JP4735406B2

JP4735406B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP4735406B2
Application number: JP2006131332A
Authority: JP
Inventors: 修舟橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-05-10
Also published as: CN101341791A; CN101341791B; JP2007306202A

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第１、第２のダンパーと、これら第１、第２のダンパーの外周部をそれぞれ前記フレームに接続した第２、第３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３のエッジは、前記第２のエッジの突出方向とは反対方向の突出構造を有し、前記第１、第２のダンパーと前記第２、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、さらに前記第２のエッジの弾性率は前記第３のエッジの弾性率よりも小さく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外周側に接着固定されている。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１０ａ、１０ｂ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側において所定距離（ｋ）を介して接続され、外周端部分がダンパー１０ａ、１０ｂとは別体のエッジ１１ａ、１１ｂを介してフレーム５に接続されている。

なお、エッジ１１ａ、１１ｂのダンパー１０ａ、１０ｂとは反対側の間には、スペーサーＡが介在し、一体化され、この状態でフレーム５に固定されている。

なお、ダンパー１０ａ、１０ｂ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側に、また前記エッジ１１ｂはその反対側に突出する断面半円形状としている。

これらのエッジ１１ａ、１１ｂは、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。

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１１ａの弾性率が小さく（軟らかく）、エッジ１１ｂ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（例えばエッジ４とエッジ１１ａをウレタン樹脂で形成し、またエッジ１１ｂはゴムで形成している。）。

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１０ａ、１０ｂ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１０ａ、１０ｂは、本来、その内、外両端がボイスコイル体２とフレーム５とに接続され、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１０ａ、１０ｂ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１０ａ、１０ｂ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１０ａ、１０ｂとエッジ１１ａ、１１ｂと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１０ａ、１０ｂ・エッジ１１ａ、１１ｂの結合体との、三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、最も平面積の大きなエッジ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１０ａ、１０ｂおよびエッジ１１ａ、１１ｂで形成する二つの結合体の弾性率は、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１０ａ、１０ｂ・エッジ１１ａ、１１ｂの二つ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の上下動の歪みを抑制するためには、ダンパー１０ａ、１０ｂとエッジ１１ａ、１１ｂの二つ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１１ｂ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１１ｂ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１１ｂ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１１ａを設けることとした。

ダンパー１０ａ、１０ｂは良く知られている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の突出部と、この第１の突出部とは反対方向に突出する第２の突出部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１１ｂは下方に突出した状態としているので、エッジ１１ｂ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１１ａをこのエッジ１１ｂに対向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１１ａ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を断面略円形状態に対向させれば、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１１ａはエッジ１１ｂ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１１ａはエッジ１１ｂ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、１１ａ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１１ｂ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１１ｂ一つに対して、エッジ１１ａ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１１ａはエッジ１１ｂよりも弾性率を若干小さく（柔らかく）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、しかも平面形状の最も大きなエッジ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１０ａ、１０ｂ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１０ａ、１０ｂ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トータルの弾性率は、ダンパー１０ａ、１０ｂ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１０ａとエッジ１１ａ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１０ａとエッジ１１ａとの間、より具体的にはダンパー１０ａとエッジ１１ａとの接続領域における弾性率を、ダンパー１０ａおよびエッジ１１ａ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。また、ダンパー１０ｂとエッジ１１ｂも、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１０ｂとエッジ１１ｂとの間、より具体的にはダンパー１０ｂとエッジ１１ｂとの接続領域における弾性率を、ダンパー１０ｂおよびエッジ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ようにしている。

なお、上記ダンパー１０ａ、１０ｂとエッジ１１ａ、１１ｂとの接続領域の弾性率をダンパー１０ａ、１０ｂ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１０ａ、１０ｂ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１１ａ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１１ｂ、１１ｃを図３のごとく組み合わせれば、エッジ１１ｂ、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１１ｂ、１１ｃについてさらに詳述すると、エッジ１１ｃはエッジ１１ｂ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３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３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１１ｃはエッジ１１ｂ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図３の上方には下方へよりは移動しやすく、またエッジ１１ｂ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１１ｂ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１１ｂ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、しかも平面面積の最も大きなエッジ４を肉薄にし、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１１ｂ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４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１１ａ、１１ｄを図４のごとく組み合わせれば、エッジ１１ａ、１１ｄ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、１１ｄについてさらに詳述すると、エッジ１１ａ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４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４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１１ａ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、１１ａ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１１ａ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１１ａ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。

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、しかも平面積がもっとも大きなエッジ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３のエッジ１１ｃと図４のエッジ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１１ｃは、上述のごとく断面状態で、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１１ｃ、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１１ｃ、１１ｄを図５のごとく組み合わせれば、エッジ１１ｃ、１１ｄ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１１ｃ、１１ｄについてさらに詳述すると、エッジ１１ｃ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５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。

平面積の大きなエッジ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１１ｃ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、１１ｃ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１１ｄ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。

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
１０ａダンパー
１０ｂダンパー
１１ａエッジ
１１ｂエッジ
１１ｃエッジ
１１ｄ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第１、第２のダンパーと、これら第１、第２のダンパーの外周部をそれぞれ前記フレームに接続した第２、第３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３のエッジは、前記第２のエッジの突出方向とは反対方向の突出構造を有し、前記第１、第２のダンパーと前記第２、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、さらに前記第２のエッジの弾性率は前記第３のエッジの弾性率よりも小さくしたスピーカ。
第２のエッジを発泡樹脂で形成し、第３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２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２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。