JP2011166493A

JP2011166493A - スピーカ

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Publication number: JP2011166493A
Application number: JP2010027614A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okawa; 秀樹大川; Kiyonori Suzuki; 聖紀鈴木
Original assignee: MILLION ENTERTECH KK
Current assignee: MILLION ENTERTECH KK
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: JP5518516B2

Abstract

【課題】非常に優れた周波数特性や音圧特性を有しコストダウンの要求にも十分応えることができるスピーカを提供する。
【解決手段】エッジ１０の一端が振動板８における大径部８ａの周縁から距離をおいた中心Ｏよりの裏面９ｂに連結され、振動板８における大径部８ａに、前記振動板８の動作バランスを崩さない範囲で前記大径部８ａの周方向に沿って配置されると共に該振動板８の中心Ｏを中心とし前記エッジ１０一端の連結部１６を通る円輪郭よりも外側に位置するようにして２個以上の突段部１７を設け、各突段部１７は、振動板８の裏面９ｂ側が窪み表面９ａ側が突出するように形成され、振動板８の表面９ａから起立する周側壁部１７ａ，１７ｂとこれらの先端縁に連接されかつ該振動板８の表面８ａ側を向く表側壁部１７ｃとからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パチンコ遊技機等の遊技機を初め他に各種音響機器にも使用し得るスピーカに関するものである。

従来、パチンコ遊技機等の遊技機や各種音響機器に使用されるスピーカには、小型コンパクト化、高能率化、低音再生化、更にはコストダウンのためのシンプル化が強く要求されている。そこで、これら要求に応える設計手段として、例えば振動板における大径部の周縁からの距離をおいた中心よりの裏面にエッジの一端を貼り合せて連結するようにしているが、この設計手段はすでに実用化されている。

ここで、前記のような振動板における大径部の周縁からの距離をおいた中心よりの裏面に、エッジの一端を連結するようにしたスピーカについて説明する。該スピーカは、図６に示すようにセンターポールａを有する円盤状のポールピースｂとドーナツ盤状のプレートｃとの間に環状マグネットｄを介装してなる磁気回路ｅと、該ドーナツ盤状のプレートｃの外側面に固着されるフレームｆと、漏斗状をなすと共に大径部側がエッジｇを介してフレームｆの先端周縁部に連結される振動板ｈと、該振動板ｈの小径部側に連結され前記ドーナツ盤状のプレートｃの内周面とセンターポールａとの間に形成された磁気ギャップｉ内に揺動可能に挿入されるボイスコイルｊと、を備えている。前記振動板ｈには、その大径部全体に断面波形のコルゲーションｌが形成されている。また、前記振動板ｈの裏面における前記エッジｇの内周端部の連結部位が固定部ｋとなる（例えば、特許文献１参照。）。このように、振動板ｈの大径部の形状を波形にすることにより、振動板ｈの上下振幅に対する剛性を大きくして周波数特性や音圧特性に優れたスピーカを提供するようにしている。

特許第３０６４６９５号公報（第１−２頁、図１）

しかしながら、前記特許文献１に記載のスピーカのように振動板ｈの大径部に断面波形のコルゲーションｌを形成する構成では、振動板ｈの強度を高めて高域特性を改善するには不十分であった。すなわち、コルゲーションｌの断面波形形状は振動板ｈの円周方向に沿って高い強度を示すが、振動板ｈの中心から外周へ放射状に伸びる法線方向に沿っては極端に曲がるような大きな変曲点がなく振動板ｈの強度が弱いことから、振動が速く伝達されることがない。このため、高域特性において十分な音圧を得ることができず、引いては別途に高音専用のスピーカを併せて使用せざるを得なくなり、コストダウンの要求に応えることが難しかった。ここで、図７として前記特許文献１に係るスピーカについての周波数音圧特性図を示す。また、金型を形成するに当たり振動板ｈにおけるコルゲーションｌと平坦部との境の分割ラインが複雑になるため、金型の製作コストも高額になるという課題も有った。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、非常に優れた周波数特性や音圧特性を有しコストダウンの要求にも十分応えることができるスピーカを提供することを目的とするものである。

かかる目的を達成するため、本発明に係るスピーカは、磁気ギャップが形成される磁気回路と、前記磁気回路に基端部が固着されるフレームと、大径部側が前記フレームの先端周縁部にエッジを介して連結されると共に小径部がボイスコイルに固着される漏斗状の振動板と、を有し、前記ボイスコイルは前記磁気ギャップに揺動可能に挿入され、前記エッジの一端は前記振動板における大径部の周縁から距離をおいた中心よりの裏面に連結されるようにしたスピーカであって、前記振動板における大径部に、振動板の動作バランスを崩さない範囲で前記大径部の周方向に沿って配置されると共に前記振動板の中心を中心とし前記エッジ一端の連結部を通る円輪郭よりも外側に位置するようにして２個以上の突段部を設け、前記各突段部は、前記振動板の裏面側が窪み表面側が突出するように形成され、前記振動板の表面から起立する周側壁部と該周側壁部の先端縁に連接されかつ該振動板の表面側を向く表側壁部とからなることを特徴とする。

この際、前記振動板における大径部の周縁に沿った前記各突段部の長さ寸法の該振動板における中心に対する中心角をすべて加えた合計角度が、４５度以上であって２４０度以下であることが好ましい。

また、前記振動板は、ポリプロピレン樹脂等の射出成型可能な樹脂により成形されていることが好ましい。

本発明に係るスピーカは、エッジの一端が振動板における大径部の周縁から距離をおいた中心よりの裏面に連結されているスピーカであって、前記振動板における大径部に、振動板の動作バランスを崩さない範囲で前記大径部の周方向に沿って配置されると共に前記振動板の中心を中心とし前記エッジ一端の連結部を通る円輪郭よりも外側に位置するようにして２個以上の突段部を設け、各突段部は、振動板の裏面側が窪み表面側が突出するように形成され、振動板の表面から起立する周側壁部と該周側壁部の先端縁に連接されかつ該振動板の表面側を向く表側壁部とからなる。すなわち、各突段部は振動板を屈曲させるように形成され、該突段部が振動板の大径部の強度を高めるので、振動が振動板の大径部の周縁に速く伝達するようになり不要な共振が防止される。しかも、各突段部の表側壁部が振動板の表面側を向き高域用振動板を構成することになって、人間の可聴帯域である２０ｋＨｚ付近まで再生が可能となる。よって、遊技機の用途として重要な中高域の音圧特性が改善される。また、周波数特性や音圧特性に優れたスピーカを提供することが可能となり、別途に高音専用のスピーカを用意する必要も無く、コストダウンの要求に十分応えることができる。しかも、振動板の金型も複雑にならずその製作コストも低廉に成し得るという効果を奏する。

本発明に係るスピーカの中央端面図。同スピーカにおける振動板の平面図。（イ）は図２におけるＸ−Ｘ線端面図、（ロ）は図２におけるＹ−Ｙ線端面図。突段部の振動板の中心に対する中心角を示す振動板の平面図。本発明に係るスピーカにおける周波数音圧特性図。従来のスピーカの中央端面図。従来のスピーカにおける周波数音圧特性図。

以下、本発明に係るスピーカを実施するための最良の形態について詳しく説明する。スピーカには外磁型磁気回路と呼ばれる磁気回路を有したスピーカと内磁型磁気回路と呼ばれる磁気回路を有したスピーカとがあるが、本発明はいずれのスピーカにも適応できる。そこで本発明では、前記外磁型磁気回路を有したスピーカについて説明する。図１は本発明に係るスピーカの中央端面図、図２は同スピーカにおける振動板の平面図、図３（イ）は図２におけるＸ−Ｘ線端面図、図３（ロ）は図２におけるＹ−Ｙ線端面図である。スピーカは、次に説明する構成からなる。

すなわち、センターポール１を有する円盤状のポールピース２と、該円盤状のポールピース２とほぼ同じ大きさからなり互いに向かい合うドーナツ盤状のプレート３と、の間に、環状のマグネット４を介装して磁気回路５が形成される。また、前記ドーナツ盤状のプレート３の外側面に、フレーム６の基端部が固着される。前記フレーム６における先端周縁部の内周面に、環状段部７が設けられている。そして、漏斗状に形成される振動板８の大径部８ａ側の裏面９ｂに内周端部を連結し、かつ、前記フレーム６における先端周縁部の内周面に設けられた環状段部７に外周端部を連結してエッジ１０が配設される。該エッジ１０は、振動板８の裏面９ｂ側へ突出する所謂ダウンロールエッジが使用される。図中、１１は前記エッジ１０をフレーム６の環状段部７に固定するためのガスケットである。

前記振動板８の小径部８ｂに、ボイスコイル１２の一端部が固着して接続される。また、該ボイスコイル１２の他端部は、磁気回路５におけるドーナッツ盤状のプレート３の内周面に形成される磁気ギャップ１３内に揺動可能に挿入されている。該ボイスコイル１２の外周面の所定位置と前記フレーム６の内周面の所定位置との間にダンパー１４が介装され、ボイスコイル１２を支持している。また、振動板８の表面９ａ側の中央には、ボイスコイル１２を覆うようにしてドーム状のダストキャップ１５が固定される。該ダストキャップ１５はその外周縁部が前記振動板８の表面９ａに接着されており、前記磁気ギャップ１３への外部からの異物の侵入を阻止するようにしている。

前記振動板８における大径部８ａの周縁の外径寸法は、該振動板８の中心Ｏを中心としエッジ１０の一端の連結部である固定部１６を通る円輪郭の直径寸法よりも大きい。換言すると、エッジ１０の一端は、振動板８における大径部８ａの周縁から距離をおいた中心Ｏよりの裏面９ｂに固定部１６として連結されることになる。

図２、図４に示すように前記振動板８の大径部８ａでありその周縁に沿って等間隔位置、本実施の形態にあってはそれぞれその周縁（円周）を４等分する位置、にほぼ同じ大きさの突段部１７が設けられている。各突段部１７は、振動板８と一体構造になっている。その一体構造とする方法として、例えば各突段部１７を設けた振動板８の外形形状に合った金型を成形し、該金型にポリプロピレン樹脂といった溶融樹脂を流して成形する方法がある。樹脂としてはポリプロピレン樹脂の他に射出成型できる樹脂であれば他の樹脂でも構わない。また、前記一体構造とする別の方法として、各突段部１７を設けた振動板８の外形形状に合ったコーン型の型を製作し、該型にコーン紙となるパルプを流して成形する方法もある。前記突段部１７の数は、２個以上で３，４，５個またはそれ以上であっても良く、スピーカの外径や突段部１７の大きさにより適宜選定される。

前記各突段部１７は、必ず振動板８の中心Ｏを中心としエッジ１０の一端の連結部である固定部１６を通る円輪郭よりも外側に位置している。そして、各突段部１７はいずれも同じ形状からなり、振動板８の裏面９ｂ側が窪み表面９ａ側が突出するように形成される。すなわち、該各突段部１７は、振動板８の中心Ｏ寄りの表面９ａから起立する内方の周側壁部１７ａと、同じく振動板８の表面９ａから起立し該内方の周側壁部１７ａの両側に接続される一対の側方の周側壁部１７ｂ，１７ｂと、これら平面コ字形を形成する内方の周側壁部１７ａ及び側方の周側壁部１７ｂ，１７ｂの先端縁に周縁が連接する表側壁部１７ｃと、から構成される。この場合、側方の周側壁部１７ｂ，１７ｂが表側壁部１７ｃの補強の役目をしている。また、各突段部１７における振動板８の大径部８ａ側は開放しており、図１、図２に示すように各突段部１７は振動板８における大径部８ａの周縁に接するように配置されていても、図示は省略するが中心Ｏよりに寄っていても良い。

前記振動板８の中心Ｏよりの内方の周側壁部１７ａと表側壁部１７ｃとが突き当たって形成される稜線１８は、振動板８の中心Ｏから引き出される法線と直交する。また、両側方の周側壁部１７ｂ，１７ｂと表側壁部１７ｃとが突き当たって形成される稜線１９，１９は、前記内方の周側壁部１７ａと表側壁部１７ｃとが突き当たって形成される稜線１８と直交する。よって、両側方の周側壁部１７ｂ，１７ｂと表側壁部１７ｃとが突き当たって形成される一対の稜線１９，１９は平行である。これにより、表側壁部１７ｃは、振動板８の中心軸と直交する面と平行をなし、該振動板８の表面９ａ側を向くことになる。前記内方の周側壁部１７ａ及び側方の周側壁部１７ｂ，１７ｂと表側壁部１７ｃとのなす角部には、加工性を考慮してそれぞれ稜線１８，１９，１９に沿って最小の面取りであるＲが設けられる。そのＲ（半径）は、機械加工の便宜上０．５〜３ｍｍが好ましい。

前記のように、各突段部１７の表側壁部１７ｃが振動板８の表面９ａ側を向く、すなわち、表側壁部１７ｃが振動板８の中心軸と直交する面と平行をなすことから、各表側壁部１７ｃはスピーカの動作上のピストン振動方向に対して垂直な位置関係にあることになる。これにより、該表側壁部１７ｃは漏斗状の形状とは異なり、小さな第二の機械的振動板を形成する。音響的には振動板８が小さいほど高音再生に優れており、この小さな振動面が人間の可聴帯域の高い周波数を再生する役割を担う。なお、前記各突段部１７における表側壁部１７ｃは完全な平板状の外に、例えば大きな極率半径でもって少し湾曲していても良い。更に、側方の両周側壁部１７ｂ，１７ｂが振動板８の中心軸線と平行である外に、該中心軸線方向に対して０．５〜５度程度傾いていても良い。すなわち、これは射出成型時の抜き勾配を考慮したことによる。

図４において、α１は突段部１７（１７１）の振動板８における中心Ｏに対する中心角、α２は突段部１７（１７２）の振動板８における中心Ｏに対する中心角、α３は突段部１７（１７３）の振動板８における中心Ｏに対する中心角、α４は突段部１７（１７４）の振動板８における中心Ｏに対する中心角である。ここで、α１＋α２＋α３＋α４＝Ｄとした場合、Ｄは４５度≦Ｄ≦２４０度の関係を満たす範囲で設定される。

本発明にあっては、突段部１７１〜１７４の振動板８における中心Ｏに対する中心角α１〜α４を加算した合計Ｄを４５度≦Ｄ≦２４０度の関係を満たす範囲で設定したが、そもそも突段部１７は振動板８の大径部８ａの周縁に沿って設けられ、しかも小さい。よって、振動板８の大径部８ａの円周に対し、突段部１７の占める割合が小さすぎても、逆に大きすぎても十分な高域特性が得られない。そこで、前記のような範囲を設定している。実際には、前記Ｄの値が９０度位が最適である。また、前記各突段部１７の大きさ、各突段部１７間の間隔は必ずしも同じである必要は無いが、振動板８が振動動作するには動作バランスが必要である。その動作バランスが崩れることは、中心がずれて異音の発生に繋がることを意味する。よって、振動板８の動作バランスが崩れない範囲で突段部１７の大きさやそれらの間隔が決められる。ただ、各突段部１７の大きさを同じとし、しかも、それら突段部１７の大径部８ａの周縁に沿った間隔を同じとすれば、前記バランスの崩れない範囲が設定し易い。

このように本発明に係るスピーカにあっては、振動板８に複数の突段部１７を設けているので、振動板８としての強度が高められ、振動が振動板８の大径部８ａの周縁に速く伝達するようになり、不要な共振が防止される。また、突段部１７にある小さな表側壁部１７ｃが第二の振動板として機械的振動を行なうように機能する。よって、本発明に係るスピーカは、高域での伸びが得られ、人間の可聴帯域である２０ｋＨｚ付近まで再生が可能になる。これにより、特にパチンコ遊技機等の遊技機の用途として重要な中高域の音圧特性が改善される。

ここで、図５として本発明に係るスピーカの周波数音圧特性図を示す。この周波数音圧特性図からすれば、高域特性は改善されて１つのスピーカでも十分な効果が得られるようになる。すなわち、周波数特性や音圧特性に優れたスピーカを提供することが可能となり、別途に高音専用のスピーカを用意する必要も無くなり、余分な経費が掛からずコストダウンの要求に十分応えることができる。しかも、振動板８の金型も複雑にならずその製作コストも低廉に成し得る。

また、前記振動板８を成形するに、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂を使用して射出成型により成形でき、または、パルプを使用して型に流し込んで成形できるので、振動板８が容易に成形できる。

本発明に係るスピーカは、主にパチンコ遊技機、アレンジボール遊技機、雀球遊技機、スロットマシン等の遊技機に使用することで、周波数特性や音圧特性に優れた性能を発揮することになるが、他に例えば各種音響機器に使用することも可能である。

５磁気回路
６フレーム
８振動板
８ａ大径部
８ｂ小径部
１０エッジ
１２ボイスコイル
１３磁気ギャップ
１６連結部（固定部）
１７突段部
１７１突段部
１７２突段部
１７３突段部
１７４突段部
１７ａ周側壁部
１７ｂ周側壁部
１７ｃ表側壁部
α１中心角
α２中心角
α３中心角
α４中心角
Ｏ中心

Claims

磁気ギャップが形成される磁気回路と、前記磁気回路に基端部が固着されるフレームと、大径部側が前記フレームの先端周縁部にエッジを介して連結されると共に小径部がボイスコイルに固着される漏斗状の振動板と、を有し、前記ボイスコイルは前記磁気ギャップに揺動可能に挿入され、前記エッジの一端は前記振動板における大径部の周縁から距離をおいた中心よりの裏面に連結されるようにしたスピーカであって、
前記振動板における大径部に、振動板の動作バランスを崩さない範囲で前記大径部の周方向に沿って配置されると共に前記振動板の中心を中心とし前記エッジ一端の連結部を通る円輪郭よりも外側に位置するようにして２個以上の突段部を設け、
前記各突段部は、前記振動板の裏面側が窪み表面側が突出するように形成され、前記振動板の表面から起立する周側壁部と該周側壁部の先端縁に連接されかつ該振動板の表面側を向く表側壁部とからなることを特徴とするスピーカ。
前記振動板における大径部の周縁に沿った前記各突段部の長さ寸法の該振動板における中心に対する中心角をすべて加えた合計角度が、４５度以上であって２４０度以下である請求項１記載のスピーカ。
前記振動板は、ポリプロピレン樹脂等の射出成型可能な樹脂により成形されている請求項１又は２記載のスピーカ。