JP2013150258A

JP2013150258A - スピーカ

Info

Publication number: JP2013150258A
Application number: JP2012011180A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ichikawa; 浩平市川
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】小型化および薄型化が可能でありながら、音圧周波数特性に優れた高性能のスピーカを実現する。
【解決手段】スピーカ１は、振動板２の裏面に接合されるとともに、ボイスコイルボビン６に接合される結合部材８を備える。結合部材８は、振動板の外周部に接続される環状の外周接続部２１と、外周接続部２１の中央部に接合され、ボイスコイルボビン６の先端側外周部を嵌装する環状のボイスコイル接続部２２と、外周接続部２１の中心線に沿って外周接続部２１を掛け渡す中心軸接続部２３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカに関する。

スピーカは家庭用音響機器、車載用音響機器だけでなく、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ゲーム機やさまざまな電子機器に広く使用されている。電子機器は軽薄短小化が進んでおり、電子機器に内蔵されるスピーカに対しても、より小型化、薄型化および高性能化が求められている。高性能化としては、小型であっても、広い周波数帯域にわたって音圧特性の変動が少ないことが求められる。

スピーカの小型化と薄型化を進めると、振動板を前後に振動させる十分なスペースが取れなくなる。このため、通常は振動板の背後に配置されるダンパー自体を省略する試みもなされている。ダンパーを省略すると、その分、振動板の振動のための十分なスペースが得られるが、逆に振動板の振動が大きくなりすぎるおそれがあり、ローリング現象も起きやすくなる。
そこで、振動板の背後に、振動板とボイスコイルボビンを支持する支持部材を配置して、この支持部材に、ダンパーと同様に作用する支持梁を設けたスピーカが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−１０１２８２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された支持部材は、振動板と堅固に接合されているわけではないため、振動板の分割共振や逆共振が発生しやすくなり、スピーカの音圧周波数特性が悪くなるおそれがある。

本発明は、小型化および薄型化が可能でありながら、音圧周波数特性に優れた高性能のスピーカを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、振動板と、
前記振動板の外周側から後方にかけて配置されるフレームと、
内周部が前記振動板に接合され、外周部が前記フレームに接合されるエッジと、
前記振動板よりも後方に配置されて、前記フレームに接合される磁気回路と、
前記振動板を振動させるボイスコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの外周面に沿って巻回され、前記磁気回路の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルと、を備えたスピーカにおいて、
前記振動板の裏面に接合されるとともに、前記ボイスコイルボビンに接合される結合部材を備え、
前記結合部材は、
前記振動板の外周部に接続される環状の外周接続部と、
前記外周接続部の中央部に接合され、前記ボイスコイルボビンの先端側外周部を嵌装する環状のボイスコイル接続部と、
前記外周接続部の中心線に沿って前記外周接続部を掛け渡す中心軸接続部と、を有することを特徴とするスピーカを提供する。

本発明によれば、小型化および薄型化が可能でありながら、音圧周波数特性に優れた高性能のスピーカを実現できる。

（ａ）は一実施形態に係るスピーカ１の長軸方向の断面図、（ｂ）は同スピーカ１の短軸方向の断面図。（ａ）は結合部材８の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。（ａ）は結合部材８に振動板２を接合した状態を背面方向から見た平面図、（ｂ）〜（ｄ）は振動板２の平面図。本実施形態に係るスピーカ１の分解斜視図。本実施形態に係るスピーカ１の組立途中での斜視図。図５に続く組立途中の斜視図。図６に続く組立途中の斜視図。図７に続く磁気回路５の取付後の斜視図。組立完了後の本実施形態に係るスピーカ１の正面斜め方向から見た斜視図。（ａ）は結合部材８から中心軸接続部２３とバランサ２４を省略した第１比較例に係るスピーカ１の音圧周波数特性図、（ｂ）は結合部材８に中心軸接続部２３を設けてバランサ２４を省略した第２比較例に係るスピーカ１の音圧周波数特性図、（ｃ）は中心軸接続部２３とバランサ２４を有する本実施形態に係るスピーカ１の音圧周波数特性図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明の一実施形態に係るスピーカは、細長形状の振動板と、略矩形状のフレームとを備えている。

図１（ａ）は一実施形態に係るスピーカ１の長軸方向の断面図、図１（ｂ）は同スピーカ１の短軸方向の断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係るスピーカ１は、振動板２と、振動板２の外周側から後方にかけて配置されるフレーム３と、内周部が振動板２に接合されて外周部がフレーム３に接合されるエッジ４と、振動板２よりも後方に配置されてフレーム３に接合される磁気回路５と、振動板２を振動させるボイスコイルボビン６と、ボイスコイルボビン６の外周面に沿って巻回されて磁気回路５の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイル７と、振動板２の裏面に接合されるとともに、ボイスコイルボビン６に接合される結合部材８と、を備えている。

磁気回路５は、スピーカ１の背面側に設けられるヨーク９と、このヨーク９の内周面に配置されるマグネット１０と、マグネット１０の前面に配置されるポールピース１１とを有する。

図２は結合部材８の詳細構造を示す図であり、図２（ａ）は結合部材８の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図２の結合部材８は、振動板２の外周部に接続される細長で環状の外周接続部２１と、外周接続部２１の長軸方向の略中央部に接合されてボイスコイルボビン６の先端側外周部を嵌装する環状のボイスコイル接続部２２と、外周接続部２１の長軸に沿って外周接続部２１を掛け渡す中心軸接続部２３と、中心軸接続部２３の両端部付近に形成されるバランサ２４と、外周接続部２１の長軸方向の両端部にそれぞれ２個ずつ接続される計４つの支持部２５（２５ａ〜２５ｄ）と、を有する。

バランサ２４と中心軸接続部２３は、一体成形されており、バランサ２４は、中心軸接続部２３の幅よりも幅広に形成されている。なお、バランサ２４は、外周接続部２１と中心軸接続部２３の少なくとも一方の重心位置に対して対称的に配置されていればよい。より具体的には、バランサ２４は、外周接続部２１と中心軸接続部２３の少なくとも一方の複数箇所の幅または厚みを変えることにより形成される。バランサ２４は、外周接続部２１または中心軸接続部２３に一体成形してもよいし、外周接続部２１または中心軸接続部２３に、別個の部材を接合したものをバランサ２４としてもよい。

４つの支持部２５の各一端は、中心軸接続部２３とボイスコイル７を挟んで対称的に外周接続部２１に接続されている。これら４つの支持部２５の各他端は、フレーム３に接続されている。より詳細には、４つの支持部２５のうち、第１および第２支持部２５ａ，２５ｂの各一端は、外周接続部２１の中心軸接続部２３との接続部を間に挟んで、外周接続部２１上の対称的な位置に接続される。また、４つの支持部２５のうち、第３および第４支持部２５ｃ，２５ｄの各一端は、外周接続部２１の中心軸接続部２３との接続部を間に挟んで、外周接続部２１上の対称的な位置に接続される。第１〜第４支持部２５ａ〜２５ｄの各他端は、いずれもフレーム３に接続されている。なお、支持部２５は、外周接続部２１と中心軸接続部２３からなる構造体の重心位置に対して対称的に配置されていればよく、支持部２５の本数は４本に限定されない。

これら支持部２５は、ボイスコイル７が振動板２の略中心部に安定に保持されるように、外周接続部２１とボイスコイル接続部２２を支持する。このように、支持部２５はダンパとして機能するため、結合部材８とは別個にダンパを設ける必要がなく、スピーカ１の薄型化を図ることができる。

図３（ａ）は結合部材８に振動板２を接合した状態を背面方向から見た平面図、図３（ｂ）〜図３（ｄ）は振動板２の平面図である。この図からわかるように、振動板２は、結合部材８内の外周接続部２１よりも外側に張り出している。図３（ｂ）〜図３（ｄ）では、外周接続部２１の中央位置と中心軸接続部２３の中心位置をそれぞれ破線で示している。

また、本実施形態では、結合部材８内のボイスコイル接続部２２の外径を、振動板２の短軸方向の幅よりも大きくしている。これにより、ボイスコイル７の径を大きくすることができ、耐入力の向上と低音再生能力の向上が図れる。

なお、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、振動板２の外縁部は、エッジ４の内周部よりも外側に設けられている。これにより、エッジ４の幅を狭めなくて済み、耐入力を向上できる。

本発明者は、種々の試行錯誤を繰り返した結果、外周接続部２１の中心部から振動板２の外周部までの領域（図３（ｂ）の斜線領域）の体積と、結合部材８内の外周接続部２１と中心軸接続部２３とで囲まれる２つの領域（図３（ｃ）と図３（ｄ）の斜線領域）の体積とをいずれも略等しくすると、振動板２の振動がより均一になり、音圧周波数特性が向上することを見出した。

振動がより均一化する理由は、上記の３つの面積が等しくなるようにすると、振動板２を体積で３等分して結合部材８を接続することになり、３等分された振動板２の強度が上がり、結果として、振動板２の全体の強度が上がり、音圧周波数特性がより平坦になり、高域限界周波数が伸びたものと推察される。一方、３等分より多く分割してしまうと、分割のための接続部が増えるために、結合部材８の重量が増して、結果として振動系重量も増えて、振動板２が振動しにくくなって、音圧の低下を招くことになる。

図４は本実施形態に係るスピーカ１の分解斜視図、図５〜図８は本実施形態に係るスピーカ１の組立途中での斜視図である。以下、図４〜図８を用いて、本実施形態に係るスピーカ１の製造工程を説明する。

まず、図２に示す結合部材８内のボイスコイル接続部２２の内側にボイスコイルボビン６を嵌合する。これにより、図５のような構造体が得られる。

次に、振動板２の外周側にエッジ４が接合された振動板組立体２６を結合部材８の前面側に接合するとともに、結合部材８の支持部２５をフレーム３に接合する。これにより、図６のような構造体が得られる。ここでは、結合部材８内のボイスコイル接続部２２にボイスコイルボビン６を嵌合した組立体を、フレーム３の後方側からフレーム３の略中央部に位置決めし、結合部材８の支持部２５をフレーム３に接合する。そして、フレーム３の前方側から振動板組立体２６を結合部材８内の外周接続部２１および中心軸接続部２３に接合するとともに、エッジ４の端部をフレーム３に接合する。

次に、図７に示すように、フレーム３に、磁気回路固定部２７を取り付ける。最後に、図８に示すように、磁気回路固定部２７に磁気回路５を取り付ける。

図９は組立完了後の本実施形態に係るスピーカ１の正面斜め方向から見た斜視図である。図９に示すように、細長形状の振動板２は、矩形状のフレーム３の略中央部に配置され、磁気回路５もフレーム３の略中央部に配置されている。

図１０は、本実施形態に係るスピーカ１と、第１および第２比較例に係るスピーカ１と、の音圧周波数特性を示す図であり、横軸は周波数、縦軸は音圧値である。図１０（ａ）は結合部材８から中心軸接続部２３とバランサ２４を省略した第１比較例に係るスピーカ１の音圧周波数特性図、図１０（ｂ）は結合部材８に中心軸接続部２３を設けてバランサ２４を省略した第２比較例に係るスピーカ１の音圧周波数特性図、図１０（ｃ）は中心軸接続部２３とバランサ２４を有する本実施形態に係るスピーカ１の音圧周波数特性図である。

図１０（ａ）に示すように、中心軸接続部２３とバランサ２４がないと、１０ｋＨｚ以上での音圧値の落ち込みが大きくなり、安定した音圧値が得られる高域限界周波数が低くなる。

図１０（ｂ）に示すように、結合部材８に中心軸接続部２３を設けて、バランサ２４は設けない場合は、高域での音圧値の落ち込みが抑制されて、高域限界周波数は２０ｋＨｚを超えるものの、３ｋＨｚ前後に５ｄＢ以上の音圧値の変動が生じている。

図１０（ｃ）に示すように、結合部材８に中心軸接続部２３とバランサ２４を設けると、高域での音圧値の落ち込みを抑制できるだけでなく、バランサ２４により中域での音圧値の落ち込みも抑制でき、低域から高域にかけての広帯域で音圧値の変動を抑制できる。

図１０（ｃ）からわかるように、本実施形態に係るスピーカ１は、最低共振周波数を２００Ｈｚ程度まで低くできる。このような低域での良好な音圧特性は、ダンパとして機能する支持部２５を設けたためと考えられる。

結合部材８にバランサ２４を設けない場合は、図１０（ｂ）に示すように、中域での音圧周波数特性が若干劣化するが、中心軸接続部２３を設けることによる高域での音圧周波数特性の改善が顕著であるため、本実施形態に係るスピーカ１では、場合によっては、バランサ２４を省略してもよい。

上述したように、本実施形態に係るスピーカ１は、振動板２とボイスコイルボビン６を接合可能な結合部材８を備えており、この結合部材８は、振動板２の外周部に接続される外周接続部２１と外周接続部２１の中心線に沿って掛け渡される中心軸接続部２３を有する。この中心軸接続部２３を設けることで、高域での音圧値の落ち込みを抑制でき、高域限界周波数も高くなる。また、外周接続部２１と中心軸接続部２３の少なくとも一方の重心位置に対して対称的にバランサ２４を配置することで、中域での音圧値の落ち込みも抑制でき、中域から高域にかけて、音圧周波数特性を均一化できる。さらに、結合部材８の外周接続部２１と中心軸接続部２３からなる構造体の重心位置に対して対称的に支持部２５を配置して、支持部２５を介して結合部材８とフレーム３とを接合することにより、別個にダンパを設けなくても、振動板２の振動を正確に保持して、ボイスコイル７の位置ずれを抑制でき、結果として最低共振周波数を低く設定でき、低音再生能力の向上が図れる。

また、結合部材８は、外周接続部２１の短軸側の幅よりも、ボイスコイル接続部２２の径を大きくしており、振動板２の短軸側の幅よりも大きなボイスコイルボビン６を接続でき、これによっても、低音再生能力の向上が図れる。

さらに、本実施形態に係る結合部材８は、振動板２が接合される外周接続部２１と、ボイスコイルボビン６が接合されるボイスコイル接続部２２と、フレーム３に接合される支持部２５とを有するため、スピーカ１の組立が容易になり、作業性が向上する。また、支持部２５は、ダンパとして機能するため、別個にダンパを設けなくて済み、スピーカ１の薄型化を図れる。

上述した実施形態では、細長形状の振動板２と、それに合わせた形状の結合部材８とフレーム３を設ける例を説明したが、振動板２の形状は必ずしも細長形状でなくてもよく、例えば円形でもよい。結合部材８内の外周接続部２１とフレーム３は、振動板２の形状に合わせた形状にすればよい。

また、一つのフレーム３内に、複数の振動板２を設けてもよい。この場合、結合部材８は、振動板２の数と同数の、外周接続部２１、中心軸接続部２３およびボイスコイル接続部２２を設ける必要がある。

上述した実施形態では、内磁型の磁気回路５を設ける例を説明したが、外磁型の磁気回路５を設けてもよい。

振動板２の材料は、特に限定されるものではなく、紙、金属、熱可塑性樹脂、樹脂フィルムなどが採用可能である。

上述した実施形態では、結合部材８に片側２個ずつ計４個の支持部２５を設ける例を説明したが、ボイスコイル７を振動板２の中央部に安定に保持できるのであれば、支持部２５の数は特に限定されない。

結合部材８の材料も、特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂などを用いて、外周接続部２１、中心軸接続部２３、ボイスコイル接続部２２およびバランサ２４を一体成形する。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１スピーカ、２振動板、３フレーム、４エッジ、５磁気回路、６ボイスコイルボビン、７ボイスコイル、８結合部材、９ヨーク、１０マグネット、１１ポールピース、２１外周接続部、２２ボイスコイル接続部、２３中心軸接続部、２４バランサ、２５支持部、２６振動板組立体、２７磁気回路固定部

Claims

振動板と、
前記振動板の外周側から後方にかけて配置されるフレームと、
内周部が前記振動板に接合され、外周部が前記フレームに接合されるエッジと、
前記振動板よりも後方に配置されて、前記フレームに接合される磁気回路と、
前記振動板を振動させるボイスコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの外周面に沿って巻回され、前記磁気回路の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルと、を備えたスピーカにおいて、
前記振動板の裏面に接合されるとともに、前記ボイスコイルボビンに接合される結合部材を備え、
前記結合部材は、
前記振動板の外周部に接続される環状の外周接続部と、
前記外周接続部の中央部に接合され、前記ボイスコイルボビンの先端側外周部を嵌装する環状のボイスコイル接続部と、
前記外周接続部の中心線に沿って前記外周接続部を掛け渡す中心軸接続部と、を有することを特徴とするスピーカ。
前記外周接続部および前記中心軸接続部の少なくとも一方の重心位置に対して対称的に配置されるバランサを備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
前記バランサは、前記外周接続部および前記中心軸接続部の少なくとも一方の複数箇所の幅または厚みを変えることにより形成されることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ。
各一端が前記外周接続部に接続され、各他端が前記フレームに接続され、前記外周接続部および前記中心軸接続部からなる構造体の重心位置に対して対称的に配置される支持部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ。
前記支持部は、第１〜第４支持部を有し、
前記第１および第２支持部の各一端は、前記外周接続部の前記中心軸接続部との接続部を間に挟んで、前記外周接続部上の対称的な位置に接続され、
前記第３および第４支持部の各一端は、前記外周接続部の前記中心軸接続部との接続部を間に挟んで、前記外周接続部上の対称的な位置に接続され、
前記第１〜第４支持部の各他端は、いずれも前記フレームに接続されることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ。
前記振動板は、前記外周接続部よりも外側に張り出すように前記外周接続部に接続され、
前記外周接続部と前記中心軸接続部とで囲まれる第１および第２の領域と、前記振動板の外縁部と前記外周接続部とで囲まれる第３の領域とは、いずれも略同一体積であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスピーカ。
前記振動板および前記外周接続部は、細長形状であり、
前記中心軸接続部は、前記外周接続部の長軸上に設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のスピーカ。