JP2005223694A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 振動板の成形と組立が容易なスピーカを提供する。
【解決手段】 振動板１２と、振動板本体部１２Ａに形成された磁石収納部１２Ｂと、振動板１２の外周部をエッジ１３を介して振動自在に支持する第１フレーム１１と、磁石収納部１２Ｂ内に振動板１２と同心状に挿入されたプレート１５と、磁石収納部１２Ｂ内に挿入されてプレート１５内に振動板１２と同心状に挿入されるとともにプレート１５に固定されたマグネット１６Ａ，１６Ｂと、プレート１５とマグネット１６Ａ，１６Ｂを支持する第２フレーム１４と、磁石収納部１２Ｂの内側の外周面にリング状に巻回されてプレート１５の内周面に対向される第１ボイスコイル１７Ａと、磁石収納部１２Ｂの外側の外周面にリング状に巻回されてプレート１５の外周面に対向される第２ボイスコイル１７Ｂとを備えている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、スピーカおよびスピーカ用磁気回路，スピーカ用振動系アセンブリの構成に関する。

図１は、例えば、車載用またはモバイル機器用等に使用される従来の薄型スピーカの構成を示している。

この図１の薄型スピーカは、ヨーク１の外フランジ部１Ａ上にリング状のマグネット２が取り付けられ、さらに、このマグネット２上にリング状のプレート３が取り付けられて、このプレート３の内周面とヨーク１のセンタ・ポール１Ｂの外周面とが磁気ギャップｇを介して対向されることにより、磁気回路が構成されている。

そして、ほぼ平板状の振動板４が、この振動板４の外周部に連結されたエッジ５によってフレーム６に支持され、振動板４とエッジ５の連結部の背面側に取り付けられた円筒状のボイスコイル７が、プレート３とヨーク１のセンタ・ポール１Ｂとの間の磁気ギャップｇ内に嵌入されている（例えば、特許文献１参照）。

上記の薄型スピーカは、プレート３とヨーク１のセンタ・ポール１Ｂとの間に形成された磁気ギャップｇ内に、振動板４に一体的に連結された円筒状のボイスコイル７が挿入されて磁気ギャップｇ内で軸方向（図１において上下方向）に振動される構造であるために、このボイスコイル７と磁気ギャップｇとの間に厳密な位置関係が要求される。

このため、上記従来のスピーカでは、振動板４の成形が難しかったり、組立の際に狭い磁気ギャップｇ内にボイスコイル７を挿入して、ボイスコイル７を磁気ギャップｇ内に位置決めするのが難しいという問題が生じる。

特開２００２−１７１５９６号公報

この発明は、上記のような従来の薄型スピーカにおける問題点を解決することをその解決課題の一つとしている。

第１の発明（請求項１に記載の発明）によるスピーカは、上記目的を達成するために、略円盤状の振動部材と、この振動部材の振動部分に振動部材と同心のリング状に延びるように形成された凹条部と、前記振動部材の外周部をエッジ部材を介して振動自在に支持する第１フレーム部材と、前記凹条部の内側内周面の径よりも内径が所要の長さだけ大きく凹条部の外側内周面の径よりも外径が所要の長さだけ小さいリング形状に成形されて凹条部内に振動部材と同心状に挿入されたプレート部材と、このプレート部材の内径よりも内径が大きくプレート部材の外径よりも外径が小さいリング形状に成形されて凹条部内に振動部材と同心状に挿入されるとともにプレート部材に固定されたマグネット部材と、前記プレート部材とマグネット部材を凹条部内の所定位置に支持する第２フレーム部材と、前記凹条部の内側外周面にリング状に巻回されて凹条部内に支持されたプレート部材の内周面に凹条部の壁部を挟んで対向される第１ボイスコイル部材と、前記凹条部の外側外周面にリング状に巻回されて凹条部内に支持されたプレート部材の外周面に凹条部の壁部を挟んで対向される第２ボイスコイル部材とを備えていることを特徴としている。

第２の発明（請求項１４に記載の発明）によるスピーカ用磁気回路は、前記目的を達成するために、リング形状のプレート部材の両側に、二個のリング形状のネオジウムマグネットが、それぞれ同じ側の極がプレート部材に当接された状態で、プレート部材と同心状に固定されていることを特徴としている。

第３の発明（請求項１６に記載の発明）によるスピーカ用振動系アセンブリは、前記目的を達成するために、外周部にエッジを有する略円盤状の振動部材と、この振動部材の振動部分に振動部材と同心のリング状に延びるように形成された凹条部と、前記凹条部の内側外周面にリング状に巻回された第１ボイスコイル部材と、前記凹条部の外側外周面にリング状に巻回された第２ボイスコイル部材とを備えていることを特徴としている。

この発明は、外周部にエッジが形成された略円盤状の振動板の振動板本体部に、この振動板本体部と同心のリング状に延びるように形成された凹条形状の磁石収納部が一体的に形成され、この磁石収納部の内側外周面に第１ボイスコイルがリング状に巻回され、磁石収納部の外側外周面に第２ボイスコイルがリング状に巻回されたスピーカ用振動系アセンブリと、リング形状に成形されたプレートにリング形状に成形されたマグネットが当接された状態で同心状に固定されて、振動板の磁石収納部内に同心状に挿入された磁気回路と、振動板の外周部をエッジを介して振動自在に支持する第１フレームと、磁気回路を構成するプレートとマグネットを振動板の磁石収納部内の所定位置に支持して、磁石収納部の壁部を挟んで、プレートの内周面を第１ボイスコイルに対向させ、プレートの外周面を第２ボイスコイルに対向させる第２フレームとによって構成されるスピーカを、その最良の実施形態としている。

この実施形態におけるスピーカは、プレートとマグネットによって構成される磁気回路が振動板に形成された磁石収納部内に支持され、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルが磁石収納部の内側と外側の外周面に取り付けられることによって、従来のように薄型スピーカの磁気回路の組み立ての際にボイスコイルを狭い磁気ギャップ内に挿入する必要が無くなり、これによって、振動板の成形が従来よりも容易になるとともに、磁気回路の組み立てを容易に行うことが出来るようになる。

図２は、この発明によるスピーカの実施形態における第１の実施例を示す側断面図である。

この図２において、スピーカ１０の第１フレーム１１は、底の浅いボール形状のフレーム本体部１１Ａの底面部に無数の孔１１ａが形成され、このフレーム本体部１１Ａの外周に外フランジ部１１Ｂが一体成形されている。

そして、この第１フレーム１１の開口部側に、振動板１２が、フレーム本体部１１Ａと略平行に配置されて、この振動板１２の外周に一体的に成形されているエッジ１３が、外フランジ部１１Ｂに取り付けられることによって、第１フレーム１１に対して振動自在に支持されている。

図３は、この振動板１２とエッジ１３の形状を示す斜視図であって、振動板１２は、略円筒状の振動板本体部１２Ａと、この振動板本体部１２Ａの外周面に連続するように一体成形されてリング状の凹条部を形成する磁石収納部１２Ｂとから構成されている。

この振動板１２の振動板本体部１２Ａは、その前端面（図２において上側の面）の中央部が前方側に突出するように僅かに膨らんだ形状を備えている。

なお、振動板１２の磁石収納部１２Ｂの幅および深さ（すなわち、振動板本体部１２Ａの高さ）については、後述する。

エッジ１３は、そのリング状のエッジ本体部１３Ａが前方側（図２において上方側）に湾曲した形状を備えており、このエッジ本体部１３Ａの外周部に外フランジ部１３Ｂが一体的に成形されていて、外フランジ部１３Ｂが第１フレーム１１の外フランジ部１１Ｂに固定されることによって、振動板１２を第１フレーム１１に対して振動自在に支持している。

振動板１２の前方側（図２において上方側）には、円盤状の第２フレーム１４が配置されて、この第２フレーム１４のフレーム本体部１４Ａの外周部に一体的に形成された外フランジ部１４Ｂが、第１フレーム１１の外フランジ部１１Ｂにエッジ１３の外フランジ部１３Ｂを挟んだ状態で固定されている。

この第２フレーム１４のフレーム本体部１４Ａには、無数の孔１４ａが形成されている。

そして、この第２フレーム１４の背面側（図２において下側の面）の外周縁部に、リング状に成形されたプレート１５と、それぞれリング状に成形されてプレート１５の両側に配置された二枚のマグネット（この例においてはネオジウム・マグネット）１６Ａ，１６Ｂが固定されて、振動板１２の磁石収納部１２Ｂ内の所定位置に位置するように支持されている。

このマグネット１６Ａと１６Ｂは、プレート１５にそれぞれの同極側（図示の例ではＮ極側）が当接されて、このプレート１４を挟んだ状態で互いに固定されている。

このマグネット１６Ａと１６Ｂの外径と内径は互いに等しく さらに、それぞれの外径がプレート１５の外径よりも僅かに小さく、内径がプレート１５の内径よりも僅かに大きくなるように成形されていて、プレート１５の内周部がマグネット１６Ａと１６Ｂの内周部から内側に僅かに突出されており、外周部がマグネット１６Ａと１６Ｂの外周部から外側に僅かに突出されている。

振動板１２の磁石収納部１２Ｂは、その内径がプレート１５の内径よりも所定の長さだけ小さく、外径がプレート１５の外径よりも所定の長さだけ大きくなるようにその径方向の幅が設定されており、磁石収納部１２Ｂ内に位置されているプレート１５の内周面および外周面と磁石収納部１２Ｂ内の内側および外側の内周壁面との間に、それぞれ、隙間（後述する磁気ギャップｇ１，ｇ２）が形成されている。

さらに、この磁石収納部１２Ｂの深さは、プレート１５とマグネット１６Ａ，１６Ｂの中心線の方向の幅を合わせた長さよりも所要の長さだけ大きくなるように設定されている。

この振動板１２の磁石収納部１２Ｂの内側の外周面には、図４にも示されているように、振動板１２の静止状態においてプレート１５の内周面に対向する位置にリング状に巻回された第１ボイスコイル１７Ａが取り付けられて、プレート１５の内周面との間に磁気ギャップｇ１が形成されており、磁石収納部１２Ｂの外側の外周面に、振動板１２の静止状態においてプレート１５の外周面に対向する位置にリング状に巻回された第２ボイスコイル１７Ｂが取り付けられて、プレート１５の外周面との間に磁気ギャップｇ２が形成されている。

このスピーカ１０は、上記のようにプレート１５とマグネット１６Ａ，１６Ｂによって磁気回路が構成され、マグネット１６Ａ，１６Ｂによって形成される磁界内に位置される第１ボイスコイル１７Ａと第２ボイスコイル１７Ｂにそれぞれ同じ電流が流されることによって、第２フレーム１４によって定位置に支持されているプレート１５およびマグネット１６Ａ，１６Ｂに対して磁石収納部１２Ｂが中心線と平行な方向（図２において上下方向）に振動し、これによって、振動板本体部１２Ａが振動して音響を発生させる。

そして、この振動板本体部１２Ａは、第２フレーム１４に形成された孔１４ａおよび第１フレーム１１に形成された孔１１ａから出力される。

上記スピーカ１０の第１フレーム１１と第２フレーム１４を形成する材料は、非磁性体と磁性体の何れでであっても良い。

図５は、第１フレーム１１と第２フレーム１４が非磁性材料によって成形されているときのマグネット１６Ａ，１６Ｂからの磁束の流れを示しており、図６は、第１フレーム１１と第２フレーム１４が磁性材料によって成形されているときのマグネット１６Ａ，１６Ｂからの磁束の流れを示している。

この図５と図６を比較すると、図６において第１フレーム１１と第２フレーム１４が磁性材料によって成形されていることによって、マグネット１６Ａ，１６Ｂから出た磁束が、磁性体である第１フレーム１１および第２フレーム１４に誘導されてマグネット１６Ａ，１６Ｂにそれぞれ帰還するので、第１フレーム１１と第２フレーム１４が非磁性材料によって成形されている図５の場合よりも、磁束の利用が有効に行われることが分かる。

上記スピーカ１０によれば、プレート１５とマグネット１６Ａ，１６Ｂが振動板１２の磁石収納部１２Ｂ内に位置され、第１ボイスコイル１７Ａと第２ボイスコイル１７Ｂが磁石収納部１２Ｂの内側と外側の外周面に取り付けられているので、従来のように薄型スピーカの磁気回路の組み立ての際にボイスコイルを狭い磁気ギャップ内に挿入する必要が無くなり、これによって、振動板１２の成形が従来よりも容易になるとともに、磁気回路の組み立てを容易に行うことが出来るようになる。

図７は、この発明によるスピーカの実施形態における第２の実施例を示す側断面図である。

この図７において、スピーカ２０には、前述した第１実施例のスピーカ１０の構成に加えて、プレート１５の両側に固定された二個のマグネット１６Ａ，１６Ｂのうちの一方のマグネットのプレート１５と反対側（図示の例では、マグネット１６Ｂの背面側）にリング状の磁性体２１が取り付けられている。

他の部分の構成については、図２のスピーカ１０の構成と同様であり、同一の構成部分については、図２と同一の符号が付されている。

このスピーカ２０は、マグネット１６Ｂに磁性体２１が取り付けられていることによって、この磁性体２１にマグネット１６Ｂからの磁束が集められて、磁束の利用が有効に行われるようになる。

図８は、この発明によるスピーカの実施形態における第３の実施例を示す側断面図である。

この図８において、スピーカ３０は、前述した第１実施例のスピーカ１０が、プレート１５の両側に二個のマグネット１６Ａ，１６Ｂが取り付けていたのに対して、プレート１５の一方の側（図示の例では、スピーカ３０の前側）に一個のマグネット３６が取り付けられている。

他の部分の構成は、図２のスピーカ１０の構成とほぼ同様であり、同一の構成部分については、図２と同一の符号が付されている。

このスピーカ３０は、前述した第１実施例のスピーカ１０と比較して、磁気回路を一個のマグネットによって構成するので、その分、スピーカの厚さを薄くすることが出来る。

なお、このスピーカ３０においても、図２のスピーカ１０の場合と同様に、第１フレーム１１と第２フレーム１４を形成する材料は、非磁性体と磁性体の何れでであっても良いが、第１フレーム１１と第２フレーム１４が非磁性材料によって成形されているときのマグネット３６からの磁束の流れを示す図９と、第１フレーム１１と第２フレーム１４が磁性材料によって成形されているときのマグネット３６からの磁束の流れを示す図１０とを比較すると、図１０の場合の方が、マグネット３６から出た磁束が磁性体である第１フレーム１１および第２フレーム１４に誘導されて、その利用が有効に行われる。

図１１は、この発明によるスピーカの実施形態における第４の実施例を示す側断面図である。

この図１１において、スピーカ４０は、第１フレーム１１および第２フレーム１４が磁性材料によって成形されている。

そして、スピーカ４０は、図２のスピーカ１０の構成に加えて、磁石収納部１２Ｂの内側に取り付けられた第１ボイスコイル１７Ａの内側位置に、磁性材料によって外径が第１ボイスコイル１７Ａの内径よりも僅かに小さい円盤状に成形された磁束誘導盤４１が、その外周部が第１ボイスコイル１７Ａの内周側に近接した状態で配置されている。

この磁束誘導盤４１には、無数の孔４１ａが形成されている。

そして、磁束誘導盤４１の中央部分と第１フレーム１１のフレーム本体部１１Ａとの間に、磁性材料によって棒状または板状に成形された磁束誘導フレーム４２が介装されて、磁束誘導盤４１と第１フレーム１１のフレーム本体部１１Ａを連結するとともに、磁束誘導盤４１を第１ボイスコイル１７Ａに対して所定位置に位置されるように支持している。

さらに、磁石収納部１２Ｂの外側に取り付けられた第２ボイスコイル１７Ｂの外側位置に、磁性材料によってリング状に成形された磁束誘導フランジ４３が、第１フレーム１１の外フランジ部１１Ｂの内周部分に連結されることによって、その内周部が第２ボイスコイル１７Ｂの外周側に近接した状態で位置決めされている。

他の部分の構成は、図２のスピーカ１０の構成とほぼ同様であり、同一の構成部分については、図２と同一の符号が付されている。

このスピーカ４０は、マグネット１６Ａと１６Ｂからの磁束が、図１２に磁力線ａによって示されるように、磁束誘導盤４１および磁束誘導フレーム４２，磁束誘導フランジ４３，第１フレーム１１，第２フレーム１４によって誘導されてマグネット１６Ａ，１６Ｂに帰還され、これによって、前述した各実施例のスピーカよりもさらに、磁束の利用が有効に行われるようになる。

図１３は、この発明によるスピーカの実施形態における第５の実施例を示す側断面図である。

この図１３において、スピーカ５０は、前述した第４実施例のスピーカ４０が、プレート１５の両側に二個のマグネット１６Ａ，１６Ｂ取り付けていたのに対して、プレート１５の一方の側（図示の例では、スピーカ５０の前側）に一個のマグネット５６が取り付けられている。

他の部分の構成は、図１１のスピーカ４０の構成とほぼ同様であり、同一の構成部分については、図１１と同一の符号が付されている。

このスピーカ５０は、前述した第４実施例のスピーカ４０と比較して、磁気回路を一個のマグネットによって構成するので、その分、スピーカの厚さを薄くすることが出来る。

なお、このスピーカ５０においても、図１１のスピーカ４０の場合と同様に、マグネット５６からの磁束が、図１４に磁力線ｂによって示されるように、磁束誘導盤４１および磁束誘導フレーム４２，磁束誘導フランジ４３，第１フレーム１１，第２フレーム１４によって誘導されてマグネット５６に帰還され、これによって、磁束の利用がさらに有効に行われるようになる。

従来のスピーカの構成を示す断面図である。 この発明の実施形態の第１実施例を示す断面図である。 同実施例の振動板の形状を示す斜視図である。 同振動板へのボイスコイルの取り付け状態を示す斜視図である。 第１実施例において第１フレームと第２フレームが非磁性材料によって成形されているときの磁気回路の磁束の流れを示す説明図である。 第１実施例において第１フレームと第２フレームが磁性材料によって成形されているときの磁気回路の磁束の流れを示す説明図である。 この発明の実施形態の第２実施例を示す断面図である。 この発明の実施形態の第３実施例を示す断面図である。 第３実施例において第１フレームと第２フレームが非磁性材料によって成形されているときの磁気回路の磁束の流れを示す説明図である。 第３実施例において第１フレームと第２フレームが磁性材料によって成形されているときの磁気回路の磁束の流れを示す説明図である。 この発明の実施形態の第４実施例を示す断面図である。 第４実施例における磁気回路の磁束の流れを示す説明図である。 この発明の実施形態の第５実施例を示す断面図である。 第５実施例における磁気回路の磁束の流れを示す説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０ …スピーカ
１１ …第１フレーム（第１フレーム部材）
１１ａ …孔
１２ …振動板（振動部材）
１２Ａ …振動板本体部（振動部分）
１２Ｂ …磁石収納部（凹条部）
１３ …エッジ（エッジ部材）
１４ …第２フレーム（第２フレーム部材）
１５ …プレート（プレート部材）
１６Ａ，１６Ｂ，３６，５６ …マグネット（マグネット部材）
１７Ａ …第１ボイスコイル（第１ボイスコイル部材）
１７Ｂ …第２ボイスコイル（第２ボイスコイル部材）
２１ …磁性体
４１ …磁束誘導盤（第１磁束誘導部材）
４２ …磁束誘導フレーム（第２磁束誘導部材）
４３ …磁束誘導フランジ（第３磁束誘導部材）
ｇ１，ｇ２ …磁気ギャップ

Claims (19)

1. 略円盤状の振動部材と、
   この振動部材の振動部分に振動部材と同心のリング状に延びるように形成された凹条部と、
   前記振動部材の外周部をエッジ部材を介して振動自在に支持する第１フレーム部材と、
   前記凹条部の内側内周面の径よりも内径が所要の長さだけ大きく凹条部の外側内周面の径よりも外径が所要の長さだけ小さいリング形状に成形されて凹条部内に振動部材と同心状に挿入されたプレート部材と、
   このプレート部材の内径よりも内径が大きくプレート部材の外径よりも外径が小さいリング形状に成形されて凹条部内に振動部材と同心状に挿入されるとともにプレート部材に固定されたマグネット部材と、
   前記プレート部材とマグネット部材を凹条部内の所定位置に支持する第２フレーム部材と、
   前記凹条部の内側外周面にリング状に巻回されて凹条部内に支持されたプレート部材の内周面に凹条部の壁部を挟んで対向される第１ボイスコイル部材と、
   前記凹条部の外側外周面にリング状に巻回されて凹条部内に支持されたプレート部材の外周面に凹条部の壁部を挟んで対向される第２ボイスコイル部材と、
   を備えていることを特徴とするスピーカ。
2. 前記プレート部材の両側に二個のマグネット部材が、それぞれ同じ側の極がプレート部材に当接された状態で固定されている請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記プレート部材の片側にマグネット部材が、一方の極がプレート部材に当接された状態で固定されている請求項１に記載のスピーカ。
4. 前記マグネット部材のプレート部材に当接されている面と反対側の面に、磁性体が取り付けられている請求項１に記載のスピーカ。
5. 前記マグネット部材が、ネオジウムマグネットである請求項１に記載のスピーカ。
6. 前記第１フレーム部材が磁性材料によって成形されている請求項１に記載のスピーカ。
7. 前記第１フレーム部材に、この第１フレーム部材を裏表に貫通する孔が形成されている請求項１に記載のスピーカ。
8. 前記第２フレーム部材が、振動部材を挟んで第１フレーム部材と反対側に配置されるとともに、磁性材料によって成形されている請求項１に記載のスピーカ。
9. 前記第２フレーム部材に、この第２フレーム部材を裏表に貫通する孔が形成されている請求項１に記載のスピーカ。
10. 前記第１ボイスコイル部材の内側に、磁性体によって形成された第１磁束誘導部材が配置されている請求項１に記載のスピーカ。
11. 前記第１フレーム部材が磁性材料によって成形され、この第１フレーム部材と第１磁束誘導部材の間に介装された第２磁束誘導部材によって第１フレーム部材と第１磁束誘導部材が連結されている請求項１０に記載のスピーカ。
12. 前記第２ボイスコイル部材と第１フレーム部材との間に第３磁束誘導部材が配置されている請求項１に記載のスピーカ。
13. 前記第３磁束誘導部材が第１フレーム部材に連結されている請求項１２に記載のスピーカ。
14. リング形状のプレート部材の両側に、二個のリング形状のネオジウムマグネットが、それぞれ同じ側の極がプレート部材に当接された状態で、プレート部材と同心状に固定されていることを特徴とするスピーカ用磁気回路。
15. 前記ネオジウムマグネットの内径がプレート部材の内径よりも大きく、外径がプレート部材の外径よりも小さい請求項１４に記載のスピーカ用磁気回路。
16. 外周部にエッジを有する略円盤状の振動部材と、
    この振動部材の振動部分に振動部材と同心のリング状に延びるように形成された凹条部と、
    前記凹条部の内側外周面にリング状に巻回された第１ボイスコイル部材と、
    前記凹条部の外側外周面にリング状に巻回された第２ボイスコイル部材と、
    を備えていることを特徴とするスピーカ用振動系アセンブリ。
17. 前記凹条部が振動部材と一体的に成形されている請求項１６に記載のスピーカ用振動系アセンブリ。
18. 前記エッジが振動部材と一体的に成形されている請求項１６に記載のスピーカ用振動系アセンブリ。
19. 前記凹条部の内周壁および外周壁が、振動部材の振動方向に対してほぼ平行に延びている請求項１６に記載のスピーカ用振動系アセンブリ。

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