JP2011139256A

JP2011139256A - スピーカ

Info

Publication number: JP2011139256A
Application number: JP2009297406A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamagishi; 清山岸
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-14

Abstract

【課題】車載等に用いられるスピーカに関するものであり、スピーカの軽量化に伴う音質劣化が課題であった。
【解決手段】樹脂フレームと、この樹脂フレームの中央に設けられた磁気回路と、この磁気回路の磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、このボイスコイルと樹脂フレームに固定されるダンパーと、樹脂フレームとボイスコイルに固定される振動板とから構成され、樹脂フレームの外周部とダンパーの固定部を複数のフレームアームでつなぐともに、このフレームアームと樹脂フレーム外周部との結合部に窪みを設け、この窪みに制動剤を充填することで、スピーカの軽量化を保ったまま、軽量化による音質劣化を改善できる構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用等に用いられるスピーカに関するものである。

近年、自動車業界では、燃費向上や省資源の観点から軽量化は避けられないのが現状である。

このため、車載用の純正スピーカを中心として、車体重量低減の一環としてスピーカの軽量化が進んできている。

よって、これらの車載用スピーカは、その磁気回路は小型化され、フレームも金属から樹脂化され、さらに薄肉化されて剛性が落ち、軽量化を実施しないスピーカに比べて音質劣化となる要因を多く抱える傾向にある。

以下、従来のスピーカについて図面を用いて説明する。

図３は従来のスピーカの断面図である。

図３に示すように、２１は磁気回路、２２はプレート、２３はマグネット、２４はヨーク、２５は樹脂フレーム、２５ａは樹脂フレーム２５を構成するフレームアーム、２６はボイスコイル、２７はダンパー、２８は振動板、２９はダストキャップである。

ここで、このスピーカは、ボイスコイル２６を、磁気回路２１により駆動させ、その振動を振動板２８に伝達させて音を発生させる構成としている。

そして、樹脂フレーム２５は、磁気回路２１およびボイスコイル２６や振動板２８から構成される振動部品を強固に支持する役目を果たしている。

尚、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平６−２４５２９５号公報

通常、一般的なスピーカにおいて駆動力が発生する場合、磁気回路は動かないことが前提である。

しかしながら、磁気回路の中でボイスコイルが駆動されると、その反作用で磁気回路は振動し、これにより駆動力も変調を受ける。

磁気回路が重く、フレーム剛性が高い場合には、この振動による影響は少ない。

しかしながら、近年の車載用スピーカでは軽量化が進んだ結果、磁気回路は小型になり、フレームは樹脂化され、さらに薄肉化されて剛性も低下している。

このようなスピーカでは、磁気回路はボイスコイルの駆動力による反作用を受け易く、音質劣化が大きいという課題を有するものであった。

本発明は上記課題を解決するもので、軽量スピーカでありながら高音質化を実現できるスピーカを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明のスピーカは、樹脂フレームと、この樹脂フレームの中央に設けられた磁気回路と、この磁気回路の磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、このボイスコイルと樹脂フレームに固定されるダンパーと、樹脂フレームとボイスコイルに固定される振動板とから構成され、樹脂フレームの外周部とダンパーの固定部を複数のフレームアームでつなぎ、このフレームアームと樹脂フレーム外周部との結合部に窪みを設けるとともに、この窪みに制動剤を充填する構成としたものである。

以上の構成とすることで本発明のスピーカは、磁気回路の反作用による振動を、僅かな制動剤で効果的に低減することができるという作用効果が得られ、軽量化を保ったまま、軽量化による音質劣化を改善することができ、軽量スピーカでありながら高音質化を実現できるという大きな効果を奏するものである。

本発明のスピーカの半断面図本発明のスピーカの等価回路図従来のスピーカの半断面図従来のスピーカの等価回路図従来のスピーカの改善状態を示す半断面図従来のスピーカの改善状態を示す等価回路図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１に記載の発明について説明する。

図１は本発明のスピーカの半断面図であり、１は磁気回路、２はプレート、３はマグネット、４はヨーク、５は樹脂フレーム、５ａは樹脂フレーム５を構成するフレームアーム、６はボイスコイル、７はダンパー、８は振動板、９はダストキャップ、１０は樹脂フレーム５に設けられた窪み、１１は制動剤である。

ここで、このスピーカは、ボイスコイル６を、磁気回路１により駆動させ、その振動を振動板８に伝達させて音を発生させる構成としている。

そして、樹脂フレーム５は、磁気回路１およびボイスコイル６や振動板８から構成される振動部品を強固に支持する役目を果たすとともに、窪み１０に充填された制動剤１１により、磁気回路１の反作用による振動を低減させている。

図２は磁気回路の振動要素を含めた図１に示す本発明のスピーカの等価回路である。

図２について、Ｆは駆動力、Ｖは振動系の速度、Ｖgは磁気回路の振動速度、Ｚmeは電磁制動抵抗、Ｍmは振動系質量、Ｃmは振動系コンプライアンス、Ｒmは振動系機械抵抗、Ｍaは放射質量、Ｒaは放射抵抗、Ｍvgは磁気回路の振動質量、Ｍvfはフレームの振動質量、Ｃvfはフレームの振動コンプライアンス、Ｒvfはフレームの振動機械抵抗、Ｒv11は制動剤１１による振動機械抵抗である。

次に、図３は従来のスピーカの半断面図である。

図３について、２１は磁気回路、２２はプレート、２３はマグネット、２４はヨーク、２５は樹脂フレーム、２５ａは樹脂フレーム２５を構成するフレームアーム、２６はボイスコイル、２７はダンパー、２８は振動板、２９はダストキャップである。

そして、図４は磁気回路の振動要素を含めた図３に示す従来のスピーカの等価回路である。

さらに、図５は図３に示す従来のスピーカの改善例であり、制動材３０を追加したものである。

そして、図６はその磁気回路の振動要素を含めたスピーカの等価回路であり、Ｒv30は制動材３０による振動機械抵抗である。

一般的にスピーカは、図４のように駆動力Ｆが振動系に速度Ｖを発生させると同時に、磁気回路にも磁気回路の振動速度Ｖgを発生させる。もし、磁気回路２１やフレーム２５が重く磁気回路の振動質量Ｍvgやフレームの振動質量Ｍvfが大きければ磁気回路の振動速度Ｖgは少ないが、図３のような軽量スピーカでは磁気回路の振動質量Ｍvgやフレームの振動質量Ｍvfは小さくなり、磁気回路の振動速度Ｖgが増えて駆動力Ｆのロスが増加する。

また、樹脂フレーム２５などで剛性が低い場合はフレームの振動コンプライアンスＣvfが大きく、機械インピーダンスの低下で磁気回路の振動速度Ｖgが流れやすい。

さらに、最低共振周波数であるＦo付近では、電磁制動抵抗Ｚmeが大きくなるため、振動系の速度Ｖが減って磁気回路の振動速度Ｖgが増加する。

このため、磁気回路２１の振動による音質劣化は大きく、特に低音の音質劣化が激しい。

図５は、図３に示す従来のスピーカの音質改善を試みた改善例であり、フレームアーム２５ａに制動材３０を付加したものである。

このような場合、図６のようにＲv30はフレームの振動質量Ｍvfやフレームの振動コンプライアンスＣvf及びフレームの振動機械抵抗Ｒvfの間に分布定数として存在する。

このように細分化されたＲv30は個々の制動力が弱く、磁気回路の振動速度Ｖgのもれ通過もあることから、合計しても振動機械抵抗は小さい。

従って、軽量スピーカに許される僅かな量の制動材３０で、磁気回路の振動速度Ｖgを抑えることは困難であった。

本発明による図１のスピーカでは、樹脂フレーム５の外周部とフレームアーム５ａの結合部に窪み１０を設け、この窪みに制動剤１１を集中して充填している。

尚、この窪み１０は機械強度を落とさない形状としている。

このような構造では、図２に示すように、制動剤１１による振動機械抵抗Ｒv11はフレームの振動質量Ｍvfやフレームの振動コンプライアンスＣvfから独立して存在すると考えられ、集中定数として扱うことができる。

このため、磁気回路の振動速度Ｖgは確実に制動剤１１による振動機械抵抗Ｒv11を通過する。

また一ヶ所に集中させることで粘性抵抗が上がり、制動剤１１による振動機械抵抗Ｒv11としての値も大きくなって、磁気回路の振動速度Ｖgを効果的に抑えることができる。

これらの結果、軽量スピーカにおける非常に僅かな量の制動剤１１でも、磁気回路１の振動を低減して音質劣化を改善することが可能となる。

次に、本発明の特に請求項２に記載の発明について説明する。

前述の実施の形態との相違点は、複数のフレームアームのうち、主要なフレームアームの結合部にのみ窪み１０を設けて制動剤１１を充填したことである。

この構成により、成形性などに関わるフレーム設計の自由度や、制動剤充填の作業性を向上させることができる。

次に、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。

前述の実施の形態との相違点は、制動剤１１をシリコン系樹脂から構成したことである。

この構成により、シリコン系樹脂の特徴である耐熱性などの信頼性や、性能の安定性を向上させることができる。

さらに、シリコン系接着剤や粘着剤を用いることで、生産工法や標準化の点でも有利なものとすることができる。

次に、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。

前述の実施の形態との相違点は、制動剤１１の量をスピーカ全重量の１％以下としたことである。

実験によると、全重量が２１０ｇの１６ｃｍスピーカにおいて、全重量の０．３％（０．７ｇ）の制動剤１１でも大きな音質改善効果が得られた。

ここで、制動剤１１の量が、スピーカ全重量の１％を超えてしまうと、スピーカの軽量化の観点から好ましいものとは言えず、スピーカ全重量の１％以下であれば無視できる程度のものとして許容することが可能である。

この結果と軽量維持の観点から、スピーカ全重量の１％以下の制動剤は必要にして十分な条件ということができる。

本発明にかかるスピーカは、車載用途などにおいて、軽量化を保ったまま軽量化による音質劣化の改善を必要とされるスピーカに適用できる。

１磁気回路
２プレート
３マグネット
４ヨーク
５樹脂フレーム
５ａフレームアーム
６ボイスコイル
７ダンパー
８振動板
９ダストキャップ
１０窪み
１１制動剤
２１磁気回路
２２プレート
２３マグネット
２４ヨーク
２５樹脂フレーム
２５ａフレームアーム
２６ボイスコイル
２７ダンパー
２８振動板
２９ダストキャップ
３０制動材
Ｆ駆動力
Ｖ振動系の速度
Ｖg 磁気回路の振動速度
Ｚme 電磁制動抵抗
Ｍm 振動系質量
Ｃm 振動系コンプライアンス
Ｒm 振動系機械抵抗
Ｍa 放射質量
Ｒa 放射抵抗
Ｍvg 磁気回路の振動質量
Ｍvf フレームの振動質量
Ｃvf フレームの振動コンプライアンス
Ｒvf フレームの振動機械抵抗
Ｒv11 制動剤１１による振動機械抵抗
Ｒv30 制動材３０による振動機械抵抗

Claims

樹脂フレームと、この樹脂フレームの中央に設けられた磁気回路と、この磁気回路の磁気ギャップに挿入されるボイスコイルと、このボイスコイルと前記樹脂フレームに固定されるダンパーと、前記樹脂フレームと前記ボイスコイルに固定される振動板とから構成されたスピーカであって、前記スピーカは、前記樹脂フレームの外周部と前記ダンパーの固定部を複数のフレームアームでつなぎ、このフレームアームと前記樹脂フレーム外周部との結合部に窪みを設けるとともに、この窪みに制動剤を充填してなるスピーカ。
複数のフレームアームのうち、主要なフレームアームの結合部にのみ窪みを設けて制動剤を充填してなる請求項１記載のスピーカ。
制動剤は、シリコン系樹脂からなる請求項１または請求項２記載のスピーカ。
制動剤の量を、スピーカ全重量の１％以下としてなる請求項１から請求項３記載のいずれか１つのスピーカ。