JP2022103715A - 音響装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動板が大振幅で移動したとしても、振動板に損傷を与えず、音響特性が劣化することを防止できる構造の音響装置を提供する。【解決手段】音響装置１は、本体ケース２と、本体ケース２の内部に設けられる振動体４と、振動体４の発音方向である前方に配置される磁気回路部３と、磁気回路部３の磁気ギャップＧ内に位置するコイル７と、コイル７を支持して振動体４と共に振動するボビン５と、本体ケース２とボビン５とを連結するダンパー６と、を有している。ダンパー６は、振動体４より後方に配置され、ダンパー６の後方であって、ダンパー６と対向する位置に、ダンパー規制部２３ｂが設けられている。このため、振動体４への損傷を与えず、音響特性が劣化することを防止できる。【選択図】図３

Description

本発明は、振動体の発音方向である前方に磁気回路部が配置された音響装置に関する。

特許文献１に、スピーカを取り付けるのに要する空間を小型化するために、磁気回路を振動板の放音側に配置したスピーカ装置が記載されている。

このスピーカ装置では、ヨークの外周壁の下端部近傍、もしくは、振動板の段差部の上面に緩衝機能を有する緩衝部材が設けられている。振動板が大振幅で移動したとしても、振動板と、それに対向するヨークとが、緩衝部材を介して衝突する。そのため、振動板の破壊を防止することができるというものである。

特開２００６－１４８４４７号公報

特許文献１に記載された発明では、ボイスコイルへの過大入力により振動板が大振幅で移動したとき、振動板は緩衝部材を介してヨークと衝突する。これにより、振動板の損傷は抑制される。しかしながら、振動板の衝突は発生するため、振動板の損傷を完全に防止することが難しい。振動板に少しでも損傷が生じると、発音周波数帯域の音響特性が劣化する恐れがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、ボイスコイルへの過大入力によって、振動板が大振幅で移動したとしても、振動板に損傷を与えず、音響特性が劣化することを防止できる音響装置を提供することを目的としている。

本発明は、本体ケースと、前記本体ケースの内部に設けられる振動体と、前記振動体の発音方向である前方に配置される磁気回路部と、前記磁気回路部の磁気ギャップ内に位置するコイルと、前記コイルを支持して前記振動体と共に振動するボビンと、前記本体ケースと前記ボビンとを連結するダンパーと、を備えた音響装置において、
前記ダンパーは前記振動体より後方に配置され、前記ダンパーの後方であって前記ダンパーと対向する位置に、ダンパー規制部が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の音響装置は、前記ダンパーの外周側が固定されるダンパー支持部を有し、前記ダンパーが中立位置から前記ダンパー規制部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離は、前記振動体が前記ダンパー支持部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離より小さいことが好ましい。

本発明の音響装置は、前記ダンパーが中立位置から前記ダンパー規制部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離は、前記ボビンが前記磁気回路部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離より小さいことが好ましい。

本発明の音響装置は、前記ダンパーが中立位置から前記ダンパー規制部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離は、前記振動体が前記磁気回路部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離より小さいことが好ましい。

本発明の音響装置は、前記コイルの巻き中心を通過する中心線を含むいずれかの断面において、前記ダンパー規制部は、前記中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。

本発明の音響装置の前記ダンパーは、環状の形状であり、前記ダンパー規制部は前記ダンパーの内周側と対向する位置に設けられていることが好ましい。

本発明の音響装置の前記ダンパー規制部は、前記本体ケースと一体として形成されることが好ましい。

本発明の音響装置は、ダンパーの後方であって、ダンパーと対向する位置に、ダンパー規制部が設けられている構成としている。そのため、ボイスコイルへの過大入力によって、振動体が大振幅で移動したときに、ダンパーがダンパー規制部と衝突する。これにより、振動体の衝突は発生せず、振動体への損傷を防止することができる。このため、音響特性が劣化することを防止することが可能である。

本発明の実施形態の音響装置の外観を示す斜視図。 図１に示す音響装置の分解斜視図。 図１に示す音響装置の断面図。 本発明の音響装置の作用を説明する半断面図。

本発明の実施形態の音響装置１について、図１～図４を参照して説明する。音響装置１はＹ１方向が発音方向に向く前方であり、Ｙ２方向が発音方向と逆向きの後方である。図１～図４には、発音方向に延びる中心線Ｏが示されている。

図１に示されるように、音響装置１は、本体ケース２を有している。図２に示されるように、本体ケース２は、前方ケース２１と後方ケース２２とカバー部材２３とから構成されている。図１に示されるように、前方ケース２１の外周部と後方ケース２２の外周部の複数か所に設けられたネジ固定部１０によって、前方ケース２１と後方ケース２２とが互いに固定されている。前方ケース２１と後方ケース２２は、合成樹脂材料を用いた射出成形、あるいは軽金属材料を用いたダイキャスト成型等により形成されている。

図２に示されるように、前方ケース２１の中央には、前方中央穴部２１ａが形成されている。また、前記前方中央穴部２１ａの周囲には、放射状に複数の前方開口部２１ｂが形成され、それぞれの前方開口部２１ｂを仕切る前方仕切部２１ｃが形成されている。また、図２に示されるように、後方ケース２２の中央には、後方中央穴部２２ａが形成されている。また、前記後方中央穴部２２ａの周囲には、放射状に複数の後方開口部２２ｂが形成され、それぞれの後方開口部２２ｂを仕切る後方仕切部２２ｃが形成されている。後方中央穴部２２ａを覆うように、カバー部材２３が後方（Ｙ２方向）から後方ケース２２に取り付けられている。ただし、カバー部材２３と後方ケース２２とが一体化されていても良い。

図２及び図３に示すように、前方ケース２１の後方（Ｙ２方向）に向く後面に磁気回路部３が固定されている。磁気回路部３は、ヨーク３１と、ヨーク３１の後方（Ｙ２方向）に向く後面が接合される磁石３２と、磁石３２の後方（Ｙ２方向）に向く後面が接合されるプレート３３とから構成されている。ヨーク３１の前方（Ｙ１方向）に向く前面が前方ケース２１の後方（Ｙ２方向）に向く後面に接着されて固定されている。ヨーク３１とプレート３３は磁性材料で形成されている。ヨーク３１の中心部には、後方（Ｙ２方向）に突出するセンターポール部３１ａが一体に形成されており、センターポール部３１ａの外周面と、リング状のプレート３３の内周面との間に磁気ギャップＧが形成されている。

図２および図３に示すように、本体ケース２の内部であって、磁気回路部３よりも後方（Ｙ２方向）に振動体４が設けられている。振動体４は、振動板部４１と、エッジ部４２とで構成されている。エッジ部４２は、中心線Ｏと垂直な平面に向く全ての仮想軸の軸方向を曲率方向とする曲げ剛性が、振動板部４１の同じ方向での曲げ剛性よりも低い。エッジ部４２は、ゴム、あるいはウレタンや布にゴムを含侵したものにより形成されている。前記曲げ剛性は、縦弾性係数Ｅと断面二次モーメントＩとの積である。

振動板部４１の外周部４１ａは、エッジ部４２と接着されている。図２と図３に示されるように、エッジ部４２の外端部４２ａは、前方ケース２１の外周部の後方（Ｙ２方向）に向く後面と、後方ケース２２の外周部の前方（Ｙ１方向）に向く前面とで挟持されている。

振動板部４１はコーン形状であり、中心線Ｏに向かうにしたがって後方（Ｙ２方向）に向けて傾斜するテーパ形状である。振動板部４１の内周部４１ｂには、円筒状のボビン５の外周面が接着されて固定されている。

図３に示すように、ボビン５の後方（Ｙ２方向）側の外周面と本体ケース２との間は、断面形状が波形で平面形状が環状のダンパー６で連結されている。ダンパー６の内周側は、ボビン５の外周面と接着により固定されている。ダンパー６の外周側は、後方ケース２２の内周部とカバー部材２３の外周部で構成されるダンパー支持部１１で挟持されて固定されている。ただし、ダンパー６の外周側は、後方ケース２２の内周部の前方（Ｙ１方向）に向く面に接着固定されていてもよい。この場合は、後方ケース２２の内周部の前方（Ｙ１方向）に向く面がダンパー支持部となる。エッジ部４２とダンパー６の弾性変形によって、コーン形状の振動板部４１が前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に振動可能に支持されている。ボビン５の前方（Ｙ１方向）に向く前端部にコイル７が巻かれており、コイル７が磁気ギャップＧ内に位置している。ボビン５の後方（Ｙ２方向）に向く後端部にはキャップ８が接着固定され、この後端部が閉塞されている。中心線Ｏはコイル７の巻き中心、ダンパー６の中心及び振動体４の中心を通過し、さらに磁気回路部３の中心を通過する仮想線である。

図３に示すように、ダンパー６の後方（Ｙ２方向）であって、円筒状のボビン５よりも径方向の外側でダンパー６の内周側と対向する位置に、ダンパー規制部２３ｂが配置されている。ダンパー規制部２３ｂは、中立位置の振動体４が後方（Ｙ２方向）に移動したときに、ダンパー６の少なくとも一部が最初に当たる場所を意味している。本実施形態では、ダンパー規制部２３ｂは、本体ケース２のカバー部材２３と一体として形成されている。ダンパー規制部２３ｂは、カバー部材２３のベース部２３ａから前方（Ｙ１方向）に、突出して形成されている。ダンパー規制部２３ｂは、コイル７の巻き中心を通過する中心線Ｏを含むいずれかの断面において、中心線Ｏに対して線対称に配置されていることが好ましい。実施形態のダンパー規制部２３ｂは、中心線Ｏを中心とする連続円に沿った環状に形成されている。なお、ダンパー規制部２３ｂは中心線Ｏを中心とする間欠円に沿って形成されていてもよい。

図４に示すように、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ１は、振動体４の振動板部４１がダンパー支持部１１に当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ２より小さい。

また、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ１は、ボビン５が磁気回路部３に当たる位置までコイル７が前方へ移動する距離Ｄ３より小さい。さらに、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までにコイル７が移動する距離Ｄ１は、振動体４が磁気回路部３に当たる位置までコイル７が前方へ移動する距離Ｄ４よりも小さい。

次に、音響装置１の発音動作を説明する。
コイル７に電流が与えられると、磁気回路部３においてコイル７に作用する磁界と電流とで励起される電磁力によって、振動体４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。通常の発音動作では、中立位置の振動体４及びボビン５の後方（Ｙ２方向）へ最大に移動する距離は、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までコイル７が後方（Ｙ２方向）へ移動する距離Ｄ１より小さい。このため、通常の発音動作において、ダンパー６がダンパー規制部２３ｂに当たることはなく、ダンパー規制部２３ｂの存在が通常の発音動作を妨げることはない。

ただし、何らかの要因により、音響装置１のコイル７に過大な入力信号が入力されることがある。このとき、振動体４が前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に大振幅しようとするが、本発明の音響装置１では、ダンパー６がダンパー規制部２３ｂに当たることで、振動体４は、それ以上後方（Ｙ２方向）へ移動することが規制される。図４に示すように、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ１は、振動体４の振動板部４１がダンパー支持部１１に当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ２よりも小さい。このため、振動板部４１が後方（Ｙ２方向）に向けて移動して、振動板部４１がダンパー支持部１１に当たるよりも先に、ダンパー６が（ｖ）の中立位置から（ｖｉ）の位置に移動し、ダンパー６がダンパー規制部２３ｂに当たるものとなっている。これにより、振動板部４１とダンパー支持部１１とが当たることを回避できる。よって、本発明の音響装置１では、振動板部４１が後方（Ｙ２方向）へ向けて大きく移動したとしても、振動板部４１が損傷することを防止することができる。なお、ダンパー６が（ｖｉ）の位置に移動してダンパー規制部２３ｂに当たるときに、ボビン５の後端部およびキャップ８は、ダンパー規制部２３ｂよりも径方向内側に位置しており、ベース部２３ａおよびダンパー規制部２３ｂに当たることはない。

また、本発明の音響装置１では、ダンパー規制部２３ｂが、コイル７の巻き中心を通過する中心線Ｏを含むいずれかの断面において、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。このため、ダンパー６がダンパー規制部２３ｂに当たったときに、ダンパー６には、中心線Ｏに対して線対称に反力が付与される。よって、ボビン５が傾くことがない。このため、ボビン５が傾くことにより、ボビン５やコイル７が磁気回路部３と衝突して損傷することを防止することができる。

また、本発明の音響装置１では、ダンパー６が環状の形状であり、ダンパー規制部２３ｂは、ダンパー６の内周側と対向する位置に設けられている。このため、ボビン５とダンパー６とが接着固定されて剛性が高められている場所と近い位置で、ダンパー６とダンパー規制部２３ｂとが当たるので、確実に振動体４の後方（Ｙ２方向）への移動を規制できる。

通常の発音動作においては、振動体４は、中立位置に対して前後（Ｙ１－Ｙ２方向）対称に振幅する挙動となる。よって、ダンパー規制部２３ｂにより、振動体４の後方（Ｙ２方向）への移動を規制することで、振動体４の前方（Ｙ１方向）への移動も同様に規制することができる。図４に示されるように、本発明の音響装置１では、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ１は、ボビン５が磁気回路部３に当たる位置までコイル７が前方へ移動する距離Ｄ３より小さい。発音動作において振動体４が前後方向に過大な振幅で振動したときに、ダンパー６がダンパー規制部２３ｂに当たることによって、振動体４がそれ以上に大きな振幅で前後に振動するのを規制することができる。そのため、振動体４が前方（Ｙ１方向）へ大きく移動するのも抑制することができ、ボビン５が磁気回路部３のヨーク３１に当たるのを規制することができる。これにより、振動体４が過大な振幅で前方（Ｙ１方向）へ移動してボビン５が損傷することも防止することができる。

また、ダンパー６が中立位置からダンパー規制部２３ｂに当たる位置までコイル７が後方へ移動する距離Ｄ１より、振動体４が磁気回路部３に当たる位置までコイル７が前方へ移動する距離Ｄ４が小さい。これに関しても、通常の発音動作で振動体４が前後に振動するときに、ダンパー６の後方への移動をダンパー規制部２３ｂで規制することによって、振動体４の前方（Ｙ１方向）への移動も抑制でき、振動体４の振動板部４１が磁気回路部３に当たることをも規制できる。これにより、振動板部４１が過大な振幅で前方（Ｙ２方向）へ移動して損傷することを防止することができる。

本発明の音響装置１では、コイル７への過大入力によって、振動体４が大振幅で移動したときに、ダンパー６とダンパー規制部２３ｂとが最初に当たるものとなっている。これにより、振動体４は他の部品と当たることはなく、振動板部４１の損傷を防止することができる。このため、音響特性が劣化することを防止することが可能である。

１ 音響装置
２ 本体ケース
３ 磁気回路部
４ 振動体
５ ボビン
６ ダンパー
７ コイル
８ キャップ
１０ ネジ固定部
１１ ダンパー支持部
２１ 前方ケース
２１ａ 前方中央穴部
２１ｂ 前方開口部
２１ｃ 前方仕切部
２２ 後方ケース
２２ａ 後方中央穴部
２２ｂ 後方開口部
２２ｃ 後方仕切部
２３ カバー部材
２３ａ ベース部
２３ｂ ダンパー規制部
３１ ヨーク
３１ａ センターポール部
３２ 磁石
３３ プレート
４１ 振動板部
４１ａ 外周部
４１ｂ 内周部
４２ エッジ部
４２ａ 外端部
６１ ダンパー外周部
Ｄ１ ダンパーが中立位置からダンパー規制部に当たる位置までにコイルが移動する距離
Ｄ２ 振動板がダンパー支持部に当たる位置までにコイルが移動する距離
Ｄ３ ボビンが磁気回路部に当たる位置までにコイルが移動する距離
Ｄ４ 振動体が磁気回路部に当たる位置までにコイルが移動する距離
Ｇ 磁気ギャップ
Ｏ 中心線

Claims (7)

1. 本体ケースと、
   前記本体ケースの内部に設けられる振動体と、
   前記振動体の発音方向である前方に配置される磁気回路部と、
   前記磁気回路部の磁気ギャップ内に位置するコイルと、
   前記コイルを支持して前記振動体と共に振動するボビンと、
   前記本体ケースと前記ボビンとを連結するダンパーと、を備えた音響装置において、
   前記ダンパーは前記振動体より後方に配置され、
   前記ダンパーの後方であって前記ダンパーと対向する位置に、ダンパー規制部が設けられていることを特徴とする音響装置。
2. 前記ダンパーの外周側が固定されるダンパー支持部を有し、前記ダンパーが中立位置から前記ダンパー規制部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離は、前記振動体が前記ダンパー支持部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離より小さい請求項１記載の音響装置。
3. 前記ダンパーが中立位置から前記ダンパー規制部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離は、前記ボビンが前記磁気回路部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離より小さい請求項１または２に記載の音響装置。
4. 前記ダンパーが中立位置から前記ダンパー規制部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離は、前記振動体が前記磁気回路部に当たる位置までに前記コイルが移動する距離より小さい請求項１ないし３のいずれかに記載の音響装置。
5. 前記コイルの巻き中心を通過する中心線を含むいずれかの断面において、前記ダンパー規制部は、前記中心線に対して線対称に配置されている請求項１ないし４のいずれかに記載の音響装置。
6. 前記ダンパーは、環状の形状であり、前記ダンパー規制部は前記ダンパーの内周側と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の音響装置。
7. 前記ダンパー規制部は、前記本体ケースと一体として形成される請求項１ないし６のいずれかに記載の音響装置。

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