(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に所要の径と長さの円筒状の空隙部を有し、かつ半径方向の断面が、ほぼ楕円形状であるリング状の中空体を、合成樹脂材料で成形して振動体とし、
この振動体の外周部を、フレームの内周部に直接固定するとともに、
振動体の前記空隙部内に、ボイスコイルに内接固定されたボイスコイル・ボビンの上端部を固定し、
少なくともエッジを用いることなく、振動系をフレームに固定するよう構成したことを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記振動体は、
中空体の外周部を、前記空隙部とほぼ平行となるよう直線状とし、当該部位をフレームの内周部に固定し、エッジ及びダンパーを用いることなく振動系をフレームに固定するよう構成したこと
を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記振動体は、
中空体の底面部に、中心部から外周方向に向けてコルゲーションを連続的に形成してダンパー機能を付与するとともに、該コルゲーションの最外周部をフレーム上に固定したこと
を特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記振動体は、
中空体の前記空隙部の上端開口部に、ダストキャップを装着したこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項５】
前記振動体は、
中空体の前記空隙部の上端開口部に、板状の振動板を装着してダストキャップと兼用させたこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項６】
前記振動体は、
中空体の上面部に、当該中空体の外径よりも径の大きなダストキャップ兼用の振動板を設けたこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項７】
前記振動体は、
中空体の上面部に、当該中空体の外径よりも径の大きなダストキャップ兼用の振動板を一体的に設けたこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項８】
前記振動体は、
対向する面に、任意の形状を有するキャビティを、所要の間隔を存して形成した上下１対の金型間に２枚のフィルムを配置し、当該フィルム間に窒素ガスを供給しながら所要形状のリング状の中空体を成形し、得た中空体の中心部の接合部を打ち抜いて円筒状の空隙部を形成したものであること
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスピーカである。
【請求項９】
前記振動体は、
中空体の内部に気体を注入し、大気圧以上に保持されていること
を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、音響用に使用されるスピーカに係わり、より詳しくは、振動板の重量を増加させることなく強度を高め、変形を防止するとともに、放射面積を広くしたスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
曲げに対する剛性を有し、かつ軽量で高能率な振動板として、例えば、特開昭５２−５４４２４号公報においては、金属箔や合成樹脂からなる強靭な２枚の薄膜でコーン型の振動板主体を形成し、該２つの薄膜間に形成された中空部に水素ガス、ヘリウムガスなどの軽量な気体を封入したスピーカ用振動板が知られている。
また、特開昭５２−１０８１１２号公報においては、多くの炭素微小中空球体を結合成形したスピーカ用振動板が、さらには、特開昭５８−１３１８９９号公報においては、スピーカの振動部を、内部空間を有した容積体構造とし、その内部空間を、加圧・減圧などによって振動部に張力を与えるスピーカ用振動板が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の各公報に記載されたスピーカは、いずれも振動板を中空体で構成することによって、理論的には、広範囲でのピストン運動が可能で、振動板自体が軽く、しかも剛性があって音圧周波数特性が安定するなどの利点を奏するものと思われるが、いずれのタイプのスピーカも実用化されていない。
【０００４】
その原因を追求すると、特開昭５２−５４４２４号公報に記載のスピーカは、振動板の形状を従来から公知のコーン型乃至ドーム型とするため、２枚の薄膜間に形成される空間部の容積が小さく、所期の目的を達成することが難しく、かつ振動板の成形が複雑で難しいことが推測される。
【０００５】
また、特開昭５２−１０８１１２号公報に記載のスピーカは、ピッチのごとき炭素を含む有機物の微小中空球体の集合体をコーン状の金型に入れ、これを不活性ガスや真空中で加熱分解して炭素化させ、互いに結合された微小中空球体からなるコーン成形体を得るという複雑な製造工程を必要としている。
したがって、結果的に剛性を確保することができたとしても、振動板の形状はコーン型であって広範囲でのピストン運動を得ることができない点に問題がある。
【０００６】
さらに、特開昭５８−１３１８９９号公報に記載された発明は、スピーカの振動部を、内部空間を有した容積体構造とするに際し、コーン型の振動板の上縁開口部を平面状の振動板で封止するとともに、コーン型の振動板の下部中心部にボイスコイル・ボビンを挿通させ、その先端部を前記平面状の振動板の裏面部に接着固定し、コーン型の振動板内に位置するボイスコイル・ボビンの周壁に気体流通孔を多数形成し、ボイスコイル・ボビンの内底部の近傍に設けられた気体注入孔から、コーン型の振動板と平面状の振動板との間に形成される空間及び該空間と連通するボイスコイル・ボビンの上部空間部に気体を、圧力を掛けながら注入するものである。
したがって、構造がきわめて複雑であるとともに、スピーカの組み立てに多くの工程を要し、口径の大きなスピーカの振動板としては必ずしも軽量で、剛性に優れるものとは言い得ない。
【０００７】
この発明はかかる現状に鑑み、振動板の製造がきわめて容易であって、しかも軽量で剛性を有する構造が簡単なスピーカを提供せんとするものである。
【０００８】
前記の目的を達成するため、この発明のスピーカは、
中心部に所要の径と長さの円筒状の空隙部を有し、かつ半径方向の断面が、ほぼ楕円形状であるリング状の中空体を、合成樹脂材料で成形して振動体とし、
この振動体の外周部を、フレームの内周部に直接固定するとともに、
振動体の前記空隙部内に、ボイスコイルに内接固定されたボイスコイル・ボビンの上端部を固定し、
少なくともエッジを用いることなく、振動系をフレームに固定するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の請求項２に記載の発明は、
前記振動体は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
中空体の外周部を、前記空隙部とほぼ平行となるよう直線状とし、当該部位をフレームの内周部に固定し、エッジ及びダンパーを用いることなく振動系をフレームに固定するよう構成したこと
を特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明の請求項３に記載の発明は、
前記振動体は、
請求項１又は２に記載のスピーカにおいて、
中空体の底面部に、中心部から外周方向に向けてコルゲーションを連続的に形成してダンパー機能を付与するとともに、該コルゲーションの最外周部をフレーム上に固定したこと
を特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカにおいて、
前記振動体は、
中空体の前記空隙部の上端開口部に、ダストキャップを装着したこと
を特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明の請求項５に記載の発明は、
前記振動体は、
請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカにおいて、
中空体の前記空隙部の上端開口部に、平板状の振動板を装着してダストキャップと兼用させたこと
を特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明の請求６に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカにおいて、
前記振動体は、
中空体の上面部に、当該中空体の外径よりも径の大きなダストキャップ兼用の振動板を設けたこと
を特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明の請求項７に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカにおいて、
前記振動体は、
中空体の上面部に、当該中空体の外径よりも径の大きなダストキャップ兼用の振動板を一体的に設けたこと
を特徴とするものである。
【００１５】
さらに、この発明の請求項８に記載の発明は、
請求項１〜７のいずれかに記載のスピーカにおいて、
前記振動体は、
対向する面に、任意の形状を有するキャビティを、所要の間隔を存して形成した上下１対の金型間に２枚のフィルムを配置し、当該フィルム間に窒素ガスを供給しながら所要形状のリング状の中空体を成形し、得た中空体の中心部の接合部を打ち抜いて円筒状の空隙部を形成したものであること
を特徴とするものである。
【００１６】
さらにまた、この発明の請求項９に記載の発明は、
請求項１〜８のいずれかに記載のスピーカにおいて、
前記振動体は、
中空体の内部に気体を注入し、大気圧以上に保持されていること
を特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るスピーカの好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１に示されるこの発明に係るスピーカ１は、中心部にポール２を設けたヨーク３、前記ヨーク３上に固定されるマグネット４、前記マグネット4上に固定されるプレート５からなる磁気回路と、前記磁気回路を構成するプレート５に固定されるフレーム６と、前記磁気回路に形成されたギャップ7内に配置されるボイスコイル８、前記ボイスコイル８を下端部に外装固定したボイスコイル・ボビン９、および前記ボイスコイル・ボビン９の外周部と前記フレーム６との間に設けられる振動体１０とからなる振動系によって構成されている。
【００１９】
前記振動体１０は、この発明のスピーカ１の要部をなすもので、図１で明らかなように、中心部に所要の径と長さの円筒状の空隙部１０ａが形成されたリング状の中空体からなるものである。
この中空体の半径方向の断面は、ほぼ楕円状となっているとともに、その外周部１０ｂは、前記円筒状の空隙部１０ａとほぼ平行となるよう形成されている。
【００２０】
かかる中空体からなる振動体１０は、図６に示すように、成形した際にリング状となるよう任意の形状の１対のキャビティａ，ａ及びキャビティｂ，ｂを所要の間隔を存して金型を構成する上型Ｍ1 と下型Ｍ2の相対する面に形成して成形される。
すなわち、前記金型間に２枚の合成樹脂製のフィルムＦ1 とＦ2 とを挟持し、これらフィルムＦ1 とＦ2 間に窒素ガスなどの気体Ｇを吹き込み、各フィルムＦ1 、Ｆ2を前記キャビティａ，ａ及びｂ，ｂの周壁に密着させ、図１に示す半径方向の断面がほぼ楕円形状の中空体を成形する。
ついで、得た中空体の中心部の接合部を、例えば、プレス機等で打ち抜き振動体１０としたもので、この振動体１０の中空部内には、大気圧以上で気体を注入する。
【００２１】
なお、実際の振動体１０の成形にあっては、中空体の成形と中空部への気体の注入は同時に行われるもので、金型を加熱しておき、気体を注入して中空体を成形したのち金型を冷却することによって、２枚のフィルムが中空体の中心部と外周縁部で一体的に接合され、気体は漏れることがない。
【００２２】
また、この実施例においては、塩化ビニール製のフィルムを使用したが、その他ポリプロピレンやゴム系の材料でもよく、その種類には特段の制限はない。
【００２３】
前記気体としては、窒素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、さらには酸素などを使用することができる。
その際、大気圧以上で中空部内に注入することによって、振動に際し、凹んだり、変形することのない強度を得られる。
注入するガス圧は、大気圧以上であればよく、設計上のパラメータとして選択するもので、金型の加熱温度は、材料により適宣決められるものである。
【００２４】
かくして得た中空体からなる振動体１０は、中空部内に気体が封入されているので、浮き輪のような形態をなし、その外周部１０ｂがフレーム６の内周部に、また、中心の空隙部１０ａにボイスコイル・ボビン９が接着剤等で固定される。
したがって、振動体１０は、一定の場所で平衡を保つこととなり、入力によるボイスコイル８の動きに対して、元の場所に戻ろうとする復元性を持つことになる。
【００２５】
また、振動体１０は、フレーム６側及びボイスコイル・ボビン９側に固定される長さに比例した中心保持力を持つことにもなるので、前記固定される長さを調整することで、エッジとダンパーの役割を有するようにすることも可能である。
【００２６】
さらに、振動体１０は、その内部には、ガスが大気圧以上の圧で充填封入されているので、ボイスコイル８からの振動を受けて凹んだり、変形することのない強度が得られ、振動板としての役目も持つと同時に、その材質、形状より、軽くて、かつ放射面積の広い振動部分を持つことができ、さらに、より少ない部品点数で振動系が構成できる。
【００２７】
なお、図１において、１１はボイスコイル８に接続するリード線、１２はフレーム６に取付けられた端子板、１３は振動体１０に形成された空隙部１０ａの上部開口部を覆って設けられたダストキャップである。
【００２８】
図２に示すスピーカ２０は、振動板をリング状の中空体で形成した振動体２１とするとともに、この振動体２１の中心部に形成された円筒状の空隙部２１ａ内に、ボイスコイル８を下端部に外装固定したボイスコイル・ボビン９の上端部を内装固定し、前記ボイスコイル・ボビン９の下端部をダンパー２２でフレーム６に固定した以外は、基本的に図１に示したスピーカ１と同じである。
【００２９】
このスピーカ２０は、中空体の半径方向の断面が変形した楕円状で、その外周部２１ｂとフレーム６との接触部位がきわめて少なく安定性を欠くので、ダンパー２２を使用して振動系を中心に保持させたもので、磁気回路等を構成する部材等はスピーカ１と同じ符号で示した。（以下同じ）
【００３０】
図３に示すスピーカ３０は、中空体の半径方向の断面が変形した楕円状で、中心部に円筒状の空隙部３１ａが形成されたリング状の中空体からなる振動体３１の底面部に、中心部から外周方向に向けてコルゲーション３１ｃを連続的に形成し、最外周部に位置するコルゲーション３１ｃを、フレーム６の内底面上に設けたリング状の固定部材６ａ上に接着剤等で固定し、ダンパー機能を持たせたものである。
したがって、振動体３１の外周部３１ｂとフレーム６との固定点を、きわめて少なくすることができる。
【００３１】
図４に示すスピーカ４０は、中心部に所要の径と長さの円筒状の空隙部４１ａが形成されたリング状の中空体からなるものである。
この中空体の半径方向の断面はほぼ楕円状で、その外周部４１ｂは、前記円筒状の空隙部４１ａとほぼ平行となるよう形成されている振動体４１を有するもので、図１に示したスピーカ１とほぼ同じものである。
【００３２】
このスピーカ４０は、図１のスピーカ１が空隙部１０ａの上端開口部をダストキャップ１３で封止しているに対し、振動体４１を構成する中空体の上面部に、ダストキャップを兼ねる板状の振動板４２を広い接合面積で接合させたものである。
このように中空体の中心部に形成される円筒状の空隙部４１ａを覆い、かつ振動板４２の外径をリング状の中空体の外径とほぼ等しいか、あるいは大きくすることによって、振動板４２が振動体４１の振動に追従して振動し、かつ、前記空隙部４１ａ内に塵埃等が侵入することを防止したものである。
【００３３】
なお、前記ダストキャップを兼ねる振動板４２は、紙、プラスチック、アルミなどの軽量な材質を使用して製作するものである。
その際、その大きさを、中空体の外径よりも多少大きく設定しても、大きくなった分の重量増加は、従来方式のスピーカ振動部分の重さと比較してもその差はなく、振動の損失に繋がるようなものではない。
【００３４】
図５に示されるスピーカ５０は、図４におけるダストキャップを兼ねる振動板４２に代えて、中心部の厚みを外周部の厚みよりも厚く形成した平板状の振動板５２を、中心部に円筒状の空隙部５１ａが形成されたリング状の中空体からなる振動体５１の上面に接合固定するとともに、この振動板５２の裏面中心部に円筒状の空隙部５１ａに内装したボイスコイル・ボビン９の先端部を直結させて振動の伝達効率をよくしたものである。
すなわち、振動板５２の中心部を外周部よりも厚くしているので、ボイスコイル・ボビン９を直結させても、ダストキャップを兼用する振動板５２に凹みや変形に対する強度的な問題が生じるおそれはないものである。
【００３５】
なお、図１〜図５に示すスピーカは、いずれもリング状の中空体の、外周部の所要の部位をフレームに直接固定するものとして説明したが、図２〜図３に示すスピーカにあっては、中空体外周部の所要の部位にエッジ（図示せず）を一体的に形成し、そのエッジの外周縁をフレームに取付けてもよい。
【００３６】
また、リング状の中空体は、半径方向の断面形状が、基本的にはその上面部の長さと下面部の長さが等しい楕円形であることが好ましいが、上面側の放射面積が大きい形状であれば逆台形状などであってもよく、その形状には特段の限定はないものである。
【００３７】
【発明の効果】
この発明のスピーカは、中心部に所要の径と長さの空隙部が形成されるリング状の中空体を合成樹脂材料で成形して振動体とし、この振動体の空隙部に、ボイスコイルに内接固定されているボイスコイル・ボビンの上端部を内装固定し、かつ振動体の外周部を直接又は間接的にフレームに固定し、少なくともエッジを使用せず、ダンパーを使用し、あるいは使用することなくフレームに振動系を保持させるよう構成しているので、重量を増加させることなく強度を高めることができ、変形を防止しするとともに、放射面積が大きく取れるため、出力効率の高いスピーカが得られる。
【００３８】
特に、この発明においては、振動体を構成するリング状の中空体を成形するに際し、２枚のプラスチックフィルムを使用したブロー成形によって簡単かつ容易に成形できるため、生産性とコスト面で優れたスピーカが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るスピーカの一形態を示す一部切欠き断面図である。
【図２】  この発明に係るスピーカの他の形態を示す一部切欠き断面図である。
【図３】  この発明に係るスピーカのさらに他の形態を示す一部切欠き断面図である。
【図４】  この発明に係るスピーカのさらに他の形態を示す一部切欠き断面図である。
【図５】  この発明に係るスピーカのさらに他の形態を示す一部切欠き断面図である。
【図６】  この発明のスピーカを構成する振動体の成形方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１       スピーカ
２       ポール
３       ヨーク
４       マグネット
５       プレート
６       フレーム
７       ギャップ
８       ボイスコイル
９       ボイスコイル・ボビン
１０     リング状の中空体からなる振動体
１０ａ   中空体の空隙部
１０ｂ   中空体の外周部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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