JP2019110441A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を削減しつつ、耐久性および防水性が優れたスピーカを提供する。【解決手段】 本発明のスピーカ１００は、磁気回路部材を搭載する基台２００と、基台２００上に取付けられる本体部３００とを有する。本体部３００は、ダストキャップ部３１０、ダストキャップ部３１０に接続された振動板部３２０、振動板部３２０に接続されたエッジ部３３０、エッジ部３３０に接続されたボックス部３４０とを有し、本体部３００は、真空成形法または圧空成形法により金型が転写された１枚の樹脂シートから構成される。【選択図】 図２

Description

本発明は、スピーカに関し、例えば電気自動車等に搭載される車外警告用のスピーカに関する。

通常の内燃機関エンジンの自動車と比較して、電気自動車の走行音は非常に小さい。このため、電気自動車には、走行時に注意を喚起したり、警告を与える目的で車外警告用のスピーカが取付けられる。車外警告用のスピーカは、例えば、車両のバンパーなどに取付けられる。

スピーカのコストを低減し、かつ環境条件により特性が変化することを防止するため、熱可塑性樹脂を素材とし、振動板部、エッジ部、エッジ部外周のフレーム固着部を射出成形により一体形成したスピーカが特許文献１に開示されている。また、特許文献２は、フレームと振動版とを合成樹脂材料によって一体形成することで、スピーカの製作工程と組み立てに使用する冶具などの部品点数を減らすことができるドーム型スピーカを開示している。

特開昭５８−１５７２９３号公報 特開平６−３２７０９２号公報

図１に、従来の車外警告用のスピーカの概略構成を示す。同図に示すように、車外警告用のスピーカ１０は、樹脂製または金属製のボックス２０の内部空間に、スピーカの構成部品を収容する。ボックス２０は、例えば、ブラケット等を介して車のバンパーの裏側などに取付けられる。ボックス２０の開放端部２２は、バッフルボード３０の裏面に取付けられ、バッフルボード３０の表面には、フレーム４０の一方の端部が取付けられ、フレーム４０の他方の端部に磁気回路部材が取付けられる。また、振動板５０は、半球状のエッジ５２を介してフレーム４０に取付けられ、振動板５０の中央にはドーム状のダストキャップ５２が取付けられる。磁気回路部材は、ボックス２０の底部に搭載され、磁気回路部材は、ボトムプレート７０、センターポール７２、トッププレート７４、磁石８０、ボビン９０およびボイスコイル９２を含む。ボビン９０は、ダンパー６０によってフレーム４０に接続され、ボビン９０の端部は、接着剤により振動板５０の裏面に接着されている。

ここで、スピーカ１０では、ボックス２０の開放端部２２とバッフルボード３０との間、エッジ５２の一方の端部とフレーム４０との間、エッジ５２の他方の端部と振動板５０との間、さらに振動板５０とダストキャップ５４との間は、材質が異なるものが使用されるため、接着剤等、超音波溶着または振動溶着等により接合ないし接着されている。しかし、車外警告用のスピーカのように、高温、高湿度、振動、ダスト等の非常に厳しい環境下で使用されるスピーカの場合、信頼性の観点からすれば、できるだけ接合面や接着面が露出されないことが望ましい。

特許文献１、２等に開示されるように、振動板、エッジおよびエッジのフレーム固着部を射出成形法により一体形成することは可能であるが、射出成形法を用いた場合、エッジを肉薄に形成することが難しく、そうするとエッジの可撓性が不十分となり振動板を所望の周波数で振動させることができなくなってしまう。

本発明では、上記従来の課題を解決し、部品点数を削減しつつ、耐久性および防水性が優れたスピーカを提供することを目的とする。

本発明に係るスピーカは、音声信号に応答して駆動力を発生させる磁気回路部材と、前記磁気回路部材の駆動力に応じて振動する振動板部と、前記振動板部の周囲に接続された可撓性のエッジ部と、前記磁気回路部材を搭載する板状の基台と、前記基台との間に内部空間が形成されるように前記エッジ部と前記基台とを連結する外縁部とを有し、前記振動板部、前記エッジ部および前記外縁部は、一体成形された樹脂シートから構成される。

ある実施例では、前記外縁部は、前記エッジ部の周囲に接続されたほぼ平坦な平面部と、前記平面部の各側面から前記基台に向けて延在する側面部とを有する。ある実施例では、前記外縁部は、錐台形状である。ある実施例では、前記樹脂シートは、熱可塑性樹脂である。ある実施例では、前記樹脂シートは、鱗片状または繊維状のフィラーを含む。ある実施例では、前記樹脂シートは、真空成形または圧空成形により金型の形状が転写されたものである。

本発明に係るスピーカの製造方法は、振動板部、前記振動板部の周囲に接続された可撓性のエッジ部および前記エッジ部に接続された外縁部を含む本体部を、真空成形または圧空成形により金型形状が転写された１枚の樹脂シートから構成する工程と、前記本体部を、磁気回路部材を搭載する基台上に取付ける工程と、を有する。

ある実施例では、前記本体部を前記基台に取付ける前に、前記振動板部の裏面にボビンの端部を接着する工程を含む。ある実施例では、前記エッジ部は、湾曲形状を有し、前記外縁部は、錐台形状を有する。

本発明によれば、振動板部、エッジ部および外縁部を樹脂シートで一体形成するようにしたので、振動板部、エッジ部および外縁部の相互間に接合部ないし接着部が存在せず、スピーカの防水性や耐久性を向上させることができ、同時に部品点数を削減することができる。さらに外縁部を錐台状にすることで強度を向上させることができ、振動や衝撃に強いスピーカを提供することができる。さらに外縁部を錐台状にすることで弾性を有する薄い材料であっても強度を向上させることができ、振動や衝撃に対する耐性を確保することができる。

従来の車外警告用のスピーカの概略断面図である。 本発明の実施例に係るスピーカの全体斜視図である。 本発明の実施例に係るスピーカの断面斜視図である。 本発明の実施例に係るスピーカの要部拡大斜視図である。 本発明の実施例に係るアンプ内蔵スピーカの要部拡大斜視図である。 本発明の実施例に係るスピーカの製造方法の一例を示すフローである。

次に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。好ましい態様では、本発明のスピーカは、電気自動車等に搭載される車外警告用のスピーカとして使用される。但し、本発明のスピーカは、車外警告用以外の用途においても使用することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の実施例に係るスピーカの全体斜視図、図３は、図２に示すスピーカの一部を切断した断面斜視図、図４は、図３の要部拡大図である。これらの図に示すように、本実施例のスピーカ１００は、板状の基台２００と、基台２００上に取付けられた本体部３００とを有する。基台２００は、例えば、矩形状の平面を有し、本体部３００は、基台２００上に内部空間が形成されるように錐台形状を有する。

基台２００の面上には、図３、図４に示すような磁気回路部材２１０が搭載される。ここでは、磁気回路部材２１０の詳細を例示しないが、磁気回路部材２１０は、図１に示すような磁気回路部材と同様に、ボトムプレート７０、磁石８０、ボビン９０およびボイスコイル９２等を含んで構成される。また、磁気回路部材２１０は、図５に示すようにアンプ２２０を含むものであってもよい。さらに、基台２００には、磁気回路部材２１０に電力を供給したり、音声信号を入力するための外部端子（図示、省略）が設けられている。

本体部３００は、中央のドーム状のダストキャップ部３１０、ダストキャップ部３１０の周囲に接続された円形状の振動板部３２０、振動板部３２０の周囲に接続された環状のエッジ部３３０、エッジ部３３０の周囲に接続されたボックス部（外縁部）３４０を含む。ダストキャップ部３１０と振動板部３２０の境界近傍の裏面側には、磁気回路部材２１０のボビンの端部が接着され、振動板部３２０はボビンの前後運動に応じて振動する。

エッジ部３３０は、振動板部３２０の周囲に接続され、エッジ部自身の可撓性により振動板部３２０の振動を容易にする。エッジ部３３０は、例えば、図４に示すように、環状の凸型の半円部３３２と、半円部３３２の外側に接続された環状の凹型の半円部３３４と、半円部３３４の外側に接続された平坦部３３６とを含む。

ボックス部３４０は、エッジ部３３０の平坦部３３６から水平方向に延在する平面部３４２と、矩形状の平面部３４２の各側面から幾分傾斜しながら基台２００に向けて延在する４つの側面部３４４と、側面部３４４からほぼ直角に折れ曲がり、基台２００に接合される接合部３４６とを有する。ボックス部３４０は、側面部３４４を備えることで基台２００との間に内部空間を形成し、内部空間内への磁気回路部材２１０の収容を可能にしている。なお、ボックス部３４０と基台２００が、振動板部３２０と磁気回路部材２１０の双方を支持し、それらの相対的位置関係を規定するフレーム構造として機能している。

本実施例では、本体部３００、すなわちダストキャップ部３１０、振動板部３２０、エッジ部３３０およびボックス部３４０が樹脂シートにより一体形成される。図２（Ｂ）、図３（Ｂ）のハッチングで示す部分が樹脂シートにより一体形成される領域を示している。１つの好ましい態様では、樹脂シートは、熱可塑性樹脂（例えば、ポリプロピレンなど）を素材に用い、真空成形法または圧空成形法により金型形状を転写することにより形成される。真空成形法または圧空成形法は、射出成形法と異なり、複雑な形状を転写させることができ、また成形される樹脂シートの厚さを非常に薄くすることができる。例えば、本体部３００を形成する樹脂シートは、約０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの厚さである。また、エッジ部３３０の半円部３３２、３３４の半径を約５ｍｍにすることができる。エッジ部３３０を所望の形状にし、かつその厚さを薄くすることで、一体形成でありながら、エッジ部３３０に一定の弾性または可撓性を与えることできる。

音響用のスピーカであれば広帯域で音声出力することが望まれるが、車外警告用のスピーカであれば、人間の聴力感度の高い低音部分だけでも十分である。それ故、エッジ部３３０は、少なくとも振動板部３２０が低周波数で振動できる程度の弾性または可撓性で生じるように、その形状および厚さが選択される。また、樹脂シートを肉薄にした場合、その強度が低下するため、熱可塑性樹脂材料に、粒径状または繊維状のフィラメントを混入して強度の補強を行うようにしてもよい。

図６に、本実施例のスピーカの製造工程の一例を示す。先ず、本体部３００（ダストキャップ部３１０、振動板部３２０、エッジ部３３０およびボックス部３４０）を成形するための金型を容易する（Ｓ１００）。真空成形法を用いる場合には、真空吸入により樹脂シートを金型に押し付け（Ｓ１１０）、金型の形状を樹脂シートに転写する。例えば、金型には、真空吸着用の複数の孔が形成され、この孔を介して樹脂シートが金型に押し付けられる。また、樹脂シートの材料に熱可塑性樹脂を用いる場合には、樹脂シートを加熱し、金型の形状が樹脂シートに容易に転写されるようにする。その後、真空吸着を停止し、成形された樹脂シートが金型から引き離される（Ｓ１２０）。

こうして本体部３００が１枚の樹脂シートにより構成される。次に、振動板部の裏面側にボビンの端部を接着剤等により接着し（Ｓ１３０）、基台２００上に磁気回路部品を搭載する（Ｓ１４０）。そして、本体部３００と基台２００とを位置決めし、ボックス部３４０の接合部３４６を基台２００に接合する。例えば、超音波溶着、振動溶着、あるいは接着剤により接合する。なお、圧空成形の場合は、空気圧により樹脂シートを金型に押し付け、金型の形状を樹脂シートに転写させる。

このように本実施例によれば、本体部３００を樹脂シートにより一体形成することで、本体部３００のダストキャップ部３１０と振動板部３２０の間、振動板部３２０とエッジ部３３０の間、エッジ部３３０とボックス部３４０との間には、接合部ないし接着部が存在しないので、部品点数を削減しつつ、スピーカの防水性や耐久性を向上させることができる。特に、車体警告用のスピーカは、高温、高湿度、ダスト等の過酷な環境に晒されるため、防水性や耐久性の向上によりスピーカの故障等を防止することができる。また、本実施例では、ボックス部３４０が錐台形状を有しているため、弾性を有する薄い材料であっても、外部からの捩れ等のような圧力に対しも強固な形状であるため、車両の振動や衝撃等に対して耐久性のあるスピーカを提供することができる。

上記実施例では、エッジ部を凸型の半円部と凹型の半円部との組合せから構成したが、エッジ部の形状は、これに限定されず、可撓性を生じさせることできが可能な任意の形状であることができる。さらに上記実施例では、ボックス部３４０が４つの側面部３４４をもつ矩形状を例示ししたが、これ以外の多角形状または三角錐状であってもよい。さらにボックス部３４０の４つの側面部３４４が幾分傾斜する例を示したが、これに限らず、４つの側面部３４４と平坦部３４２との成す角は直角であってもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０：スピーカ ２０：ボックス
３０：バッフルボード ４０：フレーム
５０：振動板 ５２：エッジ
５４：ダストキャップ ６０：ダンパー
７０：ボトムプレート ７２：センターポール
７４：トッププレート ８０：ボビン
９０：ボビン ９２：ボイスコイル
１００：スピーカ ２００：基台
２１０：磁気回路部材 ２２０：アンプ
３００：本体部 ３１０：ダストキャップ部
３２０：振動板部 ３３０：エッジ部
３４０：ボックス部（外縁部）

Claims (9)

1. 音声信号に応答して駆動力を発生させる磁気回路部材と、
   前記磁気回路部材の駆動力に応じて振動する振動板部と、
   前記振動板部の周囲に接続された可撓性のエッジ部と、
   前記磁気回路部材を搭載する板状の基台と、
   前記基台との間に内部空間が形成されるように前記エッジ部と前記基台とを連結する外縁部とを有し、
   前記振動板部、前記エッジ部および前記外縁部は、一体成形された樹脂シートから構成される、スピーカ。
2. 前記外縁部は、前記エッジ部の周囲に接続されたほぼ平坦な平面部と、前記平面部の各側面から前記基台に向けて延在する側面部とを有する、請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記外縁部は、錐台形状である、請求項１または２に記載のスピーカ。
4. 前記樹脂シートは、熱可塑性樹脂である、請求項１に記載のスピーカ。
5. 前記樹脂シートは、鱗片状または繊維状のフィラーを含む、請求項１または４に記載のスピーカ。
6. 前記樹脂シートは、真空成形または圧空成形により金型の形状が転写されたものである、請求項１に記載のスピーカ。
7. スピーカの製造方法であって、
   振動板部、前記振動板部の周囲に接続された可撓性のエッジ部および前記エッジ部に接続された外縁部を含む本体部を、真空成形または圧空成形により金型形状が転写された１枚の樹脂シートから構成する工程と、
   前記本体部を、磁気回路部材を搭載する基台上に取付ける工程と、
   を有するスピーカの製造方法。
8. 前記本体部を前記基台に取付ける前に、前記振動板部の裏面にボビンの端部を接着する工程を含む、請求項７に記載のスピーカの製造方法。
9. 前記エッジ部は、湾曲形状を有し、前記外縁部は、錐台形状を有する、請求項７に記載のスピーカの製造方法。

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