WO2009014015A1 - スピーカ装置用材料およびこれを用いたスピーカ装置 - Google Patents
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Classifications
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
- H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only
- H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
- H04R1/2803—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means for loudspeaker transducers
Definitions
- the present invention provides a speaker capable of effectively realizing bass reproduction with a small speaker device.
- the present invention relates to a sound pressure level improving material at a low sound reproduction limit for a device, and a force device using the same.
- the volume of the speaker cabinet is small, so that it is difficult to reproduce low sound due to the effect of acoustic stiffness.
- the air in the cabinet is compressed by the vibration of the speaker, and this acts as an air spring that hinders the movement of the speaker, and the sound pressure level decreases especially in the low sound region. Low sound reproduction cannot be achieved.
- a speaker device in which a gas-adsorbing material such as activated carbon is arranged inside a cabinet has been proposed (for example, International Publication No. 8 4/0 3 6 0 No. 0 pan freight).
- the speaker device of the International Publication No. 8 4/0 3 6 0 0 is a speaker cabinet, a speaker attached to one side of the cabinet so that a rear portion communicates with a cabinet base, the cabinet And gas adsorbing material such as activated carbon disposed in the cabinet.
- gas adsorbing material such as activated carbon disposed in the cabinet.
- the vibration of the speaker causes the gas in the cabinet to be compressed and expanded at a high speed.
- the molecules of the gas are adsorbed and desorbed on the activated carbon, so that the pressure fluctuation inside the cabinet is suppressed.
- the sound pressure level in the bass region is not suppressed, as if it is large. It is disclosed that the same effect can be obtained as when a capacity cabinet is used.
- the gas adsorbing material such as activated carbon desirably has a low water content. This is because when activated carbon adsorbs moisture, the ability to adsorb the gas molecules is insufficient even if the gas in the cabinet is compressed due to vibration of the speaker force when placed in the cabinet. . For this reason, in the above-mentioned International Publication No. 8 4/0 3 6 0 0 pamphlet, a partition wall (diaphragm) that prevents moisture from passing between a speaker in the cabinet and a gas adsorbing material such as activated carbon is provided. A complicated configuration is adopted.
- Panflate is a speaker device in which activated charcoal is placed in a cabinet and the inside of the cabinet is replaced with high-concentration dry carbon dioxide gas.
- a speaker device having detection means for detecting an internal carbon dioxide concentration, supply means for carbon dioxide, and means for controlling the supply.
- this speaker device also requires complicated means for keeping the humidity low.
- the present invention solves the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to achieve a sound pressure level at a low sound reproduction limit for a speaker device that can more effectively realize low sound reproduction with a small speaker device.
- An object of the present invention is to provide an improved material and a speaker device using the same.
- the inventors have found that when an activated carbon with a cumulative volume of pores of a predetermined size or less having a pore size of 0.4 ml / g or more is placed in the cabinet of the above-mentioned speaker device, a sufficient gas adsorption effect can be obtained when the speaker force is vibrated. As a result, it has been found that bass reproduction is more effectively realized, and the present invention has been completed.
- the present invention provides a sound pressure level improving material at a low sound reproduction limit, which is made of activated carbon having a radius of 50 A or less and a cumulative pore volume of 0.4 m 1 / g or more.
- the present invention also provides a speaker device comprising a cabinet, a speaker unit attached to the cabinet, and a sound pressure level improving material at a bass reproduction limit disposed in a vacant space inside the cabinet,
- the sound pressure level improving material is activated carbon having a radius of 50 A or less and a cumulative pore volume of 0.4 m 1 Zg or more.
- the cumulative pore volume of the activated carbon having a radius of 7 A or less is 0.1 lm 1 / g or less.
- the cumulative pore volume of the activated carbon having a radius of 18 A or less is 0.5 ml / g or more.
- the cumulative pore volume of radius 18-50 A of the activated carbon is 0-4 m 1 / g or more.
- the activated carbon has a cumulative pore volume of radius 18-50 A of 0.5 ml / g or more.
- the sound pressure level improving material at the low sound reproduction limit whose cumulative pore volume of activated carbon radius is less than L 8 A is 0.5 ml Zg or more is placed in the speaker unit cabinet, it is very good. A low-pitched sound reproduction effect can be obtained, and an acoustic effect equivalent to that obtained when a large-capacity cabinet is used can be obtained even in a small speaker device.
- the sound pressure level improving material at the low sound reproduction limit where the cumulative pore volume of activated carbon with a radius of 18 to 50 A is 0.4 m 1 Zg or more adsorbs moisture even in a relatively high humidity atmosphere. Hard to do.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a spinning device using a sound pressure level improving material at the bass reproduction limit of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a spinning device using the sound pressure level improving material at the bass reproduction limit of the present invention.
- FIG. 3 is a graph showing the pore radius distribution of the activated carbon obtained in Example 1, and the cumulative pore volume with respect to the pore radius.
- FIG. 4 is a graph showing the amount of water adsorbed with respect to the relative humidity of the activated carbon obtained in Examples 1, 2, 9, and 10.
- FIG. 5 is a graph showing the pore radius distribution of the activated carbon obtained in Example 4 and the cumulative pore volume with respect to the pore radius.
- FIG. 6 shows the curves showing the sound pressure characteristics of the sound force device produced in Example 5 and the control force device, and the electrical impedance characteristics of these devices. It is a graph.
- FIG. 7 is a graph showing the sound pressure characteristics of the pressure force device manufactured in Example 8 and the contrasting force force device, and a graph showing the electrical impedance characteristics of these devices.
- FIG. 8 is a graph showing the pore radius distribution of the activated carbon obtained in Example 9, and the cumulative pore volume with respect to the pore radius.
- FIG. 9 is a graph showing a speaker device manufactured in Example 11 and a curve showing sound pressure characteristics when the speaker device is left under high humidity.
- Fig. 1 ⁇ is a graph showing a curve indicating the sound pressure characteristics when the speaker device manufactured in Example 12 is left under high humidity.
- the sound pressure level improving material at the bass reproduction limit of the present invention (hereinafter simply referred to as “sound pressure level improving material” in the present specification) has a cumulative pore volume of a radius of 5 OA or less of 0. It consists of 4 ml Zg or more of activated carbon.
- the cumulative pore volume of this activated carbon having a radius of 7 A or less is preferably 0.1 I m Zg or less.
- the gas molecules in the speaker cabinet cannot be sufficiently adsorbed.
- the drop in sound pressure level cannot be fully recovered.
- the cumulative pore volume of activated carbon of 7 A or less is ⁇ .I m l Z g or more, the resulting speaker device may not be able to fully recover the sound pressure level drop in the low frequency range.
- the sound pressure level improving material of the present invention is activated carbon having a radius of 18 A or less and a cumulative pore volume of 0.5 ml Zg or more. It is preferable that it consists of. A radius of less than 18 A
- the product pore volume is more preferably 0.6 ml / g or more.
- the accumulated pore volume of 7 A or less of the activated carbon is more preferably 0.1 mlZg or less.
- the cumulative pore volume of the activated charcoal at a radius of 18 A or more is preferably 0.2 ml / g or less, and more preferably 0.1 mlZg or less.
- the cumulative pore volume at the radius of 18 A or less is less than 0.5 ml / g, the adsorption of gas molecules in the speaker cabinet is not sufficient, and therefore, in the obtained speaker device, it is low.
- the drop in sound pressure level in the range may not be fully recovered.
- the cumulative pore volume of activated carbon of 7 A or less is 0.1 lm lZg or more, or when the cumulative pore volume at a radius of 18 A or more exceeds 0.2 ml lZg, In some cases, the decrease in sound pressure level cannot be fully recovered.
- the activated carbon used in the sound pressure level improving material of the present invention has a cumulative fineness in the pore radius range of 18 to 5 OA.
- the pore volume is preferably 0.4 in 1 Zg or more.
- the cumulative pore volume in this range is more preferably 0.5 mlZg or more.
- Activated carbon having such pore diameter characteristics has moisture resistance.
- activated carbon has “moisture resistance” when the activated carbon is left in an atmosphere at a temperature of 30 ° C and a relative humidity of 70% for 48 hours, and the amount of water adsorbed per gram of activated carbon is 200 mg or less. It means that.
- the water adsorption amount is preferably 100 mg or less.
- the amount of water adsorbed on the activated carbon is low even in an atmosphere of relatively high humidity. Therefore, adsorption and desorption of gas molecules in the cabinet can be sufficiently performed, and as a result, a sufficient bass reproduction effect can be obtained. If the cumulative pore volume in the range of the pore radius of 18 to 5 OA of the activated carbon is less than 4 ml lZg, the decrease in sound pressure level in the low frequency range cannot be recovered sufficiently in a high humidity atmosphere. Les, o
- the cumulative pore volume of the activated carbon having a radius of 18 A or less is more preferably 0.2 ml / g or less, and still more preferably 0.1 ml / g or less.
- the cumulative pore volume with a radius of 18 A or less exceeds 0.2 m 1 Z g, the moisture adsorption amount tends to be relatively high in the range of about 50 to 70% humidity. In some cases, a sufficient bass reproduction effect cannot be obtained.
- the radius and cumulative pore volume of the activated carbon pores defined above are measured by the water vapor method shown below.
- the equilibrium water vapor pressure of the sulfuric acid aqueous solution with a constant concentration is a constant value, that is, there is a certain relationship between the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid aqueous solution and the equilibrium water vapor pressure.
- a space of pressure is created and measured using this.
- a cumulative pore volume corresponding to a predetermined pore radius is obtained based on a curve showing the relationship between the pore diameter and the cumulative pore volume created by the following method.
- a predetermined mass of activated carbon is placed in the gas phase part of the adsorption chamber containing a sulfuric acid aqueous solution of a predetermined concentration, and brought into an equilibrium state by contacting with water vapor for 48 hours under the conditions of 1 atm (absolute pressure) and 30 ° C.
- the mass of the activated carbon is measured, and the mass increase is defined as the saturated adsorption amount of water on the activated carbon at 30 ° C.
- the sulfuric acid aqueous solution adopted above has an equilibrium water vapor pressure value (P) (1 atm (absolute pressure), a value at 30 ° C) that is specific to its concentration. Water vapor is adsorbed in pores with a radius less than the radius (r). The predetermined pore radius is obtained based on the equation of Ke 1 Vin represented by the following equation (I). The cumulative pore volume of pores having a diameter equal to or smaller than the pore radius corresponds to the volume of water at 30 ° C. corresponding to the saturated adsorption amount of water obtained by the above measurement.
- the specific sulfuric acid aqueous solution has a specific gravity of 1.05 to 1.30 and a specific sulfuric acid aqueous solution having a specific gravity of 1.35, a specific gravity of 1.35, and a specific gravity of 1.40.
- the cumulative pore volume curve of activated carbon is obtained by plotting the cumulative pore volume thus determined against the pore radius. By differentiating this, a pore distribution curve is obtained.
- FIG. 3 shows a graph showing the pore radius distribution of the activated carbon obtained in Example 1 and the cumulative pore volume with respect to the pore radius.
- the cumulative pore volume in the desired pore radius range of the activated carbon is obtained.
- the method for producing the activated carbon used as the sound pressure level improving material of the present invention is not particularly limited, and activated carbon having the predetermined cumulative pore volume may be selected from the activated carbon obtained by the usual activated carbon production method.
- the activated carbon used in this effort is produced by carbonizing the carbonaceous material and then activating it using a method such as gas activation or chemical activation.
- the carbonaceous material mineral materials, plant materials, synthetic materials and the like are used.
- Mineral materials include coal and petroleum materials (coal pitch, coatas, etc.).
- Plant materials include wood, charcoal, fruit shells (such as coconut shells), and various fibers.
- various fibers include natural fibers such as cotton and hemp, regenerated fibers such as rayon and viscose rayon, and semi-synthetic fibers such as acetate and triacetate.
- synthetic material include various synthetic resins. Examples thereof include polyamide resins such as nylon, polyvinyl alcohol resins such as vinylon, acrylic resins, polyacrylonitrile resins, polyethylene, and polypropylene. There are rioolefin resins, polyurethane resins, phenol resins, and vinyl chloride resins.
- carbonaceous materials plant-based materials and synthetic-based materials are particularly suitable.
- coconut shells and phenol-based resins are preferably used.
- the carbonaceous material may be a single material or a mixture of two or more materials.
- the shape of the carbonaceous material is not particularly limited. Various shapes of materials such as granular, powder, fiber, and sheet can be used. For the purpose of handling and effective performance, granular carbonaceous materials are used for relatively large speaker devices, and fibrous or sheet-like carbonaceous materials are used for small and thin speaker devices. It is preferably used. The granular material may be ruptured or granulated. Examples of fibrous and sheet-like carbonaceous materials include sheet processed products such as woven fabric, non-woven fabric, film, felt, paper, and molded plate.
- Conditions for carbonizing the carbonaceous material are not particularly limited.
- the carbonaceous material is treated at a temperature of 30 ° C or higher while flowing a small amount of inert gas through a batch rotary kiln. The following conditions can be adopted.
- the activation method after carbonizing the carbonaceous material may employ any method such as gas activation or drug activation as described above, but has high mechanical strength, and the predetermined pores described above.
- gas activation is preferably employed.
- the gas used in the gas activation method include water vapor, carbon dioxide gas, oxygen, LPG combustion exhaust gas, or a mixed gas thereof.
- a gas containing water vapor (a gas containing 10 to 50% by volume of water vapor) is preferable.
- the activation temperature is usually 700 ° C to 1100 ° C, preferably 800 ° C to 1000 ° C.
- the activation temperature, time, and rate of temperature increase are not particularly limited, and vary depending on the type, shape, size, and desired pore size distribution of the carbonaceous material to be selected.
- Activated carbon obtained by activation can be used as it is, but in practice, it is preferable to remove adhering components by acid washing, water washing or the like.
- the activated carbon thus obtained can be in the form of particles, sheets, etc., depending on the shape of the carbonaceous material. Alternatively, it may be further pulverized.
- the particulate activated carbon particles having a desired particle size can be used as necessary from granular particles having a certain size to fine powders.
- the sheet-like activated carbon may have a shape such as a fabric shape, a felt shape, a paper shape, or a plate shape. Further, such activated carbon may be used alone or in combination of two or more.
- the particle diameter of the activated carbon of the particles is usually 0.05 to 1.0 mm, preferably 0.3 to 0.3 mm. When the activated carbon is in the form of a fabric, the thickness is usually 0.1-2. Omm, preferably 0.3-1.
- Activated carbon fabrics with a thickness of less than 0.1 mm are difficult to handle due to their low strength. 2. Activated carbon fabrics with a thickness exceeding Omm are difficult to produce. In the case of a felt shape, a paper shape, or a plate shape, the thickness is usually 0.1 to 10. Omm, preferably 0.3 to 5. Omni. In any of the above sizes, a particularly suitable bass reproduction effect can be obtained when used in a speaker device.
- the speaker device 1 includes a cabinet 10, a speaker unit 1 1 attached to the cabinet 10, and a sound pressure level enhancing material 1 2 disposed in a vacant space R 1 inside the cabinet 10.
- the sound pressure level improving material 12 is made of activated carbon having the predetermined cumulative pore volume.
- the sound pressure level improving material 12 is in the form of a fiber or a sheet, it can be placed in an appropriate place in the empty room R 1 in the cabinet 10 as it is.
- the activated carbon it is preferable that the activated carbon is wrapped in a permeable material such as a woven fabric or a non-woven fabric and placed in the cabinet 10.
- the amount of the sound pressure level improving material 1 2 varies depending on the capacity of the cabinet vignette 10 and the shape of the sound pressure level improving material 1 2, and is not particularly limited.
- Vacant R 1 is usually filled with atmospheric air, but may be filled with a specific gas such as carbon dioxide.
- Fig. 1 when an electric signal is applied to the speaker unit 11, a force is generated in the voice coil, and the cone-type diaphragm is vibrated to generate sound.
- the sound pressure generated by this cone type diaphragm increases the internal pressure of the vacant space R1.
- the sound pressure level improving material 12 made of activated carbon is arranged in the vacant R 1, the pressure fluctuation in the vacant R 1 is caused by gas adsorption and desorption of the sound pressure level improving material 12.
- the vacancy R 1 has an equivalently large volume. That is, the speaker device 1 operates as if the speaker unit is attached to a large-volume cabinet.
- the equivalent volume of the cabinet 10 becomes larger than that when ordinary activated carbon is used.
- the theoretical expansion rate of the equivalent volume of the cabinet 10 can be expressed by the following formula as “volume expansion rate”.
- the resonance frequency of the speaker unit 1 1 to be used is f. Then f. Is represented by the following equation (1): 1 1
- c mA is the air compliance of the cabinet capacity.
- the sound pressure level improving material 12 at the bass reproduction limit is placed inside this cabinet 10, and the equivalent capacity of the cabinet 10 is expanded A times, and the resonance frequency at this time is f. If c , then f. c is given by the following equation (3):
- the volume expansion rate of the speaker device 1 varies depending on the type and amount of the sound pressure level improving material 12 used, the capacity of the cabinet 10, etc., but all use activated carbon in the conventional speaker device. Compared to the case, a higher effect can be obtained.
- the speaker device 2 of the present invention includes a cabinet 20, a speaker unit 21 attached to the cabinet 20, and a sound pressure level improving material 22 arranged in a vacant space R 2 inside the cabinet 20. And have.
- the speaker device 2 is a bass reflex speaker device having a pass reflex port 23 in a cabinet 20.
- the method of the speaker device 2 of the present invention is not particularly limited, and may be a sealed speaker device.
- the sound pressure level improving material 22 is activated carbon having the predetermined cumulative pore volume, preferably activated carbon having a cumulative pore volume in the range of a pore radius of 18 to 50 A of 0.4 ml or more. It becomes.
- the sound pressure level improving material 22 2 force S, fiber or sheet it can be placed as it is in an appropriate space R 2 in the cabinet 20.
- the activated carbon it is preferable that the activated carbon is wrapped in a breathable packaging material such as a woven fabric or a non-woven fabric and placed in the cabinet 20.
- the amount of the sound pressure level improving material 22 varies depending on the capacity of the cabinet 20, the shape of the sound pressure level improving material 22, etc., and is not particularly limited.
- the speaker device 2 in FIG. 2 is a bass reflex speaker device having a bass reflex port (sound port) 23 in a cabinet 20.
- the sound radiated to the back of the speaker unit 2 1 is acoustically resonated with the volume of the vacant space R 2 by adjusting the size and length of the opening of the bass reflex port 2 3.
- the purpose is to increase the sound pressure in the low frequency range.
- This bass reflex port 2 3 force cabinet 2 0 inside and outside air circulation In order to make this possible, the humidity inside the cabinet 20 increases when the humidity of the outside air is high.
- a sound pressure level improving material 2 2 force When activated carbon having a radius of 18 to 50 A and an accumulated pore volume of 0 to 4 ml Zg or more is sufficient, it has sufficient moisture resistance. For this reason, even if the Swivel Device 2 is used in a high humidity atmosphere, it is difficult for moisture to be adsorbed on the activated carbon.
- FIG. 3 shows the cumulative pore volume curve of this activated carbon together with the pore distribution curve.
- a 1 is the cumulative pore volume curve
- b 1 is the pore distribution curve.
- the value on the vertical axis of the cumulative pore volume curve a 1 indicates the cumulative pore volume (m 1 / g) per 1 g of activated carbon.
- the vertical axis of the pore distribution curve b 1 represents a relative value.
- the cumulative pore volume of this activated carbon with a radius of 18 A or less was 0.5 2 m 1 / g
- the cumulative pore volume with a radius of 18 to 50 A was 0.0 3 m 1 / g. .
- FIG. 4 Graph showing the amount of water adsorbed per gram of activated carbon (g) against relative humidity Figure 4 shows.
- This graph is a graph created from the relative humidity and the amount of water adsorbed corresponding to the relative humidity calculated from the water vapor pressure corresponding to various sulfuric acid concentrations in the water vapor method.
- the unit of the vertical axis (g / g—AC) indicates the amount of water adsorbed per gram of activated carbon.
- Carbonized phenol resin fiber was used to obtain a carbide, which was activated with steam-containing combustion gas at 850 ° C to obtain cloth-like activated carbon having an average thickness of 0 ⁇ 50 mm.
- the cumulative pore volume of this activated carbon with a radius of 18 A or less was 0.72 mlZg, and the cumulative pore volume with a radius of 18-5 OA was 0.0 Oml Zg.
- a water adsorption graph similar to that in Example 1 is shown in FIG.
- the coconut shell was carbonized to obtain a carbide, which was activated with a steam-containing combustion gas at 860 ° C. to obtain granular activated carbon having an average particle size of 0.3 Omm.
- the cumulative pore volume of this activated carbon having a radius of 18 A or less was 0.53 ml / g.
- Coal was granulated to obtain carbides, activated with steam-containing combustion gas at 900 ° C, and then pulverized to obtain granular activated carbon having an average particle size of 0.28 mm.
- the cumulative pore volume of this activated carbon with a radius of 50 A or less was 0.35 ml Zg, and the cumulative pore volume with a radius of 18 A or less was 0.2 Oml Zg.
- Coal was granulated to obtain carbide, activated with a steam-containing combustion gas at 880 ° C, and then powdered to obtain granular activated carbon having an average particle size of 0.27 mm.
- Fig. 5 shows the cumulative pore volume curve a2 of this activated carbon together with the pore distribution curve b2.
- the cumulative pore volume of this activated carbon with a radius of 50 A or less was 0.47 ml Zg, and the cumulative pore volume with a radius of 18 A or less was 0.33 m 1 / g .
- Example 5 The speaker device shown in Fig. 1 was prepared.
- This speaker device is a sealed speaker device in which a speaker tube 11 having a diameter of 8 cm is attached to a cabinet 10 having an internal volume of 0.5 L.
- the resonance frequency of this speaker unit is 76 Hz.
- the activated carbon 40 g obtained in Example 1 was packaged and placed in a breathable woven fabric as the sound pressure level improving material 12 at the low sound reproduction limit in the vacant space R 1 of this speaker.
- a 1W sine wave electrical input was applied to this speaker unit, and a measurement microphone was placed at a distance of 1 m from the speaker device to measure the sound pressure. The impedance of the speaker device was also measured. As a control, the same measurement was performed on a speaker device without activated carbon.
- a curve C 1 in FIG. 6 is a curve (frequency response curve) showing a sound pressure characteristic of the speaker device of the present embodiment, and a curve C 2 is a frequency response curve of a control speaker device.
- the vertical axis shows the sound pressure (dB), and the value is displayed at the left end of the graph.
- Curve C 1 shows a higher sound pressure level in the low frequency region of 20 to: L O OHz than curve C 2, and it can be seen that the bass is reproduced well.
- a curve C 3 in FIG. 6 is an electrical impedance curve of the speaker device of the present embodiment, and shows a change in electrical impedance accompanying a change in frequency.
- the curve C4 is an electric impedance curve of the above-described control speaker device.
- the vertical axis shows electrical impedance ( ⁇ ), and the value is displayed on the right end of the graph.
- the peak near 100 Hz to 20 OHz represents the resonance frequency (f 0 ) of the speaker. The lower the frequency, the better the bass is reproduced.
- the resonance frequency (f.) Of the speaker unit used is 76 Hz, and as shown in Fig. 6, the resonance frequency f OB is 146 Hz when this speaker unit is attached to the cabinet (without activated carbon).
- the resonance frequency when activated carbon is placed inside the cabinet is f. c is 122 Hz. Therefore, from the above equation (4) force, the volume expansion rate of this speaker device is 1.71. I understand.
- Example 2 Using the activated carbon obtained in Examples 2 and 3, the same test as in Example 5 was performed, and the volume expansion rate was calculated.
- the volume expansion ratios of the activated carbons obtained in Examples 2 and 3 were 2.16 and 0.63, respectively.
- Example 5 A test was performed in the same manner as in Example 5 except that the activated carbon obtained in Example 4 was used in place of the activated carbon obtained in Example 1 in the same apparatus as in Example 5.
- a curve C5 in FIG. 7 is a frequency response curve of the speaker device of this embodiment, and a curve C6 is a frequency response curve of the control speaker device.
- the unit of the vertical axis is the same as in Example 5 above.
- Curve C5 showed a slightly higher sound pressure level in the low frequency range of 20 to 100 Hz compared to curve C6.
- a curve C7 in FIG. 7 is an electric impedance curve of the speaker device of the present embodiment, and a curve C8 is an electric impedance curve of the above-described control speaker device.
- the unit of the vertical axis is the same as in Example 5 above. Peaks around 100Hz to 200Hz represent the resonance frequency (f.) Of the speaker.
- the volume expansion rate of the speaker device was calculated in the same manner as in Example 5, and was 1.13.
- Example 5 Using the activated carbon obtained in Comparative Example 1, the same test as in Example 5 was performed, and the volume expansion rate was calculated. As a result, the volume expansion rate was 0.97.
- Coal was granulated to obtain a carbide, which was activated with steam-containing combustion gas at 880 ° C. and then powdered to obtain granular activated carbon having an average particle size of 0.35 mm.
- Figure 8 shows the cumulative pore volume curve of this activated charcoal together with the pore distribution curve.
- a 3 is a cumulative pore volume curve
- b 3 is a pore distribution curve.
- the radius of this activated carbon 1 The cumulative pore volume of 8-5 ° A was 0.62 ml.
- the same water adsorption graph as in Example 1 is summarized in FIG.
- Coal was granulated to obtain carbides, which were activated with steam-containing combustion gas at 900 ° C to obtain granular activated carbon having an average particle size of 0.32 mm.
- the cumulative pore volume of this activated carbon having a radius of 18 to 50 A was 0.71 mlZg.
- the same graph of water adsorption as in Example 1 is shown in FIG.
- the speaker device shown in Fig. 2 was prepared.
- This speaker device is a bass-reflex speaker device in which a cone-type speaker unit 21 having a diameter of 8 cm is attached to a cabinet 20 having an internal volume of 0.8 L provided with a bass-reflex port 23.
- the activated carbon 40 g obtained in Example 9 was packaged in a breathable woven fabric as a sound pressure level improving material 22 at the low sound reproduction limit in the vacant space R 2 of this speaker device.
- a 1W sine wave electrical input was applied to this speaker unit, and a measurement microphone was placed at a distance of 1 m from the speaker device to measure the sound pressure. As a control, the same measurement was performed for a spin device without activated carbon.
- the speaker device having the activated carbon was left in an atmosphere of 70% humidity for 24 hours. After leaving, the sound pressure of the speaker device having activated carbon was measured in the same manner.
- a curve C 9 in FIG. 9 is a curve (frequency response curve) showing a sound pressure characteristic of the speaker device at the time of creation in the present embodiment, and a curve C 10 is a humidity 70 of the speaker device. /. It is a frequency response curve after being left for 24 hours in the atmosphere.
- Curve C 11 is the frequency response curve of the control speaker device. Curve C 9 has a higher sound pressure level in the low frequency range from 30 to: LO OHz compared to curve C 11 It can be seen that the bass is reproduced well. Furthermore, the curve C 10 showing the sound pressure characteristics after being left in an atmosphere with a humidity of 70% is almost the same as the curve C 9, and a sufficiently high sound pressure level can be obtained in the low sound range even under high humidity. I understand.
- Example 9 A test was performed in the same manner as in Example 9 except that the activated carbon obtained in Example 1 was used in place of the activated carbon obtained in Example 9 in the same apparatus as in Example 11.
- the curve C 1 2 in FIG. 10 is a frequency response curve of the speaker device at the time of creation in the present example, and the curve C 1 3 is 2 in the atmosphere of 70% humidity. It is a frequency response curve after being left for 4 hours.
- Curve C 14 is the frequency response curve of the control force device.
- the curve C 12 shows a higher sound pressure level in the low frequency region of 30 to 100 Hz compared to the curve C 14, and it can be seen that the bass is reproduced well.
- the portion of the curve C 13 that shows the sound pressure characteristics after being left in an atmosphere with a humidity of 70% approximates the control curve C 14, and in the low frequency region under high humidity. It is clear that high sound pressure levels cannot be obtained.
- the sound pressure level improving material of the present invention When the sound pressure level improving material of the present invention is placed in the cabinet of the speaker device, the pressure fluctuation of the gas in the cabinet caused by the vibration of the speaker is alleviated, and a good bass reproduction effect can be obtained.
- a sound pressure level improving material with an accumulated pore volume of activated carbon with a radius of 18 A or less of 0.5 m 1 / g or more was placed on the cabinet of the speaker device, a large-capacity cabinet was used. Sound effect equivalent to the case can be obtained.
- a sound pressure level improving material having a cumulative pore volume of activated carbon with a radius of 18 to 5 OA of 0.4 m 1 Zg or more hardly adsorbs moisture even in a relatively high humidity atmosphere.
- this material for improving sound pressure level When placed in the cabinet of the Pee force device, the gas in the cabinet can be easily adsorbed and desorbed even in a relatively high humidity atmosphere. As a result, sufficient bass reproduction is possible even in a high humidity atmosphere. An effect is obtained.
- the sound pressure level improving material of the present invention can be used well for both a sealing type and bass reflex type speaker device, and a speaker device having a good bass reproduction effect can be obtained.
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Abstract
本発明の低音再生限界における音圧レベル向上材料は、半径50Å以下の累積細孔容積が0.4ml/g以上の活性炭でなる。好適には、この活性炭の半径7Å以下の累積細孔容積は0.1ml/g以下である。中でも、活性炭の半径18Å以下の累積細孔容積が0.5ml/g以上である音圧レベル向上材料をスピーカ装置のキャビネット内に載置すると、スピーカの振動により生じるキャビネット内の気体の圧力変動を緩和し、非常に良好な低音再生効果が得られる。また、活性炭の半径18~50Åの累積細孔容積が0.4ml/g以上である音圧レベル向上材料を載置した場合には、高湿度雰囲気下においても良好な低音再生効果を有するスピーカ装置が得られる。
Description
スピー力装置用材料およびこれを用いたスピー力装置
技術分野
本発明は、 小型スピー力装置での低音再生を効果的に実現し得るスピーカ 明
装置用の低音再生限界における音圧レベル向上材料およびそれを用いたスピ 一力装置に関する。
書 背景技術
一般に、 小型のスピーカ装置では、 スピーカキャビネットの容積が小さい ため、 音響スティフネスの影響で低音再生が困難であった。 即ち、 スピーカ に電気信号が印加されるとスピーカの振動により、 キャビネット内の空気が 圧縮され、 これが空気ばねとなつてスピーカの動きを妨げ、 特に低音領域に おいて音圧レベルが低下し、 充分な低音再生が達成できない。 小型スピーカ 装置での低音再生を実現するために、 キヤビネットの内部に活性炭などの気 体吸着性の材料が配置されたスピーカ装置が提案されている (例えば、 国際 公開第 8 4 / 0 3 6 0 0号パンフレツト) 。
この国際公開第 8 4 / 0 3 6 0 0号パンフレツトのスピーカ装置は、 スピ 一力キャビネット、 該キャビネットの一方の面に、 後方部がキャビネット內 部と連通するように取り付けられたスピーカ、 該キャビネット内に含有され る気体、 および該キャビネット内に配置された活性炭などの気体吸着性の材 料を有する。 スピーカに電気信号が印加されるとスピーカの振動により、 キ ャビネット内の気体の圧縮.膨張が高速で生じる。 それに伴い、 該気体の分 子が上記活性炭に吸着 ·脱着されるためキヤビネット内部の圧力変動が抑制 される。 その結果、 低音領域における音圧レベルが抑制されず、 あたかも大
容量のキャビネットを用いた場合と同等の効果が得られることが開示されて いる。
上記気体吸着性の材料、 例えば活性炭は、 水分含量が低いことが望ましい。 活性炭が水分を吸着していると、 キャビネット内に載置されたときにスピー 力の振動によりキャビネット内の気体の圧縮が生じても、 該気体分子を吸着 する能力が不充分となるためである。 そのために、 上記国際公開第 8 4 / 0 3 6 0 0号パンフレツトにおいては、 キャビネット内のスピーカと活性炭な どの気体吸着性の材料との間に湿気を通さない隔壁 (ダイァフラム) を設け るという、 複雑な構成を採用している。
国際公開第 0 3 / 0 1 3 1 8 3号パンフレツトにおいては、 高湿度の雰囲 気においても水分を吸着しにくいように、 キャビネット内に載置する気体吸 着性の材料として、 少なくとも部分的に疎水化された吸着材料を用いること が開示されている。 例えば、 ケィ素化合物との反応により疎水化された活性 炭が開示されている。 英国特許出願公開第 2 3 9 1 2 2 4号公報には、 この ような気体吸着性の材料として使用し得る疎水化された活性炭が記載されて いる。 このような材料は、 比較的高湿度の雰囲気においても使用可能である 力 疎水化するという煩雑な工程を必要とする。
国際公開第 0 3 Z 1 0 1 1 4 7号パンフレツトには、 キャビネット内に活 性炭が載置され、 かつキャビネット内が高濃度の乾燥二酸化炭素ガスで置換 されたスピーカ装置であって、 さらに内部の二酸化炭素濃度を検知するため の検知手段、 二酸化炭素の供給手段、 および該供給をコントロールする手段 を有する、 スピーカ装置が開示されている。 しかし、 このスピーカ装置にお いても、 湿度を低く保つための複雑な手段を必要とする。
そのため、 上記スピーカ装置における低音再生を改良するための手段、 特 に活性炭などの気体吸着性の材料についてのさらなる改良が望まれている。
発明の開示
本発明は、 上記従来の課題を解決するものであり、 その目的とするところ は、 小型スピー力装置での低音再生をさらに効果的に実現し得るスピーカ装 置用の低音再生限界における音圧レベル向上材料およびそれを用いたスピー 力装置を提供することにある。
発明者らは、 所定のサイズの孔径以下の細孔の累積容積が 0. 4m l/g 以上の活性炭を上記スピー力装置のキヤビネット内に載置すると、 スピー力 の振動時に充分な気体吸着効果が得られる結果、 低音再生がさらに効果的に 実現することを見出し、 本発明を完成するに至った。
本発明は、 半径 50 A以下の累積細孔容積が 0. 4 m 1 / g以上の活性炭 でなる、 低音再生限界における音圧レベル向上材料を提供する。
本発明はまた、 キャビネットと、 該キヤビネットに取り付けられたスピー 力ュニットと、 該キャビネット内部の空室に配置された低音再生限界におけ る音圧レベル向上材料とを有するスピーカ装置を提供し、
該音圧レベル向上材料は、 半径 50 A以下の累積細孔容積が 0. 4 m 1 Z g以上の活性炭でなる。
ある実施態様では、 上記活性炭の半径 7 A以下の累積細孔容積は 0. lm 1 / g以下である。
1つの実施態様では、 上記活性炭の半径 18 A以下の累積細孔容積は 0. 5ml/g以上である。
別の実施態様では、 上記活性炭の半径 18-50 Aの累積細孔容積は 0 - 4 m 1 / g以上である。
さらなる実施態様では、 上記活性炭の半径 18〜 50 Aの累積細孔容積は 0. 5m l/g以上である。
本幾明の低音再生限界における音圧レベル向上材料を、 上記スピーカ装置 のキャビネット内に載置すると、 スピーカの振動により生じるキャビネット
内の気体の圧力変動を緩和し、 良好な低音再生効果が得られる。
中でも、 活性炭の半径: L 8 A以下の累積細孔容積が 0 . 5 m l Z g以上で ある低音再生限界における音圧レベル向上材料をスピーカ装置のキャビネッ ト内に載置すると、 非常に良好な低音再生効果が得られ、 小型スピーカ装置 においても大容量のキャビネットを用いた場合と同等の音響効果が得られる。 一方、 活性炭の半径 1 8〜 5 0 Aの累積細孔容積が 0 . 4 m 1 Z g以上で ある低音再生限界における音圧レベル向上材料は、 比較的高い湿度の雰囲気 下においても水分を吸着しにくい。 そのため、 この低音再生限界における音 圧レベル向上材料をスピーカ装置のキャビネット内に載置すると、 比較的高 い湿度の雰囲気下においても容易にキャビネット内の気体を吸着 ·脱着する ことができ、 その結果、 高湿度雰囲気下においても充分な低音再生効果が得 られる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の低音再生限界における音圧レベル向上材料を用いたスピ 一力装置の一実施態様を示す模式断面図である。
図 2は、 本発明の低音再生限界における音圧レベル向上材料を用いたスピ 一力装置の他の実施態様を示す模式断面図である。
図 3は、 実施例 1で得られた活性炭の細孔半径分布、 ならびに細孔半径に 対する累積細孔容積を示すグラフである。
図 4は、 実施例 1、 2、 9および 1 0で得られた活性炭の、 相対湿度に対 する水吸着量を示すグラフである。
図 5は、 実施例 4で得られた活性炭の細孔半径分布、 ならびに細孔半径に 対する累積細孔容積を示すグラフである。
図 6は、 実施例 5で製造されたスピー力装置および対照のスピー力装置の 音圧特性を示す曲線、 およびこれらの装置の電気インピーダンス特性を示す
グラフである。
図 7は、 実施例 8で製造されたスピー力装置おょぴ対照のスピー力装置の 音圧特性を示す曲線、 およびこれらの装置の電気ィンピーダンス特性を示す グラフである。
図 8は、 実施例 9で得られた活性炭の細孔半径分布、 ならびに細孔半径に 対する累積細孔容積を示すグラフである。
図 9は、 実施例 1 1で製造されたスピーカ装置およびそれを高湿度下で放 置した場合の音圧特性を示す曲線を示すグラフである。
図 1◦は、 実施例 1 2で製造されたスピーカ装置おょぴそれを高湿度下で 放置した場合の音圧特性を示す曲線を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
(A) 低音再生限界における音圧レベル向上材料
本発明の低音再生限界における音圧レベル向上材料 (以下、 本明細書にお いては、 単に 「音圧レベル向上材料」 とレ、う) は、 半径 5 O A以下の累積細 孔容積が 0 . 4 m l Z g以上の活性炭でなる。 この活性炭の半径 7 A以下の 累積細孔容積は、 好適には、 0 . I m l Z g以下である。
上記半径 5 0 A以下における累積細孔容積が 0 . 4 m 1 Z g未満であると、 スピーカキャビネッ ト内の気体分子を充分に吸着できず、 そのため、 得られ るスピーカ装置において、 低音域における音圧レベルの低下を充分に回復で きない。 活性炭の 7 A以下の累積細孔容積が◦. I m l Z g以上である場合 には、 得られるスピーカ装置において、 低音域における音圧レベルの低下を 充分に回復できない場合がある。
中でも、 小型スピーカ装置での低音再生をさらに効果的に実現するために は、 本発明の音圧レベル向上材料は、 半径 1 8 A以下の累積細孔容積が 0 . 5 m l Z g以上の活性炭でなることが好ましい。 半径 1 8 A以下における累
積細孔容積は、 より好適には 0. 6ml/g以上である。 この活性炭の 7 A 以下の累積細孔容積は、 より好適には、 0. lmlZg以下である。 該活性 炭の半径 18 A以上における累積細孔容積は、 好適には、 0. 2ml/g以 下、 さらに好適には 0. lmlZg以下である。
この場合、 上記半径 18 A以下における累積細孔容積が 0. 5ml/g未 満であると、 スピーカキヤビネット内の気体分子の吸着が充分ではなく、 そ のため、 得られるスピーカ装置において、 低音域における音圧レベルの低下 を充分に回復できない場合がある。 活性炭の 7 A以下の累積細孔容積が 0. lm lZg以上である場合、 あるいは半径 18 A以上における累積細孔容積 が 0. 2 m lZgを超える場合には、 得られるスピーカ装置において、 低音 域における音圧レベルの低下を充分に回復できない場合がある。
一方、 比較的高い湿度の雰囲気での低音再生をさらに効果的に実現するた めには、 本発明の音圧レベル向上材料に用いられる活性炭は、 細孔半径 18 〜5 OAの範囲における累積細孔容積が 0. 4 in 1 Zg以上であることが好 ましい。 この範囲における累積細孔容積は、 より好適には 0. 5m lZg以 上である。 このような細孔径の特徴を有する活性炭は耐湿性を有する。 ここ で、 活性炭が 「耐湿性を有する」 とは、 活性炭を温度 30°C、 相対湿度 7 0 %の雰囲気下に 48時間放置したときに、 該活性炭 1 gあたりの水吸着量 が 200 m g以下であることをいう。 水吸着量は、 好ましくは 100 m g以 下である。
そのため、 このような活性炭を上記スピーカ装置のキャビネット内に载置 したときに、 比較的高い湿度の雰囲気においても、 該活性炭の水吸着量が低 い。 そのため、 キャビネット内の気体分子の吸着および脱着が充分に行われ 得、 その結果、 充分な低音再生効果が得られる。 活性炭の細孔の半径 18〜 5 OAの範囲における累積細孔容積が◦. 4m lZg未満であると、 高い湿 度の雰囲気においては低音域における音圧レベルの低下を充分に回復できな
レ、o
この場合、 上記活性炭の半径 1 8 A以下の累積細孔容積は、 より好ましく は、 0. 2m l/g以下、 さらに好ましくは、 0. lm l/g以下である。 半径 1 8 A以下の累積細孔容積が 0. 2 m 1 Z gを超えると、 湿度 5 0〜 7 0 %程度の領域において比較的水分吸着量が高くなる傾向にあり、 上記スピ 一力装置における充分な低音再生効果が得られない場合がある。
上記において規定する活性炭の細孔の半径おょぴ累積細孔容積は、 以下に 示す水蒸気法で測定される。 この方法では、 一定濃度の硫酸水溶液の平衡水 蒸気圧は一定値となること、 即ち、 硫酸水溶液の硫酸濃度と平衡水蒸気圧と の間には一定の関係があることを利用して所定の水蒸気圧の空間を作り出し、 これを用いて測定がなされている。 具体的には、 次の方法により作成される 細孔径と累積細孔容積との関係を示す曲線に基づいて所定の細孔半径に対応 する累積細孔容積が得られる。
所定濃度の硫酸水溶液を含む吸着室の気相部に所定の質量の活性炭を入れ、 1気圧 (絶対圧) 、 3 0°Cの条件で、 48時間水蒸気と接触させて平衡状態 とする。 次いで、 この活性炭の質量を測定し、 質量増加分を 3 0°Cにおける 該活性炭の水の飽和吸着量とする。
上記採用した硫酸水溶液は、 その濃度に固有の平衡水蒸気圧の値 (P) (1気圧 (絶対圧) 、 3 0°Cでの値) を有し、 その水蒸気圧においては、 所 定の細孔半径 (r) 以下の半径の細孔には、 水蒸気が吸着されていることと なる。 その所定の細孔半径は、 下記式 (I ) で表される K e 1 V i nの式に 基づいて求められる。 そして、 該細孔半径以下の細孔の累積細孔容積は、 上 記測定により得られる水の飽和吸着量に相当する、 3 0°Cの水の体積に相当 する。
r =-[2 Vm7 c o s ΦΙ/Γ Τ 1 n (P/P0) 3 (I)
ここで、 r、 Vm、 Ί、 Φ、 R、 T、 P、 および P0は、 次の意味を有す
る:
r :細孔半径 ( c m)
Vm:水の分子容 (cm3/mo 1 ) = 18. 079 ( 30 °C)
y :水の表面張力 (d yn e/cm) =71. 1 5 (30 °C)
Φ:毛細管壁と水との接触角 (°) =55。
R:ガス定数 (e r gZd e g · mo 1 ) =8. 3 143x107
T:絶対温度 (K) =303. 15
P :細孔内の水が示す飽和蒸気圧 (mmHg)
PQ :水の 1気圧 (絶対圧) 、 30°Cにおける飽和蒸気圧 (mmHg) = 31. 824
上記所定の硫酸水溶液として、 比重 1. 05〜1. 30までの 0. 025 間隔の比重を有する 1 1種類の硫酸水溶液、 1. 35の比重を有する硫酸水 溶液、 および 1. 40の比重を有する硫酸水溶液 (全部で 1 3種類の硫酸水 溶液) を準備し、 上記測定を行う。 それにより、 各測定において、 算出され る細孔半径以下の細孔の累積細孔容積を求める。 このようにして求めた累積 細孔容積を細孔半径に対してプロットすることにより、 活性炭の累積細孔容 積曲線が得られる。 これを微分することにより、 細孔分布曲線が得られる。 例えば、 図 3に実施例 1で得られた活性炭の細孔半径分布、 ならびに細孔半 径に対する累積細孔容積を示すグラフを示す。
このようにして得られた活性炭の累積細孔容積曲線をもとに、 その活性炭 における所望の細孔半径の範囲における累積細孔容積が求められる。
本発明の音圧レベル向上材料として用いられる活性炭の製法は、 特に限定 されず、 通常の活性炭の製法で得られた活性炭の中から上記所定の累積細孔 容積を有する活性炭を選択すればよい。 通常、 本努明に用いられる活性炭は、 炭素質材料を充分に炭化した後、 ガス賦活、 薬剤賦活などの方法で賦活する ことにより製造される。
上記炭素質材料としては、 鉱物系材料、 植物系材料、 合成系材料などが用 いられる。 鉱物系材料としては、 石炭 ·石油材料 (石炭系ピッチ、 コータス など) が挙げられる。 植物系材料としては、 木材、 木炭、 果実殻 (ヤシ殻な ど) 、 および各種繊維が挙げられる。 これらのうち、 各種繊維としては、 木 綿、 麻などの天然繊維、 レーヨン、 ビスコースレーヨンなどの再生繊維、 お よびァセテ一ト、 トリァセテ一トなどの半合成繊維がある。 上記合成系材料 としては、 各種合成樹脂が挙げられ、 それには例えば、 ナイロンなどのポリ アミド系樹脂、 ビニロンなどのポリビニルアルコール系樹脂、 アクリル系樹 脂、 ポリアクリロニトリル系樹脂、 ポリエチレン、 ポリプロピレンなどのポ リオレフイン系樹脂、 ポリウレタン系樹脂、 フエノール系樹脂、 塩ィ匕ビニル 系樹脂などがある。
炭素質材料のうち、 特に植物系材料および合成系材料が好適であり、 例え ば、 ヤシ殻、 フエノール系樹脂などが好適に利用される。 炭素質材料は単独 の材料であつてもよく、 2種以上の材料を混合して利用してもよい。
炭素質材料の形状は、 特に限定されない。 粒状、 粉末状、 繊維状、 シート 状など種々の形状の材料を使用することができる。 取り扱い性、 および効果 的に性能を発揮する目的のためには、 比較的大型のスピーカ装置には粒状の 炭素質材料、 小型および薄型のスピーカ装置には、 繊維状あるいはシート状 の炭素質材料が好適に利用される。 粒状の材料は、 破碎状または造粒品でも よい。 繊維状およびシート状の炭素質材料としては、 織布、 不織布、 フィル ム、 フェルト、 紙、 成形板などのシート加工品が挙げられる。
炭素質材料を炭化する条件は特に限定されないが、 例えば、 粒状の炭素質 材料の場合は、 回分式ロータリ一キルンに少量の不活性ガスを流しながら 3 0 o °c以上の温度で処理するなどの条件を採用することができる。
炭素質材料を炭化した後の賦活方法は、 上述のように、 ガス賦活、 薬剤賦 活などいずれの方法を採用してもよいが、 機械強度が高く、 上記所定の細孔
径を有する活性炭を得るという点においては、 ガス賦活が好適に採用される。 ガス賦活法において使用されるガスとしては、 水蒸気、 炭酸ガス、 酸素、 L PG燃焼排ガス、 またはこれらの混合ガスなどを挙げることができる。 安全 性および反応性を考慮すると、 水蒸気含有ガス (水蒸気を 10〜 50容量% 含有するガス) が好ましい。
賦活温度は、 通常 700 °C〜 1 100 °C、 好ましくは、 800 °C〜 100 0°Cである。 しかし、 賦活温度、 時間、 昇温速度は、 特に限定されず、 選択 する炭素質材料の種類、 形状、 サイズ、 所望の細孔径分布などにより異なる。 賦活により得られる活性炭は、 そのまま使用され得るが、 実用上は、 酸洗浄、 水洗浄などにより、 付着成分を除去することが好ましい。
このようにして得られる活性炭は、 上記炭素質材料の形状に応じて、 粒子 状、 シート状などの形状となり得る。 あるいは、 さらにこれを粉砕してもよ い。 粒子状の活性炭は、 ある程度の大きさを有する粒状の粒子から微細な粉 末まで、 必要に応じて所望の粒径のものが用いられ得る。 シート状の活性炭 は、 布帛状、 フェルト状、 紙状、 板状などの形状であり得る。 また、 このよ うな活性炭は、 単独で用いてもよく、 2種以上を混合して用いてもよい。 粒子の活性炭の粒径は、 通常、 0. 05〜 1. 0 mm、 好ましくは、 0. 丄〜 0. 3 mmである。 活性炭が布帛状である場合には、 その厚みは通常、 0. 1-2. Omm、 好ましくは 0. 3〜1. Ommである。 厚みが 0. 1 mm未満の活性炭布帛は強度が低いため取り扱いに難しく、 2. Ommを超 える厚みの活性炭布帛は作成が難しい。 フェルト状、 紙状、 あるいは板状で ある場合には、 その厚みは通常、 0. 1〜10. Omm、 好ましくは 0. 3 〜5. Omniである。 上記サイズにおいて、 いずれもスピーカ装置に用いた 場合に、 特に好適な低音再生効果が得られる。
(B) スピーカ装置
本発明のスピー力装置の一実施態様を図 1に例示して説明する。 本発明の
スピー力装置 1は、 キヤビネット 1 0と、 該キヤビネット 1 0に取り付けら れたスピーカュニット 1 1と、 該キヤビネット 1 0内部の空室 R 1に配置さ れた音圧レベル向上材料 1 2とを有する。 この音圧レベル向上材料 1 2は、 上記所定の累積細孔容積を有する活性炭でなる。 この音圧レベル向上材料 1 2が、 繊維状あるいはシート状の場合は、 そのままでキャビネット 1 0内の 空室 R 1の適当な場所に配置され得る。 粒状あるいは粉末状の活性炭である 場合には、 織布、 不織布など通気性を有する包装材で包装して、 キャビネッ ト 1 0内に配置されるのが好ましい。 音圧レベル向上材料 1 2の量は、 キヤ ビネット 1 0の容量、 該音圧レベル向上材料 1 2の形状などによって変化し、 特に限定されない。
空室 R 1は、 通常、 常圧の空気で満たされているが、 二酸化炭素などの特 定のガスが充填されていてもよい。
図 1において、 スピーカユニット 1 1に電気信号を印加するとボイスコィ ルに力が発生して、 コーン型振動板を振動させて音が発生する。 このコーン 型振動板で発生した音圧は、 空室 R 1の内部圧力を上昇させる。 しかし、 空 室 R 1には活性炭でなる音圧レベル向上材料 1 2が配置されているため、 該 音圧レベル向上材料 1 2の気体の吸着および脱着作用により空室 R 1内の圧 力変動が抑制され、 空室 R 1は、 等価的に大きな容積となる。 つまり、 上記 スピーカ装置 1は、 あたかも大きな容積のキャビネットにスピーカュ-ット が取り付けられているように動作する。
上記音圧レベル向上材料 1 2は、 上記所定の累積細孔容積を有するため、 キャビネ.ット 1 0の等価容積が、 通常の活性炭を用いた場合に比較してより 大きくなる。 キャビネット 1 0の等価容積の理論上の拡大率を 「容積拡大 率」 として、 以下の式で示すことができる。
使用するスピーカユニット 1 1の共振周波数を f 。とすると、 f 。は以下の 式 (1 ) で示される :
1 1
(1) で、 Mmsは、 スピーカ振動系の質量、 Cmsは、 スピーカ支持系のコ このスピーカュニット 1 1をキャビネット 10に取り付けたときの共振周 波数を f OBとすると、 f 。Bは、 以下の式 (2) で示される:
ここで、 cmAは、 キャビネット容量の空気コンプライアンスを示す。 このキャビネット 10内部に低音再生限界における音圧レベル向上材料 1 2を配置し、 キヤビネット 10の等価容量が A倍に拡大され、 このときの共 振周波数を f 。cとすると、 f 。cは、 以下の式 (3) で示される:
本発明においては、 スピーカ装置 1の上記容積拡大率は、 用いられる音圧 レベル向上材料 1 2の種類、 量、 キヤビネット 1 0の容量などにより異なる が、 いずれも従来のスピーカ装置における活性炭を用いた場合と比較して、 より高い効果が得られる。
本発明のスピー力装置の他の実施態様を図 2に例示して説明する。 本発明 のスピー力装置 2は、 キヤビネット 2 0と、 該キヤビネット 2 0に取り付け られたスピー力ュニット 2 1と、 該キヤビネット 2 0内部の空室 R 2に配置 された音圧レベル向上材料 2 2とを有する。 このスピーカ装置 2は、 キヤビ ネット 2 0にパスレフポート 2 3を有するバスレフ方式のスピーカ装置であ る。 本発明のスピーカ装置 2の方式は、 特に限定されず、 密封方式のスピー 力装置であってもよい。
上記音圧レベル向上材料 2 2は、 上記所定の累積細孔容積を有する活性炭、 好ましくは細孔半径 1 8〜 5 0 Aの範囲における累積細孔容積が 0 . 4 m l ノ g以上である活性炭でなる。 この音圧レベル向上材料 2 2力 S、 繊維状ある いはシ ト状の場合は、 そのままでキャビネット 2 0内の空室 R 2の適当な 場所に配置され得る。 粒状あるいは粉末状の活性炭である場合には、 織布、 不織布など通気性を有する包装材で包装して、 キヤビネット 2 0内に配置さ れるのが好ましい。 音圧レベル向上材料 2 2の量は、 キャビネット 2 0の容 量、 該音圧レベル向上材料 2 2の形状などによって変化し、 特に限定されな い。
図 2におけるスピーカ装置 2は、 キャビネット 2 0にバスレフポート (音 響ポート) 2 3を有する、 バスレフ方式のスピーカ装置である。 バスレフ方 式は、 スピーカュニット 2 1の背面に放射される音をバスレフポート 2 3の 開口部の大きさと長さとを調整することにより、 空室 R 2の容積部と音響的 に共鳴させて取り出し、 低周波領域における音圧を高くすることを目的とし ている。 このバスレフポート 2 3力 キャビネット 2 0内外の空気の流通を
可能とするため、 外気の湿度が高いとキャビネット 2 0内の湿度も高くなる。 例えば、 音圧レベル向上材料 2 2力 半径 1 8〜 5 0 Aの累積細孔容積が 0 - 4 m l Z g以上の活性炭である場合には、 充分な耐湿性を有する。 そのため、 スピー力装置 2を高湿度の雰囲気下で使用しても、 活性炭に水分が吸着しに くい。
図 2において、 スピーカュニット 2 1に電気信号を印加するとボイスコィ ルに力が発生して、 コーン型振動板を振動させて音が発生する。 このコーン 型振動板で発生した音圧は、 空室 R 2の内部圧力を上昇させる。 し力、し、 空 室 R 2には耐湿性の活性炭でなる音圧レベル向上材料 2 2が配置されている ため、 高湿度下であつてもこの活性炭の気体の吸着および脱着作用が効果的 に行われる。 その結果、 空室 R 2内の圧力変動が抑制され、 空室 R 2は、 等 価的に大きな容積となる。 したがって、 高湿度下であっても充分な低音再生 効果が得られ、 大容量のキャビネットを用いた場合と同等の音響効果が得ら れる。 実施例
(実施例 1 )
ヤシ殻を炭化して炭化物を得、 これを 8 5 0 °Cにて水蒸気含有燃焼ガスで 賦活して、 平均粒径◦. 3 5 mmの粒状活性炭を得た。 この活性炭の累積細 孔容積曲線を、 細孔分布曲線と併せて図 3に示す。 図 3において、 a lが累 積細孔容積曲線、 b 1が細孔分布曲線である。 累積細孔容積曲線 a 1の縦軸 の値は、 活性炭 1 gあたりの累積細孔容積 (m 1 / g ) を示す。 細孔分布曲 線 b 1の縦軸は相対値を示す。 この活性炭の半径 1 8 A以下の累積細孔容積 は 0 . 5 2 m 1 / gであり、 そして半径 1 8〜 5 0 Aの累積細孔容積は 0 . 0 3 m 1 / gであった。
相対湿度に対する、 この活性炭 1 gあたりの水吸着量 (g ) を示すグラフ
を図 4に示す。 このグラフは、 上記水蒸気法において、 各種硫酸濃度に対応 する水蒸気圧から相対湿度を算出し、 該相対湿度とそれに対応する水吸着量 とから作成されるグラフである。 図 4において、 縦軸の単位 (g/g— A C) は、 活性炭 1 gあたりの水の吸着量を示す。
(実施例 2)
フエノール榭脂繊維を炭化して炭化物を得、 これを 850°Cにて水蒸気含 有燃焼ガスで賦活して、 平均厚み 0 · 50 mmの布状の活性炭を得た。 この 活性炭の半径 18 A以下の累積細孔容積は 0. 72mlZgであり、 そして 半径 18〜 5 OAの累積細孔容積は 0. 0 Oml Zgであった。 この活性炭 について、 実施例 1と同様の水吸着量のグラフを図 4に示す。
(実施例 3)
ヤシ殻を炭化して炭化物を得、 これを 860 °Cにて水蒸気含有燃焼ガスで 賦活して、 平均粒径 0. 3 Ommの粒状活性炭を得た。 この活性炭の半径 1 8 A以下の累積細孔容積は 0. 53m l /gであった。
(比較例 1 )
石炭を造粒して炭化物を得、 900 °Cにて水蒸気含有燃焼ガスで賦活した 後に粉砕して、 平均粒径 0. 28 mmの粒状活性炭を得た。 この活性炭の半 径 50 A以下の累積細孔容積は 0. 35mlZgであり、 そして半径 18 A 以下の累積細孔容積は 0. 2 Oml Zgであった。
(実施例 4)
石炭を造粒して炭化物を得、 880°Cにて水蒸気含有燃焼ガスで賦活した 後に粉碎して、 平均粒径 0. 27 mmの粒状活性炭を得た。 この活性炭の累 積細孔容積曲線 a 2を、 細孔分布曲線 b 2と併せて図 5に示す。 この活性炭 の半径 50 A以下の累積細孔容積は 0. 47m l Zg あり、 そして半径 1 8 A以下の累積細孔容積は 0. 33 m 1 / gであった。
(実施例 5)
図 1に示すスピーカ装置を準備した。 このスピーカ装置は、 内容積 0. 5 Lのキャビネット 10に口径 8 cmのスピーカュ-ット 1 1が取り付けられ た密封系のスピーカ装置である。 このスピーカユニットの共振周波数は、 7 6Hzである。 このスピー力装置の空室 R 1に低音再生限界における音圧レ ベル向上材料 12として、 実施例 1で得られた活性炭 40 gを通気性の織布 に包装して載置した。
このスピーカユニットに、 1Wの正弦波の電気入力を印加し、 スピーカ装 置から 1 mの距離の位置に測定用マイクロホンを置き、 音圧の測定を行った。 スピーカ装置のインピーダンスの測定も行った。 対照として、 活性炭を载置 しないスピーカ装置についても同様に測定を行った。
図 6の曲線 C 1は、 本実施例のスピーカ装置の音圧特性を示す曲線 (周波 数応答曲線) であり、 曲線 C 2は、 対照のスピーカ装置の周波数応答曲線で ある。 縦軸は音圧 (dB) を示し、 グラフの左端にその値を表示する。 曲線 C 1は、 曲線 C 2に比較して、 20〜: L O OHzの低周波数領域において高 い音圧レベルを示し、 低音が良好に再現されることがわかる。
図 6の曲線 C 3は、 本実施例のスピー力装置の、 電気インピーダンス曲線 であり、 周波数の変化に伴う電気インピーダンスの変化を示す。 同様に曲線 C4は、 上記対照のスピーカ装置の電気インピーダンス曲線である。 縦軸は、 電気インピーダンス (Ω) を示しグラフの右端に値を表示する。 100Hz 〜20 OH z付近のピークはスピーカの共振周波数 ( f 0) を表す。 このピ ークが低周波数側へ移動するほど低音が良好に再現される。
使用したスピーカユニッ トの共振周波数 (f 。) は 76Hzであり、 かつ 図 6に示されるように、 このスピーカュニットをキャビネットに取り付けた とき (活性炭がない場合) の共振周波数 f OBは 146Hz、 キャビネッ ト内 部に活性炭を配置したときの共振周波数を f 。cは 122Hzである。 従って、 前出の式 (4) 力 ら、 このスピーカ装置の容積拡大率は 1. 71であること
がわかる。
(実施例 6および 7)
実施例 2および 3で得られた活性炭を用い、 実施例 5と同様の試験を行い、 容積拡大率を算出した。 実施例 2および 3で得られた活性炭の容積拡大率は、 各々 2. 1 6ぉょぴ1. 33であった。
(実施例 8)
実施例 5と同様の装置において、 実施例 1で得られた活性炭に代えて実施 例 4で得られた活性炭を使用したこと以外は、 実施例 5と同様に試験を行つ た。
図 7の曲線 C 5は、 本実施例のスピーカ装置の周波数応答曲線であり、 曲 線 C 6は、 対照のスピーカ装置の周波数応答曲線である。 縦軸の単位は、 上 記実施例 5と同様である。 曲線 C 5は、 曲線 C 6に比較して、 20〜 100 H zの低周波数領域において、 やや高い音圧レベルを示した。
図 7の曲線 C 7は、 本実施例のスピー力装置の電気インピーダンス曲線、 曲線 C8は、 上記対照のスピーカ装置の電気インピーダンス曲線である。 縦 軸の単位は、 上記実施例 5と同様である。 100Hz〜 200Hz付近のピ ークはスピーカの共振周波数 (f 。) を現す。 実施例 5と同様にスピーカ装 置の容積拡大率を算出したところ、 1. 13であった。
(比較例 2)
比較例 1で得られた活性炭を用い、 実施例 5と同様の試験を行い、 容積拡 大率を算出した。 その結果、 容積拡大率は、 0. 97であった。
(実施例 9)
石炭を造粒して炭化物を得、 これを 880°Cにて水蒸気含有燃焼ガスで賦 活した後に粉碎して、 平均粒径 0. 35 mmの粒状活性炭を得た。 この活性 炭の累積細孔容積曲線を、 細孔分布曲線と併せて図 8に示す。 図 8において、 a 3が累積細孔容積曲線、 b 3が細孔分布曲線である。 この活性炭の半径 1
8〜5◦ Aの累積細孔容積は 0. 62ml ロであった。 この活性炭につい て、 実施例 1と同様の水吸着量のグラフを図 4にまとめて示す。
(実施例 10)
石炭を造粒して炭化物を得、 これを 900°Cにて水蒸気含有燃焼ガスで賦 活して、 平均粒径 0. 32 mmの粒状活性炭を得た。 この活性炭の半径 18 〜50 Aの累積細孔容積は 0. 71mlZgであった。 この活性炭について、 実施例 1と同様の水吸着量のグラフを図 4にまとめて示す。
(実施例 1 1 )
図 2に示すスピーカ装置を準備した。 このスピーカ装置は、 バスレフポー ト 23が設けられた内容積 0. 8 Lのキャビネット 20に、 口径 8 cmのコ ーン型のスピーカュニッ ト 21が取り付けられた、 バスレフ方式のスピーカ 装置である。 このスピー力装置の空室 R 2に低音再生限界における音圧レべ ル向上材料 22として、 実施例 9で得られた活性炭 40 gを通気性の織布に 包装して載置した。
このスピーカユニットに、 1Wの正弦波の電気入力を印加し、 スピーカ装 置から 1 mの距離の位置に測定用マイクロホンを置き、 音圧の測定を行った。 対照として、 活性炭を載置しないスピ 力装置についても同様に測定を行つ た。
次いで、 この活性炭を有するスピーカ装置を湿度 70%の雰囲気下に 24 時間放置した。 放置後、 同様に活性炭を有するスピーカ装置の音圧を測定し た。
図 9の曲線 C 9は、 本実施例において、 作成当初のスピーカ装置の音圧特 性を示す曲線 (周波数応答曲線) であり、 曲線 C 10は、 そのスピーカ装置 を湿度 70。/。の雰囲気下に 24時間放置後の周波数応答曲線である。 曲線 C 1 1は、 対照のスピーカ装置の周波数応答曲線である。 曲線 C 9は、 曲線 C 1 1に比較して、 30〜: L O OHzの低周波数領域において高い音圧レベル
を示し、 低音が良好に再現されることがわかる。 さらに湿度 7 0 %の雰囲気 下に放置後の音圧特性を示す曲線 C 1 0は、 曲線 C 9とほぼ同等であり、 高 湿度下においても低音領域で充分に高い音圧レベルが得られることがわかる。
(実施例 1 2 )
実施例 1 1と同様の装置において、 実施例 9で得られた活性炭に代えて実 施例 1で得られた活性炭を使用したこと以外は、 実施例 9と同様に試験を行 つた。
図 1 0の曲線 C 1 2は、 本実施例において、 作成当初のスピーカ装置の周 波数応答曲線であり、 曲線 C 1 3は、 そのスピー力装置を湿度 7 0 %の雰囲 気下に 2 4時間放置後の周波数応答曲線である。 曲線 C 1 4は、 対照のスピ 一力装置の周波数応答曲線である。 曲線 C 1 2は、 曲線 C 1 4に比較して、 3 0〜1 0 0 H zの低周波数領域において高い音圧レベルを示し、 低音が良 好に再現されることがわかる。 しかし、 湿度 7 0 %の雰囲気下に放置後の音 圧特性を示す曲線 C 1 3の該周波数領域における部分は、 対照の曲線 C 1 4 に近似しており、 高湿度下においては低音領域で高い音圧レベルが得られな いことが明らかである。 産業上の利用可能性
本発明の音圧レベル向上材料を、 スピーカ装置のキャビネット内に載置す ると、 スピーカの振動により生じるキャビネット内の気体の圧力変動を緩和 し、 良好な低音再生効果が得られる。 中でも、 活性炭の半径 1 8 A以下の累 積細孔容積が 0 . 5 m 1 / g以上である音圧レベル向上材料をスピー力装置 のキヤビネット內に載置すると、 大容量のキャビネットを用いた場合と同等 の音響効果が得られる。 一方、 活性炭の半径 1 8〜5 O Aの累積細孔容積が 0 . 4 m 1 Z g以上である音圧レベル向上材料は、 比較的高い湿度の雰囲気 下においても水分を吸着しにくい。 そのため、 この音圧レベル向上材料をス
ピー力装置のキャビネット内に載置すると、 比較的高い湿度の雰囲気下にお いても容易にキャビネット内の気体を吸着■脱着することができ、 その結果、 高湿度雰囲気下においても充分な低音再生効果が得られる。 本発明の音圧レ ベル向上材料は、 密封方式およびバスレフ方式のスピー力装置のいずれにも 良好に利用され得、 良好な低音再生効果を有するスピーカ装置が得られる。
Claims
1. 半径 50 A以下の累積細孔容積が 0. 4 m 1 Z g以上の活性炭でなる、 低音再生限界における音圧レベル向上材料。
2. 前記活性炭の半径 7 A以下の累積細孔容積が 0. lmlZg以下である、 請求項 1に記載の音圧レベル向上材料。
3. 前記活性炭の半径 18 A以下の累積細孔容積が◦ . 5 m 1 / g以上であ る、 請求項 1または 2に記載の音圧レベル向上材料。
4. 前記活性炭の半径 18〜 50 Aの累積細孔容積が 0. 4 m 1 / g以上で ある、 請求項 1または 2に記載の音圧レベル向上材料。
5. 前記活性炭の半径 18〜 5 OAの累積細孔容積が 0. 5mlZg以上で ある、 請求項 4に記載の音圧レベル向上材料。
6. キャビネットと、 該キヤビネットに取り付けられたスピーカュニットと、 該キャビネット内部の空室に配置された低音再生限界における音圧レベル向 上材料とを有するスピーカ装置であって、
該音圧レベル向上材料が、 半径 50 A以下の累積細孔容積が 0. 4 m 1 Z g以上の活性炭でなる、 スピーカ装置。
7. 前記活性炭の半径 7 A以下の累積細孔容積が 0. lmlZg以下である、 請求項 6に記載のスピー力装置。
8 . 前記活性炭の半径 1 8 A以下の累積細孔容積が 0 . 5 m 1 / g以上であ る、 請求項 6または 7に記載のスピー力装置。
9 . 前記活性炭の半径 1 8〜 5 0 Aの累積細孔容積が 0 . 4 m 1 / g以上で ある、 請求項 6または 7に記載のスピーカ装置。
1 0 . 前記活性炭の半径 1 8〜 5 0 Aの累積細孔容積が 0 . 5 m 1 Z g以上 である、 請求項 9に記載のスピーカ装置。
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