JP3652782B2

JP3652782B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP3652782B2
Application number: JP12026196A
Authority: JP
Inventors: 正長池
Original assignee: Foster Electric Co Ltd
Current assignee: Foster Electric Co Ltd
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: JPH09307995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカ、所謂多点駆動方式のスピーカに関する。
【０００２】
近年、テレビや、マルチメディアコンピュータ用ディスプレイ装置等に内蔵されるスピーカは、画面サイズの大型化により、設置スペースが限定され、狭幅の細長状のスピーカが使用されている。
【０００３】
このような細長状のスピーカにおいては、振動板の中央の一点で駆動を行うと、長軸方向の分割共振が発生し音質が劣化するので、多点駆動方式のスピーカが好ましい。
【０００４】
【従来の技術】
次に、図面を用いて従来例を説明する。図１１は従来の多点駆動方式のスピーカの平面図、図１２は図１１における切断線A-Aにおける断面図、図１３は図１１における切断線B-Bにおける断面図、図１４は図１３における断面部分の拡大図、図１５は図１１における第１及び第２の磁気回路の構成図、図１６は図１１における第１のボイスコイルボビンと第２のボイスコイルボビンの結線を説明する図である。
【０００５】
これらの図において、１は細長状の樹脂製のフレームである。このフレーム１のフランジ部１ａには、複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板２の外周部がエッジ３を介して取り付けられている。更に、フレーム１のフランジ部１ａには、ガスケット４が設けられている。
【０００６】
振動板２には、ボイスコイル６が巻回された第１のボイスコイルボビン７と、ボイスコイル６と同じの巻回方向のボイスコイル８(図示せず)が設けられた第２のボイスコイルボビン９との一方の端部が取り付けられている。更に、第１及び第２のボイスコイルボビン７,９の振動板２側の開放端はキャップ１０,１１を用いて封止されている。
【０００７】
また、内周部が第１及び第２のボイスコイルボビン７,９に取り付けられ、外周部がフレーム１に取り付けられたダンパ１２,１３によって、第１及び第２のボイスコイルボビン７,９はフレーム１に取り付けられている。
【０００８】
フレーム１には、第１及び第２のボイスコイルボビン７,９に対向するように、第１及び第２の磁気回路１４,１５が設けられている。
第１の磁気回路１４は、第１のボイスコイルボビン７に嵌入する円柱部１６ａと、つば部１６ｂからなる第１のヨーク１６と、この第１のヨーク１６のつば部１６ｂ上に設けられ、第１のヨーク１６の円柱部１６ａの円周面に対して間隔を持って配設される円環状のマグネット１７と、該マグネット１７上に設けられ、第１のヨーク１６の円柱部１６ａの円周面に対して間隔(磁気ギャップG)を持って配設される円環状の第２のヨーク１８と、第１のヨーク１６のつば部１６ｂに設けられ、マグネット１７と着磁方向が逆方向で、漏洩磁束を低減するキャンセリングマグネット１９と、第２のヨーク１８及びキャンセリングマグネット１９に当接し、第１のヨーク１６,マグネット１７,第２のヨーク１８,キャンセリングマグネット１９を覆うように設けられるアウタヨーク２０とからなっている。
【０００９】
同様に、第２の磁気回路１５は第２のボイスコイルボビン９に嵌入する円柱部２６ａと、つば部２６ｂからなる第１のヨーク２６と、この第１のヨーク２６のつば部２６ｂ上に設けられ、第１のヨーク２６の円柱部２６ａの円周面に対して間隔を持って配設され、第１の磁気回路１４のマグネット１７と着磁方向が同一方向の円環状のマグネット２７と、該マグネット２７上に設けられ、第１のヨーク２６の円柱部２６ａの円周面に対して間隔(磁気ギャップG)を持って配設される円環状の第２のヨーク２８と、第１のヨーク２６のつば部２６ｂに設けられ、マグネット１７と着磁方向が逆方向のキャンセリングマグネット２９と、第２のヨーク２８及びキャンセリングマグネット２９に当接し、第１のヨーク２６,マグネット２７,第２のヨーク２８,キャンセリングマグネット２９を覆うように設けられるアウタヨーク３０とからなっている。
【００１０】
そして、各磁気回路１４,１５の磁気ギャップGに第１及び第２のボイスコイルボビン７,９のボイスコイル６,８が配設される。
フレーム１の中央部には、二つの端子３２,３３が設けられている。そして、第１のボイスコイルボビン７のボイスコイル６の一方の端部から引出し線３４が端子３２へ、他方の端部から引出し線３５が端子３３へ、また、第２のボイスコイルボビン９のボイスコイル８の一方の端部から引出し線３６が端子３２へ、他方の端部から引出し線３７が端子３３へそれぞれ接続されている。
【００１１】
尚、第１のボイスコイルボビン７のボイスコイル６と、第２のボイスコイルボビン９のボイスコイル８との巻回方向は同一なので、ボイスコイルの極性を一致させるために、どちらか一方の引出し線、本従来例では、引出し線３６,３７は、ボイスコイル７近傍で折り返しされてボイスコイル８に接続されている。
【００１２】
そして、端子３２,３３を介して第１のボイスコイルボビン７のボイスコイル６と、第２のボイスコイルボビン９のボイスコイル８とに駆動電流を流すと、第１及び第２のボイスコイルボビン７,９がピストン運動を行い、振動板２がその方向に振動し、振動板２から音波が放射される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成のスピーカにおいては、下記のような問題点がある。
(1) 漏洩磁束低減のため、更には、コスト低減のため、フレーム１を樹脂製としている。一般に、樹脂の線膨張係数は、金属に比較して大きい。例えば、金属の一例としてのSPC(冷間圧延鋼板)は1.18×10^-5cm/cm/℃であるのに対し、樹脂の一例としてのABS樹脂は3.75×10^-5cm/cm/℃である。一方、振動板２の線膨張係数はほとんど0である。
【００１４】
従って、磁気回路での発熱、また、スピーカの周辺の雰囲気温度の上昇により、フレーム１のみが熱膨張し、振動板２に設けられた第１及び第２のボイスコイルボビン７,９がフレーム１側の第１及び第２の磁気回路１４,１５の磁気ギャップGに当たってしまう現象、所謂「ギャップこすり」が発生する問題点がある。
【００１５】
(2) ダンパ１２,１３の径は細長形状のフレーム１の短幅寸法で決定され、ダンパ１２,１３の径を大きく設定できない。
ダンパ１２,１３の径が制限されると振幅が大きく取れず、再生帯域が狭く、歪みも多くなる問題点がある。
【００１６】
(3) 第１及び第２の磁気回路１４,１５の樹脂のフレーム１に対して、接着等の手法で取り付けられるが、工数が多くなり、また、取り付け強度に対する信頼性が乏しい問題点がある。
【００１７】
(4) 第１及び第２の磁気回路１４,１５には、漏洩磁束を低減するために、それぞれキャンセリングマグネット１９,２９を設けているが、それでも、多少の磁束は各磁気回路から漏洩している。多点駆動のスピーカにおいては、磁気回路が複数となり、漏洩する磁束の量は多くなる。
【００１８】
特に、テレビやコンピュータディスプレイ等に内蔵される場合には、漏洩磁束の量は厳しく制限されるので、防磁用の部材が別途必要となり、コストがアップする問題点がある。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高温下でも、ギャップこすりが発生しにくく、ダンパの径を大きく設定でき、磁気回路を簡単に且つ確実にフレームに取り付けることができ、漏洩磁束が少なくなるスピーカを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１の発明は、複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカにおいて、
前記振動板の外周部分が取り付けられる細長状のメインフレームと、
該メインフレームに取り付けられ、前記メインフレームの材質の線膨張係数より小さな線膨張係数の材質のサブフレームと、
該サブフレームに取り付けられ、前記複数のボイスコイルを駆動する複数の磁気回路と、
を具備するものである。
【００２１】
ボイスコイルは熱膨張がほとんど無い振動板に設けられ、磁気回路はメインフレームの材質の線膨張係数より小さな線膨張係数の材質のサブフレームに設けられているので、ボイスコイルのギャップこすりを低減することができる。
【００２２】
第２の発明は、第１の発明において、メインフレームの材質としては樹脂、サブフレームの材質として金属としたものである。
一般に樹脂の線膨張係数より金属の線膨張係数の方が小さいので、ボイスコイルのギャップこすれを防止することができる。
【００２３】
特に好ましい樹脂の例としてはABS樹脂があり、金属としてはSPC(冷間圧延鋼板)がある。
第３の発明は、第２の発明において、サブフレームを金属とした場合には、磁気回路とサブフレームとを「かしめ」を用いて取り付けるものである。
【００２４】
「かしめ」を用いたことにより、磁気回路とサブフレームとの取り付けが簡単で、かつ、確実となる。
第４の発明は、第１から第３の発明において、前記メインフレームの長幅側の側面に穴を穿設し、
前記メインフレームの穴の外壁側の開口近傍まで延出する延出部を前記サブフレームに設け、
内周部が前記振動板に取り付けられるダンパの外周部を前記サブフレームの延出部に取り付けたものである。
【００２５】
ダンパの外周部はメインフレームの外部に位置するサブフレームの延出部に取り付けられるので、ダンパの径を大きく設定でき、再生帯域が広くなり、歪みも少なくなる。
【００２６】
第５の発明は、複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカにおいて、
前記各ボイスコイルを駆動する複数の磁気回路の隣合う磁気回路の着磁方向を逆方向としたものである。
【００２７】
隣り合う磁気回路の着磁方向を逆方向としたしたことにより、各磁気回路から漏洩する磁束を打ち消し合い、スピーカから漏洩する磁束が低減する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態例の多点駆動方式のスピーカの平面部分断面図、図２は図１における切断線C-Cにおける断面図、図３は図１における切断線D-Dにおける断面図、図４は図３における断面部分の拡大図、図５は図１におけるメインフレームとサブフレームとの斜視図、図６は図１における第１及び第２の磁気回路の構成図、図７は図１における第１のボイスコイルボビンと第２のボイスコイルボビンの結線を説明する図である。
【００２９】
これらの図において、１０１は細長状の樹脂製(本実施の形態例ではABS樹脂)のフレームである。このメインフレーム１０１のフランジ部１０１ａには、複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板１０２の外周部がエッジ１０３を介して取り付けられている。更に、メインフレーム１０１のフランジ部１０１ａには、ガスケット１０４が設けられている。
【００３０】
振動板１０２には、ボイスコイル１０６が巻回された第１のボイスコイルボビン１０７と、ボイスコイル１０６と同じの巻回方向のボイスコイル１０８(図示せず)が設けられた第２のボイスコイルボビン１０９との一方の端部が取り付けられている。更に、第１及び第２のボイスコイルボビン１０７,１０９の振動板１０２側の開放端はキャップ１１０,１１１を用いて封止されている。
【００３１】
メインフレーム１０１の下部には、金属製(本実施の形態例ではSPC)のサブフレーム１５０が取り付けられている。そして、メインフレーム１０１の底面には、磁気回路取り付け用の穴１０１ｂ,１０１ｃが形成され、サブフレーム１５０には、メインフレーム１０１の穴１０１ｂ,１０１ｃに対向する穴１５０ａ,１５０ｂが形成されている。
【００３２】
更に、メインフレーム１０１の長幅側の一方の側面には、角穴１０１ｄ,１０１ｅが形成され、他方の側面にも角穴１０１ｆ,１０１ｇが形成されている。そして、サブフレーム１５０には、メインフレーム１０１の角穴１０１ｄ,１０１ｅ,１０１ｆ,１０１ｇの外壁側の開口まで延出する延出部１５０ｃ〜１５０ｆが形成されている。そして、各延出部１５０ｃ〜１５０ｆの先端はメインフレーム１０１の外壁から離反する方向に折り曲げられた折曲部１５０ｇ〜１５０ｊが形成されている。
【００３３】
第１及び第２のボイスコイルボビン１０７,１０９には、ダンパ１１２,１１３の内周部が取り付けられている。ダンパ１１２,１１３の外周部のうち、メインフレーム１０１の狭幅側面に対向する部分は、メインフレーム１０１内に形成されたダンパ取り付け部１０１ｈに取り付けられ、メインフレーム１０１の広幅側面に対向する部分は、サブフレーム１５０の延出部１５０ｃ〜１５０ｆの各先端に形成された折曲部１５０ｇ〜１５０ｊに取り付けられている。
【００３４】
サブフレーム１５０には、第１及び第２のボイスコイルボビン１０７,１０９に対向するように、第１及び第２の磁気回路１１４,１１５が「かしめ」の手法で取り付けられている。
【００３５】
第１の磁気回路１１４は、第１のボイスコイルボビン１０７に嵌入する円柱部１１６ａと、つば部１１６ｂからなる第１のヨーク１１６と、この第１のヨーク１１６のつば部１１６ｂ上に設けられ、第１のヨーク１１６の円柱部１１６ａの円周面に対して間隔を持って配設される円環状のマグネット１１７と、該マグネット１１７上に設けられ、第１のヨーク１１６の円柱部１１６ａの円周面に対して間隔(磁気ギャップG)を持って配設される円環状の第２のヨーク１１８と、第１のヨーク１１６のつば部１１６ｂに設けられ、マグネット１１７と着磁方向が逆方向で、漏洩磁束を低減するキャンセリングマグネット１１９と、第２のヨーク１１８及びキャンセリングマグネット１１９に当接し、第１のヨーク１１６,マグネット１１７,第２のヨーク１１８,キャンセリングマグネット１１９を覆うように設けられるアウタヨーク１２０とからなっている。
【００３６】
同様に、第２の磁気回路１１５は第２のボイスコイルボビン１０９に嵌入する円柱部１２６ａと、つば部１２６ｂからなる第１のヨーク１２６と、この第１のヨーク１２６のつば部１２６ｂ上に設けられ、第１のヨーク１２６の円柱部１２６ａの円周面に対して間隔を持って配設され、第１の磁気回路１１４のマグネット１１７と着磁方向が逆方向の円環状のマグネット１２７と、該マグネット１２７上に設けられ、第１のヨーク１２６の円柱部１２６ａの円周面に対して間隔(磁気ギャップG)を持って配設される円環状の第２のヨーク１２８と、第１のヨーク１２６のつば部１２６ｂに設けられ、マグネット１１７と着磁方向が逆方向のキャンセリングマグネット１２９と、第２のヨーク１２８及びキャンセリングマグネット１２９に当接し、第１のヨーク１２６,マグネット１２７,第２のヨーク１２８,キャンセリングマグネット１２９を覆うように設けられるアウタヨーク１３０とからなっている。
【００３７】
そして、各磁気回路１１４,１１５の磁気ギャップGに第１及び第２のボイスコイルボビンのボイスコイル１０６,１０８が配設される。
メインフレーム１０１の中央部には、二つの端子１３２,１３３が設けられている。そして、第１のボイスコイルボビン１０７のボイスコイル１０６の一方の端部から引出し線１３４が端子１３２へ、他方の端部から引出し線１３５が端子１３３へ、また、第２のボイスコイルボビン１０９のボイスコイル１０７の一方の端部から引出し線１３６が端子１３２へ、他方の端部から引出し線１３７が端子１３３へそれぞれ接続されている。
【００３８】
尚、本実施の形態例においては、第１の磁気回路１１４のマグネット１１７の着磁方向と、第２の磁気回路１１５のマグネット１２７の着磁方向とは逆方向で、第１の磁気回路１１４の磁気ギャップGに配設されるボイスコイル１０６と第２の磁気回路１１５の磁気ギャップGに配設されるボイスコイル１０８の巻方向は同方向なので、従来例で説明を行った引出し線の折り返しが不要となっている。
【００３９】
そして、端子１３２,１３３を介して第１のボイスコイルボビン１０７のボイスコイル１０６と、第２のボイスコイルボビン１０９のコイル１０８とに駆動電流を流すと、第１及び第２のボイスコイルボビン１０７,１０９がピストン運動を行い、振動板１０２がその方向に振動し、振動板１０２から音波が放射される。
【００４０】
上記構成によれば、下記のような効果を得ることができる。
(1) 第１及び第２の磁気回路１１４,１１５はメインフレーム１０１の材質であるABS樹脂の線膨張係数より小さな線膨張係数の材質であるSPC製のサブフレーム１５０に設けられているので、第１及び第２の磁気回路１１４,１１５のボイスコイル１０６,１０８のギャップこすりを低減することができる。
【００４１】
(2) 第１及び第２の磁気回路１１４,１１５をサブフレーム１５０に「かしめ」を用いて取り付けたことにより、第１及び第２の磁気回路１１４,１１５とサブフレーム１５０との取り付けが簡単で、かつ、確実となる。
【００４２】
(3) ダンパ１１２,１１３の外周部のうち、メインフレーム１０１の広幅側面に対向する部分は、サブフレーム１５０の延出部１５０ｃ〜１５０ｆの各先端に形成された折曲部１５０ｇ〜１５０ｊに取り付けたことにより、ダンパ１１２,１１３の径を大きく設定でき、再生帯域が広くなり、歪みも少なくなる。
【００４３】
(4) 第１及び第２の磁気回路１１４,１１５の着磁方向を逆方向としたしたことにより、各磁気回路から漏洩する磁束が打ち消し合い、スピーカから漏洩する磁束を低減することができる。
【００４４】
【実施例】
本願発明者は、本発明の効果を確認するために、下記のような実験を行った。
(1) 実施の形態例のスピーカと、従来例で説明を行ったスピーカとの歪周波数特性を測定した。図８は実施の形態例と従来例のスピーカとの歪周波数特性を示す図であり、実線が実施の形態例、破線が従来例を示している。
【００４５】
図８から分かるように、全帯域において歪みが大幅に少なくなることを確認した。
(2) 実施の形態例のスピーカと、従来例で説明を行ったスピーカとの音圧周波数特性を測定した。図９は実施の形態例と従来例のスピーカとの音圧周波数特性を示す図であり、実線が実施の形態例、破線が従来例を示している。
【００４６】
図９から分かるように、再生帯域、特に、低音域が広くなることを確認した。
(3) 実施の形態例のスピーカにおいて、第１の磁気回路１１４と第２の磁気回路１１５の着磁方向を変えた時の漏洩磁束密度と、これら磁気回路単体の漏洩磁束密度とを測定し、図１０にその結果を示す。
【００４７】
図１０から分かるように、第１の磁気回路１１４と第２の磁気回路の着磁方向を逆方向にした場合が、一個のみの磁気回路の場合に比べても漏洩磁束密度が少なくなり、一番漏洩磁束密度が少ないことが確認された。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、下記のような効果をえることができる。
(1) 第１の発明のスピーカ
複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカにおいて、
前記振動板の外周部分が取り付けられる細長状のメインフレームと、
該メインフレームに取り付けられ、前記メインフレームの材質の線膨張係数より小さな線膨張係数の材質のサブフレームと、
該サブフレームに取り付けられ、前記複数のボイスコイルを駆動する複数の磁気回路と、
を具備したことにより、ボイスコイルは熱膨張がほとんど無い振動板に設けられ、磁気回路はメインフレームの材質の線膨張係数より小さな線膨張係数の材質のサブフレームに設けられているので、ボイスコイルのギャップこすりを低減することができる。
【００４９】
(2) 第２の発明のスピーカ
第１の発明において、メインフレームの材質としては樹脂、サブフレームの材質として金属としたものである。
【００５０】
一般に樹脂の線膨張係数より金属の線膨張係数の方が小さいので、ボイスコイルのギャップこすれを防止することができる。
特に好ましい樹脂の例としてはABS樹脂があり、金属としてはSPC(冷間圧延鋼板)がある。
【００５１】
(3) 第３の発明のスピーカ
第２の発明において、サブフレームを金属とした場合には、磁気回路とサブフレームとを「かしめ」を用いて取り付けるものである。
【００５２】
「かしめ」を用いたことにより、磁気回路とサブフレームとの取り付けが簡単で、かつ、確実となる。
(4) 第４の発明のスピーカ
第１から第３の発明において、前記メインフレームの長幅側の側面に穴を穿設し、
前記メインフレームの穴の外壁側の開口近傍まで延出する延出部を前記サブフレームに設け、
内周部が前記振動板に取り付けられるダンパの外周部を前記サブフレームの延出部に取り付けたものである。
【００５３】
ダンパの外周部はメインフレームの外部に位置するサブフレームの延出部に取り付けられるので、ダンパの径を大きく設定でき、再生帯域が広くなり、歪みも少なくなる。
【００５４】
(5) 第５の発明のスピーカ
複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカにおいて、
前記各ボイスコイルを駆動する複数の磁気回路の隣合う磁気回路の着磁方向を逆方向としたことにより、各磁気回路から漏洩する磁束を打ち消し合い、スピーカから漏洩する磁束が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の多点駆動方式のスピーカの平面部分断面図である。
【図２】図１における切断線C-Cにおける断面図である。
【図３】図１における切断線D-Dにおける断面図である。
【図４】図３における断面部分の拡大図である。
【図５】図１におけるメインフレームとサブフレームとの斜視図である。
【図６】図１における第１及び第２の磁気回路の構成図である。
【図７】図１における第１のボイスコイルボビンと第２のボイスコイルボビンの結線を説明する図である。
【図８】実施の形態例と従来例のスピーカとの歪周波数特性を示す図である。
【図９】実施の形態例と従来例のスピーカとの音圧周波数特性を示す図である。
【図１０】実施の形態例のスピーカにおいて、第１の磁気回路と第２の磁気回路の着磁方向を変えた時の漏洩磁束密度と、これら磁気回路単体の漏洩磁束密度とを示す図である。
【図１１】従来の多点駆動方式のスピーカの平面図である。
【図１２】図１１における切断線A-Aにおける断面図である。
【図１３】図１１における切断線B-Bにおける断面図である。
【図１４】図１３における断面部分の拡大図である。
【図１５】図１１における第１及び第２の磁気回路の構成図である。
【図１６】図１１における第１のボイスコイルボビンと第２のボイスコイルボビンとの結線を説明する図である。
【符号の説明】
１０１メインフレーム
１０２振動板
１１４,１１５磁気回路
１５０サブフレーム

Claims

複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカにおいて、
前記振動板の外周部分が取り付けられる細長状のメインフレームと、
該メインフレームに取り付けられ、前記メインフレームの材質の線膨張係数より小さな線膨張係数の材質のサブフレームと、
該サブフレームに取り付けられ、前記複数のボイスコイルを駆動する複数の磁気回路と、
を具備することを特徴とするスピーカ。
前記メインフレームの材質は樹脂、
前記サブフレームの材質は金属であることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
前記磁気回路と前記サブフレームとの取り付けは、かしめであることを特徴とする請求項２記載のスピーカ。
前記メインフレームの長幅側の側面に穴を穿設し、
前記メインフレームの穴の外壁側の開口近傍まで延出する延出部を前記サブフレームに設け、
内周部が前記振動板に取り付けられるダンパの外周部を前記サブフレームの延出部に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のスピーカ。
複数のボイスコイルを複数のコーンを連設して一体化した共通の振動板に取り付けたスピーカにおいて、
前記各ボイスコイルを駆動する複数の磁気回路の隣合う磁気回路の着磁方向を逆方向としたことを特徴とするスピーカ。