JP2007336322A - スピーカ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動板の形状に制約を受けることなく磁気回路部を設計できるようにすることで、スピーカ設計の自由度を高める。
【解決手段】ドーム部２ａとエッジ部２ｂとが一体形成された振動板２と、振動板２におけるドーム部２ａとエッジ部２ｂの境界部２ｃに結合され、境界部２ｃから振動板２の径方向内側又は外側に延設される結合支持部材５と、結合支持部材５の延設端部に取り付けられるボイスコイル４と、ボイスコイル４を収容する磁気ギャップ３ｇを有する磁気回路部３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカ及びその製造方法に関するものである。

スピーカは、磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルに音響信号を供給してこれを振動させ、スピーカフレームに外周縁が支持された振動板にボイスコイルの振動を伝えて音を発生させるものである。スピーカの振動板には各種の形態があるが、スピーカ口径とほぼ同口径の振動板を装着できるドーム型振動板を有するスピーカが小型又は超小型スピーカとして普及している（下記特許文献１参照）。

図１は、従来のドーム型振動板を有するスピーカの構造を示した断面図である。振動板ａは外側ロール状のエッジ部ａ１と中央部凸状のドーム部ａ２とを有しており、エッジ部ａ１の外周縁がフレームｄの内縁に取り付けられている。そして、ドーム部ａ２とエッジ部ａ１との境界部ａ３にボイスコイルｂが結合若しくは接着されて吊り下げられた状態になっており、このボイスコイルｂが磁気回路部ｃにおける磁気ギャップｃ１内に収容されている。

ボイスコイルｂがドーム部ａ２とエッジ部ａ１の境界部ａ３に結合されるのは、ドーム部ａ２又はエッジ部ａ１の端縁にボイスコイルｂからの振動を伝えることで、ドーム部ａ２又はエッジ部ａ１の形状全体を振動板として有効に機能させるためである。

特開２００３−２５９４８６号公報

このような従来のドーム型振動板を有するスピーカによると、エッジ部ａ１とドーム部ａ２からなる振動板の形状が決まると、その境界部ａ３にボイスコイルｂが結合されることになって、ボイスコイルｂの径も振動板の形状によって決められることになる。そして、ボイスコイルｂの結合位置と径に応じて磁気回路部ｃが形成されるので、結果的に振動板の形状に磁気回路部を含むスピーカの設計が制約を受けることになる。

しかしながら、例えば、振動板のドーム部を大きく形成した場合でも磁気回路部の径を小型化してスピーカ全体の軽量化及びコスト低減を図りたい場合や、振動板のドーム部を小さく形成した場合でも磁気回路部の径を大きくしてスピーカの性能アップを図りたい場合等、振動板の形状とは無関係に磁気回路部を設計したい場合や磁気回路部のサイズとは無関係に振動板の形状を設計したい場合があり、従来のドーム型振動板を有するスピーカでは、スピーカ設計の自由度が低くならざるを得ない問題があった。

また、既存の振動板と各種の性能を有する磁気回路部との組み合わせや、既存の磁気回路部と各種形状の振動板との組み合わせを行おうとしても、振動板の形状に磁気回路部の形態が制約を受けるので、既存の振動板や既存の磁気回路部を用いて各種性能のスピーカを得ることができないという問題があった。

また、従来のドーム型振動板を有するスピーカでは、図１に示すように、振動板ａの厚さＨ１にボイスコイルｂの厚さＨ２を加えた厚さＨ（＝Ｈ１＋Ｈ２）をスピーカの厚さの中に確保する必要があるので、この厚さＨがスピーカの薄型化を図る上での制限要因になっていた。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、振動板の形状に制約を受けることなく磁気回路部を設計できるようにすることで、スピーカ設計の自由度を高めること、既存の振動板や磁気回路部を流用して各種性能のスピーカを得ることができること、振動板の厚さとボイスコイルの厚さに制約を受けることなくスピーカの薄型化を可能にすること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるスピーカ及びその製造方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

［請求項１］中央が外側に凸状のドーム部と該ドーム部の外周側に形成されたエッジ部とが一体形成された振動板と、該振動板における前記ドーム部と前記エッジ部の境界部に結合され、該境界部から前記振動板の径方向内側又は外側に延設される結合支持部材と、前記結合支持部材の延設端部に取り付けられるボイスコイルと、前記ボイスコイルを収容する磁気ギャップを有する磁気回路部と、を備えることを特徴とする。

［請求項４］中央が外側に凸状のドーム部と該ドーム部の外周側に形成されたエッジ部とが一体形成された振動板と、該振動板における前記ドーム部と前記エッジ部の境界部に結合され、該境界部から前記振動板の径方向内側又は外側に延設される結合支持部材と、前記結合支持部材の延設端部に取り付けられるボイスコイルと、前記ボイスコイルを収容する磁気ギャップを有する磁気回路部とを備えるスピーカの製造方法であって、前記磁気ギャップに対応する位置決め溝を有する芯出し治具をフレームに取り付け、前記位置決め溝に前記ボイスコイルを位置決めした状態で、前記結合支持部材を前記ボイスコイルに結合させ、前記振動板の外縁を前記フレームの内縁に結合しながら、前記振動板の境界部と前記結合支持部材とを結合し、前記芯出し治具を前記フレームから取り外した後に前記磁気回路部を前記フレームに取り付けることを特徴とするスピーカの製造方法。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は本発明の一実施形態に係るスピーカの構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係るスピーカは、略円筒状のフレーム１の内縁に振動板２の外縁が結合されており、フレーム１の内部に磁気回路部３が取り付けられている。そして、磁気回路部３の磁気ギャップ３ｇ内にボイスコイル４が配置され、ボイスコイル４と振動板２とを結合する結合支持部材５が設けられている。

振動板２は、中央が外側に凸状のドーム部２ａとドーム部２ａの外周側に形成されて断面が外側に凸状のエッジ部２ｂとが一体形成されており、ドーム部２ａとエッジ部２ｂとの間には略平面状の境界部２ｃが形成されている。

結合支持部材５は、振動板２におけるドーム部２ａとエッジ部２ｂとの境界部２ｃに一端が結合され、境界部２ｃから振動板２の径方向外側に延設された中心部開口の円盤状部材からなる。

そして、ボイスコイル４が結合支持部材５の延設端部に取り付けられ、そのボイスコイル４が磁気回路部３の磁気ギャップ３ｇ内に収容されている。磁気回路部３は、ここでは、トッププレート３ａ，マグネット３ｂ，ヨーク３ｃからなる内磁型のものを示しているが、これに限らず、磁気ギャップ３ｇの外側にマグネットを備える外磁型のものであってもよい。

このスピーカは、ボイスコイル４の入力端子（図示省略）に音響信号を供給することで、磁気ギャップ３ｇ内でボイスコイル４を図示の上下に振動させ、その振動を結合支持部材５を介して振動板２に伝えて音を発生させるものである。

この実施形態では、結合支持部材５を介して振動板２とボイスコイル４とを結合しているので、結合支持部材５の延設幅を適宜に設定することでボイスコイル４の位置及び径を振動板２の形状（ドーム部２ａとエッジ部２ｂの大小関係等）とは無関係に設計することができる。逆に言えば、磁気回路部４の大きさ及びこれによって決まるボイスコイル４の位置及び径とは無関係に振動板２の形状を所望の音響特性に応じて設計することができる。

図２に示す例では、振動板２の形状とは無関係に磁気回路部３のサイズを大型化することができ、これによってスピーカの出力性能を向上させることができる。

図３は、本発明の一実施形態に係るスピーカを示す断面図である。図２に示した実施形態と同一部位には同一符号を付して一部重複説明を省略する。この実施形態では、結合支持部材５を振動板２の境界部２ｃから振動板２の径方向内側に延設しており、その延設端部にボイスコイル４を取り付けている。

この実施形態においても、結合支持部材５を介して振動板２とボイスコイル４とを結合しているので、結合支持部材５の延設幅を適宜に設定することでボイスコイル４の位置及び径を振動板２の形状（ドーム部２ａとエッジ部２ｂの大小関係等）とは無関係に設計することができると共に、磁気回路部４の大きさ及びこれによって決まるボイスコイル４の位置及び径とは無関係に振動板２の形状を所望の音響特性に応じて設計することができる。

そして、図３に示す例では、振動板２の形状に対して磁気回路部３のマグネットサイズを小さくしてコストの低減化を図ることができ、さらにスピーカの背面外側のスペースを確保して、振動板２を小さくすることなくスピーカの設置スペースを確保することができる。

図２，３に示した本発明の実施形態によると、既存の振動板或いは磁気回路部を流用してスピーカを得る際の設計自由度を高めることができる。従来例では、振動板の境界部に直接ボイスコイルを結合することから、振動板の形状によってドーム部とエッジ部の形状及びサイズが決まると、それに応じて磁気回路部の磁気ギャップ配置を決める必要があり、既存の振動板や磁気回路部を流用して自由度の高いスピーカの設計を行うことができない。

前述した本発明の実施形態によると、既存の振動板２を流用して新たにスピーカを設計する際に、その振動板２の形状及びサイズの制約を受けることなく、磁気回路部３のサイズを設定することが可能になる。また、既存の磁気回路部３を流用したい場合に、これに制約を受けることなく、振動板２の形状（ドーム部２ａのドーム幅、エッジ部２ｂのロール幅）の寸法設定が可能になる。

これによると、決められた磁気回路部３のサイズに対して、境界部２ｃから結合支持部材５を振動板２の内側に延設させて境界部２ｃと結合支持部材５との結合位置を磁気回路３の外側に配置することで、振動板２のエッジ部２ｂのロール形状を小さくしてスティフネスを大きくし、またドーム部２ａの有効振動面積を大きくして高耐入力化、高感度化を実現することができる。

反対に、決められた磁気回路部３のサイズに対して、境界部２ｃから結合支持部材５を振動板２の外側に延設させて境界部２ｃと結合支持部材５との結合位置を磁気回路３の内側に配置することで、振動板２におけるエッジ部２ｂのロール形状を大きくしてコンプライアンスを大きくし、広帯域再生が可能なスピーカを実現することができる。

図４は、本発明の一実施形態に係るスピーカを示す断面図である。前述した実施形態と同一部位には同一符号を付して一部重複説明を省略する。この実施形態では、結合支持部材５が、ボイスコイル４の振動方向に沿って結合支持部材５を折り曲げる折り曲げ部５ａ１を有している。

この実施形態における結合支持部材５は、外端側が境界部２ｃに結合されており、振動板２の内側に延設されると共に、中間部分に折り曲げ部５ａ１が形成されて、延設端部にボイスコイル４が取り付けられている。図示の例では、振動板２の内側に結合支持部材５を延設させて、振動板２に対して小型の磁気回路部３を対応させているが、逆に、振動板２の外側に結合部材５を延設させて、振動板２に対して大型の磁気回路部３を対応させることもできる。

この実施形態では、前述の特徴に加えて、結合支持部材５を振動方向に折り曲げる折り曲げ部５ａ１を設けることで、ボイスコイル４の振動に対して結合支持部材５の撓みやねじれを防ぎ、結合支持部材５をボイスコイル４の補強材として作用させることができ、ボイスコイル４の振動のリニアリティを向上させると共に、ボイスコイル４の振動を直線的に振動板２に伝えることができる。

図５，図６は、本発明の一実施形態に係るスピーカを示す断面図である。前述した実施形態と同一部位には同一符号を付して一部重複説明を省略する。この実施形態では、結合支持部材５の延設端部が振動板２の凸状空間内に入り込むように折り曲げられた折り曲げ部５ａ２，５ａ３を有している。

図５に示す例では、結合支持部材５は、外端側が境界部２ｃに結合されており、振動板２の内側に延設されると共に、中間部分に折り曲げ部５ａ２が形成されて、延設端部にボイスコイル４が取り付けられている。また、磁気回路部３は、ボイスコイル４の外側にマグネット３ｂを配置した外磁型の磁気回路を形成している。

図６に示す例では、結合支持部材５は、内端側が境界部２ｃに結合されており、振動板２の外側に延設されると共に、中間部分に折り曲げ部５ａ３が形成されて、延設端部にボイスコイル４が取り付けられている。また、延設端部にはボイスコイル４に沿った折り曲げ部５ｂが形成されており、これによってボイスコイル４のガイド部を形成している。

図５，図６に示した実施形態によると、前述した特徴に加えて、ドーム部２ａの下部又はエッジ部２ｂの下部の空間を有効に活用してボイスコイル４を配置することができ、振動板２の厚さの中にボイスコイル４の厚さを組み込んで、スピーカ全体の薄型化を図ることが可能になり、振動板２が上下に振動した際に他部材に干渉しない構造にすることができる。

図７は、本発明の実施形態に係るスピーカの製造方法を説明する説明図である。この実施形態によると、磁気ギャップ３ｇに対応する位置決め溝１０ａを有する芯出し治具１０をフレーム１に取り付け、位置決め溝１０ａにボイスコイル４を位置決めした状態で、結合支持部材５をボイスコイル４に結合させ、振動板２の外縁をフレーム１の内縁に結合しながら、振動板２の境界部２ｃと結合支持部材５とを結合し、芯出し治具１０をフレーム１から取り外した後に磁気回路部３をフレーム１に取り付けている。

すなわち、同図（ａ）に示すように、先ず、芯出し治具１０をフレーム１の下部開口から挿入して取り付け、芯出し治具１０の位置決め溝１０ａ内にボイスコイル４を配置する。そして、ボイスコイル４に結合支持部材５をの延設端部を結合させ、その結合支持部材５に対して振動板２の境界部２ｃを結合させながら振動板２の外縁部をフレーム１の内縁部に取り付ける。振動板２は前述したようにドーム部２ａとエッジ部２ｂを有するものである。

そして、振動板２のフレーム１への取り付けが完了した後に、フレーム１から芯出し治具１０を取り外し、その取り外された空間に磁気回路部３を挿入してフレーム１に取り付ける。磁気回路部３は前述したようにトッププレート３ａ，マグネット３ｂ，ヨーク３ｃからなるものであって、磁気ギャップ３ｇ内にボイスコイル４が挿入される。

このような製造方法によると、前述した構造を有する本発明の実施形態に係る振動板２，結合支持部材５，ボイスコイル４を確実に芯出した状態でフレーム１に取り付けることができ、磁気回路部３との位置調整を簡略化することができる。

また、本発明の実施形態では振動板２のドーム部２ａ，エッジ部２ｂ，境界部２ｃを一体形成していることに特徴がある。ドーム部２ａとエッジ部２ｂとを別部材で形成して接合したものでは、組立工程でばらつきが出やすく、これが振動板性能のばらつきに繋がることになる。

更には、確実にボイスコイル４の振動を振動板２に伝えるためには、結合支持部材５は軽量且つ高強度の材料に形成されることが好ましい。また、結合支持部材５の折り曲げ部ではＲ形状を作り、折り曲げ部の強度を確保することが好ましい。

以上説明したように、本発明の実施形態によると、振動板２の形状に制約を受けることなく磁気回路部３を設計できるようにすることで、スピーカ設計の自由度を高めることができ、既存の振動板２や磁気回路部３を流用して各種性能のスピーカを得ることができるが可能になり、更には、振動板２の厚さとボイスコイル４の厚さに制約を受けることなくスピーカの薄型化を可能にすることができる。

従来技術の説明図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカの断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカの断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカの断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカの断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカの断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカの製造方法を説明する説明図である。

符号の説明

１ フレーム
２ 振動板
２ａ ドーム部
２ｂ エッジ部
２ｃ 境界部
３ 磁気回路部
３ａ トッププレート
３ｂ マグネット
３ｃ ヨーク
３ｇ 磁気ギャップ
４ ボイスコイル
５ 結合支持部材
５ａ１，５ａ２，５ａ３，５ｂ 折り曲げ部
１０ 芯出し治具
１０ａ 位置決め溝

Claims (4)

1. 中央が外側に凸状のドーム部と該ドーム部の外周側に形成されたエッジ部とが一体形成された振動板と、
   該振動板における前記ドーム部と前記エッジ部の境界部に結合され、該境界部から前記振動板の径方向内側又は外側に延設される結合支持部材と、
   前記結合支持部材の延設端部に取り付けられるボイスコイルと、
   前記ボイスコイルを収容する磁気ギャップを有する磁気回路部と、を備えることを特徴とするスピーカ。
2. 前記結合支持部材は、前記ボイスコイルの振動方向に沿って当該結合支持部材を折り曲げる折り曲げ部を有することを特徴とする請求項１に記載されたスピーカ。
3. 前記結合支持部材は、前記延設端部が前記振動板の凸状空間内に入り込むように当該結合支持部材を折り曲げる折り曲げ部を有することを特徴とする請求項１に記載されたスピーカ。
4. 中央が外側に凸状のドーム部と該ドーム部の外周側に形成されたエッジ部とが一体形成された振動板と、該振動板における前記ドーム部と前記エッジ部の境界部に結合され、該境界部から前記振動板の径方向内側又は外側に延設される結合支持部材と、前記結合支持部材の延設端部に取り付けられるボイスコイルと、前記ボイスコイルを収容する磁気ギャップを有する磁気回路部とを備えるスピーカの製造方法であって、
   前記磁気ギャップに対応する位置決め溝を有する芯出し治具をフレームに取り付け、前記位置決め溝に前記ボイスコイルを位置決めした状態で、前記結合支持部材を前記ボイスコイルに結合させ、前記振動板の外縁を前記フレームの内縁に結合しながら、前記振動板の境界部と前記結合支持部材とを結合し、前記芯出し治具を前記フレームから取り外した後に前記磁気回路部を前記フレームに取り付けることを特徴とするスピーカの製造方法。

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