JP2010199887A - 振動モード方式のスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】振動ユニットの固定部材に防水対策が施されているため、振動ユニットへの水の浸入が防止できる振動モード方式のスピーカを提供する。
【解決手段】
振動ユニット１２のトッププレート１６は、雌形の袋ネジ３４を有するとともに袋ネジ３４に対しケース１０の上壁１０ａに形成された透孔１０ｂを介して貫通されたネジ３８が螺合されることにより上壁１０ａに固定されている。ネジ３８の周囲に該周囲を囲むパッキン２６が配置されている。パッキン２６の周囲に透孔１０ｂを介して外部からの水の浸入を防止する防水溝３０が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、振動モード方式のスピーカに関するものである。

パネル型スピーカは、振動板にエキサイタ（以下、振動ユニットという）が取付けられて、該振動ユニットのボイスコイルが作動された際に、前記振動板が剛体として前後に並進運動を行うのではなく、撓み振動が行われるようになっている。この種のスピーカは、ＤＭ（Distributed Mode）方式、或いは、振動モード方式のスピーカと称されている（特許文献１乃至特許文献３参照）。

パネル型スピーカは、コーン型スピーカと異なり、厚みが薄く形成でき、軽量化できるという利点がある。

特許３９１１０９６号 特許３９２９５４１号 特許３９４９２７３号

しかし、従来のこれらの振動ユニットの振動板に対する取付けは、室内で使用されることが想定されており、天候が変化する室外で使用されることが想定されていない。すなわち、雨水等の振動ユニットに対する防水対策が施されていない構成であった。

この発明の目的は、振動ユニットの固定部材に防水対策が施されているため、振動ユニットへの水の浸入が防止できる振動モード方式のスピーカを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、磁気回路とボイスコイルを含む振動ユニットと、該振動ユニットによって励振される振動部材とを備えた振動モード方式のスピーカにおいて、前記振動ユニットのボイスコイルを支持する固定部材が前記振動部材に対して固定され、前記固定部材と前記振動部材間には防水手段が設けられていることを特徴とする振動モード方式のスピーカを要旨とするものである。

請求項１の発明によれば、振動ユニットのボイスコイルを支持する固定部材が前記振動部材に対して防水手段を介して固定されていることにより、振動ユニットへの水の浸入が防止される。

請求項２の発明は、請求項１において、前記固定部材は、雌形の袋ネジを有するとともに該袋ネジに対し前記振動部材に形成された透孔を介して貫通されたネジが螺合されることにより前記振動部材に固定され、前記防水手段が、前記振動部材と袋ネジ間に設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、防水手段が、前記振動部材と袋ネジ間に設けられていることにより、振動ユニットへの水の浸入が防止される。
請求項３の発明は、請求項２において、前記固定部材の袋ネジが、前記磁気回路側に突出され、前記磁気回路を構成する部材内に遊びを有するように嵌入されている。なお、磁気回路を構成する部材に貫通孔が形成されていて、前記固定部材の袋ネジが遊びを持って嵌入されていてもよい。

請求項３の発明によれば、磁気回路内に固定部材の袋ネジが嵌入されていることにより、振動ユニットの厚みを薄くできるとともに、袋ネジが固定部材内に嵌入されていない場合に比して、前記ネジの螺合量を増加させ、振動部材に対する固定部材の固定をより確固にする。

特に、磁気回路を構成する部材に貫通孔が形成されていて、前記固定部材の袋ネジが遊びを持って嵌入されていた場合には、固定部材と磁気回路とが振動時において、前記貫通孔が固定部材と磁気回路を構成する部材間に存在する空気抜け用の孔と兼用させることができ、専用の空気抜け用の孔を別途設ける必要がなくなる。

請求項４の発明は、請求項３において、前記防水手段は、前記振動部材と前記固定部材との間であって、前記ネジの周囲にはパッキンが配置されていることが含まれることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、パッキンがネジの周囲を囲むように配置されているため、パッキンにより、防水を行うことが可能となる。
請求項５の発明は、請求項４において、前記防水手段は、前記パッキンの周囲に前記透孔を介して外部からの水の浸入を防止する防水溝が形成されていることを含むことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、防水溝がパッキンを通過した雨水を溜めるため、前記透孔を介して外部からの雨水の浸入が防止される。

以上のように、この発明によれば振動ユニットの固定部材に防水対策が施されているため、振動ユニットへの水の浸入が防止できる効果を奏する。

本発明を具体化した振動モード方式のスピーカの一実施形態の断面図。 （ａ）は振動ユニットの平面図、（ｂ）は底面図。 スピーカの全体概略図。

以下に、この発明を具体化した振動モード方式のスピーカの一実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
まず、振動ユニット１２は、略直方体状のケース１０の上壁１０ａの下面に対して、取付け固定されている。

振動ユニット１２は、ボイスコイル１４を有するトッププレート１６、該トッププレート１６に対してダンパ１８を介して取付けされたベース２０、ベース２０内に配置された永久磁石２２、及びインナーヨーク２４を備えている。トッププレート１６は、固定部材に相当する。

トッププレート１６は、合成樹脂からなり、略円板状に形成されている。本実施形態では、トッププレート１６はポリカーボネートからなるが、これに限定されるものではない。トッププレート１６において、ケース１０に近接する面（以下、近位面という、図１において、上面ともいう）の中央には低円筒状のボス１６ａが形成され、周囲にリング状の有弾性のパッキン２６が嵌合されている。パッキン２６は、ボス１６ａの高さよりも高くされている。パッキン２６は、固定部材と振動部材間に設けられた防水手段に相当する。

又、トッププレート１６において、前記近位面には、前記ボス１６ａと同心となるように、ボス１６ａの外径よりも大径を有したリング状の突条２８が形成されている。突条２８の高さは、前記ボス１６ａよりも高く設定されている。ボス１６ａと突条２８との間には、防水溝３０が形成されている。防水溝３０は、固定部材と振動部材間に設けられた防水手段に相当する。

トッププレート１６において、ケース１０の近位面とは反対側の面（以下、遠位面という、図１においては、下面という）にはボス１６ａに対応するように円柱状の突部３２が突出されている。前記突部３２には、雌形の袋ネジ３４が形成されている。袋ネジ３４は前記ボス１６ａにおいて開口されている。突部３２の先端外周には、リング状のクッション３６が嵌合固定されている。

トッププレート１６は、上壁１０ａの透孔１０ｂを介して挿通された雄形のネジ３８が螺合されることにより、ケース１０の上壁１０ａに確固に固定されている。又、３８の締付けにより、突条２８がケース１０の上壁１０ａの下面に対して当接されるとともに、パッキン２６が図１に示すようにケース１０の上壁１０ａの下面に対して水密に密接されている。

トッププレート１６の周部において、遠位面には複数の突部４０が図２（ａ）に示すように側方へ突出されている。各突部４０には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、円弧状に形成されたダンパ１８がビス４２により止着されている。ダンパ１８は、薄板のステンレス材から形成されている。なお、ダンパ１８の突部４０に対する固定は、ビス止めに限定されるものではなく、接着剤によって固定されていてもよい。

各ダンパ１８を介してトッププレート１６に支持されたベース２０は、有底円筒状に形成され、円筒状の側壁２０ａと、貫通孔２０ｃを有する底壁２０ｂとを有する。ベース２０は、圧延鋼板等のヨーク材料からなる。側壁２０ａのケース１０側に位置する端面と、トッププレート１６の遠位面には、筒状をなすとともに可撓性を有する材料で形成された防塵カバー４４が取付け固定され、側壁２０ａのケース１０側に位置する端面と、トッププレート１６の遠位面の間隙からの塵等の浸入が防止されている。

ベース２０の底壁２０ｂには、リング状をなす永久磁石２２及び永久磁石２２と同心に配置されたリング状のインナーヨーク２４が積層された状態で固定されている。インナーヨーク２４の中心に設けられた貫通孔２４ａ内には、図１に示すようにクッション３６を備えた突部３２が遊びをもった状態で嵌入されている。インナーヨーク２４は、ベース２０と同様に圧延鋼板等のヨーク材料からなる。又、永久磁石２２の中心に設けられた貫通孔２２ａは貫通孔２４ａと同径を有し、後述する振動時にクッション３６を備えた突部３２が遊びをもった状態で嵌入可能となっている。なお、貫通孔２２ａは、永久磁石２２の中心に設けられているため、後述する磁気回路の特性を損なうことがない。これは、永久磁石２２の中心は、ボイスコイル１４から比較的遠い位置にあるため、磁気回路における影響度合いがさほど高くないためである。

又、トッププレート１６に設けられたボイスコイル１４は、積層されたベース２０と永久磁石２２の外周面、ベース２０の側壁２０ａの内周面間に介在配置されている。上記構成によりベース２０はアウターヨークとなるものである。

上記永久磁石２２、インナーヨーク２４、ベース２０とにより磁気回路が構成されている。なお、ボイスコイル１４には、電気的に接続される電線５０が接続され、さらに電線５０には、外部との導通を行うための電極端子５２が接続されている。この電極端子５２はトッププレート１６に設けられている。

上記のように構成された振動ユニット１２は、薄板からなるダンパ１８によってベース２０がトッププレート１６に支持され、ダンパ１８が図１に示すように、ベース２０の周方向に円弧状に配置されている。又、トッププレート１６を肉薄、例えば、１ｍｍ程度にすることにより、適度な剛性と柔軟性を得ることができる。これにより、ボイスコイル１４とベース２０との相対的な運動が可能となり、これに伴った振動を可能としている。又、ダンパ１８により、前記振動が必要以上の長時間に亘り持続させないようにされている。そして、この振動は、振動ユニット１２が取り付けられたケース１０の上壁１０ａを振動させる。ケース１０の上壁１０ａに伝達された振動（可聴周波数の振動）は、このケース１０を構成している他の側壁等に伝わり、ケース１０の一部がスピーカの機能を有することになる。

本実施形態のスピーカは、以下の特徴を有する。
（１） 本実施形態のスピーカは、磁気回路とボイスコイル１４を含む振動ユニット１２と、該振動ユニット１２によって励振されるケース１０の上壁１０ａ（振動部材）とを備えた振動モード方式のスピーカにおいて、振動ユニット１２のボイスコイル１４を支持するトッププレート１６（固定部材）が上壁１０ａに対して固定されている。そして、トッププレート１６と上壁１０ａ間には防水手段が設けられている。

このため、本実施形態のスピーカは、振動ユニット１２への水の浸入が防止できる。
なお、従来の振動ユニットにおいては、防水のために、振動ユニットを覆うようにキャップを被せることが考えられるが、キャップが必要となるため、部品点数が多くなり、コスト高の原因となる。

（２） 本実施形態のスピーカは、トッププレート１６（固定部材）は、雌形の袋ネジ３４を有するとともに袋ネジ３４に対しケース１０の上壁１０ａ（振動部材）に形成された透孔１０ｂを介して貫通されたネジ３８が螺合されることにより上壁１０ａに固定されている。そして、防水手段が、上壁１０ａと袋ネジ３４間に設けられている。

このため、防水手段が、ケース１０の上壁１０ａ（振動部材）と袋ネジ３４間に設けられていることにより、振動ユニット１２への水の浸入が防止できる。
特に、振動ユニット１２は、ケース１０の上壁１０ａに対してネジ３８により確実に固定される。このように振動ユニット１２のネジ止めの固定は、例えば、バイク、オートバイ等のような振動の多い分野に振動ユニット１２が部品として使用される場合、必要となる。従来の振動モード方式の振動ユニットでは、両面テープ等で、振動部材に固定していたが、このような固定方法では、バイク、オートバイ等のような振動の多い分野で取付け強度不足となり、信頼性がない。

なお、もちろん、バイク、オートバイ等のような振動の多い分野でなくても、採用することは可能である。例えば、浴室のようにシャワー等が使用される場所においても、本スピーカの使用は可能である。この場合、振動ユニットは、浴室内とは反対側の壁内に納めるようにすればよい。

（３） 本実施形態のスピーカでは、トッププレート１６の袋ネジ３４が、磁気回路側に突出され、該磁気回路を構成するインナーヨーク２４（部材）内に遊びを有するように嵌入されている。

このため、磁気回路を構成するインナーヨーク２４（部材）内にトッププレート１６（固定部材）の袋ネジ３４が嵌入されていることにより、振動ユニット１２の厚みを薄くできる。又、袋ネジ３４がトッププレート１６（固定部材）内に嵌入されていない場合に比して、ネジ３８の螺合量を増加させ、ケース１０の上壁１０ａ（振動部材）に対するトッププレート１６（固定部材）の固定をより確固にできる。

又、特に、磁気回路を構成するインナーヨーク２４（部材）内に貫通孔２４ａが形成されていて、トッププレート１６（固定部材）の袋ネジ３４が遊びを持って嵌入されている。このため、トッププレート１６とインナーヨーク２４（部材）とが振動時において、貫通孔２４ａをトッププレート１６とインナーヨーク２４（部材）間に存在する空気抜け用の孔と兼用させることができ、専用の空気抜け用の孔を別途設ける必要がなくなる。なお、従来は、空気抜け用の孔は、別途設けられていた。

（４） 本実施形態のスピーカは、ケース１０の上壁１０ａ（振動部材）とトッププレート１６との間であって、ネジ３８の周囲に該周囲を囲むパッキン２６が防水手段として配置されている。このため、パッキン２６がネジ３８の周囲を囲むように配置されているため、パッキン２６により、透孔１０ｂ内を通過した雨水の浸入を抑制することができる。

（５） 本実施形態のスピーカは、パッキン２６の周囲に透孔１０ｂを介して外部からの水の浸入を防止する防水溝３０が防水手段として形成されている。この結果、パッキン２６が劣化等によって、該パッキン２６を通過した雨水があった場合、その雨水を防水溝３０に溜めるため、防水溝３０により雨水の浸入が防止される。

なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
○ 前記実施形態では、永久磁石２２をベース２０内に配置したが、ベース２０内を全てインナーヨーク２４で構成し、その代わりに、ベース２０の底壁２０ｂを残して前記実施形態の側壁２０ａを省略し、該側壁２０ａの代わりにリング状の永久磁石を配置するようにしてもよい。

○ 前記実施形態では、リング状の突条２８がトッププレート１６に設けたが、リング状の突条２８を、振動部材側に設けられていてもよい。この場合、特に固定部材であるトッププレート１６が上に配置され、振動部材が下に配置される場合に有効である。

１０…ケース、１０ａ…上壁（振動部材）、１０ｂ…透孔、
１２…振動ユニット、１４…ボイスコイル、
１６…トッププレート（固定部材）、１８…ダンパ、
２０…ベース（アウターヨーク）、２２…永久磁石、
２４…インナーヨーク（ベース２０、永久磁石２２、インナーヨーク２４とともに磁気回路を構成する）、２６…パッキン、３０…防水溝。

Claims (5)

1. 磁気回路とボイスコイルを含む振動ユニットと、該振動ユニットによって励振される振動部材とを備えた振動モード方式のスピーカにおいて、
   前記振動ユニットのボイスコイルを支持する固定部材が前記振動部材に対して固定され、前記固定部材と前記振動部材間には防水手段が設けられていることを特徴とする振動モード方式のスピーカ。
2. 前記固定部材は、雌形の袋ネジを有するとともに該袋ネジに対し前記振動部材に形成された透孔を介して貫通されたネジが螺合されることにより前記振動部材に固定され、
   前記防水手段が、前記振動部材と袋ネジ間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動モード方式のスピーカ。
3. 前記固定部材の袋ネジが、前記磁気回路側に突出され、前記磁気回路を構成する部材内に遊びを有するように嵌入されていることを特徴とする請求項２に記載の振動モード方式のスピーカ。
4. 前記防水手段は、前記振動部材と前記固定部材との間であって、前記ネジの周囲にはパッキンが配置されていることが含まれることを特徴とする請求項３に記載の振動モード方式のスピーカ。
5. 前記防水手段は、前記パッキンの周囲に前記透孔を介して外部からの水の浸入を防止する防水溝が形成されていることを含むことを特徴とする請求項４に記載の振動モード方式のスピーカ。

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