JPH08289391A - スピーカー振動板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】音響特性を支配する密度、音速、内部損失のバ
ランスに優れかつ耐湿性、生産性に優れたスピーカー振
動板を提供する。 【構成】窒化ホウ素粉を５〜５０重量％の割合で含有す
る熱可塑性樹脂組成物で作られたスピーカー振動板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスピーカーの振動板に関
するものであり、従来使用されているコーン紙の欠点で
あった耐水性、生産性を克服しかつ音響特性に優れたス
ピーカー振動板を提供する。

【０００２】

【従来の技術】従来スピーカーの振動板に用いられてい
る材料としては紙、金属、樹脂など多種多様な素材が利
用されているが、音響特性が優れたものを得るには、そ
の材料には密度が小さく音速と内部損失が大きいことが
要求される。スピーカーはその背部に配置するボイスコ
イルと磁石により電気信号を振動運動に変換させ振動板
が動作することにより音声が発生する。振動板が重いと
振動させるために大きな力が必要になるため大きな磁
石、または強力な磁石を必要とし、スピーカーの軽量化
やコストダウンの障害となる。このため振動板はまず軽
い事が求められ、このため素材としては密度が小さいこ
とが求められる。振動板が振動すると特定の周波数帯で
生ずる共振振動により歪み音が発生し、その周波数帯の
音声を忠実に再現できなくなる。このため振動板が共振
振動を起こさない周波数帯を広くとれる事が求められ
る。材料特性上は音速（縦伝搬速度）が大きいほど共振
周波数が高周波数側にシフトするため音声の忠実な再現
領域を広げることができ、このため音速が大きい素材が
求められる。しかし共振振動が無くなるわけではないの
でこの悪影響を抑えるためには、さらに発生した共振振
動を速く減衰させる必要がある。材料特性上この共振振
動の減衰は材料の内部損失が大きいほど速く、このため
振動板の素材には内部損失の大きな材料が求められる。
スピーカー振動板には音響特性に関して以上の説明であ
げたような材料特性（密度、音速、内部損失）が必要と
されるが、実際にはこれらの必要物性は互いに相反する
場合が多いこと、また耐久性、耐熱性、製造安定性とい
った実用上の問題がさらに関係してくるために材料選択
の幅を狭くしている。

【０００３】適度な内部損失と音速をもち密度が小さい
特徴をもつコーン紙は広く一般的に振動板として用いら
れてきたが、コーン紙は耐湿性に劣り、また原材料の品
質を均一に保つのが難しいため製品特性のバラツキが生
じ易いという欠点がある。

【０００４】一方金属材料は他の材料に比べてヤング率
が極めて大きく、これを用いた振動板は高音の再生領域
が大きいという特徴を持つが、逆に低音再生領域が小さ
い。また内部損失が小さいために特定の周波数帯にひず
みを生じ易い。さらに密度も大きいため音声変換効率が
悪いなどの欠点があり、一部高音用領域のスピーカー振
動板として使われているにすぎない。

【０００５】樹脂材料は金属に比べると密度も小さく内
部損失も大きい材料として振動板に用いられており例え
ばポリプロピレンなどがその代表的な樹脂になってい
る。ポリプロピレンを材料とした振動板はコーン紙の欠
点であった耐湿性や製造安定性といった欠点を克服でき
る（特開昭５８−３４９９号公報）。しかしポリプロピ
レン単独ではヤング率が低いため音速がコーン紙より小
さく音響特性に劣る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を改良す
るために従来の技術として樹脂材料に様々なフィラーを
添加する方法が試みられてきた。添加されるフィラーと
しては例えばマイカ、タルク、炭素繊維等が上げられ
る。しかしこれらフィラーの添加によるヤング率の向上
とともに音速が向上するが、内部損失が小さくなること
と密度が大きくなる弊害が生ずる。本発明はフィラー強
化系熱可塑性樹脂を用いた振動板のこれらの欠点を改良
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題に対して研究
を重ねた結果、窒化ホウ素粉を５〜５０重量％含有した
熱可塑性樹脂組成物を振動板の材料に用いることにより
本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明は、窒化ホウ素粉を５〜５０
重量％の割合で含有する熱可塑性樹脂組成物で作られた
スピーカー振動板に関する。

【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
用いられる窒化ホウ素粉は、その結晶構造が六方晶、非
晶質、ウルツ型等の何れのものも使用可能であるが、好
ましくは六方晶構造を有するものである。窒化ホウ素粉
の添加量は熱可塑性樹脂組成物中５〜５０重量％である
が、好ましくは１０〜３０重量％を添加したときに成形
品の損失係数（内部損失の大きさを表す指数）及び音速
のバランスがとれるものが得られる。また、窒化ホウ素
粉の純度、粒径及びアスペクト比については特に制限は
ないが、好ましくは、純度９５％以上の粉体で粒径が
０．５μｍ以上アスペクト比５以上の高結晶窒化ホウ素
粉であり、特に好ましくは、純度が９５％以上で粒径２
μｍ以上、アスペクト比１０以上である六方晶窒化ホウ
素粉を用いたときに成形品の音速を効率よく向上する。

【００１０】本発明に用いられる熱可塑性樹脂は振動板
として成形できるものであれば種類に制約がなく、以下
に示した熱可塑性樹脂より選ばれる少なくとも１種又は
２種以上からなる樹脂が用いられるが、特に好ましくは
低密度、高内部損失、高剛性の性質を有する、ポリプロ
ピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１等の単独重合体
または上記重合体の構成モノマーを主成分とする共重合
体またはそれらの混合物等である。共重合体を構成する
他のモノマーとしては、ポリプロピレン、ポリ−４−メ
チルペンテン−１等の単独重合体を主成分とするモノマ
ーとは異なる他のモノマー（例えば、（メタ）α，β−
不飽和カルボン酸アルキルエステル、（メタ）α，β−
不飽和カルボン酸、無水マレイン酸、脂肪族ビニルエス
テル）が挙げられ、これらの共重合体モノマーは重合体
の結晶性を阻害しない範囲内で用いられる。また、該共
重合体はランダム、ブロックまたはグラフト共重合体で
あっても良い。熱可塑性樹脂の例としては、ポリカーボ
ネート、ポリテレフタル酸ブチレン、ポリテルフタル酸
エチレン、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラ
ール、ポリビニルホルマール、ポリアリレート、ポリウ
レタン、ポリイミド、ゴム変性ポリスチレン、ＡＢＳ樹
脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＡＢＳ樹脂、塩素化ポリエチレン、
フェノキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
−４−メチルペンテン−１、ポリブタジエン、ポリブテ
ン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリ−α−メチル
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポ
リフェニレンオキシド、ポリアセタール、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリテロラフルオロエチレン、ポリビニ
リデンフルオライド、ポリビニルデンクロライド、ポリ
クロロプレン、ポリ（メタ）アクリル酸（エステル）、
ポリエステル、ポリエーテル、ポリスルフォン、ポリビ
ニルエーテル等の単独重合体または上記重合体の構成モ
ノマーを主成分とする共重合体またはそれらの混合物等
が挙げられる。共重合体を構成する他のモノマーとして
は、上記記載の単独重合体を主成分とするモノマーとは
異なる他のモノマーであり、これらの共重合体モノマー
は重合体の結晶性を阻害しない範囲内で用いられる。ま
た、該共重合体はランダム、ブロックまたはグラフト共
重合体であっても良い。

【００１１】また本発明に用いられる熱可塑性樹脂と窒
化ホウ素粉からなる樹脂組成物の密度においては特に限
定がないが、好ましくは１．５ｇ／ｃｍ³以下のもの、
さらに好ましくは１．２ｇ／ｃｍ³以下のもの、特に好
ましくは１．１ｇ／ｃｍ³以下のものを用いたときに音
速、損失係数のバランスがとれているものでありスピー
カー振動板として優れたものである。

【００１２】窒化ホウ素粉と熱可塑性樹脂を混合する方
法は公知のいかなる方法でもよい。例えば、混練ロー
ル、バンバリミキサー、ヘンシェルミキサー、リボンブ
レンダー、スーパーミキサー及びＶブレンダー等でドラ
イブレンドしてもよく、さらに押出機で溶融してペレッ
ト化してもよい。なかでも単軸押出機や２軸押出機を用
いて溶融混練を行う方法が容易に混練、ペレット化が可
能であり優れているものであり好ましい。上記混合時に
各種添加剤例えば、顔料、安定剤、耐候剤等を加える事
はなんら問題がなくまた窒化ホウ素粉以外のフィラー例
えばマイカ、タルク、黒鉛、炭素繊維、ガラス繊維、な
どを複合添加することもなんら問題がない。

【００１３】さらに本発明に用いられる窒化ホウ素粉と
熱可塑性樹脂からなる樹脂組成物を振動板として成形す
る方法には制約がなく射出成形により容易に成形でき
る。またシート成形後、真空成形、プラグ成形、吹込成
形または圧空成形により振動板の必要形状に加工する事
も可能である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。但し、本発明は以下の実施例によって限定されるも
のではない。

【００１５】尚、実施例、比較例で使用した熱可塑性樹
脂及び添加フィラーの名称とその内容について表１に示
す。以下の熱可塑性樹脂及び添加フィラーの名称は略称
を用いて説明することとする。

【００１６】

【表１】

【００１７】実施例１〜４及び比較例１〜６ 表１に示す原材料をもとに表２及び表３に示す配合比率
でヘンシェルミキサーを用いブレンドし、２軸押出機
（ＴＥＭ−３５Ｂ：東芝機械（株）製）により押出温度
２６０℃、吐出量１５ｋｇ／時間で溶融混練後ペレット
化した。このペレットを射出成形機（ＩＳ５５−ＥＰ
Ｎ：東芝機械（株）製）を用い成形温度２６０℃、金型
温度６０℃の条件で長さ１２０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、幅１
２ｍｍの短冊状成形体に成形加工し評価用サンプルとし
た。

【００１８】これらのサンプルについてスピーカー振動
板の性能に関係する材料物性である密度、ヤング率、音
速、内部損失について評価した。ここで密度はＪＩＳ−
Ｋ７１１２Ａ法に従い測定を行い、またヤング率および
損失係数を中央加振法を用いた伝達関数測定装置（ＷＣ
Ａ損失係数測定システム／Ａ＆Ｄ社製）により測定し
た。測定の際の環境は２０℃、湿度６５％であり、測定
に用いた振動モードは１次の共振モードである。さらに
測定したヤング率と密度から以下の式１により音速を求
めた。

【００１９】 音速（縦伝播速度：ｍ／ｓｅｃ）＝（Ｅ／ρ）^1/2 （式１） Ｅ：ヤング率（Ｎ／ｍ²） ρ：密度（Ｋｇ／ｍ³）

【００２０】表２に実施例、表３に比較例の測定結果を
示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】比較例１，比較例２は窒化ホウ素粉を含ま
ないＰＰ単独重合体及びＰＰとＴＰＸを重量比５０：５
０で配合したサンプルであり、同樹脂を実施例１と同様
に成形加工し密度、音速、損失係数を測定した結果であ
る。これら樹脂単独で使用する場合、材料の音速が小さ
いことが振動板として問題となる点であった。又、比較
例３及び比較例４に示すようにマイカを補強剤として使
用することにより音速を向上することが出来るが、それ
により損失係数が小さくなり、さらに密度が大きくな
る。また、比較例５及び比較例６のように本発明で規定
する以外の窒化ホウ素粉量を用いたときには音速が小さ
いかサンプルの成形が出来ないものとなる。

【００２４】それに比べて本発明である熱可塑性樹脂に
窒化ホウ素粉を添加したものは、例えば実施例３及び実
施例４に示すようにマイカを同じ重量比で添加した比較
例３及び比較例４に比べて音速、損失係数ともに大き
く、また密度も小さく諸物性のバランスに優れたもので
あり、本発明で使用する素材が音響特性が優れているこ
とがわかる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のスピーカー振動板は音響特性を
支配する密度、音速、内部損失のバランスに優れかつ耐
湿性、生産性に優れた振動板である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】窒化ホウ素粉を５〜５０重量％の割合で含
   有する熱可塑性樹脂組成物で作られたスピーカー振動
   板。
2. 【請求項２】熱可塑性樹脂が少なくともポリプロピレン
   またはポリ−４−メチルペンテン−１の単独重合体また
   は上記重合体の構成モノマーを主成分とする共重合体ま
   たはそれらの混合物の１種からなる請求項１のスピーカ
   ー振動板。