JP3846497B2 - スピーカー振動板およびそれを備えたスピーカー - Google Patents

Description

本発明は、スピーカー振動板に関し、詳細には、ボイスコイルボビンとの接合強度が高いスピーカー振動板に関する。

図５は、従来のスピーカー５００を示す断面図である。スピーカー５００は、ボビン５０２の外周側面部に振動板５０１が接着されているが、ボビン５０２外周側面部が単なる筒状（曲面形状）であるので、ボビン５０２と振動板５０１との接着強度は接着剤の接着強度のみに依存する。そのため、ボビン５０２の振動を振動板５０１に正確に伝達できない（伝達ロスが発生する）。また、振動板５０１が変形したり、さらには、接着強度が不足する場合は振動板５０１とボビン５０２との接着が外れてしまう場合がある。さらに、入力信号によるボビン５０２の振動を振動板５０１に伝達させる際に、Ｘ１〜Ｘ４に示すように複雑な経路で伝達するので、例えばダストキャップ５０６と振動板５０１との結合部等で振動が反射し、伝達ロスが大きくなる。さらに、ボビン５０２の一端５０２ａは固定されていないので、ボビン５０２の一端は振動の腹になって垂直方向（Ｙ方向）に大きくたわんで振動し、ボビン５０２自体から不要な音が発生し、Ｓ／Ｎ比が悪化する。

上記の問題を解決するため、下記の特許文献１のスピーカーが提案されている。図６は、特許文献１のスピーカー６０１の要部を説明する断面図である。このスピーカー６０１は、ドーム部６０５とエッジ部６１１とを連結する連結部６０７に、ボビン６０２の一端を挿入し接着するための固定用溝６１０が形成されている。このスピーカー６０１によれば、振動板６０５とボビン６０２との接着強度を高めることができる。しかし、固定用溝６１０を形成するために複数の折り曲げ部Ａ１〜Ａ７が形成されている。そのため、ボビン６０２の振動は連結部６０７の平面部６０７ａからドーム部６０５およびエッジ部６１０に伝達するので、ボビン６０２からドーム部６０５およびエッジ部６１０に振動が伝達する経路が折り曲げ部によってきわめて複雑になる。従って、ボビン６０２の振動は各折り曲げ部Ａ１〜Ａ７で反射するので、振動の伝達ロスが生じる。さらに、ドーム部６０５、エッジ部６１０および連結部６０７が全て同じ材料から成形されているので、ボビン６０２の垂直方向の振動は、連結部６０７を介してドーム部６０５およびエッジ部６０６に伝達され、歪みが発生する。

特開２００２−１２５２９０号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、振動板とボイスコイルとの接着強度を高め、伝達ロスを低減させ、かつ、Ｓ／Ｎ比を改善できるスピーカー振動板を提供することにある。

本発明の好ましい実施形態によるスピーカー振動板は、第１振動板部分と、該第１振動板部分と一体成形された第２振動板部分と、該第１振動板部分と該第２振動板部分との結合部の背面側に突出して設けられ、ボイスコイルボビンの一端が接着される取付部とを備える。

好ましい実施形態においては、上記取付部は、上記第１振動板部分から背面側に延設された第１延設部と、上記第２振動板部分から背面側に延設された第２延設部とを含む。該第１延設部と第２延設部との間に上記ボイスコイルボビンを挿入し、接着するためのボビン接着溝が規定されている。

ボイスコイルボビンの一端が取付部に接着されることにより、ボイスコイルボビンの一端は固定されるので、一端がボイスコイルボビンに対して垂直方向に振動することを防止できる。そのため、ボイスコイルボビン全体の垂直方向の振動（たわみ）を防止でき、ボイスコイルボビン自体から不要な音が発生することを防止できる。従って、Ｓ／Ｎ比が改善され得る。さらに、ボイスコイルボビンを振動板に取り付ける際の位置決めが容易になる。さらに、ボイスコイルボビンと第１振動板部分（および第２振動板部分）とが強固に接着されるので、ボイスコイルボビンの振動を正確に振動板に伝達でき、振動板の変形を防止できる。さらに、振動板の背面側に取付部を突出させることにより、振動板に特許文献１のような複数の折り曲げ部を形成する必要はない。具体的には、第１延設部および第２延設部を、第１振動板部分および第２振動板部分から延設している。そのため、第１振動板部分および第２振動板部分の耐久性が非常に高い。しかも、ボイスコイルボビンから第１振動板部分および第２振動板部分に振動が伝達する際に、振動が反射されずに伝達される。従って、振動の伝達ロスをきわめて良好に防止できる。

好ましい実施形態においては、上記第１振動板部分および上記第２振動板部分は、基材に熱硬化性樹脂が含浸されてなる。上記取付部は、該熱硬化性樹脂が硬化されて成形されている。

基材に熱硬化性樹脂を含浸して第１振動板部分（および第２振動板部分）を成形すると同時に、同じ熱硬化性樹脂によって取付部を成形できるので、製造がきわめて簡素化される。さらに、取付部は熱硬化性樹脂のみによって成形されており、その内部損失は、基材に熱硬化性樹脂が含浸された第１振動板部分（および第２振動板部分）の内部損失よりも高い。そのため、ボイスコイルボビンの垂直方向の振動は内部損失の高い取付部によって減衰され、第１振動板部分（および第２振動板部分）には伝達されにくい。従って、歪みの発生を防止できる。

好ましい実施形態においては、上記熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル樹脂である。

従って、硬化速度が速く、硬化温度が低いので製造が容易であり、かつ、優れた内部損失を有する第１振動板部分、第２振動板部分および取付部が得られる。

本発明の別の局面によれば、上記のスピーカー振動板を備えるスピーカーが提供され得る。

本発明のさらに別の局面によれば、スピーカー振動板の製造方法が提供され得る。この製造方法は、基材の第１振動板部分および第２振動板部分となるべき部分に熱硬化性樹脂を含浸する行程と、金型の、ボイスコイルボビンの一端が接着される取付部を形成する部分に該熱硬化性樹脂を滴下する行程と、該含浸した熱硬化性樹脂を硬化させて該第１振動板部分および該第２振動板部分を形成すると同時に、該金型の取付部を形成する部分に滴下された熱硬化性樹脂を硬化させて該取付部を形成する行程とを含む。従って、製造工程がきわめて簡素化される。

本発明のスピーカー振動板は、第１振動板部分と第２振動板部分との結合部の背面側に突出して設けられ、ボイスコイルボビンの一端が接着される取付部を備えるので、ボイスコイルボビンと振動板とを強固に接着でき、かつ、Ｓ／Ｎ比を改善できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー１００の概略断面図である。図２は、スピーカー１００の振動板１の要部拡大図である。スピーカー１００は、振動板１と、振動板１に接着されるボイスコイルボビン２と、ボイスコイルボビン２の下端部に巻回されたボイスコイル３とを有する。ボイスコイル３は、磁気回路４の磁気ギャップに配され、入力信号に応じて磁気ギャップ内を変位することにより振動板１を駆動する。

振動板１は、第１振動板部分５と、第１振動板部分５と一体成形された第２振動板部分６とを有する。必要に応じて、振動板１は、第１振動板部分５と一体成形されたエッジ部分１１を含む（エッジ部分１１は一体成形されていなくてもよい）。第１振動板部分５は、コーン型振動板を形成しており、振動板１の外周部分を形成する。第２振動板部分６は、ドーム型振動板を形成しており（ダストキャプとしての機能を有していてもよい）、振動板１の内周部分を形成する。第１振動板部分５と第２振動板部分６とが一体成形されることにより、第１振動板部分５と第２振動板部分６との結合部において、ボイスコイルボビン２の振動をよりスムーズに（反射することなく）伝達できるので、伝達ロスを防止できる。振動板１は、ボイスコイルボビン２が接着剤によって取り付けられる取付部７をさらに有する。取付部７は、振動板１（具体的には、第１振動板部分５と第２振動板部分６との結合部）の背面側に突出するように設けられている。背面側とは、振動板１のボイスコイルボビン２が接着される側である。また、結合部とは、第１振動板部分５と第２振動板部分６とが結合している部分およびその近傍を意味する。言い換えると、結合部は、振動板１の曲面が凹状から凸状に変化する位置及びその近傍である。振動板１の表面側ではなく背面側に取付部７を突出させているので、取付部７を形成するために第１振動板部分５および第２振動板部分６に折り曲げ部を形成する必要がない。そのため、振動板１の表面側には取付部７が露出しないので、振動板１の美感がきわめて優れたものになる。

取付部７は、第１振動板部分５および第２振動板部分６に一体成形されている。一体成形されているので、製造行程が簡素化され、かつ、取付部７が第１振動板部分５および第２振動板部分６から剥離することを防止できる。取付部７は、第１振動板部分５から背面側に延設された第１延設部８と、第２振動板部分６から背面側に延設された第２延設部９とを含み、第１延設部８および第２延設部９との間にボビン接着溝１０が規定されている。第１延設部８および第２延設部９の厚みは、好ましくは、０．５〜２０ｍｍである。０．５ｍｍより小さければ接着強度が不十分であり、２０ｍｍ以上であれば第１振動板部分５と第２振動板部分６との結合部の重量が増加しすぎ、音圧が低下するからである。取付部７のボビン接着溝１０にボイスコイルボビン２の一端が挿入され、第１および第２延設部によって挟み込まれた状態でボイスコイルボビン２が接着される。ここで、ボイスコイルボビン２の一端は第１振動板部分５および第２振動板部分６に当接しているので、ボイスコイルボビン２の振動は、第１および第２延設部を介さずに直接、第１振動板部分５および第２振動板部分６に伝達される。しかも、先述の通り、第１振動板部分５および第２振動板部分６は、折曲げ部が形成されていないので、振動を反射させる面を有さない。そのため、ボイスコイルボビン２の振動は、図１のＸ１およびＸ２に示す通り、第１振動板部分５および第２振動板部分６において、反射されることなく伝達される。

第１振動板部分５および第２振動板部分６は、基材に熱硬化性樹脂が含浸されてなる。熱硬化性樹脂は、任意の適切な熱硬化性樹脂が採用され得るが、好ましくは、不飽和ポリエステルである。硬化速度が速く、硬化温度が低いので製造が容易であり、かつ、優れた内部損失を有する第１振動板部分５および第２振動板部分６が得られるからである。

基材は、用途および目的に応じて、任意の適切な織布または不織布が採用され得る。織布または不織布単独であってもよく、複数の不織布を有する積層体、あるいは織布と不織布との積層体であってもよい。不織布としては、代表的には、パラ型アラミド繊維、メタ型アラミド繊維、レーヨン繊維、コットン繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリアリレート系繊維などが挙げられる。織布としては、ポリ（トリメチレンテレフタレート）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維などが挙げられる。

取付部７（第１延設部８および第２延設部９）は、樹脂によって成形されている。好ましくは、取付部７は、第１振動板部分５および第２振動板部分６に用いられる熱硬化性樹脂が硬化することによって成形されている。すなわち、取付部７は、好ましくは不飽和ポリエステルによって成形されている。硬化速度が速く、硬化温度が低いので製造が容易であり、かつ、優れた内部損失を有する取付部が得られるからである。詳細は後述するが、取付部７は、第１振動板部分５および第２振動板部分６の基材に熱硬化性樹脂が含浸されると同時に、金型の取付部７の形状部分に熱硬化性樹脂が滴下され、硬化されるので、製造がきわめて簡素化される。さらに、取付部７は熱硬化性樹脂のみによって成形されているので、基材に熱硬化性樹脂が含浸されてなる第１振動板部分５および第２振動板部分６と比べて内部損失が高い。例えば、基材がＰＥＮ繊維であり、熱硬化性樹脂が不飽和ポリエステルである場合には、取付部７と、第１振動板部分５（および第２振動板部分６）との内部損失の比は３：１〜１．２：１となる（取付部７の内部損失は０．３〜０．６であり、第１振動板部分５および第２振動板部分６の内部損失は０．１〜０．５である）。従って、ボイスコイルボビン２の（ボイスコイルボビン２に対して）垂直方向の振動は、内部損失の高い取付部７によって減衰され、第１振動板部分５および第２振動板部分６には伝達されない。そのため、ボイスコイルボビン２の垂直方向の振動によって、歪みまたはノイズが発生することを防止でき、Ｓ／Ｎ比を改善できる。

次にスピーカー振動板１の製造方法について、図３を参照して説明する。基材３０１ａは、供給装置３０１にロール状に巻かれて準備され、工程の流れに応じて供給装置３０１から送り出される。成形時の変形を防止するために、送り出された基材３０１ａの送り方向に対する両側部がクランプ３０２により移動可能に支持される。

次いで、熱硬化性樹脂が、樹脂供給ノズル３０３ａから基材３０１ａの第１振動板部分５および第２振動板部分６に選択的に供給される。

次いで、熱硬化性樹脂が供給された基材３０１ａを、振動板１の形状の上側金型３０４ａおよび下側金型３０４ｂを用いて熱プレスする。図４は、上側金型３０４ａおよび下側金型３０４ｂを示す概略断面図である。上側金型３０４ａは振動板１の表面（第１振動板部分５および第２振動板部分６）の形状を有しており、下側金型３０４ｂは振動板１の背面（第１振動板部分５、第２振動板部分６および取付部７）の形状を有している。その結果、熱硬化性樹脂が圧延により基材３０１ａの第１振動板部分および第２振動板部分に含浸されおよび硬化して、第１振動板部分５および第２振動板部分６が形成され、同時に、下側金型３０４ｂの取付部７の形状部分に供給された熱硬化性樹脂が硬化され、取付部７が形成される。下側金型３０４ｂのみが取付部７の形状を有しているので、振動板１の背面側に取付部７が成形される。最後に、型抜きと外周切断が行われ、振動板１が得られる。

なお、熱プレスの条件（例えば、金型温度、プレス圧力、プレス時間、金型クリアランス）は、目的や用いる不織布基材に応じて、任意の適切な条件が採用され得る。代表的には、金型温度は１００〜１３０℃、加熱時間は０．５〜３分間、プレス時の圧力は１５〜２５ｋｇ／ｃｍ^２、金型クリアランス（得られるスピーカー用部材の厚みに対応する）は０．１〜０．３ｍｍである。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。なお、特に示さない限り、実施例中の部およびパーセントは重量基準である。

下記の組成を有する不飽和ポリエステル溶液を調製した：
不飽和ポリエステル樹脂（日本触媒(株)製；N350L） ：１００（部）
低収縮化剤（日本油脂(株)；モディパーS501） ：５
パーオクタＯ（日本油脂(株)） ：１．３
一方、表側にポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維の撚りのない平織り（帝人製 糸番手１１００×１１００（ｄｔｅｘ） 密度１７×１７（本/inch） 目付け１６６ｇ/m2）にメラミン樹脂５部を含浸、乾燥した織布とテクノーラ不織布（目付け:６０g/m2）を１５cm角に切断したものを２層積層して基材とする。約２０cm角のステンレス板の中央に直径約１６cmの円形の穴を開けた冶具をクランプ゜とし、このクランプ２枚の間に積層した基材を挟んだ後、調合した上記の不飽和ポリエステル溶液（約５g）をクランプした基材の中央付近に滴下する。図４の振動板形状のマッチドダイ金型で１３０℃で３０秒間成形することにより口径１６cm、厚さ０．３５mmの振動板を得た。取付部７は下側金型のみに掘り込みが設けてあるため、振動板１の背面側のみに不飽和ポリエステル樹脂が硬化して形成される。

得られた振動板について、通常の方法で、取付部７および第１振動板部分５（第２振動板部分６）のヤング率および内部損失を測定した。測定結果を下記の表１に示す。

表１に示す通り、取付部７の内部損失は、第１振動板部分５（および第２振動板部分６）の内部損失の２．２５倍である。そのため、ボイスコイルボビンの垂直方向の振動は内部損失の高い取付部７によって減衰され、第１振動板部分５（および第２振動板部分６）には伝達されにくい。従って、歪みの発生を防止できる。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

本発明のスピーカー振動板は、様々な用途（家庭用、車載用）に用いられるスピーカーに好適に適用され得る。さらに、特に低周波数領域を再生するウーファー、または高周波数領域を再生するツィータ等、特性に問わず任意のスピーカーに適用され得る。

本発明の好ましい実施形態によるスピーカーを示す概略断面図である。 図１に示すスピーカー振動板の要部を示す概略断面図である。 図１に示すスピーカー振動板の製造方法を示す図である。 図３の製造方法に用いられる金型を説明する図である。 従来のスピーカーを示す概略断面図である。 従来のスピーカーを示す概略断面図である。

符号の説明

１ 振動板
５ 第１振動板部分
６ 第２振動板部分
７ 取付部

Claims (4)

1. 第１振動板部分と、該第１振動板部分と一体成形された第２振動板部分と、該第１振動板部分と該第２振動板部分との結合部の背面側に突出して設けられ、ボイスコイルボビンの一端が取り付けられる取付部とを備え、
   該第１振動板部分および該第２振動板部分が、基材に熱硬化性樹脂が含浸されてなり、該取付部が、該熱硬化性樹脂が硬化されて成形されている、スピーカー振動板。
2. 前記熱硬化性樹脂が不飽和ポリエステル樹脂である、請求項１に記載のスピーカー振動板。
3. 請求項１または２に記載のスピーカー振動板を備える、スピーカー。
4. 基材の第１振動板部分および第２振動板部分となるべき部分に熱硬化性樹脂を含浸する行程と、
   金型の、ボイスコイルボビンの一端が接着される取付部を形成する部分に該熱硬化性樹脂を供給する行程と、
   該含浸した熱硬化性樹脂を硬化させて該第１振動板部分および該第２振動板部分を形成すると同時に、該金型の取付部を形成する部分に供給された熱硬化性樹脂を硬化させて該取付部を形成する行程とを含む、スピーカー振動板の製造方法。

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