WO2009104264A1 - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

　比較的大きな剛性の振動板を提供すること、比較的小さな最低共振周波数の再生音を提供すること、高域限界周波数を大きくすること、比較的高音質の音を再生すること、比較的薄型のスピーカ装置を提供すること等。 　フレーム５と、フレーム５に支持される振動体と、磁気回路とを備え、振動体は、振動板３１と、該振動板３１およびフレーム５間に形成されたエッジと３２、該振動板３１に直接又は他の部材を介して接合されたボイスコイルとを備え、振動板３１は、平面形状多角形状の複数の突起状部４１が形成された補強部材４を備える。

Description

スピーカ装置

　本発明は、スピーカ装置に関する。

　例えば、電子機器に搭載されるスピーカ装置において、薄型化や高音質化が求められている。
　薄型スピーカ装置では、例えばドーム型振動板を備えたスピーカ装置や、より薄型の平板形状の振動板を備えたスピーカ装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。
　上記特許文献１に記載されたスピーカ装置では、矩形状の振動板中央部にリブを形成することで、振動板の剛性を高めている。

特開２００４－８８７３９号公報

　しかし、上記スピーカ装置では、単純に振動板中央部に直線状のリブを設けているので、比較的剛性値が小さく、音質が劣化する場合がある。
　また、例えば振動板の振幅を比較的小さくする、最低共振周波数を比較的小さくする、剛性を比較的高くする、高域限界周波数を大きくする、等の要求に応じるために、上述したように単純にリブを振動板に設けた場合、リブの高さが比較的大きなリブを要し、スピーカ装置を薄型化することが困難である。
　また、例えば振動板の前面側に保護部材を設けた場合、リブの高さが比較的大きいと、リブが保護部材に接触する虞があるので、振動板に形成されたリブと保護部材との距離（間隔）を大きくすることを要し、薄型化することが困難である。

　本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、比較的大きな剛性の振動板を提供すること、比較的高音質の音を再生すること、比較的小さな最低共振周波数の音を放射すること、高域限界周波数を大きくすること、比較的薄型のスピーカ装置を提供すること、等が本発明の目的である。

　このような目的を達成するために、本発明は、以下の独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
　本発明に係るスピーカ装置は、フレームと、前記フレームに支持される振動体と、磁気回路とを備え、前記振動体は、振動板と、該振動板および前記フレーム間に形成されたエッジと、該振動板に直接又は他の部材を介して接合されたボイスコイルとを備え、前記振動板は、平面形状が多角形状の複数の突起状部が形成された補強部材を備えることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１を説明するための斜視図である。 図１に示したスピーカ装置１の要部の斜視図である。 図１に示したスピーカ装置の一部分を切断した状態を示す斜視図である。 図３に示したスピーカ装置の中央部付近での断面図である。 図３に示したスピーカ装置の端部付近での断面図である。 本発明の一実施形態に係る振動板に取り付けられている補強部材を説明するための図であり、（Ａ）は本発明の第１具体例に係る補強部材の断面図であり、（Ｂ）は本発明の第２具体例に係る補強部材の断面図であり、（Ｃ）は本発明の第３具体例に係る補強部材の平面形状を示す図であり、（Ｄ）は本発明の第４具体例に係る補強部材平面形状を示す図である。 （Ａ）は図４に示したスピーカ装置の振動板、ボイスコイル、補強部材等の位置関係を説明するための断面図であり、（Ｂ）はスピーカ装置の振動板、ボイスコイル、補強部材等の位置関係の他の実施形態を説明するための図である。

　本発明の一実施形態に係るスピーカ装置は、フレームと、フレームに支持される振動体と、磁気回路とを備え、振動体は、振動板と、該振動板およびフレーム間に形成されたエッジと、該振動板に直接又は他の部材を介して接合されたボイスコイルとを備え、振動板は、平面形状が多角形状の複数の突起状部が形成された補強部材を備えることを特徴とする。

　上記スピーカ装置では、振動板に、平面形状が多角形状である突起状部が複数形成されているので、振動板が比較的大きな剛性を有する。また、振動板が比較的大きな剛性を有するので、再生音が比較的高音質である。また、振動板が比較的大きな剛性を有するので、高域限界周波数を大きくすることができる。
　また、平板形状の振動板に、上記構成の補強部材を設けることで、比較的薄型のスピーカ装置を提供することができる。

　以下、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を、図面を参照しながら説明する。

　図１は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１を説明するための斜視図である。図２は図１に示したスピーカ装置１の要部の斜視図である。図２において振動板の音響放射側に設けられている筐体（保護部材）は省略している。図３は図１に示したスピーカ装置の一部分を切断した状態を示す斜視図である。図４は図３に示したスピーカ装置の中央部付近での断面図である。図５は図３に示したスピーカ装置の端部付近での断面図である。

　図１～図５に示すように、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１は、比較的薄型のスピーカ装置である。このスピーカ装置１は、例えば携帯電話機、携帯型情報処理装置、パーソナルコンピュータ、テレビジョン放送受信装置、等の電子機器などに採用される。また、振動板３１は、矩形状、楕円形状、円形状などの規定形状に形成されている。本実施形態に係る振動板は矩形状に形成されている。

　図１～図５に示すように、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１は、磁気回路２、振動体３、補強部材４、フレーム５、端子部５８、および筐体（保護部材）６を有する。振動体３は、振動板３１、エッジ３２、およびボイスコイル３３を有する。

　磁気回路２は本発明に係る磁気回路の一実施形態に相当し、振動体３は本発明に係る振動体の一実施形態に相当する。補強部材４は本発明に係る補強部材の一実施形態である。エッジ３２は本発明に係るエッジの一実施形態に相当する。

　磁気回路２は、例えば、内磁型磁気回路、外磁型磁気回路等を採用することができる。本実施形態に係る磁気回路は、内磁型磁気回路を採用する。磁気回路２は、ボイスコイル３３が遊嵌する磁気ギャップ２Ｇを備える。また、磁気回路２は、矩形状、円形状、楕円形状、などの規定形状に形成されている。本実施形態に係る磁気回路２は、矩形状に形成されている。

　図３～図５に示すように、本実施形態に係る磁気回路２は、ヨーク２１、磁石２２、およびプレート２３を有する。
　ヨーク２１は、平面形状が矩形状に形成され、断面形状が凹形状に形成されており、平板形状の底面部２１１、および筒部２１２を有する。筒部２１２は、底面部２１１の縁から音響放射側（ＳＤ）に向かって屈曲して延出した筒形状に形成されている。ヨーク２１は、例えば鉄、合金等の公知の金属材料により一体形成されている。
　また、図３，図５に示すように、ヨーク２１は、底面部２１１に、外部へと通じる貫通孔４Ｈが形成されている。この形状のヨーク２１を備えたスピーカ装置１では、振動体３の背面側の空気がバネ性を帯びることを抑止することができる。また、磁気回路４は、この貫通孔４Ｈが形成されたヨーク２１を有するので、比較的高い放熱効果を有する。

　磁石２２は、例えば、ネオジム系、サマリウム・コバルト系、フェライト系、アルニコ系、等の規定材料を含む永久磁石である。磁石２２は、図３～図５に示すように、ヨーク２１の底部２１１上に設けられている。本実施形態に係る磁石２２は、例えば矩形状の平板形状に形成されている。
　また、本実施形態に係る磁石２２の厚さは、プレート２３から振動板３１までの距離よりも大きい。磁石２２を比較的大きくすることで、スピーカ装置の放音効率を比較的大きくすることができる。また、外磁型磁気回路よりも内磁型磁気回路の方が、磁石の大きさを大きくすることが可能となり、有効にスペースを活用することができる。

　プレート２３は、例えば鉄などの規定材料からなり、図３～図５に示すように、磁石２２上に設けられている。本実施形態に係るプレート２３は、例えば矩形状の平板形状に形成されている。

　振動体３は、端部がフレーム５に振動自在に支持されている。詳細には、振動体３は、振動板３１、エッジ３２、およびボイスコイル３３を有する。

　振動板３１は、エッジ３２を介してフレーム５に振動自在に固定されている。詳細には、振動板３１は、振動板３１の外周部が、エッジ３２の内周部に接着剤などにより固着されている。
　また振動板３１は、例えば、平板形状、ドーム形状、コーン形状、等の規定の形状に形成されている。本実施形態に係る振動板３１は、略矩形状の平板形状に形成されており、音響放射側の面に対して反対側の面に、ボイスコイル３３の上端部が、例えば接着剤等により直接または他の部材を介して間接的に固着されている。振動板３１の形成材料としては、例えば、アルミニウム、チタン、ベリリウム、等の金属材料や、ポリアリレート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート等の樹脂、プラスチック、紙、強化プラスチック繊維、セラミックス材料、などの公知の材料を採用することができる。

　エッジ３２は、内周部３２１が振動板３１の外周に固着しており、外周部３２２がフレーム５の上端部５２に接着剤などにより固定されており、振動板３１を振動自在に支持する。
　また、本実施形態に係るエッジ３２は、外周部３２２に取付け部としての段部が形成されており、その取付け部は、フレーム５の上端部５２に形成された筒状突起部の内側に嵌合されている。上記構造のエッジ３２およびフレーム５は、スピーカ製造時、比較的簡単に振動体３をフレーム５に取り付けることができる。

　また、図２に示すように、エッジ３２は、エッジ３２の外周部３２２から内周部３２１に向かって延びるリブ３２８が形成されている。詳細には、本実施形態に係るリブ３２８は、角部それぞれに形成されている。このリブ３２８を設けることにより、エッジ３２が比較的大きな剛性を有し、例えばローリング現象等の不要な振動の発生を抑止することができる。
　また、エッジ３２は、断面形状が、音響放射側に向って凸形状、Ｕ字形状、Ｖ字形状、波型形状、平板形状、等の規定形状に形成されている。本実施形態に係るエッジ３２は、断面形状が音響放射側に凸形状）に形成されている。
　また、本実施形態に係るエッジ３２は、頂部３２３が内周部３２１と外周部３２２の中間よりも径方向外側にずれた形状に形成されている。エッジ３２がこの形状に形成されているので、振動体３が比較的大きな有効振動面積を得ることができる。
　また、本実施形態に係るエッジ３２は、静止時、エッジの外周部の高さより内周部が高い形状に形成されている。この形状のエッジ３２を採用することにより、プレート３２と振動板３１の間に、比較的大きな振動板の振動領域を確保することができる。また、振動板３１とプレート５との距離を確保できるので、磁石２２を比較的大きくすることができる。

　振動板３１とエッジ３２は、樹脂などの同一の材料により一体成形されていてもよい。

　ボイスコイル３３は、例えば、図３～図５に示すように、リング状に形成されている。このボイスコイル３３は導電線が巻回されて形成されている。ボイスコイル３３は、磁気回路の磁気ギャップＧの形状に対応した形状に形成されており、本実施形態では平面形状が略矩形状に形成されている。
　このボイスコイル３３は、振動板３１の外周部又はエッジ３２の内周部３２１の近傍に接着剤等により取り付けられている。

　フレーム５は、振動体３を支持するとともに磁気回路２を支持する。本実施形態に係るフレーム５は、図１～図５に示すように、平面形状が矩形状に形成され、内側の開口部に磁気回路２が配置されている。詳細には、フレーム５は、筒状部５１の内周側に磁気回路２が配置され、上端部５２にはエッジ３２の外周部が接着剤等により固着されている。フレーム５は、例えば樹脂、金属、等の規定材料により形成されている。

　端子部５８は、フレーム５の規定位置に形成されており、ボイスコイル３３から引き出された引出線４の端部が電気的に接続されている。端子部５８としては、例えば、鉄等の比較的高い導電性の金属を採用することができる。また、端子部６は、不図示のアンプ、チューナ、プレーヤ、音声処理装置、等の外部機器の端子部に電気的に接続される。

　筐体（保護部材）６は、例えば振動体３の音響放射側に、振動体３を覆うように設けられており、端部がフレーム５に支持されている。
　この筐体６は、振動板３１の前面側に複数の放音孔部６１が形成されている。この振動体３の前面側を覆う筐体６を設けることで、比較的小さい振幅にて振動板３１（振動体３）が振動しても、低域の再生帯域を確保することができる。

　また、プレート２３から振動板３１までの距離は、エッジ３２の頂部３２３から筐体６までの距離と略等しい。この構成のスピーカ装置１では、磁石２２を比較的大きくすることができ、スピーカ装置１の放音効率を比較的大きくすることができる。また、有効にスペースを確保することができる。

　図６は、本発明の一実施形態に係る振動板に取り付けられている補強部材を説明するための図である。詳細には、図６（Ａ）は本発明の第１具体例に係る補強部材の断面図であり、図６（Ｂ）は本発明の第２具体例に係る補強部材の断面図であり、図６（Ｃ）は本発明の第３具体例に係る補強部材の平面形状を示す図であり、図６（Ｄ）は本発明の第４具体例に係る補強部材平面形状を示す図である。

　補強部材４は、振動板３１に取り付けられており、振動板３１を補強する。この補強部材４は、例えば金属、などの比較的高い剛性材料により形成されることが好ましい。
　また、例えば補強部材４は、振動板より高い剛性材料により形成されていることが好ましい。
　この補強部材４を振動板３１上に配置することで、振動体３が比較的高い剛性を有する。また、この構成の振動体３を用いることで、再生音の高域限界周波数を比較的大きくすることが可能となる。

　この補強部材４と振動板３１とが接合した振動体３は、比較的高い剛性を有する。補強部材４は、詳細には、図２に示すように、平面形状が多角形状の複数の突起状部４１が形成されている。本実施形態に係る突起状部４１は、補強部材４の両端部にかけて形成されており、この形状の突起状部４１は比較的高い剛性を有する。

　本実施形態に係る補強部材４は、図２，図４，図５，図６（Ａ）に示すように、振動板３１の音響放射側に形成されており、音響放射方向に突出した複数の突起状部４１を備え、その突起状部４１により区画された複数の凹部４２を有する。

　詳細には、補強部材４は、図２，図６（Ａ）に示すように、断面形状が段形状に形成されており、例えば突起状部４１の上端部に平坦部が形成され、凹部４２にも平坦部が形成されている。この補強部材４の凹部４２は、下面部が振動板３１の上面に接着剤等により接合されている。
　上述したように、補強部材４は、突起状部４１および凹部４２の一方又は両方に平坦部を有するので、振動板３１がさらに大きな剛性を有する。

　また、補強部材４Ａは、例えば図６（Ｂ）に示すように、突起状部４１Ａの上端部角部に、断面形状曲線部４１Ｂが形成されていてもよい。この断面形状曲線部４１Ｂを設けることで、水平方向にて振動体３に作用するストレスを緩和させることができる。

　上記実施形態に係る補強部材４は、図２に示すように、長手方向に沿って形成された複数の突起状部４１と、それに直交する方向に沿って形成された複数の突起状部により平面形状が矩形状に形成されていたが、この形態に限られるものではない。
　例えば図６（Ｃ）に示すように、補強部材４Ｃは、平面形状が六角形状に形成されていてもよい。詳細には、補強部４Ｃは、突起状部４１Ｃにより六角形状に区画された凹部４２Ｃを有する。

　また、例えば図６（Ｃ）に示すように、補強部材４Ｄは、平面形状が三角形状に形成されていてもよい。詳細には、補強部４Ｄは、突起状部４１Ｄにより三角形状に区画された凹部４２Ｄを有する。

　また、補強部材４は、少なくとも三角形状、四角形状、五角形状、六角形状、等の多角形状、およびそれらを組み合わせた形状、などに突起状部，凹部が形成されていてもよい。

　図７（Ａ）は図４に示したスピーカ装置の振動板、ボイスコイル、補強部材等の位置関係を説明するための断面図であり、図７（Ｂ）はスピーカ装置の振動板、ボイスコイル、補強部材等の位置関係の他の実施形態を説明するための図である。

　また、図７（Ａ）に示すように、振動板３１は、エッジを介してフレーム５に支持されており、補強部材４は、補強部材４の外周部４０１がエッジ３２の内周部３２１近傍に設けられている。また、ボイスコイル３３は、振動板３１の外周部３１０１又はエッジ３２の内周部３２１の近傍に取り付けられている。
　また詳細には、補強部材４は、中心軸からボイスコイル３３上側にまで形成され、且つ補強部材４の外周部４０１がエッジ２１の内周部３２１近傍に設けられている。
　より詳細には、振動板４の外周部３１０１と補強部材４の端部４０１との間には、間隔Ｐ１が形成されている。
　上記構成の振動板３１、エッジ３２、ボイスコイル３３、および補強部材４は、補強部材４の外周部４０１がエッジ３２の内周部近傍に形成されているので、分割共振点３０Ｆがエッジ３２の内周部付近となり、最低共振周波数を比較的大きくすることができる。つまり、最低共振周波数を所望の値に調整できる。

　また、図７（Ｂ）に示すように、補強部材４Ｆは、ボイスコイル３３の内側に設けられていてもよい。詳細には、補強部４Ｆは、その端部４０１が、振動板３１に接合されたボイスコイル３３の内周部３３１より径方向内側に、位置するように形成されている。
　詳細には、ボイスコイル３３の内周部３３１の位置と補強部材４の端部４０１との間には、間隔Ｐ２が形成されている。
　上記構成の振動板３１、エッジ３２、ボイスコイル３３、および補強部材４は、補強部材４の外周部がボイスコイル３３よりも内側に形成されるとともに、エッジ３２の内周部近傍に形成されている。このため、分割共振点３０Ｆがボイスコイル３３の取付け位置近傍となり、最低共振周波数を比較的小さくすることができ、低域における再生帯域が比較的大きい。

　［具体例］
　本発明の一具体例に係るスピーカ装置１の大きさは、例えば、補強部材４の厚みが約０．０２５ｍｍ、プレート２３と振動板３１の下端部までの距離が約０．１５ｍｍ、ボイスコイル３３の軸方向の厚みが０．４５ｍｍ、ボイスコイル３３の径方向の厚みが約０．１８ｍｍ、ボイスコイル３３の下端部からヨーク２１の底面部までの距離が約０．３５ｍｍ、エッジ３２の全高が約０．２３ｍｍ、エッジ３２の頂部から筐体６までの距離が約０．１６ｍｍである。

　以上、説明したように、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１は、フレーム５と、フレーム５に支持される振動体３と、磁気回路２とを備え、振動体３は、振動板３１と、該振動板３１およびフレーム５間に形成されたエッジと３２、該振動板３１に直接又は他の部材を介して接合されたボイスコイル３３とを備え、振動板３１は、平面形状が多角形状の複数の突起状部４１が形成された補強部材４を備えるので、振動板３１が比較的大きな剛性を有する。
　また、振動板３１が比較的大きな剛性を有するので、再生音が比較的高音質である。また、振動板３１が比較的大きな剛性を有するので、高域限界周波数を大きくすることができる。

　本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。
　補強部材４は、振動板３１と同一材料により一体形成されていてもよい。

Claims (19)

1. 　フレームと、前記フレームに支持される振動体と、磁気回路とを備え、
   　前記振動体は、振動板と、該振動板および前記フレーム間に形成されたエッジと、該振動板に直接又は他の部材を介して接合されたボイスコイルとを備え、
   　前記振動板は、平面形状多角形状の複数の突起状部が形成された補強部材を備えることを特徴とする
   　スピーカ装置。
2. 　前記振動板は、前記エッジを介して前記フレームに支持され、
   　前記補強部材は、該補強部材の外周部が前記エッジの内周部近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
3. 　前記振動板は、前記エッジを介して前記フレームに支持され、
   　前記ボイスコイルは、前記振動板の外周部又は前記エッジの内周部の近傍に取り付けられ、
   　前記補強部材は、前記ボイスコイル上に形成され、且つ該補強部材の外周部が前記エッジの内周部近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
4. 　前記振動板は、前記エッジを介して前記フレームに支持され、
   　前記ボイスコイルは、前記振動板の外周部又は前記エッジの内周部の近傍に取り付けられ、
   　前記補強部材は、前記ボイスコイルの内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
5. 　前記エッジの内周部の高さは、前記エッジの外周部の高さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
6. 　前記エッジの頂部は、前記エッジの内周部および外周部の中間よりも径方向外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
7. 　前記フレームに支持され、前記振動体を覆う筐体を備え、
   　前記磁気回路は、ヨーク、磁石とプレートとを備え、
   　前記プレートから前記振動板までの距離は、前記エッジの頂部から前記筐体までの距離と略等しいことを特徴とする請求項２に記載されるスピーカ装置。
8. 　前記磁石の厚さは、前記プレートから前記振動板までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載されるスピーカ装置。
9. 　前記エッジは、段部を備える取付け部を備え、前記取付け部は、前記フレームに嵌合されていることを特徴とする請求項８に記載されるスピーカ装置。
10. 　前記エッジは、該エッジの外周部から内周部に向かって延びるリブが形成されていることを特徴とする請求項９に記載されるスピーカ装置。
11. 　前記ヨークは、底面部と筒部とを備え、前記底面部には、外部へと通じる貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載されるスピーカ装置。
12. 　前記筐体には、放音用孔部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載されるスピーカ装置。
13. 　前記突起状部は、前記補強部材の両端部にかけて形成されていることを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
14. 　前記突起状部は、平坦部を有することを特徴とする請求項１３に記載されるスピーカ装置。
15. 　前記突起状部は，断面形状曲線部を有することを特徴とする請求項１３に記載されるスピーカ装置。
16. 　前記補強部材は凹部を備え、前記凹部は平坦部を有することを特徴とする請求項１に記載されるスピーカ装置。
17. 　前記補強部材は、平面形状が、少なくとも三角形状、四角形状、六角形状のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
18. 　前記振動板は、平板形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
19. 　前記補強部材は、前記振動板より高い剛性材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。

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