JP2006333241A - Speaker device with reinforced diaphragm - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動板補強型スピーカ装置に関する。 The present invention relates to a diaphragm-reinforced speaker device.
動電型スピーカ装置の一般例としては、磁気回路と、この磁気回路を後部に保持したフレームと、振動板外周のロール状エッジが前記フレームの前部に固定されたコーン状の振動板と、軸方向に移動自在の円筒状ボイスコイルボビンに巻回されたボイスコイルとを有しており、前記ボイスコイルボビンは軸方向の移動を規制するためのダンパを介して前記フレームに弾性支持される。前記ダンパとしては、通常、前記ボイスコイルボビンに対して同心状の蛇腹構造のものが採用される(特許文献1および特許文献2)。 As a general example of an electrodynamic speaker device, a magnetic circuit, a frame holding the magnetic circuit at the rear, a cone-shaped diaphragm in which a roll-shaped edge of the outer periphery of the diaphragm is fixed to the front of the frame, And a voice coil wound around a cylindrical voice coil bobbin that is movable in the axial direction. The voice coil bobbin is elastically supported by the frame via a damper for restricting movement in the axial direction. As the damper, a bellows structure that is concentric with the voice coil bobbin is usually employed (Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかし、このダンパによって振動系を支持する形式のものは、スピーカ装置が軸方向に長くなり、また振動系のスティフネスも大きく、その機械的疲労による支持性能の低下をきたし易い。たのため、ダンパに代って一対の振動板間に密閉空間を形成し、該密閉空間内の気体のバネ性を利用して振動系を支持するダンパレススピーカ装置が開発されている。 However, in the type in which the vibration system is supported by this damper, the speaker device is elongated in the axial direction, and the vibration system has a large stiffness, and the support performance is likely to be lowered due to mechanical fatigue. Therefore, a damperless speaker device has been developed in which a sealed space is formed between a pair of diaphragms in place of the damper, and the vibration system is supported using the spring property of the gas in the sealed space.
図1は上記ダンパレススピーカ装置を示したものであり、(a)は縦断面図、(b)はスピーカ装置の前面から見た平面図である。
まず、マグネット53を備えた磁気回路33と、磁気回路33を担持したフレーム35と、磁気回路33に対して軸方向移動自在に配置された円筒状のボイスコイルボビン45と、磁気回路33に対峙するようにボイスコイルボビン45に巻回されたボイスコイル46と、ボイスコイルボビン45と同心で軸方向に互いに離隔して外周がフレーム35に固着され、かつ内周が互いに接合されてボイスコイルボビン45に固着された振動板41,ボイスコイル46の駆動を振動板41に伝えるドライブコーン42とを有し、この振動板41,ドライブコーン42とフレーム35とで囲まれた空間が密閉され、この密閉空間67内で振動板41,ドライブコーン42が連結部材75で連結、補強されている。23はスピーカ装置前面のダストキャップである。
連結部材75による補強で振動板41,ドライブコーン42の剛性が強化されて音響振動の伝搬速度の向上が図られる。
First, the
The rigidity of the
振動板間の密閉空間内の気体はバネ性としての機能を発揮するが、この密閉空間の容積はバネ性の定数、即ちスティフネスに影響を与える(密閉空間を可動とした特許文献3参照)。具体的には、振動板間の密閉空間の容積が小さくなると、前記スティフネスが大となり、その分、最低共振周波数f0が高くなって再生音の低域再生能力が低下する。 The gas in the sealed space between the diaphragms exhibits a function as a spring property, but the volume of the sealed space affects the spring property constant, that is, the stiffness (see Patent Document 3 in which the sealed space is movable). Specifically, the volume of the enclosed space of the vibration plates is reduced, next the stiffness is large, correspondingly, the low frequency reproduction ability of the reproduced sound becomes higher minimum resonance frequency f 0 decreases.
また、図1(a),(b)に示した構造の連結部材75は、板材を環状に形成した閉鎖環状形態となっており、この環状の連結部材75の内部(図1の斜線部分)は密閉空間67と連通していないため、この連結部材75の容積分だけ密閉空間67の容積が減少する。
一方、連結部材75の個数を増やすと、振動板41,ドライブコーン42の剛性は高まるものの、密閉空間67の容積の減少が大きくなり、最低共振周波数低減化の障害となっていた。
Further, the connecting
On the other hand, when the number of the connecting
本発明が解決しようとする課題としては、振動板間の密閉空間内の気体バネによって振動系を支持する形式のスピーカ装置において、振動板の剛性を高めるために該振動板を連結するリブ状の連結部材によって密閉空間の容積が減少するという問題、閉塞環状となっている連結部材の側部に機械加工等で通気孔を穿って該連結部材の内部と密閉空間とを連通させるにはコストがかかって現実的ではないという問題、さらに、従来の環状の連結部材では振動板の充分な補強性確保と密閉空間の容積確保とを両立させるのが難しいという問題が一例として挙げられる。 As a problem to be solved by the present invention, in a speaker device of a type in which a vibration system is supported by a gas spring in a sealed space between the diaphragms, a rib-like shape for connecting the diaphragms to increase the rigidity of the diaphragms. There is a problem that the volume of the sealed space is reduced by the connecting member, and it is costly to connect the inside of the connecting member and the sealed space by drilling a vent hole by machining or the like in the side portion of the connecting member that is in the closed annular shape. As an example, there is a problem that it is not practical and a problem that it is difficult to achieve both sufficient reinforcement of the diaphragm and volume of the sealed space with the conventional annular connecting member.
請求項1に係る振動板補強型スピーカ装置は、駆動方向に沿って配置された振動板とボイスコイルの駆動を前記振動板に伝えるドライブコーンとを備え、前記振動板および前記ドライブコーンの外周部がフレーム上の振動板支持部に固着され、前記振動板および前記ドライブコーンと前記フレームとで囲まれた空間が密閉空間となっており、前記密閉空間内で前記振動板と前記ドライブコーンとが非環状連結板片によって連結され、前記密閉空間内の気体のバネ性により前記ボイスコイルボビンを介して振動系が支持されることを特徴とする。 A diaphragm-reinforced speaker device according to claim 1 includes a diaphragm arranged along a driving direction and a drive cone that transmits driving of a voice coil to the diaphragm, and an outer peripheral portion of the diaphragm and the drive cone. Is fixed to the diaphragm support portion on the frame, and the space surrounded by the diaphragm, the drive cone and the frame is a sealed space, and the diaphragm and the drive cone are in the sealed space. It is connected by a non-annular connecting plate piece, and the vibration system is supported via the voice coil bobbin by the gas spring property in the sealed space.
以下、本発明に係る振動板補強型スピーカ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a diaphragm-reinforced speaker device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本発明に係る振動板補強型スピーカ装置の実施の形態を示したものであり、(a)はスピーカ装置の縦断面図、(b)はスピーカ装置の前面を示す平面図である。
図2に示すように、この実施形態のスピーカ装置30は磁気回路33と、この磁気回路33が後部内壁に取り付けられたフレーム35と、駆動方向に向って同軸に配置された振動板41およびボイスコイル46の駆動を振動板41に伝えるドライブコーン42と、円筒状のボイスコイルボビン45に巻回されたボイスコイル46と、振動板41およびドライブコーン42とフレーム35で囲まれた密閉空間67内で振動板41およびドライブコーン42を連結する複数個の半円形の連結板片70とを備えた構成である。
2A and 2B show an embodiment of a diaphragm-reinforced speaker device according to the present invention. FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the speaker device, and FIG. 2B is a plan view showing the front surface of the speaker device. .
As shown in FIG. 2, the
磁気回路33は、円板状のプレート51aの中心に円筒状のセンターポール51bが突設された構造のヨーク51と、センターポール51bの外周に遊嵌するリング状のマグネット53と、プレート51aとの間にマグネット53を挟み込むようにセンターポール51bの先端側に遊嵌して装備されたリング状のトッププレート55とから構成されている。トッププレート55の内周とセンターポール51bとの間の隙間が、ボイスコイル46を配置する磁気ギャップ57となっている。
The
フレーム35は浅底の椀形で、底板部35aの内面はヨーク51のプレート51aを載せた状態で、磁気回路33が取り付けられる。
このフレーム35には、駆動方向に沿って離れた位置に、振動板41の振動板支持部35cとドライブコーン42の振動板支持部35dがそれぞれ装備されている。
The
The
振動板41およびドライブコーン42は、コーン型の振動板であり、その外周部であるエッジ61,62は、フレーム35上の振動板支持部35c,35dに固定されると共に、その内周部41a,42aは、接合してボイスコイルボビン45に固定される。
このエッジ61,62は、振動板本体であるコーン紙から伝わった振動を減衰させるため、内部損失の高い材質の部材を使用することが好ましい。よって、例えば、コーン紙とは異なる材質(コーン紙よりも内部損失の高い材質)の部材を接合してエッジ61,62とするのがよい。
The
The
スピーカ装置の前面側に配置される振動板41は、中央の開口の径が、ドライブコーン42の開口の径よりも大きく設定されており、エッジ61には振動板間の密閉空間67の外側(スピーカ装置の前面側)に膨らむ膨出部61aが設けられている。
また、振動板41の背部に配置されるドライブコーン42は、中央部の開口の径がボイスコイルボビン45の外径に略等しく設定されており、エッジ62には振動板間の密閉空間67の外側(スピーカ装置の背面側)に膨らむ膨出部62aが設けられている。
The
Further, the
以上の振動板41およびドライブコーン42のそれぞれのエッジ61,62の外周部41b,42bは、前述のフレーム35の2つの振動板支持部35c,35dにそれぞれ固定される。
なお、振動板41のエッジ61は、その外周部に連設された取付用フランジ部61bがガスケット65と振動板支持部35cとで挟持されて、振動板支持部35cに固定されている。
The outer
The
また、振動板41の内周部41aは、その背後に位置しているドライブコーン42の上に重ねられた状態でドライブコーン42に接合されている。
また、この振動板41の中央部には、ダストキャップ23が貼着装備される。このダストキャップ23は、ボイスコイルボビン45の前方を覆って、磁気ギャップ57への塵埃等の進入を防止する。
Further, the inner peripheral portion 41a of the
A
ドライブコーン42の内周部42aを、ボイスコイルボビン45の外周に適宜接着剤によって接着固定することで、振動板41およびドライブコーン42の内周部41a,42aが接合され、ボイスコイルボビン45に固定された構造を得ている。
The inner peripheral portion 42 a of the
円筒状のボイスコイルボビン45は、軸方向に移動自在に、センターポール51bの外周に遊嵌すると共に、その外周に接合されたドライブコーン42によって、半径方向および軸方向の位置決めが成されている。
The cylindrical
密閉空間67内で、湾曲したドライブコーン42に板材をL形に折曲して成る台座71が固着されている(補強連結部のみ)。台座71の前面(スピーカ装置の前面側)はスピーカ装置30の中心線に対して略直角な平坦面となっており、この部分に対峙する振動板41の内面と大略平行に形成されている。
そして、この台座71に対峙する部分で振動板41の内面から前面視半円形(図1(b)参照)の連結板片70が該内面に略垂直に延在し、その端部70aが台座71に固着される。連結板片70は前記振動板の中心まわりに、適宜、所定の間隔で、好ましくは等間隔で複数個設けられる。なお、連結板片70は振動板41と同一部材で形成されていてもよい。
In the sealed
A connecting
この半円形連結板片70によって、台座71を介して、振動板41とドライブコーン42とが連結、補強され、これによって密閉空間67を形成している振動板41およびドライブコーン42の剛性が強化されて、音響振動の伝搬速度の向上がもたらされ、高品位な音再生が可能となる。
また、連結板片70による連結によって、振動エネルギーが迅速に振動板41およびドライブコーン42の広範囲に分散され、局部的な振動板の歪みが抑えられて吸収すべき振動エネルギーに対する負担が軽減され、振動板41およびドライブコーン42の耐疲労性が向上する。
The semicircular connecting
Further, by the connection by the connecting
ここで、空気バネ振動板41およびドライブコーン42の振動面積の差が小さい程、また、密閉空間67の容積が大きい程、柔らかくなる。本実施の形態において、振動板41の有効面積とドライブコーン42の有効面積の差をΔS、密閉空間67の容積をVとすると、バネの硬さ、即ち空気バネのバネ性を表わすバネ定数のスティフネスは、ΔS/Vに比例する。
Here, the smaller the difference in vibration area between the
図4は、密閉空間67の容積Vと最低共振周波数f0の関係を示すグラフであり、実施例SP1(図2に示す本実施の形態の振動板補強型スピーカ装置の一例)と従来例SP2(図1に示す従来のダンパレススピーカ装置の一例)の測定値を示す。
本実施の形態の振動板補強型スピーカ装置は、従来のダンパレススピーカ装置よりも密閉空間67の容積Vが大きいので、スティフネスは小さくなり、従って、最低共振周波数f0を図4のグラフに示すように低くすることができ、再生音の低域再生能力の低下を抑えることができる。
Figure 4 is a graph showing the relationship between the volume V and the lowest resonance frequency f 0 of the closed
Since the diaphragm-reinforced speaker device of the present embodiment has a larger volume V of the sealed
上述の実施の形態では、連結板片70は前面視半円形、つまり円筒形半体で構成したが、連結板片70としては必ずしもこの形状に限定されず、例えば図3(a)の横断面で示すような三ケ月形、図3(b)の山形、図3(c)のL形あるいは図3(d)のようなコ字形のもの等、任意の形状のものが採用可能である。いずれも片側部が開放されて連結板片70の凹部分が密閉空間67に直接連通しているので、連結板片70による密閉空間67の容積減少が抑えられ、密閉空間67を最大限広くとることができ、密閉空間67内の空気バネのバネ定数が小さくなって最低共振周波数f0の低減を実現できる。また、これらの非環状連結板片70は横断面が円弧形あるいは折曲形となっているので、平坦形状の補強板と比べて補強性能が高く、振動板の良好な剛性が確保される。
In the above-described embodiment, the connecting
ボイスコイルボビン45の軸方向変位によって振動板41およびドライブコーン42が駆動される時、振動板41,42間の密閉空間67に封入されている空気などの気体が振動板41およびドライブコーン42の変位およびエッジ61,62の変位により圧迫されて、空気バネとしてのバネ性が発揮され、このエッジ61,62自身のバネと、密閉空間67の容積により規制される空気バネとによってボイスコイルボビン45が制御可能に支持される。
When the
また、本実施の形態のスピーカ装置30では、振動板41およびドライブコーン42自体が振動制御機能をもつダンパを兼ねており、振動板間の密閉空間67の空気バネとしてのバネ性がボイスコイルボビン45および振動板41およびドライブコーン42の振動エネルギーを吸収して、これらボイスコイルボビン45および振動板41およびドライブコーン42の制御を行うため、従来の蛇腹ダンパ型スピーカ装置に備えられているような制御用のダンパを設ける必要が無い。ダンパおよびその設置スペースの排除によってスピーカ装置の軸方向寸法が縮小され、車載オーディオシステム等で要求されているスピーカ装置30の薄型化を実現できる。
In the
さらに、振動板間の密閉空間67を実現するために振動板41の背後に同軸に装備されるドライブコーン42は、振動板41と共通の材質で良く、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因する制振性能の低下を防止して、スピーカ装置の長寿命化を実現できる。
Further, the
また、振動伝搬時に隣接する蛇腹間を変形が移動する従来の蛇腹構造のダンパの場合と異なり、振動板41およびドライブコーン42には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となる特異振動や擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位の音再生を実現できる。
In addition, unlike the conventional bellows structure damper in which the deformation moves between adjacent bellows during vibration propagation, the
また、本実施の形態のスピーカ装置30は、振動板間の密閉空間67内の気体の気圧の助けにより、振動板41のエッジ61およびドライブコーン42のエッジ62が背圧による変形に強くなる。さらに、ドライブコーン42およびそのエッジ62が背圧を負担するので、音響再生を行う振動板41にかかる背圧の負担が減り、再生音質を向上させることができる。
Further, in the
以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係る振動板補強型スピーカ装置30は、駆動方向に沿って配置された振動板41とドライブコーン42とを備え、振動板41およびドライブコーン42の外周部41b,42bがフレーム35上の振動板支持部35c,35dに固着され、振動板41およびドライブコーン42とフレーム35とで囲まれた空間が密閉空間67となっており、密閉空間67内で振動板41とドライブコーン42とが非環状の連結板片70によって連結され、密閉空間67内の気体のバネ性によりボイスコイルボビン45を介して振動系が支持される。
As described above in detail, the diaphragm-reinforced
このように、振動板41とドライブコーン42の剛性を確保するための補強部材を非環状の湾曲板片あるいは折曲板片で構成したので、閉鎖環状の補強部材のように密閉空間の容積の減少を招くということがなく、密閉空間67の容積が犠牲になるのを最低限に抑えることができ、最低共振周波数f0の上昇を極力抑制することができる。振動板41とドライブコーン42との間の密閉空間67の空気バネとしてのバネ特性がボイスコイルボビン45および振動板41とドライブコーン42の振動の制御を行うため、制御用として専用のダンパを設ける必要が無くなる。さらに、ダンパおよびその設置スペースの排除によってスピーカ装置30の軸方向寸法を短縮し、特に、車載オーディオシステムで要求されるスピーカ装置の薄型化を実現することができる。
As described above, since the reinforcing member for securing the rigidity of the
また、ドライブコーン42は、振動板41と共通の材質を用いることができるので、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、質量が軽く、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因した制振性能の低下を防止して、スピーカ装置の長寿命化を実現でき、さらに、局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となる特異振動や擦れ音の発生が無く、濁りの無い高品位の音再生を実現することができる。
Further, since the
なお、ドライブコーン42は前記実施の形態の形状に限定されるものではなく、ボイスコイル46の駆動を振動板41に伝えるものであれば任意の形状でよい。
The
30 スピーカ装置
33 磁気回路
35 フレーム
35c,35d 振動板支持部
41 振動板
42 ドライブコーン
45 ボイスコイルボビン
57 磁気ギャップ
61,62 エッジ
67 振動板間の密閉空間
70 非環状の連結板片
71 台座
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記振動板および前記ドライブコーンの外周部がフレーム上の振動板支持部に固着され、
前記振動板および前記ドライブコーンと前記フレームとで囲まれた空間が密閉空間となっており、
前記密閉空間内で前記振動板と前記ドライブコーンとが非環状連結板片によって連結され、
前記密閉空間内の気体のバネ性により前記ボイスコイルボビンを介して振動系が支持されることを特徴とする振動板補強型スピーカ装置。 A diaphragm disposed along the drive direction and a drive cone that transmits the drive of the voice coil to the diaphragm,
The diaphragm and the outer periphery of the drive cone are fixed to the diaphragm support on the frame,
The space surrounded by the diaphragm and the drive cone and the frame is a sealed space,
In the sealed space, the diaphragm and the drive cone are connected by a non-annular connecting plate piece,
A diaphragm-reinforced speaker device, wherein a vibration system is supported via the voice coil bobbin by a gas spring property in the sealed space.
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