JP2006165913A

JP2006165913A - スピーカフレーム及びスピーカフレームを備えたスピーカ装置

Info

Publication number: JP2006165913A
Application number: JP2004353313A
Authority: JP
Inventors: Minoru Horigome; 実堀米; Toshihiro Hikichi; 俊博引地; Takahisa Haba; 貴久幅
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US20060147066A1; US7668333B2

Abstract

【課題】軽量化を犠牲にせずに、高い圧縮強度を確保して、音響特性の向上を安価に実現することのできるスピーカフレーム及びスピーカフレームを備えたスピーカ装置を提供する。
【解決手段】スピーカフレーム１０において、後端壁部３１及びダンパ支持部３３にエッジ支持部３５を連結する複数本のフレームアーム３７は、エッジ支持部３５からダンパ支持部３３側に向かって徐々に幅が増大すると共に、隣接するフレームアーム３７相互の互いに対向した側縁３７ａのダンパ支持部３３側の端部が、隣接するフレームアーム３７間の角の二等分線を対称軸とする単一の滑らかな曲線状に連続する構成とし、且つ、各フレームアーム３７には、開口縁に補強用リブ４１，４２が立設された通気窓３８を装備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピーカの振動系を支持するスピーカフレーム及びスピーカフレームを備えたスピーカ装置に関する。

現在実用されているスピーカ装置の殆どが動電形のスピーカで占められている。これは、動電形スピーカは、振幅を大きくとれるために低音再生限界を伸ばせることや、設計によってはかなりの能率を実現することができるからである。
動電形のスピーカ装置は、通常、振動板やボイスコイルボビン等の振動系を支持するスピーカフレームの後端壁に、磁気回路が固定された構成である。

図１は、従来の動電形のスピーカ装置におけるスピーカフレームの後面図である。
このスピーカフレーム１０１は、磁気回路を固定する後端壁部１０２と、この後端壁部１０２から前方に所定距離だけ延出した位置に形成されたダンパ支持部１０４と、更にこのダンパ支持部１０４から前方に所定距離離れた位置に装備されたエッジ支持部１０５と、後端壁部１０２及びダンパ支持部１０４に前記エッジ支持部１０５を連結する複数本のフレームアーム１０６とを、鋼板のプレス成形により一体形成したものである。

ダンパ支持部１０４は、振動板の内周に接続されたボイスコイルボビンをスピーカ中心軸線に沿って進退自在に支持するダンパの外周縁が貼着・固定される部位である。
エッジ支持部１０５は、振動板の外周に接続されたエッジが貼着・固定される部位である。

フレームアーム１０６は、通常、スピーカ中心軸を起点とする放射状に、４本又は５本配置されており、幅寸法ｗをエッジ支持部１０５側からダンパ支持部１０４側まで略一定に設定すると共に、フレームアーム１０６の両側縁とダンパ支持部１０４の外周円との連続部を比較的に小さな円弧Ｒ１に設定したものが多い（例えば、特許文献１参照）。
なお、隣接するフレームアーム１０６相互間の開口１０７の形状は、フレームアーム１０６の幅寸法ｗが略一定のため、扇形になっている。

特開２０００−２４４９９７号公報

ところで、スピーカフレームでは、フレームの剛性が低いと、振動系を介して伝播される不要波等による共振が発生し、振動板が発生する本来の音を濁すなど、音響特性の低下を招く。従って、スピーカフレームでは、共振の発生を防止するために、できるだけ高い剛性（機械的強度）を付与しておくことが望ましい。このスピーカフレームの剛性は、通常、後端壁部とエッジ支持部との間にスピーカ中心軸方向の圧縮荷重をかけて、座屈破壊する時の荷重によって評価される。

前述したスピーカフレーム１０１の場合、圧縮荷重をかけると、フレームアーム１０６とダンパ支持部１０４との接続部の小さな円弧Ｒ１に応力集中が起こり易く、フレームアーム１０６の幅寸法ｗをかなり大きくしないと、十分な圧縮強度を得ることが難しい。
しかし、フレームアーム１０６の幅寸法ｗを大きくすると、その分、フレームアーム１０６相互間の開口１０７の開口面積が小さくなり、振動板背面での音の抜けが悪くなり、音響特性の低下を招く虞があった。
また、フレームアーム１０６の幅寸法ｗの増大が、スピーカフレーム１０１の軽量化を損なうという問題も生じる。

軽量化を犠牲にせずにスピーカフレームの圧縮強度を高める手段としては、スピーカフレームを鋼板のプレス成形品でなく、アルミダイキャスト製に変更することも考えられる。しかし、アルミダイキャスト製にすると、材料コスト、製造コストが大幅に増大し、スピーカ装置のコストアップを招くという問題があった。

本発明が解決しようとする課題としては、軽量化及び低コスト化を犠牲にせずに、高い圧縮強度を確保して、音響特性の向上を実現することのできるスピーカフレーム及びスピーカフレームを備えたスピーカ装置を提供することがその一例として挙げられる。

上記課題を解決するために、請求項１に記載のスピーカフレームは、磁気回路を固定する後端壁部と、該後端壁部から前方に所定距離だけ延出した位置に形成されたダンパ支持部と、更に該ダンパ支持部から前方に所定距離離れた位置に装備されて振動板外周のエッジが貼着固定されるエッジ支持部と、前記後端壁部及びダンパ支持部に前記エッジ支持部を連結する複数本のフレームアームと、を一体形成したスピーカフレームであって、各フレームアームは、エッジ支持部からダンパ支持部側に向かって徐々に幅が増大すると共に、隣接するフレームアーム相互の互いに対向した側縁のダンパ支持部側の端部が、隣接するフレームアーム間の角の二等分線を対称軸とする単一の滑らかな曲線状に連続し、各フレームアームの幅方向の中央部には、単一の通気窓が開口すると共に、前記通気窓の開口縁には、補強用リブが立設されたことを特徴とする。

請求項４に記載のスピーカ装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカフレームを備えたことを特徴とする。

以下、本発明に係るスピーカフレーム及びスピーカフレームを備えたスピーカ装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図２は本発明に係るスピーカフレームを備えたスピーカ装置の一実施の形態の縦断面図、図３は図２に示したスピーカフレームの一実施の形態の後面図、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図である。

図２に示したスピーカ装置２１は、外周部の形状が楕円形の振動板７を使用した動電形スピーカ装置で、センターポール１を有したヨーク２の上部にはリング状のマグネット３が固着されている。マグネット３の上部には、リング状のプレート４が固着されている。これらのセンターポール１、ヨーク２、マグネット３、プレート４により、振動板７を駆動するための磁気回路２３が構成されている。
この磁気回路２３を構成するプレート４とセンターポール１とによって形成されるギャップには、ボイスコイル５が巻回されたコイルボビン６が配設されている。

コイルボビン６には、振動板７の内周が固定されている。また、振動板７には、振動板７の内周開口部を覆うように、センターキャップ（ダストキャップ）８が貼付されている。振動板７の外周縁部は、プレート４に取付けられたスピーカフレーム１０の前端のエッジ支持部にエッジ９を介して支持されている。
なお、図中符号１１はリング状のパッキン、符号１２はコルゲーションダンパをそれぞれ示している。

この一実施の形態のスピーカフレーム１０は、図３に示すように、磁気回路２３を固定する後端壁部３１と、この後端壁部３１から前方に所定距離だけ延出した位置に形成されたダンパ支持部３３と、更にこのダンパ支持部３３から前方に所定距離離れた位置に装備されて振動板７の外周のエッジ９の外周縁が貼着固定されるエッジ支持部３５と、後端壁部３１及びダンパ支持部３３にエッジ支持部３５を連結する４本のフレームアーム３７とを、鋼板のプレス成形によって一体形成したものである。

ダンパ支持部３３は、コルゲーションダンパ１２の外周縁を貼着する環状の平坦部である。
エッジ支持部３５は、エッジ９の外周縁を貼着する環状の平坦部３５ａと、この平坦部３５ａの外周を折り曲げたパッキン押さえ壁３５ｂとを備えており、パッキン押さえ壁３５ｂは強度を向上させる補強用リブとしても機能する。

本実施の形態の場合、各フレームアーム３７は、エッジ支持部３５からダンパ支持部３３側に向かって徐々に幅寸法ｗが増大すると共に、隣接するフレームアーム３７相互の互いに対向した側縁３７ａのダンパ支持部３３側の端部が、隣接するフレームアーム３７間の角の二等分線Ａｘ，Ａｙを対称軸とする単一の滑らかな曲線状に連続している。

また、各フレームアーム３７の幅方向の中央部には、単一の通気窓３８が開口すると共に、この通気窓３８の開口縁とフレームアーム３７の両側縁には、図４に示すように、それぞれ、補強用リブ４１，４２が立設されている。
上記の補強用リブ４１，４２は、プレス加工による切り起こし、又は絞り加工によってフレームアーム３７に一体形成されている。

以上に説明したスピーカフレーム１０では、ダンパ支持部３３の外周とフレームアーム３７の接続部は、図３に矢印（イ），（ロ）で示すように、曲率半径の大きな湾曲線になるため、圧縮荷重を受けた場合でも、該接続部に応力集中が起こらない。従って、まず、応力集中の回避により、圧縮強度の向上を図ることができる。
そして、フレームアーム３７は、幅寸法ｗがエッジ支持部３５からダンパ支持部３３に向かって徐々に増大するテーパ状になるため、フレームアーム３７の平均的な幅寸法が増大し、フレームアーム３７の断面積の増大による圧縮強度の向上も実現できる。
また、フレームアーム３７が幅広になっても、フレームアーム３７には通気窓３８が開口しているため、後方への音の抜けが阻害されることがない。
また、通気窓３８の開口縁に装備した補強用リブ４１も、フレームアーム３７の圧縮強度を増加させる。

即ち、本実施の形態のスピーカフレーム１０では、フレームアーム３７とダンパ支持部３３との接続部における応力集中の回避、フレームアーム３７の幅寸法ｗの増大による圧縮強度の向上、フレームアーム３７に装備された通気窓３８の開口縁の補強用リブ４１によるフレームアーム３７の強度向上等が相乗し、フレームアーム３７の圧縮強度を大幅に向上させることができ、それにより、不要波振動の伝播によるフレームの共振を防止して、音響特性を向上させることができる。

また、フレームアーム３７に装備した通気窓３８のために、振動板の後方への音抜けが改善され、これにより音響特性を向上させることもできる。
また、フレームアーム３７に装備した通気窓３８は、重量化を防止する肉抜きとしても機能するため、軽量化を損なうこともない。

また、本実施の形態のスピーカフレーム１０では、フレームアーム３７の本数が、４本で、比較的に少数であるため、フレームアーム３７の構造が繁雑化せず、フレームアーム３７の構造の単純化によるコスト低減を図ることができる。

更に、本実施の形態のスピーカフレーム１０では、製造法として、量産による低コスト化に適したプレス成形が採用されるため、スピーカの低コスト化を実現することができる。
また、プレス成形により、フレームアーム３７の両側や通気窓３８の開口縁に補強用リブ４１，４２を一体成形することで、軽量で、高い圧縮強度のスピーカフレーム１０を得ることが容易になる。

以上の本実施の形態の作用効果を確認するため、図３に示した一実施の形態の構成を備えた第１の実施の形態のスピーカフレーム１０と、図１に示した従来の構成のスピーカフレーム１０１とについて、圧縮強度の測定試験を実施して、比較した。

図５の特性曲線ｆ１は、口径が６センチメートル×９センチメートルの楕円型で、エッジ支持部からダンパ支持部までの軸方向寸法が大きい深形で従来の構成に準じたスピーカフレーム１０１に対する圧縮強度を示している。また、図５の特性曲線Ｆ１は、口径及び深さは同一であるが図３に示した構成を持つ本発明の第１実施例のスピーカフレーム１０に対する圧縮強度を示している。
従来のスピーカフレーム１０１の場合は圧縮強度が約１７５ｋｇｆであるのに対して、本発明の第１実施例のスピーカフレーム１０の場合は、圧縮強度が約２５０ｋｇｆで、約４３％の強度アップが実現されていることが確認できた。

図６の特性曲線ｆ２は、口径が１６センチメートルの円型で、エッジ支持部からダンパ支持部までの軸方向寸法が大きい深形で従来の構成に準じたスピーカフレーム１０１に対する圧縮強度を示している。また、図６の特性曲線Ｆ２は、口径及び深さは同一であるが図３に示した構成を持つ本発明の第２実施例のスピーカフレーム１０に対する圧縮強度を示している。
従来のスピーカフレーム１０１の場合は圧縮強度が約２３６ｋｇｆであるのに対して、本発明の第２実施例のスピーカフレーム１０の場合は、圧縮強度が約２７１ｋｇｆで、約１５％の強度アップが実現されていることが確認できた。

図７の特性曲線ｆ３は、口径が１６センチメートルの円型で、エッジ支持部からダンパ支持部までの軸方向寸法が小さい浅形で従来の構成に準じたスピーカフレーム１０１に対する圧縮強度を示している。また、図７の特性曲線Ｆ３は、口径及び深さは同一であるが図３に示した構成を持つ本発明の第２実施例のスピーカフレーム１０に対する圧縮強度を示している。
従来のスピーカフレーム１０１の場合は圧縮強度が約１０３ｋｇｆであるのに対して、本発明の第２実施例のスピーカフレーム１０の場合は、圧縮強度が約１４０ｋｇｆで、約３６％の強度アップが実現されていることが確認できた。

本発明の構成による圧縮強度の向上は、図５乃至図７に示したように、振動板形状が楕円形及び円形のいずれの場合でも確認でき、また、振動板の傾斜が急になる深形の場合でも、振動板の傾斜が緩やかになる浅形の場合でも確認できた。しかし、楕円形の場合、浅形の場合に、より高い効果が発揮される傾向が見られた。

なお、上記実施の形態では、フレームアームの装備数は、いずれも４本としたが、それ以外の適宜本数に増減することも可能である。

以上、詳述したように本発明の実施の形態に係るスピーカフレームは、磁気回路２３を固定する後端壁部３１と、該後端壁部３１から前方に所定距離だけ延出した位置に形成されたダンパ支持部３３と、更に該ダンパ支持部３３から前方に所定距離離れた位置に装備されて振動板外周のエッジが貼着固定されるエッジ支持部３５と、後端壁部３１及びダンパ支持部３３にエッジ支持部３５を連結する複数本のフレームアーム３７と、を一体形成したスピーカフレーム１０であって、各フレームアーム３７は、エッジ支持部３５からダンパ支持部３３側に向かって徐々に幅が増大すると共に、隣接するフレームアーム３７相互の互いに対向した側縁のダンパ支持部３３側の端部が、隣接するフレームアーム３７間の角の二等分線を対称軸とする単一の滑らかな曲線状に連続し、各フレームアーム３７の幅方向の中央部には、単一の通気窓３８が開口すると共に、通気窓３８の開口縁には、補強用リブ４１，４２が立設されている。
これにより、軽量化及び低コスト化を犠牲にせずに、高い圧縮強度を確保して、スピーカ装置の音響特性の向上を実現することができる。

従来のスピーカフレームの後面図である。本発明に係るスピーカフレームを備えたスピーカ装置の一実施の形態の縦断面図である。図２に示したスピーカフレームの一実施の形態の後面図である。図３のIV−IV線に沿う断面図である。本発明の実施の形態に準じた第１実施例のスピーカフレームと従来のスピーカフレームとの圧縮強度を比較したグラフである。本発明の実施の形態に準じた第２実施例のスピーカフレームと従来のスピーカフレームとの圧縮強度を比較したグラフである。本発明の実施の形態に準じた第３実施例のスピーカフレームと従来のスピーカフレームとの圧縮強度を比較したグラフである。

符号の説明

７振動板
９エッジ
１０スピーカフレーム
１２コルゲーションダンパ
２１スピーカ装置
２３磁気回路
３１後端壁部
３３ダンパ支持部
３５エッジ支持部
３７フレームアーム
３８通気窓
４１，４２補強用リブ

Claims

磁気回路を固定する後端壁部と、該後端壁部から前方に所定距離だけ延出した位置に形成されたダンパ支持部と、更に該ダンパ支持部から前方に所定距離離れた位置に装備されて振動板外周のエッジが貼着固定されるエッジ支持部と、前記後端壁部及びダンパ支持部に前記エッジ支持部を連結する複数本のフレームアームと、を一体形成したスピーカフレームであって、
各フレームアームは、エッジ支持部からダンパ支持部側に向かって徐々に幅が増大すると共に、隣接するフレームアーム相互の互いに対向した側縁のダンパ支持部側の端部が、隣接するフレームアーム間の角の二等分線を対称軸とする単一の滑らかな曲線状に連続し、
各フレームアームの幅方向の中央部には、単一の通気窓が開口すると共に、前記通気窓の開口縁には、補強用リブが立設されたことを特徴とするスピーカフレーム。
前記フレームアームの装備数が４本であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカフレーム。
前記後端壁部及びエッジ支持部及びフレームアームが、鋼板のプレス成形によって一体形成され、前記通気窓の開口縁の補強用リブは、プレス加工による切り起こし、又は絞り加工によってフレームアームに一体形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカフレーム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカフレームを備えたことを特徴とするスピーカ装置。