JP2005192140A - スピーカユニット、スピーカ装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 スピーカの振動を利用して効果的にイオンを生成させることが可能で、生成したイオンを装置外に充分拡散させる。
【解決手段】 振動板１７を含む振動部材とこれを支持するフレーム１０とを少なくとも備えたスピーカユニット１であって、振動部材の振動に伴う空気振動を受ける位置に、フレーム１０又はフレーム１０に支持された構成材（磁気回路部、カバー１９等）に対して、周辺空気をイオン化するイオン生成材を装填する装填手段Ａを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スピーカユニット、スピーカ装置、電子機器に関するものである。

近年、消費者の健康に対する関心の高まりを反映して、エアコンや掃除機などの電気機器で、健康に良いとされるマイナスイオンを発生すると銘打った商品が販売され、いずれも好評を博している。

その中で、音楽によるリラックス効果とマイナスイオンによる健康回復効果を合わせる狙いから、スピーカとマイナスイオン発生装置とを組み合わせたものが各種提案されている。

例えば、下記特許文献１には、スピーカシステムにおけるスピーカボックス内に、高圧発生器から発生された高圧により放電してマイナスイオンを生成する放電針を配備したものが開示されている。下記特許文献２には、マイナスイオンを生成するとされるトルマリン（珪酸塩鉱物）微粉末を含有する柔軟材をスピーカの振動板に付設したものが開示されている。また、下記特許文献３には、スピーカのキャビネットを構成する柱等の長尺状部材にマイナスイオン発生部材を保持させたものが開示されている。

特開平７−１９４７１３号公報 特開２００２−８４５９４号公報 特開２００３−２０４５８８号公報

特許文献１に記載された従来技術のように、高圧によって放電針を放電させてマイナスイオンを生成する電気的な手法では、マイナスイオンと共にオゾンやＮＯｘの発生が避けられないので、不快な臭いが伴うという欠点があり、また、高圧発生によって消費電力が増大すると共に、放電に伴うノイズの発生等が問題になる。

また、特許文献２に記載された従来技術では、振動板に異物を入れ込むことになるので、振動板の振動特性が変化して音質劣化が起こる可能性がある。特にトルマリンは比重が高いので、振動板の比重が高くなって感度が低下するという不具合が生じる。また、トルマリン微粉末を含有する柔軟材を塗り込むものでは、トルマリン微粉末が空気に直接触れる面積が小さくなるので、効果的にマイナスイオンを生成することができないという問題がある。

更に、特許文献３に記載された従来技術では、マイナスイオン発生部材が震動源から離れているので、イオンの発生が少なく、また、発生したイオンを装置外に充分に拡散させることができないという問題がある。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、オゾン等のガス発生、消費電力の増大、ノイズの発生等の問題が生じないこと、スピーカの振動を利用して効果的にイオンを生成させることが可能であること、生成したイオンを装置外に充分拡散させることが可能なこと、音楽によるリラクゼーション効果とマイナスイオンによる健康回復効果が相乗的に得られ、室内又は車内居住環境の快適性が向上すること等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

［請求項１］振動板を含む振動部材とこれを支持するフレームとを少なくとも備えたスピーカユニットであって、前記振動部材の振動に伴う空気振動を受ける位置に、前記フレーム又は前記フレームに支持された構成材に対して、イオン生成材を装填する装填手段を設けたことを特徴とするスピーカユニット。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るスピーカユニットの基本構成を示す断面図である。ここでは、コーン型スピーカユニットを例示して説明するが、本発明の実施形態は特にこれに限定されるものではなく、ドーム型、ホーン型、平面・平板型等各種形態のものを対象とすることができる。また、コーン型スピーカユニットにおいても、以下の構造に特に限定されるものではない。

ここで例示したスピーカユニット１の構成は、フレーム１０と、このフレーム１０の底部に装着されたプレート１１，マグネット１２，ポールピース１３からなる磁気回路部と、プレート１１とポールピース１３との磁気ギャップ内に配置されて音声信号の供給によって駆動するボイスコイル１４と、このボイスコイル１４が周囲に巻き回されたボイスコイルボビン１５と、このボイスコイルボビン１５をフレーム１０に支持するダンパ１６と、ボイスコイルボビン１５に内周端が支持され、フレーム１０の外周部１０Ａにエッジ部１７Ａを介して外周端が支持された振動板１７とからなっている。

また、エッジ部１７Ａの外周はガスケット１８によってフレーム１０の外周部１０Ａに気密に取り付けられており、フレーム１０の外周部１０Ａには、振動板１７を覆うようにカバー１９が着脱自在に取り付けられている。また、ボイスコイル１４に対しては、ボイスコイルボビン１５及び振動板１７沿いに配線がなされており、この配線がフレキシブルワイヤ２１によってユニット外に引き出されている。このボイスコイル１４に音声信号が供給されると、ボイスコイルボビン１５が上下に駆動され、これによって、振動板１７、ダンパ１６といった振動部材が振動することになる。

そして、本発明の実施形態は、このような振動板１７を含む振動部材とこれを支持するフレーム１０とを少なくとも備えたスピーカユニット１であって、振動部材の振動に伴う空気振動を受ける位置に、フレーム１０又はフレーム１０に支持された構成材（磁気回路部、カバー１９等）に対して、イオン生成材を装填する装填手段Ａを設けたものである。

装填手段Ａの設置される位置は、例えば、通常はダストキャップが配置されているような振動板１７の前方中央部（Ａ１）、振動板１７の前方でカバー１９の内側部分（Ａ２）、振動板１７の後方で、フレーム１０側部の内側における通気孔１０ａのある部分（Ａ３）等のいずれか又は複数箇所である。Ａ１の箇所に配置される装填手段Ａは、ポールピース１３の頂部にスペーサ２２を介して配置することができる。Ａ２の箇所に配置される装填手段Ａは、カバーの裏面に直接又は支持手段を介して配置できる。また、Ａ３の箇所に配置される装填手段Ａは、フレーム側部の内面に直接又は支持手段を介して配置できる。

ここでいうイオン生成材とは、外的な電気エネルギの付与が無くても自身の帯電作用で周辺空気をプラス又はマイナスイオン化する機能を有するものを指しており、周辺空気をマイナスイオン化する材料としては、トルマリン（珪酸塩鉱物）、風化珊瑚等を例として挙げることができる。特に、トルマリンは、一般的にＮａ（Ｍｇ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｌｉ，Ａｌ）_３Ａｌ_６Ｓｉ_６Ｏ_１８（ＢＯ_３）_３（ＯＨ，Ｆ）_４で表される組成を有する珪酸塩鉱物であり、それ自身が極性を有するものである。このトルマリンに圧力や張力を加えると、一端が正に他端が負に分極し、それに伴って周囲の空気をマイナスイオン化する性質を有している。

このような実施形態に係るスピーカユニット１によると、振動部材の振動に伴う空気振動を受ける位置に、フレーム１０又はフレーム１０に支持される構成材に対して、イオン生成材を装填する装填手段Ａを設けているので、振動部材の極近くに配置された装填手段Ａに装填されたイオン生成材が直接的に振動部材による空気振動を受けることになる。これによって、比較的強い空気振動がイオン生成材に当たるので、イオン生成材がこれによって振動することになり効果的なイオン生成を促すことが可能になる。また、発生したイオンを振動部材による空気振動によって、充分にユニット外に拡散させることが可能になる。

また、ここで使用するイオン生成材は、電気エネルギの付与が無くてもイオン生成の機能をなすものであるから、オゾン等のガス発生、消費電力の増大、ノイズの発生等の問題が生じることが無く、更に、装填手段Ａが直接振動部材に接触して振動特性を変えることもないので、スピーカとしての音響特性を悪化させることなく、イオン発生機能を効果的に付加することが可能になる。

以下に、装填手段Ａの具体例を挙げて、本発明の実施形態を更に具体的に説明する。

図２及び図３（（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ断面図を示している。）は、本発明の実施形態に係るスピーカユニット１_１を示すものであって、前述したＡ１の箇所に装填手段Ａを配置した例を示すものである。前述の説明と共通箇所には同じ符号を付して重複した説明を一部省略する。

この実施形態に係るスピーカユニット１_１によると、磁気回路部（図示省略したポールピースの頂部）に支持され、ボイスコイルボビン１５内を貫通して振動板１７の前方に先端部を立設したスペーサ２２を設けて、このスペーサ２２の先端部にリング状の収容部３０を設けることで装填手段Ａを構成している。ここでスペーサ２２は、スピーカユニット１_１が同軸型の複合スピーカを構成する場合には、中心部に設置された高音用ユニット２２Ａの支持部（取り付け台）となる。また、収容部３０とスペーサ２２の先端部には、収容部３０が振動可能なように間隙を設けてある。

この収容部３０は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、周囲に通気孔３０ａが形成されており、内部の空間に例えばトルマリン等の周辺空気をマイナスイオン化する材料の粉末又は粒状体Ｍ１が装填されている。また、収容部３０は蓋部３０Ａを取り外せば、上部が開放して容易に内部の粉体又は粒状体Ｍ１を交換できるようになっている。

更に、収容部３０は部分的にバネ作用を有する支持部材３０Ｂでスペーサ２２に対して取り付けられている。また、収容部３０とスペーサ２２の先端部分には間隙部３０Ｃが形成されている。

このような実施形態のスピーカユニット１_１によると、振動板１７による空気振動が収容部３０の通気孔３０ａを介して直接的に収容部３０内に装填されたイオン生成材の粉末又は粒状体Ｍ１に触れることになり、この粉末又は粒状体Ｍ１に振動が与えられて効果的にイオン生成がなされる。また、この生成されたイオンを振動板１７の空気振動によってスピーカユニット前方に効果的に拡散させることができる。更に、イオン生成材（周辺空気をマイナスイオン化する材料）を粉末又は粒状体にしているので、空気と周辺空気をマイナスイオン化する材料とが接触する表面積が広くなり、大量のイオンを生成することが可能になる。

また、収容部３０自体がバネ作用を有する支持部材３０Ｂで支持されているので、振動板１７からの空気振動を受けて収容部３０が振動することになり、この振動によって粉末又は粒状体Ｍ１のイオン生成作用をより活性化することができる。

更には、収容部３０自体がフレーム１０に対して間接的に装着された振動部材になっているので、この固有周波数を調整することで、スピーカユニットとの共振を打ち消すか或いは吸収して、スピーカユニット１_１の音質を向上させる効果を見込むこともできる。収容部３０は、図示の例ではケース状のものを示しているが、これに限らず袋状のものであってもよい。

図４（図３（ｂ）に対応する図である。）は、他の実施形態を示すものであるが、この実施形態は、前述の実施形態と同様の収容部３０を備えるスピーカユニット１_１に対して、収容部３０内に、イオン生成材として、周辺空気をマイナスイオン化する材料からなる固形物Ｍ２を装填したものである（同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する）。この固形物Ｍ２は、トルマリン等の鉱物を所定形状に削りだしたものであってもよいし、或いは粉末又は粒状化したものをバインダに練り込んで固化したものであってもよい。表面に周辺空気をマイナスイオン化する材料がより多く露出するように形成することが好ましい。

このような実施形態によると、前述した実施形態と同様の作用が得られると共に、収容部３０内に固形物Ｍ２を装填するようにしたので、この固形物Ｍ２の交換を容易に行うことができるという利点がある。

図５は、他の実施形態を示すものである（同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する）。この実施形態は、前述したＡ２の箇所に装填手段Ａを配置した例の一つである。このスピーカユニット１_２は、ボイスコイルボビン１５の頂部を塞ぐようにダストキャップ４０を設け、フレーム１０の外周部１０Ａに、振動板１７を覆うように着脱自在にカバー１９を装着し、そのカバー１９の内面に収容部３１を設けて装填手段Ａとしたものであり、その収容部３１の内部に前述したイオン生成材の粉末又は粒状体Ｍ１或いは固形物Ｍ２を装填したものである。

この収容部３１は、カバー１９に用いられる布又は網状部材と同様の材料でポケット状又は袋状に形成することができる。図示の例では、リング状に形成しているが、カバーの中央部分又は外周部分を占めるように形成することもできる。

この実施形態においても、前述した実施形態と同様の作用を得ることができる。すなわち、振動板１７による空気振動が布又は網状部材で形成された収容部３１の通気孔を介して直接的に内部に装填された粉末又は粒状体Ｍ１（或いは固形物Ｍ２）に触れることになり、これによって振動を受けたイオン生成材が効果的にイオンを生成し、生成されたイオンがスピーカユニット前方に効果的に拡散されることになる。

また、これによっても布又は網状部材で形成されたカバー１９が多少の弾性を有するので、振動板１７の空気振動によって振動することになり、この振動によって、粉末又は粒状体Ｍ１のイオン生成作用をより活性化することができる。また、カバー１９自体がフレーム１０に対して着脱自在であるから、イオン生成が不要な場合には、カバー１９を取り外せば、本来のスピーカユニット１_２のみの機能にすることができる。

図６（同図（ａ）は部分断面斜視図、同図（ｂ）は平面図である）は、他の実施形態を示すものである（同一箇所には同一符号を付して重複説明を省略する）。この実施形態は、前述したＡ２の箇所に装填手段Ａを配置した他の例である。このスピーカユニット１_３は、ボイスコイルボビン１５の頂部を塞ぐようにダストキャップ４０を設け、フレーム１０の外周部１０Ａに、振動板１７を覆うように着脱自在にカバー１９を装着し、そのカバー１９の内面に、周辺空気をマイナスイオン化する材料を基材に練り込んだ構造体３２を、支持部材３３を介して取り付けて装填手段Ａとしたものである。

この実施形態においても、前述した実施形態と同様の作用を得ることができる。すなわち、振動板１７による空気振動が構造体３２に直接的に触れることになり、これによって効果的にイオンが生成され、これをスピーカユニット前方に効果的に拡散させることができる。

また、これによっても布又は網状部材で形成されたカバー１９が多少の弾性を有するので、振動板１７の空気振動によって振動することになり（支持部材３３をバネ作用を有する部材にすることでより効果的な振動が得られる）、この振動によって、構造体３２に練り込んだイオン生成材をより活性化することができる。また、カバー１９自体がフレーム１０に対して着脱自在であるから、イオン生成が不要な場合には、カバー１９を取り外せば、本来のスピーカユニット１_２のみの機能にすることができる。

図７は、本発明の実施形態に係るスピーカ装置を示すものであり、フレーム１０を備えたスピーカユニット１が、少なくとも１個、エンクロージャ５１に設置されものである。図に例示したスピーカ装置５０は、３個のスピーカユニット１（１Ａが低音用、１Ｂが中音用、１Ｃが高音用）がエンクロージャ５１に設置され、ターミナル５２Ａから入力された音声信号をディバイディングネットワーク回路５２で分波して、各スピーカユニット１Ａ〜１Ｃに信号が供給されるシステムを構築している。

このスピーカ装置５０の各スピーカユニット１Ａ〜１Ｃには、それぞれ前述したイオン生成材の装填手段Ａが配置されている。例えば、スピーカユニット１Ａには、前述のＡ２（カバーの内側部分），Ａ３（振動板の後方で、フレーム１０側部の内側における通気孔１０ａのある部分）の箇所、スピーカユニット１Ｂには、Ａ１（振動板の前方中央部），Ａ３の箇所、スピーカユニット１Ｃには、Ａ１の箇所にそれぞれ装填手段Ａが配置されている。

そして、イオン生成材で生成されたイオンをスピーカユニット１の前方から周囲に拡散しており、また、フレーム１０の通気孔１０ａからエンクロージャ５１内に拡散したイオンをエンクロージャ５１の開口部５１Ａから外に拡散させるようにしている。

図８は、本発明の実施形態に係る電子機器を示すものであり、前述したスピーカユニット１が、少なくとも１個、機器の筐体内に設置されたものである。ここでは、携帯型電子機器（携帯電話）６０を示しているが、これに限らず、スピーカユニットが設置された筐体を備えるものであれば如何なる種類の電子機器であってもよい。

この携帯型電子機器６０によると、筐体６１内に前述したスピーカユニット１が配備されており、このスピーカユニット１に装填されたイオン生成材によって生成されたイオンが筐体６１内から外に拡散されることになる。

このような実施形態に係るスピーカユニット１（１_１，１_２，１_３）、スピーカ装置５０、電子機器６０の特徴をまとめると以下のとおりである。

一つには、振動板１７を含む振動部材とこれを支持するフレーム１０とを少なくとも備えたスピーカユニット１であって、振動部材の振動に伴う空気振動を受ける位置に、フレーム１０又はフレーム１０に支持された構成材に対して、イオン生成材を装填する装填手段Ａを設けたことを特徴とする。

これによると、前述したように、振動部材の極近くに配置された装填手段Ａに装填されたイオン生成材が直接的に振動部材による空気振動を受けるので、比較的強い空気振動がイオン生成材に当たることになり、効果的なイオン生成を促すことが可能になる。そして、発生したイオンを振動部材による空気振動によって充分にユニット外に拡散させることが可能になる。

また、イオン生成材は、電気エネルギの付与が無くてもイオン生成の機能をなすものであるから、オゾン等のガス発生、消費電力の増大、ノイズの発生等の問題が生じることが無く、更に、装填手段Ａが直接振動部材に接触して振動特性を変えることもないので、スピーカとしての音響特性を悪化させることなく、イオン発生機能を効果的に付加することが可能になる。

更には、スピーカユニット１からの音楽によるリラクゼーション効果とマイナスイオンによる健康回復効果が相乗的に得られるので、スピーカを設置した室内環境を音楽鑑賞に適した快適性の高い状態にすることができる。

また一つには、前述のイオン生成材は周辺空気をマイナスイオン化する材料の粉末又は粒状体であることを特徴とする。これによると、周辺空気をマイナスイオン化する材料を粉末又は粒状体とすることで、イオン生成材が周辺空気に触れる広い表面積を確保できるようになり、イオンを大量に生成することができる。また、スピーカユニット１の振動部材による空気振動が周辺空気をマイナスイオン化する材料に効果的に付与されるので、これによっても大量のイオンを生成することが可能になる。

また一つには、前述したイオン生成材は周辺空気をマイナスイオン化する材料からなる固形物であることを特徴とする。これによると、周辺空気をマイナスイオン化する材料が固形物であるから交換作業が容易になると共に、スピーカユニット１への組み込み時の取り扱い性が良い。

また一つには、前述した装填手段Ａは、通気孔３０ａを有する収容部３０からなることを特徴とする。これによると、収容部３０内に装填されたイオン生成材は通気孔３０ａを介して直接的に振動部材による空気振動を受けることができる。また、生成されたイオンを通気孔３０ａから周囲に拡散させることができる。

また一つには、前述したイオン生成材は、周辺空気をマイナスイオン化する材料を基材に練り込んだ構造体３２であることを特徴とする。これによっても、イオン生成材を含む構造体３２に直接的に振動部材からの空気振動を当てることができ、生成したイオンを効果的に拡散させることができる。

また一つには、前述のイオン生成材は、交換可能に装填されていることを特徴とする。これによると、イオン生成材のイオン生成機能が低下した場合には、これを機能の高いものに交換することで、イオン生成効果を持続させることができる。

また一つには、前述の装填手段Ａは、弾性材を介して設置されていることを特徴とする。これによると、弾性材を介した設置で装填手段Ａ自体が振動しやすくなり、この振動によってイオン生成材の機能をより活性化させることができる。また、装填手段Ａ自体がフレーム１０に直接又は間接的に設置される振動部材になるので、この固有周波数を調整することで、スピーカユニットとの共振を打ち消すか或いは吸収して、スピーカユニットの音質を向上させる効果が得られる。

また一つには、前述の装填手段Ａは、振動板１７の前方に設置されていることを特徴とする。これによると、振動板１７の振動による発音とその振動によって拡散されたイオンを、スピーカユニットによって音を聞いている対象者に対して効果的に向けることができる。

また一つには、前述したスピーカユニット１が少なくとも１個設置されたスピーカ装置５０であって、該スピーカ装置５０のエンクロージャ５１内から外に、イオン生成材で生成されたマイナスイオンを拡散させることを特徴とする。これによると、スピーカ装置５０が設置される室内環境をマイナスイオンの発生によって改善して、音楽鑑賞に適した室内環境を得ることができる。

また一つには、前述したスピーカユニット１が少なくとも１個設置された電子機器６０であって、該電子機器６０の筐体内から筐体外に、前記イオン生成材で生成されたマイナスイオンを拡散させることを特徴とする。これによると、各種の電子機器とイオン生成器を兼用させることができるので、室内に設置する電子機器においては、設置スペースを省くことができ、携帯型の電子機器においては、イオン生成器を手軽に携帯すると同様の効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係るスピーカユニットを示す説明図（部分断面図）である。 本発明の実施形態に係るスピーカユニットを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るスピーカユニットを示す説明図（同図’ａ）は平面図、同図（ｂ）はＸ−Ｘ断面図、同図（ｃ）はＹ−Ｙ断面図）である。 本発明の実施形態に係るスピーカユニットを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るスピーカユニットを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るスピーカユニットを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る電子機器を示す説明図である。

符号の説明

１（１_１，１_２，１_３） スピーカユニット
Ａ 装填手段
１０ フレーム
１１ プレート
１２ マグネット
１３ ポールピース
１４ ボイスコイル
１５ ボイスコイルボビン
１６ ダンパ
１７ 振動板
１７Ａ エッジ部
１８ ガスケット
１９ カバー
２１ フレキシブルワイヤ
２２ スペーサ ２２Ａ 高音用ユニット
３０，３１ 収容部
３０ａ 通気孔
３０Ａ 蓋部
３０Ｂ 支持部材
３０Ｃ 間隙部
４０ ダストキャップ
３２ 構造体
３３ 支持部材
５０ スピーカ装置
５１ エンクロージャ
５１Ａ 開口部
５２ ディバイディングネットワーク回路
５２Ａ ターミナル
６０ 電子機器
６１ 筐体

Claims (10)

1. 振動板を含む振動部材とこれを支持するフレームとを少なくとも備えたスピーカユニットであって、
   前記振動部材の振動に伴う空気振動を受ける位置に、前記フレーム又は前記フレームに支持された構成材に対して、イオン生成材を装填する装填手段を設けたことを特徴とするスピーカユニット。
2. 前記イオン生成材は周辺空気をマイナスイオン化する材料の粉末又は粒状体であることを特徴とする請求項１に記載されたスピーカユニット。
3. 前記イオン生成材は周辺空気をマイナスイオン化する材料からなる固形物であることを特徴とする請求項１に記載されたスピーカユニット。
4. 前記装填手段は、通気孔を有する収容部からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたスピーカユニット。
5. 前記イオン生成材は、周辺空気をマイナスイオン化する材料を基材に練り込んだ構造体であることを特徴とする請求項１に記載されたスピーカユニット。
6. 前記イオン生成材は、交換可能に装填されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載されたスピーカユニット。
7. 前記装填手段は、弾性材を介して設置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたスピーカユニット。
8. 前記装填手段は、前記振動板の前方に設置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたスピーカユニット。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載されたスピーカユニットが少なくとも１個設置されたスピーカ装置であって、該スピーカ装置のエンクロージャ内から外に、前記イオン生成材で生成されたマイナスイオンを拡散させることを特徴とするスピーカ装置。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載されたスピーカユニットが少なくとも１個設置された電子機器であって、該電子機器の筐体内から筐体外に、前記イオン生成材で生成されたマイナスイオンを拡散させることを特徴とする電子機器。

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