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技術 スピーカ用振動板

出願人 フォスター電機株式会社
発明者 八巻紳太郎松村隆司堀口実
出願日 2018年9月18日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-173208
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-048007
状態 未査定
技術分野 電気機械変換器用振動板
主要キーワード 立ち上がり形状 ボディ部材 ドーム部分 振動状況 フリーエッジ マイクロファイバ コーン部分 バイオセルロース
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

センターキャップ部とその外周のコーン部からなる振動板本体の形状を変更することなく容易に剛性を高め、高域側の周波数特性を向上させることができるスピーカ用振動板を提供する。

解決手段

振動板本体の外周に形成されたコーン部にリング部材接合し、リング部材又はコーン部の外周部にエッジ内周部を接合した構成とし、振動板本体の形状変更を要せず剛性を高め、つまり振動板本体の重量増加を招来することなく剛性を向上させ、高域での音圧低下を防止した。

概要

背景

ヘッドホンに使用されるスピーカ装着感デザインの要求によりスピーカ自体は小型であって薄くする必要があり、よってそれに用いられる振動板も薄いものが要求される。
このため、ドーム状の振動板ではドーム部分全高を低くしなければならないという制約を受け剛性が低下する。

振動板の素材としてはポリオレフィンポリエステルなどの合成高分子新素材を用いたもの等の種々のものが存在するが、現在においても性能面やコスト面等で優れた紙材セルロース)が多く用いられている。

上述のように、スピーカを薄くするとそれに伴って振動板も平面に近くなり、セルロースを主素材とする振動板は形状的に剛性を確保するのが困難になり、振動板に分割共振が発生する。この分割共振の影響により、図6に示すように、高域においてピークディップ(山や谷)が発生し、音圧が低下し周波数特性が悪化するという問題が生じる。

このようなことから、剛性を向上させた振動板が種々提供されている。

概要

センターキャップ部とその外周のコーン部からなる振動板本体の形状を変更することなく容易に剛性を高め、高域側の周波数特性を向上させることができるスピーカ用振動板を提供する。振動板本体の外周に形成されたコーン部にリング部材接合し、リング部材又はコーン部の外周部にエッジ内周部を接合した構成とし、振動板本体の形状変更を要せず剛性を高め、つまり振動板本体の重量増加を招来することなく剛性を向上させ、高域での音圧低下を防止した。

目的

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、センターキャップ部とその外周部のコーン部からなる振動板のボディ部材の形状をなんら変更せず容易に剛性を高め、高域側の周波数特性を向上させたスピーカ用振動板を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

センターキャップ部とその外周に形成されたコーン部とからなるボディ部材のコーン部にリング部材接合し、このリング部材又はコーン部の外周部にエッジ内周部を接合したことを特徴とするスピーカ用振動板

請求項2

請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記センターキャップ部はドーム状をなし、前記コーン部の前面又は背面に前記コーン部と同形状の前記リング部材を接合したことを特徴とするスピーカ用振動板。

請求項3

請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記エッジの外周部に振動板固定リングを接合したことを特徴とするスピーカ用振動板。

請求項4

請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記ボディ部材と、前記リング部材とは、パルプバイオセルロース及びカーボンファイバを配合してなることを特徴とするスピーカ用振動板。

請求項5

請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記リング部材が接合された前記コーン部は前方に向って立ち上がり形状をなすことを特徴とするスピーカ用振動板。

請求項6

請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記スピーカ用振動板はヘッドホン用であることを特徴とするスピーカ用振動板。

技術分野

0001

この発明はヘッドホンに用いると好適なスピーカ用振動板に関する。

背景技術

0002

ヘッドホンに使用されるスピーカ装着感デザインの要求によりスピーカ自体は小型であって薄くする必要があり、よってそれに用いられる振動板も薄いものが要求される。
このため、ドーム状の振動板ではドーム部分全高を低くしなければならないという制約を受け剛性が低下する。

0003

振動板の素材としてはポリオレフィンポリエステルなどの合成高分子新素材を用いたもの等の種々のものが存在するが、現在においても性能面やコスト面等で優れた紙材セルロース)が多く用いられている。

0004

上述のように、スピーカを薄くするとそれに伴って振動板も平面に近くなり、セルロースを主素材とする振動板は形状的に剛性を確保するのが困難になり、振動板に分割共振が発生する。この分割共振の影響により、図6に示すように、高域においてピークディップ(山や谷)が発生し、音圧が低下し周波数特性が悪化するという問題が生じる。

0005

このようなことから、剛性を向上させた振動板が種々提供されている。

先行技術

0006

特許第4999899号
米国特許9277324
WO2014/045008
特開昭50−144426号
特開2006−129111号

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1の振動板はセンターキャップ部とコーン部とを一体形成したフリーエッジ構造を採用している。

0008

しかしながら、このようにセンターキャップ部とコーン部とを一体化した振動板でも分割共振により高域の音圧が減衰し、また、共振点が低く、再生したい帯域にかかる場合には再生に問題が生じるという課題がある。

0009

このため、分割共振点の周波数を高くする手段が考えられてきた。

0010

剛性を向上させるために振動板の厚さを大きくすると、特許文献1のような単一部品では全体の厚さが厚くなり、必要以上に質量が増加し、音圧が低下するという課題が生じる。

0011

また、全高を大きくするとサイズが大きくなってしまい装着感に影響を及ぼしたり、所望のデザインとすることができないという課題が生じる。

0012

特許文献2ではセンターキャップ部の外周に別部品リング状部材を設ける構成を採用している。すなわち、リング状部材の内周部にセンターキャップ部の外周部を結合し、リング状部材の外周部にエッジ部を結合するようにしており、このような構造の振動板は各部品同士の位置合わせが困難であり、製造工程が煩雑になるという課題がある。

0013

特許文献3でもセンターキャップ部の外周にリング状部材を結合した構成としているが、この場合、リング状部材の形状もドーム状にし、かつ厚さもセンターキャップ部の厚さの2倍以上とし、剛性を確保するようにしている。

0014

この特許文献3のものではリング状部材をドーム形状としたり、厚みを増したりするなどしなければならないため、製造が煩雑であり、また、厚みを増すとその分質量が増加し、音圧が低下するという課題がある。

0015

特許文献4ではセンターキャップ部の外周部の内側に補強リング部を接合する構成を採用している。

0016

この振動板では、ドーム状のセンターキャップ部の湾曲した外周部内側の形状に合致するように補強リング部を作成して接合しなければならず、センターキャップ部の形状変更を招来し、かつ製造も煩雑であるという課題がある。

0017

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、センターキャップ部とその外周部のコーン部からなる振動板のボディ部材の形状をなんら変更せず容易に剛性を高め、高域側の周波数特性を向上させたスピーカ用振動板を提供することにある。

課題を解決するための手段

0018

請求項1記載の本発明に係るスピーカ用振動板は、センターキャップ部とその外周に形成されたコーン部とからなるボディ部材のコーン部にリング部材を接合し、このリング部材又はコーン部の外周部にエッジの内周部を接合したことを特徴とする。
請求項2に係る本発明は、請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記センターキャップ部はドーム状をなし、前記コーン部の前面又は背面に前記コーン部と同形状の前記リング部材を接合したことを特徴とする。
請求項3に係る本発明は、請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記エッジの外周部に振動板固定リングを接合したことを特徴とする。
請求項4に係る本発明は、請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記ボディ部材と、前記リング部材とは、パルプバイオセルロース及びカーボンファイバを配合してなることを特徴とする。
請求項5に係る本発明は、請求項1記載のスピーカ用振動板において、 前記リング部材が接合された前記コーン部は前方に向って立ち上がり形状をなすことを特徴とする。
請求項6に係る本発明は、請求項1記載のスピーカ用振動板において、前記スピーカ用振動板はヘッドホン用であることを特徴とする。

発明の効果

0019

この発明によれば、センターキャップ部とその外周のコーン部からなるボディ部材の形状を変更せず、コーン部にリング部材を接合してコーン部の剛性を向上させている。したがって、ボディ部材のコーン部分の厚さを周方向で均一に管理可能であり、また、ボディ部材は薄く軽量化しても剛性を向上させることができ、コーン部にリング部材を接合しても全体の質量増加を抑制できるので、音圧の低下や高域の減衰を抑制できる。
また、ボディ部材の外周部、つまりコーン部の剛性を高めることができるため、分割共振点を高域にシフトでき、高域での音圧低下を防ぐことができ、周波数特性を向上させることができる。
また、コーン部は前面(スピーカの前方)に向って傾斜する立ち上がり形状であるため、
径方向位置決め(中心合わせ)が容易であり、製造しやすく、かつ立ち上がり形状とすれば剛性も向上するといった利点がある。

図面の簡単な説明

0020

本発明の一実施例の分解斜視図である。
同上の組立斜視図である。
同上の平面図である。
同上の半断面図である。
本発明の一実施例の周波数特性の説明図である。
従来の周波数特性の説明図である。

実施例

0021

以下、図面に沿って本発明の好ましい実施例を説明する。

0022

本発明のスピーカ用振動板の主たる用途はヘッドホンを対象とし、また、素材は好ましくは紙材であり、フリーエッジタイプのスピーカ用振動板であることを前提としている。

0023

図1において、1は振動板のボディ部材で、このボディ部材1は、ドーム状のセンターキャップ部1aと、その外周縁において径方向外側に張り出して形成されたフランジ状のコーン部1bにて構成されている。2はリング部材で、このリング部材2はコーン部1bとほぼ同形状をなしコーン部1bにウレタンまたはゴム系の接着剤を介して重ね熱プレスにより貼り合せられ接合され一体化される。リング部材2はボディ部材1とは別に抄紙され、平板状に形成され製造しやすい単純形状としている。本発明ではリング部材2をコーン部1bとほぼ同形状とすることでコーン部形状を変更せずにコーン部1bの剛性増強を可能としている。また、リング状の部材とすることでボディ部材1のリング状のコーン部1bに正確に貼り合せでき、振動板を周方向に均一に構成できる。これによってボディ部材1のコーン部1bの全周にわたってリング部材2を貼り合せることで、ボディ部材1全体を同相で動かすことができる。なお、図1では、リング部材2をコーン部1bの前面に貼り合わせしているが、貼り合せはコーン部1bの前面または背面いずれでも良い。

0024

このリング部材2と、センターキャップ部1aおよびコーン部1bとからなるボディ部材1とは好ましくは同じ素材、例えば木材パルプ又は非木材パルプ等のパルプ(セルロース)に対しバイオセルロース、そしてカーボンファイバの補強材を所定量配合することで素材剛性を向上させている。補強材はマイクロファイバとカーボンファイバに限定されるものではなく、その他の補強材を用いることもできる。

0025

パルプに対しバイオセルロースや補強材のカーボンファイバ等の配合量はスピーカ用振動板の用途に応じ適宜最適な配合比が選択される。

0026

また、図1において、3はリング状であってドーム状のエッジ、4は金属製の振動板固定リングである。

0027

エッジ3の内周部はリング部材2又はコーン部1bの外周部に接着剤を介し接合され、振動板固定リング4は図示の状態においてエッジ3の外周部背面側に接合されるが、場合によっては前面側に接合されることもある。

0028

図2組立状態の斜視図、図3は平面図を示す。

0029

図4は上記スピーカ用振動板10に接合した振動板固定リング4をスピーカのフレーム5に設け、かつボディ部材1のセンターキャップ部1aとコーン部1bとの境界部分背面にボイスコイルボビン6を接合した状態の半断面図を示す。

0030

リング部材2が接合されたコーン部1bはスピーカの前方に向って傾斜する立ち上がり形状としている。したがって位置決め(中心合わせ)が容易である。よって、製造しやすい。また、コーン部1bは内周側から外周側にかけての立ち上がり形状になっており、立ち上がり形状の角度をきつくすればその形状に起因して剛性が高まる。

0031

立ち上がり形状は、センターキャップ部1aの頂点がコーン部1bの外周の高さより高いが、高さに制約が無い機種ではセンターキャップ部1aの頂点よりコーン部1bの外周が高い場合もある。

0032

なお、周知のようにボイスコイルボビン6の外周部にはボイスコイル巻装され、ボイスコイルは磁気回路磁気ギャップ内に配設されるなどし(いずれも図示せず)、ヘッドホン用スピーカが構成され、ボイスコイルに音声信号を入力すればボイスコイルボビンに結合された上記構成のスピーカ用振動板10が振動し音が放射される。

0033

なお、ヘッドホンは頭部に装着するタイプのスピーカであり、オーバーヘッド型等のを覆うようなヘッドホンに限定されるものでなく、カナル型、インナーイヤー型、耳かけ型等のいわゆるイヤホンも含まれる。また、ボイスコイルは、ボイスコイルボビン6を介してスピーカ用振動板10に接合する他、ボイスコイルボビン6を介さずに、スピーカ用振動板10に直接ボイスコイルを接合してもよい。ボイスコイルをスピーカ用振動板10に直接、接合することで、軽量化を図ることができる。

0034

図5は本発明のスピーカ用振動板の周波数特性と、従来の紙材単一部品からなるスピーカ用振動板の周波数特性との比較で、実線Aは本発明例、破線Bは従来例を示す。なお、図5の周波数特性は、無響室にて測定した。本発明例Aと従来例Bとは、パルプ、カーボンファイバ及びバイオセルロースを同じ配合比とし、坪量を変更して形成した紙材を用いて作製した。

0035

本発明例Aと従来例Bのスピーカ用振動板について、10kHzと12kHzにおける振動状況を観察した。10kHzでは、本発明例Aおよび従来例Bのいずれの振動板も、センターキャップ部1aとコーン部1bとが同相で振動し、図5に示すように、AもBも同様に高い音圧特性が得られる。12kHzでは、本発明例Aの振動板はセンターキャップ部1aとコーン部1bとが同相で振動するのに対し、従来例Bの振動板はセンターキャップ部1aとコーン部1bとが逆相に振動する。このように、本発明例Aのスピーカ用振動板については、12kHzにおいてもセンターキャップ部1aとコーン部1bとを同相で振動させることができ、分割共振を減少できる。このため、図5に示すように、本発明例Aは従来例Bと比較して、10kHz以降の高域の12kHzにおいても良好な音圧特性が得られる。

0036

従来例Bの紙材の場合において、種々実験を行った結果、口径φ14mm(振動板固定リングの外径)のスピーカにおいて坪量50g/m2で、パルプにカーボンファイバ、バイオセルロースを配合した仕様最良であった。しかしながら、その仕様でも周波数特性で高域10kHz以降で音圧が低下した。また、図示は省略するが、従来例Bと同様の材料配合比とし、坪量75g/m2で作製した紙材単一部品からなるスピーカ用振動板では質量が増加し、全域で音圧が低下した。

0037

これに対し、坪量40g/m2のボディ部材1のコーン部1bに、同じく坪量40g/m2のリング部材2を接合した同口径の本発明例Aの仕様では、質量の増加を抑制でき、20kHz程度まで音圧が確保でき良好な周波数特性が得られた。

0038

なお、上記実施例において、前述のように、パルプに対しカーボンファイバとバイオセルロースの配合比を変えることで周波数特性を微調整可能である。

0039

また、図示例ではコーン部1bに対し一枚のリング部材2を貼り合せているが、複数枚の貼り合せ構造とすることによっても剛性を調整することができる。

0040

また、ボディ部材1とリング部材2との組み合わせは同種の素材同士に限定されるものでなく、樹脂、金属等の異種材料の組み合わせとしても良い。

0041

10スピーカ用振動板
1ボディ部材
1aセンターキャップ部
1bコーン部
2リング部材
3エッジ
4振動板固定リング
5フレーム
6ボイスコイルボビン(ボイスコイル)
A 本発明例
B 従来例

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