JP2006086733A - Thin tweeter - Google Patents
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Description
本発明は、高音域再生用のスピーカであるツイータに関し、更に詳しく述べると、コイルを一体的に形成した振動膜と、多極着磁が施された一体構造の永久磁石板とを対向配置した電磁音響変換部を有し、その振動膜の裏面側を閉塞構造にすることによって、良好な高音域再生特性を発現させた薄型ツイータに関するものである。 The present invention relates to a tweeter that is a speaker for high-frequency range reproduction. More specifically, a vibration film integrally formed with a coil and a monolithic permanent magnet plate subjected to multipolar magnetization are arranged to face each other. The present invention relates to a thin tweeter having an electroacoustic transducer and having a closed structure on the back surface side of the vibration film, which exhibits good high-frequency reproduction characteristics.
周知のように、スピーカには様々な構造があり、電磁方式としてはコーン型が一般的である。しかし近年、永久磁石と振動膜とを組み合わせた薄型スピーカが開発されている。この種の薄型スピーカとして、可撓性を有する樹脂フィルムにコイルを一体的に形成した振動膜と、多極着磁が施されて前記振動膜の表裏両面にそれぞれ対向配置される永久磁石板と、該永久磁石板を保持するケースを具備し、永久磁石板は帯状にN極とS極とが交互に現れるような平行縞状着磁パターンを有し、コイルは直線部分を備えた導体パターンを有し、振動膜と永久磁石板とを、コイルの直線部分がS極とN極との境界領域に位置するように組み合わせる構造が開発され、一部で実用化されている(特許文献1参照)。 As is well known, speakers have various structures, and a cone type is generally used as an electromagnetic system. However, in recent years, thin speakers combining a permanent magnet and a diaphragm have been developed. As this type of thin speaker, a vibration film in which a coil is integrally formed on a flexible resin film, and a permanent magnet plate that is subjected to multipolar magnetization and is disposed opposite to both the front and back surfaces of the vibration film, A conductor pattern comprising a case for holding the permanent magnet plate, the permanent magnet plate having a parallel striped magnetization pattern in which N poles and S poles appear alternately in a strip shape, and the coil having a straight portion And a structure in which the diaphragm and the permanent magnet plate are combined so that the linear portion of the coil is located in the boundary region between the S pole and the N pole has been developed and partially put into practical use (Patent Document 1) reference).
このような薄型スピーカでは、永久磁石板によって生じる磁束が振動膜のコイルに鎖交し、コイルに流れる駆動電流と永久磁石板による磁界との相互作用により、振動膜のほぼ全体が膜面に垂直方向に振動し、それによって音波が生じるように構成されている。 In such a thin speaker, the magnetic flux generated by the permanent magnet plate is linked to the coil of the diaphragm, and the interaction between the drive current flowing through the coil and the magnetic field of the permanent magnet plate causes almost the entire diaphragm to be perpendicular to the film surface. It is configured to vibrate in the direction and thereby generate sound waves.
従来のこの種の薄型スピーカは、その構造上、振動膜を大型化しても薄型化でき、振動膜の周辺が固着されずフリー(自由な状態)になっているので、駆動電流に対して忠実な再生音が生じ、しかも振幅を大きくできるなどの利点がある。このような利点を生かすため、専らフルレンジ用として音圧−周波数特性ができるだけ広い音域にわたって良好となるように設計・製作されており、構造的には表裏両側の永久磁石板及びケース面に多数の通気孔を形成して両方向に放音可能な開放構造とし、十分大きな音響エネルギーを放出できるように構成している。 This type of conventional thin speaker can be thinned even if the diaphragm is enlarged due to its structure, and the periphery of the diaphragm is free from being fixed without being fixed, so it is faithful to the drive current. There is an advantage that a large reproduced sound is generated and the amplitude can be increased. In order to take advantage of these advantages, it has been designed and manufactured exclusively for the full range so that the sound pressure-frequency characteristics are good over the widest possible sound range. Ventilation holes are formed to provide an open structure that can emit sound in both directions, so that a sufficiently large acoustic energy can be emitted.
他方、2ウエイあるいは3ウエイなど複数種類のスピーカを組み合わせて全体として広い音域にわたって平坦な音圧特性を有するスピーカシステムを構成することも多いが、特に薄型のディスプレイ装置と組み合わせるような用途においては、小型で且つ薄型のツイータが求められている。しかし、上記のような従来構造では、単に振動膜を小型化しただけでは、高音域の音圧−周波数特性を良好にすることができない。また、従来の一般的なコーン型スピーカを用いたのでは薄型化は困難である。
本発明が解決しようとする課題は、薄型構造でありながら、音圧−周波数特性が高音域再生用として望ましい曲線が得られるような薄型ツイータを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a thin tweeter that has a thin structure and can obtain a desired curve for sound pressure-frequency characteristics for high-frequency reproduction.
本発明は、可撓性を有する樹脂フィルムにコイルを一体的に形成した振動膜と、多極着磁が施されて前記振動膜面に対向配置される永久磁石板と、それら永久磁石板及び振動膜を保持するケースを具備し、永久磁石板による磁束が振動膜のコイルに鎖交するように組み合わせられている薄型スピーカにおいて、振動膜の表面側は多数の通気孔を有する放音可能な開放構造であるのに対して、振動膜の裏面側は通気孔を有しない閉塞構造になっていることを特徴とする薄型ツイータである。 The present invention relates to a vibration film in which a coil is integrally formed on a resin film having flexibility, a permanent magnet plate that is subjected to multipolar magnetization and is disposed to face the vibration film surface, the permanent magnet plate, In a thin speaker that has a case for holding the diaphragm and is combined so that the magnetic flux generated by the permanent magnet plate is linked to the coil of the diaphragm, the surface of the diaphragm has a number of ventilation holes and can emit sound. In contrast to the open structure, the back side of the diaphragm is a closed structure that does not have a vent hole.
本発明者等は、従来技術として引用した特許文献1の発明者であるが、その後、この種の薄型スピーカに関して、A3ユニットを組み合わせた畳大の超大型スピーカから携帯電話機に組み込めるような超小型スピーカまで、試作研究及び実用化を行ってきた。その開発過程において、裏面側の通気孔を塞ぐことによって高音域における音圧特性が急峻に且つ滑らかに立ち上がり良好なツイータ特性が発現することを見出した。本発明は、かかる現象の知得に基づき完成されたものである。 The inventors of the present invention are inventors of Patent Document 1 cited as the prior art. Thereafter, with respect to this type of thin speaker, an ultra-compact size that can be incorporated into a mobile phone from a tatami-sized super-large speaker combined with an A3 unit. Prototype research and practical application have been conducted up to speakers. During the development process, it was found that the sound pressure characteristic in the high sound range sharply and smoothly rises and a good tweeter characteristic appears by closing the vent on the back side. The present invention has been completed based on the knowledge of this phenomenon.
より好ましくは、本発明は、可撓性を有する樹脂フィルムにコイルを一体的に形成した振動膜と、多極着磁が施されて前記振動膜の表裏両面にそれぞれ対向配置される永久磁石板と、それら永久磁石板及び振動膜を保持するケースを具備し、永久磁石板は帯状にN極とS極とが交互に現れるような平行縞状着磁パターンを有し、コイルは直線部分を備えた導体パターンを有し、振動膜と永久磁石板は、コイルの直線部分がS極とN極との境界領域に位置するように組み合わせられている薄型スピーカにおいて、振動膜の表面側の永久磁石板及びケース面は多数の通気孔を有する放音可能な開放構造であるのに対して、振動膜の裏面側の永久磁石板及び/又はケース面は通気孔を有しない閉塞構造になっていることを特徴とする薄型ツイータである。裏面側のケース面が通気孔を有しない閉塞構造になっている場合には、裏面側の永久磁石板に貫通孔が形成されていてもよい。つまり、表裏両方の永久磁石板は、同一の多孔構造であってよい。 More preferably, in the present invention, a vibration film in which a coil is integrally formed on a resin film having flexibility, and a permanent magnet plate that is subjected to multipolar magnetization and is disposed to face both the front and back surfaces of the vibration film. And a case for holding the permanent magnet plate and the vibration film, the permanent magnet plate has a parallel striped magnetization pattern in which N poles and S poles appear alternately in a strip shape, and the coil has a straight portion. In the thin speaker in which the diaphragm and the permanent magnet plate are combined so that the linear portion of the coil is located in the boundary region between the south pole and the north pole, the permanent film on the surface side of the diaphragm is provided. While the magnet plate and the case surface have a sound-released open structure having a large number of ventilation holes, the permanent magnet plate and / or the case surface on the back side of the vibration membrane has a closed structure without ventilation holes. A thin tweeter characterized by That. When the back side case surface has a closed structure that does not have a vent hole, a through hole may be formed in the back side permanent magnet plate. That is, both the front and back permanent magnet plates may have the same porous structure.
永久磁石板の形状や素材は任意であり、焼結磁石や金属磁石などでもよいが、一般的にはフェライトや希土類磁性粉(Sm−Co系やネオジ鉄など)を含んだプラスチック磁石を用いる。振動膜は、典型的には、コイルとなる蛇行(往復)形状の導体パターンを樹脂フィルムの片面に印刷配線することで形成する。S極とN極との境界領域に位置するコイルの直線部分は、1本に限らず複数本並設された状態(多重蛇行パターン)でもよい。導体パターンを樹脂フィルムの両面に形成することもできる。 The shape and material of the permanent magnet plate are arbitrary, and may be a sintered magnet or a metal magnet, but generally a plastic magnet containing ferrite or rare earth magnetic powder (such as Sm—Co or neodymium iron) is used. The vibration film is typically formed by printing and wiring a meandering (reciprocating) conductor pattern serving as a coil on one surface of a resin film. The linear portion of the coil located in the boundary region between the S pole and the N pole is not limited to one, but may be a state in which a plurality of coils are arranged in parallel (multiple meander pattern). Conductive patterns can also be formed on both sides of the resin film.
これらにおいて、振動膜と永久磁石板との間に通気性と弾力性を有する緩衝シートが介装され、振動膜の周辺は接着剤などで固着されずフリー(自由な状態)になっていることが好ましい。 In these, a cushioning sheet having air permeability and elasticity is interposed between the vibration film and the permanent magnet plate, and the periphery of the vibration film is not fixed by an adhesive or the like and is free (free state). Is preferred.
本発明に係る薄型ツイータは、振動膜の背面側を閉塞したことにより、高音域側で音圧が高くなり、ツイータとして良好な音圧−周波数特性が得られる。また、基本的に永久磁石板と振動膜との組み合わせであるから薄型化できるほか、高音域では振動膜の振動振幅が非常に小さいこともあって永久磁石板と振動膜との間隔を狭くでき、電磁エネルギーの音響エネルギーへの変換効率も高まる。 Since the thin tweeter according to the present invention closes the back side of the diaphragm, the sound pressure is increased on the high sound range side, and good sound pressure-frequency characteristics as a tweeter can be obtained. In addition, it is basically a combination of a permanent magnet plate and a diaphragm, so it can be made thinner, and in the high sound range, the vibration amplitude of the diaphragm is very small, so the distance between the permanent magnet plate and the diaphragm can be narrowed. Also, the conversion efficiency of electromagnetic energy into acoustic energy is increased.
本発明では振動膜の周辺を強固に固着することなくフリーにできるので、周辺部に支点が生じず、コイル駆動電流の高音域成分に対して忠実な再生音が得られる。また、一体構成の多極着磁永久磁石板を用いるので、容易且つ高精度で製作できるし、十分な機械的強度を持たせることができる。 In the present invention, since the periphery of the vibration film can be made free without being firmly fixed, a fulcrum does not occur in the peripheral portion, and a reproduced sound faithful to the high frequency range component of the coil drive current can be obtained. In addition, since the multi-pole magnetized permanent magnet plate having an integral structure is used, it can be manufactured easily and with high accuracy, and sufficient mechanical strength can be provided.
本発明に係る薄型ツイータの最適構造の一例を図1〜図2に示す。図1は分解斜視図であり、図2は外観説明図であって裏面(A)/表面(B)/側面(C)をそれぞれ表している。 An example of the optimum structure of the thin tweeter according to the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view, and FIG. 2 is an explanatory view of the outer appearance, showing a back surface (A) / front surface (B) / side surface (C).
本発明に係る薄型ツイータは、主として、コイルを一体的に形成した振動膜10と、多極着磁が施されて前記振動膜10の表裏両面にそれぞれ磁気的に僅かな間隔をおいて対向配置される永久磁石板12,14と、それら永久磁石板12,14及び振動膜10などを保持するケース16を具備し、両永久磁石板12,14による磁束が振動膜10のコイルに鎖交するように組み合わせられている。図示のように、本発明における磁気駆動源は、平板状あるいはシート状の一体化されている(分離していない)永久磁石板である。
The thin tweeter according to the present invention mainly includes a
振動膜10は、可撓性を有する樹脂フィルム(例えばポリイミド樹脂系フィルムなど)20の片面にコイル22となる蛇行(往復)形状の導体パターンを印刷配線技法により一体的に形成したものである。永久磁石板12,14は、例えばSm−Co系のプラスチック磁石などであり、帯状にN極とS極とが交互に現れるような平行縞状の着磁パターンを有するように、平行で対称に同一磁気強度でほぼ全面にわたって多極着磁が施されているものである。これらの振動膜10と永久磁石板12,14は、コイル22の直線部分がS極とN極との境界を中心線としてほぼ完全にセンター振り分けにて空間配置されるように組み合わされる。
The
表面側に位置する永久磁石板12は、S極とN極との境界領域に多数の通気孔24が整列形成されている形状である。それに対して、この例では、裏面側に位置する永久磁石板14は、通気孔の無い形状になっている。
The
振動膜10と両永久磁石板12,14との間には、通気性と弾力性を有する緩衝シート26が介装され、振動膜10の周辺は固着されずフリー(自由な状態)になっている。但し、面内方向、特にコイルの直線部分に直交する方向については、位置ずれが生じないようにする必要がある。この例では、振動膜10と緩衝シート26の間のコイル引き出し側の1辺に帯状スペーサ28を設けて押さえ(接着剤などで強固に固定しない)、残りの3辺は完全フリーの状態にしている。緩衝シート26としては、例えば1枚ないし複数枚の不織布を使用する。ツイータは高音域再生用であり、振動膜自体の振動振幅は非常に小さいので、本質的には緩衝シートを介装する必要はない。しかし、防塵あるいは保護並びに設計・組立上の要請から、このように緩衝シートを介装することができる。なお、この例では、振動膜10の1辺を帯状スペーサ28により押さえているが、ツイータでは実用特性上、大きな問題はない。その保持辺を折り曲げることで、コイル端末を引き出せるようにしている。
A
ケース16は、表側に位置する容器状のケース本体30と平板状の裏蓋32の組み合わせからなる。ケース本体30は、金属板(鉄板など)を打ち抜き曲げ加工(あるいは絞り加工)を施した一体成形品であり、その主面には永久磁石板12に設けた通気孔24と丁度同じ位置に通気孔34が形成されている。裏蓋32も金属板(鉄板など)を打ち抜き加工したものであり、外周に取り付け部36が一体的に形成されていると共に、裏面側に外部端子38(図2参照)を設けた構造である。裏蓋32には通気孔は形成されていない。ケース本体30の周囲に複数の爪部40が分散形成されており、各爪部40を裏蓋32の切り込み42に合わせて裏側で折り曲げることで、振動膜10及び永久磁石板12,14などを包囲した状態で結合固定する。爪部40の折り曲げで固定する方式は、止めネジなどを必要としないため、部品点数の削減や組立工数の削減などの観点で好ましい。なお、振動膜10に形成されているコイル端末を裏蓋32の裏面側に設けられている外部端子38に接続する。
The
上記の例では、振動膜の裏面側の永久磁石板と裏蓋が共に通気孔を有しない閉塞構造になっている。しかし、本発明では振動膜の裏面側が閉塞構造になっていればよく。裏蓋に通気孔が無ければ永久磁石板に通気孔があっても構わない。永久磁石板に通気孔があってよいと、表側と裏側で同じ永久磁石板を兼用でき部品点数が少なくできるし、通気孔を形成した分だけ軽くなり材料も少なくて済む。 In the above example, both the permanent magnet plate and the back cover on the back side of the vibration membrane have a closed structure that does not have a vent hole. However, in the present invention, it is only necessary that the back surface side of the vibration film has a closed structure. If there is no vent hole in the back cover, the permanent magnet plate may have a vent hole. If the permanent magnet plate may have a vent hole, the same permanent magnet plate can be used on the front side and the back side, the number of parts can be reduced, and the amount of material can be reduced because the vent hole is formed.
なお、図1に示している例は平板構造であるが、表面側が凸となるような湾曲構造にすることもできる。外形は矩形のみならず、任意の形状とすることも自由である。ケースやスペーサの構造なども変更可能であり、枠状のスペーサと表裏両面共に平板状の磁石保持板でケースとすることもできる。その場合、枠状のスペーサがケースの側面となるとともに、振動膜の面内方向の移動を阻止する機能を果たす。 In addition, although the example shown in FIG. 1 is a flat plate structure, it can also be made into a curved structure in which the surface side is convex. The outer shape is not limited to a rectangle, but can be any shape. The structure of the case and the spacer can also be changed, and the frame-shaped spacer and both the front and back surfaces can be made of a flat magnet holding plate. In that case, the frame-shaped spacer serves as the side surface of the case and functions to prevent the vibration film from moving in the in-plane direction.
裏側のみを閉塞した本発明品(A)と、表裏同じように通気孔を開けた従来構造(比較例)(B)とについて、音圧−周波数特性を測定した結果を図3に示す。測定に使用した薄型ツイータの外形状は、取り付け部を除いて、縦53mm、横39mm、厚さ約6mmであり、入力インピーダンスは4Ωである。特性線図は、0dB=80dB、1メートルにて、1W入力時の測定結果である。 FIG. 3 shows the results of measuring the sound pressure-frequency characteristics of the product (A) of the present invention in which only the back side is closed and the conventional structure (comparative example) (B) in which vent holes are formed in the same manner as the front and back sides. The outer shape of the thin tweeter used for the measurement is 53 mm in length, 39 mm in width, about 6 mm in thickness, excluding the mounting portion, and the input impedance is 4Ω. The characteristic diagram is a measurement result at 0 dB = 80 dB, 1 meter, and 1 W input.
比較例(B)の構成では、音圧は500Hz近傍から徐々に立ち上がり、約4kHzよりも高周波側で平坦化しようとするが、大きく波打つように変動する。それに対して本発明品(A)の構成では、音圧は2kHz近傍から急激に且つ滑らかに立ち上がり、約8kHzよりも高周波側で良好な平坦特性が得られる。また、本発明品は、8kHz以上の高音域での音圧が比較例に比べて10dB以上向上している。両方の特性線図を比べると、本発明品はツイータとして極めて良好な特性であることが分かる。 In the configuration of the comparative example (B), the sound pressure gradually rises from around 500 Hz and attempts to flatten on the higher frequency side than about 4 kHz, but fluctuates so as to be greatly undulated. On the other hand, in the configuration of the product (A) of the present invention, the sound pressure rises sharply and smoothly from around 2 kHz, and a good flat characteristic is obtained on the higher frequency side than about 8 kHz. Further, in the product of the present invention, the sound pressure in a high sound range of 8 kHz or higher is improved by 10 dB or more compared to the comparative example. Comparing both characteristic diagrams, it can be seen that the product of the present invention has extremely good characteristics as a tweeter.
10 振動膜
12,14 永久磁石板
16 ケース
24,34 通気孔
10
Claims (3)
振動膜の表面側は多数の通気孔を有する放音可能な開放構造であるのに対して、振動膜の裏面側は通気孔を有しない閉塞構造になっていることを特徴とする薄型ツイータ。 A vibration film in which a coil is integrally formed on a flexible resin film, a permanent magnet plate that is subjected to multipolar magnetization and is disposed to face the vibration film surface, and holds the permanent magnet plate and the vibration film In a thin speaker that is combined so that the magnetic flux generated by the permanent magnet plate is linked to the coil of the diaphragm,
A thin tweeter characterized in that the surface side of the diaphragm has an open structure capable of sound emission having a large number of ventilation holes, whereas the back side of the diaphragm has a closed structure without ventilation holes.
振動膜の表面側の永久磁石板及びケース面は多数の通気孔を有する放音可能な開放構造であるのに対して、振動膜の裏面側の永久磁石板及び/又はケース面は通気孔を有しない閉塞構造になっていることを特徴とする薄型ツイータ。 A vibration film in which a coil is integrally formed on a flexible resin film, a permanent magnet plate that is subjected to multipolar magnetization and is disposed opposite to the front and back surfaces of the vibration film, and the permanent magnet plate and vibration A permanent magnet plate having a parallel striped magnetization pattern in which N poles and S poles appear alternately in a strip shape, and a coil having a conductor pattern with straight portions; In the thin speaker in which the diaphragm and the permanent magnet plate are combined so that the linear portion of the coil is located in the boundary region between the S pole and the N pole,
The permanent magnet plate and the case surface on the surface side of the diaphragm have an open structure capable of emitting sound, and the permanent magnet plate and / or the case surface on the back side of the diaphragm have vent holes. A thin tweeter characterized by having a closed structure that does not have.
The thin film according to claim 1 or 2, wherein a cushioning member having air permeability and elasticity is interposed between the vibration film and the permanent magnet plate, and the periphery of the vibration film is not fixed and most of it is in a free state. Tweeter.
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