と竹繊維の相溶化剤的な働きをする材料であるところの、ポリエチレンテレフタレート繊維あるいはポリエチレンナフタレート繊維を含有させる。これにより、ポリエチレンテレフタレート繊維あるいはポリエチレンナフタレート繊維は、相溶化剤としての働きに加えて、ポリエチレンテレフタレート繊維あるいはポリエチレンナフタレート繊維が竹繊維と絡み合う。したがって、ポリエチレンテレフタレート繊維あるいはポリエチレンナフタレート繊維は、ポリ乳酸と竹繊維の界面の密着性をあげるとともに、ポリ乳酸の結晶化度を向上させて耐熱性を向上させる。

この構成により、ポリ乳酸と竹繊維の両方の特徴を生かすことができる振動板を得ることができる。

以上のように本発明は、ポリ乳酸に竹繊維を混入させ、さらにポリ乳酸と竹繊維の相溶化剤的な働きをする材料であるところの、ポリエチレンテレフタレート繊維やポリエチレンナフタレート繊維を含有させて射出成形してスピーカ用振動板を構成している。これにより、ポリエチレンテレフタレート繊維あるいはポリエチレンナフタレート繊維は、相溶化剤としての働きに加えて、ポリエチレンテレフタレート繊維あるいはポリエチレンナフタレート繊維が竹繊維と絡み合う。

この構成により、従来のポリ乳酸を使用した場合の欠点である耐熱性不足や強度不足が改善できるとともに、内部損失が大きい材料となり、スピーカ用振動板とした場合に、クリアな音が再現できる。

よって、ポリ乳酸と竹繊維の両方の特徴を生かすことができ、石油由来の化学物質の使用量を低減したまま環境に優しく、耐熱性があり、強度が強く、音が良いスピーカ用振動板を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

以下の記載は、本発明を何ら限定するものではない。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１から請求項８に記載の発明について説明する。

図１は、本発明の一実施形態の振動板の断面図を示したもの、図２は、本発明の一実施形態の振動板の平面図を示したものである。

図１および図２に示すように、振動板２７は、植物由来のポリ乳酸をベース樹脂としたものであり、このポリ乳酸２７Ａと竹繊維２７Ｂとに、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）２７Ｃを混入した材料を射出成形して構成している。

ここでポリ乳酸２７Ａは、含有量に特に制約はないが、竹繊維２７Ｂやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）２７Ｃ等の成分を含有するため７５ｗｔ％以下程度、好ましくは竹繊維が５１ｗｔ％以上であると埋め立て処理をしなくとも良い理由から、４４ｗｔ％以下が良い。

竹繊維２７Ｂは天然繊維の中では、比較的ポリ乳酸２７Ａと界面の密着性が得られやすい天然繊維であるが、芳香族ポリエステル繊維類を含有することで、芳香族ポリエステルが相溶化剤的に作用し、界面の密着性がより大きくなる。

また界面の樹脂部分の結晶化度も向上し、耐熱性も向上する。

芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が容易に入手できるうえに廉価であるため好ましい。

芳香族ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のどちらか一方またはその両方を含有しても良い。

また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が繊維状である方が相溶化剤的な働き以外に、未溶融部分が竹繊維２７Ｂと絡み合い強度が向上する。

竹繊維２７Ｂに特に制約はないが、インジェクション成型時に流動性がよく、廉価である点で竹粉が好ましい。

より音質向上を狙う場合は、内部損失を向上させるため天然ゴムを添加する方法がある。

尚、最も好ましい樹脂組成としては、
ポリ乳酸 ２５〜４０ｗｔ％
竹粉 ５１〜６０ｗｔ％
ＰＥＴまたはＰＥＮ ５〜１５ｗｔ％
天然ゴム ５〜１０ｗｔ％
である。

上記は４成分からなる場合の適した例として記載したが、さらにマイカ、カーボン、アラミド、グラファイト、タルク、セルロース、アクリル、アセテート等公知の強化材や充填剤を使用することもできる。

この中でも、高域の音質を良好にできることから、マイカ、カーボン、アラミド、グラファイト、タルク、セルロースが好ましい。

さらに、これらを組合せて使用してもよく、この場合各々の強化材や充填剤の効果を有効に引出すことができる。

また本発明においては、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩、アミノ基を有する脂肪酸等の流動性改質剤を使用するとインジェクション成形時に、材料の金型内への流動性が向上する。

この中で最も好ましいのは、ポリ乳酸と適度の相溶性を有し内部滑剤的効果と外部滑剤的効果の両方を有するアミノ基を有する脂肪酸である。

以下に本発明の実施例を記載するが、この実施例が本発明の範囲を何ら限定するものではない。

（実施例１）
ポリ乳酸 ４０ｗｔ％、竹粉 ５１ｗｔ％、ＰＥＴ ９ｗｔ％の組成で樹脂温度が２００℃になる温度設定で１６ｃｍのスピーカ用振動板を成形し、その振動板を使用したスピーカを作成した。

（実施例２）
ポリ乳酸 ３５ｗｔ％、竹粉 ５１ｗｔ％、ＰＥＴ ９ｗｔ％、天然ゴム ５ｗｔ％の組成で実施例１と同じ条件でスピーカ用振動板を成形し、その振動板を使用したスピーカを作成した。

（比較例１）
ポリ乳酸 ４０ｗｔ％、竹粉 ６０ｗｔ％の組成で実施例１と同様にスピーカ用振動板を成形し、その振動板を使用したスピーカを作成した。

・耐熱性評価
実施例１、実施例２、比較例１に対して、温度１００℃の雰囲気中で、２４０時間恒温槽に放置したスピーカを調べた。

比較例１は、振動板が変形していたが、実施例１、実施例２に振動板の変形は見られなかった。

・音質評価
実施例１、実施例２、比較例１について、以下の方法で試聴試験を実施した。

試聴者：５名
音質評価項目：(1)音のスッキリ感
(2)音の広がり感
(3)音のうるおい感
(4)音の迫力感
(5)音の落ち着き感
を各５点で２５点満点×５人で評価した。

その結果、実施例１は９８点、実施例２は１１１点、比較例１は７５点であった。

以上の結果から、ポリ乳酸と竹繊維に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）や天然ゴムを含有させることの効果が実証できた。

以上のように、本発明のスピーカ用振動板は、従来のポリ乳酸を使用した場合の欠点である耐熱性不足や強度不足が改善できるとともに、内部損失が大きい材料となり、ポリ乳酸と竹繊維の両方の特徴を生かすことができ、石油由来の化学物質の使用量を低減したまま環境に優しく、耐熱性があり、強度が強く、音が良いスピーカ用振動板を得ることができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項９に記載の発明について説明する。

図３は、本発明の一実施形態のスピーカの断面図を示したものである。

図３に示すように、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を構成している。

この磁気回路２４のヨーク２３にフレーム２６を結合している。このフレーム２６の周縁部に、請求項１から請求項８記載のいずれか１つの振動板２７の外周をエッジ２９を介して接着している。

そして、この振動板２７の中心部にボイスコイル２８の一端を結合するとともに、反対の一端を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込むように結合して構成している。

以上は、内磁型の磁気回路２４を有するスピーカについて説明したが、これに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカに適用しても良い。

この構成により、実施の形態１において説明したように、特性、音質が良好で、環境に優しく、耐熱性があり、強度が強いスピーカを実現することができる。

本発明にかかるスピーカ用振動板およびスピーカは、環境に優しく、耐熱性を有し、音質や特性の向上や高い品質および信頼性が必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器に適用できる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカ用振動板の平面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 従来のスピーカ用振動板の断面図

符号の説明

２１ マグネット
２２ 上部プレート
２３ ヨーク
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２６ フレーム
２７ 振動板
２７Ａ ポリ乳酸
２７Ｂ 竹繊維
２７Ｃ ＰＥＴやＰＥＮ
２８ ボイスコイル
２９ エッジ

Claims (9)

1. 樹脂を含む材料を射出成形してなるスピーカ用振動板であって、前記スピーカ用振動板は、ポリ乳酸と、竹繊維と、前記竹繊維と前記ポリ乳酸との相溶化部材を含み、前記相溶化部材はポリエチレンテレフタレート繊維とポリエチレンナフタレート繊維のうちの少なくともいずれか一方とし、前記相溶化部材が前記ポリ乳酸の界面を結晶化させるとともに、前記竹繊維と絡み合うスピーカ用振動板。
2. 天然ゴムをさらに含有する請求項１記載のスピーカ用振動板。
3. 前記相溶化部材は、振動板材料全体の５ｗｔ％〜２０ｗｔ％含有する請求項１または請求項２記載のスピーカ用振動板。
4. 前記竹繊維を振動板材料全体の２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％含有する請求項１または請求項２記載のスピーカ用振動板。
5. 前記竹繊維に代えて竹粉を用いた請求項１記載のスピーカ用振動板。
6. 強化材を混入した請求項１記載のスピーカ用振動板。
7. 前記強化材はマイカ、カーボン、アラミド、グラファイト、タルク、セルロースのいずれか、またはこれらを組合せて使用した請求項６記載のスピーカ用振動板。
8. 流動性改質材を混入した請求項１記載のスピーカ用振動板。
9. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された請求項１から請求項８記載のいずれか１つのスピーカ用振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカ。

Images