(57)【要約】【課題】音質に優れ、かつ低コスト化と構成部品の再利用が可能で、かつ製造が容易で、かつ廃棄処理も容易で環境負荷の少ないスピーカを提供する。【解決手段】スピーカ１は、磁気回路２と、ボビン３に巻回され、磁気回路２のギャップ内に配置されて前後に振動するボイスコイル４と、ボビン３に接合される振動板５と、エッジ６と、ダンパー７と、ボビン３の前面側を覆うダストキャップ８と、ガスケット９と、フレーム１０とを備えている。フレーム１０の材料としてバルカナイズドファイバを用いるため、スピーカ１の廃棄時の分離解体作業が容易になり、またフレーム１０を土中に埋めても、分解作用が短期に完了するため、環境負荷の少ないスピーカ１を実現できる。【選択図】図１
2007325221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルカナイズドファイバを材料として形成されるフレームと、
前記フレームに固定される磁気回路と、
ボビンに巻回され、前記磁気回路のギャップ内に配置されて前後に振動するボイスコイルと、を備えることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記ボイスコイルに交流電流を供給するリード線と、前記フレームに取り付けられ、前記リード線と直接接続される導電性の端子を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記フレームは、成形された前記バルカナイズドファイバの中に含浸する、あるいは表面を覆い膜を形成する防水剤を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記フレームと前記磁気回路内のトッププレートとの接触面に付着される接着部材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項５】
バルカナイズドファイバを材料とするシートに水分を含ませて膨潤かつ軟化させる工程と、
前記膨潤かつ軟化させたシートをプレスして、スピーカのフレーム形状に成形する工程と、
前記フレーム形状に成形したシートの外周部および窓孔部を、抜き型を用いて打ち抜いてフレームを形成する工程と、を備えることを特徴とするスピーカの製造方法。
【請求項６】
前記膨潤かつ軟化させる工程では、前記シートを温水に浸漬し、前記温水の温度を前記シートの厚さに応じた温度に設定し、かつ前記温水に浸漬する時間を前記シートの厚さに応じて設定することを特徴とする請求項５に記載のスピーカの製造方法。
【請求項７】
前記プレスする工程では、プレスに用いる上型と下型とが完全には密着しない状態でプレスする処理の後に、前記上型と前記下型とが完全に密着する状態でプレスすることを特徴とする請求項５または６に記載のスピーカの製造方法。
【請求項８】
形成された前記フレームの孔に導電性の端子を取り付けて、ボイスコイルに交流電流を供給するリード線を前記端子にて直接接続する工程をさらに備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のスピーカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種音響機器や情報通信機器などに使用されるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカは、オーディオ機器だけでなく、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）や携帯電話、ゲーム機器などの種々の電子機器に幅広く利用されている。
【０００３】
最近では、各種電子機器を廃棄する際の環境負荷を軽減する方策が種々検討されており、スピーカについても、環境負荷を軽減可能な材料を用いるのが望ましい。
【０００４】
現在市販されているスピーカのフレームは一般に、金属材料か樹脂製材料を用いて形成されている。金属材料を用いる場合、薄板鋼板やアルミ板のプレス成形か、あるいは亜鉛合金やアルミ合金などの金属合金材料の鋳造が行われる。樹脂製材料を用いる場合、熱可塑性樹脂の射出成形が行われる。
【０００５】
金属製フレームは、トッププレートなどの周辺部材に対して、かしめなどで強固に接合されるのが一般的である。このため、組上がった状態から金属製フレームだけを分離する作業は困難であり、分離作業に要する処理費用がかさみ、結果として廃棄処理コストが増大してしまう。このような事情で、金属製フレームを採用したスピーカでは、廃棄する際に金属製フレームを分離する作業を行わずに、そのまま土中に埋めるなどの廃棄処理を行っており、環境保護に反するとともに、部品の再利用も行っていなかった。
【０００６】
また、金属製フレームは、振動板が音響信号に応じて振動する際に、フレーム自体が自己共振を起こしやすく、その自己共振周波数が可聴周波数帯域に現れて、スピーカの再生音質を著しく劣化させるという問題がある。
【０００７】
一方、樹脂製フレームは、金属製フレームよりも分離作業が容易であるが、現行の家電リサイクル法では、樹脂はリサイクルの対象となっていないため、分離したフレームを土中に埋めて廃棄するのが一般的である。
【０００８】
しかしながら、樹脂は金属に比べて土中や水中での経時変化が極めて少ないため、半永久的に分解せず、十分な環境保護が図れないという問題がある。
【０００９】
このような問題に対処すべく、フレームをパルプで抄紙成形したスピーカが提案されている（特許文献１の請求項１参照）。
【特許文献１】特開2001-36988号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の段落００２７には、「ファインパルプモールド成形のフレームを使ったスピーカは分離もしくは解体が容易である。例えば、スピーカユニット全体を紙の発火点まで加熱することにより紙部分のみ燃焼し金属部材のみ取り出すことができる。さらには、スピーカ全体を水中で一定時間放置すればフレームはパルプ溶液に変じる。このように分離解体の容易さにおいて紙製フレームは再資源化に要するコストを低く抑えることができる」、と記載されている。
【００１１】
また、特許文献１の段落００２８は、「埋め立てによる廃棄処分では、例えば単に土中埋め立てをする場合、紙製フレームは他の材料と異なり大きな利点がある。紙は木材と同じく土中バクテリアによる分解作用が短期に完了する。これは環境負荷が低いことを意味する。他方、鉄製フレームは紙に比べて長期となり、樹脂フレームに至っては極めて長期を要するかほとんど分解作用を受けない」、と記載されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１では、ファインパルプモールドの欠点であるプレスによる剪断加工性の悪さを補償するために、パルプの叩解工程、抄造成形工程および乾燥工程の後に、炭化工程を追加する必要があり、作業工程が多くて複雑となり、製造コストが増大するという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、音質に優れ、かつ低コスト化と構成部品の再利用が可能で、かつ製造が容易で、かつ廃棄処理も容易で環境負荷の少ないスピーカおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によれば、バルカナイズドファイバを材料として形成されるフレームと、前記フレームに固定される磁気回路と、ボビンに巻回され、前記磁気回路のギャップ内に配置されて前後に振動するを備えることを特徴とするスピーカが提供される。
【００１５】
また、本発明の一態様によれば、バルカナイズドファイバを材料とするシートに水分を含ませて膨潤かつ軟化させる工程と、前記膨潤かつ軟化させたシートをプレスして、スピーカのフレーム形状に成形する工程と、前記フレーム形状に成形したシートの外周部および窓孔部を、抜き型を用いて打ち抜いてフレームを形成する工程と、を備えることを特徴とするスピーカの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、音質に優れ、かつ低コスト化と構成部品の再利用が可能で、かつ製造が容易で、かつ廃棄処理も容易で環境負荷の少ないスピーカを実現できる。具体的には、本発明は、フレームの材料としてバルカナイズドファイバを用いる。バルカナイズドファイバは、分離解体作業が容易であり、土中バクテリアによる分解作用を短期に完了させることができる。このため、分離解体したバルカナイズドファイバからなるフレームを土中に埋めても、環境に与える影響が少ない。
【００１７】
また、バルカナイズドファイバをフレーム材料として用いることで、振動板の振動に伴うフレームの自己共振による音の歪が抑制でき、音質に優れたスピーカを実現できる。
【００１８】
さらには、バルカナイズドファイバをフレーム材料として用いると、フレームの製造工程を簡素化できる。また、金属製フレームのようなフレームの防錆めっき工程は不要となり、フレーム自体の絶縁性が高いため、フレームにリード線接続用の金属製端子を直接取付可能である。これにより、絶縁性の端子板が不要となり、部品点数削減による低コスト化と小型軽量化が可能となり、製造工程も簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態によるスピーカ１の断面構造を示す図である。図１のスピーカ１は、いわゆる外磁型の動電型スピーカ１であり、磁気回路２と、ボビン３に巻回され、磁気回路２のギャップ内に配置されて前後に振動するボイスコイル４と、ボビン３に接合されるコーン形振動板（以下、単に振動板と呼ぶ）５と、エッジ６と、ダンパー７と、ボビン３の前面側を覆うダストキャップ８と、ガスケット９と、フレーム１０とを備えている。
【００２１】
磁気回路２は、前後方向に着磁されるマグネット１１と、マグネット１１の前面に接合されるトッププレート１２と、マグネット１１の底面に接合されるボトムヨーク１３とを有する。
【００２２】
ボイスコイル４に接続されるボイスコイルワイヤ１７は、振動板５の表面に沿って配設されて、振動板５の孔の付近でリード線１４に接続されている。リード線１４は、ボイスコイルワイヤ１７に交流電流を供給するためのものである。
【００２３】
ボイスコイルワイヤ１７とリード線１４は直接半田にて接合される場合と、振動板５に取り付けられたハトメを介して半田にて接合される場合がある。
【００２４】
図２（ａ）と図２（ｂ）はボイスコイルワイヤ１７とリード線１４との接合を説明する図であり、図１の点線部２０を拡大した図である。図２（ａ）は両者を直接半田２１にて接合する場合、図２（ｂ）は両者をハトメ２２を介して接合する場合を示している。
【００２５】
図２（ａ）の場合、振動板５の孔を通してリード線１５を振動板５の前面側に引き出して、ボイスコイルワイヤ１７と半田２１にて接合する。一方、図２（ｂ）の場合、振動板５の孔にハトメ２２を取り付けて、リード線１４をハトメ２２に通してボイスコイルワイヤ１７と半田２１にて固定する。
【００２６】
図２（ａ）と図２（ｂ）のいずれの場合も、ボイスコイルワイヤ１７は振動板５の前面に接着剤２３にて固定される。
【００２７】
図１の振動板５は、その内周部がボビン３に接合され、外周部がエッジ６を介してフレーム１０の上段部に支持されている。ダンパー７は、その内周部がボビン３に接合され、外周部がフレーム１０の底部の前面に接合されている。フレーム１０の底部の底面には、トッププレート１２の前面がネジ１６によって接合されている。
【００２８】
本実施形態では、フレーム１０の材料として、バルカナイズドファイバを用いている。バルカナイズドファイバは、コットンパルプや木材パルプを材料とする原紙を塩化亜鉛溶液に浸し、任意の厚さに積層後に、水洗によって塩化亜鉛溶液を十分に除去し、乾燥工程を経て得られる化学的に中性で緻密な組織からなる天然セルロース１００％の天然素材である。
【００２９】
なお、フレーム１０に用いられるバルカナイズドファイバには、必要に応じて、環境性に適合した適量のハロゲン系有機化合物などを含有させて、難燃処理を施してもよい。
【００３０】
図３は本実施形態に係るスピーカ１の製造工程を順に説明する工程図である。以下、図３を参照して、製造工程を説明する。まず、図３（ａ）に示す浸漬工程を行う。この工程は、バルカナイズドファイバを用いるが故に必要となる特有の工程である。
【００３１】
バルカナイズドファイバは、シート状態でも高い強度を持っており、通常の紙や繊維素材に比べて硬いため、そのままではフレーム１０の形状に成形できない。そこで、バルカナイズドファイバのシート３１を温水３２に浸漬させて膨潤させて柔軟性を持たせる。この工程により、ようやくフレーム形状への加工が可能となる。
【００３２】
浸漬する温水３２の温度と時間は重要な要素であり、例えば、約６０°〜８０°の温度に設定した状態で、数時間バルカナイズドファイバを温水３２に浸す。なお、使用するバルカナイズドファイバの厚さにより、温度と浸漬時間を最適な条件に設定するのが望ましい。
【００３３】
なお、バルカナイズドファイバからなるシート３１を温水３２に浸漬する代わりに、このシート３１を高温のスチーム下に置いたり、シート３１に高温のスチームを吹き付けたりして、軟化させてもよい。
【００３４】
次に、図３（ｂ）に示すプレス成形を行う。バルカナイズドファイバは、図３（ａ）に示す浸漬工程を行っても、ある一定の強度を保っており、振動板５に用いる木材パルプほどは成形性がよくない。このため、一回の成形プレスで最終形状を得ようとすると、部分的にシワができたり、亀裂が生じたりする。そこで、複数回の成形プレスで最終形状に加工する、いわゆる多段階プレスを採用するのが望ましい。
【００３５】
図３（ｂ）では、２回の成形プレスを採用した例を示している。１回目の成形プレス（図３（ｂ）の工程Ｓ２）は、プレス機の上型３３と下型３４を完全には密着しない位置に配置して勘合を抑制する浅いプレスを行う。これにより、バルカナイズドファイバをお椀型の形状に成形する。その後、いったん上型３３と下型３４を元の位置に戻し（図３（ｂ）の工程Ｓ３）、その後に、上型３３と下型３４を完全に密着させる最終プレスを行う（図３（ｂ）の工程Ｓ４）。
【００３６】
成形プレスの回数は、バルカナイズドファイバの厚さ等に依存するが、２回以上の複数回の成形プレスが必要である。
【００３７】
プレス成形工程が終了すると、次に図３（ｃ）に示す切断工程を行う。この工程では、抜き型３５を用いて、フレーム１０形状に成形したシート３１の外周と窓孔部分を打ち抜いて、フレーム１０を完成させる。
【００３８】
以上の工程にて完成したフレーム１０は、使用環境に応じて、防水加工を施して湿度に対して変形しにくくすることができる。この場合、例えば、ポリエステルやラッカーなどの防水剤をフレーム１０に塗布、吹きつけあるいは浸漬する等して、バルカナイズドファイバの中に含浸して、あるいは表面に防水膜を形成して防水処理を行う。
【００３９】
バルカナイズドファイバを用いて製造したフレーム１０は、耐食性に優れるため、金属製フレームに施される防錆めっきは不要となる。
【００４０】
上述したように、本実施形態によるフレーム１０は、簡易な工程で製造でき、大がかりな製造設備も不要で、かつ使用する材料も安価であるため、金属製フレームや樹脂フレームよりも製造コストの低減が図れる。
【００４１】
次に、フレーム１０のスピーカ１への組み付けについて説明する。フレーム１０とトッププレート１２は、図１に示すように、ネジ１６にて接合される。ネジ１６と併用して、フレーム１０とトッププレート１２の接合面をゴム系の接着剤で接着してもよい。これにより、振動を抑制できる。
【００４２】
なお、フレーム１０とトッププレート１２を接合する際には、ネジ１６以外の各種の接合方法を用いてもよいが、バルカナイズドファイバの破断を防止する観点からはネジ１６が優れている。
【００４３】
フレーム１０とエッジ６やダンパー７との接合には、例えばゴム系の接着剤が用いられる。金属製フレームの場合、フレーム１０に直接金属部品を取り付けることはできないが、本実施形態のフレーム１０は絶縁材料であるため、金属製の端子１５等を直接フレーム１０に取り付けることができる。これにより、絶縁材料からなる端子板を省略することができ、部品コストを削減できるとともに、小型軽量化が可能となる。
【００４４】
次に、本実施形態によるスピーカ１の特性について説明する。図４は本実施形態によるスピーカ１の出力音圧周波数特性を示す図、図５は全高調波歪率特性を示す図である。
【００４５】
本実施形態によるスピーカ１は、金属製のフレーム１０と比べて、フレーム１０への磁気漏洩による有効磁束のロスが無い分、有効磁束が多くなり、出力音圧周波数特性は優れたものになり、出力音圧レベルが高くなる。
【００４６】
また、バルカナイズドファイバをフレーム１０の材料として用いることにより、フレーム１０自身の自己共振による音の歪が抑制される。図５では、金属製フレームを用いたスピーカの歪率特性を点線３０で示している。図示のように、金属製フレームは、本実施形態のフレーム１０に比べて、共振による歪が多くなる。
【００４７】
このように、本実施形態では、フレーム１０の材料としてバルカナイズドファイバを用いるため、スピーカ１の廃棄時の分離解体作業が容易になり、またフレーム１０を土中に埋めても、分解作用が短期に完了するため、環境負荷の少ないスピーカ１を実現できる。
【００４８】
また、バルカナイズドファイバを用いることで、振動板５の振動に伴うフレーム１０の自己共振による音の歪が抑制でき、スピーカ１の音質向上が図れる。
【００４９】
さらに、金属製フレームを用いる場合と比べて、フレーム１０の製造工程を簡略化でき、特に、防錆めっき工程が不要となり、フレーム１０の絶縁性能も高いため、フレーム１０にリード線１５接続用の金属製端子を直付けでき、絶縁性の端子板が不要となり、部品コストも削減でき、小型軽量化が図れる。
【００５０】
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態の構造のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５１】
例えば、本実施形態の磁気回路２は外磁型であったが、内磁型であっても構わない。スピーカの駆動方式についても、本実施形態のような動電型に限らず、電磁型、圧電型、あるいは静電型などの他の方式も適用可能である。また、振動板５も、コーン形に限定されるものではなく、ドーム形状や他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態によるスピーカ１の断面構造を示す図。
【図２】図２（ａ）と図２（ｂ）はボイスコイルワイヤ１７とリード線１４との接合を説明する図。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は本実施形態に係るスピーカ１の製造工程を順に説明する工程図。
【図４】本実施形態によるスピーカ１の出力音圧周波数特性を示す図。
【図５】本実施形態によるスピーカ１の全高調波歪率特性を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１  スピーカ
２  磁気回路
３  ボビン
４  ボイスコイル
５  振動板
６  エッジ
７  ダンパー
８  ダストキャップ
９  ガスケット
１０  フレーム
１１  マグネット
１２  トッププレート
１３  ボトムヨーク
１４  リード線
１５  端子
１６  ネジ
１７  ボイスコイルワイヤ
２１  半田
２２  ハトメ
２３  接着剤
３１  シート
３２  温水
３３  上型
３４  下型
【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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