JPWO2008059597A1 - スピーカ - Google Patents
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Abstract
ドライブコーンと振動板とフレームとの間の空間が密閉されたスピーカであって、特に大音量での音質の変化とエッジの破断を防止できるスピーカを提供する。スピーカ1はフレーム4と磁気回路部2と振動部3を備えている。磁気回路部2はフレーム4に取り付けられている。振動部3はフレーム4内に収容されかつ磁気回路部2によって振動されるドライブコーン14及び振動板15を備えている。ドライブコーン14と振動板15とフレーム4との間の空間は密閉されている。ドライブコーン14の外縁にはエッジ17が取り付けられている。エッジ17は断面円弧状でかつ互いに同軸に配置された二つのロール部47を一体に備えている。
Description
本発明は、例えば、音声電流が供給されることで振動板を振動させて音を発生するスピーカに関する。
例えば、移動体としての自動車には、従来から種々のスピーカ(例えば、特許文献1参照)が搭載されている。特許文献1に示されたスピーカは、有底筒状のフレームと、前記フレーム内に収容された振動部と、前記フレームに取り付けられかつ前記振動部を振動させて音を生じさせる磁気回路部を備えている。
スピーカのフレームは、自動車のドア等に取り付けることを考慮し、略円筒状に形成されている。スピーカを取り付けるドア等には、所定の開口を有する取り付け部が設けられており、当該開口の径を自由に変更することは困難である。また前記フレームには、前記取り付け部と前記フレームとを取り付けるための受け部が形成されている。前記受け部の内周部の径は前記取り付け部の外径とほぼ同じに設定されている。
ところで、例えばフレームの側面に外側に向かって突起した凸部が形成され、且つ当該突起部の外径が前記受け部の内周部の径よりも大きい場合には、前記の取り付け部へスピーカを挿入した際、前記取り付け部と前記凸部が接触してしまい、スピーカの取り付けができなくなる。以上の理由から、スピーカのフレームはその外径が受け部の内周部から底部にかけて小さくなるように形成された、略円筒状に形成されている。
スピーカのフレームは、自動車のドア等に取り付けることを考慮し、略円筒状に形成されている。スピーカを取り付けるドア等には、所定の開口を有する取り付け部が設けられており、当該開口の径を自由に変更することは困難である。また前記フレームには、前記取り付け部と前記フレームとを取り付けるための受け部が形成されている。前記受け部の内周部の径は前記取り付け部の外径とほぼ同じに設定されている。
ところで、例えばフレームの側面に外側に向かって突起した凸部が形成され、且つ当該突起部の外径が前記受け部の内周部の径よりも大きい場合には、前記の取り付け部へスピーカを挿入した際、前記取り付け部と前記凸部が接触してしまい、スピーカの取り付けができなくなる。以上の理由から、スピーカのフレームはその外径が受け部の内周部から底部にかけて小さくなるように形成された、略円筒状に形成されている。
振動部は、フレーム内に収容されている。振動部は、音声電流が供給されるボイスコイルと、このボイスコイルに取り付けられたドライブコーンと、振動板と、二つのエッジとを備えている。これらドライブコーン及び振動板は、互いの中心軸がほぼ同じ(以下、同軸と呼称)に配置されかつドライブコーンに対し音響放射側に配置された振動板は、その外径が大きく形成されている。
振動板とドライブコーンの外径をほぼ同一にすべく、フレームの側面に外側へ突起した凸部を形成し、ドライブコーンの外周部を当該凸部へ取り付けることも考えられる。しかし、前述したように、前記の取り付け部に前記凸部が接触する問題があるので、振動板の外径はドライブコーンのそれよりも大きく形成されている。
振動板とドライブコーンの外径をほぼ同一にすべく、フレームの側面に外側へ突起した凸部を形成し、ドライブコーンの外周部を当該凸部へ取り付けることも考えられる。しかし、前述したように、前記の取り付け部に前記凸部が接触する問題があるので、振動板の外径はドライブコーンのそれよりも大きく形成されている。
二つのエッジは、それぞれ、樹脂材料で構成され、かつ断面形状が円環状に形成されている。これら二つのエッジのうち一方が前記振動板の外縁部とフレームとに亘って取り付けられ、他方が前記ドライブコーンの外縁部とフレームとにわたって取り付けられている。エッジは、それぞれ、ボイスコイルが振動する方向に、ドライブコーン及び振動板が変位することを可能としている。
また、一方のエッジの断面形状が、音響放射方向に向かって凸の円弧状に形成され、他方のエッジの断面形状が、前記音響放射方向とは逆向きに凸の円弧状に形成されている。また、振動板の外径がドライブコーンの外径よりも大きく形成されているので、一方のエッジの内外径が他方のエッジの内外径よりも大きく形成されている。
磁気回路部は、永久磁石を備え、その磁気ギャップ内にボイスコイルを配置している。
前述した構成のスピーカは、ボイスコイルに音声電流が供給されることで、該ボイスコイルに電磁気力(ローレンツ力)が作用することで、前記振動板を振動させて、前述した音声電流に応じた音を音響放射方向へ発生させる。
また、前述したスピーカは、ドライブコーンと振動板と二つのエッジとフレームとの間の空間を密閉することで、再生音質の向上と長寿命化を図った所謂エアサスペンションスピーカとなっている。
特開2005−191746号公報
前述した特許文献1に示されたスピーカは、ボイスコイルに音声電流が供給されると、ボイスコイルの振動をドライブコーンが振動板に伝えることで振動板が振動して音を発生する。このとき、前述したようにドライブコーンと振動板との外径が異なり、二つのエッジ同士が互いに内外径が異なるので、振動板が振動する際に、特にドライブコーンに取り付けた他方のエッジが振動板に取り付けた一方のエッジよりも先に伸びきってしまうことがあり、特に大音量で音を再生した時にはその音質が変化することがあった。
また、他方のエッジは、伸びきってしまうと放射状にしわが形成され、振動板の振動を繰り返すと、このしわから亀裂等が生じ破断してしまうことがあった。
本発明は、このような問題点等に対処するために提案されたものである。本発明の目的は、例えば、ドライブコーンと振動板とフレームとの間の空間が密閉されたスピーカであって、特に大音量での音質の変化とエッジの破断を防止できるスピーカを提供すること等にある。
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のスピーカは、フレームと、前記フレームに取り付けられる磁気回路部と、振動板と、音声電流が供給されるボイスコイルと、前記振動板に前記ボイスコイルの振動を伝えるドライブコーンと、を備え、前記フレームと前記振動板と前記ドライブコーンで囲まれた空間が密閉され、前記ドライブコーンと接合するエッジは、断面円弧状に形成されているとともに、径方向に並べられた複数のロール部を備えることを特徴としている。
1 スピーカ
2 磁気回路部
3 振動部
4 フレーム
12 ボイスコイル
14 ドライブコーン
15 振動板
17 エッジ(ドライブコーンと接合するエッジ)
18 エッジ(振動板と接合するエッジ)
47 ロール部
49 ロール部
K 空間
2 磁気回路部
3 振動部
4 フレーム
12 ボイスコイル
14 ドライブコーン
15 振動板
17 エッジ(ドライブコーンと接合するエッジ)
18 エッジ(振動板と接合するエッジ)
47 ロール部
49 ロール部
K 空間
以下、本発明の一実施形態を説明する。本発明の一実施形態にかかるスピーカは、ドライブコーンと振動板のうちのドライブコーンに取り付けられたエッジを互いに同軸でかつ径方向に並べられた複数のロール部で構成することで、当該エッジの長さ(有効長)を大きくしている。こうすることで、スピーカは、前述したエッジが伸びきることを防止して、特に大音量での音質の変化と振動を繰り返した時のエッジの破断を防止できるようにしている。
また、蛇腹構造を有するダンパ(コルゲーションダンパ)は、ボイスコイル、ボイスコイルボビンや振動板等の振動部の横揺れ(ボイスコイルの中心軸に対し垂直な方向への動き)を防止すべく、ボイスコイルの中心軸に対し垂直な方向に変形等し、当該横揺れを防止しているが、ドライブコーン及び振動板には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となるローリング現象に見られる特異なる振動やボイスコイルボビンがプレートや磁石に接触するなどして発生するような擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音の再生を実現することができる。
また、蛇腹構造を有するダンパ(コルゲーションダンパ)は、ボイスコイル、ボイスコイルボビンや振動板等の振動部の横揺れ(ボイスコイルの中心軸に対し垂直な方向への動き)を防止すべく、ボイスコイルの中心軸に対し垂直な方向に変形等し、当該横揺れを防止しているが、ドライブコーン及び振動板には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となるローリング現象に見られる特異なる振動やボイスコイルボビンがプレートや磁石に接触するなどして発生するような擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音の再生を実現することができる。
振動板と接合するエッジが1つのロール部を備えても良い。この場合、振動板と接合するエッジの長さ(有効長)が必要以上に大きくなることを防止でき、該エッジの長さとドライブコーンに取り付けられたエッジの長さとの差を抑制できる。
さらに、ドライブコーンに取り付けられたエッジがロール部を二つ備えても良い。この場合、エッジ全体の幅(エッジの内縁部から外縁までの距離)が小さくても、該エッジの長さを確実に大きくすることができる。
また、エッジの内縁部を振動板の外縁部と接合し、外縁部をフレームに取り付けても良い。この場合、エッジが、振動板を確実に振動自在に支持することができる。
さらに、ドライブコーンに取り付けられたエッジがロール部を二つ備えても良い。この場合、エッジ全体の幅(エッジの内縁部から外縁までの距離)が小さくても、該エッジの長さを確実に大きくすることができる。
また、エッジの内縁部を振動板の外縁部と接合し、外縁部をフレームに取り付けても良い。この場合、エッジが、振動板を確実に振動自在に支持することができる。
さらに、外側の(フレームの近くに配置された)ロール部の断面の曲率半径を内側の(ボイスコイルボビンの近くに配置された)ロール部の断面の曲率半径よりも小さくしても良い。この場合、外側のロール部の剛性が内側のロール部の剛性よりも大きくなるので、特に振動板の振幅が大きい時即ち大音量の音を再生する際に、外側のロール部の変形が抑えられて、当該外側のロール部即ち外側のエッジには前述のような放射状のしわ等の変形を防止できる。したがって、特に、大音量の音を再生する際に、当該外側のロール部即ち外側のエッジが放射状のしわ等の変形が原因で生じる異音が発生することを防止できる。
また、ドライブコーンと振動板とフレームとの間を密閉した空間としても良い。この場合、空間内の気体がドライブコーンの振動を減衰させるので、従来のスピーカに用いられてきたダンパを設ける必要が生じない。したがって、スピーカの構成の簡素化を図ることができる。
また、ドライブコーンと振動板とフレームとの間を密閉した空間としても良い。この場合、空間内の気体がドライブコーンの振動を減衰させるので、従来のスピーカに用いられてきたダンパを設ける必要が生じない。したがって、スピーカの構成の簡素化を図ることができる。
本発明の一実施例を、図1ないし図4に基づいて説明する。図1に示す本発明の一実施例に係るスピーカ1は、移動体としての自動車などに搭載されて、該自動車の乗員に音声情報を提供する。
スピーカ1は、図1に示すように、フレーム4と、磁気回路部2と、音を発生させる振動部3と、配線構造部5とを備えている。
フレーム4は、図1に示すように、フレーム本体20と、図示しないコネクタ用フレームと、磁気回路部用カバー22と、ガスケット23とを備えている。
フレーム本体20は、アルミニウムなどの金属で構成されている。フレーム本体20は、円環状の底部24と、該底部の外周縁から立ち上がるように形成される円筒状の筒部25と、筒部25の内面(内側側面、内周面ともいう)から突出したフランジ部26とを備えている。
フランジ部26は、円環状に形成され、かつ筒部25の内面から該筒部25の内側に向かって突出している。フランジ部26は、筒部25の内面に沿って、当該筒部25の全周に亘って設けられている。また、フランジ部26には、後述する図示しないチューブ部材が圧入される孔が一つ設けられている。この孔28は、勿論、フレーム4のフレーム本体20即ちフランジ部26を貫通している。
コネクタ用フレームは、フレーム本体20に取り付けられる。コネクタ用フレームには、前述した自動車などに搭載されるアンプと接続可能なコネクタが取り付けられている。コネクタはアンプと接続可能であるだけなく、他の電子機器と接続可能であるコネクタであっても構わない。
磁気回路部用カバー22は、円環状の底部30と、該底部30の外周縁から立ち上がるように形成された筒部31とを備える。磁気回路部用カバー22は、磁気回路部2の後述するヨーク7にボルト32によって固定されている。プレート9と、フレーム本体20とがボルト33によって固定される。磁気回路部用カバー22は、フレーム本体20に固定されると、当該フレーム本体20と同軸になる。ここでいう同軸とは、磁気回路部用カバー22とフレーム本体20とが有する中心軸がほぼ同じであることをいう。
ガスケット23は、円環状に形成されている。ガスケット23は、フレーム本体20の外縁部(外周部)に重ねられて、当該外縁部との間に後述するエッジ18を挟んで、フレーム本体20に接着剤等によって固定される。ガスケット23は、フレーム本体20の外縁部との間にエッジ18を挟んで、後述する振動板15をフレーム本体20に対して固定する。
磁気回路部2は、前述した磁気回路部用カバー22とフレーム本体20との双方に固定されて、フレーム4に取り付けられている。磁気回路部2は、図1に示すように、磁性体(所謂、常磁性体又は強磁性体)等で構成されたヨーク7と、磁石8と、磁性体(所謂、常磁性体又は強磁性体)等で構成されたプレート9とを備えている。ヨーク7は、円環状のボトムプレート10と、該ボトムプレート10の中央の内縁部から立ち上がるように形成された円筒状のセンターポール11とを一体に備えた外磁型磁気回路である。本実施例では外磁型磁気回路を開示するが、本発明は、内磁型磁気回路や、内磁型や外磁型を併用した磁気回路(ボイスコイルボビンの内部と外部にマグネットを配置した磁気回路)を適用しても構わない。また本実施例では、前記センターポールにはスピーカ装置の外部へ通じる開口が形成されているが、本発明では、当該開口が形成されていなくても構わない。
磁石8は、円環状に形成されている。磁石8の内径は、センターポール11の外径よりも大きい。磁石8は、内側にセンターポール11を通して、ボトムプレート10に重ねられている。前述した磁石8は、永久磁石又は直流電源により励磁されるものでも良い。
プレート9は、円環状に形成されている。プレート9の内径は、センターポール11の外径よりも大きい。プレート9は、内側にヨーク7のセンターポール11と後述するボイスコイルボビン13とを通した状態で、磁石8上に重ねられている。前述したヨーク7と、磁石8と、プレート9は、その中心がほぼ同じになるように、同軸に配置されている。このため、磁石8とプレート9の内周面は、ヨーク7のセンターポール11の外周面と間隔をあけている。
また、前述したヨーク7は、円筒状の底部30及びボトムプレート10とを貫通したボルト32によって、磁気回路部用カバー22に固定される。さらに、プレート9は、フレーム本体20の底部24を貫通したボルト33がねじ込まれて、フレーム本体20に固定される。このように、磁気回路部2は、プレート9がフレーム本体20に固定されかつボトムプレート10が磁気回路部用カバー22に固定されることで、フレーム4に固定される。勿論、ヨーク7と磁石8とプレート9は、フレーム4と同軸に配置される。
前述した構成により、磁気回路部2は、ヨーク7のセンターポール11の外周面と、プレート9の内周面との間に、大きい磁束密度を有する磁気ギャップGを形成している。即ち、磁気回路部2は、磁気ギャップG内にて、ボイスコイル12に電磁気力(ローレンツ力)を作用させ、振動板14,15を振動させる。
振動部3は、フレーム4のフレーム本体20内に収容されている。振動部3は、ボイスコイル12と、ボイスコイルボビン13と、ドライブコーン14と、振動板15と、センタキャップ16などを備えている。即ち、振動部3は、ドライブコーン14、振動板15を備えている。ボイスコイル12は、本実施例では、二つ設けられており、2本のボイスコイルボビン13が一緒に巻き回されている(図示せず)。またこれらのボイスコイル12は、振動板15を振動させる前は、互いに同軸に配置され、かつ磁気回路部2の前述した磁気ギャップG内に配置されている。ボイスコイル12には、音声電流が供給される。
ボイスコイルボビン13は、円筒状に形成されている。ボイスコイルボビン13の内径は、ヨーク7が有するセンターポール11の外径よりも大きく形成されている。ボイスコイルボビン13の外径は、プレート9及び磁石8の内径よりも小さく形成されている。ボイスコイルボビン13は、ヨーク7とプレート9とボイスコイル12などと同軸に配置されている。ボイスコイルボビン13は、その一端部が磁気ギャップGへと挿入されており、該一端部の外周にボイスコイル12を取り付けている。ボイスコイルボビン13は、ドライブコーン14や振動板15などによって、ヨーク7の中心軸に沿って移動自在に支持されている。なお、ヨーク7やボイスコイルボビン13の中心軸は、スピーカ1の中心軸とほぼ同じである。
ドライブコーン14は、ボイスコイル12の振動を、後述する振動板15に伝える。ドライブコーン14は、樹脂等で構成されている。ドライブコーン14は、円環状に形成され、かつその内縁部がボイスコイルボビン13の中心軸方向の他端部の外面に取り付けられている。このため、ドライブコーン14は、ボイスコイルボビン13を介して、ボイスコイル12に取り付けられている。
ドライブコーン14の外縁部には、薄板状に形成されたエッジ17の内縁部が接着剤などによって取り付けられている(接合している)。エッジ17は、ゴムや樹脂材料(即ち、弾性を有する材料)で構成されている。エッジ17は、ドライブコーン14を取り囲むように、円環状に形成されている。エッジ17は、図2に示すように、複数のロール部47と、外縁部に形成された一つのフランジ48とを一体に備えている。
ロール部47は、図示例では、二つ設けられている。ロール部47は、それぞれが、ドライブコーン14の周囲を囲むように円環状に形成され、かつ当該ロール部47の断面形状が円弧状の薄板状に形成されている。二つのロール部47の断面における曲率半径は、ほぼ等しく形成されている。二つのロール部47は、互いに同軸に配置され、かつエッジ17即ちスピーカ1の径方向に沿って並べられている。即ち、二つのロール部47のうち一方が他方の内側に配置されている。また、二つのロール部47の一方が有する外縁部と他方が有する内縁部とが互いに連なっている。フランジ48は、平面形状が円環状に形成され、断面が平板状に形成されている。フランジ48は、内側にロール部47を配置し、その内縁部が二つのロール部47のうちの前述した他方の外縁部と連なっている。即ち、フランジ48は、ロール部47から外周方向に突出している。フランジ48は、二つのロール部47と同軸に配置されている。
前述した構成のエッジ17は、そのフランジ48(即ち、外縁部)がフレーム本体20のフランジ部26と配線構造部5の後述する位置決め部材34との間に挟まれて、これらに固定されている。即ち、ドライブコーン14は、エッジ17を介してフレーム本体20即ちフレーム4に取り付けられている。また、エッジ17は、弾性変形することで、ドライブコーン14をその中心軸方向に変位自在にフレーム4に取り付けている。また、本実施例では、エッジ17がフレーム4に取り付けられ、二つのロール部47の双方の断面が音響放射方向に対し逆方向に向かって凸の円弧状に形成されている。
振動板15は、樹脂等で構成されている。振動板15は、円環状に形成されている。振動板15は、その内径がドライブコーン14の内径よりも大きく、かつその外径がドライブコーン14の外径よりも大きく形成されている。振動板15は、ドライブコーン14の一部と、特に図1内に符号50,51,52で示される溝にて接着剤などによって固定されている。
また、振動板15は、ドライブコーン14と同軸に配置されている。振動板15の外縁部には、断面形状が半円環状でかつ薄板状に形成されたエッジ18が接着剤などによって取り付けられている(接合されている)。エッジ18は、断面形状が音響放射方向に向かって凸の円弧状のロール部49を一つのみ備えている。エッジ18は、ゴムや樹脂材料(即ち、弾性を有する材料)で構成されている。エッジ18は、その外縁部がフレーム本体20の筒部25の外縁部とガスケット23との間に挟まれて、これらに固定されている。即ち、振動板15は、エッジ18を介してフレーム本体20即ちフレーム4に取り付けられている。また、エッジ18は、弾性変形することで、振動板15がスピーカ1の中心軸方向に変位自在にフレーム4に取り付けている。このように、スピーカ1は、エッジ17,18を複数(図示例では二つ)備えている。
センタキャップ16は、樹脂等で構成されている。センタキャップ16は、円形状で且つその断面形状が音響放射方向に向かって、その中心部が凸状に形成され、中心部から外縁部に向かって凹状に形成されている。センタキャップ16の外径は、振動板15の内径よりも大きくかつ振動板15の外径よりも小さく形成されている。センタキャップ16は、外縁部が振動板15上に重ねられて、この外縁部が全周に亘って接着剤などによって振動板15に取り付けられている。
前述した振動部3のドライブコーン14、振動板15及びセンタキャップ16は、勿論、フレーム4及び磁気回路部2と同軸に配置されている。振動部3は、ボイスコイル12に音声情報に応じた電流(音声電流)が供給されると、ドライブコーン14によってボイスコイル12の振動が伝えられた振動板15が前述した中心軸に沿って振動して、音声電流に応じた音を発生する。
また、前述したドライブコーン14、振動板15及びエッジ17,18と、フレーム4のフレーム本体20の内面とで囲まれた空間Kは、密閉されている。即ち、ドライブコーン14、振動板15及びエッジ17,18と、フレーム4のフレーム本体20の内面とで囲まれた空間Kは、気密に保たれている。
このため、前述した振動部3が有するボイスコイルボビン13がボイスコイル12と共に振動して、ボイスコイル12の振動をドライブコーン14が振動板15に伝え、当該振動板15が振動する際に、ドライブコーン14と振動板15との間の空間Kにある空気がドライブコーン14及び振動板15の変位及びエッジ17,18の変位により圧縮と膨張を繰り返すことで、空気バネが発現される。
本実施例において、振動板15の有効面積をS1、ドライブコーン14の有効面積をS2とするときの有効面積の差SはS=S1−S2であり、また、ドライブコーン14、振動板15との間の密閉空間K内にある空気の体積Vとすると、上記の空気バネのバネ定数であるスティフネスは、S/Vに比例する。即ち、本実施例では、ドライブコーン14、振動板15との間の密閉された空間Kにある空気が発現する、空気バネにより、非常に大きな振幅で振動板15が動作する等の異常な振る舞いを抑えること、スピーカ1の音響特性を長期間にわたり再現できること、振動板15を大きな振幅で長時間にわたり振動させてもスピーカ1の信頼性を維持できることが可能になる。
配線構造部5は、図1に示すように、位置決め部材34と、図示しない複数の錦糸線と、図示しない複数のリード線と、一つのチューブ部材とを備えている。位置決め部材34は、外径がフレーム本体20の筒部25の内径と等しい円環状に形成されている。
位置決め部材34は、フランジ部26との間にエッジ17のフランジ48を挟みこんで、図示しないボルトもしくは接着剤等によってフランジ部26即ちフレーム本体20に固定されている。錦糸線は、一端がボイスコイルに接続し他端が位置決め部材34の端子に取り付けられている。リード線は、導電性の芯線と絶縁性の被覆部とを備えた所謂被覆電線であり、一端が位置決め部材34の端子に取り付けられ、他端がコネクタ用フレームのコネクタの端子に取り付けられて、錦糸線を介してボイスコイル12と接続している。
チューブ部材は、ゴムで構成されており、筒状に形成されている。チューブ部材はゴム以外に、樹脂材料等で構成されていても構わない。チューブ部材は、インサート成形法によって、ゴムが前記4本のリード線各々の周囲を覆うように成形されている。チューブ部材は、その内側に複数のリード線を通して、フレーム本体20に設けられた孔内に圧入されて、前述したリード線を空間Kの外部に導く。チューブ部材は、ドライブコーン14と振動板15が振動した際、孔を通じて、前記の空間K内にある空気が漏れ出さないよう、気密を保つ。また前述のように、空間K内を気密に保つべく、チューブ部材38は弾性を有するゴムで構成されていることが好ましい。
前述した配線構造部5は、錦糸線及びリード線を端子に取り付け、複数のリード線の全てを通したチューブ部材を孔内に圧入して、当該リード線がコネクタの端子に取り付けられて、組み立てられる。そして、配線構造部5は、リード線、錦糸線、ボイスコイル12を順に直列に接続して、コネクタの端子に供給された音声電流をボイスコイル12に供給する。
前述した構成のスピーカ1は、配線構造部5のリード線などを介してボイスコイル12に音声電流が供給され、この音声電流に応じて磁気ギャップG内に配置されたボイスコイル12が前述した中心軸に沿って振動する。そして、ボイスコイル12がその外周に巻かれたボイスコイルボビン13が、ドライブコーン14や振動板15などと共にスピーカ1の中心軸に沿って振動する。即ちボイスコイル12の振動がドライブコーン14によって伝えられた当該振動板15が振動することによって音声電流に応じた音を発生させる。このように、磁気回路部2は、振動板15則ち振動部3を振動させて、音を生じさせる。
本実施例によれば、ドライブコーン14と振動板15のうちの外径が小さいドライブコーン14に接合されたエッジ17を互いに同軸でかつ径方向に並べられた複数のロール部47で構成しているので、当該エッジ17の断面における長さ(有効長)を大きくしている。このため、スピーカ1は、前述したエッジ17が伸びきることを防止でき、特に大音量で音を再生する時の音質の変化と振動を繰り返した時のエッジ17の破断を防止できる。
振動板15と接合するエッジ18が1つのロール部49を備えている。このため、振動板15と接合するエッジ18の長さ(有効長)を必要以上に大きくなることを防止でき、該エッジ18の長さとドライブコーン14に取り付けられたエッジ17の長さとの差を抑制できる。
また、蛇腹構造を有するダンパ(コルゲーションダンパ)は、ボイスコイル12、ボイスコイルボビン13や振動板15等の振動部3の横揺れ(ボイスコイル12の中心軸に対し垂直な方向への動き)を防止すべく、ボイスコイル12の中心軸に対し垂直な方向に変形等し、当該横揺れを防止しているが、ドライブコーン14及び振動板15には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となるローリング現象に見られる特異なる振動やボイスコイルボビン13がプレート9や磁石8に接触するなどして発生するような擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音の再生を実現することができる。
さらに、ドライブコーン14に取り付けられたエッジ17がロール部47を二つ備えている。この場合、エッジ17全体の幅(エッジ17の内縁部から外縁までの距離)が小さくても、該エッジ17の断面における長さを確実に大きくすることができる。
また、エッジ18の内縁部を振動15の外縁部と接合し、外縁部をフレーム4に取り付けている。このため、エッジ18が、振動板15を確実に振動自在に支持することができる。
また、蛇腹構造を有するダンパ(コルゲーションダンパ)は、ボイスコイル12、ボイスコイルボビン13や振動板15等の振動部3の横揺れ(ボイスコイル12の中心軸に対し垂直な方向への動き)を防止すべく、ボイスコイル12の中心軸に対し垂直な方向に変形等し、当該横揺れを防止しているが、ドライブコーン14及び振動板15には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となるローリング現象に見られる特異なる振動やボイスコイルボビン13がプレート9や磁石8に接触するなどして発生するような擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音の再生を実現することができる。
さらに、ドライブコーン14に取り付けられたエッジ17がロール部47を二つ備えている。この場合、エッジ17全体の幅(エッジ17の内縁部から外縁までの距離)が小さくても、該エッジ17の断面における長さを確実に大きくすることができる。
また、エッジ18の内縁部を振動15の外縁部と接合し、外縁部をフレーム4に取り付けている。このため、エッジ18が、振動板15を確実に振動自在に支持することができる。
次に、本発明の発明者らは、前述した実施例のスピーカ1の効果を確認した。結果を図3及び図4に示す。図3及び図4中に点線で示す比較例は、前述した特許文献1に示されたロール部を一つのみ備えたエッジを用いたスピーカを示している。図3及び図4中に実線で示す本発明品では、前述した実施例と同様にロール部47を二つ備えたエッジ17を用いたスピーカ1を示している。
図3は、前述した本発明品及び比較例のスピーカのボイスコイルに1Wから32Wまでの電力を印加したときの最低共振周波数(f0)の変化を示し、横軸が電力を、縦軸は最低共振周波数に対する変化率を示している。図4は、前述した本発明品及び比較例のスピーカのボイスコイルに1Wから32Wまでの電力を印加したときの共振の鋭さ(Q0)の変化を示し、横軸が電力を、縦軸は共振の鋭さに対する変化率を示している。
図3及び図4によれば、比較例よりも本発明品が、最低共振周波数(f0)と共振の鋭さ(Q0)の双方の変化率が小さいことが明らかとなった。即ち、比較例よりも本発明品が、音質の変化が小さいことを明らかにしている。
また、スピーカ1は、ドライブコーン14と振動板15との間にある密閉された空間Kにある空気が発現する空気バネがボイスコイルボビン13及びドライブコーン14及び振動板15の振動エネルギーを吸収して、これらボイスコイルボビン13の振動の減衰を行うため、従来のスピーカに備えられているようなダンパを設ける必要が無い。即ち、本実施例のスピーカ1では、ドライブコーン14及び振動板15自体が、ドライブコーン14、振動板15やボイスコイルボビン13の振動を減衰するダンパを兼ねているため、ドライブコーン14や振動板15の後方に、ボイスコイルボビン13を支持するダンパを装備する必要が無く、ダンパ及びその設置スペースの省略によって軸方向の寸法を短縮でき、自動車などに搭載されるオーディオシステム等で要求されている薄型化を実現することができる。
しかも、密閉されたドライブコーン14と振動板15との間にある空間Kを実現するために振動板15の背後に同軸に装備されるドライブコーン14は、振動板15と共通の材質で良く、従来の蛇腹構造のダンパと比較すると、機械疲労が発生し難いため、構成部品の機械疲労に起因したスピーカ装置の信頼性の低下を防止して、スピーカ1のさらなる長寿命化を実現できる。
更には、蛇腹構造を有するダンパ(コルゲーションダンパ)は、ボイスコイル、ボイスコイルボビンや振動板等の振動部の横揺れ(ボイスコイルの中心軸に対し垂直な方向への動き)を防止すべく、ボイスコイルの中心軸に対し垂直な方向に変形等し、当該横揺れを防止しているが、ドライブコーン14及び振動板15には局部的に大きな変形が生じないため、音質を濁す原因となるローリング現象に見られる特異なる振動やボイスコイルボビン13がプレート9や磁石8に接触するなどして発生するような擦れ音の発生が無く、濁りのない高品位な音の再生を実現することができる。
そして、本実施例のスピーカ1は、振動板14、15が振動している時、密閉されたドライブコーン14と振動板15との間にある空間K内の空気が圧縮、膨張のサイクルを繰り返すことにより、ドライブコーン14、振動板15のエッジ17,18にはその背面側で受ける空気圧(背圧)による変形が生じにくくなるので、前述のような、特異なる振動や擦れ音等を発生させることなく、ドライブコーン14と振動板15を大きな振幅で振動させることができ、大音量で音を再生することができる。また、ドライブコーン14及びエッジ17は、空間K内の空気が発現する空気バネによって、非常に大きな振幅で振動板15が動作する等の異常な振る舞いを抑えること、スピーカ1の音響特性を継続的に再現すること、スピーカ1の音響特性を長期間にわたり再現できること、振動板15を大きな振幅で長時間にわたり振動させてもスピーカ1の信頼性を維持できることが可能になる。
前述した実施例では、二つのロール部47でドライブコーン14を支持するエッジ17を構成している。しかしながら、本発明では、ドライブコーン14を支持するエッジ17を構成するロール部47を三つ以上設けても良い。要するに、本発明では、ドライブコーン14と接合するエッジが複数のロール部を備えていれば良い。また、本発明では、振動板15と接合するエッジ15が一つのロール部49を備えていることが望ましい。
また、前述した実施例では、全てのロール部47を音響放射方向に対し逆方向に向かって凸に形成している。しかしながら、本発明では、図6に示すように、ロール部47を音響放射方向に向かって凸に形成しても良い。なお、図6では、外側のロール部47を音響放射方向に向かって凸に形成し、内側のロール部47を音響放射方向に対し逆方向に向かって凸に形成している。要するに、本発明では、ロール部47各々を、音響放射方向に向かって凸に形成しても良く、音響放射方向に対し逆方向に向かって凸に形成しても良い。
また、前述した実施例では、全てのロール部47の断面の曲率半径を互いにほぼ等しくしている。しかしながら、本発明では、図5に示すように、外側のロール部47の断面の曲率半径を内側のロール部47の断面の曲率半径よりも小さくしても良い。この場合、外側のロール部47の剛性が内側のロール部47の剛性よりも高くなるので、特に振動板15の振幅が大きな時即ち大音量を発生する際に、外側のロール部47の変形が抑えられて、当該外側のロール部47即ちエッジ17に放射状のしわ等の変形が生じることを防止できる。したがって、特に、大音量で音を再生する際に、当該外側のロール部47即ちエッジ17に放射状のしわ等の変形が生じることや、エッジ17に亀裂等が生じ異音が発生すること及びエッジ17の破断を防止できる。本発明では、ロール47を三つ以上備えてよく、要するに、複数のロール部47のうち最も外側のロール部47の断面の曲率半径が、最も内側のロール部47の断面の曲率半径よりも小さく形成されていることが望ましい。
前述した実施例によれば、以下のスピーカ1が得られる。
(付記) フレーム4と、
前記フレーム4に取り付けられる磁気回路部2と、
振動板15と音声電流が供給されるボイスコイル12と前記振動板15に前記ボイスコイル12の振動を伝えるドライブコーン14と、を備え、
前記ドライブコーン14と接合するエッジ17は、断面円弧状に形成されているとともに、径方向に並べられた複数のロール部47を備えることを特徴とするスピーカ1。
前記フレーム4に取り付けられる磁気回路部2と、
振動板15と音声電流が供給されるボイスコイル12と前記振動板15に前記ボイスコイル12の振動を伝えるドライブコーン14と、を備え、
前記ドライブコーン14と接合するエッジ17は、断面円弧状に形成されているとともに、径方向に並べられた複数のロール部47を備えることを特徴とするスピーカ1。
付記によれば、ドライブコーン47に取り付けられたエッジ17を径方向に並べられた複数のロール部47で構成しているので、当該エッジ17の断面における長さを大きくている。このため、スピーカ1は、前述したエッジ17が伸びきることを防止でき、特に大音量での音質の変化と振動を繰り返した時のエッジ17の破断を防止できる。
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0003】
てしまうことがあり、特に大音量で音を再生した時にはその音質が変化することがあった。
[0010]
また、他方のエッジは、伸びきってしまうと放射状にしわが形成され、振動板の振動を繰り返すと、このしわから亀裂等が生じ破断してしまうことがあった。
[0011]
本発明は、このような問題点等に対処するために提案されたものである。本発明の目的は、例えば、ドライブコーンと振動板とフレームとの間の空間が密閉されたスピーカであって、特に大音量での音質の変化とエッジの破断を防止できるスピーカを提供すること等にある。
課題を解決するための手段
[0012]
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のスピーカは、フレームと、前記フレームに支持される磁気回路部と、振動板と、音声電流が供給されるボイスコイルと、前記振動板に前記ボイスコイルの振動を伝えるドライブコーンと、二つのエッジとを有する振動部を備え、前記振動板は、前記二つのエッジのうち、一方のエッジにて前記フレームに支持されており、前記ドライブコーンは、前記二つのエッジのうち、他方のエッジにて前記フレームに支持され、前記他方のエッジは、断面円弧状に形成されているとともに、径方向に並べられた複数のロール部を備えることを特徴としている。
図面の簡単な説明
[0013]
[図1]本発明の一実施例にかかるスピーカの断面図である。
[図2]図1に示されたスピーカのエッジの要部の断面図である。
[図3]本発明品と比較例の最低共振周波数の変化を示す説明図である。
[図4]本発明品と比較例の共振の鋭さの変化を示す説明図である。
[図5]図2に示されたエッジの変形例の要部の断面図である。
[図6]図2に示されたエッジの他の変形例の要部の断面図である。
符号の説明
[0014]
1 スピーカ
2 磁気回路部
3 振動部
4 フレーム
12 ボイスコイル
てしまうことがあり、特に大音量で音を再生した時にはその音質が変化することがあった。
[0010]
また、他方のエッジは、伸びきってしまうと放射状にしわが形成され、振動板の振動を繰り返すと、このしわから亀裂等が生じ破断してしまうことがあった。
[0011]
本発明は、このような問題点等に対処するために提案されたものである。本発明の目的は、例えば、ドライブコーンと振動板とフレームとの間の空間が密閉されたスピーカであって、特に大音量での音質の変化とエッジの破断を防止できるスピーカを提供すること等にある。
課題を解決するための手段
[0012]
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のスピーカは、フレームと、前記フレームに支持される磁気回路部と、振動板と、音声電流が供給されるボイスコイルと、前記振動板に前記ボイスコイルの振動を伝えるドライブコーンと、二つのエッジとを有する振動部を備え、前記振動板は、前記二つのエッジのうち、一方のエッジにて前記フレームに支持されており、前記ドライブコーンは、前記二つのエッジのうち、他方のエッジにて前記フレームに支持され、前記他方のエッジは、断面円弧状に形成されているとともに、径方向に並べられた複数のロール部を備えることを特徴としている。
図面の簡単な説明
[0013]
[図1]本発明の一実施例にかかるスピーカの断面図である。
[図2]図1に示されたスピーカのエッジの要部の断面図である。
[図3]本発明品と比較例の最低共振周波数の変化を示す説明図である。
[図4]本発明品と比較例の共振の鋭さの変化を示す説明図である。
[図5]図2に示されたエッジの変形例の要部の断面図である。
[図6]図2に示されたエッジの他の変形例の要部の断面図である。
符号の説明
[0014]
1 スピーカ
2 磁気回路部
3 振動部
4 フレーム
12 ボイスコイル
Claims (6)
- フレームと、
前記フレームに取り付けられる磁気回路部と、
振動板と音声電流が供給されるボイスコイルと前記振動板に前記ボイスコイルの振動を伝えるドライブコーンと、を備え、
前記ドライブコーンと接合するエッジは、断面円弧状に形成されているとともに、径方向に並べられた複数のロール部を備えることを特徴とするスピーカ。 - 前記振動板と接合するエッジは、1つのロール部を有することを特徴とする請求項1に記載のスピーカ装置。
- 前記ドライブコーンと接合するエッジは、前記ロール部を2つ備えることを特徴とする請求項1記載のスピーカ。
- 前記振動板と接合するエッジは、その内縁部が前記振動板の外縁部と接合し、その外縁部が前記フレームに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のスピーカ装置。
- 前記複数のロール部のうち最も外側のロール部の断面の曲率半径が、最も内側のロール部の断面の曲率半径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
- 前記フレームと前記振動板と前記ドライブコーンで囲まれた空間が密閉されていることを特徴とする請求項1に記載のスピーカ。
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