JP2001326993A - スピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過大な電力によるボイスコイルの破損を防
ぎ、大入力可能なスピーカを提供することを目的として
いる。 【解決手段】 ダンパーは、スチフネスは中心部から外
周部に順に小さくなるようにダンパーのコルゲーション
の幅や高さを変化したことを特徴とする。スピーカダン
パーとボイスコイルボビンの接着強度を高める構造が実
現され、耐入力特性に優れ大きな音量でも壊れないスピ
ーカを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大入力の音響信号を
再生する小型のスピーカ、特にボイスコイルとダンパー
の接着構造を高くする構成により高耐入力再生に優れた
特徴を有したスピーカに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型で場所をとらない音響再生装
置が用いられており、このような用途の音響再生装置に
使用されるスピーカは小口径のものが多い。

【０００３】図１４は従来の小口径のスピーカの構造例
を示す断面図である。このような構造のスピーカについ
て以下に説明する。

【０００４】図１４に示すスピーカにおいてフレーム２
０１の下端部には、センターポール２０２、環状マグネ
ット２０３、環状プレート２０４を含む環状磁気回路が
形成されている。センターポール２０２の上方外周部と
トッププレート２０４の内周部とで形成される環状の空
隙２０５には、高密度の磁束が生じ、ボイスコイルボビ
ン２０６が上下動自在に振動するよう保持されている。
ボイスコイルボビン下端部外周にはボイスコイル２１０
が回巻されている。

【０００５】ボイスコイル２１０は音響の駆動電流が印
加されると、電磁力を発生してボイスコイルボビン２０
６をピストン振動させるものである。ボイスコイルボビ
ン２０６に振動板２０８とダンパー（サスペンションと
もいう）２０７が固着される。振動板２０８はエッジ２
０９を介してフレーム２０１に取り付けられ、ダンパー
２０７はフレーム２０１に直接取り付けられ、振動自在
に保持されている。

【０００６】このように構成されたスピーカにおいて、
ボイスコイル２１０に音声信号に比例した駆動電流が印
加されると、この駆動電流と空隙中の磁束により駆動力
が発生し、ダンパー２０７とエッジ２０９に保持された
振動板２０８が上下に振動し、音を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図１４
（ａ）に示す従来の小型スピーカでは、振動板２０８の
口径が小さく駆動力を発生するボイスコイル２１０の口
径も小さい。ボイスコイルボビン２０６を支えるダンパ
ー２０７は樹脂含浸繊維からなり、図１５に示すように
波形形状をした断面からなるコルゲーション２１３が同
心円状に多数形成される。このコルゲーション２１３の
幅は図１５に示したように中心部から外周部まで同じ幅
であり高さも等しい。このダンパー２０７とボイスコイ
ルボビン２０６は、図１４（ｂ）に示すようにダンパー
２０７の中心部にある開口部２１１にボイスコイルボビ
ン２０６が挿入され接着材２１２にて固着されている。
コルゲーションの幅を大きくするとスチフネスは小さ
く、また山の高さを高くするとスチフネスは大きくな
る。従来のダンパー２０７のコルゲーションは、幅が中
心部から外周部まで同じ幅であり、高さも等しいために
ひとつずつのコルゲーションを考えるとスチフネスは外
周部で最も高く、内周部で最も低くなる。小型で大きな
音圧を発生するためには、スピーカに加えられる入力も
大きくなる。しかしながらスチフネスの大きさが内周部
ほど小さくなるために大入力が印加された場合には、内
周部に比べ外周部の方が振幅は小さく結果的に内周部の
方が早く伸び切るようになる。このことは振動板２０８
の振動する際に、このボイスコイルボビン２０６とダン
パー２０７の固着部分に大きな力が加わることを意味す
る。内周部が伸びきると力は固着部２０７に直接かかる
ようになり、ダンパー２０７とボイスコイルボビン２０
６の固着部分の接着強度はこの力に十分耐えるだけの強
度を必要とする。しかしながら構造上ボイスコイル２１
０の口径が小さいため、ダンパー２０７とボイスコイル
ボビン２０６との接着面積もボイスコイル２１０の口径
に比例して小さくなる。小口径スピーカではボイスコイ
ル口径は１０φ〜１９φが多く用いられる。例えばダン
パーとボイスコイルボビン間の単位長さ当たりの接着強
度が１ｋｇ／ｃｍとすると、ボイスコイル口径２５φと
１４φでは接着力は７．８５ｋｇと４．４ｋｇとなる。
このようにボイスコイル口径が小さい場合同じ接着方法
であっても接着面積が小さくなるため接着力は小さくな
る。このため、口径の小さなボイスコイル２１０のスピ
ーカでは大きな入力に耐えるだけの接着力を確保するこ
とが困難になりボイスコイルボビン２０６とダンパー２
０７との接着部２１２が外れスピーカが破壊されること
があった。このように従来の小型のスピーカでは、ダン
パーの内周部ほど大きな力が加わるためにダンパーとボ
イスコイルの接着がはがれ、大入力時にスピーカが破壊
するという欠点により大電力の音を再生することが困難
であった。

【０００８】本発明の目的はこのような従来の問題点に
鑑みてなされたものであって、ダンパーとボイスコイル
ボビンの接着強度を高めるダンパー構造を実現すること
により、耐入力特性に優れ大きな音量でも壊れないスピ
ーカを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本願の請求項１,2記載の発明は、空気振動を与
える振動板、前記振動板に接合された円筒状のボイスコ
イルボビン、前記ボイスコイルボビンの外周部に固着さ
れたボイスコイルを環状のトッププレートとセンターポ
ールで構成される磁気空隙中に支持するダンパーを有す
るスピーカにおいて、前記ダンパーは、中心部に中心に
ボイスコイルボビンの貫通穴を有し、前記貫通穴に続き
環状平坦部から同心円状のコルゲーションが形成された
コルゲーションダンパーであり、前記ダンパーのスチフ
ネスは中心部から外周部に順に小さくなるようにダンパ
ーのコルゲーションの幅を中心部から外周側にかけて順
次大きくしたことを特徴とするスピーカを構成するもの
である。

【００１０】また、本願の請求項３記載の発明はダンパ
ーのコルゲーションの高さを中心部から外周側にかけて
順次小さくしたことを特徴とするダンパーによりスピー
カを構成するものである。

【００１１】また、本願の請求項４記載の発明はダンパ
ーのコルゲーションの高さを中心部から外周側にかけて
順次小さく、コルゲーションの幅を中心部から外周側に
かけて順次大きくしたことを特徴とするダンパーにより
スピーカを構成するものである。

【００１２】また、本願の請求項5記載の発明は空気振
動を与える振動板、前記振動板に接合された円筒状のボ
イスコイルボビン、前記ボイスコイルボビンの外周部に
固着されたボイスコイルを環状のトッププレートとセン
ターポールで構成される磁気空隙中に支持するダンパー
を有するスピーカにおいて、前記ダンパーは、中心部に
ボイスコイルボビンの貫通穴を有し、前記貫通穴に続き
環状平坦部から同心円状のコルゲーションが形成された
コルゲーションダンパーであり、前記ダンパーは中心部
から外周部に順に材厚が薄くなる様に構成したことを特
徴とするスピーカを構成するものである。

【００１３】また、本願の請求項６、７記載の発明は空
気振動を与える振動板、前記振動板に接合された円筒状
のボイスコイルボビン、前記ボイスコイルボビンの外周
部に固着されたボイスコイルを環状のトッププレートと
センターポールで構成される磁気空隙中に支持するダン
パーを有するスピーカにおいて、前記ダンパーは、中心
部にボイスコイルボビンの貫通穴を有し、前記ダンパー
のスチフネスは最外周と最内周を除き中心部から外周部
に順に小さくなるようにコルゲーション形状を変化させ
るとともに最内周と最外周のコルゲーションのスチフネ
スは他のコルゲーションより大きなスチフネスを持つこ
とを特徴とするスピーカを構成するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の第１の
実施の形態におけるスピーカについて、ダンパーの構造
を中心として図面を参照しながら説明する。なお各実施
の形態の図において、従来の技術と同一の部分は同一の
符号を付けて詳細な説明は省略する。図１は本実施の形
態のスピーカに用いるダンパー２０とボイスコイル３０
の構造を示す断面図である。本図に示すように、アルミ
ニウム箔や薄い高分子箔あるいは紙等で構成されるボイ
スコイルボビン３１の下端には駆動力を発生するボイス
コイル３２が巻かれている。ボイスコイル３２の上端部
から上側にはボイスコイルを補強する補強紙３３がボイ
スコイルボビン３１に接着されている。

【００１５】ダンパー２０は樹脂含浸繊維からなり、中
心部にボイスコイルボビンの貫通穴２１を有し、貫通穴
に続き環状平坦部２２から同心円状のコルゲーション２
３から２６が形成されたコルゲーションダンパーであ
り、最外周部は平坦部２７となりこの平坦部２７でフレ
ーム（図示せず）に接着されている。コルゲーションの
断面は略三角形の頂部を円弧で結ぶ形状である。スチフ
ネスを内周部から外周部にかけて小さくするために、コ
ルゲーションの高さは一定で、その幅は内周部から外周
部にかけて大きくした構成である。内周部のコルゲーシ
ョンの幅とその外側のコルゲーションとの幅の関係を決
めるために，図２に示す単一ロールのコルゲーションダ
ンパー４０のスチフネスをＦＥＭで解析し実験式を求め
た。コルゲーションダンパーはこの様な単一ロールの直
列接続と仮定している。図２に示すように、ダンパー４
０の中心からの半径をｒ、波型の端から頂部までの幅を
ｄとする。ｒを１０ｍｍから２５ｍｍまで変化させ，ｄ
を０．８ｍｍから１．６ｍｍまで変化させた。駆動力は
図２（ｂ）に矢印で示したように内周部４１に印加し、
外周部４２は回転拘束とした。その結果以下の実験式が
得られた。実験式は１つのコルゲーションの単位長さ当
たりのスチフネス（ｓと称す）を示す。

【００１６】ｓ＝（ｋ・ｒ^-0.812）d^-0.7239 ｋ：材料と厚さで決まる定数 コルゲーション幅ｄを変化することで、スチフネスを小
さくする手段の一例として、上記実験式を用いたダンパ
ー構成について説明する。本実施の形態１のダンパーは
コルゲーション1周当たりのスチフネスが内周部から外
周部にかけて小さくなるように幅ｄを変化させている。
ダンパーの内周部から外周部にかけてコルゲーションの
幅ｄを決める。図１で一番内側のコルゲーション２３の
スチフネスをｓ１としその次のコルゲーション２４のス
チフネスをｓ２とすると ｓ１＞ｓ２ の関係が成立するようにコルゲーションの幅ｄを変化さ
せている。材料は綿布にフェノール含侵した一般的なダ
ンパー材であり、ボイスコイル30の内径が１９φであ
る。最内周のコルゲーション２３の幅は、一般的なスピ
ーカ用ダンパーに近い寸法値を選択し、0.8ｍｍ、高さ
0.75mmとしている。ｓ１に比べｓ２が０．９倍になるよ
うにした場合実験式からｓ１は１５８１１［N/m］とな
る。次のコルゲーション２４のスチフネスｓ２をｓ１の
0.9倍になるように決めるとｓ２は ｓ１＊０．９＝１４２２６ ［Ｎ／ｍ］ となり、実験式からコルゲーション２４の幅は０．９６
１mm高さは０．７５mmとなる。以下同様にコルゲーショ
ン２５のスチフネスｓ３はｓ２の0.9倍となるようにす
るとｓ３は１２８００[N/m]で、実験式からコルゲーシ
ョンの幅は１．１５６mmとなる。同様にコルゲーション
２６のスチフネスｓ４は１１５１４[N/m]となり、その
幅は１．３９３mmの構成となる。そして最外周には平坦
部２７が設けられ、平坦部２７でフレーム２０１（図示
せず）に固着されている。

【００１７】このような構造を持つスピーカの動作につ
いて説明する。ボイスコイル３２に駆動電流が流れる
と、電磁力によりボイスコイル３０に駆動力が発生し、
振動板が振動して音を発生する。ダンパー２０とエッジ
２０９は振動板２０８の往復運動に際し、これを弾性的
に支持する。

【００１８】図３は振動板２０８が＋Ｚ方向に振動した
ときのダンパー２０の状態を示している。同心円状の各
コルゲーションは＋Z方向に伸ばされる。各コルゲーシ
ョンのスチフネスは内周部から外周部にかけて小さくな
っているために外周部のコルゲーション２６の伸びが大
きく内周部の伸びが小さくなる。図４はさらに大きな力
が加わった場合を示している。外周部はより一層引き伸
ばされ最終的にこれ以上伸びなくなるまで変位する。ス
チフネスが外周部ほど小さいためにこの突っ張りは外周
部２６から始まり、徐々に内周部に及んで行く。しかし
ながら最内周部２３は一番最後まで突っ張らないために
この部分のばね効果により、ボイスコイルとダンパー接
続部２１２にかかる力は緩和される。このため過大な入
力に対して接着剤が剥がれることがなくなりスピーカの
耐入力が向上するものである。本実施の形態１のダンパ
ー２０と従来のダンパー２０７の変形時の応力をＦＥＭ
にて計算し比較した。従来ダンパー２０７のコルゲーシ
ョンの幅は1.05ｍｍ（コルゲーション端からコルゲーシ
ョン頂点までの幅）とし、本実施の形態１とボイスコイ
ル挿入孔径とフレーム取り付け径、コルゲーション高さ
およびコルゲーション構成数は同一とした。VC径は19φ
である。駆動力はVC下端に印加し、変位時に生ずるダン
パーのミゼス応力を解析比較した。図５、図６の応力分
布はダンパーが４ｍｍ変位した時の応力値を示す。図５
は本実施の形態１のダンパーの応力分布、図６は従来の
ダンパーの応力分布である。図５，６の横軸はダンパー
の円周方向の位置を示し、0mmがダンパーとボイスコイ
ルの接着部となるようにしている。図の上に位置関係を
示すダンパーの断面をあわせて示している。最外周が横
軸の最大値である。縦軸はダンパーに働くミゼス応力を
示している。図５，６中の応力のピーク値をABCDEFとし
ている。応力のピーク値ABCDEFはそれぞれボイスコイル
接着部、コルゲーション２３，２４，２５，２６の頂
点、フレーム取り付け部の応力となった。すなわち両端
の取り付け部とコルゲーションの頂点に応力が集中して
いる。従来のダンパーと本実施の形態のダンパーに働く
応力の分布は異なっている。従来のダンパーでは最内周
部のコルゲーションの応力が小さく外周部に行くに従っ
て応力が増加しているが本実施の形態では逆の分布を示
す。コルゲーション部は変位可能であるため応力の小さ
な頂部ほど変形量が大きいことを示す。変位することで
応力が緩和されるわけである。この応力分布からも従来
のダンパーでは最内周のコルゲーションが大きく変形し
ていることがわかり本実施の形態ではその反対となって
いる。終端部のボイスコイル取り付け部はボイスコイル
に固着されているため変位することで応力を緩和するこ
とができない。従って大きな力が加わればその部分を変
形させようとするが可動しないために、加わる加重の大
きさが応力の大きさになる。従って応力が大きいほど引
き剥がす力が大きいことを示す。図５と図６のＡ点での
応力比較すると従来のダンパーでは２．５＊１０⁷「Ｎ
・ｍ²」であり本実施の形態では２．０＊１０⁷「Ｎ・ｍ
²」となり応力は７５％に減少している。従来のダンパ
ーでは４ｍｍ変位した場合、内周部のコルゲーションが
伸びきり、ボイスコイル接着部を直接変形させるように
働く。このため接着部にかかる応力を増加させることに
なっている。一方本実施の形態のダンパーではスチフネ
スを外周部にかけて小さくすることにより内周部が伸び
きることを防いでいる。このためボイスコイルとダンパ
ーとの接合部にかかる応力を小さくすることができる。
一方最外周のF点はその逆になっているが、同心円の半
径が大きくなるためと、ダンパー変位に寄与する部位の
違いがあるために、終端部にかかる応力はボイスコイル
内周部に比べて小さくなっている。

【００１９】本実施の形態では比例定数を0.9とした
が、0.8,0.７でも同様であり、さらに比例的に配置せず
に単純にｓ１＞ｓ２＞ｓ３＞ｓ４になるようにコルゲー
ション幅を決定しても良い。

【００２０】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態におけるスピーカについて、ダンパーの構造を中心と
して図面を参照しながら説明する。なお各実施の形態の
図において、従来の技術と同一の部分は同一の符号を付
けて詳細な説明は省略する。図７は本実施の形態のスピ
ーカに用いるダンパー４０とボイスコイル３０の構造を
示す断面図である。本図に示すように、アルミニウム箔
や薄い高分子箔あるいは紙等で構成されるボイスコイル
ボビン３１の下端には駆動力を発生するボイスコイル３
２が巻かれている。ボイスコイル３２の上端部から上側
にはボイスコイルを補強する補強紙３３がボイスコイル
ボビン３１に接着されている。

【００２１】ダンパー４０は樹脂含浸繊維からなり、中
心部にボイスコイルボビンの貫通穴４１を有し、貫通穴
に続き環状平坦部４２から同心円状のコルゲーション４
３が形成されたコルゲーションダンパーであり、最外周
部は平坦部４７となりこの平坦部４７でフレーム（図示
せず）に接着されている。

【００２２】ダンパー４０のコルゲーション断面は略三
角形の頂部を円弧で結ぶ形状である。コルゲーションの
幅は一定で、その高さは内周部から外周部にかけて小さ
くした構成である。内周部のコルゲーションの幅とその
外側のコルゲーションの幅の関係はスチフネスが徐々に
小さくなるようにしている。

【００２３】実施の形態1と同様にダンパーの波形断面
の形状とスチフネスの関係をFEMで解析し実験式を求め
た。

【００２４】中心からの半径をｒ、波形の高さをｈ、波
形の端から頂部までの幅を0.8mm一定とする。1つの波形
（コルゲーション）の単位長さ当たりのスチフネスは次
式の様になった。

【００２５】ｓ＝（kk・ｒ^-0.828)ｈ^1.64 kk：材料と厚さで決まる定数 本実施の形態２のダンパーは内周部から外周部にかけて
コルゲーションの高さを大きくした構成で、1周当たり
のスチフネスが内周部から外周部にかけて小さくなるよ
うに高さｈを変化させている。一番内側のコルゲーショ
ン４３のスチフネスをｓ１としその次のコルゲーション
４４のスチフネスをｓ２とすると ｓ１＞ｓ２ の関係が成立するようにコルゲーションの高さｈを変化
させている。材料が綿布にフェノール含侵した一般的な
ダンパー材で内径１９φでコルゲーション４３の幅を0.
8ｍｍ、高さ0.75mmとした。コルゲーション４３のスチ
フネスｓ１に比べコルゲーション４４のスチフネスｓ２
が０．９倍になるようにした場合ｓ１は15811［N/m］ｓ
２は ｓ１＊０．９＝14204 ［Ｎ／ｍ］ となりコルゲーション４４の高さは0.693mm幅は0.8mmと
している。以下同様にコルゲーション４５のスチフネス
ｓ３は12781[N/m]で高さは0.642mm、コルゲーション４
５のスチフネスｓ４は11485[N/m]で高さは0.595mmの構
成である。

【００２６】このような構造を持つスピーカの動作につ
いて説明する。ボイスコイル３２に駆動電流が流れる
と、電磁力によりボイスコイル３０に駆動力が発生し、
振動板が振動して音を発生する。ダンパー４０とエッジ
２０９は振動板２０８の往復運動に際し、これを弾性的
に支持する。

【００２７】図８は振動板２０８が＋Ｚ方向に振動した
ときのダンパー４０の状態を示している。同心円状の各
コルゲーションは＋Z方向に伸ばされる。各コルゲーシ
ョンのスチフネスは内周部から外周部にかけて小さくな
っているために外周部のコルゲーション伸びが大きく内
周部の伸びが小さくなる。さらに大きな力が加わった場
合外周部はより一層引き伸ばされ最終的にこれ以上伸び
なくなるまで変位する。スチフネスが外周部ほど小さい
ためにこの突っ張りは外周部から始まり、徐々に内周部
に及んで行く。従って最内周部は最後までコルゲーショ
ン４３が伸びきらないためにボイスコイルとダンパー接
続部にかかる力は緩和される。このため過大な入力に対
して接着剤が剥がれることがなくなりスピーカの耐入力
が向上するものである。

【００２８】本実施の形態では比例定数を0.9とした
が、0.8,0７でも同様であり、さらに比例的に配置せず
に単純にｓ１＞ｓ２＞ｓ３＞ｓ４になるようにコルゲー
ション高さを決定しても良い。

【００２９】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態におけるスピーカについて、ダンパーの構造を中心と
して図面を参照しながら説明する。なお各実施の形態の
図において、従来の技術と同一の部分は同一の符号を付
けて詳細な説明は省略する。図９は本実施の形態のスピ
ーカに用いるダンパー５０とボイスコイル３０の構造を
示す断面図である。本図に示すように、アルミニウム箔
や薄い高分子箔あるいは紙等で構成されるボイスコイル
ボビン３１の下端には駆動力を発生するボイスコイル３
２が巻かれている。ボイスコイル３２の上端部から上側
にはボイスコイルを補強する補強紙３３がボイスコイル
ボビン３１に接着されている。

【００３０】ダンパー５０は樹脂含浸繊維からなり、中
心部にボイスコイルボビンの貫通穴５１を有し、貫通穴
に続き環状平坦部５２から同心円状のコルゲーション５
３が形成されたコルゲーションダンパーであり、最外周
部は平坦部５７となりこの平坦部５７でフレーム（図示
せず）に接着されている。

【００３１】ダンパー５０のコルゲーションの断面は略
三角形の頂部を円弧で結ぶ形状である。本発明のダンパ
ーは内周部から外周部にかけてコルゲーションの高さｈ
を小さく、コルゲーション幅ｄを大きくした構成で、1
周当たりのスチフネスが内周部から外周部にかけて小さ
くなるように構成している。一番内側のコルゲーション
５３のスチフネスをｓ１としその次のコルゲーション５
４のスチフネスをｓ２とすると ｓ１＞ｓ２ の関係が成立するようにコルゲーションの高さｈと幅ｄ
を変化させている。

【００３２】このような構造を持つスピーカの動作につ
いて説明する。ボイスコイル３２に駆動電流が流れる
と、電磁力によりボイスコイル３０に駆動力が発生し、
振動板が振動して音を発生する。ダンパー５０とエッジ
２０９は振動板２０８の往復運動に際し、これを弾性的
に支持する。

【００３３】同心円状の各コルゲーションは＋Z方向に
伸ばされる。各コルゲーションのスチフネスは内周部か
ら外周部にかけて小さくなっているために外周部のコル
ゲーション５６の伸びが大きく内周部の伸びが小さくな
る。さらに大きな力が加わった場合外周部はより一層引
き伸ばされ最終的にこれ以上伸びなくなるまで変位す
る。スチフネスが外周部ほど小さいためにこの突っ張り
は外周部から始まり、徐々に内周部に及んで行く。従っ
て最内周部は一番最後まで突っ張らないためにボイスコ
イルとダンパー接続部２１２にかかる力は緩和される。
このため過大な入力に対して接着剤２１２が剥がれるこ
とがなくなりスピーカの耐入力が向上するものである。

【００３４】本実施の形態ではコルゲーションの幅と高
さを変化させたが、コルゲーションのスチフネスは材厚
の約３乗に比例するため、同一形状で使用するダンパー
の材厚を内周部から外周部にかけて薄くした構成でも良
い。同様に材料の曲げ弾性率を変化しても良いことは言
うまでも無い。

【００３５】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態におけるスピーカについて、ダンパーの構造を中心と
して図面を参照しながら説明する。なお各実施の形態の
図において、従来の技術と同一の部分は同一の符号を付
けて詳細な説明は省略する。図１０は本実施の形態のス
ピーカに用いるダンパー６０とボイスコイル３０の構造
を示す断面図である。本図に示すように、アルミニウム
箔や薄い高分子箔あるいは紙等で構成されるボイスコイ
ルボビン３１の下端には駆動力を発生するボイスコイル
３２が巻かれている。ボイスコイル３２の上端部から上
側にはボイスコイルを補強する補強紙３３がボイスコイ
ルボビン３１に接着されている。

【００３６】ダンパー６０は樹脂含浸繊維からなり、中
心部にボイスコイルボビンの貫通穴６１を有し、貫通穴
に続き環状平坦部６２から同心円状のコルゲーション６
３から６７が形成されたコルゲーションダンパーであ
り、最外周部は平坦部６８となりこの平坦部６８でフレ
ーム（図示せず）に接着されている。

【００３７】ダンパー６０のコルゲーション断面は略三
角形の頂部を円弧で結ぶ形状である。コルゲーションの
高さは一定で、その幅は内周部から外周部にかけて大き
くした構成である。内周部のコルゲーションの幅とその
外側のコルゲーションの幅の関係は実施の形態１と同様
である。材料が綿布にフェノール含侵した一般的なダン
パー材でボイスコイル３０の内径は１９φでダンパー６
０の最内周のコルゲーション６３の幅を0.8ｍｍ、高さ
0.75mmとした。コルゲーション６３に続くコルゲーショ
ン６４はコルゲーション６３のスチフネスｓ１に比べ
て、コルゲーション６４のスチフネスｓ２が０．９倍に
なるように構成し、コルゲーション６４の幅は0.944mm
高さは0.75mmである。以下同様にコルゲーション６５の
スチフネスｓ３は12718[N/m]で幅は1.116mm、コルゲー
ション６６のスチフネスｓ４は11444[N/m]で幅は1.322m
mの構成である。４番目のコルゲーション６６の外側に
は第５番目のコルゲーション６７が構成されそのスチフ
ネスｓ５は最内周のコルゲーション６３のスチフネスｓ
１と同じになるようにコルゲーション幅を0.929mm高さ
を0.75mmとした構成である。

【００３８】このような構造を持つスピーカの動作につ
いて説明する。ボイスコイル３２に駆動電流が流れる
と、電磁力によりボイスコイル３０に駆動力が発生し、
振動板が振動して音を発生する。ダンパー６０とエッジ
２０９は振動板２０８の往復運動に際し、これを弾性的
に支持する。

【００３９】図１１は振動板２０８が＋Ｚ方向に振動し
たときのダンパー６０の状態を示している。同心円状の
各ルゲーションは＋Z方向に伸ばされる。各コルゲーシ
ョンのスチフネスは内周部から外周部にかけて小さくな
っているために外周部のコルゲーション伸びが大きく内
周部の伸びが小さくなる。さらに大きな力が加わった場
合外周部はより一層引き伸ばされ最終的にこれ以上伸び
なくなるまで変位する。スチフネスが外周部ほど小さい
ためにこの突っ張りは外周部から始まり、徐々に内周部
に及んで行く。従って最内周部のコルゲーション６３は
一番最後まで突っ張らないためにボイスコイルとダンパ
ー接続部２１２にかかる力は緩和される。一方最外周部
に設けた第５のコルゲーション６７のスチフネスも最内
周部のコルゲーション６３と同じスチフネスになるよう
にコルゲーション64から６６に比べてその幅を小さくし
ている。従って最外周部のコルゲーション６７も最内周
のコルゲーション６３と同様に最後まで突っ張らないた
めにフレーム２０１とダンパー接続部６８にかかる力は
緩和される。

【００４０】実施の形態１のダンパーと同様に変形時の
応力をＦＥＭにて計算した。応力分布はダンパーが４ｍ
ｍ変位した時の値である。図１２は本実施の形態４のダ
ンパーの応力分布である。図中の応力のピーク値を同様
にABCDEＦGとしている。最外周のコルゲーションは最内
周と同様に小さくしているためにスチフネスが大きく変
位しにくい。このためダンパーには大きな応力となって
いるがフレーム取り付け部の応力は１．１８＊Ｅ７［Ｎ
／ｍ²］と図５の１．７＊Ｅ⁷［Ｎ／ｍ²］に比べ小さく
なっている。このように、過大な入力に対してフレーム
とダンパーの接着部に対しても、応力を小さくすること
ができるため、接着剤が剥がれることがなくなりスピー
カの耐入力が向上するものである。

【００４１】図１３は本実施の形態４の別の構成例を示
すダンパー８０の断面図である。上記実施の形態のダン
パー６０の外周部のコルゲーション６７の外側に６７と
同様にスチフネスを大きくしたコルゲーション６８を設
けコルゲーション６７と６８とでもって1組のスチフネ
スの大きなコルゲーションとした構成である。最外周の
コルゲーションを対とすることで、最外周のコルゲーシ
ョンに働く応力を６７と６８とで分担することでコルゲ
ーション部の応力緩和と、上下方向の振幅非対称性の改
善を図っている。本実施の形態では、また最外周部のコ
ルゲーションは高さを高くした構成や高さと幅を変化さ
せても良く、スチフネスが最内周部以外のコルゲーショ
ンよりも大きくなるように構成すれば良い。同様にダン
パー材料厚さを大きくしたり、曲げ剛性を高くしても良
い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明ではダンパー
のスチフネスをボイスコイル接続部から外周部にかけて
徐々に柔らかくした構成である。このためダンパーは外
周部から伸びはじめ、内周部が最後まで伸びきらないの
でボイスコイル接続部にかかる力は小さくなる。従って
入力を大きくしてものダンパーとボイスコイルの外れが
無く、スピーカの破損が防げ、信頼性を高くすることが
できる。さらに入力を大きくできるため、再生音圧の高
い明瞭度の良い小型のスピーカを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のスピーカに用いら
れるダンパーの構造を示す断面図

【図２】実験式を求めるためのコルゲーション構造を示
す斜視図

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるダンパーの
変位状態を示す半断面図

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるダンパーの
変位状態を示す半断面図

【図５】本発明の第１の実施の形態のスピーカに用いら
れるダンパーの変位時にかかる応力分布を示す特性図

【図６】従来のスピーカに用いられるダンパーの変位時
にかかる応力分布を示す特性図

【図７】本発明の第２の実施の形態のスピーカに用いら
れるダンパーの構造を示す断面図

【図８】本発明の第２の実施の形態におけるダンパーの
変位状態を示す半断面図

【図９】本発明の第３の実施の形態のスピーカに用いら
れるダンパーの構造を示す断面図

【図１０】本発明の第４の実施の形態のスピーカに用い
られるダンパーの構造を示す断面図

【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるダンパー
の変位状態を示す半断面図

【図１２】本発明の第４の実施の形態のスピーカに用い
られるダンパーの変位時にかかる応力分布を示す特性図

【図１３】本発明の第４の実施の形態のスピーカに用い
られるダンパーの別構造を示す断面図

【図１４】従来の小型スピーカの構造を示す断面図

【図１５】従来のダンパーの構造を示す断面図

【符号の説明】

２０ コルゲーションダンパー ２１ 貫通穴 ２２ 環状平坦部 ２３ 同心円状コルゲーション ２４ 同心円状コルゲーション ２５ 同心円状コルゲーション ２６ 同心円状コルゲーション ２７ 終端平坦部 ３０ ボイスコイル ３１ ボイスコイルボビン ３２ コイル ３３ 補強紙 ２１２ 接着剤

フロントページの続き (72)発明者 岩佐 幹郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D012 BA08 CA07 FA01 FA04 GA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気振動を与える振動板、前記振動板に
   接合された円筒状のボイスコイルボビン、前記ボイスコ
   イルボビンの外周部に固着されたボイスコイルを環状の
   トッププレートとセンターポールで構成される磁気空隙
   中に支持するダンパーを有するスピーカにおいて、 前記ダンパーは、中心部に中心にボイスコイルボビンの
   貫通穴を有し、前記貫通穴に続き同心円状のコルゲーシ
   ョンが形成されたコルゲーションダンパーであり、 前記ダンパーのスチフネスは中心部から外周部に順に小
   さくなるようにコルゲーション形状を変化させたことを
   特徴とするスピーカ。
2. 【請求項２】 ダンパーのコルゲーションの幅を中心部
   から外周側にかけて順次大きくしたことを特徴とする請
   求項１記載のスピーカ。
3. 【請求項３】 ダンパーのコルゲーションの高さを中心
   部から外周側にかけて順次小さくしたことを特徴とする
   請求項１記載のスピーカ。
4. 【請求項４】 ダンパーのコルゲーションの高さを中心
   部から外周側にかけて順次小さく、コルゲーションの幅
   を中心部から外周側にかけて順次大きくしたことを特徴
   とする請求項１記載のスピーカ。
5. 【請求項５】 空気振動を与える振動板、前記振動板に
   接合された円筒状のボイスコイルボビン、前記ボイスコ
   イルボビンの外周部に固着されたボイスコイルを環状の
   トッププレートとセンターポールで構成される磁気空隙
   中に支持するダンパーを有するスピーカにおいて、 前記ダンパーは、中心部にボイスコイルボビンの貫通穴
   を有し、前記貫通穴に続き同心円状のコルゲーションが
   形成されたコルゲーションダンパーであり、前記ダンパ
   ーは中心部から外周部に順に材厚が薄くなる様に構成し
   たことを特徴とするスピーカ。
6. 【請求項６】 空気振動を与える振動板、前記振動板に
   接合された円筒状のボイスコイルボビン、前記ボイスコ
   イルボビンの外周部に固着されたボイスコイルを環状の
   トッププレートとセンターポールで構成される磁気空隙
   中に支持するダンパーを有するスピーカにおいて、 前記ダンパーは、中心部にボイスコイルボビンの貫通穴
   を有し、前記ダンパーのスチフネスは最外周と最内周を
   除き中心部から外周部に順に小さくなるようにコルゲー
   ション形状を変化させるとともに最内周と最外周のコル
   ゲーションのスチフネスは他のコルゲーションより大き
   なスチフネスを持つことを特徴とするスピーカ。
7. 【請求項７】 最内周、最外周の少なくとも一方のコル
   ゲーションは振動板の変位方向に凹凸の対であることを
   特徴とする請求項６記載のスピーカ。