JP3896862B2 - スピーカ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種映像音響機器に使用されるスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図７のスピーカの側断面図により説明する。
【０００３】
同図において、１はマグネット、２はマグネット１の上面に設けられた上ヨーク、３はマグネット１の下面に設けられた下ヨーク、４は下ヨーク３と連続しているセンターポール、５は上ヨーク２の内周面とセンターポール４の外周面との間の磁気空隙、６は上ヨーク２の上面に接着結合されたフレーム、７は前記磁気空隙５内にコイル部を配置したボイスコイル、８は内周を前記ボイスコイル７に、外周を前記フレーム６に固着したダンパー、９は内周を前記ボイスコイル７に、外周を後述するエッジ１０を介してフレーム６に固着した振動板、１０は内周を前記振動板９に、外周を前記フレーム６に固着したエッジである（前記マグネット１、上ヨーク２、センターポール４を有する下ヨーク３とで磁気回路が形成されている。）。
【０００４】
以上のように構成されたスピーカについて、以下その動作について説明する。ボイスコイル７に巻いてあるコイル部に電流を流すと、磁気空隙５内の磁界に対し電流が直交する事になり、フレミングの法則により、磁界と電流のそれぞれと直角な方向に力が生じる。この時ダンパー８及びエッジ１０はボイスコイル７をセンターポール４と同心になるように支持し、振動板９が振幅した時に上ヨーク２の厚み方向の中点とボイスコイル７のコイル巻幅の中点を一致させるように力が加わる振幅方向のバネとして働き、ボイスコイル７と振動板９は、ダンパー８及びエッジ１０に支持されながら振幅する。それにより、空気が振動され疎密波が発生し、音となって聞こえる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のスピーカの構成では、ダンパー８及びエッジ１０の支持力の非対称性や、スピーカをスピーカボックスに取り付けて再生した時に振動板９に加わる背圧の非対称性によって振動系が理想的なピストン移動を行わず、ローリング現象を起こす場合がある。
【０００６】
図８はローリング時の振動板９及びボイスコイル７の動きを矢印で示す図であるが、図に示すように、この現象が起きた時にボイスコイル７がヨーク２，３に接触して異常音の発生や破損を防ぐために、磁気空隙５を予め幅広く設けてある。
【０００７】
磁気空隙５は狭い方が大きな磁束密度が得られ、高能率となるが、広い程能率は低くなる。
【０００８】
また、更に、特定の周波数でローリング現象が生じた時、図８に示すように振動板９全体が同相に動かず、部分的に逆相に動くことになり、そのため音圧周波数特性に乱れが発生する。
【０００９】
また、ダンパー８の力・変位特性（図９）に示すように、ダンパー８の力と変位の関係がリニアでなく、更にヒステリシスも持っているため、音圧周波数特性に高調波歪が発生する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決した優れたスピーカを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のスピーカの請求項１に記載のものは、少なくともセンターポールを有する磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームにエッジを介して外周を結合された振動板と、この振動板の内周に一体化されているボイスコイルとで構成されるスピーカであって、前記センターポールから垂直に突出して設けられた軸と、この軸に装着された前記ボイスコイルの内周をガイドする弾性円盤からなるものであり、この弾性円盤によってボイスコイルの上下動時の揺れを規制し、前記振動板のローリングを抑制して異常音の発生やボイスコイルの破損を防止するものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のものは、請求項１に記載の軸と円盤を一体構造としたものであり、部品点数の削減と作業性の向上に寄与できるものである。
【００１３】
本発明のスピーカの請求項３に記載のものは、請求項１または請求項２に記載の円盤の外周に突起を設けたものであり、ボイスコイルの内周と摺接する円盤の外周に突起を設けることで、前記ボイスコイルのガイドとして滑らかな摺接としてより障害の可能性の低減を図ったものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスピーカの一実施の形態について図１から図６により説明する。
【００１５】
なお、説明にあたっては従来技術と同一部分は同一番号を付して説明を省略して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明のスピーカの一実施の形態の側断面図であり、図２（ａ）は同要部である円盤の側断面図であり、図２（ｂ）は同上面図であり、図３は同音圧周波数特性および第３次高調波歪特性図であり、図４（ａ）は同他の展開例の要部である軸と円盤の側断面図であり、図４（ｂ）は同上面図であり、図５は同他の展開例の要部である軸とセンターポールの側断面図であり、図６は同他の展開例の要部である軸とセンターポールと円盤の側断面図である。
【００１７】
図１により従来技術との相違点を説明すると、１１はセンターポール４上に固着された軸であり、１２は前記軸に固着され、ボイスコイル７の内周をガイドする円盤であり、バネ性を有する金属板や柔軟性を有して弾性体となる樹脂により形成されている。
【００１８】
なお、図２に示す如く円盤１２はリング状の外周１２ａと軸１１と接着固着される内周１２ｂと外周１２ａと内周１２ｂを繋ぐ腕部１２ｃとで構成され、形状としても弾性を有する形状としている。
【００１９】
上記円盤１２でボイスコイル７の内周をガイドする構成によって振動板９のローリング現象によるボイスコイル７の揺れを抑制してボイスコイル７の上下動時の揺れによる異音の発生や損傷を防止するとともに、円盤１２を弾性体とすることで、ボイスコイル７の揺れを緩和しながら抑制することになり、この円盤１２自体がボイスコイル７との衝突等による異音の発生を防止するとともに、磁気空隙５を狭くすることができ能率の向上を図り、且つ従来のダンパーを削除することでダンパーに起因する音響特性の向上も図ることができるものである。
【００２０】
図３のＡは本実施の形態のスピーカの音圧周波数特性であり、従来のそれ（Ｂ）と比較しても音圧の向上が確認されるとともに、本実施形態のスピーカの第３次高調波歪Ｃも従来のそれ（Ｄ）よりも低下することが確認された。
【００２１】
図４（ａ）〜図６は本実施の形態の展開例の要部を示すものであり、図４によると、１３は円盤１２ａと軸１１ａを一体樹脂成形した円盤であり、部品点数の削減とスピーカへの組み込みの作業性の向上を図るものである。
【００２２】
また、図５の展開例は軸１１ｃと下ヨーク部３ａのセンターポール４ａを同時に磁性金属で成形して下ヨーク１６を形成するものであり、対象は異なるが前述の展開例と同様に部品点数の削減とスピーカへの組み込みの作業性の向上を図るものである。
【００２３】
また、図６は軸１１ｄと下ヨーク部３ｂのセンターポール４ｂを同時に磁性金属を成形して下ヨーク１７を形成するとともに、外周に同時に円弧状の複数の突起１３ｄを一体に形成した円盤１３ｅも形成するものであり、部品点数の削減とスピーカへの組み込みの作業性の向上を図るとともに、複数の突起１３ｄによってボイスコイル７の内周と円盤１３ｅとの当接、摺接が滑らかに行えるものである。
【００２４】
なお、円盤１３ｅの形状は本実施の形態の他の円盤にも適用できボイスコイル７との間で同様の効果を得ることができるものである。
【００２５】
以上のように本実施の形態はボイスコイルの支持をダンパーを用いずに行うことで前述の如く、能率の向上を図り音圧周波数特性の向上および歪の低減を図ることができるものである。
【００２６】
なお、本実施の形態では磁気回路としては外磁形を用いたが、ボイスコイルと振動板を用いるスピーカの形式であれば、内磁形や既知の他の形式の磁気回路のスピーカでの適用も可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明のスピーカは、ボイスコイルの上下動時の揺れを抑制して、振動板のローリングを制御して音圧周波数特性の音圧の向上や歪の少ない優れたスピーカの提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のスピーカの一実施の形態の側断面図
【図２】 （ａ）同要部である円盤の側断面図
（ｂ）同上面図
【図３】 同音圧周波数特性および第３次高調波歪特性図
【図４】 （ａ）同他の展開例の要部である軸と円盤の側断面図
（ｂ）同上面図
【図５】 同他の展開例の要部である軸とセンターポールの側断面図
【図６】 同他の展開例の要部である軸とセンターポールと円盤の側断面図
【図７】 従来のスピーカの側断面図
【図８】 同動作時の状態を説明するための側断面図
【図９】 同要部であるダンパーのヒステリシス特性図
【符号の説明】
１ マグネット
２ 上ヨーク
３ 下ヨーク
４ センターポール
６ フレーム
７ ボイスコイル
９ 振動板
１０ エッジ
１１ 軸
１２，１３ 円盤
１３ｄ 突起
【発明の属する技術分野】
本発明は各種映像音響機器に使用されるスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図７のスピーカの側断面図により説明する。
【０００３】
同図において、１はマグネット、２はマグネット１の上面に設けられた上ヨーク、３はマグネット１の下面に設けられた下ヨーク、４は下ヨーク３と連続しているセンターポール、５は上ヨーク２の内周面とセンターポール４の外周面との間の磁気空隙、６は上ヨーク２の上面に接着結合されたフレーム、７は前記磁気空隙５内にコイル部を配置したボイスコイル、８は内周を前記ボイスコイル７に、外周を前記フレーム６に固着したダンパー、９は内周を前記ボイスコイル７に、外周を後述するエッジ１０を介してフレーム６に固着した振動板、１０は内周を前記振動板９に、外周を前記フレーム６に固着したエッジである（前記マグネット１、上ヨーク２、センターポール４を有する下ヨーク３とで磁気回路が形成されている。）。
【０００４】
以上のように構成されたスピーカについて、以下その動作について説明する。ボイスコイル７に巻いてあるコイル部に電流を流すと、磁気空隙５内の磁界に対し電流が直交する事になり、フレミングの法則により、磁界と電流のそれぞれと直角な方向に力が生じる。この時ダンパー８及びエッジ１０はボイスコイル７をセンターポール４と同心になるように支持し、振動板９が振幅した時に上ヨーク２の厚み方向の中点とボイスコイル７のコイル巻幅の中点を一致させるように力が加わる振幅方向のバネとして働き、ボイスコイル７と振動板９は、ダンパー８及びエッジ１０に支持されながら振幅する。それにより、空気が振動され疎密波が発生し、音となって聞こえる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のスピーカの構成では、ダンパー８及びエッジ１０の支持力の非対称性や、スピーカをスピーカボックスに取り付けて再生した時に振動板９に加わる背圧の非対称性によって振動系が理想的なピストン移動を行わず、ローリング現象を起こす場合がある。
【０００６】
図８はローリング時の振動板９及びボイスコイル７の動きを矢印で示す図であるが、図に示すように、この現象が起きた時にボイスコイル７がヨーク２，３に接触して異常音の発生や破損を防ぐために、磁気空隙５を予め幅広く設けてある。
【０００７】
磁気空隙５は狭い方が大きな磁束密度が得られ、高能率となるが、広い程能率は低くなる。
【０００８】
また、更に、特定の周波数でローリング現象が生じた時、図８に示すように振動板９全体が同相に動かず、部分的に逆相に動くことになり、そのため音圧周波数特性に乱れが発生する。
【０００９】
また、ダンパー８の力・変位特性（図９）に示すように、ダンパー８の力と変位の関係がリニアでなく、更にヒステリシスも持っているため、音圧周波数特性に高調波歪が発生する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決した優れたスピーカを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のスピーカの請求項１に記載のものは、少なくともセンターポールを有する磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームにエッジを介して外周を結合された振動板と、この振動板の内周に一体化されているボイスコイルとで構成されるスピーカであって、前記センターポールから垂直に突出して設けられた軸と、この軸に装着された前記ボイスコイルの内周をガイドする弾性円盤からなるものであり、この弾性円盤によってボイスコイルの上下動時の揺れを規制し、前記振動板のローリングを抑制して異常音の発生やボイスコイルの破損を防止するものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のものは、請求項１に記載の軸と円盤を一体構造としたものであり、部品点数の削減と作業性の向上に寄与できるものである。
【００１３】
本発明のスピーカの請求項３に記載のものは、請求項１または請求項２に記載の円盤の外周に突起を設けたものであり、ボイスコイルの内周と摺接する円盤の外周に突起を設けることで、前記ボイスコイルのガイドとして滑らかな摺接としてより障害の可能性の低減を図ったものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスピーカの一実施の形態について図１から図６により説明する。
【００１５】
なお、説明にあたっては従来技術と同一部分は同一番号を付して説明を省略して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明のスピーカの一実施の形態の側断面図であり、図２（ａ）は同要部である円盤の側断面図であり、図２（ｂ）は同上面図であり、図３は同音圧周波数特性および第３次高調波歪特性図であり、図４（ａ）は同他の展開例の要部である軸と円盤の側断面図であり、図４（ｂ）は同上面図であり、図５は同他の展開例の要部である軸とセンターポールの側断面図であり、図６は同他の展開例の要部である軸とセンターポールと円盤の側断面図である。
【００１７】
図１により従来技術との相違点を説明すると、１１はセンターポール４上に固着された軸であり、１２は前記軸に固着され、ボイスコイル７の内周をガイドする円盤であり、バネ性を有する金属板や柔軟性を有して弾性体となる樹脂により形成されている。
【００１８】
なお、図２に示す如く円盤１２はリング状の外周１２ａと軸１１と接着固着される内周１２ｂと外周１２ａと内周１２ｂを繋ぐ腕部１２ｃとで構成され、形状としても弾性を有する形状としている。
【００１９】
上記円盤１２でボイスコイル７の内周をガイドする構成によって振動板９のローリング現象によるボイスコイル７の揺れを抑制してボイスコイル７の上下動時の揺れによる異音の発生や損傷を防止するとともに、円盤１２を弾性体とすることで、ボイスコイル７の揺れを緩和しながら抑制することになり、この円盤１２自体がボイスコイル７との衝突等による異音の発生を防止するとともに、磁気空隙５を狭くすることができ能率の向上を図り、且つ従来のダンパーを削除することでダンパーに起因する音響特性の向上も図ることができるものである。
【００２０】
図３のＡは本実施の形態のスピーカの音圧周波数特性であり、従来のそれ（Ｂ）と比較しても音圧の向上が確認されるとともに、本実施形態のスピーカの第３次高調波歪Ｃも従来のそれ（Ｄ）よりも低下することが確認された。
【００２１】
図４（ａ）〜図６は本実施の形態の展開例の要部を示すものであり、図４によると、１３は円盤１２ａと軸１１ａを一体樹脂成形した円盤であり、部品点数の削減とスピーカへの組み込みの作業性の向上を図るものである。
【００２２】
また、図５の展開例は軸１１ｃと下ヨーク部３ａのセンターポール４ａを同時に磁性金属で成形して下ヨーク１６を形成するものであり、対象は異なるが前述の展開例と同様に部品点数の削減とスピーカへの組み込みの作業性の向上を図るものである。
【００２３】
また、図６は軸１１ｄと下ヨーク部３ｂのセンターポール４ｂを同時に磁性金属を成形して下ヨーク１７を形成するとともに、外周に同時に円弧状の複数の突起１３ｄを一体に形成した円盤１３ｅも形成するものであり、部品点数の削減とスピーカへの組み込みの作業性の向上を図るとともに、複数の突起１３ｄによってボイスコイル７の内周と円盤１３ｅとの当接、摺接が滑らかに行えるものである。
【００２４】
なお、円盤１３ｅの形状は本実施の形態の他の円盤にも適用できボイスコイル７との間で同様の効果を得ることができるものである。
【００２５】
以上のように本実施の形態はボイスコイルの支持をダンパーを用いずに行うことで前述の如く、能率の向上を図り音圧周波数特性の向上および歪の低減を図ることができるものである。
【００２６】
なお、本実施の形態では磁気回路としては外磁形を用いたが、ボイスコイルと振動板を用いるスピーカの形式であれば、内磁形や既知の他の形式の磁気回路のスピーカでの適用も可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明のスピーカは、ボイスコイルの上下動時の揺れを抑制して、振動板のローリングを制御して音圧周波数特性の音圧の向上や歪の少ない優れたスピーカの提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のスピーカの一実施の形態の側断面図
【図２】 （ａ）同要部である円盤の側断面図
（ｂ）同上面図
【図３】 同音圧周波数特性および第３次高調波歪特性図
【図４】 （ａ）同他の展開例の要部である軸と円盤の側断面図
（ｂ）同上面図
【図５】 同他の展開例の要部である軸とセンターポールの側断面図
【図６】 同他の展開例の要部である軸とセンターポールと円盤の側断面図
【図７】 従来のスピーカの側断面図
【図８】 同動作時の状態を説明するための側断面図
【図９】 同要部であるダンパーのヒステリシス特性図
【符号の説明】
１ マグネット
２ 上ヨーク
３ 下ヨーク
４ センターポール
６ フレーム
７ ボイスコイル
９ 振動板
１０ エッジ
１１ 軸
１２，１３ 円盤
１３ｄ 突起
Claims (3)
- 少なくともセンターポールを有する磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームにエッジを介して外周を結合された振動板と、この振動板の内周に一体化されているボイスコイルとで構成されるスピーカであって、前記センターポールから垂直に突出して設けられた軸と、この軸に固定された前記ボイスコイルの内周をガイドする弾性円盤からなるスピーカ。
- 軸と円盤が一体構造である請求項１に記載のスピーカ。
- 円盤の外周に突起を設けた請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
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|---|---|---|---|
| JP2002043021A JP3896862B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | スピーカ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002043021A JP3896862B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | スピーカ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003244790A JP2003244790A (ja) | 2003-08-29 |
| JP3896862B2 true JP3896862B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=27782939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002043021A Expired - Fee Related JP3896862B2 (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | スピーカ |
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| Country | Link |
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| EP2348754B1 (en) * | 2008-11-19 | 2017-01-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Speaker and electronic device including speaker |
| WO2013046355A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 三菱電機株式会社 | 動電型放音体 |
-
2002
- 2002-02-20 JP JP2002043021A patent/JP3896862B2/ja not_active Expired - Fee Related
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