JP2005073129A - Speaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話などに使用される小型スピーカに適したスピーカに関する。 The present invention relates to a speaker suitable for a small speaker used in a mobile phone or the like.
携帯電話などに使用される小型スピーカにおいては、最低共振周波数(f0 )が高くなり、その結果として再生周波数帯域が狭くなるという本質的な問題がある。この問題を解決するための有効な手段の一つとして、振動板ユニットの振動板本体部とエッジ部の構成材料を変えることが提案されている(特許文献1及び特許文献2参照) In a small speaker used for a cellular phone or the like, there is an essential problem that the lowest resonance frequency (f 0 ) becomes high, and as a result, the reproduction frequency band becomes narrow. As one effective means for solving this problem, it has been proposed to change the constituent materials of the diaphragm main body and the edge of the diaphragm unit (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
即ち、振動板ユニットは通常、振動板本体部とその外周側に位置する環状のエッジ部とからなり、エッジ部は振動板本体部を弾性的に支持するために、正面側へ凸の方向に湾曲したドーム形状に形成されるのが通例である。従来は振動板本体部とエッジ部が同一材料(ポリエチレンテレフタレートなど)で構成された一体物であったため、エッジ部の剛性が高くなりすぎ、振動板本体部の運動を阻害する傾向があったが、振動板本体部を構成する材料よりも柔軟な材料でエッジ部を構成して振動板本体部と一体化することにより、最低共振周波数(f0 )が低くなり、再生周波数帯域が広がるというメリットが得られるのである。 That is, the diaphragm unit is usually composed of a diaphragm main body part and an annular edge part located on the outer peripheral side thereof, and the edge part protrudes in a convex direction toward the front side in order to elastically support the diaphragm main body part. It is customarily formed in a curved dome shape. Conventionally, the diaphragm main body and the edge were made of the same material (polyethylene terephthalate, etc.), so that the rigidity of the edge became too high and the movement of the diaphragm main body tended to be hindered. The advantage is that the lowest resonance frequency (f 0 ) is lowered and the reproduction frequency band is widened by forming the edge part with a material softer than the material constituting the diaphragm main body and integrating it with the diaphragm main body. Is obtained.
しかしながら、携帯電話などにおける最近の傾向として、音質に要求されるレベルが非常に高くなっており、このために材料開発等が進められているが、十分とは言えないのが現状である。 However, as a recent trend in mobile phones and the like, the level required for sound quality has become very high. For this reason, development of materials and the like has been promoted, but it is not sufficient.
本発明の目的は、小型の場合も優れた音質を確保できるスピーカを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a speaker capable of ensuring excellent sound quality even in a small size.
上記目的を達成するために、本発明に係るスピーカは、振動板本体部の外周部に、当該本体部より軟らかい材料からなる環状のエッジ部が接合一体化された振動板ユニットを有しており、前記エッジ部が正面側へ凸の方向に湾曲したドーム形状に形成されると共に、そのドーム状湾曲部が外周部から内周部に向かって厚みが漸減したテーパー形状に形成されている。 In order to achieve the above object, a speaker according to the present invention has a diaphragm unit in which an annular edge portion made of a material softer than the main body portion is joined and integrated to the outer peripheral portion of the diaphragm main body portion. The edge portion is formed in a dome shape curved in a convex direction toward the front side, and the dome-shaped curved portion is formed in a tapered shape having a thickness gradually decreasing from the outer peripheral portion toward the inner peripheral portion.
本発明に係るスピーカにおいては、振動板本体部とエッジ部とを異種材料で構成して一体化したことにより、最低共振周波数(f0 )が低くなり、再生周波数帯域が広がる。しかも、エッジ部のドーム状湾曲部分が外周部から内周部に向かって厚みが漸減したテーパー形状に形成されているため、振動板本体部が振動したときにエッジ部に付加される応力が効率よく分散する。その結果、低歪で振幅が大きくなる。 In the speaker according to the present invention, the diaphragm main body portion and the edge portion are made of different materials and integrated, so that the lowest resonance frequency (f 0 ) is lowered and the reproduction frequency band is widened. Moreover, since the dome-shaped curved portion of the edge portion is formed in a tapered shape with the thickness gradually decreasing from the outer peripheral portion toward the inner peripheral portion, the stress applied to the edge portion when the diaphragm body vibrates is efficient. Disperse well. As a result, the amplitude increases with low distortion.
エッジ部を構成する材料としてはシリコンが好ましい。この場合、振動板本体部を構成する材料としては、シリコンより高剛性で、且つシリコンとの接着親和性の良いポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルイミド(PEI)、又はポリカーボネイト/ポリブチレンテレフタレート(PC/PBT)が好ましい。 Silicon is preferable as the material constituting the edge portion. In this case, as a material constituting the diaphragm main body, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyetherimide (PEI), or polycarbonate / polycarbonate (PC) having higher rigidity than silicon and good adhesion affinity with silicon. Polybutylene terephthalate (PC / PBT) is preferred.
シリコンは、音質改善に有効である反面、本質的に接着性が良くない。振動板本体部の外周部裏面側にボイスコイルを接着する場合、振動板本体部とエッジ部との接合部でエッジ部が裏側に位置すると、エッジ部にボイスコイルを接着しなければならない場合がある。振動板本体部とエッジ部との接合部でエッジ部の裏側に振動板本体部を重ねると、振動板本体部の裏面側にボイスコイルを接着する場合、そのボイスコイルを振動板本体部に接着できるようになり、良好な接着性を確保できる。 Silicon is effective in improving sound quality, but it is inherently poor in adhesion. When the voice coil is bonded to the back side of the outer periphery of the diaphragm main body, the voice coil may have to be bonded to the edge if the edge is located on the back side at the joint between the diaphragm main body and the edge. is there. When the diaphragm body is overlapped on the back side of the edge part at the joint between the diaphragm body part and the edge part, when the voice coil is adhered to the back side of the diaphragm body part, the voice coil is adhered to the diaphragm body part. It becomes possible to secure good adhesion.
携帯電話に組み込まれるような小型スピーカの場合、専用ケース内に収容することは少なく、機器内に組み込んだ状態で機器ケースを利用して背面側にバックキャビティを形成するのが通例である。その場合、機器の構造によってバックキャビティの容量が変り、正規の音響特性が得られない場合が少なくない。振動板ユニットを専用ケース内に収容して背面側にバックキャビティを形成することにより、機器の構造による影響を受けず、音質が安定する。最低共振周波数(f0 )が低いために、背面容量が小さくても駆動可能であり、機器の小型薄形化が阻害されない。 In the case of a small speaker incorporated in a mobile phone, it is rarely accommodated in a dedicated case, and it is usual to form a back cavity on the back side using the device case in a state of being incorporated in the device. In that case, the capacity of the back cavity changes depending on the structure of the device, and there are many cases where normal acoustic characteristics cannot be obtained. By accommodating the diaphragm unit in a dedicated case and forming a back cavity on the back side, the sound quality is stabilized without being affected by the structure of the device. Since the lowest resonance frequency (f 0 ) is low, it can be driven even if the back surface capacitance is small, and the downsizing of the device is not hindered.
専用ケースを用いてバックキャビティを形成する場合、キャビティを密閉すると、気圧変化や温度変化により特性が変化し、振動板ユニットにダメージを生じる場合もある。このため、バックキャビティをケース外へ連通させるのが有効である。但し、単なる通気孔だけだと、ケース外との連通によりキャビティが外部へ抜けてしまう。バックキャビティがケース内に形成された長溝を介してケース外へ連通する構造を採用することにより、長溝がバックキャビティの抜けを防止する抵抗体として機能し、音響特性が安定する。 When a back cavity is formed using a special case, if the cavity is sealed, the characteristics may change due to changes in atmospheric pressure or temperature, and the diaphragm unit may be damaged. For this reason, it is effective to communicate the back cavity outside the case. However, if there is only a simple air hole, the cavity will come out due to communication with the outside of the case. By adopting a structure in which the back cavity communicates with the outside of the case through a long groove formed in the case, the long groove functions as a resistor that prevents the back cavity from coming off, and the acoustic characteristics are stabilized.
当該スピーカと機器側との電気的接続に関しては、当該スピーカを機器内へ組み込んだときに機器側に圧接するスプリング端子の使用が好ましい。半田レスの接続が可能になり、環境負担が軽減される。 Regarding electrical connection between the speaker and the device side, it is preferable to use a spring terminal that presses against the device side when the speaker is incorporated into the device. Solderless connection is possible, reducing the environmental burden.
本発明に係るスピーカは、振動板本体部とエッジ部とを異種材料で構成して一体化したことに加え、エッジ部のドーム状湾曲部分を外周部から内周部に向かって厚みが漸減したテーパー形状に形成したことにより、低歪で振幅を大きくでき、小型の場合も優れた音質を確保できる。 In the speaker according to the present invention, the diaphragm main body portion and the edge portion are made of different materials and integrated, and the thickness of the dome-shaped curved portion of the edge portion gradually decreases from the outer peripheral portion toward the inner peripheral portion. By forming the taper shape, the amplitude can be increased with low distortion, and excellent sound quality can be secured even in a small size.
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態に係るスピーカの外観を正面側から示す斜視図、図2は同スピーカの外観を背面側から示す斜視図、図3は同スピーカの縦断側面図で図1中のX−X線矢示図、図4は同スピーカのケースを構成するリヤフレームを内面側から示す斜視図、図5は同ケースを構成するフロントフレームを内面側から示す斜視図、図6は同スピーカにおけるスプリング端子部分を示す縦断面図、図7は同スピーカに使用された振動板ユニットの縦断面図、図8は同振動板ユニットの製造方法を示す縦断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing the appearance of a speaker according to an embodiment of the present invention from the front side, FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the speaker from the back side, and FIG. 3 is a longitudinal side view of the speaker in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the rear frame constituting the speaker case from the inner surface side, FIG. 5 is a perspective view showing the front frame constituting the case from the inner surface side, and FIG. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a spring terminal portion of the speaker, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a diaphragm unit used in the speaker, and FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a manufacturing method of the diaphragm unit.
本実施形態に係るスピーカは、携帯電話に使用される小形スピーカである。この小形スピーカは、図1〜図3に示すように、携帯電話のスピーカ部分の形状に対応した横長のケース10と、ケース10内に収容された振動板ユニット20と、振動板ユニット20を駆動するために振動板ユニット20の裏面に接着された環状のボイスコイル30と、ボイスコイル30と共同して振動板ユニット20を駆動するために、振動板ユニット20の背面側に配置された磁石ユニット40と、携帯電話との電気的接続のためにケース10に取付けられたスプリング端子50,50とを備えている。
The speaker according to the present embodiment is a small speaker used for a mobile phone. As shown in FIGS. 1 to 3, this small speaker drives a horizontally
ケース10は、横に長い受け皿状のリヤフレーム10Aと、これに被さるキャップ状のフロントフレーム10Bとにより構成されている。リヤフレーム10Aの前縁部は、携帯電話のスピーカ部分の形状に対応して緩やかに湾曲している。この前縁部には、図4に示すように、取付け用の凸部11,11が設けられている。また、その前縁部に沿って一端が開放し他端が閉塞された長溝12が設けられている。長溝12は、後で詳しく説明するが、ケース10内に形成されるバックキャビティの抜けを防止するための抵抗体として機能する。
The
リヤフレーム10Aの直線状の後縁部には取付け用の凹部13,13が設けられている。また、スプリング端子50,50が貫通する端子孔14,14が、凹部13,13の内側に位置して設けられている。
Recesses 13 and 13 for attachment are provided at the linear rear edge of the
フロントフレーム10Bは、リヤフレーム10Aに対応して前縁部が緩やかに湾曲している。このフロントフレーム10Bには、図5に示すように、振動板ユニット20及び磁石ユニット30が収容される円形の装着孔15が中央部に位置して設けられている。装着孔15の内周面には、磁石ユニット30を保持する複数の保持部16,16・・が周方向に隙間をあけて設けられている。
The front edge of the front frame 10B is gently curved corresponding to the
フロントフレーム10Bの前縁部には、長溝12を閉じる蓋部12′が前縁部に沿って設けられると共に、長溝12の閉塞端部に位置して通気孔17が設けられている(図1参照)。通気孔17は、ケース10内に形成されるバックキャビティをケース外へ連通させる抜き孔である。フロントフレーム10Bの直線状の後縁部には、取付け用の凹部13,13に対応する取付け用の凹部13′,13′が設けられている。また、スプリング端子50,50のヘッド部が挿入される円形の凹部14′,14′が端子孔14,14に対応して設けられている。
At the front edge of the front frame 10B, a lid 12 'for closing the
スプリング端子50は、図6に示すように、大径のヘッド部51と小径のコンタクト部52とを組み合わせた2段構造のコイルスプリングである。フロントフレーム10Bに設けられた凹部14′は、ヘッド部51より更に大径である。リヤフレーム10Aに設けられた端子孔14は、正面側をヘッド部51より大径とし、裏面側をヘッド部51より小径としコンタクト部52より大径とした2段構造である。
As shown in FIG. 6, the
このスプリング端子50は、当該スプリング端子50を端子孔14に通した状態で、リヤフレーム10Aとフロントフレーム10Bを合体させることにより、ケース10に保持される。即ち、リヤフレーム10Aとフロントフレーム10Bを合体させることにより、スプリング端子50の大径のヘッド部51が両フレーム間で圧縮されてケース10内に保持される。また、大径のヘッド部51がフロントフレーム10B内にインサート成形された端子板53に圧接すると共に、小径のコンタクト部52が端子孔14からリヤフレーム10Aの背面側へ弾性的に突出する。
The
ケース10に収容された振動板ユニット20は、図7に示すように、薄い円板形状の振動板本体部21と、その外周部に接合されたシリコン樹脂からなる環状のエッジ部22とからなる。エッジ部22をシリコン樹脂により構成するために、振動板本体部21はシリコン樹脂より剛性が高く、且つシリコン樹脂との接着親和性の良いポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルイミド(PEI)、又はポリカーボネイト/ポリブチレンテレフタレート(PC/PBT)により構成される。
As shown in FIG. 7, the
振動板本体部21は、外周の接合部23を除く部分が正面側へ凸のドーム状に形成されたセンタードーム形式である。シリコン樹脂製のエッジ部22は、振動板本体部21の振動特性を高めるために、内周の平坦な接合部23と外周の厚肉な保持部24との間に、正面側へ凸の方向に湾曲した環状のドーム状湾曲部25を有している。ドーム状湾曲部25は、その厚みが外周部から内周部に向けて徐々に減少するテーパー形状に形成されている。振動板本体部21とエッジ部22との接合部23では、両者が融着により接合一体化されており、且つ振動板本体部21がエッジ部22の裏側に重なっている。
The diaphragm
エッジ部22の外周部分に形成された厚肉の保持部24は、図3に示すように、フロントフレーム10Bの正面に装着孔15の周囲に位置して設けられた環状の凹部18に嵌合している。これにより、振動板ユニット20が、フロントフレーム10Bの装着孔15内に保持されている。そして、フロントフレーム10Bの装着孔15内に振動板ユニット20が装着されることにより、ケース10内にバックキャビティ70が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
フロントフレーム10Bの装着孔15内には、正面側からバッフル60が嵌め込まれている。バッフル60は、後述する磁石ユニット30により装着孔15内に吸引保持されている。これにより、バッフル60は、振動板ユニット20を保護すると共に、保持部24を環状の凹部18に固定する。バッフル60には、複数の放音孔61が設けられている。
A
円環状のボイスコイル30は、振動板ユニット20の裏面に接着されており、より具体的には、振動板本体部21の接合部23に裏面側からシンナー系の接着剤により接着されている。ボイスコイル30の各端子は、フロントフレーム10B内にインサート成形された端子板53に接続されている。
The
ボイスコイル30と共に振動板ユニット20の背面側に配置される磁石ユニット40は、円形の受け皿状に形成されたヨーク41と、ヨーク41の表面中央部に接合された円盤状の磁石本体42と、その表面に接合された円形の極板43とを有している。そして、ヨーク41の周壁部をフロントフレーム10Bの装着孔15に裏面側から押し込み複数の保持部16,16・・で固定することにより、磁石ユニット40は振動板ユニット20の背面側に固定されている。
A
磁石ユニット40と共に振動板ユニット20の背面側に配置されるボイスコイル30は、ヨーク41の周壁部の内面に沿って形成される環状の隙間に挿入されることにより、磁石ユニット40との干渉が回避される。
The
なお、振動板ユニット20は以下のようにして製造される。
The
図8に示すように、下型80Aと上型80Bの間に、振動板本体部21となる円形の樹脂板を挟み加熱する。これにより樹脂板が振動板本体部21に加熱成形される。この加熱成形と同時に、下型80Aと上型80Bの間の、振動板本体部21の外周側に形成されるキャビティにシリコン樹脂を注入して、エッジ部22を射出成形する。射出成形されたエッジ部22は、振動板本体部21の外周部に融着される。
As shown in FIG. 8, a circular resin plate to be the diaphragm
次に、本実施形態に係るスピーカの機能上の特徴点について説明する。 Next, functional features of the speaker according to this embodiment will be described.
振動板ユニット20のエッジ部22を振動板本体部21より柔軟なシリコン樹脂にて構成したので、最低共振周波数(f0 )が低くなり、再生周波数帯域が広がる。しかも、エッジ部22のドーム状湾曲部25が外周部から内周部に向かって厚みが漸減したテーパー形状に形成されているため、振動板本体部21が振動したときにエッジ部22に付加される応力が効率よく分散する。その結果、低歪で振幅が大きくなる。
Since the
ドーム状湾曲部25の厚み比、即ち最大厚みに対する最小厚みの比率は10:7〜10:5が好ましい。この比率が1に近いと所定の効果が十分に得られない。小さすぎる場合は最小厚み部が薄くなり過ぎるとか最大厚み部が厚くなりすぎるといった弊害のために逆に音響特性が悪化する。
The thickness ratio of the dome-shaped
振動板本体部21とエッジ部22の接合部23の裏面にボイスコイル30がシンナー系の接着剤により接着されている。シリコン樹脂は、シンナー系の接着剤による接着性がよくないが、接合部23ではエッジ部22が表面側に位置し、振動板本体部21か裏面側に位置して、振動板本体部21の外周部裏面にボイスコイル30が接着されている。振動板本体部21は、シリコン樹脂より接着親和性が良好なので、振動板本体部21とエッジ部22の接合部23にボイスコイル30が接着されるにもかかわらず、その接着性が良好となる。
The
振動板ユニット20をケース10の装着孔15内に取り付けることにより、ケース10内が当該スピーカに固有のバックキャビティ70として機能する。このバックキャビティ70の容積は当該スピーカに適切な値に設定されている。このため、当該スピーカを組み込む機器の種類や構造に関係なく所定の音響特性が確保される。しかも、このバックキャビティ70は、長溝12及び通気孔17を介してケース10の外と連通しているので、気圧変化や温度変化による特性変化が回避されると共に、振動板ユニット20にダメージを生じる危険が排除され、その上、バックキャビティ70の抜けによる音響特性の変化も回避される。
By attaching the
振動板ユニット20の背面側に位置してケース10内に収容される磁石ユニット40がバックキャビティ70を分断しないように、磁石ユニット40を保持する複数の保持部16,16・・は、隣接する保持部間に空間を形成する。即ち、磁石ユニット40の正面側のキャビティと裏面側のキャビティとが、隣接する保持部16,16間に形成される空間を通して連通しているのである。
The plurality of holding
当該スピーカを携帯電話内に組み込むと、スプリング端子50,50が携帯電話内の基板に圧接し、電気的に接続される。このような半田レスの接続が環境の観点から好ましいことは言うまでもない。
When the speaker is incorporated in the mobile phone, the
10 ケース
10A バックフレーム
10B フロントフレーム
11 取付け用の凸部
12 長溝
13,13′ 取付け用の凹部
14 端子孔
15 装着孔
16 保持部
17 通気孔
20 振動板ユニット
21 振動板本体部
22 エッジ部
23 接合部
24 保持部
25 ドーム状湾曲部
30 ボイスコイル
40 磁石ユニット
50 スプリング端子
60 バッフル
70 バックキャビティ
80A,80B 成形型
DESCRIPTION OF
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