JP2008085528A - 動電型スピーカーおよびスピーカーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 小型又は薄型の動電型スピーカーで、特に、低音再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適する動電型スピーカー、および、スピーカーシステムを提供する。
【解決手段】 磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する前面磁気回路型の動電型スピーカーであって、第１フレームおよび第２フレームが、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部を形成し、音導部は、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、磁気回路を音源空間内に収容する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、小型又は薄型の動電型スピーカーで、特に、低音再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適する動電型スピーカー、および、スピーカーシステムに関する。

音声を再生するスピーカーを取り付けるディスプレイ等の音響機器や、ゲーム機やスロットマシン等の遊戯機においては、スピーカーを取り付けるのに要する空間を小型化することが要望されている。スピーカーは、特に、小型又は薄型の動電型スピーカーは、振動板面積が限られる、厚みが必要な大型磁気回路を備える全高が高いスピーカーを採用できない、キャビネットの体積が規定する音響容量が不足する、といった様々な理由から低音再生能力において不利であるので、これを解決するために様々な動電型スピーカー、および、これを用いたスピーカーシステムが提案されている。

例えば、奥行き寸法が大きいディスプレイに用いるスピーカーシステムであって、スピーカーと音響管とからなるものでは、一方向に開口部を有する音道管の奥部に円錐形振動板の凸面を前面に突出して装着したスピーカーを、円錐形振動板の凸面を音道管の内方向に挿入して取り付けて、音道管の軸とスピーカーの軸を直角に配置し、再生する音声の周波数特性を改善するスピーカーシステムがある。（特許文献１）。

また、スピーカーを取り付けたスロットマシンにおいては、第１のスピーカーが前記扉部の前面から効果音を放出するように扉部の内面に取り付けられ、第２のスピーカーがリールブロックの側方であって筐状本体の一方の側壁部の内面に取り付けられる音響ボックスの内部に設けられており、音響ボックスに第２のスピーカーが取り付けられかつ第２のスピーカーの前面音を放出するための取付孔と、第２のスピーカーの背面音を外部へ放出するための放出口とを備え、取付孔を対向する他方の側壁部に向け、かつ放出口を筐状本体の背壁部または側壁部に開設された開口部と連通させるようにして側壁部の内面に取り付けられて成るものがある（特許文献２）。

さらに、低音を再生するスピーカーシステムにおいて、スピーカーと、スピーカーを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、スピーカーから放射される音波を自由空間へと導出する音導部と、を備えるスピーカーシステムがある（特許文献３）。音導部は、スピーカーの周縁部に対応して規定された音源空間と、スピーカーから放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、音道が、中間部の幅が音源空間と音道との接続部の幅および音道の出口部の幅よりも狭く、かつ、音道の音波導出方向の軸に対して非対称であるような平面形状を有し、それによって、スピーカーシステムのｆ０が、スピーカーを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へと放射する場合のｆ０と比較して２０％以上低くなり、キャビネットの体積が小さくても十分な低音を再生する。

特許第３２１１６７８号公報 特許第３７７７０５８号公報 特許第３６５６５５１号公報

ディスプレイ等の音響機器、および、ゲーム機やスロットマシン等の遊戯機においても、良好な音声再生のためには、上記特許文献３に匹敵する良好な低域再生特性を有するスピーカーシステムをその内部に取り付けられるようにすることが好ましい。しかしながら、これらの機器では、機器筐体内部側空間に配置される他の部品との関係から、スピーカーを取り付けるのに要する空間を小型化することが強く要望されており、上記特許文献３に記載のスピーカーシステムをその内部に取り付けることは困難である場合がある。特に、上記特許文献３に記載のスピーカーシステムは、音導部の反対側に、つまり、機器筐体内部側空間に動電型スピーカーの磁気回路が突出するので、全体として小型化および薄型化が図りにくいという問題がある。

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型又は薄型の動電型スピーカーで、特に、低音再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器に取り付けるのに適する動電型スピーカー、および、スピーカーシステムを提供することにある。

本発明の動電型スピーカーは、コーン型振動板と、コイルをコーン型振動板の凹面側に突出するように配置してコーン型振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、コーン型振動板の外周端を支持するエッジと、ボビンと連結してコーン型振動板の内周端側を支持するダンパーと、エッジおよびダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、第１フレームと連結して磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備える動電型スピーカーであって、第１フレームおよび第２フレームが、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部を形成し、音導部は、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、磁気回路を音源空間内に収容する。

好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、音導部が、コーン型振動板の凹面側から所定の距離だけ離間して対向配置された第２フレームが形成する対向壁体と、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部と対向壁体との間に設けられて対向壁体とともに音源空間を規定する第２フレームが形成する側面壁体と、側面壁体に形成された音源空間開口と、音源空間開口に連結する音道を規定するダクト体と、を備える。

また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、ダクト体が、第１フレームが有する第１フランジと、第２フレームが有する第２フランジと、により形成される。

また、本発明の動電型スピーカーは、第２フレームが形成する対向壁体が、磁気回路から伝達する熱を放射する放熱壁を有する。

また、本発明の動電型スピーカーは、第２フレームが、磁気回路を構成するヨークを兼用するように形成され、磁気空隙が、第２フレームの対向壁体と、磁気回路を構成するプレートと、の間に規定される。

さらに、好ましくは、本発明のスピーカーシステムは、上記の動電型スピーカーと、動電型スピーカーの音導部を固定する取付部を有するキャビネットと、ダクト体に連結する連結ダクトと、を備える。

また、本発明のスピーカーシステムは、コーン型振動板と、コイルをコーン型振動板の凹面側に突出するように配置してコーン型振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、コーン型振動板の外周端を支持するエッジと、ボビンと連結してコーン型振動板の内周端側を支持するダンパーと、エッジおよびダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、第１フレームと連結して磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備える動電型スピーカーと、第１フレームおよび／または第２フレームと連結して、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部材と、動電型スピーカーおよび音導部材を固定する取付部を有するキャビネットと、を備え、音導部材は、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、磁気回路を音源空間内に収容する。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明の動電型スピーカーは、コーン型振動板と、コイルをコーン型振動板の凹面側に突出するように配置してコーン型振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、コイルが配置される磁気空隙を有しコーン型振動板の凹面側に配置される磁気回路と、を備えている、いわゆる、前面磁気回路型スピーカーであり、さらに、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部を備えている。

この音導部は、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、上記特許文献３のスピーカーシステムが有する音導部と同様に作用する。つまり、音導部は、動電型スピーカーを同一形状の密閉箱に取り付けて直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせ、スピーカーから放射される音波を自由空間へと導出する。その結果、低音再生限界を規定する最低共振周波数ｆ０が低くなり、本発明の動電型スピーカーは、十分な低音を再生することができる。

なお、本発明における音源空間および音道とは、特許文献３に記載のものとほぼ同義である。音源空間は、スピーカーの振動板のフレーム周縁部に対応して規定される空間であり、音道は、音源空間に連通してスピーカーから放射される音波を自由空間に導出する空間であり、その出口部が放射孔である。

好ましくは、音導部は、コーン型振動板の凹面側から所定の距離だけ離間して対向配置された第２フレームが形成する対向壁体と、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部と対向壁体との間に設けられて対向壁体とともに音源空間を規定する第２フレームが形成する側面壁体と、側面壁体に形成された音源空間開口と、音源空間開口に連結する音道を規定するダクト体と、を備える。ダクト体は、第１フレームが有する第１フランジと、第２フレームが有する第２フランジと、により形成され、放射孔を規定する。

本発明の動電型スピーカーでは、動電型スピーカーを構成する第１フレームおよび第２フレームによってこの音導部が形成されており、磁気回路をその音源空間内に収容する。つまり、コーン型振動板の凹面側に磁気回路を備える前面磁気回路型スピーカーは、エッジおよびダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、第１フレームと連結して磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備えているので、これらの第１フレームおよび第２フレームを、そして、磁気回路を音響負荷として利用して音導部を形成する。その結果、従来であれば音導部の反対側に突出する動電型スピーカーの磁気回路が、音導部の音源空間内に収容されてしまうので、低音再生能力に優れ、かつ、全体として小型化および薄型化された動電型スピーカーが実現される。

特に、動電型スピーカーの磁気回路が、音導部の音源空間内に収容されてしまうので、音導部内のコーン型振動板の凹面側で移動する空気が、音源空間内のコイルで発生する熱による温度上昇を、抑制することができる。磁気回路の磁気空隙が音源空間と連通しているので、コイルで発生する熱は、極めて効率的よく放熱され、温度が上昇する磁気回路全体も冷却される。また、磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームが、熱伝導性に優れる金属で形成されている場合には、第２フレームが同時に形成する対向壁体が磁気回路から伝達する熱を放射する放熱壁を有していれば、さらに放熱効率が高まる。例えば、熱伝導性に優れる金属としては、鉄、銅、アルミニウム等の金属や、これらを含む合金である。したがって、動電型スピーカーの耐入力性能を向上することができる。

また、第２フレームを鉄等の透磁率の高い金属材料で形成し、この動電型スピーカーの磁気回路を構成するヨークを兼用するようにすると、磁気回路の磁気空隙が、第２フレームの対向壁体と、磁気回路を構成するプレートと、の間に規定される。したがって、動電型スピーカーを構成する部品数を低減し、全体の軽量化、ならびに、コスト低減を図ることができる。磁気回路は、音導部の音源空間内に収容されてしまうだけでなく、第２フレームと一体に構成されるので、コイルで発生する熱は、極めて効率的よく放熱され、動電型スピーカーの耐入力性能を向上することができる。

本発明の動電型スピーカーは、低音再生能力に優れ、かつ、全体として小型化および薄型化されるので、機器筐体内部側空間に配置される他の部品との関係から、スピーカーを取り付けるのに要する空間を小型化することが強く要望される機器に取り付けるのに適する。もちろん、本発明の動電型スピーカーと、動電型スピーカーの音導部を固定する取付部を有するキャビネットと、ダクト体に連結する連結ダクトと、を備えるスピーカーシステムとして使用してもよい。

なお、本発明のスピーカーシステムは、その動電型スピーカーが、エッジおよびダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、第１フレームと連結して磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備える前面磁気回路型スピーカーであればよく、第１フレームおよび／または第２フレームと連結して、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて自由空間へと導出する音導部材を、取り付けるようにしてもよい。

低音再生能力に優れる小型又は薄型の動電型スピーカーを実現でき、ディスプレイ等の機器に取り付ける場合には、他の部品との関係で機器筐体内部側空間を有効に利用できる。また、この動電型スピーカーを使用することにより、放熱特性に優れ、低音再生能力に優れるスピーカーシステムを提供することができる。

本発明の動電型スピーカーは、低音再生能力に優れ、ディスプレイ等の機器筐体に取り付けるのに適する小型又は薄型の動電型スピーカーを提供するという目的を、コーン型振動板と、コイルをコーン型振動板の凹面側に突出するように配置してコーン型振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、コーン型振動板の外周端を支持するエッジと、ボビンと連結してコーン型振動板の内周端側を支持するダンパーと、エッジおよびダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、第１フレームと連結して磁気回路をコーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備える動電型スピーカーであって、第１フレームおよび第２フレームが、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部を形成し、音導部は、コーン型振動板の凹面側の第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、磁気回路を音源空間内に収容するようにすることにより、実現した。

以下、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーおよびスピーカーシステムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１は、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。図１（ａ）は、動電型スピーカー１の側面断面図であり、図１（ｂ）は、動電型スピーカー１を構成する各部品について順番に並べて、底面側から斜めに見た分解斜視図である。なお、後述するように、動電型スピーカー１の一部の構造や、内部構造等は、省略している。

本実施例の動電型スピーカー１は、口径１６ｃｍのコーン型振動板２と、コーン型振動板の凹面側に位置する磁気回路１０と、コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を自由空間へと導出する音導部９と、を備える前面磁気回路型スピーカーである。動電型スピーカー１の全高Ｈは、口径１６ｃｍの動電型スピーカーとしては極めて低い約４５ｍｍであり、動電型スピーカー１は、低音再生に適した薄型の前面磁気回路型スピーカーである。

動電型スピーカー１のコーン型振動板２は、その外周端にエッジ４が接着されており、また、内周端にボイスコイル３のボビン３ｂが接着されている。コーン型振動板２は、漏斗状形状の内側、つまり、コーン型形状の凹面側に空間を形成するようなものであれば、その材料やコーンカーブの形状を問わない。コーン型振動板２は、スピーカーの振動板として代表的に用いられる、紙繊維を製紙して成形した紙振動板、樹脂を成形した樹脂振動板（織布または不織布等を基材として樹脂を含浸して成形した樹脂振動板を含む。）、他の材料でコーン型に形成した振動板であればよい。

エッジ４は、柔軟性を有する繊維の織布を基材としてフェノール樹脂を含浸して成形するもののほか、他の動電型スピーカーに使用されるエッジ材料で成形するものであればよい。また、エッジ４の形状は、図示したコルゲーションエッジだけでなく、ロールエッジであってもよい。エッジ４は、後述するフレーム７の固定部７ａにその外周側が固定され、その結果、コーン型振動板２は振動可能に支持されている。

ボイスコイル３は、音声電流が供給されるコイル３ａと、コイル３ａがその一端側に巻回されるボビン３ｂから形成される。ボビン３ｂは、コイル３ａをコーン型振動板２の凹面側に突出するように、コイル３ａが巻回されない他端側がコーン型振動板２の内周端と、接着剤により連結される。なお、図１では、コイル３ａからの引出線と、引出線をハンダ付けしてフレーム７の連結部７ｃに固定されるターミナル１５まで導通させる錦糸線は、省略されている。錦糸線は、コーン型振動板２に金属ハトメを設けてターミナル１５まで導通させるようにすればよい。また、ボイスコイル３は、２つの音声信号電流に対応してコイル３ａが二重に巻き回しされたダブルボイスコイルであってもよい。

ダンパー５は、柔軟性を有する繊維の織布を基材としてフェノール樹脂を含浸して成形するコルゲーションダンパーであり、ボビン３ｂのコイル３ａが巻回されない他端側と連結してコーン型振動板２の内周端側を支持する。ダンパー５の外周端側は、フレーム７の固定部７ｂに固定される。ダンパー５は、他の材料で形成するものであってもよく、内周側リングと外周側リングを連結するアームを有し、金属または樹脂で形成する蝶ダンパーであってもよい。

ダストキャップ６は、ボイスコイル３のボビン３ｂのコイル３ａが巻回されない他端側を閉塞するように連結され、接着剤で固定される。ダストキャップ６は、ドーム部６ａの中央に小孔６ｂが設けられており、ボビン３ｂの内側に形成される空間に在る空気の一部が、小孔６ｂから外側の空気と連通する。ダストキャップ６は、コーン型振動板２と同様に、スピーカーのダストキャップとして代表的に用いられる材料により形成されるものであればよい。

フレーム７は、バスケット状にプレス成型された鉄板フレームであり、エッジ４を固定する径の大きな固定部７ａと、ダンパー５を固定する径の小さな固定部７ｂと、固定部７ａおよび７ｂを連結する連結部７ｃと、複数の連結部７ｃの間に規定される窓７ｄと、ターミナル１５を取り付ける（図示しない）取付孔７ｅと、固定部７ａから延設されるフランジ部７ｆと、を備える。したがって、コーン型振動板２、ボイスコイル３、エッジ４、ダンパー５およびダストキャップ６からなるスピーカー振動系は、フレーム７に対して振動可能に支持される。

ボビン３ｂに巻回されたボイスコイル３のコイル３ａは、ボビン３ｂがコーン型振動板２の内周端に接着されて、コーン型振動板２の凹面側に突出するように配置される。そして、コイル３ａは、同様にコーン型振動板２の凹面側に、後述するサブフレーム８で配置される磁気回路１０が有する磁気空隙に配置される。磁気回路１０は、ヨーク１１と、ヨークのセンター部に固着されるマグネット１２と、マグネット１２に固着されるプレート１３と、プレート１３に固着されてマグネット１２とともに反発磁界をヨーク１１およびプレート１３が形成する磁気空隙に発生させるマグネット１４と、から構成される。

ボイスコイル３のコイル３ａに音声電流が供給されると、ボイスコイル３には駆動力が作用し、ボイスコイル３は磁気空隙内を図１における上下方向に振動し、連結されたコーン型振動板２も図１における上下方向に振動する。磁気回路１０は、ボイスコイル３のボビン３ｂが投影する内部に磁石が収まる内磁型磁気回路であるので、本発明の動電型スピーカー１のような前面磁気回路型スピーカーに適する。ヨーク１１の最大外径を小さくすることができれば、コーン型振動板２の凹面側に形成される空間に収まるからである。

サブフレーム８は、プレス成型されたアルミニウムフレームであり、フレーム７と連結して磁気回路１０をコーン型振動板２の凹面側に配置する。つまり、サブフレーム８は、コーン型振動板２の凹面に沿って形成される対向壁体部８ａと、フレーム７の固定部７ａに対応して立ち上がるように形成される側面壁体部８ｂと、側面壁体部８ｂの一端と他端との間に開いた開口として形成される音源空間開口８ｃと、磁気回路１０が固定される磁気回路固定部８ｄと、音源空間開口８ｃが設けられるところに延設されるフランジ部８ｆと、サブフレーム８を他のキャビネット等に取り付けるための複数の取付孔８ｇと、を有しており、サブフレーム８をフレーム７と連結することで、磁気回路１０をコーン型振動板２の凹面側に配置するとともに、コーン型振動板２の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせる音源空間９ａと、自由空間へと導出する音道９ｂを有する音導部９を形成する。

音導部９の音源空間９ａは、コーン型振動板２およびエッジ４と、サブフレーム８の対向壁体部８ａおよび側面壁体部８ｂと、ボイスコイル３と、磁気回路１０とで規定される。音源空間９ａは、コーン型振動板２の凹面側に規定された狭い空間であるので、コーン型振動板２が直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせる。サブフレーム８の対向壁体部８ａは、中央の磁気回路固定部８ｄが窪んでいる擂り鉢状の突出面部と、磁気回路固定部８ｄの底面と同じ高さの平面部とからなり、これを逆さにしてコーン型振動板２の凹面側に被せたような形状である。

したがって、サブフレーム８の対向壁体部８ａ、ならびに、磁気回路固定部８ｄに固定される磁気回路１０は、コーン型振動板２の凹面に対向して音響負荷として作用する。音源空間９ａ内の音波は、音道９ｂを経て自由空間に導出される。音道９ｂは、フレーム７のフランジ部７ｆおよびサブフレーム８のフランジ部８ｆによって形成されるダクト体により規定され、サブフレーム８の側面壁体部８ｂの一端と他端との間に開いた開口として形成される音源空間開口８ｃに連通し、出口部が放射孔９ｃとなる。

このように、動電型スピーカー１の音導部９は、上記特許文献３のスピーカーシステムが有する音導部と同様に、低音再生限界を規定する最低共振周波数ｆ０を低くするように作用する。本発明の動電型スピーカー１は、音導部９を備えることで、スピーカー単体でも十分な低音を再生することができる。このとき、動電型スピーカー１では、この前面磁気回路型スピーカーの磁気回路１０が、音導部９の音源空間９ａ内に収容している。したがって、動電型スピーカー１の全高Ｈは、口径１６ｃｍの動電型スピーカーとしては極めて低い約４５ｍｍを実現するとともに、低音再生に適したスピーカーとすることができる。

ボイスコイル３のコイル３ａに音声電流が供給されて、コーン型振動板２が図１における上下方向に振動すると、音導部９の音源空間９ａ内のコーン型振動板２の凹面側で移動する空気は、音源空間９ａ内のコイル３ｂで発生する熱による磁気回路１０の温度上昇を抑制する。したがって、磁気回路１０が音導部９の音源空間９ａ内に収容されてしまうので、音源空間９ａ内のコーン型振動板２の凹面側で移動する空気は、磁気回路１０を冷却する。本実施例の場合には、磁気回路１０の磁気空隙が音源空間９ａと連通しているので、コイル３ａで発生する熱は、極めて効率的よく放熱される。

また、サブフレーム８は、熱伝導性に優れるアルミニウムにより形成されており、温度が上昇する磁気回路１０がサブフレーム８の磁気回路固定部８ｄに取り付けられるので、対向壁体部８ａおよび側面壁体部８ｂが放熱体となって、さらに放熱効率が高まる。例えば、サブフレーム８が、アルミニウムを含む合金をダイカスト成型して形成されたものである場合には、対向壁体部８ａの平面部に放熱壁としてのフィンを容易に設けることができる。フィンによりサブフレーム８の表面積が増加すれば、更に放熱効率が高まる。したがって、動電型スピーカー１は、サブフレーム８による音導部９を備えることで耐入力性能を向上することができる。

なお、磁気回路１０のマグネット１４と、ダストキャップ６ならびにボイスコイル３のボビン３ｂと、の間に形成される空間１７に存在する空気は、この空間１７が閉じられていると空気の圧縮および膨張の圧力により、コーン型振動板２の振動を抑制するように働く。磁気回路１０の磁気空隙が音源空間９ａと連通しているといっても、音源空間９ａの空気の圧縮および膨張の圧力は高く、空間１７で高い圧力の空気の圧縮および膨張が生じるのは好ましくない。したがって、ダストキャップ６のドーム部６ａの中央に小孔６ｂを設ける、もしくは、磁気回路１０に貫通孔を設ける、等により、空間１７に在る空気の一部が外部の空気と連通するとよい。

図２は、実施例１の動電型スピーカー１を取り付けた機器の実施例として、遊戯機のスロットマシン２０を説明する図である。図２（ａ）は、スロットマシン２０の正面図であり、図２（ｂ）は、スロットマシン２０の側面図（一部がＡ−Ａ’断面図）である。なお、後述するものを除いて、説明に不用なスロットマシン２０の一部の構造や、内部構造等は、省略している。

スロットマシン２０は、リール２３ａ〜２３ｃやメダル処理器２９等が取り付けられる筐体２１と、筐体２１の前面側に設けられて、閉じられたときに遊戯者が対向する扉体２２と、を有している。扉体２２を開放すると、筐体２１のメンテナンスや、内部の部品組立が行える。扉体２２には、リール窓２３と、メダル投入孔２４と、スイッチ２５と、表示器２６と、メダル放出孔２７と、が取り付けられている。

スロットマシン２０では、遊戯時には、遊戯者がメダル投入孔２４にメダルを投入してスタートボタン２５ｓを押すとリール２３ａ〜２３ｃが回転を始め、ストップボタン２５ａ〜２５ｃを押すとそれぞれのリール２３ａ〜２３ｃが回転を停止する。リール２３ａ〜２３ｃには複数のシンボルが印刷されており、リール２３ａ〜２３ｃが停止した時のシンボルの並びにより、メダル処理器２９からメダル放出孔２７を通じてメダルが排出される。遊戯の制御は、ＣＰＵ、メモリ等を含む（図示しない）制御回路が行う。

スロットマシン２０の扉体２２には、さらに報知音等を再生する左スピーカー３１と、右スピーカー３２と、実施例１の動電型スピーカー１の放射孔３０が取り付けられている。制御回路から出力される音声信号は、（図示しない）増幅回路で増幅されて、左スピーカー３１と、右スピーカー３２と、実施例１の動電型スピーカー１にそれぞれ供給される。左スピーカー３１および右スピーカー３２は、遊戯者の前方左右にそれぞれ配置され、動電型スピーカー１の音導部９から導出される音波を放射する放射孔３０は、遊戯者が手で操作するスイッチ２５の下部近傍に形成される。なお、左スピーカー３１と、右スピーカー３２と、放射孔３０とには、それぞれ振動板に異物が衝突したり、また、メダル等を誤って挿入されたりしないように、通気性を有する保護ネットやグリルを設けておくのが好ましい。

動電型スピーカー１は、筐体２１の内部に設けられる取付材２８に、サブフレーム８の取付孔８ｇを介して、ネジで固定される。動電型スピーカー１には音導部９が形成されているので、コーン型振動板２の凹面側に放射された音源空間９ａ内の音波は、音道９ｂを規定するダクト体（フレーム７のフランジ部７ｆおよびサブフレーム８のフランジ部８ｆ）に連結される略四角柱状のダクト３３と、放射孔３０とを経て自由空間に、つまり、遊戯者へ向けて導出される。放射孔３０に連結するダクト３３は、扉体２２に取り付けられており、扉体２２を閉じたときに筐体２１に取り付けられた動電型スピーカー１の音導部９の音道９ｂと連結する。一方で、コーン型振動板２の凸面側に放射された音波は、すなわち、凹面側の反対側に放射された音波は、フレーム７の窓７ｄを通じて筐体２１の内側に放射され、筐体２１内の空間の空気は、スピーカーシステムにおける音響容量として作用する。

したがって、本実施例のスロットマシン２０は、低音再生能力に優れ、迫力感のある再生音を遊戯者に提供することができる。また、放射孔３０は、遊戯者が手で操作するスイッチ２５の下部近傍に形成されるので、遊戯者にとって放射孔３０から導出される空気を感じ取りやすく、スロットマシン２０の遊戯の制御で意図した演出効果を、確実に遊戯者へ伝達できる。

このとき、動電型スピーカー１は、スロットマシン等の遊戯機に用いるスピーカーとしては大型の口径１６ｃｍのものであっても、その全高Ｈはわずかに約４５ｍｍである。動電型スピーカー１は、音導部９の反対側に、つまり、筐体２１の内部側空間に動電型スピーカー１の磁気回路１０が突出しないので、動電型スピーカー１は、例えば、図示したようにリール２３ｂとメダル処理器２９との間のわずかな空間を利用して、筐体２１の内部側空間に配置することができる。

なお、本実施例のスロットマシン２０では、動電型スピーカー１をコーン型振動板２が上下方向に振動するように取り付け、音道９ｂと放射孔３０とを連結するダクト３３を略四角柱状のダクトとしているが、動電型スピーカー１を取り付ける方向に制限がある場合等には、任意の方向に曲げられたダクトを使用してもよい。例えば、動電型スピーカー１を筐体２１ではなく、扉体２２の裏面側に取り付けるような場合には、ダクト３３を、直角折曲部を有するものにすればよい。

図３は、本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカー７０を説明する側面断面図である。なお、実施例１の動電型スピーカー１と共通する部分には、共通する番号を付しており、動電型スピーカー７０の一部の構造や、内部構造等は、省略している。

動電型スピーカー７０は、サブフレーム８０が、磁気回路１０を構成するヨークを兼用するように形成されていることを除いて、実施例１の動電型スピーカー１と、コーン型振動板２、ボイスコイル３、エッジ４、ダンパー５、フレーム７の構成は、ほぼ共通する。最も異なっているのは、サブフレーム８０が、透磁率の高い鉄板でプレス成型されており、磁気回路１０の磁気空隙が、サブフレーム８０の対向壁体８０ａと、磁気回路を構成するプレート１３と、の間に規定されていることである。つまり、磁気回路１０は、サブフレーム８０と、サブフレーム８０のマグネット固定部８０ｄに固着されるマグネット１２と、マグネット１２に固着されるプレート１３と、プレート１３に固着されてマグネット１２とともに反発磁界を磁気空隙に発生させるマグネット１４と、から構成される。

したがって、本実施例の動電型スピーカー７０は、実施例１の動電型スピーカー１と同様に、全高Ｈを低く抑えた低音再生に適したスピーカーを実現するだけでなく、構成する部品数を低減し、全体の軽量化、ならびに、コスト低減を図ることができる。磁気回路１０が、音導部９を形成するサブフレーム８０と一体に構成されるので、音導部９の音源空間内に収容され、コイル３ａで発生する熱は、極めて効率的よく放熱される。また、サブフレーム８０が、熱伝導性に優れる鉄板で形成されるので、磁気回路１０の熱は、マグネット固定部８０ｄからサブフレーム８０に伝搬してその表面から空気中へ放熱され、その結果、動電型スピーカー７０の耐入力性能を向上することができる。

図４および図５は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステム１００を説明する図である。図４（ａ）は、スピーカーシステム１００を底面側から斜めに見た斜視図であり、図４（ｂ）は、スピーカーシステム１００を構成する各部品について順番に並べて、底面側から斜めに見た分解斜視図である。また、図５（ａ）は、スピーカーシステム１００を構成する前面磁気回路型スピーカー４０の側面断面図であり、実施例１の動電型スピーカー１と共通する部分には、共通する番号を付している。また、図５（ｂ）は、前面磁気回路型スピーカー４０と連結する音導部材５０の側面断面図である。なお、スピーカーシステム１００の一部の構造や、内部構造等は、省略している。

本実施例のスピーカーシステム１００は、口径１６ｃｍの前面磁気回路型スピーカー４０を、外形寸法がわずかに幅：約１８ｃｍ、奥行：約１８ｃｍ、高さ：約５ｃｍのキャビネット６０に収めたサブウーファーであり、キャビネット６０は、樹脂により成形されるバフル６１と、ボックス６２とからなる。前面磁気回路型スピーカー４０は、バフル６１の取付部６１ｅに取り付けられ、さらにスピーカーシステム１００は、前面磁気回路型スピーカー４０のコーン型振動板２の凹面側に音導部材５０を取り付けて構成される。なお、ボックス６２の天面側に開けられた開孔には、バフル６１に取り付けられる前面磁気回路型スピーカー４０の天面側（後述するサブフレーム４１）が嵌合して、ボックス６２の内部側に密閉空間を形成する。

前面磁気回路型スピーカー４０は、コーン型振動板２の凹面側が下側を向けられていることを除いて、実施例１の動電型スピーカー１と、コーン型振動板２、ボイスコイル３、エッジ４、ダンパー５、フレーム７、および、磁気回路１０の構成は、ほぼ共通する。最も異なっているのは、磁気回路１０をコーン型振動板の凹面側に配置するサブフレーム４１の構成であり、サブフレーム４１は、磁気回路１０をボイスコイル３のボビンの内部空間側から固定する。

具体的には、サブフレーム４１は、フレーム７の固定部７ｂと連結する台座フレーム４２と、台座フレーム４２と連結してボイスコイル３のボビンの内部空間側へ凸部を突出させる凸台座４３と、から構成され、凸台座４３の凸部の中央にはネジ孔４４が形成されている。台座フレーム４２は、プレス成型された鉄板フレームであり、凸台座４３は、樹脂またはアルミニウム等の非磁性体で形成された成型品である。そして、磁気回路１０は、凸台座４３の凸部のネジ孔４４に、非磁性体の長ネジ４５で固定される。

前面磁気回路型スピーカー４０のフレーム７は、径の大きな固定部７ａから外側に延設された取付部７ｇを、さらに備えている。前面磁気回路型スピーカー４０は、この取付部７ｇを介してバフル６１の取付部６１ｅに（図示しない）ネジで取り付けられる。このとき、音導部材５０も同時に取り付けられる。

音導部材５０は、実施例１の動電型スピーカー１におけるサブフレーム８とほぼ同様の構成を有する。つまり、音導部材５０は、プレス成型されたアルミニウムフレームであり、コーン型振動板２の凹面に沿って形成される対向壁体部５０ａと、側面壁体部５０ｂと、側面壁体部５０ｂの一端と他端との間に開いた開口として形成される音源空間開口５０ｃと、磁気回路１０が収容される磁気回路収容部５０ｄと、音源空間開口５０ｃが設けられるところに延設されるフランジ部５０ｆと、音導部材５０を他のキャビネット等に取り付けるための複数の取付孔５０ｇと、を有している。したがって、音導部材５０をフレーム７と連結することで、磁気回路１０をコーン型振動板２の凹面側に配置するとともに、コーン型振動板２の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせる音源空間９ａと、自由空間へと導出する音道９ｂを有する音導部９を形成する。

音導部９の音源空間９ａは、コーン型振動板２およびエッジ４と、音導部材５０の対向壁体部５０ａおよび側面壁体部５０ｂと、ボイスコイル３と、磁気回路１０とで規定され、コーン型振動板２の凹面側に規定された狭い空間であるので、コーン型振動板２が直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせる。音導部材５０の対向壁体部５０ａ、ならびに、磁気回路収容部５０ｄに固定される磁気回路１０は、コーン型振動板２の凹面に対向して音響負荷として作用する。音源空間９ａ内の音波は、音道９ｂを経て自由空間に導出される。音道９ｂは、バフル６１の音道部６１ｆおよび音導部材５０のフランジ部５０ｆによって形成され、側面壁体部５０ｂの一端と他端との間に開いた開口として形成される音源空間開口５０ｃに連通し、出口部が放射孔９ｃとなる。

このように、本実施例のスピーカーシステム１００の音導部９は、上記特許文献３のスピーカーシステムが有する音導部と同様に、低音再生限界を規定する最低共振周波数ｆ０を低くするように作用する。スピーカーシステム１００は、実質的に前面磁気回路型スピーカー４０と音導部材５０とで形成する音導部９を備えることで、全高の低い薄型・小型のスピーカーシステムであっても、十分な低音を再生することができる。

本実施例のスピーカーシステム１００では、この前面磁気回路型スピーカー４０の磁気回路１０が、音導部９の音源空間９ａ内に収容され、コーン型振動板２の凸面側にあたるキャビネット６０の体積をスピーカーシステム１００の音響容量として利用でき、その結果、スピーカーシステム１００としての全高Ｈを低く抑えることができる。音導部材５０を設けても、スピーカーシステム１００の全高Ｈは、キャビネット６０の全高に加えて約１ｃｍしか増加しない。口径１６ｃｍの動電型スピーカーを使用するスピーカーシステムとしては極めて低い約６ｃｍを実現するとともに、低音再生に適したものとすることができる。

なお、本実施例のスピーカーシステム１００においても、前面磁気回路型スピーカー４０の磁気回路１０が音導部９の音源空間９ａ内に収容されてしまうので、音源空間９ａ内のコーン型振動板２の凹面側で移動する空気が磁気回路１０を冷却するのは同様である。磁気回路１０の磁気空隙が音源空間９ａと連通しているので、コイル３ａで発生する熱は、極めて効率よく放熱される。

また、本実施例のスピーカーシステム１００は、前面磁気回路型スピーカー４０を備えているものであればよく、前面磁気回路型スピーカー４０の磁気回路１０をコーン型振動板２の凹面側に配置する手段は、本実施例のサブフレーム４１の形態に限られない。もちろん、サブフレーム４１が、フレーム７の口径の大きな固定部７ａを十字状に橋渡しするように設けられる固定部材により、磁気回路１０をコーン型振動板２の凹面側に配置するものであってもよい。

また、上記実施例で説明する動電型スピーカー１ならびに前面磁気回路型スピーカー４０の磁気回路１０は、その外形寸法を小さくしやすい反発磁石を備えた内磁型磁気回路であるが、磁気回路１０の構成は本実施例に限られない。磁気回路１０は、その外形寸法がコーン型振動板２の凹面側に収まる程度に小さければ外磁型磁気回路でもよく、また、ヨーク１１を備えない反発型磁気回路であってもよい。

本発明の動電型スピーカー１は、スロットマシン等の遊戯機に内蔵するスピーカーとしてのみならず、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するディスプレイ等の映像・音響機器にも適用が可能である。また、スピーカーシステム１は、全高が低く、小型・薄型のキャビネットで低音再生するサブウーファーが実現できるので、設置空間が限定される車両用のスピーカーに特に適する。

本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１を備えたスロットマシン２０を説明する図である。（実施例２） 本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー７０を説明する図である。（実施例３） 本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステム１００を説明する図である。（実施例４） 本発明の好ましい実施形態によるスピーカーシステム１００を構成するスピーカー４０ならびに音導部材５０を説明する図である。（実施例４）

符号の説明

１ 動電型スピーカー
２ コーン型振動板
３ ボイスコイル
４ エッジ
５ ダンパー
６ ダストキャップ
７ フレーム
８ サブフレーム
９ 音導部
１０ 磁気回路
２０ スロットマシン
２１ 筐体
２２ 扉体
２３ リール
３０ 放射孔
３３ ダクト
４０ 前面磁気回路型スピーカー
４１ サブフレーム
５０ 音導部材
６０ キャビネット
７０ 動電型スピーカー
８０ サブフレーム
１００ スピーカーシステム

Claims (7)

1. コーン型振動板と、コイルを該コーン型振動板の凹面側に突出するように配置して該コーン型振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、該コーン型振動板の外周端を支持するエッジと、該ボビンと連結して該コーン型振動板の内周端側を支持するダンパーと、該エッジおよび該ダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、該コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、該第１フレームと連結して該磁気回路を該コーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備える動電型スピーカーであって、
   該第１フレームおよび該第２フレームが、該コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部を形成し、
   該音導部は、該コーン型振動板の凹面側の該第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、該コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、該磁気回路を該音源空間内に収容する、
   動電型スピーカー。
2. 前記音導部は、前記コーン型振動板の凹面側から所定の距離だけ離間して対向配置された前記第２フレームが形成する対向壁体と、該コーン型振動板の凹面側の前記第１フレーム周縁部と該対向壁体との間に設けられて該対向壁体とともに前記音源空間を規定する前記第２フレームが形成する側面壁体と、該側面壁体に形成された音源空間開口と、該音源空間開口に連結する前記音道を規定するダクト体と、を備える、
   請求項１に記載の動電型スピーカー。
3. 前記ダクト体が、前記第１フレームが有する第１フランジと、前記第２フレームが有する第２フランジと、により形成される、請求項２に記載の動電型スピーカー。
4. 前記第２フレームが形成する前記対向壁体が、前記磁気回路から伝達する熱を放射する放熱壁を有する、請求項１から３のいずれかに記載の動電型スピーカー。
5. 前記第２フレームが、前記磁気回路を構成するヨークを兼用するように形成され、前記磁気空隙が、該第２フレームの前記対向壁体と、前記磁気回路を構成するプレートと、の間に規定される、請求項１から４のいずれかに記載の動電型スピーカー。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の前記動電型スピーカーと、該動電型スピーカーの前記音導部を固定する取付部を有するキャビネットと、前記ダクト体に連結する連結ダクトと、を備える、スピーカーシステム。
7. コーン型振動板と、コイルを該コーン型振動板の凹面側に突出するように配置して該コーン型振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、該コーン型振動板の外周端を支持するエッジと、該ボビンと連結して該コーン型振動板の内周端側を支持するダンパーと、該エッジおよび該ダンパーの外周端をそれぞれ固定する第１フレームと、該コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、該第１フレームと連結して該磁気回路を該コーン型振動板の凹面側に配置する第２フレームと、を備える動電型スピーカーと、
   該第１フレームおよび／または該第２フレームと連結して、該コーン型振動板の凹面側へ放射される音波を直接自由空間へ放射する場合に比べて高い空気の圧縮および膨張を生じさせて、自由空間へと導出する音導部材と、
   前記動電型スピーカーおよび前記音導部材を固定する取付部を有するキャビネットと、を備え、
   該音導部材は、該コーン型振動板の凹面側の該第１フレーム周縁部に対応して規定された音源空間と、該コーン型振動板の凹面側から放射される音波を自由空間に導出する音道とを有し、該磁気回路を該音源空間内に収容する、
   スピーカーシステム。