(57)【要約】【課題】  振動板が前後に変位するときに、振動板の外周縁を支持しているエッジ部材が柔軟に変形でき、しかも強度を高くできるスピーカを提供する。【解決手段】  振動板の外周縁とフレーム部との間に設けられるエッジ部材２０は、内周固定部２２と外周固定部２３および変形部２４が発泡樹脂材料で一体に形成されており、本体部２１の内周屈曲部２２ａと外周屈曲部２３ａが補強シート２５で補強されている。そのため、エッジ部材２０の強度を高くでき、変形部２４を発泡樹脂材料で形成することでスティッフネスＫｍｓの対称性を確保しやすくなる。【選択図】図３
2019054434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム部に支持されて磁気ギャップを形成している磁気回路部と、ボビンに巻き付けられて前記磁気ギャップ内に位置しているボイスコイルと、前記ボビンに固定された振動板と、前記振動板の外周部と前記フレーム部との間に設けられたエッジ部材と、を有するスピーカにおいて、
前記エッジ部材が、
前記振動板に固定される内周固定部と、前記フレーム部に固定される外周固定部と、前記内周固定部と前記外周固定部との間にあって断面が湾曲形状とされた変形部とが、発泡樹脂材料で一体に形成された本体部と、
前記本体部の前記内周固定部と前記変形部との境界の内周屈曲部、および前記外周固定部と前記変形部との境界の外周屈曲部に重ねられる補強シートと、を有し、
前記変形部の少なくとも一部に、前記補強シートが重ねられていないことを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
円周方向に延びる前記変形部に、前記補強シートの一部が重ねられているか、または全周にわたって前記補強シートが重ねられていない請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】
前記補強シートは、前記内周固定部の少なくとも一部と前記内周屈曲部に重ねられる内周補強部と、前記外周固定部の少なくとも一部と前記外周屈曲部に重ねられる外周補強部と、前記内周補強部と前記外周補強部とを繋いで円周方向に間隔を空けて設けられた連結部と、が一体に形成されている請求項２記載のスピーカ。
【請求項４】
前記補強シートは織布である請求項１ないし３のいずれかに記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板の外周部を支持するエッジ部材を、Ｋｍｓ（スティッフネス）の対称性が良好で、強度の高い構造としたスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なスピーカの構造は、ボイスコイルが巻かれたボビンが振動板の内周部に固定されて、ボビンまたは振動板の内周部がダンパー部材を介してフレーム部に支持され、振動板の外周部がエッジ部材を介してフレーム部に支持されている。ボイスコイルにボイス電流が流れると、磁気回路部に発生する磁界とボイス電流とで励起される電磁力で、ボビンと振動板とがボイスコイルの巻き中心線に沿って前後方向に振動する。ダンバー部材とともにエッジ部材を設けることで、振動板が、巻き中心線が倒れる方向や巻き中心線を中心とする回動方向へ動くことなく、振動板を前後方向へ直線的に移動させることができるようになる。
【０００３】
ただし、エッジ部材の一般的な形状は、断面が湾曲する変形部を有し、変形部が前方に向けて突形状となっており、前後方向に非対称である。そのため、振動板が中立位置から前方へ移動するときと後方に移動するときとで、Ｋｍｓ（スティッフネス）の対称性が損なわれやすい。この対称性が低下すると、発音の歪みなどが発生しやすくなる。
【０００４】
エッジ部材の特性には、その質量と伸縮性が関係している。質量が大きすぎると、ボイス電流によって駆動される振動板の駆動抵抗が大きくなり、発音量が低下しやすい。また、伸縮性が低下すると、Ｋｍｓ（スティッフネス）の対称性が損なわれやすい。質量が比較的小さくしかも伸縮性に富むエッジ部材の素材として発泡樹脂材料が使用されることがある。しかし、発泡樹脂材料で形成されたエッジ部材は強度が低く、特に屈曲部などで破損が発生しやすい欠点がある。
【０００５】
そこで、以下の特許文献１に記載されたスピーカは、発泡ウレタンシートで形成されたエッジ部材の片面の全域または両面の全域に布が重ねられて接合され、発泡ウレタンシートが補強された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５７−６４９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、布は発泡ウレタンシートに比較して伸縮性が劣るので、エッジ部材の湾曲した変形部の全域に布が接合されていると、発泡ウレタンシートの優位性である変形部の伸縮性を損ねることになり、Ｋｍｓ（スティッフネス）の対称性が低下することになる。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、エッジ部材を、軽量で伸縮性に富み、しかも強度が高い構造としたスピーカを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フレーム部に支持されて磁気ギャップを形成している磁気回路部と、ボビンに巻き付けられて前記磁気ギャップ内に位置しているボイスコイルと、前記ボビンに固定された振動板と、前記振動板の外周部と前記フレーム部との間に設けられたエッジ部材と、を有するスピーカにおいて、
前記エッジ部材が、
前記振動板に固定される内周固定部と、前記フレーム部に固定される外周固定部と、記内周固定部と前記外周固定部との間にあって断面が湾曲形状とされた変形部とが、発泡樹脂材料で一体に形成された本体部と、
前記本体部の前記内周固定部と前記変形部との境界の内周屈曲部、および前記外周固定部と前記変形部との境界の外周屈曲部に重ねられる補強シートと、を有し、
前記変形部の少なくとも一部に、前記補強シートが重ねられていないことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のスピーカは、円周方向に延びる前記変形部に、前記補強シートの一部が重ねられているか、または全周にわたって前記補強シートが重ねられていないものである。
【００１１】
本発明のスピーカの前記補強シートは、前記内周固定部の少なくとも一部と前記内周屈曲部に重ねられる内周補強部と、前記外周固定部の少なくとも一部と前記外周屈曲部に重ねられる外周補強部と、前記内周補強部と前記外周補強部とを繋いで円周方向に間隔を空けて設けられた連結部と、が一体に形成されていることが好ましい。
本発明のスピーカは、前記補強シートが織布であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスピーカは、振動板の外周部を支持するエッジ部材を、発泡樹脂材料で形成された本体部と、本体部に重ねられる補強シートとで構成し、補強シートで、主に本体部の屈曲部を補強するとともに、本体部の湾曲形状の変形部に補強シートを重ねない構成としている。そのため、エッジ部材の変形部を軽量で伸縮性に富む構造にでき、振動板が前後に振動するときのエッジ部材のＫｍｓ（スティッフネス）の対称性を確保できるようになり、発音の歪みの発生を抑制できる。しかも、本体部の屈曲部が補強シートで補強されているのため、エッジ部材の強度を高くすることができ、不用意なエッジ部の破損を防止しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態のスピーカを、発音側を上に向けた状態で示す断面図、
【図２】図１に示すスピーカのエッジ部材に使用されている補強シートを示す斜視図、
【図３】第１実施形態のエッジ部材の断面構造を示すものであり、（Ａ）は、図２に示す補強シートのＡ−Ａ線の断面に対応しており、（Ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線の断面に対応している、
【図４】第２実施形態のエッジ部材の断面構造を示すものであり、（Ａ）は、図２に示す補強シートのＡ−Ａ線の断面に対応しており、（Ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線の断面に対応している、
【図５】振動板の前後の移動量±ｘと、エッジ部材のスティッフネス（剛性）Ｋｍｓ（ｘ）の関係を示す線図、
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す本発明の実施形態のスピーカ１は、フレーム部２を有している。フレーム部２は、非磁性材料または磁性材料の金属を使用したダイキャスト法で形成され、あるいは合成樹脂を使用した射出成型によって形成されている。または金属板を使用してプレス成形されてもよい。フレーム部２は、磁気回路支持部２ａとダンパー支持部２ｂとエッジ支持部２ｃとに区分できる。フレーム部２は全体が一体に形成されているものであってもよいし、磁気回路支持部２ａとダンパー支持部２ｂとエッジ支持部２ｃのいずれかが他の部分と別体に形成され、組み合わされて固定されているものであってもよい。
【００１５】
フレーム部２の磁気回路支持部２ａに磁気回路部３が固定されている。磁気回路部３は、中心に位置するポールヨーク４と、ポールヨーク４の後方（Ｚ２側）に固定された下部ヨーク５と、下部ヨーク５の前方（Ｚ１方向）に対向する対向ヨーク６とを有しており、下部ヨーク５と対向ヨーク６との間にマグネット７が挟まれて固定されている。マグネット７はリング状の永久磁石であり、中心穴の内周面にポールヨーク４の外周面が位置しており、ポールヨーク４と対向ヨーク６との対向部に磁気ギャップＧが形成されている。マグネット７は、前面（Ｚ１側の表面）と後面（Ｚ２側の表面）とが、異なる磁極に着磁されている。
【００１６】
スピーカ１にはボビン１１が設けられている。ボビン１１は断面が真円の筒体であり、中空である。なお、ボビン１１は、断面が楕円形や長円形あるいは多角形であってもよい。ボビン１１は、紙材、または紙材と合成樹脂材料との合成材料、あるいは合成樹脂材料で形成されている。すなわち、ボビン１１は紙材と合成樹脂材料の少なくとも一方から構成されている。ボビン１１にはキャップ部材１８が装着されている。
【００１７】
図１に示すように、ボビン１１の後方側（Ｚ２側）に、ボイスコイル１２が設けられている。ボイスコイル１２は、ボビン１１に被覆導線を巻きつけることで形成されている。ボビン１１のボイルコイル１２が巻かれている部分が、磁気回路部３の磁気ギャップＧ内に位置している。
【００１８】
フレーム部２の内部に振動板１５が設けられている。振動板１５はいわゆるコーン形状であり、布材、または布材と合成樹脂材料との合成材料、あるいは合成樹脂材料で形成されている。すなわち、振動板１５は布材と合成樹脂材料の少なくとも一方から構成されている。振動板１５の外周部１５ａは、エッジ部材２０を介して、フレーム部２のエッジ支持部２ｃに支持されている。振動板１５の内周部１５ｂは、ボビン１１の外面１１ａに接着されて固定されている。
【００１９】
フレーム部２のダンパー支持部２ｂとボビン１１との間にダンパー部材１６が設けられている。ダンパー部材１６は、紙材、または紙材と合成樹脂材料との合成材料、あるいは合成樹脂材料で形成されている。すなわち、ダンパー部材１６は、紙材と合成樹脂材料の少なくとも一方から構成されている。ダンパー部材１６はコルゲート加工されており、断面が波形状である。ダンパー部材１６の外周縁１６ａは、フレーム部２のダンパー支持部２ｂに固定されている。ダンパー部材１６の内周縁１６ｂは、ボビン１１の外面１１ａに接着されて固定されている。または、ダンパー部材１６の内周縁１６ｂが振動板１５に固定されていてもよい。
【００２０】
図３（Ａ）（Ｂ）に第１実施形態のエッジ部材２０の断面構造が示され、図４（Ａ）（Ｂ）に第２実施形態のエッジ部材２０の断面構造が示されている。エッジ部材２０は、本体部２１と補強シート２５とが重ねられて構成されている。図２に、本体部２１と重ねられる前の補強シート２５が示されている。補強シート２５は、織布、不織布、紙材、樹脂フィルムのいずれか、あるいはこれらのいずれかを積層した合成材料で形成されている。補強シート２５は、軽量で屈曲耐性があることが好ましく、その点では織布が適している。また織布以外では同じく軽量で屈曲耐性がある材料として伸縮性樹脂フィルムなどを使用することができる。
【００２１】
図２に示すように、エッジ部材２０の補強シート２５は、内周補強部２６と外周補強部２７を有している。内周補強部２６と外周補強部２７は同心円のリング形状である。内周補強部２６は、内周固定補強部２６ａと、内周固定補強部２６ａの外縁部から立ち上がる内周屈曲補強部２６ｂとに区分される。外周補強部２７は、外周固定補強部２７ａと、外周固定補強部２７ａの内縁部から立ち上がる外周屈曲補強部２７ｂとに区分される。
【００２２】
内周屈曲補強部２６ｂと外周屈曲補強部２７ｂとの間が連結部２８で連結されている。連結部２８は、円周方向に間隔を空けて設けられている。連結部２８が設けられていない部分では、内周屈折補強部２６ｂと外周屈曲補強部２７ｂとの間が開口部２９となっている。内周屈折補強部２６ｂと外周屈曲補強部２７ｂとの間では、連結部２８の占める面積が、開口部２９が占める面積よりも十分に小さくなっている。
【００２３】
図３（Ａ）（Ｂ）に示すエッジ部材２０は、補強シート２５が本体部２１の下側（Ｚ２側）に重ねられている。エッジ部材２０の製造工程では、補強シート２５が金型の内面に密着して設置され、内周屈曲補強部２６ｂと外周屈曲補強部２７ｂおよび連結部２８が金型の内面に密着して前方（Ｚ１方向）に突側が向けられた湾曲形状に成形される。そして、金型内に発泡剤を含む合成樹脂材料が充填されると、発泡樹脂材料で本体部２１が形成されるとともに、本体部２１の下面（後面）に補強シート２５が密着して重ねられる。
【００２４】
発泡樹脂材料は、ポリウレタンやポリスチレンまたはポリオレフインなどの発泡プラスチック材料、または発泡シリコーンなどの発泡ゴム材料である。本体部２１は、金型内で発泡しながら硬化されたものを、金型から取り出した状態でそのまま使用してもよいが、金型から取り出した後に厚み方向に圧縮させたものであってもよい。
【００２５】
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、金型で成型したエッジ部材２０の本体部２１には、内周固定部２２と外周固定部２３とが形成される。内周固定部２２と外周固定部２３は、互いに同一面上に位置する平坦なリング形状であり、同心円上に位置している。内周固定部２２と外周固定部２３との間に変形部２４が形成されている。変形部２４の断面形状は、前方（Ｚ１方向）に向けて円弧状に湾曲して突出し、この断面形状が、円周方向の全周に連続している。内周固定部２２と変形部２４との境界は内周屈曲部２２ａであり、外周固定部２３と変形部２４との境界は外周屈曲部２３ａとなっている。
【００２６】
本明細書での屈曲部とは、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、内周固定部２２および外周固定部２３と、変形部２４との境界部が鋭角に曲がっている状態のみならず、前記境界部で本体部２１が断面において曲線的に曲がっている状態も含まれる。
【００２７】
図３（Ａ）に示すように、補強シート２５に形成された内周補強部２６の内周固定補強部２６ａが、本体部２１の内周固定部２２の少なくとも一部に重ねられ、内周屈曲補強部２６ｂが、本体部２１の内周屈曲部２２ａの少なくとも一部に重ねられる。補強シート２５の内周補強部２６によって、内周屈曲部２２ａを中心とし、変形部２４の一部と、内周固定部２２の一部を含む領域（ｉ）が補強される。同様に、外周補強部２７によって、外周屈曲部２３ａを中心とし、変形部２４の一部と、外周固定部２３の一部を含む領域（ｉｉ）が補強される。
【００２８】
図３（Ｂ）に示すように、補強シート２５に形成された連結部２８は、本体部２１の変形部２４に重ねられる。図２に示すように、間隔を空けて配置された連結部２８の中間に形成されている開口部２９は十分に広い面積を有しているため、エッジ部材２０は、変形部２４のほとんどの領域が発泡樹脂材料製の本体部２１のみによって構成されている。すなわち、変形部２４の少なくとも一部には、補強シート２５が重ねられない構造となっている。
【００２９】
図４（Ａ）（Ｂ）は、エッジ部材２０の第２実施形態を示している。図４に示すエッジ部材２０は、発泡樹脂製の本体部２１の前方（Ｚ１方向）に補強シート２５が重ねられている。そして、補強シート２５の内周補強部２６によって、内周屈曲部２２ａを中心とし、変形部２４の一部と、内周固定部２２の一部を含む領域（ｉ）が補強される。同様に、外周補強部２７によって、外周屈曲部２３ａを中心とし、変形部２４の一部と、外周固定部２３の一部を含む領域（ｉｉ）が補強される。
【００３０】
図３（Ａ）（Ｂ）に示す第１実施形態のエッジ部材２０と、図４（Ａ）（Ｂ）に示す第２実施形態のエッジ部材２０に使用されている補強シート２５は、内周補強部２６と外周補強部２７とが連結部２８で連結されている。そのため、金型内に設置するときに、内周補強部２６と外周補強部２７が離れることがなく、相対位置の精度を維持したまま金型内に設置することが可能である。ただし、補強シート２５に連結部２８が設けられておらず、内周補強部２６と外周補強部２７とが分離されているものを使用してもよい。また、エッジ部材２０は、本体部２１の前方と後方の両面に補強シート２５が重ねられていてもよい。
【００３１】
次に、図３（Ａ）（Ｂ）に示すエッジ部材２０または図４（Ａ）（Ｂ）に示すエッジ部材２０を使用したスピーカ１の動作を説明する。
【００３２】
図１に示すスピーカ１において、ボイスコイル１２にボイス電流が流されると、このボイス電流と、磁気回路部３の磁気ギャップＧを横断する磁界とによる電磁力（磁気エネルギー）が、ボイスコイル１２のＺ１−Ｚ２方向の運動エネルギーに変換される。この運動エネルギーはボビン１１から振動板１５に伝達され、振動板１５がボイスコイル１２の巻き中心線に沿う前後方向へ振動し、音響エネルギーが空間に放出される。
【００３３】
スピーカ１では、ボビン１１および振動板１５が、ダンパー部材１６とエッジ部材２０を介してフレーム部２に支持されている。そのため、ボビン１１が前後方向（Ｚ１−Ｚ２方向）へ駆動されて振動板１５が前後方向に振動するときに、振動板１５が、ボイスコイル１２の巻き中心線が倒れる方向へ動作しようとするのが抑制され、また巻き中心線を中心とする回転方向への動作も抑制される。
【００３４】
図３（Ａ）（Ｂ）と図４（Ａ）（Ｂ）の断面図に示すように、エッジ部材２０の本体部２１では、変形部２４が前方（Ｚ１方向）に向けて突状に湾曲している。そのため、振動板１５が中立位置から前方（Ｚ１方向）へ変位するときよりも、中立位置から後方（Ｚ２方向）へ変位するときの方が、変形部２４に圧縮応力が支配的に作用するようになる。図５には、横軸に、振動板１５の＋ｘ方向（Ｚ１方向）への変位量と、−ｘ方向（Ｚ２方向）への変位量が示され、縦軸にエッジ部材２０の±ｘ方向への変位量を変数とするスティッフネス（剛性）Ｋｍｓ（ｘ）が示されている。仮に変形部２４が伸縮性を有しない材料で形成されていると、実線の曲線αに示すように、＋ｘ方向へ変位するときよりも−ｘ方向へ変位するときのほうが、スティッフネスＫｍｓ（ｘ）が大きくなる。
【００３５】
本発明の実施形態のエッジ部材２０は、図２に示すように、補強シート２５に円周方向に長く延びる開口部２９が形成されて、この開口部２９内で、発泡樹脂材料製の変形部２４が補強シート２５に拘束されることなく自由に伸縮できるようになっている。図５では、振動板１５が中立位置から＋ｘ方向へ変位するときと、中立位置から−ｘ方向へ変位するときとで、スティッフネスＫｍｓ（ｘ）の変化が対称となる理想的な動作状態を、破線の曲線βで示している。図５の実線の曲線αは、エッジ部材の全体を布材などの非伸縮性材料のみで形成したときに現れる特性を示している。実施形態のエッジ部材２０は、発泡樹脂材料で形成された変形部２４が伸縮性に富むため、スティッフネスＫｍｓ（ｘ）の変化を、前記曲線αよりも理想的な曲線βに近づけることが可能となる。スティッフネスＫｍｓ（ｘ）の変化を、可能な限り対称に近づけることで、発音の歪みを低減でき、発音品質を向上させることができる。
【００３６】
エッジ部材２０の本体部２１は発泡樹脂製であるため、強度が低く、特に、内周屈曲部２２ａを含む領域（ｉ）および外周屈曲部２３ａを含む領域（ｉｉ）に応力が集中するため、内周屈曲部２２ａと外周屈曲部２３ａが破断するおそれがある。しかし、実施形態のエッジ部材２０は、本体部２１の内周固定部２２の少なくとも一部と内周屈曲部２２ａが、補強シート２５の内周補強部２６で補強され、外周固定部２３の少なくとも一部と外周屈曲部２３ａが、補強シート２５の外周補強部２７で補強されている。そのため、本体部２１の内周屈曲部２２ａと外周屈曲部２３ａに亀裂などが生じるのを防止できるようになる。
【００３７】
なお、補強シート２５は、軽量で屈曲耐久性の高い織布などの材料が適しているが、伸縮性も兼ね備えてもよく、例えば、伸縮性樹脂フィルムなどのような材料を用いることができる。
【００３８】
また、本体部２１の内周固定部２２と外周固定部２３が共に補強シート２５で補強されているため、内周固定部２２と振動板１５の外周部１５ａとの接合部の強度を高くでき、外周固定部２３とフレーム部２のエッジ支持部２ｃとの接合部の強度も高くできる。
【００３９】
すなわち、本発明の実施形態のエッジ部材は、変形部が伸縮性に富み、強度も比較的高くなり、しかも軽量で構成することができる。変形部が伸縮性に富むことで、スティッフネスＫｍｓ（ｘ）の対称性を確保しやすくなり、また軽量とすることで、振動板１５の振動時の負荷を低減でき、発音音量を大きくすることが可能になる。
【符号の説明】
【００４０】
１  スピーカ
２  フレーム部
３  磁気回路部
１１  ボビン
１２  ボイスコイル
１５  振動板
１６  ダンパー部材
２０  エッジ部材
２１  本体部
２２  内周固定部
２２ａ  内周屈曲部
２３  外周固定部
２３ａ  外周屈曲部
２４  変形部
２５  補強シート
２６  内周補強部
２６ａ  内周固定補強部
２６ｂ  内周屈曲補強部
２７  外周補強部
２７ａ  外周固定補強部
２７ｂ  外周屈曲補強部
２８  連結部
【図１】
2019054434.tif 000003
【図２】
2019054434.tif 000004
【図３】
2019054434.tif 000005
【図４】
2019054434.tif 000006
【図５】
2019054434.tif 000007