特開 2022-182800 スピーカ用振動板およびスピーカ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182800

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】スピーカ用振動板およびスピーカ

(51)【国際特許分類】

   H04R 7/14 20060101AFI20221201BHJP

   H04R 9/02 20060101ALI20221201BHJP

   H04R 7/04 20060101ALN20221201BHJP

【ＦＩ】

H04R7/14

H04R9/02 101B

H04R7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021090534

(22)【出願日】2021-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】000194918

【氏名又は名称】ホシデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】長岡 聡史

(72)【発明者】

【氏名】深田 真仁

【テーマコード（参考）】

5D012

5D016

【Ｆターム（参考）】

5D012BB01

5D012BB02

5D012CA08

5D016AA04

5D016AA13

5D016AA14

5D016BA02

5D016EC02

(57)【要約】

【課題】エッジの角ロール部での応力集中を緩和できるスピーカ用振動板を提供する。
【解決手段】振動板１は、角丸長方形の振動板本体２と、振動板本体２の外周部に設けた周方向の断面形状が略半円ロール状のエッジ３と、を備える。エッジ３の角ロール部３３には、ロール頂点から内周側と外周側へ向けてロール表面に沿って延伸する溝３８を、周方向に間隔を設けて複数設けるとともに、周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に溝３８の長さを短くする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

４つの角部を略９０度円弧状に丸くした角丸長方形の振動板本体と、
前記振動板本体の外周部に設けた周方向の断面形状が略半円ロール状のエッジであって、前記振動板本体の１組の長辺に沿って形成される長辺ロール部と、前記振動板本体の一組の短辺に沿って形成される短辺ロール部と、前記振動板本体の４つの略９０度円弧状の角部に沿って形成される角ロール部とを有するエッジと、を備え、
前記角ロール部には、前記角ロール部のロール頂点から前記角ロール部の内周側と外周側へ向けて前記角ロール部のロール表面に沿って延伸する溝を、前記角ロール部の周方向に間隔を設けて複数設けるとともに、前記角ロール部の周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に前記溝の長さを短くするスピーカ用振動板。

【請求項2】

前記溝の深さは、前記角ロール部のロール頂点で最も深く、前記角ロール部のロール頂点から前記角ロール部の内周側と外周側へいくにつれて徐々に浅くなる請求項１に記載のスピーカ用振動板。

【請求項3】

前記溝は、前記角ロール部の周方向の中心線に対して平行、かつ、前記角ロール部の周方向の前記中心線を対称軸として線対称に形成され、前記角ロール部は、前記角ロール部の周方向の前記中心線を対称軸として線対称に形成する請求項１又は２に記載のスピーカ用振動板。

【請求項4】

前記溝は、直線状の溝底辺と、前記溝底辺の両端から傾斜状に立ち上がる直線状の溝側辺とを含み、前記溝底辺の中点を通って前記溝底辺と直角に交わる溝中心線を対称軸とする線対称の台形の断面形状を有する請求項１から３のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。

【請求項5】

前記溝は、直線状の前記溝側辺に代えて、前記溝の内側に向かって凸となる略円弧状の溝側辺を含む断面形状を有する請求項４に記載のスピーカ用振動板。

【請求項6】

前記溝は、直線状の前記溝底辺に代えて、前記溝の外側に向かって凸となる略円弧状の溝底辺を含む断面形状を有する請求項５に記載のスピーカ用振動板。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板と、前記振動板に接続されるボイスコイルと、前記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを有する磁気回路と、前記振動板が前記エッジを介して支持されるとともに、前記磁気回路が取り付けられるフレームとを備えるスピーカ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スピーカ用振動板およびそれを備えたスピーカに関する。

【背景技術】

【0002】

スピーカ用振動板に関し、４つの角部を略９０度円弧状に丸くした角丸長方形の振動板本体と、振動板本体の外周部に設けた周方向の断面形状が略半円ロール状のエッジであって、振動板本体の１組の長辺に沿って形成される長辺ロール部と、振動板本体の一組の短辺に沿って形成される短辺ロール部と、振動板本体の４つの略９０度円弧状の角部に沿って形成される角ロール部とを有するエッジと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このスピーカ振動板では、振動板の振幅に際してエッジはロール形状を変形しながら追従するが、この際角ロール部は周方向に伸縮する必要がある。このため、角ロール部には複数の溝を設け、振動板の振幅に際して溝を変形（溝幅が広がるあるいは狭くなる）することで角ロール部の周方向の伸縮を実現する。角ロール部に溝を設けない場合、エッジ材料の伸縮はほとんどないため、角ロール部に応力が集中し、振動板の大振幅時にエッジが突っ張り、それに起因する異音を発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１１９９３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

角ロール部は、振動板の振幅に際して周方向の頂点部分で最も伸縮量が多くなり、周方向の頂点から離れていくにつれて（換言すると、直線ロール部、すなわち長辺ロール部と短辺ロール部に近付くにつれて）伸縮量は少なくなる。従来、溝はどの配置位置においても角ロール部の内周部がら外周部までに設けられ、角ロール部の周方向の頂点から離れていくにつれて、角ロール部の周方向の伸縮を実現する溝の役目よりも角ロール部の補強のための溝（リブ）として役目が出てくる。このため、溝によって角ロール部に応力集中を発生するという問題があった。

【0005】

本発明は、エッジの角ロール部での応力集中を緩和できるスピーカ用振動板およびそれを備えたスピーカを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的を達成するため、本発明に係るスピーカ用振動板は、４つの角部を略９０度円弧状に丸くした角丸長方形の振動板本体と、前記振動板本体の外周部に設けた周方向の断面形状が略半円ロール状のエッジであって、前記振動板本体の１組の長辺に沿って形成される長辺ロール部と、前記振動板本体の一組の短辺に沿って形成される短辺ロール部と、前記振動板本体の４つの略９０度円弧状の角部に沿って形成される角ロール部とを有するエッジと、を備え、前記角ロール部には、前記角ロール部のロール頂点から前記角ロール部の内周側と外周側へ向けて前記角ロール部のロール表面に沿って延伸する溝を、前記角ロール部の周方向に間隔を設けて複数設けるとともに、前記角ロール部の周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に前記溝の長さを短くするものである。

【0007】

本発明に係るスピーカは、本発明に係る前記スピーカ用振動板と、前記振動板に接続されるボイスコイルと、前記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを有する磁気回路と、前記振動板が前記エッジを介して支持されるとともに、前記磁気回路が取り付けられるフレームとを備えるものである。

【0008】

本発明に係るスピーカ用振動板およびそれを備えた本発明に係るスピーカによれば、角ロール部には、角ロール部のロール頂点から角ロール部の内周側と外周側へ向けて角ロール部のロール表面に沿って延伸する溝を、角ロール部の周方向に間隔を設けて複数設けるとともに、角ロール部の周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に溝の長さを短くすることにより、溝によって角ロール部に必要な周方向の伸縮を実現しつつ、溝が角ロール部の補強溝（リブ）とならないようにする。これにより、角ロール部で発生する応力集中が緩和され、エッジの突っ張りがなくなり、エッジの突っ張りに起因する異音の発生をなくすことができる。また、エッジの突っ張りがなくなるため、エッジのスチフネスS0を下げることができ、それに伴ってスピーカの最低共振周波数f0を下げることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、エッジの角ロール部での応力集中を緩和できるスピーカ用振動板およびそれを備えたスピーカを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態に係るスピーカの分解斜視図である。

【図2】図１のスピーカの平面図である。

【図3】図１のＸ－Ｘ断面図である。

【図4】図１のＹ－Ｙ断面図である。

【図5】図５（Ａ）はスピーカ用振動板の一つの角ロール部を示す図２のＡ部拡大底面図、図５（Ｂ）は溝の断面形状を示す図である。

【図6】溝の長さを示す図である。

【図7】図７は溝の変形例を示す図であり、図７（Ａ）は変形例１に係る溝の断面形状を示す図、図７（Ｂ）は変形例２に係る溝の断面形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態に係るスピーカを図１から図６を参照して説明する。図１から図４において、１はスピーカ用振動板（以下、単に「振動板」という。）であり、４つの角部を略９０度円弧状に丸くした角丸長方形の振動板本体２と、振動板本体２の外周部に設けた周方向の断面形状が略半円ロール状のエッジ３であって、振動板本体２の１組の長辺２１に沿って形成される長辺ロール部３１と、振動板本体２の一組の短辺２２に沿って形成される短辺ロール部３２と、振動板本体２の４つの略９０度円弧状の角部２３に沿って形成される角ロール部３３とを有するエッジ３と、を備えている。

【0012】

スピーカは動電型スピーカであり、振動板１と、振動板１に接続されるボイスコイル４と、ボイスコイル４が挿入される磁気ギャップ５ａ、５ｂを有する磁気回路５と、振動板１がエッジ３を介して支持されるとともに、磁気回路５が取り付けられるフレーム６と、を備え、ボイスコイル４に駆動電流を流すことにより、振動板１がこの厚み方向となる上下方向（図２では紙面垂直方向、図３、図４では紙面左右方向）に振動し、上方向（図２では紙面垂直上方向、図３、図４では紙面左方向）へ音を放射するものである。

【0013】

振動板１はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂材料によって振動板本体２とエッジ３とを一体成形することより形成され、振動板本体２の材料の延長部からなるエッジ３の外周部が樹脂材料を成形することにより上下方向を軸方向とした長方形短筒状に形成されたフレーム６の上端に固着され、エッジ３を介してフレーム６の上面開口部に上下方向に振動可能に支持される。エッジ３は振動板本体２の材料の延長部からなるフィックスドエッジであるが、振動板本体２と別材料で形成し、エッジ内周部が振動板本体２の外周部に固着されるフリーエッジとすることもできる。エッジ３はフレーム６の内側（下方）に向かって凸となるダウンロールエッジとしているが、フレーム６の外側（上方）に向かって凸となるアップロールエッジとすることもできる。振動板１は振動板本体２が平板状の平面型であるが、振動板本体２が上方あるいは下方に凸となるドーム状のドーム型とすることもできる。ボイスコイル４は上下方向を軸方向とした長方形短筒状に形成され、振動板本体２の外周部の下面に接続されている。磁気回路５は、フレーム６の下面開口部に固着され、一組の短辺に沿って立ち上がるヨーク側壁５１ａを有する長方形平板状のヨーク５１と、ヨーク５１の上面の中央部に固着される第１磁石５２と、第１磁石５２の上面に固着される第１ポールピース５３とを備え、ヨーク側壁５１ａと第１ポールピース５３との間にボイスコイル４の短辺部を挿入する第１磁気ギャップ５ａを形成するとともに、ヨーク５１の上面の前部と後部とに固着される第２磁石５４と、第２磁石５４の上面に固着される第２ポールピース５５とを備え、第１ポールピース５３と第２ポールピース５５との間にボイスコイル４の長辺部を挿入する第２磁気ギャップ５ｂを形成するものであるが、第２磁石５４と第２ポールピース５５に代えてヨーク側壁５１ａの一組の長辺に沿って立ち上がるヨーク側壁を設け、このヨーク側壁と第１ポールピース５３との間に第２磁気ギャップ５ｂを形成することもできる。

【0014】

振動板１は、振幅に際してエッジ３がロール形状を変形しながら追従するが、この際角ロール部３３は周方向に伸縮する必要があるため、図１に示すように、角ロール部３３には複数の溝を設け、振動板１の振幅に際して溝を変形（溝幅が広がるあるいは狭くなる）することで角ロール部３３の周方向の伸縮を実現する。本実施の形態では一つの角ロール部３３に対して溝を８本ずつ設けており、便宜上、最も内側に配置する２本の溝を第１溝３４、第１溝３４の外側に配置する２本の溝を第２溝３５、第２溝３５の外側に配置する２本の溝を第３溝３６、第３溝３５の外側、つまり最も外側に配置する２本の溝を第４溝３７とし、これらを総称して溝３８として説明する。

【0015】

図５（Ａ）は振動板１の一つの角ロール部３３を示す図２のＡ部拡大底面図（Ａ部拡大下面図）、図５（Ｂ）は溝３８の断面形状を示す図、図６は溝３８の長さを示す図であり、図２のＡ部に含まれる一つの角ロール部３３に設ける溝３８と、残り三つの角ロール部３３に設ける溝３８は同一構造であるから、図２のＡ部に含まれる一つの角ロール部３３に設ける溝３８を説明し、残り三つの角ロール部３３に設ける溝３８の説明は省略する。

【0016】

図２、図５（Ａ）、図６に示すように、溝３８は、角ロール部３３のロール頂点Ｐから角ロール部３３の内周側と外周側へ向けて角ロール部３３のロール表面に沿って延伸し、角ロール部３３の周方向に間隔を設けた状態で設けるとともに、角ロール部３３の周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に溝３８の長さＤを短くしてある。具体的には、第１溝３４の長さＤ１、第２溝３５の長さＤ２、第３溝３６の長さＤ３、第４溝３７の長さＤ４の順に短くしてある(Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４)。角ロール部３３は、角ロール部３３の内周曲率を外周曲率よりも大きくし、角ロール部３３でのエッジ幅は角ロール部３３の周方向の頂部で最も広くなり、角ロール部３３の周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に狭くなり、長辺ロール部３１につながる角ロール部３３の周方向の一端と短辺ロール部３２につながる角ロール部３３の周方向の他端で最も狭くなる。溝３８は第１溝３４、第２溝３５、第３溝３６、第４溝３７の順に角ロール部３３の内周部と外周部との間隙を徐々に拡大していく。溝３８は、ダウンロールエッジの場合、角ロール部３３の下向き凸の表面（下面）を凹、上向きの凹の表面（上面）を凸とし、アップロールエッジの場合、角ロール部３３の上向き凸の表面（上面）を凹、下向きの凹の表面（下面）を凸とする。

【0017】

図６に示すように、溝３８の深さは角ロール部３３のロール頂点Ｐで最も深く、角ロール部３３のロール頂点Ｐから角ロール部３３の内周側と外周側へいくにつれて徐々に浅くなる。

【0018】

図２、図５（Ａ）に示すように、溝３８は、角ロール部３３を角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成するように、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成されている。具体的には、溝３８は８本（偶数本）のため、第１溝３４は角ロール部３３の周方向の頂点部分に角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを挟む位置で角ロール部３３の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成され、第２溝３５は第１溝３４の外側において角ロール部３３の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成され、第３溝３６は第２溝３５の外側において角ロール部３３の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成され、第４溝３７は第３溝３４の外側において角ロール部３３の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成されている。溝３８が例えば９本等の奇数本の場合、最も内側の中央の１本の溝はその溝の中心線が角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬに一致する状態で角ロール部３３の周方向の頂点部分に形成し、この中央の１本の溝を中心にしてこの外側に他の溝を順に形成することにより、溝３８は奇数本でも、角ロール部３３を角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成するように、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成することができる。

【0019】

図５（Ｂ）に示すように、溝３８は、直線状の溝底辺３８１と、溝底辺３８１の両端から傾斜状に立ち上がる直線状の溝側辺３８２とを含み、溝底辺３８１の中点Ｐ１を通って溝底辺３８１と直角に交わる溝中心線ＣＬ１を対称軸とする線対称の台形の断面形状を有している。両溝側辺３８２間の開き角度は４５度以上、９０度以下に設定されている。

【0020】

溝３８は、振動板１の振幅に際して変形（溝幅が広がるあるいは狭くなる）することで、角ロール部３３の周方向の伸縮を実現するものであり、角ロール部３３のロール頂点Ｐから角ロール部３３の内周側と外周側へ向けて角ロール部３３のロール表面に沿って延伸し、角ロール部３３の周方向に間隔を設けた状態で設けるとともに、角ロール部３３の周方向の頂点から離れていくにつれて徐々に溝３８の長さＤを短くすることにより、溝３８によって角ロール部３３に必要な周方向の伸縮を実現しつつ、溝３８が角ロール部３３の補強溝（リブ）とならないようにすることができる。これにより、角ロール部３３で発生する応力集中が緩和され、エッジ３の突っ張りがなくなり、エッジ３の突っ張りに起因する異音の発生をなくすことができる。また、エッジ３の突っ張りがなくなるため、エッジ３のスチフネスS0を低下することができ、それに伴ってスピーカの最低共振周波数f0を低下することができる。

【0021】

溝３８の深さは角ロール部３３のロール頂点Ｐで最も深く、角ロール部３３のロール頂点Ｐから角ロール部３３の内周側と外周側へいくにつれて徐々に浅くすることにより、角ロール部３３の応力を緩和することができる。

【0022】

溝３８は、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬに対して平行、かつ、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成され、角ロール部３３は、角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬを対称軸として線対称に形成することにより、角ロール部３３では角ロール部３３の周方向の中心線ＣＬから長辺ロール部３１側と短辺ロール部３２側とで伸縮量が等しくなり、振動板１のローリング現象が発生しなくなる。

【0023】

溝３８は、直線状の溝底辺３８１と、溝底辺３８１の両端から傾斜状に立ち上がる直線状の溝側辺３８２とを含み、溝底辺３８１の中点Ｐ１を通って溝底辺３８１と直角に交わる溝中心線ＣＬ１を対称軸とする線対称の台形の断面形状を有することにより、断面形状がＶ字状の溝にくべて、溝の深さを浅くしつつ、振動板１の振幅に際して変形（溝幅が広がるあるいは狭くなる）しやすくなり、角ロール部３３の応力を緩和することができる。

【0024】

次に、溝３８の変形例を図７を参照して説明する。図７（Ａ）は変形例１に係る溝３９の断面形状を示す図、図７（Ｂ）は変形例２に係る溝４０の断面形状を示す図である。図７（Ａ）に示すように、変形例１の溝３９は、溝３８の直線状の溝側辺３８２に代えて、溝３９の内側に向かって凸となる（溝の外側に中心がある）略円弧状の溝側辺３９２を含む断面形状を有している。つまり溝３９は、直線状の溝底辺３９１と、溝底辺３９１の両端から立ち上がる溝３９の内側に向かって凸となる略円弧状の溝側辺３９２とを含み、溝底辺３９１の中点Ｐ２を通って溝底辺３９１と直角に交わる溝中心線ＣＬ２を対称軸とする線対称の断面形状を有している。図７（Ｂ）に示すように、変形例２の溝４０は、溝３９の直線状の溝底辺３９１に代えて、溝４０の外側に向かって凸となる（溝４０の内側に中心がある）略円弧状の溝底辺４０１を含む断面形状を有している。つまり溝４０は、溝４０の内側に向かって凸となる略円弧状の溝底辺４０１と、溝底辺４０１の両端から立ち上がる溝４０の内側に向かって凸となる略円弧状の溝側辺４０２とを含み、溝底辺４０１の中点Ｐ３を通って溝底辺４０１と直角に交わる溝中心線ＣＬ３を対称軸とする線対称の断面形状を有している。溝３９、４０は断面形状が溝３８と異なるだけで、その他の構造は溝３８と同一であり、溝３８に代えて振動板１におけるエッジ３の角ロール部３３に設けることで、溝３８と同様の機能を発揮するものである。溝３９は溝側辺３９２が溝３９の内側に向かって凸となる略円弧状とすることにより、溝側辺３８２が直線状の溝３８と比べ、振動板１の振幅に際して変形（溝幅が広がるあるいは狭くなる）しやすくなり、角ロール部３３の応力を緩和することができる。溝４０はさらに溝底辺４０１が溝４０の外側に向かって凸となる略円弧状とすることにより、溝底辺３８１、３９１が直線状の溝３８、３９と比べ、振動板１の振幅に際して変形（溝幅が広がるあるいは狭くなる）しやすくなり、角ロール部３３の応力を緩和することができる。溝の断面形状のみを異ならせたスピーカのシミュレーションでの角ロール部３３の応力の最大値は、溝３８、溝３９、溝４０の順で小さくなる。この結果を考察すると、溝３８、溝３９、溝４０の順にその断面形状の剛性が小さくなっているためと考えられる。

【符号の説明】

【0025】

１ 振動板
２ 振動板本体
３ エッジ
３１ 長辺ロール部
３２ 短辺ロール部
３３ 角ロール部
３８、３９、４０ 溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】