JP2010166144A - スピーカーの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカーの構造を提供する。
【解決手段】スピーカーの構造は、一つのコーン・ホルダー、一つの懸吊辺と一つのダイアフラムより構成され、その中でも、該ダイアフラムの周辺が該コーン・ホルダーの開口のエッジ箇所に封着され、且つ該コーン・ホルダーの開口の内側箇所に一つの容置ゾーンが設置され、そして該懸吊辺がダイアフラムとコーン・ホルダーの容置ゾーンとの間に設置され、従って音声電流信号がコーン・ホルダーの内部のボイスコイル（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ）に流通した後に、ボイスコイルがオーディオ信号を出力し、且つダイアフラムを連動して振動を生成し、ひいては音声を発生し、本発明は、懸吊辺の設計により、該ダイアフラムが上下に振動する時に、ディストーションをより順調に低減でき、伝統的な構造よりも該振動がより抵抗を具しないことを可能とする。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、スピーカーの構造に関するもので、特にディストーションを効果的に低減でき且つ上下の振動がより順調に進行できるスピーカーの構造を指す。

スピーカーの作動原理は、即ちフレミングの左手の法則（Ｆｌｅｍｉｎｇ’ｓ ｌｅｆｔ ｈａｎｄ ｒｕｌｅ）に基づき、電流の通過するボイスコイル（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ）が磁場の中に置かれ、その作用力を受けることにより運動を生成し、ひいては振動板を連動して空気を推進し、音声を発生し、電気信号を機械エネルギーに変換して空気を推進し、ひいては音声を発生する電気音声信号部材であるが、適切に言えば、スピーカーの仕事は、実際にエネルギー変換方式を介して一定の範囲内におけるオーディオ電力値信号を、ディストーションの小さい且つ十分な音圧を具する聴取可能な音声に変換するものである。

一般に遍く使用されるスピーカーは、ダイナミックスピーカー（Ｍｏｖｉｎｇ‐ｃｏｉｌ ｓｐｅａｋｅｒ）であり、そして該ダイナミックスピーカーが磁気回路モジュール（永久磁石、芯柱、導磁気板）、ダイアフラム・モジュール（紙コーン、ボイスコイル）と支持補助モジュール（スパイダー、コーン・ホルダー、パッド辺）などの３つの部分より構成され、その中でも、該ボイスコイルが直接にダイアフラムと固定され、音声電流信号がボイスコイルを通過した後に、永久磁場中に位置して巻き付いた円柱体状コイルが互いにダイアフラムに接続され、コイルが信号電流により駆動された下では、ボイスコイルが振動を生成し、且つダイアフラムを連動して振動を生成し、ひいては音声を発生する。

そしてダイナミックスピーカー（Ｍｏｖｉｎｇ‐ｃｏｉｌ ｓｐｅａｋｅｒ）と、一般なスピーカーとの大きな相違点は、ダイアフラムの区別にあり、スピーカーのダイアフラムのエッジが一般に弾性媒質（折れ環とスパイダー）の上（例えば大口径の低音ユニットの上）に固定され、ダイアフラムが一般に整然なコーン状となり、弾性媒質により振動システムの振動が提供され、図１Ａと図１Ｂより了解できるように、ダイナミックスピーカーの中において、ダイアフラム１のエッジが直接に駆動ユニットのフレームの上に固定され、ダイアフラム１が横向きの懸吊辺２を具し、振動システムが完全にダイアフラム1自身の材質の延伸と収縮，及び懸吊辺２の変形により提供され、従ってムービング・コイル（ｍｏｖｉｎｇ ｃｏｉｌ）駆動ユニットのダイアフラム１の材質の選択と形状の設計は、ユニットの最終の発声品質に対する影響が非常に大きくなるため、ダイアフラム１の上における懸吊辺２が上下に振動する時に、一部の振動がコルゲーションにより相殺現象を生成でき、そして完備の音声を発生できないように及ぼし、ディストーションの生成を招く。

これより了解できるのは、前述の慣用かつ現行の方法は、本当に良好な設計ではなく、そしてより改良する必要があるということである。

本発明の発明者は、前述の慣用の方法により生成された各項目の欠点に鑑み、より改良して革新しようと意図し、且つ数年間をかけて孤独に苦心して鋭意に研究した後に、ついに本発明のスピーカーの構造を成功的に研究して完成させる。

本発明の目的は、即ちスピーカーの構造を提供するもので、ボイスコイルが振動を生成する時に該ボイスコイルが上下に振動することによりディストーションをより順調に低減でき且つ伝統的な構造よりも抵抗を更に具しないことを可能とするスピーカーの構造を提供するものである。

前述の発明の目的を達成するスピーカーの構造は、一つのコーン・ホルダーと一つのダイアフラム・モジュールより構成され、その中でも、該ダイアフラム・モジュールが互いにコーン・ホルダーと接合され、該ダイアフラム・モジュールが一つの懸吊辺と一つのダイアフラムを含んでなり、その中でも、該ダイアフラムの周辺が該コーン・ホルダーの開口のエッジ箇所に封着され、且つ該コーン・ホルダーの開口の内側箇所に一つの容置ゾーンが設置され、そして該懸吊辺がダイアフラムとコーン・ホルダーの容置ゾーンとの間に垂直に接続され、従って音声電流信号がコーン・ホルダーの内部のボイスコイル（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ）に流通した後に、ボイスコイルが振動を生成し、且つダイアフラムを連動して振動を生成し、ひいては音声を発生し、ボイスコイルが振動を生成する時に、懸吊辺により該ダイアフラムがより順調に上下に振動でき且つディストーションを低減でき、伝統的な構造よりも該振動がより抵抗を具しないことを可能とする。

本発明の提供するスピーカーの構造は、他の慣用の技術と互いに比較する時に、下記の利点を具する。

１．本発明のスピーカーの構造は、その中でも該懸吊辺の設置位置により、上下の振動がより順調に進行でき且つディストーションをより低減でき、そして伝統的な構造よりもその振動が抵抗を更に具しないものである。

２．本発明のスピーカーの構造は、懸吊辺の質量を無視でき、且つ同じ寸法の制限下で、最高の音圧効率を達成できるものである。

従来のスピーカーの部分の分解図である。 従来のスピーカーの斜視図である。 従来のスピーカーの断面図である。 本発明のスピーカーの構造の部分の分解図である。 本発明のスピーカーの構造の斜視図である。 本発明のスピーカーの構造の断面図である。 本発明のスピーカーの構造の実施例の断面図である。

図２Ａ、図２Ｂと図２Ｃを参照し、これらは本発明のスピーカーの構造の部分の分解図、斜視図と断面図であるが、図中より了解できるように、該スピーカー単体３は、少なくとも一つのコーン・ホルダー４、一つの懸吊辺５１と一つのダイアフラム５２を含み、該コーン・ホルダー４の開口の内側箇所に一つの容置ゾーン４１が設置され、そして該容置ゾーン４１が開口を内向きに窪むＬ型の環状空間となり、その他に該容置ゾーン４１の内に当着部４１１を一つ具し、貼付け方式により懸吊辺５１の一端がダイアフラム５２の周辺に固定され、そして他端がコーン・ホルダーの当着部４１１の上に固定され、その中でも、該ダイアフラム５２の周辺が懸吊辺５１と貼り付けられた後に、再び該コーン・ホルダー４の開口のエッジ箇所に封着されるが、音声電流信号がコーン・ホルダー４の内部のボイスコイル（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ）に流通した後に、ボイスコイルが振動を生成し、且つダイアフラム５２を連動して振動を生成し、ひいては音声を発生し、ボイスコイルが振動を生成する時に、懸吊辺５１により該ダイアフラムが５２より順調に上下に振動でき且つディストーションを低減でき、伝統的な構造よりも該振動がより抵抗を具しないことを可能とする。

図３を参照し、これが本発明のスピーカーの構造の実施例の断面図であるが、本発明は、導電性導体を採用してボイスコイルを作り、ボイスコイルの中に一つのオーディオ電流信号が入力された時に、ボイスコイルが一つの通電電流（ＣＡＲＲＹ ＣＵＲＲＥＮＴ）導体に相当し、これを一定の磁場中に放置すれば、通電電流（ＣＡＲＲＹ ＣＵＲＲＥＮＴ）導体が磁場中に力の作用を受けて運動する原理に基づき、ボイスコイルは、大きさがオーディオ電流に正比例し且つ方向がオーディオ電流の変化に連れて変更する力を受けるが、このようにボイスコイルが磁場の作用下で振動を生成し、且つダイアフラムを連動して共に振動し、そしてダイアフラム前後の空気も続いて振動し、このように電気信号が音波に変換されて周りに輻射する。

図３の中より了解できるように、ボイスコイルが振動を生成する時に、懸吊辺により、該ダイアフラムが振動を上下に生成でき、且つ上下に振動する高さＲを生成し、図１Ｃの中における慣用のスピーカーと比較すると、ボイスコイルが振動を生成する時に、懸吊辺により、該ダイアフラムが振動を上下に生成し、懸吊辺がダイアフラムの左右側の平面上に位置するように設置され、従ってその振動幅は、ある角度θとなり、その振動幅が非常に大きな制限を具するだけではなく、ダイアフラムが上下に振動する時に、抵抗があることにより、完備の音声を発生できないように及ぼし、ディストーションの生成を招く。

その他に、本発明は、コーン・ホルダーの寸法の大きさを制限するために、最大の有効な振動面積（Ｓｄ）を取得することにより、最大の音圧効率を発揮する。そして、実際の運算公式が下記の数式１になる。

その中でも、該Ｖａｓが等価空気面積（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｉｒ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅａｋｅｒ）、Ｓｄが有効振動面積（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｏｖｉｎｇ ａｒｅａ）、Ｃｍｓがサスペンションシステムのコンプライアンス（Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）、Ｑｅｓが電気減衰係数（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄａｍｐｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）、η₀が単体の効率、Ｒｅがボイスコイルの直流抵抗、ＢＬが磁路とボイスコイルの線長により生成された力係数（Ｆｏｒｃｅ Ｆａｃｔｏｒ）、Ｍｍｓが単体振動式の有効振動質量（Ｍｏｖｉｎｇ ｍａｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅａｋｅｒ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｉｒ ｌｏａｄ）、Ｍｓｕｒｒｏｕｎｄが懸吊辺の質量（Ｓｕｒｒｍａｓｓ）、Ｍｖｃがボイスコイルの質量（ｖｏｉｃｅ ｃｏｉｌ ｍａｓｓ）、Ｍｂｏｎｄが接合剤の質量（Ｂｏｎｄ ｍａｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｖｉｎｇ ｐａｒｔ）、Ｆｓが単体の低周波数の共振周波数（Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）である。その他に伝統的なスピーカーのＭｍｓ（単体振動式の有効振動質量）について、その公式が下記の数式２になる。

そして本発明のＭｍｓ（単体振動式の有効振動質量）について、その公式が下記の数式３になる。

従って本発明は、懸吊辺の質量（Ｍｓｕｒｒｏｕｎｄ）を無視でき、且つ同じ寸法の制限下で、最高の単体振動式の有効振動質量を達成できる。

以上の説明は、本発明に対する実行可能な実施例の具体の説明で、ただ該実施例が本発明の特許請求の範囲を限定するために用いられるわけではなく、如何なる本発明の技術精神をまだ脱逸しない等価な実施または変更が何れも本発明の特許請求の範囲中に含まれるべきである。

１ ダイアフラム
２ 懸吊辺
３ スピーカー単体
４ コーン・ホルダー
４１ 容置ゾーン
５１ 懸吊辺
５２ ダイアフラム
４１１ 当着部

Claims (4)

1. 少なくとも一つのダイアフラムと、一つのコーン・ホルダーと一つの懸吊辺とを含む一つのスピーカー単体を含有するスピーカーの構造であって、該懸吊辺がダイアフラムとコーン・ホルダーとの間に設置され、その中でも、該ダイアフラムの周辺が該コーン・ホルダーの開口のエッジ箇所に封着され、そして該コーン・ホルダーの開口エッジの内側箇所に一つの容置ゾーンが設置され、且つ該懸吊辺が容置ゾーンの内に固定されることを特徴とする、スピーカーの構造。
2. 該コーン・ホルダーの容置ゾーンは、開口エッジの内側より凹設されることにより、Ｌ型の環状空間を形成することを特徴とする、請求項１に記載のスピーカーの構造。
3. 該懸吊辺は、ダイアフラムの周辺とコーン・ホルダーの当着部との間に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカーの構造。
4. 該懸吊辺は、貼付け方式により、ダイアフラムとコーン・ホルダーとの間に固定されることを特徴とする、請求項３に記載のスピーカーの構造。