特許 7141906 スピーカ用の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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-14

(45)【発行日】2022-09-26

(54)【発明の名称】スピーカ用の振動板およびスピーカ

(51)【国際特許分類】

   H04R 7/14 20060101AFI20220915BHJP

   H04R 9/02 20060101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

H04R7/14 K

H04R9/02 101B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018194007

(22)【出願日】2018-10-15

(65)【公開番号】P2020065103

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2021-05-18

(73)【特許権者】

【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

【審査官】米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５０２０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０３８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１６８０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６９６９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ ７／００－７／３６

Ｈ０４Ｒ ９／００－９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状の基材からなるコーン型の振動板本体部を有し、前記振動板本体部に前記振動板本体部の音放射側の表面と音放射側と反対側の裏面のうち、一方を凸面とし、他方を凹面とする補強リブを形成し、前記補強リブは、前記振動板本体部に放射状に広がり、前記振動板本体部の中心部から外周部に向かって高さが徐々に低くなり、前記振動板本体部中心部のボイスコイルとの接合部に対して離間しているスピーカ用の振動板であって、
前記振動板本体部の中心部を覆うキャップを備え、前記キャップは、ドーム型のキャップ本体部を有し、前記キャップ本体部の外周に前記振動板本体部との接合部を形成すると共に、前記振動板本体部との前記接合部に前記補強リブに沿って放射状に広がる第２の補強リブを形成し、前記振動板本体部に前記振動板本体部との前記接合部を前記補強リブと前記第２の補強リブとを重ねた状態で接合していることを特徴とするスピーカ用の振動板。

【請求項2】

請求項１に記載のスピーカ用の振動板を備えたことを特徴とするスピーカ。

【請求項3】

請求項２に記載のスピーカを備えたことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スピーカ用の振動板、および、それを備えたスピーカに関する。

【背景技術】

【0002】

最も一般的なスピーカであるコーン型スピーカの高域再生限界周波数は、振動系重量と振動板のヤング率（剛性）と振動板とボイスコイルの接合部の振動板の半頂角で決定されるが、スピーカの薄型化を目的として、全高の低い浅型の振動板を使用すると、浅型の振動板は、半頂角が大きくなるため、高域再生限界周波数が低くなり、スピーカの再生周波数帯域が狭くなるという問題があった。

【0003】

これに対し、特許文献１に記載のスピーカ用の振動板では、ポリアリルサルホンやポリエーテルイミドなどのエンジニアリングプラスチックの射出成型によって、振動板に放射状に広がり、振動板中心部から外周部に向かって徐々に高さが低くなる補強リブを形成しており、浅型の振動板でも、振動板中心部の剛性が高いため、高域再生限界周波数は、深型の振動板同様に高くなる。また、振動板の剛性が振動板中心部から外周部に向かって徐々に低くなるため、周波数が高くなるにつれて、振動板外周部より徐々に分割振動が生じ、それにより、エッジの反共振等の急激なピークディップを小さくすることができる。この結果、浅型の振動板を使用し、スピーカの薄型化を図りつつ、スピーカの再生周波数帯域を広くすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平３－４６２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のスピーカ用の振動板では、補強リブが振動板中心部のボイスコイルとの接合部に接続されているが、シート状の基材を熱プレス成形した振動板の場合、補強リブの凸面の反対側が凹面となるため、補強リブがボイスコイルとの接合部に接続されると、振動板中心部の剛性が低くなり、逆効果を招くという問題があった。

【0006】

本発明は、前述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シート状の基材を熱プレス成形した振動板であって、浅型の振動板を使用し、スピーカの薄型化を図りつつ、スピーカの再生周波数帯域を広くすることができるスピーカ用の振動板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するための手段としての本発明に係るスピーカ用の振動板は、シート状の基材からなるコーン型の振動板本体部を有し、前記振動板本体部に前記振動板本体部の音放射側の表面と音放射側と反対側の裏面のうち、一方を凸面とし、他方を凹面とする補強リブを形成し、前記補強リブは、前記振動板本体部に放射状に広がり、前記振動板本体部の中心部から外周部に向かって高さが徐々に低くなり、前記振動板本体部中心部のボイスコイルとの接合部に対して離間しているスピーカ用の振動板であって、
前記振動板本体部の中心部を覆うキャップを備え、前記キャップは、ドーム型のキャップ本体部を有し、前記キャップ本体部の外周に前記振動板本体部との接合部を形成すると共に、前記振動板本体部との前記接合部に前記補強リブに沿って放射状に広がる第２の補強リブを形成し、前記振動板本体部に前記振動板本体部との前記接合部を前記補強リブと前記第２の補強リブとを重ねた状態で接合していることを特徴とするものである。

【0008】

シート状の基材を熱プレス成形した振動板の場合、補強リブの凸面の反対側は凹面となるが、補強リブは、振動板本体部中心部のボイスコイルとの接合部に対して離間しているため、シート状の基材を熱プレス成形した振動板中心部の剛性を高くすることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、シート状の基材を熱プレス成形した振動板であって、浅型の振動板を使用し、スピーカの薄型化を図りつつ、スピーカの再生周波数帯域を広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るスピーカ用の振動板を備えたスピーカを示す平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図２の振動板の左半部とキャップの左半部を示す拡大図である。

【図4】図４（Ａ）は振動板の平面図、図４（Ｂ）はキャップの平面図である。

【図5】図５（Ａ）は図４（Ａ）のＡ－Ａ断面での振動板の左半部を示す拡大図、図５（Ｂ）は図４（Ｂ）のＡ－Ａ断面でのキャップの左半部を示す拡大図である。

【図6】図１のスピーカと比較例のスピーカの周波数特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態に係るスピーカ用の振動板を備えたスピーカの一例を図面に基づいて説明する。尚、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0012】

図１、図２に示すように、スピーカ１は、磁気ギャップ２ａを有する磁気回路２と、磁気回路２に結合されたフレーム３と、磁気ギャップ２ａ内に配置されたボイスコイル４と、ボイスコイル４が下端部外周面に巻き付けられた円筒状のボビン５と、中心部がボビン５を介してボイスコイル４に接続されると共に、外周部がエッジ部６１を介してフレーム３に支持されるコーン型の振動板６と、振動板６の中心部を覆うドーム型のキャップ７と、ボビン５とフレーム３との間に介設されるコルゲーション型のダンパー８と、フレーム３に絶縁性合成樹脂製の取り付け板９を介して取り付けられ、ボイスコイル４の両端部にそれぞれ図示しないリード線を介して電気的に接続される外部接続用の一対の端子１０とを備えて、音響変換方式による分類では導電型で、振動板６の形状による分類ではコーン型で、再生帯域による分類ではフルレンジ型（シングルコーン型）のスピーカユニットに構成されている。

【0013】

磁気回路２は、円柱状のセンタポール２０ａを有する円板状のボトムプレート２０と、ボトムプレート２０上に載置された円環状のマグネット２１と、マグネット２１を挟んでボトムプレート２０に積層されて一体化された円環状のトッププレート２２とによって、外磁型に構成されており、センタポール２０ａの外周面とトッププレート２２の内周面との間に幅一定な円環状の磁気ギャップ２ａを形成している。

【0014】

磁気ギャップ２ａ内に配置されたボイスコイル４に外部から音声信号が入力され、ボイスコイル４に電流が流れると、フレミングの左手の法則に基づいてボイスコイル４がその軸方向の上下方向に振動する。すると、ボイスコイル４の振動がボビン５によって振動板６に伝えられ、振動板６も上下方向に振動する。すると、振動板６の周囲の空気が振動し、音波が放射される。

【0015】

図３、図４（Ａ）、図５（Ａ）にも示すように、振動板６は、シート状（薄板状）の基材を熱プレス成形することにより形成したものである。本実施形態では、基材としては、例えば厚さ０．５μｍのポリイミドシート等の合成樹脂シートが用いられている。その他に紙、布、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥＩ、ＰＥＥＫ、アルミニウム、チタン、マグネシウム等のシート（薄板）も用いられる場合がある。

【0016】

振動板６は、ボイスコイル５との接合部の角度、すなわち半頂角θが４５°を超えるものであって、全体の高さが低い浅型に形成されている。

【0017】

振動板６は、コーン型の振動板本体部６０とロール型のエッジ部６１とを一体に形成したものである。

【0018】

振動板本体部６０の中心部には、中心孔６０ａと、その周囲を囲む円筒状をなすボイスコイル４との接合部６０ｂとが形成されており、ボイスコイル４との接合部６０ｂがボビン５の上部外周面に接着剤により接着固定されている。本実施形態では、振動板本体部６０とボビン５との接合部の振動板本体部６０の角度が、振動板６の半頂角θとなり、４５°を超える６０°に形成されている。

【0019】

振動板本体部６０には、放射状に広がり、振動板本体部６０の中心部から外周部に向かって高さが徐々に低くなる補強リブ６０ｃを形成し、補強リブ６０ｃによって、振動板本体部６０の中心部の剛性を高めると共に、振動板本体部６０の剛性を振動板本体部６０の中心部から外周部に向かって徐々に低くするようにしている。

【0020】

補助リブ６０ｃは、複数本が振動板本体部６０の周方向に等間隔で形成されている。本実施形態では、１８本が振動板本体部６０の周方向に２０°間隔で形成されている。

【0021】

補助リブ６０ｃは、振動板６がシート状の基材を熱プレス成形することにより形成したものであるため、振動板本体部６０の音放射側の表面（上表面）と音放射側と反対側の裏面（下表面）のうち、一方を凸面とし、他方を凹面とする。本実施形態では、振動板本体部６０の裏面を凸面とし、表面を凹面とする。補助リブ６０ｃの断面形状は、上向きに開口したコの字状に形成されている。

【0022】

補強リブ６０ｃは、振動板本体部６０の中心部から外周部に向かって高さが徐々に低くなり、振動板本体部６０の外周において無くなり、振動板本体部６０の外周の表面及び裏面の何れにも凹凸を付けない。

【0023】

振動板本体部６０の表面と裏面のうち、一方を凸面とし、他方を凹面とする補強リブ６０ｃは、振動板本体部６０の中心部のボイスコイル４との接合部６０ｂに接続すると、振動板本体部６０の中心部の剛性が低くなるため、補強リブ６０ｃは、振動板本体部６０の中心部のボイスコイル４との接合部６０ｂに対して離間している。離間距離は、振動板６の成形上問題の無い範囲内で可及的に小さくすることが好ましい。

【0024】

エッジ部６１は、断面形状が下向き凸状の半円形状をなすエッジ本体部６１ａと、断面形状が平板状をなすフレーム３との接合部６１ｂとを有している。エッジ本体部６１ａは振動板本体部６０の外周部を取り囲んでおり、エッジ本体部６１ａの内周が振動板本体部６０の外周に接続されている。フレーム３との接合部６１ｂはエッジ本体部６１ａの外周部を取り囲んでおり、フレーム３との接合部６１ｂの内周がエッジ本体部６１ａの外周に接続されている。フレーム３との接合部６１ｂは、フレーム３の上端外周部に固定されている。

【0025】

エッジ部６１は、断面形状が下向き凸状の半円形状をなすエッジ本体部６１ａを有しており、断面形状が上向き凸状の半円形状をなすエッジ本体部を有する振動板に比べて、全体の高さが低くなる。すなわち振動板６の低背化を図っている。

【0026】

エッジ部６１は、振動板本体部６０の外周部とフレーム３をつなぐ役割を持ち、振動板本体部６０を常に正しい位置に保持し、振動板本体部６０の動きを妨げることなくその動きに追随する。ダンパー８は、ダンパー８の内周部がボビン５の振動板本体部６０との接合部とボイスコイル５との間の外周に接着剤により接着固定され、ダンパー８の外周部がフレーム３の内底面に接着剤により接着固定されており、ボイスコイル４とフレーム３をつなぐ役割を持ち、ボイスコイル４を常に正しい位置に保持し、ボイスコイル５の動きを妨げることなくその動きに追随する。ボイスコイル４、ボビン５、振動板６、キャップ７及びダンパー８はスピーカ１の振動系を構成し、エッジ部６１とダンパー８は振動系のばねとなる。

【0027】

図３、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）にも示すように、キャップ７は、シート状の基材を熱プレス成形することにより形成したものである。本実施形態では、基材としては、振動板６と同じ基材が用いられている。

【0028】

キャップ７は、上向き凸状のドーム状をなすキャップ本体部７０と、幅一定な円環状をなしキャップ本体部７０の外周を取り囲む振動板本体部６０との接合部７１とを有し、振動板本体部６０との接合部７１の内周がキャップ本体部７０の外周に接続されており、振動板本体部６０との接合部７１が振動板本体部６０の中心部と外周部との間において振動板本体部６０の表面に重ね合わせた状態で接着剤により接着固定され、ボビン５の上端開口と振動板本体部６０の中心孔６０ａと振動板本体部６０のボイスコイル４との接合部６０ｂとを含む振動板本体部６０の中心部をキャップ本体部７０により覆っている。

【0029】

キャップ７は、振動板本体部６０との接合部７１に補強リブ６０ｃに沿って放射状に広がる第２の補強リブ７１ａを形成し、振動板本体部６０に振動板本体部６０との接合部７１を補強リブ６０ｃと第２の補強リブ７１ａとを重ねた状態で接合しており、振動板本体部６０との接合部７１の剛性を上げるようにしている。

【0030】

第２の補強リブ７１ａは、補強リブ６０ｃと同じ本数が振動板本体部６０との接合部７１の周方向に補強リブ６０ｃと同じ間隔で形成され、振動板本体部６０に振動板本体部６０との接合部７１を補強リブ６０ｃと第２の補強リブ７１ａとを重ねた状態で接合可能になっている。

【0031】

第２の補強リブ７１ａの断面形状は、第２の補強リブ７１ａの全体を補強リブ６０ｃの内側に嵌め込んだ状態で補強リブ６０ｃに重ねるように、上向きに開口したコの字状に形成しており、振動板本体部６０との接合部７１の裏面を凸面とし、表面を凹面とする。

【0032】

第２の補強リブ７１ａの高さは、第２の補強リブ７１ａの全体を補強リブ６０ｃの内側に嵌め込んだ状態で補強リブ６０ｃに重ねるように、振動板本体部６０との接合部７１の内周部から外周部に向かって徐々に低くしている。第２の補強リブ７１ａは、振動板本体部６０との接合部７１の外周において無くなり、振動板本体部６０との接合部７１の外周の表面及び裏面の何れにも凹凸を付けない。そのため、第２の補強リブ７１ａの底辺の角度は、補強リブ６０ｃの底辺の角度よりも大きくなり、第２の補強リブ７１ａの底辺は、振動板本体部６０との接合部７１の内周部において補強リブ６０ｃの底辺に対して接触した状態から振動板本体部６０との接合部７１の外周部に向かって補強リブ６０ｃの底辺に対して徐々に離間距離が大きくなっている。補強リブ６０ｃと第２の補強リブ７１ａとの間は、補強リブ６０ｃの底辺と第２の補強リブ７１ａの底辺との隙間に充填される接着剤により接着固定されている。

【0033】

そして、図６に本実施形態のスピーカ１と比較例のスピーカの周波数特性を示す。比較例のスピーカは、補強リブ６０を形成していない振動板と、第２補強リブ７１ａを形成していないキャップを使用すること以外は、本実施形態のスピーカ１と同一構造を有している。比較例のスピーカは、図６の特性Ｂで示すように、８ｋＨｚより急激に音圧が低くなる。

【0034】

これに対し、本実施形態のスピーカ１は、図６の特性Ａに示すように、２０ｋＨｚまで音圧が維持されている。

【0035】

以上のように本実施形態のスピーカ１によれば、振動板６が、コーン型の振動板本体部６０を有し、振動板本体部６０に放射状に広がり、振動板本体部６０の中心部から外周部に向かって高さが徐々に低くなる補強リブ６０ｃを形成することで、浅型の振動板６でも、振動板６中心部の剛性が高いため、高域再生限界周波数は、深型の振動板同様に高くなる。また、振動板６の剛性が振動板６中心部から外周部に向かって徐々に低くなるため、周波数が高くなるにつれて、振動板６外周部より徐々に分割振動が生じ、それにより、エッジの反共振等の急激なピークディップを小さくすることができる。この結果、浅型の振動板６を使用し、スピーカ１の薄型化を図りつつ、スピーカ１の再生周波数帯域を広くすることができる。ここでシート状の基材を熱プレス成形した振動板６の場合、補強リブ６０ｃの凸面の反対側は凹面となるが、補強リブ６０ｃは、振動板本体部６０の中心部のボイスコイル４との接合部６０ｂに対して離間しているため、シート状の基材を熱プレス成形した振動板６中心部の剛性を高くすることができる。従って、シート状の基材を熱プレス成形した振動板６であって、浅型の振動板６を使用し、スピーカ１の薄型化を図りつつ、スピーカ１の再生周波数帯域を広くすることができる。

【0036】

また、振動板６が、振動板本体部６０の中心部を覆うキャップ７を備え、キャップ７は、ドーム型のキャップ本体部７０を有し、キャップ本体部７０の外周に振動板本体部６０との接合部７１を形成すると共に、振動板本体部６０との接合部７１に補強リブ６０ａに沿って放射状に広がる第２の補強リブ７１ａを形成し、振動板本体部６０に振動板本体部６０との接合部７１を補強リブ６０ｃと第２の補強リブ７１ａとを重ねた状態で接合していることにより、振動板本体部６０との接合部７１の剛性が上がるため、キャップ７の高域再生限界周波数を上昇させ、さらにスピーカ１の再生周波数帯域を広くすることができる。

【符号の説明】

【0037】

１ スピーカ
６ 振動板
７ キャップ
６０ 振動板本体部
６０ｃ 補強リブ
７０ キャップ本体部
７１ 振動板本体部との接合部
７１ａ 第２の補強リブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】