JP4134450B2 - スピーカ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は各種音響機器、映像機器に使用されるスピーカに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のスピーカについて図9の側断面図により説明する。
【0003】
同図において、1aは磁気回路であり、この磁気回路1aはセンターポールを備えたボトムプレート1と、このボトムプレート1に固着したリング状のマグネット2と、このマグネット2の上面に固着したトッププレート3からなり、4はこれらボトムプレート1とリング状のメインマグネット2とトッププレート3で形成された上記磁気回路1aに設けられた磁気ギャップであり、5は磁気回路1aに結合したフレームである。
【0004】
6はトッププレート3の内周とボトムプレート1のセンターポールの外周面で形成された磁気ギャップ4中に保持されたボイスコイルであり、7はこのボイスコイル6に内周枠を固着し外周をフレーム5に固着したサスペンションであり、8はボイスコイル6の先端付近に内周を固着した振動板であり、この振動板8はエッジ9を介して外周を上記フレーム5に固着し、10は振動板8の中央上面に貼られたダストキャップである。なお、aは上記部品で構成されたスピーカの全高である。
【0005】
以上のように構成された従来のスピーカについて以下にその動作を説明する。
【0006】
まず、スピーカのボイスコイル6に電気信号が加えられると磁気ギャップ4に駆動力が発生する。この駆動力がボイスコイル6から伝達され、その先端に固着された振動板8を振動させ、その振動に応じた音を放射するものである。
【0007】
特に振動板8の振動はエッジ9で支えられその入力に応じて振幅を制御している。
【0008】
なお、サスペンション7はこのボイスコイル6を上下振動可能なごとく支持するものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、スピーカに印加される入力が大きくなると、ボイスコイル6とフレーム5に固着したサスペンション7とエッジ9の形状が個々に違うため、従来この種のサスペンション7などの支持系が蝶サスペンションなどの薄型形状で構成した場合においても、エッジ9の形状はサスペンション7とは違う形状でロールタイプや波型タイプなどの形態で支持しているために、低入力時には影響度が少なかった個々の振幅挙動のバランスの違いが、入力が大きくなるにつれ顕著になり高調波歪の増加を招くことになり、サスペンション7とエッジ9のボイスコイル6の支持も直線性を失い、ボイスコイル6を正確に磁気ギャップ4中に保持することができず、その結果異常音発生や極端になるとボイスコイル6の破損ということにもなりかねないものであった。
【0010】
したがって耐入力の向上やハイパワー化が困難となり、使用用途などに大きく制限が強いられることになるものであった。更にこのエッジ9の形状はロールタイプや波型タイプなどで形成しているため、スピーカの全高aも結果として高くなることになり、スピーカの薄型化の実現の阻害要因の一つとなるものであった。
【0011】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、サスペンションとエッジの形状の違いによる高調波歪の発生を抑えると共に不均一な直線性を改善し、均一なリニアリティを維持してハイパワーと低歪化を両立する優れた音響性能を備えた薄型化可能なスピーカを提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のスピーカは、少なくとも磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、上記磁気回路の磁気ギャップにはめ込まれたボイスコイルと、回転方向に延伸する可動アーム部を設けた上記ボイスコイルに内周を結合し、外周をフレームに結合したサスペンションと、ボイスコイルに内周を結合し外周を上記フレームに結合した振動板と、回転方向に延伸する他の可動アーム部を設けるとともに、表面を覆うスキン層を設けた上記振動板のエッジとで構成したものであり、サスペンションの可動アーム部とエッジの他の可動アーム部のボイスコイルを支持する条件を近似させ、サスペンションと振動板のエッジの形状の違いによる高調波歪の発生を抑えると共に不均一な直線性を改善し、均一なリニアリティを維持しつつ他の可動アーム部を用いたエッジによって従来のエッジより薄型可能な構造としたもので、ハイパワー化と低歪化を両立する優れた音響性能を備えたスピーカの提供を可能としたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明のスピーカの請求項1に記載の発明は、少なくとも磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、上記磁気回路の磁気ギャップにはめ込まれたボイスコイルと、回転方向に延伸する可動アーム部を設けた上記ボイスコイルに内周を結合し、外周を上記フレームに結合したサスペンションと、ボイスコイルに内周を結合し外周をフレームに結合した振動板と、回転方向に延伸する他の可動アーム部を設けるとともに、表面を覆うようにスキン層を設けた上記振動板のエッジとで構成したので、スピーカに大きい入力が入るハイパワー時においても、サスペンションと振動板のエッジの形状の違いによる高調波歪の発生を抑えると共に不均一な直線性を改善し、均一なリニアリティを維持しつつ薄型化可能な構成としたもので、ハイパワーと低歪化を両立する優れた音響性能を備えたスピーカを提供できるものである。
【0014】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1におけるサスペンションの可動アーム部の延伸方向と、同振動板のエッジの他の可動アーム部の延伸方向を逆方向の回転方向としたものであり、大入力時に課題となる個々の可動アーム部が持つ架橋の延伸方向の回転作用によるローリングを防止して優れた直線性を有するスピーカの提供を可能とするものである。
【0015】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1のサスペンションの可動アーム部の延伸方向を回転方向から径方向にしたものであり、サスペンションが持つ振幅時の回転作用の発生を無くし、低入力から高入力までリニアに追従した支持系を備えた優れたスピーカの提供を可能とするものである。
【0016】
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1のサスペンションの可動アーム部を2つ以上の蛇行する折り曲がり箇所を有し、外周に向けて延伸して架橋する構成としたものであり、サスペンションの平坦形状化に伴なう振幅時の突っ張りを軽減させ、高入力印加時の振幅量を大きくすることができる高耐入力可能なスピーカの提供を可能とするものである。
【0017】
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項3の振動板のエッジの他の可動アーム部の延伸方向を径方向としたものであり、振幅時の回転作用の発生を抑え、振幅挙動の安定化と回転モードを無くした低歪で高リニアリティな優れたスピーカの提供を可能とするものである。
【0018】
以下に本発明のスピーカの一実施の形態について図1〜図8により説明する。なお、説明にあたっては従来技術と同一部分には同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【0019】
(実施の形態1)
図1は本発明の一実施の形態のスピーカの側断面図であり、図2は同要部であるサスペンションの平面図であり、図3は同要部である振動板の平面図であり、図4は従来のスピーカと本実施の形態の音圧周波数特性と第2高調波歪特性を示す周波数特性図である。
【0020】
11は平面状のサスペンションで、12は平面状の振動板であり、夫々内周側をボイスコイル6に固着して結合している。
【0021】
13は平面状の振動板12の外周とフレーム5とを結合する平面状の振動板12のエッジであり、後述するエッジ13に設けた他の可動アーム部16を形成することによって生じたスリットによる空気の流通を遮断するために上記エッジ13を覆い、且つ他の可動アーム部16が可動可能なように適宜選択されたスキン層14を重ねて形成している。
【0022】
15は平面サスペンション11の内外周の中間にスリットにより形成された可動アーム部であり、この可動アーム部15は図2に示す如く、スリットによってボイスコイル6が上下駆動するときに、回転方向cに向けて延伸するように動く。
【0023】
16は平面状の振動板エッジ13の内周側にスリットにより形成された他の可動アーム部であり、この可動アーム部16も図3に示す如く上記ボイスコイルが上下駆動するときに回転方向dに向けて延伸するように動く。更に可動アーム部15および他の可動アーム部16は一定の角度θを持ち配置されている。
【0024】
本実施の形態においては、上記の構成によりスピーカに大きい入力が入るハイパワー時においても、サスペンション11と振動板12のエッジ13の形状の違いによる高調波歪の発生を抑えると共に不均一な直線性を改善し、均一なリニアリティを維持しつつ薄型可能な構造としたもので、どのような入力条件下でも対応できるハイパワーと低歪化を両立することができるものである。
【0025】
図4は従来のスピーカと本実施の形態の音圧周波数特性と第2高調波歪特性を示すものであり、本実施の形態のスピーカは、全帯域にわたって従来のスピーカの音圧周波数特性23と比べ、平坦で且つ高い音圧周波数特性22を示していることが確認されるとともに、音圧周波数特性の低音域と中音域においても延びのある再生となることが確認された。
【0026】
また、第2高調波歪も従来のもの25に比べて、本実施の形態のもの24は低歪化を実現して高いリニアリティが得られることが確認された。
【0027】
(実施の形態2)
本発明のスピーカの他の実施の形態を図5により説明する。
【0028】
図5は本発明のスピーカの他の実施の形態の要部であるサスペンションの平面図である。実施の形態1と本実施の形態との相違点のみ同図により説明すると、17は図5に示すように平面振動板12のエッジ13に形成された他の可動アーム部16と反対方向の回転方向である反時計方向e方向に延伸するように形成された可動アーム部である。
【0029】
本実施の形態においては、平面サスペンション11の可動アーム部17の延伸方向が、同振動板12のエッジ13の他の可動アーム部16と逆方向の回転方向eに延伸する可動アーム部17を設けたことで、大きい入力時に課題となる個々の可動アーム部16,17が持つ架橋方向の回転作用によるローリングを防止して優れた直線性を有するものである。
【0030】
(実施の形態3)
本発明のスピーカの他の実施の形態を図6により説明する。
【0031】
図6は本発明のスピーカの他の実施の形態の要部であるサスペンションの平面図である。実施の形態1と本実施の形態との相違点のみ同図により説明すると、18は平面振動板12のエッジ13に構成された可動アーム部16とは異なり回転方向ではなく主として径方向に可動する可動アーム部である。直線的ではなく折れ曲がり点19を1箇所備えたもので、角度θ毎を基線に対称な可動アーム部18を複数設けている。
【0032】
本実施の形態においては、平面サスペンション11の可動アーム部18の方向が、ボイスコイル6が上下駆動したときに方向性を持たず径方向fに伸びて実施の形態1の平面サスペンション11が持つ振幅時の回転作用の発生を無くし、低入力から高入力までリニアに追従した支持系を維持できるものである。
【0033】
(実施の形態4)
本発明のスピーカの他の実施の形態を図7により説明する。
【0034】
図7は本発明のスピーカの他の実施の形態の要部であるサスペンションの平面図である。実施の形態3と本実施の形態との相違点のみ同図により説明すると、複数の折れ曲がり点を設けた可動アーム部20を用いた点にあり、円周上で複数組が対称に形成されている。
【0035】
本実施の形態においては、可動アーム部20に複数の折り曲がり箇所を設けたので、サスペンション11の平坦形状化に伴なう振幅時の突っ張りを更に軽減させ、高入力印加時の振幅量を大きくすることができ、スピーカのより高耐入力化が図れるものである。
【0036】
(実施の形態5)
本発明のスピーカの他の実施の形態を図8により説明する。
【0037】
図8は本発明のスピーカの他の実施の形態の要部である振動板の平面図である。実施の形態1と本実施の形態との相違点のみ同図により説明すると、21は平面振動板12のエッジ13に構成された回転方向に方向性を持たない他の可動アーム部であり、他の可動アーム部21の方向は径方向gに且つ円周上で複数組が対称に形成されている。
【0038】
本実施の形態においては、平面振動板12のエッジ13の内周側に設けられた他の可動アーム部21の延伸方向を回転方向ではなく径方向gとなるようにスリットにより形成したものであり、サスペンション11と振動板12のエッジ13が持つ振幅時の回転作用の発生を抑え、個々の支持系の振幅挙動の安定化と回転モードを無くして低歪で高リニアリティに優れたスピーカを提供できるものである。また、本実施の形態のエッジを実施の形態3に基づくスピーカに適用することによってより優れたスピーカの提供も可能とするものである。
【0039】
なお、上記各実施の形態においては、サスペンションと振動板とエッジの形状を平面形を例に説明したが、可動アーム部または他の可動アーム部を備えた構造であればその形態はどのようなものでも同様の効果が得られるものである。
【0040】
また、スキン層14はエッジ13の空気の通気性を抑制してエッジ機能を果たせるものであれば良く、適宜選択すれば良く少なくとも可動アーム部16,21を形成した時にできるスリットからの空気の流入を抑制するようにエッジ13を覆っているものであれば程度は問わないものである。
【0041】
【発明の効果】
以上のように本発明のスピーカは、サスペンションに設けた可動アーム部とエッジに設けた他の可動アーム部によって、スピーカに大きい入力が入るハイパワー時においても、サスペンションと振動板のエッジの形状の違いによる高調波歪の発生を抑えると共に不均一な直線性を改善し、均一なリニアリティを維持してハイパワーと低歪化を両立させることができる薄型化も可能なスピーカの提供ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスピーカの一実施の形態の側断面図
【図2】同要部であるサスペンションの平面図
【図3】同要部である振動板の平面図
【図4】同本発明と従来のスピーカの音圧周波数特性および第2高調波歪特性の特性図
【図5】同他の実施の形態の要部であるサスペンションの平面図
【図6】同他の実施の形態の要部であるサスペンションの平面図
【図7】同他の実施の形態の要部であるサスペンションの平面図
【図8】同他の実施の形態の要部である振動板の平面図
【図9】従来のスピーカの側断面図
【符号の説明】
1a 磁気回路
4 磁気ギャップ
5 フレーム
6 ボイスコイル
11 サスペンション
12 振動板
13 振動板のエッジ
14 スキン層
15,17,18,20 可動アーム部
16,21 他の可動アーム部
Claims (5)
- 少なくとも磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、上記磁気回路の磁気ギャップにはめ込まれたボイスコイルと、回転方向に延伸する可動アーム部を設けた上記ボイスコイルに内周を結合し、外周を上記フレームに結合したサスペンションと、ボイスコイルに内周を結合し外周をフレームに結合した振動板と、回転方向に延伸する他の可動アーム部を設けるとともに表面を覆うようにスキン層を設けた上記振動板のエッジとで構成されたスピーカ。
- サスペンションの可動アーム部の延伸方向と、振動板のエッジの他の可動アーム部の延伸方向を逆方向の回転方向とした請求項1に記載のスピーカ。
- サスペンションの可動アーム部の延伸方向が径方向である請求項1に記載のスピーカ。
- サスペンションの可動アーム部が2つ以上の蛇行する折り曲がり箇所を有し外周に向けて延伸した請求項1に記載のスピーカ。
- 振動板のエッジの他の可動アーム部の延伸方向が径方向である請求項1または請求項3に記載のスピーカ。
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