JP6887123B2 - スピーカおよび移動体装置 - Google Patents

Description

薄型化と生産性の向上が実現できるスピーカに関する。

自動車など移動体装置に実装するオーディオ装置等に使用するスピーカは、設置スペースの制約のため薄型化が要求されている。厚みを薄くするために、平板型の振動板を使用したスピーカが、特許文献１に記載されている。図１２，図１３はこのスピーカの外観を示している。図１４（ａ）は図１２の断面図を示している。

このスピーカ１は、フレーム２と、振動板３と、第１エッジ４ａと、第２エッジ４ｂと、ボイスコイル体５と、磁気回路６を備えている。

フレーム２の中空部７に配置されている振動板３は、肉薄部３ａと肉薄部３ａの周囲に肉厚部３ｂが一体に形成されている。振動板３の上面の外周とフレーム２の内周の取り付け部の間が、環状の第２エッジ４ｂを介して連結されている。振動板３の下面の外周とフレーム２の内周の取り付け部の間が、環状の第１エッジ４ａを介して連結されている。

ボイスコイル体５は、図１４（ｂ）に示すようにボビン５ａと、ボイスコイル５ｂとを有している。ボビン５ａの基端は、振動板３の肉薄部３ａの裏面に固定されている。ボビン５ａにボイスコイル５ｂが巻回されている。

磁気回路６は、フレーム２の背面にボトムプレート６ａを結合することにより係合している。ボトムプレート６ａの設置部６ｂの内周部、すなわち中央部にマグネット６ｃが配置されている。マグネット６ｃの上面にトッププレート６ｄが配置され、設置部６ｂの外周部にヨーク６ｅが配置されている。トッププレート６ｄの外周とヨーク６ｅの先端の内周との間に形成された磁気ギャップ６ｆに、ボイスコイル５ｂが配置されている。

フレーム２に取り付けられた端子８ａ，８ｂとボイスコイル５ｂの間が、接続線９ａ，９ｂによって電気接続されている。ボイスコイル５ｂに駆動信号が供給されると、ボビン５ａを介して、ボイスコイル５ｂの巻き軸方向（図１４における上下方向）に駆動力が発生して振動板３が振動する。

ＷＯ２０１６／００２２３０

従来の薄型のスピーカでは、平板型の振動板３の肉厚部３ｂを貫通して接続線９ａ，９ｂを敷設する作業性が悪いという課題を有するものであった。

本発明は、フレームに設けた端子とボイスコイルとの間を接続する接続線の敷設の作業性が良好な構造のスピーカを提供することを目的とする。

本発明のスピーカは、中空部を有するフレームと、板状の振動板本体と前記振動板本体の周囲に形成された環状の補強部で構成され前記フレームの前記中空部に配置された振動板と、前記振動板の外周端部と前記フレームとを連結するエッジと、前記振動板の前記振動板本体に基端が接続され筒状のボビンと前記ボビンに巻かれたボイスコイルを有するボイスコイル体と、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有する磁気回路と、前記フレームに設けられた端子と、前記端子と前記ボイスコイルの間を電気接続する接続線とを有し、前記補強部は、前記補強部の内周と外周を連通し、前記振動板の板状の振動板本体との貼り合わせ面で開口して前記振動板本体から離間する方向に形成された溝を有し、前記振動板本体は、板状の発泡樹脂材料のコア層にスキン層を接着して構成され、前記スキン層のうち、前記振動板本体の前記補強部との貼り合わせ面のスキン層が電気導通材料で構成され、前記振動板本体の前記補強部との貼り合わせ面のスキン層に電気絶縁材料のコア層が露出して、一対の前記接続線のうちの一方の接続線の側と、他方の接続線の側とに前記スキン層を分けるコア層露出帯を設け、前記接続線が、前記補強部の前記溝を通過している構成としたものである。

本発明は、環状の補強部とこれに貼り合わせる板状の振動板本体から振動板が構成するとともに、補強部には、一端で開口して内周と外周を連通する溝が形成されているため、振動板本体を補強部に貼り合わせる前に、補強部の一端の溝の開口から接続線を溝に挿入し、補強部の外周側に配置したフレームに設けた端子と補強部の内周側に配置したボイスコイル体のボイスコイルとを、接続線で接続してから振動板本体を補強部に貼り合わせて振動板を構成でき、製造工程を簡潔にして作業性を改善できる。よって、薄型スピーカの生産性を向上することができる。

本発明の薄型スピーカの断面図 本発明の薄型スピーカの分解斜視図 平面スピーカにおいて振動板本体３１を接着する前の平面図 （ａ）要部の拡大断面図と（ｂ）要部の拡大側面図および（ｃ）別の実施例の要部の拡大断面図 （ａ）〜（ｅ）組み立ての前半の工程図 （ｆ）〜（ｉ）組み立ての後半の工程図 （ａ）補強部の拡大平面図と（ｂ）別の実施例の補強部の拡大平面図 図７（ｂ）の場合の拡大断面図 （ａ）図７（ｂ）に示した補強部３２のＡ−Ａ矢視図と、（ｂ）別の実施例の補強部３２のＡ−Ａ矢視図、および（ｃ）図７（ｂ）に示した補強部３２のＢ−Ｂ矢視図 （ａ）別の実施例の振動板３０の拡大平面図と、（ｂ）振動板本体３１の拡大平面図 （ａ）振動板３０の拡大平面図と、（ｂ）振動板本体３１の拡大平面図 従来のスピーカの外観斜視図 従来のスピーカの背面図 （ａ）従来のスピーカの断面図と、（ｂ）従来の振動板の肉厚部から接続線を引き出した状態の説明図 （ａ）〜（ｆ）従来のスピーカの組み立て工程図 本実施の形態における移動体装置の概念図

以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明のスピーカの構造を示し、図５と図６は組み立て工程を示している。

本発明のスピーカ１Ａは、フレーム２と、振動板３０と、振動板３０をフレーム２から支持する第１，第２エッジ４ａ，４ｂと、ボイスコイル体５と、磁気回路６と、フレーム２に取り付けられた端子８ａ，８ｂとボイスコイル５ｂを電気接続する接続線９ａ，９ｂを備えている。

振動板３０の下面の外周とフレーム２の内周の取り付け部の間が、環状の第１エッジ４ａを介して連結されている。振動板３０の上面の外周とフレーム２の内周の取り付け部の間が、環状の第２エッジ４ｂを介して連結されている。

ボイスコイル体５は、従来と同じようにボビン５ａと、ボイスコイル５ｂとを有している。振動板３０は平板状の振動板本体３１と環状の補強部３２で構成されている。ボビン５ａの基端は、振動板本体３１の裏面に固定されている。ボビン５ａの基端と反対の方向にボイスコイル５ｂが巻回されている。

磁気回路６は、従来と同じようにフレーム２の背面にボトムプレート６ａを結合することにより係合している。ボトムプレート６ａの設置部６ｂの内周部、すなわち中央部にマグネット６ｃが配置されている。マグネット６ｃの上面にトッププレート６ｄが配置され、設置部６ｂの外周部にヨーク６ｅが配置されている。トッププレート６ｄの外周とヨーク６ｅの先端の内周との間に形成された磁気ギャップ６ｆに、ボイスコイル５ｂが配置されている。振動板３０はフレーム２の中空部７に配置されている。

振動板本体３１は、図４（ａ）に示すように、発泡樹脂材料のコア層３１ａの前面および背面にスキン層３１ｂ，３１ｃが形成されている。補強部３２は、発泡樹脂材料のコア層３２ａの底面にだけスキン層３２ｂが形成されている。コア層３２ａの内周面にはスキン層は形成されていない。

スキン層３１ｂ，３１ｃ，３２ｂは、硬く、軽い材料により形成するのが好ましい。たとえば前面のスキン層３１ｂ，３２ｂにはアルミや、チタンなどの金属層、あるいはカーボン層などが用いられる。背面のスキン層３１ｃには接続線９ａ，９ｂとの電気絶縁のために、軽量高剛性絶縁材が好ましい。たとえば、紙，樹脂フィルム，繊維強化プラスチック，絶縁膜等や、このうちの何れかを設けた金属が用いられる。

補強部３２には、フレーム２に設けられた端子８ａ，８ｂの位置に対応して溝３３ａ，３３ｂが形成されている。図３は補強部３２に振動板本体３１を接着する前の平面図である。環状の補強部３２の内周と外周を連通するこの溝３３ａ，３３ｂは、振動板本体３１との貼り合わせ面３４で一端が開口し他端は振動板本体３１から離間する方向に向かって形成されている。接続線９ａ，９ｂは、補強部３２の溝３３ａ，３３ｂを通過して端子８ａ，８ｂに電気接続されている。

このスピーカの組み立て工程を、図１５に示した比較例と比較して説明する。

（比較例）
図１５（ａ）〜（ｆ）は、振動板３が肉薄部３ａと肉厚部３ｂが一体形成されているスピーカの一般的な組み立て工程を示す。

図１５（ａ）では、フレーム２の内側に第１エッジ４ａの外周部を接着する。

図１５（ａ）とは別工程で実行する図１５（ｂ）では、一体形成されている振動板３にボイスコイル体５の基端を固定する。続いて図１５（ｃ）では、ボイスコイル５ｂに接続された接続線９ａ，９ｂの他端を、振動板３の肉厚部３ｂを貫通して振動板３の外側に引き出す。

図１５（ｄ）では、図１５（ａ）でフレーム２に接着された第１エッジ４ａの内周部に、図１５（ｃ）で作成した振動板３を接着する。さらに、接続線９ａ，９ｂをフレーム２の端子８ａ，８ｂに電気接続する。

図１５（ｅ）では、フレーム２と振動板３の間に第２エッジ４ｂを接着する。

図１５（ｆ）では、磁気回路６をフレーム２に取り付ける。

このように比較例の製造工程では、図１５（ｄ）で第１エッジ４ａに振動板３を接着するためには、図１５（ｃ）に示した工程を実施して振動板３の内側から接続線９ａ，９ｂを引き出す作業が必要である。

（実施例）
実施の形態１のスピーカ１Ａの組み立て工程を、図５（ａ）〜（ｅ），図６（ｆ）〜（ｉ）に示す。

図５（ａ）では、フレーム２の内側に第１エッジ４ａの外周部を接着する。

図５（ｂ）では、図５（ａ）で第１エッジ４ａを接着したフレーム２を、冶具体３５の外周部３５ａにセットする。

図５（ｃ）では、冶具体３５に形成されている環状の第１突部３５ｂに、振動板３０の一部となる補強部３２を仮想線で示すようにセットして、第１エッジ４ａの内周部に補強部３２の下端を接着する。

図５（ｄ）では、冶具体３５の第１突部３５ｂよりも内側に形成されている第２突起３５ｃに、仮想線で示すようにボイスコイル体５をセットする。

図５（ｅ）では、補強部３２の振動板本体３１との貼り合わせ面３４で開口している溝３３ａ，３３ｂの開口から、接続線９ａ，９ｂを溝３３ａ，３３ｂに挿入して接続線９ａ，９ｂでボイスコイル５ｂとフレーム２の端子８ａ，８ｂの間を電気接続する。溝３３ａ，３３ｂへの接続線９ａ，９ｂの挿入に際しては、溝３３ａ，３３ｂにシリコン系接着剤またはゴム系接着剤などの接着剤３６を塗布しておくことが好ましい。

図６（ｆ）では、冶具体３５にセットされた補強部３２とボイスコイル体５の上に、振動板３０の一部となる振動板本体３１を載置して、補強部３２の上面とボイスコイル体５の基端を振動板本体３１の下面に接着する。

ここで、補強部３２の上面とボイスコイル体５の基端を振動板本体３１の下面に接着するときには、シリコン系接着剤またはゴム系接着剤などを使用する。また、生産性を向上させるために、瞬間接着剤と併用しても良い。さらに、主剤と硬化促進剤からなる２液混合タイプの接着剤を用いても良く、この場合、短時間で強固でかつ確実に接着結合させることができるため、良好な音響特性の実現に加え、品質、信頼性の向上と生産性の向上も実現させることができる。

振動板本体３１の接着に際して図５（ｅ）で溝３３ａ，３３ｂに接着剤３６を塗布した場合には、この接着剤３６が硬化することによって、接続線９ａ，９ｂの中間部分がスキン層３１ｃの表面に接触しないように固定することができ、スキン層３１ｃの表面が電気導通材料であっても接続線９ａ，９ｂの間がスキン層３１ｃを介して短絡することを防止できる。

図６（ｇ）では、第２エッジ４ｂの外周部を、フレーム２と振動板本体３１の上面の間に接着する。

図６（ｈ）と図６（ｉ）では、フレーム２から冶具体３５を取り外して磁気回路６をフレーム２に取り付ける。

このように本発明の実施例の製造工程では、板状の振動板本体３１と環状の補強部３２を貼り合わせて振動板３０を形成するとともに、補強部３２には溝３３ａ，３３ｂが形成されているため、補強部３２に振動板本体３１を貼り付ける前に、溝３３ａ，３３ｂを通過させて接続線９ａ，９ｂを敷設してから補強部３２に振動板本体３１を貼り付けて、その後に第２エッジ４ｂをフレーム２と振動板本体３１の間に接着する製造工程だけで組み上げることができる。

したがって、フレーム２に振動板を第１，第２エッジ４ａ，４ｂを介して取り付ける組み立て工程とは別の図１５（ｂ）（ｃ）の工程を無くすことができ、比較例に較べて作業性が良好である。

また、製造工程において、一方向からのみで組み立てることを可能とすることができ、裏返し等の煩雑な作業工程を実施する必要がないことから、迅速で安定した製造方法を実現させることができる。

そして、この製造方法は、組み立てられた完成品のスピーカの品質に大きく影響を及ぼすことから、不良率が低減でき、品質的に安定した信頼性の高いスピーカを実現させることができる。

なお、振動板本体３１に貼り付けられた補強部３２の断面形状が、図７（ａ）に示すように振動板本体３１との貼り合わせ面３４の幅３２Ｈが第１エッジ４ａとの貼り付け面の幅３２Ｌよりも広い形状であったが、図７（ｂ）と図８に示すように幅３２Ｈ＝幅３２Ｌであっても良い。この場合にはボイスコイル体５に接続されて補強部３２に届くまでの接続線９ａ，９ｂの中間部分を接着剤３７で振動板本体３１のスキン層３１ｃに固定することが好ましい。これによって接続線９ａ，９ｂと振動板本体３１との平面接触による再生特性の歪み発生を回避できる。また、スキン層３１ｃの表面が電気導通材料の場合には、接続線９ａ，９ｂの中間部分がスキン層３１ｃの表面に接触しないように、接続線９ａ，９ｂを接着剤３７で振動板本体３１に固定することが好ましい。

なお、補強部３２の底面にだけスキン層３２ｂが形成されていてコア層３２ａの内周面にはスキン層は形成されていなかったが、図４（ｃ）に示すようにコア層３２ａの内周面にスキン層３２ｃが形成されていても同様である。図９（ａ）は図７（ｂ）に示した補強部３２のＡ−Ａ矢視図を示す。図９（ａ）に示すように溝３３ａ，３３ｂの周囲に限ってスキン層３２ｃを形成せずにコア層３２ａが露出させたコア層露出帯３８ａを設けることによって、スキン層３２ｃが電気導通材料であっても接続線９ａ，９ｂの間がスキン層３２ｃを介して短絡することを防止できる。図７（ｂ）の溝３３ｂと溝３３ａとの一方にだけコア層露出帯３８ａを設けて構成することもできる。これらは図７（ａ）に示した補強部３２の場合も同様である。

または、スキン層３２ｃが電気導通材料であっても図９（ｂ）に示すように溝３３ａ，３３ｂの周囲にコア層露出帯３８ａを設けずに、溝３３ａ，３３ｂの間に図９（ｃ）に示すようにコア層３２ａを露出させたコア層露出帯３８ｂを設けることによっても、スキン層３２ｃが電気導通材料であっても接続線９ａ，９ｂの間がスキン層３２ｃを介して短絡することを防止できる。図９（ｃ）は図７（ｂ）に示した補強部３２のＢ−Ｂ矢視図を示す。これらは図７（ａ）に示した補強部３２の場合も同様である。

なお、図５（ｅ）における接続線９ａ，９ｂのフォーミングが不適切であった場合には、接続線９ａ，９ｂがスキン層３１ｃに接触して短絡発生のおそれがある。しかし図１０（ａ）（ｂ）または図１１（ａ）（ｂ）に示すように構成して短絡発生を回避できる。

図１０（ａ）は振動板３０の平面図、図１０（ｂ）はスキン層３１ｃ側の面を示している。振動板本体３１の背面には、スキン層３１ｃを形成せずにコア層３１ａが露出させたコア層露出帯３９ａ，３９ｂが、補強部３２の溝３３ａ，３３ｂの位置に対応して形成されている。

図１１（ａ）は振動板３０の平面図、図１１（ｂ）はスキン層３１ｃ側の面を示している。振動板本体３１の背面には、スキン層３１ｃを形成せずにコア層３１ａを露出させたコア層露出４０が、補強部３２の溝３３ａ，３３ｂの位置に対応して形成されている。

以上で説明した本発明のスピーカは、自動車など移動体装置の空間に実装するラウドスピーカに最適である。

図１６は、本実施の形態における移動体装置４１の概念図である。移動体装置４１は、ラウドスピーカ４２を搭載している。ここで、ラウドスピーカ４２とは、本実施の形態のスピーカ１Ａである。なお、図１６では、自動車を例に示しているが、移動体装置４１は自動車に限らず、船舶、航空機、列車、バイクなどでもよい。

移動体装置４１は、本体部４３と、駆動部４４と、増幅部４５と、ラウドスピーカ４２とを有している。駆動部４４と、増幅部４５と、ラウドスピーカ４２は、本体部４３に搭載されている。なお、駆動部４４は、エンジンや、モータや、タイヤや、ハンドルなどを有していてもよい。増幅部４５の出力は、ラウドスピーカ４２へ供給される。なお、増幅部４５は、カーオーディオの一部を有していてもよい。その場合、増幅部４５は、音源の再生装置などを有していてもよい。さらに、増幅部４５は、カーナビゲーションシステムの一部を有していてもよい。その場合、増幅部４５は、表示装置などを有していても良い。

なお、本体部４３は、乗車空間４３Ａを有している。ラウドスピーカ４２は、乗車空間４３Ａへ、音を放出できるように設置されている。本体部４３は、外装部４３Ｂと、内装部４３Ｃとをさらに有していてもよい。外装部４３Ｂは乗車空間４３Ａを外部と隔離している。外装部４３Ｂは、たとえば、屋根４３Ｄや、ドア４３Ｅである。内装部４３Ｃは、外装部４３Ｂと乗車空間４３Ａとの間に設けられている。ラウドスピーカ４２は、内装部４３Ｃと外装部４３Ｂとの間に収納されている。なお、ラウドスピーカ４２を設置する場所は、上記に限られず、ダッシュボードやリアトレイ（図示せず）などでもよい。

本発明は、薄型のスピーカおよびこれを使用する各種装置の高性能化と製造工程の簡潔化に寄与する。

１Ａ スピーカ
２ フレーム
４ａ，４ｂ 第１，第２エッジ
５ ボイスコイル体
６ 磁気回路
５ａ ボイスコイル体５のボビン
５ｂ ボイスコイル体５のボイスコイル
６ａ 磁気回路６のボトムプレート
６ｂ ボトムプレート６ａの設置部
６ｃ 磁気回路６のマグネット
６ｄ 磁気回路６のトッププレート
６ｅ 磁気回路６のヨーク
６ｆ 磁気回路６の磁気ギャップ
８ａ，８ｂ 端子
９ａ，９ｂ 接続線
３０ 振動板
３１ 振動板３０の振動板本体
３２ 振動板３０の補強部
３１ａ 振動板本体３１のコア層
３１ｂ，３１ｃ 振動板本体３１のスキン層
３２ａ 補強部３２のコア層
３２ｂ 補強部３２のスキン層
３２ｃ 補強部３２のスキン層
３３ａ，３３ｂ 補強部３２の溝
３４ 補強部３２の振動板本体３１との貼り合わせ面
３５ 冶具体
３５ａ 冶具体３５の外周部
３５ｂ 冶具体３５の第１突部
３５ｃ 冶具体３５の第２突起
３６，３７ 接着剤
３２Ｈ 補強部３２の振動板本体３１との貼り合わせ面３４の幅
３２Ｌ 補強部３２の第１エッジ４ａとの貼り付け面の幅
３８ａ，３８ｂ コア層露出帯

Claims (9)

1. 中空部を有するフレームと、
   板状の振動板本体と前記振動板本体の周囲に形成された環状の補強部で構成され前記フレームの前記中空部に配置された振動板と、
   前記振動板の外周端部と前記フレームとを連結するエッジと、
   前記振動板の前記振動板本体に基端が接続され筒状のボビンと前記ボビンに巻かれたボイスコイルを有するボイスコイル体と、
   前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有する磁気回路と、
   前記フレームに設けられた端子と、
   前記端子と前記ボイスコイルの間を電気接続する接続線とを有し、
   前記補強部は、前記補強部の内周と外周を連通し、前記振動板の板状の振動板本体との貼り合わせ面で開口して前記振動板本体から離間する方向に形成された溝を有し、
   前記振動板本体は、板状の発泡樹脂材料のコア層にスキン層を接着して構成され、
   前記スキン層のうち、前記振動板本体の前記補強部との貼り合わせ面のスキン層が電気導通材料で構成され、
   前記振動板本体の前記補強部との貼り合わせ面のスキン層に電気絶縁材料のコア層が露出して、一対の前記接続線のうちの一方の接続線の側と、他方の接続線の側とに前記スキン層を分けるコア層露出帯を設け、
   前記接続線が、前記補強部の前記溝を通過している、スピーカ。
2. 前記振動板本体の前記補強部との貼り合わせ面のスキン層と前記接続線の途中の間に電気絶縁性の接着剤が介装されている、請求項１記載のスピーカ。
3. 前記振動板本体の前記補強部との貼り合わせ面のスキン層に、前記補強部に形成された溝に対応して電気絶縁材料のコア層が露出するコア層露出帯を設けた、請求項１記載のスピーカ。
4. 前記振動板の前記補強部の前記溝に、前記接続線の途中が係止されている、請求項１記載のスピーカ。
5. 前記補強部は、環状の発泡樹脂材料のコア層の内周面に電気絶縁性または電気導電性のスキン層が形成されている、請求項１または請求項４記載のスピーカ。
6. 前記補強部は、環状の発泡樹脂材料のコア層の前記振動板本体との貼り合わせ面とは反対側の端面にスキン層を有している、請求項１または請求項４記載のスピーカ。
7. 前記補強部は、環状の発泡樹脂材料のコア層の内周面に電気導電性のスキン層が形成されている、かつこのスキン層に、前記コア層が露出して一対の前記接続線の一方に対応する第１エリアと前記接続線の他方に対応する第２エリアに分けるコア層露出帯を設けた、請求項１記載のスピーカ。
8. 前記補強部は、環状の発泡樹脂材料のコア層内周面に電気導電性のスキン層が形成され、かつ前記補強部の前記溝の内の少なくとも一方の前記溝の周囲に前記コア層が露出するコア層露出帯を設けた、請求項１記載のスピーカ。
9. 本体部と、
   前記本体部に搭載された駆動部と、
   前記本体部に搭載された増幅部と、
   前記増幅部からの出力が供給される請求項１に記載のスピーカと、
   を備えた、移動体装置。

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