(57)【要約】      （修正有）【課題】最低共振周波数が低く、かつ耐入力に優れたスピーカを提供する。【解決手段】振動板１５は、本体部１５Ａと、エッジ部１５Ｂを含んでいる。エッジ部１５Ｂは、本体部１５Ａの外周に設けられている。そして、エッジ部１５Ｂは、ポリエステル系エラストマーによる海構造と架橋ゴムによる島構造を含む熱可塑性のゴム材料によって形成されている。これにより、エッジ部の耐熱性を高くできる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
前記本体部の外周に設けられ、かつ海構造を構成するポリエステル系エラストマーと島構造を構成する架橋ゴムを含む熱可塑性のゴム材料によって形成されたエッジ部と、
を備えた、ラウドスピーカ用の振動板。
【請求項２】
前記ポリエステル系エラストマーは、ポリエステル系のハードセグメントとポリエーテル系のソフトセグメントのブロック共重合体である請求項１記載の振動板。
【請求項３】
前記エッジの硬度は、Ａ１５°以上、Ａ５０°以下である請求項１記載の振動板。
【請求項４】
前記エッジは、１５０℃における引張弾性率が１００ＫＰａ以上、１ＭＰａ以下である請求項１記載の振動板。
【請求項５】
前記エッジの厚みは、０．０３ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下である、
請求項１記載のスピーカ用の振動板。
【請求項６】
前記本体部の厚みは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下である、
請求項１記載のスピーカ用の振動板。
【請求項７】
前記本体部は、熱可塑性樹脂である、
請求項１記載のスピーカ用の振動板。
【請求項８】
前記本体部の材料は、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミドのうち少なくとも１つ以上を含む請求項７記載の振動板。
【請求項９】
前記本体部と前記エッジ部は、２色成形体によって形成された請求項１記載の振動板。
【請求項１０】
前記架橋ゴムの材料は、液体カルボキシル終端のブタジエンアクリロニトリルである請求項１記載の振動板。
【請求項１１】
請求項１記載の振動板と、
前記振動板の外周部に連結されたフレームと、
前記フレームに結合され、磁気ギャップを有した磁気回路と、
一端側が前記磁気ギャップへ挿入され、かつ第２端側が前記振動板に結合されたボイスコイルと、
を備えた、ラウドスピーカ。
【請求項１２】
筐体と、
前記筐体内に収納された増幅部と、
前記筐体内に収納された請求項１１記載のラウドスピーカと、
を備えた、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器など電子機器に使用される振動板と、ラウドスピーカ、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のラウドスピーカについて説明する。従来のラウドスピーカは、フレームと、磁気ギャップを含む磁気回路と、振動板と、ボイスコイルとを含んでいる。磁気回路は、フレームに結合されている。振動板の外周は、フレームへと連結されている。ボイスコイルの第１端側は、振動板に結合されている。一方、ボイスコイルの第２端側は、磁気ギャップに挿入されている。
【０００３】
そして、振動板は、本体部とエッジを含んでいる。なお、エッジ部は本体部の外周に形成されている。本体部は、剛直な樹脂で形成されている。一方、エッジ部は、柔軟なゴムで形成されている。エッジ部の材料としては、たとえば、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、あるいはポリスチレン系のエラストマー材料が主流である。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１や特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１３１８８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１０３５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエッジに用いるエラストマー材料は、耐熱温度が低い。そのため、ラウドスピーカに大きな入力信号が供給された場合、ボイスコイルなどが発する熱によって、エッジの信頼性が低下するという課題を有している。
【０００７】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、耐熱性が優れ、高い耐入力のラウドスピーカを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の振動板は、本体部と、エッジ部を含んでいる。エッジ部は、本体部の外周に設けられている。そして、エッジ部は、ポリエステル系エラストマーによる海構造と架橋ゴムによる島構造を含む熱可塑性のゴム材料によって形成されている。以上の構成により所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、エッジ部は、ポリエステル系エラストマーによる海構造と架橋ゴムによる島構造を含む熱可塑性のゴム材料によって形成されているので、振動板の最低共振周波数を低くできる。また、エッジ部の硬度は柔らかくても、耐熱温度は非常に高い。したがって、ラウドスピーカは耐熱性が高く、かつ耐入力も大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の電子機器の概念図
【図２】本発明の実施の形態のラウドスピーカの上面図
【図３】本発明の実施の形態のラウドスピーカの断面図
【図４】本発明の実施の形態の振動板の要部拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態のエッジに使用する材料の模式図
【図６】本発明の実施の形態のエッジに使用する材料の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本実施の形態の電子機器の概念図である。電子機器５１は、孔５２Ａを有した筐体５２と、増幅部５３と、ラウドスピーカ１１を含んでいる。増幅部５３とラウドスピーカ１１は、筐体５２内に収納されている。増幅部５３は、ラウドスピーカ１１へ電気的に接続されている。なお、増幅部５３には、音源の再生部を含んでもかまわない。筐体５２の内側面とスピーカ１１との間に、防水シート５５を設けることが好ましい。この構成により電子機器の防水性が向上する。なお、防水シート５５は、孔５２Ａを塞いでいる。また、電子機器５１は、たとえば液晶ディスプレィなどの表示部５４などを含んでもかまわない。
【００１２】
電子機器５１は、たとえばスマートホンである。しかし電子機器５１は、これに限られず、たとえば、携帯電話、タブレット端末などの携帯機器や、ミニコンポーネントシステムなどの音響機器や、テレビなどの映像機器であってもかまわない。
【００１３】
そして近年、このような携帯機器の普及によって、ラウドスピーカ１１を小さくすることへの要求が大きくなっている。さらに、これらの電子機器５１には、インターネット回線と接続するための通信部を含んでいる。そして、電子機器５１は、Ｗｉｆｉや通信回線と接続し、これらの回線を通じて、インターネットによって配信された動画などを受信する。そして、電子機器５１は、動画を表示部に表示させて、視聴することができる。したがって、これらの電子機器５１は、迫力ある音を再生できることが求められている。そこで、このような電子機器５１に用いる小型なラウドスピーカ１１は、優れた音質を再生することが必要であり、特に低音域の再生と、高い耐入力が要求されている。
【００１４】
以下、本実施の形態の振動板を用いたスピーカ１１について、図面を参照しながら、説明する。図２は、本実施の形態におけるラウドスピーカの上面図である。図３は、本実施の形態のスピーカの断面図である。なお、図２は、図１における断面線３−３によって、ラウドスピーカを切断した場合の断面を示している。
【００１５】
ラウドスピーカ１１は、振動板１５と、フレーム１２と、磁気ギャップ１３を含む磁気回路１４と、ボイスコイル１６を含んでいる。そして、振動板１５は、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂを含んでいる。エッジ部１５Ｂは、本体部１５Ａの外周に形成されている。フレーム１２は、振動板１５の外周部が結合されている。すなわち、本体部１５Ａは、エッジ部１５Ｂを介してフレーム１２と連結されている。磁気回路１４は、フレーム１２へ結合されている。なお、磁気回路１４は、フレーム１２内に収納されていることが好ましい。ボイスコイル１６の第一端側は、振動板１５の裏面側に連結されている。一方、ボイスコイル１６の第２端側は、磁気ギャップ１３へ挿入されている。
【００１６】
磁気回路１４は、内磁型であることが好ましい。この構成により、スピーカ１１を小さくできる。磁気回路１４が、内磁型である場合、磁気回路１４は、ヨーク１４Ａ、内磁石１４Ｂ、第１プレート１４Ｃを含むことが好ましい。この場合、ヨーク１４Ａは、第１プレート１４Ｃの側面との対向部１４Ｄを含んでいる。そして、磁気回路１４は、対向部１４Ｄと第１プレート１４Ｃの側面との間に形成された磁気ギャップ１３を含んでいる。
【００１７】
なお、本実施の形態の磁気回路１４は、内磁型であるが、これに限られない。磁気回路１４は、内外磁型であってもかまわない。この場合、ヨーク１４Ａは、平板であることが好ましい。そして、ヨーク１４Ａ上に、内磁石１４Ｂを挟むように、一対の外磁石を搭載する。外磁石の磁極は、内磁石１４Ｂの磁極と逆方向を向くように配置する。なお、外磁石の上面に第２プレートを設けることが好ましい。この場合、第１プレート１４Ｃの側面と、第２プレートの側面とが対抗し、第１プレート１４Ｃの側面と第２プレートの側面との間に磁気ギャップ１３が形成される。この構成により、磁気ギャップ１３での磁束密度を大きくできる。したがって、スピーカ１１から出力される音の音圧を大きくできる。この構成により、ラウドスピーカを小さくできる。
【００１８】
次に、振動板１５について、詳しく説明する。本体部１５Ａの材料としては、特に制約はないが、熱可塑性の樹脂を用いることが好ましい。この構成により、本体部１５Ａは、射出成形などによって、製作できる。したがって、本体部１５Ａの生産性は優れている。
【００１９】
図４は、振動板１５の要部を拡大した断面図である。エッジ部１５Ｂは、結合部１５Ｃと、固定部１５Ｄと、ロール部１５Ｅとを含むことが好ましい。結合部１５Ｃは、エッジ部１５Ｂの内周部に設けられている。そして、結合部１５Ｃは、本体部１５Ａと接合されている。一方、固定部１５Ｄは、エッジ部１５Ｂの外周部に形成されている。そして、固定部１５Ｄは、図３に示すフレーム１２に固定されている。ロール部１５Ｅは、結合部１５Ｃと固定部１５Ｄとの間を連結している。なお、ロール部１５Ｅの形状は、たとえば円弧状でもかまわない。
【００２０】
そして、以上の構成の振動板１５は、図３に示すように、ロール部１５Ｅがスピーカ１１の前面側へ突出する方向で、フレーム１２へ装着されている。
【００２１】
なお、ロール部１５Ｅには、コルゲーション１５Ｆを設けることが好ましい。コルゲーション１５Ｆは、たとえば、振動板１５の背面側に突出している。ロール部１５Ｅは、コルゲーション１５Ｆを設けているので、非常に複雑な形状である。そこで、エッジ部１５Ｂは、熱硬化性ゴム材料を液体射出成形して製作している。したがって、エッジ部１５Ｂへ複雑な形状のコルゲーション１５Ｆを設けることができる。
【００２２】
次にエッジ材料３６について、図面を参照しながら、詳細に説明する。図５は、エッジ部に使用する材料の模式図である。図６は、本実施の形態に使用するポリエステル系エラストマーの模式図である。図３に示すラウドスピーカ１１へ大きな入力信号が入力された場合、ラウドスピーカ１１での発熱が増加する。そして、このような図１に示すように、電子機器５１は、防水などのために密閉された構造であるので、熱を外部へ放熱することが困難である。ところが、従来のラウドスピーカに使用するエッジ部の材料は、柔軟さや軽さを優先して、エラストマー材料を選択している。従って、従来のスピーカに使用するエッジ部の温度が、材料の耐熱温度以上にまで上昇する可能性を有している。
【００２３】
そこで、本実施の形態のエッジ部１５Ｂの材料としては、低い硬度等の機械的特性の要求に加えて、耐熱温度が高いことも必要となっている。振動板１５は、この問題を解決し、耐熱性が優れ、高い耐入力のスピーカ１１を提供する。そのために、エッジ部１５Ｂは、ポリエステル系エラストマー３１による海構造と架橋ゴム３２による島構造を含む熱可塑性のゴム材料（以降、エッジ材料３６）によって形成している。すなわち、ポリエステル系エラストマー３１は、海構造を形成している。一方、架橋ゴム３２は島構造を形成している。すなわち、ポリエステル系エラストマー３１と架橋ゴム３２による海島構造は、数多くの島状の架橋ゴム３２が、ポリエステル系エラストマー３１の海の中に点在した構成である。
【００２４】
以上の構成により、エッジ部１５Ｂの硬度を低くできる。したがって、図３に示すエッジ部１５Ｂは非常に柔らかいので、振動板１５の最低共振周波数（ｆ０）を低くできる。また、エッジ部１５Ｂの硬度は柔らかくても、耐熱温度は非常に高い。したがって、スピーカ１１は耐熱性が高く、かつ耐入力も大きくできる。
【００２５】
さらに、ポリエステル系エラストマー３１は、ポリエステル系ブロックによるハードセグメント３３と、ポリエーテル系ブロックによるソフトセグメント３４からなるブロック共重合体３５であることが好ましい。この構成により、海構造を構成するポリエステル系エラストマー３１自体もまた、海島構造的なモルフォルジーを有している。そして、エッジ材料３６は、このような海島構造的なモルフォルジーの中にさらに架橋ゴム３２による島構造を構成している。以上のように、エッジ部１５Ｂに使用した材料は、非常に複雑なモルフォルジーを形成している。
【００２６】
海島構造を有する代表的な樹脂として、エポキシ樹脂が挙げられる。そのために、エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂を液体カルボキシル終端のブタジエンアクリロニトリル（以降、ＣＴＢＮ）で変性している。あるいはエポキシ樹脂にＣＴＢＮを配合している。
【００２７】
ところが、エッジ材料３６は、エポキシ樹脂とＣＴＢＮの海島構造に比べて、さらに高次の海島構造を形成している。したがって、図３に示すエッジ部１５Ｂの硬度は、エポキシ樹脂にＣＴＢＮ等を用いた場合に比べて、さらに低くできる。たとえば、エッジ部１５Ｂの硬度は、Ａ１５°以上、Ａ５０°以下にすることができる。なお、硬度の値は、ＩＳＯ  ７６１９−１の規格に準じたデュロメータ  タイプＡを用いて測定している。このように、エッジ部１５Ｂは柔らかいので、振動板１５のｆ０をさらに低くできる。さらに、エッジ部１５Ｂの耐熱性はさらに優れているので、ラウドスピーカ１１の耐入力をさらに大きくできる。さらに、エッジ部１５Ｂは、たとえば１２０℃程度の環境下でも、特性の劣化が少ない。
【００２８】
また、エッジ部１５Ｂの常温（２０℃）における引張弾性率は、５Ｍｐａ以上、２０Ｍｐａ以下である。そして、エッジ部１５Ｂの１５０℃における引張弾性率は、１００Ｋｐａ以上、１ＭＰａ以下である。したがって、エッジ部１５Ｂの弾性率の値は、他の一般的な熱可塑エラストマーに比べて、温度に対する依存度が小さい。したがって、ラウドスピーカ１１が再生する音質は、温度が高い環境下でも、非常に優れている。
【００２９】
なお、架橋ゴム３２としては、ＣＴＢＮであることが好ましい。この構成により、エッジ部１５Ｂは硬度が小さく、かつ耐熱性も優れている。
【００３０】
また、エッジ材料３６は熱可塑性の材料によって形成されているので、図３に示すエッジ部１５Ｂは、射出成形などにより成形できる。そこで、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂは、２色成形によって形成された２色成形体１５Ｇであることが好ましい。この構成により、振動板１５を作製する工程の工数を削減できる。また、エッジ材料３６は、融点や熱分解温度が高いので、樹脂成形時にエッジ材料３６の温度を高くできる。したがって、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂとを２色成形によって形成する場合に、本体部１５Ａは溶融する。すなわち、本体部１５Ａにおけるエッジ部１５Ｂとの界面部で、本体部１５Ａの材料が溶融した状態で、溶融状態のエッジ材料３６と接触する。そしてその状態で、エッジ材料３６を冷却することにより、本体部１５Ａも硬化し、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂとは強固に接着する。したがって、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂとが強固に接着した２色成形体１５Ｇを作製できる。
【００３１】
なお、本体部１５Ａの材料としては、特に制約はないが、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）あるいは、これらの混合物であることが好ましい。エッジ部１５Ｂに使用した材料は、これらの樹脂と強固に接着できるので、ラウドスピーカ１１の信頼性は優れている。
【００３２】
振動板１５Ａは、軽いことが好ましい。そこで、本体部１５Ａの厚みは、たとえば０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。一方、エッジ部１５Ｂの厚みは、たとえば０．０３ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。この構成により、振動板１５の重量を軽くできるので、スピーカ１１の音圧周波数特性が優れている。
【００３３】
以上のように、本体部１５Ａやエッジ部１５Ｂは軽く、かつ厚みが非常に薄い。射出成形によって、このように厚みの薄い振動板１５を成形する場合、成形温度を高くし、樹脂の流動性を良くすることが好ましい。したがって、エッジ材料３６が本体部１５Ａとの界面部に達した際に、エッジ材料３６の温度は、本体部１５Ａの融点（非結晶性材料の時はガラス転移温度）よりも高い必要がある。そのために、エッジ部１５Ｂを成形する時のエッジ材料３６の温度は、本体部１５Ａの材料の融点よりもたとえば３０℃〜８０℃程度高いことが好ましい。
【００３４】
ところが、エッジ部１５Ｂに一般的な熱可塑の低硬度エラストマーを使用した場合、成形温度が２３０℃を越えると一般的な熱可塑の低硬度エラストマーは、急激に分解を始める。したがって、エッジ部１５Ｂに一般的な熱可塑の低硬度エラストマーを用いた場合、成形温度は２３０℃未満であることが好ましい。しかしながら、エッジ部１５Ｂの成形温度が、２３０℃未満では、本体部１５Ａの界面部が溶融せず、エッジ部１５Ｂと本体部１５Ａの融着強度が小さくなる。
【００３５】
そこで、エッジ材料３６としては、ポリエステル系エラストマー３１と架橋ゴム３２で海島構造を形成した材料を用いている。エッジ材料３６は、２３０℃以上での温度でも熱分解が少ない。したがって、エッジ部１５Ｂの成形温度は高くできる。したがって、成形時に溶融状態のエッジ材料３６が、本体部１５Ａとの面部まで到達し、本体部１５Ａに接触すると、本体部１５Ａの界面部は溶融する。この構成により、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂとの接着強度が向上する。なお、本実施の形態のエッジ材料３６は、２５０℃〜２８０℃での成形が可能である。したがって、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂとを２色成形によって成形する場合、成形工程の工数を低減できる。
【００３６】
エッジ材料３６は温度２６０℃下に１時間曝されても加熱減量が２５％以下である材料であることが好ましい。この加熱減量である材料であれば２８０℃程度の射出成形において分解せず、十分に使用できる。
【００３７】
エッジ部１５Ｂには、添加剤や無機フィラーを含むことが好ましい。なお、添加剤や無機フィラーとしては、特に制限はないが、タルクや酸化ケイ素を用いることが好ましい。タルクや酸化ケイ素は、粒子径が小さいので、振動板１５を薄くできる。また、本体部１５Ａには、公知の添加剤や無機フィラーを添加することができる。また、それらの公知の添加剤や無機フィラーは、適宜数種類を混合して使用してもかまわない。
【００３８】
そして、以上のようなラウドスピーカ１１を図１に示す電子機器５１へ搭載した場合、ラウドスピーカ１１の耐熱性が高いので、筐体５２内の温度が上昇しても、ラウドスピーカ１１が再生する音質の劣化を抑制できる。したがって、電子機器５１を構成する電子部品を高密度に配置できるので、電子機器５１を小さくできる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる振動板は、耐熱性に優れるという効果を有し、特に携帯機器などの電子機器に用いるラウドスピーカ等に用いると有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  ラウドスピーカ
１２  フレーム
１３  磁気ギャップ
１４  磁気回路
１４Ａ  ヨーク
１４Ｂ  内磁石
１４Ｃ  第１プレート
１４Ｄ  対向部
１５  振動板
１５Ａ  本体部
１５Ｂ  エッジ部
１５Ｃ  結合部
１５Ｄ  固定部
１５Ｅ  ロール部
１５Ｆ  コルゲーション
１５Ｇ  ２色成形体
１６  ボイスコイル
３１  ポリエステル系エラストマー
３２  架橋ゴム
３３  ハードセグメント
３４  ソフトセグメント
３５  ブロック共重合体
３６  エッジ材料
５１  電子機器
５２  筐体
５２Ａ  孔
５３  増幅部
５４  表示部
５５  防水シート
【図１】
2015065623.tif 000003
【図２】
2015065623.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015065623.tif 000006
【図５】
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【図６】
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