JP3651483B2

JP3651483B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP3651483B2
Application number: JP2004218187A
Authority: JP
Inventors: 修舟橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: JP2004336820A

Description

本発明は、スピーカに関するものである。

従来のスピーカは図５に示すような構成となっていた。

すなわち、この図５に示すように、このスピーカは、磁気回路１と、この磁気回路１の磁気ギャップ２内に少なくともそのコイル部３が可動自在に設けられたボイスコイル体４と、このボイスコイル体４の磁気ギャップ２外方部分に、その内周が連結された振動板５と、この振動板５の外周がエッジ６を介して連結されたフレーム７とを備えた構成となっていた。

すなわち、ボイスコイル体４のボイスコイル部３にオーディオアンプ等から出力された電気信号を入力することで、ボイスコイル体４が起振し、その起振力が振動板５に伝達され、振動板５が空気を振動させて電気信号を音声に変換する構成となっていた（例えば特許文献１）。
特開平１１−２７５６９０号公報

上記従来例においては、図５に示すように、ボイスコイル体４のボイスコイル部３と振動板５内周固定部分との間にダンパー８の内周が固定され、このダンパー８の外周はフレーム７に固定されている。このダンパー８はエッジ６と共にサスペンションを構成し、ボイスコイル体４が可動時にローリングしないようにしている。また、このダンパー８は図５に示すように複数の波形を組み合わせた形状にして、できるだけボイスコイル体４の可動負荷とならないような構成となっている。

しかし、近年のスピーカの高性能化においては、このダンパー８が存在することによって大きな問題が発生している。

すなわち、ボイスコイル体４が磁気回路１へ向かう挙動と、磁気回路１とは反対側へ向かう挙動においてダンパー８の可動負荷の非直線性や非対称性が大きく、これに起因する高調波ひずみが大きく発生すると同時にパワーリニアリティも悪化することになっていた。

図６は従来のスピーカのパワーリニアリティ、スピーカ入力電力に対する振動板５の変位を示している。Ａは磁気回路１に向けた振動板５の振幅特性を示し、Ｂは磁気回路１とは反対方向の振動板５の振幅特性を示す。また、図７には従来のスピーカの高調波ひずみ特性を示し、Ｃがスピーカの周波数特性、Ｄが第２高調波ひずみ特性、Ｅが第３高調波ひずみ特性である。

このような非直線性や非対称性に起因するパワーリニアリティ悪化や高調波ひずみ特性の課題を解決するため、各社とも、ダンパー８の非直線性や非対称性を解決するため種々の工夫をしているが、このダンパー８は上述のごとく、その可動負荷を少なくするように複数の波形を組み合わせて出来たものであるから、このダンパー８とエッジ６を組み合わせてサスペンションを構成する以上は、非直線性や非対称性を解決して高調波ひずみを低減させることが難しく、スピーカの高性能化が出来ていないのが現状である。そこで本発明は、スピーカの高性能化を図ることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分に、その内周が連結された振動板と、この振動板の外周が第１のエッジを介して連結されたフレームとを備え、前記振動板より前記磁気回路側に、前記ボイスコイルを実質的に支えるサスペンションホルダを設け、このサスペンションホルダの外周部分は、第２のエッジを介して前記フレームに連結し、これら第１、第２のエッジは、これら第１、第２のエッジ間を境にして略対称相似形状とするとともに、前記磁気回路の磁気ギャップへの塵侵入防止用の防塵ネットを設けたものである。

以上のように本発明は、第１のエッジと第２のエッジによりサスペンションを構成させることでサスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除するとともに、第１のエッジと第２のエッジはそれ自体の非対称性をキャンセルするように配置させたので、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することができ、これに起因するスピーカの高調波ひずみ低減とパワーリニアリティを向上させてスピーカの性能を向上させることができる。また従来のダンパーを廃止したので、磁気回路の磁気ギャップ部に塵が入りやすくなるのを防塵ネットにより、磁気回路の磁気ギャップ内へ塵などが入るのを未然に防止することができ、ボイスコイル体を円滑に可動させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のスピーカの断面図を示し、図１において、９はリング状のマグネット１０、リング状のプレート１１、円板状のヨーク１２、円柱状のポール１３による磁気回路であり、プレート１１の内周とポール１３の外周間の磁気ギャップ１４にマグネット１０の磁束を集中させる。マグネット１０にはフェライト系や希土類コバルト系が、プレート１１及びヨーク１２、ポール１３には鉄が主な材料として用いられている。なお、図１では外磁型の例を示しているが内磁型の磁気回路も幅広く用いられている。１５は磁気回路９の磁気ギャップ１４内に少なくともそのコイル部１６が可動自在に設けられた円筒状のボイスコイル体であり、一般的には紙及び樹脂、アルミ等の金属を材料としたボビンの上に、銅線などのコイルを巻いて構成している。

１７はボイスコイル体１５の磁気ギャップ外方部分に、その内周が連結された逆円錐状の振動板であり、ボイスコイル体１５に起振された振動により実際に音を出すもので、高い剛性と内部損失を両立したパルプ及び樹脂が主な材料として用いられる。１８は振動板１７の外周に結合されたリング状の第１のエッジであり、振動板１７に可動負荷を加えないようにウレタン及びゴム、布などの材料が用いられる。１９は振動板１７の外周が第１のエッジ１８を介して連結された皿状のフレームであり、複雑な形状にも対応できるように鉄板プレス品や樹脂成型品及びアルミダイキャストなどの材料が用いられる。

２０はボイスコイル体１５の振動板１７より磁気回路９側に、その内周を連結したサスペンションホルダであり、高い剛性と内部損失を両立したパルプ及び樹脂が主な材料として用いられる。

また、サスペンションホルダ２０の内周と外周の間の中部が振動板１７の中部に接着剤等で結合されている。このため、振動板１７とサスペンションホルダ２０との位相がほぼ同位相となり、これら振動板１７とサスペンションホルダ２０の位相ずれに起因する中低音域の共振歪みを低減することが可能となるので、周波数特性の平坦化ができる。

２１はサスペンションホルダ２０の外周をフレーム１９に結合する第２のエッジであり、第１のエッジ１８と同様にサスペンションホルダ２０に可動負荷を加えないようにウレタン及びゴム、布などの材料が用いられる。第１のエッジ１８は磁気回路９とは反対方向に突出し、第２のエッジ２１は磁気回路９側に突出しているが、これら第１、第２のエッジ１８，２１間を境にして略対称相似形状となっている。

また、ボイスコイル体１５とフレーム１９の間には従来のダンパーに代わってサスペンションホルダ２０と第２のエッジ２１によるサスペンションが設けられている。このサスペンションホルダ２０及び第２のエッジ２１は、第１のエッジ１８と共にサスペンションを構成し、ボイスコイル体１５が可動時にローリングしないように設けられているものである。

このため、第１のエッジ１８と第２のエッジ２１によりサスペンションを構成させることができ、サスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除することができる。また、第１のエッジ１８と第２のエッジ２１はそれ自体の非対称性をキャンセルするように略対称相似形状となっている。具体的には第１のエッジ１８と第２のエッジ２１の突出する方向が反対になるように対向配置されており、これにより図２のＡ，Ｂで示すパワーリニアリティの入力電力−振動板振幅特性のごとく、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することができる。

このため、図３のＤ，Ｅで示すスピーカの高調波ひずみ特性のごとく、サスペンションの非直線性及び非対称性に起因する高調波ひずみを低減することができ、スピーカの高性能化が実現できる。

図２は、本発明の実施の形態１のスピーカのパワーリニアリティであり、入力電力に対する振動板１７の振幅量を示している。Ａは磁気回路９側への入力電力−振動板振幅特性である。また、Ｂは磁気回路９と反対側への入力電力−振動板振幅特性である。

図３は、本発明の実施の形態１のスピーカの高調波ひずみ特性であり、出力音圧と高調波ひずみのダイナミックレンジが大きいほど、その高調波ひずみが少ないことを示す。Ｃがスピーカ特性で、Ｄが第２高調波ひずみ特性、Ｅが第３高調波ひずみ特性である。

以上のように構成された実施の形態１のスピーカについて、以下その動作について説明する。

ボイスコイル体１５のコイル部１６にオーディオアンプ等から出力された電気信号を入力することで、ボイスコイル体１５が起振し、その起振力が振動板１７に伝達され、振動板１７が空気を振動させて電気信号を音声に変換する。

また本実施の形態においては、図１に示すごとく、ボイスコイル体１５とフレーム１９の間に防塵ネット３１を取り付けた構成としている。

このため、磁気回路９の磁気ギャップ１４内へ塵などが入るのを未然に防止することができる。

（実施の形態２）
次に図４について説明する。図４はスピーカを背面から見た図を示し、実施の形態１と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図４において、フレーム１９の内端は磁気回路９に連結し、このフレーム１９の内端側（底面側）に通気口３２を設け、通気口３２部分に防塵ネット３３を設けた構成としている。

以上のように本発明によれば、スピーカの高調波ひずみを低減させることができ、パワーリニアリティをも向上させてスピーカの高性能化を図ることができる。また磁気ギャップ内への塵侵入を防塵ネットにより防止できる。

本発明の実施の形態１のスピーカの断面図本発明の実施の形態１のスピーカのパワーリニアリティを示す特性図本発明の実施の形態１のスピーカの高調波ひずみ特性を示す特性図本発明の実施の形態２のスピーカの背面図従来のスピーカの断面図従来のスピーカのパワーリニアリティを示す特性図従来のスピーカの高調波ひずみ特性を示す特性図

符号の説明

９磁気回路
１０マグネット
１１プレート
１２ヨーク
１３ポール
１４磁気ギャップ
１５ボイスコイル体
１６コイル部
１７振動板
１８第１のエッジ
１９フレーム
２０サスペンションホルダ
２１第２のエッジ
３１，３３防塵ネット
３２通気口

Claims

磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分に、その内周部分が連結された振動板と、この振動板の外周部分が第１のエッジを介して連結されたフレームとを備え、前記振動板より前記磁気回路側に、前記ボイスコイルを実質的に支えるサスペンションホルダを設け、このサスペンションホルダの外周部分は、第２のエッジを介して前記フレームに連結し、これら第１、第２のエッジは、これら第１、第２のエッジ間を境にしてほぼ対称相似形状とするとともに、前記磁気回路の磁気ギャップへの塵侵入防止用の防塵ネットを設けたスピーカ。
第１のエッジは磁気回路とは反対方向に突出する形状にし、第２のエッジは磁気回路に向けて突出する形状とした請求項１に記載のスピーカ。
第１のエッジは磁気回路に向けて突出する形状とし、第２のエッジは振動板に向けて突出する形状とした請求項１に記載のスピーカ。
第１のエッジと第２のエッジの弾性率を略同等に設定した請求項２または３に記載のスピーカ。
第１のエッジと第２のエッジをウレタンで形成した請求項４に記載のスピーカ。
サスペンションホルダをパルプで形成した請求項５に記載のスピーカ。
サスペンションホルダと磁気回路の間に防塵ネットを取り付けた請求項２〜４のいずれか一つに記載のスピーカ。
フレームに通気口を設け、この通気口部分に防塵ネットを設けた請求項２〜４のいずれか一つに記載のスピーカ。