JP4525570B2 - スピーカとこのスピーカを用いた電子機器および装置 - Google Patents
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Description
本発明は各種音響機器に使用されるスピーカとこのスピーカを用いた電子機器および装置に関するものである。
スピーカにおいて磁気回路が駆動力を発生させる時、磁気回路は動かないことが前提である。しかし、磁気回路のなかでボイスコイルが駆動されると、その反作用で磁気回路は振動し、駆動力も変調を受ける。磁気回路が重く、フレーム剛性が高い場合にはこの振動による影響は少ない。しかし近年、車載用スピーカなどでは軽量化が進み、磁気回路は小型で軽く、フレームの剛性も低下している。図５は従来の軽量スピーカの例である。ここで、２１は磁気回路、２２はプレート、２３はマグネット、２４はヨーク、２５はフレーム、２６はボイスコイル、２７はダンパー、２８は振動板、２９はダストキャップ、３０はサブマグネットである。
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、例えば特許文献１が知られている。
特開昭６１−２１６９９号公報
上述の軽量スピーカでは、磁気回路は駆動力による反作用を受け易く、特に振動エネルギーの大きい低音では音質劣化が激しい。従来のホームオーディオなどでは、この改善のため磁気回路に付加ウェイトを追加することがあるが、質量を増加できない軽量スピーカではその手段がとれないという課題を有するものであった。
上記課題を解決するために、本発明のスピーカは、磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が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からなり、前記磁気回路はマグネットとプレートとヨークとサブマグネットとから構成され、前記サブマグネットは前記マグネットと反撥する方向に着磁されるとともに、前記プレートに弾性体を介して結合した構成とするものである。
以上のように、本発明のスピーカは、磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が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からなり、前記磁気回路はマグネットとプレートとヨークとサブマグネットとから構成され、前記サブマグネットは前記マグネットと反撥する方向に着磁されるとともに、前記プレートに弾性体を介して結合されることにより、軽量化と高音質を両立させることができる。
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態におけるスピーカの半断面図である。ここで、１は磁気回路、２はプレート、３はマグネット、４はヨーク、５はフレーム、６はボイスコイル、７はダンパー、８は振動板、９はダストキャップ、１０は弾性体、１１はサブマグネットである。また、図３、図４は磁気回路の振動要素を加えたスピーカの等価回路で、図３は従来のもの、図４は本発明によるものである。ここで、Ｆは駆動力、Ｚmeは電磁制動抵抗、Ｍmは振動系質量、Ｃmは振動系コンプライアンス、Ｒmは振動系機械抵抗、Ｍaは放射質量、Ｒaは放射抵抗、Ｍmgは磁気回路１の振動質量、Ｃmgは磁気回路１の振動コンプライアンス、Ｒmgは磁気回路１の振動機械抵抗、Ｍvはサブマグネット１１の質量、Ｃvは弾性体１０のコンプライアンス、Ｒvは弾性体１０の振動機械抵抗、Ｖは振動系の速度、Ｖmgは磁気回路１の振動速度である。図３において、Ｆは振動系にＶを発生させると同時に、磁気回路１にもＶmgを発生させる。もし、磁気回路１が重くＭmgが大きければＶmgは少ないが、磁気回路１を軽量化していくとＭmgは小さくなり、Ｖmgが増えてＦのロスが増加する。また、フレーム剛性が弱い場合はＣmgが大きく、Ｍmgとの直列共振が低い周波数で起こり、低音で機械インピーダンスが非常に低くなって、Ｖmgが増加する。またＦo周波数付近では、Ｚmgが大きくなるため、Ｖが減ってＶmgが増加する。これらによって、低音では特に音質劣化が激しい。この対策として本発明は、図４に示すように磁気回路１にＭvとＣvの並列共振回路を追加するものである。もし、Ｒvのない完全な素子であれば、並列共振回路のインピーダンスは無限大となってＶmgは理論上ゼロとなる。本実施の形態では、Ｍv要素としてサブマグネット１１を、Ｃv要素として弾性体１０を用い、その共振周波数をＦo付近に設定している。この時、サブマグネット１１に対する磁気抵抗は若干増加するが、弾性体１０の材厚を必要最小限とすることで、磁束低下は実用上無視できる。これによって、磁気回路１の重さをほとんど変化させずに、Ｆo付近で並列共振を起こし、Ｖmgを効果的に減少させるものである。なお、弾性体１０の材質はプレート２の温度上昇に耐えるとともに、長期に亘ってコンプライアンスの安定した材質が望ましく、例えばシリコンゴムなどが考えられる。
図１は本発明の一実施の形態におけるスピーカの半断面図である。ここで、１は磁気回路、２はプレート、３はマグネット、４はヨーク、５はフレーム、６はボイスコイル、７はダンパー、８は振動板、９はダストキャップ、１０は弾性体、１１はサブマグネットである。また、図３、図４は磁気回路の振動要素を加えたスピーカの等価回路で、図３は従来のもの、図４は本発明によるものである。ここで、Ｆは駆動力、Ｚmeは電磁制動抵抗、Ｍmは振動系質量、Ｃmは振動系コンプライアンス、Ｒmは振動系機械抵抗、Ｍaは放射質量、Ｒaは放射抵抗、Ｍmgは磁気回路１の振動質量、Ｃmgは磁気回路１の振動コンプライアンス、Ｒmgは磁気回路１の振動機械抵抗、Ｍvはサブマグネット１１の質量、Ｃvは弾性体１０のコンプライアンス、Ｒvは弾性体１０の振動機械抵抗、Ｖは振動系の速度、Ｖmgは磁気回路１の振動速度である。図３において、Ｆは振動系にＶを発生させると同時に、磁気回路１にもＶmgを発生させる。もし、磁気回路１が重くＭmgが大きければＶmgは少ないが、磁気回路１を軽量化していくとＭmgは小さくなり、Ｖmgが増えてＦのロスが増加する。また、フレーム剛性が弱い場合はＣmgが大きく、Ｍmgとの直列共振が低い周波数で起こり、低音で機械インピーダンスが非常に低くなって、Ｖmgが増加する。またＦo周波数付近では、Ｚmgが大きくなるため、Ｖが減ってＶmgが増加する。これらによって、低音では特に音質劣化が激しい。この対策として本発明は、図４に示すように磁気回路１にＭvとＣvの並列共振回路を追加するものである。もし、Ｒvのない完全な素子であれば、並列共振回路のインピーダンスは無限大となってＶmgは理論上ゼロとなる。本実施の形態では、Ｍv要素としてサブマグネット１１を、Ｃv要素として弾性体１０を用い、その共振周波数をＦo付近に設定している。この時、サブマグネット１１に対する磁気抵抗は若干増加するが、弾性体１０の材厚を必要最小限とすることで、磁束低下は実用上無視できる。これによって、磁気回路１の重さをほとんど変化させずに、Ｆo付近で並列共振を起こし、Ｖmgを効果的に減少させるものである。なお、弾性体１０の材質はプレート２の温度上昇に耐えるとともに、長期に亘ってコンプライアンスの安定した材質が望ましく、例えばシリコンゴムなどが考えられる。
（実施の形態２）
本発明の他の実施の形態を図２により説明する。なお、実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。本実施の形態２と実施の形態１との相違点は、サブマグネット１１におけるプレート２との反対側に、サブプレート１２を結合したことであり、これによって、サブマグネット１１の磁気効率と温度特性を向上させるものである。またサブプレート１２の質量追加により、並列共振周波数の低下や共振エネルギーの増加が加わり、Ｖmgをより効果的に減少させることができる。なお本実施の形態でも、サブプレート１２を用いた従来例との比較では、重量増加は弾性体１０によるものだけである。
本発明の他の実施の形態を図２により説明する。なお、実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、説明を省略する。本実施の形態２と実施の形態１との相違点は、サブマグネット１１におけるプレート２との反対側に、サブプレート１２を結合したことであり、これによって、サブマグネット１１の磁気効率と温度特性を向上させるものである。またサブプレート１２の質量追加により、並列共振周波数の低下や共振エネルギーの増加が加わり、Ｖmgをより効果的に減少させることができる。なお本実施の形態でも、サブプレート１２を用いた従来例との比較では、重量増加は弾性体１０によるものだけである。
（実施の形態３）
本実施の形態３と実施の形態１または実施の形態２との相違点は、弾性体１０の硬度を６０°以下と柔らかくしたことである。これによってサブマグネット１１やサブプレート１２が軽量であっても、コンプライアンスの高い弾性体１０によって並列共振周波数を下げ易く、軽量スピーカの音質改善における適用範囲が拡大するものである。
本実施の形態３と実施の形態１または実施の形態２との相違点は、弾性体１０の硬度を６０°以下と柔らかくしたことである。これによってサブマグネット１１やサブプレート１２が軽量であっても、コンプライアンスの高い弾性体１０によって並列共振周波数を下げ易く、軽量スピーカの音質改善における適用範囲が拡大するものである。
（実施の形態４）
本実施の形態４と実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３との相違点は、プレート２とサブマグネット１１を結合する接着剤によって、弾性体１０を形成したものである。接着剤硬化後のコンプライアンスを規制することで、部品点数の削減になり、コストメリットが期待できる。なおこの場合、接着剤はプレート２の温度上昇に耐えるとともに、長期に亘ってコンプライアンスの安定した材質が望ましく、例えばシリコンゴム系などが考えられる。
本実施の形態４と実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３との相違点は、プレート２とサブマグネット１１を結合する接着剤によって、弾性体１０を形成したものである。接着剤硬化後のコンプライアンスを規制することで、部品点数の削減になり、コストメリットが期待できる。なおこの場合、接着剤はプレート２の温度上昇に耐えるとともに、長期に亘ってコンプライアンスの安定した材質が望ましく、例えばシリコンゴム系などが考えられる。
（実施の形態５）
本実施の形態５は、本発明の請求項５における電子機器または装置であり、本発明のスピーカを搭載することで、軽量で高音質な製品を実現できる。なお、電子機器としてはスピーカ内蔵のミニコンポ、ラジカセやテレビ等の音楽再生機器、装置としてはスピーカ搭載の自動車などが考えられる。
本実施の形態５は、本発明の請求項５における電子機器または装置であり、本発明のスピーカを搭載することで、軽量で高音質な製品を実現できる。なお、電子機器としてはスピーカ内蔵のミニコンポ、ラジカセやテレビ等の音楽再生機器、装置としてはスピーカ搭載の自動車などが考えられる。
本発明にかかるスピーカ、電子機器および装置は、軽量化と音質向上が必要な電子機器や装置に適用できる。
１ 磁気回路
２ プレート
３ マグネット
４ ヨーク
５ フレーム
６ ボイスコイル
７ ダンパー
８ 振動板
９ ダストキャップ
１０ 弾性体
１１ サブマグネット
１２ サブプレート
Ｆ 駆動力
Ｚme 電磁制動抵抗
Ｍm 振動系質量
Ｃm 振動系コンプライアンス
Ｒm 振動系機械抵抗
Ｍa 放射質量
Ｒa 放射抵抗
Ｍmg 磁気回路１の振動質量
Ｃmg 磁気回路１の振動コンプライアンス
Ｒmg 磁気回路１の振動機械抵抗
Ｍv サブマグネット１１の質量
Ｃv 弾性体１０のコンプライアンス
Ｒv 弾性体１０の振動機械抵抗
Ｖ 振動系の速度
Ｖmg 磁気回路１の振動速度
２ プレート
３ マグネット
４ ヨーク
５ フレーム
６ ボイスコイル
７ ダンパー
８ 振動板
９ ダストキャップ
１０ 弾性体
１１ サブマグネット
１２ サブプレート
Ｆ 駆動力
Ｚme 電磁制動抵抗
Ｍm 振動系質量
Ｃm 振動系コンプライアンス
Ｒm 振動系機械抵抗
Ｍa 放射質量
Ｒa 放射抵抗
Ｍmg 磁気回路１の振動質量
Ｃmg 磁気回路１の振動コンプライアンス
Ｒmg 磁気回路１の振動機械抵抗
Ｍv サブマグネット１１の質量
Ｃv 弾性体１０のコンプライアンス
Ｒv 弾性体１０の振動機械抵抗
Ｖ 振動系の速度
Ｖmg 磁気回路１の振動速度
Claims (5)
- 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が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からなり、前記磁気回路はマグネットとプレートとヨークとサブマグネットから構成され、前記サブマグネットは前記マグネットと反撥する方向に着磁されるとともに、前記プレートに弾性体を介して結合されたスピーカ。
- サブマグネットのプレートとの反対側にサブプレートを結合した請求項１記載のスピーカ。
- 硬度６０°以下の弾性体を用いて成る請求項１または請求項２記載のスピーカ。
- 接着剤により弾性体を形成した請求項３記載のスピーカ。
- 磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が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からなり、前記磁気回路はマグネットとプレートとヨークとサブマグネットとから構成され、前記サブマグネットは前記マグネットと反撥する方向に着磁されるとともに、前記プレートに弾性体を介して結合されたスピーカを搭載した電子機器または装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005338209A JP4525570B2 (ja) | 2005-11-24 | 2005-11-24 | スピーカとこのスピーカを用いた電子機器および装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2005
- 2005-11-24 JP JP2005338209A patent/JP4525570B2/ja not_active Expired - Fee Related
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