WO2017068854A1 - スピーカ - Google Patents

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WO2017068854A1
WO2017068854A1 PCT/JP2016/074627 JP2016074627W WO2017068854A1 WO 2017068854 A1 WO2017068854 A1 WO 2017068854A1 JP 2016074627 W JP2016074627 W JP 2016074627W WO 2017068854 A1 WO2017068854 A1 WO 2017068854A1
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dome
shaped
speaker
shaped diaphragm
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Inventor
清文 森
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三菱電機エンジニアリング株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil

Definitions

  • the present invention relates to a speaker for reproducing an audio signal, for example.
  • the cone-shaped diaphragm has a depth in the vibration direction to strengthen the structure so that flexural vibration is generated in the high range.
  • this depth increases the depth of the speaker, which is a drawback for thinning. Therefore, in order to make the depth of the speaker thin, it is necessary to make the cone-shaped diaphragm thin (shallow).
  • the cone-shaped diaphragm if the depth is small or the material is not rigid, split resonance that is mechanical resonance is likely to occur. Also, when driving with a small VC diameter (drive diameter), flexural vibration is likely to occur. That is, if the cone-shaped diaphragm is made thin, divided vibration is likely to occur, and sound pressure characteristic fluctuations occur from a low frequency, which has a problem of adversely affecting sound quality.
  • the depth of the cone-shaped diaphragm forms a hollow space in front of the diaphragm.
  • This indentation space has an acoustic defect that causes fluctuations in the sound pressure characteristics in the high frequency range in the speaker and impairs flatness (indentation effect).
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a loudspeaker capable of obtaining flat sound pressure characteristics by suppressing divided resonance in the mid-low range even when the diaphragm is thinned.
  • the purpose is that.
  • the speaker according to the present invention includes a diaphragm and a voice coil attached at a position of (70 ⁇ 5)% from the center with respect to the outer diameter of the diaphragm.
  • the present invention since it is configured as described above, even if the diaphragm is made thin, it is possible to suppress the mid-low range split resonance and obtain a flat sound pressure characteristic.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a speaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the speaker is a thin speaker that reproduces an audio signal, for example.
  • the speaker includes a vibration system 1, a magnetic circuit 2 that applies a magnetic force to the vibration system 1, and a frame 3 that holds the vibration system 1 and is coupled to the magnetic circuit 2.
  • the magnetic circuit 2 includes a magnet 21, a plate 22, and a pole piece 23, and a gap is provided between the plate 22 and the pole piece 23.
  • the vibration system 1 includes a diaphragm 11, a voice coil (bobbin) 12, an edge 13, a damper 14, and the like.
  • the diaphragm 11 is a diaphragm having a circular shape when viewed from the front, and radiates sound waves upon receiving vibration from the voice coil 12.
  • the diaphragm 11 is configured using a dome-shaped diaphragm 111 and a cone-shaped diaphragm 112.
  • the dome-shaped diaphragm 111 is a diaphragm having a convex cross-sectional shape protruding toward the center.
  • the cone-shaped diaphragm 112 is a diaphragm concentrically provided on the outer periphery of the dome-shaped diaphragm 111. In FIG. 1, the cone-shaped diaphragm 112 is connected to the dome-shaped diaphragm 111 by bonding or the like.
  • the voice coil 12 vibrates in response to the magnetic circuit 2 when a signal is fed, and transmits this vibration to the diaphragm 11.
  • the voice coil 12 is disposed in the gap portion of the magnetic circuit 2.
  • One end of the voice coil 12 is connected to the diaphragm 11 by adhesion or the like.
  • one end of the voice coil 12 is attached to a position of (70 ⁇ 5)% from the center with respect to the outer diameter D 1 of the diaphragm 11.
  • the voice coil 12 is supplied with a signal from the terminal 5 via the lead wire 4.
  • the edge 13 is a convex cross-sectional member that supports the diaphragm 11 on the frame 3.
  • the inner periphery is connected to the outer periphery of the diaphragm 11 by an adhesive or the like, and the outer periphery is fixed to the frame 3 by bonding or the like.
  • the damper 14 attenuates the vibration of the voice coil 12.
  • One end of the damper 14 is connected to the voice coil 12 by bonding or the like, and the other end is fixed to the frame 3 by bonding or the like.
  • the diaphragm 11 is configured such that the area when the inside and the outside of the position where the voice coil 12 is attached is viewed from the front is the same.
  • the inclination of the dome-shaped diaphragm 111 and the inclination of the cone-shaped diaphragm 112 are designed so that the areas when the inner side and the outer side are viewed from the front are the same.
  • the voice coil 12 is mounted at a position of (70 ⁇ 5)% from the center with respect to the outer diameter D 1 of the diaphragm 11. In other words, it has a VC diameter ratio (drive diameter) D 2 to the outer diameter D 1 of the diaphragm 11 and (70 ⁇ 5)%.
  • This inner and outer means that the driving diameter D 2 in the section diameter of the axisymmetric resonant mode occurs at the diaphragm 11 integral almost identical, to nodes drive. Therefore, from the above configuration, it is possible to cancel the influence of resonance on the sound pressure characteristics.
  • This also makes it possible to adopt a structure close to a flat plate in which the depth of the diaphragm 11 is reduced, that is, the depth / outer diameter ratio of the diaphragm 11 is reduced.
  • the diaphragm 11 having a small depth the volume of the hollow space on the front surface of the diaphragm 11 can be reduced, and fluctuations in sound pressure characteristics due to the “hollow effect” can be suppressed.
  • the vibration plate 11, the area viewed from the front inner and outer positions the voice coil 12 is attached (position of the drive diameter D 2) is configured to be identical. In this manner, by the same surface area as the outer and inner drive diameter D 2, the balance of the drive becomes uniform, it is possible to prevent the split resonance.
  • the dome-shaped diaphragm 111 and the cone-shaped diaphragm 112 are connected by bonding or the like.
  • the configuration is not limited to this, and the dome-shaped diaphragm 111 and the cone-shaped diaphragm 112 may be separated, or may be integrally formed.
  • the direction of the dome-shaped diaphragm 111 and the cone-shaped diaphragm 112 may be oriented in any direction with respect to the sound emission direction of the speaker (upward in the drawing).
  • the dome shape may be a convex shape or a concave shape.
  • FIG. 2 shows a case where an inverted dome-shaped diaphragm 113 having a concave cross-sectional shape recessed toward the center is used instead of the dome-shaped diaphragm 111 of FIG.
  • FIG. 3 shows a case where a diaphragm 15 having a plurality of curved cross sections is used in order to obtain a structurally strong structure.
  • the case where the diaphragm 15 which provided the curved surface which has 3 types of curvature in concentric form is shown.
  • This diaphragm 15 also has an effect of suppressing fluctuations in the sound pressure characteristics due to the “indentation effect”.
  • the first embodiment includes a diaphragm 11, a voice coil 12 mounted at a position from the center of (70 ⁇ 5)% relative to the outer diameter D 1 of the diaphragm 11 Therefore, even if the diaphragm 11 is made thin, it is possible to suppress split resonance in the middle and low range and obtain a flat sound pressure characteristic.
  • any component of the embodiment can be modified or any component of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
  • the speaker according to the present invention can suppress division resonance in the mid-low range and obtain a flat sound pressure characteristic even when the diaphragm is thin, and is suitable for use, for example, in a speaker that reproduces an audio signal. .

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Abstract

振動板（１１）と、振動板（１１）の外径に対して中心から（７０±５）％の位置に取付けられたボイスコイル（１２）とを備えた。

Description

スピーカ
　この発明は、例えばオーディオ信号を再生するスピーカに関するものである。
　近年、液晶テレビ等、薄型化が進んでおり、それに搭載するスピーカも薄型化が必要となっている。スピーカの薄型化については、コーン形振動板を用いたものや、ドーム形振動板を用いたもの（例えば特許文献１，２参照）等、様々な方式がある。例えば特許文献１では、振動板を薄くした場合に分割共振が発生しないように、ドーム形振動板の中央の一部を凹ましている。
特開２００４－２６０７３６号公報 特開２００７－００５９０６号公報
　一方、コーン形振動板では、構造強化のために振動方向に深さを持ち、たわみ振動が高域に発生するようにしている。しかしながら、この深さは、スピーカの奥行を増加させることになり、薄型化に対しては欠点となる。よって、スピーカの奥行を薄型にするためには、コーン形振動板を薄く（浅く）する必要がある。一方、コーン形振動板では、奥行きが小さかったり材料に剛性が無かったりすると、機械共振である分割共振が発生しやすくなる。また、小径のＶＣ径（駆動径）で駆動する場合にも、たわみ振動が起こりやすくなる。すなわち、コーン形振動板を薄くすると、分割振動が起こりやすくなり、低周波数から音圧特性変動が起こることになるため、音質に悪い影響を与えるという課題がある。
　また、コーン形振動板の深さは、くぼみ空間を振動板の前面に形成することになる。このくぼみ空間は、スピーカの中の高域の音圧特性に変動を生じさせ、平坦性を損なわせる音響的な欠点を有する（くぼみ効果）。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、振動板を薄くしても、中低域の分割共振を抑え、平坦な音圧特性を得ることができるスピーカを提供することを目的としている。
　この発明に係るスピーカは、振動板と、振動板の外径に対して中心から（７０±５）％の位置に取付けられたボイスコイルとを備えたものである。
　この発明によれば、上記のように構成したので、振動板を薄くしても、中低域の分割共振を抑え、平坦な音圧特性を得ることができる。
この発明の実施の形態１に係るスピーカの構成例を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係るスピーカの別の構成例を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係るスピーカの別の構成例を示す断面図である。
　以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係るスピーカの構成例を示す断面図である。
　スピーカは、例えばオーディオ信号を再生する薄型のスピーカである。このスピーカは、振動系１と、振動系１に磁力を与える磁気回路２と、振動系１を保持して磁気回路２と結合するフレーム３とを備えている。なお、磁気回路２は、磁石２１、プレート２２及びポールピース２３から成り、プレート２２とポールピース２３との間には間隙が設けられている。
　振動系１は、図１に示すように、振動板１１、ボイスコイル（ボビン）１２、エッジ１３及びダンパ１４等を備えている。
　振動板１１は、正面視した形状が円形である振動板であり、ボイスコイル１２からの振動を受けて音波を放射するものである。図１の例では、振動板１１をドーム形振動板１１１及びコーン形振動板１１２を用いて構成した場合を示している。
　ドーム形振動板１１１は、中心に向かい突出した凸断面形状の振動板である。
　コーン形振動板１１２は、ドーム形振動板１１１の外周に同心円状に設けられた振動板である。なお図１では、コーン形振動板１１２は、ドーム形振動板１１１に接着等により接続されている。
　ボイスコイル１２は、信号が給電されることで磁気回路２と反応して振動し、この振動を振動板１１に伝えるものである。このボイスコイル１２は、磁気回路２の間隙部分に配置されている。また、ボイスコイル１２の一端は、振動板１１に接着等により接続されている。ここで、本発明では、ボイスコイル１２の一端が、振動板１１の外径Ｄ１に対して中心から（７０±５）％の位置に取付けられている。また、ボイスコイル１２には、リード線４を介して端子５から信号が給電される。
　エッジ１３は、振動板１１をフレーム３に支持する凸断面形状の部材である。このエッジ１３では、内周が振動板１１の外周に接着剤等により接続され、外周がフレーム３に接着等により固定されている。
　ダンパ１４は、ボイスコイル１２の振動を減衰するものである。このダンパ１４では、一端がボイスコイル１２に接着等により接続され、他端がフレーム３に接着等により固定されている。
　また、振動板１１は、ボイスコイル１２が取付けられた位置の内側と外側を正面視した面積が同一となるように構成されている。図１の例では、上記内側と外側を正面視した面積が同一となるように、ドーム形振動板１１１の傾斜とコーン形振動板１１２の傾斜が設計される。
　次に、本発明に係るスピーカの効果について説明する。
　ここで、「節駆動」理論では、円形平板の軸対称共振モードの節を同径の力で駆動することにより、その共振の音圧特性への影響を打ち消すことができることが知られている。
　一方、本発明では、ボイスコイル１２を、振動板１１の外径Ｄ１に対して中心から（７０±５）％の位置に取付けている。言い換えると、振動板１１の外径Ｄ１に対するＶＣ径（駆動径）Ｄ２の比を（７０±５）％としている。これは、内側と外側が一体の振動板１１で起こる軸対称共振モードの節径に駆動径Ｄ２がほぼ一致し、節駆動となることを意味している。よって上記構成から、共振の音圧特性への影響を打ち消すことができる。
　また、これにより、振動板１１の奥行を小さく、すなわち、振動板１１の奥行／外径の比を小さくした平板に近い構造を採用することが可能となる。そして、奥行の小さい振動板１１を用いることで、振動板１１の前面のくぼみ空間の容積を小さくすることができ、「くぼみ効果」による音圧特性変動を抑えることができる。
　また、振動板１１は、ボイスコイル１２が取付けられた位置（駆動径Ｄ２の位置）の内側と外側を正面視した面積が同一となるように構成されている。このように、駆動径Ｄ２の外側と内側とで同じ表面積とすることで、駆動のバランスが均一となり、分割共振を防ぐことができる。
　なお上記では、ドーム形振動板１１１とコーン形振動板１１２を接着等により接続した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、ドーム形振動板１１１とコーン形振動板１１２を分離した構成としてもよいし、一体成型してもよい。
　また、ドーム形振動板１１１とコーン形振動板１１２の向きは、スピーカの音放射方向（図の上方）に対してどちらに向いていてもよい。例えば、ドーム形状を、凸形状としてもよいし、凹形状としてもよい。また、ドーム内周部を逆方向に凹まして凸と凹を組み合わせたドーム溝形状としてもよい。なお図２では、図１のドーム形振動板１１１に代えて、中心に向かい凹ませた凹断面形状の逆ドーム形振動板１１３を用いた場合を示している。
　また、図３では、構造的に強い構成とするため、断面形状が複数の曲面から成る振動板１５を用いた場合を示している。図３の例では、３種の曲率を持つ曲面を同心円状に設けた振動板１５を用いた場合を示している。この振動板１５によっても、「くぼみ効果」による音圧特性変動を抑える効果がある。
　以上のように、この実施の形態１によれば、振動板１１と、振動板１１の外径Ｄ１に対して中心から（７０±５）％の位置に取付けられたボイスコイル１２とを備えたので、振動板１１を薄くしても、中低域の分割共振を抑え、平坦な音圧特性を得ることができる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係るスピーカは、振動板を薄くしても、中低域の分割共振を抑え、平坦な音圧特性を得ることができ、例えばオーディオ信号を再生するスピーカ等に用いるのに適している。
　１　振動系、２　磁気回路、３　フレーム、４　リード線、５　端子、１１　振動板、１２　ボイスコイル、１３　エッジ、１４　ダンパ、１５　振動板、２１　磁石、２２　プレート、２３　ポールピース、１１１　ドーム形振動板、１１２　コーン形振動板、１１３　逆ドーム形振動板。

Claims (5)

  1. 　振動板と、
    　前記振動板の外径に対して中心から（７０±５）％の位置に取付けられたボイスコイルと
    　を備えたスピーカ。
  2. 　前記振動板は、前記ボイスコイルが取付けられた位置の内側と外側を正面視した面積が同一である
    　ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
  3. 　前記振動板は、
    　ドーム形振動板と、
    　前記ドーム形振動板の外周に同心円状に設けられたコーン形振動板とを有する
    　ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
  4. 　前記振動板は、
    　逆ドーム形振動板と、
    　前記逆ドーム形振動板の外周に同心円状に設けられたコーン形振動板とを有する
    　ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
  5. 　前記振動板は、複数の曲面を組み合わせて構成された振動板である
    　ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
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