JP6277412B2 - スピーカおよびこのスピーカを用いた電子機器、移動体装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用や各種音響機器用等に用いられるスピーカと、それを用いた電子機器、移動体装置に関する。

近年、自動車業界では、地球環境対応の観点から燃費向上のための軽量化や省資源化が厳しく要求されつつある。このため、自動車に搭載される車載用スピーカに関しても、軽量化や省資源化の市場要求が避けられない。以上のような背景から、車載用を中心とするスピーカでは、軽量化や省資源化を目的として、従来多用されていた金属フレームから樹脂フレームが主流になりつつある。

以下、従来のスピーカ用フレームについて図面を参照しながら説明する。図１０は従来のスピーカ用フレームの斜視図である。フレーム２１は樹脂により射出形成されている。

フレーム２１は、中心部２１Ａと、外周部２１Ｂと、中心部２１Ａと外周部２１Ｂとを繋ぐ連結部２１Ｃとから構成されている。そして、フレーム２１において、従来多用されていた金属フレームと同等の強度を得るために、各々の部位に強度確保上、必要な材厚が設定されている。

尚、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１および特許文献２が知られている。

特開２００８−１９３３７１号公報 特開平７−０９５６８７号公報

本発明のスピーカは、樹脂により形成されたスピーカ用フレームに、振動板と磁気回路が支持されたスピーカである。フレームは、磁気回路を支持する中心部と、振動板を支持する枠状の外周部と、中心部と外周部とを繋ぐ連結部とを有する。外周部は、互いに対向配置された内側壁及び外側壁と、これら側壁間に設けられた補強リブとを含む。さらに連結部は、等間隔で三箇所に配置された連結部位を含み、外周部の連結部位が連結された箇所に対応し外周部の外側に設けられた外部取付け部をさらに有する。

このような構成により、フレームの材厚を薄くしながら、側壁に設けられた側壁と垂直方向の補強リブにより強度を確保することができる。その結果、フレームの強度確保とともに、フレームの軽量化や省資源化を実現することができる。

よって、本発明によるスピーカ用フレームは、軽量化や省資源化で地球環境対応に貢献することができるとともに、低価格や高品質、高信頼性を実現することができるという大きな効果を奏する。

図１は本発明の実施の形態によるスピーカの斜視図である。 図２は図１に示すスピーカの断面図である。 図３は図１に示すスピーカに用いられるフレームの斜視図である。 図４は図３に示すフレームにおける外側壁の斜視図である。 図５は図３に示す外側壁を省略したフレームの斜視図である。 図６は図５に示す、外側壁を省略したフレームの平面図である。 図７Ａは図５に示すフレームにおける補強リブの形状を示す平面図である。 図７Ｂは図５に示すフレームにおける補強リブの他の形状を示す平面図である。 図７Ｃは図５に示すフレームにおける補強リブのさらに他の形状を示す平面図である。 図８は本発明の実施の形態による電子機器の外観図である。 図９は本発明の実施の形態による移動体装置の断面図である。 図１０は従来のスピーカ用フレームの斜視図である。

本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来のスピーカにおける課題を説明する。図１０に示されるフレーム２１を用いたスピーカにおいて、特に、自動車等への取付け歪を低減させるためには、自動車等への取り付け部材を兼ねる外周部２１Ｂの強度確保が重要である。そのため、外周部２１Ｂの材厚を厚く設定する必要がある。

このため、金属フレームから樹脂フレームへの変更により材質の比重を小さくすることができるものの、金属フレームと同等の強度確保のために必要な材厚を設定すると、結果的には十分に軽量化ができない。

しかしながら、地球環境対応の観点から燃費向上のための軽量化や省資源化について、ますます厳しくなる市場要求に対して、さらなるスピーカの軽量化が求められている。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態におけるスピーカの斜視図であり、図２はその断面図である。図３は実施の形態に用いるスピーカ用フレームの斜視図であり、図４はフレームの外周部に設けられる外側壁の斜視図である。また、図５は外側壁２Ｅを省略したフレーム１の斜視図であり、図６はその平面図である。

先ず、図１と図２を参照しながら、本発明の実施の形態によるスピーカ３１について説明する。

スピーカ３１は、磁気回路６と、振動板１０と、スピーカ用フレーム（以下、フレーム）１とを有する。磁気回路６は、マグネット３をプレート４およびヨーク５により挟み込んで内磁型に構成されている。磁気回路６のヨーク５はフレーム１の中心部１Ａに結合されている。即ち、磁気回路６は、中心部１Ａに支持されている。なお、磁気回路６は内磁型に限定されず、中心部１Ａに支持されている構成であればよい。

振動板１０の外周は、直接もしくは振動板ガスケット（図示せず）を介して、フレーム１の外周部１Ｂの振動板接着面１Ｄに接着されている。また、振動板１０の中心部分にはボイスコイル８の一端が結合されている。ダンパー９は、ボイスコイル８の反対の一端が磁気回路６の磁気ギャップ７内に位置するように、ボイスコイル８をフレーム１の中心に保持している。そして、ボイスコイル８の前面部にはダストキャップ１１が接着されている。

次に、図３、図４、図５および図６を参照しながらフレーム１について説明する。

フレーム１は樹脂により形成されている。そして、フレーム１は、中心部１Ａと、外周部１Ｂと、中心部１Ａと外周部１Ｂとを繋ぐ連結部１Ｃとから構成されている。外周部１Ｂは、図３、図４に示す外側壁２Ｅと、図５に示す内側壁１Ｅと、外側壁２Ｅと内側壁１Ｅとの間に設けられた補強リブ１Ｆを有している。内側壁１Ｅには振動板１０または振動板ガスケットと接着される振動板接着面１Ｄ及び外部筐体への取付け部１Ｈが設けられている。すなわち、取付け部１Ｈはスピーカ３１を外部へ取り付けるための外部取付け部である。また、外側壁２Ｅには外部筐体に取り付ける際に密着させるガスケット面２Ｄが設けられている。

中心部１Ａ、連結部１Ｃ、内側壁１Ｅ、補強リブ１Ｆ及び取付け部１Ｈは射出成形により一体成形されている。また、外側壁２Ｅは別途成形され、内側壁１Ｅに対向するように、補強リブ１Ｆに結合固定されている。この結合については、接着剤塗布による接着結合でも良いし、超音波等による溶着結合でも良いし、その他、どのような結合方法であっても良い。

上述のように内側壁１Ｅ、補強リブ１Ｆ、外側壁２Ｅを組み合わせて外周部１Ｂを構成することによって、外周部１Ｂは十分な強度を持ち、内部に空洞を有する壁面構造体に形成することができる。

一般的に外周部のフレーム全体に対する占有体積比率は大きいため、外周部の重量がフレーム全体の重量に大きく影響する。このため、外周部１Ｂを壁面構造体として、外周部１Ｂの材厚を極限まで薄く設定し、外周部１Ｂを軽量化することは、フレーム１全体の重量を減じる上で非常に大きな効果を奏する。

そこで、内側壁１Ｅ、補強リブ１Ｆ、外側壁２Ｅは、外周部１Ｂとして必要な強度が確保できる範囲で、使用する樹脂量ができるだけ少なくなるように材厚を薄く設定している。これにより、従来の樹脂フレームを使用した場合と比較すると、大幅に軽量化することができる。

また、補強リブ１Ｆは、外周部１Ｂの内側壁１Ｅ上において、図７Ａで示されるような筋交い（Ｃｒｏｓｓ ｂｒａｃｉｎｇ）構造を有している。このように、筋交い構造を形成させることで、縦方向や横方向のみの補強リブを形成させた場合と比較して、あらゆる方向における外周部の強度を飛躍的に向上させることができる。

換言すれば、外周部１Ｂの強度を同程度に確保する際には、さらに補強リブの材厚を薄く、または補強リブ数を少なくすることができる。そのため、使用する樹脂量をさらに削減でき、さらなる軽量化、省資源化や低コスト化を実現させることができる。

また、補強リブ１Ｆの形状については、外周部１Ｂの内側壁１Ｅ上において、図７Ｂで示されるような三角（Ｔｒｕｓｓ）構造としても良い。この構成とすることにより、前述の筋交い構造と同様に、構造的に強度を高くすることができるため、外周部の強度確保とともに、外周部の軽量化や省資源化を実現させることができる。

さらに、補強リブ１Ｆの形状については、外周部１Ｂの内側壁１Ｅ上において、図７Ｃで示されるようなハニカム構造としても良い。この構成とすることにより、前述の筋交い構造や三角構造と同様に外周部の強度確保とともに、外周部の軽量化や省資源化を実現させることができる。以上のように、補強リブ１Ｆは内側壁１Ｅの面上で筋交以構造、三角構造、ハニカム構造のいずれかを形成していることが好ましい。

なお、フレーム１では、ガスケット面２Ｄは内側壁１Ｅから離れて配されているが、ガスケット面２Ｄと外周部１Ｂの振動板接着面１Ｄとの間で、振動板１０を挟み込む構成としても良い。この構成とすることで、外周部１Ｂの壁面構造体の強度をより向上させることができる。

また、ガスケット面２Ｄの上にクッション材等の緩衝材を設けて、外部筐体との間で発生するビリツキ音の防止、さらには空気漏れや水漏れの対策としてのパッキン材としての機能を持たせて使用しても良い。

次に、フレーム１の軽量化や省資源化を実現させる上で必要となるフレーム１の形状について説明する。

フレーム１の中心部１Ａと外周部１Ｂとを繋ぐ連結部１Ｃは、等間隔で三箇所に形成された連結部位１１Ｃで構成されている。この構成とすることにより、構造的に強度の高いトラス構造を形成することができるため、連結部位１１Ｃの数としては、最小でかつ必要な機能を実現させることができる。このため、連結部１Ｃの樹脂量を最小限にすることができる。また、連結部１Ｃが結合している部分における外周部１Ｂは特に機械的強度が高くなるので、この位置に合わせて取付け部１Ｈを形成するのが良い。すなわち、フレーム１は、連結部位１１Ｃが連結された箇所に対応し外周部１Ｂの外側に設けられた取付け部１Ｈを有することが好ましい。取付け部１Ｈは外周部１Ｂに連結され、外周部１Ｂの外方へ延びている。

以上のように、外周部１Ｂの効果と合わさって、フレーム１としての軽量化や省資源化において相乗効果を発揮させることができ、より一層軽量化や省資源化や低価格を実現させることができる。

さらに、連結部１Ｃの中心部１Ａと外周部１Ｂとの間に軽減部（ｌｉｇｈｔｅｎｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）１Ｇを設けてもよい。この構成とすることにより、軽減部１Ｇにより削減した樹脂量に応じてフレーム１の重量を削減させることができる。

なお、軽減部１Ｇは、この部位の樹脂量を完全に削減した孔としても良いし、この部位の材厚を薄くしたくぼみとしても良い。

次に、フレーム１に使用される樹脂について説明する。フレーム１に使用される樹脂としては、例えば、ポリプロピレンを使用することができる。ポリプロピレンは、安価で成形性も良好であり、品質や信頼性面においても、車載用途の基準を満足させることができる。そのため、車載用のフレームとしては適した樹脂である。

そして、地球環境対応の観点から、フレーム１はリサイクルされた樹脂またはリサイクルされた樹脂を含んで形成されても良い。リサイクルされた樹脂により形成された場合は、大幅な価格低下を実現することができる。

また、リサイクルされた樹脂により形成された場合に、性能面や、品質や信頼性面に支障を来すような場合には、リサイクルされた樹脂と非リサイクル樹脂とを含んで形成することもできる。この場合、リサイクルされた樹脂の混入比率に応じて、価格低下を実現することができ、価格低下と性能面や、品質や信頼性面を考慮して、混入比率を適宜調整すれば良い。

また、強度をより向上させたい場合には、ガラス繊維等の強化フィラーを樹脂に混入させても良い。ガラス繊維等の強化フィラーを混入させることで、樹脂との比重の違いから、少しの重量の増加はあるが、材厚を極限まで薄く設定したフレームの必要強度を確保することができる。

一方、さらに軽量化を実現したい場合には、樹脂よりも比重の小さい竹繊維を含む樹脂を用いてフレームを形成しても良い。なお、竹繊維は天然繊維であるため、省資源化も実現することができ、地球環境対応の観点から非常に大きな相乗効果を発揮させることができる。

以上のように、スピーカ３１では、軽量化や省資源化で地球環境対応に貢献することができるとともに、フレーム１の強度を確保することができる。そのため、スピーカ３１の取付け時の変形や取付け歪等についても大きく低減させることができ、低価格や高品質、高信頼性を実現することができる。

次に、スピーカ３１を用いた電子機器の一例について、図８を参照しながら説明する。図８は、本発明の実施の形態における電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム４４の外観図である。

スピーカ３１がエンクロジャー４１に組込まれて、スピーカシステムが構成されている。ミニコンポシステム４４は、このスピーカシステムと、スピーカ３１に入力する電気信号の増幅部であるアンプ４２と、アンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを有している。すなわち、ミニコンポシステム４４はスピーカ３１と、スピーカ３１に電気信号を入力する回路部であるアンプ４２とを有する。

この構成とすることにより、軽量化や省資源化で地球環境対応に貢献できる電子機器を実現することができる。

さらに、取付け時の変形や取付け歪等についても、フレームの強度確保ができていることから、大きく低減させることができ、低価格や高品質、高信頼性を実現できる電子機器を実現することができる。よって、電子機器の軽量化や省資源化と低価格化、高品質、高信頼性を実現できるという大きな効果を発揮することができる。

次に、図９を参照しながら、スピーカ３１を用いた移動体装置の一例を説明する。図９は、本発明の実施の形態における移動体装置である自動車５０の断面図である。

スピーカ３１をリアトレイやフロントパネルに組込んで、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用して自動車５０が構成されている。カーナビゲーションやカーオーディオは、スピーカに電気信号を入力する回路部５１を構成している。すなわち、移動体装置である自動車５０は、スピーカ３１と、スピーカ３１に電気信号を入力する回路部５１と、スピーカ３１と回路部５１とを搭載した、自走可能な本体５２とを有する。

スピーカ３１の自動車５０への取付け位置については、リアトレイやフロントパネルに限定されることなく、ドアや天井、ピラー部、インパネ部、床等どの位置であっても良い。

この構成とすることにより、軽量化や省資源化で移動体装置の省燃費化を図り、地球環境対応に貢献できる移動体装置を実現することができる。さらに、取付け時の変形や取付け歪等についても、フレームの強度確保ができていることから、大きく低減させることができ、低価格や高品質、高信頼性を実現できる移動体装置を実現することができる。よって、移動体装置の軽量化や省資源化と低価格化、高品質、高信頼性を実現できるという大きな効果を発揮することができる。

本発明にかかるスピーカは、軽量化や省資源化が必要な用途に適用できる。

１ フレーム
１Ａ 中心部
１Ｂ 外周部
１Ｃ 連結部
１Ｄ 振動板接着面
１Ｅ 内側壁
１Ｆ 補強リブ
１Ｇ 軽減部
１Ｈ 取付け部
２Ｄ ガスケット面
２Ｅ 外側壁
３ マグネット
４ プレート
５ ヨーク
６ 磁気回路
７ 磁気ギャップ
８ ボイスコイル
９ ダンパー
１０ 振動板
１１ ダストキャップ
１１Ｃ 連結部位
２１ フレーム
２１Ａ 中心部
２１Ｂ 外周部
２１Ｃ 連結部
３１ スピーカ
４１ エンクロジャー
４２ アンプ
４３ プレーヤ
４４ ミニコンポシステム
５０ 自動車
５１ 回路部
５２ 本体

Claims (10)

1. 振動板と、磁気回路と、前記振動板を支持する外周部と、前記磁気回路を支持する中心部と、前記中心部と前記外周部とを繋ぐ連結部とを有し、樹脂で成形されたフレームと、を備え、前記外周部は、内側壁と、前記内側壁に対向する外側壁と、前記内側壁と前記外側壁との間に設けられた補強リブと、を有し、前記連結部は、等間隔で三箇所に配置された連結部位を含み、前記フレームは、前記外周部の前記連結部位が連結された箇所に対応し前記外周部の外側に設けられた外部取付け部をさらに有する、スピーカ。
2. 前記内側壁と前記補強リブは一体成形されており、前記外側壁は前記補強リブと結合している、請求項１記載のスピーカ。
3. 前記補強リブは、前記内側壁の面上で筋交い構造を形成している、請求項１記載のスピーカ。
4. 前記補強リブは、前記内側壁の面上で三角構造を形成している、請求項１記載のスピーカ。
5. 前記補強リブは、前記内側壁の面上でハニカム構造を形成している、請求項１記載のスピーカ。
6. 前記連結部位には孔またはくぼみが設けられている、請求項１記載のスピーカ。
7. 前記フレームは、前記樹脂の中に竹繊維を含んで形成された、請求項１記載のスピーカ。
8. 前記外側壁は前記外周部の端面まで延長され、前記端面は外部筐体に取り付けるためのガスケット面として機能する、請求項１記載のスピーカ。
9. 請求項１記載のスピーカと、前記スピーカに電気信号を入力する回路部と、を備えた、電子機器。
10. 請求項１記載のスピーカと、前記スピーカに電気信号を入力する回路部と、前記スピーカと前記回路部とを搭載した、自走可能な本体と、を備えた、移動体装置。

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