JP2008005101A - スピーカおよびこれを用いたスピーカ装置ならびにこのスピーカを用いた電子機器および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は音響機器や映像機器に使用されるスピーカに関するものであり、小型スピーカ装置であっても、良好な低音再生を実現させることが課題であった。
【解決手段】この課題を解決するために本発明は、スピーカユニットの構成部品であるフレーム６の一部に圧力調整体９を結合してスピーカユニットを構成することにより、このスピーカユニットを小型キャビネットに取付けたスピーカ装置の良好な低音再生を実現できる構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は各種音響機器や情報通信機器等に使用されるスピーカやスピーカ装置さらには電子機器および装置に関するものであり、より特定的には、小型のスピーカキャビネットで音圧レベルの向上や低音再生を実現するスピーカに関するものである。

最近のオーディオの市場動向は、ＤＶＤに代表されるデジタルオーディオ機器の普及にともない高品位再生対応が必要不可欠となりつつある。

また、携帯端末に代表される通信分野においても、機能の充実化と小型化、高品位再生対応が厳しく要求されつつある。

一方、住宅事情や自動車を取り巻く環境下では、省スペース化、省エネ化が厳しく要求されつつある。

上述の要求を満足させることができるスピーカおよびスピーカ装置として、小型であるにもかかわらず、重低音再生に優れたスピーカおよびスピーカ装置の開発が要求されている。

これらの背景をもとに、従来の技術を図９により説明する。

図９は従来のスピーカ装置の断面図である。

図９に示すように、キャビネット５１と、このキャビネット５１に取付けられたスピーカユニット５２と、キャビネット５１の内部に配置された圧力調整体５３とからスピーカ装置５４を構成している。

ここで、このスピーカ装置５４は、そのキャビネット５１が小型であり、キャビネット５１の空室が呈する音響スティフネスの影響で、低音を良好に再生することが困難である。

この小型のスピーカ装置５４で、低音を良好に再生するために、キャビネット容積で決定される低音再生限界の課題を解決する１つの手段として、キャビネット５１の内部に活性炭等に代表される圧力調整体５３を配置することで対応している。

次に、スピーカ装置５４の動作について説明する。

スピーカユニット５２に電気信号が印加されるとキャビネット５１内の圧力が変化し、活性炭等に代表される圧力調整体５３が配置された空室の圧力が変化する。

この圧力変化に伴う空気分子が圧力調整体５３に吸着または放出されて、キャビネット５１内の圧力変動は抑制される。

このように、従来のスピーカ装置５４は、キャビネット５１が等価的に大きな容積のキャビネットとして動作して、小型のキャビネットでありながら、あたかも大きなキャビネットにスピーカユニット５２を搭載したような低音再生が可能となる。

尚、この出願の発明に関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。
特表昭６０−５００６４５号公報

しかしながら、従来のスピーカ装置５４は、良好な低音再生を実現するために、活性炭等に代表される圧力調整体５３のキャビネット５１内部への配置が必要となる。

これは、活性炭等に代表される圧力調整体５３自身のコストやこの物流コスト、さらには、キャビネット５１の内部に配置結合するための生産コスト等、さらにはキャビネット５１の内部に加工が必要な場合には、これらの加工コスト等、多大なコストアップになるという課題を有するものであった。

本発明は前記課題を解決し、活性炭等に代表される圧力調整体を具備したスピーカ装置のコストアップを抑制することができる優れたスピーカユニットを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明によるスピーカユニットは、磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレームに圧力調整体を結合してスピーカユニットを構成したものである。

この構成により、活性炭等に代表される圧力調整体は、スピーカ装置の製造時に個別に存在するのではなく、スピーカユニットに既に結合されているため、圧力調整体の物流や結合にともなう余分なコストアップを抑制することが可能となる。

以上のように本発明は、スピーカユニットの構成部品の一部に圧力調整体を結合してスピーカユニットを構成したものである。

この構成により、活性炭等に代表される圧力調整体は、スピーカユニットに既に結合されているため、スピーカ装置の製造時に圧力調整体の物流コストや結合コストにともなう余分なコストアップを抑制することが可能となる。

さらに、スピーカユニットに結合されているため、圧力調整体はスピーカユニットの内部や近傍に配置されることになり、キャビネット内のスピーカユニットから離れた位置に配置したときに比べて、良好な低音を効率よく再生することが可能となる。

さらに、圧力調整体は発熱体であるスピーカユニットの磁気回路の近傍に存在するフレームに結合されているため、一般に湿気により性能低下を来しやすい圧力調整体を、温度の高くなるスピーカユニットの内部や近傍に結合することで、湿気を吸収しにくくして性能低下を防止することもできる。

以上のように、本発明は、小型スピーカ装置であっても、良好な低音再生がコストアップを抑制しながら実現することができる。

また、圧力調整体の湿気吸収対策も実現することができ、品質、信頼性面での改善も実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１から請求項１４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のスピーカの断面図を示したものである。

図１に示すように、下部プレート２と、この下部プレート２に結合されたマグネット１と、このマグネット１の下部プレート２との反対側に結合された上部プレート３とから構成された磁気回路４と、この磁気回路４に結合されたフレーム６と、このフレーム６の外周部に結合された振動板７と、この振動板７に結合されるとともにその一部が前記磁気回路４の磁気ギャップ５に配置されたボイスコイル８と、フレーム６に結合した圧力調整体９とからスピーカを構成している。

ここで、圧力調整体９は、フレーム６の内側に結合した例を示している。

そして、フレーム６と圧力調整体９との結合面に隙間を設けて結合している。

以上のような構成とすることで、圧力調整体９は、スピーカユニットに既に結合されているため、スピーカ装置の製造時に圧力調整体９の物流コストや結合コストにともなう余分なコストアップを抑制することが可能となる。

さらに、スピーカユニットに結合されているため、圧力調整体９はスピーカユニットの内部や近傍に配置されることになり、キャビネット内のスピーカユニットから離れた位置に配置したときに比べて、音圧レベルの向上や良好な低音を効率よく再生することが可能となる。

また、フレーム６と圧力調整体９との結合面に隙間を設けて結合していることで、空気の流通を良くして圧力調整体９を効率よく活用することができ、音圧レベルの向上や良好な低音を効率よく再生することが可能となる。

さらに、圧力調整体９は発熱体であるスピーカユニットの磁気回路４の近傍に存在するフレーム６に結合されているため、一般に湿気により性能低下を来しやすい圧力調整体９を、温度の高くなるスピーカユニットの内部や近傍に結合することで、湿気を吸収しにくくて性能低下を防止することもできる。

よって本発明は、小型スピーカ装置であっても、良好な低音再生がコストアップを抑制しながら実現することができる。

また、圧力調整体９の湿気吸収対策も実現することができ、品質、信頼性面での改善も実現することができる。

ここで、圧力調整体９は、圧力調整部材１０と、この圧力調整部材１０の収納部１１とから構成されており、圧力調整部材１０として活性炭を使用している。

また、圧力調整部材１０は、活性炭のみならず活性炭を含む材料であればよく、活性炭を含むことで良好な低音再生を実現することができる。

また、収納部１１は、不織布等の通気性を有する材料で構成することで、良好な低音再生が可能となる。

一方、湿気の多い場所での使用が想定される場合においては、収納部１１は通気性を有する材料ではなく、通気性を有さない材料の使用が品質や信頼性面では効果的である。

これは、活性炭に代表される圧力調整部材１０の微細孔内部に水分が浸入することで低域拡大効果が低下するのを防ぐためである。

このため、図２に示すように、圧力調整体９を、柔軟性に富む密閉ケース１２にてさらに覆って構成することも効果がある。

次に、圧力調整体９の結合部位について説明する。

上述の説明では、圧力調整体９の結合部位についてフレーム６の内側に結合した時の実施の形態について説明したが、この実施の形態について限定されることなく、フレーム６への結合であれば、場所を問わない。

すなわち、図３に示すように、フレーム６の磁気回路４との結合部の反対側に結合しても良い。

この構成の場合、発熱体である磁気回路４の近傍に結合されているため、湿気により性能低下を来しやすい圧力調整体９を、温度の高くなる部位に結合することで、湿気を吸収しにくくして性能低下を防止することができる。

よって、音圧レベル向上や低域拡大効果に加え、品質や信頼性の向上を図ることができる。

さらに、図４に示すように、フレーム６の通気孔６Ａに結合しても良い。

この場合、圧力調整体９を、フレーム６の通気孔６Ａを外部から覆うように結合した構成としても良い。

この構成とすることで、フレーム６の通気孔６Ａを通過する空気の歪を、圧力調整体９により低減させることができ、さらに空気の流通量が多いため、非常に効率的である。

このため、湿気等の水分の吸収も少なくなるため、品質や信頼性面での向上効果もある。

また、図示しないが、フレームに圧力調整体の収納部を設けた構成としても良く、この場合フレームへの圧力調整体の結合信頼性を向上させることができる。

さらに、生産時におけるフレームへの圧力調整体の結合工程の生産効率を向上させることができる。

また、フレームを密閉し、外部との空気の連通をなくした状態で使用しても良く、この場合、湿気等の水分の吸収も少なくなるため、品質や信頼性面をより向上させることができる。

さらに、圧力調整体は繊維状活性炭としても良く、この場合小さな容積しか確保できないフレームや、小型のマイクロスピーカやレシーバには、小さな体積でも圧力調整効果が大きく、非常に効果がある。

携帯電話等に搭載される小型のマイクロスピーカやレシーバに、繊維状活性炭を使用した例を図５に示す。

図５は小型の矩形型スピーカを示したものである。

図５について説明する。図５（Ａ）は矩形型スピーカの断面斜視図、図５（Ｂ）は同じく断面図を示したものである。

図５に示すように、２０は下部マグネット、２１は上部マグネット、２２Ａは下部マグネット２０を結合した下部ヨーク、２２Ｂは上部マグネット２１を結合した上部ヨーク、２３は下部マグネット２０に結合したプレート、２４は磁気回路、２５は下部マグネット２０と上部マグネット２１により形成された磁気ギャップ、２６Ａは下部ヨーク２２Ａに結合した下部フレーム、２６Ｂは上部ヨーク２２Ｂに結合した上部フレーム、２７は下部ヨーク２２Ａと上部ヨーク２２Ｂに結合した振動板、２８は振動板２７に結合され、磁気回路２４の磁気ギャップ２５に配置されたボイスコイル、２９は繊維状活性炭、３０はプロテクタ、３１は端子である。

ここで、この矩形型スピーカは、スペースファクターの向上、小型、薄型で音圧レベルの向上や低音再生の向上に有利な構成としている。

すなわち、上述したように、マグネットを２つ以上有することで、磁気回路のエネルギーを向上させ、これらのマグネットを斜め方向に配置して磁気ギャップを形成することで、薄型化、小型化を実現している。

また、外形形状を矩形形状とすることで、スペースファクターを向上させ、角型のマグネットやプレート、ヨーク等の磁気回路部品を使用することで、磁気回路のスペースの有効活用と効率を向上させている。

また、下部フレーム２６Ａには密閉空間を形成させるとともに、その内部に繊維状活性炭２９を配置することで、音圧レベル向上や低域拡大を図っている。そして、密閉空間を形成していることから、湿気等の水分の吸収も少なくなるため、品質や信頼性面をより向上させることができる。

また、より小型化、スペースファクター向上を図るため、フレーム外部への放音孔を、上部マグネット２１の結合部端面の上部マグネット２１が存在しない上部フレーム部へ設けることで、より小型化、スペースファクター向上を実現することができる。

さらに、端子についても、平面から見て矩形型スピーカの外部に飛出すことなく、上部マグネット２１の結合部端面の上部マグネット２１が存在しない上部フレーム部のスペースを利用して配置することで、より小型化、スペースファクター向上を実現することができる。

以上のように、携帯電話等に搭載される小型のマイクロスピーカやレシーバにおいても、より小型化、スペースファクター向上を実現しつつ、一般的にはこの犠牲になってしまう特性や音質面においても、繊維状活性炭等の圧力調整体を使用することで、音圧レベル向上や低音再生向上を図ることができる。

さらに、小容量の密閉空間の圧力を調整することで、低歪化も図ることができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項１５に記載の発明について説明する。

図６は、本発明の一実施の形態のスピーカ装置の断面図である。

図６に示すように、磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレーム６と、このフレーム６の外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレーム６に圧力調整体９を結合したスピーカ４０と、このスピーカ４０を取付けたキャビネット４１とを備えてスピーカ装置を構成したものである。

この構成とすることにより、あらかじめ圧力調整体９を結合したスピーカ４０を、キャビネット４１に取付けるだけで、キャビネット４１の内部に圧力調整体９を備えたスピーカ装置を得ることができる。

よって、従来のようにキャビネットに、スピーカと圧力調整体とを個別に取付ける必要がないため、圧力調整体の物流コストや圧力調整体をキャビネットに取付けるコストの削減ができ、大幅なコスト低減を図ることができる。

その他、実施の形態１にて説明した種々の効果を発揮させることができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項１６および請求粉１７に記載の発明について説明する。

図７は、本発明の一実施の形態の電子機器の外観図である。

図７（Ａ）について説明する。

当実施の形態は、前述のスピーカを搭載して電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムを構成したものである。

図７（Ａ）に示すように、本発明のスピーカ４０をキャビネット４１に組込んで、スピーカ装置を構成し、このスピーカに入力する電気信号の増幅手段であるアンプ４２と、このアンプに入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム４４を構成したものである。

この構成とすることにより、電子機器の小型、コンパクト化とともに良好な低音再生を実現することができる。

尚、当実施の形態は、電子機器としてオーディオ用のミニコンポシステムに搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、テレビ等の映像機器や、移動体通信機器であっても良い。すなわち、スピーカを搭載する電子機器であれば、全てに適用可能である。

特に、最近ブラウン管から液晶やプラズマディスプレイパネル等への展開が急速に進んでいるテレビ等の映像機器においては、小型化、薄型化の市場要求が特に厳しく、これから映像機器への本発明によるスピーカの搭載は特に効果が大きい。

次に、図７（Ｂ）について説明する。

当実施の形態は、前述の小型スピーカを搭載して電子機器である携帯電話を構成したものである。

図７（Ｂ）に示すように、本発明のスピーカ４０を内部に搭載して、実施の形態１にて説明したスピーカ４０のフレームに設けられた放音孔と、携帯電話の本体４６の外部に設けられた放音孔４７とを連結して構成している。

この構成とすることにより、携帯電話の本体４６の横方向へ、音響抵抗を少なくして放音することができ、携帯電話の薄型、小型、コンパクト化とともに、音圧レベル向上や良好な低音再生を実現することができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項１８に記載の発明について説明する。

図８は、本発明の一実施の形態の車両である自動車の断面図である。

当実施の形態は、前述のスピーカを搭載して車両である自動車を構成したものである。

すなわち、スピーカ４０を自動車４５のリアトレイに搭載して構成したものである。

この構成とすることにより、車両である自動車４５の小型、コンパクト化とともに良好な低音再生を実現することができる。

尚、車両への取付け場所については、前述のリアトレイに限定されることなく、ドアや天井、ピラー、床、インパネ、シート等いずれの場所でも良い。

さらに当実施の形態は、車両として自動車に搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、列車や船舶等の移動装置さらには住宅等の構造物であっても良い。すなわち、スピーカを搭載できるものであれば、全てに適用可能である。

本発明にかかるスピーカ、スピーカ装置、電子機器および車両は、小型、コンパクト化とともに良好な低音再生の実現が必要な映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、さらには自動車等の車両に適用できる。

本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 （Ａ）本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面斜視図、（Ｂ）本発明の一実施の形態におけるスピーカの断面図 本発明の一実施の形態におけるスピーカ装置の断面図 （Ａ）本発明の一実施の形態における電子機器の外観図、（Ｂ）本発明の一実施の形態における電子機器の外観図 本発明の一実施の形態における車両の断面図 従来のスピーカの断面図

符号の説明

１ マグネット
２ 下部プレート
３ 上部プレート
４ 磁気回路
５ 磁気ギャップ
６ フレーム
６Ａ フレーム通気孔
７ 振動板
８ ボイスコイル
９ 圧力調整体
１０ 圧力調整部材
１１ 収納部
１２ 密閉ケース
２０ 下部マグネット
２１ 上部マグネット
２２Ａ 下部ヨーク
２２Ｂ 上部ヨーク
２３ プレート
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２６Ａ 下部フレーム
２６Ｂ 上部フレーム
２７ 振動板
２８ ボイスコイル
２９ 繊維状活性炭
３０ プロテクタ
３１ 端子
４０ スピーカ
４１ キャビネット
４２ アンプ
４３ プレーヤ
４４ ミニコンポシステム
４５ 自動車
４６ 携帯電話の本体
４７ 携帯電話の本体の放音孔
５１ キャビネット
５２ スピーカユニット
５３ 圧力調整体
５４ スピーカ装置

Claims (18)

1. 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレームに圧力調整体を結合したスピーカ。
2. 圧力調整体は、圧力調整部材と、この圧力調整部材の収納部とから構成された請求項１記載のスピーカ。
3. 圧力調整体は、圧力調整部材と、この圧力調整部材の収納部とから構成され、前記圧力調整部材は活性炭または活性炭を含む材料である請求項１記載のスピーカ。
4. 圧力調整体は、圧力調整部材と、この圧力調整部材の収納部とから構成され、前記収納部は通気性を有する請求項１記載のスピーカ。
5. 圧力調整体は、圧力調整部材と、この圧力調整部材の収納部とから構成され、前記収納部は不織布から構成された請求項１記載のスピーカ。
6. フレームと圧力調整体との結合面に隙間を設けて結合した請求項１記載のスピーカ。
7. 圧力調整体は、圧力調整部材と、この圧力調整部材の収納部とから構成され、前記収納部は通気性を有さない請求項１記載のスピーカ。
8. 圧力調整体を、柔軟性に富む密閉ケースにてさらに覆った請求項１記載のスピーカ。
9. 圧力調整体を、フレームの内側に結合した請求項１記載のスピーカ。
10. フレームは、通気孔を有し、圧力調整体を、前記通気孔に結合した請求項１記載のスピーカ。
11. フレームは、通気孔を有し、圧力調整体を、前記通気孔を外部から覆うように結合した請求項１記載のスピーカ。
12. フレームに、圧力調整体の収納部を設けた請求項１記載のスピーカ。
13. フレームを密閉し、外部との空気の連通をなくした請求項１記載のスピーカ。
14. 圧力調整体は繊維状活性炭である請求項１記載のスピーカ。
15. 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレームに圧力調整体を結合したスピーカと、このスピーカを取付けたキャビネットとを備えたスピーカ装置。
16. 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレームに圧力調整体を結合したスピーカを搭載した電子機器。
17. 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレームに圧力調整体を結合したスピーカを搭載した電子機器であって、前記スピーカの前記フレームに設けられた放音孔と、前記電子機器の本体外部に設けられた放音孔とを連結した電子機器。
18. 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記フレームに圧力調整体を結合したスピーカを搭載した車両。

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