(57)【要約】【課題】スピーカの、固定部と可動部のジョイント部品に多孔質のプラスティック材料を使うことができるが、多孔質プラスティック材料の圧縮伸張方向の弾力性の変位と力の線形性が極めて悪く、良好な音響特性が得られない。【解決手段】フレームとコーンのジョイント部に、コーンの運動方向と直角方向に圧縮した状態で、多孔質プラスティック材料を用いる。【選択図】図１
2013074618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカのフレームとコーンを連結する部分をジョイント部とし、
コーンのジョイント部との接触面を接触面Ａとし、
フレームとジョイント部との接触面を接触面Ｂとし、
接触面Ａと接触面Ｂがスピーカのコーンの運動方向と平行であることを第１の特徴とし、
ジョイント部が多孔質プラスティック材料であることを第２の特徴とし、
ジョイント部が、接触面Ａと接触面Ｂによって圧縮された状態で組み立てられていることを第３の特徴とし、
上記、第１と第２と第３の特徴を有するジョイント部。
【請求項２】
請求項１に定義のジョイント部が、｛多孔質プラスティック、  そしてまたは  天然繊維、そしてまたは  金属繊維、そしてまたは  プラスティック繊維｝との複合材料で構成されていることを第４の特徴とするジョイント部。
【請求項３】
請求項１または請求項２に定義するジョイント構造において、接触面ＡまたはＢと垂直方向に｛金属  または  プラスティック  または  紙  または  木質｝の薄板を織り込んだことを第５の特徴とするジョイント部。
【請求項４】
請求項１と２と３に定義するジョイント構造において、
接触面Ａ  または  接触面Ｂ  に接着剤を使わないことを第６の特徴とし、
ジョイント部の接触面Ａがコーンの振動方向にずれないよう、コーン側に、はみ出し止めの構造を有することを第７の特徴とし、
ジョイント部の接触面Ｂがコーンの振動方向にずれないよう、フレーム側に、はみ出し止めの構造を有することを第８の特徴とし、
上記、第６と｛第７と第８｝または｛第７または第８｝の特徴を有するジョイント部。
【請求項６】
請求項１と２と３と４と５に定義するジョイント部を有するスピーカまたはそのスピーカを有する音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【用語の定義】
【０００１】請求項を含む全文を通じ、｛｝内の内容は｛｝外の内容に優先して意味を持つものとする。
【技術分野】
【０００２】スピーカのダンパやエッジの構造と材料
【背景技術】
【０００３】近年、スピーカの｛小型化、細型化、薄型化｝に伴って、性能確保のための技術開発や製造方法の開発が盛んである。全体の形状が小さくなると、要求される性能を満足するには多くの難しい課題を解決しなければならない。それらの課題の中に、｛ボイスコイルとコーンをしっかり支え｝、｛コーンやボイスコイルを自由に動かし｝、｛空気の流れを遮断する｝というような、それぞれ相矛盾するファクターがある。エッジとダンパについては、構造や材質は多様であるが、いずれも寸法上の制約があって選択肢は広くない。設計現場では、遭遇する矛盾要因について妥協点を探り、決定しているのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】スピーカの｛可動部を固定部と連結する機能｝をジョイント部とし、
ジョイント部のコーンとの接触面を接触面Ａとし、ジョイント部のフレームとの接触部を接触面Ｂとし、
接触面Ａと接触面Ｂがスピーカのボイスコイルの運動方向と平行となるような構造とする。ジョイント部品を、変形が自在な多孔質プラスティック材料またはそれに類似の材料で作る。なおかつ、ジョイント部を接着面に垂直の方向に圧縮した状態で組み上げる。
ジョイント部には以下の第１から第４の機能がある。
【０００５】第１に、ボイスコイルの磁気ギャップに対する｛水平センタリングと垂直センタリング｝
第２に、ボイスコイルの｛駆動力と変位｝の関係を一定に保ち、かつ低音再生における過大振幅を抑制する。
第３に、接触面Ａと接触面Ｂの｛異質材料による振動伝搬特性の不連続性｝に起因する｛定在波や共振｝で発生する異常音の抑制。
第４に、ジョイント部の裏と表の圧力差に負けないジョイント部の振動方向の強度。
第５に、ジョイント部の｛機械的寸法精度のバラツキや組み立て精度｝がスピーカの信頼性に与える影響が大きい。
【０００６】本案発明によって、上記の条件を満足する範囲を従来方式よりも大幅に広げることができる。
【０００７】［図１］は本案発明の一実施例の原理説明図である。
１は音響放射板のコーン、２は固定部のフレーム、３はコーンを支えるジョイント部、４の矢印はコーンの運動の方向である。
横軸Ｘはフレームとコーンの中心軸のずれ方向、縦軸Ｙはコーンの運動方向を示す。
【０００８】［図１］（ａ）はコーンが静止している状態を示す。
［図１］（ｂ）はコーンが矢印方向に動いた場合の状態を示す。
［図１］（ｃ）はコーンが矢印方向に動いた場合の状態を示す。
【０００９】ジョイント部の接触面Ａはコーンの振動に追従するよう｛接着または固定｝されている。ジョイント部の接触面Ｂはフレームに｛接着または固定｝されている。
コーンが振動すると、ジョイントの接触面Ａは図中矢印の方向に上下する。
この上下運動によって、ジョイント部は菱形に変形して応力を生む。
ジョイント部はフレームとコーンによって挟まれ、静止状態で圧縮されていることから、コーンの上下運動に対し伸張できる状態にある。ジョイント部の変位と応力の関係の直線性は極めて良い。
また、上方向と逆方向とのジョイント部の｛変位と応力｝の関係が対称であることから、第２高調波が極めて少ない。
【００１０】また、ジョイントが多孔質であることから、ジョイント内部で振動エネルギーを吸収するので、コーンの端面に近い部分での振動エネルギーの反射が軽減され、反射による局部共振が軽減される。
【００１１】［図２］は図１のジョイント部の性質の説明図である。
図２の図１と同番号は同機能である。
５はジョイント部をフレームとコーンによって圧縮する方向を示す。
６はジョイント部が圧縮されていない状態、すなわち図（ａ）の状態でコーンを縦軸方向に動かしたときの｛変位と応力｝の関係である。
７はジョイント部が横軸方向に圧縮されている場合、すなわち図（ｂ）の状態でコーンを縦軸方向に動かしたときの｛変位と応力｝の関係を示すグラフである。
８はジョイント部が横軸方向に圧縮されている場合、すなわち図（ｂ）の状態でジョイント部をコーンの中心軸に垂直に変位させたときの、｛変位と応力｝の関係を示すグラフである。
Ｙはコーンの振動方向の変位、Ｆｙは、Ｙ軸方向のジョイント部のＹ軸方向の変位に対する応力である。
Ｘはコーンの振動方向に垂直方向の変位、Ｆｘは、Ｘ軸方向のジョイント部のＸ軸方向の変位に対する応力である。
【００１２】［図２］（ａ）はジョイント部が圧縮されていない場合の形状を示す。
［図２］（ｂ）はジョイント部が横軸方向に圧縮されている場合の形状を示す。
［図２］（ｃ）はジョイント部が圧縮されていない場合のジョイント部の縦軸方向の｛変位と応力｝関係の説明図である。
［図２］（ｄ）はジョイント部が横軸方向に圧縮されている場合のジョイントの縦軸方向の｛変位と応力｝の関係の説明図である。
［図２］（ｅ）はジョイント部が横軸方向に圧縮されている場合のコーンの中心軸に垂直な方向のジョイント部の｛変位と応力｝の関係の説明図である。
【００１４】ジョイント部の素材が多孔質のプラスティック材料の場合、自由形状の状態では、圧縮に対してはフレキシブルであるが、伸張に対しては応力が大きく、ほとんど伸びない。このことは、圧縮に対してはシワが発生することで、簡単に変形するが、伸張に対しては、素材の引っ張り弾性率との関係で変形することから、圧縮と伸張の応力に大きな違いが出るものと考えられる。
【００１５】従って、ジョイント部が自由形状の状態で、フレームとコーンに接着していると、コーンの振動方向に対して｛直線性を確保した可動範囲｝は狭くなる。この特性を図２（ｃ）グラフ６に示す。グラフ６は、振動方向Ｙの変位に対する応力Ｆｙが急激に大きくなることを示している。
【００１６】ジョイント部品を圧縮した状態でフレームとコーンに接着した場合、ジョイント部品の伸張に対する｛直線性を確保した可動範囲｝は、広くなる。この特性を図２（ｄ）グラフ７に示す。グラフ７は、振動方向Ｙの変位に対する応力Ｆｙが広範囲にわたり直線性を維持していることを示している。
【００１７】ジョイントが圧縮された状態でフレームとコーンに挟まれることによって、コーンの中心軸と垂直方向の変位に対するジョイント部品の応力は大きくなる。
従って、コーンの中心軸の安定性が増す。この特性を図２（ｅ）のグラフ８に示す。
【００１８】［図３］はジョイントの内部に、コーンの中心軸に垂直な方向のスティフネスを補強するために板材を組み込んだ状態の説明図である。
図１、図２、と同番号は同機能である。９は横軸方向スティフネスの補強材料。
９は横軸方向のスティフネスの特性図。
１０は縦軸方向のスティフネスの特性図である。
［図３］（ａ）はコーンが自由状態の図を示す。
［図３］（ｂ）はコーンが矢印の方向に動いた場合のジョイント部の変形を示す。
［図３］（ｃ）はコーンが矢印の方向に動いた場合のジョイント部の変形を示す。
［図３］（ｄ）はジョイント部の縦軸方向の｛変位と応力｝の関係の説明図である。
［図３］（ｅ）はジョイントの縦軸方向の｛変位と応力｝の関係の説明図である。
【００１９】コーン中心軸とフレーム中心軸にぶれが生じると、コーンと直結しているボビンの磁気ギャップに対する中心軸がずれ、スピーカの再生特性に致命的な障害が発生する。従ってジョイント部はコーンの振動方向には動くが、中心軸のぶれは最小限に抑えなければならない。コーンやボビンの、何らかの条件で発生するアンバランスにより、局部的な異常振動が発生することがある。このような異常振動は｛異常音の発生や破壊｝の原因になり、回避されなければならない。そのため、できる限り、コーンとフレームの中心軸のずれが生じない構造が望ましい。
【００２０】本案発明のジョイント部は素材が変形自在な素材により構成されていることから、横方向の軸のぶれについては問題が発生しないよう設計されなければならない。
図３（ａ）の３、ジョイント部は内部に、９なる板材がサンドイッチ状に組み込まれている様子を示す。板材は図のようにコーンの中心軸に垂直に設けられていることから、ジョイント部の横方向の変形に対し応力を大きくする効果がある。
コーンの振動方向の変位に対して、９の板材の位置関係はジョイント部の変形に逆らわず変形する。
【００２１】図３（ｂ）と図３（ｃ）はその板材の位置の変形の様子を示す。
図３（ｄ）は、｛コーンの振動方向｝のジョイント部のスティフネスの特性を示す。
横軸はコーンの振動方向の変位Ｘを示す。縦軸はその変位に対するジョイント部の応力Ｘである。変位Ｘに対する応力Ｙの比例範囲は広範囲であることを示す。
図３（ｅ）は、｛ジョイント部の板材８の効果｝による｛コーンの中心軸に垂直方向｝のジョイント部のスティフネスの特性を示す。横軸はコーンの中心軸に垂直な変位Ｙを示す。縦軸はその変位に対するジョイント部の応力Ｙである。変位Ｘに対し応力Ｙは急激に大きくなり、中心軸のぶれに対し効果的な特性であることを示す。
【００２２】［図４］はジョイント部の接触面Ａと接触居面Ｂの接触面に接着剤を用いない場合の説明図である。１１，１２，１３，１４はジョイント部が振動方向にずれが生じないようはみ出し止めである。ジョイント部は｛振動方向の垂直方向｝に圧縮されて組み込まれていることから、小さなはみ出し止めの構造を設けることにより、振動方向にずれることはない。組み立て工程から、ジョイント部の接着工程を省略できることは、製造工程の簡素化に効果が大きい。
【００２３】以上の説明のとおり、本案発明のジョイント構造はスピーカのダンパやエッジに要求される機能を満足する。
【発明の効果】
【００２４】線形性と線形性範囲の改善、
コーンやエッジの局部共振の軽減
エッジとダンパを同一部品で構成する簡素な構造
フレームとコーンのジョイントに、接着剤を使う必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】小型、細身型、平型、などの窮屈な寸法のスピーカへの応用
小型で広いダイナミックレンジを持つスピーカへの応用
【実施例】
【００２６】上記に同じ
【産業上の利用可能性】
【００２７】より｛細型、薄型、平型、小型｝のスピーカ
｛細型、薄型、平型、小型｝スピーカの性能改善
音響機器のデザインの自由度を広げる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本案発明の一実施例の構造説明図
【図２】本案発明の一実施例の構造説明図
【図３】本案発明の一実施例の構造説明図
【図４】本案発明の一実施例の構造説明図
【図１】
2013074618.tif 000003
【図２】
2013074618.tif 000004
【図３】
2013074618.tif 000005
【図４】
2013074618.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月9日(2011.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカのフレームとコーンを連結する部分をジョイント部とし、
コーンのジョイント部との接触面を接触面Ａとし、
フレームとジョイント部との接触面を接触面Ｂとし、
接触面Ａと接触面Ｂがスピーカのコーンの運動方向と平行であることを第１の特徴とし、
ジョイント部が多孔質プラスティック材料であることを第２の特徴とし、
ジョイント部が、接触面Ａと接触面Ｂによって圧縮された状態で組み立てられていることを第３の特徴とし、
上記、第１と第２と第３の特徴を有するジョイント部。
【請求項２】
請求項１に定義のジョイント部が、｛多孔質プラスティック、そしてまたは  天然繊維、そしてまたは  金属繊維、そしてまたは  プラスティック繊維｝との複合材料で構成されていることを第４の特徴とするジョイント部。
【請求項３】
請求項１または請求項２に定義するジョイント構造において、接触面ＡまたはＢと垂直方向に｛金属  または  プラスティック  または  紙  または  木質｝の薄板を織り込んだことを第５の特徴とするジョイント部。
【請求項４】
請求項１と２と３に定義するジョイント構造において、
接触面Ａ  または  接触面Ｂ  に接着剤を使わないことを第６の特徴とし、
ジョイント部の接触面Ａがコーンの振動方向にずれないよう、コーン側に、はみ出し止めの構造を有することを第７の特徴とし、
ジョイント部の接触面Ｂがコーンの振動方向にずれないよう、フレーム側に、はみ出し止めの構造を有することを第８の特徴とし、
上記、第６と｛第７と第８｝または｛第７または第８｝の特徴を有するジョイント部。
【請求項５】
請求項１と２と３と４と５に定義するジョイント部を有するスピーカまたはそのスピーカを有する音響再生装置。