专利名称：扬声器和使用该扬声器的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及扬声器和使用该扬声器的电子设备，尤其涉及实现薄型化的扬声器。
背景技术：
近年来，通过所谓高清及宽屏电视等的普及，电视的画面为横长的电视正变得普遍。此外,作为电视机整体,希望为薄型的结构。对于在薄型电视机中使用的扬声器单元(以下，称作扬声器)，随着电视机的薄型化、显示器周边的壳体部分的宽度的薄型化等所谓的窄边化，要求扬声器的宽度及厚度的缩小化。此外，同时随着画面的高画质化还要求声音的高音质化。使用图15A 图15C说明在薄型电视机中使用的以往的跑道形的细长构造的扬声·器 10，。在图15A中表示以往的跑道形的细长构造的扬声器10的俯视图，在图15B中表示图15A所示的A — A’剖视图，在图15C中表示图15八所示的8 — 8’剖视图。在图15A 图15C中，以往的跑道形的细长构造的扬声器10具备振动板I、边缘2、音圈骨架(Voice Coil Bobbin) 3、音圈4、平板(plate) 5、磁铁6、磁轭7和框架8。振动板I的外周部与边缘2的内周部粘接。其形状为，从振动方向观察的平面形状具有长边和短边，短边方向的截面形状是中空圆形状，长边方向两端是中空1/4球形状。边缘2的外周部固定连接于框架8。音圈骨架3粘接于振动板I的外周部，向振动板I施力。音圈4以配置在磁路的磁隙G中的方式由音圈骨架3支承。 平板5、磁铁6及磁轭7构成内磁型磁路。并且，该内磁型磁路使形成在平板5与磁轭7的内壁之间的磁隙G产生磁通。作为磁路的结构,平板5固定连接在磁铁6的上表面上，磁铁6固定连接在磁轭7的底面上。此外，平板5、磁铁6及磁轭7与振动板I配置成长边方向一致的方向、并且它们的中心轴大致一致。框架8固定连接在边缘2的外端部的下侧。此外，还固定连接在上述磁路的底面上。对于如以上那样构成的以往的跑道形的细长构造的扬声器10，以下说明其动作。如果对音圈4施加电流，则通过施加的电流及在磁隙G中产生的磁场，在音圈4中产生驱动力。产生的驱动力经由音圈骨架3传递至振动板I。通过产生的驱动力，振动板
I、音圈骨架3及音圈4进行相同的振动运动。并且,通过振动板I振动,声音向空间放射。现有技术文献专利文献专利文献I :特开平8 - 265895号公报发明概要发明要解决的问题
但是，在上述以往的结构的扬声器中，可以想到以下这样的问题。在从振动方向观察的振动面的平面形状具有长边和短边、其长边方向的长度与短边方向的长度之比较大的细长的振动板的情况下，产生由长边方向的长度决定的固有振动模式。结果，在声压频率特性上的重要的声音频带中发生峰值垂度，有可能导致音质的劣化。为了抑制该固有振动模式对声压频率特性的影响，需要驱动振动板长边方向整体。在以往的扬声器10中，使用从振动方向观察的平面形状为跑道形状的细长的音圈骨架3和音圈4，驱动振动板长边方向整体。所以，我们研究了使用长边方向的长度与短边方向的长度之比为约2 1的较小的音圈的构造。但是，在使用上述音圈的情况下，由于不能将振动板的振动模式全部抑制，所以需要尽可能减少对在声压频率特性上特别重要的声音频带造成影响的振动模式、仅抑制其余 的振动模式的方式。
发明内容
所以，本发明的目的是提高振动模式的频率并抑制共振、实现进一步的宽频带化。用于解决本发明的手段有关本发明的一技术方案的扬声器，具备两端被封闭的筒形状的振动板；边缘，将上述振动板可振动地支承；音圈骨架，被卷绕音圈，与上述振动板连接；以及磁路，用来使上述音圈驱动。作为一例，也可以是，上述振动板的短边方向的截面形状是圆形状。此外，也可以是，上述振动板通过将分别由短边方向的截面形状为半圆形状的圆弧部和从上述圆弧部的两端向径向外侧突出的凸缘部构成的第一振动板及第二振动板的上述凸缘部彼此结合而形成。进而，也可以是，上述振动板的两端是向长边方向的外方膨出的半球形状。作为一例，也可以是，上述扬声器具备两个上述音圈骨架。并且，也可以是，两个上述音圈骨架安装在相对于上述振动板的长边方向的中心对称、并且上述振动板的第一次共振模式的波节的位置上。具体而言，也可以是，在将上述振动板的长边方向的一端设为O、将另一端设为I时，第一上述音圈骨架的安装位置包括O. 224的位置；第二上述音圈骨架的安装位置包括O. 776的位置。作为另一例，也可以是，上述扬声器具备4个上述音圈骨架。并且，也可以是，4个上述音圈骨架安装在相对于上述振动板的长边方向的中心对称、并且上述振动板的第一次共振模式及第二次共振模式的波节的位置上。具体而言，也可以是，在将上述振动板的长边方向的一端设为O、将另一端设为I时，第一上述音圈骨架的安装位置包括O. 113的位置；第二上述音圈骨架的安装位置包括O. 37775的位置；第三上述音圈骨架的安装位置包括O. 62225的位置；第四上述音圈骨架的安装位置包括O. 877的位置。作为又另一例，也可以是，上述扬声器具备两个上述音圈骨架。并且，也可以是，两个上述音圈骨架安装在相对于上述振动板的长边方向的中心对称、并且上述振动板的第一次共振模式的波节的位置与上述第二次共振模式的波节的位置之间的位置上。
具体而言，也可以是，在将上述振动板的长边方向的一端设为O、将另一端设为I时，第一上述音圈骨架的安装位置包括O.332的位置；第二上述音圈骨架的安装位置包括O.668的位置。此外，也可以是，上述振动板在上述音圈骨架的安装位置上具有贯通孔。并且，也可以是，上述音圈骨架通过插通在上述贯通孔中而安装到上述振动板上。本发明的一技术方案的电子设备具备扬声器。并且，上述扬声器具备筒形状的振动板，两端被封闭；边缘，将上述振动板可振动地支承；首圈骨架，被卷绕首圈，与上述振动板连接；以及磁路，用来驱动上述音圈。发明效果根据本发明，通过采用将两端封闭的筒形状的振动板，能够提高振动板的长边方向的刚性。结果，起到能够提高长边方向的振动模式的频率的效果。
图1A是实施例I的振动板的俯视图。图1B是实施例I的振动板的A — A’方向剖视图。图1C是实施例I的振动板的B — B’方向剖视图。图2A是用来计算旋转半径的中空半圆形的截面形状模型图。图2B是用来计算旋转半径的中空圆形的截面形状模型图。图3是截面形状为中空圆形及中空半圆形的各自的截面二次力矩、旋转半径、截面积的计算值表。图4是表示装入了实施例I的振动板和以往的振动板的实际形状模型的基于FEM的固有振动模式的共振频率的解析结果的图。图5A是实施例2的扬声器的俯视图。图5B是实施例2的扬声器的A — A’方向剖视图。图5C是实施例2的扬声器的B — B’方向剖视图。图是实施例2的扬声器的C 一 C’方向剖视图。图6A是表示控制第一次共振模式的2点驱动的情况下的特性的图。图6B是表示控制第二次共振模式的2点驱动的情况下的特性的图。图6C是表示控制第一次和第二次的两共振模式的4点驱动的情况下的特性的图。图7A是实施例3的扬声器的俯视图。图7B是实施例3的扬声器的A — A’方向剖视图。图7C是实施例3的扬声器的B — B’方向剖视图。图7D是实施例3的扬声器的C 一 C’方向剖视图。图8A是实施例4的扬声器的俯视图。图8B是实施例4的扬声器的A — A’方向剖视图。图8C是实施例4的扬声器的B — B’方向剖视图。图8D是实施例4的扬声器的C 一 C’方向剖视图。图9A是使驱动位置变化的仿真中使用的扬声器的俯视图。图9B是图9A的扬声器的A — A’方向剖视图。
图9C是图9A的扬声器的B — B’方向剖视图。图10是说明通过仿真求出的声压频率特性的共振模式的峰值垂度的图。图11是表示对应于驱动位置的共振模式的峰值垂度的偏差幅度的图。图12是表示在抑制第一次共振模式的位置、和在抑制第二次共振模式的位置驱动的情况下的声压频率特性的仿真解析结果的图。图13是表示由音圈骨架203向振动板201的固定连接条件的差异带来的声压频率特性的差异的图。图14是搭载本发明的实施例2的扬声器的电视机的外观图。图15A是以往的扬声器的俯视图。图15B是以往的扬声器的A — A’方向剖视图。·图15C是以往的扬声器的B — B’方向剖视图。
具体实施例方式作为与本申请的发明关联的现有技术文献，例如已知有专利文献I。但是，在使用细长的构造的音圈及音圈骨架时，存在如下述的问题。第一，在制作适用于目前的薄型电视机用的细长扬声器尺寸(作为例子，是宽度IOmmX厚度13mmX长度100mm)的细长的音圈方面，难以确保长边方向直线部分的直线精度。第二，在一些特定的频率(共振频率)中，音圈骨架的直线部分共振，在与振动板的振动方向成直角的方向(驱动音圈骨架的磁路的、磁隙内的磁通方向)上振动。随着直线部分变长，共振频率变低，共振的振幅也增大。针对上述两个问题，在专利文献I中，在音圈骨架的内侧，在关于振动板的短径方向相互对置的面之间安装与振动板的振动方向平行且与该对置面成直角架设的薄板状连结部件，由此抑制了影响。第三，为了驱动该细长的音圈，需要较大的磁铁。需要与音圈的长边方向的长度对应的长度。此外，如果扬声器的尺寸变小，则为了得到足够的磁通，需要作为磁路构造而采用外磁场型、并且磁铁中使用钕磁铁而不是铁素体(ferrite)。结果，磁铁的材料成本增加。所以，参照本发明的实施例I 4，详细地说明通过与上述的专利文献I不同的方式有效地防止在声压频率特性上的重要的声音频带中发生峰值垂度的扬声器的构造。另外，以下说明的实施例都表示本发明的优选的一具体例。以下的实施例中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，并不限定本发明。本发明由权利要求书确定。由此，关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，并不一定需要达到本发明的目的，而作为构成更优选的形态进行说明。(实施例I)以下，参照附图对在本发明的实施例I的扬声器中使用的振动板进行说明。在图IA中表不在本实施例的扬声器中使用的振动板的俯视图,在图IB中表不图IA所示的A— A’剖视图，在图IC中表示图IA所示的B — B’剖视图。在图IA 图IC中，振动板100具有如下构造从振动方向观察的平面形状具有长边和短边，短边方向的截面形状是中空圆形状，长边方向两端为中空半球形状。换言之，振动板100是两端被封闭的有底筒形状。此外，振动板100的短边方向的截面形状是正圆形状。进而，振动板100的两端为向长边方向的外方膨出的半圆形状。该振动板100的材料优选的是适合于薄型化、轻量的材料。例如，纸或高分子薄膜等是最适合的，但也可以是铝或钛等的轻量高刚性金属箔。振动板100在短边方向的截面为半圆形状的末端部设有振动板贴合部(凸缘部)102，将从上面观察的平面形状是跑道形状的细长的第一及第二振动板101a、IOlb这两片贴合而成。换言之，第一及第二振动板IOlaUOlb分别由短边方向的截面形状是半圆形状的圆弧部(短边方向的截面形状是半圆形状的部分)、以及从圆弧部的两端向径向外侧突出的凸缘部构成。并且，振动板100通过将第一及第二振动板IOlaUOlb的凸缘部彼此结合而形成。对于如此构成的振动板100，以下从理论及仿真的观点说明将短边方向的截面形状从以往的中空半圆形状做成中空圆形状带来的效果。首先，从理论的观点进行说明。 振动板100通常以使其外周通过边缘浮在空中的状态被支承，所以大致可以看作两端自由的棒。因此,可以从两端自由的棒的振动模式的理论考虑该振动模式的共振频率及刚性的截面形状带来的变化。接着，对两端自由的棒的振动模式的理论进行说明。在式I中表示两端自由的棒的振动模式的共振频率式。在式I中，I表示棒的长度，P表示密度，Q表示材料的杨氏模量，K表示旋转半径。[数式I]f' oc(基本频率)，./； Cc-^r 1^-(2/7 + 1)'(η 彡 2 时)，· (式 I)
^ V P8! ^ P在式I中，旋转半径K根据截面形状而不同。在图2Α中表不中空半圆形的截面形状,在图2Β中表不中空圆形的截面形状。接着，使用图2Α及图2Β，说明对应于各个截面形状的旋转半径。首先，对图2Α的中空半圆形的截面形状进行说明。根据截面二次力矩的定理，管或隧道那样的中空截面的图形的截面二次力矩可以通过从外侧的图形的截面二次力矩减去中空的图形的截面二次力矩来求出。这里，相对于求出截面力矩时的基准轴，外侧的图形的图心的位置和内侧的图形的图心的位置不同。但是，在本振动板的截面形状的中空半圆形的情况下，由于振动板的厚度非常薄，所以可以认为外侧半圆的半径与内侧半圆的半径大致相等。因此，可以认为中空半圆形的截面二次力矩是外侧半圆及内侧半圆各自的截面二次力矩的差。在式2中表示不是中空的半圆的截面二次力矩，在式3中表示截面形状为中空半圆形的截面二次力矩，在式4中表示其截面积。在式2中，rsaili表示不是中空的半圆的半径，在式3、式4中，R表示外侧半圆的半径，r表示内侧半圆的半径。[数式2]
(π 8 Λ , 、-------Y · ·(式 2)
U J _[数式3]
权利要求
1.一种扬声器,具备 筒形状的振动板，两端被封闭； 边缘，将上述振动板可振动地支承； 音圈骨架，被卷绕音圈，连接于上述振动板；以及 磁路，用于使上述音圈驱动。
2.如权利要求I所述的扬声器， 上述振动板的短边方向的截面形状是圆形状。
3.如权利要求2所述的扬声器， 上述振动板通过将第一振动板及第二振动板的凸缘部彼此结合而形成，上述第一振动板及第二振动板分别由短边方向的截面形状为半圆形状的圆弧部和从上述圆弧部的两端向径向外侧突出的上述凸缘部构成。
4.如权利要求I 3中任一项所述的扬声器， 上述振动板的两端是向长边方向的外方膨出的半球形状。
5.如权利要求I 4中任一项所述的扬声器， 上述扬声器具备两个上述音圈骨架； 两个上述音圈骨架安装在相对于上述振动板的长边方向的中心对称、并且上述振动板的第一次共振模式的波节的位置上。
6.如权利要求5所述的扬声器， 在将上述振动板的长边方向的一端设为O、将另一端设为I时， 第一上述音圈骨架的安装位置包括O. 224的位置； 第二上述音圈骨架的安装位置包括O. 776的位置。
7.如权利要求1 4中任一项所述的扬声器， 上述扬声器具备4个上述音圈骨架； 4个上述音圈骨架安装在相对于上述振动板的长边方向的中心对称、并且上述振动板的第一次共振模式及第二次共振模式的波节的位置上。
8.如权利要求7所述的扬声器， 在将上述振动板的长边方向的一端设为O、将另一端设为I时， 第一上述音圈骨架的安装位置包括O. 113的位置； 第二上述音圈骨架的安装位置包括O. 37775的位置； 第三上述音圈骨架的安装位置包括O. 62225的位置； 第四上述音圈骨架的安装位置包括O. 877的位置。
9.如权利要求I 4中任一项所述的扬声器， 上述扬声器具备两个上述音圈骨架； 两个上述音圈骨架安装在相对于上述振动板的长边方向的中心对称、并且上述振动板的第一次共振模式的波节的位置与上述第二次共振模式的波节的位置之间的位置上。
10.如权利要求9所述的扬声器， 在将上述振动板的长边方向的一端设为O、将另一端设为I时， 第一上述音圈骨架的安装位置包括O. 332的位置； 第二上述音圈骨架的安装位置包括O. 668的位置。
11.如权利要求I 10中任一项所述的扬声器，上述振动板在上述音圈骨架的安装位置上具有贯通孔；上述音圈骨架通过插通到上述贯通孔中而安装于上述振动板。
12.—种电子设备,具备扬声器，上述扬声器具备筒形状的振动板，两端被封闭；边缘，将上述振动板可振动地支承；音圈骨架，被卷绕音圈，连接于上述振动板；以及磁路，用于使上述音圈驱动。
全文摘要
扬声器(200)具备两端被封闭的筒形状的振动板(201)、将振动板(201)可振动地支承的边缘(202)、被卷绕音圈(204)并连接于振动板(201)的音圈骨架(203)、以及用于使音圈(204)驱动的磁路。
文档编号H04R9/04GK102884810SQ20128000127
公开日2013年1月16日 申请日期2012年2月23日 优先权日2011年3月4日
发明者武轮弘行, 香川晋弥 申请人:松下电器产业株式会社