JP2006217009A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 入力にあっても、ボイスコイル振動によるローリング現象を十分抑え、かつ、コイルの断線やレアショートを抑えるとともに、ボイスコイル振動による熱の冷却効果を上げ、軽量化に寄与するスピーカを提供する。
【解決手段】 ２つのマグネット３，４を、所定の距離をもって同極同士が対向するよう配置した磁気回路を結合したフレーム５内に、振動板９とダンパー１０とによって、ボイスコイル６を前記磁気回路の外周に保持するに際し、前記振動板１０の内周部をボイスコイル６の上端部に、ダンパー１０の内周部をボイスコイルの下端部に、それぞれ接着固定し、ボイスコイル６を上下２点で保持してスピーカ１を構成する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、各種音響機器に使用されるスピーカ、特に、薄型で軽量に形成することが可能なスピーカに関するものである。

スピーカの軽量化を図る一つの方策として、２枚のマグネットを互いに反発する磁気方向に設けることで反発磁界を発生する磁気回路を構成し、その反発磁界内にボイスコイルを配置することで、従来磁気回路形成で必要とされるヨークコアを必要としない構造となる磁気ギャプレスの反発磁気回路型スピーカが知られている。
この反発磁気回路型スピーカは、ボイスコイル振動によるローリング現象や放熱などに問題があった。そのため、それらを改善する方法が提案されている。

たとえば、特許第３１３７２１７号（特許文献１）には、フレーム内の中央部に、２枚のマグネットを互いに反発する磁気方向に配置することにより反発磁界を形成し、この反発磁界に、ボイスコイルボビンの外周の、ほぼ中央部に巻回されたボイスコイルを設置し、このボイスコイルのほぼ中央部を、前記フレームにダンパーを介して支持するとともに、前記ボイスコイルのほぼ中央部とフレーム間に、コーン型の振動板を設けたスピーカが開示されている。

このスピーカでは、スペーサを挟んで２枚のマグネットを互いに反発する磁気方向に配置して反発磁界を形成し、この反発磁界にボイスコイルを設置し、動電型に構成し、ヨーク（継鉄）レスとしているので、極めて薄型で軽量に形成することが可能となる。特に、ボイスコイルに振動板を直結しているので、ボイスコイルから振動板への駆動力の伝達ロスを殆どなくすことができ、したがってボイスコイルへの入力信号に対する振動板の立ち上がりを極めて忠実に行うことができ、かつこのボイスコイル６外周のほぼ中央部にコーン型の振動板を結合しているので、コーン型の振動板を有するスピーカにおいて、薄型で軽量に形成することができる。
また、ボイスコイルのほぼ中央部をダンパーにより支持していて、ボイスコイルの作動の中心点を支えているので、従来のローリングメカニズムから解放され、高精度，高音質を得ることが可能となる、としている。

また、特許３５５９８３２号（特許文献２）においては、２つのマグネットを同極側が対向するように配置して、マグネットの外周に反発磁束による磁界が形成されるようにした反発型磁気回路を構成し、この磁界内にボイスコイルを配置するとともに、前記ボイスコイルよりも下方側で、振動板及びダンパーの内径部をコイルボビンに接合してなるスピーカにおいて、反発型磁気回路の上部を覆うように金属からなるほぼドーム状の覆い部材を配置し、その外周下端部をボイスコイルの外周近傍に延びるようにして、反発磁束の磁束密度を高める、薄型でありながら、従来のアウターリングを配置したものと同様の機能を持たせることができ、反発磁気回路の上部を金属からなるほぼドーム状の覆い部材を配置することで、ボイスコイルからの発熱を放熱でき、ボイスコイルの熱損やスピーカの性能が劣化したりすることのおそれがないスピーカを開示している。

また、特開平９−５５９９６（特許文献３）においては、２つのマグネットを同極同士が対向するように配置するとともに、両マグネット間に磁性材からなるセンタープレートを配置して磁気回路部を構成し、前記センタープレートの外周に生じる反発磁界内に、ボイスコイルを配置した反発磁気回路型スピーカにおいて、磁気回路部を固定するためのホルダーに放熱フィンを設けて放熱効果を高め、フレームに放熱フィンに向けて開口するように強制空冷用のダクトを設け、振動板の振幅に伴う呼吸作用により、ダクトを通じて強制空冷し、ボイスコイルからの熱を放出する反発型磁気回路スピーカを開示している。
特許第３１３７２１７号公報（特許請求の範囲、問題を解決する手段） 特許第３５５９８３２号公報（特許請求の範囲、問題を解決する手段） 特開平９−５５９９６号公報（問題を解決する手段）

従来、反発磁気回路型スピーカとすることでスピーカの軽量化が図られてきたが、軽量化とともに、大入力対応への要求が強い。しかし、通常行われているボイスコイルボビンの一端部に、振動板およびダンパーの内周部を固定させる形態では、ボイスコイルボビンの支持が片持ちとなり、ローリングし易いという問題がある。

また、特許文献１〜３に開示されたスピーカのように、ボイスコイルの中央部のみに振動板およびダンパーの内周部を固定させる形態では、上記片持ちの形態に比べ、ローリングに対して有利であるものの、ボイスコイルボビンの支持個所がボビン中央部に集中しているため、大入力時においては、ボイスコイル振動によるローリング現象を十分抑えることができず、良好な音質が得られないという問題がある。

また、リード線の配線形態として、図示しないが、通常、リード線をダンパーの径方向に添わせ、ダンパーの外縁部で固定するように配線される。しかしながら、そのような配線形態では、高調波成分を含んだ、いわゆる寄生振動が発生し易く、大入力時には断線が発生するという信頼性に係わる問題がある。

また、ボイスコイルが１層とか３層のように奇数層の場合、図７に示すように、導線を真円の筒状になるよう巻いたボイスコイル６の下方に位置する始端部（又は終端部）６ａを、上方に持ち上げるような巻き方がなされるため、巻き始めと巻き終わりとでのレアショート（巻線間ショート）が発生しやすく、ショート防止策として絶縁テープを施す場合は、その作業が生産効率を下げるという問題がある。

また、大入力時において、ボイスコイル振動による放熱の排出が不十分なために、ボイスコイルの抵抗値が上昇し、駆動電流が減少するため音圧レベルが下がってしまうという問題がある。

この発明はかかる問題に鑑みつつなされたもので、大入力にあっても、ボイスコイル振動によるローリング現象を十分抑え、かつ、コイルの断線やレアショートを抑えるとともに、ボイスコイル振動による熱の冷却効果を上げ、軽量化に寄与するスピーカを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため、この発明の請求項１に記載の発明は、
２つのマグネットを、所定の距離をもって同極同士が対向するよう配置した磁気回路を結合したフレーム内に、振動板とダンパーとによって、ボイスコイルを前記磁気回路の外周に保持するに際し、
前記振動板の内周部をボイスコイルの上端部に、
ダンパーの内周部をボイスコイルの下端部に、
それぞれ接着固定すること
を特徴とするスピーカである。

また、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記ボイスコイルは、
リード線にリッツ線を使用し、前記リッツ線を、前記ダンパー上で弧を描くように外周方向に引き出し、前記ダンパーに形成されたコルゲーションの複数の頂点とリード線とを接着固定すること
を特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載のスピーカにおいて、
前記ボイスコイルは、
リード線が、ボイスコイルの上下端から、それぞれ水平方向に引き出されていること
を特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記振動板は、
前記磁気回路の上部を覆うダストキャップを有し、このダストキャップに覆われる部位に、空気の給排気孔が設けられていること
を特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記磁気回路は、
２つのマグネットおよびプレートの各外周面を上下方向で直線状となるよう構成し、ボイスコイルボビンの内周面とのギャップ幅を最小限とし、前記ダンパーとボイスコイルとの取付け部位以下のフレームには、一切の開口部を設けないよう構成したこと
を特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載のスピーカにおいて、
前記振動板およびダンパーは、
その内周部をボイスコイルの端部にそれぞれ接着固定するに際し、ボイスコイルの上下の端部に直接接着剤を塗布して接着固定すること
を特徴とするものである。

この発明のスピーカは、２つのマグネットを同極同士が対向するよう配置した磁気回路と、この磁気回路に結合したフレームと、内周部にボイスコイルボビンに巻回されたボイスコイルを固定し、外周縁部を前記フレームに固定した振動板と、内周部に前記ボイスコイルを固定するとともに、その外周縁部を前記フレームに固定したダンパーとを有するスピーカであって、前記振動板は、前記ボイスコイルの上端部に、前記ダンパーは、前記ボイスコイルの下端部に、それぞれ接着固定しているので、ボイスコイル振動によるローリング現象を十分抑え込むことができる。

特に、この発明においては、ボイスコイルのリード線をリッツ線とし、このリッツ線をダンパー上で弧を描くように引き出し、複数のコルゲーションの頂点で接着固定することで、固定点間の距離を長くすることができる。また、リード線を半径方向に直線的に引き出し、コルゲーションの頂点で接着固定するのに比べ、リード線が受ける振幅を緩めることができ、断線を防ぐことができる。さらに、リード線が数箇所で接着固定されるので、前述の寄生振動の発生を抑え、共振疲労による断線を抑制することもできる。

また、ボイスコイルの層数が奇数の場合に、ボイスコイルのリード線を、ボビンの上下端より引き出すようにすることで、リード線がボイスコイルボビンの一端から2本出る従来構造に比べ、巻き始めと巻き終わりとでのレアショートの発生を抑制することができ、巻き線作業も単純になり作業効率を上げることができる。

また、ダンパーがエアポンプのように作用することから、振動板のダストキャップに覆われる部位に、空気の給排気孔を設けることで、その給排気孔を通してボイスコイルの内側の空気を高速で吸引、排出を繰り返すことが可能となり、絶えずボイスコイル周辺を強制空冷状態とすることなり、温度上昇によるボイスコイルの抵抗値上昇を防ぎ、安定した音圧を得ることができる。

さらに、振動板およびダンパーを固定する接着剤を、ボイスコイルの上下の端部に直接塗布することで、ボイスコイルからの熱の吸収・放出を効果的に行なうことができる。

以下、この発明にかかるスピーカの実施の形態を、添付の図面に基づき具体的に説明するが、この発明は、図示された実施例に限定されるものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において、種々変更を加えることができるものである。

図１は、この発明にかかるスピーカの一例を示す一部切欠き平面図、図２は図１のＸ−Ｙに沿った断面の模式図である。
この発明のスピーカ1は、非磁性材料で形成された円板状のプレート２を介して、ネオジウム磁石などで形成された２つの円板状のマグネット３，４を、同極同士を対向するように配置して構成された磁気回路と、この磁気回路を内底部の中央に結合したフレーム５と、内周部がボイスコイルボビン７に巻回されたボイスコイル６に固定され、外周縁部がエッジ８を介して前記フレーム５に固定されたコーン状の振動板９と、内周部が前記ボイスコイル６に固定され、外周縁部が前記フレーム５に固定されたダンパー１０とから構成されたものである。
なお、図中、１１は前記磁気回路の上面を覆うダストキャップ、１２はガスケットを示している。

より具体的に説明すると、この発明のスピーカ１は、振動板９の内周部（ネック部）をボイスコイル６の上端部に、ダンパー１０は、その内周部をボイスコイル６の下端部に、それぞれ接着固定するようにしたものである。

このようにボイスコイル６を、上下の端部で支えることによって、ローリング現象を抑制するとともに、振動板９およびダンパー１０を固定する接着剤Ｂを、ボイスコイル7の上下の端部に、ボイスコイル６に直接塗布するようにして、ボイスコイル６からの熱の吸収・放出にも寄与するようにしている。

また、この発明のスピーカ１においては、前記振動板９上に設けられたダストキャップ１１によって妨げられる空気の流れを良くするため、前記ダストキャップ１１の内側に位置する振動板９に、複数の空気の給排気孔１３を同一円周上に位置するように配置したものである。

この給排気孔１３は、ダストキャップ１１で覆われる振動板９上であれば、その位置には特段の制限はなく、その形状や数は、スピーカの形状、用途などを勘案して適宜選択することができるものである。

その際、給排気孔１４による空気の給排気の効率を高めるため、図２および図３に示すように、２つのマグネットプレート３，４と、プレート２の外周端が、軸方向において同一（面一）となるように揃え、磁気回路の外周部とボイスコイルボビン７内側との間に生じるギャップＧの幅を極力小さくし、空気の漏洩を抑えるとともに、ダンパー９の取付け個所（接着剤Ｂで示される部位）以下のフレーム５には、一切の開口部を設けず気密性が保てるようにすることが好ましい。

また、ボイスコイル６の両端部を、リード線を介してフレーム５に形成した端子（図示せず）に引き出すに際し、リード線として、高周波領域での抵抗上昇が抑えられ、コイルの温度上昇が低く、可撓性に優れた、エナメル線を撚り合わせて形成したリッツ線を使用することが好ましい。

その際、リッツ線からなるリード線６ａ，６ａを、それぞれ図４に示すように、前記ダンパー１０の上面に引き出し、ダンパー１０上を、円弧を描くようにして這わせ、ダンパー１０に同心円状に形成されたコルゲーション（波型のひだ）１０ａの複数の頂部と、この頂部に接する円弧状に引き出したリード線６ａの最下点とを、接着剤によって一体的に固着するものである。

リード線６ａの引き出しを、前記のような方法で行なうことによって、リード線を半径方向に直線的に引き出し、接着固定する従来の手段に比べ、この発明のスピーカ１は、固定点間の距離を長くすることができる。また、リード線６ａを半径方向に直線的に引き出し、接着固定するのに比べ、リード線が受ける振幅を緩めることから、断線を防ぐことができる。

なお、リード線のダンパーへの接着に使用する接着剤については、特段の制限はないものの、硬化後も弾性を有する接着剤を使用することが、断線防止上好ましい。

また、リード線６ａは、図6に示すように、ボイスコイル６を真円状に巻いたままの状態で、上下の端部からそれぞれ引き出すようにすることによって、図７に示すような従来の形態に比べ、単純な巻き線作業で、かつ、巻き始め、巻き終わりでのレアショート防止のため、コイル層数を奇数とした場合でも、従来行なわれているテーピング等の作業も無くすことができ、効率的にスピーカを生産することができる。

なお、この発明においては、マグネット３，４間に非磁性材料からなる円板状のプレート２を介在させているが、プレート２を介在させないこともできる。また、磁性材からなるプレートと使用して、磁束密度を向上させることも当然行なうことができる。

この発明にかかるスピーカの一例を示す一部切欠き平面図である。 図１のＸ−Ｙに沿った断面の模式図である。 この発明にかかるスピーカの要部を示す拡大図である。 この発明にかかるスピーカのダンパーの一例を示す平面図である。 図４におけるＸ−Ｙに沿った断面の模式図である。 この発明にかかるスピーカのボイスコイルの一例を示す正面図である。 従来のボイスコイルの正面図である。

符号の説明

１ スピーカ
２ プレート
３，４ マグネット
５ フレーム
６ ボイスコイル
６ａ ボイスコイルのリード線
７ ボイスコイルボビン
８ エッジ
９ 振動板
１０ ダンパー
１１ ダストキャップ
１３ 給排気孔
Ｂ 接着剤

Claims (6)

1. ２つのマグネットを、所定の距離をもって同極同士が対向するよう配置した磁気回路を結合したフレーム内に、振動板とダンパーとによって、ボイスコイルを前記磁気回路の外周に保持するに際し、
   前記振動板の内周部をボイスコイルの上端部に、
   ダンパーの内周部をボイスコイルの下端部に、
   それぞれ接着固定すること
   を特徴とするスピーカ。
2. 前記ボイスコイルは、
   リード線にリッツ線を使用し、前記リッツ線を、前記ダンパー上で弧を描くように外周方向に引き出し、前記ダンパーに形成されたコルゲーションの複数の頂点とリード線とを接着固定すること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記ボイスコイルは、
   リード線が、ボイスコイルの上下端から、それぞれ水平方向に引き出されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ。
4. 前記振動板は、
   前記磁気回路の上部を覆うダストキャップを有し、このダストキャップに覆われる部位に、空気の給排気孔が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
5. 前記磁気回路は、
   ２つのマグネットおよびプレートの各外周面を上下方向で直線状となるよう構成し、ボイスコイルボビンの内周面とのギャップ幅を最小限とし、前記ダンパーとボイスコイルとの取付け部位以下のフレームには、一切の開口部を設けないよう構成したこと
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
6. 前記振動板およびダンパーは、
   その内周部をボイスコイルの端部にそれぞれ接着固定するに際し、ボイスコイルの上下の端部に直接接着剤を塗布して接着固定すること
   を特徴とする請求項１に記載のスピーカ。