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JP2021164045A - スピーカ用振動板、スピーカ、スピーカ用振動板の製造方法、電子機器および、移動体装置 - Google Patents

スピーカ用振動板、スピーカ、スピーカ用振動板の製造方法、電子機器および、移動体装置 Download PDF

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JP2021164045A
JP2021164045A JP2020063559A JP2020063559A JP2021164045A JP 2021164045 A JP2021164045 A JP 2021164045A JP 2020063559 A JP2020063559 A JP 2020063559A JP 2020063559 A JP2020063559 A JP 2020063559A JP 2021164045 A JP2021164045 A JP 2021164045A
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diaphragm
edge
elastomer
speaker diaphragm
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徹弥 小柳
Tetsuya Koyanagi
哲士 板野
Tetsushi Itano
和晃 西村
Kazuaki Nishimura
誠 黒澤
Makoto Kurosawa
良一 上元
Ryoichi Uemoto
大樹 佐野
Motoki Sano
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

【課題】軽量化や生産性が高く高性能化を実現できるスピーカ用振動板の提供する。【解決手段】エラストマーからなるエッジと振動板本体との間に溶融部を備えて構成したスピーカ用振動板。【選択図】図１

Description

本開示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、これを用いたスピーカ、および、スピーカ用振動板の製造方法に関する。
従来、スピーカ用振動板の材料としては、エッジには布やゴム、エラストマーからなる材料が多用され、また振動板本体の材料としては、紙や樹脂からなる材料が多用されている。
そして、これらのエッジや振動板本体を接着剤により貼合せてスピーカ用振動板を完成させていた。
また、布等のエッジの材料に、予め熱硬化性樹脂を含浸し、片面にアクリル系樹脂をコーティングして、加熱プレスすることにより、エッジの成形と同時に振動板本体と接合させてスピーカ用振動板を完成させるものも存在していた。
特開昭６４−８９６号公報
音響機器や映像機器は、デジタル技術の著しい進歩により、従来と比較して飛躍的に性能向上が図られており、これらの機器に用いられ、最終的に音を放出するスピーカの音圧レベルの向上や音質の向上等、市場よりその性能向上について強く要請されている。
また、これらの音響機器や映像機器は、自動車等の移動手段などに広く取り付けられるようになってきており、自動車等の燃費向上のため、スピーカの軽量化が特に望まれている。
本開示は、前記要請に鑑み、スピーカとしての音圧レベルの向上や音質の向上、スピーカの軽量化を確保することができるスピーカ用振動板、スピーカ、スピーカ用振動板の製造方法を提供する。
上記目的を達成するために、本願発明にかかるスピーカ用振動板は、エラストマーからなるエッジと、このエッジと接合される振動板本体とで構成され、エッジと振動板本体との接合部は、エッジと振動板本体との間に溶融部を備えることを特徴とする。
本開示の構成により、スピーカ用振動板は、エッジと振動板本体との間に溶融部を備えることで、接着剤を使用することなくエッジと振動板本体とを接合させることができ、スピーカ用振動板の軽量化を図ることができる。
よって、スピーカ用振動板を軽量化したことから、当該スピーカ用振動板を用いたスピーカの音圧レベルを向上させることができる。
また、スピーカの音圧レベルを向上させることができるため、磁気回路を小さくすることが可能となり、スピーカの軽量化を図ることも可能となる。
図１は、本開示の一実施形態の振動板の断面を示した断面図である。 図２は、本開示の一実施形態の振動板を示した平面図である。 図３は、本開示の一実施形態の振動板の一部を拡大して示した断面図である。 図４は、本開示の一実施の形態の振動板の製造方法を示す図である。 図５は、本開示の一実施形態にかかるスピーカを示した断面図である。 図６は、本開示の実施態様の一つである電子機器の外観を示した図である。 図７は、本開示の実施態様の一つである移動体を示した断面図である。
次に、本願発明に係るスピーカ用振動板、スピーカ、および、スピーカ用振動板の製造方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
（実施の形態１）
図１は、本開示の一実施形態の振動板の断面を示した断面図である。
図２は、本開示の一実施形態の振動板を示した平面図である。
これらの図に示すように、スピーカ用振動板１００は、エラストマーからなるエッジ１０１と、このエッジ１０１と接合される振動板本体１０２とで構成されている。
ここで、このエッジ１０１と振動板本体１０２との接合部は、エッジ１０１と振動板本体１０２との間に溶融部１０３を備えている。
この溶融部１０３は、ペレット状の熱可塑性エラストマーをロール形状のエッジに射出成形すると同時に、振動板本体１０２に接合させてスピーカ用振動板１００を構成している。
すなわち、その製造方法として詳述すると、予め他の工程にて、ペレット状の樹脂原料を加熱溶融し、射出成形することにより形成した振動板本体１０２を準備して、この振動板本体１０２を金型に位置決めする工程と、エラストマーからなるペレット状の材料を加熱溶融させて射出成形することによりエッジ形状に成形する工程と、このエッジ形状に成形する工程と同時に加熱溶融させたエッジ１０１の溶融部１０３を振動板本体１０２に接合する工程と、を備えている。
このエッジ１０１は、その材料として、オレフィン系材料と、スチレン系材料との混合材料からなるエラストマーから構成している。
また、エッジ１０１は、その材料として、オレフィン系材料と、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）系材料との混合材料からなるエラストマーから構成しても良い。
これらの構成とすることで、軽量で生産性の高いエラストマーエッジを実現することができる。
よって、軽量化されたスピーカ用振動板により、音圧レベルが高いスピーカを実現することができる。
そして、エッジ１０１の成形性と溶融性が良好であるため、エッジ１０１の形状安定性を向上させることができ、溶融部１０３を容易に発生させることができるため、エッジ１０１と振動板本体１０２との接合強度を向上させることができる。
さらに、エッジ１０１の比重は、０．８ｇ/ｃｍ３以上、１．１ｇ/ｃｍ３以下のエラストマーから構成されることが望ましい。
この構成とすることで、音圧レベルが高く、良好な周波数特性を実現することができる。
エッジ１０１の比重が、０．８ｇ/ｃｍ３より小さい場合は、軽くなりすぎてエッジ共振が発生しやすくなり、良好な周波数特性が実現しにくくなる。
一方、１．１ｇ/ｃｍ３より大きい場合は、重くなり過ぎて音圧レベルの低下が発生しやすくなり、スピーカとしての効率の向上が実現しにくくなる。
また、エッジ１０１のロール部の厚みは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることが望ましい。
この構成とすることで、音圧レベルが高く、再生帯域の広い良好な周波数特性を実現することができる。
エッジ１０１のロール部の厚みが、０．１ｍｍより薄い場合は、薄くなりすぎてエッジ共振が発生しやすくなり良好な周波数特性が実現しにくくなる。
また、品質や信頼性の面でも、薄くなることで切れやすくなるとともに、形状安定性も低下してしまう。
一方、０．５ｍｍより厚い場合は、柔軟な動きが抑制されることにより、スピーカの最低共振周波数が高くなり、再生帯域が狭くなってしまう。
以上、ペレット状の熱可塑性エラストマーを射出成形することによりロール形状のエッジに成形すると同時に、振動板本体１０２に接合させてスピーカ用振動板１００を構成した場合について説明した。
よって、この製造方法は、エッジ１０１を溶融させて振動板本体１０２に接合しているため、振動板本体１０２の材料が、紙であっても樹脂であってもどちらでも接合が可能である。
前述した材料にてエッジ１０１を溶融させて接合させる製造方法以外に、以下のような構成も可能である。
振動板本体を樹脂から構成し、エッジの射出成形時に、その成形熱で振動板本体を溶融させて、エッジと接合してスピーカ用振動板１００を構成する製造方法とすることもできる。
ここで、振動板本体に用いられる樹脂の種類は、安価で入手しやすいポリプロピレンの使用に限定されることなく、エンジニアリングプラスチックや環境配慮のためにポリ乳酸に代表される生分解性プラスチックを使用しても良い。
加熱して溶融させることができる材料であれば、エッジとの接合が可能であり、要望される音響特性や音質に応じて適宜選択できる。
さらに、溶融部を、エッジの溶融部と振動板本体の溶融部の両方としても良い。
この場合、両方の材料に溶融部を設けることができるため、エッジと振動板本体の接合強度の向上を図ることができる。
また、溶融部は、エッジの溶融部と振動板本体の溶融部とが互いに入り込んだ部分を備えても良い。
この場合も、両方の材料を溶融させて互いに入り込んだ部分を設けることで、機械結合的に接合が強化されるため、エッジと振動板本体の接合強度の向上を図ることができる。
溶融部が、エッジの溶融部と振動板本体とが互いに入り込んだ部分を備える構成の例として、振動板本体のエッジとの接合部分に凹凸を設けた構成とすることで実現することができる。
この構成とすることで、射出成形した時に、振動板本体の凹凸に溶融したエッジが入り込むことにより接合強度の向上を図ることができる。
以上、説明したように、エラストマーからなるエッジと振動板本体との間に溶融部を備えて構成させることで、軽量化や生産性が高く高性能化を実現できるスピーカ用振動板を実現することができる。
（実施の形態２）
次に、スピーカ３００について説明する。なお、前記実施の形態１と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
図５は、本開示の一実施形態にかかるスピーカを示した断面図である。
同図に示すように、スピーカ３００は、スピーカ用振動板１００と、磁気回路３０１と、フレーム３０２と、ボイスコイル体３０３とを備えている。
磁気回路３０１は、着磁された永久磁石である円柱状のマグネット３１２と、マグネット３１２の上部に取り付けられた円板状のプレート３１３と、マグネット３１２とプレート３１３とを収容する有底円筒状のヨーク３１４とを備えており、プレート３１３とヨーク３１４との間に円環状の磁気ギャップ３１６を形成している。
フレーム３０２は、磁気回路３０１のヨーク３１４に結合した漏斗形状の構造部材である。このフレーム３０２の上端周縁部に囲まれる位置に、スピーカ用振動板１００が配置されており、フレーム３０２とスピーカ用振動板１００とは円環状のエッジ１０１を介してそれぞれ接着されている。また、スピーカ用振動板１００の中心に設けられている孔を塞ぐようにセンターキャップ３０６が取り付けられている。
ボイスコイル体３０３は、円筒状のボビンとその外周に巻き付けられたコイルとで形成されており、スピーカ用振動板１００の中心部に一端が結合されるとともに、他端を磁気回路３０１の磁気ギャップ３１６にはまり込むように配置されている。また、ボイスコイル体３０３は、フレーム３０２とボイスコイル体３０３とを架橋状に接続するダンパー３０５によって支えられている。
以上は、内磁型の磁気回路３０１を有するスピーカについて説明したが、これに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカに適用しても良い。
この構成により、実施の形態１において説明したように、軽量化や生産性が高く高性能化を実現できるスピーカ用振動板を使用してスピーカを構成することで、スピーカの生産性を向上させ、音圧レベルを向上させることができる。
また、スピーカの音圧レベルを向上させることができるため、磁気回路を小さくすることが可能となり、スピーカの軽量化を図ることも可能となる。
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本開示が適用される電子機器について説明する。
図６は、本開示の実施態様の一つである電子機器の外観を示した図である。
本実施の形態の場合、電子機器４００は、オーディオ用のミニコンポシステムとして説明する。
電子機器４００は、エンクロジャー４１１にスピーカ３００が二つ組込まれてスピーカシステム４１０を左右にそれぞれ備えている。
また、電子機器４００は、スピーカシステム４１０に入力する電気信号の増幅回路を含むアンプ４１２と、アンプ４１２に入力されるソースを出力するチューナー４１３や、オーディオプレーヤ４１４を備えている。
オーディオ用のミニコンポシステムである電子機器４００は、チューナー４１３やオーディオプレーヤ４１４から入力される音楽信号をアンプ４１２により増幅し、スピーカシステム４１０に備えられたスピーカ３００から音が放出される。具体的にはスピーカ３００は、ボイスコイル体３０３に入力された電気信号により発生した動的な磁力と磁気回路３０１の磁気ギャップ３１６に発生する静的な磁力との相互作用により、フレーム３０２に対してボイスコイル体３０３が振動し、当該振動が伝えられることによりスピーカ用振動板１００が振動して音を発する。
この構成により、上述したように従来では実現できなかった生産性や音圧レベルの向上を可能とした電子機器４００を実現することが可能となる。
なおスピーカ３００の電子機器４００への応用として、オーディオ用のミニコンポシステムについて説明したが、これに限定されない。例えば自動車用のオーディオシステムや持運び可能なポータブル用のオーディオ機器等への応用も可能である。さらに、テレビ等の映像機器、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本開示が適用される移動体５００について説明する。
図７は、本開示の実施態様の一つである移動体を示した断面図である。
本実施の形態の場合、移動体５００は、自走可能な本体を備えた自動車として説明する。
同図に示すように、本開示のスピーカ用振動板１００を備えたスピーカ３００は、移動体５００のリアトレイやフロントパネルに組込まれている。スピーカ３００からは、別途移動体に取り付けられている増幅回路を含むカーナビゲーションやカーオーディオから送信される音声信号に基づき移動体内に音を発するものとなっている。
このように移動体５００に取り付けられたスピーカ３００は、音圧レベルを向上させることができる。
よって、スピーカの音圧レベルを向上させることができるため、磁気回路を小さくすることが可能となり、スピーカの軽量化を図ることもでき、移動体５００の省燃費化に寄与することができる。
本開示にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、および、スピーカ用振動板の製造方法によれば映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、自動車等の移動体に適用できる。
１００ スピーカ用振動板
１０１ エッジ
１０２ 振動板本体
１０３ 溶融部
３００ スピーカ
３０１ 磁気回路
３０２ フレーム
３０３ ボイスコイル体
３０５ ダンパー
３０６ センターキャップ
３１２ マグネット
３１３ プレート
３１４ ヨーク
３１６ 磁気ギャップ
４００ 電子機器
４１０ スピーカシステム
４１１ エンクロジャー
４１２ アンプ
４１３ チューナー
４１４ オーディオプレーヤ
５００ 移動体

Claims (15)

  1. エラストマーからなるエッジと、
    前記エッジと接合される振動板本体と、を備え、
    前記エッジと前記振動板本体との接合部は、前記エッジと前記振動板本体との間に溶融部を備える
    スピーカ用振動板。
  2. 前記溶融部は、前記エッジの溶融部である
    請求項１に記載のスピーカ用振動板。
  3. 前記振動板本体は、樹脂からなる
    請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
  4. 前記溶融部は、前記振動板本体の溶融部である
    請求項３に記載のスピーカ用振動板。
  5. 前記溶融部は、前記エッジの溶融部と前記振動板本体の溶融部の両方である
    請求項１または３に記載のスピーカ用振動板。
  6. 前記溶融部は、前記エッジの溶融部と前記振動板本体の溶融部とが互いに入り込んだ部分を備える
    請求項５に記載のスピーカ用振動板。
  7. 前記溶融部は、前記エッジの溶融部と前記振動板本体とが互いに入り込んだ部分を備える
    請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
  8. 前記振動板本体の前記エッジとの接合部分に凹凸が設けられている
    請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
  9. 前記エッジは、オレフィン系材料と、スチレン系材料またはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）系材料との混合材料からなるエラストマーから構成される
    請求項１から８のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
  10. 前記エッジは、比重０．８ｇ/ｃｍ３以上、１．１ｇ/ｃｍ３以下のエラストマーからなる
    請求項１から９のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
  11. 前記エッジのロール部の厚みは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下である
    請求項１から１０のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
  12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板と
    磁気回路と、
    前記磁気回路に結合されたフレームと、
    前記スピーカ用振動板に一端部が結合されるとともに、他端部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されるボイスコイルと、を備える
    スピーカ。
  13. エッジと接合される振動板本体を位置決めする工程と、
    エラストマーからなる材料を加熱して射出成形することで、前記エッジを成形するとともに、前記エッジの溶融部を前記振動板本体に接合する工程と、を備える
    スピーカ用振動板の製造方法。
  14. 請求項１２に記載のスピーカと、
    前記スピーカに電気信号を入力する増幅回路と、を備える
    電子機器。
  15. 請求項１２に記載のスピーカと、
    前記スピーカに電気信号を入力する増幅回路と、
    前記スピーカと前記増幅回路とを搭載した、自走可能な本体と、を備える
    移動体装置。
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