JP2023500119A - スピーカーフレーム、スピーカー及びその取り付けシミュレーション分析方法 - Google Patents

Abstract

本願は、スピーカーフレーム、スピーカー及びその取り付けシミュレーション分析方法を提供する。当該スピーカーフレームは、フレーム本体及び前記フレーム本体を応用シナリオに取り付けるためのバックルを備える。前記バックルは、接続支柱とひれ片を備え、前記接続支柱は、近位端及び遠位端を有し、前記接続支柱の近位端と前記フレーム本体は、直接又は間接に接続し、前記ひれ片は、対になって設置され、それぞれ前記接続支柱の両側に位置し、各前記ひれ片は、それぞれ近位端及び遠位端を有し、各前記ひれ片の近位端と前記フレーム本体の間隔が各前記ひれ片の遠位端と前記フレーム本体の間隔より小さい。各前記ひれ片の遠位端は、前記接続支柱の遠位端に接続され、各前記ひれ片の近位端と前記接続支柱は、離間しており、各前記ひれ片は、前記ひれ片が圧迫された後に前記接続支柱に近付くように、それぞれ弾性を有する。当該スピーカーフレームは、バックルの変形量及び引き抜き力が比較的大きいので、取り付け後のスピーカーの落下を防ぐことができる。【選択図】図３

Description

本願は、スピーカー分野に関し、具体的に、スピーカーフレーム、当該フレームを有するスピーカー及び当該フレームの取り付けシミュレーション分析方法に関する。

＜関連出願への相互引用＞
本願は、２０１９年１１月５日に提出された、出願番号がＣＮ２０１９１１０６８４７１５及びＣＮ２０１９２１８８８２８２８である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が引用により本願に組み込まれている。

スピーカーの主な構成部材は、フレーム、磁気回路アセンブリ及び振動アセンブリを備える。幾つかの応用シナリオにおいては、スピーカーは、他の物体に取り付ける必要がある。例えば、車載スピーカーは、車に固定する必要がある。現在、一般的なスピーカーの取り付け方法では、スピーカーフレームには、バックルを設置し、バックルを他の物体に嵌入することにより、スピーカーの取り付けを実現する。しかしながら、既存のバックルの許容変形量及び引き抜き力が比較的小さく、適用範囲が比較的狭く、支えられるスピーカーの重量が比較的軽い。

新たな技術や新たな方法の進化に伴い、スピーカーの取り付け過程においては、作業者による取り付けの難しさを軽減し、作業者による取り付け手順を簡素化し、取り付け効率を高めるといった要求が益々高まっている。また、スピーカーの製造自体に対して、部材のコストを削減し、スピーカーの部品の組み立て手順を簡素化するといった要求も益々高まっている。

上述した問題に鑑み、本願は、スピーカーフレーム及びスピーカーを提供し、そのバックルの変形量及び引き抜き力が比較的大きく、スピーカーの取り付け後の落下を防止することができる。本願は、スピーカーフレームの取り付けシミュレーション分析方法を更に提供し、フレームのバックルが嵌入する又は抜き出す過程の任意の時点での応力の大きさを取得することにより、バックルの嵌入及び抜き出しの効果がニーズを満たすかどうかを判断することができる。

上述した目的を達成するために、本願に用いられる１つの技術案は、フレーム本体及び前記フレーム本体を応用シナリオに取り付けるためのバックルを備えるスピーカーフレームである。

前記バックルは、接続支柱とひれ片を備える。前記接続支柱は、近位端及び遠位端を有し、前記接続支柱の近位端と前記フレーム本体は、直接又は間接に接続する。前記ひれ片は、対になって設置され、それぞれ前記接続支柱の両側に位置し、各前記ひれ片は、それぞれ近位端及び遠位端を有し、各前記ひれ片の近位端と前記フレーム本体の間隔が各前記ひれ片の遠位端と前記フレーム本体の間隔より小さい。

各前記ひれ片の遠位端は、前記接続支柱の遠位端に接続され、各前記ひれ片の近位端と前記接続支柱は、離間しており、各前記ひれ片は、前記ひれ片が圧迫された後に前記接続
支柱に近付くように、それぞれ弾性を有する。

好ましくは、各前記ひれ片の上表面は、バックルが嵌入しやすくするための嵌入案内傾斜面を有し、前記嵌入案内傾斜面は、前記ひれ片の遠位端から近位端への方向に沿って徐々に上へ傾斜している。

より好ましくは、各前記ひれ片の上表面は、抜き出し案内傾斜面を更に有し、前記抜き出し案内傾斜面は、前記ひれ片の遠位端から近位端への方向に沿って徐々に下へ傾斜している。

また、前記嵌入案内傾斜面の傾斜角度が前記抜き出し案内傾斜面の傾斜角度より小さい。

好ましくは、前記ひれ片は、全体として中央部分が上へ曲がっている片状である。

好ましくは、圧迫されていないとき、各前記ひれ片の近位端は、前記接続支柱の片側に配置し、圧迫されると、各前記ひれ片の近位端は、前記接続支柱と同じ水準を保つか、前記接続支柱の反対側に位置する。

好ましくは、前記バックルの数は、一つであり、前記ひれ片の数は、二つであり、二つの前記ひれ片は、対称的に設置されている。

好ましくは、前記バックルは、プラスチックにより一体成形されている。

好ましくは、前記接続支柱の近位端と前記フレーム本体は、固定接続されている。

本願に用いられるもう１つの技術案は、上述したスピーカーフレームを備えるスピーカーである。

本願に用いられるもう１つの技術案は、嵌入効果分析及び抜き出し効果分析を備える上述したスピーカーフレームの取り付けシミュレーション分析方法である。
前記嵌入効果分析は、ステップＡ、ステップＢ及びステップＣを備える。

ステップＡにおいては、スピーカーフレームのバックルとその取り付けシナリオの構造に基づき、第一の幾何学的モデルを確立し、前記第一の幾何学的モデルは、バックルが取り付けシナリオに嵌入される幾何学的モデルである。

ステップＢにおいては、前記第一の幾何学的モデルに基づき、第一の有限要素モデルを確立する。

ステップＣにおいては、前記第一の有限要素モデルを解いて後処理することにより、バックルが取り付けシナリオに嵌入される過程における応力分布を取得する。

前記抜き出し効果分析は、ステップａ、ステップｂ及びステップｃを備える。

ステップａにおいては、バックル及びその取り付けシナリオの構造に基づき、第二の幾何学的モデルを確立し、前記第二の幾何学的モデルは、バックルが取り付けシナリオから抜き出される幾何学的モデルである。

ステップｂにおいては、前記第二の幾何学的モデルに基づき、第二の有限要素モデルを
確立する。

ステップｃにおいては、前記第二の有限要素モデルを解いて後処理することにより、バックルが取り付けシナリオから抜き出される過程における応力分布を取得する。

なお、前記ステップＣ及び前記ステップｃにおいては、解く過程において表面摩擦に関わり、前記表面摩擦は、次の理論式に基づく。

なお、ｆは、摩擦力であり、μ_１は、動摩擦係数であり、Ｎは、垂直抗力であり、Ｆは、垂直抗力の最大静摩擦力であり、μ_２は、静摩擦係数である。

前記取り付けシミュレーション分析方法は、前記嵌入効果分析および抜き出し効果分析に基づき、前記スピーカーフレームの前記バックルのパラメータを調整することを更に備える。

好ましくは、前記ステップＣ及び前記ステップｃにおいては、
ステップ１においては、それぞれ定常状態の研究範囲を設定し前記第一の有限要素モデルの研究範囲は、１０＾ｒａｎｇｅ（－１，０．１、－０．５）^＊２ １０＾ｒａｎｇｅ（－０．４５，０．０２５，０）^＊２であり、前記第二の有限要素モデルの研究範囲は、１０＾ｒａｎｇｅ（－１，０．００５，０）^＊２であることと
以下の理論方程式に基づいて前記第一の有限要素モデルと前記第二の有限要素モデルのそれぞれを解き、

なお、［Ｍ］は、質量行列であり、［Ｃ］は、減衰行列であり、［Ｋ］は、静的剛性行列であり，｛Ｘ（二重丸傍点）｝は、節点加速度ベクトルであり，｛Ｘ（丸傍点）｝は、節点速度ベクトルであり，｛Ｘ｝は、節点変位ベクトルであり，｛Ｆ｝は、励起荷重ベクトルであることと、
前記第一の有限要素モデル及び前記第二の有限要素モデルを解いた結果に対して画像化処理又はリスト表示を行うことを備える。

好ましくは、前記ステップＢは、具体的には、ステップＢ１、ステップＢ２、ステップＢ３、ステップＢ４、ステップＢ５、ステップＢ６、ステップＢ７及びステップＢ８を備える。

ステップＢ１においては、空間次元を３Ｄとして追加し、物理インターフェイスとして構造力学の中の固体力学を選択し、研究タイプとして定常状態を選択する。

ステップＢ２においては、前記第一の幾何学的モデルをインポートしてコンプレックスを形成する。

ステップＢ３においては、移動モードのパラメータを定義する。

ステップＢ４においては、積分と接触ペアを定義する。

ステップＢ５においては、第一の幾何学的モデルの中のバックル及び取り付けシナリオの材料を設置する。

ステップＢ６においては、境界条件と制約を設定する。

ステップＢ７においては、材料パラメータを定義する。

ステップＢ８においては、メッシュを分割して前記第一の有限要素モデルを形成する。

好ましくは、前記ステップｂは、具体的には、ステップｂ１、ステップｂ２、ステップｂ３、ステップｂ４、ステップｂ５、ステップｂ６、ステップｂ７及びステップｂ８を備える。

ステップｂ１においては、空間次元を３Ｄとして追加し、物理インターフェイスとして構造力学の中の固体力学を選択し、研究タイプとして定常状態を選択する。

ステップｂ２においては、前記第二の幾何学的モデルをインポートしてコンプレックスを形成する。

ステップｂ３においては、移動モードのパラメータを定義する。

ステップｂ４においては、積分と接触ペアを定義する。

ステップｂ５においては、第二の幾何学的モデルの中のバックル及び取り付けシナリオの材料を設置する。

ステップｂ６においては、境界条件と制約を設定する。

ステップｂ７においては、材料パラメータを定義する。

ステップｂ８においては、メッシュを分割して前記第二の有限要素モデルを形成する。

より好ましくは、前記の、移動モードのパラメータを定義することは、回転半径ｒｒ＝０．２５２０９５ ［ｍ］であり、初期角度ｐｈｉ０ ＝（ａｓｉｎ（０．００７９３６７９４６６４ ［ｍ］ ／ ｒｒ））であり、及び／又は、
前記の、積分と接触ペアを定義することは、具体的には、嵌入又は抜き出し過程における外力の作用面に対して積分し、嵌入又は抜き出し過程においてバックルと取り付けシナリオが接触可能な位置を一対の接触ペアとして設定し、及び／又は、
前記バックルと取り付けシナリオの材料は、具体的には、前記バックルの材料がポリプロピレンプラスチックであり、前記取り付けシナリオの材料は、スチールであり、及び／又は、
前記の、境界条件と制約を設定することは、具体的には、前記取り付けシナリオの境界を固定制約境界として設定し、前記バックルにおける変位を指定し、設定した接触ペアを引用して摩擦を設定し、前記第一の幾何学的モデルにおいては、バックルを対称面に沿って半分を切り取って構築し、対称面と重なるモデル面を対称境界として設定し、及び／又は、
前記の、材料パラメータを定義することは、具体的には、材料のヤング率、密度、ポアソン比を設定し、及び／又は、
前記の、メッシュを分割することは、具体的には、フリーの四面体メッシュタイプを採用し、接触面に対してカスタマイズメッシュを設定してメッシュの細分化を行う。

１つの好ましい実施形態においては、前記バックルは、プラスチックの特殊な形状のバックルであり、前記取り付けシナリオは、取り付け板である。元々個別の部品として用いられた金属製のバックルは、スピーカーと一体にインジェクションモールド成形するプラスチック製のバックルとして設計することにより、部品の数を減らし、スピーカーの組み立て手順と組み立て人員を減らし、同時に合理的な嵌入力と保持力を保証し、車に取り付ける際の難易度を下げ、手順を簡素化し、ひいては、ロボットがスピーカーを取り付けるのに適切なパラメータ範囲を提供することができる。

本願は、上述した技術案を用い、従来技術に比べて以下のメリットを有する。本願のスピーカーフレームにおいては、圧迫された後、ひれ片の変形量が比較的大きく、適用範囲が広く、取り付け工程の要求が比較的低く、取り付けるために必要な押し込み力が小さく、取り付け後の引き抜き力が比較的大きく、取り付け後のスピーカーの落下を防ぐことができ、比較的大きな重量のスピーカーを支えることができる。

本願の取り付けシミュレーション分析手法においては、事前にバックル付きのサンプルを製造する必要がなく、数値シミュレーション分析方法を用いて当該バックルの嵌入及び抜き出し過程のモデルを分析することにより、当該システム上の任意の点の応力、ひずみ、嵌入力及び抜き出し力の変化を算出することができ、ひいては、当該バックルが強度、靭性、嵌入力、抜き出し力等の要件を満たしているかどうかを判断し、それに応じてスピーカーフレームのパラメータ（サイズ、材料等）を調整することができる。よって、製品の設計効率を大幅に高め、研究開発のコスト及び時間を節約することができる。

本願の技術案をより分かりやすく説明するために、以下、実施形態の説明に使用する必要のある図面を簡単に紹介する。明らかに、図面は、本願の幾つかの実施形態しか示しておらず、当業者が創造性のある労働をせず、これらの図面から他の関連する図面を取得することができることが理解されたい。

図１は、本願の実施形態によるスピーカーの構造模式図である。 図２は、図１に示すスピーカーの上面図である。 図３は、図２におけるＡの部分拡大図である。 図４は、図１に示すスピーカーの側面図である。 図５は、図４におけるＢの部分拡大図である。 図６は、本願の実施形態によるスピーカーフレームの取り付けシミュレーション分析方法のフローチャート図である。 図７ａは、第一の幾何学的モデルの模式図である。 図７ｂは、第二の幾何学的モデルの模式図である。 図８ａは、対称面に沿って半分を切り取った第一の幾何学的モデルの模式図である。 図８ｂは、対称面に沿って半分を切り取った第二の幾何学的モデルの模式図である。 図９ａは、バックルの嵌入過程の接触ペア及び接触面を示している。 図９ｂは、バックルの抜き出し過程の接触ペア及び接触面を示している。 図１０ａは、対称面を示している。 図１０ｂは、対称面を示している。 図１１ａは、第一の有限要素モデルを示している。 図１１ｂは、第二の有限要素モデルを示している。 図１２ａは、接触メッシュに対して細分化処理を行った後の第一の有限要素モデルを示している。 図１２ｂは、接触メッシュに対して細分化処理を行った後の第二の有限要素モデルを示している。 図１３ａは、バックルの嵌入過程の応力分布図である。 図１３ｂは、バックルの抜き出し過程の応力分布図である。 図１４ａは、バックルの嵌入過程の応力分布図である。 図１４ｂは、バックルの抜き出し過程の応力分布図である。 図１５ａは、バックルの嵌入過程の反力変化グラフである。 図１５ｂは、バックルの抜き出し過程の反力変化グラフである。

以下、図面を参照しながら、本願の好ましい実施形態を詳しく説明することにより、当業者は、本願のメリット及び特徴をより分かりやすく理解することができる。なお、これらの実施形態の説明は、本願を理解するために用いられ、本願を限定しない。

本願に記載の上下は、何れも一般消費者の習慣及び説明の便宜のために定義されており、具体的な方向を限定しない。消費者がスピーカーの正面を向いているとき、図４に示す側面図においては、紙の上側が「上」であり、紙の下側が「下」である。

図１～図５に示すように、本実施形態は、スピーカーフレーム１０と、このようなスピーカーフレーム１０を有するスピーカー１００とを提供する。当該スピーカーフレーム１０は、フレーム本体１と、応用シナリオにフレーム本体１を取り付けるためのバックル２とを備える。なお、フレーム本体１は、振動発声システム、磁気回路システム等のようなスピーカー１００の他の部材を支持する。本実施形態の１つの具体的な応用シナリオは、自動車であり、スピーカー１００は、具体的には、車載スピーカーであり、スピーカー１００は、スピーカー本体のバックル２により自動車に取り付けられる。

図３及び図５に示すように、バックル２は、接続支柱２１と、ペアで設置されているひれ片２２とを備える。本実施形態においては、ひれ片２２の数は、２つであり、即ち、バックル２は、１対のひれ片２２のみを備え、２つのひれ片２２は、対称的に設置されており、図３に示すように左右のミラー対称である。接続支柱２１は、近位端２１１と、遠位端２１２とを備える。接続支柱２１の近位端２１１は、フレーム本体１に直接又は間接的に接続されている。各ひれ片２２は、それぞれ近位端２２１と、遠位端２２２とを有する。各ひれ片２２の近位端２１１とフレーム本体１の間隔は、各ひれ片２２の遠位端２１１とフレーム本体１の間隔より小さい。本明細書においては、近位端とは、部材のフレーム本体１に比較的近い一端を意味し、その逆は、遠位端である。

上述した１対のひれ片２２は、それぞれ接続支柱２１の両側に位置し、各ひれ片２２の遠位端２２２は、接続支柱２１の遠位端２１２に接続されている。各ひれ片２２の近位端２２１と接続支柱２１は、離間されている。各ひれ片２２は、それぞれひれ片が圧迫された後、ひれ片が接続支柱２１に近づくことができるように、弾性を有する。最初に、各ひれ片２２の近位端２２１は、接続支柱２１の片側に位置し、圧迫された後、各ひれ片２２の近位端２２１は、接続支柱２１と同じ水準を保つか、接続支柱２１の反対側に位置する。具体的には、図３に示すように、上述した１対のひれ片２２は、それぞれ接続支柱２１の左側と右側に位置し、ひれ片２２間の間隔は、接続支柱２１の幅より大きい。よって、ひれ片２２が左右方向に接続支柱２１から離間している。図５に示すように、ひれ片２２が圧迫されていない場合、各ひれ片２２の近位端２２１は、接続支柱２１より高い。これにより、ひれ片２２は、上下方向に接続支柱２１から離間している。ひれ片２２が圧迫されると、各ひれ片２２の近位端２２１と接続支柱２１との高さの差が減り、ひれ片２２の近位端２１１は、接続支柱２１と徐々に同じ水準を保つか、接続支柱２１より更に低い。

ひれ片２２は、全体として中央部分が上向きに曲がっている片状である。各ひれ片２２の上表面は、バックル２が嵌入しやすくするための嵌入案内傾斜面２２３を有し、嵌入案内傾斜面２２３は、ひれ片２２の遠位端２２２から近位端２２１への方向に沿って徐々に上へ傾斜している。各ひれ片２２の上表面は、抜き出し案内傾斜面２２４を更に有し、抜き出し案内傾斜面２２４は、ひれ片２２の遠位端２２２から近位端２２１への方向に沿って徐々に下へ傾斜している。嵌入案内傾斜面２２３の傾斜角度が抜き出し案内傾斜面２２４の傾斜角度より小さい。本明細書の傾斜角度とは、嵌入案内傾斜面２２３又は抜き出し案内傾斜面２２４と接続支柱２１の長手方向との間の夾角を意味する。本実施形態においては、具体的には、接続支柱２１の長手方向は、水平方向であり、前記傾斜角度は、嵌入案内傾斜面２２３又は抜き出し案内傾斜面２２４と水平面との間の夾角である。また、嵌入案内傾斜面２２３は、抜き出し案内傾斜面２２４の外側に設置されており、即ち、抜き出し案内傾斜面２２４は、嵌入案内傾斜面２２３に比べ、フレーム本体１により近づいている。近位端２２１の上表面も傾斜するように設置されており、その傾斜角度は、抜き出し案内傾斜面２２４の傾斜角度より小さい。バックル２が取り付け板に嵌入されると、近位端２２１の上表面又は抜き出し案内傾斜面２２４は、取り付け板の穴壁に当接する。

上述した構造のバックル２を採用しているので、本実施形態のバックル２の数は、１つだけである。つまり、スピーカー１００は、１つのバックル２により応用シナリオ（例えば、自動車）に安定して取り付けることができる。バックル２は、プラスチックにより一体成形されており、ひれ片２２は、プラスチック自体の特性によって変形することができる。接続支柱２１の近位端２１１は、フレーム本体１と固定接続されている。

前記スピーカー１００の取り付け過程は、以下の通りである。スピーカーフレーム１０のバックル２の遠位端は、応用シナリオのスピーカーの取り付け穴に向けさせられ、スピーカーの取り付け穴に徐々に挿入され、ひれ片２２は、穴壁に圧迫されて変形し、接続支柱２１に近付き、スピーカーの取り付け穴に入った後、ひれ片２２がリセットされ、応用シナリオに安定して嵌入される。

前記スピーカーフレームにおいては、圧迫されると、ひれ片の近位端が接続支柱の上側から接続支柱の下側に押し付けられ、変形が比較的大きく、適用範囲が広く、取り付け工程の要求が比較的低く、取り付けるために必要な押し込み力が小さく、取り付け後の引き抜き力が比較的大きく、取り付け後のスピーカーの落下を防ぐことができ、比較的大きな重量のスピーカーを支えることができる。

本実施形態は、バックルの取り付けシミュレート分析方法を更に提供する。当該取り付けシミュレート分析方法は、バックルが取り付けシナリオ（例えば、自動車の取り付け板）に嵌入される過程又は取り付けシナリオから抜き出される過程を分析するために用いられることにより、バックルが強度要件を満たしているかどうか、及び、バックルが自動車等の応用シナリオにおいてスピーカーを十分に安定して取り付けることができるかどうかを判断する。図６は、当該方法のフローチャートを示しており、当該取り付けシミュレーション分析方法は、嵌入効果分析及び抜き出し効果分析から構成されている。

前記嵌入効果分析は、ステップＡ、ステップＢ及びステップＣを備える。

ステップＡにおいては、バックル及びその取り付けシナリオの構造に基づき、第一の幾何学的モデルを確立し、前記第一の幾何学的モデルは、バックルが取り付けシナリオに嵌入される幾何学的モデルである。

ステップＢにおいては、前記第一の幾何学的モデルに基づき、第一の有限要素モデルを
確立する。

ステップＣにおいては、前記第一の有限要素モデルを解いて後処理することにより、バックルが取り付けシナリオに嵌入される過程における応力分布を取得する。

前記抜き出し効果分析は、ステップａ、ステップｂ及びステップｃを備える。

ステップａにおいては、バックル及びその取り付けシナリオの構造に基づき、第二の幾何学的モデルを確立し、前記第二の幾何学的モデルは、バックルが取り付けシナリオから抜き出される幾何学的モデルである。

ステップｂにおいては、前記第二の幾何学的モデルに基づき、第二の有限要素モデルを確立する。

ステップｃにおいては、前記第二の有限要素モデルを解いて後処理することにより、バックルが取り付けシナリオから抜き出される過程における応力分布を取得する。

図７ａは、バックルが取り付けシナリオに嵌入される幾何学的モデル（即ち、第一の幾何学的モデル）を示し、図７ｂは、バックルが取り付けシナリオから上へ抜き出される幾何学的モデル（即ち、第二の幾何学的モデル）を示しており、それぞれは、三次元描画ソフトウェアにより作成されている。なお、本実施形態のバックルは、特殊な形状のバックル２であり、取り付けシナリオは、具体的には、自動車の取り付け板２００である。

本実施形態においては、バックル及び取り付け板は、対称的な構造であるので、分析方法は、対称的なバックル及び取り付け板を対称面に沿って半分を切り取ってモデルを確立することにより、図８ａに示す嵌入過程の第一の幾何学的モデル及び図８ｂに示す抜き出し過程の第二の幾何学的モデルをそれぞれ形成する。

以下、前記嵌入効果分析の具体的な過程を説明する。
（１）準備
図７ａに示すように、三次元描画ソフトウェアを用いてバックルを取り付け板に嵌入する過程の三次元幾何学的モデルを作成してシミュレーション分析を行う第一の幾何学的モデルとする。

（２）有限要素モデルを確立する
１）空間次元、物理フィールドインターフェース及び研究タイプを追加する。ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓソフトウェアを起動し、空間次元を「三次元」に設定し、物理フィールドを「固体力学」に選択し、研究タイプを「安定状態」に選択する。

２）図８ａに示すように、簡略化されたバックルの嵌入過程のシミュレーションの幾何学的モデルを確立する。モデルを確立する過程は、次の通りである。

Ａ、第一の幾何学的モデルをインポートし、即ち、「幾何学」に関連する操作を用い、第一の幾何学的モデルをインポートする。当該モデルは、バックル及び固定板を備える。

Ｂ、幾何学のクリーンアップを行い、即ち、［幾何学］操作で幾何学のクリーンアップ機能を用い、モデル内の冗長なポイント、ライン、サーフェス及びボディをクリーンアップし、コンプレックスを形成する。なお、幾何学的モデルをインポートした後、幾何学のクリーンアップ機能を用いてモデル内の余分なポイント、ライン、サーフェス及びボディを削除し、丸コーナ等を調整し、メッシュ品質を高める。

３）移動モード（回転）の一部のパラメータを定義する。当該移動は、回転して嵌入する過程である。回転半径ｒｒ＝０．２５２０９５［ｍ］であり、初期角度ｐｈｉ０＝（ａｓｉｎ（０．００７９３６７９４６６４［ｍ］／ｒｒ））である。

４）積分と接触ペアを定義する。

Ａ、実際の嵌入過程においては、外力が必要であり、当該シミュレーションにおいては、力の作用面（図８ａのバックルの上端面）に対して積分を定義し、「ノードでの合計」を用い、当該面が嵌入される過程の反力は、必要とする嵌入力です。

Ｂ、嵌入過程においては、バックルと固定板は、接触してスライドし、接触可能な面を一対の接触ペア（バックルの嵌入案内傾斜面及び抜き出し案内傾斜面であり、図９ａに示すように）として設定する。

５）材料のモデルを設定する。「固体力学」の物理フィールドにおいて、バックルと固定板の材料モデルを「線形弾性材料」に設定する。バックルは、ＰＰ材料であり、固定板は、構造用のスチールである。

６）境界条件と荷重を設定する。「固体力学」物理フィールドにおいて、境界固定制約、指定変位をそれぞれ設定する。詳細な設定手順は、次の通りである。

Ａ、境界固定制約：固定板を「固定制約」に設定する。

Ｂ、指定変位：図８ａに示す面において、嵌入過程が、
Ｕ０ｘ＝（ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｓｉｎ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ）＋ ｐｈｉ０）－ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｓｉｎ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ））、Ｕ０ｙ＝ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｃｏｓ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ）＋ ｐｈｉ０）－ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｃｏｓ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ））の変位を負荷し、変位の方向は、ｚ軸に沿って反時計回りに回転する。

Ｃ、接触を定義する：４）の接触ペアを引用し、摩擦を設定し、指数動的クーロン摩擦計算を用い、静的摩擦係数は、０．２である。

Ｄ、対称面の設定：当該方法は、対称的なバックルの半分を切り取って対称面に沿ってモデルを確立し、対称面と重なるモデル面（図１０ａに示すように）を対称境界に設定する。

７）材料の属性を定義する。「材料」に関連する操作を用い、モデル内のバックル、固定板の幾何学的ドメインの材料パラメータを設定する。表１は、当該例において定義する材料パラメータを示している。

８）メッシュを分割する。図１１ａと図１２ａは、当該例で用いられている有限要素メッシュモデルであり、前記の、メッシュを分割するステップは、バックルの幾何学的ドメインのメッシュタイプを「フリー四面体メッシュ」に指定し、フリー四面体メッシュのサイズを「カスタマイズ」することと、バックルと固定板の接触面のメッシュに対して「細分化」処理を行うことと、最後に、図１１ａと図１２ａに示すように、「すべてを構築する」ことにより、有限要素メッシュを生成することの通りである。

（３）解き及び後処理
１）安定状態の研究
Ａ、ソルバーを設置する。「安定状態」研究の範囲を設定し、１０＾ｒａｎｇｅ（－１，０．１、－０．５）^＊２ １０＾ｒａｎｇｅ（－０．４５，０．０２５，０）^＊２、１０＾ｒａｎｇｅ（－１、０．００５，０）^＊２である。

Ｂ、計算：設定が完了すると、有限要素モデルを解き、計算過程は、ＣＯＭＳＯＬソフトウェアの組み込みアルゴリズムにより実現する。なお、解く過程において表面摩擦に関わり、前記表面摩擦は、次の論理方程式に基づく。

なお、ｆは、摩擦力であり、μ_１は、動摩擦係数であり、Ｎは、垂直抗力であり、Ｆは、垂直抗力の最大静摩擦力であり、μ_２は、静摩擦係数である。

２）後処理。後処理により次の結果が表示できる。

Ａ、「三次元描画グループ」を追加し、「ボディ」を用いて描画し、表現式ｓｏｌｉｄ．ｍｉｓｅｓを入力し、パラメータ値を修正確認し、描画により、図１３ａ及び図１４ａに示すように、バックルの嵌入過程におけるバックルの応用分布を取得することができる。図から分かるように、バックルの設計は、強度の要件を満たし、断裂して無効になることが生じないが、バックルの根元（ひれ片と接続支柱の接続箇所）等の一部の応力が比較的大きく、強化される必要がある。

Ｂ、「１次元描画グループ」を追加し、「グローバル」描画を用い、図１５ａに示すように、反力Ｙと嵌入変位の関係をそれぞれ描画する。シミュレーション結果は、設計要件が満たされていることを示している。

以下、前記抜き出し効果分析の具体的な過程を説明する。

（１）準備
図７ｂに示すように、三次元描画ソフトウェアを用いてバックルを取り付け板から抜き出す過程の三次元幾何学的モデルを作成してシミュレーション分析を行う第二の幾何学的モデルとする。

（２）有限要素モデルを確立する
１）空間次元、物理フィールドインターフェース及び研究タイプを追加する。ＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓソフトウェアを起動し、空間次元を「三次元」に設定
し、物理フィールドを「固体力学」に選択し、研究タイプを「安定状態」に選択する。

２）図８ｂに示すように、簡略化されたバックルの抜き出し過程のシミュレーションの幾何学的モデルを確立する。モデルを確立する過程は、次の通りである。

Ａ、第二の幾何学的モデルをインポートし、即ち、「幾何学」に関連する操作を用い、第二の幾何学的モデルをインポートする。当該モデルは、バックル及び固定板を備える。

Ｂ、幾何学のクリーンアップを行い、即ち、［幾何学］操作で幾何学のクリーンアップ機能を用い、モデル内の冗長なポイント、ライン、サーフェス及びボディをクリーンアップし、コンプレックスを形成する。なお、幾何学的モデルをインポートした後、幾何学のクリーンアップ機能を用いてモデル内の余分なポイント、ライン、サーフェス及びボディを削除し、丸コーナ等を調整し、メッシュ品質を高める。

３）移動モード（回転）の一部のパラメータを定義する。回転半径ｒｒ＝０．２５２０９５［ｍ］であり、初期角度ｐｈｉ０＝（ａｓｉｎ（０．００７９３６７９４６６４［ｍ］／ｒｒ））である。

４）積分と接触ペアを定義する。

Ａ、実際の抜き出し過程においては、外力が必要であり、当該シミュレーションにおいては、力の作用面（図８ｂのバックルの上端面）に対して積分を定義し、「ノードでの合計」を用い、当該面が抜き出される過程の反力は、必要とする抜き出し力です。

Ｂ、抜き出し過程においては、バックルと固定板は、接触してスライドし、接触可能な面を一対の接触ペア（バックルの嵌入案内傾斜面及び抜き出し案内傾斜面であり、図９ｂに示すように）として設定する。

５）材料のモデルを設定する。「固体力学」の物理フィールドにおいて、バックルと固定板の材料モデルを「線形弾性材料」に設定する。バックルは、ＰＰ材料であり、固定板は、構造用のスチールである。

６）境界条件と荷重を設定する。「固体力学」物理フィールドにおいて、境界固定制約、指定変位をそれぞれ設定する。詳細な設定手順は、次の通りである。

Ａ、境界固定制約：固定板を「固定制約」に設定する。

Ｂ、指定変位：図８ｂに示す面において、抜き出し過程が、
Ｕ０ｘ＝（ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｓｉｎ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ）＋ ｐｈｉ０）－ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｓｉｎ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ））、Ｕ０ｙ＝ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｃｏｓ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ）＋ ｐｈｉ０）－ｓｑｒｔ（ｘ＾２＋ｙ＾２）^＊ｃｏｓ（ａｔａｎ（ｘ／ｙ））の変位を負荷し、変位の方向は、ｚ軸に沿って時計回りに回転する。

Ｃ、接触を定義する：４）の接触ペアを引用し、摩擦を設定し、指数動的クーロン摩擦計算を用い、静的摩擦係数は、０．２である。

Ｄ、対称面の設定：当該方法は、対称的なバックルの半分を切り取って対称面に沿ってモデルを確立し、対称面と重なるモデル面（図１０ｂに示すように）を対称境界に設定する。

７）材料の属性を定義する。「材料」に関連する操作を用い、モデル内のバックル、固定板の幾何学的ドメインの材料パラメータを設定する。上述した表１は、当該例において定義する材料パラメータを示している。

８）メッシュを分割する。図１１ｂと図１２ｂは、当該例で用いられている有限要素メッシュモデルであり、前記の、メッシュを分割するステップは、バックルの幾何学的ドメインのメッシュタイプを「フリー四面体メッシュ」に指定し、フリー四面体メッシュのサイズを「カスタマイズ」することと、バックルと固定板の接触面のメッシュに対して「細分化」処理を行うことと、最後に、図１１ｂ及び図１２ｂに示すように、「すべてを構築する」ことにより、有限要素メッシュを生成することの通りである。

（３）解き及び後処理
１）安定状態の研究
Ａ、ソルバーを設置する。「安定状態」研究の範囲を設定し、１０＾ｒａｎｇｅ（－１，０．１、－０．５）^＊２ １０＾ ｒａｎｇｅ（－０．４５，０．０２５，０）^＊２、１０＾ｒａｎｇｅ（－１、０．００５，０）^＊２である。

Ｂ、計算：設定が完了すると、有限要素モデルを解き、計算過程は、ＣＯＭＳＯＬソフトウェアの組み込みアルゴリズムにより実現する。なお、解く過程において表面摩擦に関わり、前記表面摩擦は、次の論理方程式に基づく。

なお、ｆは、摩擦力であり、μ_１は、動摩擦係数であり、Ｎは、垂直抗力であり、Ｆは、垂直抗力の最大静摩擦力であり、μ_２は、静摩擦係数である。

２）後処理。 後処理により次の結果が表示できる。

Ａ、「三次元描画グループ」を追加し、「ボディ」を用いて描画し、表現式ｓｏｌｉｄ．ｍｉｓｅｓを入力し、パラメータ値を修正確認し、描画により、図１３ｂ及び図１４ｂに示すように、バックルの嵌入過程におけるバックルの応用分布を取得することができる。図から分かるように、バックルの設計は、強度の要件を満たし、断裂して無効になることが生じないが、バックルの根元（ひれ片と接続支柱の接続箇所）等の一部の応力が比較的大きく、強化される必要がある。

Ｂ、「１次元描画グループ」を追加し、「グローバル」描画を用い、図１５ｂに示すように、反力Ｙと嵌入変位の関係をそれぞれ描画する。シミュレーション結果は、設計要件が満たされていることを示している。

３）応力分布グラフに基づいて、サイズ、材料等のような、スピーカーフレームのバックルのパラメータを調整する。

以上、本願の基本原理、基本ブロック図、オーディオフローチャート図、アルゴリズム、及びメリットを説明し、示している。上述した実施形態は、本発明の技術的概念及び特
徴を説明するためのものに過ぎず、一つの好ましい例示的なものである。当業者は、本発明が上述した実施形態によって限定されないことを理解すべきである。本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、様々な変更及び修正を行うことができるので、本願の保護範囲は、特許請求の範囲により限定された範囲に従うべきである。

（符号の説明）
１００ スピーカー
１０ スピーカーフレーム
１ フレーム本体
２ バックル
２００ 取り付け板
２１ 接続支柱
２１１ 近位端
２１２ 遠位端
２２ ひれ片
２２１ 近位端
２２２ 遠位端
２２３ 嵌入案内傾斜面
２２４ 抜き出し案内傾斜面

Claims (16)

1. フレーム本体及び前記フレーム本体を応用シナリオに取り付けるためのバックルを備えるスピーカーフレームであって、
   前記バックルは、接続支柱とひれ片を備え、前記接続支柱は、近位端及び遠位端を有し、前記接続支柱の近位端と前記フレーム本体は、直接又は間接に接続し、
   前記ひれ片は、対になって設置され、それぞれ前記接続支柱の両側に位置し、各前記ひれ片は、それぞれ近位端及び遠位端を有し、各前記ひれ片の近位端と前記フレーム本体の間隔が各前記ひれ片の遠位端と前記フレーム本体の間隔より小さく、
   各前記ひれ片の遠位端は、前記接続支柱の遠位端に接続され、各前記ひれ片の近位端と前記接続支柱は、離間しており、各前記ひれ片は、前記ひれ片が圧迫された後に前記接続支柱に近付くように、それぞれ弾性を有することを特徴とするスピーカーフレーム。
2. 各前記ひれ片の上表面は、バックルが嵌入しやすくするための嵌入案内傾斜面を有し、前記嵌入案内傾斜面は、前記ひれ片の遠位端から近位端への方向に沿って徐々に上へ傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のスピーカーフレーム。
3. 各前記ひれ片の上表面は、抜き出し案内傾斜面を更に有し、前記抜き出し案内傾斜面は、前記ひれ片の遠位端から近位端への方向に沿って徐々に下へ傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のスピーカーフレーム。
4. 前記嵌入案内傾斜面の傾斜角度が前記抜き出し案内傾斜面の傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項３に記載のスピーカーフレーム。
5. 前記ひれ片は、全体として中央部分が上へ曲がっている片状であることを特徴とする請求項２に記載のスピーカーフレーム。
6. 圧迫されていないとき、各前記ひれ片の近位端は、前記接続支柱の片側に位置し、圧迫されると、各前記ひれ片の近位端は、前記接続支柱と同じ水準を保つか、前記接続支柱の反対側に位置することを特徴とする請求項１に記載のスピーカーフレーム。
7. 前記バックルの数は、一つであり、前記ひれ片の数は、二つであり、二つの前記ひれ片は、対称的に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカーフレーム。
8. 前記バックルは、プラスチックにより一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカーフレーム。
9. 前記接続支柱の近位端と前記フレーム本体は、固定接続されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカーフレーム。
10. 請求項１～９の何れか１つに記載のスピーカーフレームを備えることを特徴とするスピーカー。
11. 請求項１～９の何れか１つに記載のスピーカーフレームの取り付けシミュレーション分析方法であって、
    前記取り付けシミュレーション分析方法は、嵌入効果分析及び抜き出し効果分析を備え、
    前記嵌入効果分析は、ステップＡ、ステップＢ及びステップＣを備え、
    ステップＡにおいては、スピーカーフレームのバックルとその取り付けシナリオの構造に基づき、第一の幾何学的モデルを確立し、前記第一の幾何学的モデルは、バックルが取
    り付けシナリオに嵌入される幾何学的モデルであり、
    ステップＢにおいては、前記第一の幾何学的モデルに基づき、第一の有限要素モデルを確立し、
    ステップＣにおいては、前記第一の有限要素モデルを解いて後処理することにより、バックルが取り付けシナリオに嵌入される過程における応力分布を取得し、
    前記抜き出し効果分析は、ステップａ、ステップｂ及びステップｃを備え、
    ステップａにおいては、バックル及びその取り付けシナリオの構造に基づき、第二の幾何学的モデルを確立し、前記第二の幾何学的モデルは、バックルが取り付けシナリオから抜き出される幾何学的モデルであり、
    ステップｂにおいては、前記第二の幾何学的モデルに基づき、第二の有限要素モデルを確立し、
    ステップｃにおいては、前記第二の有限要素モデルを解いて後処理することにより、バックルが取り付けシナリオから抜き出される過程における応力分布を取得し、
    前記ステップＣ及び前記ステップｃにおいては、解く過程において表面摩擦に関わり、前記表面摩擦は、次の理論式に基づくものであり、
    ｆ＝μ_１×Ｎ；Ｆ＝μ_２×Ｎ
    ｆは、摩擦力であり、μ_１は、動摩擦係数であり、Ｎは、垂直抗力であり、Ｆは、垂直抗力の最大静摩擦力であり、μ_２は、静摩擦係数であり、
    前記取り付けシミュレーション分析方法は、前記嵌入効果分析および抜き出し効果分析に基づき、前記スピーカーフレームの前記バックルのパラメータを調整することを更に備えることを特徴と取り付けシミュレーション分析方法。
12. 前記ステップＣ及び前記ステップｃは、それぞれ定常状態の研究範囲を設定し、前記第一の有限要素モデルの研究範囲は、１０＾ｒａｎｇｅ（－１，０．１、－０．５）^＊２ １０＾ｒａｎｇｅ（－０．４５，０．０２５，０）^＊２であり、前記第二の有限要素モデルの研究範囲は、１０＾ｒａｎｇｅ（－１，０．００５，０）^＊２であることと、
    以下の理論方程式に基づいて前記第一の有限要素モデルと前記第二の有限要素モデルのそれぞれを解き、
    

    

    
    なお、［Ｍ］は、質量行列であり、［Ｃ］は、減衰行列であり、［Ｋ］は、静的剛性行列であり，｛Ｘ（二重丸傍点）｝は、節点加速度ベクトルであり，｛Ｘ（丸傍点）｝は、節点速度ベクトルであり，｛Ｘ｝は、節点変位ベクトルであり，｛Ｆ｝は、励起荷重ベクトルであることと、
    前記第一の有限要素モデル及び前記第二の有限要素モデルを解いた結果に対して画像化処理又はリスト表示を行うこととを備えることを特徴とする請求項１１に記載の取り付けシミュレーション分析方法。
13. 前記ステップＢは、具体的には、ステップＢ１、ステップＢ２、ステップＢ３、ステップＢ４、ステップＢ５、ステップＢ６、ステップＢ７及びステップＢ８を備え、
    ステップＢ１においては、空間次元を３Ｄとして追加し、物理インターフェイスとして構造力学の中の固体力学を選択し、研究タイプとして定常状態を選択し、
    ステップＢ２においては、前記第一の幾何学的モデルをインポートしてコンプレックスを形成し、
    ステップＢ３においては、移動モードのパラメータを定義し、
    ステップＢ４においては、積分と接触ペアを定義し、
    ステップＢ５においては、第一の幾何学的モデルの中のバックル及び取り付けシナリオの材料を設置し、
    ステップＢ６においては、境界条件と制約を設定し、
    ステップＢ７においては、材料パラメータを定義し、
    ステップＢ８においては、メッシュを分割して前記第一の有限要素モデルを形成することを特徴とする請求項１１に記載の取り付けシミュレーション分析方法。
14. 前記ステップｂは、具体的には、ステップｂ１、ステップｂ２、ステップｂ３、ステップｂ４、ステップｂ５、ステップｂ６、ステップｂ７及びステップｂ８を備え、
    ステップｂ１においては、空間次元を３Ｄとして追加し、物理インターフェイスとして構造力学の中の固体力学を選択し、研究タイプとして定常状態を選択し、
    ステップｂ２においては、前記第二の幾何学的モデルをインポートしてコンプレックスを形成し、
    ステップｂ３においては、移動モードのパラメータを定義し、
    ステップｂ４においては、積分と接触ペアを定義し、
    ステップｂ５においては、第二の幾何学的モデルの中のバックル及び取り付けシナリオの材料を設置し、
    ステップｂ６においては、境界条件と制約を設定し、
    ステップｂ７においては、材料パラメータを定義し、
    ステップｂ８においては、メッシュを分割して前記第二の有限要素モデルを形成することを特徴とする請求項１１に記載の取り付けシミュレーション分析方法。
15. 前記の、移動モードのパラメータを定義することは、具体的には、回転半径ｒｒ＝０．２５２０９５［ｍ］であり、初期角度ｐｈｉ０ ＝（ａｓｉｎ（０．００７９３６７９４６６４［ｍ］／ｒｒ））であり、及び／又は、
    前記の、積分と接触ペアを定義することは、具体的には、嵌入又は抜き出し過程における外力の作用面に対して積分し、嵌入又は抜き出し過程においてバックルと取り付けシナリオが接触可能な位置を一対の接触ペアとして設定し、及び／又は、
    前記バックルと取り付けシナリオの材料は、具体的には、前記バックルの材料がポリプロピレンプラスチックであり、前記取り付けシナリオの材料は、スチールであり、及び／又は、
    前記の、境界条件と制約を設定することは、具体的には、前記取り付けシナリオの境界を固定制約境界として設定し、前記バックルにおける変位を指定し、設定した接触ペアを引用して摩擦を設定し、前記第一の幾何学的モデルにおいては、バックルを対称面に沿って半分を切り取って構築し、対称面と重なるモデル面を対称境界として設定し、及び／又は、
    前記の、材料パラメータを定義することは、具体的には、材料のヤング率、密度、ポアソン比を設定し、及び／又は、
    前記の、メッシュを分割することは、具体的には、フリーの四面体メッシュタイプを採用し、接触面に対してカスタマイズメッシュを設定してメッシュの細分化を行うことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の取り付けシミュレーション分析方法。
16. 前記取り付けシナリオは、取り付け板であることを特徴とする請求項１１に記載の取り付けシミュレーション分析方法。

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