(57)【要約】  磁気ギャップ（１１１）を備えた磁気回路（１１０）と、磁気ギャップ（１１１）に挿入状態で配置されるボイスコイル体（１２０）と、ボイスコイル体（１２０）が取り付けられる振動板（１３０）と、振動板（１３０）の外周部、および磁気回路（１１０）が取り付けられるフレーム（１４０）と、振動板（１３０）の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材（１５０）と、フレーム（１４０）との間で振動板（１３０）の外周部、および制振部材（１５０）を挟む環状の保持部材（１６０）とを備えるスピーカ（１００）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップを備えた磁気回路と、
前記磁気ギャップに挿入状態で配置されるボイスコイル体と、
前記ボイスコイル体が取り付けられる振動板と、
前記振動板の外周部、および前記磁気回路が取り付けられるフレームと、
前記振動板の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材と、
前記フレームとの間で前記振動板の外周部、および前記制振部材を挟む環状の保持部材と
を備えるスピーカ。
【請求項２】
前記制振部材を構成する粘弾性体は、ショア硬度（タイプＯＯ）が５以上、８０未満の範囲内である
請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記フレームは、前記磁気回路と前記ボイスコイル体とを収容する筐体を構成する
請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記振動板の外周部に対し、前記制振部材の反対側に取り付けられる環状のエッジプロテクタを備え、
前記フレームと前記保持部材との間に、前記制振部材と共に前記エッジプロテクタが配置される
請求項１から３のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記振動板の外周部と共に前記制振部材を挟むように取り付けられる環状のエッジプロテクタを備え、
前記フレームと前記保持部材との間に、前記制振部材と共に前記エッジプロテクタが配置される
請求項１から３のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記保持部材は、耳に音を導く音道を形成する
請求項１から５のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項７】
スピーカを構成する振動板と、
前記振動板の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材と、
前記振動板の外周部に取り付けられ、前記振動板よりも剛性の高い環状のエッジプロテクタと
を備える振動板ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、イヤホンなどに用いられるスピーカ、およびスピーカの構成要素である振動板ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、ハウジングを構成するポートとボックスとの間に、振動板の外周部を圧接し、接着剤で固定するイヤホンが存在している。この接着剤は、ポートとボックスとの隙間を封鎖することにより結合部分から外部への空気漏れ（音漏れ）が発生しないためのシーリングとしても機能している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１１４８６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ポートとボックスとの間に接着剤を塗布した後にポートとボックスとを組み付けるため、接着剤が振動板の内周部に向かってはみ出した状態で固まる場合がある。このような状況になると、接着剤の固さのために振動板の外周部に必要な柔らかさが損なわれ、スピーカの音響特性、歪特性などに影響を与える。また、接着剤のはみ出し量等を制御することは困難であるため、複数のイヤホンの音響特性、歪特性にバラツキが発生する。このような音響特性、歪特性に対する接着剤の影響は、振動板の外周部の厚みが薄いほど顕著に表れる。【０００５】
また、ポートとボックスとの間で接着剤により振動板の外周を固定することで、接着部分が振動の固定端となり、イヤホンを駆動する際に発生する振動エネルギーが直接的にハウジングに伝わるため、ハウジングの共振を誘発し、イヤホンの歪特性に悪影響を及ぼす。【０００６】
本開示の目的は、振動板の外周部からの音の漏れ出しを防止し、フレームなどに伝わる振動を抑制するスピーカ、および振動板ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係るスピーカの１つは磁気ギャップを備えた磁気回路と、前記磁気ギャップに挿入状態で配置されるボイスコイル体と、前記ボイスコイル体が取り付けられる振動板と、前記振動板の外周部、および前記磁気回路が取り付けられるフレームと、前記振動板の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材と、前記フレームとの間で前記振動板の外周部、および前記制振部材を挟む環状の保持部材とを備える。【０００８】
また、本開示にかかる振動板ユニットは、前記スピーカを構成する振動板と、前記振動板の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材と、前記振動板の外周部に取り付けられ、前記振動板よりも剛性の高い環状のエッジプロテクタとを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係るスピーカは、小型で薄い振動板を備えたスピーカなどであっても、振動板側に制振部材がはみ出すことにより音響特性などに与える影響を僅かにし、振動板が固定されている部分において制振部材が振動を吸収することによりフレームなどが共振することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係るスピーカの断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るスピーカを備えたイヤホンを示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る振動板がフレームに取り付けられている部分を示す断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る制振部材の特性を示す表である。
【図５】図５は、実施の形態１に係るスピーカの音圧周波数特性を示すグラフである。
【図６】図６は、実施の形態１に係るスピーカの高調波歪特性を示すグラフである。
【図７】図７は、実施の形態２に係る振動板ユニットを示す断面図である。
【図８】図８は、フレームと保持部材の間における振動板とエッジプロテクタと制振部材との位置関係のバリエーションの１つを示す断面図である。
【図９】図９は、フレームと保持部材の間における振動板とエッジプロテクタと制振部材との位置関係のバリエーションの他の１つを示す断面図である。
【図１０】図１０は、振動板ユニットのバリエーションの１つを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本開示の一態様に係るスピーカについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、処理、処理の順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１３】
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【００１４】
図１は、実施の形態に係るスピーカの断面図である。
【００１５】
同図に示すように、スピーカ１００は、入力された電気信号を音に変換して放出する電気音響変換器であり、磁気回路１１０と、ボイスコイル体１２０と、振動板１３０と、フレーム１４０と、制振部材１５０と、保持部材１６０とを備えている。本実施の形態の場合、スピーカ１００は、図２に示すようなカナル型のイヤホンを構成しており、イヤーチップ２１０と、ケーブル２２０とをさらに備えている。なお、スピーカ１００において、スピーカ１００から音が放出される方向（図中Ｚ軸正の向き）を前方とし、その反対方向（図中Ｚ軸負の向き）を後方と記載する場合がある。
【００１６】
イヤーチップ２１０は、スピーカ１００に着脱可能に嵌合状態で取り付けられ、人の外耳道の内部にイヤホンを配置するための部材である。イヤーチップ２１０は、人の外耳道の形状に柔軟に対応するよう例えば柔軟な樹脂により形成されている。
【００１７】
ケーブル２２０は、スピーカ１００に対して電気信号を入力するための被覆電線である。具体的には、ケーブル２２０は、スピーカ１００に設けられた貫通孔に刺し通した状態で、スピーカ１００内部に配置される基板（図示せず）に接続されている。
【００１８】
磁気回路１１０は、ボイスコイル体１２０に入力される電気信号に基づいて変化する磁束に作用する定常的な磁束を発生させる部品である。磁気回路１１０は、振動板１３０の後方に位置するようにフレーム１４０に取り付けられ、振動板１３０に対向する環状の磁気ギャップ１１１を備えている。磁気ギャップ１１１は、ボイスコイル体１２０に発生する磁束と交差する方向に定常的な磁束を発生させる環状の空隙である。
【００１９】
本実施の形態の場合、磁気回路１１０は、内磁型であり、着磁された円筒状のマグネット１１２と、マグネット１１２の振動板１３０側の面に配置される円環状のトッププレート１１３と、マグネット１１２とトッププレート１１３とを収容し、トッププレート１１３まで立ち上がる壁部を有する有底円筒状のヨーク１１４とを備えている。なお、磁気回路１１０の中央に振動板１３０によって後方に発生する空気の流れを通す貫通孔が設けられているが、貫通孔がなくてもよい。磁気回路１１０は、外磁型の磁気回路であってもよい。
【００２０】
ボイスコイル体１２０は、一端部が磁気回路１１０の磁気ギャップ１１１内に配置され、他端部が振動板１３０に取り付けられる部品であり、入力される電気信号に基づき磁束を発生させ、磁気回路１１０による磁束との相互作用により巻き軸方向（図中Ｚ軸方向）に振動する部品である。
【００２１】
ボイスコイル体１２０の巻き軸（中心軸）は、振動板１３０の振動（振幅）の方向（図中Ｚ軸方向）に配置され、磁気ギャップ１１１内の磁束の方向と直交している。
【００２２】
本実施の形態の場合、ボイスコイル体１２０は、金属性の一本の線材が複数回環状（円筒形状）に巻回されることにより構成されるコイルである。ボイスコイル体１２０は、振動板１３０の外周部に取り付けられている。なお、ボイスコイル体１２０は、コイルが巻き付けられるボビンを備えてもよい。ボビンはアルミニウムや樹脂等の材料から構成される筒状の部材である。
【００２３】
振動板１３０は、ボイスコイル体１２０が結合される部材であり、ボイスコイル体１２０の振動に基づいて中立位置を基準に前後方向（図中Ｚ軸方向）に変位することにより空気を振動させて音を発生させる部材である。本実施の形態の場合、振動板１３０の形状は、前側（図中Ｚ軸正側）から後側に向かって徐々に径が大きくなるいわゆるドーム型である。振動板１３０の外周部は、ボイスコイル体１２０に接続される部分と、フレーム１４０に結合される薄膜からなるエッジ１３１との二股に分かれた状態となっている。
【００２４】
振動板１３０を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、紙、樹脂などを挙示することができる。
【００２５】
本実施の形態の場合、エッジ１３１の厚さは、１００ミクロン以下の薄膜であり、１０ミクロン以下の薄膜であってもよい。エッジ１３１を構成する材料は、柔軟性、および復元性を備えた材料、例えば樹脂で形成されている。エッジ１３１の形状は、特に限定されるものではないが、振動板１３０の往復動を許容した状態で支持する部分であるため、前方、および後方の少なくとも一方に膨出した形状の湾曲部分を備え、湾曲部分の外周部に薄板環状の最外周部を備えている。振動板１３０は、最外周部でフレーム１４０に保持されている。
【００２６】
また、特にエッジ１３１が薄い振動板１３０の構造的強度を担保し、振動板１３０の取り扱いを容易にするために、振動板１３０の外周部であるエッジ１３１の後方の面に、環状のエッジプロテクタ１３２が取り付けられている（図３参照）。エッジプロテクタ１３２は、例えば紙に樹脂を含浸させた材料で形成されており、振動板１３０の最外周部の形状に対応した円環形状を成している。
【００２７】
また、振動板１３０は、フレーム１４０と接着剤により固定的に取り付けられている。詳細には、エッジプロテクタ１３２とフレーム１４０とが接着され、エッジプロテクタ１３２と振動板１３０の最外周部も接着剤により接着されている。
【００２８】
フレーム１４０は、振動板１３０の外周部であるエッジ１３１を固定的に保持し、磁気回路１１０を固定的に保持する構造部材である。本実施の形態の場合、フレーム１４０は、は、磁気回路１１０とボイスコイル体１２０とを収容する有底箱状の筐体を構成しており、開口は、振動板１３０により覆われている。つまり本実施の形態の場合、フレーム１４０は、磁気回路１１０と振動板１３０とを所定の位置関係で保持する構造部材であると共に、振動板１３０の後方に発生する音を処理するエンクロージャーとしても機能している。フレーム１４０を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、金属、樹脂などを例示することができる。
【００２９】
保持部材１６０は、振動板１３０の外周部であってエッジ１３１の最外周部、および制振部材１５０をフレーム１４０との間で挟む環状の部材である。本実施の形態の場合、スピーカ１００は、耳に取り付けられるイヤホンを構成するため、保持部材１６０は、振動板１３０の前方に、耳に音を導くための音道１６１を備えたポートを構成している。また、保持部材１６０は、フレーム１４０と嵌め合う円環状の嵌合部１６３と、イヤーチップ２１０を取り付ける円筒状の取付部１６２とを備えている。
【００３０】
制振部材１５０は、振動板１３０の外周部であってエッジ１３１の最外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる部材である。制振部材１５０は、フレーム１４０と保持部材１６０との間に挟まれてフレーム１４０と保持部材１６０との間の隙間を充填し、隙間から音が漏れ出すことを防止する機能を備える。さらに、制振部材１５０は、粘弾性体からなるものであり、スピーカ１００が駆動する際の振動板１３０の振動を自らのズリ変形により制振し、フレーム１４０や保持部材１６０に振動が伝達することを防止する機能を備える。
【００３１】
制振部材１５０を構成する粘弾性体の種類は、アクリル系、ウレタン系、シリコン系などの樹脂を例示できる。またこれらの樹脂においては、モノマーの種類、ポリマーの分子量、架橋密度などを制御して所望の硬度を得ることが可能である。また、制振部材１５０を構成する粘弾性体は、常温（例えば２０℃）において、ショア硬度（タイプＯＯ）が５以上、８０未満の範囲内であることが好ましい。ショア硬度が５未満の場合、取り扱いが難しくスピーカ１００を工業的に組み立てることが困難となる。一方、図４に示すように、ショア硬度が８０以上（タイプＡでは３０以上）のシリコン系の接着剤の場合、エッジ１３１の湾曲部分にはみ出した場合の影響が音響特性的に無視できなくなる。これは、貯蔵弾性率、および損失弾性率の値が、制振部材１５０よりも一桁高い値であることに対応していると思われる。また、図５の音圧周波数特性のグラフ、図６の高調波歪特性のグラフに示すように、ショア硬度５の制振部材１５０を用いたスピーカ１００、およびショア硬度３０の制振部材１５０を用いたスピーカ１００は、グラフでは識別できないほど同様の特性を示すが、接着剤を用いたスピーカ１００は、制振部材１５０を用いたスピーカ１００に比べ特に低音領域で音圧の低下が認められ、また同様に低音領域で歪が強くなる傾向が認められている。従って、ショア硬度５以上３０以下の制振部材１５０では、はみ出した場合の影響が音響特性的に無視できると考えられる。
【００３２】
また、制振部材Ａ、制振部材Ｂ、シリコン系の接着剤をそれぞれ用いて製造されたスピーカを１０個ずつ用意し、１０個の中に音質の異なるスピーカが存在するか否かを１０の検体に判断してもらう官能試験を行った。接着剤の場合、６検体が音質の異なるスピーカを抽出したのに対し、制振部材１５０を用いて製造されたスピーカは、抽出されたものはなかった。
【００３３】
上記実施の形態に示すように、スピーカ１００は、磁気ギャップ１１１を備えた磁気回路１１０と、磁気ギャップ１１１に挿入状態で配置されるボイスコイル体１２０と、ボイスコイル体１２０が取り付けられる振動板１３０と、振動板１３０の外周部、および磁気回路１１０が取り付けられるフレーム１４０と、振動板１３０の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材１５０と、フレーム１４０との間で振動板１３０の外周部、および制振部材１５０を挟む環状の保持部材１６０とを備える。
【００３４】
これによれば、粘弾性体である制振部材１５０がフレーム１４０と保持部材１６０との間を封鎖し、フレーム１４０と保持部材１６０との間からの音が漏れ出すことを防止できると共に、振動板１３０の外周部の振動を制振部材１５０がズリ変形を起こすことにより振動板１３０の固定端における振動エネルギーを低減して、フレーム１４０、保持部材１６０など共振することを防止できる。
【００３５】
また、制振部材１５０を構成する粘弾性体は、ショア硬度（タイプＯＯ）が５以上、８０未満の範囲内であることが好ましい。
【００３６】
これによれば、スピーカ１００を組み立てる際などにおいて制振部材１５０の取り扱いが容易であり、かつ、効果的に歪特性への影響を抑制することができる。また、フレーム１４０と保持部材１６０との間を隙間無く充填し制振部材１５０が振動板１３０のエッジ１３１の湾曲部に到達する状態が発生しても、音響特性に影響を与えにくい。従って、商品間の音響特性のバラツキを抑制することができる。
【００３７】
また、フレーム１４０は、磁気回路１１０とボイスコイル体１２０とを収容する筐体を構成してもよい。
【００３８】
これによれば、筐体全体に伝わる振動板１３０の振動を制振部材１５０により効果的に低減することができる。従って、スピーカの小型化を図ると共にスピーカの高音質化を同時に図ることが可能となる。
【００３９】
また、振動板１３０の外周部に対し、制振部材１５０の反対側に取り付けられる環状のエッジプロテクタ１３２を備え、フレーム１４０と保持部材１６０との間に、制振部材１５０と共に前記エッジプロテクタが配置される。
【００４０】
これによれば、振動板１３０が薄く小さい場合であっても、振動板１３０よりも硬質なエッジプロテクタ１３２を用いて振動板１３０を容易に保持することができ、スピーカの組立効率を向上させることが可能となる。
【００４１】
（実施の形態２）
続いて、振動板ユニット１３９の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態１と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
【００４２】
図７は、振動板ユニットを示す断面図である。
【００４３】
同図に示すように、振動板ユニット１３９は、実施の形態１で示したようなスピーカ１００を構成する構成要素の１つである振動板１３０と、振動板１３０の外周部に環状に取り付けられる粘弾性体からなる制振部材１５０と、振動板１３０の外周部に取り付けられ、振動板１３０よりも剛性の高い環状のエッジプロテクタ１３２とを備えている。本実施の形態２の場合、エッジプロテクタ１３２は、振動板１３０の中で最も厚さの薄いエッジ１３１を保護するため、エッジプロテクタ１３２が取り付けられる振動板１３０の最外周部から内方に向かって突出し、湾曲部から所定の距離隔てた状態で湾曲部を覆うように張り出したフランジ部１３３を備えている。また、制振部材１５０は、振動板１３０の最外周部とエッジプロテクタ１３２との間に配置されている。
【００４４】
この振動板ユニット１３９によれば、振動板１３０の検品段階、振動板ユニット１３９の流通段階、スピーカ１００の組立段階などにおいて、薄くて比較的脆い振動板１３０を容易に取り扱うことができる。なお、振動板ユニット１３９をスピーカ１００に取り付けることにより、振動板ユニット１３９が備える制振部材１５０の機能を発揮させることができる。
【００４５】
なお、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。
【００４６】
例えば、振動板１３０の最外周部、制振部材１５０、エッジプロテクタ１３２の順番は、実施の形態１に限定されるものではなく、例えば図８に示すように、フレーム１４０と保持部材１６０との間において、振動板１３０の最外周部に対し、エッジプロテクタ１３２と制振部材１５０ととが同じ位置に配置されていても良い。
【００４７】
このように、制振部材１５０は、振動板１３０の片側に取り付けられていても振動板１３０の固定端の振動を制振し、フレーム１４０などに振動が伝達することを抑制できる。ただし、本記載は、図９に示すように振動板１３０の前後両側に制振部材１５０を取り付けた場合を排除するものではない。
【００４８】
また、振動板ユニット１３９は、図１０に示すように、振動板１３０に取り付けられたボイスコイル体１２０を備えていてもかまわない。
【００４９】
また、実施の形態１では、カナル型のイヤホンをスピーカ１００の応用例として例示したが、スピーカ１００は、インナーイヤー型（インイヤー型）のイヤホン、耳かけ型のイヤホン、ヘッドホンなどに適用可能である。また、移動体、携帯電子機器にも利用可能である。さらに、据え置き型のスピーカ１００として利用しても良い。
【００５０】
また、フランジ部１３３を備えたエッジプロテクタ１３２が振動板１３０の最外周部に取り付けられた状態で、振動板ユニット１３９をスピーカ１００に組み込んでもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本開示は、音響特性の変化の少ないイヤホンなどとして有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１００  スピーカ
１１０  磁気回路
１１１  磁気ギャップ
１１２  マグネット
１１３  トッププレート
１１４  ヨーク
１２０  ボイスコイル体
１３０  振動板
１３１  エッジ
１３２  エッジプロテクタ
１３３  フランジ部
１３９  振動板ユニット
１４０  フレーム
１５０  制振部材
１６０  保持部材
１６１  音道
１６２  取付部
１６３  嵌合部
２１０  イヤーチップ
２２０  ケーブル
【図１】
2019077925.tif 000003
【図２】
2019077925.tif 000004
【図３】
2019077925.tif 000005
【図４】
2019077925.tif 000006
【図５】
2019077925.tif 000007
【図６】
2019077925.tif 000008
【図７】
2019077925.tif 000009
【図８】
2019077925.tif 000010
【図９】
2019077925.tif 000011
【図１０】
2019077925.tif 000012
【国際調査報告】
2019077925.tif 000013
2019077925.tif 000014
2019077925.tif 000015
2019077925.tif 000016