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
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Description
【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)
- 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。 - 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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