JP4415349B2 - スピーカ - Google Patents

Description

この発明は、各種の音響機器に使用されるスピーカ、より具体的には、ダイナミックレンジが広く、低音再生が有利で、信頼性の高い小型のスピーカに関するものである。

音響機器の小型化に伴いスピーカの小型化が必要とされ、かつ、ダイナミックレンジも広いことが望まれることから、小型のスピーカにも低音再生で、高品位のものが求められている。
しかしながら、スピーカの小型化に伴って振動板の径を小さくするに従い、ボイスコイルを磁気回路の磁気ギャップ内に保持するためのダンパーの径も当然小さくせざるを得ない。その結果、ダンパーのスティフネスが大きくなることから、スピーカの最低共振周波数が大きくなり、再生帯域が狭くなるという問題が発生する。

そこで、前記の問題解決の方策として、ダンパーを有しない、いわゆるダンパーレス・スピーカと呼ばれる技術を採用し、振動系のスティフネスを下げ、最低共振周波数を下げて、低音再生を有利にした高品位スピーカが実用化されている。
しかしながら、従来のダンパーレス・スピーカは、振動板のエッジでのみ振動系を支持する方式であるが故に、振幅が不安定となってローリングを惹起し、ギャップ不良が多発するという構造上の問題が解決されていない。

そのため、たとえば、特開平４−２４７０００号公報においては、フレームを角型とするとともに、振動板も角型とし、その周縁部４辺に、断面が直線形状のみから構成されたリニアエッジを接着し、これによって振動系に発生したローリングを抑制するスピーカが提案されている。
特開平 ４−２４７０００号公報（特許請求の範囲）

先に述べたように、従来の高品位小型スピーカは、ボイスコイルを磁気回路の空隙に保持するためのダンパーを有しないので、振動系が振動した場合、ボイスコイルはエッジのみで支持されていることから振幅がきわめて不安定になり、ローリング（横揺れ）を起こし易い。
そのため、ボイスコイルが、磁気回路を構成する部品に接触し易くなり、接触によって異音が発生し、さらには、ボイスコイルワイヤが断線するという解決すべき課題がある。

前記課題を回避する手段の一つに、エッジの剛性を上げてローリングを防ぐ方策があるが、反面、スピーカとしてのスティフネスが大きくなり、最低共振周波数が上昇し、再生帯域が狭くなるという問題がある。

また、ローリングを起こした場合でも、磁気回路を構成する部品にボイスコイルが接触しないよう、磁気回路の磁気ギャップを拡げる手段がある。しかしながら、磁気ギャップを拡げたことによって、磁気ギャップの磁束密度が低下し、音圧の低下を招くという問題がある。

また、特許文献1に記載のスピーカは、角型にすることによって、形状剛性によりボイスコイルのローリングを抑制する効果はあっても、リニアエッジのスティフネスと質量が振動系に加算されるので、スティフネスの影響が大きい場合は、最低共振周波数が上昇することで再生帯域が狭くなり、質量の大きい場合は、音圧が低下するという課題を有している。

さらに、特許文献1で開示されたスピーカは、円形の振動板に接合する円形のエッジでは、その断面が直線形状からのみ構成されたリニアエッジが得られないことから、ローリング抑制対策としては、角型振動板用のリニアエッジを有するものだけに限定され、汎用性がないという課題がある。

この発明はかかる問題点に鑑み、小型であっても、所定の大きさのダンパーを使用することができ、振動系のローリングを解消して、低音再生が可能な、信頼性の高いスピーカを提供せんとするものである。

前記の目的を達成するため、この発明の請求項１に記載の発明は、
磁気回路の外径より大きな径の内径を有するリング状のフレーム主体を形成し、
前記フレーム主体の内径部に、前記磁気回路の外周部と接合可能な複数の支柱部を、下方に向かって所定間隔で配置するとともに、
前記支柱部外側のフレーム主体裏面に、周壁部を突出形成してフレームを構成し、
前記フレームの各支柱部を、各支柱部と相対する部位に挿通孔もしくは切欠き部を形成したダンパーの、相対する挿通孔もしくは切欠き部内に配置して、ダンパーの外周部よりも内側に位置させ、
前記ダンパーの外周部は、前記フレーム主体の周壁部に装着すること
を特徴とするスピーカである。

また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記磁気回路は、
ボトムヨークと、このボトムヨーク上に結合されるマグネットと、このマグネット上に結合されるトッププレートからなること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記フレームは、
前記フレーム主体の内径部に沿って、エッジの外周部が接合する接合部が形成されていること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記フレームは、
前記フレーム主体の内径部に沿ってリング状に切欠きを形成し、当該切欠きをエッジの外周部が接合する接合部としたこと
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記フレームは、
前記内径部近傍の上面を、エッジの外周部を貼着するための接合部としたこと
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項６に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパーは、
前記フレームに垂設された複数の支柱部と相対する部位に、各支柱部を挿通させるための係合部が形成されていること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項７に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパーは、
前記フレームに垂設された複数の支柱部と相対する部位に、外周部から中心方向に向かって、それぞれ切欠き部が形成されていること
を特徴とするものである。

この発明のスピーカは、ダンパーの外周部を、フレームを構成する複数の支柱部より外側に位置するよう構成しているので、所定の大きさのダンパーを設けることができる。
その結果、スティフネスを下げることが容易となるとともに、最低共振周波数の上昇が抑えられ、小型スピーカであっても低音再生に有利なスピーカが得られる。

また、ボイスコイルを捲回したボイスコイルボビンは、所定の大きさのダンパーに設けることができることで、振動系が振動した場合にも、ローリングの問題は解消され、ボイスコイルが磁気回路部品へ接触して異音を発生したり、ボイスコイルワイヤが断線したりすることが起こりにくくなり、信頼性の高いスピーカが得られる。

また、ボイスコイルボビンは、所定の大きさのダンパーに支持され、ローリングが起こり難い構造となるので、エッジを軟らかくすることができ、スティフネスは下がる方向に働き、最低共振周波数が下がることで低音再生に有利となる。

また、磁気回路の部品にボイスコイルが接触しないように、磁気回路の空隙を広げるという方策が不要であるので、空隙を狭くすることが可能となることから、空隙の磁束密度を上昇させ、音圧を上昇させることができる。

さらに、この発明においては、前記の構成を採用することによって、振動板の形状にかかわらず、ローリング防止の対応をなすことができる。

以下、この発明にかかるスピーカの実施の形態を、添付の図面に基づいて具体的に説明するが、この発明の要旨を変更しない範囲内で種々変更が可能なもので、開示される実施の形態にのみ限定されるものではない。

図１は、この発明のスピーカの一実施例を示す一部切欠き正面図、図２は同底面図、図３はダンパーの平面図、図４はダンパーの他の例を示す平面図、図５は図４のダンパーを使用したスピーカの底面図、図６は、この発明に係るスピーカの他の例を示す平面図、図７は図６に示すスピーカの一部切欠き正面図、図８は図７に示されるスピーカの底面図、図９は図７に示されるダンパーの平面図である。

図１において、この発明のスピーカ１は、壺型のボトムヨーク２、このボトムヨーク２内の底面上に配置される永久磁石からなる円柱状のマグネット３、このマグネット３上に配置されるトッププレート４から構成される磁気回路Ｍと、この磁気回路Ｍに付設されるフレーム５と、外周部がエッジ６を介して前記フレーム５に装着される振動板７と、この振動板７の中心部が装着されるボイスコイルボビン８と、このボイスコイルボビン８に捲回されたボイスコイル９を前記磁気回路Ｍの磁気ギャップ内に保持するダンパー１０とから構成されるものである。

前記構成において、この発明のスピーカ１は、前記フレーム５を、前記磁気回路Ｍの外周部の径、すなわち、ボトムヨーク２の外径よりも大きな内径を有するとともに、内径部側に段部５１を介して、前記エッジ６の外周部を貼着するためのリング状の接合部５２が形成されたリング状のフレーム主体５３と、前記接合部５２の内周部の裏面に等間隔に垂設され、先端部内周が前記磁気回路Ｍの外周部の一部、具体的には、ボトムヨーク２の上部外周部と接合する複数の支柱部５４とで形成したものである。

なお、前記各支柱部５４の外側に位置するフレーム主体５３の裏面には、円筒状の周壁部５５が形成されている。
また、前記支柱部５４は、図示された実施例においては、４本を等間隔に配置しているが、その本数には特段の限定はない。
さらに、前記フレーム主体５３の外周部の一部には、ターミナル１１が付設される。
かかるフレーム５は、ＰＰやＡＢＳなどのプラスチック素材で一体成形されることが望ましい。

前記構成のスピーカ１において、前記ダンパー１０は、特に図３で明らかなように、同心円状にコルゲーションが付されたダンパー主体１０ａの、前記フレーム５に形成された各支柱部５４と相対する部位に、それぞれ支柱部５４を挿通させるための挿通孔１０ｂが形成されている。

したがって、スピーカ１の組立てに際し、内周縁をボイスコイルボビン８の所定の外周部に結合させたダンパー主体１０ａの、各挿通孔１０ｂに対応させてフレーム５の各支柱部５４を配置し、各支柱部５４の先端部を挿通孔１０ｂに貫通させたのち、各支柱部５４の先端部内側をボトムヨーク２の上部外周部に接着固定し、ダンパー主体１０ｂの外周部をフレーム主体５３に形成された円筒状の周壁部５５の底面部に接着固定して、スピーカ１を組立てるものである。

かくして構成されたスピーカ１は、ダンパー１０の外周部が、フレーム５を構成する支柱部５４の外側において、フレーム主体５３の裏面に一体的に形成された周壁部５５の底面部に取付けられるので、小口径のスピーカであっても、大きな径のダンパーの使用が可能となる。
その結果、振動板は、エッジとダンパーの両者によって支持されるので、エッジ自体を柔らかくすることができるなど、スティフネスを容易に下げることができ、最低共振周波数の上昇を抑えることができ、小型スピーカであっても、低音再生に有利なスピーカを得ることができる。

また、ボイスコイルボビン８は、所定の大きさのダンパーに支持されるので、振動系が振動した場合でも、ローリング現象が生じず、小型スピーカであっても信頼性の高いスピーカとすることができるものである。

図４に示されるダンパー２０は、前記したダンパー１０の挿通孔１０ｂに代えて、フレーム５を構成する支柱部５４と相対する部位に、外周部から内周方向に向かって、それぞれ切欠き部２０ｂを形成し、この切欠き部２０ｂ内に前記支柱部５４を受入れ可能としたものである。

したがって、図５に示すように、ダンパー２０の各切欠き部２０ｂを、フレーム５の各支柱部５４と相対させ、各切欠き部２０ｂの内底部に位置するボトムヨーク２と支柱部５４が当接する状態で、ダンパー２０の外周部をフレーム５の周壁部５５の底面上に接着固定して、スピーカ１１とするものである。
したがって、図１に示す実施例と同様に、小口径のスピーカであっても、大きな径のダンパーの使用が可能となる。
なお、図中、図１に示すスピーカ１と同一の部材は、同一符号で表示している。

図６は、この発明にかかるスピーカの他の実施形態を示すもので、その一部切欠き図である図７に示すように、スピーカ３１は、壺型のボトムヨーク３２、ボトムヨーク３２内の底面上に配置される円柱状のマグネット３３、マグネット３３上に配置されるトッププレート３４から構成される磁気回路Ｍと、この磁気回路Ｍに付設される角型のフレーム３５と、外周部がエッジ３６を介して前記フレーム３５に装着される角型の振動板３７と、この振動板３７の裏面中心部が装着されるボイスコイルボビン３８と、このボイスコイルボビン３８に捲回されたボイスコイル３９を、磁気回路Ｍの磁気ギャップ内に保持するダンパー３０とから構成されるものである。

前記フレーム３５は、前記磁気回路Ｍを構成するボトムヨーク３２の外径よりも大きな内径を有する周壁部４０を裏面に有する角型のフレーム主体４１と、前記フレーム主体４１の裏面で、かつ前記周壁部４０よりも内側（磁気回路Ｍ側）に位置し、先端部が前記ボトムヨーク３２の外周面と当接可能に垂設された複数の支柱部４２とから構成されたもので、前記支柱部４２と周壁部４０間の一部には、ターミナル４３が配置されている。

また、前記ダンパー３０は、図９で明らかなように、フレーム３５を構成する支柱部４２と相対する部位に、外周部から内周方向に向かってそれぞれ切欠き部３０ｂを形成し、この切欠き部３０ｂ内に前記支柱部４２を受入れ可能としたものである。
したがって、各切欠き部３０ｂの内底部に位置するボトムヨーク３２に各支柱部４２を当接させ、ダンパー３０の外周部を、前記フレーム３５を構成する周壁部４０の底面部に接着固定して、スピーカ３１とするものである。

このスピーカ３１は、実質的に角型の振動板３７を使用し、かつフレーム３５も角型としたものであるが、磁気回路Ｍの外径よりも大きい内径の、円筒状の周壁部４０を有するフレーム主体４１の裏面に、前記周壁部４０よりも内側に複数の支柱部４２を均等に配設することによって、各支柱部４２の先端部を磁気回路Ｍの外周部に装着してフレーム３５を支持し、同時にダンパー３０の外周部を前記周壁部４０の底面部に接着固定することによって、角型のスピーカであっても、大きな径のダンパーの使用が可能となる。

その結果、振動板は、エッジとダンパーの両者によって支持されるので、エッジ自体を柔らかくすることができ、また、スティフネスを容易に下げることができ、最低共振周波数の上昇を抑えることができ、小型スピーカであっても、低音再生に有利なスピーカを得ることができるものである。

この発明のスピーカの一実施例を示す一部切欠き正面図である。 同底面図である。 同ダンパーの平面図である。 ダンパーの他の例を示す平面図である。 図４のダンパーを使用したスピーカの底面図である。 この発明に係るスピーカの他の例を示す平面図である。 図６に示すスピーカの一部切欠き正面図である。 図７に示されるスピーカの底面図である。 図７に示されるダンパーの平面図である。

符号の説明

１ スピーカ
２ ボトムヨーク
３ マグネット
４ トッププレート
Ｍ 磁気回路
５ フレーム
５１ 段部
５２ 接合部
５３ フレーム主体
５４ 支柱部
５５ 円筒状の周壁部
６ エッジ
７ 振動板
８ ボイスコイルボビン
９ ボイスコイル
１０ ダンパー
１０ａ ダンパー主体
１０ｂ 挿通孔
１１ ターミナル

Claims (7)

1. 磁気回路の外径より大きな径の内径を有するリング状のフレーム主体を形成し、
   前記フレーム主体の内径部に、前記磁気回路の外周部と接合可能な複数の支柱部を、下方に向かって所定間隔で配置するとともに、
   前記支柱部外側のフレーム主体裏面に、周壁部を突出形成してフレームを構成し、
   前記フレームの各支柱部を、各支柱部と相対する部位に挿通孔もしくは切欠き部を形成したダンパーの、相対する挿通孔もしくは切欠き部内に配置して、ダンパーの外周部よりも内側に位置させ、
   前記ダンパーの外周部は、前記フレーム主体の周壁部に装着すること
   を特徴とするスピーカ。
2. 前記磁気回路は、
   ボトムヨークと、このボトムヨーク上に結合されるマグネットと、このマグネット上に結合されるトッププレートからなること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記フレームは、
   前記フレーム主体の内径部に沿って、エッジの外周部が接合する接合部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
4. 前記フレームは、
   前記フレーム主体の内径部に沿ってリング状に切欠きを形成し、当該切欠きをエッジの外周部が接合する接合部としたこと
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
5. 前記フレームは、
   前記フレーム主体の内径部近傍の上面を、エッジの外周部を貼着するための接合部としたこと
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
6. 前記ダンパーは、
   前記フレームに垂設された複数の支柱部と相対する部位に、各支柱部を挿通させるための挿通孔が形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
7. 前記ダンパーは、
   前記フレームに垂設された複数の支柱部と相対する部位に、外周部から中心方向に向かって、それぞれ切欠き部が形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。