JP2013219472A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカの被装着部の凹凸や歪みによるフレームの捩れに起因する異常音の発生や音質低下を防止できるスピーカを提供する。
【解決手段】スピーカの振動板２の外周縁部に連接されたエッジ８に凹凸を設け、フレーム３における被装着部への取付面３ｈと磁気回路１を取り付ける環状部３ｊ間に、一端が当該フレームの外壁３ｇから分離し、他端が環状部に対して接線方向に結合され、背部がＸ字状をなす複数の梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊを設けたことを特徴とする。エッジの凹凸で取付面の変形応力を吸収し、Ｘ字状をなす梁で分散および打ち消すことで、ボイスコイル空隙が影響を受け、ボイスコイルと磁気回路空隙寸法が設計値を保持できず、異常音が発生したり音質が低下したりするのを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種の音響機器に使用されるスピーカに関するもので、例えば車載用に好適なフレーム構造と振動板のエッジ構造に関する。

従来、この種のスピーカは、例えば図６（ａ）〜（ｃ）および図７に示すように構成されている。図６（ａ）はスピーカの背面図、図６（ｂ）は断面および側面図、図６（ｃ）図は正面図であり、図７は図６（ｂ）の上部の拡大断面図である。

図６および図７において、１は磁気回路、２は振動板（例えばコーン紙）、３はフレームである。このフレーム３の外縁部には被装着部に装着するための取付部３ａ、３ｂ、３ｃが外方向に突出して形成されており、これらの取付部３ａ、３ｂ、３ｃにはそれぞれネジ孔３ｄ、３ｅ、３ｆが設けられている。

上記フレーム３の外壁３ｇには、フランジ３ｉが形成されている。このフランジ３ｉの取付面３ｈには、ウレタンやゴムなどからなる環状の緩衝部材４が固着されている。そして、上記ネジ孔３ｄ、３ｅ、３ｆを止点（３箇所）にして、フレーム３の取付面３ｈを緩衝部材４を介して被装着部に取り付けるようになっている。

また、上記フレーム３には、外壁３ｇから、磁気回路１を囲むように配置された環状部３ｊへ直線的に向かう梁３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ、３ｏ、３ｐが設けられている。換言すれば、フレーム３の取付面３ｈと磁気回路１を取り付ける環状部３ｊとの間は、直線状の梁３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ、３ｏ、３ｐで結ばれた構造になっている。

更に、上記外壁３ｇから環状部３ｊに向かって、幅広の梁３ｑが設けられており、この梁３ｑに取り付けられた端子５ａ、５ｂにボイスコイルからの配線６ａ、６ｂの端部がそれぞれ接続されている。これらの端子５ａ、５ｂに対応するフレーム３の外壁３ｇは背面側に舌状に突出しており、この舌状突出部３ｒによって端子５ａ、５ｂの保護、例えば被装着部と端子５ａ、５ｂとの干渉防止や、水滴などの水分が侵入した時に端子５ａ、５ｂにかかるのを防いでいる。

上記振動板２のエッジ２ａは、例えば図８に示すように片側半ロール形状が一般的である。図示しないが、この振動板２の中央部付近にはボイスコイルが接合されており、このボイスコイルを磁気回路１の空隙間の磁界の中に配置して電流を流すことで、振動板２が駆動されるようになっている。

ところで、上記スピーカはフレームを介して被装着部に取り付けられるため、フレームには磁気回路に対して振動板やボイスコイルなどの振動系と、エッジやダンパーなどの支持系の位置を正確に保持することが要求される。

また、振動板の振動時に背面にかかる背圧が周波数特性などに悪影響を与えないように開口率が高い必要があり、例えば特許文献１にはフレームとしての強度を落とさずに、振動板背部の開口率を高め、軽量化やコスト削減を図る技術が記載されている。

更に、例えば特許文献２にはスピーカの駆動によりフレームが振動したときに取付部に振動が伝達して共振音が発生するのを防止する技術が記載されている。

特開２００２−１４２２９０号公報 特開２００６−２２９５２２号公報

しかしながら、上述したような構造のスピーカを被装着部に取り付けた際、この被装着部（スピーカ取付面）に凹凸や歪みがあると、フレーム３の取付面３ｈに歪みが生ずる。特に、車載用のスピーカはドアパネルやリアトレイ、ダッシュボードなどに取り付けられるため、被装着部が平坦でないことが多い。

このため、図９（ａ）に示すように被装着部１３が平坦であれば、フレーム３の取付部３ｂ（フランジ３ｉも同様）が被装着部１３の表面に密着して歪みのない状態であるのに対し、被装着部１３に凹凸や歪みがあると、図９（ｂ）に示すようにフレーム３の取付部３ｂ（フランジ３ｉも同様）が被装着部１３の表面から浮いてしまい、取付部３ｂやフランジ３ｉが変形する。

このフランジ３ｉの変形応力は振動板２のエッジ２ａに加わり、片側半ロール形状のエッジ２ａのロールが変形し、その変形したロールの戻ろうとする反発力で振動板２を持ち上げて変形させる応力が働く。この応力が矢印で示すように振動板２を介してボイスコイルの変形を生ずる力として作用する。

このように、エッジ２ａが一定の凸形状のため、フランジ３ｉの変形に伴い、その変形応力がエッジ２ａと振動板２を介して中心に位置するボイスコイルの接合点に伝達されてしまう。

その結果、ボイスコイルが配置される空隙が影響を受け、ボイスコイルと磁気回路空隙寸法（ギャップ）の設計値を保持できず、異常音の発生や音質の低下が発生する要因となる。

また、フレーム３の外壁３ｇと梁３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ、３ｏ、３ｐが接続されているため、外壁３ｇから磁気回路１へ直線状に設けられた梁３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ、３ｏ、３ｐを介して取付部３ａ、３ｂ、３ｃの捩れにより発生する「捩れ応力」が直接磁気回路１に伝達され、磁気回路１に傾きが発生する。

図６（ａ）、（ｃ）では、取付部３ｂまたはその近傍のフランジ３ｉが捩れ、発生した変形応力が磁気回路１に伝達される様子を矢印で示している。その結果として、ボイスコイル空隙が影響を受け、ボイスコイルと磁気回路空隙寸法（ギャップ）の設計値を保持できず、この点からも異常音の発生や音質の低下が発生する要因となる。

本発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、スピーカの被装着部の凹凸や歪みによるフレームの捩れに起因する異常音の発生や音質低下を防止できるスピーカを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のスピーカは、磁気回路１と、この磁気回路により駆動される振動板２を有する振動系と、上記振動板の外周縁部に連設されたエッジ８を有する支持系と、これら磁気回路、振動系および支持系を保持し、被装着部１３に取り付けるためのフレーム３とを備えたスピーカであって、前記エッジ８に凹凸を設け、前記フレーム３における前記被装着部への取付面３ｈと前記磁気回路１を取り付ける環状部３ｊ間に、一端が当該フレームの外壁から分離し、他端が前記環状部に対して接線方向に結合され、背部がＸ字状をなす複数の梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊを設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスピーカにおいて、前記エッジ８の凹凸は、一対の凸部１１−１、１１−２と、これらの凸部間に挟まれた凹部１２とが一組になり、複数組が前記振動板２を囲み、当該凹凸が螺旋状に配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のスピーカにおいて、前記フレーム３の外壁３ｇと前記複数の梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊの一端との間に介在される溝状の分離領域１０を備えることを特徴とする。

本発明のスピーカによれば、エッジに凹凸形状を設け、かつフレームの取付面と磁気回路を取り付ける環状部との間に、一端がフレームの外壁から分離し、他端が環状部に接線方向に結合される梁を設けたことにより、フランジ変形の応力をエッジの凹凸と梁でそれぞれ分散、吸収して異常音の発生や音質低下を防止することができる。また、フレーム背部がＸ字状をなすことで、一方の梁の変形を他方の梁で抑制でき、変形応力の高い吸収効果が得られる。

また、エッジの凹凸を振動板の中心に対して螺旋状に配置することで、フレームの外壁から磁気回路方向へ向かう応力を斜め方向に逃がして吸収しやすくなる。

本発明の実施例に係るスピーカを示しており、（ａ）図は背面図、（ｂ）図は断面および側面図、（ｃ）図は正面図である。 図１（ｂ）の上部の拡大断面図である。 図１および図２に示したスピーカにおける振動板の斜視図である。 図３に示した振動板におけるエッジの拡大断面図である。 図１に示したスピーカにおけるフレームの取付部とフランジの変形応力の吸収について説明するためのもので、（ａ）図は通常状態、（ｂ）図は取付部とフランジの変形状態を示す断面図である。 従来のスピーカを示しており、（ａ）図は背面図、（ｂ）図は断面および側面図、（ｃ）図は正面図である。 図６（ｂ）の上部の拡大断面図である。 図６に示したスピーカにおける振動板のエッジの拡大断面図である。 図６に示したスピーカにおけるフレームのフランジからボイスコイルへの変形応力の伝達について説明するためのもので、（ａ）図は通常状態、（ｂ）図は取付部とフランジの変形状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例に係るスピーカを示しており、（ａ）図は背面図、（ｂ）図は断面および側面図、（ｃ）図は正面図である。また、図２は図１（ｂ）の上部の拡大断面図である。図１および図２において、図６および図７に対応する部分には同じ符号を付している。

すなわち、フレーム３の外縁部には取付部３ａ、３ｂ、３ｃが外方向に突出して設けられており、これらの取付部３ａ、３ｂ、３ｃにはそれぞれネジ孔３ｄ、３ｅ、３ｆと、このネジ孔３ｄ、３ｅ、３ｆをそれぞれ挟むように、背面側に樹脂のヒケ防止と軽量化のための一対の凹部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆが設けられている。

また、上記フレーム３の外壁３ｇにはフランジ３ｉが設けられており、このフランジ３ｉの取付面３ｈには、ウレタンやゴムなどからなる環状の緩衝部材４が固着されている。そして、上記ネジ孔３ｄ、３ｅ、３ｆを止点（３箇所）にして、フレーム３の取付面３ｈを緩衝部材４を介して被装着部に取り付けるようになっている。

更に、上記フレーム３の取付面３ｈと磁気回路１を取り付けるための環状部３ｊとの間には、一端がフレーム３の外壁３ｇから分離し、他端が環状部３ｊに対して接線方向に結合され、背部がＸ字状をなすように複数の梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊが設けられている。これらの梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊは、フレーム３の取付面３ｈの捩れにより発生する「捩れ応力」を分散し、この応力が直接磁気回路１に作用しないようにするものである。

すなわち、取付部３ｂあるいはこの周辺のフランジ３ｉが変形し、例えば図１（ａ）、（ｃ）の梁９ａ、９ｂに矢印で示すような変形応力が加わると、この変形応力は二つの梁９ａ、９ｂに分散され、かつ環状部３ｊの接線方向に、互いに回転方向の変形を打ち消すように応力が伝達される。これによって、環状部３ｊの変形を抑制し、ボイスコイルが配置される空隙が影響を受けるのを防止して、ボイスコイルと磁気回路空隙寸法の設計値を保持できる。この結果、異常音の発生や音質の低下を防止できる。

また、上記フレーム３の取付面３ｈと梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊとの間にはそれぞれ、フレーム３の内壁に沿って溝状の分離領域１０が形成されており、梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊの一端がフレーム３の外壁３ｇから分離されることで、フランジ３ｉに発生した捩れ応力が梁に伝わらないようにしている。

すなわち、従来はフレーム３の外壁３ｇと梁３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ、３ｏ、３ｐ、３ｑがＶ字形に接合されていたのに対し、断面がコの字形の溝状の分離領域１０を設けたことで、この分離領域１０の内面の２箇所のコーナー部により応力の伝達が阻止され、磁気回路１部分に影響を及ぼさないようになっている。

更に、上記外壁３ｇから環状部３ｊに向かって、幅広の梁３ｑが設けられており、この梁３ｑに取り付けられた端子５ａ、５ｂにボイスコイルからの配線６ａ、６ｂの端部がそれぞれ接続されている。これらの端子５ａ、５ｂに対応するフレーム３の外壁３ｇは背面側に舌状に突出しており、この舌状突出部３ｒによって端子５ａ、５ｂの保護、例えば被装着部と端子５ａ、５ｂとの干渉防止や、水滴などの水分が侵入した時に端子５ａ、５ｂにかかるのを防いでいる。

図３は上記図１および図２に示したスピーカにおける振動板の斜視図、図４は図３に示した振動板２におけるエッジ８の拡大断面図である。図３および図４に示すように、振動板２の外周縁部に連設されたエッジ８には凸凹が形成されている。この凹凸は、本例では一対の凸部１１−１、１１−２と、これらの凸部に挟まれた１個の凹部１２が一組になって複数組が振動板２を囲むように、かつ螺旋状に配置されている。この凹凸によりエッジ８でフランジ変形の応力の一部を吸収するようになっている。

図５（ａ）に示すように、被装着部１３が平坦であれば、フレーム３の取付部３ｂ（フランジ３ｉも同様）が被装着部１３の表面に密着しており、歪みのない正常な取付状態になる。一方、被装着部１３に凹凸や歪みがある場合には、図５（ｂ）に示すようにフレーム３の取付部３ｂ（フランジ３ｉも同様）が被装着部１３の表面から浮いてしまい、取付部３ｂやフランジ３ｉが変形する。この際、エッジ８の凹凸がその応力を吸収するように畳み込まれる（潰れる）ことで、たとえ取付面不良の状態であっても振動板２に応力が伝達されるのを防止できる。

上述したように、本発明では、エッジ８に凹凸を設けたことで、取付部３ａ、３ｂ、３ｃやフランジ３ｉの変形応力をエッジ８が吸収するので、図１（ｃ）に破線の矢印で示すように変形応力が振動板２を介してボイスコイルとの接合点に伝達されないようにできる。

また、フレーム３の取付面３ｈと磁気回路１を取り付ける環状部３ｊとの間に、接線方向にＸ字状の梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊを設け、かつその梁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊが分離領域１０でフレーム３の外壁３ｇから分離したことにより、取付部３ａ、３ｂ、３ｃやフランジ３ｉが変形する応力が磁気回路１に伝達されるのを阻止できる。

これによって、ボイスコイルと磁気回路空隙との設計寸法を保持でき、異常音の発生や音質の低下を防止できる。従って、本発明によれば、スピーカ取付面不良によるフレームの捩れに起因する異常音の発生や音質低下を防止できる。

なお、振動板２として紙系のコーン紙を用いる場合を例に取って説明したが、金属系、高分子素材系、およびセラミックス系振動材料など種々の材料に適用できる。

また、エッジ８も凹凸を形成できれば、ウレタン、ラバー、ゴム、発泡ゴム、人工皮革など様々な材料のものを用いることができる。

更に、上記フレーム３の形成材料としては、周知の種々の材料を用いることができ、例えばＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などを採用できる。

１ 磁気回路
２ 振動板
２ａ エッジ
３ フレーム
３ａ、３ｂ、３ｃ 取付部
３ｄ、３ｅ、３ｆ ネジ孔
３ｇ 外壁
３ｈ 取付面
３ｉ フランジ
３ｊ 環状部
３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎ、３ｏ、３ｐ、３ｑ 梁
３ｒ 舌状突出部
４ 緩衝部材
５ａ、５ｂ 端子
６ａ、６ｂ 配線
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ 凹部
８ エッジ
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊ 梁
１０ 分離領域
１１−１、１１−２ 凸部
１２ 凹部
１３ 被装着部

Claims (3)

1. 磁気回路（１）と、この磁気回路により駆動される振動板（２）を有する振動系と、上記振動板の外周縁部に連設されたエッジ（８）を有する支持系と、これら磁気回路、振動系および支持系を保持し、被装着部（１３）に取り付けるためのフレーム（３）とを備えたスピーカであって、
   前記エッジ（８）に凹凸を設け、前記フレーム（３）における前記被装着部への取付面（３ｈ）と前記磁気回路（１）を取り付ける環状部（３ｊ）間に、一端が当該フレームの外壁から分離し、他端が前記環状部に対して接線方向に結合され、背部がＸ字状をなす複数の梁（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊ）を設けたことを特徴とするスピーカ。
2. 前記エッジ（８）の凹凸は、一対の凸部（１１−１、１１−２）と、これらの凸部間に挟まれた凹部（１２）とが一組になり、複数組が前記振動板（２）を囲み、当該凹凸が螺旋状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記フレーム（３）の外壁（３ｇ）と前記複数の梁（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊ）の一端との間に介在される溝状の分離領域（１０）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ。
   

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