JP5157616B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、小型のキャビネットで低音再生を実現するスピーカ装置に関するものである。

以下、従来のスピーカ装置について説明する。

図１０は従来のスピーカ装置の分解斜視図、図１１は同スピーカ装置の断面図、図１２は同スピーカ装置の磁気回路の斜視図である。

図１０〜図１２において、従来のスピーカ装置は、２個の棒状のマグネット２１を角型の上部プレート２２と角型の下部プレート２３とで挟持して磁気回路２４を構成している。この磁気回路２４は下部プレート２３に設けた棒状のポールピース部２３ａをはさんでマグネット２１が平行に挟持され、上部プレート２２の角型形状の磁気ギャップ窓２２ａ内にポールピース部２３ａが内在する。そのため、ポールピース部２３ａと上部プレート２２間に平行な２つの直線部では磁気ギャップ２５を有する。

この磁気回路２４にフレーム２６を結合し、このフレーム２６の外周部に振動板２７を結合している。そして、この振動板２７にボイスコイル２８を結合し、このボイスコイル２８の一部が磁気回路２４の磁気ギャップ２５内に配置している。このフレーム２６の外周部には振動板２７を覆うようにプロテクタ２９を結合している。

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２００４−２６６３３７号公報

上記構成では、２個の棒状マグネット２１を有し、その磁気ギャップ２５に直線部を有する外磁型の磁気回路の構成となっているので、スペースの有効利用で小型化を図れるとともに、複数のマグネット２１により大きな磁気エネルギーを得て高音圧化が図れる。

しかし、このスピーカ装置を例えば携帯電話等に搭載する場合は、スピーカ装置を非常に小型にする必要があり、特に、この際、フレーム２６で形成される空間が小さくなる。一般的に、空間が小さくなると低音再生が難しくなるので、小型かつ低音再生を同時に達成できないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するもので、小型かつ低音再生を同時に達成するスピーカ装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明は、特に、振動板と、前記振動板を取り付けたキャビネットと、前記キャビネットの内部空間に配置した活性炭と、前記キャビネットに結合されたヨークと、このヨークの中央部に結合された第１の棒状磁石と、前記第１の棒状磁石と平行に配置された第２の棒状磁石と、前記キャビネットの背面に設けられ、前記内部空間と前記キャビネットの外部との間をつなぐ背圧調整孔が設けられた構成を有する。前記内部空間には、振動空間を含み、振動板の長手方向の両端部は、前記第１と第２の棒状磁石の存在しない前記振動空間に配置されている。そして、前記活性炭が、前記キャビネットの内部空間の水蒸気を吸湿し、さらに前記背圧調整孔から前記キャビネットの内部空間へ流入する空気に含まれた水蒸気を吸収するように、前記内部空間には、前記活性炭の許容吸湿率は２０％とし、容積拡大効果は５ｃｃ／ｇ以上として決定された量の前記活性炭が、少なくとも配置される構成である。

上記構成により、キャビネットの内部空間に気体吸着部材を配置しているので、キャビネットの内部空間が、見かけ上、大きくなって低音再生が可能となる。一般に、キャビネットに配置された振動板が振動する際、この振動に伴って空気が振動するとともにキャビネットの内部空間に気圧がかかる。しかし、キャビネットの内部空間に気体吸着部材を配置することにより、一定の空気の分子が気体吸着部材に吸着されて気圧が緩和される。すなわち、キャビネットの内部空間が、見かけ上、大きくなったのと等しくなり、低音再生が可能となる。

また、キャビネットの内部空間の空気は温度上昇によって膨張するので、キャビネットの内部空間を密閉すると、振動板に大きな負荷が加わる。そのため、キャビネットの内部空間とキャビネットの外部とを繋ぎ、キャビネットの内部空間の圧力を調整する貫通孔を設けている。このため、キャビネットの外部の空気がキャビネットの内部空間に流入したり、キャビネットの内部空間の空気がキャビネットの外部に流出したりする。このとき、キャビネットの外部から流入する空気は、一定の水蒸気を含み湿度を有するので、キャビネットの内部空間に配置した活性炭がこれを吸湿し、性能を劣化させることがある。しかし、上記構成により、キャビネットの外部から流入する空気に起因する性能劣化を抑制できる。

以下、本発明の一実施の形態のスピーカ装置について図面を参照しながら説明する。

図１は、本スピーカ装置を搭載した携帯電話の斜視図である。図１において、１は電話機本体で、この電話機本体１にはディスプレイ本体２が開閉自在に結合されている。この図１における正面側から見ると一般的な携帯電話と同じように電話機本体１には操作ボタン（図示せず）が設けられ、またディスプレイ本体２には液晶ディスプレイ（図示せず）が設けられている。また、電話機本体１の背面側にはスピーカ装置３が内蔵され、電話機本体１の外側面に設けた放音孔４から放音される。

スピーカ装置３は図２に示すように非磁性体からなるキャビネット５と蓋部６の前面の両端に放音孔７を有しており、キャビネット５と蓋部６で形成される振動空間に連通している。また、スピーカ装置３は蓋部６の上面の背面側近傍に端子板が設けられており、この端子板にボイスコイルの始終端が半田付けされる接合部８ａと、外部のアンプからの信号が入力される端子部８ｂを形成している。

スピーカ装置３は図３〜図５に示すように、コの字状のヨーク１０の中央に、このヨーク１０の肩部１０ａに平行となるように第１の棒状磁石１１が接合され、この第１の棒状磁石１１の上面に磁性体からなる下部プレート１２が接合されている。このように第１の棒状磁石１１および下部プレート１２が組み付けられたヨーク１０は有底状の矩形のキャビネット５の中央部に収容されて上記ヨーク１０の下面側および第１の棒状磁石１１の長手方向の両端部に振動空間が確保されている。

キャビネット５の底面において、ヨーク１０には気体吸着部材として粒状または繊維状の活性炭１７を配置している。この活性炭１７は、気体の吸着作用とともに吸湿作用がある。キャビネット５の内部空間を無吸湿状態として、スピーカ装置３が適正に機能する活性炭１７の量を基準量とした場合、活性炭１７の量は、この無吸湿時における活性炭１７の基準量に、使用時における吸湿量を少なくとも加えた量としている。これは、キャビネット５の背面には背圧調整用の貫通孔１８が形成されており、この貫通孔１８を介して、キャビネット５の外部の空気がキャビネット５の内部空間に流入し、活性炭１７が吸湿するために、これを考慮した量としている。

ここで、ヨーク１０はキャビネット５内に設けた溝部５ａ内に結合され、その肩部１０ａの上面がキャビネット５内に設けた段部５ｂの上面と同じ平面とされ、後述する振動板１３の接合しろとして利用されるようになっている。

スピーカ装置３は振動板１３に長円形状のボイスコイル１４が接合され、その外周の支持部１３ａがキャビネット５側の接合しろに接着剤により結合されている。これによって、振動板１３がキャビネット５に取り付けられる。

第１の棒状磁石１１の前後には当該第１の棒状磁石１１と平行となるように第２の棒状磁石１５が配置されており、第１の棒状磁石１１との間に所定の磁気ギャップを形成している。ここで、第２の棒状磁石１５は図３に示すように第１の棒状磁石１１の斜め上方に配置されている。

上記キャビネット５と組み合わされる蓋部６は端子板をインサート成形したコの字の枠形の蓋本体６ａと、この蓋本体６ａの上部窓を塞ぐ非磁性体の上蓋６ｂと、上記蓋本体６ａの前面窓中央を塞ぐ前蓋６ｃから構成されており、その前蓋６ｃの両端部に放音孔７を形成するための窓部を有する。この蓋部６の内部には第１、第２の棒状磁石１１，１５と平行な関係で２枚の板状のヨーク１６が接合されており、そのヨーク１６の内面に第２の棒状磁石１５がそれぞれ接合されている。

このスピーカ装置３は、まず、第１の棒状磁石１１および上部プレート１２が組み付けられたヨーク１０をキャビネット５に組み付け、ヨーク１０の外側に活性炭１７を配置する。次に、ボイスコイル１４を組み付けた振動板１３をキャビネット５側に組み付ける。そして、第２の棒状磁石１５を組み付けた蓋部６をキャビネット５に組み付けて組み立てられる。

この組み立てにより、振動板１３は第１の棒状磁石１１の上面方向の空間に配置され、かつ第２の棒状磁石１５の下面方向の空間に配置される。また、振動板１３の長手方向の両端部分が第１、第２の棒状磁石１１，１５の存在しない比較的大きい振動空間に配置され、振動板１３の背面と対向するように活性炭１７が配置される。

一方、ヨーク１０の肩部１０ａに振動板１３の支持部１３ａを介して蓋部６側のヨーク１６の長手方向上面が近接して対向し、第１、第２の棒状磁石１１，１５を磁気的に結合している。

このように矩形のキャビネット５と蓋部６にスピーカ装置３を構成することにより、スペースファクターの向上、小型、薄型で音圧レベルの向上に有利な構成としている。

上記構成により、キャビネット５の内部空間に気体吸着部材として活性炭１７を配置しているので、キャビネット５の内部空間が、見かけ上、大きくなって低音再生が可能となる。一般に、キャビネット５に配置された振動板１３が振動する際、この振動に伴って空気が振動するとともにキャビネット５の内部空間に気圧がかかる。しかし、キャビネット５の内部空間に気体吸着部材を配置することにより、一定の空気が気体吸着部材に吸着され、気圧が緩和される。すなわち、キャビネット５の内部空間が、見かけ上、大きくなったのと等しくなり、低音再生が可能となる。

図６は活性炭と音響周波数特性の関係を示す周波数特性図である。図６に示すように、活性炭を配置することによって、音響特性の周波数ピークが低周波数側に推移（１３００Ｈｚが９５０Ｈｚに推移）するので、より低音再生が可能となる。

また、キャビネット５の内部空間の空気は温度上昇によって膨張するので、キャビネット５の内部空間を密閉すると、振動板１３に大きな負荷が加わる。そのため、キャビネット５の内部空間とキャビネット５の外部とを繋ぎ、キャビネット５の内部空間の圧力を調整する背圧調整用の貫通孔１８を設けている。このため、キャビネット５の外部の空気がキャビネット５の内部空間に流入したり、キャビネット５の内部空間の空気がキャビネット５の外部に流出したりする。このとき、キャビネット５の外部から流入する空気は一定の水蒸気を含み湿度を有するので、キャビネット５の内部空間に配置した気体吸着部材がこれを吸湿し、性能を劣化させることがある。しかし、上記構成により、気体吸着部材の量は、無吸湿時における基準量に、使用時における吸湿量を少なくとも加えた量としているので、使用時に、キャビネット５の外部から流入する空気に起因して気体吸着部材が吸湿したとしても、性能劣化を抑制できる。

図７は活性炭の容積拡大効果と音響周波数特性の関係を示す特性図、図８は所定の規格値に対する活性炭の容積拡大効果の関係を示す特性図、図９は活性炭の容積拡大効果と活性炭の吸湿率の関係を示す特性図である。

図７は、キャビネットの容積が１．３、１．４、１．５、１．６、１．７Ｌの５つの容積別に、活性炭使用量が５０ｇの場合における特性を示しており、図８によれば、規格値を７１Ｈｚとし、±２Ｈｚをターゲットにした場合、活性炭５０ｇに対して、容積拡大効果は、０．２５Ｌ（２５０ｃｃ）以上は必要となり、（５ｃｃ／ｇ）は必要となることを示している。この場合、スピーカ装置３として、適正な機能を生じるには、図９に示すように、吸湿率２０％までは許容され、１０ｇの吸湿量が許容範囲とされる。すなわち、適切な低音再生が可能な無吸湿時の活性炭１７の量を基準量とした場合、使用時における吸湿量を基準量に少なくとも加えた量を、キャビネット５の内部空間に配置する活性炭１７の量とすればよい。

本発明に係るスピーカ装置は、小型かつ低音再生を同時に達成することができ、携帯電話等の携帯機器に適用可能である。

本発明の一実施の形態におけるスピーカ装置を適用した携帯電話の斜視図 同スピーカ装置の斜視図 同スピーカ装置を短手方向で切断した断面図 同スピーカ装置を長手方向で切断した断面図 同スピーカ装置の分解斜視図 活性炭と音響周波数特性の関係を示す周波数特性図 活性炭の容積拡大効果と音響周波数特性の関係を示す特性図 所定の規格値に対する活性炭の容積拡大効果の関係を示す特性図 活性炭の容積拡大効果と活性炭の吸湿率の関係を示す特性図 従来のスピーカ装置の分解斜視図 同スピーカ装置の断面図 同スピーカ装置の磁気回路の斜視図

符号の説明

１ 電話機本体
２ ディスプレイ本体
３ スピーカ
４ 放音孔
５ キャビネット
５ａ 溝部
５ｂ 段部
６ 蓋部
６ａ 蓋本体
６ｂ 上蓋
６ｃ 前蓋
７ 放音孔
８ａ 接合部
８ｂ 端子部
１０ ヨーク
１０ａ 肩部
１１ 第１の棒状磁石
１２ 下部プレート
１３ 振動板
１３ａ 支持部
１４ ボイスコイル
１５ 第２の棒磁石
１６ ヨーク
１７ 活性炭
１８ 貫通孔

Claims (3)

1. 振動板と、
   前記振動板を取り付けたキャビネットと、
   前記キャビネットの内部空間に配置した活性炭と、
   前記キャビネットに結合されたヨークと、
   このヨークの中央部に結合された第１の棒状磁石と、
   前記第１の棒状磁石と平行に配置された第２の棒状磁石と、
   前記キャビネットの背面に設けられ、前記内部空間と前記キャビネットの外部との間をつなぐ背圧調整孔とが設けられ、
   前記内部空間には振動空間を含み、
   少なくとも前記振動板の長手方向の両端部は、前記第１と第２の棒状磁石の存在しない前記振動空間に配置され、
   前記活性炭は、前記キャビネットの内部空間の水蒸気を吸湿し、さらに前記背圧調整孔から前記キャビネットの内部空間へ流入する空気に含まれた水蒸気を吸収し、
   前記内部空間には、前記活性炭の許容吸湿率は２０％とし、容積拡大効果は５ｃｃ／ｇ以上として決定された量の前記活性炭が、少なくとも配置されるスピーカ装置。
2. 前記振動板の背面と対向するように前記活性炭を配置した請求項１記載のスピーカ装置。
3. 前記活性炭は粒状活性炭または繊維状活性炭とした請求項１記載のスピーカ装置。

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