JP4530872B2 - スピーカー装置用のフレーム及びスピーカー装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカー装置におけるフレームの構造に関する。

従来より、フレーム及び振動板等を有する振動系と、ヨーク、マグネット及びプレートを有する磁気回路系とを備えるスピーカー装置が知られている。

そのようなスピーカー装置では、フレームは、例えば椀型の形状を有するように形成されている。そして、このような形状を有するフレームは、磁気回路を保持するフレーム中央部と、そのフレーム中央部の外側に配置され、エッジの外周部を取り付けるためのエッジ取り付け部を有する外周部と、フレーム中央部と外周部とを連結する複数のアーム部と、を備えて構成される。

特に、このような構造を有するフレームにおいて、複数のアーム部は、フレームの中心から放射状に外周部に延在するように設けられている。この種の構成を有するフレームの一例が、特許文献１乃至４に記載されている。

特開平７−３８９９２号公報 特開２００４−３１２３３８号公報 特開平８−７０４９５号公報 特開平５−３４７７９５号公報

上記文献のスピーカー装置において、フレーム中央部と外周部とを連結するアームは、機械的強度を確保することを主目的として設計されており、板状のものの両端に強度を出すためのリブを形成したものが主であり、その断面形状はＨ型又はコの字型となっている。しかし、Ｈ型又はコの字型の断面形状を有するアームは平面を有するため、その平坦部において空気の流れに対して抵抗が大きく、スピーカーの駆動時にフレーム中央部と外周部との間に双方向に流れる空気に対する抵抗が不均等になりやすいという問題があった。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、スピーカーの駆動時にフレーム近傍における空気の流れに対するアーム部の抵抗を均等化し、スピーカーの円滑な駆動を可能とするスピーカー装置用のフレーム及びそのフレームを用いたスピーカー装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明では、スピーカー装置用のフレームは、磁気回路を収容する磁気回路収容部と、前記磁気回路収容部の外側に配置された略環状の外周部と、前記磁気回路収容部と前記外周部とを連結する複数のアーム部と、を備え、前記複数のアーム部の各々は、結合端と開放端を有する一端開放型で、かつ音放射方向に対して垂直な平面がない断面形状を有し、前記複数のアーム部は、前記開放端が音放射方向に向けて配置されたアーム部と、前記開放端が前記音放射方向と逆方向に向けられたアーム部とを含むことを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、スピーカー装置用のフレームは、磁気回路を収容する磁気回路収容部と、前記磁気回路収容部の外側に配置された略環状の外周部と、前記磁気回路収容部と前記外周部とを連結する複数のアーム部と、を備え、前記複数のアーム部の各々は、結合端と開放端を有する一端開放型で、かつ音放射方向に対して垂直な平面がない断面形状を有し、前記複数のアーム部は、前記開放端が音放射方向に向けて配置されたアーム部と、前記開放端が前記音放射方向と逆方向に向けられたアーム部とを含む。

上記のスピーカー装置用フレームは、フレームの中央部に対応する磁気回路収容部と、外周部との間に複数のアーム部が設けられる。アーム部の各々は、結合端と開放端を有する一端開放型で、かつ音放射方向に対して垂直な平面がない断面形状を有し、開放端側からの空気の流れに対してはある程度の空気抵抗を有するが、結合端側からの空気の流れに対する空気抵抗は小さい。そこで、いくつかのアーム部は開放端を音放射方向に向けて配置するとともに、いくつかのアーム部は開放端をそれと逆方向に向けて配置する。これにより、フレーム、即ちスピーカー装置の正面側（放音側）から背面側への空気の流れと、背面側から正面側への空気の流れに対するアーム部全体、即ちフレーム全体の空気抵抗を均等化することができる。よって、スピーカー装置の前後方向に流れる空気の流れが不均一になることにより振動板の振動などに悪影響が及ぶことを防止することができる。好適な例では、前記一端開放型の断面形状は、略Ｕ字型又はＶ字型の断面形状とすることができる。

上記のフレームの一態様では、前記複数のアーム部のうち、前記開放端が前記音放射方向へ向けられたアーム部の数と、前記開放端が前記逆方向へ向けられたアームの数は略等しい。これにより、スピーカー装置の前後方向に流れる空気の流れに対する抵抗をより正確に均等化することが可能となる。

上記のスピーカー装置用のフレームを備えるスピーカー装置を構成することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

[スピーカー装置の構成]
まず、図１乃至図５を参照して、本発明の実施例に係るスピーカー装置１００の構成等について説明する。

図１は、本発明の実施例に係るスピーカー装置１００を、その放音側から見たときのスピーカー装置１００の斜視図を示す。図２は、スピーカー装置１００を、その放音側と逆側、即ち背面側から見たときのスピーカー装置１００の斜視図を示す。図３は、スピーカー装置１００を、その放音側から見たときのスピーカー装置１００の正面図を示す。図４は、スピーカー装置１００を、その放音側と逆側、即ち背面側から見たときのスピーカー装置１００の背面図を示す。図５は、スピーカー装置１００（又はフレーム１）の中心軸Ｌ１に対して紙面右側にスピーカー装置１００の断面図を、その中心軸Ｌ１に対して紙面左側にスピーカー装置１００の側面図を夫々示す。また、図５に示される片側断面図は、図３におけるスピーカー装置１００の切断線Ｘ１−Ｘ２に沿った断面図である。図５に示される片側側面図は、図３において、スピーカー装置１００の中心軸Ｌ１を通る平面Ｓ１と、その中心軸Ｌ１を通り平面Ｓ１に垂直な平面Ｓ２との間におけるスピーカー装置１００の側面部分Ｅ１に対応している。

本実施例のスピーカー装置１００は、車載用スピーカー装置として好適に用いることができる。スピーカー装置１００は、スピーカーユニット５０を、フレーム１に取り付けることにより構成される。

スピーカーユニット５０は、ヨーク２、マグネット３及びプレート４を有する磁気回路系２０と、ボイスコイルボビン５、ボイスコイル６、ダンパー７、振動板８、エッジ９及びキャップ１０を有する振動系３０と、を備えている。

まず、磁気回路系２０の各構成要素について説明する。

磁気回路系２０は、内磁型の磁気回路として構成されている。

ヨーク２は、略壺状の形状をなしている。ヨーク２は、円板状のマグネット３を載置するための第１平坦部２ａと、その第１平坦部２ａの略中心に形成された開口２ｂと、その第１平坦部２ａの外周部と連結された第１円筒部２ｃと、その第１円筒部２ｃの下端部と連結された第２平坦部２ｄと、その第２平坦部２ｄの外周部と連結された第２円筒部２ｅと、その第２円筒部２ｅの上端部と連結され当該上端部から外側に延在するフランジ部２ｆとを有し、それらの各要素は一体的に形成されている。

第１平坦部２ａの上面は平坦性を有している。開口２ｂは、磁気回路系２０で発生した熱を外部へ放熱する機能を有している。第１円筒部２ｃは、円筒状の形状をなしている。図５において、第１円筒部２ｃを矢印Ｙ１方向に所定の長さを有するように形成することにより、振動系３０の要素と、マグネット３及びプレート４との相対的な位置関係を調整することができる。第２平坦部２ｄの下面は平坦性を有している。第２平坦部２ｄは、第１円筒部２ｃと第２円筒部２ｅとの間に一定の間隙を形成する役割を担う。第２円筒部２ｅは、円筒状の形状をなし、第１円筒部２ｃの外側に配置されている。第２円筒部２ｅは、当該第２円筒部２ｅの内周壁と、マグネット３及びプレート４の各外周壁との間に磁気ギャップ１２を形成する機能を有している。フランジ部２ｆは、フレーム１の要素である磁気回路収容部１ａに固定される部位である。フランジ部２ｆを磁気回路収容部１ａに取り付けることにより、磁気回路系２０を磁気回路収容部１ａ内に収容することができる。

マグネット３は、円板状の形状をなし、ヨーク２の第１平坦部２ａ上に取り付けられている。マグネット３上には、当該マグネット３と略同一の径を有する、円板状のプレート４が取り付けられている。

このような構成を有する磁気回路系２０では、マグネット３及びプレート４等により磁気回路を構成し、プレート４の外周壁と第２円筒部２ｅの内周壁との間に形成される磁気ギャップ１２にマグネット３の磁束を集中させている。

次に、振動系３０の各構成要素について説明する。

ボイスコイルボビン５は、略円筒状の形状をなしている。ボイスコイルボビン５の外周壁の下端部近傍には、後述するボイスコイル６が巻かれている。ボイスコイルボビン５の内周壁の下端部近傍は、マグネット３及びプレート４の各外周壁と一定の間隔をおいて対向している。一方、ボイスコイルボビン５の外周壁の下端部近傍は、ヨーク２の要素である第２円筒部２ｅの内周壁の上端部近傍と一定の間隔をおいて対向している。そして、第２円筒部２ｅの内周壁と、プレート４等の外周壁との間に空隙（磁気ギャップ１２）が形成されている。

ボイスコイル６は、１つの配線からなり、図４に示すように、プラスのリード線６ａ及びマイナスのリード線６ｂを夫々有している。プラス側のリード線６ａはＬ（又はＲ）チャンネル信号の入力配線であり、マイナス側のリード線６ｂはグランド（ＧＮＤ：接地）信号の入力配線である。リード線６ａ、６ｂは、フレーム１に設けられた端子部１ｄに電気的に接続されている。また、端子部１ｄは、図示しないアンプ側の出力側の配線にも電気的に接続される。これにより、ボイスコイル６には、端子部１ｄ並びにリード線６ａ及び６ｂを介してアンプ側から１チャンネル分の信号や電力が入力される。

ダンパー７は、環状の形状をなし、同心円状に波型が形成された弾性部を有している。ダンパー７の内周縁部は、ボイスコイルボビン５の外周壁の上端部近傍に取り付けられている。一方、ダンパー７の外周縁部は、磁気回路収容部１ａの外周部に取り付けられている。

振動板８には、各種の用途に応じ、紙系、高分子系、金属系などの各種の材料を適用することができる。振動板８は、コーン状の形状をなしている。振動板８の内周縁部は、ボイスコイルボビン５の外周壁の上端部近傍に且つダンパー７の上側に取り付けられている。一方、振動板８の外周縁部は、環状の形状をなすエッジ９の内周縁部に取り付けられている。エッジ９の外周縁部は、フレーム１の外周部１ｃ上に取り付けられている。なお、本例では、振動板８とエッジ９を夫々独立に形成するようにしているが、これに限らず、本発明では、振動板８とエッジ９を一体的に形成するようにしても構わない。

キャップ１０は、略ドーム状の形状をなし、ボイスコイルボビン５の上面を閉塞するように、当該ボイスコイルボビン５の外周壁に取り付けられている。これにより、粉塵や異物などがスピーカーユニット５０の内部へ侵入するのを防止する機能を有している。

フレーム１は、金属や樹脂などの各種の材料にて形成される。スピーカー装置１００の軽量化を図る場合には、フレーム１は樹脂材料にて形成するのが好ましい。フレーム１は、主として、磁気回路収容部１ａと、その磁気回路収容部１ａの外側に且つ上側に配置された外周部１ｃと、磁気回路収容部１ａと外周部１ｃを連結する複数のアーム部１ｂと、磁気回路収容部１ａの外周部付近に設けられた端子部１ｄとを有し、それらの各要素は一体的に形成されている。また、フレーム１において、磁気回路収容部１ａと外周部１ｃの間には開口１ｆが形成されている。

磁気回路収容部１ａは、略椀状の形状をなし、開口１ａａ、切り欠き部１ａｂ及び複数の固定部１ａｃを有している。開口１ａａの径は、ヨーク２の第２円筒部２ｅの外径と略同一になっている。開口１ａａは、図５においてスピーカー装置１００の中心軸Ｌ１方向を縦方向としたときに、磁気回路収容部１ａの縦方向の略中心に対応する位置に形成されている。各切り欠き部１ａｂは、磁気回路収容部１ａの外周壁の一部を除去することにより形成され、その外周壁付近に且つ適宜の間隔をおいて形成されている。各固定部１ａｃは、開口１ａａ付近に且つ切り欠き部１ａｂに対応する位置に形成されている。また、固定部１ａｃの各々は、その開口１ａａの周方向に沿って且つ適宜の間隔をおいて形成されている。

各アーム部１ｂの一端は、磁気回路収容部１ａの外周壁に取り付けられていると共に、各アーム部１ｂの他端側は、外周部１ｃの内周壁に取り付けられている。

外周部１ｃは、略環状の形状をなし、磁気回路収容部１ａ及び複数のアーム部１ｂの外側に設けられている。外周部１ｃには、エッジ９の外周部やクッション部材４０、４１等が取り付けられる。外周部１ｃは、スピーカー装置１００を、例えば車両ドアのインナーパネルなどの被取付部に取り付けるための取り付け部１ｃａ、１ｃｂを有している。

取り付け部１ｃａは、ボルトを挿入するための挿入口であり、外周部１ｃにおいて端子部１ｄと逆側の位置に設けられている。取り付け部１ｃｂは、爪状の形状をなし、外周部１ｃの下面側において取り付け部１ｃａと逆側の位置に且つ端子部１ｄ付近に複数設けられている。また、１つの取り付け部１ｃｂと、他の取り付け部１ｃｂとは一定の間隔をおいて外周部１ｃの下面側に設けられている。

外周部１ｃの上面、及び、外周部１ｃの下面の一部分には、クッション性を有し、棒状の形状を有するクッション部材４０が略円形形状に変形された状態で貼り付けられている。クッション部材４０としては、例えば、スポンジやウレタンなどの弾性を有する部材が好ましい。また、複数の取り付け部１ｃｂ側の外周部１ｃの下面の他の一部分には、クッション部材４０と同一の材料からなり且つ図示の形状を有するクッション部材４１が貼り付けられている。クッション部材４０及び４１の一方の面には、粘着性のあるシールが印刷、若しくは接着剤が塗布されている。

以上に述べたスピーカーユニット５０は、次のようにしてフレーム１に取り付けられている。図５において、振動系３０の要素であるボイスコイルボビン５及びキャップ１０が、磁気回路収容部１ａの開口１ａａに矢印Ｙ１方向から挿入され、そのボイスコイルボビン５の上端部及びキャップ１０が振動板８の放音側の面の上方に配置された状態で、ヨーク２の要素であるフランジ部２ｆが、磁気回路収容部１ａに設けられた複数の固定部１ａｃに固定されている。こうして、スピーカーユニット５０は、フレーム１の適切な位置に取り付けられ、スピーカー装置１００が構成されている。

以上の構成を有するスピーカー装置１００において、アンプ側から出力された信号や電力は、端子部１ｄ、及びボイスコイル６のリード線６ａ、６ｂを介して、ボイスコイル６へ入力される。これにより、磁気ギャップ１２内でボイスコイル６に駆動力が発生し、図５において振動板８等をスピーカー装置１００の中心軸Ｌ１方向に振動させる。こうして、スピーカー装置１００は、図５の矢印Ｙ１方向に音波を放射する。

（フレームの構造）
次に、図２、図４及び図６を参照して、本発明の特徴をなすフレーム１の構造について説明する。フレーム１の基本的な構成は上記した通りであるので、以下では、本発明と関係があるフレーム１の要素、即ちアーム部１ｂを中心に説明する。

フレーム１は、車両ドアのインナーパネルなどの被取付部に取り付けるための１つの取り付け部１ｃａ及び複数の取り付け部１ｃｂ、並びに、磁気回路収容部１ａと外周部１ｃとを連結する複数のアーム部１ｂを備えている。

複数のアーム部１ｂの各々は、図２及び図４に示されるように、一端が結合し、他端が開放した一端開放型の断面形状を有している。アーム部１ｂの断面形状を図６（ａ）に模式的に示す。図６（ａ）に示すように、アーム部１ｂは略Ｕ字型の断面形状を有している。図６（ａ）において、アーム部１ｂの下端７１は結合しており、下端７１は結合端となっている。また、アーム部１ｂの上端７２は開放しており、上端７２は開放端となっている。これに対し、アーム部１ｂの近傍を移動する空気の流れ８０を破線矢印により示している。アーム部１ｂの結合端７１側からの空気の流れ８０は、アーム部１ｂの外形に沿って流れる。アーム部１ｂの断面には、空気の流れ８０に対して垂直に位置する部分が無いため、空気の流れ８０に対する抵抗は小さく、空気はアーム部１ｂ近傍を円滑に流れる。

これに対し、図６（ｃ）示す断面形状がＨ型のアーム部９０は、空気の流れに対して垂直な平面を有するため、空気の流れ８０に対する抵抗が大きい。同様に、図６（ｄ）及び（ｅ）に示す断面形状がコの字型のアーム９１及び９２も、空気の流れに対して垂直な平面を有するため、空気の流れ８０に対する抵抗が大きい。

図６（ｂ）に本実施例の変形例によるアーム部１ｂ−１の断面形状を模式的に示す。変形例に係るアーム部１ｂ−１も、アーム部１ｂと同様に、結合端７３と開放端７４とを有する一端開放型の断面形状を有する。このアーム部１ｂ−１も空気の流れ８０に対して垂直に位置する部分が無いため、空気の流れに対する抵抗は小さく、空気はアーム部１ｂ−１の近傍を円滑に流れる。

このように、本実施例のアーム部は、結合端と開放端を有する一端開放型の断面形状、具体的にはＵ字型又はＶ字型の断面形状を有するため、結合端側から流れる空気に対する抵抗を小さくすることができる。

但し、図６（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、アーム部１ｂ及び１ｂ−１は、開放端７２、７４側からの空気の流れに対する抵抗は小さくない。そこで、本実施例では、開放端が相互に逆方向に向くようにアーム部１ｂをフレーム１に設けることにより、フレーム全体としての空気抵抗を均等化する。具体的には、図２及び図４に示すように、複数のアーム部１ｂのうち、アーム部１ｂｕはその開放端がスピーカー装置の正面側（放音側）に向かって開放する向きに形成されており、アーム部１ｂｄはその開放端がスピーカー装置の背面側に向かって開放する向きに形成されている。このように、開放端の方向が逆方向となるようにアーム部１ｂを形成することにより、スピーカー装置の背面側から正面側へ流れる空気８０ａ及び正面側から背面側へ流れる空気８０ｂに対するフレーム１の抵抗を均等化することができる。これにより、フレーム１近傍の空気の流れが不均一となり振動板の振動などに影響が及ぶことを防止することができる。

なお、両方向の空気の流れ８０ａ及び８０ｂに対するアーム部１ｂの抵抗をより正確に均等化するという観点では、開放端がスピーカー装置の正面側（放音側）に開放したアーム部１ｂｕと、開放端が背面側に開放したアーム部１ｂｄとの数を等しくすることが有効である。

本発明の実施例に係るスピーカー装置を放音側から見たときの、スピーカー装置の斜視図を示す。 本実施例に係るスピーカー装置を放音側と逆側から見たときの、スピーカー装置の斜視図を示す。 本実施例に係るスピーカー装置の正面図を示す。 本実施例に係るスピーカー装置の背面図を示す。 本実施例に係るスピーカー装置の片側断面図及び片側側面図を示す。 本発明の実施例及び他の例に係るアーム部の断面形状を模式的に示す。

符号の説明

１ フレーム
１ｂ、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７ アーム部
１ｃ 外周部
１ｃａ、１ｃｂ 取り付け部
２ ヨーク
３ マグネット
４ プレート
５ ボイスコイルボビン
６ ボイスコイル
７ ダンパー
８ 振動板
９ エッジ
２０ 磁気回路系
３０ 振動系
５０ スピーカーユニット
１００ スピーカー装置

Claims (4)

1. 磁気回路を収容する磁気回路収容部と、
   前記磁気回路収容部の外側に配置された略環状の外周部と、
   前記磁気回路収容部と前記外周部とを連結する複数のアーム部と、を備え、
   前記複数のアーム部の各々は、結合端と開放端を有する一端開放型で、かつ音放射方向に対して垂直な平面がない断面形状を有し、
   前記複数のアーム部は、前記開放端が音放射方向に向けて配置されたアーム部と、前記開放端が前記音放射方向と逆方向に向けられたアーム部とを含むことを特徴とするスピーカー装置用のフレーム。
2. 前記一端開放型の断面形状は、略Ｕ字型又はＶ字型の断面形状であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置用のフレーム。
3. 前記複数のアーム部のうち、前記開放端が前記音放射方向へ向けられたアーム部の数と、前記開放端が前記逆方向へ向けられたアームの数は略等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカー装置用のフレーム。
4. 請求項１乃至３いずれか一項に記載のスピーカー装置用のフレームを備えるスピーカー装置。

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