JP2010278591A - スピーカユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの少ない高音質にして高音域でも大きな音場空間を創成することのできるスピーカユニットを提供する。
【解決手段】ポールピース２４を含む磁気回路２により、ボイスコイル３を介して振動板５を駆動する構成のスピーカユニットであり、振動板５がポールピース２４の上端面に対向してボイスコイル３に接合されるか、あるいはポールピース２４の上端面に対向して振動板５の中心にセンターキャップ８が設けられる。ポールピース２４の上端面には、内部損失がポールピース２４よりも大きく、且つポールピース２４の上端面の内周部から外周部に向けて放射状に広がる切抜部６３をもつシート部材６が固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイスコイルに作用する直流磁界を発生するポールピースを含む磁気回路を備えたダイナミック型のスピーカユニットに係わり、特にノイズの少ない高音質再生ができ、高音域でも大きな音場空間を創成することのできるスピーカユニットに関する。

スピーカユニットは、交流電気信号を機械的振動に変換する方式によってダイナミック型（動電型）とコンデンサ型（静電型）とに大別されるが、その主流はダイナミック型である。ダイナミック型のスピーカユニットは、ポールピースを含む磁気回路により形成される直流磁界内にボイスコイルを置き、これに発生するローレンツ力によって振動板を駆動する構成とされる（例えば、特許文献１）。

尚、磁気回路には内磁型と外磁型とがあり、いずれもボイスコイル内には磁気回路を構成するポールピースが挿入される。又、ボイスコイルに接合する振動板にはドーム型、平面型、コーン型などがあり、ドーム型振動板はその全体がポールピースの上端面に対向してボイスコイルに接合され、平面型振動板は部分的にポールピースの上端面に対向してボイスコイルに接合され、コーン型振動板ではその中心にポールピースの上端面に対向するセンターキャップが装着される。尚、ポールピースの上端面とは、スピーカユニットを、振動板を上側にした状態で載置した状態の振動板側の面をいう。

特開２００３−３３３６８８号公報

上記のようなスピーカユニットにおいて、ポールピースの上端面に対向するセンターキャップや振動板が振動すると、それらの裏側に輻射される音がポールピースに反射して反響音を発生したり、ポールピースが共振して共振音を発生したりする。その反響音や共振音は、振動板から前方に直接輻射される音に混じって耳障りなノイズとして聴取されることになる。

そこで、センターキャップや振動板の裏側でポールピースとの間にグラスウールなどの吸音材を充填することも行われているが、これによればポールピースによる反響音や共振音の発生を抑制することはできても、再生音が聴感上濁り、高域の音も広がらないので高音域での指向性が鋭く大きな音場空間を創成できない。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はノイズの少ない高音質にして高音域でも大きな音場空間を創成することのできるスピーカユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るスピーカユニットは、コイルボビン３１に導電線を巻き付けてなるボイスコイル３と、前記ボイスコイル３の内部に挿入されたポールピース２４を含む磁気回路２と、前記ボイスコイル３の先端に接合された振動板５と、内部損失が前記ポールピース２４よりも大きく、且つ前記ポールピース２４の前記振動板５に対向する対向面の内周部から外周部に向けて放射状に広がる切抜部６３を有して前記対向面に貼付されるシート部材６と、を有することを特徴とする。

前記振動板５はドーム型の振動板であることを特徴とする。又、前記振動板５は、前記ボイスコイル３に連通する中心孔５ａを有するコーン型の振動板であり、前記中心孔５ａを覆うセンターキャップ８をさらに有すること特徴とする。

尚、前記シート部材６は、プラスチックフィルム、ゴムシート、紙、不織布、又は織布からなる。

本発明に係るスピーカユニットによれば、内部損失がポールピースよりも大きく、且つポールピースの振動板に対向する対向面の内周部から外周部に向けて放射状に広がる切抜部をもつシート部材がポールピースの対向面に貼付されることから、ポールピースの対向面に対向する振動板やセンターキャップからその裏側に輻射された音を減衰して、ポールピースによる共振音や反響音の発生を抑制しながら、ポールピースの対向面を露出せしめる切抜部の働きにより音を放射状に広げて音場を拡大することができる。

特に、プラスチックフィルム、ゴムシート、紙、不織布、又は織布からなるシート部材では、素材自体が然程高価でないから製品コストを抑制でき、しかもポールピースより大きい適度な内部損失を有するので、ポールピースによる共振音や反響音の抑制効果が上がる。

本発明の一実施の形態に係るスピーカユニットを示す断面図 シート部材を固定したポールピースの先端面を示す概略図 シート部材の変形例を示す説明図 本発明の一実施の形態に係るスピーカユニットの変更例を示す断面図

以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を詳しく説明する。先ず、図１において、本発明のスピーカユニットの一実施の形態を説明すれば、係るスピーカユニットは動電型（ダイナミック型）のトゥイータ（高音用）である。１はスピーカユニットのフレームであり、このフレーム１には磁気回路２（図示例において外磁型）が取り付けられている。

磁気回路２は、厚さ方向に着磁されているリング状のマグネット２１と、マグネット２１の一方の磁極に装着されているリング状のトッププレート２２と、マグネット２１の他方の磁極に装着されているバックプレート２３と、バックプレート２３の中心に設けられているポールピース２４とにより構成されており、ポールピース２４とトッププレート２２との間にはマグネット２１の磁束が作用する磁気ギャップＧが形成されている。

トッププレート２２、バックプレート２３、及びポールピース２４は、磁気ギャップＧにマグネット２１の磁束を集めるヨークとなるもので、その磁気ギャップＧにはボイスコイル３が挿入される。尚、バックプレート２３及びポールピース２４を一体として成形することもある。

ボイスコイル３は、紙などからなる非導電性（アルミなどの導電性非磁性体を用いる場合もある）のコイルボビン３１の外周に、絶縁被膜を施した銅やアルミなどの導電線を巻き付けて巻線部３２とした構成であり、その内周にはポールピース２４の上端部が挿入され、外周の巻線部３２にはトッププレート２２の内周面が臨んでいる。そして、ボイスコイル３は、フレーム１にダンパ４を介して取り付けられ、そのダンパ４により前後方向（ボイスコイル３の中心を通る軸線の方向であって図１の上下方向）に移動可能に支持されており、その先端はドーム型の振動板５に接合している。

振動板５は、紙、木、又はポリプロピレンやポリエステルといった合成樹脂、アルミその他の金属、又は化学繊維などから形成されるドーム型の輻射器であり、これは図１から明らかなようにポールピース２４の上端面に対向してボイスコイル３の先端に被せられている。ポールピース２４の上端面は、振動板５の裏面に対向する対向面である。

そして、以上のように構成されるスピーカユニットによれば、磁気ギャップＧ内に発生する直流磁界の磁力線に直交するボイスコイル３（正確にはその巻線部３２）に音声電流を流すと、周知のようにボイスコイル３が軸方向の起振力を得て振動し、その振動が振動板５を介して空気振動に変換されることにより音を再生することができる。

尚、振動板５が前後方向（図１の上下方向）に振動すると、その裏側（ポールピース２４が位置する後方）に輻射される音がポールピース２４に反射して反響音を発生したり、ポールピース２４が共振して共振音を発生したりする。このため、本実施の形態によれば、従前の吸音材に代わるシート部材６をポールピース２４の上端面に接着剤などにより貼付固定（固着）する構成とされる。

シート部材６は、厚さ０．１〜３ｍｍ程度のシート、特にポールピース２４とは材質が異なる非金属シートであって、吸音性能を示す内部損失がポールピース２４よりも大きいポリプロピレン（ＰＰ）やポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などのプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、フェルトやタフテッド布を含む不織布、又は織布からなる。このうち、例えばポリプロピレンの内部損失は０．０８、紙の内部損失は０．０２５〜０．０５５である。尚、その種のシート部材６に対し、ポールピース２４は、磁性体金属からなるもので、その内部損失は材質によって異なるが概ね０．００１〜０．０１程度である。

図２は、上記のようなシート部材６を固定したポールピース２４の上端面を示す。図２から明らかなように、シート部材６は、ポールピース２４の上端面と同一の円形状であって、ポールピース２４の上端面を全面的に被覆しない形状異方性の形態とされる。具体的には、ポールピース２４の外周に沿う環状部６１と、環状部６１の内周縁よりその中心に向けて延びる複数（図示例において４つ）の突片部６２とを連ねた形態で、その各突片部６２の間が切抜部６３として切欠、開口されている。切抜部６３は、環状部６１の内側にあって各突片部６２の間に形成され、ポールピース２４の上端面の内周部から外周部に向けて放射状に広がっており、しかも環状部６１と同心の円弧部６４に連続して形成されている。

そして、以上のようなシート部材６によれば、ポールピース２４の上端面を覆う環状部６１及び突片部６２が、振動板５の裏側に輻射された音を吸収してポールピース２４による共振音や反響音を抑制する一方、ポールピース２４の上端面を露出せしめる切抜部６３及び円弧部６４はポールピース２４による高音域成分の伝搬を阻害せず、特に切抜部６３はその高音域成分を放射状に広げて音場を拡大するよう作用する。要するに、シート部材６は、全体としてポールピース２４に音響異方性を付与し、ポールピース２４による共振音や反響音を抑制しながら、高音域をポールピース２４の上端面の径方向（上下左右方向）に広げる働きをする。

ここに、上記のようなシート部材６を有する本実施の形態のスピーカユニットと、シート部材６を有しない従来のスピーカユニットの音響性能を比較したところ、水平方向の指向性パターンに関して両者に大きな差異は認められなかったものの、本実施の形態のスピーカユニットは従来のスピーカユニットに比してノイズが少なく高音質で、高音域での音場感も良好であり、聴感上の優位性は明らかであった。

以上、本実施の形態の好適な一例を説明したが、シート部材６は図２のような形態に限らず、例えば図３(ａ)〜(ｅ)に示すような形態としてもよい。

更に、上記例では、本実施の形態に係るスピーカユニットをドーム型スピーカとして説明したが、本発明は振動板の一部がポールピース２４の先端面に対向する平面型スピーカ、あるいはポールピース２４の先端面に対応するセンターキャップをもつコーン型スピーカなどにも適用することができる。

図４は、コーン型スピーカに適用した例を示す。尚、図４において、図１に示したドーム型スピーカと構造および機能が共通する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

ここに、図４に示されるコーン型スピーカは、フルレンジ型若しくはウーハであり、その振動板５は紙、木、又はポリプロピレンやポリエステルといった合成樹脂、アルミその他の金属、又は化学繊維などから形成されるコーン型とされ、ボイスコイル３に接合する内側中心部にはボイスコイル３に連通する円形の中心孔５ａが形成されている。又、コーン型振動板５の大径側の外周は、振動板５の前後方向の動きを許容するエッジ７を介してフレーム１に支持されている。

更に、振動板５の中心には、ポールピース２４の上端面に対向して中心孔５ａを覆うセンターキャップ８が装着されている。センターキャップ８は、振動板５の中心孔５ａよりも大きいドーム型の部材で、振動板５と同じく紙、木、金属、又はプリプロピレンやポリエステルといった合成樹脂などから形成されており、その外周が接着剤にて振動板５に固定されると共に、このセンターキャップ８にもボイスコイル３の先端が接合されている。図４の構成においては、ポールピース２４の上端面は、振動板５及びセンターキャップ８の裏面に対向する対向面である。

尚、センターキャップ８は、磁気回路２内に塵埃が侵入するのを防ぐ防塵機能を有すると共に、センターキャップ８それ自体も振動板５に連れて振動するため音響特性に影響を及ぼすことになる。特に、センターキャップ８が前後方向に振動すると、その裏側（ポールピース２４が位置する後方）に輻射される音がポールピース２４に反射して反響音を発生したり、ポールピース２４が共振して共振音を発生したりする。このため、係るスピーカユニットにおいても、上記のようなシート部材６がポールピース２４の上端面に上記例と同様にして接着剤などにより固定される。

よって、係るコーン型スピーカでも、ポールピース２４による共振音や反響音を抑制しながら、ポールピース２４の径方向（上下左右方向）に音を広げて同方向における音場拡大を図ることができる。

２ 磁気回路
２４ ポールピース
３ ボイスコイル
３１ コイルボビン
３２ 巻線部
５ 振動板
５ａ 中心孔
６ シート部材
６３ 切抜部
８ センターキャップ

Claims (4)

1. コイルボビンに導電線を巻き付けてなるボイスコイルと、
   前記ボイスコイルの内部に挿入されたポールピースを含む磁気回路と、
   前記ボイスコイルの先端に接合された振動板と、
   内部損失が前記ポールピースよりも大きく、且つ前記ポールピースの前記振動板に対向する対向面の内周部から外周部に向けて放射状に広がる切抜部を有して前記対向面に貼付されるシート部材と、
   を有することを特徴とするスピーカユニット。
2. 前記振動板は、ドーム型の振動板であることを特徴とする請求項１記載のスピーカユニット。
3. 前記振動板は、前記ボイスコイルに連通する中心孔を有するコーン型の振動板であり、前記中心孔を覆うセンターキャップをさらに有することを特徴とする請求項１記載のスピーカユニット。
4. 前記シート部材は、プラスチックフィルム、ゴムシート、紙、不織布、又は織布からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカユニット。

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