JP2017169006A - Electroacoustic transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音を再生するスピーカ又は音を収集するマイクロホンに好適な電気音響変換器に関する。 The present invention relates to an electroacoustic transducer suitable for a speaker for reproducing sound or a microphone for collecting sound.
一般的なダイナミックスピーカは、コーン状の振動体をボイスコイルモータで往復駆動するピストンモーションにより音を発するスピーカであり、低い周波数ではほぼ点音源として機能し、広い指向特性を有するが、振動体の口径と再生音の半波長がほぼ同等になる周波数以上の帯域では、指向性が鋭くなる。これに対してリッフェル型スピーカは、一対の長方形の湾曲板により振動体が構成され、中高音域での指向性が広く、また、振動板の湾曲方向に沿う横方向に音が広がり、縦方向にはほとんど広がらないという特性を有する。 A typical dynamic speaker is a speaker that emits sound by a piston motion that reciprocally drives a cone-shaped vibrating body with a voice coil motor. It functions as a point sound source at a low frequency and has a wide directional characteristic. The directivity becomes sharper in a band above the frequency at which the aperture and the half wavelength of the reproduced sound are substantially equal. On the other hand, the Riffel type speaker has a vibrating body composed of a pair of rectangular curved plates, has a wide directivity in the mid-high range, and the sound spreads in the lateral direction along the bending direction of the diaphragm, and the vertical direction. Has the characteristic of hardly spreading.
このようなリッフェル型スピーカとして、従来、例えば特許文献1に開示されたものがある。この特許文献1には、高分子樹脂フィルムの中央部分にボイスコイルとしての導電体パターンをプリント形成し、その中央部分を折り返し加工して接着することによって、導電体パターンを有する平板状の部分と、湾曲形状の第1,第2の振動部とを一体化して備える振動体が形成されており、この振動体の平板状の部分は磁気回路内の磁気ギャップ内に配置され、両振動部の先端は支持部材に固定された構造のスピーカが開示されている。 As such a Riffel type speaker, there is a conventional one disclosed in Patent Document 1, for example. In this patent document 1, a conductor pattern as a voice coil is printed on the central portion of a polymer resin film, and the central portion is folded and bonded to form a flat plate-shaped portion having a conductor pattern. And a vibrating body integrally formed with the curved first and second vibrating portions is formed, and a flat plate-like portion of the vibrating body is disposed in a magnetic gap in the magnetic circuit, A speaker having a structure in which a tip is fixed to a support member is disclosed.
また、特許文献2には、一対の湾曲板の一方の側部どうしを接合し、その間に谷部を形成した構造のリッフェル型スピーカのような振動体を有する電気音響変換器が開示されており、その振動体の接合部に、谷部の長さ方向に沿う補強具を取り付け、あるいは、アクチュエータの端部に溝付キャップを被せて、その溝に振動体の接合部を固定するなどの構造としている。このような構造とすることにより、アクチュエータの駆動力を谷部の全長にわたって安定して伝達されるようにしている。 Further, Patent Document 2 discloses an electroacoustic transducer having a vibrating body such as a Riffel speaker having a structure in which one side portions of a pair of curved plates are joined to each other and a valley portion is formed therebetween. A structure such as attaching a reinforcing tool along the length of the trough to the joint of the vibrator, or covering the end of the actuator with a grooved cap, and fixing the joint of the vibrator to the groove. It is said. With such a structure, the driving force of the actuator is stably transmitted over the entire length of the valley.
しかしながら、これら特許文献記載の振動体においては、谷部の長さ方向と直交する折り曲げ線に対する曲げ剛性(谷部の長さ方向と直交する軸心回りの曲げに対する剛性)は高いものの、谷部の長さ方向と平行な軸心回りの曲げに対しては剛性が低い。このため、谷部の長さ方向と平行な折り曲げ線に沿う曲げ(谷部の長さ方向と平行な軸心回りの曲げ)が作用すると湾曲板が変形し易いという問題がある。特に、スピーカの放音レベルが大きくなると、湾曲板の変形により出力に歪みが生じ易い。 However, in the vibrating bodies described in these patent documents, although the bending rigidity with respect to the fold line perpendicular to the length direction of the valley portion (stiffness against bending around the axis perpendicular to the length direction of the valley portion) is high, the valley portion Rigidity is low with respect to bending around the axis parallel to the length direction. For this reason, there is a problem that the curved plate is likely to be deformed when bending along a fold line parallel to the length direction of the trough (bending around the axis parallel to the length direction of the trough) acts. In particular, when the sound output level of the speaker increases, distortion is likely to occur in the output due to deformation of the curved plate.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、湾曲板の変形を防止して、安定した音の再生又は収集を行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to prevent the deformation of a curved plate and to reproduce or collect sound stably.
本発明の電気音響変換器は、一対の湾曲板の各々の凸面の一方の側部どうしの間で谷部を形成した翼状振動部を有する振動体と、該振動体の前記谷部の深さ方向に沿う振動と該振動に対応する電気信号との変換を行う変換部とを備え、前記谷部を形成している前記側部どうしが接合されるとともに、その接合部は、前記深さ方向と直交する方向に沿う断面が曲線形状に形成されている。 The electroacoustic transducer of the present invention includes a vibrating body having a wing-like vibrating portion in which a trough is formed between one side of each convex surface of a pair of curved plates, and the depth of the trough of the vibrating body. And a conversion part that converts the vibration along the direction and an electric signal corresponding to the vibration, and the side parts forming the valley part are joined together, and the joined part is in the depth direction. The cross section along the direction orthogonal to is formed in a curved shape.
この電気音響変換器は、振動体の接合部が曲線形状に形成されていることから、湾曲板の凸面も特に接合部付近では周方向に直交する方向と平行な断面が曲線形状となる。このため、湾曲板の周方向に直交する方向と平行な軸心回りの曲げに対する剛性が高くなり、湾曲板の変形が防止される。 In this electroacoustic transducer, since the joint portion of the vibrating body is formed in a curved shape, the convex surface of the curved plate also has a curved shape in a cross section parallel to the direction orthogonal to the circumferential direction, particularly in the vicinity of the joint portion. For this reason, the rigidity with respect to the bending around the axis parallel to the direction orthogonal to the circumferential direction of the curved plate is increased, and deformation of the curved plate is prevented.
本発明の電気音響変換器において、前記曲線形状は、前記谷部の長さ方向の中心に対して点対称に設けられているとよい。
谷部の長さ方向の中心に対して点対称の曲線形状としたので、対をなす湾曲板の凸面も対称な表面形状となり、湾曲板の各々の凸面による振動特性を損なうことが少ない。
In the electroacoustic transducer according to the aspect of the invention, it is preferable that the curved shape is provided point-symmetrically with respect to the center in the length direction of the valley portion.
Since the curved shape is point-symmetric with respect to the center in the length direction of the valley, the convex surfaces of the pair of curved plates also have a symmetric surface shape, and vibration characteristics due to the convex surfaces of the curved plates are less likely to be impaired.
本発明の電気音響変換器において、前記変換部にアダプターキャップが取り付けられるとともに、該アダプターキャップに、前記接合部の曲線形状に対応する曲線形状の溝が形成され、該溝に前記接合部が嵌った状態で結合しているとよい。
振動体の接合部及びアダプターキャップの溝が曲線形状に形成されているので、振動体がアダプターキャップの溝の長さ方向に位置ずれしにくく、振動体と変換部との位置決め精度を高めることができる。
In the electroacoustic transducer of the present invention, an adapter cap is attached to the conversion portion, and a curved groove corresponding to the curved shape of the joint portion is formed in the adapter cap, and the joint portion is fitted in the groove. It is good to combine in the state.
Since the joint of the vibrating body and the groove of the adapter cap are formed in a curved shape, the vibration body is unlikely to be displaced in the length direction of the groove of the adapter cap, and the positioning accuracy between the vibrating body and the conversion portion can be improved. it can.
本発明の電気音響変換器によれば、振動体の接合部を曲線形状に形成したので、谷部の長さ方向と直交する軸心回りの曲げだけでなく、湾曲板の周方向と直交する方向と平行な軸心回りの曲げに対しても剛性が高くなり、湾曲板の変形が防止される結果、安定して音の再生又は収集を行うことができる。 According to the electroacoustic transducer of the present invention, since the joint portion of the vibrating body is formed in a curved shape, not only the bending around the axis perpendicular to the length direction of the valley portion but also the circumferential direction of the curved plate is orthogonal. As a result of the increased rigidity against bending around the axis parallel to the direction and the deformation of the curved plate, sound can be reproduced or collected stably.
以下、本発明の電気音響変換器をスピーカに適用した実施形態について図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
図1〜図8は、本発明の第1実施形態のスピーカ(電気音響変換器の一例)を示す。
1.全体の構成
この実施形態のスピーカ100は、振動体1と、この振動体1を往復駆動するアクチュエータ(変換部の一例)2と、これら振動体1及びアクチュエータ2を支持するための支持枠3と、振動体1を支持枠3に往復移動自在に支持するエッジ部4とを備えている。
なお、図1及び図2において、エッジ部4が設けられている側を上、アクチュエータ2が設けられている側を下とするように上下方向を設定し、後述する振動体1の翼状振動部における谷部6の全体としての長さ方向を縦方向、これと直交する方向を横方向とする。また、上方を向く面を表面、下方を向く面を裏面とし、さらに、図示したように、縦方向をx方向、横方向をy方向、上下方向をz方向と称する場合もあるものとする。
Hereinafter, an embodiment in which an electroacoustic transducer of the present invention is applied to a speaker will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1 to 8 show a speaker (an example of an electroacoustic transducer) according to a first embodiment of the present invention.
1. Overall Configuration A speaker 100 according to this embodiment includes a vibrating body 1, an actuator (an example of a conversion unit) 2 that reciprocates the vibrating body 1, and a support frame 3 that supports the vibrating body 1 and the actuator 2. And an edge portion 4 for supporting the vibrating body 1 on the support frame 3 so as to be reciprocally movable.
1 and 2, the vertical direction is set so that the side on which the edge portion 4 is provided is on the upper side and the side on which the actuator 2 is provided on the lower side. The length direction of the valley 6 as a whole is defined as the vertical direction, and the direction perpendicular thereto is defined as the horizontal direction. Further, the surface facing upward is referred to as the front surface, and the surface facing downward is referred to as the back surface. Further, as illustrated, the vertical direction may be referred to as the x direction, the horizontal direction as the y direction, and the vertical direction as the z direction.
2.各部の構成
(1)振動体の構成
振動体1は、図5〜図8に拡大して示したように、一対の湾曲板11が並列に形成されるとともに、隣接する湾曲板11の一方の側部どうしの間(又は一対の湾曲板11の凸面どうしの間)で谷部6を形成した表面形状を有する翼状振動部7と、この翼状振動部7の谷部6の両端を塞ぐとともに翼状振動部7の外周縁を囲むように外側に延びる円錐面状に形成されたコーン部8とを備えている。なお、一対の湾曲板11は、筒形状の部材を、縦方向(筒部の軸方向)に分割して得られる複数の部材のうちの2つの部材によって構成されるものである。
図示例の翼状振動部7は、一対の湾曲板11により構成されており、両湾曲板11の谷部6を形成している側部どうしが接合された状態とされている。
また、一対の湾曲板11によって形成される一対の凸面は、その凸となる方向を同じ表面側に向けて並列にかつ互いに向き合うように配置されている。言い換えれば、一対の湾曲板11は、一対の湾曲板11の一方の湾曲板の凸面と他方の湾曲板の凹面が互いに向き合うように配置されておらず、また、一対の湾曲板11の一対の凹面どうしが互いに向き合うように配置されていない。一対の凸面の各々の一方の側部どうしが、一対の凸面の他方の側部どうしよりも互いに近接して配置されるか、または、一対の凸面の各々の他方の側部どうしが離間して配置され、一方の側部どうしが互いに接触して配置されることにより、一対の凸面の間に一方の側部近傍を底部とする谷部6が形成される。
そして、この谷部6を形成している側部どうしが接合され、接合部13を形成している。図7に示すように、その接合部13では、両湾曲板11がわずかに間隔をあけて接合されており、この接合部13に沿って、両湾曲板11の間に、全体としては凸面の縦方向に沿う谷部6が形成されている。
この場合、接合部13は、谷部6の深さ方向と直交する方向に沿う断面が曲線形状に形成されている。このため、谷部6も曲線形状に形成される。具体的には、図6に示すように、谷部6の長さ方向の中心位置(後述する翼状振動部7の軸心M)から谷部6の一方の端部までの間が一つの曲率半径Rの円弧状に形成され、中心位置から他方の端部までの間は、一方の端部までの間の円弧とは逆向きで同じ曲率半径Rの円弧状に形成されており、全体としては平面視が緩やかなS字状に形成されている。言い換えれば、接合部13の曲線形状は、軸心Mを中心とする点対称に形成されている。
前述した谷部6の長さ方向(縦方向、x方向)は、このS字状に湾曲した谷部6の両端間を結ぶ方向とする。
2. Configuration of Each Part (1) Configuration of Vibrating Body As shown in an enlarged view in FIGS. 5 to 8, the vibrating body 1 includes a pair of curved plates 11 formed in parallel and one of the adjacent curved plates 11. A wing-like vibrating portion 7 having a surface shape in which a valley portion 6 is formed between the side portions (or between the convex surfaces of the pair of curved plates 11), and both ends of the valley portion 6 of the wing-like vibrating portion 7 are closed and wing-like. The cone part 8 formed in the shape of the conical surface extended outside so that the outer periphery of the vibration part 7 may be enclosed is provided. In addition, a pair of curved board 11 is comprised by two members among the some members obtained by dividing | segmenting a cylindrical member in the vertical direction (axial direction of a cylinder part).
The wing-like vibrating portion 7 in the illustrated example is constituted by a pair of curved plates 11, and the side portions forming the valley portions 6 of both curved plates 11 are joined to each other.
In addition, the pair of convex surfaces formed by the pair of curved plates 11 are arranged in parallel and facing each other in the direction of the convex toward the same surface side. In other words, the pair of curved plates 11 are not arranged so that the convex surface of one curved plate of the pair of curved plates 11 and the concave surface of the other curved plate face each other. The concave surfaces are not arranged so as to face each other. One side of each of the pair of convex surfaces is disposed closer to each other than the other side of the pair of convex surfaces, or the other side of each of the pair of convex surfaces is spaced apart By arranging and arranging one side portions in contact with each other, a valley portion 6 having a bottom near one side portion is formed between the pair of convex surfaces.
And the side parts which form this trough part 6 are joined, and the junction part 13 is formed. As shown in FIG. 7, in the joint portion 13, the two curved plates 11 are joined at a slight interval, and along the joint portion 13, between the two curved plates 11, a convex surface as a whole. A trough 6 is formed along the vertical direction.
In this case, the junction 13 has a curved cross section along a direction orthogonal to the depth direction of the valley 6. For this reason, the trough 6 is also formed in a curved shape. Specifically, as shown in FIG. 6, there is one curvature from the center position in the length direction of the valley portion 6 (axis M of the wing-like vibrating portion 7 described later) to one end portion of the valley portion 6. It is formed in an arc shape with a radius R, and from the center position to the other end is formed in an arc shape with the same radius of curvature R in the opposite direction to the arc between the one end. Is formed in an S shape having a gentle plan view. In other words, the curved shape of the joint 13 is formed point-symmetrically about the axis M.
The length direction (longitudinal direction, x direction) of the valley portion 6 described above is a direction connecting both ends of the valley portion 6 curved in an S shape.
なお、湾曲板11の凸面は、その周方向(横方向)に沿う断面では、必ずしも単一円弧でなくてもよく、複数の曲率を連続させたもの、放物線形状やスプライン曲線など曲率が一定ないし連続的に変化するもの、角筒状としたもの、階段状に複数の段差部を有する形状としたものなどを採用することができる。また本実施形態の凸面は、一方向(凸面の周方向:横方向)に湾曲し、その一方向と直交する方向(凸面の縦方向であり、湾曲板11の軸方向)には、谷部の付近では、谷部が曲線形状に形成されていることにより、凸面もなだらかな曲線形状に形成され、谷部から離れるにしたがってほぼ直線形状となるように変化している。 In addition, the convex surface of the curved plate 11 does not necessarily have a single circular arc in a cross section along the circumferential direction (lateral direction), and the curvature is constant or constant, such as a series of a plurality of curvatures, a parabolic shape, or a spline curve. A continuously changing one, a rectangular tube shape, a step shape having a plurality of stepped portions, and the like can be adopted. Further, the convex surface of the present embodiment is curved in one direction (circumferential direction of the convex surface: lateral direction), and in a direction orthogonal to the one direction (vertical direction of the convex surface and the axial direction of the curved plate 11), a trough portion is formed. In the vicinity of, the valley is formed in a curved shape, so that the convex surface is also formed in a gentle curved shape, and changes so as to become a substantially linear shape as the distance from the valley is increased.
コーン部8は、両湾曲板11の接合部13とは反対側の側部(端部)から延びるとともに、両湾曲板11の谷部6の縦方向の両端を閉塞しており、全体として円錐面状に形成されている。翼状振動部7の湾曲板11の外周縁は、図6に示すように、正面視では、谷部6を形成している側部とは反対側の側部が円弧状に形成されており、この湾曲板11の円弧状の外周縁間を連結し、翼状振動部7の全周をほぼ囲むようにコーン部8が設けられ、コーン部8の外周縁が正面視で円形に形成される。そして、このコーン部8の外周縁がエッジ部4の内周縁に接続されている。
また、図6及び図7に示すように、翼状振動部7の谷部6(あるいは接合部13)が、その全体としてはコーン部8の直径方向に沿って配置され、コーン部8の軸心上に谷部6の長さ方向の中心位置が配置された同軸状に一体化されている。この谷部6の長さ方向の中心を通る軸を翼状振動部7の軸心Mとし、この実施形態では翼状振動部7の軸心Mとコーン部8の軸心とは一致する。
コーン部8の軸心(翼状振動部7の軸心M)を通る断面では、この振動体1は、図4及び図7、図8に示すように、湾曲板11の接合部13を下側に配置すると、この接合部13から高さ方向の大部分が翼状振動部7とされ、この翼状振動部7の上端の若干の高さの範囲にコーン部8が配置された形状とされる。
The cone portion 8 extends from a side portion (end portion) opposite to the joint portion 13 of the two curved plates 11 and closes both longitudinal ends of the valley portions 6 of the two curved plates 11. It is formed in a planar shape. As shown in FIG. 6, the outer peripheral edge of the curved plate 11 of the wing-like vibrating part 7 is formed in an arc shape on the side opposite to the side part forming the valley part 6 in a front view. A cone portion 8 is provided so as to connect the arc-shaped outer peripheries of the curved plate 11 and substantially surround the entire circumference of the wing-like vibrating portion 7, and the outer perimeter of the cone portion 8 is formed in a circular shape when viewed from the front. The outer peripheral edge of the cone portion 8 is connected to the inner peripheral edge of the edge portion 4.
As shown in FIGS. 6 and 7, the valley portion 6 (or the joint portion 13) of the wing-like vibrating portion 7 is disposed along the diameter direction of the cone portion 8 as a whole, and the axial center of the cone portion 8. It is integrated in the same coaxial shape in which the center position in the length direction of the valley portion 6 is disposed. The axis passing through the center in the length direction of the valley portion 6 is defined as the axis M of the wing-like vibrating portion 7. In this embodiment, the axis M of the wing-like vibrating portion 7 and the axis of the cone portion 8 coincide.
In the cross section passing through the axial center of the cone portion 8 (axial center M of the wing-like vibrating portion 7), the vibrating body 1 has the joint portion 13 of the curved plate 11 on the lower side as shown in FIGS. In this case, most of the height direction from the joint portion 13 is the wing-like vibration portion 7, and the cone portion 8 is arranged in a range of a slight height at the upper end of the wing-like vibration portion 7.
この振動体1は、その材質が限定されるものではなく、スピーカの振動板として一般的に用いられる合成樹脂、紙、金属等の材料を用いることができ、また、その成形方法も、樹脂フィルムの真空成形、射出成形、プレス成形等を採用することができ、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル等の合成樹脂からなるフィルムを真空成形することにより、比較的容易に成形することができる。
この実施形態の振動体1は合成樹脂からなる1枚のフィルムを一体成形しており、その接合部13は、フィルムの中央部を断面U字状に折り返す形状に成形して形成されている。
The material of the vibrating body 1 is not limited, and a material such as a synthetic resin, paper, or metal generally used as a diaphragm for a speaker can be used. Vacuum molding, injection molding, press molding, and the like can be employed. For example, a film made of a synthetic resin such as polypropylene or polyester can be molded relatively easily by vacuum molding.
The vibrating body 1 of this embodiment is formed by integrally molding a single film made of synthetic resin, and the joint portion 13 is formed by molding the central portion of the film into a U-shaped cross-section.
(2)振動体以外の各部の構成
アクチュエータ2は、例えばボイスコイルモータが用いられ、湾曲板11の接合部13に設けられたボイスコイル20と、支持枠3に固定された磁石機構21とにより構成される。ボイスコイル20は、円筒状のボビン20aの回りにコイル20bが巻回されたものである。
そして、このボイスコイル20の上端部に、振動体1を接続状態に固定するためのアダプターキャップ45が設けられている。このアダプターキャップ45は、平面視では、ボイスコイル20のボビン20aを嵌めこ込むことができる円形に形成されており、ボイスコイル20のボビン20aの上端部に被せられた状態に固定され、図1にも示したように、上面に翼状振動部7の接合部13を嵌める溝46が直径方向に沿って形成されている。
振動体1は、その翼状振動部7の接合部13がアダプターキャップ45を介してボイスコイル20のボビン20aに接続され、その接合部13は、アダプターキャップ45の溝46に収容され、接着剤等によって固定されている。この場合、振動体1の接合部13が曲線状に形成されているので、アダプターキャップ45の溝46も、接合部13に対応した曲線状に形成され、その溝46に接合部13が緊密に嵌り合うようになっている。
(2) Configuration of Each Part Other than Vibrating Body The actuator 2 uses, for example, a voice coil motor, and includes a voice coil 20 provided at the joint 13 of the curved plate 11 and a magnet mechanism 21 fixed to the support frame 3. Composed. The voice coil 20 is obtained by winding a coil 20b around a cylindrical bobbin 20a.
And the adapter cap 45 for fixing the vibrating body 1 to a connection state is provided in the upper end part of this voice coil 20. As shown in FIG. The adapter cap 45 is formed in a circular shape into which the bobbin 20a of the voice coil 20 can be fitted in a plan view, and is fixed to a state where the adapter cap 45 is put on the upper end portion of the bobbin 20a of the voice coil 20. FIG. As also shown, a groove 46 for fitting the joint portion 13 of the wing-like vibrating portion 7 is formed on the upper surface along the diametrical direction.
In the vibrating body 1, the joint portion 13 of the wing-like vibration portion 7 is connected to the bobbin 20 a of the voice coil 20 via the adapter cap 45, and the joint portion 13 is accommodated in the groove 46 of the adapter cap 45, adhesive, etc. It is fixed by. In this case, since the joint portion 13 of the vibrating body 1 is formed in a curved shape, the groove 46 of the adapter cap 45 is also formed in a curved shape corresponding to the joint portion 13, and the joint portion 13 is tightly connected to the groove 46. It is designed to fit.
そして、このボイスコイル20の外周部がダンパー22を介して支持枠3に支持されており、ボイスコイル20は支持枠3に対してボイスコイル20の軸方向に沿って往復移動自在である。ダンパー22は一般的なダイナミックスピーカに用いられる材料のものを適用することができる。 The outer periphery of the voice coil 20 is supported by the support frame 3 via the damper 22, and the voice coil 20 can reciprocate along the axial direction of the voice coil 20 with respect to the support frame 3. The damper 22 may be made of a material used for a general dynamic speaker.
磁石機構21は、環状の磁石23と、この磁石23の一方の極に固定されたリング状のアウターヨーク24と、他方の極に固定されたインナーヨーク25とを備えており、インナーヨーク25の中心のポール部25aの先端部がアウターヨーク24内に配置されることにより、これらアウターヨーク24とインナーヨーク25との間に、環状に磁気ギャップ26が形成され、この磁気ギャップ26内にボイスコイル20の端部が挿入状態に配置されている。 The magnet mechanism 21 includes an annular magnet 23, a ring-shaped outer yoke 24 fixed to one pole of the magnet 23, and an inner yoke 25 fixed to the other pole. By disposing the tip of the central pole portion 25 a in the outer yoke 24, an annular magnetic gap 26 is formed between the outer yoke 24 and the inner yoke 25, and a voice coil is formed in the magnetic gap 26. 20 ends are arranged in the inserted state.
支持枠3は、例えば金属材により成形され、図1等に示す例では、矩形の枠状に形成されたフランジ部30と、フランジ部30の下方に延びる複数のアーム部31と、これらアーム部31の下端に形成された環状フレーム部32とを備えている。そして、そのフランジ部30の内周面は円周面に形成されており、その内側に、接合部13を下方に向けて振動体1が配置され、振動体1のコーン部8がエッジ部4を介してフランジ部30の上面に支持されている。したがって、エッジ部4は、振動体1のコーン部8に対応して円形リング状に形成される。このエッジ部4も、一般的なダイナミックスピーカに用いられている材料のものを適用することができる。
なお、谷部6の深さ方向における振動体1の変形し難さの度合い(剛性)が、谷部6の深さ方向におけるエッジ部4の変形し難さの度合い(剛性)よりも大きくなるように、振動体1及びエッジ部4が形成される。言い換えれば、振動体1及びエッジ部4は、振動体1が谷部6の深さ方向に振動する際に、振動体1の振動によって引き起こされる振動体1の変形量が、振動体1の振動によって引き起こされるエッジ部4の変形量よりも小さくなるように構成される。
本発明において、振動体1を振動可能に支持する支持部35は、この実施形態では、支持枠3とエッジ部4によって構成されている。
なお、エッジ部4は、コーン部8の外周縁にエッジ部4の内周縁が固定され、支持枠3にエッジ部4の外周縁が固定されている。従って、エッジ部4は、振動体1の全体が上下方向へ振動することを許容しつつ、振動体1を支持している。
The support frame 3 is formed of, for example, a metal material. In the example illustrated in FIG. 1 and the like, the flange portion 30 formed in a rectangular frame shape, a plurality of arm portions 31 extending below the flange portion 30, and the arm portions. And an annular frame portion 32 formed at the lower end of 31. And the inner peripheral surface of the flange part 30 is formed in the circumferential surface, the vibration body 1 is arrange | positioned inside that the junction part 13 is faced below, and the cone part 8 of the vibration body 1 is the edge part 4 Is supported on the upper surface of the flange portion 30. Therefore, the edge portion 4 is formed in a circular ring shape corresponding to the cone portion 8 of the vibrating body 1. The edge portion 4 can also be made of a material used for a general dynamic speaker.
In addition, the degree of deformation (rigidity) of the vibrating body 1 in the depth direction of the valley 6 is greater than the degree of rigidity (rigidity) of the edge 4 in the depth direction of the valley 6. Thus, the vibrating body 1 and the edge part 4 are formed. In other words, when the vibrating body 1 vibrates in the depth direction of the valley portion 6, the vibrating body 1 and the edge portion 4 have a deformation amount of the vibrating body 1 caused by the vibration of the vibrating body 1. It is comprised so that it may become smaller than the deformation amount of the edge part 4 caused by.
In this invention, the support part 35 which supports the vibrating body 1 so that a vibration is possible is comprised by the support frame 3 and the edge part 4 in this embodiment.
In the edge portion 4, the inner peripheral edge of the edge portion 4 is fixed to the outer peripheral edge of the cone portion 8, and the outer peripheral edge of the edge portion 4 is fixed to the support frame 3. Accordingly, the edge portion 4 supports the vibrating body 1 while allowing the entire vibrating body 1 to vibrate in the vertical direction.
この支持枠3に振動体1を取り付けた状態において、湾曲板11は、図4に示すように、上方に向けて凸となるように湾曲している。
なお、図1及び図2において符号33は、ボイスコイル20を外部に接続するための端子を示している。また、符号34は、スピーカ100を筐体等に固定するためのねじを通す取り付け孔を示しており、外縁がほぼ正方形状に形成されるフランジ部30の四隅部にそれぞれ取り付け孔34が設けられている。
In a state where the vibrating body 1 is attached to the support frame 3, the curved plate 11 is curved so as to be convex upward as shown in FIG.
1 and 2, reference numeral 33 denotes a terminal for connecting the voice coil 20 to the outside. Reference numeral 34 denotes attachment holes through which screws for fixing the speaker 100 to the housing or the like are passed. The attachment holes 34 are provided at the four corners of the flange portion 30 whose outer edge is formed in a substantially square shape. ing.
3.動作
このように構成されたスピーカ100は、振動体1に固定されたアクチュエータ2のボイスコイル20に音声信号に応じた駆動電流が流れると、その駆動電流によって生じる磁束変化と、磁気ギャップ26内の磁界とにより、ボイスコイル20に駆動電流に応じた駆動力が作用し、磁界と直交する方向(ボイスコイル20の軸方向、図4では矢印で示す上下方向)にボイスコイル20を振動させる。これにより、このボイスコイル20に接続されている振動体1が、翼状振動部7の谷部6の深さ方向(コーン部8の軸心方向)に沿って振動し、表面から再生音が放射される。
3. Operation When the driving current corresponding to the audio signal flows through the voice coil 20 of the actuator 2 fixed to the vibrating body 1, the speaker 100 configured in this way is subjected to a change in magnetic flux caused by the driving current and a change in the magnetic gap 26. Due to the magnetic field, a driving force corresponding to the driving current acts on the voice coil 20 to vibrate the voice coil 20 in a direction perpendicular to the magnetic field (the axial direction of the voice coil 20, the vertical direction indicated by the arrow in FIG. 4). As a result, the vibrating body 1 connected to the voice coil 20 vibrates along the depth direction of the valley 6 of the wing-like vibrating portion 7 (the axial direction of the cone portion 8), and the reproduced sound is radiated from the surface. Is done.
この場合、振動体1は、その高さ方向の大部分を構成するように配置された翼状振動部7と、その上側で限られた範囲に配置されたコーン部8とからなっており、その大部分を構成する翼状振動部7の湾曲板11の凸面から放射される再生音が支配的になる。
このため、リッフェル型スピーカに用いられている振動板と同様に、湾曲板11の凸面の周方向に沿う横方向への音の指向性が広く、縦方向には狭いという特性を有する。また、リッフェル型スピーカに用いられている振動板と同様に中高音域で広い指向性を有している。この場合、谷部6の両端が開放状態であると、振動体1により放射された音波の一部が、その開放された空間を通って湾曲板11の裏面側に抜けていくが、コーン部8により谷部6の両端が塞がれた状態となっているので、音波の湾曲板11の裏面側への抜けを防止し、振動体1の前面の全体から効率的に放音することができる。
しかも、振動体1は、コーン部8の外周縁部がエッジ部4により支持枠3に往復振動が可能なように支持されているので、接合部13から外周縁部までの全体がアクチュエータ2によって一様に振動し、いわゆるピストンモーションによる振動が生じる。このため、ダイナミックスピーカと同様に、低音域においても高い音圧を有する。
すなわち、このスピーカ100は、低い周波数域においては、コーン部8及び翼状振動部7が一体となったピストンモーションにより音が放射されると共に、再生周波数が高くなって振動体の振幅が小さくなるにしたがって、翼状振動部7からの放射音が支配的になり、高い周波数域でも広い指向性の音を再生する。
以上により、1本のスピーカユニットにより低音域から中高音域までの可聴帯域の全域で広い指向性で再生可能なフルレンジスピーカユニットを実現することができる。
In this case, the vibrating body 1 is composed of a wing-like vibrating portion 7 disposed so as to constitute most of the height direction thereof, and a cone portion 8 disposed in a limited range on the upper side thereof. The reproduced sound radiated from the convex surface of the curved plate 11 of the wing-like vibrating portion 7 constituting the majority becomes dominant.
For this reason, like the diaphragm used in the Riffel type speaker, the sound directivity in the lateral direction along the circumferential direction of the convex surface of the curved plate 11 is wide and narrow in the vertical direction. Further, like the diaphragm used in the Riffel type speaker, it has a wide directivity in the mid-high range. In this case, if both ends of the valley portion 6 are in an open state, a part of the sound wave radiated by the vibrating body 1 passes through the open space and escapes to the back surface side of the curved plate 11, but the cone portion 8, both ends of the valley portion 6 are closed, so that the sound wave can be prevented from coming off to the back surface side, and sound can be efficiently emitted from the entire front surface of the vibrating body 1. it can.
Moreover, since the vibrating body 1 is supported by the edge portion 4 so that the outer peripheral edge of the cone portion 8 can reciprocate and vibrate, the entire area from the joint 13 to the outer peripheral edge is driven by the actuator 2. It vibrates uniformly, causing vibration due to so-called piston motion. For this reason, like a dynamic speaker, it has a high sound pressure even in a low sound range.
That is, in the speaker 100, in a low frequency range, sound is radiated by the piston motion in which the cone portion 8 and the wing-like vibration portion 7 are integrated, and the reproduction frequency is increased and the amplitude of the vibrating body is reduced. Therefore, the radiated sound from the wing-like vibrating portion 7 becomes dominant, and a wide directivity sound is reproduced even in a high frequency range.
As described above, it is possible to realize a full-range speaker unit that can be reproduced with a wide directivity over the entire audible band from the low sound range to the mid-high sound range with a single speaker unit.
このようなスピーカ100において、振動体1は、接合部13が曲線状に形成されていることから、湾曲板11の凸面も単一の筒状面ではなく、特に谷部6に近い部分では縦方向(x方向)と平行な断面形状が接合部13と同様に曲線状に形成される。したがって、この縦方向(x方向)と平行な折り曲げ線に対する曲げ剛性も高められている。
このように、このスピーカ100の振動体1は、縦方向(x方向)と直交する方向(y方向)の折り曲げ線に対する曲げ剛性が高いのはもちろん、縦方向(x方向)と平行な折り曲げ線に対する曲げ剛性も高いので、湾曲板11の変形が少なく、したがって、大きい放音レベルでも出力に歪み等が生じることなく、安定して音を再生することができる。前述した谷部6の曲率半径Rの大きさは、振動体1に求められる剛性と、湾曲板11の凸面形状による振動特性への影響とのバランスによって決められる。
また、振動体1とアクチュエータ2とは、アダプターキャップ45を介して接続され、そのアダプターキャップ45の溝46も振動体1の接合部13と同じように曲線状に形成され、これらが嵌り合った状態で固定されているので、これらの位置ずれが生じることがなく、コーン部8の軸心(翼状振動部7の軸心M)方向とボイスコイル20の軸方向とを一致させた状態に確実に固定され、再生音を安定して放射することができる。
In such a loudspeaker 100, the vibrating body 1 has the joint 13 formed in a curved shape. Therefore, the convex surface of the curved plate 11 is not a single cylindrical surface, and particularly in a portion close to the valley 6. A cross-sectional shape parallel to the direction (x direction) is formed in a curved shape like the joint portion 13. Therefore, the bending rigidity with respect to the bending line parallel to the longitudinal direction (x direction) is also increased.
Thus, the vibrating body 1 of the speaker 100 has not only high bending rigidity with respect to the bending line in the direction (y direction) orthogonal to the vertical direction (x direction), but also the bending line parallel to the vertical direction (x direction). Since the bending plate 11 has a high bending rigidity, the deformation of the curved plate 11 is small. Therefore, even when the sound output level is high, the output is not distorted and the sound can be reproduced stably. The magnitude of the curvature radius R of the trough 6 described above is determined by the balance between the rigidity required for the vibrating body 1 and the influence on the vibration characteristics due to the convex shape of the curved plate 11.
Further, the vibrating body 1 and the actuator 2 are connected via an adapter cap 45, and the groove 46 of the adapter cap 45 is formed in a curved shape like the joint portion 13 of the vibrating body 1, and these are fitted. Since they are fixed in a state, these positional deviations do not occur, and the axial direction of the cone portion 8 (axial center M of the wing-like vibrating portion 7) and the axial direction of the voice coil 20 are surely matched. The playback sound can be radiated stably.
<第2実施形態>
翼状振動部7とコーン部8とからなる振動体を有する第1実施形態に対して、コーン部8を有しない翼状振動部のみからなる振動体とすることも可能である。図9に示す第2実施形態においては、翼状振動部55として、平面視で長方形状の一対の湾曲板56により凸面を形成し、その凸面の各々の側部どうしの間で谷部6を形成したものである。この場合、谷部6の両端部は谷部塞ぎ部57により閉塞されており、これら谷部塞ぎ部57及び湾曲板56の谷部6とは反対側の縁部が矩形枠状のエッジ部58の内周部に接合され、図示略の矩形枠状のフランジ部を有する支持枠に支持される。
そして、その接合部13が谷部6の深さ方向と直交する方向に沿う断面が曲線形状に形成されている。この場合も、その曲線形状は、谷部6の長さ方向の中心位置(翼状振動部55の軸心M)に対して、点対称となるように設けられている。
このように長方形状の湾曲板56により形成される振動体においても、湾曲板56の接合部13を曲線形状に形成することにより、谷部6の長さ方向(湾曲板56の周方向に直交する方向、x方向)に平行な軸心回りの曲げに対する剛性が高くなり、湾曲板56の変形が防止され、安定した振動を行わせることができる。
Second Embodiment
In contrast to the first embodiment having the vibrating body composed of the wing-shaped vibrating portion 7 and the cone portion 8, it is also possible to use a vibrating body including only the wing-shaped vibrating portion that does not have the cone portion 8. In the second embodiment shown in FIG. 9, as the wing-like vibrating portion 55, a convex surface is formed by a pair of rectangular curved plates 56 in plan view, and a trough portion 6 is formed between each side portion of the convex surface. It is a thing. In this case, both end portions of the valley portion 6 are closed by the valley portion closing portion 57, and the edge portion on the opposite side to the valley portion 6 of the valley portion closing portion 57 and the curved plate 56 is an edge portion 58 having a rectangular frame shape. And is supported by a support frame having a rectangular frame-shaped flange (not shown).
And the cross section in which the junction part 13 follows the direction orthogonal to the depth direction of the trough part 6 is formed in curve shape. Also in this case, the curved shape is provided so as to be point-symmetric with respect to the center position in the length direction of the valley portion 6 (the axis M of the wing-like vibrating portion 55).
Thus, also in the vibrating body formed by the rectangular curved plate 56, by forming the joint portion 13 of the curved plate 56 in a curved shape, the length direction of the valley portion 6 (perpendicular to the circumferential direction of the curved plate 56). , The rigidity against bending around the axis parallel to the x direction) is increased, the deformation of the curved plate 56 is prevented, and stable vibration can be performed.
<変形例>
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、接合部(又は谷部)の曲線形状を、翼状振動部の軸心Mから一方の端部間は一つの曲率半径の円弧状、他方の端部までの間は逆向きの円弧状に形成したが、三つ以上の円弧を交互に連結した波状の形状することも可能である。また、接合部(又は谷部)の全部を曲線形状とする場合だけでなく、その一部に直線形状を有するものも含まれ、例えば、長さ方向の中心部分は直線形状とし、両端部で曲線形状とすることもできる。いずれの場合も、谷部の長さ方向の中心(翼状振動部の軸心M)に対して点対称の形状とするのが好ましい。
<Modification>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the curved shape of the joint (or valley) is changed from the axis M of the wing-like vibration portion to one end portion in an arc shape with one curvature radius, and to the other end portion. Although it is formed in a reverse arc shape, it is also possible to form a wave shape by alternately connecting three or more arcs. In addition to the case where the entire joint (or valley) has a curved shape, a part having a linear shape is also included, for example, the central portion in the length direction is a straight shape, It can also be a curved shape. In any case, it is preferable to have a point-symmetric shape with respect to the center of the valley portion in the length direction (axis M of the wing-like vibrating portion).
また、前述の第1実施形態では、翼状振動部の外側を円錐面状のコーン部に連結し、そのコーン部の外周縁に円形リング状のエッジ部に接続したが、翼状振動部を谷部と直交する方向よりも谷部の長さ方向に長い形状とし、コーン部を翼状振動部の谷部の長さ方向に沿って長い楕円錐面状に形成して、エッジ部も楕円形のリング状に形成してもよい。また、コーン部は、一般的なダイナミックスピーカとして用いられる振動板であれば、円錐面状や楕円錘面状以外の形状でもよく、正面視で丸型や角型、あるいは角型に丸型を組み合わせた形状でもよく、全体として錐形状に形成されていればよい。翼状振動部の形状も、上記コーン部の形状に合わせて、適宜変更可能である。 In the first embodiment described above, the outside of the wing-like vibrating portion is connected to the cone-shaped cone portion, and the outer peripheral edge of the cone portion is connected to the circular ring-shaped edge portion. A shape that is longer in the length direction of the valley than in the direction orthogonal to the ring, and the cone portion is formed in a long elliptical cone shape along the length direction of the valley portion of the wing-like vibration portion, and the edge portion is also an elliptical ring You may form in a shape. In addition, the cone portion may have a shape other than a conical surface or an elliptical conical surface as long as it is a diaphragm used as a general dynamic speaker. The combined shape may be sufficient as long as it is formed in a conical shape as a whole. The shape of the wing-like vibrating portion can also be appropriately changed according to the shape of the cone portion.
また、振動体は、コーン部、翼状振動部を一体成形するのが好ましいが、これらを別々に成形して接合することも可能である。翼状振動部も1枚の板状材料として一体成形する場合以外に、2枚の湾曲板の一側部どうしを接着して形成してもよく、その接合部も、板状の材料をU字状に折り返すように形成した形態以外に、板状の材料をV字状に折り返すように形成した形態でもよいし、2枚の湾曲板の一側部どうしを所定幅で接着して帯板状に形成した形態としてもよい。また、帯板状の補強板あるいは補強ワイヤ等の補強部材を接合部に沿って固着して接合部を補強した形態等としてもよい。 In addition, it is preferable that the vibrating body is integrally formed with a cone portion and a wing-like vibrating portion, but it is also possible to separately mold and bond them. The wing-like vibration part may also be formed by bonding one side part of two curved plates, except when integrally molding as a single plate-like material, and the joint part is also U-shaped. In addition to the shape formed so as to be folded back into a plate shape, a plate-shaped material may be formed so as to be folded back into a V shape, or one side portion of two curved plates is bonded to each other with a predetermined width to form a belt plate shape It is good also as a form formed in. Moreover, it is good also as a form etc. which strengthened the junction part by adhering reinforcement members, such as a strip-shaped reinforcement board or a reinforcement wire, along a junction part.
また、振動体の裏面に振動面の剛性を補強するために、リブやブロック等を振動体の裏面に付加して固着してもよい。翼状振動部の放射面に対しては、湾曲板の凸面に横方向に沿って板状又は棒状のリブを設けることが可能である。この翼状振動部は、前述したように、凸面を再生音の放射面としているので、その凸面の周方向に沿う横方向への指向性は広いが、縦方向には狭いという特性を有しており、このため、凸面の放射面に横方向に沿って板状又は棒状のリブを設けたとしても、音響的な影響は少ない。
さらに、振動体を往復駆動する変換部として、ボイスコイルモータを適用したが、ボイスコイルモータに代えて、圧電素子等を用いてもよい。
Moreover, in order to reinforce the rigidity of the vibration surface on the back surface of the vibration body, a rib, a block, or the like may be added and fixed to the back surface of the vibration body. A plate-like or rod-like rib can be provided along the lateral direction on the convex surface of the curved plate with respect to the radiating surface of the wing-like vibrating portion. As described above, this wing-like vibrating part has a characteristic that the convex surface is a radiating surface of the reproduced sound, so that the directivity in the lateral direction along the circumferential direction of the convex surface is wide but narrow in the vertical direction. For this reason, even if a plate-like or bar-like rib is provided along the lateral direction on the convex radiation surface, there is little acoustic influence.
Furthermore, although the voice coil motor is applied as the conversion unit that reciprocally drives the vibrating body, a piezoelectric element or the like may be used instead of the voice coil motor.
また、上記実施形態ではいずれも本発明をスピーカに適用したが、本発明をマイクロホンに適用することも可能である。本発明をスピーカに適用する場合は、ボイスコイルモータ等の変換部が、音声信号に基づく電気信号を振動体の振動に変換するが、本発明をマイクロホンに適用する場合も、変換部としてボイスコイルモータ等を用いることができ、その場合の変換部は、音波を受けて振動する振動体の振動を電気信号に変換する。そして、本発明を適用したマイクロホンは、コーン部と翼状振動部における湾曲板の凸面とが振動面であり、その振動体の全体が一様に振動することにより、感度を維持しながら指向性が良好となり、低音域から高音域まで広い周波数帯域に亘って広い指向性で収音することができる。 In the above embodiments, the present invention is applied to a speaker. However, the present invention can also be applied to a microphone. When the present invention is applied to a speaker, a conversion unit such as a voice coil motor converts an electric signal based on a sound signal into vibration of a vibrating body. However, when the present invention is applied to a microphone, a voice coil is used as the conversion unit. A motor or the like can be used, and the conversion unit in that case converts the vibration of the vibrating body that receives a sound wave to vibrate into an electric signal. In the microphone to which the present invention is applied, the convex surface of the curved plate in the cone portion and the wing-like vibration portion is the vibration surface, and the entire vibration body vibrates uniformly, thereby maintaining directivity while maintaining sensitivity. As a result, the sound can be collected with a wide directivity over a wide frequency band from a low sound range to a high sound range.
1…振動体、2…アクチュエータ(変換部)、3…支持枠、4…エッジ部、6…谷部、7…翼状振動部、8…コーン部、11…湾曲板、13…接合部、20…ボイスコイル、20a…ボビン、21…磁石機構、22…ダンパー、23…磁石、24…アウターヨーク、25…インナーヨーク、25a…ポール部、26…磁気ギャップ、30…フランジ部、31…アーム部、32…環状フレーム部、33…端子、34…取り付け孔、45…アダプターキャップ、46…溝、55…翼状振動部、56…湾曲板、57…谷部塞ぎ部、58…エッジ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration body, 2 ... Actuator (conversion part), 3 ... Support frame, 4 ... Edge part, 6 ... Valley part, 7 ... Wing-like vibration part, 8 ... Cone part, 11 ... Curved plate, 13 ... Joint part, 20 ... Voice coil, 20a ... Bobbin, 21 ... Magnet mechanism, 22 ... Damper, 23 ... Magnet, 24 ... Outer yoke, 25 ... Inner yoke, 25a ... Pole part, 26 ... Magnetic gap, 30 ... Flange part, 31 ... Arm part 32 ... annular frame part, 33 ... terminal, 34 ... mounting hole, 45 ... adapter cap, 46 ... groove, 55 ... wing-like vibrating part, 56 ... curved plate, 57 ... valley closing part, 58 ... edge part
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