WO2011080898A1 - スピーカ用振動板、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームおよびこれらを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および装置 - Google Patents

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speaker
bamboo
diaphragm
plant
fiber
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義道 梶原
陽平 神
藤井　透
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to speaker diaphragms, speaker dust caps and speaker frames used in various audio equipment and video equipment, and to electronic equipment and devices such as speakers, stereo sets and television sets using these.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a resin speaker diaphragm made by conventional injection molding.
  • the diaphragm 7 is manufactured by thermally melting resin pellets of resin such as polypropylene and injection-molding it into a mold having a preset shape.
  • a kind of resin material used for injection molding a single material such as polypropylene is generally used.
  • a plurality of different types of resins may be mixed and used as the material of the diaphragm 7 for the purpose of adjusting the physical property values as the diaphragm, that is, adjusting the characteristics and sound quality as the speaker.
  • reinforcing materials such as mica are mixed to adjust the physical property values and adjust the characteristics and sound quality as a speaker.
  • sound quality is adjusted by mixing pulp material in order to further increase the degree of freedom in adjusting physical properties.
  • a diaphragm mixed with a resin and a pulp material increases the degree of freedom in sound quality adjustment, and can also ensure moisture resistance reliability.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 are known as prior art document information relating to the invention of this application.
  • At least one of a speaker diaphragm, a speaker dust cap, and a speaker frame is formed by injection molding or sheet molding including a plant opal extracted from resin and bamboo leaves.
  • plant opal contained in bamboo leaves can be mixed into the resin to improve the rigidity and sound speed of the diaphragm, and to reduce the expansion and distortion of the reproduction band of the speaker. Good sound quality can be realized.
  • mixing plant opal contained in bamboo leaves into the resin can improve the rigidity and sound speed of the speaker dust cap.
  • the speaker frame can be reduced in weight and weight compared to the conventional one, and the rigidity can be improved to the same degree as in the conventional case. it can.
  • the present invention is a speaker using at least one of the above-described speaker diaphragm, speaker dust cap, and speaker frame, and an electronic device and apparatus using the speaker.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a speaker diaphragm according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the speaker diaphragm in the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is an external view of the electronic device according to the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the apparatus according to the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the speaker dust cap according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a speaker diaphragm according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the speaker diaphragm in the
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the speaker frame according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional speaker diaphragm.
  • a speaker diaphragm (hereinafter referred to as a diaphragm) in the present invention will be described using the first embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the diaphragm according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the diaphragm according to the first embodiment.
  • the diaphragm 27 includes a resin 27A and a plant opal 27B extracted from bamboo leaves.
  • the diaphragm 27 is formed by subjecting these materials to injection molding or sheet molding as shown in FIGS.
  • the diaphragm 27 may contain materials other than those described above.
  • the bending elastic modulus of the diaphragm 27 is improved.
  • the rigidity and sound speed of the diaphragm 27 are improved, distortion can be reduced, and the reproduction band can be expanded.
  • the method of extracting plant opal (silicon dioxide compound) from bamboo leaves is not particularly limited, but the best yield is obtained by drying bamboo leaves to remove moisture, powdering with a mixer, and classifying with a sieve. ,desirable. Other than that, there are various methods, such as pulverizing under pressure, dispersing in water, and separating into powder that settles on the aqueous solution due to the difference in specific gravity and powder that floats on water. It may be extracted.
  • the mixing amount of the plant opal extracted from the bamboo leaf is 5% by weight or more and 50% by weight or less.
  • the amount of plant opal contained in the bamboo leaves is less than 5% by weight, the function of improving the flexural modulus is small.
  • the mixing amount of plant opal extracted from bamboo leaves exceeds 50% by weight, it becomes difficult to uniformly disperse in the resin, and thinness molding by injection molding becomes difficult due to lower fluidity. .
  • the particle diameter of the plant opal 101B used is preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • plant-derived fibers As the material of the diaphragm 27.
  • plant-derived fibers By incorporating plant-derived fibers, natural and bright timbres can be reproduced, and dark and uniform timbres peculiar to resins can be suppressed.
  • the plant-derived fibers to be mixed may be wood pulp or non-wood pulp, but it is more desirable to mix bamboo fibers which are non-wood.
  • bamboo fiber has a higher elastic modulus than other pulp materials, so the degree of freedom in adjusting physical properties such as higher sound speed is increased. Further, in view of extracting plant opal from bamboo leaves, using bamboo fiber as plant-derived fiber saves resources. In addition, it is environmentally friendly because bamboo grows faster than wood.
  • the bamboo fiber here is not particularly limited as long as it is derived from a plant of the bamboo family. good.
  • the rigidity and toughness required for the present invention can be secured at the minimum after one year or more, but the rigidity and toughness are further improved when two or more years have passed.
  • bamboo age any bamboo fiber of any age can be used, except for the old and decaying state.
  • the mixing amount of bamboo fiber is preferably 5% by weight or more and 60% by weight or less. By setting it as this blending ratio range, the effect when kneading resin 27A and plant opal 27B extracted from bamboo leaves is efficiently exhibited, and productivity and quality are improved. Among them, it is more preferable to make the mixing amount of bamboo fiber larger than 51% by weight because it can be incinerated and discarded like bamboo fiber unlike resin. When the mixing amount of bamboo fiber is less than 5% by weight, the effect obtained by adding bamboo fiber is small. On the other hand, when the mixing amount of bamboo fiber is more than 60% by weight, it takes a long time to knead with the resin 27A. Further, since injection molding becomes difficult, productivity and dimensional stability are reduced, and the degree of freedom in shape is reduced.
  • bamboo fiber refined to a microfibril state with a beating degree of 25 cc or less may be further added.
  • bamboo fiber refined to a microfibril state refers to a beating of bamboo fiber to a microfibril state.
  • the average fiber diameter is reduced without changing the average fiber length. Therefore, the entanglement of the fibers, particularly the entanglement with other materials can be strengthened, and as a result, the rigidity and toughness of the diaphragm 27 can be improved.
  • the total mixing amount of the above-described normal bamboo fiber and bamboo fiber refined to a microfibril state with a beating degree of 25 cc or less is It is preferably 5% by weight or more and 60% by weight or less.
  • bamboo fibers refined to a microfibril state have a higher elastic modulus than ordinary bamboo fibers.
  • the presence of bamboo fibers that are partially refined to a microfibril state strengthens the bond between the fibers. And since these effects synergize and the elastic modulus is higher than when only ordinary bamboo fibers are mixed, the sound speed is improved.
  • bamboo powder may be added as a plant-derived fiber in addition to bamboo fiber, or bamboo powder may be added instead of bamboo fiber.
  • bamboo powder By using bamboo powder, a more natural and bright tone can be achieved.
  • the particle size of the bamboo powder used is preferably 1 to 150 ⁇ m.
  • bamboo charcoal may be added as a plant-derived fiber in addition to bamboo fiber, or bamboo charcoal may be added instead of bamboo fiber.
  • bamboo fiber in a charcoal state by carbonization the elastic modulus and internal loss can be improved, and the performance as a diaphragm can be further improved.
  • the particle size of bamboo charcoal is preferably 1 to 150 ⁇ m.
  • bamboo charcoal which is a carbonized bamboo material, preferably has a particle size of 150 ⁇ m or less when mixed into the resin. If the particle size exceeds 150 ⁇ m, it is difficult to disperse in the resin, causing poor appearance and quality variations. Although there is no particular lower limit of the particle size, it is preferably 1 ⁇ m or more in consideration of the properties as a fiber.
  • dispersibility is improved and functions more effectively when the particle size is made closer to the plant opal 101B extracted from bamboo leaves.
  • the carbonization process of the carbonized bamboo material is a process in which the form of the bamboo material is not limited and is fired at a temperature of 600 ° C. or higher.
  • a colorant such as a pigment may be mixed, but if carbonized bamboo fiber is used, it is not necessary to mix a black color or other colorant.
  • a reinforcing material may be mixed.
  • a reinforcing material mica, graphite, talc, calcium carbonate, clay, carbon fiber, and aramid fiber can be used.
  • mica when mica is mixed as a reinforcing material, the elastic modulus can be increased.
  • graphite when graphite is mixed as a reinforcing material, the elastic modulus and internal loss can be increased.
  • talc, calcium carbonate, and clay is mixed as a reinforcing material, internal loss can be increased.
  • the bamboo fiber and the aramid fiber are entangled with each other, and the internal loss can be increased without decreasing the elastic modulus.
  • the entanglement between the fibers becomes stronger, so that a high elastic modulus and a high internal loss are possible.
  • not only aramid fibers but also high strength and high elastic modulus fibers such as carbon fibers may be used as chemical fibers.
  • a compatibilizing agent by using a compatibilizing agent, the compatibility between a non-polar resin such as polypropylene and plant opal extracted from bamboo leaves can be improved, and the elastic modulus and heat resistance can be improved.
  • a silane having a vinyl group, a methacryloxy group, or a mercapto group as a compatibilizing agent.
  • examples thereof include silane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
  • the compatibilizing agent is not limited to this, and other silane coupling agents may be used.
  • Nonpolar resins may be modified with maleic anhydride or the like to give polarity.
  • polypropylene is crystalline and has relatively high heat resistance and good moldability. In addition, since the specific gravity is small, it is effective in reducing the weight of the diaphragm. Also, using polymethylpentene with an olefin resin other than polypropylene is effective for reducing the weight.
  • plant-derived resins represented by polylactic acid may be used for engineering plastics and environmental considerations.
  • the engineering plastic here is a highly functional plastic having a flexural modulus of 1900 MPa and a long-term heat resistance of 100 ° C. or higher. Examples thereof include modified polyphenylene (PPE), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), and polycarbonate (PC).
  • polylactic acid is a biodegradable plastic, and the diaphragm made of polylactic acid becomes an environmentally harmonious diaphragm and can be used as a diaphragm for speakers that are friendly to the global environment.
  • polylactic acid has relatively better compatibility with bamboo materials than polypropylene, and the compatibility is further improved by using tannin or the like as a compatibilizing agent.
  • the physical property values of the diaphragm 27 can be adjusted freely and with high accuracy, and predetermined characteristics and sound quality can be realized.
  • predetermined characteristics and sound quality deep know-how regarding characteristics creation and sound creation is necessary, but in general, it is often performed by the following method. That is, the speaker characteristics and sound can be changed to some extent by changing the parameters of the components, and can be brought close to predetermined characteristics and sound quality.
  • the parameters of other components excluding the diaphragm 27 among the speaker components are fixed.
  • the parameters that can be changed in the diaphragm 27 are the area, shape, weight, surface thickness, etc. other than the physical property values.
  • the area, shape, weight, and surface thickness of the diaphragm 27 are almost determined at the initial stage of speaker design. That is, the sound pressure frequency characteristic and sound quality of the speaker are roughly determined by conditions other than the physical property values of the diaphragm 27. In this case, unnecessary peaks and dips occur in the sound pressure frequency characteristics, and distortion often occurs greatly in a specific frequency band.
  • the tone quality is greatly influenced by the sound pressure frequency characteristics. These causes are caused by the area, shape, weight, and surface thickness of the diaphragm 27, and in particular, are often due to the vibration mode of the diaphragm 27.
  • the following procedure can be followed.
  • resin 27A a material that seems to satisfy the sound pressure frequency characteristics, sound quality, and reliability grade required for the speaker is selected as resin 27A, plant opal 27B extracted from bamboo leaves, and other mixed materials.
  • the resin 27A serving as the base is selected with particular emphasis on reliability such as its heat resistance grade, and a material in which the unique tone color of each resin 27A is close to a predetermined tone color is selected. And each material is selected about the unnecessary peak and dip on the sound pressure frequency characteristic to delete.
  • ⁇ For countermeasures against dip, select a resin material that has resonance at that frequency, and conversely for peak countermeasures, select a material that has internal loss at that frequency.
  • the resin 27A, the plant opal 27B extracted from bamboo leaves, and other mixed materials have a density, elastic modulus, internal loss, tone, and resonance frequency when molded into the shape of the diaphragm 27. Select with consideration of the above. Then, the selected material is kneaded to produce a master batch pellet highly filled with plant opal 27B extracted from bamboo leaves for injection molding. Next, the diaphragm 27 is produced by injection molding using this master batch pellet.
  • the predetermined characteristics and sound quality can be satisfied, or the diaphragm 27 which is very close can be finished.
  • polypropylene is generally easily available and injection molding is easy, but in the present embodiment, it is not limited to the resin material, and can be properly used according to the desired characteristic value.
  • the diaphragm 27 is formed by injection molding or sheet molding including plant opal extracted from resin and bamboo leaves.
  • plant opal contained in bamboo leaves into the resin, it is possible to increase the rigidity of the diaphragm 27 while maintaining the moisture resistance and water resistance reliability that are the characteristics of the resin diaphragm.
  • the degree of freedom in setting the physical properties of the diaphragm 27 is increased, and a diaphragm having an excellent appearance can be obtained.
  • productivity and dimensional stability improve by obtaining the diaphragm 27 by injection molding or sheet molding.
  • these resins, as well as reinforcing materials that are mixed materials are selected from a wide range of materials, and by appropriately setting the blending ratio, it is possible to achieve highly accurate characteristics and sound quality that were previously impossible. Can be adjusted.
  • a wide variety of designs are possible depending on the combination of colors and other designs. And there is a possibility that the variation by the combination can be set infinitely, and the desired requirements can be satisfied in the characteristic creation, sound creation and design.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the speaker 30 according to the first embodiment of the present invention.
  • the speaker 30 includes a magnetic circuit 24, a frame 26, a diaphragm 27, and a voice coil 28.
  • the inner magnet type magnetic circuit 24 is configured by sandwiching a magnetized magnet 21 between an upper plate 22 and a yoke 23.
  • the frame 26 is coupled to the yoke 23 of the magnetic circuit 24.
  • the outer periphery of the diaphragm 27 is bonded to the peripheral edge of the frame 26 via an edge 29. That is, the frame 26 supports the outer periphery of the diaphragm 27.
  • One end of the voice coil 28 is coupled to the central portion of the diaphragm 27, and the other end of the voice coil 28 is fitted in the magnetic gap 25 of the magnetic circuit 24. In this way, a part of the voice coil 28 is arranged within the range of action of the magnetic flux generated from the magnetic circuit 24.
  • the speaker 30 having the inner magnet type magnetic circuit 24 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the diaphragm 27 may be applied to a speaker having an outer magnet type magnetic circuit.
  • the reproduction band of the speaker 30 can be expanded and distortion can be reduced. Thereby, the sound quality of the speaker 30 can be improved.
  • FIG. 4 is an external view of an audio minicomponent system that is an electronic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the speaker 30 is incorporated in the enclosure 41 to constitute a speaker system.
  • the amplifier 42 includes an amplification circuit for an electric signal input to the speaker system.
  • An operation unit 43 such as a player outputs a source input to the amplifier 42.
  • the mini component system 44 thus includes the amplifier 42, the operation unit 43, and the speaker system.
  • the amplifier 42, the operation unit 43, and the enclosure 41 are main body units of the mini component system 44.
  • the voice coil 28 of the speaker 10 is supplied with power from the amplifier 42 of the main body and emits sound from the diaphragm 27.
  • the audio mini-component system 44 has been described as an application of the speaker 30 to a device, the present invention is not limited to this. It can also be applied to portable portable audio equipment. Furthermore, it can be widely applied and deployed in video equipment such as liquid crystal televisions and plasma display televisions, information communication equipment such as mobile phones, and electronic equipment such as computer-related equipment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an automobile 50 that is an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the car 50 is configured by incorporating the speaker 30 into the rear tray or front panel and using it as part of car navigation or car audio.
  • the automobile 50 includes the speaker 30 and the moving unit 50A on which the speaker 30 is mounted.
  • This configuration makes it possible to create highly accurate characteristics, sound creation, and design that could not be realized in the past. As a result, the sound quality of a device such as an automobile 50 equipped with the speaker 30 can be improved.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the dust cap according to the second embodiment of the present invention.
  • the dust cap 60 includes a resin 60A and a plant opal 60B extracted from bamboo leaves. It is formed by material injection molding or sheet molding mixed with these.
  • the dust cap 60 may contain materials other than the resin 60A and plant opal 60B extracted from bamboo leaves.
  • the amount of plant opal extracted from bamboo leaves is preferably 5% by weight or more and 30% by weight or less.
  • the amount of plant opal extracted from bamboo leaves is less than 5% by weight, the effect of improving the sound speed is small.
  • it exceeds 30% by weight sheet molding and injection molding become difficult, productivity and dimensional stability are lowered, and the degree of freedom of shape setting is reduced.
  • a dust cap for a speaker is formed by injection molding or sheet molding a material mixed with resin and plant opal extracted from bamboo leaves.
  • the sound speed and Young's modulus can be improved, the sound quality can be improved, such as the high intelligibility reproduction of the speaker, and the output can be increased and the reliability can be improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the speaker 70 includes a magnetic circuit 64, a frame 66, a diaphragm 67, a voice coil 68, and a dust cap 60.
  • the inner magnet type magnetic circuit 64 is configured by sandwiching a magnetized magnet 61 between an upper plate 62 and a yoke 63.
  • the frame 66 is coupled to the yoke 63 of the magnetic circuit 64.
  • the outer periphery of the diaphragm 67 is bonded to the peripheral edge of the frame 66 through an edge 69. That is, the frame 66 supports the outer periphery of the diaphragm 67.
  • One end of the voice coil 68 is coupled to the central portion of the diaphragm 67, and the other end of the voice coil 68 is fitted in the magnetic gap 65 of the magnetic circuit 64. That is, a part of the voice coil 68 is disposed within the range of action of the magnetic flux generated from the magnetic circuit 64.
  • the dust cap 60 is coupled to the front surface of the diaphragm 67.
  • the speaker 70 having the inner magnetic type magnetic circuit 64 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the dust cap 60 may be applied to a speaker having the outer magnetic type magnetic circuit.
  • the dust cap 60 it is possible to improve the sound pressure level in the high sound range of the speaker, and to achieve high sound quality such as obtaining a clear and powerful sound quality in the high sound range, high output And high reliability can be achieved. Furthermore, it is possible to improve the input reliability and various reliability typified by moisture resistance reliability. Also, the speaker is beautiful in appearance, hardly discolored, and can maintain a stable appearance for a long time. Can be realized. The effect of the dust cap tends to appear as a greater effect as the outer size of the dust cap increases.
  • FIG. 4 is an external view of an audio minicomponent system 84 which is an electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an automobile 90 that is an apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the automobile 90 is configured by incorporating the speaker 70 into the rear tray or the front panel and using it as a part of car navigation or car audio.
  • the automobile 90 includes a speaker 70 and a moving unit 90A on which the speaker 70 is mounted.
  • the speaker 70 By adopting this configuration, it is possible to improve the sound pressure level in the high sound range that could not be realized by utilizing the features of the speaker 70, and to provide a device such as an automobile that obtains clear and powerful sound quality in the high sound range. Can be realized.
  • the speaker can be improved in input resistance and various reliability typified by moisture resistance reliability. Also, it is beautiful in appearance, hardly discolored, and can maintain a stable appearance for a long time.
  • a device such as an automobile can be realized.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the frame according to the third embodiment of the present invention.
  • the frame 101 includes a resin 101A and a plant opal 101B extracted from bamboo leaves.
  • the frame 101 is formed by injection molding a material containing these.
  • the frame 101 may contain materials other than those described above.
  • Plant opal extracted from bamboo leaves has the effect of improving the elastic modulus. Therefore, the rigidity of the frame 101 can be improved by using plant opal extracted from bamboo leaves as the material of the frame 101.
  • the amount of plant opal extracted from bamboo leaves is preferably 5% by weight or more and 40% by weight or less.
  • the amount of plant opal extracted from bamboo leaves is less than 5% by weight, the effect of improving rigidity is small.
  • the amount is more than 40% by weight, it is not preferable because it is impossible to obtain a merit from the viewpoint of weight reduction.
  • the particle diameter of the plant opal 101B used is preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the frame 101 further includes plant-derived fibers.
  • the plant-derived fiber is preferably bamboo fiber.
  • bamboo fiber By mixing bamboo fiber, the weight of the frame can be reduced and the internal loss can be improved as compared with the conventional glass fiber.
  • bamboo fiber has the function of improving the elastic modulus without significantly increasing the material specific gravity, and has the function of improving internal loss. Thereby, the resonance of the frame is reduced, the sound pressure frequency characteristic of the speaker can be flattened, and distortion can be reduced.
  • the amount of bamboo fiber mixed in the frame 101 is preferably 5% by weight or more and 60% by weight or less.
  • the mixing amount of bamboo fiber is less than 5% by weight, the effect of improving rigidity by bamboo fiber is small.
  • the amount of bamboo fiber mixed is small, it is more effective to use bamboo fiber obtained by making bamboo fiber fine to a microfibril state even if the content is small.
  • the frame 101 is formed by injection molding, it is necessary to include some resin. Therefore, considering that the plant opal extracted from the bamboo leaf is also mixed, the mixing amount of the bamboo fiber is preferably 60% by weight or less.
  • the mixing amount of bamboo fiber is 51% by weight or more, incineration disposal as bamboo fiber instead of resin becomes possible.
  • a part of the bamboo fiber may be a bamboo fiber that is made fine to a microfibril state instead of the above-described bamboo fiber (ordinary bamboo fiber).
  • the bamboo fiber refined to the microfibril state has a beating degree of 25 cc or less.
  • bamboo fiber refined to a microfibril state refers to a beating of bamboo fiber to a microfibril state.
  • the average fiber diameter is reduced without changing the average fiber length. Therefore, the entanglement of the fibers, particularly the entanglement with other materials can be strengthened, and as a result, the rigidity and toughness of the frame 101 can be improved.
  • the total mixing amount of the above-described normal bamboo fiber and bamboo fiber refined to a microfibril state with a beating degree of 25 cc or less is It is preferably 5% by weight or more and 60% by weight or less.
  • bamboo fibers refined to a microfibril state have a higher elastic modulus than ordinary bamboo fibers.
  • the presence of bamboo fibers that have been refined to a microfibril state provides a strong bond between the fibers.
  • bamboo powder may be further added in addition to bamboo fiber, or bamboo powder may be added instead of bamboo fiber.
  • a more natural and bright tone can be achieved by adding bamboo powder.
  • bamboo powder when bamboo powder is used, fluidity is improved and moldability is improved even when the bamboo content is the same as compared with the case of bamboo fiber alone.
  • bamboo charcoal may be further added in addition to bamboo fiber, or bamboo charcoal may be added instead of bamboo fiber.
  • bamboo fiber in the form of bamboo charcoal, the elastic modulus and internal loss can be improved, and the performance as the frame 101 can be further improved.
  • bamboo charcoal which is a carbonized bamboo material, preferably has a particle size of 150 ⁇ m or less when mixed into the resin. If the particle size exceeds 150 ⁇ m, it is difficult to disperse in the resin, causing poor appearance and quality variations. Although there is no particular lower limit of the particle size, it is preferably 1 ⁇ m or more in consideration of the properties as a fiber.
  • dispersibility is improved and functions more effectively when the particle size is made closer to the plant opal 101B extracted from bamboo leaves.
  • the carbonization process of the carbonized bamboo material is a process in which the form of the bamboo material is not limited and is fired at a temperature of 600 ° C. or higher.
  • the frame 101 may further include a reinforcing material.
  • the reinforcing material is preferably mica, aluminum hydroxide, or talc.
  • mica By incorporating mica as a reinforcing material, the elastic modulus can be increased.
  • internal loss can be improved by mixing talc as a reinforcing material.
  • flame retardance can be provided by mixing aluminum hydroxide as a reinforcing material.
  • flame retardancy can be imparted by mixing magnesium hydroxide or ammonium phosphate as a reinforcing material.
  • the present invention can increase the rigidity of the frame and reduce the weight by forming a speaker frame by injection molding a material mixed with resin and plant opal extracted from bamboo leaves. Therefore, it is possible to reduce the weight, improve the sound quality, improve the impact strength, and increase the reliability of the speaker. Furthermore, since the internal loss is improved by using bamboo, the resonance of the frame is reduced, the sound pressure frequency characteristic of the speaker can be flattened, and distortion can be reduced.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the speaker 110 includes a magnetic circuit 105, a frame 101, a diaphragm 107, and a voice coil 108.
  • the inner magnet type magnetic circuit 105 is configured by sandwiching a magnetized magnet 102 between an upper plate 103 and a yoke 104.
  • the frame 101 is coupled to the yoke 104 of the magnetic circuit 105.
  • the outer periphery of the diaphragm 107 is bonded to the peripheral edge of the frame 101 via an edge 109.
  • One end of the voice coil 108 is coupled to the central portion of the diaphragm 107, and the other end of the voice coil 108 is fitted in the magnetic gap 106 of the magnetic circuit 105. In other words, a part of the voice coil 108 is disposed within the action range of the magnetic flux generated from the magnetic circuit 105.
  • the speaker 110 having the inner magnetic type magnetic circuit 105 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the frame 101 may be applied to a speaker having the outer magnetic type magnetic circuit.
  • the speaker 110 can be reduced in weight and sound quality, impact resistance can be improved, and high reliability can be achieved. Furthermore, since the internal loss is improved by using bamboo, the resonance of the frame is reduced, the sound pressure frequency characteristic of the speaker can be flattened, and distortion can be reduced.
  • FIG. 4 is an external view of an audio minicomponent system 124 which is an electronic apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • This configuration provides a mini component system 124 that can achieve weight reduction, high sound quality, high reliability, and reduction of environmental load, which could not be realized in the past.
  • the audio mini-component system 124 has been described as an application of the speaker 110 to a device, the present invention is not limited to this. It can also be applied to portable audio devices that can be carried and charging systems. Furthermore, it can be widely applied and deployed in video equipment such as liquid crystal televisions and plasma display televisions, information communication equipment such as mobile phones, and electronic equipment such as computer-related equipment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an automobile 130 which is an apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the automobile 130 includes a speaker 110 and a moving unit 130A on which the speaker 110 is mounted.
  • the speaker diaphragm, the speaker dust cap, and the speaker frame have been described. However, these may be combined and applied to the speaker, the electronic apparatus, and the apparatus.
  • a speaker frame, a speaker dust cap, a speaker frame, and a speaker, an electronic apparatus and an apparatus using the speaker frame according to the present invention need to be reduced in weight, sound quality, reliability, and reduction in environmental load.
  • the present invention can be applied to electronic devices such as devices and information communication devices, and devices such as automobiles.

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Abstract

スピーカ用振動板、ダストキャップおよびフレームは、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールとを含み、射出成形またはシート成形により形成される。この構成により、振動板、ダストキャップおよびフレームの剛性を高めることができ、高性能化を実現できる。

Description

スピーカ用振動板、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームおよびこれらを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および装置
　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、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームやこれらを用いたスピーカおよびステレオセットやテレビセット等の電子機器および装置に関する。
　近年、音響機器や映像機器などの電子機器において、デジタル技術の普及により、これらの電子機器に使用されるスピーカについて、性能の向上が強く要請されている。特に、スピーカの構成部品の中で、振動板の性能が音質の決定に大きなウエイトを占めており、より良い音質を実現する高性能の振動板を開発することが求められている。従来のスピーカ用振動板の製造方法について図面を用いて説明する。図１０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。振動板７はポリプロピレン等の樹脂の樹脂ペレットを熱溶解させ、あらかじめ形状設定された金型に射出成形して製造される。射出成形に用い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複数混合して振動板７の材料として用いる場合もある。
　樹脂のみ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、スピーカとしての特性や音質が調整されている。また、さらに物性調整の自由度を大きくするためにパルプ材料を混入することで音質調整がされている。樹脂とパルプ材料を混入した振動板では、音質調整の自由度が大きくなり、耐湿信頼性も確保できる。しかしながら、音質向上させることが要請されている。
　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および特許文献２が知られている。
特開昭５９－１７６９９５号公報 特開２００５－２３６４９７号公報
　本発明は、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールを含んで射出成形またはシート成形してスピーカ用振動板、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームの少なくとも一つを構成したものである。このように構成したスピーカ用振動板において、竹の葉に含まれるプラントオパールを樹脂に混入することで振動板の剛性と音速を向上させ、スピーカの再生帯域の拡大と歪を低減することができ、良好な音質を実現することができる。
　また、竹の葉に含まれるプラントオパールを樹脂に混入することでスピーカ用ダストキャップの剛性と音速を向上させることができる。
　また、竹の葉に含まれるプラントオパールを樹脂に混入することでスピーカ用フレームを従来に比べ比重が小さく軽量化でき、かつ従来と同程度の対衝劇強度を有するほどに剛性を向上させることができる。
　さらに、本発明は、上記したスピーカ用振動板、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームの少なくとも一つを用いたスピーカならびにそれを用いた電子機器及び装置である。
図１は本発明の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の断面図である。 図２は本発明の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の平面図である。 図３は本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図である。 図４は本発明の実施の形態１～３における電子機器の外観図である。 図５は本発明の実施の形態１～３における装置の断面図である。 図６は本発明の実施の形態２におけるスピーカ用ダストキャップの断面図である。 図７は本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図である。 図８は本発明の実施の形態３におけるスピーカ用フレームの断面図である。 図９は本発明の実施の形態３におけるスピーカの断面図である。 図１０は従来のスピーカ用振動板の断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について記載するが、この実施の形態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、本発明におけるスピーカ用振動板（以下、振動板）について説明する。
　図１は、実施の形態１の振動板の断面図である。図２は、実施の形態１の振動板の平面図である。振動板２７は、樹脂２７Ａと竹の葉から抽出されたプラントオパール２７Ｂとを含む。振動板２７は、これらの材料を図１及び図２に示すように射出成形またはシート成形することで形成されている。さらに、振動板２７は、上記以外の材料を含んでいても良い。
　このように、振動板２７の材料として竹の葉から抽出されたプラントオパールを用いることにより、振動板２７の曲げ弾性率が向上される。また、振動板２７の剛性と音速が向上し、歪みを低減して、再生帯域を拡大することが可能となる。
　竹の葉からプラントオパール（二酸化珪素化合物）を抽出する方法は特に限定されないが竹の葉を乾燥させて水分を除去し、ミキサーで粉末状にして、篩で分級する方法が最も収率が良く、望ましい。それ以外には、圧力をかけて粉砕し、水に分散させ、水溶液上で比重差により沈殿する粉と水に浮く粉で分けるなど様々な方法があり、どの方法で竹の葉からプラントオパールを抽出しても良い。
　なお、竹の葉から抽出されたプラントオパールの混入量は、５重量％以上かつ５０重量％以下であることが好ましい。竹の葉に含まれるプラントオパールの混入量が５重量％未満の場合は曲げ弾性率を向上させる働きが小さい。一方、竹の葉から抽出されたプラントオパールの混入量が５０重量％を超えると樹脂に均一に分散するのが困難になり、また、流動性の低下により射出成形での薄肉成形が困難になる。
　なお、竹の葉から抽出されたプラントオパールについて説明したが、同じイネ科の植物である笹の葉から抽出されたプラントオパールを使用しても同様の効果を得ることができる。
　また、用いるプラントオパール１０１Ｂの粒径は、５～２０μｍであることが好ましい。
　振動板２７の材料として、さらに植物由来の繊維を混入することが好ましい。植物由来の繊維を混入することで、自然で明るい音色を再生することができ、樹脂特有の暗くて画一的な音色を抑えることができる。混入する植物由来の繊維は木材パルプ、非木材パルプのどちらでも構わないが非木材である竹繊維を混入することがより望ましい。竹繊維は他のパルプ材に比べて弾性率が高いことから、音速が高くなるなど物性調整の自由度が大きくなる。また、プラントオパールを竹の葉から抽出する点から見て、植物由来の繊維として竹繊維を使用することは、資源の節約となる。また、竹の生育速度が木材に比べて速いことからも環境に優しい。
　ここでいう竹繊維は、竹科の植物由来のものであれば特に制約はなく、竹齢１年未満の筍や幼稈レベルのものを除く竹齢１年以上経過、成長した竹であれば良い。
　そして竹齢については、１年以上の経過で、本発明に必要な剛性や強靭性を最低限確保できるが、２年以上の経過であればさらに剛性や強靭性が向上する。
　竹齢については、老いて朽ちる状態を除けば、どの竹齢の竹繊維を使用しても良い。
　竹繊維の混入量は５重量％以上で、かつ６０重量％以下であることが好ましい。この配合比率範囲とすることにより、樹脂２７Ａと竹の葉から抽出したプラントオパール２７Ｂとの混練したときの効果が効率よく発揮され、かつ生産性と品質とが向上する。その中でも竹繊維の混入量を５１重量％より大きくすることで、樹脂とは違い、竹繊維のように焼却廃棄することができるのでより好ましい。竹繊維の混入量が５重量％未満の場合、竹繊維を加えることで得られる効果が小さい。一方、竹繊維の混入量が、６０重量％より多い場合は樹脂２７Ａとの混練に長時間必要となる。また射出成形が困難となることから生産性と寸法安定性が低下し形状の自由度が小さくなる。
　振動板２７の材料として加える植物由来の繊維として、上記した竹繊維（通常の竹繊維）に加えて、叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維をさらに加えても良い。
　ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維とは、竹繊維をミクロフィブリル状態まで叩解したものを指す。叩解処理においては、平均繊維長をほとんど変えずに平均繊維径を小さくしている。そのため、繊維の絡み合い、特に他の材料との絡み合いを強化させることができ、その結果、振動板２７の剛性や強靭性を向上させることができる。
　なお、叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維を加える場合、上記した通常の竹繊維と叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維との合計の混入量が、５重量％以上で、かつ６０重量％以下であることが好ましい。
　ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維は通常の竹繊維より高い弾性率を有する。また、部分的にミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維が存在することで、繊維間の結合が強固になる。そして、これらの効果が相乗して通常の竹繊維のみを混入した場合よりも弾性率が高くなるため音速が向上する。
　また、植物由来の繊維として竹繊維に加えてさらに竹粉を加える、もしくは竹繊維のかわりに竹粉を加えてもよい。竹粉を用いることで、より自然で明るい音色にすることができる。用いる竹粉の粒径は、１～１５０μｍであることが好ましい。
　また、植物由来の繊維として竹繊維に加えてさらに竹炭を加える、もしくは竹繊維のかわりに竹炭を加えてもよい。竹繊維を炭化させて竹炭状態にして用いることで弾性率と内部損失を向上させることができ、より振動板としての性能を向上させることができる。竹炭の粒径は、１～１５０μｍであることが好ましい。
　炭化させた竹材料である竹炭は、樹脂に混入する際には粒径が１５０μｍ以下であることが望ましく、１５０μｍより大きくなると樹脂への分散が困難となり、外観不良や品質バラツキの原因となる。粒径の下限については、特に無いが繊維としての特性を考慮すると１μｍ以上であることが好ましい。
　また、竹の葉から抽出されたプラントオパール１０１Ｂと粒径を近づけた方が分散性が向上し、より効果的に機能する。
　ここでの炭化させた竹材料の炭化工程は、竹材料の形態は限定されず６００℃以上の温度で焼成する工程をいう。
　また、顔料などの着色剤を混入しても良いが炭化状態の竹繊維を使用すれば黒系色等の着色剤を混入する必要もない。
　さらに、振動板２７の強化や、音に多少のアクセントを付けたり、音圧周波数特性にピークを持たせて音質調整したい場合には、強化材を混入してもよい。このような強化材としてマイカ、グラファイト、タルク、炭酸カルシウム、クレイ、さらには炭素繊維、アラミド繊維を用いることができる。例えば、強化材としてマイカを混入すると弾性率を高くすることができる。また、強化材としてグラファイトを混入すると弾性率と内部損失を上げることができる。また、強化材として、タルク、炭酸カルシウム、クレイの少なくとも一つを混入すると内部損失を上げることができる。また、強化材として、アラミド繊維を使用すると竹繊維とアラミド繊維が絡み合い弾性率を下げずに内部損失を上げることができる。また、ミクロフィブリル状態まで微細化したアラミド繊維を使用すると、より繊維間の絡み合いが強くなるため、高弾性率、高内部損失が可能となる。また、アラミド繊維に限らず化学繊維として炭素繊維のような高強度、高弾性率繊維を使用しても良い。
　また、相溶化剤を使用することで、ポリプロピレンのような非極性樹脂と竹の葉から抽出するプラントオパールとの相溶性を良化させることができ、弾性率や耐熱性を向上させることができる。特に、相溶化剤として、ビニル基やメタクリロキシ基、メルカプト基を有するシランを用いることが望ましい。具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。また、相溶化剤はこれに限定されることなく、その他のシランカップリング剤でも構わない。また、非極性の樹脂は無水マイレン酸などで変性し、極性を持たせて用いても良い。
　樹脂２７Ａにはポリプロピレンを使用することが望ましい。ポリプロピレンは結晶性で比較的、耐熱性が高く、成形性も良好である。また、比重が小さいので振動板の軽量化にも効果がある。また、ポリプロピレン以外のオレフィン樹脂でポリメチルペンテンを使用しても軽量化に有効である。
　また結晶性の樹脂と非晶性の樹脂を用途に応じて使い分けすることで、樹脂材料としての最適な物性値を満足させることが可能となる。その他にもエンジニアリングプラスチックや環境配慮のためにポリ乳酸に代表される植物由来樹脂を使用しても良い。ここでいうエンジニアリングプラスチックとは曲げ弾性率が１９００ＭＰａ、長期耐熱性１００℃以上の高機能なプラスチックである。例えば変性ポリフェニレン（ＰＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が挙げられる。
　特に、ポリ乳酸は生分解性プラスチックであり、ポリ乳酸から構成される振動板は、環境調和型振動板となり、地球環境に優しいスピーカ用の振動板とすることができる。また、ポリ乳酸はポリプロピレンよりも竹材料との相溶性が比較的良く、さらにタンニンなどを相溶化剤に用いることで、相溶性がさらに向上する。
　なお、これらの材料をそれぞれ組合せることで、振動板２７の物性値を自由に、しかも高精度に調整することができ、所定の特性と音質を実現することが可能となる。この所定の特性と音質の実現については、特性づくり、音づくりに関しての深いノウハウが必要であるが、一般に以下に示す方法により実施されることが多い。すなわち、スピーカの特性づくり、音づくりに関しては、その構成部品のパラメータを変化させることである程度の変更が可能であり、所定の特性と音質に近付けることができる。
　例えば、スピーカの構成部品のうち、振動板２７を除く他の部品のパラメータを一定に固定した場合を想定する。振動板２７での可変可能なパラメータは、その物性値以外では、面積や形状、重量、面厚等である。しかしながら、振動板２７の面積や形状、重量、面厚は、スピーカ設計上の初期段階でほぼ決まってしまう。すなわち、振動板２７の物性値以外の条件により、スピーカの音圧周波数特性と音質とが概略決定される。この場合、その音圧周波数特性上に不要なピークやディップが発生し、歪も特定の周波数帯域で大きく発生することが多い。
　また、音質については、その音圧周波数特性に大きく左右された音色となる。これらの原因は振動板２７の面積や形状、重量、面厚に起因しており、特に振動板２７の振動モードによる場合が多い。このような不要なピークやディップ、歪を改善し良好な音質を得るために振動板材料を選択する場合、以下のような手順で進めることができる。
　まず、そのスピーカに要求されている音圧周波数特性や音質、信頼性グレードを満足できると思われる材料を、樹脂２７Ａ、竹の葉から抽出されたプラントオパール２７Ｂ、さらにはその他の混入材料として選定する。この場合、ベースとなる樹脂２７Ａに関しては、特にその耐熱グレード等信頼性に傾注して選定し、またそれぞれの樹脂２７Ａの固有の音色が所定の音色に近い材料を選定する。そして、削除したい音圧周波数特性上の不要なピークやディップについて各材料を選定する。
　ディップ対策の場合はその周波数に共振を有している樹脂材料を選定し、逆にピーク対策の場合はその周波数に内部損失を有している材料を選定する。この材料選定については樹脂２７Ａ、竹の葉から抽出したプラントオパール２７Ｂ、その他の混入材料について、その材料特有の密度、弾性率、内部損失、音色、振動板２７の形状に成形したときの共振周波数等を考慮しながら選定する。そして、選定された材料を混練して、射出成形用に竹の葉から抽出したプラントオパール２７Ｂを高充填されたマスターバッチペレットを作製する。次に、このマスターバッチペレットを使用して、射出成形により振動板２７を作製する。
　このようにして得られた振動板２７の物性値等を計測し、評価する。また振動板２７を使用してスピーカを試作し、実際に特性、音質を計測し、さらに試聴して最終的に評価する。評価により所定の特性と音質が得られない場合は、何度もこの試作プロセスを繰返す。そしてその中で、材料選定とそれらの配合比率について改善を加え、順次目標とする特性と音質に近付けていく。
　以上のようなプロセスを繰返すことにより、所定の特性と音質とを満足できるか、または非常に近い振動板２７を仕上げることができる。
　また、ポリプロピレンは一般的に入手しやすく、射出成形も容易であるが、本実施の形態においては当樹脂材料に限定されることなく、その所望の特性値に応じて使い分けすることができる。
　以上のように、振動板２７は、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールを含んで射出成形またはシート成形して構成されている。この構成により、竹の葉に含まれるプラントオパールを樹脂に混入することで樹脂振動板の特徴でもある耐湿、耐水信頼性を保持したまま、振動板２７の剛性を高めることができる。さらに、振動板２７の物性設定の自由度が大きくなり外観に優れた振動板を得ることができる。また、振動板２７を射出成形またはシート成形により得ることで生産性や寸法安定性が向上する。そして、振動板２７の剛性と音速を向上させ、スピーカの再生帯域の拡大と歪を低減することができ、良好な音質を実現することができる。また、これらの樹脂、さらには、混入材である強化材料を多岐にわたる材料の中から、選定し適切に配合比率を設定していくことで、従来では不可能であった精度の高い特性や音質の調整が可能となる。さらに、色彩等の意匠上も、その組合せにより多岐にわたるデザインが可能となる。そして、その組合せによるバリエーションについても無限に設定できる可能性があり、特性づくり、音づくり、デザイン上において、所望の要求を満足させることができる。
　次に、振動板２７を用いたスピーカ３０について図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１によるスピーカ３０の断面図である。スピーカ３０は磁気回路２４と、フレーム２６と、振動板２７と、ボイスコイル２８とを有する。
　内磁型の磁気回路２４は、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により挟み込むことで構成されている。フレーム２６は磁気回路２４のヨーク２３に結合されている。振動板２７の外周はフレーム２６の周縁部に、エッジ２９を介して接着されている。すなわち、フレーム２６は振動板２７の外周を支持している。そして、振動板２７の中心部にボイスコイル２８の一端が結合され、ボイスコイル２８の他端は磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込んでいる。このように、ボイスコイル２８の一部は磁気回路２４から発生する磁束の作用範囲内に配置されている。
　なお以上では、内磁型の磁気回路２４を有するスピーカ３０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振動板２７を適用しても良い。振動板２７を適用することにより、スピーカ３０の再生帯域の拡大と、歪みの低減が可能となる。これによりスピーカ３０の音質を向上できる。
　次に、スピーカ３０を用いた電子機器について図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態１による電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外観図である。
　スピーカ３０は、エンクロジャー４１に組込まれてスピーカシステムが構成されている。アンプ４２はスピーカシステムに入力する電気信号の増幅回路を含む。プレーヤ等の操作部４３はアンプ４２に入力されるソースを出力する。ミニコンポシステム４４は、このようにアンプ４２、操作部４３、スピーカシステムを有する。アンプ４２、操作部４３、エンクロジャー４１は、ミニコンポシステム４４の本体部である。スピーカ１０のボイスコイル２８は、本体部のアンプ４２から給電されて振動板２７から音を発する。
　この構成により、従来では実現できなかった精度の高い特性づくり、音づくり、デザインを可能にすることができる。結果としてミニコンポシステム４４は良好な音質で音楽を再生することができる。
　なおスピーカ３０の機器への応用として、オーディオ用のミニコンポシステム４４について説明したが、これに限定されない。持運び可能なポータブル用のオーディオ機器等への応用も可能である。さらに、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、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。
　次に、スピーカ３０を用いた装置について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態の装置である自動車５０の断面図である。
　スピーカ３０をリアトレイやフロントパネルに組込んで、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用して自動車５０が構成されている。言い換えると、自動車５０は、スピーカ３０と、スピーカ３０を搭載した移動部５０Ａとを有する。
　この構成により、従来では実現できなかった精度の高い特性づくり、音づくり、デザインを可能にすることができる。結果としてスピーカ３０を搭載した自動車５０等の装置の音質を向上することができる。
　（実施の形態２）
　以下、スピーカ用の部材の剛性を高めるという観点より、スピーカ用ダストキャップに本発明を適用した場合について図６を参照しながら説明する。なお、実施の形態１で説明した部分については詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。図６は、本発明の実施の形態２のダストキャップの断面図である。ダストキャップ６０は、樹脂６０Ａと竹の葉から抽出されたプラントオパール６０Ｂとを含む。これらを混入した材料射出成形またはシート成形することで形成されている。ダストキャップ６０には、樹脂６０Ａと竹の葉から抽出されたプラントオパール６０Ｂ以外の材料を含んでいても構わない。
　竹の葉から抽出されたプラントオパールの混入量は５重量％以上で、かつ３０重量％以下が望ましい。竹の葉から抽出されたプラントオパールの混入量が、５重量％に満たない場合は、音速を向上させる効果が小さい。一方、３０重量％より多い場合は、シート成形や射出成形が困難となり生産性と寸法安定性が低下し、形状設定の自由度が小さくなる。
　以上のように本発明は、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールとを混入した材料を射出成形、あるいはシート成形してスピーカ用ダストキャップを構成することにより、ダストキャップの剛性や強靭性、音速、ヤング率を向上させ、スピーカの高明瞭度再生化等の高音質化を図り、大出力化、高信頼性化を図ることができる。さらに、環境負荷の小さいスピーカ用ダストキャップを生産性高く、低価格化して提供することができる。
　次にダストキャップ６０を用いたスピーカについて図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施の形態２のスピーカの断面図である。スピーカ７０は磁気回路６４とフレーム６６と振動板６７とボイスコイル６８とダストキャップ６０とを有する。
　内磁型の磁気回路６４は、着磁されたマグネット６１を上部プレート６２およびヨーク６３により挟み込むことで構成されている。フレーム６６は磁気回路６４のヨーク６３に結合している。振動板６７の外周はフレーム６６の周縁部にエッジ６９を介して接着されている。すなわち、フレーム６６は振動板６７の外周を支持している。そして、振動板６７の中心部にボイスコイル６８の一端が結合され、ボイスコイル６８の他端は磁気回路６４の磁気ギャップ６５にはまり込んでいる。すなわち、ボイスコイル６８の一部は磁気回路６４から発生する磁束の作用範囲内に配置されている。そして、ダストキャップ６０は、振動板６７の前面に結合されている。
　なお以上では、内磁型の磁気回路６４を有するスピーカ７０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ダストキャップ６０を適用しても良い。
　以上のように、ダストキャップ６０を適用することによりスピーカの高音域での音圧レベルを向上させることができ、高音域においてクリアで迫力がある音質を得る等の高音質化を図り、大出力化、高信頼性化を図ることができる。さらに、高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができ、また、外観的にも美しく、変色しにくく、安定した外観を長期的に保持することができるスピーカを実現することができる。そして、このダストキャップの効果は、ダストキャップの外形寸法が大きくなれば、より大きな効果として表れてくる傾向にある。
　次に、スピーカ７０を用いた電子機器について図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態２の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム８４の外観図である。
　この構成とすることにより、従来では実現できなかった高音域での音圧レベルを向上させることができ、高音域においてクリアで迫力がある音質を得るミニコンポシステムを実現することができる。さらに、高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができ、また、外観的にも美しく、変色しにくく、安定した外観を長期的に保持することができるスピーカシステムを実現することができる。
　次に、スピーカ７０を用いた装置について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態２の装置である自動車９０の断面図である。
　スピーカ７０をリアトレイやフロントパネルに組込んで、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用して自動車９０が構成されている。言い換えると、自動車９０はスピーカ７０と、スピーカ７０を搭載した移動部９０Ａとを有する。
　この構成とすることにより、スピーカ７０の特長を活かした従来では実現できなかった高音域での音圧レベルを向上させることができ、高音域においてクリアで迫力がある音質を得る自動車等の装置を実現することができる。さらに、スピーカとして高耐入力化や、耐湿信頼性に代表される各種信頼性を向上させることができ、また、外観的にも美しく、変色しにくく、安定した外観を長期的に保持することができる自動車等の装置を実現することができる。
　（実施の形態３）
　以下、スピーカ用の部材の剛性を高めるという観点から本発明をスピーカ用フレーム（以下、フレーム）に適用した場合について図８を参照しながら説明する。なお、実施の形態１および2で説明した部分については詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。図８は、本発明の実施の形態３のフレームの断面図である。フレーム１０１は、樹脂１０１Ａと竹の葉から抽出されたプラントオパール１０１Ｂとを含んでいる。フレーム１０１はこれらを含む材料を射出成形することで形成されている。フレーム１０１には、上記の材料以外を含んでいてもよい。
　竹の葉から抽出されたプラントオパールは弾性率を向上させる働きがある。よって、竹の葉から抽出されたプラントオパールをフレーム１０１の材料に用いることでフレーム１０１の剛性を向上させることができる。
　竹の葉から抽出されたプラントオパールの混入量は、５重量％以上で、かつ４０重量％以下であることが好ましい。竹の葉から抽出されたプラントオパールの混入量が、５重量％に満たない場合は、剛性を向上させる効果が小さい。一方、４０重量％より多い場合は、軽量化という観点から従来と比較した場合において、メリットを出すことができなくなるため好ましくない。
　また、用いるプラントオパール１０１Ｂの粒径は、５～２０μｍであることが好ましい。
　フレーム１０１の材料として、植物由来の繊維をさらに含むことが好ましい。
　植物由来の繊維は竹繊維であることが好ましい。竹繊維を混入することで、従来のガラス繊維に比べてフレームの軽量化および内部損失の向上ができる。また竹繊維は、材料比重を大幅に上げずに弾性率を向上させる働きがあり、内部損失を向上させる働きを持つ。これによりフレームの共振が低減され、スピーカの音圧周波数特性を平坦化することができ、かつ歪みの低減も図ることができる。
　フレーム１０１における竹繊維の混入量は、５重量％以上で、かつ６０重量％以下が望ましい。竹繊維の混入量が５重量％より少ないと、竹繊維による剛性向上の効果が小さい。また、竹繊維の混入量が少ない場合は、竹繊維をミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維を使用すると、含有量が少なくてもより効果的である。さらに、フレーム１０１を射出成形により形成するため、多少の樹脂を含んでいる必要がある。よって、竹の葉から抽出されたプラントオパールも混入することを考えると、竹繊維の混入量は６０重量％以下であることが好ましい。また、竹繊維の混入量が５１重量％以上であれば、樹脂ではなく、竹繊維としての焼却廃棄が可能となる。
　また、フレーム１０１の材料として竹繊維の一部を、上記した竹繊維（通常の竹繊維）ではなくミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維としても良い。
　ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維は、叩解度が２５ｃｃ以下であることが望ましい。
　ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維とは、竹繊維をミクロフィブリル状態まで叩解したものを指す。叩解処理においては、平均繊維長をほとんど変えずに平均繊維径を小さくしている。そのため、繊維の絡み合い、特に他の材料との絡み合いを強化させることができ、その結果、フレーム１０１の剛性や強靭性を向上させることができる。
　なお、叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維を加える場合、上記した通常の竹繊維と叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維との合計の混入量が、５重量％以上で、かつ６０重量％以下であることが好ましい。
　ミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維は、通常の竹繊維より高弾性率である。また、通常の竹繊維に加えてミクロフィブリル状態まで微細にした竹繊維が存在することで、繊維間の結合が強固になる。これらの効果が相乗して通常の竹繊維のみよりも弾性率が高くなり、また衝撃強度を向上できる。
　また植物由来の繊維として、竹繊維に加えて竹粉をさらに加える、もしくは竹繊維のかわりに竹粉を加えてもよい。竹粉を加えることでより自然で明るい音色を実現できる。また、竹粉を使用すると、同じ竹含有量でも竹繊維のみの場合に比べ流動性は向上し、成形性が改善される。
　また植物由来の繊維として、竹繊維に加えて竹炭をさらに加える、もしくは竹繊維のかわりに竹炭を加えてもよい。竹繊維を炭化させて竹炭状態にして加えることで、弾性率と内部損失を向上させることができ、よりフレーム１０１としての性能を向上できる。
　炭化させた竹材料である竹炭は、黒系色の着色材の役割も果たし、高品位な外観も可能となる。
　炭化させた竹材料である竹炭は、樹脂に混入する際には粒径が１５０μｍ以下であることが望ましく、１５０μｍより大きくなると樹脂への分散が困難となり、外観不良や品質バラツキの原因となる。粒径の下限については、特に無いが繊維としての特性を考慮すると１μｍ以上であることが好ましい。
　また、竹の葉から抽出されたプラントオパール１０１Ｂと粒径を近づけた方が分散性が向上し、より効果的に機能する。
　ここでの炭化させた竹材料の炭化工程は、竹材料の形態は限定されず６００℃以上の温度で焼成する工程をいう。
　また、フレーム１０１は、強化材をさらに含んでも良い。強化材にはマイカ、水酸化アルミニウム、タルクが好ましい。強化材としてマイカを混入することで、弾性率を高くすることができる。また強化材としてタルクを混入することで、内部損失を向上させることができる。また、強化材として水酸化アルミニウムを混入することで、難燃性を付与することができる。同様に、強化材として水酸化マグネシウムやリン酸アンモニウムを混入することでも難燃性を付与できる。
　以上のように本発明は、樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールとを混入した材料を射出成形してスピーカ用フレームを構成することにより、フレームの剛性を高めるとともに軽量化ができる。よって、スピーカの軽量化、高音質化、耐衝撃強度の向上、高信頼性化を図ることができる。さらに、竹を使用することにより内部損失が向上するため、フレームの共振が低減され、スピーカの音圧周波数特性を平坦化することができ、かつ歪みの低減も図ることができる。
　また、環境負荷を小さくすることも可能である。　次に、フレーム１０１を用いたスピーカ１１０について図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の実施の形態３のスピーカの断面図である。スピーカ１１０は、磁気回路１０５とフレーム１０１と振動板１０７とボイスコイル１０８とを有する。
　内磁型の磁気回路１０５は、着磁されたマグネット１０２を上部プレート１０３およびヨーク１０４により挟み込むことで構成されている。フレーム１０１は、磁気回路１０５のヨーク１０４に結合されている。振動板１０７の外周は、フレーム１０１の周縁部にエッジ１０９を介して接着されている。そして、振動板１０７の中心部にボイスコイル１０８の一端が結合され、ボイスコイル１０８の他端は磁気回路１０５の磁気ギャップ１０６にはまり込んでいる。すなわち、ボイスコイル１０８の一部は、磁気回路１０５から発生する磁束の作用範囲内に配置されている。
　なお以上では、内磁型の磁気回路１０５を有するスピーカ１１０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フレーム１０１を適用しても良い。
　以上のようにフレーム１０１を適用することにより、スピーカ１１０の軽量化、高音質化を図り、耐衝撃強度を向上させて高信頼性化を図ることができる。さらに、竹を使用することにより内部損失が向上するため、フレームの共振が低減され、スピーカの音圧周波数特性を平坦化することができ、かつ歪みの低減も図ることができる。
　また、環境負荷を小さくすることも可能である。
　次に、スピーカ１１０を用いた電子機器について図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態３の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム１２４の外観図である。
　この構成により、従来では実現できなかった軽量化、高音質化、高信頼性化および環境負荷の低減を図ることができるミニコンポシステム１２４が得られる。
　なおスピーカ１１０の機器への応用として、オーディオ用のミニコンポシステム１２４について説明したが、これに限定されない。持運び可能なポータブル用のオーディオ機器やその充電用システム等への応用も可能である。さらに、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、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。
　次に、スピーカ１１０を用いた装置について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態３の装置である自動車１３０の断面図である。自動車１３０はスピーカ１１０と、スピーカ１１０を搭載した移動部１３０Aとを有する。
　この構成とすることにより、スピーカ１１０の特長を活かした軽量化、高音質化、高信頼性化および環境負荷の低減を図ることができる自動車等の装置を実現させることができる。
　なお、以上実施の形態１～３においてスピーカ用振動板、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームについてそれぞれ説明したが、これらを組み合わせてスピーカ、電子機器および装置に適用することも可能である。
　本発明にかかるスピーカ用フレーム、スピーカ用ダストキャップおよびスピーカ用フレームならびにそれを用いたスピーカ、電子機器および装置は、軽量化、高音質化、高信頼性化および環境負荷の低減が必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。
　７，２７，６７，１０７　　振動板
　２４，６４，１０５　　磁気回路
　２５，６５，１０６　　磁気ギャップ
　２６，６６，１０１　　フレーム
　２７Ａ，６０Ａ，１０１Ａ　　樹脂
　２７Ｂ，６０Ｂ，１０１Ｂ　　竹の葉から抽出したプラントオパール
　２８，６８，１０８　　ボイスコイル
　３０，７０，１１０　　スピーカ
　４１　　エンクロジャー
　４２　　アンプ
　４３　　操作部
　４４，８４，１２４　　ミニコンポシステム
　５０，９０，１３０　　自動車
　５０Ａ，９０Ａ，１３０Ａ　　移動部
　６０　　ダストキャップ

Claims (49)

  1. 樹脂と竹の葉から抽出されたプラントオパールとを含み、
    射出成形またはシート成形により形成された
    スピーカ用振動板。
  2. 前記プラントオパールの混入量は５重量％以上、かつ５０重量％以下である
    請求項１に記載のスピーカ用振動板。
  3. 植物由来の繊維をさらに含む請求項１記載のスピーカ用振動板。
  4. 前記植物由来の繊維は竹繊維である
    請求項３記載のスピーカ用振動板。
  5. 前記竹繊維の含有量は５重量％以上で、かつ６０重量％以下である
    請求項４記載のスピーカ用振動板。
  6. 前記竹繊維は、叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にされた竹繊維を含む
    請求項４記載のスピーカ用振動板。
  7. さらに竹粉を含む
    請求項４記載のスピーカ用振動板。
  8. 竹繊維を炭化させた竹炭をさらに含む
    請求項４記載のスピーカ用振動板。
  9. 前記植物由来の繊維は竹粉である
    請求項３に記載のスピーカ用振動板。
  10. 前記植物由来の繊維は竹繊維を炭化させた竹炭である
    請求項３に記載のスピーカ用振動板。
  11. 強化材をさらに含む
    請求項１に記載のスピーカ用振動板。
  12. 相溶化剤をさらに含む
    請求項２に記載のスピーカ用振動板。
  13. 前記樹脂はポリプロピレンとした
    請求項１記載のスピーカ用振動板。
  14. 前記樹脂は植物由来の樹脂とした
    請求項１記載のスピーカ用振動板。
  15. 磁気回路と、
    前記磁気回路に結合されたフレームと、
    前記フレームの外周部に結合された請求項１に記載の振動板と、
    前記振動板に結合されたボイスコイルと、を備え、
    前記ボイスコイルの一部が前記磁気回路から発生する磁束の作用範囲内に配置された
    スピーカ。
  16. 請求項１５に記載のスピーカと、
    前記スピーカに給電する本体部と、を備えた、
    電子機器。
  17. 請求項１５に記載のスピーカと、
    前記スピーカを搭載した移動部と、を備えた
    装置。
  18. 樹脂と、
    竹の葉から抽出されたプラントオパールと、を含み、
    射出成形またはシート成形により形成された
    スピーカ用ダストキャップ。
  19. 前記プラントオパールの含有量は、５重量％以上で、かつ３０重量％以下とした
    請求項１８記載のスピーカ用ダストキャップ。
  20. 植物由来の繊維をさらに含む
    請求項１８記載のスピーカ用ダストキャップ。
  21. 前記植物由来の繊維は竹繊維とした
    請求項２０記載のスピーカ用ダストキャップ。
  22. 前記竹繊維は、叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にされた竹繊維を含む
    請求項２１記載のスピーカ用ダストキャップ。
  23. さらに竹粉を含む
    請求項２１記載のスピーカ用ダストキャップ。
  24. 竹繊維を炭化させた竹炭をさらに含む
    請求項２１記載のスピーカ用ダストキャップ。
  25. 前記植物由来の繊維は竹粉である
    請求項２０に記載のスピーカ用ダストキャップ。
  26. 前記植物由来の繊維は竹繊維を炭化させた竹炭である
    請求項２０に記載のスピーカ用ダストキャップ。
  27. 強化材をさらに含む
    請求項１８に記載のスピーカ用ダストキャップ。
  28. 相溶化剤をさらに含む
    請求項１８に記載のスピーカ用ダストキャップ。
  29. 前記樹脂はポリプロピレンとした
    請求項１８記載のスピーカ用ダストキャップ。
  30. 前記樹脂は植物由来の樹脂とした
    請求項１８記載のスピーカ用ダストキャップ。
  31. 磁気回路と、
    前記磁気回路に結合されたフレームと、
    前記フレームの外周部に結合された振動板と、
    前記振動板に結合されたボイスコイルと、
    前記振動板の前面に結合された請求項１８に記載のスピーカ用ダストキャップと、を備え、
    前記ボイスコイルの一部が前記磁気回路から発生する磁束の作用範囲内に配置された
    スピーカ。
  32. 請求項３１に記載のスピーカと、
    前記スピーカに入力される入力信号を増幅する増幅回路と、を備えた、
    電子機器。
  33. 請求項３１に記載のスピーカと、
    前記スピーカを搭載した移動部と、を備えた
    装置。
  34. 樹脂と、
    竹の葉から抽出されたプラントオパールと、を含み、
    射出成形により形成された
    スピーカ用フレーム。
  35. 前記プラントオパールの混入量は５重量％以上で、かつ４０重量％以下とした
    請求項３４記載のスピーカ用フレーム。
  36. 植物由来の繊維をさらに含む
    請求項３４記載のスピーカ用フレーム。
  37. 前記植物由来の繊維は竹繊維とした
    請求項３６記載のスピーカ用フレーム。
  38. 前記竹繊維は、叩解度が２５ｃｃ以下のミクロフィブリル状態まで微細にされた竹繊維を含む
    請求項３７記載のスピーカ用フレーム。
  39. さらに竹粉を含む
    請求項３７記載のスピーカ用フレーム。
  40. 竹繊維を炭化させた竹炭をさらに含む
    請求項３７記載のスピーカ用フレーム。
  41. 前記植物由来の繊維は竹粉である
    請求項３６に記載のスピーカ用フレーム。
  42. 前記植物由来の繊維は竹繊維を炭化させた竹炭である
    請求項３６に記載のスピーカ用フレーム。
  43. 強化材をさらに含む
    請求項３４に記載のスピーカ用フレーム。
  44. 相溶化剤をさらに含む
    請求項３４に記載のスピーカ用フレーム。
  45. 前記樹脂はポリプロピレンとした
    請求項３４記載のスピーカ用フレーム。
  46. 前記樹脂は植物由来の樹脂とした
    請求項３４記載のスピーカ用フレーム。
  47. 磁気回路と、
    前記磁気回路に結合された請求項３４に記載のスピーカ用フレームと、
    前記スピーカ用フレームの外周部に結合された振動板と、
    前記振動板に結合されたボイスコイルと、を備え、
    前記ボイスコイルは前記磁気回路から発生する磁束の作用範囲内に配置された
    スピーカ。
  48. 請求項４７に記載のスピーカと、
    前記スピーカに入力される入力信号を増幅する増幅回路と、を備えた、
    電子機器。
  49. 請求項４７に記載のスピーカと、
    前記スピーカを搭載した移動部と、を備えた
    装置。
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