JP4557412B2

JP4557412B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP4557412B2
Application number: JP2000352597A
Authority: JP
Inventors: 弘行武輪; 幹郎岩佐; 光一久世; 信也田端; 信也溝根; 良幸高橋; 哲司小浦; 隆司鈴木; 輝夫土井; 清池田; 裕子山崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2020-11-20
Also published as: CN1420709A; CN1306852C; US6757404B2; EP1207719B1; JP2002159091A; US20020061117A1; EP1207719A3; EP1207719A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響信号を再生する高音用のスピーカと、該スピーカに用いられ、振動板厚さを制御して必要な部分に所望の剛性を与えることで優れた高音再生特性を有する振動板と、素材の射出成形により振動板を製造する振動板の製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オーディオ関連業界においては、再生音楽ソースのデジタル化に伴い、音響出力機器としてのスピーカの特性において、従来よりも更に出力音圧、歪率、周波数平坦性において、より優れた特性のスピーカが望まれている。特に音質に大きな影響を与える高音再生用スピーカ（ツィータともいう）の振動板は、益々重要視されている。従来、高分子フィルム又はシート状樹脂を用いたドーム型振動板では、高分子フィルム又はシート状樹脂を金型で加熱成型することにより、振動板の形状に成形している。
【０００３】
図３０は従来の高分子フィルムを用いたドーム型スピーカの構造例を示す断面図である。本図に示すように、ドーム型振動板２００Ａは高分子フィルム又はシート状の樹脂材料で加熱加圧成形された振動板であり、ドーム部２０１、ドーム中央部２０２、ボイスコイル接合部２０３、フレーム貼付外周部２０４が一体に成形されたものである。ドーム中央部２０２はドーム部２０１の頂上部を指し、ボイスコイル接合部２０３はドーム部２０１の下端外周部を指す。
【０００４】
ボイスコイルボビン３１は、アルミニウム箔、薄い高分子箔、又は紙等で構成される筒状部材であり、その上端部が接着剤２１によりボイスコイル接合部２０３に接合されている。ボイスコイルボビン３１の下端部には電磁駆動力を発生するボイスコイル３２が回巻されている。ボイスコイルボビン３１の内側には、円形のトッププレート４１が配置され、ボイスコイルボビン３１の外側には、カップ状のヨーク４３が配置されている。またトッププレート４１の下面とヨーク４３の平板面との間にマグネット４２が配置され、トッププレート４１、マグネット４２、ヨーク４３により磁気回路４５が形成されている。そしてトッププレート４１の外周側面とヨーク４３の内周側面とは、所定の間隙を保持した環状磁気ギャップ４０となっている。
【０００５】
環状平板に形成されたフレーム貼付外周部２０４は、フレーム２０に固着されている。環状磁気ギャップ４０内に配置されボイスコイル３２は、オーディオ信号に対応した駆動電流が供給されると、ボイスコイルボビン３１の中心軸と平行な方向に電磁駆動力が発生し、ボイスコイルボビン３１をピストン運動させる。このピストン運動はボイスコイル接合部２０３に伝わり、ドーム型振動板２００Ａを中心軸方向に振動させる。ドーム型振動板２００Ａの剛性が大きく、その等価質量が小さい場合は、ドーム部２０１はドーム中央部２０２を含めて一体に振動する。この場合、ドーム型振動板２００Ａから放射される音の位相は一様で、且つ音の周波数成分はオーディオ信号の周波数成分と等しくなる。
【０００６】
ここで上記のような構造のドーム型振動板の従来の製造方法について、以下に具体的に説明する。図３１はドーム型振動板の製造に用いられる金型の要部構成を示す断面図である。従来この種のドーム型振動板は、高音域を再生するツィータの振動板として用いられるが、その素材として、一般的にシート状の樹脂材料２０９が用いられる。シートの厚みは例えば５０μｍである。図３１に示す金型２１０は、図３２に示すようなドーム型振動板２００Ｂを製造するための金型である。図３２に示すドーム型振動板２００Ｂは、図３０に示すドーム型振動板２００Ａの構成要素であるドーム部２０１、ドーム中央部２０２、ボイスコイル接合部２０３、フレーム貼付外周部２０４に加えて、コーン部２０５が形成されている。しかしドーム型振動板２００Ａの製造方法と、ドーム型振動板２００Ｂの製造方法とは基本的には同一である。
【０００７】
この金型２１０は雄金型である加熱押圧金型２１１と、雌金型である加熱押圧金型２１２とより構成される。加熱押圧金型２１１と加熱押圧金型２１２の成形面はほぼ同一形状を有し、夫々の金型に加熱用ヒータ２１１ａ、２１２ａが内蔵されている。いずれの金型にも、ドーム部の形成面、ボイスコイル接合部の形成面、コーン部の形成面、フレーム貼付外周部の形成面を有している。加熱押圧金型２１１はシャンク２１１ｂに取り付けられ、固定側の加熱押圧金型２１２に対して加圧位置及び開放位置に移動する。
【０００８】
ドーム型振動板２００Ｂを製造するには、加熱押圧金型２１２の加圧面に樹脂材料２０９を位置決めし、両金型の加熱用ヒータ２１１ａ、２１２ａを通電し、両金型を所定温度に加熱する。そしてシャンク２１１ｂを介して雄側の加熱押圧金型２１１を押圧し、両金型の加圧力を所定値に保持する。こうすると樹脂材料２０９が軟化及び溶融し、金型２１０の形成面の形状に加熱変形する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
こうして得られたドーム型振動板２００Ｂは図３２に示すような形状になり、その厚みも場所によって変化する。フレーム貼付外周部２０４とドーム部２０１の中腹部とは、成形前の素材厚みである５０μｍになるのに対し、ドーム中央部２０２は２０μｍ、ボイスコイル接合部２０３は３５μｍ、ロールエッジ部２０７は４０μｍのように薄くなる傾向がある。
【００１０】
この種のドーム型振動板にあっては、理想的には、全般に同一厚さが確保されることが望ましいが、加熱押圧金型２１１、２１２の押圧力が振動板全面に万遍に平均して行き渡らないことが多い。このため、ドーム型振動板２００Ｂの部分部分で厚さが変化することは否めなかった。特にドーム部２０１の中腹部の肉厚は、ドーム中央部２０２及びボイスコイル接合部２０３の肉厚と大きく相違した。これは、プレス成形の際に樹脂材料２０９が加熱押圧金型２１１、２１２の凸面部に当接する部分において、局部的に強弱の圧力を受けて引っ張られて面積が拡大し、各部の厚さが不均一な値に変化してしまうためである。特にドーム中央部２０２及びコーン部２０５のように、本来、高域再生や低歪み化のために剛性が必要な部分が薄肉になり、他の部分は素材の肉厚に成形される。このため、部分共振により歪みが増加し、共振の際に薄肉部の振幅が必要以上に大きくなる。このために音圧特性のピークや歪が増加するという問題があった。更にドーム部２０１の下端部が薄くなるために、ボイスコイル３２からの力の伝達が不十分になり、高域再生特性が低下することや、入出力特性が劣化する問題もあった。
【００１１】
ツィータ用の振動板は、比較的高い再生周波数範囲で、周波数特性が平坦であること、音響変換能率が高いこと、更に指向特性がブロードであること等が要求される。このため、ほとんどの振動板が小寸法で、通常シート状の樹脂材料２０９を加熱押圧して、図３０のようにドーム形状に成形するか、又は図３２に示すように、ドーム部２０１の周囲に短い円錐形のコーン部２０５を一体に形成していた。そしてその外周に、フレーム２０の周縁部と固定するために平坦な環状面を持つフレーム貼付外周部２０４を形成していた。
【００１２】
特にボイスコイル接合部２０３となる部分が、このような加熱押圧金型２１１、２１２の凸面に押圧されて、その接合箇所が他の部分よりも薄く且つ脆弱になると、そのコンプライアンスのために、ボイスコイル３２からボイスコイルボビン３１へ伝達された振動が、ボイスコイル接合部２０３の部分で伝達ロスを生じ、所望のモードの振動が十分に伝達されないこととなる。これでは入力オーディオ信号に忠実な音響再生が望めないばかりか、ボイスコイル接合部２０３が脆弱になって、小さな入力に対してもこの部分が変形したり、接着工程で変形が発生するという問題もあった。
【００１３】
このように、従来の押圧プレス成形によると、シート状の樹脂材料２０９を成形する際、樹脂材料が部分的に強弱の圧力を受けて引っ張られることから、ドーム型振動板２００Ａ又２００Ｂの部分部分で厚さの均一性が保持できず、同一部分での厚みのばらつきも個々の振動板毎に大きくなる。このため周波数特性にばらつきが生じてしまう。また、剛性が必要な部分に肉厚が十分とれないので、振動板の肉厚を制御して、所望の剛性を制御することは現実的に不可能となっていた。
【００１４】
また、シート成形の場合に肉厚の薄い樹脂材料２０９を使用すると、フレーム２０に押圧固定するフレーム貼付外周部２０４に、反りや他の変形が生じ易くなり、全周的にフレーム２０へ一定した強固な固着が実現できなくなる欠点があった。従って、生産性や品質を確保する場合に、樹脂材料２０９の厚みを一定以下にしづらく、実質的に厚さが限定されてしまう。また、樹脂材料２０９は大量生産用の設備で生産されるのが業界の常であるため、業界の規格外の厚みや樹脂材料の変更を行う場合は、材料購入費がコスト高となり、振動板を安価に製造できなくなるという問題が生じる。更にフレーム貼付外周部２０４となる部分を、プレス機を用いて必要外径寸法に切り抜き加工するので、その余白の抜き滓の部分は廃棄部分となり、材料ロスが増大する欠点がある。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、請求項１〜１６記載の発明は、高域共振時に振動板の振幅を制動することにより、高域再生周波数のピーク・ディップを最小にし、広帯域で低歪な優れた高音用のスピーカを実現することを目的とする。またボイスコイルからの駆動力を忠実に振動板に伝達することができ、高出力及び耐久性に優れたスピーカを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のスピーカは、空気振動を与える振動板、前記振動板に接合された筒状のボイスコイルボビン、前記ボイスコイルボビンの外周部に回巻されたボイスコイル、前記ボイスコイルに電磁駆動力を与える磁気回路を具備するスピーカにおいて、前記振動板は、中央にドーム部を有し外周部にフレーム貼付面を有するドーム型の振動板であり、ドーム部中央部の肉厚を略同心円状にその他の部分より厚くし、中央にドーム部を有し外周部にフレーム貼付面を有するドーム型の振動板であり、前記ドーム部と前記フレーム貼付面との境界に位置するボイスコイル接合部の肉厚を、その他の部分より厚くし、前記ドーム部中央部と、前記ボイスコイル接合部以外の部分を略同一の厚みとし、前記ドーム部中央部、前記ボイスコイル接合部を含む振動板を一体成形したことを特徴とするものである。
【００２０】
ここで前記振動板は、前記フレーム貼付面に換えて、前記ドーム部の外周部にコーン部を有し、前記ボイスコイル接合部の肉厚を、その他の部分より厚くしたことに換えて、前記ドーム部と前記コーン部との境界に位置するボイスコイル接合部に、前記ボイスコイルボビンを接合するための環状突起を設けたものとしてもよい。
【００２１】
ここで前記振動板は、前記コーン部の外周部に断面が円弧状のロールエッジ部を有し、ロールエッジ部の外周部にフレーム貼付面を有するドーム及びコーン融合型の振動板としてもよい。
【００２２】
ここで前記ロール部の肉厚を前記ドーム部の平均肉厚よりも薄くするようにしてもよい。
【００２３】
ここで前記ドーム部と前記コーン部において、有効放射面積を略等しくし、共振によるピーク・ディップを互いに相殺するようにしてもよい。
【００２４】
ここで前記フレーム貼付面の肉厚を前記ドーム部の平均肉厚の２倍以上にするようにしてもよい。
【００２５】
ここで前記振動板は、前記ドーム部の頂部近傍から下端部近傍にかけて、同心円弧状に肉厚が大きなドーム突起部を複数個設けるようにしてもよい。
【００２６】
ここで前記ドーム突起部は、前記ドーム部の中心から楕円円弧状に配置されるようにしてもよい。
【００２７】
ここで前記ドーム突起部は、前記ドーム部の中心から外周部にかけて放射状に配置されるようにしてもよい。
【００２８】
ここで前記振動板は、前記コーン部を開頂角α１の第１のコーン部と開頂角α２（≠α１）の第２のコーン部とで構成するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお各実施の形態の図において、従来例と同一の部分（特に磁気回路）は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。図１は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、ドーム型の振動板１０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００５２】
振動板１０は、ＰＰ，ＰＥ，ＰＳ，ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂のように、比較的入手し易い樹脂材料を溶解して射出成型の成形金型に射出して、断面が円弧状又は略半球状のドーム型に成形されたものである。振動板１０の製造方法については後述する。振動板１０は、図１に示すように、ドーム中央部１２を含むドーム部１１、ボイスコイル接合部１３、フレーム貼付外周部１４が一体に成形されたものである。ドーム中央部１２はドーム部１１の頂上部を指し、ボイスコイル接合部１３はドーム部１１の下端外周部を指す。
【００５３】
振動板１０において、ドーム中央部１２には中心軸から見て所定径を有する略円形の（以下、同心円状という）たまり１２ａが形成される。振動板１０において、たまり１２ａの部分の肉厚は厚いが、それ以外の部分はたまり１２ａの部分より薄く、ほぼ同一厚みとする。ボイスコイル接合部１３にはボイスコイルボビン３１が接着剤２１を用いて固着されている。ボイスコイル接合部１３からはフレーム貼付外周部１４が構成され、フレーム２０に固着されている。ドーム部１１の平均厚みを５０μｍとすると、たまり１２ａの厚みは２００μｍである。一般的にはドーム部１１の平均厚みに対して、ドーム中央部１２の厚みはドーム部の平均厚みの２倍以上であることが好ましい。
【００５４】
ボイスコイルボビン３１はアルミニウム箔、薄い高分子箔、又は紙等で筒状に構成される。ボイスコイルボビン３１の下端には、電磁駆動力を発生するボイスコイル３２が回巻されている。ボイスコイルボビン３１の内側には円盤状のトッププレート４１と円柱状のマグネット４２が配置され、マグネット４２はその下端を介してヨーク４３の平板部に固着されている。こうしてヨーク４３の内周側面とトッププレート４１の外周側面との間隙は環状磁気ギャップ４０を形成している。この環状磁気ギャップ４０にボイスコイル３２が位置決めされている。磁気回路４５はトッププレート４１、マグネット４２、ヨーク４３、環状磁気ギャップ４０により形成される磁路をいう。
【００５５】
このような磁気回路４５の外側、即ちヨーク４３の円筒部に金属製のフレーム２０が固着されている。そして振動板１０は、フレーム貼付外周部１４を介してフレーム２０に振動自在に保持されている。
【００５６】
ボイスコイル３２にオーディオ信号の駆動電流が入力されると、環状磁気ギャップ４１内の磁束による電磁力（ＥＭＦ）によって、ｚ軸方向の駆動力を発生し、ボイスコイルボビン３１をピストン運動させる。その振動がボイスコイル接合部１３を介して振動板１０に伝達される。駆動周波数が高くなると、振動板１１は一般にドーム中央部１２が共振し、その部分が他のドーム部１１より大きな振幅で振動する。しかしながら本実施の形態では、共振の最大振幅が生じるドーム中央部１２には肉厚の大きなたまり１２ａが構成されているので、この部分の質量効果による共振の制動作用が働く。従って共振時に発生する音圧のピークを小さくする効果が得られる。
【００５７】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態の図において、実施の形態１及び従来例と同一の部分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００５８】
図２は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板５０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００５９】
振動板５０は、図２に示すように断面が円弧状のドーム型振動板であり、ドーム部５１、ボイスコイル接合部５３、フレーム貼付外周部５４が一体に成形されたものである。ボイスコイル接合部５３はドーム部５１の下端外周部を指し、実施の形態１と異なり、ドーム部５１により厚肉に形成されている。これはボイスコイル３２の駆動力を振動板５０に確実に伝えるためである。ボイスコイル接合部５３以外の部分はほぼ同一厚みとする。ボイスコイル接合部５３にはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。そして振動板５０はフレーム貼付外周部５４を介して振動自在にフレーム２０に固着されている。
【００６０】
ボイスコイル３２にオーディオ信号の駆動電流が入力されると、環状磁気ギャップ４０内の磁束による電磁力によって、ｚ軸方向の駆動力が発生し、ボイスコイルボビン３１をピストン運動させる。その振動がボイスコイル接合部５３を介して振動板５０に伝達される。ボイスコイル接合部５３はその厚みをドーム部５１に比べ大きくしているので、ボイスコイルボビン３１の駆動力が増大した場合や、周波数が高くなった場合でも、剛性の増加により振動板５１が局部的に変形せず、ボイスコイルボビン３１が振動板５０に対して確実に駆動力を伝達することができる。
【００６１】
また図３に示すように、振動板５０のドーム中央部５２を肉厚にすべく、同心円状に厚肉のたまり５２ａを設けても良い。駆動周波数が高くなると、振動板５０はドーム中央部５２が共振し、振幅が大きくなる。しかしながら、ドーム中央部５２には肉厚のたまり５２ａが構成されているので、質量効果による制動作用によりドーム中央部５２の振幅が小さくなる。従って共振時に発生する音圧のピークを小さくすることができる。
【００６２】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態の図において、実施の形態１及び２と同一の部分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００６３】
図４は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板６０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００６４】
振動板６０は、図４に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、円錐の一部を残したコーン型振動板とを融合したものである。従って振動板６０は、ドーム中央部６２を含むドーム部６１、ボイスコイル接合部６３、コーン部６５、フレーム貼付外周部６４が一体に成形された形状を有している。
【００６５】
ドーム中央部６２には同心円状に厚肉のたまり６２ａがある。振動板６０はたまり６２ａの部分は厚肉であるが、それ以外の部分はほぼ同一厚みとする。ドーム下端部に位置するボイスコイル接合部６３にはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部６３から振動板６０の外周部にかけてコーン部６５が形成されている。コーン部６５は円錐面の一部を有し、ドーム部６１と同様に空気振動を与える振動板であり、振動板６０の中心軸（ｚ軸）に対して所定の開頂角を有している。コーン部６５の外周側にはフレーム貼付外周部６４が形成され、フレーム貼付外周部６４を介して振動板６０が振動自在にフレーム２０に固着されている。たまり１２ａの肉厚はドーム部６１の平均肉厚の２倍以上であり、コーン部６５の肉厚とフレーム貼付外周部６４の肉厚はドーム部の平均肉厚と等しい。ボイスコイル接合部６３にはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。
【００６６】
このようにコーン部６５を設けることにより、振動板の有効面積が増加し、音圧レベルを高くすることができる。駆動周波数が高くなると振動板６０は共振し、ドーム中央部６２の振幅が大きくなろうとする。しかしながら共振時の最大振幅が生じるドーム中央部６２には厚肉のたまり６２ａが形成されているため、その質量効果によって制動作用が働く。このため共振時に発生する音圧のピークを小さくすることができる。
【００６７】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態において、実施の形態１〜３と同一の部分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００６８】
図５は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板７０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００６９】
振動板７０は、図５に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、円錐の一部を残したコーン型振動板とを融合したものである。従って振動板７０は、ドーム部７１、ボイスコイル接合部７３、コーン部７５、フレーム貼付外周部７４が一体に成形された形状を有している。
【００７０】
ドーム部７１の下端外周部であるボイスコイル接合部７３は、実施の形態２と同様にドーム部７１の平均肉厚より厚肉に形成されている。これはボイスコイル３２の駆動力を振動板７０に確実に伝えるためである。ボイスコイル接合部７３以外の部分はほぼ同一厚みとする。
【００７１】
ボイスコイル接合部７３にはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部７３から振動板７０の外周部にかけてコーン部７５が形成されている。コーン部７５はドーム部７１と同様に空気振動を与える振動板であり、振動板７０の中心軸に対して所定の開頂角を有している。コーン部７５の外周側にはフレーム貼付外周部７４が形成され、フレーム貼付外周部７４を介して振動板７０が振動自在にフレーム２０に固着されている。
【００７２】
このような構造により、駆動力が増大した場合や周波数が高くなった場合でも、剛性が増加しているために、ボイスコイルボビン３１が変形せずに駆動力を確振動板７０に伝達することができる。
【００７３】
更に図６に示すように、振動板７０のドーム中央部７２に同心円状の厚肉のたまり７２ａを設けても良い。駆動周波数が高くなると振動板７０は共振し、ドーム中央部７２の振幅が大きくなろうとする。しかしながら共振時の最大振幅が生じるドーム中央部７２には厚肉のたまり７２ａが形成されているため、その質量効果によって制動作用が働く。このため共振時に発生する音圧のピークを小さくすることができる。
【００７４】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態において、実施の形態１〜４と同一の部分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００７５】
図７は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板８０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００７６】
振動板８０は、図７に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、円錐の一部を残したコーン型振動板とを融合したものである。振動板８０は、ドーム中央部８２を含むドーム部８１、ボイスコイル接合部８３、コーン部８５、環状突起８６、フレーム貼付外周部８４が一体に成形された形状を有している。
【００７７】
ドーム部８１のドーム中央部８２は、ドーム部８１の平均肉厚より厚肉に形成されたたまり８２ａがある。これはドーム部８１の共振を少なくするためである。環状突起８６はボイスコイル接合部８３からボイスコイル側に突き出たもので、段差８６ａを有している。段差８６ａはボイスコイルボビン３１の外径部又は内径部と嵌合し、ボイスコイルボビン３１と振動板８０との固着力を高める働きをすると共に、振動板８０に対するボイスコイルボビン３１の位置決め精度（同軸度）を向上させる。このためボイスコイル３２の駆動力がボイスコイル接合部８３により確実に伝達される。図７では環状突起８６の段差８６ａは、ボイスコイルボビン３１の外径部と嵌合する位置に設けるとしたが、ボイスコイルボビン３１の内径部と嵌合する位置でも良い。また環状突起８６は、ボイスコイルボビン３１の肉厚を鋏みこむよう段差８６ａの代わりに凹部を設けてもよい。ドーム中央部８２のたまり８２ａは厚肉であるが、それ以外の部分はほぼ同一厚みとする。
【００７８】
環状突起８６の段差８６ａにはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部８３から振動板８０の外周部にかけてコーン部８５が形成されている。コーン部８５はドーム部８１と同様に空気振動を与える振動板であり、振動板８０の中心軸に対して所定の開頂角を有している。コーン部８５の外周側にはフレーム貼付外周部８４が形成され、フレーム貼付外周部８４を介して振動板８０が振動自在にフレーム２０に固着されている。
【００７９】
駆動周波数が高くなると、振動板８０はドーム中央部８２の振幅が共振により他の部分より大きくなろうとするが、ドーム中央部８２には厚肉のたまり８２ａが形成されているので、質量効果により制動作用が働く。このため共振時に発生する音圧のピークを小さくすることができる。
【００８０】
さらに環状突起８６により、ボイスコイルボビン３１とボイスコイル接合部８３との接着面積が増加するので、ボイスコイルボビン３１の補強効果が得られる。このため駆動力が増大した場合や、駆動周波数が高くなった場合でも、剛性が増加しているために、ボイスコイルボビン３１が変形せずに確実に駆動力を振動板８０に伝達することができる。
【００８１】
（実施の形態６）
次に本発明の実施の形態６におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態において、実施の形態１〜５と同一の部分は同一の符号を付けて詳細な説明は省略する。
【００８２】
図８は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板９０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００８３】
振動板９０は、図８に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、円錐の一部を残したコーン型振動板とを融合したものである。振動板９０は、ドーム中央部９２を含むドーム部９１、環状突起９６を含むボイスコイル接合部９３、コーン部９５、ロールエッジ部９７、フレーム貼付外周部９４が一体に成形された形状を有している。
【００８４】
ドーム部９１のドーム中央部９２は、ドーム部９１の平均肉厚より厚肉に形成されたたまり９２ａを有している。これはドーム部９１の共振を少なくするためである。環状突起９６はボイスコイル接合部９３からボイスコイル側に突き出たもので、段差９６ａを有している。段差９６ａはボイスコイルボビン３１の外径部又は内径部と嵌合し、ボイスコイルボビン３１と振動板９０との固着力を高める働きをすると共に、振動板９０に対するボイスコイルボビン３１の位置決め精度を向上させる。このためボイスコイル３２の駆動力がボイスコイル接合部９３により確実に伝達される。
【００８５】
環状突起９６の段差９６ａにはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部９３から振動板９０の外周部にかけてコーン部９５が形成されている。コーン部９５はドーム部９１と同様に空気振動を与える振動板であり、振動板９０の中心軸に対して所定の開頂角を有している。コーン部９５の外周側にはロールエッジ部９７が形成されている。ロールエッジ部９７は、振動板９０の主要素であるドーム部９１とコーン部９５とが振動するとき、フレーム２０に対して弾性力を与えるものであり、スピーカの低域再生能力を向上する働きがある。ロールエッジ部９７の外周部にフレーム貼付外周部９４が形成され、フレーム貼付外周部９４を介して振動板９０が振動自在にフレーム２０に固着されている。振動板９１はたまり９２ａの部分は厚肉であるが、それ以外の部分はほぼ同一厚みである。
【００８６】
駆動周波数が高くなると、振動板９０はドーム中央部９２の振幅が共振により他の部分より大きくなろうとするが、ドーム中央部９２には厚肉のたまり９２ａが形成されているので、質量効果により制動作用が働く。このため共振時に発生する音圧のピークを小さくすることができる。
【００８７】
更に環状突起９６によりボイスコイルボビン３１とボイスコイル接合部９３との接着面積が増加するので、ボイスコイルボビン３１の補強効果を生じる。このため駆動力が増大した場合や、駆動周波数が高くなった場合でも、剛性が増加するために、ボイスコイルボビン３１が変形せずに、確実に駆動力を振動板９０に伝達することができる。
【００８８】
またロールエッジ部９７を設けることにより、ボイスコイルボビン３１から振動板９０を見た場合のスティフィネスが減少する。従って高音再生スピーカであっても、中音域の再生能力が向上する。
【００８９】
尚、図９に示すように、振動板９０のドーム中央部９２にたまりを設けなくてもよい。
【００９０】
（実施の形態７）
次に本発明の実施の形態７におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図１０を参照しながら説明する。なお本実施の形態の図１０において、実施の形態６又は７と異なる部分のみを図示し、同一部分は図示を省略している。
【００９１】
振動板９０は、ドーム部９１、コーン部９５、ロールエッジ部９７Ａ、フレーム貼付外周部９４が一体に成形された形状を有している。ロールエッジ部９７Ａの厚さは振動板９０の平均肉厚に比較して薄くする。こうするとボイスコイルボビン３１から振動板９０を見た場合のスティフィネスが更に減少する。従って高音再生スピーカであっても、中音域の再生能力が更に向上する。
【００９２】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として説明する。本実施の形態のスピーカは実施の形態３〜７のスピーカにおいて、ドーム部の音の有効放射面積と、コーン部の音の有効放射面積をほぼ等しくしたことを特徴とする。
【００９３】
図１１は本実施の形態のスピーカの振動板１００の部分のみ図示した半断面図である。振動板１００の基本的な構成は実施の形態６又は７と同様であり、たまり１０２ａを含むドーム部１０１、環状突起１０６を含むボイスコイル接合部１０３、コーン部１０５、ロールエッジ部１０７、フレーム貼付外周部１０４が一体成形されたものである。特に本実施の形態では、ドーム部１０１の放射面積Ｓ１とコーン部１０５の放射面積Ｓ２をほぼ等しくしている。コーン部１０５の放射面積Ｓ２はロールエッジ部１０７の内側半分を含んだ実効放射面積である。周波数が高い領域では、ドーム部１０１のみの共振周波数が、コーン部１０５のみの共振周波数の１．２から２倍程度高くなるように設定している。
【００９４】
このように構成されたスピーカの周波数特性について説明する。図１２は有限要素法によりスピーカの音圧周波数特性を各部位毎に算出したものである。図中の曲線Ａはコーン部１０５による音圧周波数特性を示し、曲線Ｂはドーム部１０１による音圧周波数特性を示す。曲線Ｃはコーン部１０５とドーム部１０１を合わせた総合の音圧周波数特性を示す。尚、曲線Ａ、Ｂは音圧レベルを夫々１０ｄＢ下げて表記している。曲線Ａから判るように、コーン部１０５の共振点は約１８ｋＨｚにあり、１０ｋＨｚの平均レベルに比べ約１０ｄＢ高いピークを生じている。また共振点より低い方の周波数では、周波数が高い方に向かって音圧レベルは徐々に増加している。
【００９５】
一方、ドーム部１０１の主共振点は２８ｋＨｚに存在し、１０ｋＨｚ付近のレベルに比べ１０ｄＢ高いピークを生じる。さらに共振が生じる低い方の周波数では、周波数が高い方に向かって音圧レベルが徐々に低下していることが判る。この例ではコーン部１０５の共振周波数に比べ、ドーム部１０１の共振周波数は１. ６倍高い。共振周波数より低い周波数では、コーン部１０５の音圧とドーム部１０１の音圧は同位相で再生されるために、総合特性（曲線Ｃ）の音圧周波数特性は平坦になる。コーン部１０５の共振ピークは、ドーム部１０１の共振周波数が高いために、その直前のディップで相殺されている。
【００９６】
このように本実施の形態のスピーカは、高い周波数で生じる共振によるピーク・ディップを、有効放射面積がほぼ等しいため互いに相殺できる。このため、高域部の音圧周波数特性を平坦にすることができる。面積が極端に異なれば、相殺する音圧レベルが異なるために、面積の大きな部位の特性の影響を大きく受け、周波数特性は悪くなる。また共振周波数が２倍以上異なると、ピーク・ディップの生じる周波数が大きく異なり、音圧周波数特性も悪くなる傾向がある。
【００９７】
（実施の形態９）
次に本発明の実施の形態９におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態において、実施の形態１〜８と同一の部分は同一の符号を付けて説明する。
【００９８】
図１３は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板１１０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【００９９】
振動板１１０は、図１３に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、円錐の一部を残したコーン型振動板とを融合したものである。振動板１１０は、ドーム中央部１１２を含むドーム部１１１、環状突起１１６を含むボイスコイル接合部１１３、コーン部１１５、ロールエッジ部１１７、フレーム貼付外周部１１４が一体に成形された形状を有している。
【０１００】
ドーム部１１１のドーム中央部１１２は、ドーム部１１１の平均肉厚より厚肉に形成されたたまり１１２ａを有している。これはドーム部１１１の共振を少なくするためである。環状突起１１６はボイスコイル接合部１１３からボイスコイル側に突き出たもので、段差１１６ａを有している。段差１１６ａはボイスコイルボビン３１の外径部又は内径部と嵌合し、ボイスコイルボビン３１と振動板１１０との固着力を高める働きをすると共に、振動板１１０に対するボイスコイルボビン３１の位置決め精度を向上させるものである。
【０１０１】
環状突起１１６の段差１１６ａにはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部１１３から振動板１１０の外周部にかけてコーン部１１５が形成されている。コーン部１１５はドーム部１１１と同様に空気振動を与える振動板であり、振動板１１０の中心軸に対して所定の開頂角を有している。コーン部１１５の外周側にはロールエッジ部１１７が形成されている。ロールエッジ部１１７は、振動板１１０の主要素であるドーム部１１１とコーン部１１５とが振動するとき、フレーム２０に対して弾性力を与えるものである。
【０１０２】
ロールエッジ部１１７の外周部にフレーム貼付外周部１１４が形成されている。フレーム貼付外周部１１４の肉厚は振動板１１０の平均肉厚より十分厚く形成されている。フレーム貼付外周部１１４を介して振動板１１０が振動自在にフレーム２０に固着されている。
【０１０３】
フレーム貼付外周部１１４の肉厚を、振動板１１０の平均肉厚の２倍以上にすると、振動板１１０の樹脂成形時に生じるそりやねじれを防ぐことができ、振動板１１０の仕上がり寸法精度が高くなる。従ってボイスコイル３２が環状磁気ギャップ４０内で接触するギャップ不良や、成形品の形状歪の増加を防ぎ、振動板の生産効率を向上することができる。本実施の形態では振動板１１０のドーム中央部１１２に肉厚のたまり１１２ａを設けたが、均一な肉厚の振動板であっても良い。
【０１０４】
（実施の形態１０）
次に本発明の実施の形態１０におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態において、実施の形態１〜９と同一の部分は同一の符号を付けて説明する。
【０１０５】
図１４は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板１２０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【０１０６】
振動板１２０は、図１４に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、円錐の一部を残したコーン型振動板とを融合したものである。振動板１２０は、ドーム中央部１２２とドーム突起部１２８とを含むドーム部１２１、環状突起１２６を含むボイスコイル接合部１２３、コーン部１２５、ロールエッジ部１２７、フレーム貼付外周部１２４が一体に成形された形状を有している。
【０１０７】
ドーム部１２１のドーム中央部１２２は、ドーム部１２１の平均肉厚より厚肉のたまり１２２ａを有している。ドーム突起部１２８は、ドーム部１２１の一部が外側に向かって凸状となったものである。図１５に示すドーム突起部１２８ａでは、円弧状の凸部が同心円状に配置されている。また図１６に示すドーム突起部１２８ｂでは、楕円円弧状の凸部が楕円状に配置されている。このようなドーム突起部１２８は、振動板１２０の平均肉厚より１. ５倍以上の肉厚を有している。
【０１０８】
環状突起１２６はボイスコイル接合部１２３からボイスコイル側に突き出たもので、段差１２６ａを有している。段差１２６ａはボイスコイルボビン３１の外径部又は内径部と嵌合し、ボイスコイルボビン３１と振動板１１０との固着力を高める働きをすると共に、振動板１２０に対するボイスコイルボビン３１の位置決め精度を向上させるものである。
【０１０９】
環状突起１２６の段差１２６ａにはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部１２３から振動板１２０の外周部にかけてコーン部１２５が形成されている。コーン部１２５はドーム部１２１と同様に空気振動を与える振動板であり、振動板１２０の中心軸に対して所定の開頂角を有している。コーン部１２５の外周側にはロールエッジ部１２７が形成されている。ロールエッジ部１２７は、振動板１２０の主要素であるドーム部１２１とコーン部１２５とが振動するとき、フレーム２０に対して弾性力を与えるものである。
【０１１０】
ロールエッジ部１２７の外周部にフレーム貼付外周部１２４が形成されている。フレーム貼付外周部１２４の肉厚は振動板１２０の平均肉厚より十分厚く形成されている。フレーム貼付外周部１２４を介して振動板１２０が振動自在にフレーム２０に固着されている。
【０１１１】
駆動周波数が高くなると、振動板１２０はドーム中央部１２２の振幅は他の部分より大きくなろうとする。しかしながらドーム中央部１２２には厚肉のたまり１２２ａが構成されているので、その質量効果による制動作用が働く。このためドーム部１２１の共振時に発生する音圧のピークを小さくすることができる。更に駆動周波数が高くなると、高次共振モードが発生し、音圧の周波数特性が乱れる。図１７はドーム突起部がない場合の音圧周波数特性を示す。コーン部１２５の第１次共振によるピークは小さいが、ドーム部１２１の共振モードによるディップが周波数Ｆで生じていることが判る。
【０１１２】
有限要素法で解析した周波数が図１７の周波数Ｆになったとき、振動板の共振モードの断面図を図１８に示す。クロス斜線部で示す変形図のようにドーム中央部付近とドーム下端部付近の振幅が大きくなっていることが判る。本実施の形態は振幅の大きな部分に制動用として同心円弧状のドーム突起部１２８を設けることにより、質量制動効果が得られ、これにより振動板の共振を抑えることができる。ドーム突起部１２８を円弧状としたため、ドーム突起部が円環状の場合に生じる自己の共振を少なくできる。
【０１１３】
図１９は本実施の形態によるスピーカの音圧周波数特性である。図の周波数Ｆで生じていたディップが解消されていることが判る。本実施の形態では同心円弧状のドーム突起部１２８ａについて説明した。しかし、楕円円弧状のドーム突起部１２８ｂとした場合も、長径部と短径部が同心円のドーム中央部１２２側と下端部側の両方に跨がって配置されることになるため、同心円弧状のドーム突起部１２８ａの質量制動効果と同様の効果が得られる。また図２０に示すように、ドーム中央部１２２と下端部近傍に夫々放射状のドーム突起部１２８ｃを設けても良い。
【０１１４】
（実施の形態１１）
次に本発明の実施の形態１１におけるスピーカについて、振動板の構造を中心として図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態の図において、実施の形態１〜１０と同一の部分は同一の符号を付けて説明する。
【０１１５】
図２１は本実施の形態のスピーカの構造を示す半断面図である。本図に示すように、このスピーカは、振動板１３０、フレーム２０、ボイスコイルボビン３１、ボイスコイル３２、プレート４１、マグネット４２、ヨーク４３を含んで構成される。
【０１１６】
振動板１３０は、図２１に示すように断面が円弧状のドーム型振動板と、開頂角が異なる第１のコーン型振動板及び第２のコーン型振動板とを融合したものである。振動板１３０は、ドーム中央部１３２を含むドーム部１３１、環状突起１３６を含むボイスコイル接合部１３３、第１のコーン部１３５ａ、第２のコーン部１３５ｂ、ロールエッジ部１３７、フレーム貼付外周部１３４が一体に成形された形状を有している。
【０１１７】
ドーム部１３１のドーム中央部１３２は、ドーム部１３１の平均肉厚より厚肉のたまり１３２ａを有している。環状突起１３６はボイスコイル接合部１３３からボイスコイル側に突き出たもので、段差１３６ａを有している。段差１３６ａはボイスコイルボビン３１の外径部又は内径部と嵌合し、ボイスコイルボビン３１と振動板１３０との固着力を高める働きをすると共に、振動板１３０に対するボイスコイルボビン３１の位置決め精度を向上させるものである。
【０１１８】
環状突起１３６の段差１３６ａにはボイスコイルボビン３１が接着剤２１で固着されている。ボイスコイル接合部１３３から振動板１３０の外周部にかけて、第１のコーン部１３５ａ及び第２のコーン部１３５ｂが形成されている。第１のコーン部１３５ａは振動板１３０の中心軸と開頂角α１を有し、第２のコーン部１３５ｂは振動板１３０の中心軸と開頂角α２を有している。開頂角については、コーン型振動板のみを有する一般のスピーカでその作用が詳しく報告されている。図２１ではα２＜α１としたが、α２＞α１でもよく、一般的にはα１≠α２とする。これらのコーン部はドーム部１２１と同様に空気振動を与える振動板である。第２のコーン部１３５ｂの外周側にはロールエッジ部１３７が形成されている。ロールエッジ部１３７は、振動板１３０の主要素であるドーム部１３１とコーン部１３５とが振動するとき、フレーム２０に対して弾性力を与えるものである。
【０１１９】
ロールエッジ部１３７の外周部にフレーム貼付外周部１３４が形成されている。フレーム貼付外周部１３４の肉厚は振動板１３０の平均肉厚より十分厚く形成されている。フレーム貼付外周部１３４を介して振動板１３０が振動自在にフレーム２０に固着されている。
【０１２０】
環状突起１３６の段差１３６ａの接合面はボイスコイルボビン３１の外形よりわずかに大きく、接着剤２１によりボイスコイルボビン３１を堅牢に固着することができる。またフレーム２０に固着されるフレーム貼付外周部１３４は、その肉厚を振動板の平均厚みの２倍以上にすることで、振動板の形成時に生じるそりやねじれを防ぎ、振動板の仕上がり寸法精度を高くすることができる。従ってボイスコイル３２が磁気ギャップ４０内で接触するギャップ不良や、ボイスコイルボビン３１の形状歪が少なくなり、振動板の生産効率を高くすることができる。第１のコーン部１３５ａは内側に配置され開頂角が大きい。第２のコーン部１３５ｂは第１のコーン部１３５ａの外側に配置され、その開頂角が小さくなっている。このように本実施の形態の振動板のコーン部は複数の開頂角で構成されることを特徴とする。
【０１２１】
図２２は有限要素法で計算した本実施の形態によるコーン部を、振動板として用いた場合の音圧周波数特性である。計算モデルとして図２３に示すようなモデルを対象にした。
【０１２２】
図２４は、同様にコーン部の高さ及び外径は同じで、図２５に示したように単一の開頂角をもつコーン部をモデルの対象にした場合の周波数特性図である。単一開頂角の場合は共振周波数が一義的に決まるために、周波数特性では第１次共振の後は大きなディップを生じている。しかしながら本実施の形態のスピーカでは、振動板１３０のコーン部は開頂角が複数存在するために、夫々の開頂角で決まる共振周波数に加え、図２２に示すように相互関係による共振も生じ、応答は小さなピーク・ディップを繰り返しながら暫減する。
【０１２３】
開頂角は内側のほうが大きいが、同時に外形も小さくなるために開頂角を大きくしたことにより、共振周波数の低下を少なくできるという作用もある。従って本実施の形態による振動板は、より高い周波数までの再生を可能にすると言える。
【０１２４】
（実施の形態１２）
次に、以上の実施の形態のスピーカに用いられる振動板の製造方法について説明する。ここでは、先ず実施の形態９で説明した振動板１１０を製造するための金型について説明する。尚、他の形状を有する振動板については、金型の細部の形状が異なるだけであり、射出成形機を用いて熱可塑性樹脂を振動板の形状に射出成形することは同じである。
【０１２５】
図２６は、本発明の振動板を熱可塑性樹脂を用いて射出成形する金型２２０の概略構成を示す断面図である。この金型２２０は、雄金型である第１の加熱押圧金型２２１と、雌金型である第２の加熱押圧金型２２２とより構成される。加熱押圧金型２２１と加熱押圧金型２２２の成形面はほぼ同一形状を有しているが、振動板１１０の各部の肉厚の差異に相当する量だけ、成形面の形状が異なる。
【０１２６】
加熱押圧金型２２１には、凹状のドーム部形成面２２３、円錐状のコーン部形成面２２４、段差状のエッジ部形成面２２５、平面状の外周部形成面２２６を有しており、いずれの形成面も同軸であり、鏡面に仕上げられている。図２６に示すように、ドーム部形成面２２３の中心軸に熱可塑性樹脂を注入するためのゲート２２７が設けられている。ゲート２２７の射出口は小孔に絞られている。また加熱押圧金型２２１にはその内部に加熱用フィルタが内蔵されるか、他の部材から加熱できるようになっている。そして加熱押圧金型２２１は図示しないシャンクに保持され、中心軸方向に移動可能となっている。
【０１２７】
加熱押圧金型２２２は、凸状のドーム部形成面２２８、すり鉢状のコーン部形成面２２９、段差状のエッジ部形成面２３０、平板状の外周部形成面２３１を有しており、いずれの形成面も同軸であり、鏡面に仕上げられている。但し、図２６に示すように、ドーム部形成面２２８は中央突出ピン２３２の頭部によって形成されており、中央突出ピン２３２が定位置のとき金型面として作用する。また加熱押圧金型２２２の外周部には、複数の外周突出ピン２３３が摺動自在となるよう環状に埋め込まれている。これらの外周突出ピン２３３の頭部は平坦で、外周部形成面２３１の一部を形成している。また加熱押圧金型２２２にはその内部に加熱用ヒータが内蔵される。
【０１２８】
これらの加熱押圧金型２２１、２２２が射出成形位置にあるとき、各形成面の間隙は、仕上がり寸法、即ち振動板の各部の肉厚に応じて異なる。尚、熱可塑性樹脂を注入するためのゲートは図２６に示す位置に限定するものではなく、成形品の肉厚を最も厚くする部分に設けてもよい。この例ではドーム中央部１１２にたまり１１２ａを設けるために、ゲート２２７を加熱押圧金型２２１の中心軸に１つ設けた。例えばフレーム貼付外周部１１４の肉厚を大きくする場合は、外周部形成面２２５の部分に複数のゲートを環状に設ける。またボイスコイル接合部１１３の肉厚を大きくする場合、ドーム部形成面２２３とコーン部形成面２２４との境界部に複数のゲートを環状に配置してもよい。
【０１２９】
図２６に示す位置では、溶融した素材の放射状の流れが考慮されているので、ウエルドが発生し難く、振動板１１０の各部位までの距離を等しく取れる。このようなセンタゲートを採用すると、振動板の形状を均一に保つのに有利となる。また、外周突出ピン２３３の位置は図に示すように厚肉部に設ける方が、突き出したときの成型品の変形を抑えるのに有利である。
【０１３０】
図２７は上記の金型２２０を用いてＰＰ，ＰＥ，ＰＳ，ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂を射出成型した振動板１１０の全体形状を示す断面図である。ゲート２２７を設けた位置であるドーム部１１１のドーム中央部１１２は、その肉厚は２００μｍとなり、ドーム中央部１１２の周囲部分の肉厚は５０μｍとなった。またコーン部１１５の肉厚は５０μｍであり、フレーム貼付外周部１１４は最も厚く、４００μｍの肉厚が得られた。またコーン部１１５の振幅を確保するエッジ部１１７ａは最も薄く、３０μｍの肉厚が得られた。例えばＰＰ樹脂のマイカ入りのような素材を用いると、低歪み化に有利となるよう高い内部損失を有し、耐薬品性、耐熱性等に優れ、コストが安価で、不足する剛性を補う効果が得られる。
【０１３１】
このように、熱可塑性樹脂の射出成型法によって振動板を作成することによって、振動板の肉厚や形状を自由自在に選択でき、成形品の寸法のばらつきが減少する。また振動板の外周周平坦部の肉厚を厚くすることにより、そりや変形を防止できる。
【０１３２】
本発明の振動板の素材は、熱可塑性樹脂であれば殆ど全ての樹脂が使用できるが、例えば剛性を上げたい場合には、前述したようにマイカ、ガラス繊維といったフィラー材料を熱可塑性樹脂に混練することにより実現できる。また、着色したい場合には、色粉を熱可塑性樹脂に混練することにより実現できる。また熱可塑性のエラストマーを用いることもできる。更に溶融可能な金属性材料も用いることができる。
【０１３３】
図２８は、ゲート２２７Ａをドーム部１１１とコーン部１１５の接合部に沿って複数個分散して設けた場合の振動板の外観斜視図である。この場合、成形された振動板に樹脂の残渣分であるゲート部（ばり）が軸方向に生じる。また図２９は、ゲート２２７Ｂを、フレーム貼付外周部１１４に沿って複数個分散して設けた場合の振動板の外観斜視図である。この場合、成形された振動板に樹脂の残渣分であるゲート部が中心軸と直角面内に生じる。
【０１３４】
いずれにしても、溶解した樹脂を注入するゲートを、金型２２０の中心軸に設けると、樹脂のたまりにより厚肉のドーム中央部が形成されると共に、溶解した樹脂が加熱押圧金型２２１、２２７の各形成面上を放射状に隅々まで流動し易くなる。溶解樹脂の流れの距離が短くなると、注入圧力が強いままで中心部と周辺部との熱の伝わり方が均一になるので、振動板の各部分の物性が一定になる。このことは振動板全体の品質が安定化されることを意味する。また、ゲートから見て遠い位置にあるボイスコイル接合部に対しても、溶融した樹脂が充填し易くなり、その部分の体積を大きく取ることができる。
【０１３５】
また、エッジ部１１７ａ又はロールエッジ部１１７の肉厚を３０μｍという薄さに形成できるので、従来の振動板のエッジ部又はロールエッジ部の肉厚である５０〜４０μｍに比較してはるかに薄く成形できる。従って、シート成形法より基本共振周波数Ｆ０を低くとることができる。このためツィータ用の振動板とはいいながら、再生周波数範囲が低い方に拡大する効果が得られる。また、従来のシート成形法の振動板にあっては、再生高音域の限界が３０Ｋ〜４０ＫＨｚであるのに対し、本発明により射出成型で製造した振動板にあっては、再生音域が拡大して７０Ｋ〜８０ＫＨｚにまで拡がることが判った。
【０１３６】
従来の振動板の製造方法では、振動板の成形後、外形を所定形状に整形するためにプレス切断するので、外形抜き滓が３０〜５０％生じる。しかし、本発明の射出成型の製造方法では、外形成形後の滓は再度溶解して使用できるので、８０％まで高い材料歩留まり率が得られる。
【０１３７】
また以上の振動板の製造方法は、原素材の加熱溶融を用いた射出成形によるものとしたが、金属系材料のブロックを切削加工することにより振動板を製造することもできる。特に展延性に乏しい金属や高融点の金属は、射出成形法又は金型を用いた一般の鋳造法を採用できない。またこのような金属材料に限って、Ｅ／ρ（Ｅはヤング率、ρは密度）の大きいものが多い。このような金属に対しては、自動旋盤等を用いて切削加工を行い、バイトの自動位置制御をかければ、略半球状のドーム部と、ドーム部の外周部に位置し円錐面を持つコーン部と、コーン部の外周部に位置しコーン部を弾性的に支持をするエッジ部又はロールエッジ部と、エッジ部又はロールエッジ部の外周部に位置し、スピーカフレームに固定するためのフレーム貼付外周部とが、夫々所定の肉厚となるよう振動板を一体加工することができる。このような振動板は、樹脂に比べて耐熱性が高く、車両のダッシュボード又はサイドピラーのように、環境温度範囲が大きく変化する部分にも用いることができる。またＥ／ρの値が大きいので、広帯域で低歪みのスピーカを実現することができる。
【０１３８】
【発明の効果】
請求項１〜１６記載の発明によれば、ドーム部を有する振動板、又はドーム部とコーン部とを有する振動板において、高域共振時に振動板の過大振幅を質量効果に用いて制動することができ、これにより共振時に発生する音圧のピークを最小にできる効果が得られる。このため高域で平坦な周波数特性が得られる。またボイスコイル接合部を厚くするか、環状突起を設けることにより、ボイスコイルからの電磁駆動力を、各部位の形状を変形することなく振動板に伝達することができる。このため広帯域で低歪のスピーカを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２（その１）におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２（その２）におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４（その１）におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４（その２）におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図７】本発明の実施の形態５におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図８】本発明の実施の形態６（その１）におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図９】本発明の実施の形態６（その２）におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態７におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態８におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図１２】実施の形態８のスピーカの音圧周波数特性の計算結果である。
【図１３】本発明の実施の形態９におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１０におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図１５】実施の形態１０のスピーカの振動板（その１）の構造を示す平面図である。
【図１６】実施の形態１０のスピーカの振動板（その２）の構造を示す平面図である。
【図１７】実施の形態１０のスピーカの音圧周波数特性の計算結果である。
【図１８】実施の形態１０のスピーカにおいて、振動板の振動モードの説明図である。
【図１９】実施の形態１０のスピーカの音圧周波数特性の計算結果である。
【図２０】実施の形態１０のスピーカの振動板（その３）の構造を示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態１１におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図２２】実施の形態１１のスピーカの音圧周波数特性の計算結果（その１）である。
【図２３】実施の形態１１のスピーカにおいて、振動板の構造を示す半断面図である。
【図２４】実施の形態１１のスピーカの音圧周波数特性の計算結果（その２）である。
【図２５】実施の形態１１のスピーカにおいて、比較対象用の振動板の構造を示す半断面図である。
【図２６】本発明のスピーカにおいて、振動板の射出成形に用いられる金型の概略断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態１２で得られた振動板の構造を示す断面図である。
【図２８】実施の形態１２で得られた振動板（その１）の構造を示す外観図である。
【図２９】実施の形態１２で得られた振動板（その２）の構造を示す外観図である。
【図３０】従来例におけるスピーカの構造を示す半断面図である。
【図３１】従来例のスピーカにおいて、振動板の射出成形に用いられる金型の概略断面図である。
【図３２】従来例の製造方法で得られたスピーカの振動板の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０振動板
１１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１ドーム部
１２，５２，６２，７２，８２，９２，１１２，１２２，１３２ドーム中央部
１２ａ，５２ａ，６２ａ，７２ａ，８２ａ，９２ａ，１０２ａ，１１２ａ，１２２ａ，１３２ａたまり
１３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３，１１３，１２３ボイスコイル接合部
１４，５４，６４，７４，８４，９４，１０４，１１４，１２４，１３４フレーム貼付外周部
１５，６５，７５，８５，９５，１０５，１１５，１２５，１３５ａ，１３５ｂコーン部
１６，８６，９６，１０６，１１６，１２６，１３６環状突起
１６ａ，８６ａ，９６ａ，１１６ａ，１２６ａ，１３６ａ段差
１７，９７，９７Ａ，１０７，１１７，１２７ロールエッジ部
１２８，１２８ａ，１２８ｂ，１２８ｃドーム突起部
２０フレーム
２１接着剤
３１ボイスコイルボビン
３２ボイスコイル
４０環状磁気ギャップ
４１トッププレート
４２マグネット
４３ヨーク
４５磁気回路
２２０金型
２２１第１の加熱押圧金型
２２２第２の加熱押圧金型
２２７，２２７Ａ，２２７Ｂゲート
２２３，２２８ドーム部形成面
２２４，２２９コーン部形成面
２２５，２３０エッジ部形成面
２２６，２３１外周部形成面
２３２中央突出ピン
２３３外周突出ピン

Claims

空気振動を与える振動板、前記振動板に接合された筒状のボイスコイルボビン、前記ボイスコイルボビンの外周部に回巻されたボイスコイル、前記ボイスコイルに電磁駆動力を与える磁気回路を具備するスピーカにおいて、
前記振動板は、
中央にドーム部を有し外周部にフレーム貼付面を有するドーム型の振動板であり、ドーム部中央部の肉厚を略同心円状にその他の部分より厚くし、
中央にドーム部を有し外周部にフレーム貼付面を有するドーム型の振動板であり、前記ドーム部と前記フレーム貼付面との境界に位置するボイスコイル接合部の肉厚を、その他の部分より厚くし、
前記ドーム部中央部と、前記ボイスコイル接合部以外の部分を略同一の厚みとし、
前記ドーム部中央部、前記ボイスコイル接合部を含む振動板を一体成形したことを特徴とするスピーカ。
前記振動板は、
前記フレーム貼付面に換えて、前記ドーム部の外周部にコーン部を有し、
前記ボイスコイル接合部の肉厚を、その他の部分より厚くしたことに換えて、前記ドーム部と前記コーン部との境界に位置するボイスコイル接合部に、前記ボイスコイルボビンを接合するための環状突起を設けたものであることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
前記振動板は、
前記コーン部の外周部に断面が円弧状のロールエッジ部を有し、ロールエッジ部の外周部にフレーム貼付面を有するドーム及びコーン融合型の振動板であることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ。
前記ロール部の肉厚を前記ドーム部の平均肉厚よりも薄くしたことを特徴とする請求項３記載のスピーカ。
前記ドーム部と前記コーン部において、有効放射面積を略等しくすることにより、共振によるピーク・ディップを互いに相殺することを特徴とする請求項４記載のスピーカ。
前記フレーム貼付面の肉厚を前記ドーム部の平均肉厚の２倍以上にしたものであることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項にスピーカ。
前記振動板は、
前記ドーム部の頂部近傍から下端部近傍にかけて、同心円弧状に肉厚が大きなドーム突起部を複数個設けたものであることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載のスピーカ。
前記ドーム突起部は、
前記ドーム部の中心から楕円円弧状に配置されたことを特徴とする請求項７記載のスピーカ。
前記ドーム突起部は、
前記ドーム部の中心から外周部にかけて放射状に配置されたことを特徴とする請求項７記載のスピーカ。
前記振動板は、
前記コーン部を開頂角α１の第１のコーン部と開頂角α２（≠α１）の第２のコーン部とで構成したことを特徴とする請求項２に記載のスピーカ。