JP3904797B2

JP3904797B2 - スピーカ装置

Info

Publication number: JP3904797B2
Application number: JP2000083215A
Authority: JP
Inventors: 茂渡辺; 富昭安藤
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: CN1148105C; RU2220515C2; US20010024506A1; JP2001268693A; CN1314772A; US6751324B2; BR0101118A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電素子にコーン型などの振動板を取り付けて駆動するように構成したツイータと呼ばれるスピーカが知られている。このようなスピーカでは、交流電圧を印加して圧電素子を振動させて振動板を駆動し、高周波音響を再生する。この種のスピーカが、ブラジル特許第３８４０１５０４号（出願番号PI8401504）、特公昭第４６−２７１６号、特公昭第４７−２７５４号、特公昭第５３−３８９２４号、及び特開平第５−５６４９７号などに記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらのスピーカは、圧電素子、振動板などの個々の構成要素が独立に構成され、組立られるので、製造工程が煩雑となる。また、そのために各構成要素の相対的な位置決めが難しく、十分な感度が得られない場合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、組立が容易であり、十分な性能を得られるスピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、スピーカ装置において、フレーム部材と、音声信号が印加される圧電素子と、前記圧電素子に取り付けられた振動板と、前記音声信号を昇圧するためのコイルと、前記振動板と逆側の面において前記圧電素子に取り付けられ、前記圧電素子を弾性的に支持するダンパと、を備え、前記コイルは前記フレーム部材に対して巻装され、前記ダンパは前記フレーム部材上に取り付けられ、前記フレーム部材は、円筒状の上部と、前記上部より径が小さい円筒状の下部と、前記上部と前記下部とを連結する連結部とを備え、前記コイルは前記下部の外周に巻き付けられ、前記コイルの厚さ方向の一方の端部が前記連結部と対向し、他方の端部が開放され、前記コイルが背面側で外部と連絡するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記のように構成されたスピーカ装置によれば、コイルはフレーム部材に対して巻装される。また、フレーム部材上にダンパ、圧電素子、振動板が取り付けられる。よって、各構成要素がフレーム部材と一体的に構成されるので、スピーカ装置の製造が容易となる。また、フレーム部材の下部はコイルボビンとして機能する。また、フレーム部材の下部はその上部より径が小さいので、コイルをフレーム部材の上部と下部の間の段差に収容することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスピーカ装置において、前記フレーム部材は、前記下部の内壁に対して垂直に形成された底部プレートを備え、前記ダンパは前記底部プレート上に配置されることを特徴とする。これにより、ダンパはフレーム部材に対して安定的に固定される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のスピーカ装置において、前記振動板の前面に配置されたホーンを備えることを特徴とする。これにより、スピーカ装置から出力される音響信号に適当な指向性を与えることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスピーカ装置において、前記振動板の外周部は、前記フレーム部材の上端部と前記ホーンとの間に挟持されることを特徴とする。これにより、振動板とホーンが相互に安定的に固定される。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のスピーカ装置において、前記圧電素子、前記振動板、前記ダンパ、前記コイル及び前記フレーム部材を収納する筐体を備え、前記フレーム部材の上端部に振動板の外周部が固定され、前記振動板上に前記ホーンがかぶせられ、前記ホーンの外周部が前記筐体と係合し、前記フレーム部材と前記ホーンと前記筐体とは相互に固定されることを特徴とする。これにより、フレーム部材に一体的に取り付けられた各構成要素、ホーン及び筐体が相互に安定的に固定される。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載のスピーカ装置において、前記フレーム部材は、前記底部プレートの下面に凹部を備え、前記凹部内に回路素子が収容されることを特徴とする。これにより、回路素子をもフレーム部材に一体的に固定することができる。また、回路素子が安定的に保持されるので、スピーカ装置の特性を安定化させることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、スピーカ装置において、フレーム部材と、音声信号が印加される圧電素子と、前記圧電素子に取り付けられた振動板と、前記振動板の前面に配置されたホーンと、前記フレーム部材上に取り付けられると共に前記振動板と逆側の面において前記圧電素子に取り付けられ、前記圧電素子を弾性的に支持するダンパと、を備え、前記振動板の外周部は、前記フレーム部材の上端部と前記ホーンとの間に挟持されることを特徴とする。
【００１５】
上記のように構成されたスピーカ装置によれば、フレーム部材上にダンパ、圧電素子、振動板が取り付けられる。また、振動板の外周部はフレーム部材の上端部と前記ホーンとの間に挟持される。よって、各構成要素がフレーム部材と一体的に構成されるので、スピーカ装置の製造が容易となる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項３、４、５又は７のいずれかに記載のスピーカ装置において、前記ホーンは、２つの部材から構成されることを特徴とする。これにより、ホーン自体の形成並びにスピーカ装置へのホーンの取付を容易にすることができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のスピーカ装置において、前記ホーンの２つの部材は異なる色を有することを特徴とする。これにより、ホーンの組立時に２つの部材を容易に識別でき、組立における位置決めなどが容易となる。また、ホーンが異なる色の組み合わせにより形成されるので、スピーカ装置としての視覚的効果が高まる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
図１に、本発明の実施形態にかかるスピーカ装置の構成を示す。図１（Ａ）はスピーカ装置１の部分断面側面図であり、図１（Ｂ）はスピーカ装置１の底面図である。スピーカ装置１は筐体２内にフレーム部材３が配置されて構成される。本発明のスピーカ装置１は、このフレーム部材３に対して種々の構成要素が一体的に結合して構成される点に１つの特徴を有する。
【００２０】
フレーム部材３の構成を図２に示す。図２（Ａ）はフレーム部材３の部分断面側面図であり、図２（Ｂ）はその底面図である。図１（Ａ）及び２（Ａ）に示すように、フレーム部材３には段差が付けられ、下部１６の径が上部１５の径より小さくなっている。上部１５と下部１６とは連結部１７により連結されている。下部１６はコイルボビンの役割を有し、その周りに昇圧コイル８が巻きつけられる。昇圧コイル８は、後述する圧電素子に印加される信号電圧を昇圧する役割を有する。
【００２１】
図１（Ａ）を参照すると、フレーム部材３の下方開口近くには、下部１６の内壁と略垂直に底部プレート１４が形成されている。底部プレート１４上にはダンパ６が取り付けられ、ダンパ６の上に圧電素子７が取り付けられる。圧電素子７は、通常の圧電スピーカと同様の原理で電気信号により振動する。ダンパ６はウレタンなどの弾性材料により構成され、フレーム部材３の底部プレート１４と圧電素子７との間で圧電素子７の発生する振動を吸収し、２次、３次高調波歪みなどがフレーム部材３に伝わることを防止する。
【００２２】
フレーム部材３の上方には振動板４が配置される。振動板４は略逆円錐型であり、その先細り状の底部が圧電素子７に取り付けられ、スカート状の上縁部がフレーム部材３の上部部１５上に接着されて固定される。また、振動板４上には、出力される音響信号の指向性を制御するためのホーン５が設けられる。ホーン５は、基部に相当する第１部材５ａと中央のカバーに相当する第２部材５ｂとの２つの部材から構成される。振動板４とホーン５との間隙は好ましくは０．３ｍｍ程度とする。
【００２３】
ホーン５は全体を一体成形することが比較的難しいため、上述のように２つの部材から構成されている。組立時には、第１部材５ａをまず固定し、これに対して第２部材５ｂを固定する。また、第１部材５ａと第２部材５ｂとは異なる色を有する。これにより、組立の際に両者の相対的な位置決めが容易になり、組立が容易となる。また、ホーン５の部分は完成後のスピーカ装置において見える部分であり、両部材に適当な色を付すことにより、スピーカ装置の意匠的、視覚的効果を高めることができる。
【００２４】
図３（Ａ）は、振動板４の外周部の固定状態を示す拡大図である。フレーム部材３の上端部１５上に振動板４の外周部接着により固定される。さらに、その上にホーン５がかぶせられる。ホーン５の第１部材５ａの外周端部２１はフレーム部材３の上端部１５の外側で下方へ折れ曲がり、筐体２の上端部２２と係合する。これにより、ホーン５の第１部材５ａの上縁部２０は振動板４を上から押さえつけ、振動板４の外周部はフレーム部材３の上端部１５とホーン５の第１部材５ａの上縁部２０との間にしっかりと挟み込まれて保持される。
【００２５】
また、フレーム部材の底部プレート１４には、後述する直流カット用コンデンサ１１を受容するための凹部２４が設けられる。
【００２６】
次に、スピーカ装置１の回路構成について説明する。図３（Ｂ）にスピーカ装置１の回路図を示す。図３（Ｂ）において、入力信号はプラス端子とマイナス端子に供給される。プラス端子は直流カット用コンデンサ１１を介して昇圧コイル８の１つの端部接点Ｔ1に接続される。マイナス端子は昇圧コイル８の中間接点Ｔ2に接続される。また、コイルの端部接点Ｔ1とＴ2の間に圧電素子７が接続される。
【００２７】
図３（Ｂ）の回路は図１（Ｂ）に示すように構成される。入力信号は接続コード１０によりスピーカ装置１へ供給される。接続コード１０は、プラス側コード１０ａとマイナス側コード１０ｂを有する。フレーム部材３の底部プレート１４には回路基板が設けられ、その底面には直流カット用コンデンサ１１と４つの端子１５ａ〜１５ｄが設けられている（図２（Ｂ）参照）。また、フレーム部材の底部プレート１４には、相互に対向する位置に穴１２ａ、１２ｂが設けられる。
【００２８】
プラス側コード１０ａは端子１５ｂ、直流カット用コンデンサ１１、端子１５ａの順に接続される。端子１５ａからの配線の１つは昇圧コイル８の端部接点Ｔ1と接続される。端子１５ａからのもう１つの配線は、穴１２ａを通り、底部プレート１４の上面に配置された圧電素子７に接続される。また、マイナス側コード１０ｂは端子１５ｃを介して昇圧コイル８の中間接点Ｔ2に接続される。さらに、端子１５ｄは昇圧コイルの端部接点Ｔ3に接続されると共に、穴１２ｂを通って圧電素子７に接続される。以上の回路構成により、入力信号が圧電素子７を振動させ、その振動が振動板４に伝わり、音響信号として出力される。
【００２９】
以上のように、本発明ではフレーム部材３が種々の構成要素を適所に保持する役割を有する。具体的には先ず、フレーム部材３の下部１６は昇圧コイル８のコイルボビンとして機能し、その周囲に昇圧コイル８が巻き付けられる。フレーム部材の上部１５と下部１６の間の段差内に巻回された昇圧コイル８が収容され、上部１５より外側へ昇圧コイル８が出ることが防止される。昇圧コイル８を別体のボビンに巻き付ける場合と比較して、スピーカ装置全体のサイズを小さくすることができる。
【００３０】
また、フレーム部材３はダンパ６の支持部材として機能する。フレーム部材３と圧電素子７との間にダンパ６を介在させることにより、圧電素子７から発生した２次、３次高調波歪みがダンパ６に吸収され、スピーカ装置１の周波数特性が改善される。図４（Ａ）にダンパを設けない場合のスピーカ装置の周波数特性を示し、図４（Ｂ）にダンパを設けた場合のスピーカ装置の周波数特性を示す。両図において、特性２０はスピーカ装置から出力された音響信号を示し、特性２１は２次高調波歪みを示し、特性２２は３次高調波歪みを示す。図４（Ａ）と図４（Ｂ）を比較するとわかるように、ダンパ６を設けることにより２次、３次高調波歪みは大きく改善される。
【００３１】
さらに、フレーム部材３は、図３（Ａ）を参照して説明したように、その上端部１５とホーン５の上縁部２０により振動板４をしっかりと挟持する機能を有する。また、フレーム部材３は直流カット用コンデンサ１１を受容し、固定する機能をも有する。
【００３２】
なお、上記の実施形態では電気信号の昇圧のためにコイルを用いているが、昇圧コイルの代わりにトランスを使用することもできる。その場合には、トランスを筐体内の所定位置においてフレーム部材に取り付けることができ、それ以外の各構成要素は図１（Ａ）と同様に構成、配置することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスピーカ装置によれば、種々の構成要素をフレーム部材に対して一体的に取り付けることができる。即ち、先ず、各構成要素をフレーム部材の所定位置に取り付け、次にそのフレーム部材を筐体内に収納することにより容易にスピーカ装置を組み立てることができる。よって、各構成要素を個別に筐体などに取り付けてゆく方法に比べて製造が容易である。また、フレーム部材には各構成要素を受容する部分が予め形成されているので、各構成要素を適所に確実に保持することができ、スピーカ装置の動作が安定する。特に、フレーム部材とホーンとの間で振動板をしっかりと固定することができるので、スピーカ装置の特性を安定させることができる。よって、高感度、低歪みのスピーカ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるスピーカ装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示すスピーカ装置のフレーム部材の構成を示す図である。
【図３】振動板の固定部分の拡大図、及び図１のスピーカ装置の回路構成を示す図である。
【図４】本発明のスピーカ装置の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１…スピーカ装置
２…筐体
３…フレーム部材
４…振動板
５…ホーン
６…ダンパ
７…圧電素子
８…昇圧コイル
１０…接続コード
１１…直流カット用コンデンサ

Claims

フレーム部材と、音声信号が印加される圧電素子と、前記圧電素子に取り付けられた振動板と、前記音声信号を昇圧するためのコイルと、前記振動板と逆側の面において前記圧電素子に取り付けられ、前記圧電素子を弾性的に支持するダンパと、を備え、前記コイルは前記フレーム部材に対して巻装され、前記ダンパは前記フレーム部材上に取り付けられ、
前記フレーム部材は、円筒状の上部と、前記上部より径が小さい円筒状の下部と、前記上部と前記下部とを連結する連結部とを備え、前記コイルは前記下部の外周に巻き付けられ、前記コイルの厚さ方向の一方の端部が前記連結部と対向し、他方の端部が開放され、前記コイルが背面側で外部と連絡するように構成されていることを特徴とするスピーカ装置。
前記フレーム部材は、前記下部の内壁に対して垂直に形成された底部プレートを備え、前記ダンパは前記底部プレート上に配置されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
前記振動板の前面に配置されたホーンを備えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
前記振動板の外周部は、前記フレーム部材の上端部と前記ホーンとの間に挟持されることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ装置。
前記圧電素子、前記振動板、前記ダンパ、前記コイル及び前記フレーム部材を収納する筐体を備え、前記フレーム部材の上端部に前記振動板の外周部が固定され、前記振動板上に前記ホーンがかぶせられ、前記ホーンの外周部が前記筐体と係合し、前記フレーム部材と前記ホーンと前記筐体とは相互に固定されることを特徴とする請求項３に記載のスピーカ装置。
前記フレーム部材は、前記底部プレートの下面に凹部を備え、前記凹部内に回路素子が収容されることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
フレーム部材と、音声信号が印加される圧電素子と、前記圧電素子に取り付けられた振動板と、前記振動板の前面に配置されたホーンと、前記フレーム部材上に取り付けられると共に前記振動板と逆側の面において前記圧電素子に取り付けられ、前記圧電素子を弾性的に支持するダンパと、を備え、前記振動板の外周部は、前記フレーム部材の上端部と前記ホーンとの間に挟持されることを特徴とするスピーカ装置。
前記ホーンは、２つの部材から構成されることを特徴とする請求項３、４、５又は７のいずれかに記載のスピーカ装置。
前記ホーンの２つの部材は異なる色を有することを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置。