説明

スピーカ

【課題】本発明はスピーカの薄型化と、低歪で駆動効率を高めることを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するために本発明は、磁気ギャップ17を有する磁気回路11をプロテクター18の中央部裏面に設置し、逆円錐形の振動板13を磁気回路11側に設けるとともに、磁気回路11側とは反対側にダンパー15を設け、振動板13は第一のエッジ14を介してボイスコイル体12の振動板13内周連結部よりも磁気回路11側の上方の位置でフレーム19に結合し、ダンパー15は第二のエッジ16を介してフレーム19に結合したスピーカである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スピーカに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のスピーカは図6に示されるように、磁気回路1に可動自在に配置されたボイスコイル体2を振動板3の内周端に接続し、振動板3の外周端はエッジ4を介してフレーム5に接続し、さらに、この振動板3の裏面をサスペンションホルダ6とエッジ7を介してフレーム5に接続した構造となっていた。またエッジ4、7の突出形状を逆方向とすることによって振動板3の上下振幅を上下対称にすることで、スピーカにおける歪みを低減させている。
【0003】
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2004−7332号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このようなスピーカ構造を採用する場合、スピーカの厚みは磁気回路1とボイスコイル体2と逆円錐状をした振動板3の高さの合計となるため、かなり厚いものとなっていた。また、サスペンションホルダ6は少なくとも振動板3と同じ程度の剛体で形成しているので、これに起因して磁気回路1における駆動負荷が増加してしまい、結果としてスピーカの駆動効率を向上させることが困難なものとなっていた。
【0005】
そこで、本発明は薄型化が図れる構成で、かつ駆動効率を高めることのできる低歪のスピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的を達成するために本発明のスピーカは、磁気ギャップを有する磁気回路を中央部裏面に設置し、その外周部分がフレームに結合されるプロテクターと、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第一のエッジを介して前記フレームに連結された振動板と、前記振動板より前記磁気回路側とは反対側に、前記ボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第二のエッジを介して前記フレームに連結されたダンパーを備え、前記第一のエッジは前記ボイスコイル体の振動板内周連結部よりも前記磁気回路側の上方の位置で、前記フレームに結合する構成としたものである。
【発明の効果】
【0007】
この構成により、スピーカの薄型化が図れ、かつ駆動効率を向上させるとともに歪みを抑制することができるスピーカを提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【0009】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1のスピーカの断面図を示す。図1において、磁気回路11は円板状のマグネット11a、円板状のプレート11b、円形凹状のヨーク11cからなり、プレート11bの外周とヨーク11cの外周端部の内周間の磁気ギャップ17にマグネット11aの磁束を集中させる。マグネット11aにはネオジウム系や希土類コバルト系が、プレート11b及びヨーク11cには鉄が主な材料として用いられている。なお、図1では内磁型の例を示しているが外磁型の磁気回路でもよい。この磁気回路11は、プロテクター18の中央部裏面にネジ21を用いて取り付けられ、このプロテクター18の外周部分はフレーム19に結合されている。
【0010】
ボイスコイル体12は、円筒状で、磁気回路11の磁気ギャップ17内に少なくともそのコイル部12aが可動自在に設けられており、一般的には紙及び樹脂、アルミ等の金属を材料としたボビンの上に、銅線などのコイルを巻いて構成している。なお、ボイスコイル体12のコイル部12aと反対側の端面には防塵対策としてのダストキャップ20が設けられている。
【0011】
振動板13はボイスコイル体12の磁気ギャップ17外方部分に、その内周が連結され逆円錐状の形状をしており、ボイスコイル体12に起振された振動により実際に音を出すもので、高い剛性と内部損失を両立したパルプ及び樹脂が主な材料として用いられる。振動板13は磁気回路11側に逆円錐状の外周部分がくるように設けられ、この振動板13の外周部分はリング状の第一のエッジ14を介してフレーム19に結合されている。この時、第一のエッジ14はボイスコイル体12の振動板13内周連結部よりも磁気回路11側の上方の位置でフレーム19に結合されている。
【0012】
磁気回路11と振動板13をこのような位置構成とすることにより、スピーカ全体の厚みを大幅に薄くすることができる。
【0013】
第一のエッジ14は、振動板13に可動負荷を加えないようにウレタン、発泡ゴム、SBRゴムや布などの材料が用いられ、フレーム19はいろいろな形状にも対応できるように鉄板プレス品や樹脂成型品及びアルミダイキャストなどの材料が用いられる。
【0014】
ダンパー15はその内周端部分がボイスコイル体12の振動板13固定部よりも磁気回路11側とは反対側で接続され、外周端部分がダンパー15とは別体の下方に突出した第二のエッジ16を介してフレーム19に接続されている。
【0015】
なお、このダンパー15は波板状のリング構造となっておりボイスコイル体12の可動に対応して伸縮する構造とするとともに、振動板13に設けられた第一のエッジ14と同様に振動板13に可動負荷を加えないようウレタン、発泡ゴム、SBRゴムや布などの材料で形成されている。
【0016】
そして、ボイスコイル体12のコイル部12aに音声信号を印加することで磁気ギャップ17の磁界と反応しボイスコイル体12が上下方向に可動し、この可動により振動板13が振動してスピーカから音声が発信されるものであり、特に、ダンパー15の外周端部分に第二のエッジ16を設けたことによりスピーカの歪みが抑制され、さらにスピーカの駆動効率が高められたものとなっている。
【0017】
ダンパー15は、本来、その両端がフレーム19とボイスコイル体12に接続されて、ボイスコイル体12の可動時におけるローリングを抑制するものであり、ボイスコイル体12の可動に追従し易くするため波板状とし弾性をもたせている。
【0018】
しかし、波板状としたことにより、振幅量が小さい時は、ボイスコイル体12の可動に大きな負荷となることは少ないが、ボイスコイル体12の振幅量が大きくなるにしたがって負荷が大きくなってしまう。
【0019】
そこで、本実施の形態1では、ダンパー15の外周部を第二のエッジ16を介してフレーム19に接続したものであり、この様にすればボイスコイル体12の可動幅が大きくなり、ダンパー15が負荷となってきた時に第二のエッジ16に応力が加わるようになり、この応力に応じて第二のエッジ16が弾性変形することになる。
【0020】
このためこの様にボイスコイル体12の振幅量が大きくなってきた時にもダンパー15によりその振幅が阻害されにくくなり、駆動効率の低下が抑制されることになる。また、第二のエッジ16が変形をはじめる場合、この第二のエッジ16と第一のエッジ14はその突出方向を逆方向としているので、振動板13が上下に振動することに対する負荷に大きな差異はないことになる。そしてこの様にダンパー15に第二のエッジ16を設けて振動負荷の増大を抑制したことと、第一のエッジ14と第二のエッジ16とが両者間を境に逆方向に突出させて上下方向の振動負荷に差が出にくくしたことにより、低歪みのスピーカとすることができる。
【0021】
なお、このようにダンパー15を、第二のエッジ16を介してフレーム19に接続する構成においては、先にも述べたようにボイスコイル体12の可動幅がある程度大きくなるまでは波板状のダンパー15によりパワーリニアリティの直線性が確保でき、ボイスコイル体12の可動幅が所定以上となりその直線性が確保しにくくなった場合に第二のエッジ16の弾性によりその直線性を補うものであることから、第二のエッジ16の弾性率はダンパー15の弾性率より大きく(硬く)設定することが望ましい。
【0022】
また、ダンパー15と第二のエッジ16はそれぞれ異なる弾性率を有し、ボイスコイル体12の可動幅に応じて両者が独立して機能するように設定することが望ましく、ダンパー15と第二のエッジ16との間、より具体的にはダンパー15と第二のエッジ16との接続領域においてその領域の弾性率をダンパー15および第二のエッジ16の弾性率より大きく(硬く)設定することで両者の独立性を確保できる。
【0023】
なお、ダンパー15と第二のエッジ16との接続領域の弾性率をダンパー15および第二のエッジ16の弾性率より大きく(硬く)設定するにあたっては、例えば第二のエッジ16とダンパー15を接着する接着剤の種類をアクリル系などの硬質接着剤を用いたり、第二のエッジ16とダンパー15をインサートモールドにより一体化しその部分の厚みを大きくしたり、接続領域に補強材料を貼り付けたりする。
【0024】
また、スピーカの発音領域となる振動板13のパワーリニアリティの直線性を確保しようとした場合、先に述べたダンパー15と第二のエッジ16の複合体を最適化するだけではなく、さらに、ダンパー15と第二のエッジ16の複合体と振動板13に設けられた第一のエッジ14との関係を規定することが望ましい。
【0025】
すなわち、この関係において重要となるのはスピーカの実質的な発音源となる振動板13が如何に自由に上下に均等に駆動できるかという点であり、この点を考慮した場合には振動板13における直線性を最大限活用するためにダンパー15と第二のエッジ16の複合体の弾性率を振動板13に設けられた第一のエッジ14の弾性率に比べ同等に設定することが望ましい。
【0026】
そのため実施の形態1では、第二のエッジ16は図1のごとくエッジ14よりも小さくしている。
【0027】
すなわち、ダンパー15はコルゲート構造で弾性率が小さい(やわらかい)ので、第二のエッジ16を第一のエッジ14より小さくすることでその弾性率を大きく(硬く)し、これにより第二のエッジ16とダンパー15の複合体の弾性率を、第一のエッジ14と略同等になるようにしている。
【0028】
また、大振幅時には、第一のエッジ14および第二のエッジ16との間に囲まれた領域に位置する振動板13、ボイスコイル体12およびダンパー15は一体化された剛体と見なせることから、第一のエッジ14と第二のエッジ16との間隔を大きくすればボイスコイル体12のローリングを抑制し、歪みを低減できるため、この第一のエッジ14と第二のエッジ16との間隔を確保するため、第一のエッジ14をダンパー15とは反対側に突出させ、第二のエッジ16を振動板13とは反対側に突出するように設定することで、その間隔を確保できる。
【0029】
プロテクター18は、複雑な形状にも対応できるように鉄板プレス品や樹脂成型品及びアルミダイキャストなどの材料が用いられる。図2にプロテクター18を上面から見た図を示す。このスピーカはプロテクター18側に音を放射させるために、中央部裏面にネジ21で取り付けた磁気回路11の部分を除く全面にパンチング穴22を設けている。そして、このプロテクター18の4隅にはこのプロテクター18を取り付けているフレーム19とともに、このスピーカを取り付けるための取り付け穴23を設けている。
【0030】
図3に他の実施例のプロテクター18aを上面から見た図を示す。これも同様にプロテクター18a側に音を放射させるために、中央部裏面にネジ21で取り付けた磁気回路11を支持するための4ヶ所の梁24の部分を除く全面に開口部25を設けたものである。
【0031】
(実施の形態2)
次に図4について説明する。図4は実施の形態2の断面図を示し、実施の形態1と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図4においては、第一のエッジ26は磁気回路11と反対側に向けて突出する形状とし、第二のエッジ27は振動板13に向けて突出する形状とした構成としている。
【0032】
このため、第一のエッジ26の前方に近接しているプロテクター18への接触を避けることができるため、スピーカ全体の厚みを更に薄くすることができる。また、スピーカ全体の厚みを変えない場合には、スピーカの振幅余裕を大きくとることで、最大音圧を大きくすることができる。
【0033】
(実施の形態3)
次に図5について説明する。図5は実施の形態3の断面図を示し、実施の形態1と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図5においては、ダンパー28の外周端部分を下方に屈曲させ、第二のエッジ16とフレーム19との接続位置をボイスコイル体12のダンパー28内周連結部より下方に設定した構成としている。
【0034】
このことにより、第一のエッジ14と第二のエッジ16の支点間距離を可能な限り大きくとることができ、ボイスコイル体12が可動時にローリングすることを最大限に防止することができ、よりスピーカ歪みを低減できるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【0035】
本発明は、スピーカにおいて、スピーカの歪みを低減させることができるとともに、駆動効率を改善することができ、特に小型のスピーカに有用である。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施の形態1のスピーカの断面図
【図2】本発明の実施の形態1のスピーカのプロテクターの上面図
【図3】本発明の実施の形態1のスピーカの他の実施例のプロテクターの上面図
【図4】本発明の実施の形態2のスピーカの断面図
【図5】本発明の実施の形態3のスピーカの断面図
【図6】従来のスピーカの断面図
【符号の説明】
【0037】
11 磁気回路
12 ボイスコイル体
13 振動板
14、26 第一のエッジ
15、28 ダンパー
16、27 第二のエッジ
17 磁気ギャップ
18 プロテクター
19 フレーム
20 ダストキャップ
21 ネジ
22 パンチング穴
23 取り付け穴
24 梁
25 開口部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁気ギャップを有する磁気回路を中央部裏面に設置し、その外周部分がフレームに結合されるプロテクターと、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第一のエッジを介して前記フレームに連結された振動板と、前記振動板より前記磁気回路側とは反対側に、前記ボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第二のエッジを介して前記フレームに連結されたダンパーを備え、前記第一のエッジは前記ボイスコイル体の振動板内周連結部よりも前記磁気回路側の上方の位置で、前記フレームに結合されたことを特徴とするスピーカ。
【請求項2】
第一のエッジはダンパーが設けられた側と反対側に突出する形状とし、第二のエッジは振動板が設けられた側と反対側に突出する形状としたことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
【請求項3】
第一のエッジはダンパーが設けられた側に突出する形状とし、第二のエッジは振動板が設けられた側に突出する形状としたことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
【請求項4】
ダンパーおよび第二のエッジで形成する複合体の弾性率を、第一のエッジの弾性率と略同等に設定したことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
【請求項5】
第二のエッジの弾性率をダンパーの弾性率より大きく設定したことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
【請求項6】
ダンパーと第二のエッジとの接続部分の弾性率を前記ダンパーおよび第二のエッジの弾性率より大きくしたことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
【請求項7】
第二のエッジとフレームとの接続位置をボイスコイル体のダンパー内周連結部より下方に設定したことを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate