JP2006129111A - Loudspeaker and diaphragm therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スピーカ用振動板及びスピーカ(電気音響変換器)に関する。 The present invention relates to a speaker diaphragm and a speaker (electroacoustic transducer).
図4は従来の小型スピーカ10の構造を示す断面図である。図において2はヨークフレームで、その中央部にはカップ状の凹部2aを有し、凹部2aの中には、その凹部2aの周側壁との間に所定の距離を隔ててマグネット3が固着され、また、マグネット2の上面にはトッププレート4が固着され、これらヨークフレーム2、マグネット3、トッププレート4により磁気回路5が構成されている。小型スピーカ10はまた、振動板6とボイスコイル7からなる振動系を備える。振動板6は、厚さが、例えば30μm以下の樹脂(ポリエステル等)フィルムからなり、上方に膨らんだ形状のドーム部6aと、その外周辺に一体に形成された上方に膨らんだ形状のエッジ部6bとを備え、エッジ部6bの外周端縁がヨークフレーム2の外周端縁に固着され、ドーム部6aがエッジ部6bを介してトッププレート4の上方に対向支持されると共に、ドーム部6aとエッジ部6bとの間の境界部6cがヨークフレーム2の凹部2a周側壁とトッププレート4との間に形成された環状の隙間、すなわち、磁気ギャップ5aの上方に対向状に位置している。ボイスコイル7は、一端部が振動板6のドーム部6aとエッジ部6bとの間の境界部6cの裏面に固着され、他端部が磁気ギャップ5aからヨークフレーム2の凹部2a周側壁とトッププレート4との間に形成された環状の隙間に垂下支持されている。そして、ボイスコイル7に電流(音信号)を供給すると、磁気ギャップ5aの磁界との電磁作用で、ボイスコイル7が上下に振動し、それに伴い振動板7が上下に振動し、音響や音声を発生する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional
ところで、上記のように厚さ30μm以下の薄い振動板を用いた小型スピーカでは、振動板とボイスコイルに起因する高次共振により振動板が傾いて振動する異常振動を起こすことがある。この異常振動を起こす周波数では歪みの増加、音圧の低下が生じ、スピーカの品質が著しく低下する。これを改善するために振動板全体の厚さを厚くすると異常振動を抑えることができるが、振動板の最低共振周波数が高くなり、低い周波数帯域での高出力を得ることが困難になる。これは、質量m、損失r、スチフネスsで構成される単一振動系の場合、振動板の最低共振周波数
f0=(1/2π)(s/m)2/1・・・(1)
であるため、スチフネスsを付加し過ぎた結果と言える。
By the way, in a small speaker using a thin diaphragm having a thickness of 30 μm or less as described above, abnormal vibration in which the diaphragm tilts and vibrates due to higher order resonance caused by the diaphragm and the voice coil may occur. At frequencies that cause this abnormal vibration, distortion increases and sound pressure decreases, and the quality of the speaker significantly decreases. If the thickness of the entire diaphragm is increased in order to improve this, abnormal vibration can be suppressed, but the minimum resonance frequency of the diaphragm becomes high, and it becomes difficult to obtain a high output in a low frequency band. In the case of a single vibration system composed of mass m, loss r, and stiffness s, this is the lowest resonance frequency of the diaphragm f 0 = (1 / 2π) (s / m) 2/1 (1)
Therefore, it can be said that the stiffness s is added too much.
そこで、振動板の一部だけを補強することで、最低共振周波数の上昇を抑えながら、異常振動を抑える技術が特許公開されている。 In view of this, a technology for suppressing abnormal vibration while reinforcing an increase in the minimum resonance frequency by reinforcing only a part of the diaphragm has been disclosed.
すなわち、特許文献1には振動板のエッジ部に複数本の溝状のリブを一体形成することでスチフネスsを下げると共に、前記リブの間やそのリブ部を接着剤や粘着剤の塗布により補強することでスチフネスsを下げた場合の欠点を補完する技術が開示されている。また、特許文献2,3には振動板のドーム部とエッジ部との間を補強剤の塗布や一体形成される補強用リブにより補強する技術が開示されている。さらに、特許文献4にはエッジ部の頂点部を該部に装着する補強手段により補強する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1の技術は前記のリブ付き振動板でしか実施できない上に、特許文献2,3,4の技術のように振動板の補強を一周全体にわたって均一に、かつ、簡単な処理操作で行えないこともあって採用し難い。
However, the technique of
特許文献2,3の技術はエッジ部のドーム側端部を部分的に補強する技術、また、特許文献4はエッジ部の頂点部を部分的に補強する技術であるが、エッジ部はその構造上、ドーム側端部と頂点部は相反する方向に湾曲する小半径の湾曲部であるため、これらドーム側端部と頂点部の剛性はこの間の部分よりも高い。そのため、振動板の異常振動を効果的に抑えることができない。また、エッジ部のドーム側端部と頂点部の間の曲がり易い部分に応力を集中させ、振動板の異常振動を逆に助長させる虞があった。
The techniques of
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、特定のスピーカ用振動板だけでなく、あらゆるスピーカ用振動板に簡単に実施でき、その振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑え、音響性能が向上されたスピーカ用振動板及びスピーカを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof can be easily implemented not only on a specific speaker diaphragm but also on any speaker diaphragm, and reliably increasing the minimum resonance frequency of the diaphragm. It is an object to provide a speaker diaphragm and a speaker with improved acoustic performance by effectively suppressing abnormal vibration of the diaphragm.
上記の目的を達成するために、本発明のスピーカ用振動板は、請求項1に記載したように、樹脂フィルムからなり、上方に膨らんだ形状のドーム部と、そのドーム部の周辺に一体に形成された上方に膨らんだ形状のエッジ部とを備えたスピーカ用振動板において、前記エッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the speaker diaphragm of the present invention is made of a resin film as described in
また、本発明のスピーカは、請求項9に記載したように、請求項1に記載した振動板と、その振動板のドーム部とエッジ部の間の境界部に一端部を接合するボイスコイルと、そのボイスコイルを駆動する磁気回路とを備えたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a speaker according to the ninth aspect, wherein the diaphragm according to the first aspect and a voice coil having one end joined to a boundary portion between the dome portion and the edge portion of the diaphragm. And a magnetic circuit for driving the voice coil.
本発明のスピーカ用振動板及びスピーカにおいては、振動板のエッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部を備えるので、振動板のエッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間の曲がり易い部分が効果的に補強でき、また、一周全体にわたって均一に、かつ、簡単な処理操作で補強できる。すなわち、振動板の異常振動を抑えるのに必要なスチフネスsを振動板に過不足なく効率的に付加できる。加えて、エッジ部はドーム部をヨークフレームに弾性変位可能に支持するバネと見ることができ、エッジ部のドーム部側端縁から頂点部の間を補強することは、その補強部が中間支点の役目を果たし、バネ有効長を短縮したのと同様で、振動板の振幅偏倚を小さくすることができる。このような2つの相乗作用の結果、振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑えることができる。 In the speaker diaphragm and the speaker according to the present invention, the diaphragm includes an annular reinforcing portion having a thickness larger than that of the other portion between the edge portion of the edge portion of the diaphragm and the apex portion. The easily bent portion between the dome portion side edge of the edge portion and the apex portion can be effectively reinforced, and the entire circumference can be reinforced uniformly and with a simple processing operation. That is, the stiffness s necessary for suppressing the abnormal vibration of the diaphragm can be efficiently added to the diaphragm without excess or deficiency. In addition, the edge part can be seen as a spring that supports the dome part to the yoke frame so as to be elastically displaceable. Reinforcing between the edge part of the edge part from the dome part side edge is the intermediate fulcrum. In the same way as the effective length of the spring is shortened, the amplitude deviation of the diaphragm can be reduced. As a result of these two synergistic actions, abnormal vibration of the diaphragm can be effectively suppressed while reliably suppressing an increase in the minimum resonance frequency of the diaphragm.
本発明のスピーカ用振動板及びスピーカにおいては、好ましくは、前記補強部とエッジ部のドーム部側端縁及び頂点部との間に隙間を設ける(請求項2)。この隙間は略同じ隙間がより好ましく(請求項3)、また、前記補強部と前記隙間の半径方向の幅寸法が略同じであることがさらに好ましい(請求項4)。このようにすると、エッジ部のドーム部側端部でも頂点部でもない最も曲がり易い部分をより小さい補強部でより効果的に補強できる。すなわち、最低限のスチフネスsの付加で振動板の異常振動を抑えることができ、振動板の最低共振周波数の上昇をより確実に抑えことができる。 In the speaker diaphragm and the speaker of the present invention, preferably, a gap is provided between the reinforcing portion and the dome portion side edge and the apex portion of the edge portion. The gaps are more preferably substantially the same gap (Claim 3), and more preferably, the reinforcing portion and the gap have substantially the same radial width dimension (Claim 4). If it does in this way, the part which is neither the dome part side edge part of an edge part nor a vertex part, and can bend most easily can be reinforced more effectively with a smaller reinforcement part. That is, the abnormal vibration of the diaphragm can be suppressed with the addition of the minimum stiffness s, and the increase in the minimum resonance frequency of the diaphragm can be more reliably suppressed.
また、前記補強部は振動板と一体成形により形成することで(請求項5)、振動板の成形と同時に補強部が形成されるので、振動系の組み立て及びその振動系を備えたスピーカの組み立てが従来と同様の工程及び作業で行うことができる。 In addition, since the reinforcing portion is formed by integral molding with the diaphragm (Claim 5), the reinforcing portion is formed simultaneously with the molding of the diaphragm, so that the assembly of the vibration system and the assembly of the speaker including the vibration system are performed. Can be performed by the same processes and operations as in the prior art.
また、前記補強部は環状に形成された薄膜を貼リ付けて形成することで(請求項6)、振動板に補強部を後付けする場合に、その処理操作を簡単に行うことができる。さらに、前記薄膜を載頭円錐状に形成することで(請求項7)、薄膜を振動板に貼り付ける際の位置決めがより簡単に行うことができ、振動板に補強部を後付けする場合に、その処理操作をより簡単に行うことができる。 Further, the reinforcing portion is formed by sticking an annularly formed thin film (Claim 6), so that when the reinforcing portion is retrofitted to the diaphragm, the processing operation can be easily performed. Furthermore, by forming the thin film in a conical shape (Claim 7), positioning when attaching the thin film to the diaphragm can be performed more easily, and when a reinforcing portion is retrofitted to the diaphragm, The processing operation can be performed more easily.
さらに、前記補強部は補強剤の塗布により形成することで、補強剤が振動系の質量mを増大させ、また、その調整も利いて簡単に行うことができる。その結果、振動板の過不足のない適正で効率的なスチフネスsの付加と質量mの付加により、振動板の最低共振周波数の上昇をさらに確実に抑えことができる。 Furthermore, the reinforcing part is formed by applying a reinforcing agent, so that the reinforcing agent increases the mass m of the vibration system, and the adjustment can be easily performed. As a result, the increase in the minimum resonance frequency of the diaphragm can be more reliably suppressed by adding the proper and efficient stiffness s and the mass m without excess or deficiency of the diaphragm.
以上から明らかなように本発明は、特定のスピーカ用振動板だけでなく、あらゆるスピーカ用振動板に簡単に実施でき、その振動板の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板の異常振動を効果的に抑え、音響性能が向上されたスピーカ用振動板及びスピーカを提供することができた。 As is clear from the above, the present invention can be easily implemented not only on a specific speaker diaphragm but also on any speaker diaphragm, while reliably suppressing an increase in the minimum resonance frequency of the diaphragm. It was possible to provide a speaker diaphragm and a speaker in which abnormal vibration was effectively suppressed and acoustic performance was improved.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明に係る小型スピーカ1の実施の形態を示す断面図であり、図4の従来の小型スピーカ10と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a
本実施の形態の小型スピーカ1の振動板6には、そのエッジ部6bのドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部8を備える。
The
本実施の形態では、図2のエッジ部6bの拡大図に示すように、エッジ部6bのドーム部側端縁と頂点部との間を半径方向にA,B,Cの3つの部分に分け、エッジ部6bのドーム部側端縁部に相当するA部と頂点部に相当するC部との間のB部、すなわち、エッジ部6bのドーム部側端縁部でも頂点部でもない中間部に環状の前記補強部8を備える。このため、前記補強部8とエッジ部6bのドーム部側端縁との間には前記A部に相当する隙間D1が設けられ、また、前記補強部8とエッジ部6bの頂点部との間には前記C部に相当する隙間D2が設けられる。
In the present embodiment, as shown in the enlarged view of the
本実施の形態ではまた、前記各隙間D1,D2はそれぞれの半径方向の幅寸法が略同じになるように設けられる。さらに、前記補強部8と前記各隙間D1,D2のそれぞれの半径方向の幅寸法が略同じになるように設けられる。すなわち、補強部8は、エッジ部6bのドーム部側端縁と頂点部との間を半径方向にA,B,Cの3つに3等分し、そのA部とC部との間のB部に備える。
In the present embodiment, the gaps D1 and D2 are provided so that their radial width dimensions are substantially the same. Further, the reinforcing
本実施の形態ではさらに、振動板6を形成する樹脂フィルムよりもさらに薄い樹脂フィルムからなり、環状に形成され、かつ、エッジ部6bのB部の傾斜に沿う角度を予め付けた載頭円錐状の薄膜(補強部材)9を、接着剤や粘着剤を使用してエッジ部6bのB部の表面に貼リ付けることで、前記補強部8を形成する。
In the present embodiment, it is further formed of a resin film that is thinner than the resin film forming the
本実施の形態のスピーカ用振動板6及びその振動板6を備えたスピーカ1においては、振動板6のエッジ部6bのドーム部側端縁から頂点部の間に厚さを他の部分よりも厚くした環状の補強部8を備えるので、振動板6のエッジ部6bのドーム部側端縁から頂点部の間の曲がり易い部分(B部)を効果的に補強できる。また、一周全体にわたって均一に補強できる。すなわち、振動板6の異常振動を抑えるのに必要なスチフネスsを振動板6に過不足なく効率的に付加できる。加えて、エッジ部6bはドーム部6aをヨークフレーム2に弾性変位可能に支持するバネと見ることができ、エッジ部6bのドーム部側端縁から頂点部の間を補強することは、その補強部8が中間支点の役目を果たし、バネ有効長を短縮したのと同様で、振動板6の最大振幅と最小振幅の差である振幅偏倚(図3)を小さくすることができる。このような2つの相乗作用の結果、振動板6の最低共振周波数の上昇を確実に抑えながら、その振動板6の異常振動を効果的に抑えることができる。
In the
本実施の形態のスピーカ用振動板6及びその振動板6を備えたスピーカ1においてはまた、前記補強部8とエッジ部6bのドーム部側端縁及び頂点部との間に隙間D1,D2を設け、この各隙間D1,D2は略同じ隙間であって、しかも、前記補強部8と前記各隙間D1,D2の半径方向の幅寸法が略同じである。これにより、エッジ部6bのドーム部側端部(A部)でも頂点部(C部)でもない最も曲がり易い部分(B部)をより小さい補強部8でより効果的に補強できる。すなわち、最低限のスチフネスsの付加で振動板6の異常振動を抑えることができ、振動板6の最低共振周波数の上昇をより確実に抑えことができる。また、前記補強部5は振動板6のエッジ部6bのドーム部側端縁から頂点部の間の曲がり易い部分(B部)の厚さを一周全体にわたって他の部分よりも厚くするもので、前記補強部8は環状に形成された薄膜(補強部材)9を貼リ付けることで簡単に形成できる。さらに、前記薄膜9を載頭円錐状に形成するので、薄膜9を振動板6に貼り付ける際の位置決めがより簡単に行うことができる。この結果、振動板6に補強部8を後付けする場合に、その処理操作を簡単に行うことができる。すなわち、本発明を従来の振動板に簡単に実施できる。
In the
ところで、前記補強部8は振動板6の成形時にそれと一体成形により形成してもよい。この場合には、振動板8の成形と同時に補強部8が形成されるので、振動系(振動板6とボイスコイル7)の組み立て及びその振動系を備えたスピーカ1の組み立てが従来と同様の工程及び作業で行うことができる。
By the way, the reinforcing
また、前記補強部8は接着剤や粘着剤等の補強剤の塗布により形成してもよい。この場合には、補強剤が振動系の質量mを増大させ、また、その調整も利いて簡単に行うことができる。その結果、振動板8の過不足のない適正で効率的なスチフネスsの付加と質量mの付加により、振動板6の最低共振周波数の上昇をさらに確実に抑えことができる。
The reinforcing
次に、シミュレーションによる振動板振動状態解析結果を以下の表1,2,3に示す。表1は従来のスピーカの振動板の場合、表2は振動板全体を厚くした場合、表3は振動板のエッジ部の一部を厚くした場合を示す。このシミュレーションは次の条件で実施した。
・シミュレーションソフト:ANSYS Ver.7.0
・振動板径:Ф10mm
・総メッシュ数:16945
・解析条件:振動板は周辺固定。
ボイスコイル部に0.08Nの力を加えて振動板を駆動。
Next, the vibration state analysis results of the diaphragm by simulation are shown in Tables 1, 2, and 3 below. Table 1 shows a conventional speaker diaphragm, Table 2 shows a case where the entire diaphragm is thickened, and Table 3 shows a case where a part of an edge portion of the diaphragm is thickened. This simulation was performed under the following conditions.
・ Simulation software: ANSYS Ver. 7.0
-Diaphragm diameter: Ф10mm
・ Total number of meshes: 16945
-Analysis conditions: The diaphragm is fixed at the periphery.
Driving the diaphragm by applying 0.08N force to the voice coil.
以上から明らかなように、従来のスピーカ10の振動板6に比べて、振動板6全体の厚さを厚くした場合には、振幅偏倚は小さくなるものの、同時に最低共振周波数も大きく上昇している。また、振動板6のエッジ部6bのA部の厚さを他の部分より厚くした場合には、最低共振周波数の上昇は殆ど見られないものの、振幅偏倚は小さくなるどころか逆に上昇している。さらに、振動板6のエッジ部6bのC部の厚さを他の部分より厚くした場合には、最低共振周波数の上昇は殆ど見られないものの、振幅偏倚も殆ど変化がなく小さくなっていない。これに対し、振動板6のエッジ部6bのB部の厚さを他の部分より厚くした場合には、すなわち、本実施の形態のスピーカ用振動板6及びスピーカ1によれば、スチフネスsを下げる特定のリブやそのリブを設けたことによる欠点を補完する調整部材等を設けなくとも、環状の補強部8のみで、最低共振周波数の上昇を抑えながら、振幅偏倚を小さくすることができた。すなわち、振動板6の異常振動を抑えることができた。
As is clear from the above, when the thickness of the
尚、本実施の形態では振動板6の表面に補強部8を備えたが、ボイスコイル7を接合させる裏面に備えても同様の作用効果をえることができる。また、本実施の形態で示したスピーカ1の振動板構造はマイクロフォンの振動板に適用しても同様の作用効果を発揮し、その音響性能を向上させることができる。
In the present embodiment, the reinforcing
1 小型スピーカ
2 ヨークフレーム
3 マグネット
4 トッププレート
5 磁気回路
6 振動板
6a ドーム部
6b エッジ部
7 ボイスコイル
8 補強部
9 薄膜(補強部材)
D1,D2 隙間
DESCRIPTION OF
D1, D2 gap
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004315112A JP2006129111A (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Loudspeaker and diaphragm therefor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008263515A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hosiden Corp | Speaker |
-
2004
- 2004-10-29 JP JP2004315112A patent/JP2006129111A/en active Pending
Cited By (1)
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