JP4735299B2

JP4735299B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP4735299B2
Application number: JP2006028073A
Authority: JP
Inventors: 修舟橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-02-06
Also published as: CN101326854B; JP2007208877A; US20090080686A1; EP1892996A1; KR20080015121A; CN101326854A; WO2007091513A1; EP1892996A4; US7974434B2

Description

本発明は、スピーカに関するものである。

従来のスピーカは図６に示されるように、磁気回路１Ａに可動可能に配置されたボイスコイル体２Ａを振動板３Ａの内周端に接続し、振動板３Ａの外周端を、エッジ４Ａを介してフレーム５Ａに接続し、さらに、この振動板３Ａの裏面をサスペンションホルダ６Ａとエッジ７Ａを介してフレーム５Ａに接続した構造となっていた。またエッジ４Ａ、７Ａの突出形状を逆方向とすることによって振動板３Ａの上下振幅を上下対称にすることで、スピーカにおける歪みを低減させている。

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は、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−７３３２号公報

上記図６に示したスピーカは振動板３Ａをしっかりと支えるサスペンションホルダ６Ａを用いているので、重量が大きくなり、大出力を加える低音用としてはそれもあまり問題となることは少ないが、中高音用としては重量化により、駆動効率が低くなることが問題となる。

そこで、本発明は低歪みのスピーカにおいて、より駆動効率を高めることを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明は、フレームと、このフレームに支持された磁気回路と、この磁気回路に設けられた磁気ギャップに対して可動可能に配置されたボイスコイル体と、外周部が前記フレームに第１のエッジを介して接続され、内周部が前記ボイスコイル体に接続された振動板と、この振動板より前記磁気回路側に設けられ、内周部が前記ボイスコイル体に接続されたダンパーと、このダンパーの外周部を前記フレームに接続した第２のエッジとを備え、前記第２のエッジを、前記振動板側、またはその反対側に突出する構造にするとともに、この第２のエッジには、少なくともこの第２のエッジの突出方向とは反対方向の突出構造を有する第３のエッジを重合させ、ダンパーと第２のエッジと第３のエッジで形成する結合体の弾性率を、第１のエッジの弾性率よりも大きくし、さらに第３のエッジは第２のエッジよりも弾性率を小さく設定した構成としたものである。

この構成により、スピーカの歪みを抑制できるとともに軽量化により、駆動効率を向上させることが出来るのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。

図１は本発明のスピーカを示す断面図であり、すり鉢状のフレーム５の底部中央に配置された磁気回路１は、円板状マグネット１ａ、円板状プレート１ｂ、円筒状のヨーク１ｃを組み合わせて接着することにより形成され、ヨーク１ｃの側壁部分の内周側面とプレート１ｂの外周側面間により、磁気回路１における上面側に向けて開口した円筒状の磁気ギャップ８が形成されている。

また、ボイスコイル体２は、円筒状の本体２ａの外周部にコイル２ｂが巻き付けられた構造であり、磁気ギャップ８に対して上下方向に可動可能に配置され、これにより、ボイスコイル体２の上部外周部分に接続された薄皿状の振動板３を振動させる構造となっている。なお、ボイスコイル体２の上端部分には防塵対策としてのダストキャップ９が設けられている。

振動板３はスピーカの発音源となる部分であり、高い剛性と内部損失を両立したパルプおよび樹脂を主な材料としたもので、その外周端部分が上方に突出したエッジ４を介してフレーム５の開口端部分に接続され、また内周端部分がボイスコイル体２の本体２ａ外周側に固定されている。なお、エッジ４は振動板３に可動負荷を加えないよう発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴムや布などの材料で形成されている。

ダンパー１０は図１、図２に示すように、その内周端部分がボイスコイル体２の本体２ａ外周側の振動板３固定部よりも磁気回路１側に接続され、外周端部分がダンパー１０とは別体のエッジ１１ａを介してフレーム５に接続されている。

なお、このダンパー１０はリング状の波板構造となっており、ボイスコイル体２の可動に対応して伸縮する構造とするとともに、振動板３に設けられたエッジ４と同様に振動板３に大きな可動負荷を加えないよう発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴムや布などの材料で形成されている。前記エッジ１１ａは、前記振動板３側、またはその反対側に突出する構造にするが、本実施形態ではエッジ４が図１のごとく上方に突出した断面半円形状としているので、エッジ１１ａは、その反対側として振動板３とは反対側に突出する断面半円形状としている。

そしてこの状態において、このエッジ１１ａには、少なくともこのエッジ１１ａの突出方向とは反対方向の突出構造を有するエッジ１１ｂを重合させたものである。このエッジ１１ｂも振動板３に大きな可動負荷を加えないよう発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴムや布などの材料で形成されており、本実施形態ではエッジ１１ａが図１のごとく下方に突出した断面半円形状としているので、このエッジ１１ｂは、その反対側の上方に突出する断面半円形状としている。

なお、これらのエッジ４、１１ａ、１１ｂの弾性率を比較すると、エッジ４の弾性率が一番小さく（軟らかく）、次にエッジ１１ｂの弾性率が小さく（軟らかく）、エッジ１１ａが弾性率が一番大きい（硬い）状態としており、このようにした理由については後で詳述する。

さて、本実施形態のスピーカも、ボイスコイル体２のコイル２ｂに音声信号を印加すること、磁気ギャップ８の磁界と反応し、ボイスコイル体２が上下方向に可動し、この可動により振動板３が振動して音が発せられるものである。特に、ダンパー１０の外周端部分にエッジ１１ａ，１１ｂを設けたことによりスピーカの歪みが抑制され、さらにスピーカの駆動効率が高められたものとなっている。

ダンパー１０は、本来、その内、外両端がフレーム５とボイスコイル体２に接続され、ボイスコイル体２の可動時におけるローリングを抑制するものであり、ボイスコイル体２の可動に追従し易くするためリング状の波板構造とし、弾性をもたせている。

そしてこのようにリング状の波板構造としたことにより、振幅量が小さい時には、ボイスコイル体２の可動に大きな負荷となることは少ないが、ボイスコイル体２の振幅量が大きくなるにしたがって負荷が大きくなってしまう。

そこで、本実施形態では、ダンパー１０の外周部を、エッジ１１ａ，１１ｂを介してフレーム５に接続したものであり、この様にすればボイスコイル体２の可動幅が大きくなり、ダンパー１０が負荷となってきた時にエッジ１１ａ，１１ｂに応力が加わり、この応力に応じてエッジ１１ａ，１１ｂが、略断面円形状態から弾性変形することになる。

このため、この様にボイスコイル体２の振幅量が大きくなってきた時にもダンパー１０の存在によりその振幅が阻害されにくくなり、駆動効率の低下が抑制されることになる。

本実施形態においては、ボイスコイル体２を、エッジ４と、ダンパー１０・エッジ１１ａ，１１ｂの結合体との、二つの支持体によって上下方向に支持しているが、振動板３の駆動効率を高める為に、エッジ４はその厚さを薄くしてその重量を軽くし、これにより振動板３とエッジ４の重量を軽くし、振動板３の駆動効率を高める構造としている。

しかし、エッジ４を肉薄にするとボイスコイル体２の支持強度が低下するので、その分エッジ１１ａ，１１ｂはエッジ４よりも肉厚にし、これによりボイスコイル体２の支持強度が低下するのを防止している（この結果ダンパー１０およびエッジ１１ａ，１１ｂで形成する結合体の弾性率は、エッジ４の弾性率よりも大きく（硬く）なっている。）。

以上の構成により、ボイスコイル体２の支持は、ダンパー１０・エッジ１１ａ，１１ｂの結合体による支持が支配的となっているので、振動板３の上下動の歪を抑制するためには、ダンパー１０とエッジ１１ａ，１１ｂの結合体における上下負荷を、出来るだけ同じ状態にする必要性がある。

そこで、先ずはこの図２に示す実施形態におけるエッジ１１ａの形状について検討する。

この図２に示す実施形態におけるエッジ１１ａは、前記振動板３とは反対方向に突出する形状になっているので、図２における下方には変形しやすく、逆に上方、つまり振動板３方向には変形しにくくなっている。

そこで、エッジ１１ａにおける上記上下方向への変形のしやすさの差を吸収すべく、エッジ１１ｂを設けることとした。

ダンパー１０は良く知られたようにリング状の波板構造となっており、振動板３側に向けて突出する第１の突出部１０ａと、この第１の突出部１０ａとは反対方向に突出する第２の突出部１０ｂとをそれぞれ複数有する構造となっており、基本的には上下方向における負荷は略同じものに出来る。

しかしながら、エッジ１１ａは下方に突出した状態としているので、エッジ１１ａにおける上下負荷の差（下方に変形しやすい）を吸収すべく、エッジ１１ｂをこのエッジ１１ａに重合した状態で設けることとした。

この図２に示すごとく本実施形態におけるエッジ１１ｂは、前記振動板３方向に（つまり図の上方）突出する形状になっているので、図２における上方には変形しやすく、逆に下方には変形しにくくなっている。このため、これらのエッジ１１ａ，１１ｂを一体に断面円形状態に組み合わせれば、一体化されたエッジ１１ａ，１１ｂの上下負荷の大きさを略同じ状態にすることが出来る。

これらのエッジ１１ａ，１１ｂについてさらに詳述すると、エッジ１１ｂはエッジ１１ａよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。その理由は、振動板３の外周端部分をフレーム５に接続したエッジ４が本実施形態では図１のごとく上方に突出した形状になっているので、このエッジ４による負荷の差を考慮しなければならないからである。

エッジ４は上述のごとくその厚さを薄くし、その重量を軽くし、これにより振動板３とエッジ４の重量を軽くし、振動板３の駆動効率を高める構造としているので、上下動についての負荷の大きさはそれ程大きくないが、それでも図１において上方に突出しておれば、やはり上方には変形しやすく、逆に下方には変形しにくく、これが上下動負荷の差として若干ではあるが、出てしまう。

そこで本実施形態では、上述のごとくエッジ１１ｂはエッジ１１ａよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

つまり、図１、図２においてボイスコイル体２としては、エッジ４、１１ｂの形状による理由で各図の上方には下方へよりは移動しやすく、またエッジ１１ａの形状による理由で下方へは上方へよりは移動しやすくなっている。そのようなことからすると、エッジ１１ａ一つに対して、エッジ１１ｂとエッジ４をワンセットとして検討する必要があり、そのような理由から、上述のごとくエッジ１１ｂはエッジ１１ａよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。この結果、振動板３の上下振幅が上下略対称になって、スピーカにおける歪みを低減させることが出来、しかもエッジ４を軽量化しているので、中高音用としても、駆動効率の高いスピーカとなる。

なお、このようにダンパー１０を、エッジ１１ａ，１１ｂを介してフレーム５に接続する構成においては、先にも述べたようにボイスコイル体２の可動幅がある程度大きくなるまではリング状で波板構造のダンパー１０によりパワーリニアリティの直線性が確保でき、またボイスコイル体２の可動幅が所定以上となりその直線性が確保しにくくなった場合にエッジ１１ａ，１１ｂの弾性によりその直線性を補うものであることから、エッジ１１ａ，１１ｂ結合体の弾性率はダンパー１０の弾性率より大きく（硬く）設定することが望ましい。

また、ダンパー１０と、エッジ１１ａ，１１ｂの結合体とは、それぞれ異なる弾性率を有し、ボイスコイル体２の可動幅に応じて両者が独立して機能するように設定することが望ましく、ダンパー１０と、エッジ１１ａ，１１ｂとの間、より具体的にはダンパー１０と、エッジ１１ａ，１１ｂとの接続領域における弾性率を、ダンパー１０およびエッジ１１ａ，１１ｂの弾性率より大きく（硬く）設定することで両者の独立性を確保するものである。

なお、ダンパー１０とエッジ１１ａ，１１ｂとの接続領域の弾性率をダンパー１０およびエッジ１１ａ，１１ｂの弾性率より大きく（硬く）設定するためには、例えばエッジ１１ａ，１１ｂと、ダンパー１０とを接着する接着剤の種類をアクリル系などの硬質接着剤を用いたり、接続領域に補強材料を貼り付けたりする。

図３〜図５はそれぞれ他の実施形態を示しており、図１、図２のダンパー１０およびエッジ１１ａ，１１ｂの部分だけを変更したもので、他の部分は図１と同じ状態となっており、これら図３〜図５において、図１、図２と同じ部分には同じ番号を付して、説明を簡略化する。

先ず図３に示す実施形態のものは、図１、図２のエッジ１１ｂに代え、エッジ１１ｃを設けたものである。このエッジ１１ｃは、断面状態で、振動板３側の突出する突出形状を二つ、その反対方向への突出形状を一つ有する波形形状をしている。

また、このエッジ１１ｃも振動板３に大きな可動負荷を加えないよう発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴムや布などの材料で形成されている。

この図３に示すごとく本実施形態におけるエッジ１１ｃは、前記振動板３方向（つまり図の上方）に二つの突出形状、反対方向に一つの突出形状を有するので、図３における上方には変形しやすく、逆に下方には変形しにくくなっている。このため、これらのエッジ１１ａ，１１ｃを一体に図３のごとく組み合わせれば、一体化されたエッジ１１ａ，１１ｃの上下負荷の大きさを略同じ状態にすることが出来る。

これらのエッジ１１ａ，１１ｃについてさらに詳述すると、エッジ１１ｃはエッジ１１ａよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。その理由は、振動板３の外周端部分をフレーム５に接続したエッジ４が本実施形態でも図１のごとく上方に突出した形状になっているので、このエッジ４による負荷の差を考慮しなければならないからである。

そこで本実施形態では、上述のごとくエッジ１１ｃはエッジ１１ａよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

つまり、図３においてボイスコイル体２としては、エッジ４、１１ｃの形状による理由で各図の上方には下方へよりは移動しやすく、またエッジ１１ａの形状による理由で下方へは上方へよりは移動しやすくなっている。そのようなことからすると、エッジ１１ａ一つに対して、エッジ１１ｃとエッジ４をワンセットとして検討する必要があり、そのような理由から、上述のごとくエッジ１１ｃはエッジ１１ａよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

この結果、振動板３の上下振幅が上下略対称になって、スピーカにおける歪みを低減させることが出来、しかもエッジ４を軽量化しているので、中高音用としても、駆動効率の高いスピーカとなる。

次に図４に示す実施形態のものは、図１、図２のエッジ１１ａに代え、エッジ１１ｄを設けたものである。このエッジ１１ｄは、断面状態で、振動板３側の突出する突出形状を一つ、その反対方向への突出形状を二つ有する波形形状をしている。

また、このエッジ１１ｄも振動板３に大きな可動負荷を加えないよう発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴムや布などの材料で形成されている。

この図４に示すごとく本実施形態におけるエッジ１１ｄは、前記振動板３方向（つまり図の上方）に一つの突出形状、反対方向に二つの突出形状を有するので、図３における下方には変形しやすく、逆に上方には変形しにくくなっている。このため、これらのエッジ１１ｄ，１１ｂを一体に図４のごとく組み合わせれば、一体化されたエッジ１１ｄ，１１ｂの上下負荷の大きさを略同じ状態にすることが出来る。

これらのエッジ１１ｄ，１１ｂについてさらに詳述すると、エッジ１１ｂはエッジ１１ｄよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。その理由は、振動板３の外周端部分をフレーム５に接続したエッジ４が本実施形態でも図１のごとく上方に突出した形状になっているので、このエッジ４による負荷の差を考慮しなければならないからである。

そこで本実施形態では、上述のごとくエッジ１１ｂはエッジ１１ｄよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

つまり、図４においてボイスコイル体２としては、エッジ４、１１ｂの形状による理由で各図の上方には下方へよりは移動しやすく、またエッジ１１ｄの形状による理由で下方へは上方へよりは移動しやすくなっている。そのようなことからすると、エッジ１１ｄ一つに対して、エッジ１１ｂとエッジ４をワンセットとして検討する必要があり、そのような理由から、上述のごとくエッジ１１ｂはエッジ１１ｄよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

次に図５に示す実施形態のものは、図１、図２のエッジ１１ａ，１１ｂに代え、図４のエッジ１１ｄとエッジ１１ｅを設けたものである。このエッジ１１ｄは、断面状態で、振動板３側へ突出する突出形状を一つ、その反対方向への突出形状を二つ有する波形形状をしている。またエッジ１１ｅは、断面状態で、振動板３側へ突出する突出形状を二つ、その反対方向への突出形状を一つ有する波形形状をしている。

また、これらのエッジ１１ｄ，１１ｅも振動板３に大きな可動負荷を加えないよう発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴムや布などの材料で形成されている。

この図５に示すごとく本実施形態におけるエッジ１１ｄは、前記振動板３方向（つまり図の上方）に一つの突出形状、反対方向に二つの突出形状を有するので、図５における下方には変形しやすく、逆に上方には変形しにくくなっている。またエッジ１１ｅは、前記振動板３方向（つまり図の上方）に二つの突出形状、反対方向に一つの突出形状を有するので、図５における上方には変形しやすく、逆に下方には変形しにくくなっている。

このため、これらのエッジ１１ｄ，１１ｅを一体に図５のごとく組み合わせれば、一体化されたエッジ１１ｄ，１１ｅの上下負荷の大きさを略同じ状態にすることが出来る。

これらのエッジ１１ｄ，１１ｅについてさらに詳述すると、エッジ１１ｅはエッジ１１ｄよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。その理由は、振動板３の外周端部分をフレーム５に接続したエッジ４が本実施形態でも図１のごとく上方に突出した形状になっているので、このエッジ４による負荷の差を考慮しなければならないからである。

そこで本実施形態では、上述のごとくエッジ１１ｅはエッジ１１ｄよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

つまり、図５においてボイスコイル体２としては、エッジ４、１１ｅの形状による理由で図の上方には下方へよりは移動しやすく、またエッジ１１ｄの形状による理由で下方へは上方へよりは移動しやすくなっている。そのようなことからすると、エッジ１１ｄ一つに対して、エッジ１１ｅとエッジ４をワンセットとして検討する必要があり、そのような理由から、上述のごとくエッジ１１ｅはエッジ１１ｄよりも弾性率を若干小さく（軟らかく）している。

本発明は、スピーカにおいて、スピーカの歪みを低減させることができるとともに、駆動効率を改善することができ、特に中、高域用のスピーカに有用なものとなる。

本発明の一実施形態におけるスピーカの断面図同要部拡大断面図本発明の他の実施形態におけるスピーカの断面図本発明のさらに他の実施形態におけるスピーカの断面図本発明のさらにまた他の実施形態におけるスピーカの断面図従来のスピーカの断面図

符号の説明

１磁気回路
２ボイスコイル体
３振動板
４（第１の）エッジ
５フレーム
８磁気ギャップ
１０ダンパー
１１ａ（第２の）エッジ
１１ｂ（第３の）エッジ
１１ｃ（第３の）エッジ
１１ｄ（第２の）エッジ
１１ｅ（第３の）エッジ

Claims

フレームと、このフレームに支持された磁気回路と、この磁気回路に設けられた磁気ギャップに対して可動可能に配置されたボイスコイル体と、外周部が前記フレームに第１のエッジを介して接続され、内周部が前記ボイスコイル体に接続された振動板と、この振動板より前記磁気回路側に設けられ、内周部が前記ボイスコイル体に接続されたダンパーと、このダンパーの外周部を前記フレームに接続した第２のエッジとを備え、前記第２のエッジを、前記振動板側、またはその反対側に突出する構造にするとともに、この第２のエッジには、少なくともこの第２のエッジの突出方向とは反対方向の突出構造を有する第３のエッジを重合させたスピーカであって、前記ダンパーと前記第２のエッジと前記第３のエッジで形成する結合体の弾性率を、前記第１のエッジの弾性率よりも大きくし、前記第３のエッジは前記第２のエッジよりも弾性率を小さくしたスピーカ。
第３のエッジを発泡樹脂で形成し、第２のエッジはゴム材料により形成した請求項１に記載のスピーカ。
第１のエッジと第３のエッジをウレタン樹脂で形成するとともに、第１のエッジは第３のエッジよりも弾性率を小さくした請求項２に記載のスピーカ。