(57)【要約】【課題】  特定のスピーカ用振動板だけでなく、あらゆるスピーカ用振動板に簡単に実施でき、その振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑え、音響性能が向上されたスピーカ用振動板及びスピーカを提供する。【解決手段】  スピーカ用振動板６は、樹脂フィルムからなり、上方に膨らんだ形状のドーム部６ａと、そのドーム部６ａの周辺に一体に形成された上方に膨らんだ形状のエッジ部６ｂとを備える。そして、前記エッジ部６ｂのドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部８を備える。スピーカ１は、前記振動板６と、その振動板６のドーム部６ａとエッジ部６ｂの間の境界部６ｃに一端部を接合するボイスコイル７と、そのボイスコイル７を駆動する磁気回路５とを備える。【選択図】  図１
2006129111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムからなり、上方に膨らんだ形状のドーム部と、そのドーム部の周辺に一体に形成された上方に膨らんだ形状のエッジ部とを備えたスピーカ用振動板において、前記エッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部を備えたことを特徴とするスピーカ用振動板。
【請求項２】
前記補強部とエッジ部のドーム部側端縁及び頂点部との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
前記補強部とエッジ部のドーム部側端縁及び頂点部との間に略同じ隙間を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
前記補強部と前記隙間の半径方向の幅寸法は略同じである請求項２又は３に記載のスピーカ用振動板。
【請求項５】
前記補強部は振動板と一体成形により形成した請求項１乃至４のいずれかに記載のスピーカ用振動板。
【請求項６】
前記補強部は環状に形成された薄膜を貼リ付けて形成した請求項１乃至４に記載のスピーカ用振動板。
【請求項７】
前記薄膜は載頭円錐状に形成した請求項６に記載のスピーカ用振動板。
【請求項８】
前記補強部は補強剤の塗布により形成した請求項１乃至４のいずれかに記載のスピーカ用振動板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の振動板と、その振動板のドーム部とエッジ部の間の境界部に一端部を接合するボイスコイルと、そのボイスコイルを駆動する磁気回路とを備えたことを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ用振動板及びスピーカ（電気音響変換器）に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の小型スピーカ１０の構造を示す断面図である。図において２はヨークフレームで、その中央部にはカップ状の凹部２ａを有し、凹部２ａの中には、その凹部２ａの周側壁との間に所定の距離を隔ててマグネット３が固着され、また、マグネット２の上面にはトッププレート４が固着され、これらヨークフレーム２、マグネット３、トッププレート４により磁気回路５が構成されている。小型スピーカ１０はまた、振動板６とボイスコイル７からなる振動系を備える。振動板６は、厚さが、例えば３０μｍ以下の樹脂（ポリエステル等）フィルムからなり、上方に膨らんだ形状のドーム部６ａと、その外周辺に一体に形成された上方に膨らんだ形状のエッジ部６ｂとを備え、エッジ部６ｂの外周端縁がヨークフレーム２の外周端縁に固着され、ドーム部６ａがエッジ部６ｂを介してトッププレート４の上方に対向支持されると共に、ドーム部６ａとエッジ部６ｂとの間の境界部６ｃがヨークフレーム２の凹部２ａ周側壁とトッププレート４との間に形成された環状の隙間、すなわち、磁気ギャップ５ａの上方に対向状に位置している。ボイスコイル７は、一端部が振動板６のドーム部６ａとエッジ部６ｂとの間の境界部６ｃの裏面に固着され、他端部が磁気ギャップ５ａからヨークフレーム２の凹部２ａ周側壁とトッププレート４との間に形成された環状の隙間に垂下支持されている。そして、ボイスコイル７に電流（音信号）を供給すると、磁気ギャップ５ａの磁界との電磁作用で、ボイスコイル７が上下に振動し、それに伴い振動板７が上下に振動し、音響や音声を発生する。
【０００３】
ところで、上記のように厚さ３０μｍ以下の薄い振動板を用いた小型スピーカでは、振動板とボイスコイルに起因する高次共振により振動板が傾いて振動する異常振動を起こすことがある。この異常振動を起こす周波数では歪みの増加、音圧の低下が生じ、スピーカの品質が著しく低下する。これを改善するために振動板全体の厚さを厚くすると異常振動を抑えることができるが、振動板の最低共振周波数が高くなり、低い周波数帯域での高出力を得ることが困難になる。これは、質量ｍ、損失ｒ、スチフネスｓで構成される単一振動系の場合、振動板の最低共振周波数
ｆ0＝（１／２π）（ｓ／ｍ）2/1・・・（１）
であるため、スチフネスｓを付加し過ぎた結果と言える。
【０００４】
そこで、振動板の一部だけを補強することで、最低共振周波数の上昇を抑えながら、異常振動を抑える技術が特許公開されている。
【０００５】
すなわち、特許文献１には振動板のエッジ部に複数本の溝状のリブを一体形成することでスチフネスｓを下げると共に、前記リブの間やそのリブ部を接着剤や粘着剤の塗布により補強することでスチフネスｓを下げた場合の欠点を補完する技術が開示されている。また、特許文献２，３には振動板のドーム部とエッジ部との間を補強剤の塗布や一体形成される補強用リブにより補強する技術が開示されている。さらに、特許文献４にはエッジ部の頂点部を該部に装着する補強手段により補強する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−４８４９４号公報
【特許文献２】特開平１０−２５７５８９号公報
【特許文献３】特開平９−１３５４９１号公報
【特許文献４】特開平８−１６８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は前記のリブ付き振動板でしか実施できない上に、特許文献２，３，４の技術のように振動板の補強を一周全体にわたって均一に、かつ、簡単な処理操作で行えないこともあって採用し難い。
【０００７】
特許文献２，３の技術はエッジ部のドーム側端部を部分的に補強する技術、また、特許文献４はエッジ部の頂点部を部分的に補強する技術であるが、エッジ部はその構造上、ドーム側端部と頂点部は相反する方向に湾曲する小半径の湾曲部であるため、これらドーム側端部と頂点部の剛性はこの間の部分よりも高い。そのため、振動板の異常振動を効果的に抑えることができない。また、エッジ部のドーム側端部と頂点部の間の曲がり易い部分に応力を集中させ、振動板の異常振動を逆に助長させる虞があった。
【０００８】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、特定のスピーカ用振動板だけでなく、あらゆるスピーカ用振動板に簡単に実施でき、その振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑え、音響性能が向上されたスピーカ用振動板及びスピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明のスピーカ用振動板は、請求項１に記載したように、樹脂フィルムからなり、上方に膨らんだ形状のドーム部と、そのドーム部の周辺に一体に形成された上方に膨らんだ形状のエッジ部とを備えたスピーカ用振動板において、前記エッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のスピーカは、請求項９に記載したように、請求項１に記載した振動板と、その振動板のドーム部とエッジ部の間の境界部に一端部を接合するボイスコイルと、そのボイスコイルを駆動する磁気回路とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のスピーカ用振動板及びスピーカにおいては、振動板のエッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部を備えるので、振動板のエッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間の曲がり易い部分が効果的に補強でき、また、一周全体にわたって均一に、かつ、簡単な処理操作で補強できる。すなわち、振動板の異常振動を抑えるのに必要なスチフネスｓを振動板に過不足なく効率的に付加できる。加えて、エッジ部はドーム部をヨークフレームに弾性変位可能に支持するバネと見ることができ、エッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間を補強することは、その補強部が中間支点の役目を果たし、バネ有効長を短縮したのと同様で、振動板の振幅偏倚を小さくすることができる。このような２つの相乗作用の結果、振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑えることができる。
【００１２】
本発明のスピーカ用振動板及びスピーカにおいては、好ましくは、前記補強部とエッジ部のドーム部側端縁及び頂点部との間に隙間を設ける（請求項２）。この隙間は略同じ隙間がより好ましく（請求項３）、また、前記補強部と前記隙間の半径方向の幅寸法が略同じであることがさらに好ましい（請求項４）。このようにすると、エッジ部のドーム部側端部でも頂点部でもない最も曲がり易い部分をより小さい補強部でより効果的に補強できる。すなわち、最低限のスチフネスｓの付加で振動板の異常振動を抑えることができ、振動板の最低共振周波数の上昇をより確実に抑えことができる。
【００１３】
また、前記補強部は振動板と一体成形により形成することで（請求項５）、振動板の成形と同時に補強部が形成されるので、振動系の組み立て及びその振動系を備えたスピーカの組み立てが従来と同様の工程及び作業で行うことができる。
【００１４】
また、前記補強部は環状に形成された薄膜を貼リ付けて形成することで（請求項６）、振動板に補強部を後付けする場合に、その処理操作を簡単に行うことができる。さらに、前記薄膜を載頭円錐状に形成することで（請求項７）、薄膜を振動板に貼り付ける際の位置決めがより簡単に行うことができ、振動板に補強部を後付けする場合に、その処理操作をより簡単に行うことができる。
【００１５】
さらに、前記補強部は補強剤の塗布により形成することで、補強剤が振動系の質量ｍを増大させ、また、その調整も利いて簡単に行うことができる。その結果、振動板の過不足のない適正で効率的なスチフネスｓの付加と質量ｍの付加により、振動板の最低共振周波数の上昇をさらに確実に抑えことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上から明らかなように本発明は、特定のスピーカ用振動板だけでなく、あらゆるスピーカ用振動板に簡単に実施でき、その振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑え、音響性能が向上されたスピーカ用振動板及びスピーカを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る小型スピーカ１の実施の形態を示す断面図であり、図４の従来の小型スピーカ１０と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
本実施の形態の小型スピーカ１の振動板６には、そのエッジ部６ｂのドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部８を備える。
【００１９】
本実施の形態では、図２のエッジ部６ｂの拡大図に示すように、エッジ部６ｂのドーム部側端縁と頂点部との間を半径方向にＡ，Ｂ，Ｃの３つの部分に分け、エッジ部６ｂのドーム部側端縁部に相当するＡ部と頂点部に相当するＣ部との間のＢ部、すなわち、エッジ部６ｂのドーム部側端縁部でも頂点部でもない中間部に環状の前記補強部８を備える。このため、前記補強部８とエッジ部６ｂのドーム部側端縁との間には前記Ａ部に相当する隙間Ｄ１が設けられ、また、前記補強部８とエッジ部６ｂの頂点部との間には前記Ｃ部に相当する隙間Ｄ２が設けられる。
【００２０】
本実施の形態ではまた、前記各隙間Ｄ１，Ｄ２はそれぞれの半径方向の幅寸法が略同じになるように設けられる。さらに、前記補強部８と前記各隙間Ｄ１，Ｄ２のそれぞれの半径方向の幅寸法が略同じになるように設けられる。すなわち、補強部８は、エッジ部６ｂのドーム部側端縁と頂点部との間を半径方向にＡ，Ｂ，Ｃの３つに３等分し、そのＡ部とＣ部との間のＢ部に備える。
【００２１】
本実施の形態ではさらに、振動板６を形成する樹脂フィルムよりもさらに薄い樹脂フィルムからなり、環状に形成され、かつ、エッジ部６ｂのＢ部の傾斜に沿う角度を予め付けた載頭円錐状の薄膜（補強部材）９を、接着剤や粘着剤を使用してエッジ部６ｂのＢ部の表面に貼リ付けることで、前記補強部８を形成する。
【００２２】
本実施の形態のスピーカ用振動板６及びその振動板６を備えたスピーカ１においては、振動板６のエッジ部６ｂのドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部８を備えるので、振動板６のエッジ部６ｂのドーム部側端縁から頂点部の間の曲がり易い部分（Ｂ部）を効果的に補強できる。また、一周全体にわたって均一に補強できる。すなわち、振動板６の異常振動を抑えるのに必要なスチフネスｓを振動板６に過不足なく効率的に付加できる。加えて、エッジ部６ｂはドーム部６ａをヨークフレーム２に弾性変位可能に支持するバネと見ることができ、エッジ部６ｂのドーム部側端縁から頂点部の間を補強することは、その補強部８が中間支点の役目を果たし、バネ有効長を短縮したのと同様で、振動板６の最大振幅と最小振幅の差である振幅偏倚（図３）を小さくすることができる。このような２つの相乗作用の結果、振動板６の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板６の異常振動を効果的に抑えることができる。
【００２３】
本実施の形態のスピーカ用振動板６及びその振動板６を備えたスピーカ１においてはまた、前記補強部８とエッジ部６ｂのドーム部側端縁及び頂点部との間に隙間Ｄ１，Ｄ２を設け、この各隙間Ｄ１，Ｄ２は略同じ隙間であって、しかも、前記補強部８と前記各隙間Ｄ１，Ｄ２の半径方向の幅寸法が略同じである。これにより、エッジ部６ｂのドーム部側端部（Ａ部）でも頂点部（Ｃ部）でもない最も曲がり易い部分（Ｂ部）をより小さい補強部８でより効果的に補強できる。すなわち、最低限のスチフネスｓの付加で振動板６の異常振動を抑えることができ、振動板６の最低共振周波数の上昇をより確実に抑えことができる。また、前記補強部５は振動板６のエッジ部６ｂのドーム部側端縁から頂点部の間の曲がり易い部分（Ｂ部）の厚さを一周全体にわたって他の部分よりも厚くするもので、前記補強部８は環状に形成された薄膜（補強部材）９を貼リ付けることで簡単に形成できる。さらに、前記薄膜９を載頭円錐状に形成するので、薄膜９を振動板６に貼り付ける際の位置決めがより簡単に行うことができる。この結果、振動板６に補強部８を後付けする場合に、その処理操作を簡単に行うことができる。すなわち、本発明を従来の振動板に簡単に実施できる。
【００２４】
ところで、前記補強部８は振動板６の成形時にそれと一体成形により形成してもよい。この場合には、振動板８の成形と同時に補強部８が形成されるので、振動系（振動板６とボイスコイル７）の組み立て及びその振動系を備えたスピーカ１の組み立てが従来と同様の工程及び作業で行うことができる。
【００２５】
また、前記補強部８は接着剤や粘着剤等の補強剤の塗布により形成してもよい。この場合には、補強剤が振動系の質量ｍを増大させ、また、その調整も利いて簡単に行うことができる。その結果、振動板８の過不足のない適正で効率的なスチフネスｓの付加と質量ｍの付加により、振動板６の最低共振周波数の上昇をさらに確実に抑えことができる。
【００２６】
次に、シミュレーションによる振動板振動状態解析結果を以下の表１，２，３に示す。表１は従来のスピーカの振動板の場合、表２は振動板全体を厚くした場合、表３は振動板のエッジ部の一部を厚くした場合を示す。このシミュレーションは次の条件で実施した。
・シミュレーションソフト：ＡＮＳＹＳ  Ｖｅｒ.７.０
・振動板径：Ф１０ｍｍ
・総メッシュ数：１６９４５
・解析条件：振動板は周辺固定。
ボイスコイル部に０．０８Ｎの力を加えて振動板を駆動。
【００２７】
【表１】
2006129111.tif 000003
【００２８】
【表２】
2006129111.tif 000004
【００２９】
【表３】
2006129111.tif 000005
【００３０】
以上から明らかなように、従来のスピーカ１０の振動板６に比べて、振動板６全体の厚さを厚くした場合には、振幅偏倚は小さくなるものの、同時に最低共振周波数も大きく上昇している。また、振動板６のエッジ部６ｂのＡ部の厚さを他の部分より厚くした場合には、最低共振周波数の上昇は殆ど見られないものの、振幅偏倚は小さくなるどころか逆に上昇している。さらに、振動板６のエッジ部６ｂのＣ部の厚さを他の部分より厚くした場合には、最低共振周波数の上昇は殆ど見られないものの、振幅偏倚も殆ど変化がなく小さくなっていない。これに対し、振動板６のエッジ部６ｂのＢ部の厚さを他の部分より厚くした場合には、すなわち、本実施の形態のスピーカ用振動板６及びスピーカ１によれば、スチフネスｓを下げる特定のリブやそのリブを設けたことによる欠点を補完する調整部材等を設けなくとも、環状の補強部８のみで、最低共振周波数の上昇を抑えながら、振幅偏倚を小さくすることができた。すなわち、振動板６の異常振動を抑えることができた。
【００３１】
尚、本実施の形態では振動板６の表面に補強部８を備えたが、ボイスコイル７を接合させる裏面に備えても同様の作用効果をえることができる。また、本実施の形態で示したスピーカ１の振動板構造はマイクロフォンの振動板に適用しても同様の作用効果を発揮し、その音響性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る小型スピーカの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した小型スピーカに備える振動板のエッジ部の拡大図である。
【図３】振動板の振動状態解析モデル図である。
【図４】従来の小型スピーカの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  小型スピーカ
２  ヨークフレーム
３  マグネット
４  トッププレート
５  磁気回路
６  振動板
６ａ  ドーム部
６ｂ  エッジ部
７  ボイスコイル
８  補強部
９  薄膜（補強部材）
Ｄ１，Ｄ２  隙間
【図１】
2006129111.tif 000006
【図２】
2006129111.tif 000007
【図３】
2006129111.tif 000008
【図４】
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