JP2006166070A

JP2006166070A - スピーカ

Info

Publication number: JP2006166070A
Application number: JP2004355134A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yano; 博矢野; Mitsutaka Enomoto; 光高榎本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】携帯電話等に使用されるスピーカに関し、小型化を図るとｆ₀が上がるという課題を解決し、小型化してもｆ₀が上がらないスピーカを提供することを目的とする。
【解決手段】磁気ギャップ４ａを有する磁気回路４を結合したフレーム５の周縁に外周を結合すると共に磁気ギャップ４ａに嵌まり込むボイスコイル７を中心に結合したダイアフラム６からなるスピーカにおいて、ダイアフラム６は中央に振動板として機能する第１の振動部６ａと、その外周にボイスコイル７が結合される結合部６ｂと、その外周にエッジ部６ｃを夫々一体で設け、さらに結合部６ｂの外周側に振動板として機能する第２の振動部６ｅをエッジ部６ｃと繋がるように設けた構成により、エッジ幅の設計自由度が向上して低ｆ₀化が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種音響機器や情報通信機器に使用されるスピーカに関し、特に、携帯電話等に使用される小型のスピーカに関するものである。

図４はこの種の従来のスピーカの構成を示した断面図、図５（ａ）〜（ｃ）は同スピーカに使用されるダイアフラムの構成を示した平面図と側面図と半断面図であり、一般的に内磁型と呼ばれているものである。図４、図５において、１０は浅い壺型形状のヨーク、１１はこのヨーク１０内に結合されたマグネット、１２はこのマグネット１１の上部に結合された上部プレートであり、これらを組み合わせて結合することにより円環状の磁気ギャップ１３ａを形成した磁気回路１３を構成しているものである。

１４は上記磁気回路１３を結合した樹脂製のフレームであり、このフレーム１４に磁気回路１３を構成するヨーク１０をインサート成形したり、あるいはフレーム１４にヨーク１０を圧入したりすることにより結合しているものである。

１５は樹脂フィルムを所望の形状に成形したダイアフラムであり、このダイアフラム１５は中央に振動板として機能する振動部１５ａと、その外周に後述するボイスコイル１６が結合される結合部１５ｂと、その外周にエッジ部１５ｃと、最外周に貼り付け部１５ｄを夫々一体で設けて構成しているものである。

１６は上記ダイアフラム１５の結合部１５ｂに結合されると共に、上記磁気回路１３に形成された磁気ギャップ１３ａ内に可動自在に嵌め込まれたボイスコイルである。

このように構成された従来のスピーカは、可能な限りの小型薄型化と軽量化を図り、携帯電話等に搭載されて使用されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−３１９４８２号公報

しかしながら上記従来のスピーカでは、使用される機器の小型化や多機能化に伴い、スピーカの取り付けスペースが益々小さくなるために小型化を余儀なくされるという背景があり、このような小型化（小口径化）を図った場合には、ダイアフラムに占めるエッジ幅が狭くなり、かつ振動系質量が小さくなるため、低域の再生能力を決定する最低共振周波数（以下、ｆ₀と呼ぶ）が高くなり、また出力音圧の低下や、歪みの増加等、スピーカとして求められる重要な特性が劣化することになるという問題があった。

この中でも特にｆ₀に関しては、元々小型化を図ったスピーカであるためにｆ₀が高い傾向にあり、これ以上の小型化を図ってｆ₀を維持することは極めて困難であるという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、小型化を図ってもｆ₀を維持することが可能なスピーカを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップに可動自在に嵌まり込むボイスコイルを中心に結合すると共に外周が上記フレームの周縁に結合された樹脂製のダイアフラムからなるスピーカにおいて、上記ダイアフラムは中央に振動板として機能する第１の振動部と、その外周に上記ボイスコイルが結合される結合部と、その外周にエッジ部を夫々一体で設け、さらに上記結合部の外周側に振動板として機能する第２の振動部をエッジ部と繋がるように設けた構成にし、さらにダイアフラムを構成するエッジ部を少なくとも２つの異なる大きさの円弧を組み合わせて構成したものである。

以上のように本発明によるスピーカは、ダイアフラムを構成する結合部の外周側に振動板として機能する第２の振動部をエッジ部と繋がるように設けた構成により、エッジ幅の設計自由度が向上して低ｆ₀化を実現することが可能な最適なエッジ形状を得ることができ、しかもエッジ部を少なくとも２つの異なる大きさの円弧を組み合わせた構成にすることによってエッジの力／変位特性をコントロールし、更なる低ｆ₀化を実現することができるため、小口径化を図っても同一のｆ₀を維持してスピーカの省スペース化を図ることができるようになるという効果が得られるものである。

（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるスピーカの構成を示した断面図、図２（ａ）〜（ｃ）は同スピーカに使用されるダイアフラムの構成を示した平面図と側面図と半断面図である。

図１、図２において、１は浅い壺型形状のヨーク、１ａはこのヨーク１の周面上部に設けられた突起、２はこのヨーク１内に結合されたマグネット、３はこのマグネット２の上部に結合された上部プレートであり、これらを組み合わせて結合することにより円環状の磁気ギャップ４ａを形成した磁気回路４を構成しているものである。

５は上記磁気回路４を結合した樹脂製のフレームであり、このフレーム５に磁気回路４を構成するヨーク１をインサート成形することにより結合しているものであり、この際に上記ヨーク１に設けた突起１ａが樹脂製のフレーム５に喰いこんだ状態になり、磁気回路４を高い強度で結合することができるものである。

６は樹脂フィルムを所望の形状に成形したダイアフラムであり、このダイアフラム６は中央に振動板として機能する第１の振動部６ａと、その外周に後述するボイスコイル７が結合される結合部６ｂと、その外周にエッジ部６ｃと、最外周に貼り付け部６ｄを設けると共に、さらに上記結合部６ｂの外周側に振動板として機能する第２の振動部６ｅをエッジ部６ｃと繋がるように夫々一体で設けて構成されているものである。

７は上記ダイアフラム６の結合部６ｂに結合されると共に、上記磁気回路４に形成された磁気ギャップ４ａ内に可動自在に嵌め込まれたボイスコイルである。

また、上記ダイアフラム６はその詳細を図２に示すように、ダイアフラム６を構成する第１の振動部６ａならびにエッジ部６ｃは上方に湾曲する円弧状に形成され、この円弧状に形成された第１の振動部６ａとエッジ部６ｃの境界にボイスコイル７が結合される結合部６ｂを上方へ突出するように形成することにより、第１の振動部６ａの周縁は結合部６ｂに向かって上昇するテーパを有し、第２の振動部６ｅは結合部６ｂからエッジ部６ｃに向かって下降するテーパを有するように構成し、かつ、エッジ部６ｃの一部に設けた振動板として機能する第２の振動部６ｅは、第１の振動部６ａの面積の２０〜９０％の大きさとしたものであり、このような構成にすることにより、エッジ幅の設計自由度を向上させることができるために低ｆ₀化を実現することが可能な最適なエッジ形状を得ることができるようになるものである。

なお、上記第１の振動部６ａの面積に対する第２の振動部６ｅの面積が２０％以下ではその効果が得られず、また同９０％を超えるとエッジ部６ｃの特性に悪影響を与えてしまうために好ましくない。

なお、このような第２の振動部６ｅによる作用効果を更に詳しく考察すると、エッジ部６ｃの一部に設けた第２の振動部６ｅはエッジ部６ｃの振幅により僅かに変形し、これによりエッジ部６ｃの動きを補うようになるものである。より具体的には、エッジ部６ｃが下方に動くとエッジ部６ｃの内周は僅かに外へ広がろうとする（内径が大きくなる）。この時、第２の振動部６ｅが僅かに変形して上記エッジ部６ｃの動きに追従するためにエッジ部６ｃは容易に動くことができるようになり、これによりｆ₀が低下するようになるものである。

これに対して、エッジ部６ｃの内周にボイスコイル７が結合されて剛体となっているような従来品の場合には、エッジ部６ｃは内径を大きくすることができないためにエッジ部６ｃにストレスが掛かると共に動き難くなり、これによりｆ₀が上がるようになるものである。なお、エッジ部６ｃが上方へ動く場合は、上記と逆のことが起きるものであるが、ｆ₀の低下という意味では同様のことである。

また、ダイアフラム６を構成するエッジ部６ｃを少なくとも２つの異なる大きさの円弧を組み合わせて構成し、この少なくとも２つの異なる大きさの円弧は、外周側の円弧を構成するＲ２＜内周側の円弧を構成するＲ１の関係になるようにしたものであり、このような構成にすることにより、エッジ部６ｃの力／変位特性をコントロールし、更なる低ｆ₀化を実現することができるようになるものである。

また、上記エッジ部６ｃには、同一中心点から展開される渦巻状のリブ６ｆを設けた構成にしており、この渦巻状のリブ６ｆにより、エッジ部６ｃが上下運動をした際のエッジ面の伸縮歪を吸収し、エッジ部６ｃのコンプライアンス低下を抑制しているものである。

また、上記第２の振動部６ｅには、同一中心点から展開される放射状のリブ６ｇを設けた構成にしており、この放射状のリブ６ｇにより、第２の振動部６ｅはボイスコイル７との結合部６ｂに対する形状変化を抑制してボイスコイル７の動きに忠実に連動した運動を行うようになるものである。

このようにして得られた本実施の形態によるスピーカの周波数特性を測定した結果を比較例としての従来品と比較して図３に示す。なお、発明品、従来品共に、スピーカの口径はφ２０ｍｍとしてダイアフラム以外は同一の構成とした。

図３から明らかなように、本実施の形態によるスピーカは、ｆ₀が７１０Ｈｚに対して、従来品のスピーカはｆ₀が８００Ｈｚと高く、同一口径のスピーカにおいて１３％もｆ₀を低下させることが可能になるものである。

本発明によるスピーカは、ダイアフラムを構成する結合部の外周側に振動板として機能する第２の振動部をエッジ部と繋がるように設けた構成により、エッジ幅の設計自由度が向上して低ｆ₀化を実現することが可能な最適なエッジ形状を得ることができ、しかもエッジ部を少なくとも２つの異なる大きさの円弧を組み合わせた構成にすることにより、エッジの力／変位特性をコントロールし、更なる低ｆ₀化を実現することができるという効果を有し、特に、携帯電話等に使用される小型のスピーカ等として有用である。

本発明の一実施の形態によるスピーカの構成を示した断面図（ａ）同スピーカに使用されるダイアフラムの構成を示した平面図、（ｂ）同側面図、（ｃ）同半断面図本発明によるスピーカと従来のスピーカの特性を比較した周波数特性図従来のスピーカの構成を示した断面図（ａ）同スピーカに使用されるダイアフラムの構成を示した平面図、（ｂ）同側面図、（ｃ）同半断面図

符号の説明

１ヨーク
１ａ突起
２マグネット
３上部プレート
４磁気回路
４ａ磁気ギャップ
５フレーム
６ダイアフラム
６ａ第１の振動部
６ｂ結合部
６ｃエッジ部
６ｄ貼り付け部
６ｅ第２の振動部
６ｆ渦巻状のリブ
６ｇ放射状のリブ
７ボイスコイル

Claims

磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップに可動自在に嵌まり込むボイスコイルを中心に結合すると共に外周が上記フレームの周縁に結合された樹脂製のダイアフラムからなるスピーカにおいて、上記ダイアフラムは中央に振動板として機能する第１の振動部と、その外周に上記ボイスコイルが結合される結合部と、その外周にエッジ部を夫々一体で設け、さらに上記結合部の外周側に振動板として機能する第２の振動部をエッジ部と繋がるように設けたスピーカ。
ダイアフラムを構成する第１の振動部ならびにエッジ部は上方に湾曲する円弧状に形成され、この円弧状に形成された第１の振動部とエッジ部の境界にボイスコイルが結合される結合部を上方へ突出するように形成することにより、第１の振動部の周縁は結合部に向かって上昇するテーパを有し、第２の振動部は結合部からエッジ部に向かって下降するテーパを有するように構成した請求項１に記載のスピーカ。
ダイアフラムを構成するエッジ部を少なくとも２つの異なる大きさの円弧を組み合わせて構成し、この少なくとも２つの異なる大きさの円弧は、外周側の円弧を構成するＲ＜内周側の円弧を構成するＲの関係になるようにした請求項１に記載のスピーカ。
ダイアフラムを構成する結合部の外周側に設けた振動板として機能する第２の振動部は、第１の振動部の面積の２０〜９０％の大きさとした請求項１に記載のスピーカ。
ダイアフラムを構成するエッジ部に同一中心点から展開される渦巻状のリブを設けた請求項１に記載のスピーカ。
ダイアフラムを構成する第２の振動部に同一中心点から展開される放射状のリブを設けた請求項１に記載のスピーカ。