JP2009296233A - ドーム型振動板及びこれを用いたスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 低コスト化を図りつつ周波数特性を良好にする。
【構成】 スピーカ１に使用されるドーム型振動板２０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムをフィルム基材２１とし、中央部位に設けられたドーム状の第１振動部ａと、第１振動部の外周部位に設けられた環状の第２振動部ｂとを有している。最も特徴的であるのは、第１振動部ａにおいて、フィルム基材２１、感熱性接着樹脂フィルム２２３、繊維状シート２２２及びトップシート２２１が順次的に積層された構造となっている点である。即ち、感熱性接着樹脂フィルム２２３が接着時の加熱により溶け、繊維状シート２２２の中に入り込んで繊維状シート２２２の全体が硬化し、これにより第１振動部ａの軽量化及び高剛性を図るようになっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、小型スピーカやマイクロフォン等に使用されるドーム型振動板及びこれを用いたスピーカに関する。

携帯電話等を代表例とする各種電気機器の小型化及び薄型化に伴って、これらの電気機器に内蔵されるスピーカの小型化及び薄型化も要求されている。そして、小型化及び薄型化だけでなく音質も非常に優れたスピーカとして図７に示すようなドーム型振動板を有したスピーカがある。

図中１００は磁性材料からなり中央部に有底円筒部１１０を有するフレームヨーク、２００は有底円筒部１１０内の底部に固着された円柱状のマグネット、３００はマグネット２００の上面に固着された円板状のポールピースである。有底円筒部１１０、マグネット２００及びポールピース３００によりスピーカの磁気回路が構成されている。有底円筒部１１０の内周面とポールピース３００の外周面との隙間に環状の磁気ギャップＧが形成されている。

図中５００はフレームヨーク１００の外縁部に固着されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂製の円形状のドーム型振動板であって、剛性を高めるために外周縁部分を除いて２層構造となっている。ドーム型振動板２００の下面には円筒状のボイスコイル４００が取り付けられている。この状態でボイスコイル４００が磁気ギャップＧ内に位置している。ドーム型振動板５００とボイスコイル４００とでスピーカの振動系が構成されている。

上記した構造のスピーカにおいて、図外の端子を通じて増幅された音声信号をボイスコイル４００に入力すると、ボイスコイル４００とマグネット２００との間の電磁作用によりボイスコイル４００と共にドーム型振動板５００が振動し、音声信号に応じた音を再生するようになっている。

また、高音質再生のスピーカの振動板に求められる条件は、軽量、高剛性及び適度な内部損失であることから、特許文献１に開示されたものにおいては、２層構造とし、特許文献２又は３に開示されたものにおいては、フィルム基材の表面上に薄膜を作成している。
特許第３６４３８５５号公報 特開昭５２−９３３１７号公報 特開２００５−１１００９２号公報

しかしながら、スピーカの周波数特性を一層良好にするには、振動板の中央部に位置するドーム部については、高域の周波数成分を良好に再生するためにその物理的特性として剛性の向上が要求される一方、ドーム部の外周を囲むエッジ部については、低域の周波数成分を良好に再生するためにその物理的特性として柔軟性の向上が要求される。

このようにドーム部とエッジ部との双方に要求される物理的特性については相反する面があり、スピーカの小型、軽量、薄型化の要請を図ることも要請されることから、上記物理的特性を満たす振動板を開発することは現実問題として非常に解消困難な課題である。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、僅かな改良でありながら周波数特性を現状以上に良好にすることが可能なドーム型振動板及びこれを用いたスピーカを提供することにある。

本発明に係るドーム型振動板は、中央部位に設けられたドーム状又はフラット状の第１振動部と、第１振動部の外周部位に設けられた環状の第２振動部とを有している。特に、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを基材とし、第１振動部の面上にカーボン繊維を用いた織布又はエンボス加工された不織布でなる繊維状シートが感熱性接着樹脂フィルムを介して積層されている。

この発明によると、感熱性接着樹脂フィルムが接着時の加熱により溶けて基材と繊維状シートとの間が接着される。即ち、感熱性接着樹脂フィルムにより繊維状シートが基材に固定されるだけでなく、第１振動部の剛性が向上し、これに伴って、高域の周波数特性を現状以上に良好にすることが可能になる。また、既存の基材をそのまま利用することができ、第１振動部の面上に繊維状シートを感熱性接着樹脂フィルムを用いて貼り付けるだけで良いことから、大きな設計変更が不要であり、コスト高を招来することもない。

上記ドーム型振動板について、感熱性接着樹脂フィルムが接着時の加熱により溶けて繊維状シートの中に入り込んで繊維状シートを硬化させるようにすると良い。

この発明によると、感熱性接着樹脂フィルムの成分の一部が繊維状シートの織目や繊維等の隙間に入り込み、繊維状シートの全体又はその一部が硬化することから、第１振動部の剛性が一層向上し、これに伴って、高域の周波数特性が一層向上する。

上記ドーム型振動板については、第１振動部は、基材、感熱性接着樹脂フィルム、繊維状シート及びアルミ箔その他のトップフィルムが順次的に積層された構造にすると良い。

この発明によると、繊維状シートが基材とトップフィルムとの間に挟まれ、保護され、感熱性接着樹脂フィルムの溶けた部分が露出する虞れもなく、接着作業を簡単に行うことができる。

上記ドーム型振動板については、第２振動部の面上に別のフィルム基材を粘着材を用いて貼り付けるようにすると良い。

この発明によると、第２振動部が２重構造になっているものの、例えば、両面テープの粘着層のような粘着材を用いて貼り付けられていることから、第１振動部との対比において柔軟性を持たせることが可能になり、これに伴って、高域に加えて低域の周波数特性も現状以上に良好にすることが可能になる。

本発明に係るスピーカは上記ドーム型振動板を有している。

この発明によると、僅かな改良でありながら周波数特性を現状以上に良好にすることができるドーム型振動板を有していることから、スピーカの小型化、軽量化、薄型化に加えて高品位化及び低コスト化を図ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はスピーカ１の縦断面図及び部分平面図を示している。同図において、１０は磁性材料からなり中央部に有底円筒部１１を有するフレームヨーク、２０はフレームヨーク１０の外縁部に固着されたドーム型振動板、３０は有底円筒部１１内の底部に固着された円柱状のマグネット、４０はマグネット３０の上面に固着された円板状のポールピース、５０はドーム型振動板２０の下面に取り付けられた円筒状のボイスコイルである。

有底円筒部１１の内周面とポールピース４０の外周面との隙間に環状の磁気ギャップＧが形成されている。ドーム型振動板２０がフレームヨーク１０に固着された状態で、ボイスコイル５０が磁気ギャップＧ内に位置している。有底円筒部１１、マグネット３０及びポールピース４０によりスピーカの磁気回路が構成され、ドーム型振動板２０とボイスコイル５０とでスピーカの振動系が構成されている。

図２はドーム型振動板２０の模式的断面図を示している。ドーム型振動板２０は、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（ＰＥＴ）をフィルム基材２１とし、中央部位に設けられたドーム状の第１振動部ａと、第１振動部の外周部位に設けられた環状の第２振動部ｂとを有している。最も特徴的であるのは、第１振動部ａの面上に繊維状シート２２２を感熱性接着樹脂フィルム２２３を介して積層している点である。なお、図中２４はドーム型振動板２０の外縁に設けられた環状の枠部材である。

フィルム基材２１の第１振動部ａの表面上にはドーム状をなしたシート群２２が貼り付けられている。シート群２２は、感熱性接着樹脂フィルム２２３、繊維状シート２２２、トップシート２２１の３層から構成されている。即ち、トップシート２２１、繊維状シート２２２及び感熱性接着樹脂フィルム２２３の原材料となる各シートを切断して第１振動部ａの形状に型抜きして重ね合わされたものがシート群２２である。

本実施形態において、繊維状シート２２２については４軸カーボン繊維を用いた織布である。４軸カーボン繊維を用いたものに限定されず、一般的なカーボン繊維を用いた織布でも良く、エンボス加工された不織布を用いてもかまわない。図３は繊維状シート２２２の内部組織を示す模式図であって、（ａ）は４軸カーボン繊維を用いた織布の場合、（ｂ）はエンボス加工された不織布の場合を示している。

感熱性接着樹脂フィルム２２３については、シート群２２をフィルム基材２１の表面上に単に貼り付けるだけでなく、加熱時の加熱によりその表面層が溶け、これが冷えて固まって硬化層を形成し、第１振動部ａの全体又は大部分を硬化させるという役目を果している。

本実施形態においては感熱性接着樹脂フィルム２２３の表面層が接着時の加熱により溶け、繊維状シート２２２の中（繊維の隙間や織目等）に入り込んで繊維状シート２２２の全体を硬化させている。第１振動部ａに必要とされる剛性の程度等に応じて、感熱性接着樹脂フィルム２２３の種類や厚み、繊維状シート２２２の種類、繊維の幅やピッチ等を適宜設定すれば良い。

トップシート２２１についてはアルミ箔である。繊維状シート２２２の保護層としての役目を主として果たすものであり、感熱性接着樹脂フィルム２２３の溶けた部分が露出する虞れもなくなる。このような機能を果たし得るものであれば、その材質については問われない。

このように第１振動部ａについては、フィルム基材２１、感熱性接着樹脂フィルム２２３、繊維状シート２２２及びトップシート２２１が順次的に積層された構造となっており、軽量であるにもかかわらず剛性が大きくなっている。

また、図２に示すようにフィルム基材２１の第２振動部ｂの表面上には基材２１と同一素材及び同一厚みを有した環状の別のフィルム基材２３が粘着材を用いて貼り付けられている。粘着材については、感熱性接着樹脂フィルム２２３のように硬化させるものではなく、フィルム基材２１と別のフィルム基材２３との間を単に接着させるもので、例えば、両面テープの粘着層等を使用すれば良い。

このように第２振動部ｂについては、第１振動部ａに比べて厚みが薄いだけでなく、繊維状シート２２２及びトップシート２２１が積層されていないことから、第１振動部ａとの対比において柔軟性を持っている。

なお、本実施形態において各部の厚みは以下のように設定した。即ち、フィルム基材２１及び別のフィルム基材２３については４〜５０μｍ、繊維状シート２２２については１００〜１５０μｍ、トップシート２２１については５〜３５μｍ、感熱性接着樹脂フィルム２２３については５〜５０μｍとした。スピーカ出力や使用周波数等に応じて適宜設計変更すると良い。

上記のように構成されたスピーカ１による場合、図外の端子を通じて増幅された音声信号をボイスコイル５０に入力すると、ボイスコイル５０とマグネット３０との間の電磁作用によりボイスコイル５０と共にドーム型振動板２０が振動し、音声信号に応じた音を再生するようになっている。

特に、ドーム型振動板２０の第１振動部ａの軽量化及び高剛性が実現されていることから、高域の周波数特性を現状以上に良好にすることが可能になった。しかも第２振動部ｂの柔軟性が高まりソフトエッジとなっていることから、低域の周波数特性も現状以上に良好にすることが可能になった。これは、図４に示すようにシート群２２及び別のフィルム基材２３をフィルム基材２１の第１振動部ａの裏面上に貼り付けた場合についても全く同様である。

また、既存のフィルム基材２１をそのまま利用し、フィルム基材２１の面上にシート群２２、別のフィルム基材２３を貼り付けるだけで良いことから、大きな設計変更が不要となる。しかもシート群２２のフィルム基材２１への接着作業も非常に簡単であり、僅かな設計変更で実現可能である。このように低コスト化を図りつつ周波数特性を良好にすることができ、高品位で低価格のスピーカを作成する上で非常に効果的である。

次にドーム型振動板２０の変形例を図５を参照して説明する。図５はドーム型振動板２０’の模式的断面図を示している。同図に示すドーム型振動板２０’が図２に示すドーム型振動板２０と大きく異なるのはフィルム基材２１’の第１振動部ａの形状がフラット状になっている点である。これに伴ってシート群２２’についてもフラット状になっている。これ以外についてはドーム型振動板２０と全く同様である。また、図６に示すようにシート群２２’がフィルム基材２１’の表面ではなく裏面に貼り付けても良い点についても全く同様である。

なお、本発明に係るドーム型振動板は、第１振動部及び第２振動部の基本形状等が相違しているものについても、第１振動部の面上に繊維状シートが感熱性接着樹脂フィルムを介して積層された構造である限り、上記実施形態と同様に適用可能である。また、別のフィルム基材については、基材と異なる材質又は厚みを有するものでも良く、第２振動部の面上の全てではなく部分的に貼り付けるようにしても良い。

本発明に係るスピーカは上記実施形態に限定されず、ドーム型振動板を有する構成である限り、その基本構造の相違が問われることはない。

本発明に係るスピーカの実施形態を説明するための図であって、スピーカの縦断面図及び部分平面図である。 同スピーカのドーム型振動板の模式的断面図である。 同ドーム型振動板の繊維状シートの組織構造を示す模式図であって、（ａ）は４軸カーボン繊維を用いた織布の場合、（ｂ）はエンボス加工された不織布の場合を示している。 同ドーム型振動板の変形例を示す模式的断面図である。 同ドーム型振動板の別の変形例を示す模式的断面図である。 同ドーム型振動板の別の変形例を示す模式的断面図である。 従来技術を説明するための図であって、スピーカの縦断面図である。

符号の説明

１ スピーカ
１０ フレームヨーク
２０ ドーム型振動板
ａ 第１振動部
ｂ 第２振動部
２１ フィルム基材（基材）
２２ シート群
２２１ トップシート
２２２ 繊維状シート
２２３ 感熱性接着樹脂フィルム
２３ 別のフィルム基材
３０ マグネット
４０ ポールピース
５０ ボイスコイル

Claims (5)

1. 中央部位に設けられたドーム状又はフラット状の第１振動部と、第１振動部の外周部位に設けられた環状の第２振動部とを有したドーム型振動板において、同振動板はポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを基材とし、前記第１振動部の面上にカーボン繊維を用いた織布又はエンボス加工された不織布でなる繊維状シートが感熱性接着樹脂フィルムを介して積層されていることを特徴とするドーム型振動板。
2. 請求項１記載のドーム型振動板において、前記感熱性接着樹脂フィルムが接着時の加熱により溶けて繊維状シートの中に入り込んで繊維状シートが硬化していることを特徴とするドーム型振動板。
3. 請求項１記載のドーム型振動板において、前記第１振動部は、前記基材、前記感熱性接着樹脂フィルム、前記繊維状シート及びアルミ箔その他のトップフィルムが順次的に積層された構造となっていることを特徴とするドーム型振動板。
4. 請求項１記載のドーム型振動板において、前記第２振動部の面上に別のフィルム基材が粘着材を用いて貼り付けられていることを特徴とするドーム型振動板。
5. 請求項１乃至４のドーム型振動板を有していることを特徴とするスピーカ。