JP2005167315A - スピーカユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 スピーカ２の振動面２２とは異なる方向へ音を放出する小型で薄型のスピーカユニット１を提供する。
【解決手段】 スピーカユニット１は、振動板２２を支持すると共に、振動板２２の背面側に放出される音を通過させる孔１６を備えるフレーム１５と、孔１６を通過した音を振動板２２の振動方向とは異なる角度に導いて放音させる音導部３とを備え、音導部３はイコライザ３１を備えて音の進行方向に向かって音導空間３３の断面積が徐々に増加するホーンを形成すると共に、孔１６から放出される音を振動板２２の振動方向とは異なる角度に導いて放音する。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、スピーカユニットの技術分野に属する。

近年、携帯電話や携帯型情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）の小型化に伴い、それらに採用されるスピーカユニットにも薄型化の要請がある。その一方で、これらの装置には良質な音に対する要請もある。

従来、小型化に対応するためにこれらの装置で採用されていた圧電素子を用いたスピーカはビープ音（信号音）など音質をそれほど必要としない音を発するのには適しているものの、楽曲や人声など良好な音質が要求される音の再生には適していなかった。従って、これらの装置では、小型化への要請を犠牲にしてスピーカサイズが大きいホーン型スピーカを採用して良好な音質が要求される音の再生を行っていた。

しかしながら、これら従来のスピーカではスピーカ面を装置外面に配せざるを得ず、装置のデザイン上の制約となっていると共に、装置小型化の要求へのネックとなっていた。

一方、スピーカ前面から放出される音をスピーカの振動面とは異なる方向へ導く技術が開示されていた（例えば、特許文献１参照。）。

また、１個のスピーカが発する音を前方と側方の２方向へ同時に放出する技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−３２４９８２号公報（図１など）。 特開平１０−８４１９２号公報（図１など）。

しかしながら、上記第１の従来技術は、スピーカの前面（振動面の側）に共鳴カバーを設け、振動板と共鳴カバーとで形成された空気室で発音出力を向上させた音を壁部に設けられた切欠部から放出することが開示されているが、空気室と共鳴カバーの厚さだけスピーカが厚くなるのでスピーカの小型化、薄型化の要請には応えられないでいた。

上記第２の従来技術では、振動板前面から放出される音がスピーカ前方の開放孔とスピーカ側方の開放孔から外部へ放出される技術が開示されていて、振動板後面から放出される音の利用への配慮はなされていなかった。

本願発明が解決しようとする課題は、スピーカの振動方向とは異なる角度へ音を放出して、小型化、薄型化を実現するスピーカユニットの提供が一例として挙げられる。

以下、本願発明について説明する。なお、本願発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本願発明が図示の形態に限定されるものではない。

上記課題を解決するために、請求項１にかかるスピーカユニット（１）は、振動板（２２）を支持すると共に、振動板（２２）の背面側に放出される音を通過させる孔（１６）を備えるフレーム（１５）と、孔（１６）を通過した音を振動板（２２）の振動方向とは異なる角度に導いて放音させる音導部（３）と、を備えることを特徴とする。

次に、本願発明に係るスピーカユニットの一実施の形態を、携帯電話用のスピーカユニットを例として図面を用いて説明する。

図１は本願発明の実施の形態に係るスピーカユニットの分解図であり、図２は本願発明の実施の形態に係るスピーカユニットを示す半断面図である。

スピーカユニット１は内磁型のスピーカ２と音導部３とで構成され、前面にケースキャップ４を備えている。スピーカ２は磁気回路５と振動部６とを有し、背面に位置固定用の端子柄７を備えている。

磁気回路５は、プレート１１と、磁石１２と、ヨーク１４とフレーム１５とを兼ねたボディ１３とで構成される。

プレート１１は例えば純鉄等の磁性材料で構成され、磁石１２の外径とほぼ同じ大きさの円板形状で、磁石１２に固着されている。

磁石１２は例えばフェライト等の強磁性材料が着磁された円板形状で、ボディ１３に取り付けられている。内磁形のスピーカ２では磁石１２はアルニコ磁石が適している。

ボディ１３は、ヨーク１４と、ヨーク１４の周りに配されたフレーム１５とを有して構成されている。

ヨーク１４は例えば純鉄等の磁性材料で構成され、概ねお碗の形状であって中央底面に平面部分を有して構成されている。ヨーク１４はその中央底面に磁石１２が固着されており、この磁石１２によって供給される磁束が外部に漏れ出るのを防止している。

フレーム１５は例えばプラスチック等で構成され、中心部の孔部分にヨーク１４を有した中空円板形状で、外縁に有するスカート部分で振動板２２の外周部（エッジ２３）を固定して支持している。また、フレーム１５は、振動板２２の背面側にあたる部分に複数の孔１６を有し、振動板２２の背面の音圧による音の歪を軽減している。

振動部６は磁気回路５の前面に配設され、ボイスコイル２１と振動板２２とを有して構成されている。

ボイスコイル２１は、例えば銅線、アルミ線、銅クラッド・アルミ線等のボイス・コイル用導線で構成され、振動板２２に取り付けられたコイルボビン（図示省略）に丸線二層巻あるいはエッジワイズ巻等によって巻かれている。ボイスコイル２１は、プレート１１の外周面とヨーク１４の内周面の間に形成される磁気ギャップに接触することなく配置されている。

振動板２２は例えば天然繊維系、人造繊維系、プラスチックス、金属等のヤング率の高い材料が使われ、朝顔形のパラカーブド・コーンが採用され、中央部分にはボイスコイル２１が固着されている。振動板２２は外周にエッジ２３を有し、フレーム１５に取り付けられている。

エッジ２３は例えば樹脂含浸布、ゴム等のコンプライアンスが良好で機械的疲労に強い材料が用いられ、振動板２２の周縁を補強しフレーム１５によって支持されると共に、振動板２２の前後の空気の流れを遮断している。

内磁型のスピーカ２の背面には音導部３が密着して配されている。

ここで、音導部３の形状を図３を用いて説明する。図３は音導部３単体の平面図である。

音導部３は例えばプラスチック等の合成樹脂で構成されている。音導部３は一辺の長さがフレーム１５の外径とほぼ等しい正方形形状であって、スピーカユニット１の背面側に配された端子柄７の部分とヨーク１４の外径だけ逃げた形状の平板であって、後述するスリット３２を除いた外縁にスカート部分３４を備えている。

音導部３はヨーク１４の外壁を回避して、スリット３２を除いた外縁のスカート部分３４がフレーム１５に密着して音漏れを防いでおり、音導部３とフレーム１５との間に音導空間３３を形成している。音導空間３３の音の放出口として、音導部３とフレーム１５とは端子柄７の配された側と反対の側にスリット３２を形成している。よって、フレーム１５の孔１６から放出される音は音導空間３３を通じてスリット３２から外部へ放出される。

また、音導部３は、フレーム１５からスリット３２までの音導空間３３の中央部にイコライザ（位相等化器）３１を有し、音の進行方向に向かって音導空間３３の断面積が徐々に増加するホーンを形成している。

ここで、例えば、本実施の形態におけるスピーカユニット１は本願に係るスピーカユニットの一例を、音導部３は本願に係る音導部の一例を、フレーム１５は本願に係るフレームの一例を、孔１６は本願に係る孔の一例を、振動板２２は本願に係る振動板の一例を、エッジ２３は本願に係る外周部の一例を、音導空間３３は本願に係る音導空間の一例を、それぞれ構成する。

以上の構成を有するスピーカユニット１が音を発するときの現象を以下に説明する。

音声信号を受けた磁気回路５及び振動部６の動作により振動板２２が振動するとき、音はケースキャップ４の孔を通ってスピーカユニット１の前方に放出されると同時に、フレーム１５の孔１６を通って振動板２２の後方にも伝播する。即ち、孔１６を通って音導空間３３へと放出される。そして、音導空間３３へ入った音は音導部３の壁にぶつかって進行方向を変え、スリット３２への向かい、その後スリット３２から外部へ放出される。

孔１６からスリット３２へと音導空間３３は断面積が徐々に増加するホーンを形成しているので、放射抵抗が大きくなり、振動板２２の振幅が小さくても効率が高くなって充分な音量を得ることができる。

上記実施の形態は以下の効果を有する。
● 本実施の形態に係るスピーカユニット１は、振動板２２の背面側に孔１６を有し、振動板２２のエッジ２３を支持するフレーム１５と、孔１６から放出される音を導く音導部３とを有するスピーカユニット１において、音導部３は、孔１６から放出される音を振動板２２の振動方向とは異なる角度に導く。よって、従来はノイズとされていた振動板背面の音を音導部を通して外部への放出するようにしたので、振動板前面から放出される音のほかに、振動板背面からの音も活用できるので、音のエネルギの効率的な活用が図れる。よって、携帯電話等の小型の装置において、大出力のスピーカが備えられないとき、小型のスピーカであっても、大出力が得られる。
● 本実施の形態に係る孔１６は振動板２２背面の音圧による音の歪を軽減する。よって、振動板２２背面の音圧による音の歪を軽減するために従来からあって孔１６を使って、振動板背面の音を音導部を通して外部への放出するようにしたので、本願発明によって、音のひずみが生じることはなく、良質な音を提供することが可能となる。
● 本実施の形態に係る音導部３は、音の進行方向に向かって音導空間３３の断面積が徐々に増加するホーンを形成している。よって、放射抵抗が大きくなり、振動板２２の振幅が小さくても効率が高くなって充分な音量を得ることができる。
● 本実施の形態に係る音導部３にはイコライザ３１が配されている。よって、イコライザ３１の形状を操作することで、音の進行方向に向かって音導空間３３の断面積が徐々に増加させることが可能になるため、音導部３を複雑な形状にする必要はない。
● 本実施の形態に係る音導部３は、孔１６から放出される音を振動板２２の振動方向と垂直の角度に導く。よって、従来はノイズとされていた振動板背面の音を音導部を通して外部への放出するようにしたので、振動板前面から放出される音のほかに、振動板背面からの音も活用できので、音のエネルギの効率的な活用が図れる。携帯電話等の小型の装置において、大出力のスピーカが備えられないとき、よって、小型のスピーカであっても、大出力が得られる。

なお、上記実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○ 上記実施の形態では、音導部３とフレーム１５とは別体の部材として説明したが、音導部３とフレーム１５とを一体のものとしてもよい。合成樹脂材料で成形で製作する場合、スライドを用いた金型を使えば容易に製造することができる。部品点数が削減でき、部品管理の費用、製品の製造原価低減の効果がある。
○ 上記実施の形態では、スピーカユニット１の背面の一方の側に配された端子柄７を回避して音導空間３３を設けるためにスリット３２が一方向にあるとして説明したが、場所が許せば二方向でも構わない。この場合、２つのスリットが角度をもって配されても構わない。複数の方向にスリットを設ければ、複数の方向に音を放出することが可能となる。
○ 上記実施の形態では、振動板２２の背面空間の音圧変動を軽減するための孔を利用して本願発明を実施した場合として説明したが、これに限られるわけではない。振動板の背面空間の音圧変動が問題とならない場合であっても、フレームに孔を設けて背面から音を放出するようにして本願発明を利用することはできる。
○ 上記実施の形態では、音導空間３３内にイコライザがある場合を説明したが、これに限定されるわけではない。イコライザがない場合であっても、音導部の形状を操作することで音導空間の断面積を徐々に増加させるようにすることは可能である。
○ 上記実施の形態では、音導部３の厚さを変えることなく孔１６からスリット３２へと音導空間３３の断面積が徐々に増加するホーンを形成する場合を説明したが、これに限定されるわけではない。スピーカユニットの設置スペースが許されるのであれば、音導部の厚さ（高さ）を変えることで音導空間の断面積を徐々に増加させることも可能である。

図１は本願発明の実施の形態に係るスピーカユニットの分解図である。 図２は本願発明の実施の形態に係るスピーカユニットを示す半断面図である。 図３は本願発明の実施の形態に係る音導部３単体の平面図である。

符号の説明

１：スピーカユニット
３：音導部
１５：フレーム
１６：孔
２２：振動板
２３：エッジ
３１：イコライザ
３３：音導空間

Claims (5)

1. 振動板を支持すると共に、当該振動板の背面側に放出される音を通過させる孔を備えるフレームと、
   前記孔を通過した音を、前記振動板の振動方向とは異なる角度に導いて放音させる音導部と、
   を備えることを特徴とするスピーカユニット。
2. 請求項１に記載のスピーカユニットにおいて、
   前記孔は前記振動板背面の音圧による音の歪を軽減する、
   ことを特徴とするスピーカユニット。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載のスピーカユニットにおいて、
   前記音導部はホーンを形成している、
   ことを特徴とするスピーカユニット。
4. 請求項３に記載のスピーカユニットにおいて、
   前記音導部はイコライザを備える、
   ことを特徴とするスピーカユニット。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスピーカユニットにおいて、
   前記音導部は、前記孔から放出される音を前記振動板の振動方向と垂直に導く、
   ことを特徴とするスピーカユニット。

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