JP3207692B2 - スピーカの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低音用スピーカの振動
板前面の中心軸上、若しくは中心軸上近傍に高音用スピ
ーカを配置してなる同軸型のスピーカの構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すように、低音用スピーカたる
ウーファ２の振動板２３の前面の中心軸上、若しくは中
心軸上近傍に高音用スピーカたるトゥイータ１を配置し
てなる同軸型スピーカがあるが、従来の同軸型スピーカ
の構造においては、ウーファ２の磁気回路は、ヨーク２
１、マグネット２４ａ及びトッププレート３６で構成さ
れる通常の外磁型のものが使用され、この磁気回路はス
ピーカフレーム２７の底部に位置し、ヨーク２１の頂部
２１ａには支柱２２が設けられると共に、該支柱２２を
介してトゥイータ１が取り付けられており、結果的にウ
ーファ２の振動板２３の前面にトゥイータ１が配置され
る構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近時の同軸型スピーカ
は特に車載用に多用されており、このような車載用スピ
ーカにおいては軽量化と薄型化が求められている。しか
し、従来の同軸型スピーカにあっては上記のような構造
であることから、現状の性能を維持しつつ、軽量化と薄
型化を図ることは極めて困難である。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記した従来の
欠点を解消し、軽量化及び薄型化が可能で車載用に適し
た高性能な同軸型のスピーカの構造を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本発明のスピーカの構
造は、低音用スピーカの振動板前面の中心軸上、若しく
は中心軸上近傍に高音用スピーカを配置してなる同軸型
スピーカにおいて、低音用スピーカの磁気回路として、
２つのマグネットを同極同士を対向させて反発しあう磁
気を利用してボイスコイルを駆動せしめる反発型磁気回
路を使用していると共に、各スピーカの磁気回路を構成
する各マグネットを同軸上でかつ軸方向において重なる
位置に近接配置したものである。

【０００６】 そして、低音用スピーカの反発磁気回路
の前面に高音用スピーカを配置することにより、軽量化
及び薄型化を図る。また、反発磁気回路におけるマグネ
ット及び両マグネット間に配置されるプレートをリング
状にし、該マグネット及びプレートの内径側を支持する
ために配置されるホルダ部材に高音用スピーカを取り付
ける。

【０００７】

【０００８】

【作用】 低音用スピーカの磁気回路として反発型磁気
回路を使用することにより、該低音用スピーカの軽量化
と薄型化が達成され、且つその低音用スピーカの反発型
磁気回路における一方のマグネットの前面に高音用スピ
ーカをマグネットが同軸上でかつ軸方向に重なるように
近接配置することにより、低音用スピーカの磁気回路と
高音用スピーカの磁気回路の有する磁気が相互に作用し
合い、高音用スピーカの能率が向上する。

【０００９】また、低音用スピーカのマグネットと両マ
グネットの間に配置されるプレートを保持するためのホ
ルダ部材を高音用スピーカを取り付けるための支柱とし
て利用することにより、従来では別に必要としていた支
柱等が不必要となり、部品点数が削減されると共に組立
て工数も削減される。更に、低音用スピーカの反発型磁
気回路を構成するマグネットと高音用スピーカの磁気回
路を構成するヨークと間にリングを配置することによ
り、高音用スピーカの能率調整が可能となる。

【００１０】そして、このリングを配置することにより
低音用スピーカのマグネット及びプレート等の反発型磁
気回路の固定がより簡便で強固なものとなり、低音用ス
ピーカの前面に取り付けられた高音用スピーカへの配線
が容易になる。

【００１１】

【実施例】本発明に係るスピーカの構造の実施例を図１
〜図８に基づいて説明するが、図９により説明した従来
の構成部材と同一部分については同一符号を付してその
詳細な説明は省略する。高音用スピーカたるトゥイータ
１は図９で説明した従来のものと同じものを使用する。
低音用スピーカたるウーファ２は反発型磁気回路を使用
したスピーカである。この反発型磁気回路の基本的な構
成は、２個のマグネットを同極側が対向するように配置
してその外周方向に生じる反発磁束による磁界内にボイ
スコイルを配置して駆動させるものであり、我々もこの
ような反発型磁気回路を使用したスピーカを先に提案し
た（例えば、実開平５−５５６９３号、同５−９３１９
７号、特開平６−２３３３７９号等）。本実施例におい
ては、使用するマグネット２４ｂ及び２４ｃはネオジウ
ム系のマグネットで、形状は、外径２９ｍｍ、内径１２
ｍｍ、厚さ７ｍｍのリング状のものを２個使用し、該マ
グネット２４ｂ及び２４ｃを各々厚さ方向に着磁してあ
る。

【００１２】このマグネット２４ｂ，２４ｃ及び両マグ
ネット間に配置されるセンタープレート２５はアルミ製
のホルダ部材２６で保持される。即ち、このホルダ部材
２６の中央部に円筒状の外直径１１．７８ｍｍのセンタ
ーガイド部２６ａを設け、図１に示すように、該センタ
ーガイド部２６ａにセンタープレート２５を境にして前
記マグネット２４ｂ及び２４ｃのＮ極同志が向かい合う
ように、つまり該センタープレート２５をマグネット２
４ｂ及び２４ｃのＮ極同志で挟持した状態で挿入してあ
る。なお、センタープレート２５は、外直径３０ミリ、
内直径１１．３ｍｍ、厚さ４ｍｍの鉄製のプレートであ
る。

【００１３】前記ホルダ部材２６は、図１に示すよう
に、予めフレーム２７の底部に設けた穴とホルダ部材２
６の底部の外周部をカシメ等の手段で取り付けてある。
このフレーム２７の寸法は、外径１６５ｍｍ、深さ２５
ｍｍの通称６．５インチと呼ばれているものであり、材
質は厚さ０．７ｍｍの鉄製で、一般的にプレスフレーム
と呼ばれているものである。

【００１４】振動系部材の振動板２３は、直径１４６ｍ
ｍ（エッジ２３ａの外径を含む）であり、振動板２３の
中央部にはボイスコイル２８と結合させるための直径３
２ｍｍの穴を設けてネック部２３ｂとしてあり、振動板
２３は深さ１７ｍｍのパルプ製のコーン状振動板を使用
し、該振動板２３の表面には振動板２３の中心線上にネ
ック部２３ｂからコーン外側に向けて、幅約８ミリ、長
さ約３５ミリ、厚さ５０ミクロンの銅箔２３ｃが左右方
向に２本貼ってある。

【００１５】図３に示すように、ボイスコイル２８は、
ボビン材２８ａが０．０２５ｍｍのＰＰＴＡ（ポリパラ
フェニレンテレフタルアミド）フィルム製であり、コイ
ル線径０．１６ｍｍ、コイル巻幅５．３ｍｍで、直流抵
抗は３．６Ωとした。なお、該ボイスコイルはセンター
プレート２５の外周部と該ボイスコイル２８の内周部と
の間に一定のクリアランスＬをもたせて配置し、コイル
外周部の所定位置に銅箔を貼り付けてある。ダンパ２９
は綿布にフェノールを含浸させて平編状の錦糸線を２本
縫い付けてあり、コルゲーションに沿った状態で熱成型
し、型抜きしたものであって、これらの振動系部材と前
記磁気回路とをフレーム２７に取り付けて組み立てる。

【００１６】ホルダ部材２６のセンターガイド２６ａは
磁気回路部分より厚さ方向、図１で示すところの上方向
に長くなっており、該磁気回路の前面には該磁気回路を
固定すると共にトゥイータ１を固定するためのリング３
０が取り付けられる。このリング３０は樹脂製であり、
その形状は、外直径２９ｍｍ、内直径１１．９８ｍｍ、
厚さ６ｍｍである。このリング３０の外周部には、一般
的に使用されている前記ダンパーのようなコルゲーショ
ンを有する防塵用の織布からなる防塵ダンパ３１が取り
付けられるように貼り代部が設けてあり、更に該外周部
にはトゥイータ１への配線がしやすいように中継端子３
０ａが該リング３０の中心線上に２か所設けてある。

【０００１７】前記防塵ダンパ３１は、綿布にフェノー
ルを含浸させ、裏側に平編錦糸線を該防塵ダンパ３１の
中心線上近傍を通るよう縫い付け、コルゲーション等を
熱成型して型抜きしたものである。該防塵ダンパ３１
は、該防塵ダンパ３１の平編錦糸線とウーファ２の振動
板２３の前記銅箔２３ｃ及びリング３０の中継端子３０
ａとの位置を合わせて接着し、防塵ダンパ３１の平編錦
糸線の外周部に及んだ端部と振動板２３の銅箔２３ｃの
接触部を半田付けする。また、内周部に及んだ平編錦糸
線端部はトゥイータ１の入力端子１６へ接続し、前記外
周部端部同様に半田付けする。ネック部２３ｂに及んだ
銅箔２３ｃはボイスコイル２８の外周部に設けた銅箔に
半田付けされているので、結果的にウーファ２の接続端
子３３からの入力はトゥイータ１へも供給される。

【００１８】トゥイータ１の振動板１１の正面から見た
外周形状は、図４に示すように、長径３３ｍｍ、短径２
２ｍｍの楕円形状をなし、且つ断面形状がコーン状にな
っている。したがって楕円形状はネック部まで連なって
おり、ボイスコイル１２も、長径１５．４６ｍｍ、短径
１０．１３ｍｍの楕円形状をなしている。また、振動板
１１とボイスコイル１２とキャップ１１ａの各部が一体
成型されており、従ってキャップ１１ａ部も楕円形状で
ある。該トゥイータ１の磁気ギャップ１３は１．３ｍｍ
に設定してあり、マグネット１４は、長径３５ｍｍ、短
径２４ｍｍ、厚さ２ｍｍの楕円形状で且つリング状のネ
オジウム系のマグネットを使用し、着磁はマグネット１
４の厚さ方向で行っており、ヨーク１５側をＳ極として
ある。ヨーク１５の底部中心部には該トゥイータ１を取
り付けるためのタップ加工１５ａを施してある。

【００１９】本実施例の場合、正面から見て楕円形状の
振動板１１及び磁気回路を有するトゥイータ１を使用し
たが、これに限らず、従来一般的に使用されている丸形
の振動板１１を使用しているトゥイータ１でもよいし、
トゥイータ１の振動板１１がコーン形状でなくドーム状
等のものであっても、また、ウーファ２の振動板２３も
コーン形状でなく平板状等であってもよく、それぞれの
目的に応じて使用可能であり、設計上の制約はない。更
に、本実施例のネットワーク３４はトゥイータ１側に
３．３μＦのコンデンサを１個使用し、６ｄＢのハイパ
スフィルタとしてある。該トゥイータ１をウーファ２の
磁気回路の前面にビス３２にて固定し、防塵ダンパ３１
の錦糸線と接続してスピーカＡが構成される。このスピ
ーカＡはウーファ２とトゥイータ１の磁気回路が互いに
反発し合う形式となる。

【００２０】次に、ウーファ２の磁気回路において、前
記実施例とは逆にマグネット２４ｂ及び２４ｃのＳ極同
志がセンタープレート２５に対して向かい合うように挟
持したものを用意し、その他の構成部材は全て前記スピ
ーカＡと同一に設定したスピーカＢを作成した。このス
ピーカＢではウーファ２とトゥイータ１の磁気回路が互
いに吸着し合う形式となる。図８はスピーカＡとスピー
カＢにおけるトゥイータ１だけの周波数特性であり、こ
の図からも明らかなように、トゥイータ１の再生帯域全
般にわたってスピーカＡの方がスピーカＢよりも能率が
１〜２ｄＢ高いという結果が得られた。

【００２１】即ち、図７で示すように、スピーカＡのウ
ーファ２の反発型磁気回路におけるマグネット２４ｂ及
び２４ｃの磁気、本実施例の場合はトゥイータ１を取り
付ける側のマグネット２４ｂの磁気（Ｓ極側）及びトゥ
イータ１の磁気回路が有する磁気が相互に作用し、ウー
ファ２用の磁気がトゥイータ１用の磁気に極めて効果的
に付加し、トゥイータ１の磁気ギャップ１３の磁束密度
を上げる結果となっている。

【００２２】磁場解析の詳細を示すと、スピーカＡにお
けるトゥイータ１の磁気ギャップ１３の磁束密度は１．
１５９テスラであり、スピーカＢにおけるトゥイータ１
の磁気ギャップ１３の磁束密度は１．０３６テスラであ
る。また、トゥイータ１単体の磁気ギャップ１３の磁束
密度は１．１３３テスラである。

【００２３】前記の実施例のように構成した場合、ウー
ファ２の反発型磁気回路の磁気を極めて有効に利用する
ことが可能である。従って、ウーファ２の磁気回路及び
トゥイータ１の磁気回路から発生する磁気が互いに反発
し合うように取り付けることにより、トゥイータ１の能
率が向上する。即ち、従来のトゥイータ１と同様の能率
を得るためには、従来のトゥイータ１に用いられている
マグネット１４よりも小さなマグネットを用いてもよい
ことになり、当然の如く磁気回路を構成する部品も小型
化することができると共にコストダウンが可能となる。
逆に、音質調整等でトゥイータ１の能率を押さえたい場
合には、ウーファ２の磁気回路とトゥイータ１の磁気回
路とが吸着する向きに取り付ければ、容易に調節するこ
とが可能である。

【００２４】また、ホルダ部材２６に設けたセンターガ
イド２６ａをトゥイータ１取付用の支柱に利用すること
により、従来必要としていたトゥイータ１取付用の支柱
２２は不必要となり、部品点数が削減されると共に組立
て工数も削減され、コストダウンが可能となる。また、
本実施例の場合、ホルダ部材２６の材質がアルミである
ことからトゥイータ１及びウーファ２の有する磁気回路
の放熱に極めて有効である。従って、耐パワー性能の向
上に極めて有効な手段となる。

【００２５】更に、本実施例のようにリング３０をトゥ
イータ１のヨーク１５底面とウーファ２のマグネット２
４ｂの間に配置することにより、トゥイータ１のヨーク
１５の接触面積が増え、取付け強度が増大すると共に取
付けビス３２を締結することにより、ウーファ２の磁気
回路が該リング３０を介してホルダ部材２６底面に極め
て強力に挟持されることになる。従来の磁気回路組立て
方法においては、接着にて磁気回路部材を組立てる方法
が一般的であるが、本実施例の構造では接着剤を使用し
なくても必要十分な組立て強度を得ることが可能であ
る。従って組立て工数が削減される利点を有する。

【００２６】また、リング３０の厚み及び断面形状等を
変えることにより容易に該トゥイータ１の能率の調整が
可能である。従って、微妙な音質調整が極めて簡単に行
える利点を有する。更に該リング３０等を使用しない場
合、防塵ダンパ３１の内周部をウーファ２のマグネット
２４ｂの外周部近傍等に接着しなければならない等の制
約条件が発生する。マグネット２４ｂの外周部近傍を防
塵ダンパ３１の内周部接着に適した形状に変えることは
極めて困難であるし、一般的に同軸型スピーカにおける
防塵ダンパ３１はウーファ２の振動板の振幅等を考慮し
て、断面形状は設計の自由度が多いほど有利である。従
って、前記制約条件は防塵ダンパ３１の断面形状を設計
するに当たり、設計の自由度を失い性能を制限する極め
て大きな制約となる。

【００２７】しかし、本実施例のように樹脂リング３０
をトゥイータ１のヨーク１５の底面とウーファ２のマグ
ネット２４ｂの上面の間に設置し、且つ防塵ダンパ３１
の内周部を接着する構造にすることにより前記制約から
解除され、設計の自由度が大幅に増し簡単に防塵ダンパ
３１の断面形状や配置等、選択の幅が広がる利点を有
し、更に該リング３０に中継端子３０ａを取り付けるこ
とによりトゥイータ１への入力用配線接続が極めて容易
に行え、配線作業工数を削減することが可能である。

【００２８】本実施例の場合、リング３０の材質は樹脂
としたが、トゥイータ１への配線等を工夫することによ
り該リング３０の材質が磁性材であってもよいし、樹脂
製リング３０の下側、或いは上側等に磁性材製のリング
３０を配置し、ウーファ２及びトゥイータ１の磁気の流
れを調整し、該ウーファ２とトゥイータ１の音質や特性
等のバランスを調整することも可能である。

【００２９】更に、磁気の流れに着目すると、本実施例
の場合、トゥイータ１を固定するために鉄製のビス３２
を使用したが、該ビス３２をステンレスや真鍮等の非磁
性体製のビスを使用すれば、更に能率を向上させること
が可能である。因みに、解析結果によると、鉄製のビス
３２を使用しているスピーカＡのトゥイータ１の磁気ギ
ャップ１３の磁束密度が１．１５９テスラであるのに対
し、非磁性材のビス３２を使用したスピーカのトゥイー
タ１の磁気ギャップ１３の磁束密度は１．２３２テスラ
となっている。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係るスピーカの構造によれば、
同軸型のスピーカにおいて、低音用スピーカの磁気回路
を反発型磁気回路としてその前面に高音用スピーカを配
置するように構成したから、スピーカ全体を薄型化及び
軽量化することができ、車載用スピーカとして極めて有
効である。しかも、従来の同軸型スピーカよりも歪みが
少ないため車室内のように狭いスペース、特にマウント
ディプスが限られた設置場所においても良好な音質を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスピーカの断面図。

【図２】本発明に係るスピーカの正面図。

【図３】反発型磁気回路の要部を示す拡大断面図。

【図４】トゥイータの正面図。

【図５】トゥイータの断面図。

【図６】図５におけるａ部の拡大断面図。

【図７】本発明に係るスピーカの磁場解析図。

【図８】本発明に係るスピーカにおけるトゥイータの周
波数特性を比較するための周波数特性。

【図９】従来の同軸型スピーカの一例を示す断面図。

【符号の説明】

１ トゥイータ １１ 振動板 １１ａ キャップ １２ ボイスコイル １３ 磁気ギャップ １４ マグネット １５ ヨーク １５ａ タップ加工 １６ 入力端子 ２ ウーファ ２１ ヨーク ２１ａ ヨーク頂部 ２２ 支柱 ２３ 振動板 ２３ａ エッジ ２３ｂ 振動板のネック部 ２３ｃ 銅箔 ２４ａ マグネット ２４ｂ 反発型磁気回路のマグネット ２４ｃ 反発型磁気回路のマグネット ２５ センタープレート ２６ ホルダ部材 ２７ フレーム ２８ ボイスコイル ２９ ダンパ ３０ リング ３０ａ 中継端子 ３１ 防塵ダンパ ３２ ビス ３３ 接続端子 ３４ ネットワーク ３５ リード線 ３６ トッププレート Ａ ウーファとトゥイータの磁気回路が互いに反発
し合うスピーカ Ｂ ウーファとトゥイータの磁気回路が互いに吸着
し合うスピーカ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 9/06 H04R 1/24 H04R 9/02 102

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低音用スピーカ（２）の振動板（２３）
   前面の中心軸上、若しくは中心軸上近傍に高音用スピー
   カ（１）を配置してなる同軸型スピーカにおいて、低音
   用スピーカ（２）の磁気回路が２つのマグネット（２４
   ｂ、２４ｃ）を同極同士を対向させて、反発しあう磁気
   を利用して該低音用スピーカ（２）のボイスコイル（２
   ８）を駆動せしめる反発型磁気回路であると共に、上記
   各スピーカの磁気回路を構成する各マグネット（２４
   ｂ、１４）を同軸上でかつ軸方向において重なる位置に
   近接配置したことを特徴とするスピーカの構造。
2. 【請求項２】 高音用スピーカ（１）のマグネット（１
   ４）と低音用スピーカ（２）のマグネット（２４ｂ）と
   が反発する向きになるように取り付けられていることを
   特徴とする請求項１記載のスピーカの構造。
3. 【請求項３】 反発型磁気回路のマグネット（２４ｂ、
   ２４ｃ）及び両マグネット間に配置されたセンタープレ
   ート（２５）がリング状をなし、該マグネット（２４
   ｂ、２４ｃ）及びセンタープレート（２５）の内径側を
   支持するように配置されたホルダ部材（２６）によって
   高音用スピーカ（１）が支持されていることを特徴とす
   る請求項１記載のスピーカの構造。