WO2007105449A1 - スピーカ用振動板とこれを用いたスピーカおよびその製造金型 - Google Patents

Abstract

　パルプ材料を一度抄紙した後、部分的にプレスして厚みを薄くしたスピーカ用振動板を提供する。この構造のスピーカ振動板は、作り方が簡単な上、中高域での周波数特性が安定し、高域での音圧レベルが向上し、音質の良い広帯域再生を実現する。また、振動板に起因する分割共振を低減させることが可能となる。

Description

明 細 書

スピーカ用振動板とこれを用いたスピーカおよびその製造金型

技術分野

[0001] 本発明は各種音響機器や映像機器に使用されるスピーカ用振動板やこれを用い たスピーカに関するものである。

背景技術

[0002] スピーカの振動板には、二種類の製造方法のものがある。プレス振動板とオーブン 振動板である。

[0003] 一般的な抄紙振動板はパルプ材料を叩解して抄紙金型にて抄紙し、プレス成形し ながら乾燥する。加圧と加熱乾燥とを同時にさせることにより短時間で完成品にする ことができる。これを一般的にプレス振動板とよぶ。短時間で完成できるので、一般に 多く用いられている。しかし、振動板の厚み方向にプレスをして繊維組織を潰してし まうために、厚みによる剛性とスピーカ用振動板の高音質化、低歪化に大切な適度 な内部損失を犠牲にしてしま 、、振動板自体の剛性不足による分割共振を発生させ てしまうと!、う欠点を有して 、た。

[0004] 一方、オーブン振動板の作り方は、パルプ材料を叩解して抄紙金型にて抄紙し、 プレスをすることなく乾燥させて振動板形状に形成する。プレスをせずに乾燥させる ことにより、振動板を厚く保たせることができる。このことにより、高剛性で適度な内部 損失を持つ振動板を得ることができる。しかし、オーブン振動板はプレスをせずに乾 燥させるために、完成品にするためには長時間を要するので、価格的に高価なもの になる。また、オーブン振動板は物性的に内部損失が大きくなる傾向にあるために、 再生が不利になるという欠点もある。従って、主に高域再生が不要である低域再生専 用（ウーファ）に使用されているのが現状であり、広帯域再生用（フルレンジ）に使用さ れることは少なかった。

[0005] なお、一般に、約 20Hzから約 500Hzまでを低域、約 500Hzあたり力 約 5kHzを 中域、約 5kHz以上を高域と呼んでいる。

[0006] 従来のオーブン振動板に関する技術を図 14、図 15により説明する。図 14は、パル プ材料を抄紙、乾燥させたパルプ製の従来のスピーカ用振動板の断面図である。図

15は従来のスピーカ用振動板の平面図である。スピーカ用振動板は、パルプ材料を 使用して、あらかじめ形状設定された抄紙金型で、抄紙し乾燥させて作製していた。

[0007] この振動板を用いた従来のスピーカの半断面図を図 16に示す。鉄製プレート 5とマ グネット 2とヨーク 6とで磁気回路 8を形成して ヽる。ボイスコイル 4は振動板 21に接続 し、振動板 21はエッジ 9に、エッジ 9はフレーム 3に接合している。ボイスコイル 4はダ ストキャップ 10とダンパー 7にも接合している。ここで、振動板 21はオーブン振動板で ある。即ちプレスせずに抄紙、乾燥して作成されている。

[0008] オーブン振動板でも広帯域再生が可能なように、従来から改善が行われて!/、る。例 えば、パルプの抄紙を数回に分けて行!、振動板厚みを部分的に変えることにより、 広帯域再生を可能にしょうとした多重抄きオーブン振動板がある。しかし、抄紙工程 を多数回繰り返すことにより、一般的なオーブン振動板よりさらに高価なものになって しまう。すなわち、オーブン振動板では、広帯域再生をさせるための振動板を完成さ せるには、長時間の工程と更なるコストが掛カつてしまうという欠点があった。なお、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が知られて いる。

特許文献 1：特開昭 63 - 261986号公報

発明の開示

[0009] 本発明では、パルプ材料を一回抄紙した後、部分的にプレスして厚みを薄くしたス ピー力用振動板を提供する。この構造のスピーカ振動板は、作り方が簡単な上、中 高域での周波数特性が安定し、高域での音圧レベルが向上し、音質の良い広帯域 再生を実現する。また、振動板に起因する分割共振を低減させることが可能となる。 図面の簡単な説明

[0010] [図 1]図 1は本発明の第 1の実施形態のスピーカ用振動板の断面図である。

[図 2]図 2は本発明の第 1の実施形態のスピーカ用振動板の平面図である。

[図 3]図 3は本発明の第 2の実施形態のスピーカ用振動板の断面図である。

[図 4]図 4は本発明の第 2の実施形態のスピーカ用振動板の平面図である。

[図 5]図 5は本発明の第 3の実施形態のスピーカ用振動板の断面図である。 [図 6]図 6は本発明の第 3の実施形態のスピーカ用振動板の平面図である。

[図 7]図 7は本発明の第 4の実施形態のスピーカ用振動板の断面図である。

[図 8]図 8は本発明の第 4の実施形態のスピーカ用振動板の平面図である。

[図 9]図 9は本発明の第 1の実施例のスピーカの断面図である。

[図 10]図 10は本発明の第 5の実施形態のスピーカの半断面図である。

[図 11]図 11は図 10における振動板とエッジの部分断面図である。

[図 12]図 12は本発明の第 5の実施形態の振動板とエッジを接着するための金型 (ェ ッジ接着型)の部分断面図である。

[図 13A]図 13Aは従来のスピーカの周波数 音圧特性を示す特性図である。

[図 13B]図 13Bは本発明のスピーカの周波数—音圧特性を示す特性図である。

[図 14]図 14は従来のスピーカ用振動板の断面図である。

[図 15]図 15は従来のスピーカ用振動板の平面図である。

[図 16]図 16は従来のスピーカの半断面図である。

符号の説明

[0011] 1 振動板

2 マグネット

3 フレーム

4 ボイスコイル

1C, 1E, 11 プレス部

1N, 12 ノンプレス部

16 第 1の加圧部分

17 第 2の加圧部分

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図面は模式 図であり、正確な縮尺で寸法を示すものではない。

[0013] (第 1の実施形態）

図 1は本発明の第 1の実施形態におけるスピーカ用振動板の断面図を示したもの、 図 2は本発明の第 1の実施形態におけるスピーカ用振動板の平面図を示したもので ある。振動板 1はあらかじめ形状設定された抄紙金型で抄紙した後に、中心部近傍 の一部をプレスしながら乾燥させて形状を形成している。図 1中にプレス部 1Cとして 示す。振動板の中心部近傍以外はプレスせずに乾燥をさせている。図 1中にノンプレ ス部 1Nとして示す。中心近傍以外は抄紙した状態の厚みを維持させることができる。 従って、このノンプレス部では、高剛性で適度な内部損失の物性を得ることができ高 音質で歪の少ない特性を実現することができる。一方、ボイスコイルとの接合部であ る中心部近傍はプレスされることにより厚みが薄くなり高密度となり、ボイスコイルの振 動伝達ロスを少なくして振動させることができる。振動板の中心部が高密度すなわち 高硬度な物性になるほど、高域再生には有利になることは音響分野では一般的に知 られている。従って、このスピーカは、高域まで再生が可能となり、広帯域再生を実現 することができる。

[0014] 図 9は、本発明の第 1の実施形態におけるスピーカの断面図を示したものである。

図 9に示すように、本発明のスピーカ用振動板 1は、鉄製プレート 5とマグネット 2と鉄 製ヨーク 6とで形成される磁気回路（図示せず）に結合されたフレーム 3と、このフレー ム 3の外周部に結合されたスピーカ用振動板 1と、このスピーカ用振動板 1に結合さ れたボイスコイル 4とを持っている。ボイスコイル 4は、その一部が前記磁気回路 2の 磁気ギャップに配置され、ボイスコイル 4の電流変化により振動する。これが振動板 1 に伝わり音が出る。

[0015] このような全体構造は、従来のスピーカと同じである。そこで、従来のスピーカと本 発明のスピーカについて比較する。従来のスピーカの周波数一音圧特性を図 13A に示す。本発明の第 1の実施の形態のスピーカの周波数一音圧特性を図 13Bに示 す。本発明のスピーカである図 13Bの特性は、従来のスピーカである図 13Aの特性 に比べて、中高域での周波数特性が安定し、高域での音圧レベルが向上し、広帯域 再生を実現して ヽることがわかる。

[0016] (第 2の実施形態）

図 3は本発明の第 2の実施形態におけるスピーカ用振動板の断面図を示したもの、 図 4は本発明の第 2の実施形態におけるスピーカ用振動板の平面図を示したもので ある。図 3に示すように、あらかじめ形状設定された抄紙金型で抄紙した後に、振動 板の中心部近傍の一部と最外周部の一部とをプレスしながら乾燥させて形状を形成 している。図中に中心部プレス部 1Cと最外周部プレス部 1Eとで示す。この振動板の 構成により、振動板に起因する分割共振を低減させることが可能となる。また、外周 部にエッジ材を貼り合せる前にプレスすることにより貼り合せ面を均一にすることが出 来る。そのため、貼り合せ工程が容易になり振動板とエッジの結合部の信頼性を向 上させることができる。

[0017] スピーカ振動板 1の実施の形態の実寸法を一例として記載する。振動板の外径は

Φ 116mmであり、中心部近傍のプレス寸法の直径は Φ 50mmで振動板外径の 43 %に相当する。外周部のプレス寸法は 5mm幅であり直径換算では倍の 10mmとなり 振動板外径の 9%に相当する。プレスして厚みを薄くした部分の厚みに関しては、プ レスしない部分の厚みが 0. 51mmに対して、プレスして厚みを薄くした部分の最薄 部が 0. 24mmであり 47%の厚みに相当する。

[0018] (第 3の実施形態）

図 5は本発明の第 3の実施形態におけるスピーカ用振動板の断面図を示したもの、 図 6は本発明の第 3の実施形態におけるスピーカ用振動板の平面図を示したもので ある。あらかじめ形状設定された抄紙金型で抄紙した後に、振動板の中心部近傍部 の一部をプレスしながら乾燥させて形状を形成して 、る。このプレスして厚みを薄くし た部分の断面が中心部力も外周部に向力つて徐々に厚くなつていることが特徴であ る。プレスする金型の上下の型の間のクリアランスを徐々に変化させることにより、この 形状のスピーカ振動板を作成する。プレスされた後の厚みについては、プレスされて Vヽな 、部分の厚みに対して 40%以上あることが音質的には望ま 、。また図 6のよう に中心部がプレスされている場合のプレスの範囲については、振動板中心部のプレ ス部分の直径の最大値が振動板外径の 60%以内であることが音質特性上望ましい

[0019] (第 4の実施形態）

図 7は本発明の第 4の実施形態におけるスピーカ用振動板の断面図を示したもの、 図 8は本発明の第 4の実施形態におけるスピーカ用振動板の平面図を示したもので ある。あらかじめ形状設定された抄紙金型で抄紙した後に、振動板の中心部近傍部 の一部をプレスしながら乾燥させて形状を形成して 、る。このプレスされて 、る部分 の断面が第 1から第 3の実施形態のように同心円状にはなっていないことが特徴であ る。この場合も、第 3の実施形態と同じように、プレス範囲の最大部分の直径が振動 板外径の最大値の 60%以内であることが音質特性上望ましい。図 8に見るように星 型の幾何学模様に形成するなどとすると、振動板の共振分散を図ることも可能となり 、特性上非常に好ましい。プレス範囲の数値は音質的に望ましい範囲であり、この範 囲を超えてしまうとオーブン振動板としての高剛性、適度な内部損失の特長を著しく 損なうこととなる。

[0020] (第 5の実施形態）

図 10は本発明の第 5の実施形態におけるスピーカの半断面図である。ここで、鉄製 プレート 5とマグネット 2とヨーク 6とで磁気回路 8を形成して!/、る。ボイスコイル 4は振 動板 1に接続し、振動板 1はエッジ 9に、エッジ 9はフレーム 3に接合している。ボイス コイル 4はダストキャップ 10とダンパー 7にも接合している。振動板 1はプレスせずに 抄紙、乾燥して作成後、外周部にプレス成型により圧力を加えて密度を上げたプレス 部 11を有する。こうすることで密度の変化する箇所が発生し、プレス以前に比べて密 度の変化する箇所である境界線 13で曲がり易くなる。このため、従来、振動板の最 外周に集中していた分割振動は境界線 13付近へも移動して、一定の周波数に集中 していたピーク、ディップが分散される。また、エッジ接着部 14をプレス部 11のみなら ずプレスされていない部分 (ノンプレス部 12)の一部に及んで固定することで、エッジ の内部損失による制動効果も加わり分割振動は制動され、さらに特性は改善される。 本発明による振動板では分割振動が分散するため、従来の振動板に比べて有効な 制動を受ける面積が広ぐエッジ接着部 14による制動効果も大きい。なお、エッジ接 着部 14は境界線 13をオーバーラップして固定することが重要であるが、大き過ぎる 場合は過制動や不要な重量増加で音質劣化につながるため、その面積には最適値 が存在する。本実施例では、振動板の外径 Φ 116mmに対してエッジ接着部 14は 1 Omm幅が好適であった。

[0021] 図 11は図 10における振動板とエッジの部分断面図である。

[0022] 図 12は本発明の第 5の実施形態の振動板とエッジを接着するための金型 (エッジ 接着型）の部分断面図である。図 12は上型と下型の型締め時の断面を表している。 図 12で、上下セットのエッジ接着型 15の型閉め時の上型と下型の隙間（クリアランス )には、広い部分と狭い部分がある。エッジ接着型 15のプレス部 11に加圧する第 1の 加圧部分 16はクリアランスが狭く、エッジ接着型 15のノンプレス部 12に加圧する第 2 の加圧部分 17はクリアランスが広い。従来のエッジ接着型における振動板の金型タリ ァランスは一定に設定されている力 本発明は、エッジ接着型 15のプレス部 11へカロ 圧する第 1の加圧部分 16とノンプレス部 12へ加圧する第 2の加圧部分 17とで振動板 の金型クリアランス設定を異ならせている。これによつて、第 1の加圧部分 16では、ェ ッジ 9の固定に必要な接着強度を確保すると共に、第 2の加圧部分 17においてはノ ンプレス部 12の材厚を減少させることなくエッジ接着部 14の固定が可能となり、振動 板の特性、品質の安定化に寄与する。

産業上の利用可能性

本発明のスピーカ用振動板は、各種音響機器や映像機器に使用されるスピーカ用 振動板やこれを用いたスピーカおよびカーオーディオ、ステレオセットやテレビセット 等の電子機器および装置に適用でき、広帯域で良い音質を得ることが出来る。

Claims

請求の範囲

[I] パルプ材料を抄紙し乾燥して作成するスピーカ用振動板であって、ノンプレス部とプ レスにより前記ノンプレス部より厚みが薄くなつたプレス部とを持つスピーカ用振動板

[2] 乾燥時にプレスされた前記プレス部を有する請求項 1記載のスピーカ用振動板。

[3] 乾燥後プレスされた前記プレス部を有する請求項 1記載のスピーカ用振動板。

[4] 前記プレス部は、前記ノンプレス部の平均厚みの 40%以上の厚みを有する請求項 1 に記載のスピーカ用振動板。

[5] 前記プレス部は、中心部近傍である請求項 1に記載のスピーカ用振動板。

[6] 前記プレス部の厚みが外周部から中心部に向けて徐々に薄くなる部分を有する請求 項 5に記載のスピーカ用振動板。

[7] 前記プレス部の直径の最大値が、振動板外形の最大値の 60%より小さい請求項 5に 記載のスピーカ用振動板。

[8] 前記プレス部の直径の最大値が、振動板外形の最大値の 60%より小さい請求項 6に 記載のスピーカ用振動板。

[9] 前記プレス部は、外周部近傍である請求項 1に記載のスピーカ用振動板。

[10] 前記プレス部の直径換算値が、振動板外径値の 20%より小さい請求項 9に記載のス ピー力用振動板。

[II] 請求項 1から 10のいずれか一項に記載のスピーカ用振動板を用いたスピーカ。

[12] 上型と下型との間に前記スピーカ振動板を置き、型閉め時に前記スピーカ振動板の 少なくとも一部分をプレスする構造を有する請求項 1から 10のいずれか一項に記載 のスピーカ用振動板を作成するためのプレス金型。

[13] 前記金型の型締め時にスピーカ振動板に当たる部分の上型と下型のクリアランスが 部分的に異なる請求項 12のプレス金型。

[14] 請求項 9のスピーカ振動板の、前記ノンプレス部と前記プレス部との両方にエッジを 接着したスピーカ。