JP5120730B2 - Center cap for speaker and speaker unit with cap - Google Patents
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本発明は、振動板の中心に装着されるスピーカ用センターキャップと、センターキャップを備えたスピーカユニットに関する。 The present invention relates to a speaker center cap attached to the center of a diaphragm and a speaker unit including the center cap.
従来、ボイスコイルの先端に接合する振動板の中心にセンターキャップを装着したスピーカユニットが一般に広く知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a speaker unit in which a center cap is attached to the center of a diaphragm joined to the tip of a voice coil is generally widely known (for example, Patent Document 1).
上記のようなスピーカ用センターキャップは、ボイスコイルに連通するコーン型振動板の中心孔を覆うドーム状の部材であって、振動板を駆動する磁気回路内への塵埃の侵入を防止する役割を担うほか、振動板の一部として高音域の再生にも寄与している。 The speaker center cap as described above is a dome-shaped member that covers the center hole of the cone-shaped diaphragm communicating with the voice coil, and serves to prevent dust from entering the magnetic circuit that drives the diaphragm. In addition, it contributes to the reproduction of high frequencies as part of the diaphragm.
尚、振動板は、軽量で剛性が高く内部損失の大きいものが理想とされるが、その中心部に装着されるセンターキャップも振動板に連れて振動しスピーカの音響特性に影響を及ぼすため、振動板と同じく軽量で剛性が高く内部損失の大きいものであることが望まれる。 Ideally, the diaphragm should be lightweight, rigid and have high internal loss, but the center cap attached to the center of the diaphragm will also vibrate with the diaphragm and affect the acoustic characteristics of the speaker. As with the diaphragm, it is desired to be light, rigid and have high internal loss.
センターキャップが軽量であれば振動板の動きを阻害せず、駆動力に対して感度よく反応するため、再生音の音圧が向上するなどの効果が得られる。又、剛性(ヤング率)が高ければ、センターキャップが定形を維持して振動するので歪みの少ないクリアな音を再生することができ、しかも相関して音波の伝搬速度(ヤング率E/密度ρの平方根)が大きくなるので再生帯域を広げることができる。一方、内部損失は、外部からの振動エネルギーを吸収する減衰性能をあらわすもので、これが大きいものであれば、音質を劣化させる分割振動を吸収できるため残響を生じ難く、音質を向上させることができる。 If the center cap is light, the movement of the diaphragm is not hindered and it reacts with high sensitivity to the driving force, so that an effect such as improvement in sound pressure of reproduced sound can be obtained. If the rigidity (Young's modulus) is high, the center cap vibrates while maintaining a fixed shape, so that a clear sound with little distortion can be reproduced, and the propagation speed of sound waves (Young's modulus E / density ρ) is correlated. Since the square root of) increases, the reproduction band can be expanded. On the other hand, the internal loss represents a damping performance that absorbs vibration energy from the outside, and if this is large, it is difficult to generate reverberation because it can absorb divided vibration that degrades sound quality, and sound quality can be improved. .
しかしながら、これまでスピーカ用センターキャップの多くは、高音域を伸ばすことなどを目的として金属系材料から成形されていたため、高域特性は向上するものの、金属製のセンターキャップでは内部損失が小さいことに起因して、高音域での共鳴による耳障りな異音や残響を発生しやすいという問題がある。 However, since many of the center caps for speakers have been molded from metallic materials for the purpose of extending the high frequency range, the high frequency characteristics are improved, but the metal center cap has low internal loss. As a result, there is a problem that unpleasant noise and reverberation are likely to occur due to resonance in the high frequency range.
この点、特許文献1のように金属製センターキャップの裏面に紙製シートを貼り付けると、高音域での共鳴の発生を抑制することはできるが、高域限界周波数が低下して高域特性の劣化を招く。又、センターキャップには金属以外にも種々の素材が用いられるが、金属その他の均一素材からなるセンターキャップでは、上下左右の全方向で音波の伝搬速度が等しくなる(音波の伝搬速度に等方性を有する)ために音質の劣化要因となる定在波を発生しやすく、しかも高域での音の広がりに乏しく大きな音場空間を創成することが困難となる。 In this respect, when a paper sheet is attached to the back surface of the metal center cap as in Patent Document 1, the occurrence of resonance in the high sound range can be suppressed, but the high frequency limit frequency is lowered and the high frequency characteristic is reduced. Cause deterioration. In addition to metal, various materials are used for the center cap. However, in the center cap made of metal or other uniform material, the propagation speed of sound waves is equal in all directions (up, down, left, and right). Therefore, it is easy to generate a standing wave that causes deterioration in sound quality, and it is difficult to create a large sound field space due to poor sound spread at high frequencies.
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は高域での音質向上と指向特性の拡大を図ることのできるスピーカ用センターキャップとこれを備えたスピーカユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a speaker center cap capable of improving sound quality at a high frequency and expanding directivity and a speaker unit including the same. There is to do.
上記目的を達成するため、本発明に係るスピーカ用センターキャップ7は、第1の音波の伝搬速度及び第1の内部損失を有し、中心孔5aを有する振動板5の前記中心孔5aを覆うキャップ本体71と、前記第1の音波の伝搬速度よりも低い第2の音波の伝搬速度及び前記第1の内部損失よりも大きい第2の内部損失を有し、前記キャップ本体71の内周部から外周部に向けて放射状に広がるよう部分的に切り抜かれた切抜部72cを有して前記キャップ本体71の裏面に貼付された薄膜状部材72と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the
又、本発明に係るキャップ付スピーカユニットは、
コイルボビン3の外周に導電線を巻き付けたボイスコイル3と、前記ボイスコイル3に連通する中心孔5aを有する振動板5と、前記振動板5の中心に装着されるセンターキャップ7とを備え、前記センターキャップ7は、第1の音波の伝搬速度及び第1の内部損失を有し、前記中心孔5aを覆うキャップ本体71と、前記第1の音波の伝搬速度よりも低い第2の音波の伝搬速度及び前記第1の内部損失よりも大きい第2の内部損失を有し、前記キャップ本体71の内周部から外周部に向けて放射状に広がるよう部分的に切り抜かれた切抜部72cを有して前記キャップ本体71の裏面に貼付された薄膜状部材72と、を有することを特徴とする。
Moreover, the speaker unit with a cap according to the present invention is:
A
本発明に係るセンターキャップによれば、振動板の中心孔を覆うキャップ本体に、それよりも音波の伝搬速度が低く内部損失が大きい薄膜状部材を貼付してなることから、高音域を伸ばしてクリアな音を再生しながら高域での異音や残響の発生を抑制することが可能となる。 According to the center cap of the present invention, a thin film-like member having a lower propagation velocity of sound waves and a larger internal loss is attached to the cap body that covers the center hole of the diaphragm, so that the treble range is extended. It is possible to suppress the occurrence of abnormal sounds and reverberations in the high range while reproducing clear sounds.
加えて、薄膜状部材が、キャップ本体の内周部から外周部に向けて放射状に広がる切抜部を有していることから、高音域を広げて指向性を改善し、音場感を高めることができ、しかもキャップ全体として音波の伝播速度に異方性が生ずるために高音域での定在波による共鳴(カラーレーション)を抑制して音質を向上させることができる。 In addition, the thin film-like member has cutouts that radiate from the inner periphery to the outer periphery of the cap body, thus expanding the treble range to improve directivity and enhance the sense of sound field. In addition, since the anisotropy occurs in the propagation speed of the sound wave in the entire cap, it is possible to improve the sound quality by suppressing resonance (coloration) due to standing waves in the high sound range.
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。先ず、図1において、本発明に係るキャップ付スピーカユニットの一実施の形態を説明すれば、係るスピーカユニットは動電型(ダイナミック型)であって、高音から低音までの全帯域を出せるように作られるフルレンジ型のスピーカである。1はスピーカユニットのフレームであり、このフレーム1には磁気回路2(図示例において外磁型)が取り付けられている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1, an embodiment of a speaker unit with a cap according to the present invention will be described. The speaker unit is of an electrodynamic type (dynamic type), and can output the entire band from high to low. This is a full-range speaker. Reference numeral 1 denotes a frame of a speaker unit, and a magnetic circuit 2 (an outer magnet type in the illustrated example) is attached to the frame 1.
磁気回路2は、厚さ方向に着磁されているリング状のマグネット21と、マグネット21の一方の磁極に装着されているリング状のトッププレート22と、マグネット21の他方の磁極に装着されているバックプレート23と、バックプレート23の中心に設けられているポールピース24とにより構成されており、ポールピース24とトッププレート22との間にはマグネット21の磁束が作用する磁気ギャップGが形成されている。
The
トッププレート22、バックプレート23、及びポールピース24は、磁気ギャップGにマグネット21の磁束を集めるヨークとなるもので、その磁気ギャップGにはボイスコイル3が挿入される。尚、バックプレート23及びポールピース24を一体として成形することもある。
The
ボイスコイル3は、紙などからなる非導電性(アルミなどの非磁性体を用いる場合もある)のコイルボビン31の外周に、絶縁被膜を施した銅やアルミなどの導電線を巻き付けて巻線部32とした構成であり、その内周にはポールピース24の先端部が挿入され、外周の巻線部32にはトッププレート22の内周面が臨んでいる。そして、ボイスコイル3は、フレーム1にダンパ4を介して取り付けられ、そのダンパ4により前後方向(ボイスコイル3の中心を通る軸線の方向であって図1の上下方向)に移動可能に支持されており、その先端はコーン型の振動板5に接合している。
The
振動板5は、紙、木、ポリプロピレンやポリエステルといった合成樹脂、アルミその他の金属、又は化学繊維などから形成されるコーン型の輻射器で、ボイスコイル3に接合する内側中心部にはボイスコイル3に連通する円形の中心孔5aが形成されており、大径側の外周は振動板5の前後方向の動きを許容するエッジ6を介してフレーム1に支持されている。
The
又、振動板5の中心には、その中心孔5aを覆うセンターキャップ7が装着される。センターキャップ7は、振動板5の中心孔5aよりも大きいドーム型の部材で、その外周が接着剤にて振動板5に固定されると共に、このセンターキャップ7にもボイスコイル3の先端が接合されている。
A
そして、以上のように構成されるスピーカユニットによれば、磁気ギャップG内に発生する直流磁界の磁力線に直交するボイスコイル3(正確にはその巻線部32)に音声電流を流すと、周知のようにボイスコイル3が軸方向の起振力を得て振動し、その振動が振動板5を介して空気振動に変換されることにより音を再生することができる。尚、センターキャップ7は、磁気回路2内に塵埃が侵入するのを防ぐ防塵機能を有するが、センターキャップ7それ自体も振動板5に連れて振動するため音響特性に影響を及ぼすことになる。
According to the speaker unit configured as described above, it is well known that an audio current is passed through the voice coil 3 (more precisely, the winding portion 32) perpendicular to the magnetic field lines of the DC magnetic field generated in the magnetic gap G. As described above, the
ここに、一実施の形態のセンターキャップ7の構成について説明すると、係るセンターキャップ7は、図2から明らかなように振動板5に接着固定されるドーム型のキャップ本体71と、そのキャップ本体71に貼付される薄膜状部材72とにより構成される。
Here, the configuration of the
キャップ本体7は、音波の伝搬速度(以下、音速とする)が高く且つ内部損失の小さい金属、特にアルミニウムやマグネシウムなどの軽量金属から形成されるもので、その裏面(ボイスコイル3側の面)に上記の薄膜状部材72が貼付されている。
The
一方、薄膜状部材72は、キャップ本体71が有する音速よりも音速が低く、且つキャップ本体71が有する内部損失よりも内部損失の大きい部材から形成される厚さ10μ〜150μの薄片で、キャップ本体71の裏面に対して接着剤により固定される。逆に言えば、キャップ本体71には、薄膜状部材72よりも音速が高く、内部損失の小さい部材が選ばれる。尚、薄膜状部材72の厚さが10μ以下では成形や貼付が困難となり、150μ以上の厚さでは重量が増して能率が低下する。
On the other hand, the thin film-
又、音速(ヤング率E/密度ρの平方根)と内部損失(tanδ)は、音響性能を評価する指標となるもので、それらの数値は素材によって異なる。例えば、下表に示すように、
紙では音速が500〜2500m/s、内部損失が0.025〜0.055、木(カバの無垢材)では音速が5039m/s、内部損失が0.022、木(シナの無垢材)では音速が4896m/s、内部損失が0.019、木(ブナの無垢材)では音速が4736m/s、内部損失が0.025、ポリアミド樹脂では音速が3000m/s、内部損失が0.018、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)では音速が2740m/s、内部損失が0.017、ポリプロピレン樹脂では音速が1000m/s、内部損失が0.08、ポリプロピレン樹脂(炭素繊維20重量%含有)では音速が2150m/s、内部損失が0.048、アルミニウムでは音速が5114m/s、内部損失が0.002、マグネシウムでは音速が5068m/s、内部損失が0.005、銅では音速が3800m/s、内部損失が0.001、チタンでは音速が5145m/s、内部損失が0.003である。
Further, the sound velocity (Young's modulus E / square root of density ρ) and internal loss (tan δ) are indexes for evaluating acoustic performance, and these numerical values differ depending on the material. For example, as shown in the table below,
For paper, the speed of sound is 500-2500 m / s, and the internal loss is 0.025-0.055. For wood (solid birch), the speed of sound is 5039 m / s, internal loss is 0.022, for wood (solid wood). The speed of sound is 4896 m / s, the internal loss is 0.019, the speed of sound is 4736 m / s for wood (solid beech), the internal loss is 0.025, the speed of sound is 3000 m / s for polyamide resin, and the internal loss is 0.018. Polyphenylene sulfide resin (PPS) has a sound velocity of 2740 m / s and internal loss of 0.017, polypropylene resin has a sound velocity of 1000 m / s and an internal loss of 0.08, and polypropylene resin (containing 20% by weight of carbon fiber) has a sound velocity of 2150 m. / S, internal loss is 0.048, the speed of sound is 5114 m / s for aluminum, the internal loss is 0.002, and the speed of sound is 5068 m for magnesium. s, internal loss 0.005, copper in the sound velocity 3800 m / s, internal loss 0.001, the titanium sound speed is 5145m / s, internal loss 0.003.
又、図3及び図4から明らかなように、薄膜状部材72は、キャップ本体71よりも小さく、キャップ本体71の裏面全体を覆わない形状異方性の形態とされる。具体的には、キャップ本体71よりも小径の環状部72aと、環状部72aの内周縁よりその中心に向けて延びる複数の突片部72bとを有する。環状部72aは、キャップ本体71に対し同心状に固定され、突片部72bと共にキャップ本体71の振動を吸収して残響の発生を防止する働きをする。又、図3及び図4から明らかなように、薄膜状部材72には、円形部材を部分的に切り抜いた切抜部72cが形成される。この切抜部72cは、環状部72aの内側にあって各突片部72bの間に形成され、キャップ本体71の内周部から外周部に向けて放射状に広がっており、しかも環状部72aと同心の円弧部72dに連続して形成されている。そして、それら切抜部72cは、キャップ本体71による高音域成分の伝搬を阻害せず、その高音域成分が上下左右方向に放射するようキャップ本体71に音波伝搬の異方性を持たせる働きをする。
3 and 4, the thin film-
ここに、上記のような薄膜状部材72をもつセンターキャップ7によれば、音速に異方性が生ずるために高音域での定在波による共鳴(カラーレーション)を抑制して音質を向上させながら、切抜部72cの作用により高音域を広げて指向性を改善することができ、しかも薄膜状部材72の形態によって音響特性を容易に制御することができる。
Here, according to the
尚、一実施の形態のセンターキャップ7として、チタン製のキャップ本体71の裏面に、図3に示されるような形態のポリプロピレン製の薄膜状部材72(厚さ100μで切抜部72cを上下左右方向に配向)を貼付したものを振動板の中心に装着したスピーカユニットを駆動したところ、薄膜状部材72のない従来キャップが装着されたスピーカユニットに比べ、聴感上音質が明らかに向上し、指向性の改善(音場の拡大)も認められた。
In addition, as the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、薄膜状部材72は図3、図4のような形態に限らず、図5(a)〜(e)に示すような形態としてもよい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the thin film-
3 ボイスコイル
31 コイルボビン
32 巻線部
5 振動板
5a 中心孔
7 センターキャップ
71 キャップ本体
72 薄膜状部材
72c 切抜部
3
Claims (2)
前記第1の音波の伝搬速度よりも低い第2の音波の伝搬速度及び前記第1の内部損失よりも大きい第2の内部損失を有し、前記キャップ本体の内周部から外周部に向けて放射状に広がるよう部分的に切り抜かれた切抜部を有して前記キャップ本体の裏面に貼付された薄膜状部材と、
を備えることを特徴とするスピーカ用センターキャップ。 A cap body having a propagation speed of a first sound wave and a first internal loss, and covering the center hole of the diaphragm having the center hole;
The second sound wave has a propagation speed that is lower than the propagation speed of the first sound wave and a second internal loss that is greater than the first internal loss, and extends from the inner periphery to the outer periphery of the cap body. A thin film-like member attached to the back surface of the cap body having a cutout portion partially cut out so as to spread radially;
A speaker center cap.
前記ボイスコイルに連通する中心孔を有する振動板と、
前記振動板の中心に装着されるセンターキャップとを備え、
前記センターキャップは、
第1の音波の伝搬速度及び第1の内部損失を有し、前記中心孔を覆うキャップ本体と、
前記第1の音波の伝搬速度よりも低い第2の音波の伝搬速度及び前記第1の内部損失よりも大きい第2の内部損失を有し、前記キャップ本体の内周部から外周部に向けて放射状に広がるよう部分的に切り抜かれた切抜部を有して前記キャップ本体の裏面に貼付された薄膜状部材と、
を有することを特徴とするキャップ付スピーカユニット。 A voice coil in which a conductive wire is wound around the outer periphery of the coil bobbin;
A diaphragm having a central hole communicating with the voice coil;
A center cap mounted at the center of the diaphragm,
The center cap is
A cap body having a propagation velocity of a first sound wave and a first internal loss and covering the central hole;
The second sound wave has a propagation speed that is lower than the propagation speed of the first sound wave and a second internal loss that is greater than the first internal loss, and extends from the inner periphery to the outer periphery of the cap body. A thin film-like member attached to the back surface of the cap body having a cutout portion partially cut out so as to spread radially;
The speaker unit with a cap characterized by having.
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