JP2013138394A

JP2013138394A - スピーカ装置

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Publication number: JP2013138394A
Application number: JP2011290688A
Authority: JP
Inventors: Joichi Saito; 譲一斉藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: JP5557117B2

Abstract

【課題】スピーカユニットの磁気回路部が発生する振動エネルギーを伝達、拡散しにくい構成で、スピーカユニットおよびスピーカユニット磁気回路部を、筐体に支持、固定し、スピーカ装置筐体の不要な振動を抑制し、かつ、スピーカユニットからの振動エネルギーの拡散、散逸を広い周波数帯域で防止することで、筐体の不要な振動を抑制し、歪の少ない理想的な音響特性を有するスピーカ装置を提供することにある。
【解決手段】周縁を有する振動板（１４）と、当該振動板周縁を支持するフレーム（１８）と、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路部（１５，１６，１７）と、を備えるスピーカユニット（１）と、当該振動板の前面と背面の振動音を区切るバッフル部材（１９）とを備えたスピーカ装置において、当該スピーカユニットが、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物（４，５）を介して固定、支持されることを特徴とするスピーカ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、良好な音質で音響再生が可能なスピーカ装置に関する。

スピーカユニットと筐体（エンクロージャー）からなるスピーカ装置において、スピーカユニットの振動に伴う筐体の振動（箱鳴り）が音質を悪くするという考え方があり、これが従来の支配的な考え方であった。このため、従来の筐体は強固な木製単板や合板等によって構成されていた。強固に構成されたのは筐体の振動を防ぐためであるが、その効果は充分ではなかった。このため、筐体の振動を抑制する目的で、各種の防振材を介して、スピーカユニットを筐体に固定したり、各種の防振材によりスピーカユニットを筐体に押圧することなども行なわれてきた。

従来、使用されてきた防振材と防振の手法としては、剛性を有する弾性体によりスピーカユニットをバッフル板に押圧する。（特許文献１参照）

また、スピーカユニットを前面弾性取付枠体と背面弾性取付枠体により挟持して筐体に取り付ける。（特許文献２参照）

また、ネオプレンゴムやブチルゴムなどの緩衝材を介してエンクロージャーに間接的に支持する。（特許文献３参照）

また、スピーカのマグネット部に弾性を有する円筒体を外嵌し、スピーカのコーン部間に弾性体を挿設するスピーカ取付装置を用いる。（特許文献４参照）

また、スピーカユニットの背面側から支持する支持部材とケースの間に防振材を存在させ、スピーカユニット前面とケースの間に防振部材を存在させるスピーカで、防振部材としは、防振ゴム、エラストマー、フェルト、綿、スポンジ、エアキャップ、ソルボセインやアルファーゲルなどのポリウレタン等による。（特許文献５参照）

また、スピーカユニットの前部緩衝材と後部緩衝材を配置し、各緩衝材を加圧する力を調整可能に構成されている取付構造で、緩衝材として、粘着性を有したゲル状ポリウレタン、或いはゲル状シリコンゴム等の軟質樹脂材料を用いる。あるいは弾力性を持ったエラストマー系の熱可塑性樹脂であってもよい。（特許文献６参照）

また、振動緩衝体を介して支持するフレームからなるスピーカユニットで、振動緩衝体として、制振効果に優れるゲル、ジェル、液体、気体、発泡樹脂、防振ゴム、発泡ゴム、スポンジなどを素材とする軟質物を用いる。（特許文献７参照）などが提案されてきた。

上記の各種の防振材は、いずれの場合も筐体を構成する剛体の振動を抑制するために、弾性を有するゴム、あるいは軟質物を用いることに主眼があり、軟質の弾性体であること、あるいはこれらを素材とする軟質物であることが、防振材として重要な要件であった。

実願昭５４−１４２４３３号（実開昭５６−６０３８１号）のマイクロフィルム実願昭５２−９６８７０号（実開昭５４−２３７２０号）のマイクロフィルム実願昭６２−１４０２５１号（実開昭６４−４４７８３号）のマイクロフィルム実願昭５１−１５０５２１号（実開昭５３−６６９３２号）のマイクロフィルム特開２００２−２３２９８３号公報特開２００９−１６９４６号公報特開２０１１−２４０５６号公報

一般的に剛性の強い材料は、内部損失が小さく、強い反発弾性により弾性振動波を容易に伝達する。したがって、スピーカユニットによる振動を抑制するために、スピーカユニットを強固な剛体材料に固定したり、強固な剛体材料により、スピーカユニットに接した振動抑止構造を設置することは、スピーカユニットの磁気回路部が発生する振動のエネルギーを容易に他の部位へ伝達し、筐体全体に拡散、散逸しやすくする結果となる。また、ゴム弾性体などの軟質で弾性を有する防振材、あるいは単に軟質で反発弾性の弱い物質、あるいは外力に対して復元性のある軟質物は弾性を有することになるため、これらのいずれかを、スピーカユニットと剛体材料による筐体の間に介在させても、必然的に防振材の弾性に起因する共振が発生するため、すべての周波数帯域で、振動エネルギーの伝達を遮断することはできない。つまり、スピーカユニットの磁気回路部で発生した振動エネルギーが、弾性に起因する共振のために、筐体に伝達され、筐体構造中の力学的に強度の弱い部分を振動させて、箱鳴りなどの不要振動が発生することを防ぐことができない。さらに、本来スピーカユニットの振動板を振動させるべき振動エネルギーが他の部位へ拡散、散逸するため、スピーカの振動板に加わるべき振動エネルギーが、箱鳴りのために消費されることで、スピーカ装置としての再生周波数特性の劣化を招く結果となっていた。本発明が解決しようとする課題は、スピーカユニットの磁気回路部による振動エネルギーを伝達、拡散しにくい構成で、スピーカユニットおよびスピーカユニット磁気回路部を、筐体に支持、固定し、スピーカ装置筐体の不要な振動を抑制し、かつ、スピーカユニットからの振動エネルギーの拡散、散逸を広い周波数帯域で防止することで、筐体の不要な振動を抑制し、歪の少ない理想的な音響特性を有するスピーカ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために発明者は、スピーカユニットの設置構造や防振手段に関して、これまでの発想を転換し、強固な構造によって強制的に振動を抑制しようとしたり、軟質弾性体による防振構造を構成したりするのではなく、外力を加えることで容易に変形し、かつもとに戻らない材料、すなわち可塑性あるいは、塑性変形性のある材料を介して、スピーカユニットを筐体に支持、固定することにより効果的に振動エネルギーの遮断が可能なことを見出した。可塑性あるいは、塑性変形性のある材料は、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物により構成される。粉粒状材、または粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して変位制限手段によりスピーカユニットを筐体に支持、固定することにより、広い周波数帯域で効果的に振動エネルギーの拡散、散逸防止を果たすことが可能である。その詳しい内容については、項を改めて説明する。なお、いずれかの請求項記載の発明を説明するにあたって行う用語の定義はその性質上可能な範囲において他の請求項記載の発明にも適用があるものとする。

（請求項１記載の発明の特徴）
請求項１記載の発明に係わるスピーカ装置（以下、「請求項１のスピーカ装置」という）は、周縁を有する振動板と、当該振動板周縁を支持するフレームと、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路部と、を備えるスピーカユニットと、
当該振動板の前面と背面の振動音を区切るバッフル部材とを備えたスピーカ装置において、
当該スピーカユニットが、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して固定、支持される。

請求項１のスピーカ装置によれば、磁気回路に入力された音声信号が振動板の振動という機械的振動に変換されるが、理想的なスピーカ装置では、振動するのは振動板だけにすることが求められる。そのため、スピーカユニットを固定、支持する構造には弾性振動波を伝達しにくい材料が適している。可塑性、すなわち塑性変形性のある粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物により、振動エネルギーの拡散、散逸防止のための構造を構成することで、スピーカユニットと筐体間の振動エネルギー伝達が広い周波数帯域で有効に抑制される。

（請求項２記載の発明の特徴）
請求項２記載の発明に係わるスピーカ装置（以下、「請求項２のスピーカ装置」という）は、当該スピーカユニットが上方を向くように構成してあり、当該スピーカユニットが粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介してバッフル部材に支持、固定され、かつ、当該スピーカユニットの磁気回路部に制振のための構造物を付加し、かつ、当該磁気回路部および当該制振のための構造物が、粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物により覆われ、かつ粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して変位制限手段により固定、支持される。

請求項２記載のスピーカ装置によれば、請求項１記載のスピーカ装置において、スピーカユニットの前面が上方を向くように構成することで、スピーカユニットの支持、固定構造が簡略化される。すなわち、スピーカユニットおよびスピーカユニットの磁気回路部の重量を支持する構造と、振動エネルギーの発生源であるスピーカユニットの磁気回路部の防振構造を同一とすることが可能となる。スピーカユニットの重量の過半は磁気回路部によるものであり、また、磁気回路部が振動エネルギーの発生源でもあることから、スピーカユニットの重量支持構造と防振構造を、ほぼ同一化できることになり、振動エネルギーの伝達経路を絞り込んで、振動エネルギーの拡散、散逸防止のための構造を構成するためには、大きな特徴となる。さらに、スピーカユニットの磁気回路部に制振のための構造物を付加し、粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物により覆うことで、磁気回路部から発生した振動エネルギーを粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物に伝達する効率が改善されるため、より効果的に振動エネルギーを遮蔽、遮断することが可能となる。すなわち、磁気回路部に制振のための構造物を付加することで、粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物との相互作用を強めることが可能となり、より強い防振効果が得られる。

（請求項３の発明の特徴）
請求項３記載の発明に係わるスピーカ装置（以下、「請求項３のスピーカ装置」という）は、請求項１乃至２のスピーカ装置であって、粉粒状材と液状材の混合物が、油粘土であることを特徴とする。

請求項３のスピーカ装置によれば、請求項１乃至２のスピーカ装置において、粉粒状材と液状材の混合物が油粘土であることにより、スピーカユニットを支持、固定する構成物は可塑性、すなわち塑性変形がある。スピーカユニットの磁気回路部が発生した振動による力が、磁気回路部を支持、固定する油粘土に加わっても、可塑性、すなわち塑性変形性により油粘土は反発弾性を示さないため、筺体への振動伝達が低減され、スピーカユニットと筐体間の振動の遮断を効果的に行うことができることから、筺体の箱鳴りが低減され、スピーカ装置の再生歪も低減される。

本発明により、スピーカユニットが、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して固定、支持されることにより、スピーカ装置への振動伝達を効果的に抑制できる。したがって、スピーカ装置筺体の不要振動は、大幅に低減される。

また、スピーカユニットの磁気回路部は永久磁石と強固な金属材料である磁極材料により構成されているため、従来、磁気回路部自体の防振は、重要視されていない。しかし、磁気回路中央部のボイスコイル設置位置や、磁極材料の寸法精度は不可避的に誤差を含むことを考えると、スピーカユニットの振動の力の方向は、僅かな分布を持っていると想定される。本発明によれば、スピーカユニットは、スピーカユニット振動板の振動方向を含む全方向の振動にたいして、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して固定、支持されるため、スピーカユニット自体の振動による再生音中の歪を低減できる。

また、スピーカユニットの磁気回路部により発生した振動のエネルギーは、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物により、筺体への伝達を効果的に遮断される。したがって、スピーカユニットの磁気回路部により発生した振動のエネルギーは、本来駆動させるべき振動板に、散逸することなく伝達されることになる。このため、スピーカ装置は、本来再生するべき音響を、忠実に再生することが可能となる。

スピーカユニット設置部の縦断面図である。スピーカ装置の縦断面図である。

（スピーカ装置の概略構造）
以下、各図を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という）について説明する。図１に示すスピーカ装置は、スピーカユニット１、スピーカユニットの制振のための構造物２、３、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物４、５、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物の支持部材７、１０、スピーカユニット支持部材９とから概略構成してある。

（スピーカユニットの制振のための構造物の構造）
スピーカユニットの制振のための構造物２、３は、スピーカユニットの磁気回路部１５，１６，１７の後面中央部に棒状の部材２を固定して、さらに棒状部材の先端部分に円盤状の板３を設置、固定したものである。

（粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物の構造）
粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物は、スピーカユニット１を支持固定するために、スピーカユニット１及びスピーカユニットの制振のため、構造物２，３に直接接して使用する。粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物４は、本実施形態では、油粘土を用いた。これ以外にも、粉粒状材として、砂、土壌、炭酸カルシウム、シリカ粉、タルク、石粉、樹脂製粉粒物などが好ましいが、これらに限定されるものではない。また、粉粒状材と液状材の混合物を構成する液状材としては、樹脂用可塑剤、油剤、鉱物油、グリセリン、高分子量ポリオール、液状多糖類などが好ましく、また、樹脂用可塑剤としては、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペートなどが好ましいがこれらに限定されるものではない。

（粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物の構造）
本実施形態の粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物は、油粘土であるが、他の材料の場合でも、形状は不定形であるため、そのままでは使用できない。そのため、樹脂製フィルムで包み、帯状に整形した成形物５をスピーカユニット１の磁気回路部分とスピーカユニット支持部材部６の端部に巻きつけ、その間の部分には、油粘土を充填している。粉粒状材の場合にも、同様に充填できる。

（粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物の保持部材）
本実施形態における粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物は不定形であるため、樹脂製フィルムや布、紙などにより成形して使用する。本実施形態では、スピーカユニットの磁気回路部分から、スピーカユニット支持部材６までの長さの棒状部材を、これらの支持部材７として、隙間なく設置し、その外側からホースバンド８により固定している。

（スピーカユニットの設置方向）
本実施形態におけるスピーカユニットは、上向に設置している。上向に設置することで、スピーカユニットの主な振動方向、スピーカユニットの荷重、およびスピーカ装置筺体の荷重を同一の方向で、固定、支持することになり、固定、支持の構造が簡略化される。

（スピーカユニットの変位制限手段の構造）
本実施形熊では、スピーカユニット１の磁気回路部の水平方向への変位を抑制するために、油粘土成形物５を介して、ネジによる変位制限手段１０，１１，１２を設置している。変位制限手段１０，１１，１２は、同じ水平面上に少なくとも２箇所、好ましくは３箇所以上、特に好ましくは等角度で４箇所以上に設置する。

（スピーカ装置の構造）
本実施形態では、スピーカユニット設置部の下部に、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による成形物５を介して筺体１９に設置している。さらに、スピーカユニット１のフレーム１８は、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による成形物５を介して、筺体１９に設置されている。

本発明によるスピーカ装置は、スピーカユニット１を粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して筺体に支持、固定することにより、スピーカ装置全体の振動が大きく低減され、良好な音質で音響再生が可能であることがわかった。

１スピーカユニット
２，３，１３ａ、１３ｂ制振のための構造物
４，５粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物
６．９支持部材
７，１０粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物支持部材
８ホースバンド
１１，１２ボルト、ナット
１４スピーカユニット振動板
１５，１６磁極材
１７磁石
１８スピーカユニットフレーム
１９筺体

Claims

周縁を有する振動板と、当該振動板周縁を支持するフレームと、音声信号を当該振動板の機械的振動に変換する磁気回路部と、を備えるスピーカユニットと、
当該振動板の前面と背面の振動音を区切るバッフル部材とを備えたスピーカ装置において、
当該スピーカユニットが、粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して固定、支持されることを特徴とするスピーカ装置。
当該スピーカユニットが上方を向くように構成してあり、
当該スピーカユニットが粉粒状材、または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介してバッフル部材に固定、支持され、
かつ、当該スピーカユニットの磁気回路部に制振のための構造物を付加し、
かつ、当該磁気回路部および当該制振のための構造物が、粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物により覆われ、かつ粉粒状材または、粉粒状材と液状材の混合物による構成物を介して変位制限手段により固定、支持されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
前記液状材と粉粒状材の混合物は、油粘土であることを特徴とする請求項１乃至２記載のスピーカ装置。