JP4020773B2

JP4020773B2 - スピーカ装置

Info

Publication number: JP4020773B2
Application number: JP2002355186A
Authority: JP
Inventors: 秀明杉浦
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP2004187236A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカ装置としては、従来より種々のものが開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
また、近年家庭用や車載用としてよく用いられているスピーカ装置としては、図１に示すようなものがある。このスピーカ装置１００は、ムービングコイル方式によるものであり、ポールヨーク１０６の上部に環状マグネット１０４が配置され、この環状マグネット１０４の上部に環状プレート１０５が配置されている。これらポールヨーク１０６、環状マグネット１０４、環状プレート１０５によって磁気回路１０７が形成されている。
【０００３】
磁気回路１０７の磁気ギャップ１０７ａには、ボイスコイルボビン１０３の端部に巻回されたボイスコイル１０２が配置されており、ボイスコイルボビン１０３は略円錐形状のコーン形振動板であるダイヤフラム１０１の中央孔に固着されている。この中央孔にはキャップ１１３が取り付けられている。
ダイヤフラム１０１は、エッジ１０８およびダンパ１０９を介してフレーム１１２に樹脂製のダイヤフラムホルダ１０１ａによって弾性的に支持されており、これにより、ダイヤフラム１０１、ボイスコイル１０２およびボイスコイルボビン１０３が一体となった状態でスピーカ装置１００の中心軸Ｘ方向に振動可能となっている。
【０００４】
また、フレーム１１２には、正負の入力端子１１０が取り付けられており、正負の入力端子１１０にはボイスコイル１０２の両端がそれぞれリード線（錦糸線）１１１を介して電気的に接続されている。
そして、入力端子１１０に駆動信号（駆動電流）が供給されることにより、磁気回路１０７の磁気ギャップ１０７ａ内でボイスコイル１０２が駆動信号に応じた電磁駆動力を受け、これにより、ボイスコイル１０２がボイルコイルボビン１０３およびダイヤフラム１０１と一体となってスピーカ装置１００の中心軸Ｘ方向に振動し、ダイヤフラム１０１から駆動信号に応じた音響エネルギーが放射される。
なお、マグネット１０４の代わりに電磁マグネットとして作用する励磁コイルを用いて磁気回路を形成するものもある。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５６−１５１９６号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】
実開昭５７−１０６３８７号公報（第２−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように樹脂製のダイヤフラムホルダ１０１ａを用いた場合には、ダイヤフラム１０１の振動と磁気回路１０７の振動が融合して混変調歪みが生じやすいという問題が生じる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題としては、上述した従来技術において生じる混変調歪みの発生という問題が一例として挙げられる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した発明は、マグネットおよびヨークを含む磁気回路と、前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに結合された状態で振動可能な略円盤状の振動板と、前記振動板の周縁に接続されて筐体に固定されるホルダとを備えるスピーカ装置であって、
前記ホルダが、ポリプロピレンおよびタングステンのハイブリット材であり、かつ、前記ホルダの比重が９．０〜１２．０であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる実施の形態について図面に基づいて説明する。図２は本発明に係るスピーカ装置の断面図、図３はスピーカ装置の背面図、図４はスピーカ装置の正面図である。
【００１０】
このスピーカ装置１０は、外側に略半球殻状の筐体１１を有しており、一方の側に円形の開口１２を有している。開口１２の中心には、円錐形をしたセンターキャップであるドーム部１３が前方（図２において左側）に突出して設けられている。
筐体１１の内部フレーム１１ａには、ヨーク１４がネジ１５により取り付けられており、このヨーク１４にドーム部１３がネジ１６で取り付けられている。ヨーク１４の外周には、このヨーク１４との間に磁気ギャップ１７を形成して磁気回路１８を構成するマグネット１９が設けられている。
なお、マグネット１９は、直流電源により励磁されるものであってもよいし、永久磁石を用いたものであってもよい。
【００１１】
磁気ギャップ１７には、細い銅線などからなるボイスコイル２０が前後に移動自在に設けられている。なお、図２では、明瞭化のために、磁気ギャップ部分１７を他の部分より拡大した比率で示してある。
【００１２】
ドーム部１３の周囲には、同心円状にプレート２２ａ、２２ｂが設けられている。内側のプレート２２ａの内周縁は、取付け材２３を介してドーム部１３とヨーク１４との間に固定されている。また、外側のプレート２２ｂの外周縁は、ホルダとしてのダイヤフラムホルダ２４により、ヨーク１４の外側に設けられているマグネット１９との間に固定されている。
なお、従来のようにダイヤフラムホルダ２４を樹脂により形成すると、後述するダイヤフラム２５の振動と磁気回路１８の振動が減衰率の低い材質により融合してしまい、混変調歪みが発生するため、本発明に係るスピーカ装置１０では、後述するような材料を用いて形成されている。
【００１３】
両プレート２２ａ，２２ｂの前方には略円盤状の振動板であるダイヤフラム２５が設けられており、ダイヤフラム２５の内周縁はドーム部１３と取付け材２３との間に固定されている。また、ダイヤフラムの外周縁は、ダイヤフラムホルダ２４に取り付けられている。ダイヤフラム２５の幅方向中央部分は、両プレート２２ａ、２２ｂ間の磁気ギャップ１７部分においてボイスコイル２０に接続されている。
なお、ダイヤフラム２５の内周縁付近および外周縁付近には、同心円状にエッジ２６ａ、２６ｂが設けられている。エッジ２６ａ、２６ｂは略円弧状に曲げられており、ダイヤフラム２５がスムーズに振動できるようにするとともに、振動時の異常な動きを抑制するようになっている。
【００１４】
筐体１１の後部にはバックチャンバー２７が設けられており、バックチャンバー２７の内部には吸音材２８が詰められている。また、筐体１１の背面には、正負両極用に一対のスピーカ端子２９ａ、２９ｂがネジ３０により取付けられている。
一方、筐体１１の前面縁部には、複数本（ここでは例えば５本）のデェフューザ３１が、ネジ３２により等間隔で取り付けられている。
このデェフューザ３１は、ダイヤフラム２５等を保護するとともに、指向性の強い高音を拡散させるためのものである。
【００１５】
従って、スピーカ端子２９ａ、２９ｂからボイスコイル２０に信号電流が流れると、ボイスコイル２０は磁界を発生し、磁気回路１８との作用でボイスコイル２０が前後に振動するので、ダイヤフラム２５が前後に振動し、空気の粗密波として音を発生することになる。
【００１６】
次に、ダイヤフラムホルダ２４に高比重・高減衰材を用いた場合の応答について図を参照しながら説明する。
なお、図５（Ａ）、（Ｂ）には、本発明に係るスピーカ装置１０におけるインパルス応答波形およびインパルス応答が示されている。ダイヤフラムホルダ２４を形成する高比重・高減衰材として、比重が１０．０以上となるような樹脂／タングステンのハイブリッド材を用いた。なお、樹脂としては、ポリプロピレンを用いるのが望ましく、図５（Ａ）、（Ｂ）のインパルス応答試験における樹脂／タングステンのハイブリッド材でもポリプロピレン樹脂を用いた。
【００１７】
また、図６から図１１には、従来より使用されている種々の材質をダイヤフラムホルダ２４に用いた場合のインパルス応答波形およびインパルス応答が示されている。
すなわち、図６（Ａ）および（Ｂ）では比重０．９のＰＰ（ポリプロピレン）を用いた場合、図７（Ａ）および（Ｂ）では比重１．２のＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）を用いた場合、図８（Ａ）および（Ｂ）は比重２．７のアルミを用いた場合、図９（Ａ）および（Ｂ）では比重７．２の亜鉛を用いた場合、図１０（Ａ）および（Ｂ）は比重８．５の真鍮を用いた場合、図１１（Ａ）および（Ｂ）は比重１９．３のタングステンを用いた場合を示している。
【００１８】
ダイヤフラムホルダ２４の剛性を上げるためには、アルミダイキャストが一般的に用いられている。このようなダイヤフラムホルダは、軽量で厚肉に出来るメリットがあるが、材料固有の共振が大きい。
また、振動系からの音を正確に伝えるために、振動系を支えるダイヤフラムホルダには更なる減衰量・高比重化を求めた。目標は合金の減衰量で合金以上の比重である。ピュアタングステンも検討したが、樹脂タングステンに着目し、数多くの材料コンパウンドの結果、目標を達成できる材料となった。
なお、上記の合金としては、一般に小物機械部品、電器部品として使用されている最も一般的な合金を念頭に置いた。
【００１９】
以上説明したように、ダイヤフラムホルダ２４を、樹脂／タングステンのハイブリット材により構成したので、従来のダイヤフラムホルダ２４に比較して、高比重・高減衰であり、ダイヤフラム２５および磁気回路１８の振動が融合し難く、混変調歪みが生じにくい。
また、樹脂としてポリプロピレンを用いることにより、引張り強度を高めるとともに、合金よりも軽量とすることができる。
【００２０】
ここで、比重を１０．０以上としたのは、比重９以下では減衰率が低く、１２．０以上にすると脆くなるためである。
これにより、従来のダイヤフラムホルダと比較して高比重・高減衰であるため、スピーカ装置１０全体の外径ボリュームはそのままで重量を増加させることができ、磁気回路１８の反作用成分を低減して、混変調を低減することができる。
【００２１】
なお、本発明のスピーカ装置１０は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述の実施形態においては、ドーム形のスピーカ装置について説明したが、コーン形スピーカ装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスピーカ装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係るスピーカ装置の断面図である。
【図３】図２中III方向から見た背面図である。
【図４】図２中IV方向から見た正面図である。
【図５】本発明に係るスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【図６】ダイヤフラムホルダの材料にＰＰを用いたスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【図７】ダイヤフラムホルダの材料にＡＢＳを用いたスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【図８】ダイヤフラムホルダの材料にアルミを用いたスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【図９】ダイヤフラムホルダの材料に亜鉛を用いたスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【図１０】ダイヤフラムホルダの材料に真鍮を用いたスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【図１１】ダイヤフラムホルダの材料にタングステンを用いたスピーカ装置のインパルス応答波形およびインパルス応答を示すグラフである。
【符号の説明】
１０スピーカ装置
１１筐体
１７磁気ギャップ
１８磁気回路
２０ボイスコイル
２４ダイヤフラムホルダ（ホルダ）
２５ダイヤフラム（振動板）

Claims

マグネットおよびヨークを含む磁気回路と、前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、前記ボイスコイルに結合された状態で振動可能な略円盤状の振動板と、前記振動板の周縁に接続されて筐体に固定されるホルダとを備えるスピーカ装置であって、
前記ホルダが、ポリプロピレンおよびタングステンのハイブリット材であり、かつ、前記ホルダの比重が９．０〜１２．０であることを特徴とするスピーカ装置。