JP3944848B2 - スピーカ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種の音響機器に使用されるスピーカ、より具体的には、パーソナルコンピュータなどに使用される小型のスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なスピーカにおいて、振動板とボイスコイルを磁気ギャップの正常位置に保持するダンパーは、性能的にはエッジと同様に、最低共振周波数に影響を与え、同じ振動振幅を有し、平面視がドーナツ状で、内径部がボイスコイル・ボビンの外周部に接着剤で接合固着され、その外径部は、フレームの内底部の近傍に形成された平坦部に固着されたもので、前記ボイスコイル・ボビンの上部外周には、コーン形状の振動板のネック部（底面部）が接合固着されている。
【０００３】
かかるスピーカにおいて、パーソナル・コンピュータ（以下、「パソコン」という。）などに使用されるスピーカは、パソコン本体への取付け上の制約から、小型スピーカが使用されることが多いが、小型スピーカでありながら、ハイパワーや低音再生の要求を満たす必要性から、図３に示すように、ボイスコイル径の大きなスピーカ１が使用される場合がある。
【０００４】
このスピーカ１は、図４で明らかなように、振動板２の口径を小さくするとともに、使用するボイスコイル・ボビン３の口径を大きくしてボイスコイル径を大きくしているので、低音再生は有利になるものの、ボイスコイル・ボビン３の外周部と、フレーム４の内周部との間に形成される空間部が極端に狭くなって、ダンパー５を配置できる空間が少なくなるので、ダンパー５の振動面積を大きくすることが不可能で、その結果、スピーカの動作時に大きい振幅を得ることができないとともに、最低共振周波数を下げることも困難であった。
【０００５】
前記の問題を解決する方法として、たとえば、特開平６−１７８３８９号公報（特許文献１）や特開平９−１４９４９２号公報において、ダンパーの外径を振動板より大きくし、振動板の振幅を大きくとれるようにして低音再生の優れたスピーカとすることが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平 ６−１７８３８９号公報（特許請求の範囲、０００９段落）
【特許文献２】
特開平 ９−１４９４９２号公報（特許請求の範囲、０００７段落）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記の特許文献１に記載のスピーカは、振動板の外周部をエッジ材のロール内径より大きな外形寸法に形成し、かつ振動板全体の質量をＡとしたとき、エッジ材の内周部との結合面より外側部分の振動板の質量を０．４Ａ〜０．６Ａとするとともに、上記エッジ材のロール外径より大きな外径寸法に形成されたダンパーを貼り合わせた構成としたもので、振動板の重量バランスをとることが難しいという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載のスピーカは、磁気ギャップを有する磁気回路の外周部上面に結合したフレームと、上記フレームの内周縁に上記磁気ギャップに嵌まり込むボイスコイルを中心に結合した振動板と、上記ボイスコイルの外周部に内周部が結合された外形が上記振動板より大きいダンパーとで構成されたもので、振動板の振幅が大きくとれ、小型スピーカの低音不足を解決する効果を奏するものの、いわゆる逆コーン型のスピーカに適用することについては、なんの開示も示唆もない。
【０００９】
この発明はかかる現状に鑑み、ボビンとフレーム内周部との間に形成される空間部が狭い小口径のスピーカであっても、ダンパーの振動面積を大きくすることが可能で、低域のための大きい振幅を得ることができ、最低共振周波数をも下げることのできるスピーカを提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、この発明の請求項１に記載のスピーカは、
磁気ギャップを有する磁気回路上に、コーン型の振動板を、その中心底部が前記磁気回路の中心上に位置するよう逆コーン状に配置するとともに、その中心底部にダンパーの内側中心部を固着し、
前記振動板の外周部を、エッジを介してフレームに固定し、
前記ダンパーの外周部を、前記フレームに直接又は間接的に固着し、
前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルを捲回したボビンの先端部を、前記振動板の内周部斜面に固着したこと
を特徴とするスピーカである。
【００１１】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記磁気回路は、
壺型のヨークと、このヨーク内に固着される円柱状のマグネットと、このマグネット上面に固着されるポールピースからなるもので、前記ヨークの上部内周面と前記ポールピースの外周面との間に、所要の幅の磁気ギャップが形成されていること
を特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記振動板は、
その中心底部が、前記ダンパーとの接合に必要な最少面積を有すること
を特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパーは、
全体が円盤状をなし、その内側中心部に、前記振動板の中心底部を受入れるのに必要な最小限の凹状の接合部を有すること
を特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１又は４に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパーは、
その外周部が、前記振動板の中心底部の高さまで延出するフレームの先端部に水平状態で直接固着されていること
を特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明の請求項６に記載の発明は、
請求項１又は４に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパーは、
中央部に前記磁気回路が装着され、外周部にエッジの外周部を固着する水平な張出部が形成されたフレームの、前記張出部上に固着された円筒状のダンパー台の最上部に、その外周部が水平状態で間接的にフレームに固着されていること
を特徴とするものである。
【００１６】
また、この発明の請求項７に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記フレームは、
中央部に前記磁気回路が装着され、外周部には、エッジの外周部を固着する水平な張出部が形成され、この張出部に前記ダンパー台を固着するよう構成されていること
を特徴とするものである。
【００１７】
また、この発明の請求項８に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパー台は、
その高さが前記振動板とほぼ等しい中空円筒体であって、その側壁部に放音孔を兼ねる透孔が形成されるとともに、先端部にダンパーの外周部を固着するための固着部が形成されていること
を特徴とするものである。
【００１８】
また、この発明の請求項９に記載の発明は、
請求項８に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパー台は、
前記フレームに一体的に形成されていること
を特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるスピーカの好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて具体的に説明するが、この発明は図示のものに限定されず、その要旨を変更しない範囲内において種々変更することができるものである。
【００２０】
図１は、この発明のスピーカの一例を示す縦断面図、図２は、図１に示すスピーカの一部切欠き平面図である。
【００２１】
この発明のスピーカ１０は、パソコンなどに使用される口径の小さなスピーカであって、図１に示されるように、いわゆる壺型のポットヨーク１１、その内底部上に固着される円柱状のマグネット１２およびポールピース１３から構成される内磁型の磁気回路１４と、フレーム１５と、中心底部１６ａを有するコーン状の振動板１６と、ボイスコイル１７が捲回されたボビン１８と、ダンパー１９およびこのダンパー１９を支持するダンパー台２０とから構成されている。
【００２２】
前記構成のスピーカ１０において、磁気回路１４上にコーン状の振動板１６を配置するに際し、振動板１６の中心底部１６ａを上方にする、いわゆる逆コーン状とし、この中心底部１６ａを、前記磁気回路１４の中心線上に位置させた状態で、ダンパー１９の内側の中心部に固着するとともに、振動板１６の外周部を、エッジ２１を介してフレーム１５に固着し、かつ前記ダンパー１９の外周部を、直接又は間接的にフレームに保持することを特徴とするものである。
【００２３】
より具体的にこの発明のスピーカ１０について説明すると、鋼製又は合成樹脂製からなるフレーム１５は、前記磁気回路１４を構成するポットヨーク１１の上部外側に形成された水平な段部１１ａに、その底部１５ａを固着させることによって磁気回路１４に一体的に取付けるもので、フレーム１５の形状については特段の制限はないが、先端部に後述するダンパー台２０を鉛直に設けることができるとともに、振動板１６の外周部に一体的に設けたエッジ２１の外周部を貼着するための水平な張出部１５ｂが、全周を囲繞して形成することが好ましい。
【００２４】
振動板１６は、全体が円錐形状をなすとともに、その頂部近傍を水平に形成して中心底部１６ａを構成したもので、この中心底部１６ａは、図示のように全面が閉塞されていても、中心部に透孔が形成されたものであってもよいが、ダンパー１９の可動部を最大限に取ることができるよう、ダンパーとの接合に必要な最少面積のものとすることが好ましく、磁気回路１４上に配置する際は、先に述べたように、磁気回路１４の中心上に、逆コーン状態で、かつ前記中心底部１６ａの中心が位置するようにして設けるものである。
【００２５】
この振動板１６の開口部は、エッジ２１を介してフレーム１５の張出部１５ｂ上に貼着固定されるもので、その内周部斜面には、前記磁気回路１４に形成された磁気ギャップ内に上下動自在に保持されるボイスコイル１７を捲回したボビン１８の先端部が貼着固定されるものである。
【００２６】
ダンパー１９は、全体が円盤状をなすとともに、同心円上に複数のコルゲーションが形成されたもので、その内側の中心部に、前記振動板１６の中心底部１６ａを受入れることのできる凹状の接合部１９ａを形成したもので、この接合部１９ａの形成に際しては、ダンパー１９の可動部（コルゲーションが形成された部分）を最大限に取るため、振動板１６との接合が可能な最小限の大きさとすることが好ましい。
【００２７】
また、このダンパー１９の外周部１９ｂは、前記フレーム１５の張出部１５ｂ上に鉛直に立設されたダンパー台２０の上縁部に、水平状態で接着剤などによって一体的に固着されるもので、このダンパー台２０は、全体が短い合成樹脂製の中空円筒体から構成されたもので、その高さはほぼ振動板の高さと等しく、その下端部はエッジ２１の外周部を介してフレーム１５の張出部１５ｂ上に固着されている。
【００２８】
なお、このダンパー台２０は、上縁部にダンパー１９の外周部１９ｂを固着することができれば、その形状、材質には特段の制限はなく、フレーム１５と一体成型されていてもよいが、好ましくはダンパー１９の外周部１９ｂを固着する部分として固着部２０aが、図１に示されるように平坦面であって、また周壁部には放音孔２０ｂが設けられていることが望ましい。
【００２９】
かかる部材からなるこの発明のスピーカ１０は、磁気回路１４にフレーム１５を固着する一方、振動板１６の外周部にエッジ２１をあらかじめ接着固定し、かつその中心底部１６ａの裏面をダンパー１９の内側に形成された凹状の接合部１９ａに嵌め込み、接着、ハトメ、リベット、ビスとナットなど適宜手段によって一体的に固着するとともに、振動板１６の内周部斜面の所要部位にボビン１８の先端部を固着しておく。
【００３０】
しかるのち、ボイスコイル１７を磁気ギャップ内に保持しながらエッジ２１の外周部をフレーム１５の張出部１５ｂに接着固定するとともに、その上面にダンパー台２０の下端部を接着固定して、フレーム１５上にダンパー台２０を立設したのち、その上端の固着部２０ａにダンパー１９の外周部１９ｂを接着固定してスピーカ１０を組立てるものであるが、その組立て法は、前記方法に限定されるものではない。
【００３１】
図３は、この発明に係るスピーカの他の実施形態を示すもので、このスピーカ３０は、上面中央にポールを有するボトムヨーク３１、このボトムヨーク３１の上面に配置されるリング状のマグネット３２、このマグネット３２上に配置されるリング状のトッププレート３３から構成される外磁型の磁気回路３４と、前記トッププレート３３上に固着されるフレーム３５と、中心底部３６ａを有するコーン状の振動板３６と、ボイスコイル３７が捲回されたボビン３８と、ダンパー３９およびこのダンパー３９を支持するダンパー台４０とから構成されたものである。
【００３２】
前記構成のスピーカ３０において、磁気回路３４上にコーン状の振動板３６を配置するに際し、振動板３６の中心底部３６ａを上方にする、いわゆる逆コーン状とし、この中心底部３６ａを、前記磁気回路３４の中心線上に位置させた状態で、ダンパー３９の内側の中心部に固着するとともに、振動板３６の外周部をエッジ４１を介してフレーム３５に固着し、かつ前記ダンパー３９の外周部を、直接又は間接的にフレームに保持することを特徴とするもので、図１に示すスピーカ１０とは、磁気回路の構成を異にするのみである。
【００３３】
また、ダンパー１９の外周部１９ｂは、フレーム１５に固着されたダンパー台２０の上端部に固着することによって、フレーム１５に間接的に固着しているが、たとえば、フレーム１５の水平な張出部１５ｂの外周部の先端を上方に立ち上げ、その先端部を振動板１６の中心底部１６ａが位置する高さまで直線状に延出させ、延出したフレーム１５の先端部に形成した水平なダンパー固定部に直接固着してもよい。
【００３４】
また、図１中、２２はダンパー台２０の側面部に付設されたターミナル、２３はこのターミナル２２に設けられた端子、２４はボイスコイル１７と外部入力とを接続するための錦糸線である。
【００３５】
さらに、前記フレーム１５の張出部１５ｂにあらかじめダンパー台２０を一体的に設けるに際しては、図示しないが、ダンパー台２０の下端部に振動板１６方向に開口する、厚さがエッジ２１の厚みとほぼ等しい切欠き部を形成し、この切欠き部内にエッジ２１の外周部を挿入し、貼着固定することが好ましい。
【００３６】
【発明の効果】
この発明のスピーカは、磁気回路上にコーン型の振動板を逆コーン状に配置するに際し、振動板の外周部を、エッジを介してフレームに結合させ、振動板の中心底部をダンパーの中心部に結合固定し、ダンパーの外周部をフレームに設けられたダンパー台に取付けて、振動板の内周傾斜部に垂設したボビンに捲回したボイスコイルを磁気ギャップ内に保持するように構成したもので、小口径でボイスコイル径が大きいスピーカであっても、ダンパーの振動面積を大きくすることができる。
【００３７】
特に、この発明のスピーカは、小口径でボイスコイル径が大きいスピーカであっても、振動板の口径よりも大きな径のダンパーを使用することができるので、スピーカの動作時に大きな振幅があっても、ボイスコイルを正確に上下動させることができ、最低共振周波数を容易に下げることが可能となる。
【００３８】
また、振動板とダンパーとを最少必要限度の範囲内において結合させることによって、ダンパーが振動板を確実に所定の位置に保持することができるので、大きな振幅になっても、振動系がローリングし難く、ボイスコイルやボイスコイル・ボビンが磁気ギャップと接触するおそれがなく、さらに、磁気ギャップを広げる必要がないので、磁束密度や音圧の低下がないなど優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のスピーカの一例を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示すスピーカの一部切欠き平面図である。
【図３】この発明に係るスピーカの他の例を示す縦断面図である。
【図４】従来のスピーカの一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０ スピーカ
１１ ポットヨーク
１２ マグネット
１３ ポールピース
１４ 磁気回路
１５ フレーム
１６ 振動板
１８ ボビン
１９ ダンパー
２０ ダンパー台

Claims (9)

1. 磁気ギャップを有する磁気回路上に、コーン型の振動板を、その中心底部が前記磁気回路の中心上に位置するよう逆コーン状に配置するとともに、その中心底部にダンパーの内側中心部を固着し、
   前記振動板の外周部を、エッジを介してフレームに固定し、
   前記ダンパーの外周部を、前記フレームに直接又は間接的に固着し、
   前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルを捲回したボビンの先端部を、前記振動板の内周部斜面に固着したこと
   を特徴とするスピーカ。
2. 前記磁気回路は、
   壺型のヨークと、このヨーク内に固着される円柱状のマグネットと、このマグネット上面に固着されるポールピースからなるもので、前記ヨークの上部内周面と前記ポールピースの外周面との間に、所要の幅の磁気ギャップが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。
3. 前記振動板は、
   その中心底部が、前記ダンパーとの接合に必要な最少面積を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
4. 前記ダンパーは、
   全体が円盤状をなし、その内側中心部に、前記振動板の中心底部を受入れるのに必要な最小限の凹状の接合部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
5. 前記ダンパーは、
   その外周部が、前記振動板の中心底部の高さまで延出するフレームの先端部に水平状態で直接固着されていること
   を特徴とする請求項１又は４に記載のスピーカ。
6. 前記ダンパーは、
   中央部に前記磁気回路が装着され、外周部にエッジの外周部を固着する水平な張出部が形成されたフレームの、前記張出部上に固着された円筒状のダンパー台の最上部に、その外周部が水平状態で間接的にフレームに固着されていること
   を特徴とする請求項１又は４に記載のスピーカ。
7. 前記フレームは、
   中央部に前記磁気回路が装着され、外周部には、エッジの外周部を固着する水平な張出部が形成され、この張出部に前記ダンパー台を固着するよう構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
8. 前記ダンパー台は、
   その高さが前記振動板の高さとほぼ等しい中空円筒体であって、その側壁部に放音孔を兼ねる透孔が形成されるとともに、先端部にダンパーの外周部を固着するための固着部が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。
9. 前記ダンパー台は、
   前記フレームに一体的に形成されていること
   を特徴とする請求項８に記載のスピーカ。

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