JP5035190B2

JP5035190B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP5035190B2
Application number: JP2008236076A
Authority: JP
Inventors: 一義梅村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: JP2010074226A

Description

本発明は、スピーカに関するものである。

近年、特許文献１に記載のスピーカのようにスピーカの出力を増大すべく振動板を上下に大きく振動させたとしても、歪みの発生することが少ない構成のスピーカが提案されている。

特許文献１に記載のスピーカの構成を以下に具体的に示す。

特許文献１に記載のスピーカでは、図３に示されるように磁気回路１０１に可動自在に配置されたボイスコイル体１０２に振動板１０３の内周端を接続し、振動板１０３の外周端を第１のエッジ１０４を介してフレーム１０５に接続し、さらに、この振動板１０３の裏面を、サスペンションホルダ１０６と第２のエッジ１０７を介してフレーム１０５に接続した構造としていた。

そして、これら第１のエッジ１０４と第２のエッジ１０７の突出形状を逆方向とし、振動板１０３の上下振幅を上下対称にすることで、振動板１０３を上下に大きく振動させた際に発生する歪みの量を低減させていた。
特開２００４−７３３２号公報

しかしながら、このような図３に示したスピーカに対してボイスコイル体１０２と振動板１０３がなす頂角Ａを大きくし、エッジ１０４とフレーム１０５との接続位置を下方に配置することによってスピーカの薄型化を図った場合、大きな問題が生じるのであった。

すなわち、薄型化のため頂角Ａを大きくするとボイスコイル体１０２から振動を受けた振動板１０３の形状剛性が小さくなるため、特に図３で示すようなスピーカにおいて、スピーカの出力を増大すべく振動板１０３を上下に大きく振動させた際に、振動板１０３とボイスコイル体１０２との接続部分が振動負荷に耐えきれず、この部分が破損してしまう恐れがあった。

そこで、本発明はこれらの課題を解決し、スピーカの薄型化を図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、前記フレームに支持された磁気回路体と、前記磁気回路体が形成する磁気ギャップに対して可動自在に配置されたボイスコイル体と、外周端部が前記フレームに接続され、内周端部が前記ボイスコイル体に接続された振動板と、前記振動板より前記磁気回路体側に設けられ、外周端部が前記フレームに接続され、内周端部が前記ボイスコイル体に接続されたサスペンションホルダとを備え、前記サスペンションホルダの内周周縁部は前記振動板と接合され、前記振動板は前記サスペンションホルダとの接合した部分において前記磁気回路体側に屈曲した第１の変曲点を有し、前記第１の変曲点の外側に第１の変曲点と逆方向に屈曲した第２の変曲点を有するスピーカとしたものである。

以上の構成とすれば、スピーカを薄型化させることができる。

これは、振動板に第１、第２の変曲点を設けたことによる。

すなわち、本発明を用いたスピーカでは、第１の変曲点において振動板を磁気回路体側に屈曲させることによって振動板を低背化し、スピーカ全体の薄型化を図っているのである。そして、第２の変曲点にて磁気回路体側に屈曲した振動板を再度音声出力方向に屈曲させている。

したがって、頂角を大きくせずとも振動板を低背化することが可能であり、振動板とボイスコイル体との接続部分に破損を生じさせることなくスピーカを薄型化できる。

また、振動板の内周部はサスペンションホルダと接合されているため、さらに剛性を向上させることができる。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態におけるスピーカの構成について図１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る。

すり鉢状のフレーム１の底部中央に配置された磁気回路体２は、円板状マグネット２ａ、円板状プレート２ｂ、円筒状のヨーク２ｃを組み合わせて接着することにより形成されている。また、ヨーク２ｃの側壁部分の内周側面とプレート２ｂの外周側面間において、磁気回路体２における上面側に向けて開口した磁気ギャップ３が形成されている。

ボイスコイル体４は、円筒状のボイスコイルボビン４ａとこのボイスコイルボビン４ａの外周面に巻き付けられたコイル４ｂとで構成されており、さらにコイル４ｂは前述の磁気ギャップ３に対して上下方向に可動自在に配置されている。このボイスコイル体４上方には、ボイスコイルボビン４ａの上部開口部を覆うように半球状のダストキャップ５を振動板６と接続させて配置しており、粉塵や水分等がボイスコイル体４の上部開口部を通って磁気ギャップ３に侵入することを防止している。

なお、図示はしていないが、コイル４ｂの金糸線が、ボイスコイル体４の上部から、フレーム１の外部へと引き出されており、スピーカを駆動させる際にはこの金糸線を介してボイスコイル体４へと交流電流を流す。

振動板６は音声出力時に上下方向に振動することでスピーカ外部へ音声を発生する部分であり、高い剛性と内部損失を両立したパルプを主な材料としたものである。

振動板６の内周端部は、ボイスコイル体４の外周面と接続されており、さらに外周端部は第１のエッジ７を介してフレーム１の上部内周面と接続されている。また振動板６はダストキャップ５の内側のボイスコイル体４近傍にて、磁気回路体２側、すなわち図１で示す下方側にＲ状に屈曲する第１の変曲点８を有している。このようにＲ状とするのは振動板６の上下振動時にこの第１の変曲点８にかかる応力を分散させ、振動板６が破損することを防ぐためである。また、図１に示すように、第１の変曲点８に応力負荷がかかり過ぎることを防ぐため、第１の変曲点８において振動板６の屈曲する角度を鈍角とすることが好ましい。

さらに振動板６は第１の変曲点８の外側、かつ、ダストキャップ５の内側に第２の変曲点９を有している。この第２の変曲点９において振動板６は音声出力方向、すなわち図１で示す上方側に屈曲している。第１の変曲点８と同様に、この第２の変曲点９においても振動板６はＲ状に屈曲しており、振動板６が破損することを防ぐ構成となっている。

サスペンションホルダ１０は振動板６より磁気回路体２側、すなわち図１において振動板６の下方側に設けられており、内周端はボイスコイル体４の外周面と接続され、外周端は第２のエッジ１１を介してフレーム１の下部内周面と接続されている。このサスペンションホルダ１０の内周周縁部の音声出力方向側の面は、振動板６の磁気回路体２側の面と接合しており、その接合部分は振動板６のボイスコイル体４との接触部分から第２の変曲点９近傍の位置にかけてである。ただし、第２の変曲点９の位置においてはサスペンションホルダ１０は振動板６と接触していない。すなわち、サスペンションホルダ１０は、振動板６の第１の変曲点８との接触部分においては振動板６と同じ角度で屈曲しているが、第２の変曲点９の位置においては振動板６のように音声出力方向側に屈曲はせず、緩いカーブを描いたまま第２のエッジ１１へと延びている。

また、第１のエッジ７と第２のエッジ１１の形状は、図１に示すように、互いに対称相似形状となっている。すなわち、第１のエッジ７が音声出力方向側に突出した断面半円形状となっていることに対し、第２のエッジ１１はその逆方向である磁気回路体２方向に突出した断面半円形状となっている。なお、これら第１のエッジ７及び第２のエッジ１１の柔軟性やリニアリティは略同等の値としている。

このように、第１のエッジ７と第２のエッジ１１の形状をそれぞれ逆方向に突出する形状とするとともに柔軟性やリニアリティを略同等の値としたことにより、第１のエッジ７と第２のエッジ１１とがボイスコイル体４から受ける上下方向への可動負荷が近似することになる。したがって、本実施形態のスピーカにおいては、振動板６の上下方向への振動に対称性を持たせることができ、その結果、スピーカの出力を増大すべく振動板６の振動を大きくしたとしても、再生される音声には振動の非対称性に起因する歪みが含まれることはほとんどない。

なお、これら第１のエッジ７と第２のエッジ１１は振動板６やサスペンションホルダ１０に可動負荷をできるだけ与えないようウレタン、発泡ゴム、ＳＢＲや布などの材料で形成されている。

次に、本実施の形態におけるスピーカの効果について説明する。

図３で示したような従来のスピーカに対してボイスコイル体１０２と振動板１０３がなす頂角Ａを大きくすることで薄型化を図ると、ボイスコイル体１０２と振動板１０３との接続部分の形状剛性が低下し、スピーカ駆動時にこの部分が破損する恐れがある。

特に、図３で示したような歪みを低減するスピーカは大出力の場合においても歪みが発生しにくいという性能を有するにも関わらず、頂角を大きくすることで薄型化を図った場合、振動板６とボイスコイル体４との接続部分の破損の恐れがあるため十分にその性能を発揮できないという問題があった。

一方、本実施の形態のスピーカでは、これらの課題を解決し、スピーカの薄型化が可能な構成となっている。

これは、本実施の形態のスピーカが第１の変曲点８及び第２の変曲点９を有していることによる。

すなわち、本実施の形態のスピーカでは第１の変曲点８において振動板６が磁気回路体２側に屈曲し、さらに第２の変曲点９において第１の変曲点８とは逆方向に屈曲した構成としたことにより、頂角を大きくすることなく、第１の変曲点８から第２の変曲点９までの高さＨ₁の分だけ振動板６の全高を低背化できる。この結果スピーカの薄型化が可能となっている。ここで、振動板６の全高とは振動板６の第２の変曲点９の位置から外周端部までの高さＨ₂のことである。なお、振動板６の内周端部が第２の変曲点９よりも下方に位置する場合は、振動板６の全高は振動板６の内周端部から外周端部までの高さとする。

さらには本実施の形態のスピーカでは、第１の変曲点８及び第２の変曲点９の角度や、第１の変曲点８から第２の変曲点９までの距離を調整して振動板６及びサスペンションホルダ１０を成形すれば、従来のスピーカに比べ、頂角を小さく、かつスピーカの厚さを薄くすることも可能である。例えば図１で示したスピーカの第１の変曲点８の角度を小さく（鋭角に近く）すれば、振動板６とボイスコイル体４とがなす頂角を小さくし、さらに薄型化も図ることができる。

この場合、頂角が小さいので、従来のスピーカに比べ振動板６とボイスコイル体４との接続部分の形状剛性が向上し、薄型化に加え、接続部分の破損の可能性を低減することも可能である。

また、本実施の形態のスピーカでは、振動板６とサスペンションホルダ１０とがボイスコイル体４付近において重ね合わさった２重構造となっており、この結果振動板６とボイスコイル体４との接続部分の形状剛性が高められている。また、第１の変曲点８においても振動板６とサスペンションホルダ１０とが重ね合わさっており、この部分の剛性が高められている。したがって、スピーカ再生時の応力負荷による第１の変曲点８部分の破損の可能性は低減される。

なお、本実施の形態のスピーカは、第１のエッジ７と第２のエッジ１１の突出方向を逆方向としているため、大出力にて再生したとしても、再生音に振動の非対称性に起因する歪みが含まれることはほとんどない構成となっている。

ここで、薄型化を図った従来のスピーカであれば上述したように、大出力にて音声を再生した場合、振動板６とボイスコイル体４との接続部分の破損の恐れがあった。

一方、本実施の形態のスピーカでは上述したように振動板６とボイスコイル体４との接続部分の形状剛性が十分に確保されているため、大出力にて再生したとしてもこの接続部分が破損する可能性は少ない。

したがって、本実施の形態のスピーカは、このような第１のエッジ７と第２のエッジ１１の突出方向を逆方向とした、歪みを低減させる構成のスピーカの性能を十分に発揮させることができる。

また、ツィーターやフルレンジタイプのスピーカに比べ、ウーハーは振動板の振幅が大きい。したがって、大きな振幅による応力負荷に起因する破損の可能性が低減された本実施の形態のスピーカは、ウーハーとして好適に採用され得る。

（実施の形態２）
以下、本実施の形態におけるスピーカの構成について図２を用いて説明する。図２は本発明のスピーカを示す断面図である。

本実施の形態と実施の形態１の違いは、振動板１２とサスペンションホルダ１３の厚みが部分的に厚くなっている点である。この点について詳しく説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同じ構成については図２において同じ番号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態の振動板１２は、図２に示すように実施の形態１と同様に第１の変曲点１４及び第２の変曲点１５を有しており、特に第２の変曲点１５において振動板１２の厚みを第１の変曲点１４の外側における振動板１２の厚みよりも厚い構成としている。

これは、振動時に、振動板１２は第１の変曲点１４及び第２の変曲点１５において最も応力を受けやすいからである。したがって、第２の変曲点１５を他の部分の厚みよりも厚くすることによって、過剰な応力負荷による振動板１２の破損の可能性を低減しているのである。

なお、本実施の形態では、このように第２の変曲点１５における振動板１２の厚みを、第２の変曲点１５の外側における振動板１２の厚みよりも厚い構成にしているのに対し、第１の変曲点１４における振動板１２の厚みは第２の変曲点１５の外側における振動板１２の厚みと同じ厚さの構成としている。

これは、第１の変曲点１４において振動板１２はサスペンションホルダ１３と重合されており、第２の変曲点１５の外側における振動板１２の厚みと同じ厚さではあっても、強度が高いものとなっているからである。

したがって、必要であるならば、第１の変曲点１４の厚みも、第２の変曲点１５の厚みと同様に、第２の変曲点１５の外側における振動板１２の厚みよりも厚い構成としてもよい。このような構成とすれば、第１の変曲点１４における振動板１２の強度を高めることができ、さらに振動板１２の破損の可能性を低減することができる。

また、本実施の形態では、振動板１２の第１の変曲点１４との接触部分におけるサスペンションホルダ１３の厚みを、この接触部分の外側におけるサスペンションホルダ１３の厚みよりも厚い構成としている。

これは、前述した振動板１２と同様、もっとも応力負荷を受けやすい屈曲部分の厚みを他の部分の厚みより厚くし、強度を高めているのである。したがって、この構成により本実施の形態のスピーカではサスペンションホルダ１３の破損の可能性を低減することができる。

したがって、本実施の形態におけるスピーカでは、振動板１２とサスペンションホルダ１３の破損の可能性をさらに低減することができる。この結果、第１のエッジ７と第２のエッジ１１の突出方向を逆方向とした、歪みを低減させる構成のスピーカの性能を十分に発揮させることができる。

なお、本実施の形態では振動板１２及びサスペンションホルダ１３をパルプにて形成している。このようにパルプを用いれば成形時に偏肉させることが可能であり、上記のように部分的に厚みを変えた構成とすることができる。なお、振動板１２及びサスペンションホルダ１３の材料はパルプに限定されることなく、ポリプロピレン系の樹脂のように偏肉させることが可能なものであれば他のものを用いてもよい。

本発明では、振動板に第１、第２の変曲点を設けることでボイスコイルと振動板がなす頂角を大きくすることなくスピーカを薄型化することができる。したがって、薄型化及び高出力化が求められる車載用のウーハー等に好適に採用し得る。

本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図本発明の実施の形態２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フレーム
２磁気回路体
２ａマグネット
２ｂプレート
２ｃヨーク
３磁気ギャップ
４ボイスコイル体
４ａボイスコイルボビン
４ｂコイル
５ダストキャップ
６振動板
７第１のエッジ
８第１の変曲点
９第２の変曲点
１０サスペンションホルダ
１１第２のエッジ
１２振動板
１３サスペンションホルダ
１４第１の変曲点
１５第２の変曲点

Claims

フレームと、
前記フレームに支持された磁気回路体と、
前記磁気回路体が形成する磁気ギャップに対して可動自在に配置されたボイスコイル体と、
外周端部が前記フレームに接続され、内周端部が前記ボイスコイル体に接続された振動板と、
前記振動板より前記磁気回路体側に設けられ、外周端部が前記フレームに接続され、内周端部が前記ボイスコイル体に接続されたサスペンションホルダとを備え、
前記サスペンションホルダの内周周縁部は前記振動板と接合され、前記振動板は前記サスペンションホルダとの接合した部分において前記磁気回路体側に屈曲した第１の変曲点を有し、前記第１の変曲点の外側に第１の変曲点と逆方向に屈曲した第２の変曲点を有するスピーカ。
前記第１の変曲点及び前記第２の変曲点のうち少なくとも１つの変曲点における前記振動板の厚みは、前記第２の変曲点の外側における前記振動板の厚みに比べ、厚い構成とした請求項１に記載のスピーカ。
前記振動板の前記第１の変曲点との接合部分における前記サスペンションホルダの厚みは、前記接合部分の外側における前記サスペンションホルダの厚みに比べ、厚い構成とした請求項１に記載のスピーカ。
前記振動板の外周端部は第１のエッジを介して前記フレームと接続され、
前記サスペンションホルダの外周端部は第２のエッジを介して前記フレームと接続され、
これら第１のエッジと第２のエッジの突出方向は互いに逆方向である請求項１〜３のいずれか１つに記載のスピーカ。