JP4403941B2 - Speaker - Google Patents
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本発明は各種音響機器、電子機器や携帯電話等に使用されるスピーカに関するものである。 The present invention relates to a speaker used for various kinds of audio equipment, electronic equipment, mobile phones and the like.
近年、小型の電子機器や携帯電話に関しては、更なる小型化が進む一方で、高音質化をも求められるようになってきており、このような機器に搭載されるスピーカも同様に薄型化、スリム化および高音質化が求められている。 In recent years, with regard to small electronic devices and mobile phones, while further miniaturization has progressed, higher sound quality has also been demanded, and the speakers mounted on such devices are similarly thinner, There is a need for slimming and higher sound quality.
図10はこの種の従来のスリム型のスピーカの構成を示した断面図、図11は同スピーカに使用されるボイスコイルを示した平面図であり、本出願人がスリム型のスピーカとして提案したものである。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional slim speaker of this type, and FIG. 11 is a plan view showing a voice coil used in the speaker, which the applicant has proposed as a slim speaker. Is.
図10、図11において、20は第1のマグネット、21はこの第1のマグネット20を中心に結合した第1のヨークであり、これにより第1の磁気ギャップ20aを設けた第1の磁気回路22が構成されている。23は上記第1のヨーク21を中心に結合した第1のフレーム、23aはこの第1のフレーム23に設けられた空気孔である。24は振動板、24aはこの振動板24に設けられたエッジであり、この振動板24の周縁は上記第1のフレーム23の周縁に結合されている。25は上記振動板24に結合されたボイスコイルであり、このボイスコイル25は上記第1の磁気ギャップ20aと対応する形状に複数ターン巻回されたものである。25aはボイスコイル25の始端(または図示しない裏面側の終端)であり、この始終端に図示しないリード線を介して第1(または第2)のフレーム23に結合された図示しない端子に半田付けすることによって接続するように構成されているものである。
10 and 11,
26は上記振動板24を挟むようにして第1の磁気回路22と対称に配設された第2の磁気回路であり、第1の磁気回路22と同様に、第2のヨーク27の中心に第2のマグネット28を結合することにより第2の磁気ギャップ28aを設け、この第2の磁気回路26を第2のフレーム29の中心に結合して構成されているものである。29aは第2のフレーム29に設けられた空気孔である。
このように構成された従来のスピーカは、上記第1のマグネット20と第2のマグネット28は厚み方向に、かつ夫々が反発する方向に着磁され、第1の磁気ギャップ20aと第2の磁気ギャップ28aから夫々発生する漏れ磁界を最大に活用できる位置にボイスコイル25を配置することにより、ボイスコイル25に音声信号を入力することによってボイスコイル25が上下に振幅し、これによってボイスコイル25を結合した振動板24が振幅して音響再生を行うように構成されたものであった。
In the conventional speaker configured as described above, the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら上記従来のスピーカでは、第1(または第2)の磁気回路22ならびにボイスコイル25の形状が矩形(楕円形、長円形、トラック形のいずれかであっても同じ)であるために、振動板24も必然的に同様の形状に形成されており、この結果、振動板24の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題を有していた。
However, in the above conventional speaker, the first (or second)
このために、ボイスコイル25に音声信号を入力して第1(または第2)の磁気ギャップ20aから発生する磁界により振動板24を振幅させて音響再生を行う際に、振動板24全体が均一なストロークで振幅するのではなく、両端部に比べて弾性が小さい長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する(一般に太鼓運動と呼ばれている)という現象が発生するようになり、このために特性を悪化させるばかりでなく、所定の入力を印加することができないために高耐入力化が図れないという致命的な課題を有したものであった。
Therefore, when the sound signal is input to the
本発明はこのような従来の課題を解決し、矩形等の形状の振動板を用いた場合でも振動板全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現することが可能なスピーカを提供することを目的とするものである。 The present invention solves such a conventional problem, and even when a diaphragm having a rectangular shape or the like is used, the entire diaphragm has a uniform amplitude and can realize excellent performance and high input resistance. Is intended to provide.
上記課題を解決するために本発明は、マグネットとヨークを結合することにより構成された磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップの上部に磁気ギャップと非接触状態で近接配置されたボイスコイルと、このボイスコイルを結合し、外周部が上記フレームに結合された振動板からなり、上記振動板ならびにボイスコイル、磁気ギャップの形状が矩形、楕円形、長円形、トラック形のいずれかからなるスピーカにおいて、ボイスコイルに印加する電流を磁気ギャップから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段を磁気ギャップおよび/またはボイスコイルの長手方向の中央部に設けた構成にしたものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a magnetic circuit having a magnetic gap formed by coupling a magnet and a yoke, a frame in which the magnetic circuit is coupled, and a magnetic gap above the magnetic gap in a noncontact manner. A voice coil that is closely arranged in a state and a diaphragm in which the voice coil is coupled and an outer peripheral portion is coupled to the frame. The shape of the diaphragm, the voice coil, and the magnetic gap are rectangular, elliptical, and oval. The conversion efficiency adjusting means for reducing the efficiency of converting the current applied to the voice coil into the amplitude motion by the magnetic field generated from the magnetic gap in the track type speaker is provided in the longitudinal direction of the magnetic gap and / or the voice coil. The configuration is provided at the center of the direction.
以上のように本発明によるスピーカは、矩形等の形状の振動板を用いたスピーカにおいて、ボイスコイルに印加する電流を磁気ギャップから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段を磁気ギャップおよび/またはボイスコイルの長手方向の中央部に設けた構成により、従来のように振動板の中央部のみが必要以上に振幅する、いわゆる太鼓運動を抑制することができるようになるために振動板全体が均一に振幅し、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。 As described above, the speaker according to the present invention has a conversion efficiency for reducing the efficiency of converting the current applied to the voice coil into the amplitude motion by the magnetic field generated from the magnetic gap in the speaker using the rectangular diaphragm or the like. With the configuration in which the adjusting means is provided at the central portion in the longitudinal direction of the magnetic gap and / or the voice coil, so-called drum movement in which only the central portion of the diaphragm is more than necessary as in the conventional case can be suppressed. As a result, the entire diaphragm is uniformly oscillated, thereby obtaining a special effect that excellent performance and high input resistance can be realized at the same time.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜3、5に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
In the following, the first and third aspects of the present invention will be described with reference to the first embodiment.
図1は本発明の実施の形態1によるスピーカの構成を示した断面図、図2(a)、(b)は同磁気回路の構成を示した斜視図と正面図であり、図1〜図2において、1は磁性金属材料からなる矩形状の第1のヨーク、1aはこの第1のヨーク1の長手方向の壁部の略中央部を部分的に低くすることにより設けられた凹部である。2は矩形状の第1のマグネットであり、上記第1のヨーク1内に嵌め込まれて結合されることにより第1の磁気回路を構成すると共に、第1のヨーク1の内壁面と第1のマグネット2の外周面との間に矩形状の均等な隙間を設けた第1の磁気ギャップ2aが形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a speaker according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a front view showing the configuration of the magnetic circuit. 2, 1 is a rectangular first yoke made of a magnetic metal material, and 1 a is a recess provided by partially lowering the substantially central portion of the longitudinal wall portion of the first yoke 1. .
3は上記第1の磁気回路を構成する第1のヨーク1を中心に結合した第1のフレームであり、樹脂または金属材料等で形成されるものである。4はボイスコイルであり、このボイスコイル4はポリイミド製の基材4aの表面(本実施の形態においては裏面にも同様に形成されている)に銅めっきにより所望のパターンのコイルが矩形状に巻回状態で形成され、この矩形状に巻回されたコイルは上記第1の磁気回路に設けられた第1の磁気ギャップ2aと略同形状に形成されている。
5は樹脂からなる矩形状の振動板であり、この振動板5は、中央部に平板状の本体部5aと、この本体部5aの周縁にエッジ部5bと、このエッジ部5bの周縁に平板状の貼り付け部が一体構造で形成されているものである。
6は磁性金属材料からなる矩形状の第2のヨーク、6aはこの第2のヨーク6の長手方向の壁部の略中央部を部分的に低くすることにより設けられた凹部(図示せず)である。7は矩形状の第2のマグネットであり、上記第2のヨーク6内に嵌め込まれて結合されることにより第2の磁気回路を構成すると共に、第2のヨーク6の内壁面と第2のマグネット7の外周面との間に矩形状の均等な隙間を設けた第2の磁気ギャップ7aが形成されている。
6 is a rectangular second yoke made of a magnetic metal material, and 6a is a recess (not shown) provided by partially lowering the substantially central portion of the longitudinal wall of the second yoke 6. It is. Reference numeral 7 denotes a rectangular second magnet, which is fitted into and coupled to the second yoke 6 to constitute a second magnetic circuit, and the inner wall surface of the second yoke 6 and the second magnet. A second
8は上記第2の磁気回路を構成する第2のヨーク6を中心に結合した第2のフレームであり、樹脂または金属材料等で形成されるものであり、この第2のフレーム8ならびに第2の磁気回路は上記振動板5を介して対向して配設されることにより、振動板5の周縁の貼り付け部を第1のフレーム3の周縁と第2のフレーム8の周縁で挟み込むように結合すると共に、振動板5に結合されたボイスコイル4が第1の磁気ギャップ2aと第2の磁気ギャップ7aの略中間位置に配設されるように構成されたものである。
このように構成された本実施の形態によるスピーカは、ボイスコイル4に印加する電流を磁気ギャップ2aから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段として、磁気回路を構成するヨーク1の壁部の高さを部分的に低くした構成により、この壁部を低くした部分の磁気ギャップ2aから発生する磁力が弱くなるため、振動板5の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題によって振動板5全体が均一なストロークで振幅せず、長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する太鼓運動の発生を抑制して振動板5全体を均一に振幅させることができるようになり、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。
The speaker according to the present embodiment configured as described above has a magnetic circuit as a conversion efficiency adjusting means for reducing the efficiency of converting the current applied to the voice coil 4 into the amplitude motion by the magnetic field generated from the
また、図3(a)、(b)は本実施の形態によるスピーカの磁気回路の他の例を示した斜視図と正面図であり、同図において9はヨーク、9aはこのヨーク9の長手方向の壁部の略中央部を部分的に低くすることにより設けられた凹部であり、この凹部9aは上記図2で示したヨーク1の凹部1aよりもさらに鋭角に落とし込んで形成されたものであり、このように凹部を形成する際に緩やかなテーパで落とし込んだり、垂直に落とし込んだり、あるいはR面で湾曲させたり等、どのような形状にしても良いものである。
3A and 3B are a perspective view and a front view showing another example of the magnetic circuit of the speaker according to the present embodiment, in which 9 is a yoke and 9a is a longitudinal direction of the yoke 9. The concave portion 9a is formed by lowering the substantially central portion of the wall portion in the direction. The concave portion 9a is formed by dropping at a sharper angle than the
また、図4は本実施の形態によるスピーカの磁気回路の他の例を示した平面図であり、同図において10はヨーク、11はマグネットを示し、このマグネット11は長手方向の略中央部を部分的に狭くした凹部11aを設けており、この凹部11aの部分の磁気ギャップのみが部分的に広くなるように構成したものである。このような構成によっても、上記図2(a)、(b)あるいは図3(a)、(b)で示した磁気回路と同様の効果が得られるものである。
FIG. 4 is a plan view showing another example of the magnetic circuit of the speaker according to the present embodiment. In FIG. 4, 10 shows a yoke, 11 shows a magnet, and this magnet 11 has a substantially central portion in the longitudinal direction. A
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項4に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
The second aspect of the present invention will be described below with reference to the second embodiment.
図5は本発明の実施の形態2によるスピーカのボイスコイルの構成を示した平面図であり、同図において12はボイスコイルを示し、このボイスコイル12はポリイミド製の基材12aの表面(本実施の形態においては裏面にも同様に形成されている)に銅めっきにより所望のパターンのコイルが矩形状に巻回状態で形成され、かつ、この矩形状の長手方向の略中央部のコイルは部分的に外方に膨らむように位置をずらした形状に形成されているものである。
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the voice coil of the speaker according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, 12 indicates a voice coil, and this
図6(a)、(b)は同ボイスコイルを用いたスピーカの構成を示した半断面図と、同スピーカの磁気回路から発生する磁界の分布状態を示した特性図であり、当然のことながら磁気ギャップ2aから発生する磁界は磁気ギャップ2a内が最も強く、磁気ギャップ2aから離れるにつれて弱くなっていくものである。
FIGS. 6A and 6B are a half sectional view showing a configuration of a speaker using the voice coil, and a characteristic diagram showing a distribution state of a magnetic field generated from the magnetic circuit of the speaker. However, the magnetic field generated from the
従って、本実施の形態のボイスコイル12のように、矩形状に巻回したコイルの長手方向の略中央部を部分的に外方に膨らむように位置をずらすことにより、磁気ギャップ2aから発生する磁界の弱い部分を使用することになるものである。
Therefore, as in the
このように構成された本実施の形態によるスピーカは、ボイスコイル12に印加する電流を磁気ギャップ2aから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段として、矩形状に巻回したコイルの長手方向の略中央部を部分的に外方に膨らむように位置をずらした構成により、この位置をずらした部分が受ける磁気ギャップ2aからの磁力が弱くなるため、振動板5の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題によって振動板5全体が均一なストロークで振幅せず、長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する太鼓運動の発生を抑制して振動板5全体を均一に振幅させることができるようになり、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。
The speaker according to the present embodiment configured as described above has a rectangular shape as a conversion efficiency adjusting means for reducing the efficiency of converting the current applied to the
なお、図7(a)、(b)は本実施の形態によるスピーカの作用効果をより分かり易くするために示したもので、同図においては磁気ギャップ2aの中心にボイスコイル4のコイルを配置する構成(実施の形態1や従来例と同様)としたものであり、磁気ギャップ2aから発生する磁界を最も効率よく使用するようにしたものである。従って、このようにすると、振動板5の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題によって振動板5全体が均一なストロークで振幅せず、長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する太鼓運動の発生を誘発してしまう結果になるものである。
FIGS. 7A and 7B are shown for easier understanding of the operational effects of the speaker according to the present embodiment. In FIG. 7, the coil of the voice coil 4 is arranged at the center of the
また、図8と図9は本実施の形態によるスピーカのボイスコイルの他の例を示した平面図であり、上記図5に示したボイスコイル12とは逆に、矩形状に巻回したコイルの長手方向の略中央部を部分的に内方に位置をずらすことによりボイスコイル13、14を構成したものであり、その作用効果は上記ボイスコイル12と同様であるために、ここでの説明は省略する。
8 and 9 are plan views showing other examples of the voice coil of the loudspeaker according to the present embodiment. In contrast to the
本発明によるスピーカは、矩形等の形状の振動板を用いた場合でも振動板全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現することができるという特徴を有し、各種音響機器、電子機器、あるいは携帯電話用等として有用である。 The speaker according to the present invention has a feature that even when a diaphragm having a rectangular shape or the like is used, the entire diaphragm has a uniform amplitude and can realize excellent performance and high input resistance. It is useful for electronic devices or mobile phones.
1 第1のヨーク
1a、9a、11a 凹部
2 第1のマグネット
2a 第1の磁気ギャップ
3 第1のフレーム
4、12、13、14 ボイスコイル
4a、12a、13a、14a 基材
5 振動板
5a 本体部
5b エッジ部
6 第2のヨーク
7 第2のマグネット
7a 第2の磁気ギャップ
8 第2のフレーム
9、10 ヨーク
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