(57)【要約】【課題】本発明はスピーカの薄型化と高性能化を図ることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、磁気ギャップ１７を有する磁気回路１１をプロテクター１８の中央部裏面に設置し、逆円錐形の振動板１３を磁気回路１１側に設けるとともに、磁気回路１１側とは反対側にサスペンションホルダ１５を設け、振動板１３は第一のエッジ１４を介して、サスペンションホルダ１５は第二のエッジ１６を介してそれぞれフレーム１９に結合し、これら第一、第二のエッジ１４、１６は、これら第一、第二のエッジ間を境にして略対称相似形状としたスピーカである。【選択図】図１
2010206556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップを有する磁気回路を中央部裏面に設置し、その外周部分がフレームに結合されるプロテクターと、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第一のエッジを介して前記フレームに連結された振動板と、前記振動板より前記磁気回路側とは反対側に、前記ボイスコイル体を実質的に支え、外周部分を第二のエッジを介して前記フレームに連結されたサスペンションホルダを備え、前記第一のエッジは前記ボイスコイル体の振動板内周連結部よりも前記磁気回路側の上方の位置で前記フレームと結合し、前記第一、第二のエッジは、これら第一、第二のエッジを境にしてほぼ対称相似形状としたスピーカ。
【請求項２】
第二のエッジはボイスコイル体の振動板内周連結部よりも磁気回路側とは反対側の同等または下方の位置でフレームに結合した請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
サスペンションホルダの内周部分は、ボイスコイル体の振動板内周連結部より磁気回路側とは反対側に連結した請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
第一のエッジは磁気回路側に突出する形状にし、第二のエッジは振動板側とは反対方向に突出する形状とした請求項２または３に記載のスピーカ。
【請求項５】
第一のエッジは磁気回路側とは反対側に向けて突出する形状とし、第二のエッジは振動板側に向けて突出する形状とした請求項２または３に記載のスピーカ。
【請求項６】
第一のエッジと第二のエッジの弾性率を略同等に設定した請求項４または５に記載のスピーカ。
【請求項７】
磁気ギャップを有する磁気回路を中央部裏面に設置し、その外周部分がフレームに結合されるプロテクターと、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第一のエツジを介して前記フレームに連結された振動板と、前記振動板より前記磁気回路側とは反対側に、前記振動板の中部に内周を連結し、外周部分を第二のエッジを介して前記フレームに連結されたサスペンションホルダを備え、前記第一のエッジは前記ボイスコイル体の振動板内周連結部よりも前記磁気回路側の上方の位置で前記フレームと結合し、前記第一、第二のエッジは、これら第一、第二のエッジを境にしてほぼ対称相似形状としたスピーカ。
【請求項８】
第二のエッジはボイスコイル体の振動板内周連結部よりも磁気回路側とは反対側の同等または下方の位置でフレームに結合した請求項７に記載のスピーカ。
【請求項９】
第一のエッジは磁気回路側に突出する形状にし、第二のエッジは振動板側とは反対方向に突出する形状とした請求項７または８に記載のスピーカ。
【請求項１０】
第一のエッジは磁気回路側とは反対側に向けて突出する形状とし、第二のエッジは振動板側に向けて突出する形状とした請求項７または８に記載のスピーカ。
【請求項１１】
第一のエッジと第二のエッジの弾性率を略同等に設定した請求項９または１０に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカは図１２に示すような構成となっていた。
【０００３】
すなわち、この図１２に示すように、このスピーカは、磁気回路１と、この磁気回路１の磁気ギャップ２内に、少なくともそのコイル部３が可動自在に設けられたボイスコイル体４と、このボイスコイル体４の磁気ギャップ２外方部分に、その内周が連結された振動板５と、この振動板５の外周がエッジ６を介して連結されたフレーム７とを備えた構成となっていた。
【０００４】
すなわち、ボイスコイル体４のボイスコイル部３にオーディオアンプ等から出力された電気信号を入力することで、ボイスコイル体４が起振し、その起振力が振動板５に伝達され、振動板５が空気を振動させて電気信号を音声に変換する構成となっていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関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。
【特許文献１】特開平１１−２７５６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例においては、図１２に示すように、ボイスコイル体４のボイスコイル部３と振動板５内周固定部分との間にダンパー８の内周が固定され、このダンパー８の外周はフレーム７に固定されている。このダンパー８はエッジ６と共にサスペンションを構成し、ボイスコイル体４が可動時にローリングしないようにしている。また、このダンパー８は図１２に示すように複数の波形を組み合わせた形状にして、できるだけボイスコイル体４の可動負荷とならないような構成となっている。
【０００７】
しかし、近年のスピーカの高性能化においては、このダンパー８が存在することによって大きな問題が発生している。
【０００８】
すなわち、ボイスコイル体４が磁気回路１へ向かう挙動と、磁気回路１とは反対側へ向かう挙動において、ダンパー８の可動負荷の非直線性や非対称性が大きく、これに起因する高調波ひずみが大きく発生すると同時にパワーリニアリティも悪化することになっていた。
【０００９】
図１３は従来のスピーカのパワーリニアリティ、スピーカ入力電力に対する振動板５の変位を示している。Ａは磁気回路１に向けた振動板５の振幅特性を示し、Ｂは磁気回路１とは反対方向の振動板５の振幅特性を示す。また、図１４には従来のスピーカの高調波ひずみ特性を示し、Ｃがスピーカの周波数特性、Ｄが第２高調波ひずみ特性、Ｅが第３高調波ひずみ特性である。
【００１０】
このような非直線性や非対称性に起因するパワーリニアリティ悪化や高調波ひずみ特性の課題を解決するため、各社とも、ダンパー８の非直線性や非対称性を解決するため種々の工夫をしているが、このダンパー８は上述のごとく、その可動負荷を少なくするように複数の波形を組み合わせて出来たものであるから、このダンパー８とエッジ６を組み合わせてサスペンションを構成する以上は、非直線性や非対称性を解決して高調波ひずみを低減させることが難しく、スピーカの高性能化が出来ていないのが現状である。そこで本発明は、薄型化が図れる構成で、かつ低歪の高性能スピーカを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、この目的を達成するために本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路を中央部裏面に設置し、その外周部分がフレームに結合されるプロテクターと、この磁気回路の前記磁気ギャップ内に少なくともそのコイル部が可動自在に設けられたボイスコイル体と、このボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分にその内周部分を連結し、外周部分を第一のエッジを介して前記フレームに連結された振動板と、前記振動板より前記磁気回路側とは反対側に、前記ボイスコイル体を実質的に支え、外周部分を第二のエッジを介して前記フレームに連結されたサスペンションホルダを備え、前記第一のエッジは前記ボイスコイル体の振動板内周連結部よりも前記磁気回路側の上方の位置で前記フレームと結合し、前記第一、第二のエッジは、これら第一、第二のエッジを境にしてほぼ対称相似形状としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路をプロテクターの中央部裏面に設置し、振動板の内周部分をボイスコイル体の磁気ギャップ外方部分に連結し、振動板の外周部分を磁気回路側の上方の位置で第一のエッジを介してフレームに連結する構成とすることにより、スピーカ全体の厚みを薄くすることができる。
【００１３】
また、第一のエッジと第二のエッジによりサスペンションを構成させることで、サスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除するとともに、第一のエッジと第二のエッジはそれ自体の非対称性をキャンセルするように配置させたので、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することができ、これに起因するスピーカの高調波ひずみ低減とパワーリニアリティを向上させてスピーカの性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のスピーカの断面図を示す。図１において、磁気回路１１は円板状のマグネット１１ａ、円板状のプレート１１ｂ、円形凹状のヨーク１１ｃからなり、プレート１１ｂの外周とヨーク１１ｃの外周端部の内周間の磁気ギャップ１７にマグネット１１ａの磁束を集中させる。マグネット１１ａにはネオジウム系や希土類コバルト系が、プレート１１ｂ及びヨーク１１ｃには鉄が主な材料として用いられている。なお、図１では内磁型の例を示しているが外磁型の磁気回路でもよい。この磁気回路１１は、プロテクター１８の中央部裏面にネジ２１を用いて取り付けられ、このプロテクター１８の外周部分はフレーム１９に結合されている。
【００１６】
ボイスコイル体１２は、円筒状で、磁気回路１１の磁気ギャップ１７内に少なくともそのコイル部１２ａが可動自在に設けられており、一般的には紙及び樹脂、アルミ等の金属を材料としたボビンの上に、銅線などのコイルを巻いて構成している。このボイスコイル体１２のコイル部１２ａと反対側の端面にはダストキャップ２０が設けられている。
【００１７】
振動板１３はボイスコイル体１２の磁気ギャップ１７外方部分に、その内周が連結され逆円錐状の形状をしており、ボイスコイル体１２に起振された振動により実際に音を出すもので、高い剛性と内部損失を両立したパイプ及び樹脂が主な材料として用いられる。振動板１３は磁気回路１１側に逆円錐状の外周部分がくるように設けられ、この振動板１３の外周部分はリング状の第一のエッジ１４を介してフレーム１９に結合されている。この時、第一のエッジ１４はボイスコイル体１２の振動板１３内周連結部よりも磁気回路１１側の上方の位置でフレーム１９に結合されている。
【００１８】
磁気回路１１と振動板１３をこのような位置構成とすることにより、スピーカ全体の厚みを大幅に薄くすることができる。
【００１９】
第一のエッジ１４は、振動板１３に可動負荷を加えないようにウレタン及びゴム、布などの材料が用いられ、フレーム１９は皿状の形状をしており、この複雑な形状にも対応できるように鉄板プレス品や樹脂成型品及びアルミダイキャストなどの材料が用いられる。
【００２０】
サスペンションホルダ１５は、振動板１３に対し、磁気回路１１側とは反対側に設けられ、その内周部分はボイスコイル体１２の振動板１３内周連結部より磁気回路１１側とは反対側に連結されており、高い剛性と内部損失を両立したパルプ及び樹脂が主な材料として用いられる。
【００２１】
また、サスペンションホルダ１５の内周と外周の間の中部は、振動板１３の中部に接着剤等で結合されている。このため、振動板１３とサスペンションホルダ１５との位相がほぼ同位相となり、これら振動板１３とサスペンションホルダ１５の位相ずれに起因する中低音域の共振歪みを低減することが可能となるので、周波数特性の平坦化ができる。
【００２２】
サスペンションホルダ１５の外周部分は、第二のエッジ１６を介してフレーム１９に結合されている。第二のエッジ１６は、第一のエッジ１４と同様にサスペンションホルダ１５に可動負荷を加えないようにウレタン及びゴム、布などの材料が用いられる。第二のエッジ１６は、ボイスコイル体１２の振動板１３内周連結部よりも磁気回路１１側とは反対側の同等または下方の位置でフレーム１９に結合されている。
【００２３】
ここで、第一のエッジ１４は磁気回路１１側に突出し、第二のエッジ１６は磁気回路１１側とは反対側に突出しており、これら第一、第二のエッジ１４，１６間を境にして略対称相似形状となっている。
【００２４】
次に、図２のプロテクター１８を上面から見た図を示す。プロテクター１８は、複雑な形状にも対応できるように鉄板プレス品や樹脂成型品及びアルミダイキャストなどの材料が用いられる。そして、このスピーカはプロテクター１８側に音を放射させるために、中央部裏面にネジ２１で取り付けた磁気回路１１の部分を除く全面にパンチング穴２２を設けている。そしてこのプロテクター１８の４隅にはこのプロテクター１８を取り付けているフレーム１９とともに、このスピーカを取り付けるための取り付け穴２３を設けている。
【００２５】
図３に他の実施例のプロテクター１８ａを上面から見た図を示す。これも同様にプロテクター１８ａ側に音を放射させるために、中央部裏面にネジ２１で取り付けた磁気回路１１を支持するための４ヶ所の梁２４の部分を除く全面に開口部２５を設けたものである。
【００２６】
次に、図４に第二のエッジ１６とサスペンションホルダ１５との結合部分の拡大断面図を示す。第二のエッジ１６におけるサスペンションホルダ１５との連結部分は平面重合部１５ｂで連結されているので、この連結部分にかかる応力を分散させることができ、スピーカの耐入力性能をより向上させることができる。
【００２７】
また、ボイスコイル体１２とフレーム１９の間には従来のダンパーに代わってサスペンションホルダ１５と第二のエッジ１６によるサスペンションが設けられている。このサスペンションホルダ１５及び第二のエッジ１６は、第一のエッジ１４と共にサスペンションを構成し、ボイスコイル体１２が可動時にローリングしないように設けられているものである。
【００２８】
このため、第一のエッジ１４と第二のエッジ１６によりサスペンションを構成させることができ、サスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除することができる。また、第一のエッジ１４と第二のエッジ１６はそれ自体の非対称性をキャンセルするように略対称相似形状となっている。具体的には第一のエッジ１４と第二のエッジ１６の突出する方向が反対になるように対向配置されており、これにより図５のＡ，Ｂで示すパワーリニアリティの入力電力−振動板振幅特性のごとく、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することができる。
【００２９】
このため、図６のＤ，Ｅで示すスピーカの高調波ひずみ特性のごとく、サスペンションの非直線性及び非対称性に起因する高調波ひずみを低減することができ、スピーカの高性能化が実現できる。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態１のスピーカのパワーリニアリティを示す特性図であり、入力電力に対する振動板１３の振幅量を示している。Ａは磁気回路１１側への入力電力−振動板振幅特性である。また、Ｂは磁気回路１１と反対側への入力電力−振動板振幅特性である。
【００３１】
図６は、本発明の実施の形態１のスピーカの高調波ひずみ特性であり、出力音圧と高調波ひずみのダイナミックレンジが大きいほど、その高調波ひずみが少ないことを示す。Ｃがスピーカ特性で、Ｄが第２高調波ひずみ特性、Ｅが第３高調波ひずみ特性である。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態１のスピーカについて、以下その動作について説明する。
【００３３】
ボイスコイル体１２のコイル部１２ａにオーディオアンプ等から出力された電気信号を入力することで、ボイスコイル体１２が起振し、その起振力が振動板１３に伝達され、振動板１３が空気を振動させて電気信号を音声に変換する。
【００３４】
また、ボイスコイル体１２とフレーム１９の間には従来のダンパーに代わってサスペンションホルダ１５と第二のエッジ１６によるサスペンションが設けられている。このサスペンションホルダ１５及び第二のエッジ１６は、第一のエッジ１４と共にサスペンションを構成し、ボイスコイル体１２が可動時にローリングしないように設けられているものである。
【００３５】
このため、第一のエッジ１４と第二のエッジ１６によりサスペンションを構成させることができ、サスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除することができる。また、第一のエッジ１４と第二のエッジ１６はそれ自体の非対称性をキャンセルするように略対称相似形状となっている。具体的には第一のエッジ１４と第二のエッジ１６の突出する方向が反対になるように対向配置されており、これにより図５のＡ，Ｂで示すパワーリニアリティの入力電力−振動板振幅特性のごとく、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することができる。
【００３６】
このため、図６のＤ，Ｅで示すスピーカの高調波ひずみ特性のごとく、サスペンションの非直線性及び非対称性に起因する高調波ひずみを低減することができ、スピーカの高性能化が実現できる。
【００３７】
（実施の形態２）
次に図７について説明する。図７は実施の形態２の断面図を示し、実施の形態１と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図７において、サスペンションホルダ２６は円弧状をしており、その内周はボイスコイル体１２の振動板１３内周連結部よりも磁気回路１１側とは反対側の下方の位置に連結され、その外周は第二のエッジ１６を介してフレーム１９に連結されている。これにより、スピーカ全体の厚みを薄くすることができる。また、第一のエッジ１４と第二のエッジ１６によりサスペンションを構成させることでサスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除するとともに、第一のエッジ１４、第二のエッジ１６及び振動板１３、サスペンションホルダ２６はそれぞれの非対称性をキャンセルするように配置したものであるので、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することに加え、サスペンションホルダ２６をも振動板１３と略対称相似形状にすることで、スピーカの高調波ひずみ低減とパワーリニアリティ、中低音域の周波数特性の平坦度をも向上させ、スピーカの性能を向上させることができる。
【００３８】
（実施の形態３）
次に図８について説明する。図８は実施の形態３の断面図を示し、実施の形態１と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図８において、サスペンションホルダ２７は振動板１３の内周と外周の間の中部に、その内周が平面重合部２７ａで連結された円錐台状をしており、その外周は第二のエッジ１６を介してフレーム１９に連結されている。これにより、実施の形態２で述べた効果とともに、サスペンションホルダ２７の大幅な軽量化が可能となり、このスピーカ自体の音響変換効率を向上することができる。
【００３９】
（実施の形態４）
次に図９について説明する。図９は実施の形態４の断面図を示し、実施の形態１と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図９においては、第一のエッジ２８は磁気回路１１と反対側に向けて突出する形状とし、第二のエッジ２９は振動板１３に向けて突出する形状とした構成としている。
【００４０】
このため、第一のエッジ２８の前方に近接しているプロテクター１８及び第二エッジ２９に近接しているフレーム１９の底面への接触を避けることができるため、スピーカ全体の厚みを更に薄くすることができる。また、スピーカ全体の厚みを変えない場合には、スピーカの振幅余裕を大きくとることで、最大音圧を大きくすることができる。
【００４１】
（実施の形態５）
次に図１０について説明する。図１０は、実施の形態５の断面図を示し、実施の形態２と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図１０においては、第一のエッジ２８は磁気回路１１と反対側に向けて突出する形状とし、第二のエッジ２９は振動板１３に向けて突出する形状とした構成としている。
【００４２】
このため、実施の形態４と同様に、第一のエッジ２８の前方に近接しているプロテクター１８及び第二エッジ２９に近接しているフレーム１９の底面への接触を避けることができるため、スピーカ全体の厚みを更に薄くすることができる。また、スピーカ全体の厚みを変えない場合には、スピーカの振幅余裕を大きくとることで、最大音圧を大きくすることができる。
【００４３】
（実施の形態６）
次に図１１について説明する。図１１は実施の形態６の断面図を示し、実施の形態３と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。図１１においては、第一のエッジ２８は磁気回路１１と反対側に向けて突出する形状とし、第二のエッジ２９は振動板１３に向けて突出する形状とした構成としている。
【００４４】
このため、実施の形態４と同様に、第一のエッジ２８の前方に近接しているプロテクター１８及び第二エッジ２９に近接しているフレーム１９の底面への接触を避けることができるため、スピーカ全体の厚みを更に薄くすることができる。また、スピーカ全体の厚みを変えない場合には、スピーカの振幅余裕を大きくとることで、最大音圧を大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路をプロテクターの中央部裏面に設置し、逆円錐形の振動板を磁気回路側に設けることにより、スピーカの厚みを薄くすることができる。また、第一のエッジと第二のエッジによりサスペンションを構成させることでサスペンションの非直線性及び非対称性の要因となるダンパーを排除するとともに、第一のエッジと第二のエッジはそれ自体の非対称性をキャンセルするように配置させたので、サスペンションの非直線性及び非対称性を根本的に解決することができ、これに起因するスピーカの高調波ひずみ低減とパワーリニアリティを向上させてスピーカの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１のスピーカの断面図
【図２】本発明の実施の形態１のスピーカのプロテクターの上面図
【図３】本発明の実施の形態１のスピーカの他の実施例のプロテクターの上面図
【図４】本発明の実施の形態１のスピーカの第二のエッジとサスペンションホルダとの連結部分の拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態１のスピーカのパワーリニアリティを示す特性図
【図６】本発明の実施の形態１のスピーカの高調波ひずみ特性を示す特性図
【図７】本発明の実施の形態２のスピーカの断面図
【図８】本発明の実施の形態３のスピーカの断面図
【図９】本発明の実施の形態４のスピーカの断面図
【図１０】本発明の実施の形態５のスピーカの断面図
【図１１】本発明の実施の形態６のスピーカの断面図
【図１２】従来のスピーカの断面図
【図１３】従来のスピーカのパワーリニアリティを示す特性図
【図１４】従来のスピーカの高調波ひずみ特性を示す特性図
【符号の説明】
【００４７】
１１  磁気回路
１２  ボイスコイル体
１３  振動板
１４、２８  第一のエッジ
１５、２６、２７  サスペンションホルダ
１６、２９  第二のエッジ
１７  磁気ギャップ
１８  プロテクター
１９  フレーム
２０  ダストキャップ
２１  ネジ
２２  パンチング穴
２３  取り付け穴
２４  梁
２５  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010206556.tif 000012
【図１１】
2010206556.tif 000013
【図１２】
2010206556.tif 000014
【図１３】
2010206556.tif 000015
【図１４】
2010206556.tif 000016