(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
このフレームに支持された磁気回路体と、
この磁気回路体が形成する磁気ギャップ内にそのコイル部分が可動自在に配置されたボイスコイル体と、
このボイスコイル体のボイスコイルボビンの開口部を塞ぐように設けられたダストキャップと、
前記ボイスコイル体のボイスコイルボビン外周面にその内周部が接続された振動板と、この振動板の外周部にその内周端側が接続されるとともに、その外周端側が前記フレームに接続されたエッジと前記振動板よりも前記磁気回路体側に設けられ、前記ボイスコイル体のボイスコイルボビン外周面にその内周端側が接続されるとともにその外周端側が前記フレームに接続された非通気性のシール部材とを備え、前記シール部材の前記磁気回路体側の面と前記ボイスコイル体外周面と前記磁気回路体と前記フレームとで囲まれた第一の空間と、この第一の空間と連通するとともに、前記ダストキャップと前記ボイスコイル体内周面と前記磁気回路体、または前記振動板と前記ダストキャップと前記ボイスコイル体内周面と前記磁気回路体とで囲まれた第二の空間とをスピーカ外部の大気に対し気密状態とし、前記第一の空間及び前記第二の空間をエアサスペンションとして機能させたスピーカにおいて、前記シール部材の伸縮性及び柔軟性は不均一であり、前記シール部材の一部には伸縮性及び柔軟性が高い部分が形成されたスピーカ。
【請求項２】
前記第一の空間を形成する部材同士は変成シリコーンを含む接着剤にて接着されている請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記第一の空間及び前記第二の空間を形成する部材同士は変成シリコーンを含む接着剤にて接着されている請求項１に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記伸縮性及び柔軟性が高い部分は、前記シール部材において、前記フレームとの接続部と前記ボイスコイルボビンとの接続部付近とした請求項１に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記シール部材は、非コルゲート構造のダンパに代えて設けられた請求項１に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記シール部材は、略Ｓ字状とした請求項５に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記伸縮性及び柔軟性が高い部分は、前記シール部材の突起部分に設けられた請求項１または６に記載のスピーカ。
【請求項８】
前記フレームには開口部が形成され、前記エッジと、前記振動板と、前記ボイスコイル体と、前記シール部材の上面、及び前記フレームとで囲まれた空間は前記スピーカの外部の大気に対して連通された請求項１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３に示すように、磁気回路体１０１が形成する磁気ギャップ１０２にコイル部分１０３が可動可能に配置されたボイスコイル体１０４と、このボイスコイル体１０４のボイスコイルボビン１０５の外周面に接続されるとともにエッジ１０６を介してフレーム１０７に接続された振動板１０８と、この振動板１０８よりも磁気回路体１０１側に設けられ、ボイスコイルボビン１０５の外周面に接続されるとともにフレーム１０７と接続されたコルゲート構造のダンパー１０９とを備えた構成となっていた。
【０００３】
そして、ボイスコイル体１０４のコイル部分１０３に音声信号を付加した交流電流を流すことでボイスコイル体１０４を上下方向に振動させ、このボイスコイル体１０４の上下振動が振動板１０８に伝達し、振動板１０８が空気を振動させることで音声を再生する仕組みとなっていた。
【０００４】
このような従来のスピーカにおいて、ダンパー１０９は、振動板１０８とエッジ１０６との複合体とともにボイスコイル体１０４を支持し、さらに、音声再生時にはコルゲート構造部が伸縮することでボイスコイル体１０４の振動を追従する仕組みとなっていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１の図８が挙げられる。
【特許文献１】特開平１１−１５０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この従来のスピーカにおいては、ダンパー１０９が存在することにより、以下の課題が発生している。
【０００７】
すなわち、従来のスピーカでは、ボイスコイル体１０４を支持するために、ダンパー１０９のヤング率をある程度高い（硬い）ものとする必要があるのだが、このようにダンパー１０９のヤング率が高い値であるため、音声再生時のボイスコイル体１０４の上下振動の幅がある量より大きくなると急激に可動負荷が増し、ボイスコイル体１０４が入力信号に従って忠実に振動することが困難となるのであった。
【０００８】
この結果、スピーカの音声再生時には歪みが発生してしまっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、スピーカの音声再生時の歪みを低減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】
【００１０】
そして、この目的を達成するために本発明は、フレームと、このフレームに支持された磁気回路体と、この磁気回路体が形成する磁気ギャップ内にそのコイル部分が可動自在に配置されたボイスコイル体と、このボイスコイル体のボイスコイルボビンの開口部を塞ぐように設けられたダストキャップと、前記ボイスコイル体のボイスコイルボビン外周面にその内周部が接続された振動板と、この振動板の外周部にその内周端側が接続されるとともに、その外周端側が前記フレームに接続されたエッジと、前記振動板よりも前記磁気回路体側に設けられ、前記ボイスコイル体のボイスコイルボビン外周面にその内周端側が接続されるとともにその外周端側が前記フレームに接続された非通気性のシール部材とを備え、前記シール部材の前記磁気回路体側の面と前記ボイスコイル体外周面と前記磁気回路体と前記フレームとで囲まれた第一の空間と、この第一の空間と連通するとともに、前記ダストキャップと前記ボイスコイル体内周面と前記磁気回路体、または前記振動板と前記ダストキャップと前記ボイスコイル体内周面と前記磁気回路体とで囲まれた第二の空間とをスピーカ外部の大気に対し気密状態とし、前記第一の空間及び前記第二の空間をエアサスペンションとして機能させたスピーカにおいて、前記シール部材の伸縮性及び柔軟性は不均一であり、前記シール部材の一部には伸縮性及び柔軟性が高い部分が形成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、スピーカの音声再生時の歪みを低減させることができる。
【００１２】
これは、従来のスピーカに用いられていたコルゲーション構造のダンパーに代えて、伸縮性及び柔軟性が不均一であり、一部に伸縮性及び柔軟性が高い部分が形成された非通気性のシール部材を設け、シール部材の磁気回路体側の面とボイスコイル体外周面と磁気回路体とフレームとで囲まれた第一の空間と、この第一の空間と連通するとともに、ダストキャップとボイスコイル体内周面と磁気回路体、または振動板とダストキャップとボイスコイル体内周面と磁気回路体とで囲まれた第二の空間とをスピーカ外部の大気に対し気密状態としたことによる。
【００１３】
すなわち、本発明によるスピーカでは、非通気性のシール部材により第一の空間と第二の空間内に気体を密閉したため、この第一の空間と第二の空間内の気体がバネとしての機能を発揮し、ボイスコイル体を振動板とエッジとの複合体と第一の空間内の気体および第二の空間内の気体のバネ性を利用して支持する構成となっている。さらに、ボイスコイル体振動時に、伸縮性及び柔軟性が高い部分が変形し、シール部材はボイスコイル体の振動を良好に追従することができる。
【００１４】
したがって、本発明の構成では、ボイスコイル体の可動負荷となるダンパーを設けずとも、ボイスコイル体を支持することが可能となる。
【００１５】
この結果、ボイスコイル体は、従来のスピーカのようにダンパーにその振動の幅が制限されるようなことはなく、入力された信号に従って忠実に振動することができ、本発明によるスピーカでは、スピーカ音声再生時の歪みを低減することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態１におけるスピーカの構成について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１において示すように、本実施形態におけるスピーカのフレーム１は、有底円筒状のフレーム下部１ａと、このフレーム下部１ａよりも大径であり有底皿状のフレーム上部１ｂとを重ね合わせた形状をなしており、フレーム上部１ｂには、外気へと通ずる複数の開口部２が設けられている。
【００１８】
磁気回路体３は、フレーム下部１ａの底部中央に配置されており、円板状のプレート３ａ、円板状のマグネット３ｂ、及び円筒状のヨーク３ｃを組み合わせて接着することにより形成されている。また、この磁気回路体３は、プレート３ａの外周側面とヨーク３ｃの内周側面間において円筒状の磁気ギャップ４を形成している。
【００１９】
ボイスコイル体５は、円筒状のボイスコイルボビン５ａとこのボイスコイルボビン５ａの外周面に巻き付けられたコイル５ｂとで構成されており、コイル５ｂが磁気ギャップ４に対して可動自在に配置されている。このボイスコイル体５上方には、ボイスコイルボビン５ａの上部開口部を覆うように半球状のダストキャップ６を振動板７と接続させて配置しており、粉塵や水分等がボイスコイル体５の上部開口部を通って磁気ギャップ４に侵入し、スピーカの作動不良を招くことを防止している。なお、コイル５ｂに接続された金糸線８は、ボイスコイル体５の上部から、フレーム１の外部へと引き出されており、この金糸線８を介して音声信号を付加した交流電流がスピーカ外部からコイル５ｂへと流される仕組みとなっている。
【００２０】
振動板７は、コーン形状をなしており、その内周部がボイスコイル体５の上端部付近の外周面に接続され、さらに、その外周部は、上方に突出した形状のエッジ９を介してフレーム上部１ｂの内周面上端付近に接続されている。この振動板７は、スピーカの音声再生時に上下方向に振動することで音を発生する部分であり、高い剛性と内部損失を両立したパルプおよび樹脂を主な材料としたものである。
【００２１】
なお、このエッジ９は、スピーカ音声再生時においてボイスコイル体５に可動負荷を与えないよう、上方に突出させた形状とし、発泡ウレタン樹脂、発泡ゴム、ＳＢＲゴム、布などの材料によって形成されている。
【００２２】
シール部材１０は、平面形状がリング状、断面形状が略Ｓ字状の形状を有している。また、シール部材１０の内周部は金糸線８とコイル５ｂの間の部分においてボイスコイルボビン５ａと接続されており、さらにその外周部はフレーム１と接続されている。このシール部材１０の材質としては、伸縮性及び柔軟性に優れ、かつ非通気性を有するものが用いられており、例えば、ゴム系材料やビニル素材などを用いるとよい。これ以外にも、適切な素材にゴムコーティングを施し、非通気性とした部材を用いてもよい。
【００２３】
ただし、このシール部材１０は、図１の点線丸印で示すフレーム１接続部及びボイスコイルボビン５ａ接続部付近の部分と略Ｓ字の２つの突出部分のみが高い伸縮性及び柔軟性に有するものとし、これら以外の箇所は剛体に近いものになるように形成されている。すなわち、シール部材１０の伸縮性及び柔軟性は均一に設定されておらず、他の部分に比べ、伸縮性及び柔軟性が高い部分が存在する。このように構成すると、ボイスコイル体５振動時には、点線丸印部分が変形することでシール部材１０がボイスコイル体５の振動を追従することができる。
【００２４】
さらに、点線丸印以外の部分を剛体に近いものとしたのは、後述する密閉空間から受ける空気圧を効率よく受け、密閉空間を効果的にエアサスペンションとして機能させるためである。つまり、シール部材１０の伸縮性及び柔軟性を均一かつ高いものとすると、ボイスコイル体５振動時に密閉空間から受ける空気圧に対抗しきれず、シール部材１０が適切な形状を維持できなくなってしまうことがある。そこで、本実施形態では点線丸印以外の部分は剛体に近いものとし、ボイスコイル体５振動時に適切な形状を維持することを可能とし、密閉空間を効果的にエアサスペンションとして機能させるようにしている。
【００２５】
なお、本実施形態では図１の点線丸印で示す部分において、上述のように伸縮性及び柔軟性を比較的低く設定したが、これに限らず、例えばフレーム１接続部及びボイスコイルボビン５ａ接続部付近の部分のみの伸縮性及び柔軟性を低く設定してよい。
【００２６】
次に、シール部材１０により形成される密閉空間について説明する。
【００２７】
上述のように、シール部材１０を非通気性としているため、シール部材１０の磁気回路体３側の面、ボイスコイル体５の外周面、磁気回路体１０の一部であるヨーク３ｃ、フレーム下部１ａとで囲まれた第一の空間１１は、外気に連通した状態とはなっておらず、第一の空間１１はスピーカ外部の大気に対し気密状態となっている。また、フレーム１ａには開口部２が設けられているため、エッジ９、振動板７、ボイスコイル体５、シール部材１０の上面、及びフレーム上部１ｂとで囲まれた連通空間１２はスピーカ外部の大気に対して連通した状態となっているが、シール部材１０により、第一の空間１１から連通空間１２への気体の出入りは遮断されているため、第一の空間１１内の気体がスピーカ外部の大気へと漏洩することはない。
【００２８】
なお、本実施形態では、磁気ギャップ４部分の拡大図である図２に示すように、ボイスコイル体５のコイル５ｂの部分をプレート３ａとヨーク３ｃに接触しないように磁気ギャップ４に挿入しているため、コイル５ｂとプレート３ａの間、コイル５ｂとヨーク３ｃの間には僅かな隙間１３が存在している。この隙間１３を介して図２の矢印で示すように、第一の空間１１内の気体が、ダストキャップ６、ボイスコイル体５、磁気回路体３の一部であるプレート３ａ、振動板７にて形成された第二の空間１４へと出入りすることが考えられるが、第一の空間１１と同様にこの第二の空間１４を外気と連通させるための開口部は設けられていないため、第二の空間１４からスピーカ外部への空気漏洩はない。
【００２９】
したがって、本実施形態では、第一の空間１１から第二の空間１４への気体の行き来はありうるが、第一の空間１１及び第二の空間１４内の気体はともにフレーム１外部の大気へ漏洩することはなく、これら第一の空間１１及び第二の空間１４は、スピーカ外部の大気に対し気密状態となっている。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態１におけるスピーカの動作及び効果について説明する。
【００３１】
前述のように構成されたスピーカのコイル５ｂに、音声信号を付加した交流電流を流すと、磁気回路体３が形成する磁気ギャップ４と反応し、ボイスコイル体５には駆動力が発生する。この駆動方向はフレミング左手の法則に従い、ボイスコイル体５は上下方向に振動する。そして、このボイスコイル体５の振動により、ボイスコイル体５に接続された振動板７が振動し、空気を動かすことでスピーカから音声が再生される仕組みとなっている。
【００３２】
そして、従来のスピーカでは、このスピーカ再生時においてボイスコイル体の振動を追従しやすくするために、コルゲート構造のダンパーをボイスコイル体に接続させていた。
【００３３】
しかしながら、ボイスコイル体の振動が所定の量以上に大きくなった場合、ダンパーはボイスコイル体の振動を追従しきれなくなり、急激にボイスコイル体の可動負荷が増し、ボイスコイル体が入力信号に従って忠実に振動することが困難となるのであった。すなわち、ボイスコイル体をダンパーにて支持する構成である以上は、スピーカから再生される音声に歪みが含まれてしまうのであった。
【００３４】
そこで、本実施形態では、ダンパーに代えてシール部材１０を設け、さらに、このシール部材１０を非通気性とし、シール部材１０の磁気回路体３側の面、ボイスコイル体５の外周面、磁気回路体３の一部であるヨーク３ｃ、フレーム下部１ａとで囲まれた第一の空間１１と、ダストキャップ６、ボイスコイル体５、磁気回路体３の一部であるプレート３ａ、振動板７にて囲まれた第二の空間１４をスピーカ外部の大気に対し気密状態としたのである。
【００３５】
このように、第一の空間１１と第二の空間１４とをスピーカ外部の大気に対し気密状態とすれば、第一の空間１１と第二の空間１４の内部の気体がバネとしての機能を発揮し、第一の空間１１と第二の空間１４はエアサスペンションとして機能する。
【００３６】
すなわち、本実施形態では、従来のスピーカのようにダンパーを設けずとも、ボイスコイル体５をエッジ９と振動板７との複合体及び第一の空間１１と第二の空間１４のバネ性を利用して十分に支持することができる。
【００３７】
また、シール部材１０は上述のごとく、図１に示した点線丸印部分において優れた柔軟性及び伸縮性を有しているため、スピーカの音声再生時において、ボイスコイル体５の上下方向への振動を制限することはなく、シール部材１０が従来のスピーカのダンパーのようにボイスコイル体５に可動負荷を与えることはない。
【００３８】
この結果、ボイスコイル体５は入力信号に従って忠実に振動することが可能となり、スピーカの音声再生時に含まれる歪みを低減させることができるのである。
【００３９】
なお、本実施形態ではダストキャップ６の外周端を振動板７に接続させ、第二の空間１４を振動板７、ダストキャップ６、ボイスコイル体５、磁気回路体３にて囲まれた空間としたが、これ以外にもダストキャップ６の外周端をボイスコイルボビン５ａの上端部に接続させ、第二の空間２２をダストキャップ６、ボイスコイル体５、磁気回路体３の一部であるプレート３ａにて構成しても同様の効果が得られる。
【００４０】
また、第一の空間１１を形成する部材同士の接着には変成シリコーンを含む接着剤を用いることが望ましい。
【００４１】
ここで、第一の空間１１は、シール部材１０、ボイスコイル体５、磁気回路体３、フレーム１の各部材同士を接着剤により接着させることで形成されるのだが、この第一の空間１１をエアサスペンションとして十分に機能させるためには接着部からスピーカ外部への空気漏れを極力抑える必要がある。
【００４２】
このため、乾燥後の体積変化が殆んど無い変成シリコーンを主成分とした接着剤を用いると、接着剤乾燥後における空気孔の発生を低減させることができ、部材同士の接着部からスピーカ外部への空気漏れの可能性を低減させることができるのである。
【００４３】
また、第一の空間１１の部材同士の接着に加え、第二の空間１４を形成する部材同士の接着にも変成シリコーンを含む接着剤を用いることが望ましい。
【００４４】
すなわち、本発明において第二の空間１４を形成するダストキャップ６、振動板７、ボイスコイル体５の各部材同士の接着にも変成シリコーンを主成分とした接着剤を用いれば、接着部からスピーカ外部への空気漏れの可能性を低減させることができ、第一の空間１１と第二の空間１４内部の気体のバネ性を高めることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によるスピーカでは、気体のバネ性を利用することにより、振動板とエッジの複合体及びシール部材にて、ボイスコイル体を支持することが可能としている。
【００４６】
すなわち、本発明によるスピーカにおいては、ボイスコイル体の可動負荷の原因となるダンパーを用いておらず、ボイスコイル体を入力信号に従って忠実に振動させることが可能であり、スピーカの音声再生時に含まれる歪みを低減させることができる。
【００４７】
したがって、本発明は、各種音響機器に好適に採用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態におけるスピーカの断面図
【図２】本発明の実施形態におけるスピーカの磁気ギャップ部分の拡大図
【図３】従来のスピーカの断面図
【符号の説明】
【００４９】
１  フレーム
１ａ  フレーム下部
１ｂ  フレーム上部
２  開口部
３  磁気回路体
３ａ  プレート
３ｂ  マグネット
３ｃ  ヨーク
４  磁気ギャップ
５  ボイスコイル体
５ａ  ボイスコイルボビン
５ｂ  コイル
６  ダストキャップ
７  振動板
８  金糸線
９  エッジ
１０  シール部材
１１  第一の空間
１２  連通空間
１３  隙間
１４  第二の空間
【図１】
0005167874.tif 000002
【図２】
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【図３】
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