JP4624468B2 - Speaker device - Google Patents
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Description
本発明は、スピーカ装置に関し、特に、スピーカ装置の軸方向寸法の短縮によるスピーカ装置の薄型化を実現するための改良に関するものである。 The present invention relates to a speaker device, and more particularly to an improvement for realizing a thin speaker device by shortening the axial dimension of the speaker device.
図1は、従来の一般的な動電型スピーカ装置の構成を示したものである。
このスピーカ装置1は、磁気回路3と、この磁気回路3が後部に取り付けられたフレーム5と、外周のロール状のエッジ7がフレーム5の前部の振動板支持部5aに固定されたコーン状の振動板9と、円筒状のボイスコイルボビン11に巻回されたボイスコイル12とを備えた構成である。
FIG. 1 shows a configuration of a conventional general electrodynamic speaker device.
The
磁気回路3は、円板状のプレート15aの中心に円筒状のセンターポール15bが突設された構造のヨーク15と、センターポール15bの外周に遊嵌するリング状のマグネット16と、プレート15aとの間にマグネット16を挟み込むようにセンターポール15bの先端側に遊嵌して装備されたリング状のトッププレート17とから構成されている。
トッププレート17の内周とセンターポール15bとの間の隙間が、ボイスコイル12を配置する磁気ギャップ19となっている。
The
A gap between the inner periphery of the
振動板9は、中心に、ボイスコイルボビン11を挿通させる開口部9aが形成されている。振動板9の外周縁に接合されたエッジ7は、該エッジ7の外周に装備された取付用フランジ部7aが振動板支持部5aに貼着されたリング状のガスケット21と振動板支持部5aとの間に挟まれた形態で、振動板支持部5aに固定される。また、開口部9aを形成している振動板9の内周部9bは、開口部9aに挿通されたボイスコイルボビン11の外周に接着等により固定される。
また、このような振動板9の中央部には、ダストキャップ23が貼着装備される。このダストキャップ23は、ボイスコイルボビン11の前方を覆って、磁気ギャップ19への塵埃等の進入を防止する。
The
In addition, a
円筒状のボイスコイルボビン11は、軸方向に移動自在に、センターポール15bの外周に遊嵌すると共に、軸方向の移動が規制されるように、ダンパ25を介してフレーム5に弾性支持される。
通常、ダンパ25としては、ボイスコイルボビン11に対して同心状に蛇腹構造を形成したものが普及している(例えば、特許文献1,特許文献2参照)。
ダンパ25は、外周縁がフレーム5のダンパ支持部5bに固定されると共に、内周部がボイスコイルボビン11の外周に固定されて、ボイスコイルボビン11の半径方向の変位を規制し、且つ、振動板9の駆動時には、蛇腹の変形によって振動エネルギーを吸収し、振動板9の制振を行う。
The cylindrical voice coil bobbin 11 is elastically supported by the frame 5 via a
Usually, as the
The
なお、通常、フレーム5は、振動板支持部5aとダンパ支持部5bとの間に、適宜に開口5cを設けた構造とされる。この開口5cは、振動板9の駆動時の背圧を逃がす通気孔として機能すると同時に、フレームの軽量化に貢献する。
Normally, the frame 5 has a structure in which an opening 5c is appropriately provided between the diaphragm support portion 5a and the damper support portion 5b. The opening 5c functions as a vent for releasing back pressure when the
以上のスピーカ装置1は、図示せぬ入力端子及び錦糸線を介して、音響信号がボイスコイル12に入力されると、それによるボイスコイルボビン11の往復振動によって振動板9を振動させて、音響再生をする。
When the sound signal is input to the
ところで、最近は、車載のオーディオシステムでも、ウーファーやサブウーファーといった重低音再生用のスピーカ装置を組み込むものが増えている。
このような車載用のスピーカ装置の場合は、車両のドアや天井パネル等の奥行き寸法が限られている部位でもスピーカ装置の組み込みが可能なように、スピーカ装置の薄型化が重要課題とされている。
By the way, recently, an in-vehicle audio system that incorporates a speaker device for reproducing heavy bass such as a woofer or a subwoofer is increasing.
In the case of such a vehicle-mounted speaker device, it is important to make the speaker device thin so that the speaker device can be incorporated even in parts where the depth dimension is limited, such as a vehicle door or a ceiling panel. Yes.
ところが、上記のようにボイスコイルボビン11の弾性支持をダンパ25によって行う従来のスピーカ装置1では、振動板9と磁気回路3との間にダンパ25を配置するスペースを確保しなければならず、ダンパ25の設置スペースの確保のために、スピーカ装置の軸方向寸法の短縮が困難で、スピーカ装置の薄型化のネックとなっていた。
However, in the
また、ダンパ25は、通常エッジ7よりもスティフネスが大きいため、長期使用による機械疲労がエッジ7よりも早期に起こり、制御性能の低下が故障の原因となる虞があった。
更に、ダンパ25上の隣接する蛇腹間の振動伝搬時における蛇腹の変形によって特異な振動や擦れ音が発生し、それが逆にボイスコイル12や振動板9の振動に影響を及ぼして、音質を濁してしまう可能性もあった。
Further, since the
Further, due to deformation of the bellows during vibration propagation between adjacent bellows on the
本発明が解消しようとする課題としては、上述した従来技術において生じるダンパの設置スペースの確保のためスピーカ装置の軸方向寸法の短縮が困難であるという問題と、長期使用において、ダンパの機械疲労による支持性能の低下が故障の原因となる問題と、ダンパの変形によって特異な振動や擦れ音が発生する問題とがそれぞれ一例として挙げられる。 The problems to be solved by the present invention include the problem that it is difficult to shorten the axial dimension of the speaker device in order to secure the installation space of the damper that occurs in the above-described prior art, and the mechanical fatigue of the damper in long-term use. An example is a problem in which a decrease in support performance causes a failure, and a problem in which a unique vibration or rubbing sound is generated due to deformation of the damper.
請求項1に係るスピーカ装置は、駆動方向に沿って同軸に配置した第1の振動板と第2の振動板と、音放射方向に広がった略円錐台形のフレームと、を備え、前記第1の振動板及び前記第2の振動板の外周部は、夫々に備えられたエッジを介して前記フレーム上の振動板支持部に固定されると共に、前記第2の振動板の内周部はボイスコイルボビンに固定され、前記第1の振動板の内周部は前記第2の振動板に固定され、前記第1の振動板及び前記第2の振動板と前記フレームとで囲まれた空間が密閉され、前記空間内の気体のバネ性により前記ボイスコイルボビンを介して振動系が支持されることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a speaker device comprising: a first diaphragm and a second diaphragm arranged coaxially along a driving direction; and a substantially frustoconical frame extending in a sound radiation direction. The outer peripheral part of the diaphragm and the second diaphragm are fixed to the diaphragm support part on the frame via edges provided respectively, and the inner peripheral part of the second diaphragm is a voice Fixed to the coil bobbin, the inner periphery of the first diaphragm is fixed to the second diaphragm, and the space surrounded by the first diaphragm, the second diaphragm and the frame is hermetically sealed The vibration system is supported via the voice coil bobbin by the spring property of the gas in the space.
以下、本発明に係るスピーカ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a speaker device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図2は、本発明に係るスピーカ装置の第1の実施の形態の縦断面図、図3は、図2に示したスピーカ装置の駆動時の作用説明図である。
図2に示すように、第1の実施の形態のスピーカ装置30は、磁気回路33と、この磁気回路33が後部に取り付けられたフレーム35と、駆動方向に向かって同軸に配置された第1の振動板41及び第2の振動板42と、円筒状のボイスコイルボビン45に巻回されたボイスコイル46とを備えた構成である。なお、37はスピーカ装置30の中心線である。ここで図示のように、フレーム35は、音放射方向に広がった略円錐台形となっており、音放射方向の直径がより大きくなっている。
(First embodiment)
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the first embodiment of the speaker device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the speaker device shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the
磁気回路33は、円板状のプレート51aの中心に円筒状のセンターポール51bが突設された構造のヨーク51と、センターポール51bの外周に遊嵌するリング状のマグネット53と、プレート51aとの間にマグネット53を挟み込むようにセンターポール51bの先端側に遊嵌して装備されたリング状のトッププレート55とから構成されている。トッププレート55の内周とセンターポール51bとの間の隙間が、ボイスコイル46を配置する磁気ギャップ57となっている。
The
フレーム35は浅底の椀形で、底板部35aの内面はヨーク51のプレート51aを載せた状態で、磁気回路33が取り付けられる。
このフレーム35には、駆動方向に沿って離れた位置に、第1の振動板41の振動板支持部35cと第2の振動板42の振動板支持部35dがそれぞれ装備されている。
この2つの振動板支持部35c,35d間の周壁35bは開口が一切設けられない密閉壁であるが、振動板支持部35dと底板部35aとの間には、振動板の背圧を逃がす通気孔としての開口35fが、適宜に設けられている。
なお、フレーム35の振動板支持部35cの背面は、スピーカキャビネットのバッフル71に密着固定するフランジ面として機能する。
The
The
The
The back surface of the
第1の振動板41及び第2の振動板42は、コーン型の振動板であり、その外周部であるエッジ61,62は、フレーム35上の振動板支持部35c,35dに固定されると共に、その内周部41b,42bは、接合してボイスコイルボビン45に固定される。
このエッジ61,62は、振動板本体であるコーン紙から伝わった振動を減衰させるため、内部損失の高い材質の部材を使用することが好ましい。よって、例えば、コーン紙とは異なる材質(コーン紙よりも内部損失の高い材質)の部材を接合してエッジ61,62とするとよい。
The
The
スピーカ装置の前面側に配置される第1の振動板41は、中央部の開口の径が、スピーカ装置の前面側に配置された第2の振動板42の開口の径よりも大きく設定されていて、エッジ61には振動板間の密閉空間67の外側(スピーカ装置の前面側)に膨らむ膨出部61aが設けられている。
また、第1の振動板41の背部に配置される第2の振動板42は、中央部の開口の径がボイスコイルボビン45の外径に略等しく設定されており、エッジ62には振動板間の密閉空間67の外側(スピーカ装置の背面側)に膨らむ膨出部62aが設けられている。
なお、膨出部61a及び膨出部62aの凹凸の向きは、図2の向きに限定するものではない。
As for the
Further, the
In addition, the direction of the unevenness | corrugation of the
以上の第1の振動板41及び第2の振動板42のそれぞれのエッジ61,62は、前述のフレーム35の2つの振動板支持部35c,35dにそれぞれ固定される。
なお、第1の振動板41のエッジ61は、その外周部に連設された取付用フランジ部61bがガスケット65と振動板支持部35cとで挾持されて、振動板支持部35cに固定されている。
The
Note that the
また、第1の振動板41の内周部41bは、その背後に位置している第2の振動板42の上に重ねられた状態で第2の振動板42に接合されている。
また、この第1の振動板41の中央部には、ダストキャップ23が貼着装備される。このダストキャップ23は、ボイスコイルボビン45の前方を覆って、磁気ギャップ57への塵埃等の進入を防止する。
In addition, the inner
In addition, a
そして、第2の振動板42の内周部42bを、ボイスコイルボビン45の外周に適宜接着剤によって接着固定することで、第1の振動板41及び第2の振動板42の内周部41b,42bが接合され、ボイスコイルボビン45に固定された構造を得ている。
Then, the inner
円筒状のボイスコイルボビン45は、軸方向に移動自在に、センターポール51bの外周に遊嵌すると共に、その外周に接合された第2の振動板42によって、半径方向及び軸方向の位置決めが成されている。
The cylindrical
本実施の形態の場合、第1の振動板41及び第2の振動板42と、フレーム35とで囲まれた振動板間の空間67は密閉されている。
ボイスコイルボビン45の軸方向変位によって第1の振動板41及び第2の振動板42が駆動される時、図3に示すように、振動板間の密閉空間67に封入されている空気などの気体が第1の振動板41及び第2の振動板42の変位及びエッジ61a、62aの変位により圧迫されて、空気バネとしてのバネ性が発揮される。
本実施の形態において、第1の振動板の有効面積をS1、第2の振動板の有効面積をS2とするときの有効面積の差SはS=S1−S2であり、また、振動板間の密閉空間67の空気の体積Vとすると、上記の空気バネのバネ性を表す定数であるスティフネスは、S/Vに比例させることができる。
本実施の形態では、フレーム35が音放射方向に広がった略円錐台形となっているので、第1の振動板41と第2の振動板42の有効面積の差Sが出やすくなり、S1(第1の振動板の有効面積)>S2(第2の振動板の有効面積)のように構成することが容易になる。従って、空気バネのスティフネスを大きくすることができる。
即ち、本実施の形態では、振動板間の密閉空間67に持たせた空気バネとしてのバネ性により、ボイスコイルボビン45が制御可能に支持されている。
In the present embodiment, the
When the
In the present embodiment, the effective area difference S when the effective area of the first diaphragm is S1 and the effective area of the second diaphragm is S2 is S = S1-S2, and between the diaphragms Assuming that the volume V of the air in the sealed
In the present embodiment, the
That is, in this embodiment, the
以上に説明した本実施の形態のスピーカ装置30では、振動板間の密閉空間67の空気バネとしてのバネ性がボイスコイルボビン45及び振動板41,42の振動エネルギーを吸収して、これらボイスコイルボビン45及び振動板の制御を行うため、従来のスピーカ装置に備えられているような制御用のダンパを設ける必要が無い。
即ち、本実施の形態のスピーカ装置30では、第1の振動板41及び第2の振動板42自体が、振動板やボイスコイルボビン45の振動を制御するダンパを兼ねているため、振動板の後方に、ボイスコイルボビン45を弾性支持するダンパを装備する必要が無く、ダンパ及びその設置スペースの省略によってスピーカ装置の軸方向寸法を短縮して、車載オーディオシステム等で要求されているスピーカ装置30の薄型化を実現できすることができる。
In the
In other words, in the
しかも、密閉された振動板間の密閉空間67を実現するために第1の振動板41の背後に同軸に装備される第2の振動板42は、第1の振動板41と共通の材質で良く、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因した制振性能の低下を防止して、スピーカ装置の長寿命化を実現できる。
Moreover, the
更には、振動伝搬時に隣接する蛇腹(起伏部)間を変形が移動する従来の蛇腹構造のダンパの場合と異なり、第1の振動板41及び第2の振動板42には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となる特異振動や擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音再生を実現することができる。
Further, unlike the conventional bellows structure damper in which the deformation moves between adjacent bellows (undulations) during vibration propagation, the
そして、本実施の形態のスピーカ装置30は、密閉された振動板間の密閉空間67内の気体の気圧の助けにより、振動板41,42のエッジ61,62が背圧による変形に強くなる。また、第2の振動板42及びそのエッジ62が背圧を負担するので、音響再生を行う第1の振動板41にかかる背圧の負担が減り、再生音質を向上させることができる。
In the
(第2の実施の形態)
図4は、本発明に係るスピーカ装置の第2の実施の形態の要部縦断面図である。
第2の実施の形態のスピーカ装置40は、図2及び図3に示した第1の実施の形態のスピーカ装置30において、図4に示すように、同軸に配置した第1の振動板41及び第2の振動板42は、リブ81(連結部材)よって連結されている。このリブ81は、適宜、所定の間隔で複数箇所に装備する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part of a second embodiment of the speaker device according to the present invention.
The speaker device 40 according to the second embodiment is similar to the
このリブ81による連結によって、振動板間の密閉空間67を形成している第1の振動板41及び第2の振動板42の剛性が強化されて、音響振動の伝搬速度の向上等によって、高品位な音再生が可能になる。
また、リブ81による第1の振動板41及び第2の振動板42の連結によって、振動エネルギーを迅速に各振動板41,42の広範囲に分散して、局部的な振動板の歪みを抑えて、吸収すべき振動エネルギーに対する負担を軽減することができ、振動板41,42の耐疲労性を向上させることができる。
By the connection by the
Further, by connecting the
なお、以上の第1及び第2の実施の形態では、前面側に位置する第1の振動板41よりもその背面側に位置する第2の振動板42の内径を小さくして、第2の振動板42の内周部をボイスコイルボビン45に接合した。しかし、逆に、第2の振動板42よりも第1の振動板41の内径を小さくして、第2の振動板42の内周部は第1の振動板41の中間部に接合一体化し、第1の振動板41の内周部をボイスコイルボビン45に接合する構造とすることも可能である。
In the first and second embodiments described above, the inner diameter of the
更に、第1の振動板41及び第2の振動板42の内径をボイスコイルボビン45の外径に揃えて、それぞれの振動板の内周部を直接ボイスコイルボビン45に接合した構成とすることも考えられる。
Further, it may be considered that the inner diameters of the
以上、詳述したように、第1及び第2の実施の形態に係るスピーカ装置30,40は、駆動方向に沿って同軸に配置した第1の振動板41と第2の振動板42とを備え、第1の振動板41及び第2の振動板42の外周部61,62は、フレーム35上の振動板支持部35c,35dに固定されると共に、第1の振動板41及び第2の振動板42の内周部41a、42aは、接合してボイスコイルボビン45に固定され、第1の振動板41及び第2の振動板42とフレーム35とで囲まれた空間67が密閉され、密閉空間67内の気体のバネ性によりボイスコイルボビン45が支持される。
As described above in detail, the
これにより、振動板41,42間の密閉空間67の空気バネとしてのバネ特性がボイスコイルボビン45及び振動板41,42の振動の制御を行うため、制御用に専用のダンパを設ける必要が無い。
よって、ダンパ及びその設置スペースの省略によってスピーカ装置30の軸方向寸法を短縮して、特に、車載オーディオシステムで要求されているスピーカ装置の薄型化を実現できすることができる。
Thereby, since the spring characteristic as an air spring of the sealed
Therefore, the axial dimension of the
また、第2の振動板42は、第1の振動板41と共通の材質を用いることができるので、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、質量が軽く、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因した制振性能の低下を防止して、スピーカ装置の長寿命化を実現でき、さらに、局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となる特異振動や擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音再生を実現することができる。
Further, since the
23 ダストキャップ
30、40 スピーカ装置
33 磁気回路
35 フレーム
35a 底板部
35b 周壁
35c,35d 振動板支持部
37 中心軸
41 第1の振動板
41b (第1の振動板の)内周部
42 第2の振動板
42b (第2の振動板の)内周部
45 ボイスコイルボビン
46 ボイスコイル
57 磁気ギャップ
51 ヨーク
53 マグネット
55 トッププレート
61,62 エッジ
65 ガスケット
67 振動板間の密閉空間
81 リブ
23
Claims (4)
音放射方向に広がった略円錐台形のフレームと、を備え、
前記第1の振動板及び前記第2の振動板の外周部は、夫々に備えられたエッジを介して前記フレーム上の振動板支持部に固定されると共に、
前記第2の振動板の内周部はボイスコイルボビンに固定され、
前記第1の振動板の内周部は前記第2の振動板に固定され、
前記第1の振動板及び前記第2の振動板と前記フレームとで囲まれた空間が密閉され、
前記空間内の気体のバネ性により前記ボイスコイルボビンを介して振動系が支持されることを特徴とするスピーカ装置。 A first diaphragm and a second diaphragm disposed coaxially along the drive direction;
A substantially frustoconical frame extending in the sound radiation direction,
The outer peripheries of the first diaphragm and the second diaphragm are fixed to the diaphragm support on the frame via edges provided respectively,
The inner periphery of the second diaphragm is fixed to a voice coil bobbin,
The inner periphery of the first diaphragm is fixed to the second diaphragm,
A space surrounded by the first diaphragm and the second diaphragm and the frame is sealed;
A loudspeaker apparatus, wherein a vibration system is supported via the voice coil bobbin by a gas spring property in the space.
The speaker device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first diaphragm and the second diaphragm have a diaphragm main body and the outer peripheral portion made of different members.
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