JP2020096214A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 前後に位置するカバー部材の間で共鳴する周波数を分散してピークディップを抑制できノイズを低減できるようにしたスピーカを提供する。【解決手段】 スピーカの振動板の発音方向の前方に、前方カバー部２１と後方カバー部２２が設けられている。前方カバー部２１に開口部２４と仕切り部２３とが交互に形成され、後方カバー部２２に開口部２６と仕切り部２５が交互に形成されている。前方カバー部２１と後方カバー部２２との間に空間部Ｃが形成されているが、空間部Ｃの前後方向の幅寸法が不均一であり、場所によって相違している。そのため、空間部で共鳴する周波数を分散でき、ピークディップを抑制できる。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の開口部を有するカバー部が、振動板の発音方向の前方に複数設けられたスピーカに関する。

特許文献１にスピーカグリルに関する発明が記載されている。
特許文献１に記載された第１の発明のスピーカグリルは、図１に示すように、必要な部分のみの開口率を大きくとることで、不必要な開口部を設ける必要がなくなり、必要な強度を確保し、良好なスピーカ音響特性を得ることができるというものである。特許文献１に記載された第２の発明は、図４に示すように、スピーカ前面部に格子状のリブを設けることで、スピーカと音孔との間の閉空間で生じる管共振や負荷質量を低減できて、強度も向上できるというものである。また、第３の発明は、スピーカ前面部に不均一な開口率の音孔を設けて、音響特性と強度の双方の特性を確保するというものである。

特許文献２にスピーカの防護装置に関する発明が記載されている。
この防護装置は、振動板の前面に、線材で形成された防護網が設けられており、この防護網は、内部損失の異なる２種以上の金属線で構成されている。これにより、振動板保護の役目を十分に果たすとともに、固有音が付加されにくなる、というものである。

特開２００３−３７８８３号公報 実公平６−２５１１２号公報

特許文献１と特許文献２に記載の発明は、振動板の前方に、スピーカグリルや防護網が１層設けられた構造であるため、防塵性や防水性の点で劣るものであり、例えば自動車の車体に取り付けた場合のように、埃や水分が付着する可能性の高い箇所に使用するのには好ましくない。

特許文献１の図４には、第２の発明として、振動板の前方に前後方向に長い音響管を設け、この音響管の内部に、孔形状に応じたリブを設け、リブの長さを音響管の長さに近似させた構造が記載されている。この構造では防塵性や防水性をある程度高くすることが可能である。しかしながら、音響管の内部にリブで仕切られた長い孔が形成されているため、孔内で共鳴が発生しやすくなり、しかも同じ形状の孔が多数設けられているため、振動板から発せられる音圧のうちの特定の周波数において共鳴や干渉が増大して、ピークディップが形成されやすくなり、大きなノイズを発生するおそれがある。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、防塵性や防水性に優れており、しかも音圧にノイズが重畳されるのを抑制できる構造のスピーカを提供することを目的としている。

本発明は、磁石を含む磁気回路部と、前記磁気回路部で発生する磁界が作用するコイルと、前記コイルと共に振動する振動板と、が設けられたスピーカにおいて、
前記振動板の発音方向の前方に、複数のカバー部が配置され、それぞれの前記カバー部に、複数の開口部と、それぞれの前記開口部を仕切る複数の仕切り部とが設けられており、
前記発音方向の前後に位置する前記カバー部の間に空間部が形成され、前記空間部の発音方向の幅寸法が不均一であることを特徴とするものである。

本発明のスピーカは、前後に位置する前記カバー部の間で、前記開口部と前記仕切り部とが、発音方向と交差する方向において位置ずれしているものが好ましい。

本発明のスピーカは、発音方向と交差する方向において、前記空間部の幅寸法が連続的に変化しているものである。

例えば、前記振動板を通って発音方向に延びる中心線を含む断面に現れる前記空間部の幅寸法が、前記中心線と交差する方向において曲線的に変化しているものが好ましい。

本発明のスピーカは、発音方向の最も前方に位置している前記カバー部が凸部と凹部を有しており、前記凸部と前記凹部が、前記中心線を中心とする環状に形成されているものが好ましい。

この場合に、前記空間部の発音方向の幅寸法は、前記凹部の箇所で狭く、前記凸部の箇所で広いことが好ましい。

本発明のスピーカは、複数の開口部を有するカバー部が、振動板の発音方向の前方に複数設けられているので、防塵性と防水性を高めることができる。また、前後に位置するカバー部の間の空間部は、発音方向の幅寸法が不均一であり、幅寸法が場所により相違しているため、前記空間部で共鳴あるいは干渉する音圧の周波数を分散でき、ピークディップの発生を抑制しノイズを低減できるようになる。

本発明の実施形態のスピーカの外観を示す斜視図、 図１に示すスピーカの断面形状を示す斜視図、 図２に示すスピーカの断面部を正面から示す部分断面図、 図３の部分断面図における前方カバー部と後方カバー部のみを示した部分断面図、 本発明の他の実施形態のスピーカを示す部分断面図、

図１ないし図４に示す本発明の実施形態のスピーカ１は、車載用であり、埃や水分が付着しやすい使用環境に適している。スピーカ１はＹ１方向が発音方向の前方であり、Ｙ２方向が後方である。図１と図３および図４には、発音方向に延びる中心線Ｏが示されている。

スピーカ１は、ケース２を有している。ケース２は前方ケース３と後方ケース４とに分離されている。図２に示すように、前方ケース３の後端部と後方ケース４の前端部が嵌め合されており、複数か所に設けられた凹凸嵌合部５によって、前方ケース３と後方ケース４とが互いに固定されている。前方ケース３と後方ケース４は、合成樹脂材料を用いた射出成型、あるいは軽金属材料を用いたダイキャスト成型により形成されている。

図２と図３に示すように、前方ケース３の内部にブラケット６が設けられている。ブラケット６は非磁性のまたは磁性の金属板で形成されており、その上端部６ａが前方ケース３に固定されている。ブラケット６の下部に、中心線Ｏと垂直な支持板部６ｂが形成されており、支持板部６ｂの下面に磁気回路部１０が固定されている。磁気回路部１０は、磁石１１と、磁石１１の下面が接合される下部ヨーク１２と、磁石１１の上面が接合される上部ヨーク１３とから構成されており、上部ヨーク１３の上面が、ブラケット６の支持板部６ｂの下面に接着されて固定されている。下部ヨーク１２と上部ヨーク１３は磁性材料で形成されている。下部ヨーク１２の中心部には、前方（Ｙ１方向）に突出するセンターポール部１２ａが一体に形成されており、センターポール部１２ａの外周面と、リング状の上部ヨーク１３の内周面との間に磁気ギャップＧが形成されている。

磁気回路部１０よりも前方（Ｙ１方向）に振動板１５が設けられている。振動板１５はコーン形状であり、その外周部１５ａは、エッジ部材１６によって前記ブラケット６に接着されて固定されている。振動板１５の内周部１５ｂには、ボビン１７の外周面が接着されて固定されている。ボビン１７の外周面とブラケット６との間には、断面がコルゲート形状のダンパー１９が設けられている。前記中心線Ｏは、ダンパー１９の中心を通過している。エッジ部材１６とダンパー１９の弾性変形によって、コーン形状の振動板１５が前後方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に振動可能である。ボビン１７の下端部にボイスコイル１８が巻かれており、ボイスコイル１８が磁気ギャップＧ内に位置している。

図２に示すように、後方ケース４の内部には、電子部品を実装した回路基板８や、その他の部材が収納されている。

図２と図３に示すように、前方ケース３の前部には、振動板１５の振動による発音方向の前方に対向するカバー構造部２０が一体に形成されている。カバー構造部２０には、発音方向に間隔を空けて配置された複数のカバー部が設けられている。実施形態では、カバー構造部２０に、前方カバー部２１と後方カバー部２２の２つのカバー部が、空間部Ｃを介して設けられている。なお、カバー構造部２０では、３個以上のカバー部が空間部を介して設けられていてもよい。

図１と図２に示すように、前方カバー部２１と後方カバー部２２は、いわゆるグリル構造の開口部と仕切り部とを有している。前方カバー部２１には、複数の開口部２４と、それぞれの開口部２４を仕切る仕切り部２３が形成され、図３に示すように、後方カバー部２２にも、複数の開口部２６と、それぞれの開口部２６を仕切る仕切り部２５が形成されている。前方カバー部２１の開口部２４と後方カバー部２２の開口部２６のそれぞれは、長辺がＸ１方向に延びる長方形の貫通穴であり、互いに平行に配置されている。前方カバー部２１の仕切り部２３と、後方カバー部２２の仕切り部２５はＸ１方向に延びるリブ形状であり、互いに平行に延びている。

図４の部分断面図には、前方カバー部２１と後方カバー部２２のみが示されている。前方カバー部２１では、開口部２６の幅寸法Ｗ２と仕切り部２３の幅寸法Ｗ１が同じである。後方カバー部２２においても、開口部２６の幅寸法Ｗ４と仕切り部２５の幅寸法Ｗ３が同じである。前方カバー部２１の開口部２６の幅寸法Ｗ２と後方カバー部２２の開口部２６の幅寸法Ｗ４が一致しており、前方カバー部２１の仕切り部２３の幅寸法Ｗ１と後方カバー部２２の仕切り部２５の幅寸法Ｗ３も一致している。

図１と図２に示すように、前方カバー部２１に形成された開口部２４はＸ１方向に向けて細長い形状で、複数の開口部２４がＸ２方向に列を成して並んでおり、その列がＸ２方向に延びる横断仕切り部２７で仕切られている。開口部２４のＸ１方向の長さ寸法は、横断仕切り部２７のＸ１方向の幅寸法よりも長い。したがって、前方カバー部２１の開口率を例えば５０％以上の高い率とすることが可能である。後方カバー部２２においても同様に横断仕切り部が設けられており、開口部２６のＸ１方向の長さ寸法が横断仕切り部のＸ１方向の幅寸法よりも大きい。後方カバー部２２においても開口率を例えば５０％以上とすることが可能である。前方カバー部２１と後方カバー部２２は十分な開口率を確保でき、しかも強度も高く維持することができる。

図３と図４に示すように、前方カバー部２１の開口部２４および仕切り部２３と、後方カバー部２２の開口部２６および仕切り部２５は、Ｘ２方向に位置ずれしている。前方カバー部２１と後方カバー部２２での、開口部と仕切り部の位置ずれは、配列ピッチの１／２であり、前方カバー部２１の開口部２４の後方に後方カバー部２２の仕切り部２５が対向し、後方カバー部２２の開口部２６の前方に前方カバー部２１の仕切り部２３が対向している。したがって、２つのカバー部２１，２２を有するカバー構造部２０は、防塵性や防水性に優れている。

図１と図４に示すように、前方カバー部２１は、中心線Ｏを含む円形の領域に凹部Ｓ１が形成されている。中心線Ｏから半径方向に向かう方向において凹部Ｓ１の外側に、中心線Ｏを中心とする環状の凸部Ｓ２が形成され、その外側に環状の凹部Ｓ３が形成され、さらにその外側に環状の凸部Ｓ４が形成されている。後方カバー部２２にも、前方カバー部２１に倣うように、中心線Ｏを中心とする環状の凸部と環状の凹部が形成されている。

図３と図４に示すように、前方カバー部２１と後方カバー部２２は、前後方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に間隔を空けて配置されており、前方カバー部２１と後方カバー部２２との間に、空間部Ｃが形成されている。この空間部Ｃの発音方向に向く間隔寸法は、不均一であり、場所によって相違するように連続して変化している。

図４の断面図には、前方カバー部２１の開口部２４と仕切り部２３の前後方向の厚さ寸法の中心を結んだ板厚中心線Ｌ１が示され、同様に、後方カバー部２２の開口部２６と仕切り部２５の前後方向の厚さ寸法の中心を結んだ板厚中心線Ｌ２が示されている。板厚中心線Ｌ１は、前方カバー部２１の凹凸形状に倣ってＸ２方向に延びる曲線となり、板厚中心線Ｌ２もＸ２方向に延びる曲線である。

図４に示すように、前方カバー部２１の中央の凹部Ｓ１の部分で、板厚中心線Ｌ１と板厚中心線Ｌ２との距離が狭く、この部分で空間部Ｃの前後方向の幅寸法Ｈ１が狭くなっている。同様に、環状の凹部Ｓ３の部分でも板厚中心線Ｌ１と板厚中心線Ｌ２との距離が狭く、この部分で空間部Ｃの前後方向の幅寸法Ｈ２が狭くなっている。前方カバー部２１の環状の凸部Ｓ２の部分では、空間部Ｃの前後の幅寸法Ｈ３が凹部の幅寸法Ｈ１，Ｈ２よりも広くなっており、環状の凸部Ｓ４の部分でも、空間部Ｃの前後の幅寸法Ｈ４が凹部の幅寸法Ｈ１，Ｈ２よりも広くなっている。すなわち、空間部Ｃの発音方向での幅寸法の変化(幅寸法の増加率)は、前記板厚中心線Ｌ１，Ｌ２の変化に倣うように曲線的に連続して変化している。

次に、スピーカ１の発音動作を説明する。
ボイスコイル１８にボイス電流が与えられると、磁気回路部１０においてボイスコイル１８に作用する磁界とボイス電流とで励起される電磁力によって、振動板１５が前後方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に振動し、音圧が発音方向の前方（Ｙ１方向）へ与えられる。音圧は、後方カバー部２２の開口部２６と前方カバー部２１の開口部２４を通じてケース２の前方へ発せられる。

カバー構造部２０では、前方カバー部２１の開口部２４の後方に後方カバー部２２の仕切り部２５が対向し、後方カバー部２２の開口部２６の前方に前方カバー部２１の仕切り部２３が対向しているため、前方カバー部２１と後方カバー部２２との間に、両カバー部で区切られた空間部Ｃが形成されている。この空間部Ｃで音圧の共鳴（共振）が発生し、その共鳴が大きくなると、振動板１５の振動で形成される音声にピークディップが現れ、ノイズとなりやすくなる。

実施形態のスピーカでは、図３と図４に示すように、空間部Ｃの前後方向の幅寸法が不均一であり、幅寸法が中心線Ｏから半径方向へ向かうにしたがって連続的に変化している。そのため、空間部Ｃで共鳴が発生したとしても共鳴する周波数（共振点）を分散させることができ、ピークディップの増大を抑制でき、ノイズを低減できるようになる。特に、カバー構造部２０では、空間部Ｃの間隔の増加率が、中心線Ｏから半径方向に向けて曲線的に変化する構造であるため、共鳴する周波数を滑らかに分散でき、ピークディップの発生を効果的に抑制することができる。

図１に示すように、前方カバー部２１は中心線Ｏの位置に凹部Ｓ１が形成され、中心線Ｏからの半径方向外側に向けて、環状の凸部Ｓ２と環状の凹部Ｓ３および環状の凸部Ｓ４が交互に形成されている。そのため、外観が良好であり意匠的にも優れたものとなる。

図３と図４に示すように、空間部Ｃの前後方向の幅寸法は、凹部Ｓ１，Ｓ３で狭く、凸部Ｓ２，Ｓ４で広くなっている。そのため、前方カバー部２１の凹凸形状の変化率に対して、後方カバー部２２の凹凸形状の変化率を小さくすることができ、前方カバー部２１の前後方向の厚さ寸法に比較して、後方カバー部２２の前後方向の厚さ寸法を小さくすることができる。したがって、図３に示すように、後方カバー部２２を振動板１５とエッジ部材１６の形状に倣う形状とすることができ、後方カバー部２２と振動板１５との前後方向の間隔および後方カバー部２２とエッジ部材１６との前後方向の間隔を、中心線Ｏから半径方向に向けてほぼ均一にすることが可能となる。これにより、ケース２内に余分なスペースが形成されるのを避けることができる。

図５に、本発明の他の実施形態のスピーカに用いられるカバー構造部２０が示されている。図５では、前方カバー部２１の板厚中心線Ｌａと後方カバー部２２の板厚中心線Ｌｂが、中心線Ｏから半径方向に向けて直線的に変化している。したがって、前方カバー部２１と後方カバー部２２との間の空間部Ｃの前後方向の幅寸法の増加率は、中心線Ｏから半径方向に向けて直線的に変化している。この実施形態においても、空間部Ｃの幅寸法が連続して変化しているため、空間部Ｃで共鳴する周波数を分散でき、ピークディップの増大を抑制できる。

なお、前記２つの実施形態では、空間部Ｃの前後方向の幅寸法が、中心線Ｏから半径方向の外側へ向かうにしたがって、曲線的にあるいは直線的に連続的に変化しているが、空間部Ｃの前後方向の幅寸法が場所によって階段状に変化していてもよい。また、前方カバー部２１と後方カバー部２２はグリル構造に限られず、それぞれの開口部が正方形であってもよいし丸穴などであってもよい。

１ スピーカ
３ 前方ケース
１０ 磁気回路部
１５ 振動板
１７ ボビン
１８ ボイスコイル
２１ 前方カバー部
２２ 後方カバー部
２３ 仕切り部
２４ 開口部
２５ 仕切り部
２６ 開口部
Ｃ 空間部
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４ 空間部の幅寸法
Ｏ 中心線
Ｓ１，Ｓ３ 凹部
Ｓ２，Ｓ４ 凸部

Claims (6)

1. 磁石を含む磁気回路部と、前記磁気回路部で発生する磁界が作用するコイルと、前記コイルと共に振動する振動板と、が設けられたスピーカにおいて、
   前記振動板の発音方向の前方に、複数のカバー部が配置され、それぞれの前記カバー部に、複数の開口部と、それぞれの前記開口部を仕切る複数の仕切り部とが設けられており、
   前記発音方向の前後に位置する前記カバー部の間に空間部が形成され、前記空間部の発音方向の幅寸法が不均一であることを特徴とするスピーカ。
2. 前後に位置する前記カバー部の間で、前記開口部と前記仕切り部とが、発音方向と交差する方向において位置ずれしている請求項１記載のスピーカ。
3. 発音方向と交差する方向において、前記空間部の幅寸法が連続的に変化している請求項１または２記載のスピーカ。
4. 前記振動板を通って発音方向に延びる中心線を含む断面に現れる前記空間部の幅寸法は、前記中心線と交差する方向において曲線的に変化している請求項３記載のスピーカ。
5. 発音方向の最も前方に位置している前記カバー部が凸部と凹部を有しており、前記凸部と前記凹部が、前記中心線を中心とする環状に形成されている請求項４記載のスピーカ。
6. 前記空間部の発音方向の幅寸法は、前記凹部の箇所で狭く、前記凸部の箇所で広い請求項５記載のスピーカ。

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