揚聲器、以及具備該揚聲器的音響設備的製作方法

2024-04-02 04:12:05

專利名稱：揚聲器、以及具備該揚聲器的音響設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及揚聲器，尤其涉及實現薄型化的揚聲器的框體結構。
背景技術：
近年，通過所謂高保真顯像及寬屏電視等的普及，電視的畫面正在成為通常的橫寬的電視。另外，作為電視整體期待薄型的電視。
用於薄型電視的揚聲器単元(以下，稱為「揚聲器」)隨著電視的薄型化以及顯示器周邊的殼體部分的寬度的薄型化等所謂的電視窄邊緣化，要求揚聲器的寬度以及厚度縮小。另外，同時隨著畫面的高畫質化也要求輸出聲音的高聲質化。在薄型電視用的揚聲器以外，有關小型無線設備所用的揚聲器，提出有收納於窄的空間、能向前方放射聲音的揚聲器(專利文獻I參照)。小型無線設備因為需要在薄型的殼體的表面配置畫面以及全部的操作部，所以作為揚聲器的放射ロ能取得的面積被極度制約。並且，因為聲音是通過振動板的振動而產生，一般來說，需要使振動板的朝向與殼體的表面一致，不過，難於因上述制約而進行這樣的配置。因此，在專利文獻I記載的揚聲器中，在搭載於小型無線設備時，在收納振動板的薄型的殼體，形成與振動板的振動方向正交的朝向的空氣管道，在空氣管道的前頭端形成聲音的放射ロ。根據這個結構，從窄的放射ロ能夠使聲音向前方放射。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特開2001 — 189981號公報然而，將專利文獻I記載的結構例如原樣應用於電視用揚聲器時，在3k IOkHz的頻帶，產生出現由振動板上表面空間的音響負荷的共振引起的峰值/垂度(デイップ)(峰值及垂度的至少一方)這樣的問題。這個頻帶是包括語音等的頻帶的主要頻帶，被要求儘量平坦的特性。如果是小型無線設備的揚聲器，通過殼體和振動板所形成的振動板上表面空間的容積較小,共振頻率存在於IOkHz以上和非常高的頻帶，峰值/垂度對主要頻帶的影響小。可是，在電視用揚聲器，因為該振動板上表面空間的容積變大，所以共振頻率下降，在主要頻帶存在峰值/垂度。總之，上述以往的構造引起的峰值/垂度的對主要頻帶的影響變大。

發明內容
本發明是考慮上述的課題，其目的是提供能夠實現聲壓頻率特性在主要頻帶比以往平坦的薄型揚聲器。為了解決上述課題，本發明的ー實施方式涉及的揚聲器，具有磁路，具有磁鐵及軛鐵，產生磁通量；框架，上方開ロ、並在內部配置有所述磁路；線圈，配置於所述磁路的磁隙；振動板，與所述線圈連接，並且具有將所述振動板和所述框架進行連接的連接部，以使所述振動板相對所述框架在上下方向能夠振動；以及覆蓋部件，與所述框架的橫向方向的一端連接，以從上方覆蓋所述振動板的方式而被配置，並且，在與所述框架的所述橫向方向的另一端之間，形成放射聲音的開ロ部，所述橫向方向為與所述上下方向正交的方向，所述覆蓋部件，在作為與所述開ロ部相反側的閉端側，具有間隔件，所述間隔件用於縮小在所述振動板的上方並且在所述覆蓋部件下方的所述閉端側的空間的容積。根據這個結構，通過間隔件填充在閉端側的振動板和覆蓋部件之間的空間(振動板上面空間)的規定的容積，降低音響負荷。其結果，抑制在主樞軸帶域的峰值/垂度，由此能夠實現該音壓頻率特性的平坦化。另外，在本發明的ー實施方式所涉及的揚聲器中，所述間隔件也可以從所述覆蓋部件的所述閉端側下表面朝向下方設置為凸狀。根據該結構，例如，能更有效地縮小閉端側的振動板上面空間的容積。
另外，在本發明的ー實施方式涉及的揚聲器中，所述連接部至少一部分具有向上方凸起的形狀，所述間隔件也可以在與所述連接部相対的面具有凹部。根據該結構，能夠防止連接部和間隔件的接觸，同時能縮小在閉端側的振動板上面空間的容積。另外，在本發明的ー實施方式所涉及的揚聲器，所述凹部也可以通過所述間隔件設置有與所述連接部具有向所述上方凸起的形狀大體上設置相似形狀的塌陷，從而形成所述間隔件。根據該結構，能夠防止連接部和間隔件的接觸，且使振動板和間隔件之間所形成的空間的容積變小。總之，能夠使在閉端側的振動板上面空間成為最小。另外，在本發明的ー實施方式所涉及的揚聲器中，所述間隔件也可以以從所述閉端側向著所述開ロ部的方向，所述上下方向的厚度逐漸減少的方式來形成。根據該結構，在音壓頻率特性能更有效地抑制振動板上側空間的音響負荷的峰值/垂度。另外，在本發明的ー實施方式所涉及的揚聲器可以是，在所述閉端側的、所述振動板的上方且所述覆蓋部件下方的空間的所述橫方向的截面積是沒有所述間隔件的情況的該截面積的O. 9倍以下。根據該結構，能夠使有關由在音壓頻率特性的振動板上側空間的音響負荷的共振的共振頻率向高頻域側變化約10%，其結果，垂度被改善為上升約3dB。另外,在本發明的ー實施方式涉及的揚聲器中，所述振動板的所述橫向方向的振動有效長度可以是16mm以下。根據該結構，能夠防止方向性的音壓頻率特性的高頻域的降低。另外，本發明的ー實施方式所涉及的音響設備，具有上述某一個實施方式的揚聲器，並使用所述揚聲器輸出聲音。根據該結構，例如，能夠提供如下音響設備在電視等的與用戶相對的前面難於很大地取得聲音的輻射ロ的配置面積的音響設備，其主要頻域比以往具有平坦的音壓頻率特性。根據本發明，能夠提供在主要頻帶比以往具有平坦的音壓頻率特性的揚聲器、以及具有該揚聲器的音響設備。


圖I是表不在實施方式I的揚聲器的結構概要的圖。圖2是圖1(b)示出的揚聲器的A — 截面的放大圖。
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圖3是示出在實施方式I的揚聲器的音響負荷的結構的模式圖。圖4是對由圖3示出的各音響負荷所形成的音響管結構的概略圖。圖5A是不具有間隔件情況的揚聲器的A — A'截面圖，是示出考慮全音響負荷的情況的仿真分析模型的圖。圖5B是示出考慮全音響負荷的情況的音響等效電路的仿真分析結果的圖。圖6是示出沒有閉端側的音響負荷的狀態的仿真分析結果的圖。圖7是示出將閉端側的空間的容積縮小為O. 9倍的狀態的仿真分析結果的圖。圖8是示出間隔件的其他形狀例的圖。圖9是示出在實施方式2的揚聲器的結構概要的圖。圖10是在實施方式2的揚聲器的A — 截面的放大圖。圖11是示出在實施方式2的間隔件的各種的形狀例的圖。圖12是示出以往的間隔件的外觀的ー個例子的圖。圖13是示出在實施方式2的間隔件的外觀的圖。圖14是表示在以往的間隔件及實施方式2的間隔件的仿真分析結果的圖。圖15是表不在實施方式2的揚聲器的試製品的音壓頻率特性的圖。圖16是表示具備實施方式I或2的揚聲器的電視的外觀的圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施方式，ー邊參照圖面ー邊進行說明。另外，存在對相同的元件賦予相同的符號，並省略說明的情況。另外，各圖不一定是嚴格的圖示，在以下說明的各實施方式的每ー個示出本發明優選的ー個具體例子。由各實施方式所表現的數值、形狀、結構元件、結構元件的配置及連接方式等僅是ー個例子，主g不是對本發明進行限定。本發明由權利要求書限定。由此，在以下的各實施方式的結構要素中，未被權利要求記載的結構要素，未必是實現本發明的課題所必需的，不過是以構成最優的方式來進行說明。(實施方式I)以下，使用圖面對在實施方式I的揚聲器100進行說明。圖I是表不在實施方式I的揚聲器100結構概要的圖。圖I的(a)是揚聲器100的俯視圖，圖I的(b)是示出在圖I的(a)的A — 截面的圖，圖I的(C)是示出在圖I的(a)的B — B'截面的圖。圖2是圖I的(b)所示出的揚聲器100的A — 截面的放大圖。如圖2所示，揚聲器100具有具有連接部102的振動板101、框架103，覆蓋部件104，具有磁鐵105以及軛鐵107的磁路120、音圈109、以及間隔件110。還有,在磁鐵105上面設置有金屬板106,音圈109通過音圈繞線管108與振動板101被連接。
振動板101被配置在磁路120的上方，至少在一部分具有連接部102，該連接部102具有凸的形狀。另外，振動板101是長方向(Y軸方向)的端部設置為做半圓或者橢圓形狀、作為整體設置為跑道形狀的的大致平面。另外，振動板101是短方向(X軸方向)和長方向的長度不同的細長形狀，在本實施方式中，例如短方向長和長方向長的比率大致為I -J。再者，振動板101說明了是平面形狀，但連接部102所包圍的振動板101中央部不限於平面形狀，其中央部也可以是張開為圓頂形狀或者的凹陷的形狀，或全體附有凹凸的肋拱的形狀。振動板101的材料優選適合薄型化且輕量的東西，紙或者高分子薄膜等最適合，但鋁或鉭等的輕量高剛性金屬箔也可以。
連接部102以振動板101能夠相對框架103向上下方向(Z軸方向)振動的方式與振動板101和框架103連接。再者，連接部102 —般地也被表現「邊緣」、「懸置」、或「環繞」等的，不過，本申請表現為「連接部」。在本實施方式中,連接部102是用與振動板101 —樣的材料成為一體，其截面是如圖2所表的大致半圓形。另外，連接部102作為該材料為了降低低域限界也可以使用與振動板101材料不同的弾性體。在連接部102和振動板101為不同的材料的情況下，以各自成形之後使之貼合、或由插入成形等的一體成形的等方法製作。框架103如圖2所示，上方開ロ，並在內部配置有磁路120。另外，連接部102的外端部下側緊貼著框架103。覆蓋部件104是框架103 —端,與作為同上下方向正交的方向的橫向方向(本實施方式X軸方向)的一端連接，並以從上方覆蓋振動板101的方式來進行配置。在本實施方式中，覆蓋部件104緊貼著連接部102的外端部的上側。S卩，覆蓋部件104隔著連接部102的外端部與框架103橫向方向的一端(圖2左端)連接。換言之，覆蓋部件104在向振動板101的長方向延伸的連接部102的2處的部分中，沿著一方(圖2左側)的外端部的方式被緊貼著，另一方(圖2右側)的至少在一部分沒有與連接部102緊貼著。由此，形成向與振動板101振動方向正交的方向(橫向方向)放射聲音的開ロ部130 (以下，也記作音孔)。磁鐵105、金屬板106、和軛鐵107構成內磁型的磁路120。磁路120在金屬板106與軛鐵107內壁之間所形成的磁隙G產生磁通量。在磁路120中，具體地說，磁鐵105緊貼著軛鐵107的底面，金屬板106緊貼著磁鐵105的上表面。另外,磁鐵105、軛鐵107、和振動板101與各自長方向一致的方向，並且其中心軸大致一致來進行配置。其結果，與矩形的金屬板106與軛鐵107側面之間被形成磁隙G。磁鐵105和金屬板106從上面看的情況的形狀是矩形形狀。軛鐵107的截面形狀是圖2所示U的字型(U — shaped)ο磁鐵105的材料與目標音壓及形狀等一致，也可以用釹磁鐵或稀土釤鈷合金(samarium cobalt)磁鐵等。還有,在本實施方式中，軛鐵107緊貼著框架103。音圈繞線管108緊貼著振動板101，並向振動板101施加力。音圈繞線管108從上面看的情況的形狀是矩形形狀。音圈繞線管108例如將紙或者鋁箔、或聚醯亞胺等的高分子樹脂薄膜成形為所希望的形狀。音圈繞線管108在其長方向和振動板101的長方向相符，並且以其中心軸大致一致地方式緊貼著振動板101。音圈109由音圈繞線管108支撐，配置在磁路120的磁隙G中。音圈109從上面看的情況的形狀是矩形形狀。音圈109由銅或根據鋁等的導體的卷線構成。音圈109在音圈繞線管108的側面貼著的方式緊貼著。間隔件110如圖2所示，與開ロ部130相反ー側，S卩，覆蓋部件104與連接部102緊貼著的ー側(以下，記載為閉端側)與覆蓋部件104的下面緊貼著。另外，間隔件110例如通過使樹脂成形來進行製作。通過間隔件110，能降低對覆蓋部件104和振動板101之間的空間的閉端側的音響負荷的、在揚聲器100的音壓頻率特性的影響。關於由這個間隔件110的效果的詳細情況在後面進行說明。如上所述，對構成的揚聲器100動作進行說明。
對音圈109施加電流時，被施加的電流及磁隙G產生的磁場在音圈109產生驅動力。產生的驅動カ經由音圈繞線管108傳達到振動板101。總之，通過上述產生的驅動力，振動板101、音圈繞線管108、和音圈109，進行同樣的振動運動。由振動板101振動所產生的聲音，通過與覆蓋部件104和振動板101之間的空間，並通過相對覆蓋部件104與振動板101振動方向正交的方向設置的首孔(開ロ部130)被放射到空間。關於揚聲器100的音壓頻率特性，採用由音響等效電路的音壓仿真分析進行說明。圖3是表示在實施方式I的揚聲器100的音響負荷的結構的模式圖。具體地說，圖3的(a)示出在揚聲器100的短方向的音響負荷的結構，圖3的(b)示出在揚聲器100的長方向的音響負荷的結構。另外，在圖3中，省略間隔件110的圖示。為了驗證定性的行為和籌劃解決方法，如圖3的(a)所示，假設將在揚聲器100的振動板101的上表面的音響負荷部分分為Zct、Zcl、Zo的3個部分。音響負荷Zct如圖3的(a)所示，是從振動板101左右一方的連接部102的內端部到另一方的連接部102的內端部的空間，即由振動板101和覆蓋部件104所夾持的兩端開放管部分的音響負荷。音響負荷Zcl如圖3的(a)所示，是覆蓋部件104緊貼著的連接部102的內端部和覆蓋部件104的閉端側的內壁之間的空間，即由振動板101和覆蓋部件104所夾持的、將ー側完全封閉的閉管部分的音響負荷。音響負荷Zo如圖3的(a)所示，是從構成作為音孔的開ロ部130 —側的連接部102的內端部到外端部的之間的空間，即由振動板101和覆蓋部件104所夾持的、聲音放射方向的開放管部分的音響負荷。音響負荷Zcl考慮為如圖3的(b)所示，與振動板101和覆蓋部件104所夾持的空間中長方向兩端部分的空間表示各自的2個音響負荷Zc2及Zc3連接。圖4是對圖3所示各音響負荷所形成的音響管結構的概略圖。音響管的阻抗Z，由(式I)的矩陣來表示。在(式I)中，S表示音響管的截面積，I表示音響管長度，P O表示空氣的密度，c表示音速，k表示波數(2 Π f/c)。式I :
權利要求
1.一種揚聲器,具有 磁路,具有磁鐵及軛鐵,產生磁通量； 框架，上方開ロ，並在內部配置有所述磁路； 線圈，配置於所述磁路的磁隙； 振動板，與所述線圈連接，並且具有將所述振動板和所述框架進行連接的連接部，以使所述振動板相對所述框架在上下方向能夠振動；以及 覆蓋部件，與所述框架的橫向方向的一端連接，以從上方覆蓋所述振動板的方式而被配置，並且，在與所述框架的所述橫向方向的另一端之間，形成放射聲音的開ロ部，所述橫向方向為與所述上下方向正交的方向， 所述覆蓋部件，在作為與所述開ロ部相反側的閉端側具有間隔件，所述間隔件用於縮小在所述振動板的上方並且在所述覆蓋部件下方的所述閉端側的空間的容積。
2.如權利要求I所述的揚聲器， 所述間隔件從所述覆蓋部件的所述閉端側的下表面朝向下方被設置為凸狀。
3.如權利要求I或2所述的揚聲器， 所述連接部的至少一部分具有向上方凸起的形狀， 所述間隔件在與所述連接部相対的面上具有凹部。
4.如權利要求3所述的揚聲器， 通過在所述間隔件上設置與所述連接部具有的向所述上方凸起的形狀大體相似形狀的凹陷，從而在所述間隔件上形成所述凹部。
5.如權利要求I 4的任一項所述的揚聲器， 所述間隔件從所述閉端側向著所述開ロ部的方向，以所述上下方向的厚度逐漸減少的方式來形成。
6.如權利要求I 5的任一項所述的揚聲器， 所述閉端側的在所述振動板的上方且所述覆蓋部件的下方的空間的所述橫向方向的截面積，是沒有所述間隔件時的該截面積的O. 9倍以下。
7.如權利要求I 6的任一項所述的揚聲器， 所述振動板的所述橫向方向的有效振動長度為16_以下。
8.一種音響設備， 具有權利要求I 7的任一項所述的揚聲器， 使用所述揚聲器來輸出聲音。
全文摘要
揚聲器(100，200)具有磁路(120，220)；框架(103，203)；線圈(109，210)；振動板(101，201)，以相對框架向上下方向能夠振動的方式而具有連接振動板(101，201)和框架(103，203)的連接部(102，202)；以及覆蓋部件(104，205)，與框架(103，203)的、上下方向和正交方向的橫向方向的一端連接，從上方以覆蓋振動板(101，201)的方式而被配置，並且在與框架(103，203)的橫向方向的另一端之間形成放射聲音的開口部(130，230)；覆蓋部件(104，205)在閉端側具有用於縮小振動板(101，201)的上方且覆蓋部件(104，205)下方的閉端側的空間的容積的間隔件(110，204)。
文檔編號H04R1/30GK102696238SQ20118000539
公開日2012年9月26日 申請日期2011年11月9日 優先權日2010年11月10日
發明者武輪弘行, 香川晉彌 申請人:松下電器產業株式會社