JP7287765B2 - スピーカ装置およびスピーカ構造 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカ装置およびスピーカ構造に関する。

スピーカ装置の前面側にパネルを取り付ける際、スピーカ装置とパネルとの間の空気の流れを遮断するため、スピーカ装置とパネルとの間に可塑性を有する発泡樹脂からなるクッションが配置される。

特許文献１には、スピーカと筐体とを、弾性体による防振材を挟んで固定する映像表示装置が記載されている。

特開２０１１－１８２０５０号公報

スピーカ装置の前面側に取り付けられるパネルには、スピーカ装置が発する音を透過可能な孔を有する透過領域が設けられる。

透過領域の大きさがスピーカ装置に対して小さいために、スピーカ装置のフレーム枠の内縁よりも内側にクッションが配置される場合がある。フレーム枠からスピーカ中央に向けて延伸するガスケットを配置することにより、フレーム枠の内縁よりも内側に配置されるクッションの支持が可能になる。

ガスケットをフレーム枠の内縁よりも内側まで延伸すると、ガスケットはフレーム枠と振動板とを接続するエッジの前方で音を遮蔽するため、パネル前方に伝達される音の波形を乱し、音質の劣化を生じさせる。

そこで、本発明は、ガスケットによる音質劣化を抑制可能なスピーカ装置およびスピーカ構造を提供することを目的とする。

本発明にかかるスピーカ装置は、振動板と、振動板を駆動する駆動部と、駆動部を支持するフレームと、振動板の外周とフレームとを接続するエッジと、フレームに配置される脚部と脚部から振動板の中心に向けて延伸する台座部とを有し、台座部の内径はエッジの内径以下である、ガスケットと、台座部に配置されるクッションと、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかるスピーカ装置において、台座部の内径は、エッジの内径の９５％～１００％の範囲であることが好ましい。

また、本発明にかかるスピーカ装置において、脚部は、フレームにおいてエッジと接続される位置に配置されることが好ましい。

本発明にかかるスピーカ構造は、振動板と、振動板を駆動する駆動部と、駆動部を支持するフレームと、振動板の外周とフレームとを接続するエッジと、フレームに配置される脚部と脚部から振動板の中心に向けて延伸する台座部とを有し、台座部の内径はエッジの内径以下である、ガスケットと、台座部に配置されるクッションと、フレームが接続される固定部材と、固定部材に接続され、クッションを介してガスケットを押圧するパネルと、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかるスピーカ構造において、パネルは、音を透過可能な孔が設けられた透過領域を有し、透過領域の内径は、エッジの内径よりも大、かつ、エッジの外径よりも小であることが好ましい。

本発明のスピーカ装置によれば、ガスケットによる音質劣化を抑制することができる。

本発明のスピーカ構造によれば、ガスケットによる音質劣化を抑制することができる。

（ａ）は実施形態のスピーカ構造の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸ－Ｘ′で切断したスピーカ装置の斜視図である。 （ａ）は実施形態のスピーカ装置の図１（ａ）におけるＸ－Ｘ′断面図であり、（ｂ）は従来技術のスピーカ装置の断面図である。 （ａ）は実施形態のスピーカ装置にインパルス波形を入力したときの出力波形を示すグラフであり、（ｂ）は従来技術のスピーカ装置にインパルス波形を入力したときの出力波形を示すグラフである。 スピーカ構造の断面図である。

以下、図面を参照してスピーカ装置およびスピーカ構造について詳細に説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態に限定されないことを理解されたい。

本実施形態のスピーカ装置は、振動板と、駆動部と、フレームと、エッジと、ガスケットと、クッションとを備える。ガスケットは、フレームに配置される脚部と、脚部から振動板の中心に向けて延伸する台座部とを有する。そして、台座部の内径は、エッジの内径以下となっている。そのため、ガスケットの台座部はエッジを覆うように配置される。これにより、本発明のスピーカ装置は、ガスケットによる音質劣化を抑制させることができる。

図１（ａ）は実施形態のスピーカ構造の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＸ－Ｘ′で切断したスピーカ装置の斜視図である。

スピーカ装置１は、振動板１１と、ボイスコイル１２と、マグネット１３と、フレーム１４と、エッジ１５と、ガスケット１６と、クッション１７と、プレート１８と、ヨーク１９とを備える。

振動板１１は、スピーカ装置１に入力される電気信号に応じて振動し、空間に音を放射する。振動板１１は、コーン型に成形された紙により構成される。振動板１１は、高分子材料や金属といった他の材料によっても構成可能である。

ボイスコイル１２は、導線が筒状に巻き付けられたプラスチック製の筒であり、振動板１１の背面側に接続される。ボイスコイル１２の導線にはスピーカ装置１に入力された電気信号が入力される。

マグネット１３は、ドーナツ型の永久磁石であり、ボイスコイル１２の近傍に配置される。マグネット１３は、近傍に配置されたボイスコイル１２に磁界を提供し、入力された電気信号に応じたボイスコイル１２の振動を可能とする。

フレーム１４は、金属製または樹脂製の骨組であり、ボイスコイル１２、マグネット１３、プレート１８、およびヨーク１９を支持する。また、フレーム１４は、振動板１１の前面側に向けて延伸し、スピーカ装置１の取り付け対象への固定を可能とする。

エッジ１５は、振動板１１の外周と、振動板１１の前面側に延伸したフレーム１４とを接続する布製の柔軟な膜である。エッジ１５は、ウレタンスポンジやゴムといった他の材料によっても構成可能である。

エッジ１５は、振動板１１の前面側に向けて開口するロール状に形成される。エッジ１５は、振動板の背面側に向けて開口するロール状に形成されてもよい。また、エッジ１５は、蛇腹状に形成されてもよい。

ガスケット１６は、振動板１１の前面側から見たときに振動板１１の外周に沿った形状を有するポリプロピレン製の部材である。ガスケット１６は、脚部１６１と台座部１６２とを有する。ガスケット１６は、ＡＢＳ（アクロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、ポリ塩化ビニルといった他の樹脂材料によっても構成可能である。また、ガスケット１６は、アルミニウム、マグネシウムなどの金属材料によって構成してもよい。

脚部１６１は、ガスケット１６において、振動板１１の前面側に延伸したフレーム１４の前面側に配置されて台座部１６２を支持する部分である。

脚部１６１は、フレーム１４においてエッジ１５と接続される位置に配置されてもよい。この場合、振動板１１の背面側から前面側に向けて、フレーム１４、エッジ１５、ガスケット１６の順に重畳されことになる。このように配置することにより、ガスケット１６は、エッジ１５とフレームとをより強固に接続させることができる。

台座部１６２は、ガスケット１６において、脚部１６１から振動板１１の中心に向けて延伸する部分である。台座部１６２は、後述するクッション１７を支持する。

クッション１７は、振動板１１の前面側から見たときに振動板１１の外周に沿った形状を有する発泡ポリウレタン製の部材である。クッション１７は、ガスケット１６の台座部１６２に配置される。クッション１７は可塑性を有し、ガスケット１６と後述するパネルとの間を閉鎖することにより空気の流れを遮断する。クッション１７は、発泡スチロール、発泡ポリオレフィンといった他の発泡樹脂材料によっても構成可能である。

プレート１８は、マグネット１３とフレーム１４との間に配置される、ドーナツ形状を有する部材であり、導磁率の大きい鉄などの金属により構成される。プレート１８は、フレーム１４に対し、接着により固定される。プレート１８とフレーム１４とは、リベットを潰すリベット接合、溶接、ねじ止めといった他の固定方法により固定されてもよい。また、プレート１８とマグネット１３とは、接着により固定される。

ヨーク１９は、マグネット１３に対してプレート１８の反対側に配置される部材であり、導磁率の大きい鉄などの金属により構成される。ヨーク１９の中央部は円柱状に突出して形成され、その周囲にボイスコイル１２が配置される。ヨーク１９とマグネット１３とは、接着により固定される。

プレート１８およびヨーク１９によって、マグネット１３が提供する磁界が効率よくボイスコイル１２に伝達される。ボイスコイル１２、マグネット１３、プレート１８、およびヨーク１９は、フレーム１４に支持され、振動板１１を駆動する駆動部を構成する。

本実施形態のスピーカ装置１は、上述した構成を有することで、ガスケットによる音質劣化を抑制させる。

図２（ａ）は実施形態のスピーカ装置の図１（ａ）におけるＸ－Ｘ′断面図であり、図２（ｂ）は従来技術のスピーカ装置の断面図である。

図２（ａ）では、ガスケット１６における台座部１６２の内径がａで示されている。また、エッジ１５の内径ｂについて、ｂの９５％および１００％の範囲が示されている。

スピーカ装置１においては、ガスケット１６における台座部１６２の内径ａは、エッジ１５の内径ｂとほぼ一致し、かつ、エッジ１５の内径ｂ以下となっている。また、ガスケット１６における台座部１６２の内径ａは、エッジ１５の内径ｂの９５～１００％の範囲にある。

図２（ｂ）に示す従来技術のスピーカ装置１００は、本実施形態のスピーカ装置１と同様に、振動板１１と、ボイスコイル１２と、マグネット１３と、フレーム１４と、エッジ１５と、ガスケット１６′と、クッション１７と、プレート１８と、ヨーク１９とを備える。

従来技術のスピーカ装置１００において、ガスケット１６′の内径ａ′は、本実施形態のスピーカ装置１におけるガスケット１６の内径ａと異なる。すなわち、従来技術のスピーカ装置１００におけるガスケット１６′の内径ａ′は、エッジ１５の内径ｂよりも大きい。

図３（ａ）は実施形態のスピーカ装置にインパルス波形を入力したときの出力波形を示すグラフであり、図３（ｂ）は従来技術のスピーカ装置にインパルス波形を入力したときの出力波形を示すグラフである。

図３（ａ）に示すグラフＧ１は、スピーカ装置１にインパルス波形を入力したときの出力波形を示すグラフである。時刻ｔ₀においてスピーカ装置１にインパルス波形を入力すると、インパルス波形に応じた波形がスピーカ装置１から出力される。

スピーカ装置１の出力する波形の振幅は、時刻ｔ₀からの経過時間に応じて減少する。

グラフＧ１において、インパルス波形が入力された後にスピーカ装置１の出力する振幅の最大値はｖ₁である。また、インパルス波形に応じたスピーカ装置１の出力は、時刻ｔ₁においてほぼ収束する。

図３（ｂ）に示すグラフＧ２は、従来技術のスピーカ装置１００にインパルス波形を入力したときの出力波形を示すグラフである。時刻ｔ₀においてインパルス波形が入力された後にスピーカ装置１００の出力する振幅の最大値は、ｖ₁より大きいｖ₂である。また、インパルス波形に応じたスピーカ装置１００の出力が収束する時刻は、時刻ｔ₁より後の時刻ｔ₂である。

このように、本実施形態のスピーカ装置１では、インパルス波形が入力された後の振幅の最大値が従来技術のスピーカ装置１００よりも小さく、インパルス波形が入力されてから収束するまでに要する時間が従来技術のスピーカ装置１００よりも短い。すなわち、ガスケット１６における台座部１６２の内径ａがエッジ１５の内径ｂとほぼ一致（１００％）する本実施形態のスピーカ装置１では、従来技術のスピーカ装置１００よりもガスケットによる音質劣化を抑制可能である。

ガスケット１６おける台座部１６２の内径ａがエッジ１５の内径ｂの９５％よりも小さくなると、ガスケット１６が振動板１１の外周領域を覆う面積が増加することになる。その場合、スピーカ装置１の放射する音声の音量がガスケット１６により減少するので、台座部１６２の内径ａをエッジ１５の内径ｂの９５％より小さくすることは好ましくない。

このように、台座部１６２の内径ａをエッジ１５の内径ｂの９５％～１００％の範囲とすることにより、スピーカ装置１は、ガスケット１６による音質劣化をより適切に抑制させることができる。

本実施形態のスピーカ装置１は、フレーム１４に支持されたマグネット１３が提供する磁界の近傍に配置されたボイスコイル１２に電気信号を入力し、ボイスコイル１２の振動を振動板１１に伝達するダイナミック型スピーカである。本発明はダイナミック型スピーカ以外のスピーカにも適用可能である。例えば、フレーム１４に支持された圧電素子に電気信号を入力し、圧電素子の振動を振動板１１に伝達する圧電型スピーカ、または、フレーム１４に支持され電気を帯電させた振動膜に電気信号に応じた電圧を印加することで、振動板を振動させる静電型スピーカにも、本発明を適用することができる。

圧電型スピーカにおいて、フレーム１４に支持された圧電素子が駆動部に相当する。静電型スピーカにおいて、フレーム１４に支持された振動膜が駆動部に相当する。なお、静電型スピーカにおいて、振動膜は振動板１１にも相当する。

なお、スピーカ装置は、取り付け対象に取り付けられることによりスピーカ構造を形成する。このとき、本実施形態のスピーカ装置１では、ガスケット１６によって開口の大きさを規定し、音質劣化を抑制している。そのため、本実施形態のスピーカ装置１では、取り付け対象の有する開口の大きさによる音質への影響を受けにくくなっている。

図４は、スピーカ構造の断面図である。

本実施形態のスピーカ構造２は、振動板１１と、ボイスコイル１２と、マグネット１３と、フレーム１４と、エッジ１５と、ガスケット１６と、クッション１７と、固定部材２０と、パネル２１とを備える。固定部材２０およびパネル２１以外の各要素は、スピーカ装置１の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。

固定部材２０は、車両におけるドアのフレームであり、フレーム１４の取り付け対象となる。固定部材２０は、フレーム１４の取り付け対象であればよく、例えばテレビ受像機の筐体であってもよい。

パネル２１は、ポリプロピレンで成形された、振動板１１の前面側を覆う板状体である。パネル２１は、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂といった他の樹脂材料によっても構成可能である。また、パネル２１は、木材、アルミニウムといった他の材料によって構成されてもよい。

パネル２１は、固定部材２０に接続される。

具体的には、パネル２１の接続部２１ａと固定部材２０の接続部２０ａとのそれぞれに、ピン３０が挿入されることにより、パネル２１と固定部材２０とが接続される。また、パネル２１の端部２１ｂが固定部材２０の端部２０ｂを巻き込むことにより、パネル２１と固定部材２０とが接続される。

本実施形態のスピーカ構造２は、上述した構成を有することで、ガスケットによる音質劣化を抑制させる。

図４に示すパネル２１と固定部材２０との接続は一例であり、ネジ止めや接着といった他の接続方法により接続されてもよい。

パネル２１は、クッション１７に対応する位置に形成された突起であるリブ２１ｃを有する。固定部材２０に接続されたパネル２１は、リブ２１ｃおよびクッション１７を介してガスケット１６を押圧する。

パネル２１は、振動板１１が放射する音を透過可能な孔が設けられた透過領域２１ｄを有する。図４において、透過領域２１ｄの内径はｄで示されている。

また、図４において、エッジ１５の内径はｂ、外径はｃで示されている。

図４に示すように、透過領域２１ｄの内径ｄは、エッジ１５の内径ｂよりも大、かつ、エッジ１５の外径ｃよりも小となっている。

このように構成することにより、本実施形態のスピーカ構造２は、透過領域２１ｄから効率よく音を放射することができる。

当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

１ スピーカ装置
１１ 振動板
１２ ボイスコイル
１３ マグネット
１４ フレーム
１５ エッジ
１６ ガスケット
１６１ 脚部
１６２ 台座部
１７ クッション
２ スピーカ構造
２０ 固定部材
２１ パネル
２１ｄ 透過領域

Claims (4)

1. 振動板と、
   前記振動板を駆動する駆動部と、
   前記駆動部を支持するフレームと、
   前記振動板の外周とフレームとを接続するエッジと、
   前記フレームに配置される脚部と前記脚部から前記振動板の中心に向けて延伸する台座部とを有し、前記台座部の内径は前記エッジの内径以下である、ガスケットと、
   前記台座部に配置されるクッションと、
   前記フレームが接続される固定部材と、
   前記固定部材に接続され、前記クッションを介して前記ガスケットを押圧するパネルと、
   を備え、
   前記パネルは、前記クッションに対応する位置に突出するリブを有するスピーカ構造。
2. 前記パネルは、音を透過可能な孔が設けられた透過領域を有し、
   前記透過領域の内径は、前記エッジの内径よりも大、かつ、前記エッジの外径よりも小である、請求項１に記載のスピーカ構造。
3. 前記台座部の内径は、前記エッジの内径の９５％～１００％の範囲である、請求項１または２に記載のスピーカ構造。
4. 前記脚部は、前記フレームにおいて前記エッジと接続される位置に配置される、請求項１－３のいずれか一項に記載のスピーカ構造。

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