(57)【要約】      （修正有）【課題】耐熱性が優れ、高い耐入力のラウドスピーカを提供する。【解決手段】ラウドスピーカ１１は、振動板１５と、フレーム１２と、対向面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と、ヨーク１４Ａ、内磁石１４Ｂ、第１プレート１４Ｃ、内磁石１４Ｂを含む磁気回路１４と、ボイスコイル１６を含んでいる。振動板１５は、熱可塑性樹脂を用いた本体部１５Ａ、エッジ部１５Ｂと固定部１５Ｄを含んでいる。エッジ部１５Ｂは、本体部１５Ａの外周に形成され、フレーム１２は、振動板１５の外周部が結合され、本体部１５Ａは、エッジ部１５Ｂを介してフレーム１２と連結され、磁気回路１４は、フレーム１２へ結合される。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、ボイスコイル１６の第２端側は、磁気ギャップ１３へ挿入される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド６とポリアミド６６のうちの少なくともいずれかと、ポリプロピレンとを含む第１熱可塑性樹脂によって形成された本体部と、
前記本体部の外周に設けられ、ポリプロピレンによる海構造と、架橋エチレンプロピレンジエンゴムによる島構造を含む第２熱可塑性樹脂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】
前記第１熱可塑性樹脂には、変性ポリアミドを、
さらに含む、請求項１に記載の振動板。
【請求項３】
前記エッジの硬度は、Ａ３０°以上、Ａ６０°以下である請求項１記載の振動板。
【請求項４】
前記第１熱可塑性樹脂の融点は、１７０℃以上、２２０℃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に記載の振動板。
【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に記載の振動板。
【請求項７】
前記振動板は、前記本体部と前記エッジ部との２色成形体を含む、
請求項１記載の振動板。
【請求項８】
請求項１に記載の振動板と、
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９】
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８に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ラウドスピーカと、それに用いる振動板、およびラウドスピーカを用いた電子機器に関する。
【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、本体部は、第１熱可塑性樹脂によって形成されている。第１熱可塑性樹脂は、ポリアミド６とポリアミド６６のうちの少なくともいずれか一方と、ポリプロピレンを含んでいる。一方、エッジ部は、第２熱可塑性樹脂によって形成されている。第２熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンと架橋したエチレンプロピレンジエンゴムとを含んでいる。なお、第２熱可塑性樹脂において、ポリプロピレンは海構造を形成しており、架橋したエチレンプロピレンジエンゴムは島構造を形成している。これにより、所期の目的を達成できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、本体部は、ポリアミド６とポリアミド６６のうちの少なくともいずれか一方と、ポリプロピレンを含む樹脂によって形成されている。したがって、本体部の耐熱温度は高く、かつ弾性率は大きい。一方、エッジ部は、ポリプロピレンによる海構造と、架橋したエチレンプロピレンジエンゴムによる島構造を有した樹脂によって形成されている。したがって、エッジ部の硬度はやわらかく、かつ耐熱温度は高い。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。
【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の内側面とラウドスピーカ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ラウドスピーカ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１１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、ラウドスピーカ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の側面との対向面１４Ｄを含んでいる。そして、磁気回路１４は、対向面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、本例の磁気回路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、ラウドスピーカ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１１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、第１熱可塑性樹脂３５を用いることが好ましい。第１熱可塑性樹脂３５は、ポリプロピレンを含んでいる。さらに、第１熱可塑性樹脂３５は、ポリアミド６とポリアミド６６のうちの少なくともいずれか一方を含んでいる。なお、第１熱可塑性樹脂３５の主成分は、ポリアミド６とポリアミド６６のすくなくともいずれか一方と、ポリプロピレンとの混合物である。
【００１９】
以上の構成により、本体部１５Ａにはポリプロピレンを含んでいるので、内部損失の値を大きくできる。さらに、第１熱可塑性樹脂３５には、ポリアミド６とポリアミド６６のうちの少なくともいずれか一方を含んでいるので、本体部１５Ａの耐熱温度が向上する。
また、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。
【００２０】
なお、一般的にポリプロピレンとポリアミド類の混合はポリプロピレンの耐熱性向上策として試されることが多い。ところが、ポリアミド１２等の一部のポリアミドを除いて、ポリプロピレンとポリアミドとを混合することが難しい。そこで、第１熱可塑性樹脂３５には、さらに相溶化剤を含むことが好ましい。なお、相溶化剤には、ポリアミドと反応する反応基を有していることが好ましい。ポリアミドと反応する反応基としては、たとえばカルボン酸基、酸無水物基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基を用いることができる。この構成により、ポリプロピレンとポリアミドとの結着力が向上する。したがって振動板１５の弾性率が向上する。
【００２１】
なお、相溶化剤としては、たとえば変性ポリオレフィンを用いることができる。この場合、ポリオレフィンの末端等をポリアミドと反応する反応基で置換することが好ましい。
【００２２】
あるいは、相溶化剤として、一方ポリオレフィンブロックとエステルブロック等を有するブロック共重合体を用いてもかまわない。この構成により、ポリプロピレンとポリアミドとの分散状態が向上するので、振動板１５の弾性率が向上する。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、以上の構成の振動板１５は、図２に示すように、ロール部１５Ｅがラウドスピーカ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。
【００２５】
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、第２熱可塑性樹脂を射出成形することによって製作している。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。また、エッジ部１５Ｂの生産性は優れている。
【００２６】
次にエッジ部１５Ｂの材料について、詳細に説明する。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、図１に示すような携帯機器は、防水などのために密閉した構造である。したがって、携帯機器内で発生した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。
【００２７】
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、高い耐入力のラウドスピーカ１１を提供する。そのために、エッジ部１５Ｂは、ポリプロピレンとエチレンプロピレンジエンゴムとを含む第２熱可塑性樹脂３６によって形成している。しかもポリプロピレンをマトリックスとし架橋エチレンプロピレンジエンゴムを島構造とすることで良好な成形性（流動性）が得られ、０．２ｍｍ以下の薄肉成形が可能となる。
【００２８】
以上の構成により、エッジ部１５Ｂの硬度を低くできる。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、Ａ３０°以上、Ａ６０°以下にすることができる。なお、硬度の値は、ＩＳＯ  ７６１９−１の規格の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。
【００２９】
また、エッジ部１５Ｂの常温（２０℃）における引張弾性率は１Ｍｐａ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、５０Ｋｐａ以上、１００ＫＰａ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。なお、引張弾性率の値は、バイブロン式粘弾性測定装置（ＤＭＡ）を用いている。なお、引張弾性率の測定は、１Ｈｚの周波数で、５％の歪を繰り返し発生させた場合の貯蔵弾性率の値である。
【００３０】
また、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂは、ともに熱可塑性の材料によって形成されているので、図３に示す本体部１５Ａやエッジ部１５Ｂは、射出成形などにより成形できる。そこで、本体部１５Ａとエッジ部と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、第２熱可塑性樹脂３６は、融点や熱分解温度が高いので、樹脂成形時に第２熱可塑性樹脂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の第１熱可塑性樹脂３５が溶融する。すなわち、本体部１５Ａにおけるエッジ部１５Ｂとの界面部で、第１熱可塑性樹脂３５が溶融した状態で、溶融状態の第２熱可塑性樹脂３６と接触する。そしてその状態で、第２熱可塑性樹脂３６を冷却することにより、第１熱可塑性樹脂３５も硬化し、本体部１５Ａとエッジ部１５Ｂとは強固に接着する。
【００３１】
一般的に、振動板１５の温度は、約１６０℃にまで達する。そこで、第１熱可塑性樹脂３５の融点は、１７０℃以上であることが好ましい。この構成により、本体部１５Ａが熱によって溶融することを抑制できる。
【００３２】
本体部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、ラウドスピーカ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、第２熱可塑性樹脂３６が本体部１５Ａとの界面部に達した際に、第２熱可塑性樹脂３６の温度は、第１熱可塑性樹脂３５の融点（あるいはガラス転移温度）よりも高い必要がある。そのために、エッジ部１５Ｂを成形する時の第２熱可塑性樹脂３６の温度は、第１熱可塑性樹脂３５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、第１熱可塑性樹脂３５が溶融しない。したがって、エッジ部１５Ｂと本体部１５Ａとの融着強度が小さくなる。
【００３５】
そこで、エッジ部１５Ｂは、ポリプロピレン（海）と架橋エチレンプロピレンジエンゴム（島）とを含む第２熱可塑性樹脂３６によって形成している。第２熱可塑性樹脂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第２熱可塑性樹脂３６が、本体部１５Ａとの界面部まで到達し、本体部１５Ａに接触すると、第２熱可塑性樹脂３６の熱によって、第１熱可塑性樹脂３５を溶融させる。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、第２熱可塑性樹脂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】
第２熱可塑性樹脂３６は２６０℃温度下に１時間曝された場合、無機フィラーを除く有機成分の加熱減量が５％以上、２５％以下ある材料であることが好ましい。この構成により、エッジ部１５Ｂは、２８０℃程度の温度で成形できる。さらに、成形時の温度による第２熱可塑性樹脂３６の熱分解が抑制できる。
【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  対向面
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
３５  第１熱可塑性樹脂
３６  第２熱可塑性樹脂
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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