JP4387899B2 - スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、音響再生機器などに用いられるスピーカに関し、特に低音部を受け持つスピーカに関する。

コーン型等の一般的なスピーカは、ボイスコイルが巻き回されたボイスコイルボビンを備えており、スピーカに音声信号が印加され、ボイスコイルに電流が流れることで、ボイスコイルの周囲に形成された磁界によってボイスコイルが振動し、ボイスコイルの振動がボイスコイルボビンを介してコーン状の振動板に伝わって、振動板から放音される。

このようなスピーカにおいて、低音を効率よく再生するためには、口径を大きくする必要があるが、口径を大きくすると、高い周波数では効率がわるくなり、指向性が強くなることから音響信号として高い周波数が印加されると正確に放音されないため、信号処理回路で音響信号の高い周波数をカットする必要があった。

そこで、信号処理回路を用いることなく、スピーカ自体で音響信号の高い周波数をカットするために、コーン状の振動板の外周部と内周部との間に段差部を設け、振動板の最内径から最外径までの幅、振動板の深さ、段差部の幅および段差部の高さの関係を規定したスピーカが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来技術では、実測実験によって放音面である振動板に設ける段差部の最適な位置および最適な高さを求めるためには、段差部の位置および高さが異なる振動板をその都度試作する必要があり、振動板の試作に手間と時間が費やされてしまうという問題点があった。
特開平１１−１８１９６号公報

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放音面である振動板の形状を変更することなく、スピーカ自体で音響信号の高い周波数をカットすることができるスピーカを提供する点にある。

本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のスピーカは、ボイスコイルが巻き回されたボイスコイルボビンと、当該ボイスコイルボビンに固定された振動板とを備えたスピーカであって、前記ボイスコイルボビンの周面の前記振動板が固定されている振動板固定部と、前記ボイスコイルが巻き回されているボイスコイル捲線部との間には、複数のスリット穴が２列の千鳥状に、且つ全周に亘って均等に形成され、全ての前記スリット穴の周方向の長さの合計は、前記ボイスコイルボビンの周長以上であることを特徴とする。

前記スリット穴は、前記ボイスコイルボビンを構成する材料よりも低い剛性を有する柔軟材料で覆われていることを特徴とする。

本発明のスピーカは、ボイスコイルボビンの周面の振動板が固定されている振動板固定部と、ボイスコイルが巻き回されているボイスコイル捲線部との間に、ボイスコイルボビンの周長の１／２以上の長さのコンプライアンス付与部を、全周に亘って均等に形成することにより、ボイスコイルボビンがメカニカルハイカットフィルタとして作用し、高域特性を急峻に減衰することができるため、放音面である振動板の形状を変更することなく、スピーカ自体で音響信号の高い周波数をカットすることができ、高音域の遮断特性が良く、高域共振ピークのないスピーカを安価に得ることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の本実施の形態）
図１は、本発明に係るスピーカの第１の実施の形態の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１に示すボイスコイルボビンの構成を示す図であり、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、展開図であり、図３は、本発明に係るスピーカの実施の形態と従来の一般的なスピーカの音圧周波数特性を示す特性図である。

第１の本実施の形態のスピーカは、音響再生機器などに用いられるコーン型のスピーカ であり、図１を参照すると、中央に開口部を有する円板状のトッププレート１と、円柱状のポールピース２が中央に立設された円板状のボトムプレート３と、トッププレート１とボトムプレート３との間に設けられると共にポールピース２の外周を所定の間隔をおいて囲むように配された環状のマグネット４とからなる磁気回路を備えている。

トッププレート１の前端面には、スピーカ内部の各構成部材を保護するフレーム５の内周部側平面が溶接等により固定され、フレーム５の上部開放側周辺には、環状平坦面形状をなすエッジ支持部が形成されており、当該エッジ支持部に接着等により環状のエッジ部材６を介してコーン状の振動板７の外周部が連結されている。

振動板７の中央部には開口が形成されており、この中央部開口、すなわち振動板７の内周部には、円筒状のボイスコイルボビン８の前端側が接着、固定されている一方、振動板７には、中央部開口を覆うダストキャップ９が取り付けられている。

ボイスコイルボビン８の上部外周部には、柔軟性を有する柔軟性部材である環状のダンパ１０の内周部が接着、固定されており、ダンパ１０の外周部はフレーム５に固定されている。また、ボイスコイルボビン８の後部は、ポールピース２とトッププレート１との間に形成された間隙部に位置し、ボイスコイルボビン８の後部外周部にはボイスコイル１１が巻き回されている。従って、ボイスコイルボビン８は、フレーム５および振動板７に揺動自在に支持された状態となっている。

ボイスコイルボビン８の周面には、図２を参照すると、ボイスコイルボビン８にコンプライアンス（compliance：振動の弾性）を付与するコンプライアンス付与部として機能する複数のスリット穴１２が２列の千鳥状に、且つ全周に亘って均等に形成されている。スリット穴１２は、振動板７が固定されている振動板固定部と、ボイスコイル１１が巻き回されているボイスコイル捲線部との間に形成されており、スリット穴１２のトータル長、すなわちボイスコイルボビン８の周面に形成された全スリット穴１２の周方向の長さの合計は、ボイスコイルボビン８の周長以上であり、ボイスコイル捲線部から振動板固定部に至るまでに必ずスリット穴１２を横切るようになっている。

ボイスコイルボビン８の周面にコンプライアンス付与部であるスリット穴１２を形成することにより、振動源としてのボイスコイルボビン８に所定のコンプライアンスを付与することができるため、ボイスコイルボビン８自体がメカニカルハイカットフィルタとして機能し、ボイスコイルボビン８から振動板７へ伝えられる振動は、音響信号の高い周波数は再生されなくなり、低い周波数が高いときにのみ効率よく再生される。従って、従来のコンプライアンス付与部として機能するスリット穴１２がボイスコイルボビン８の周面に形成されていないスピーカでは、図３（ａ）に示すように、６KHz〜８KHz付近に高域共振ピークが確認されるが、第１の実施の形態のスピーカでは、図３（ｂ）に示すように、高域共振ピークを大幅に低減でき、高音域の遮断特性についても、４KHz付近から急峻に減衰しているのが確認できる。

なお、第１の実施の形態では、スリット穴１２の形状を長方形としたが、スリット穴１２の形状は、長方形に限定されるものではなく、例えば、丸みを帯びた長穴形状にしても良い。また、スリット穴１２は、ボイスコイルボビン８を構成する材料よりも低い剛性を有する樹脂フィルム等の柔軟材料で覆うようにしても良く、この場合には、スリット穴１２の形状によっては発生する恐れのある笛吹き現象を防止することができる。

（第２の本実施の形態）
図４は、本発明に係るスピーカの第２の実施の形態に用いられるボイスコイルボビンの構成を示す図であり、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、展開図である。

第２の本実施の形態のスピーカでは、図４を参照すると、１列のスリット穴１３が周面の全周に亘って均等に形成されているボイスコイルボビン８１が用いられる。スリット穴１３は、振動板７が固定されている振動板固定部と、ボイスコイル１１が巻き回されているボイスコイル捲線部との間に形成されており、スリット穴１３のトータル長、すなわちボイスコイルボビン８の周面に形成された全スリット穴１２の周方向の長さの合計は、ボイスコイルボビン８の周長の１／２以上の長さになっている。

ボイスコイルボビン８の周面に形成されたスリット穴１３は、コンプライアンス付与部として機能し、振動源としてのボイスコイルボビン８に所定のコンプライアンスを付与することができるため、ボイスコイルボビン８自体がメカニカルハイカットフィルタとして機能し、ボイスコイルボビン８から振動板７へ伝えられる振動は、音響信号の高い周波数は再生されなくなり、低い周波数が高いときにのみ効率よく再生される。従って、従来のコンプライアンス付与部として機能するスリット穴１２がボイスコイルボビン８の周面に形成されていないスピーカでは、図３（ａ）に示すように、６KHz〜８KHz付近に高域共振ピークが確認されるが、第２の実施の形態のスピーカでは、図３（ｃ）に示すように、高域共振ピークを低減でき、高音域の遮断特性についても改善することが確認できる。

なお、第２の実施の形態では、スリット穴１２の形状を長方形としたが、スリット穴１２の形状は、長方形に限定されるものではなく、例えば、丸みを帯びた長穴形状にしても良い。また、スリット穴１２は、ボイスコイルボビン８を構成する材料よりも低い剛性を有する樹脂フィルム等の柔軟材料で覆うようにしても良く、この場合には、スリット穴１２の形状によっては発生する恐れのある笛吹き現象を防止することができる。

（第３の本実施の形態）
図５は、本発明に係るスピーカの第３の実施の形態に用いられるボイスコイルボビンの構成を示す図であり、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、展開図である。

第３の本実施の形態のスピーカでは、図５を参照すると、柔軟部１４が形成されたボイスコイルボビン８２が用いられる。柔軟部１４は、ボイスコイルボビン８２を構成する材料よりも低い剛性を有する樹脂フィルム等の柔軟材料で構成され、振動板７が固定されている振動板固定部と、ボイスコイル１１が巻き回されているボイスコイル捲線部との間に、ボイスコイルボビン８２の全周に亘って形成されている。

ボイスコイルボビン８２の周面に形成された柔軟部１４は、コンプライアンス付与部として機能し、振動源としてのボイスコイルボビン８２に所定のコンプライアンスを付与することができるため、ボイスコイルボビン８２自体がメカニカルハイカットフィルタとして機能し、ボイスコイルボビン８２から振動板７へ伝えられる振動は、音響信号の高い周波数は再生されなくなり、低い周波数が高いときにのみ効率よく再生される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ボイスコイルボビン８の周面の振動板７が固定されている振動板固定部と、ボイスコイル１１が巻き回されているボイスコイル捲線部との間に、ボイスコイルボビン８の周長の１／２以上の長さのコンプライアンス付与部（スリット穴１２、１３、柔軟部１４）を、全周に亘って均等に形成することにより、ボイスコイルボビン８がメカニカルハイカットフィルタとして作用し、高域特性を急峻に減衰することができるため、放音面である振動板の形状を変更することなく、スピーカ自体で音響信号の高い周波数をカットすることができ、高音域の遮断特性が良く、高域共振ピークのないスピーカを安価に得ることができるという効果を奏する。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

本発明に係るスピーカの第１の実施の形態の構成を示す縦断面図である。 図１に示すボイスコイルボビンの構成を示す図であり、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、展開図である。 本発明に係るスピーカの実施の形態と従来の一般的なスピーカの音圧周波数特性を示す特性図である。 本発明に係るスピーカの第２の実施の形態に用いられるボイスコイルボビンの構成を示す図であり、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、展開図である。 本発明に係るスピーカの第３の実施の形態に用いられるボイスコイルボビンの構成を示す図であり、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、展開図である。

符号の説明

１ トッププレート
２ ポールピース
３ ボトムプレート
４ マグネット
５ フレーム
６ エッジ部材
７ 振動板
８ ボイスコイルボビン
９ ダストキャップ
１０ ダンパ
１１ ボイスコイル
１２ スリット穴
１３ スリット穴
１４ 柔軟部
８１ ボイスコイルボビン
８２ ボイスコイルボビン

Claims (2)

1. ボイスコイルが巻き回されたボイスコイルボビンと、当該ボイスコイルボビンに固定された振動板とを備えたスピーカであって、
   前記ボイスコイルボビンの周面の前記振動板が固定されている振動板固定部と、前記ボイスコイルが巻き回されているボイスコイル捲線部との間には、複数のスリット穴が２列の千鳥状に、且つ全周に亘って均等に形成され、全ての前記スリット穴の周方向の長さの合計は、前記ボイスコイルボビンの周長以上であることを特徴とするスピーカ。
2. 前記スリット穴は、前記ボイスコイルボビンを構成する材料よりも低い剛性を有する柔軟材料で覆われていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。

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