JP3600982B2 - 電気音響変換用サスペンション構造及び電気音響変換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ等のサスペンション構造に関し、特に大音響の出力が可能な電気音響変換用サスペンション構造及び電気音響変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ等に取り付けられるスピーカ等において振動板を円形又は楕円形にした薄型のスピーカが知られている。スピーカの磁気回路は、円筒状のボイスコイルのコイル面に対し均一な磁束を付与することが望ましく、よってドーナツ円状のトッププレート、磁石等を用いて全体が円筒状に構成されるものが一般的である。そして、薄型スピーカにおける磁気回路は、その外径が振動板を支持するフレームの短径方向の幅と略同じか、これよりも小として構成されており、これによりスピーカ装置全体がコンパクトに集約された構成となっている。一方、スピーカの性能は、前記振動板の面積に左右され、面積が大きいほど高性能、大音響用のスピーカが実現できる。
【０００３】
しかし、前記従来のスピーカは、振動板を円形又は楕円形としている為に、振動板の面積が有効に利用されていない。即ち、一般に、テレビ等に取り付けられるスピーカ等においては、振動板を円形又は楕円形にしてもその周辺は矩形であるのが一般的である。従って、前記矩形内側に円形又は楕円形の振動板が形成されていて、矩形の四隅の面積が有効に利用されていない問題点があった。
【０００４】
係る問題点を解決するスピーカとして、図５のようなエッジロールを有するスピーカがある。図５はエッジロールと振動板との図であり、係るエッジロールを有するスピーカは、前記問題点を解決するために、図５に示すように、振動板を矩形にして四隅の面積を有効活用したスピーカである。以下、図５の構造について説明する。
【０００５】
図５において、図５（ａ）は矩形の振動板２とそれを支持する矩形のエッジロール１を上部から見た図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡＡ方向断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢＢ方向一部断面図である。前記矩形のエッジロール１はその断面が樋型をなし、前記振動板２は、前記エッジロール１の内側に形成された一方の鍔部１ｄによって支持されている。前記振動板２は、図５（ｂ）に示すように、その中央部が下に向かって凸の球面部が形成されていて、上下（Ｙ１、Ｙ２方向）に振動するようになっている。
【０００６】
前記樋型の矩形のエッジロール１は、矩形の各辺１ｂ及び各辺の角部１ｃは均一な高さの円弧状になっている。前記樋型の外側に形成された他方の鍔部１ａは、図示していない前記矩形のエッジロール１を保持するフレームに固定されている。図示していないボイスコイルに電流が流され、該電流と図示していない磁気回路とにより前記振動板２が振動すると、該振動板２を支持している前記エッジロール１の内側に形成された一方の鍔部１ｄも前記エッジロール１の外側に形成された他方の鍔部１ａを支点として振動する。
【０００７】
図６ は、前記図５（ｃ）のイ部の拡大図である。図６から明らかなように、振動板２が上下に振動すると、前記エッジロール１にはＰ方向の張力が発生し、エッジロール１の内側の鍔部１ｄが内側に引かれる。係る場合、前記エッジロール１の外側に形成された他方の鍔部１ａは図示していないフレームに固定されているので、樋の円弧の高さが低くなるように変形する。該変形の大きさは、前記エッジロール１に働く張力の大きさにより異なる。
【０００８】
一方、前記のように、矩形の各辺１ｂ及び各辺の角部１ｃは均一な高さの円弧状であり、図５（ｂ）、図５（ｃ）から明らかなように、エッジロール１の内側の鍔部１ｄ迄の距離は、角部１ｃが長く、前記の張力は角部１ｃに大きく作用する。しかし、前記樋は、矩形の各辺１ｂ及び各辺の角部１ｃが均一な高さなので、図５（ｃ）に示すように、角部１ｃが強い張力を受けると、エッジロール１の樋型部分に作用する反力は、各辺１ｂに比べて、角部１ｃが強く作用する。従って、角部１ｃは、各辺１ｂに比べて、より強く前記振動板２をエッジロール１に引き戻すように作用する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のスピーカは、前述のように、振動系の振幅を大きく左右しているのは、断面が樋型形状のエッジロール１の構造である。即ち、エッジロール１が、矩形の各辺１ｂ及び各辺の角部１ｃは均一な高さの円弧状である為に角部１ｃにおける振動板の張力が強く、振動板全体の振幅を制限する。この結果、振動系の振幅を大きく確保できないために大音量入力化や高リニアリティー化が設計上困難であるという問題を有する。
【００１０】
本発明は、係る問題を解決して振動板等の振動系の振幅を大きく確保することができて、周波数特性のリニアリティーに優れたものや高耐入力化を図った電気音響変換用サスペンション構造及び電気音響変換装置を提供することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために請求項１記載の電気音響変換用サスペンション構造においては、長方形の振動板を支持するとともに、前記振動板の振動を容易にする緩衝部を形成する長方形のエッジロールを具備し、該エッジロールの各辺は断面形状がそれぞれ樋型をなし、前記振動板を支持する一方の鍔部が前記樋の内側に形成され、当該エッジロールがフレームに固定される他方の鍔部が前記樋の外側に形成され、且つ各辺におけるエッジロールの弦の長さは、対向する位置にある辺においてはそれぞれ等しく、隣り合う位置にある辺においてはそれぞれ異なる電気音響変換用サスペンション構造において、前記緩衝部は、前記エッジロール各辺と各角部に形成された弦が下向きの円弧状部からなり、前記各辺における円弧の高さは、各辺の中央から角部方向に向かって増加するように形成され、前記角部における円弧の高さは、前記各辺の角部において最も高いことを特徴とする。
【００１２】
削除
【００１３】
請求項２記載の電気音響変換用サスペンション構造においては、長方形に形成された振動板と、該振動板の中心に取り付けられる円筒状のボイスコイルと、前記振動板を支持するとともに、前記振動板の振動を容易にする緩衝部を形成する長方形のエッジロールと、該エッジロールを保持するフレームと、前記ボイスコイルに作用する磁気回路を具備し、前記エッジロールの断面形状が、各辺で樋型をなし、且つ、前記各辺におけるエッジロールの弦の長さは、各々対向する辺においてはそれぞれ等しく、隣り合う位置にある辺においてはそれぞれ異なる電気音響変換装置であって、前記緩衝部は、前記エッジロールの各辺および各角部で弦が下向きの円弧状に形成され、前記各辺における円弧の高さは、各辺の中央から角部方向に向かって増加するように形成され、前記角部における円弧の高さは、前記各辺の角部において最も高くされると共に、前記振動板を支持する一方の鍔部が前記エッジロールの内側に形成され、前記エッジロールがフレームに固定される他方の鍔部が前記エッジロールの外側に形成され、前記エッジロールの円弧の弦側を前記フレームに対向して配設されていることを特徴とする。
【００１４】
削除
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１により説明する。なお、以下の説明において、図５と同一部分については同一符号を付した。図１は、本発明における電気音響変換装置の実施形態の側断面図である。円筒形のマグネット８を、円形の上部プレート９及び円筒形の下部プレート４により挟み込んで構成されて磁気回路が形成される。前記下部プレート４の上部にはフレーム３が接着剤などで結合されている。なお、前記下部プレート４、上部プレート９は、例えば鉄などの磁性材料、フレーム３は例えば樹脂、金属材料などである。
【００１６】
更に、このフレーム３の上部には、エッジロール１に支持された振動板２が設けられている。この振動板２を駆動させるためのボイスコイル５が卷回されるボビン７は、前記振動板２の低部（凸部側）に密着されている。その中間部はスプリング状のダンパー６にて中心保持されている。上記ボイスコイル５及びボビン７とが一体となって、マグネット８と上部プレート９の周囲で前記振動板２と共に振動されるように構成されている。なお、エッジロール１は、例えばウレタン、ゴム、布などの材料、振動板２は、例えば紙、金属、布、合成樹脂、ボビン７は、例えば紙、布、合成樹脂などである。
【００１７】
前記エッジロール１とそれに支持された振動板２は、矩形（長方形）であり、前記エッジロール１は、フレーム３及びエッジロール１と接着性の良い、例えはゴム系の接着剤などでフレーム３に固定されている。又、前記下部プレート４は、上記ボイスコイル５及びボビン７が可動的に配設される大きさの形を有する円筒形である。前記下部プレート４は、前記フレーム３の低部に形成されている図示していない貫通孔に嵌合されて一体化されている。
【００１８】
図２は、前記矩形の振動板２とそれを支持する前記矩形のエッジロール１の図であって、図２（ａ）は上部から見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ方向一部断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡＡ方向断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のＢＢ方向一部断面図である。又、図３は、図２（ｄ）のイ部の拡大図である。
【００１９】
図２において、図５と異なる点は以下であり、他の同一部分については説明を省略する。ここで、円弧の高さと弦の長さを以下のように定義する。即ち、円弧の高さとは、図４に示すように、エッジロール１の円弧の中心線ＣＣ上における高さで、円弧の高さが最大になる位置の値とする。又、円弧の弦の長さとは、エッジロール１の樋型の両端に形成された両鍔部までの樋型の両端における直線距離Ｗｎ（ｎは整数）の値である。前記矩形のエッジロール１は、その断面が樋型をなし、前記樋型のエッジロール１における角部１ｃの円弧の高さＨ２は、前記各辺１ｂにおける円弧の高さＨ１より高く形成されている。更に、前記円弧の高さは、各辺１ｂの途中から角部１ｃ方向に増加し、角部１ｃにおける円弧の高さＨ２が、前記各辺１ｂにおける円弧の高さＨ１より高く形成されていることである。
【００２０】
上記の如く、エッジロール１の角部１ｃの形状が従来例と異なっている。以下、図２、図３により前記角部１ｃの形状を説明する。前記エッジロール１は、矩形をなし、その各辺に相当する部分１ｂは、一定の高さＨ１を有する円弧となっている。そして各辺１ｂの途中ａから徐々に円弧の高さが増加し、角部１ｃの中央ｂにおいて高さは最大になる。係る形状は全ての各辺１ｂと角部１ｃにおいて同一である。
【００２１】
即ち、図２（ｃ）に示すように、各辺に相当する部分１ｂの円弧の高さは低く、又、円弧長も短い。更に、図２（ｄ）に示すように、角部１ｃの円弧の高さは高く円弧長も、各辺に相当する部分１ｂの円弧長に比べて長い。係る点は図５と同一である。しかし、図３に示す、図２（ｄ）のイ部の拡大図から明らかなように、各辺１ｂの角部１ｃにおける円弧の高さＨ２が、前記各辺１ｂにおける円弧の高さＨ１より高く形成されている。
【００２２】
図４は、前記エッジロール１における角部１ｃの形状を説明する図であって、図４（ａ）はエッジロール１における角部１ｃの拡大図、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）は、それぞれ角部１ｃにおける円弧の形状を示す図である。図４（ａ）において、エッジロール１の各辺に相当する部分１ｂの円弧の高さが変化し始める箇所を、図４で示すＱ１−Ｒ１線上、及びＱ５―Ｒ５線上とする。その交点Ｐ１からＱ１―Ｒ１線に対して４５度の角度で引いた直線が、前記エッジロール１の外側の鍔部１ａと交わる点をＲ４、内側の鍔部１ｄと交わる点をＱ４とする。
【００２３】
交点Ｐ１からＱ１―Ｒ１線に対して角度θで引いた直線が、前記エッジロール１の外側の鍔部１ａと交わる点をＲｎ（ｎは整数）、内側の鍔部１ｄと交わる点をＱｎ（ｎは整数）とする。前記各直線が円弧の中心線ＣＣと交わる点をＣｎ（ｎは整数）とする。
【００２４】
Ｑ１―Ｒ１線、及びＱ５―Ｒ５線からＲ４―Ｑ４線に向かって円弧の高さが以下のように増加するように定める。例えば、図４（ｂ）において、Ｑ１―Ｒ１線における円弧の高さを「１」、弦の長さを「３．５」とした場合に、前記交点Ｐ１からＱ１―Ｒ１線に対する角度θが１０度、３０度、４５度における交点Ｐ１から見た、円弧の高さと弦の長さを示した図が、それぞれ図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）である。
【００２５】
図４の各図から明らかなように、円弧の高さと弦の長さは、角度θが増加するにつれて増加し、θ＝４５度の時に最大になる。同様にして、４５度から角度θが増加するにつれて減少し、θ＝９０度の時にＱ５―Ｒ５線における円弧の高さ「１」、弦の長さ「３．５」と同一になる。図４では、エッジロール１の一部の角部について説明したが、全ての角部についても同様であり説明を省略する。
【００２６】
図４において、Ｗ１＝Ｗ２として説明したが、これ以外であってもよい。即ち、エッジロール１の大きさや材質又は形状（例えば長方形）、振動板２の材質、スピーカの音量などに応じて、各辺におけるエッジロール１の弦の長さＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４は、各々対向する位置にある辺におけるエッジロール１の弦の長さＷ１とＷ３、Ｗ２とＷ４が、それぞれ等しく、各々隣り合う位置にある辺におけるエッジロール１の弦の長さＷ１及びＷ２と、Ｗ３及びＷ４とが、それぞれが異なるようにしてもよい。
【００２７】
更に又、エッジロール１の大きさや材質又は形状（例えば長方形）、振動板２の材質、スピーカの音量などに応じて、各辺１ｂの途中から角部１ｃ方向に増加する円弧の高さは、各辺の中央から増加するようにしてもよい。
【００２８】
図１に示した電気音響変換装置の作用について説明する。前記エッジロール１の他方の鍔部１ａは、前記矩形のエッジロール１を保持するフレーム３に固定されている。ボイスコイル５に電流が流され、該電流と円筒形のマグネット８を円形の上部プレート９、及び円筒形の下部プレート４により挟み込んで構成された磁気回路とにより、ボイスコイル５が卷回されるボビン７が上下に振動される。前記ボビン７は、振動板２の低部（凸部側）に密着されていて、ボビン７の上下動により振動板２も上下に振動される。
【００２９】
前記振動板２が振動されると、該振動板２を支持している前記エッジロール１の内側に形成された一方の鍔部１ｄも前記エッジロール１の外側に形成された他方の鍔部１ａを支点として振動される。
【００３０】
図２（ｃ）、図２（ｄ）に示したように、振動板２が上下に振動されると、前記エッジロール１にはＰ方向の張力が発生し、エッジロール１の内側の鍔部１ｄが内側に引かれる。係る場合、前記エッジロール１の外側に形成された他方の鍔部１ａはフレーム３に固定されているので、円弧の高さが低くなるように変形する。該変形の大きさは、前記エッジロール１に働く張力の大きさにより異なる。
【００３１】
一方、前記のように、エッジロール各辺の角部における円弧の高さＨ２が、前記各辺の円弧の高さＨ１より高く、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）に示したように、円弧の高さと弦の長さは、角度θが増加するにつれて増加する。即ち、エッジロール１の内側の鍔部１ｄ迄の距離は、θ＝４５度の時が最も長く、係る角部が最も強い張力を受ける。一方係る各部は、円弧の高さも最も高く、弦の長さも最も長い。従って、θ＝４５度の角部では最も強い張力を受けても、弦が伸びる余力が最もある。
【００３２】
前記角度θが４５度以下、又は以上の角部では前記円弧の高さと弦の長さはそれぞれ減少するが、それにつれて張力も減少する。従って、振動板２に対するエッジロール１の反力は振動板２の周辺で均一化される。係る作用により、振動板２はエッジロール１の角部において振動板２全体の振幅の制限を受けない。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２に記載の電気音響変換用サスペンション構造によれば、矩形状の振動板の振幅を大きく確保することができて、周波数特性のリニアリティーに優れたものや高耐入力化を図った電気音響変換用サスペンション構造を実現できる。
【００３４】
また、小型、薄型の周波数特性のリニアリティーに優れたものや高耐入力化を図ったスピーカを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電気音響変換装置の実施形態の側断面図である。
【図２】矩形の振動板とそれを支持する矩形のエッジロールの図であって、図２（ａ）は上部から見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ方向一部断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡＡ方向断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のＢＢ方向一部断面図である。
【図３】図２（ｄ）のイ部の拡大図である。
【図４】エッジロールにおける角部の形状を説明する図である。
【図５】従来のエッジロールを用いたスピーカのエッジロールと振動板との図であって、図５（ａ）は矩形の振動板とそれを支持する矩形のエッジロールを上部から見た図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡＡ方向断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢＢ方向一部断面図である。
【図６】図５（ｃ）のイ部の拡大図である。
【符号の説明】
１ エッジロール
２ 振動板
３ フレーム
４ 下部プレート
５ ボイスコイル
６ ダンパー
７ ボビン
８ マグネット
９ 上部プレート

Claims (2)

1. 長方形の振動板を支持するとともに、前記振動板の振動を容易にする緩衝部を形成する長方形のエッジロールを具備し、該エッジロールの各辺は断面形状がそれぞれ樋型をなし、前記振動板を支持する一方の鍔部が前記樋の内側に形成され、当該エッジロールがフレームに固定される他方の鍔部が前記樋の外側に形成され、且つ各辺におけるエッジロールの弦の長さは、対向する位置にある辺においてはそれぞれ等しく、隣り合う位置にある辺においてはそれぞれ異なる電気音響変換用サスペンション構造において、
   前記緩衝部は、前記エッジロール各辺と各角部に形成された弦が下向きの円弧状部からなり、前記各辺における円弧の高さは、各辺の中央から角部方向に向かって増加するように形成され、
   前記角部における円弧の高さは、前記各辺の角部において最も高いことを特徴とする電気音響変換用サスペンション構造。
2. 長方形に形成された振動板と、該振動板の中心に取り付けられる円筒状のボイスコイルと、前記振動板を支持するとともに、前記振動板の振動を容易にする緩衝部を形成する長方形のエッジロールと、
   該エッジロールを保持するフレームと、前記ボイスコイルに作用する磁気回路を具備し、前記エッジロールの断面形状が、各辺で樋型をなし、且つ、前記各辺におけるエッジロールの弦の長さは、各々対向する辺においてはそれぞれ等しく、隣り合う位置にある辺においてはそれぞれ異なる電気音響変換装置であって、
   前記緩衝部は、前記エッジロールの各辺および各角部で弦が下向きの円弧状に形成され、
   前記各辺における円弧の高さは、各辺の中央から角部方向に向かって増加するように形成され、前記角部における円弧の高さは、前記各辺の角部において最も高くされると共に、
   前記振動板を支持する一方の鍔部が前記エッジロールの内側に形成され、前記エッジロールがフレームに固定される他方の鍔部が前記エッジロールの外側に形成され、前記エッジロールの円弧の弦側を前記フレームに対向して配設されていることを特徴とする電気音響変換装置。

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