JP2008118331A

JP2008118331A - スピーカ

Info

Publication number: JP2008118331A
Application number: JP2006298634A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 隆司鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】本発明は各種音響機器に使用されるスピーカにおいて、特に小型でありながら低音域再生に必要な大振幅が得られるスピーカに関するものである。
【解決手段】本発明は、サブ磁気回路６とこれによるサブ磁気空隙６ｃを設け、このサブ磁気空隙６ｃに磁性流体７を注入配置することで、ボイスコイル２を支持する構成としたことで、ダンパーレスにするとともに振動系をセルフセンタリングさせることを可能として、振動系部品の非直線性が改善して、低域特性を改善するとともに低歪化も可能とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は各種音響機器に使用されるダンパーレスのスピーカに関するものである。

従来のスピーカを図６の従来のスピーカの側断面図により説明する。

同図によると、１は磁気回路であり、センターポールを有する下部プレート１ａ、この下部プレート１ａに接着結合された環状のマグネット１ｂ、このマグネット１ｂに接着結合された環状の上部プレート１ｃにより形成され、前記センターポールと前記上部プレート１ｃ間に磁気空隙１ｄを設けたものである。

３は前記上部プレート１ｃに接着結合されたフレームであり、４は外周に設けたエッジ部を介して前記フレーム３に外周が結合され、内周が前記磁気空隙１ｄにはめ込まれる円筒状のボイスコイル２に接着結合された振動板である。

５は内周が前記ボイスコイル２に接着結合され、外周が前記フレーム３の底面に接着結合され、前記振動板３とともに、前記ボイスコイル２を上下動可能に支持するダンパーである。

しかしながら、近年の車載用の音響機器に搭載されるスピーカは音響信号の再生のみならず、車室内を快適空間にするためのＡＮＣ（アクティブノイズコントロール）のように、車外のエンジンノイズ、ロードノイズ等をコントロールして、車室内を快適空間にするシステムが増加している。

簡単にＡＮＣについて説明すると、エンジンノイズやロードノイズの逆相になる音をスピーカにて発生させてノイズをキャンセルさせるシステムである。これによって、ノイズの主な周波数帯域である低域周波数が安定して再生のできるスピーカが、ＡＮＣ開発メーカーより要望されている。

特に車室内へのスピーカ取付けということもあり、小型軽量で低域再生が可能という矛盾する性能を要望されている。

現状の多くのスピーカメーカーの対応は、振動系を重くすることによる低域再生を試みるか、支持部品であるエッジやダンパーの直進性を良好にするために限界まで柔らかくする方法が取られていた。

しかしながら、振動板自体やボイスコイル自体を重くすることには限界があり、また、ボイスコイル上端部に重量調整ウエイトを配置するものもあるが、ボイスコイルを支持する垂直方向での中心よりははるか上部にあるために、ウエイトバランスが悪く、振幅をさせると振動系自体がローリングを起こして、異常音発生の原因になり低域再生が不安定になってしまうという欠点を有していた。

また、支持系部品の直進性を良好にすることにより低域再生を実現させる方法であるが、直進性を良好にするということはボイスコイルの支持を逆に不安定にさせてしまうことになり、ローリングを起こし異常音発生の原因となり、これも低域再生が不安定になってしまうという欠点を有していた。

これとは別に、支持系部品であるダンパーをなくしてしまう方法もある。これは磁気空隙内に磁性流体を注入し、その中にボイスコイルを配置する方法であり、磁性流体のセルフセンタリング効果により、ボイスコイル自体を略中心に保持することができる。

このようなスピーカの先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開昭５９−１３９７９５号公報

しかしながら、磁気回路の磁気空隙内に磁性流体を注入し、セルフセンタリング効果によりボイスコイルを略中心に保持してダンパーをなくす方法は、部品点数も減らせ、なおかつ直線性を良好にさせるために非常に良い方法であるが、５００Ｈｚ以下の低域再生ではボイスコイルの振幅が大きいために、磁気空隙より磁性流体がボイスコイルの巻線部により掻き出されてしまい、磁性流体によるセルフセンタリング効果がなくなってしまい実用的ではなかった。

本発明は上記課題を解決して性能的に優れた音響再生用のスピーカの提供を可能とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明は、音響機器に使用されるスピーカにおいて、少なくともプレートとマグネットとヨークからなる磁気回路を有し、前記磁気回路の磁気空隙内にボイスコイルの巻線部が配置されており、前記磁気空隙以外にサブの磁気空隙を有し、前記サブ磁気空隙には磁性流体が注入され前記ボイスコイルボビンの一部を保持し、振動系部分をセルフセンタリングする構成としたものであり、ダンパーレスとすることで低音による大振幅にも対応できるダンパーレスのスピーカの提供を可能としたものである。

本発明のスピーカは、ボイスコイルの巻線部を配置する磁気空隙以外に、ボイスコイルの巻線部の振幅による上下動範囲外にこのボイスコイルを支持するサブ磁気空隙を設け、このサブ磁気空隙に磁性流体を注入配置するものであり、この構造によりサブ磁気空隙内で磁性流体によるボイスコイルのセルフセンタリングされる効果が保持できると共に、ボイスコイルの巻線部が前記サブ磁気空隙に位置しないため、サブ磁気空隙より磁性流体が掻き出されてしまうこともなく、前記ボイスコイルが略中心に確実に保持されるものとなると共に、大振幅にも対応できるものとなって振動系の非直線性が改善され低域再生を良好に行うことができる実用価値の高いスピーカの提供を行なえるものである。

以下、本発明の一実施の形態を図１〜図５により説明する。なお、説明にあたっては、従来技術と同一部分は同一番号を付して説明を省略する。

（実施の形態１）
以下、図１、図２のスピーカの側断面図を用いて、本発明の特に請求項１および請求項２に記載の発明について説明する。

図１は図６の従来技術に記載の外磁形のスピーカをベースにするものであり、従来技術との相違点のみ説明すると、６は下部プレート１ａと、下部プレート１ａのセンターポール上に接着結合された第１のサブ磁気空隙用プレート６ａと、マグネット１ｂと、上部プレート１ｃとこの上部プレート１ｃ上に結合された第２のサブ磁気空隙用プレート６ｂとからなり、前記第１、第２のサブ磁気空隙用プレート６ａ，６ｂ間にサブ磁気空隙６ｃを形成したサブ磁気回路である。

７は前記サブ磁気空隙６ｃに注入配置した磁性流体である。

この注入配置された磁性流体７はサブ磁気回路６により前記サブ磁気空隙６ｃ内に保持されている。

また、前記サブ磁気空隙６ｃは磁気空隙１ｄと共に、ボイスコイル２が挿入されて上下動可能に保持されるような位置関係に設定されると共に、ボイスコイル２が上下駆動してもボイスコイル２の巻線部２ａが前記サブ磁気空隙６ｃに到達しない位置となるように設定されている（従って、前記サブ磁気空隙６ｃに注入配置された磁性流体７はボイスコイル２の巻線部２ａによって掻きだされることがない。）。

以上の構成により、本実施の形態のスピーカは、サブ磁気空隙６ｃに配置した磁性流体７によって、ボイスコイル２を磁気空隙１ｄとで上下動可能に保持して、大振幅であっても振動系の直線性が維持できるダンパーレスのスピーカの提供を行なえるものである。

本実施の形態が外磁形のスピーカへの適用を説明したものであるのに対し、図２は展開例として内磁形のスピーカへの適用を説明するものである。

図２により、図１の実施の形態との相違点は、磁気回路１Ａの構成が、１ｇは上部に鍔状の平坦部を有する有底のヨークであり、１ｆは前記ヨーク１ｇの底面に接着結合されたマグネットであり、１ｅはこのマグネット１ｆに接着結合された上部プレートであり、１ｈは前記ヨーク１ｇの側壁と上部プレート１ｅ間に設けられた磁気空隙である。

なお、３ａは前記ヨーク１ｇと接着結合されたフレームである。

６はサブ磁気回路であるが、第１のサブ磁気空隙用プレート６ａは上部プレート１ｅに接着結合され、第２のサブ磁気空隙用プレート６ｂは前記ヨーク１ｇの鍔部に接着結合され、前記第１、第２のサブ磁気空隙用プレート６ａ，６ｂ間に磁性流体７を注入配置したサブ磁気空隙６ｃを形成し、マグネット１ｆ、上部プレート１ｅ、第１のサブ磁気空隙用プレート６ａ、第２のサブ磁気空隙用プレート６ｂ、ヨーク１ｇでサブ磁気回路を形成している。

なお、前記サブ磁気空隙６ｃと磁気空隙１ｈとの位置関係は前述の図１の実施の形態と同様であり、前記サブ磁気空隙６ｃは磁気空隙１ｈと共に、ボイスコイル２が挿入されて上下動可能に保持されるような位置関係に設定されると共に、ボイスコイル２が上下駆動してもボイスコイル２の巻線部２ａが前記サブ磁気空隙６ｃに到達しない位置となるように設定されている（従って、前記サブ磁気空隙６ｃに注入配置された磁性流体７はボイスコイル２の巻線部２ａによって掻きだされることがない。）。

以上の構成により、前述の実施の形態と同様の作用効果を有するものである。

（実施の形態２）
図３は本発明の他の実施の形態のスピーカの側断面図であり、特に請求項３に記載の発明について説明するものである。

本実施の形態は、実施の形態１の展開例の図２の内磁形のスピーカをベースにしたものであり、これとの相違点は、磁気回路１Ａと第１のサブ磁気空隙用プレート６ｅの間に第１のサブマグネット８を接着結合したものである。

従って、サブ磁気回路６ｄはマグネット１ｆと、第１のサブマグネット８を持つことになり、これによりサブ磁気空隙６ｃでの磁束密度が向上し、磁性流体７を保持する力が向上し、より一層のセルフセンタリング効果が得られるものである。なお、図面ではコイン状の第１のサブマグネット８と第１のサブ磁気空隙用プレート６ｅとして図示したが、双方とも環状のものであってもかまわない。

また、本実施の形態においては、内磁形のスピーカへの適用例として説明したが、外磁形のスピーカであっても、同様の構成とし、同様の効果を得ることのできるものである。

即ち、図１のスピーカの第１のサブ磁気空隙用プレート６ａを本実施の形態の第１のサブマグネット８と第１のサブ磁気空隙用プレート６ｅに置き換えることで、容易に外磁形のスピーカへの適用が可能となる。

（実施の形態３）
図４もまた本発明の他の実施の形態のスピーカの側断面図であり、特に請求項４に記載の発明について説明するものである。

同図により図３の実施の形態２との相違点についてのみ説明すると、実施の形態３のスピーカの第２のサブ磁気空隙用プレート６ｂに代えて、環状の第２のサブ磁気空隙用プレート６ｈとこれと接着結合されるとともに、ヨーク１ｇの鍔部と接着結合される第２のサブマグネット９を設けた点である。

これにより、サブ磁気回路６ｇはマグネット１ｆと第１のサブマグネット８と第２のサブマグネット９を持つことになり、これによりサブ磁気空隙６ｃでの磁束密度が更に向上し、磁性流体７を保持する力が向上し、より一層のセルフセンタリング効果が得られるものである。

なお、本実施の形態においては内磁形のスピーカについて説明したが、実施の形態２で説明したように、実施の形態１の図１のスピーカのサブ磁気回路６を本実施の形態のサブ磁気回路６ｇに置き換えることで、外磁形のスピーカにも容易に適用できるものである。

また、本実施の形態においては、第１のサブマグネット８と第２のサブマグネット９を用いるものとして説明したが、第２のサブマグネット９のみでセルフセンタリング効果が得られる場合は、第１のサブマグネット８を使用せず、第１のサブ磁気空隙用プレート６ｅに代えて第１のサブ磁気空隙用プレートとして実施の形態１に用いた第１のサブ磁気空隙用プレート６ａを用いることで内磁形、外磁形のいずれのスピーカも容易に置き換えができるものである。

（実施の形態４）
図５もまた本発明のスピーカの一実施の形態の要部である第２のサブ磁気空隙用プレートとボイスコイルとの関係を示す斜視図であり、本発明の請求項５に記載の発明について説明するものである。

６ｈは実施の形態３におけるスピーカの第２のサブ磁気空隙用プレートと同様のものであり、環状であると共に、内径の略対角線上に切欠き部６ｉを２ヶ所設けたものである。

これによりボイスコイル２の巻線部の端末（図示せず）と接続される金糸線１０を前記端末と接続後、ボイスコイル２の外周に固着してボイスコイル２の上部へ引き回してフレーム３ａ等の外部接続端子（図示せず）に接続する場合に、ボイスコイル２に引き回されている金糸線１０をこの切欠き部６ｉを介して、ボイスコイル２の上部へ引き回すようにしたので、金糸線１０と第２のサブ磁気空隙用プレート６ｈの内周との接触を防止すると共に、切欠き部６ｉが金糸線１０の逃げとなってサブ磁気空隙６ｃを狭くすることが可能となり、セルフセンタリング効果の更なる向上が図れるのである。

なお、本実施の形態については、図４の実施の形態３に使用されている第２のサブ磁気空隙用プレート６ｈと同様として説明したが、金糸線１０をボイスコイル２上を上方へ引き回す、いわゆる直接リードタイプのものであれば、前述した各実施の形態のいずれにも使用できるものであり、前述した作用効果も期待できるものである。

以上、各実施の形態で第１および第２のサブ磁気空隙用プレートについては磁性材料であることは自明であるが、サブ磁気空隙６ｃにおける磁性流体７の保持力を確保するためにも高透磁体の材質が望ましく、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ等の合金が望ましい。

本発明によるスピーカは、サブ磁気回路とこれによるサブ磁気空隙を設け、このサブ磁気空隙に磁性流体を注入配置することで、ボイスコイルボビンを支持する構成としたことで、ダンパーレスにするとともに振動系をセルフセンタリングさせることを可能として、振動系部品の非直線性が改善して、低域特性を改善するとともに低歪化も可能とするものである。特に小型スピーカにおいては、低域再生時の振動板を大振幅させる場合に効果的である。

本発明のスピーカの一実施の形態の側断面図同展開例のスピーカの側断面図同他の実施の形態のスピーカの側断面図同他の実施の形態のスピーカの側断面図同他の実施の形態のスピーカの要部である第２のサブ磁気空隙用プレートとボイスコイルの関係を示す斜視図従来のスピーカの側断面図

符号の説明

１、１Ａ磁気回路
１ａ下部プレート
１ｂ，１ｆマグネット
１ｃ，１ｅ上部プレート
１ｄ，１ｈ磁気空隙
１ｇヨーク
２ボイスコイル
２ａ巻線部
３，３ａフレーム
４振動板
６，６ｄ，６ｇサブ磁気回路
６ａ，６ｅ第１のサブ磁気空隙用プレート
６ｂ，６ｈ第２のサブ磁気空隙用プレート
６ｃサブ磁気空隙
７磁性流体
８第１のサブマグネット
９第２のサブマグネット

Claims

磁気空隙を設けた磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、外周がこのフレームに結合され、内周がボイスコイルに結合された振動板と、前記ボイスコイルの巻線部が前記磁気空隙内に配置されているダンパーレスのスピーカであって、サブ磁気空隙を有する第２の磁気回路を形成する第１および第２のサブ磁気空隙用プレートを前記磁気回路上に結合すると共に、前記サブ磁気空隙を前記ボイスコイルが上下動可能で且つ、前記ボイスコイルの前記巻線部の上下動の範囲外の位置に設け、更に、このサブ磁気空隙内に磁性流体を配して前記ボイスコイルを支持する構成としたダンパーレスのスピーカ。
少なくとも底面とこの底面に連なる壁部から形成されたヨークとこのヨーク底面上に結合されたマグネットとこのマグネット上に結合されたプレートからなり、前記プレートと前記ヨークの前記壁部との間に磁気空隙を形成した磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、外周がこのフレームに結合されると共に、内周がボイスコイルに結合された振動板と、前記ボイスコイルの巻線部が前記磁気空隙内に配置されているダンパーレスのスピーカであって、前記ボイスコイルが上下動可能で、且つ、前記ボイスコイルの前記巻線部が上下動の範囲外の位置に、前記プレート上に結合された第１のサブ磁気空隙用プレートと前記ヨーク上に結合された第２のサブ磁気空隙用プレートによるサブ磁気空隙を設け、このサブ磁気空隙内に磁性流体を配して前記ボイスコイルを支持する構成としたダンパーレスのスピーカ。
磁気回路とサブ磁気回路の第１のサブ磁気空隙用プレート間に第１のサブマグネットを結合した請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
磁気回路とサブ磁気回路の第２のサブ磁気空隙用プレート間に第２のサブマグネットを結合した請求項１または請求項２または請求項３に記載のスピーカ。
サブ磁気空隙を形成する第２のサブ磁気空隙用プレートの内周の一部に、一端がボイスコイルの巻線部の端末に接続され、他端が外部からの音声信号が入力される外部接続端子に接続される金糸線挿入用の切欠き部を設けた請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載のスピーカ。
少なくとも第１または第２のサブ磁気空隙用プレートの材質が高透磁体から作られている請求項１または請求項２に記載のスピーカ。