JP4425086B2 - スピーカー - Google Patents

Description

本発明は、振動板が複数のダンパーによって弾性支持されているスピーカーに係り、特に前記ダンパーで振動板を安定して支持でき且つ振動板の動作振幅を大きく確保できるスピーカーに関する。

一般的なスピーカーは、フレーム、振動板、ダンパー、および磁気駆動部とを有している。前記磁気駆動部は、マグネットを有する磁気回路部と、コイル（ボイスコイル）およびこのコイルが巻かれたボビンとで構成されている。

以下の特許文献１に記載のスピーカーには、中央に穴を有するコーン型（円錐形）の振動板が設けられている。この振動板の外周側はフレームに支持され、振動板の中心に近い位置が１枚のダンパーで支持されている。このダンパーは環状であり、コルゲート加工されて伸縮性を有している。ダンパーの内周側がフレーム側に設けられた磁気回路部に支持され、ダンパーの外周側が前記振動板に連結されて、振動板が発音方向へ向けて振動できるように構成されている。

また、前記振動板の中心部にボビンに巻かれたコイルが設けられ、前記磁気回路部は、前記コイルを横断する磁界を発生する。

前記特許文献１に記載のスピーカーは、振動板が１枚のダンパーで支持されているため、発音方向に対して傾くローリング動作を起こしやすい。このローリング動作を生じると、振動板とともにボビンが傾いて、ボビンに巻かれた前記コイルが前記磁気回路部と接触して、衝撃音やびびり音などを発生するおそれがある。

そこで、特許文献２や特許文献３に記載のスピーカーは、振動方向に向けて間隔を開けた２枚のダンパーで振動板が支持されている。

特許文献２に記載のスピーカーは、コーン型の振動板の外周部がフレームに支持され、振動板の中心部にコイルを有するボビンが設けられている。前記振動板は大径のダンパーと小径のダンパーとで支持されている。大径のダンパーは、外周がフレームに連結され、内周側は前記ボビンに連結されている。小径のダンパーは、前記大径のダンパーよりも発音方向の前方に設けられ、この小径のダンパーは外周側が前記振動板に連結され内周側が磁気回路部を構成するヨークに連結されている。

特許文献３に記載のスピーカーは、コーン型の振動板の外周部がフレームに支持され中央部にボビンが設けられている。このスピーカーには、発音方向に間隔を開けて配置された同じ寸法の２つのダンパーが設けられており、それぞれのダンパーは、外周側がフレームに連結され、内周側がボビンに連結されている。

前記特許文献２と特許文献３に記載のように、発音側に間隔を開けて配置した２つのダンパーで振動板を支持すると、振動板が発音方向へ向けて直線的に動作しやすくなってローリング動作を生じにくくなる。
実開昭４８−４７３３０号公報 実開平５−５３３９７号公報 特開２００２−３００６９５号公報

しかし、特許文献２に記載のスピーカーは、発音側前方に位置するダンパーが小径であるため、このダンパー自体の変形量が小さく、そのため振動板に対する拘束力が非常に大きくなる。そのため、振動板の動作振幅を大きくすることができず、出力を大きくすると音の歪みを生じやすい。

一方、特許文献３に記載のスピーカーは、２つのダンパーの径寸法が同じで且つ互いに平行に配置されている。振動板の前記ローリングを防止するためには、ダンパーの内周側および外周側のそれぞれにおいて、両ダンパー間の間隔を広くすることが必要でありスピーカーの全体の厚さ寸法が大きくなる。また振動板が２枚の平行なダンパーで拘束されるため、振動板を大きい振幅で動作させるのが困難である。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、振動板のローリング現象を緩和でき、且つ振動板の振幅方向への拘束を低減でき、さらに薄型化が可能なスピーカーを提供することを目的としている。

本発明は、フレームと、外周部が前記フレームに支持された振動板と、前記振動板と前記フレームとの間に設けられて前記振動板を駆動する磁気駆動部と、を有するスピーカーにおいて、
前記フレームと前記振動板との間に、前記振動板を振動可能に支持する複数のダンパーが設けられ、それぞれの前記ダンパーの内周部が前記フレーム側に第１の連結部で連結され、それぞれの前記ダンパーの外周部が前記振動板側に第２の連結部で連結されており、
複数の前記ダンパーの前記第１の連結部が前記振動板の振動方向へ間隔を開けて配置され、複数の前記ダンパーの前記第２の連結部が、前記振動板の振動方向に対して前記第１の連結部の間隔よりも狭い間隔で配置されていることを特徴とするものである。

上記構成では、複数のダンパーがフレーム側の第１の連結部から振動板側の第２の連結部に至るにしたがって互いに接近するように設置されている。第１の連結部が発音方向に間隔を開けて配置されていることにより、ダンパーおよび振動板が傾きにくくなり、振動板がローリング動作を起こしにくくなる。また、２つのダンパーは、共に斜めに延びるものであるため、振動板の発音方向への振動に対する拘束力が弱くなり、大出力時の音の歪みを抑制しやすい。

本発明は、好ましくはそれぞれの前記第２の連結部は、前記振動方向に間隔を空けることなく配置されているものである。

上記構成では、前記振動板と複数の前記ダンパーとが、１箇所または互いに接近した箇所において連結されることになる。このため、前記振動板が振動する際の自由度が大きくなり、大出力に対応できるようになる。また、スピーカーを薄型化することも可能になる。

さらに好ましくは、それぞれの前記ダンパーは、前記第１の連結部と前記第２の連結部との間の支持スパンが互いに同一である。

上記構成では、複数の前記ダンパーが前記振動板に対しそれぞれ同一の伸縮力を有して連結されることになり、振動板の振幅方向が発音方向の前方へ向いているときと後方へ向いているときとで、振動板に対する拘束力が均一になる。よって、振動板の振動特性に対称性を持たせることができる。

また、本発明は、前記ダンパーの支持スパンを長く確保しやすく、しかも、スピーカー全体の薄型に構成しやすい。

この場合に、前記振動板の外周側は、変形可能な外周支持板を介して前記フレームに支持されており、前記第２の連結部が、前記振動板の外周側に位置しているものとなる。

また、前記磁気駆動部は、前記振動板に固定されたボビンに支持されたコイルと、前記フレーム側に設けられて前記コイルに磁界を与える磁気回路部とで構成されており、前記第１の連結部は、前記磁気回路部の周囲に位置しているものとして構成できる。

本発明では、フレームと振動板との間に設けられた複数のダンパーが、前記振動板側に至るにしたがって互いに接近するように配置されているため、前記振動板およびボビンの振動方向に対する直進性を高めてローリング現象を抑制しやすい。また、前記ダンパーによる振動板に対する拘束力を低減でき、音の歪みを抑制しやすい。さらに、スピーカー全体を薄型に構成しやすくなる。

図１は本発明の第１の実施の形態のスピーカーを示す断面図、図２は本発明の第２の実施の形態のスピーカーを示す部分拡大断面図である。

図１に示すスピーカーは、主にフレーム１、振動板２、磁気駆動部６、ダンパー３ａおよび３ｂの各要素により構成されている。

フレーム１は、アルミ合金などの非磁性の金属材料でダイキャスト成型され、または合成樹脂により射出成型されている。フレーム１はカップ形状の収納部１Ａと、その収納部１Ａの外周縁に位置するフランジ１Ｂを有している。フランジ１Ｂには、バッフル板などの取付母材（図示なし）へ装着するための取付穴（図示なし）が形成されている。図１では、スピーカーの前後方向（発音方向）に延びる中心線をＯ−Ｏで示し、ダンパー３ａ、３ｂによる支持基準面をＩ−Ｉで示している。この支持基準面Ｉ−Ｉは、フレーム１の前記フランジ１Ｂの前後方向の厚みを２分割した面に一致している。なお、前記支持基準面Ｉ−Ｉを境として、スピーカーの発音側（図１における図示上方）が前方であり、逆側が後方である。

前記収納部１Ａの内部の中央部には、リング状の壁形状を持つ固定部１ａが一体に形成され、前記固定部１ａの内側には、前記収納部１Ａの底面１ｅよりも前方に位置する中央底部１ｄが形成されている。前記フランジ１Ｂの内周の全周には、前記支持基準面Ｉ−Ｉよりも若干後方に位置するリング状平面である取付面１ｂが形成されている。

前記磁気駆動部６は、前記フレーム１の前記中央底部１ｄ上に設置された磁気回路部と、コイル（ボイスコイル）１１とで構成されている。前記磁気回路部は、凹筒形状の磁性材料製の支持ヨーク５と、前記支持ヨーク５の内部に設けられたマグネット９と、前記マグネット９上に設置された磁性材料製のヨーク４を有しており、前記ヨーク４の外周面と前記支持ヨーク５の内周面との間に磁気ギャップが形成されている。

前記磁気駆動部６では、可動側である振動板２の中心部に固定されて後方に延びる円筒状のボビン７に、前記コイル（ボイスコイル）１１が巻かれており、ボビン７とコイル１１とが、ヨーク４と支持ヨーク５との間の前記磁気ギャップ内に介在している。

前記振動板２は、樹脂、紙材または、樹脂がコーティングされあるいは含浸された紙材などで形成されている。この振動板２は中央部が前方へ向けて突出したコーン形状であり、振動板の後方側に形成された空間内（振動板２で囲まれるほぼ円錐形状の空間内）に前記磁気駆動部６の少なくとも一部が配置されている。振動板２のその中央部に形成された穴の内周縁部２ａに前記ボビン７の前方側端部が固定されているとともに、ボビン７の前記前方側端部の開口部分がキャップ１０で塞がれている。振動板２の外周縁部２ｂの全周には、外周支持板８が接着されている。この外周支持板８は、ブチルゴムなどの薄肉の弾性変形可能なシート材料で、その断面が円弧状に形成されている。前記外周支持板８の外周縁部は、フランジ１Ｂに形成された前記取付面１ｂに接着されて固定されている。

ダンパー３ａおよび３ｂは、樹脂が含浸されたあるいは樹脂がコーティングされた布材、あるいは薄い樹脂板などで環状に形成されている。ダンパー３ａ、３ｂはコルゲート加工され、半径方向へ繰り返す凹凸部が同心円状に形成され、前後方向へ弾性的に撓み動作することができる。

前記ダンパー３ａとダンパー３ｂは、互いに同じ内径寸法と同じ外径寸法を有しているものであり、前後方向に重なるように配置されている。前記ダンパー３ａおよびダンパー３ｂのそれぞれの内周縁部は、第１の連結部１ｃ、１ｃにおいて、前記固定部１ａ上に固定されたリング状のスペーサ１２の前端面および後端面に、個別に接着固定されている。前記スペーサ１２は、アルミニウム合金などの非磁性金属材料、あるいは合成樹脂材料から形成されており、その後端面と前記固定部１ａとの間に一方のダンパー３ｂの内周縁部が挟まれた状態で、前記固定部１ａの上面に接着固定されている。あるいは、前記スペーサ１２の内周面が、前記支持ヨーク５の外周面に接着固定されている。

また、前記ダンパー３ａとダンパー３ｂの外周縁部は、それぞれ第２の連結部３ｃ，３ｃにおいて、振動板２の外周縁部２ｂに接着などの手段で連結されている。

前記第１の連結部１ｃ、１ｃは、前記スペーサ１２を挟むことによって、発音方向（前後方向）に間隔を開けて配置されている。その結果、第１の連結部１ｃと１ｃは、前記支持基準面Ｉ−Ｉの前方と後方に等距離を開けて位置している。

また、前記第２の連結部３ｃ，３ｃでは、ダンパー３ａとダンパー３ｂのそれぞれの外周縁部が、前後方向に向けて互いに間隔を空けることなく振動板２の外周縁部２ｂに連結されている。あるいは、前記第２の連結部３ｃ，３ｃにおいて、ダンパー３ａ，３ｂの外周縁部が外周支持板８の内周縁部に連結されていてもよい。

この実施の形態では、第１の連結部１ｃ，１ｃが内周側に位置し、第２の連結部２ｂが外周側に位置している。

前記振動板２およびボビン７が、その振動動作の中立位置にあるとき、すなわち、コイル１１の前後方向の中心が、ヨーク４と支持ヨーク５との対向部の中心に一致しているときに、あるいは前記振動板２に振動駆動力が作用していない状態のときに、前記第２の連結部３ｃ，３ｃの位置はそれぞれ、前記支持基準面Ｉ−Ｉに一致している。すなわち、振動板２とボビン７が、その振動範囲の中立位置にあるときに、図１の断面では、第１の連結部１ｃ、１ｃと第２の連結部３ｃ，３ｃとがそれぞれ二等辺三角形の頂点に位置している。

前記コイル１１に音声信号の電流が与えられると、この電流と、ヨーク４と支持ヨーク５との磁気ギャップにて前記コイル１１を横断する磁界とによって、ボビン７および振動板２が前後方向に振動して音を発する。

前記振動板２の外周縁部２ｂは、前後方向に間隔を空けて配置された第１の連結部１ｃ，１ｃにおいて、２つのダンパー３ａ、３ｂで支持されており、且つ第１の連結部１ｃ、１ｃと第２の連結部３が三角形の頂点に位置する形状を保つようして、振動板２が前後に振動する。よって、第２の連結部３ｃ，３ｃの円周上のいずれかの箇所が中心線Ｏ−Ｏに接近する方向および中心線Ｏ−Ｏから遠ざかる方向へ移動しにくくなる。第２の連結部３ｃ，３ｃが図１の水平方向へ動きにくくなるように拘束されているために、振動板２は中心線Ｏ−Ｏに対して傾き難くなり、前後へ直線的に移動しやすくなる。そのため振動板２およびボビン７のローリング動作を抑制しやすい。

また、第２の連結部３ｃ，３ｃは、中心線Ｏ−Ｏから所定の半径を有する環状に形成されているが、この第２の連結部３ｃが振動板２の最外周に位置するために、第２の連結部３ｃ、３ｃの直径を大きくすることができる。そのため、前記第２の連結部３ｃ，３ｃが、中心線Ｏ−Ｏと直交する平面に対して若干傾いたとしても、中心線Ｏ−Ｏに対する振動板２の倒れ角度はわずかとなり、これによっても振動板２のローリング動作を抑制しやすい。

さらに、振動板２が前後方向へ振動するときに、２つのダンパー３ａ、３ｂは、一方が収縮したときに他方が伸張する関係で動作し、両ダンパー３ａ、３ｂによって、振動板２の前後方向の動きが拘束されにくい。よって比較的大きな出力で発音するときに音の歪みが生じにくい。

さらに、ダンパー３ａとダンパー３ｂは互いに同じ寸法で、その支持スパンも互いに同じである。しかも振動板２が中立位置のときに、第１の連結部１ｃ、１ｃと第２の連結部３ｃは、二等辺三角形の各頂点に位置する。よって、振動板２が前方へ移動したときと後方へ移動したときとで、支持基準面Ｉ−Ｉからの距離が同じであれば、ダンパー３ａ、３ｂから受ける拘束力が同じである。よって、支持基準面Ｉ−Ｉから前方と後方への振動の対称性を確保できて、常に音質を良好にできるようになる。

また、この実施の形態のスピーカーでは、図１に示すように、振動板２の後方の空間内にダンパー３ａ、３ｂが位置するために、前後方向の厚さ寸法を最小にできる。また、振動板２の後方がダンパー３ａ、３ｂで塞がれているため、振動板２から後方へ発せられる音圧が振動板２の前方へ向けて伝達されにくい。よって、振動板２の前方へ発せられる音圧が前記後方へ発せられる音圧により相殺されるのを防止でき、発音効率を向上できる。

次に、図２は本発明の第２の実施の形態のスピーカーを示す部分断面図である。このスピーカーでは、ダンパー３ａ、３ｂと振動板２とを連結する第２の連結部３ｅ、３ｅが前後方向へ間隔Ａを空けて配置されている。しかし、前記間隔Ａは、第１の連結部１ｃ、１ｃの間隔Ｂよりも十分に狭いため、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１の実施の形態のスピーカーを示す断面図。 本発明の第２の実施の形態のスピーカーを示す部分拡大断面図。

符号の説明

１ フレーム
１ａ 固定部
１ｂ 取付面
１ｃ 第１の連結部
２ 振動板
３ａ、３ｂ ダンパー
３ｃ 第２の連結部
４ ヨーク
５ 支持ヨーク
６ 磁気駆動部
７ ボビン
８ 外周支持板
９ マグネット
１１ コイル
１２ スペーサ

Claims (5)

1. フレームと、外周部が前記フレームに支持された振動板と、前記振動板と前記フレームとの間に設けられて前記振動板を駆動する磁気駆動部と、を有するスピーカーにおいて、
   前記フレームと前記振動板との間に、前記振動板を振動可能に支持する複数のダンパーが設けられ、それぞれの前記ダンパーの内周部が前記フレーム側に第１の連結部で連結され、それぞれの前記ダンパーの外周部が前記振動板側に第２の連結部で連結されており、
   複数の前記ダンパーの前記第１の連結部が前記振動板の振動方向へ間隔を開けて配置され、複数の前記ダンパーの前記第２の連結部が、前記振動板の振動方向に対して前記第１の連結部の間隔よりも狭い間隔で配置されていることを特徴とするスピーカー。
2. 複数の前記第２の連結部は、前記振動方向に間隔を空けることなく配置されている請求項１記載のスピーカー。
3. それぞれの前記ダンパーは、前記第１の連結部と前記第２の連結部との間の支持スパンが互いに同一である請求項１または２記載のスピーカー。
4. 前記振動板の外周側は、変形可能な外周支持板を介して前記フレームに支持されており、前記第２の連結部が、前記振動板の外周側に位置している請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスピーカー。
5. 前記磁気駆動部は、前記振動板に固定されたボビンに支持されたコイルと、前記フレーム側に設けられて前記コイルに磁界を与える磁気回路部とで構成されており、前記第１の連結部は、前記磁気回路部の周囲に位置している請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスピーカー。

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