JPWO2010013338A1 - スピーカ装置及び自動車 - Google Patents
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Abstract
ボイスコイルの横揺れやボイスコイルの磁気回路に対する接触を低減したスピーカ装置を供する。振動体4と、磁気回路3と、振動体4と磁気回路3とを支持するフレーム2とを備え、振動体4は、振動板41と、ボイスコイル45が巻装されるボイスコイル支持部44と、ボイスコイル支持部44をフレーム2に振動自在に支持する複数のエッジ42,43と、を有し、複数のエッジ42,43は、磁気回路3より上方に配置され、複数のエッジ42,43は、実質的に同じである。
Description
本願発明は、特に、自動車のドア内等の限られた空間内に取り付けられるスピーカ装置及びこのスピーカ装置を備えた自動車に関する。
従来のスピーカ装置は、振動板と連結されたボイスコイル支持部にボイスコイルが巻装され、上記ボイスコイル支持部に設けられるエッジと、該エッジと上記ボイスコイルとの中間位置に設けられるダンパーとを有するものがある(例えば、特許文献1参照。)。以下、この技術を第1の従来例と呼ぶ。
また、従来のスピーカ装置は、ボイスコイルの中間部分にコイルを設け、上記ボイスコイルの上端に振動板及び第1のサラウンド(エッジ)を設け、さらに上記ボイスコイルの下端に第2のサラウンド(エッジ)を設けるものがある(例えば、特許文献2参照。)。以下、この技術を第2の従来例と呼ぶ。
一般的なドーム型スピーカでは、ドーム型の振動板に連結されたボイスコイル支持部に巻装されているボイスコイルが、磁気回路の磁気ギャップに振動自在に配置され、振動板がエッジ部を介してスピーカフレームに固定されている。上記構成のスピーカは、外部から電気信号がボイスコイルに供給されると、ボイスコイルに磁気作用による駆動力が発生して、振動板が振動して音波を放射する。このようなドーム型スピーカでは、上記エッジのみでボイスコイル等の振動体を支持することが多く、ボイスコイルの横揺れやボイスコイルの磁気回路に対する接触が起こり、異音の発生や音響特性の低下等を招いていた。
上記した第1の従来例ではエッジの他にダンパーを備えることにより横揺れを低減する構成となっており、上記第2の従来例ではボイスコイルを下方まで延長し、その下端にサラウンド(エッジ)を設けることで横揺れを低減している。しかし、第1の従来例ではエッジとダンパーとの剛性、例えばヤング率等の違いによって十分に横揺れを抑えることができない恐れがある。また、ボイスコイルの外径を維持したままダンパーを設けるとするとスピーカ装置全体が大型化する可能性がある。また、第2の従来例のようにボイスコイルの下端部に設けられる第2のサラウンド(エッジ)が磁気ギャップより下方に配置されるため、取り付け作業が複雑であり量産が困難となる。また、第2の従来例では、ボイスコイルが長くなるため振動体全体での質量が大きくなってしまう。
本願発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができるスピーカ装置及びこのスピーカ装置を備えた自動車を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係るスピーカ装置は、振動体と、磁気回路と、前記振動体と前記磁気回路とを支持するフレームとを備え、前記振動体は、振動板と、ボイスコイルが巻装されるボイスコイル支持部と、前記ボイスコイル支持部を前記フレームに振動自在に支持する複数のエッジと、を有し、前記複数のエッジは、前記磁気回路より上方に配置され、前記複数のエッジは実質的に同じであることを特徴とする。
図1は、本願発明の一実施の形態に係るスピーカ装置1の構成を示す断面図、図2は図1の部分拡大図、図3は図1に示すスピーカ装置の空気の流動を示す模式図、図4は本願発明の一実施の形態に係るボイスコイル支持部の構成を示す斜視図である。このスピーカ装置1は、フレーム2と、磁気回路3と、振動体4とを有している。フレーム2は、スピーカ装置1の土台としての機能を有する。
フレーム2は、例えば、鉄系金属、非鉄金属又はそれらの合金、合成樹脂などから構成されている。鉄系金属としては、例えば、純鉄、無酸素鋼又はケイ素鋼等がある。非鉄金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム又は亜鉛等がある。合成樹脂としては、例えば、ポリプロピレンなどのオレフィン系、ABS(アクリロニトリル・ブダジエン・スチレン)、ポリエチレンテレフタレート系などの熱可塑性樹脂などがある。フレーム2は、例えば、鉄系金属を絞り成形したり、非鉄金属又はそれらの合金をダイキャスト成形したり、合成樹脂を射出成形したりして形成されている。
全体として略凹形状からなるフレーム2は、上端から順に、カバー6を支持するためのカバー支持部2a、振動体4を支持する円環状の支持台5を取付けるための支持台取付部2b、磁気回路3全体を取り囲む側面2c、磁気回路3が載置される底部2dとなっており、底部2dの中心部には音響放射方向に延在するセンターポール2eが設けられる。上記底部2dには、凸部2fが底面外周端付近に環状にて形成され、該凸部2fに磁気回路3が載置されるため、凸部2fより内側部分には底部2dと磁気回路3との間に間隙s(図3参照)が生じる。上記センターポール2eは頂上部に凸部の突起が設けられた略円柱状に形成され、磁気回路3の中心部を貫通する。
カバー6は、振動板41又はエッジ42から発せられる音波を放出する放音孔を複数設けられている。また、カバー6は、振動板41、エッジ42を覆うように、フレーム2に取り付けられている。
カバー6は、振動板41又はエッジ42から発せられる音波を放出する放音孔を複数設けられている。また、カバー6は、振動板41、エッジ42を覆うように、フレーム2に取り付けられている。
振動体4は、振動板41と、エッジ42,43と、ボイスコイル支持部44と、ボイスコイル45とを有している。振動板41は、逆ドーム状を呈しており、外周縁部がボイスコイル支持部44の上端近傍の外周面と接着剤等で固着され、ボイスコイル支持部44の内側に凹状となっている。振動板41の外周端部は、ボイスコイル支持部44に沿って立ち下がる立下り部と、立下り部からエッジ42に向けて延在する外周側部を有している。振動板41は、特に立下り部とボイスコイル支持部44の外周側面との間にて、接着剤等にて接合されている。
なお、振動板41は、逆ドーム状に限定されることなく、ドーム状、平板状等の他の形状を呈していても良い。
なお、振動板41は、逆ドーム状に限定されることなく、ドーム状、平板状等の他の形状を呈していても良い。
振動板41の材料としては、例えば、紙、繊維を用いた織布、繊維を用いた編み物、不織布、繊維を用いた織布にシリコーン樹脂等からなる結合樹脂を含浸させたもの、金属材料、合成樹脂、アクリル発泡体、合成樹脂と金属とからなるハイブリッド材などがある。金属材料には、例えば、アルミニウムやチタニウム、ジュラルミン、ベリリウム、マグネシウム、あるいはこれらの合金等がある。合成樹脂には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネイト、エポキシ樹脂等などがある。また、アクリル発泡体は、例えば、メタアクリル酸メチルと、メタアクリル酸と、スチレンと、無水マレイン酸と、メタアクリルアミドとを原料とする。
ボイスコイル支持部44の材料としては、例えば、金属材料又は合成樹脂を採用することができる。具体的には、例えば、アルミニウム、ジュラルミン等の金属、ポリイミド等の樹脂フィルム等の通気性を有さない材料をボイスコイル支持部44の材料として採用することができる。
円筒状に形成されたボイスコイル支持部44は、上端近傍の外周面に振動板41が固着され、下端(すなわち、磁気回路3側)近傍外周面には、ボイスコイル45が巻装されている。ボイスコイル45の両端は、一対の錦糸線(図示略)の各他端とそれぞれ電気的に接続されている。ボイスコイル支持部44は、その上端付近及び中央付近でそれぞれエッジ42の内周部及びエッジ43の内周部と接着剤等により固着されている。このエッジ42,43は支持台5によってフレーム2の支持台取付部2bに固定されており、これによってボイスコイル支持部44はフレーム2に支持される。なお、ボイスコイル支持部44は、ボイスコイル45が後述する磁気ギャップg(図3参照)に配置されるようにエッジ42,43によって弾性的に保持される。また、エッジ42,43は、スピーカ装置1の駆動状態においては、振動板41、ボイスコイル支持部44及びボイスコイル45を振動方向(上下方向)に沿って弾性的に支持する役目も担っている。
図2に示すように、エッジ42,43は、それぞれボイスコイル支持部44に対して上向きに角度をもって接着される立上り部42a,43aと、該立上り部42a,43aの外周縁から水平に延びる平坦部42b,43bと、該平坦部42b,43bの外周縁から凸状に湾曲する曲線部42c,43cと、該曲線部42c,43cの外周縁から水平に延びる平坦部42d,43dとからなり、断面が横向きの略S字形状となる。上記平坦部42dは支持台5の上端とカバー6の下端とで挟持され、平坦部43dは支持台5の下端部と支持台取付部2bの上端部とで挟持される。ここで、支持台5の内周側面は下方に向かうに従い外側に傾斜して形成されるため平坦部42dの底面はそのほとんどが支持台と密着するが、平坦部43dの上面は曲線部43c側の一部が露出する。
エッジ42,43は、その平坦部42d,43dが平坦部42b,43bに対し下方に位置している。よって,平坦部42d,43dが平坦部42b,43bに対し下方に配置されることで、振動板41の横揺れ等が発生することを抑止することができ、エッジ42,43は振動板41を振動自在に支持することが可能となる。
エッジ42,43が振動板41の振動に対し追随して移動するので、エッジ42の上方及び下方に所定の空間を設ける必要がある。
カバー6は、その内面がエッジ42の近傍において湾曲状の断面形状を有し、エッジ42とカバー6との間に所定の空間を形成している。
支持台5は、その内周側面が下方に向かうに従い外側に傾斜する形状を有することで、エッジ43と支持台5との間に所定の空間が形成されている。
よって、エッジ42,43は、振動板41の振動に対し追随して移動することが可能となる。
エッジ42,43は、その平坦部42d,43dが平坦部42b,43bに対し下方に位置している。よって,平坦部42d,43dが平坦部42b,43bに対し下方に配置されることで、振動板41の横揺れ等が発生することを抑止することができ、エッジ42,43は振動板41を振動自在に支持することが可能となる。
エッジ42,43が振動板41の振動に対し追随して移動するので、エッジ42の上方及び下方に所定の空間を設ける必要がある。
カバー6は、その内面がエッジ42の近傍において湾曲状の断面形状を有し、エッジ42とカバー6との間に所定の空間を形成している。
支持台5は、その内周側面が下方に向かうに従い外側に傾斜する形状を有することで、エッジ43と支持台5との間に所定の空間が形成されている。
よって、エッジ42,43は、振動板41の振動に対し追随して移動することが可能となる。
なお、曲線部42c,43cの頂部Tは、曲線部42c、43cの一端と他端との水平方向の距離を二等分する中心線Cに対し外側に配置されている。このように配置することで、曲率が大となり比較的大きい力が作用する頂部Tが、ボイスコイル支持部44からより離れた位置に設けられるため、振動板41を大きな振幅で振動させてもエッジ42,43は振動板41の振動に追随することが可能となる。また、振動板41の振幅を比較的大きくすることができ、大音量の再生音を提供することができる。
上記エッジ42及びエッジ43は実質的に同一形状かつ実質的に同一材料からなるため、剛性が略同一となるので両者は略同一の挙動を示す。これにより、ボイスコイル支持部44が2点の同じ大きさの力によって支持されるためボイスコイル支持部44の横揺れを効果的に抑制でき、これによりボイスコイル45が磁気ギャップg内でプレート31等に接触することに伴う異音の発生等を抑止することができる。また、エッジ42,43の取付け位置が磁気ギャップgより上方であるため、ボイスコイル支持部44への取付けが困難でなく、生産を容易にすることが可能となる。
また、エッジ42,43の材料はゴム、樹脂系シート、ポリエステル繊維、アラミド繊維等によるダンパーを構成する材料に対し通気性が比較的小さい又はほとんど有さない、エッジに用いる公知の材料が選択される。これにより、図1に示すように、エッジ42,43、ボイスコイル支持部44及び支持台5によって円環状の空間K1が形成される。また、エッジ43、ボイスコイル支持部44、ケース側面2c及び後述するヨーク側部33dによって略円環状の空間K2が形成される。
ボイスコイル支持部44は、ボイスコイル45が巻装される位置よりも上方にて、エッジ42,43を介してフレーム2に支持されている。また、ボイスコイル支持部44の全長(振動板41の振動方向)は、スピーカ1の全長(振動板41の振動方向)に対し小さい。また、ボイスコイル支持部44は、後述する磁気回路3が有するプレート31の下面、又は磁石32の上面近傍に、ボイスコイル支持部44の下端部が配置されるように、その全高を有する。
ボイスコイル支持部44は、ボイスコイル45の上方にエッジ42,43によって、フレーム2に支持されており、ボイスコイル支持部44を伝播する振動によって、ボイスコイル支持部44が横揺れすることを抑止することができる。第2の従来例に示されるようなボイスコイル支持部に生じる固有振動が要因となる、つまりボイスコイルの位置が固有振動における腹となって横揺れが発生し、磁気回路等に接触することを抑止することができる。
ボイスコイル支持部44は上部を振動板41によって、下部をプレート31及びセンターポール2eによってそれぞれ挟まれた内部空間K0を形成する。また、ボイスコイル支持部44は、エッジ42とエッジ43との間の所定の高さに形成される第1の通気孔44aを有する。またボイスコイル支持部44は、エッジ43より下方であってヨーク側部33dの上端より上方である所定の高さに形成される第2の通気孔44bを有する。第1の通気孔44a、第2の通気孔44bが形成されることにより、図3に示すように空間K1は、第1の通気孔44aによって構成された通気路50aを介してボイスコイル44の内部空間K0と連通される。また、空間K2は、第2の通気孔44bによって構成された通気路50bを介してボイスコイル44の内部空間K0と連通される。
ボイスコイル支持部44は、ボイスコイル45の上方にエッジ42,43によって、フレーム2に支持されており、ボイスコイル支持部44を伝播する振動によって、ボイスコイル支持部44が横揺れすることを抑止することができる。第2の従来例に示されるようなボイスコイル支持部に生じる固有振動が要因となる、つまりボイスコイルの位置が固有振動における腹となって横揺れが発生し、磁気回路等に接触することを抑止することができる。
ボイスコイル支持部44は上部を振動板41によって、下部をプレート31及びセンターポール2eによってそれぞれ挟まれた内部空間K0を形成する。また、ボイスコイル支持部44は、エッジ42とエッジ43との間の所定の高さに形成される第1の通気孔44aを有する。またボイスコイル支持部44は、エッジ43より下方であってヨーク側部33dの上端より上方である所定の高さに形成される第2の通気孔44bを有する。第1の通気孔44a、第2の通気孔44bが形成されることにより、図3に示すように空間K1は、第1の通気孔44aによって構成された通気路50aを介してボイスコイル44の内部空間K0と連通される。また、空間K2は、第2の通気孔44bによって構成された通気路50bを介してボイスコイル44の内部空間K0と連通される。
なお、通気孔44aの穿設位置と通気孔44bの穿設位置とは、円周方向の位置が略同一、すなわち通気孔44bの直上に44aが穿設される。なお、通気孔44a,44bはそれぞれ複数設けても良く、その場合は高さを略同一とし円周方向に略等間隔に穿設された通気孔44bの直上に44aが穿設されることが望ましい。例えば図4(a)のように、通気孔44a,44bがそれぞれ4個ずつ穿設される場合、通気孔44b1,44b2,44b3,44b4が略同一の高さであって円周方向に90度程度の間隔で穿設され、通気孔44a1,44a2,44a3,44a4は略同一の高さであって、それぞれ通気孔44b1,44b2,44b3,44b4の直上に穿設されることが望ましい。また、通気孔44a,44bは、3個ずつ穿設されても良く、円周方向に120度程度の間隔にて穿設されていても構わない。
また、図4(b)のように通気孔44aが8個、通気孔44bが4個穿設される場合は、通気孔44aを上下に2段、通気孔44bを1段として、通気孔44b1,44b2,44b3,44b4は同一の高さに円周方向に90度間隔で穿設され、通気孔44a1,44a2,44a3,44a4はそれぞれ通気孔44b1,44b2,44b3,44b4の直上に高さhの間隔で穿設され、通気孔44a1,44a2,44a3,44a4の直上にほぼ同じく高さhの間隔で通気孔44a5,44a6,44a7,44a8が穿設されることが望ましい。
このように、第1の通気孔44aを設けることで、空間K1にある空気が圧縮されることを抑止し効率良く空気を流動させ、振動板41の振動が抑制されることなく、音響特性に歪み等が生じることを抑止することができる。また、第2の通気孔44bを設けることで、空間K2で圧縮された空気を逃がすことができ、空気を流動させることが可能となる。これにより、空間K2の空気の圧縮による振動板41の振動の抑制を抑えることができる。また、通気孔44a,44bを設けることで、ボイスコイル45のジュール熱によって加熱された空気が流動されて、ボイスコイル45の周辺の部材、例えばプレート31、磁石32、エッジ42,43(特に立上り部42a,43a)の温度が高まることを抑止することができる。特に、磁石32に高温減磁が発生することや、立上り部42a,43aの劣化及び剥がれを抑止することができる。さらに、振動板41の下方におけるチャンバ(空気室)を大きく確保することができ、最低共振周波数f0を小さくすることができる。
なお、第1の通気孔44a及び第2の通気孔44bはともに略同じ大きさの円形に穿設されることが望ましい。また、各通気孔は円周方向にも高さ方向にも略等間隔に穿設することが望ましい。このように通気孔44a,44bを構成することにより、円周方向における穿設位置をずらした場合や高さを不揃いにした場合に比し、ボイスコイル45に歪みが生じ難くなり、ボイスコイルの振動を均等に振動板41に伝えることが可能となる。
支持台5の内周側面は下方に向かうに従い外側に傾斜して形成されている。このように支持台5の内周側面を垂直方向に対し傾斜させることで、空間K1内にある空気がより流動しやすくなり、振動板41を効率的に振動させることが可能となる。特に、支持台5が下方に向かうに従い、エッジの外側に向かって傾斜しているので、振動板41へ空気が流動して振動板41の振動を抑制させることなく、空気を流動させることができる。
磁気回路3はプレート31、磁石32及びヨーク33が中心軸を一致させるように積み重ねて構成される。プレート31は、例えば、鉄等の磁性材料からなり、中心に上記センターポール2eより径の大なる貫通孔31aが設けられた円盤状に形成され、内周面及び外周面の上下縁端部は面取りがされている。磁石32は、例えば、希土類系、サマリウム・コバルト系、アルニコ系、フェライト系磁石等の永久磁石等からなり、貫通孔31aより径の大なる貫通孔32aが設けられた円盤状に形成され、外径はプレート31より小となっている。上記ヨーク33は、例えば、純鉄、無酸素鋼、ケイ素鋼等の磁性材料からなり、中心に貫通孔32aより径の大なる貫通孔33aが設けられた円盤状の突起状部33b、該突起状部33bの外周部を支持するヨーク底部33c及び該ヨーク底部33cの外周部からプレート31の高さまでせり上がり磁気回路3の側面となるヨーク側部33dによって構成される。なお、ヨーク突起状部33bの外径は磁石32に対し略同一又は小さく、ヨーク底部33cの外径はプレート31に対し略同一又は大きく、ヨーク側部33dの内径はプレート31、磁石32及び突起状部33bより大である。
ここで、ヨーク側部33dの上端の内周面は内側に凸状部33eを設けており、該凸状部33eは面取りされている。なお、凸状部33eの内径はプレート31の外径より僅かに大となっている。このように構成することにより、図3に示すように、プレート31の外周面とヨーク側部33dの上端部内周面との間に僅かな間隙である磁気ギャップgが形成される。なお、上述のように磁気ギャップgにはボイスコイル45が配置されるため、磁気ギャップgはボイスコイル45によってその内側部分と外側部分とに分割される。
また、ヨーク側部33dは、ヨーク底部33cの外周側面と対向する内周側面の一部が内側に凹んだ凹部を有し、この凹部とヨーク底部33cと嵌め合わされている。また、ヨーク側部33dの凹部近傍には、後述する環状又は周状に複数の貫通孔部33fが形成されている。
また、ヨーク側部33dは、ヨーク底部33cの外周側面と対向する内周側面の一部が内側に凹んだ凹部を有し、この凹部とヨーク底部33cと嵌め合わされている。また、ヨーク側部33dの凹部近傍には、後述する環状又は周状に複数の貫通孔部33fが形成されている。
また、上記構成による磁気回路3は、フレーム2内において凸部2fに載置されるため、凸部2fより内側部分には底部2dと磁気回路3との間に通気用の間隙sが生じる。
上記のようにヨーク突起状部33bの外周面がヨーク底部33cによって支持されているため、フレーム2の内面とヨーク突起状部33bの底面とヨーク底部内周面とで円環状の空間K3が形成される。また、ヨーク側部33dの内径がプレート31、磁石32及び突起状部33bより大であるため、磁石32の外周面、ヨーク側部33dの内周面、突起状部33bの外周面及びヨーク底部33cの上面で円環状の空間K4が形成される。
上記貫通孔31a,32a,33aにはセンターポール2eが貫通し、このセンターポール2eとプレート31、磁石32及びヨーク33との間にはそれぞれ環状の通気路36a,36b,36cが形成される。通気路36aより通気路36bが広く、通気路36bより通気路36cが広くなっており、通気路36a,36b,36cによって通気路36が構成される。そして図3に示すように、空間K3はこの通気路36によってボイスコイル支持部の内部空間K0と連通する。また、ヨーク底部33cには、ヨーク側部33dとの境界付近の一部に貫通孔33fが設けられるため、空間K3は間隙s及び貫通孔33fによって構成される通気路37を介して空間K4と連通する。そして空間K4は、磁気ギャップgにおけるボイスコイル45の内側部分である通気路38aによってボイスコイル支持部の内部空間K0又は、磁気ギャップgにおけるボイスコイル45の外側部分である通気路38bによって空間K2と連通する。なお、プレート31の外周の上下縁端部及び凸状部33eが面取りされているため、上記通気路38a,38bにおいて空気は流動し易くなっている。また、プレート31の内周の上下縁端部でも面取りがなされているため、通気路36において空気が流動し易くなっている。
ところで、従来のスピーカ装置は、スピーカケースの内周面と磁気回路部の外周面との間に空間を設け、この空間を振動板と磁気回路との間に設けられた内部空間と連通させることでスピーカケース内に大きなチャンバを形成している(例えば、特開2007−181120号公報参照。)。以下、この技術を第3の従来例と呼ぶ。
また、従来のスピーカ装置は、ボイスコイル支持部、エッジ、磁気回路及びフレームによって形成された空間において、ボイスコイル支持部に通気孔を設けることで該空間を振動板と磁気回路との間に設けられた内部空間と連通させている(例えば、WO2008/004272号公報。)。以下、この技術を第4の従来例と呼ぶ。
一般的なドーム型スピーカでは、ドーム型の振動板に連結されたボイスコイルに巻装されているボイスコイルが、磁気回路の磁気ギャップに振動自在に配置され、振動板がエッジ部を介してスピーカフレームに固定されている。上記構成のスピーカは、外部から電気信号がボイスコイルに供給されると、ボイスコイルに磁気作用による駆動力が発生して、振動板が振動して音波を放射する。このようなドーム型スピーカでは、最低共振周波数f0を下げるためにチャンバと呼ばれる空間をスピーカ背面に設けることがある。しかしながら、チャンバをスピーカ背面に設けるとスピーカ自体の厚みが大となってしまうため、スピーカの小型化を図りつつ最低共振周波数f0を下げ良好な音響特性を得ることは困難であった。
上記した第3の従来例ではチャンバの形成により小型化を図りつつ最低共振周波数f0を下げることが可能となっており、上記第4の従来例ではボイスコイル支持部、エッジ、磁気回路及びフレームによって形成された空間における空気の圧縮が低減されて良好な音響特性を得ることが可能となっている。しかし、両従来例ともに最低共振周波数f0付近で振動板が大きな振幅で振動すると、局部的に形成された小さな空間(例えば、第3の従来例ではエッジの下方に形成され、第4の従来例では磁石外周に形成される空間)における空気が圧縮・膨張の過程を繰り返し、特に空気が圧縮された際に振動板の下方への振動が抑制され、音響特性に歪みを生じさせることがある。
以上のような課題を一例として解決すべく、例えば、上記構成のように、空間K3が内部空間K0と連通していることによりチャンバを大きく確保することができ、最低共振周波数f0を小さくすることができる。また、空間K4も同様に内部空間K0と連通しているためチャンバを大きく確保することができ、最低共振周波数f0を小さくすることができる。また、空間K4は空間K2とも連通しているため空気の流動が起こるので、空間K2の空気の圧縮による振動板41の振動の抑制を抑えることができる。さらに、空間K3及び空間K4が連通することにより、より大きなチャンバとしての役割を果たし最低共振周波数f0を小さくすることができる。そして、空間K3、空間K4及び内部空間K0が連通することにより空気の循環経路が成立するため、圧縮された空気が振動板41の下方への振動を抑制してしまうことをより効果的に抑えることができる。
また、従来のスピーカ装置は、ボイスコイル支持部、エッジ、磁気回路及びフレームによって形成された空間において、ボイスコイル支持部に通気孔を設けることで該空間を振動板と磁気回路との間に設けられた内部空間と連通させている(例えば、WO2008/004272号公報。)。以下、この技術を第4の従来例と呼ぶ。
一般的なドーム型スピーカでは、ドーム型の振動板に連結されたボイスコイルに巻装されているボイスコイルが、磁気回路の磁気ギャップに振動自在に配置され、振動板がエッジ部を介してスピーカフレームに固定されている。上記構成のスピーカは、外部から電気信号がボイスコイルに供給されると、ボイスコイルに磁気作用による駆動力が発生して、振動板が振動して音波を放射する。このようなドーム型スピーカでは、最低共振周波数f0を下げるためにチャンバと呼ばれる空間をスピーカ背面に設けることがある。しかしながら、チャンバをスピーカ背面に設けるとスピーカ自体の厚みが大となってしまうため、スピーカの小型化を図りつつ最低共振周波数f0を下げ良好な音響特性を得ることは困難であった。
上記した第3の従来例ではチャンバの形成により小型化を図りつつ最低共振周波数f0を下げることが可能となっており、上記第4の従来例ではボイスコイル支持部、エッジ、磁気回路及びフレームによって形成された空間における空気の圧縮が低減されて良好な音響特性を得ることが可能となっている。しかし、両従来例ともに最低共振周波数f0付近で振動板が大きな振幅で振動すると、局部的に形成された小さな空間(例えば、第3の従来例ではエッジの下方に形成され、第4の従来例では磁石外周に形成される空間)における空気が圧縮・膨張の過程を繰り返し、特に空気が圧縮された際に振動板の下方への振動が抑制され、音響特性に歪みを生じさせることがある。
以上のような課題を一例として解決すべく、例えば、上記構成のように、空間K3が内部空間K0と連通していることによりチャンバを大きく確保することができ、最低共振周波数f0を小さくすることができる。また、空間K4も同様に内部空間K0と連通しているためチャンバを大きく確保することができ、最低共振周波数f0を小さくすることができる。また、空間K4は空間K2とも連通しているため空気の流動が起こるので、空間K2の空気の圧縮による振動板41の振動の抑制を抑えることができる。さらに、空間K3及び空間K4が連通することにより、より大きなチャンバとしての役割を果たし最低共振周波数f0を小さくすることができる。そして、空間K3、空間K4及び内部空間K0が連通することにより空気の循環経路が成立するため、圧縮された空気が振動板41の下方への振動を抑制してしまうことをより効果的に抑えることができる。
上記した実施の形態に係るスピーカ装置1によれば、実質的に同一形状かつ実質的に同一材料のエッジ42,43を磁気ギャップgよりも上方に備えることにより、略同一の剛性による2点の支持となるためボイスコイル45の横揺れを効果的に抑制でき、ボイスコイル45が磁気ギャップg内でプレート31等に接触することに伴う異音の発生等を抑止することができる。
図5は、本願発明の一実施の形態に係るスピーカ装置1を取り付けた自動車のドア51の構成を示す断面図である。図5では、ドア51の背面にブラケット52を配置するとともに、ドア51の表面にユニット用部材53が取り付けられ、ユニット用部材53を介してスピーカ装置1が取り付けられている。
以上、本願発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本願発明に含まれる。
例えば、上述の実施の形態では、振動板41の形状が逆ドーム型である例を示したが、これに限定されず、上に凸である正ドーム型でも良い。ただし、逆ドーム型である方がスピーカ装置全体としてより小型化が可能となる。
例えば、上述の実施の形態では、振動板41の形状が逆ドーム型である例を示したが、これに限定されず、上に凸である正ドーム型でも良い。ただし、逆ドーム型である方がスピーカ装置全体としてより小型化が可能となる。
また、上述の実施の形態では、エッジ42とエッジ43とは形状、材料ともに実質的に同一である例を示したが、これに限定されず、例えば別形状や別材料であっても剛性が著しく異なること等によって挙動が極端に異なるような場合でなければ採用することができる。なお、形状、材料ともに実質的に同一である場合、部品の種類が増えないため生産が簡便である。また、上述の実施の形態では、エッジ42とエッジ43とがともに曲線部が上に凸となっている例を示したが、これに限定されず、例えばエッジ42の曲線部は上に凸でエッジ43の曲線部が下に凸の場合やまたその逆であっても良い。また、上述の実施の形態では、振動板41とボイスコイル支持部44とを別体としたが、一体成形としても良い。また、ヨーク33に設けられる貫通孔33fは複数設けても良い。
Claims (15)
- 振動体と、磁気回路と、前記振動体と前記磁気回路とを支持するフレームとを備え、
前記振動体は、振動板と、ボイスコイルが巻装されるボイスコイル支持部と、前記ボイスコイル支持部を前記フレームに振動自在に支持する複数のエッジと、を有し、
前記複数のエッジは、前記磁気回路より上方に配置され、
前記複数のエッジは実質的に同じであることを特徴とするスピーカ装置。 - 前記エッジの断面形状は、曲線部と、前記曲線部を囲む平坦部と、ボイスコイル支持部に連結される立上り部とを備え、
前記曲線部の頂部は、前記曲線部の中心位置に対し外側に配置されていることを特徴とする請求項1記載のスピーカ装置。 - 前記立上り部の内周面は、垂直方向に対し傾斜する形状であることを特徴とする請求項2記載のスピーカ装置。
- 前記複数のエッジとの間で前記フレーム、前記ボイスコイル支持部にて囲まれる第1の空間が形成され、
前記ボイスコイル支持部は側面に通気孔を有し、
前記通気孔は、前記ボイスコイル支持部の内側にある内部空間に対し、前記第1の空間を連通させることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。 - 前記複数のエッジとの間で前記フレーム、前記ボイスコイル支持部にて囲まれる第1の空間と、
前記複数のエッジのうち、前記磁気回路側に配置される前記エッジと前記磁気回路と前記フレームにて囲まれる第2の空間が形成され、
前記ボイスコイル支持部は側面に複数の通気孔を有し、該複数の通気孔のうち少なくとも一つは前記第1の空間と前記ボイスコイル支持部の内側にある内部空間とを連通し、少なくとも他の一つは前記第2の空間と前記ボイスコイル支持部の内側にある内部空間とを連通させることを特徴とする請求項4に記載されるスピーカ装置。 - 前記フレームはその底面部から音響放射方向に延在するポールを有し、
前記磁気回路は環状に形成されており、
前記ポールと前記磁気回路との間には通気路が形成され、
前記磁気回路と前記フレームとの間に、前記内部空間と前記通気路を介して連通する第3の空間が形成されることを特徴とする請求項5に記載されるスピーカ装置。 - 前記磁気回路は、底面部が音響放射方向に突起状であるヨークをその構成部材として備え、
前記第3の空間が、前記ヨークと前記フレームとの間に形成されていることを特徴とする請求項6記載のスピーカ装置。 - 前記磁気回路は、底部に貫通孔部が形成されたヨークをその構成部材として備え、
前記フレームは、その底面部に前記磁気回路を支持する凸部を有することで、前記ヨークとの間に隙間を形成しており、
前記ヨークは、前記磁気回路がその構成部材として有するプレート又は磁石との間に第4の空間を形成しており、
前記内部空間は、前記第4の空間と連通することを特徴とする請求項7に記載されるスピーカ装置。 - 前記ヨークの底部には貫通孔部が形成され、
前記フレームは、その底面部に前記磁気回路を支持する凸部を有することで、前記ヨークとの間に間隙を形成しており、
前記ヨークは、前記磁気回路がその構成部材として有するプレート又は磁石との間に第4の空間を形成しており、
前記内部空間は、前記第3の空間、前記ヨークの前記隙間及び貫通孔部を介して、前記第4の空間と連通することを特徴とする請求項6に記載されるスピーカ装置。 - 前記複数の通気孔は、ボイスコイル支持部の周方向及び高さ方向にて略等間隔で配置されることを特徴とする請求項5に記載されるスピーカ装置。
- 前記第2の空間と第4の空間とが前記ヨークと前記プレートとの間隙を介して連通することを特徴とする請求項8に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動板は、曲面状に形成されることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動体は、前記振動板の内周部が前記ボイスコイル支持部の外周部に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 前記振動体は、少なくとも前記振動板と前記ボイスコイル支持部が一体成形されることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
- 請求項1に記載される前記スピーカ装置を備えることを特徴とする自動車。
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