(57)【要約】【課題】薄型化とハイパワー化の両立が図れると共に、再生音に歪みが発生しにくくダンパ寿命も長い「スピーカ」を提供すること。【解決手段】傾斜形状の波形ダンパ６によってボイスコイル４を径方向外側から弾性的に支持しているスピーカであって、波形ダンパ６は前方に向かって先窄まりな略円錐面に沿って山部６ａと谷部６ｂが交互に同心状に並ぶという外観を呈し、山部６ａは前方に凸面を向けており、谷部６ｂは前方に凹面を向けている。ただし、山部６ａは谷部６ｂよりもなだらかで大きな湾曲部として形成されている。また、各谷部６ｂの内周側には、僅かに内方へ傾いて起立する略円筒状の立壁部６ｃが形成されており、この立壁部６ｃが山部６ａの外周側と連続している。波形ダンパ６の内周部はボビン３の前端部に接合されており、波形ダンパ６の外周部はフレーム２の底板部に接合されている。【選択図】図１
2010136013.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と、この磁気回路に固定されたフレームと、前記磁気ギャップに遊挿されて軸線方向に移動可能な筒状のボイスコイルと、外周部が前記フレームに弾性的に支持されて内周部が前記ボイスコイルに一体化された振動板と、前方に向かって先窄まりな略円錐面に沿って山部と谷部が交互に同心状に並ぶ外観を呈し、外周部が前記フレームまたは前記磁気回路に固定されて内周部が前記ボイスコイルに一体化された波形ダンパとを備え、前記波形ダンパによって前記ボイスコイルが径方向外側から弾性的に支持されているスピーカにおいて、
前記波形ダンパには、前方に凸面を向けている山部と、該山部の外周側と隣接して前方に凹面を向けている谷部との間に、該谷部から起立して該山部に至る立壁部が形成されており、この立壁部の起立方向が前記軸線方向に対して内方へ僅かに傾くように設定されていると共に、前記山部が前記谷部よりもなだらかで大きな湾曲部として形成されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記立壁部の起立方向と前記軸線方向とのなす角度が５〜２５度の範囲に設定されていることを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用のサブウーファなどとして好適な薄型のスピーカに係り、特に、前方に向かって先窄まりな傾斜形状の波形ダンパによってボイスコイルを支持しているスピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピーカの磁気ギャップには筒状のボイスコイルが遊挿されており、このボイスコイルは通電時に電磁力によって軸線方向へ駆動されて振動する。ボイスコイルは例えば円筒状のボビン（コイルボビン）に巻装されて、このボビンの前端部に振動板の内周部が接合されるため、振動板の内周部はボイスコイルに一体化されている。振動板の外周部（エッジ部）はスピーカのフレームに弾性的に支持されており、ボイスコイルに駆動されて振動板が振動することによって再生音が放射されるようになっている。また、通常、ボビンの前端部にはダンパの内周部も接合されており、このダンパの外周部がフレーム（または磁気回路）に固定されているため、ボイスコイルはダンパによって弾性的に支持されている。ダンパとしては径方向に沿って山部と谷部が交互に同心状に並ぶコルゲーション形状のダンパ（波形ダンパ）が一般的であり、この種のダンパを軸線方向に対して略直交する平面に沿って配置して筒状のボイスコイルを径方向外側から支持するというダンパ構造のスピーカが広く採用されている。こうしてダンパに支持されたボイスコイルが電磁力によって軸線方向へ駆動されると、ボイスコイルに追従してダンパが弾性的に伸縮するようになっている。
【０００３】
しかしながら、軸線方向に対して略直交する平面に沿って配置されたダンパでボイスコイルを支持しているスピーカにおいて、スピーカが薄型化されると、振動系の振幅が増大したときにダンパが磁気回路や振動板に接触する虞がある。そのため、薄型でありながら振動系に大きな振幅が要求される車載用のサブウーファなどを設計する際には、この種のダンパを使用することは好ましくなく、薄型化とハイパワー化（大振幅化）の両立が図れるダンパ構造が必要となる。
【０００４】
そこで従来、前方に向かって先窄まりな傾斜形状の波形ダンパによってボイスコイルを支持するという構造のスピーカが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる傾斜形状の波形ダンパは、前方に向かって先窄まりな略円錐面に沿って山部と谷部が交互に同心状に並ぶ外観を呈し、後端側の外周部がフレームまたは磁気回路に接合されて前端側の内周部がボビンの前端部に接合されているため、大振幅時にも波形ダンパが磁気回路や振動板に接触しにくい。それゆえ、かかる傾斜形状の波形ダンパを使用することによって、振動系の最大振幅を犠牲にすることなくスピーカの薄型化を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−１５５１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように傾斜形状の波形ダンパは大振幅時にも磁気回路や振動板に接触しにくいため、スピーカの薄型化とハイパワー化の両立を図るうえで有効な手段と言えるが、従来使用されている傾斜形状の波形ダンパは、静止位置の前方で弾性変形するときと後方で弾性変形するときのスティフネスの変化の仕方が極端に異なるため、再生音に歪みが発生しやすいという問題があった。すなわち、かかる従来例において、駆動された振動系が前方へ移動すると波形ダンパのスティフネスは増大傾向となり、振動系が後方へ移動すると波形ダンパのスティフネスは減少傾向となるため、振動系は静止位置の前方に変位しているときよりも後方に変位しているときのほうが波形ダンパの反力を受けなくなる。その結果、振動系は静止位置の前方で移動しにくくて後方で移動しやすくなるため、前後にアンバランスな振動が起こって再生音に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００６】
また、従来使用されている傾斜形状の波形ダンパは、振動系が静止位置の後方へ大きく移動したときに、スティフネスが小さくなり過ぎて中心保持力（ボイスコイルに対する保持力）が弱まってしまうため、ローリングを起こしやすく、これも再生音に歪みを発生させる要因となっていた。
【０００７】
さらに、従来使用されている傾斜形状の波形ダンパは、振動系が静止位置の後方へ大きく移動したときに、フレーム（または磁気回路）に接合されている最外周の谷部に応力が集中して座屈する危険性があるため、波形ダンパの寿命という点でも改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄型化とハイパワー化の両立が図れると共に、再生音に歪みが発生しにくくダンパ寿命も長いスピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前方に向かって先窄まりな略円錐面に沿って山部と谷部が交互に同心状に並ぶ外観を呈する傾斜形状の波形ダンパによって、筒状のボイスコイルを径方向外側から弾性的に支持するという構造のスピーカにおいて、波形ダンパの山部を谷部よりもなだらかで大きな湾曲部として形成すると共に、この波形ダンパに谷部から起立して山部の外周側に至る立壁部を形成しておき、この立壁部の起立方向がボイスコイルの軸線方向に対して内方へ僅かに傾くように設定した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスピーカによれば、駆動された振動系が静止位置の後方へ変位しているときに波形ダンパの立壁部によって山部の弾性反発力を高めることができると共に、振動系が静止位置の前方へ変位しているときには立壁部にさほど影響されずに山部を弾性変形させることができるため、波形ダンパを静止位置の前方で弾性変形させるときと後方で弾性変形させるときに、そのスティフネスをほぼ対称的に変化させることができる。また、振動系が後方へ大きく移動したときに懸念されるローリングも防止しやすい。それゆえ、このスピーカは大振幅時にも再生音に歪みが発生しにくく、薄型化とハイパワー化の両立が図りやすい。また、このスピーカは、ボイスコイルの軸線方向に対して波形ダンパの立壁部の起立方向が内方へ僅かに傾けてあるため、振動系が後方へ大きく移動したときに応力が集中する波形ダンパの最外周の谷部を、その斜め前方に起立する立壁部によって補強することができ、よって波形ダンパの長寿命化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路に固定されたフレームと、前記磁気ギャップに遊挿されて軸線方向に移動可能な筒状のボイスコイルと、外周部が前記フレームに弾性的に支持されて内周部が前記ボイスコイルに一体化された振動板と、前方に向かって先窄まりな略円錐面に沿って山部と谷部が交互に同心状に並ぶ外観を呈し、外周部が前記フレームまたは前記磁気回路に固定されて内周部が前記ボイスコイルに一体化された波形ダンパとを備え、前記波形ダンパによって前記ボイスコイルが径方向外側から弾性的に支持されているスピーカにおいて、前記波形ダンパには、前方に凸面を向けている山部と、該山部の外周側と隣接して前方に凹面を向けている谷部との間に、該谷部から起立して該山部に至る立壁部が形成されており、この立壁部の起立方向が前記軸線方向に対して内方へ僅かに傾くように設定されていると共に、前記山部が前記谷部よりもなだらかで大きな湾曲部として形成されているという構成にした。
【００１２】
このように構成されたスピーカでは、駆動された振動系が静止位置の後方へ変位しており波形ダンパの山部のアール（曲率半径）が小さくなっているときには、振動系が後方へ移動するのに伴い、該山部の弾性反発力が立壁部の影響で高まるため波形ダンパのスティフネスを徐々に増大させることができる。また、波形ダンパ６の山部が谷部よりもなだらかで大きな湾曲部として形成されているため、振動系が静止位置の前方へ変位しており山部のアールが大きくなっているときには、立壁部にさほど影響されずに該山部を弾性変形させることができる。しかも、振動系が後方へ大きく移動しても波形ダンパのスティフネスが極端に小さくなる虞がないため、ボイスコイルに対する中心保持力を維持できてローリングが防止しやすい。すなわち、このスピーカは、前方に向かって先窄まりな傾斜形状の波形ダンパを使用して薄型化とハイパワー化の両立を図っているだけでなく、波形ダンパを静止位置の前方で弾性変形させるときと後方で弾性変形させるときに、そのスティフネスをほぼ対称的に変化させることができるため、大振幅時にも再生音に歪みが発生しにくい。また、ボイスコイルの軸線方向に対して波形ダンパの立壁部の起立方向が内方へ僅かに傾けてあるため、振動系が後方へ大きく移動したときに応力が集中する波形ダンパの最外周の谷部を、その斜め前方に起立する立壁部によって補強することができ、それゆえ該谷部が座屈しにくくなってダンパ寿命を延ばすことができる。
【００１３】
上記の構成において、波形ダンパの立壁部の起立方向とボイスコイルの軸線方向とのなす角度は、波形ダンパの材質や大きさ等に応じて適宜の値に選択可能であるが、この角度が５〜２５度の範囲（より好ましくは約１０度）に設定されていると、振動系が静止位置の後方へ変位しているときに山部の弾性反発力が高まり、かつ波形ダンパの最外周の谷部の座屈を効果的に防止することができるため好ましい。
【実施例】
【００１４】
実施例について図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施例に係るスピーカの部分断面図、図２は該スピーカで用いた波形ダンパのスティフネスとボイスコイルの変位との相関関係を比較例と共に示す特性図である。なお、図１ではスピーカの右半分の断面構造を示しているが、図示せぬ左半分はこれと線対称な同様の断面構造となる。また、図２では、スティフネスをばね定数に置き換えた値を縦軸に示し、ボイスコイルの静止位置から後方への変位を正の値、前方への変位を負の値で横軸に示している。
【００１５】
図１に示すスピーカは、磁気ギャップＧを有する磁気回路１と、この磁気回路１のトッププレート１２に固定されたフレーム２と、円筒状のボビン３に巻装されて磁気ギャップＧに遊挿されたボイスコイル４と、内周部がボビン３の前端部に接合されて外周部がフレーム２の前端部に接合された振動板５と、内周部がボビン３の前端部に接合されて外周部がフレーム２の底板部に接合された波形ダンパ６と、ボビン３の前面を覆う防塵用のダストキャップ７とによって主に構成されている。
【００１６】
磁気回路１は、センターポール部１ａを含むヨーク１１と、中央部が開口している円板状のトッププレート１２と、ヨーク１１の底板部とトッププレート１２との間に介設された円環状のマグネット１３とによって構成されており、センターポール部１ａの外周面とトッププレート１２の内周面との間に磁気ギャップＧが形成されている。また、トッププレート１２にはフレーム２の底板部が強固に固定されている。
【００１７】
ボイスコイル４は図示せぬリード線によって外部回路と電気的に接続されており、このボイスコイル４に通電されると電磁力が作用し、この電磁力によってボイスコイル４がボビン３と一体的に軸線方向（前後方向）へ駆動されて振動するようになっている。その際、ボビン３の前端部を支持している波形ダンパ６は、ボイスコイル４の振動に追従して弾性的に伸縮する。
【００１８】
振動板５はコーン紙等からなり、この振動板５の内周部がボビン３を介してボイスコイル４に一体化されている。振動板５の外周部には弾性変形が容易なエッジ部５ａが付設されており、このエッジ部５ａがフレーム２に接合されているため、振動板５の外周部はフレーム２に弾性的に支持されている。この振動板５が通電時のボイスコイル４に駆動されて振動することによって再生音が放射される。
【００１９】
波形ダンパ６は、前方に向かって先窄まりな略円錐面に沿って山部６ａと谷部６ｂが交互に同心状に並ぶという外観を呈する円錐台形状のダンパである。山部６ａは前方に凸面を向けており、谷部６ｂは前方に凹面を向けている。ただし、山部６ａは谷部６ｂよりもなだらかで大きな湾曲部として形成されている。また、各谷部６ｂの内周側には僅かに内方へ傾いて起立する略円筒状の立壁部６ｃが形成されており、この立壁部６ｃが山部６ａの外周側と連続している。なお、立壁部６ｃの起立方向とボイスコイル４の軸線方向とのなす角度αは約１０度に設定されている。この波形ダンパ６は、最内周の山部６ａから内方へせり出している部分がボビン３に接合されてボイスコイル４に一体化されていると共に、最外周の谷部６ｂから外方へせり出している部分がフレーム２に接合されてトッププレート１２に固定されている。これにより、円筒状のボイスコイル４が傾斜形状の波形ダンパ６によって径方向外側から弾性的に支持された状態になっている。
【００２０】
波形ダンパ６がこのような形状に設計されているため、駆動されたボイスコイル４が静止位置の後方へ変位しており山部６ａのアール（曲率半径）が小さくなっているときには、ボイスコイル４が後方へ移動するのに伴い、波形ダンパ６の立壁部６ｃによって山部６ａの弾性反発力は徐々に高まっていく。すなわち、図２に示すように、ボイスコイル４への通電によって振動系が後方へ変位しているとき（距離ｘが正の値のとき）に、実線Ａで示す波形ダンパ６のばね定数は、振動系が後方へ移動するのに伴い徐々に増大していく。これに対して、波形ダンパ６と全体形状は似ているが山部と谷部の大きさが同等で立壁部６ｃも存しない従来の傾斜形状の波形ダンパ（比較例）のばね定数は、図２に破線Ｂで示すように、ボイスコイル４が後方へ移動するほど減少するという傾向を示す。
【００２１】
また、本実施例において、振動系が前方へ変位しているとき（距離ｘが負の値のとき）には、山部６ａのアールが大きくなっているため立壁部６ｃにさほど影響されずに該山部６ａを弾性変形させることができ、よって振動系が前方へ移動するのに伴い波形ダンパ６のばね定数は比較例と同様に増大していく。それゆえ、図２に実線Ａで示すように、この波形ダンパ６は、静止位置の前方で弾性変形する場合と後方で弾性変形する場合とで、ばね定数の変化の仕方がほぼ対称的となっている。
【００２２】
以上説明したように、本実施例に係るスピーカは、駆動された振動系が静止位置の後方へ変位しているときに、波形ダンパ６の立壁部６ｃによって山部６ａの弾性反発力を高めることができるため、振動系が後方へ移動するのに伴い波形ダンパ６のスティフネスを徐々に増大させることができる。また、波形ダンパ６の山部６ａが谷部６ｂよりもなだらかで大きな湾曲部として形成されているため、振動系が静止位置の前方へ変位しているときには、立壁部６ｃにさほど影響されずに山部６ａを弾性変形させることができる。しかも、振動系が後方へ大きく移動しても波形ダンパ６のスティフネスが極端に小さくなる虞がないため、ボイスコイル４に対する中心保持力を維持できてローリングが防止しやすい。すなわち、このスピーカは、前方に向かって先窄まりな傾斜形状の波形ダンパ６を使用して薄型化とハイパワー化の両立を図っているだけでなく、波形ダンパ６を静止位置の前方で弾性変形させるときと後方で弾性変形させるときに、そのスティフネスをほぼ対称的に変化させることができるため、大振幅時にも再生音に歪みが発生しにくく、それゆえ車載用のサブウーファとして好適である。
【００２３】
また、本実施例に係るスピーカは、ボイスコイル４の軸線方向に対して波形ダンパ６の立壁部６ｃの起立方向が内方へ僅かに傾けてあるため、振動系が後方へ大きく移動したときに応力が集中する波形ダンパ６の最外周の谷部６ｂを、その斜め前方に起立する立壁部６ｃによって補強することができる。それゆえ、このスピーカは波形ダンパ６の谷部６ｂが座屈しにくくなっており、ダンパ寿命を延ばすことができる。
【００２４】
なお、本実施例では、立壁部６ｃの起立方向とボイスコイル４の軸線方向とのなす角度αを約１０度に設定しているが、この角度は波形ダンパ６の材質や大きさ等に応じて５〜２５度の範囲内で適宜選択可能である。ただし、この角度が約１０度に設定されていると、振動系が静止位置の後方へ変位しているときに山部６ａの弾性反発力が高まり、かつ波形ダンパ６の最外周の谷部６ｂの座屈を効果的に防止することができるため好ましい。
【００２５】
図３は本発明の第２実施例に係るスピーカの部分断面図であって、図１と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。
【００２６】
図３に示す第２実施例に係るスピーカは、フレーム２に接合される波形ダンパ６の外周部（後端部）の形状が前述した第１実施例と異なっている。すなわち、この第２実施例においては、波形ダンパ６の最外周の山部６ａから外方へせり出している部分がフレーム２の底板部に接合されている。この場合も、振動系が後方へ大きく移動すると波形ダンパ６の最外周の谷部６ｂ（最外周の山部６ａの内周側に隣接している谷部６ｂ）に応力が集中するが、この谷部６ｂを斜め前方に起立する立壁部６ｃによって補強することができるため、ダンパ寿命を延ばすことができる。
【００２７】
なお、本発明はスピーカのダンパ構造に関するものであり、磁気回路１の構造やフレーム２の形状等は適宜選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施例に係るスピーカの部分断面図である。
【図２】第１実施例に係るスピーカで用いた波形ダンパのスティフネスとボイスコイルの変位との相関関係を比較例と共に示す特性図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るスピーカの部分断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  磁気回路
２  フレーム
３  ボビン
４  ボイスコイル
５  振動板
６  波形ダンパ
６ａ  山部
６ｂ  谷部
６ｃ  立壁部
Ｇ  磁気ギャップ
【図１】
2010136013.tif 000003
【図２】
2010136013.tif 000004
【図３】
2010136013.tif 000005