JP2009171063A - 体感音響装置用電気−機械振動変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気−機械振動変換器の組立をネジを用いずに行うことでスピーカの生産ラインでの製造を容易にする。
【解決手段】ムービングコイルの挿入される開口が設けられ、磁石１８を含むヨーク部１６、１７を支持するダンパ８として、ヨーク部を保持する環状のヨーク保持部８ａと、前記ヨーク保持部からその外側に放射状に突出している複数の支持部８ｂと、前記ヨーク保持部の周囲に沿って前記複数の支持部から隣接する他の支持部までそれぞれ延びている複数のサスペンションバネ部８ｃと、前記複数のサスペンションバネ部の終端に設けられたＴ字型の複数の突起８Ｔとを備えるものを使用する。複数の突起８Ｔがケースの切欠部Ｋに嵌まり込むことにより、ヨーク部が相対的に変位可能に保持されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、低音域の電気信号により体感音響振動を発生させる装置として使用する、電気−機械振動変換器の構造に関する。

音圧が体を振動させて感じる振動感や、床面や大地を伝わって感じとられる振動感等は、例えば、シミュレーションやバーチャルリアリティ等においてリアリティを向上させる点で重要である。前記振動感は体感音響振動（ボディソニック）と呼ばれるものである。振動感や衝撃感を伴うような爆発音あるいはエンジン音等のドキュメンタリ音に係る体感音響振動により、迫真の臨場感を再現することも可能である。体感音響振動は、重低音感を増加させるためのオーディオ用としてばかりでなく、例えば、シミュレーションやバーチャルリアリティ等の効果音として用いられる。また、体感音響振動は、そのリラクゼーション効果を応用した音楽療法への適用、更には、酒類の発酵・熟成の促進、品質の向上を目的とした使用等、さまざまな方面においてその効果が発揮されている。体感音響振動を発生させる装置として、音響を発生させるスピーカと類似の構造を持つ電気−機械振動変換器がある。

特許第３７８７７７７号公報 特許文献１は、体感音響振動を発生させるための従来の電気−機械振動変換器を開示する。

図１４は、特許文献１記載の従来の電気−機械振動変換器を示す分解斜視図である。
電気―機械振動変換器１は、上枠２および下枠４とからなるケースと、ケースに内装される磁気回路を狭持したダンパ部３とから概略構成される。

上枠２は皿形状を有し、その中心部には円形の開口部５が形成されている。また、外周部にはネジ穴部２ａ、２ｂ、２ｃが形成されている。

下枠４は二段構造からなる略皿形状を有しており、その外周部にはネジ穴部４ａ、４ｂ、４ｃが形成されている。また、下枠４の底部の中央部には、同心状に配置された径の相違する複数の環状のダンパ６が下枠４と一体に形成されている。更に、外周縁の底部からは、ケース内のムービングコイルに電気信号を送信するリード線７が延びている。

ダンパ部３は、大きさの異なる複数の環状（リング状）のダンパ（環状のダンパ８ａ、８ｂ）と、環状のダンパ８ａの内側に保持される磁極を備えたヨーク部９とからなり、外側に配置されるダンパ８ｂの外周部には支持部３ａ、３ｂ、３ｃ（ネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃともいう）が形成されている。

ダンパ部３は下枠４内に嵌入されるように内装され、上枠２によってその上部が覆われる。各ネジ穴部２ａと３ａと４ａ、２ｂと３ｂと４ｂ、２ｃと３ｃと４ｃが同一上の位置に重なるように各部材（上枠２、ダンパ部３、下枠４）が配置され、上枠２側から挿入されるネジによって固着される。

図１５は、各部材（図１４に示す部材）を組立てたときの電気―機械振動変換器１の一部断面上面図である。上枠２とダンパ部３と下枠４は、各ネジ穴部２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃにおいて上枠２側から差込まれるネジ１１ａ、１１ｂ、１１ｃによって固着されている。尚、上枠２の開口部５は上面蓋５ａによって覆われている。

図１６は、図１５のＦ−Ｆ線における断面図を示す。
環状のダンパ８ａの内側に保持されたヨーク部９は、ダンパ８ａとダンパ８ｂを介してケースに支持されている。

ヨーク部９は、中央に柱状部１５を有するボトムプレート１６と、環状のトッププレート１７から構成されている。ボトムプレート１６とトッププレート１７との間には環状の磁極１８が挟着されている。そして、トッププレート１７の内縁とボトムプレート１６の柱状部１５の外縁との間に磁気的な環状の空隙１９を形成して磁気回路を構成している。上枠２の中央部に形成された円形開口部５の縁には、鉛直方向へ延びる筒状のコイル枠２０が設けられ、コイル枠２０の所定の位置にコイル２１が巻き付けられている。そして、このコイル２１を巻き付けた部分が、上枠２を取り付けたときに前記空隙１９内に配置される。

また、環状のダンパは、ヨーク部９を保持しているヨーク保持部８ａと、このヨーク保持部８ａの外側に配置され外周部に支持部（３ａ、３ｂ、３ｃ）を備えてこれらの支持部においてケースに固着されるサスペンションバネ部８ｂから構成され、隣接する環状ダンパ間（ヨーク保持部８ａとサスペンションバネ部８ｂ間）は、複数の連結部によって連結されている。そして、これらの環状ダンパ（ヨーク保持部８ａとサスペンションバネ部８ｂ）によりケースとヨーク部９とが相対的に変位可能な構造となっている。

また、ボトムプレート１６の底部には、下枠４の中央部（底部）に形成されている環状ダンパ６の一部が当接して設けられている。

以上のような構造を有する電気−機械振動変換器１は、リード線７からコイル２１に電気信号が伝送され、コイル２１に発生する磁力と磁極１８の磁力との間に生ずる磁気干渉作用によって、ダンパ８ａ、８ｂ、８ｃを介してケースに支持されたヨーク部９とケースとが相対変化して体感音響振動が発生する。

次に、ヨークをケース内に支持する環状（リング状）ダンパの一形態について図１７に基づいて詳しく説明する。

図１７に示すように、ダンパは大きさの異なる二重の環状（リング状）ダンパ８ａ、８ｂから構成されている。上述したものと同様に、内側の環状ダンパ、即ち、ヨーク保持部８ａの内側にはヨーク部９が保持される。また、第一のダンパ８ａの外側には、第一のダンパ８ａを囲うように同形状（リングの断片部形状）を有した複数（この形態では、三個）のサスペンションバネ８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３からなるサスペンションバネ部８ｂが配設されている。

各サスペンションバネ８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３の一方の端部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ（それぞれの端部の外周部）には、支持部３ａ、３ｂ、３ｃ（ネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃともいう）が設けられ、各サスペンションバネ８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３は、ネジ穴部３ａ、３ｂ、３ｃにおいてネジによりケースに固着される。また、各サスペンションバネ８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３の他方の端部には、連結部２５ａ、２５ｂ、２５ｃが設けられ、第一のダンパ８ａと各サスペンションバネ８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３とは、この連結部２５ａ、２５ｂ、２５ｃによって連結されている。これら連結部は、第一のダンパ８ａに対し、１２０°の間隔（等間隔）で設けられ、各サスペンションバネは連結部から第一のダンパ８ａに沿うように延び、隣接するサスペンションバネの連結部の手前で支持部３ａ、３ｂ、３ｃとなるように形成される。

１．体感音響装置用電気−機械振動変換器の特殊性
体感音響装置用の電気−機械振動変換器は、狭いシート内や、薄いベッドパット内に配挿し、且つ、人体に違和感を与えないようにしなければならず、可能な限り小形であることが要求される。また、これら椅子、ベッドなどの人体載置物に装着した際に、固いものが当たった感じにならないよう（違和感を与えないよう）、電気−機械振動変換器の形状も十分な配慮が要求される。その上、下記の事情もあり、その構造については試行錯誤が続いてきた。

体感音響装置用の電気−機械振動変換器はまだ歴史が浅い。この電気一機械振動変換器は構成部品として磁気回路（マグネット、ヨーク）やムービングコイルを使用する点で、ダイナミックスビーカが最も近い。しかしその使用目的の相違から構造も大分異なる。ダイナミックスビーカはその歴史も古く、関わる技術者も大勢おり、コーンスピーカなどは遙か以前に完成の域に達し標準的な基本構造が完成している。

一方、体感音響装置用の電気−機械振動変換器は歴史が浅く、関わる技術者も極めて少ない。その構造は開発途上であり標準的な基本構造は未完成である。このため設計の度に新たな技術的アイディアや発明的要素を必要としてきた。これらの改良は、下記のような要素がある。
（１）体感音響装置用の電気−機械振動変換器の構造の発明。
（２）性能を向上させるための開発・改良。
（３）構造を合理化し、部品点数削減、組立を容易（コスト削減効果）にしてスピーカ製造ラインで作りやすい構造にする開発・改良。

本発明は主として上記の（１）と（３）に属するものといえるが、（３）に関わるウエイトが特に高い。下記に説明するが、スピーカ製造ラインで作りやすい構造にする開発・改良が重要である。

体感音響装置用の電気−機械振動変換器は、構成部品が、ダイナミックスビーカとオーバラップする部分が多いことから、スピーカ工場で生産される場合が多い。しかし、コーンスピーカなどとは構造が異なり、組立・生産方法も同一ではない。

長い歴史と、完成度の高い標準的な基本構造を持つスピーカの製造者にとって、それと異なるものは拒絶反応を引き起こしやすく、さらに体感音響装置用電気−機械振動変換器の構造上の成熟度の低さが拒絶反応を倍加しやすい。それらはコスト高や不良率の増加につながりやすい要素となる。

スピーカ工場以外で製造する場合はスピーカの既成観念がないので、これらの拒絶反応は起こりにくいが、マグネット、ヨーク、ムービングコイル、各種接着剤などの資材の調達、ギャップゲージ類の調達や操作の慣れなどで、スピーカメーカには及ばずコスト高となり不利になる。

２．スピーカの製造ラインは接着剤による組立
通常、多くの製品の組み立てはネジによる組み立てが普通である。しかしスピーカの組立ラインは接着工程が主であり、接着剤の塗布にろくろを使用することが多い。従ってスピーカの製造ラインでは、ネジを使用して組み立てるような構造はなじまない。

特許文献１記載の従来の体感音響装置用電気−機械振動変換器は、その組み立てにネジを使用している（図１４〜図１７の符号２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃはネジ用の穴である）ので、従来の体感音響装置用電気−機械振動変換器はスピーカの生産ラインで生産する上で馴染まない要素があった。だからと言って、従来の体感音響装置用電気−機械振動変換器をスピーカ工場以外で製造すると、上述のようにコスト高となり不利であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、スピーカメーカの製造ラインにおいて容易に生産することのできる体感音響装置用電気−機械振動変換器を提供することを目的とする。

この発明は、中央部に形成された筒状のコイル枠及び前記コイル枠に巻き付けられたコイルからなるムービングコイルを含む上枠と、磁石を含むヨーク部及び前記ヨーク部を支持するダンパを含み、前記ヨーク部には前記ムービングコイルを配置するための磁気空隙が設けられている磁気回路部と、前記ダンパを介して前記磁気回路部を保持する下枠とを備え、前記コイルに電流を流すことで前記ヨーク部と前記上枠が相対変位する体感音響装置用の電気−機械振動変換器において、
前記ダンパは、前記ヨーク部の外周に接して前記ヨーク部を保持する環状のヨーク保持部と、前記ヨーク保持部からその外側に放射状に突出している複数の支持部と、前記ヨーク保持部の周囲に沿って前記複数の支持部それぞれから隣接する他の支持部まで延びている複数のサスペンションバネ部と、前記複数のサスペンションバネ部の終端に設けられたＴ字型の複数の突起とを備え、
前記下枠には前記Ｔ字型の複数の突起を受け入れる複数の切欠部が設けられ、
前記ダンパの前記Ｔ字型の複数の突起が前記下枠の前記複数の切欠部にそれぞれ嵌まり込むことにより、前記ヨーク部が前記下枠に対して相対的に変位可能に保持されているものである。

前記ダンパは、前記複数のＴ字型の突起の先端部分が前記下枠の外周方向に延長されて、隣接する前記複数のＴ字型の突起同士が繋がれたものでもよい。

前記ダンパのサスペンションバネ部の幅が、その中間部に比べて、前記支持部の近傍では内周側に向かって広げられており、前記Ｔ字型の突起の近傍では外周側に向かって広げられていることが好ましい。

前記上枠は、その外周に設けられた凸部を備え、
前記下枠は、その外周に設けられた凹部を備え、
前記上枠が前記下枠に取り付けられた状態において、前記凸部と前記凹部が嵌合しているものであってもよい。

前記下枠は、その外周に設けられたリード線挿入用穴を備え、
前記リード線挿入用穴は、リード線本体の２本のリード線を通すための貫通穴と、それぞれリード線の１本を通すための２つのリード線穴とを含み、全体として略Ｔ字型をしており、
前記リード線挿入用穴の内部において、前記貫通穴を通った後に前記リード線本体は２本のリード線に別れ、別れた２本のリード線はそれぞれ略１８０度折り返されて前記リード線穴に進み、それらの先端が前記リード線穴の出口に達しているものでもよい。

本発明によれば、従来のスピーカと同様の工程により体感音響装置用電気−機械振動変換器を生産することができる。したがって、工場のスピーカの生産ラインにおいて容易に体感音響装置用電気−機械振動変換器を生産でき、その生産効率が向上するとともに、不良率も減少させることができる。

発明の実施の形態について、図面を参照して説明を加える。
なお、従来の電気−機械振動変換器と同一あるいは相当部分については、同一符号を付している。

図１（ａ）は、発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の正面図である。
図１（ｂ）は、発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の側面図である。
図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すＭ−Ｍ矢視断面図である。

図２（ａ）は、発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の正面図（上枠２を外した状態）である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ’矢視断面図である。

電気―機械振動変換器１は、上枠（コイルホルダアッセンブリー）２および下枠（ケースアッセンブリー）４とからなるケースと、ケースに内装される磁気回路（ヨーク部９）を狭持した磁気回路部（磁気回路アッセンブリー）３とから構成される。

上枠２は皿形状を有し、その中心部には円形の開口部５が形成されている。完成状態では、開口部５は銘板５ａで塞がれている。

下枠４は二段構造からなる略皿形状をしている。その直径の小さいほうの下段には、磁気回路部３のダンパ８を除く部分の半分程度が収納される。また、下枠４の底部の中央部には、同心状に配置された径の相違する円形の緩衝材６ａが貼付されている。更に、下枠４の外周縁からは、ケース内のムービングコイル２０，２１に電気信号を送信するリード線７が延びている。

磁気回路部３は、環状のダンパ８と、環状のダンパ８の内側に保持される磁石１８を備えたヨーク部９とからなる。

磁気回路部３は下枠４内に嵌入されるように内装され、上枠２によってその上部が覆われる。

環状のダンパ８の内側に保持されたヨーク部９は、ダンパ８のＴ字型の突起８Ｔにより下枠４に取り付けられる。下枠４の外周には、Ｔ字型の突起８Ｔを受け入れるための切欠部Ｋが設けられている。

ヨーク部９は、中央に柱状部１５を有するボトムプレート１６と、環状のトッププレート１７から構成されている。ボトムプレート１６とトッププレート１７との間には環状の磁石１８が挟着されている。そして、トッププレート１７の内縁とボトムプレート１６の柱状部１５の外縁との間に磁気的な環状の空隙１９を形成している。ボトムプレート１６、トッププレート１７及び磁石１８が磁気回路を構成している。上枠２の中央部に形成された円形開口部５の縁には、鉛直方向へ延びる筒状のコイル枠２０が設けられ、コイル枠２０の所定の位置にコイル２１が巻き付けられている（コイル枠２０とコイル２１はムービングコイルを構成する）。そして、このコイル２１を巻き付けた部分（ムービングコイル）が、上枠２を取り付けたときに前記空隙１９内に配置される。

Ｓは、トッププレート１７上の緩衝用の緩衝材（スポンジ）である。緩衝材Ｓは、電気−機械振動変換器がオーバースイングしたときに発する衝突音を防ぎ、衝撃を和らげ、電気−機械振動変換器を保護する働きがある。緩衝材Ｓは、磁気回路部３（トッププレート１７）の上面に貼付されたドーナツ状のスポンジである。

また、下枠（ケース）４の底面に円形の緩衝材（クッション）６ａを貼付する。ケース底面にある穴は通気穴である。これは電気−機械振動変換器動作時内部温度が上がってケース内の空気が膨張するので、それを逃がす働きをする。この通気孔は緩衝材貼り付け時、治具を挿入して貼り付けを容易にする働きも兼ねる。上面のドーナツ状の緩衝材Ｓを作成する際に、その抜かれた残りが下面の緩衝材６ａとなり、材料取りの無駄がないのでコスト低減に役立つ。

ダンパ８により下枠４とヨーク部９とが相対的に変位可能な構造となっている。

以上のような構造を有する電気−機械振動変換器１は、リード線７からコイル２１に電気信号が伝送され、空隙（磁気空隙）１９内において、コイル２１に発生する磁力と磁石１８の磁力との間に生ずる磁気干渉作用によって、ダンパ８を介してケースに支持されたヨーク部９とケースとが相対変化して体感音響振動が発生する。ダンパ８は、例えば樹脂成型で製造される。ダンパ８の材質は可撓性をもつので、バネとして機能する。

次に、ヨークをケース内に支持する環状（リング状）ダンパの一形態について図３及び図４に基づいて詳しく説明する。

図３（ａ）は、トッププレート１７とこれを保持するダンパ８の正面図である。
図３（ｂ）は、Ｎ−Ｎ矢視断面図である。
図３（ｃ）は、Ｐ−Ｐ矢視断面図である。
図３（ｄ）は、ダンパ８のサスペンションバネ部８ｃの拡大図である。
図３（ｅ）は、ダンパ８のヨーク保持部８ａの断面の拡大図である。

図４（ａ）は、トッププレート１７とこれを保持するダンパ８の裏面図（図３を裏返した状態を示す図）である。
図４（ｂ）は、ダンパ８の支持部８ｂの拡大図である。

また、環状のダンパ８は、ヨーク部９を保持している環状のヨーク保持部８ａと、このヨーク保持部８ａからその外側に放射状に突出している６つの支持部８ｂと、ヨーク保持部８ａの周囲（円周）に沿って各支持部８ｂから他の支持部８ｂの直前まで延びているサスペンションバネ部８ｃと、サスペンションバネ部８ｃの終端（支持部８ｂとは反対側の端）に設けられたＴ字型の突起８Ｔとを備える。

ヨーク保持部８ａから突出している支持部８ｂを肩とすると、サスペンションバネ部８ｃは腕であり、突起８Ｔは手に相当する。

ヨーク保持部８ａの内側（ヨーク保持部８ａを円としたときのその中心を向いた側）には凸部８ａ−１が設けられていて、これがトッププレート１７の外周に設けられた溝に嵌め合うことで、ヨーク保持部８ａはトッププレート１７をしっかりと保持する。

突起８Ｔが下枠４に設けられた切欠部Ｋ（図６参照）に嵌め合うことで（言い換えれば、突起８Ｔの手で切欠部Ｋの下枠４をしっかりと掴むことで）、ダンパ８及びヨーク部９は下枠４に保持されるようになっている。支持部８ｂ、サスペンションバネ部８ｃ及び突起８Ｔの数は同じであり、本発明の実施の形態では６である。なお、支持部８ｂ、サスペンションバネ部８ｃ及び突起８Ｔの数は、２、３、４、５、７あるいはそれ以上であってもよい。

サスペンションバネ部８ｃは、支持部８ｂと突起８Ｔの間に設けられたバネであり、これにより下枠４とヨーク部９とが相対的に変位可能になっている。

図１に示すように、電気−機械振動変換器１では、ムービングコイル２０，２１が、ヨーク部９（ボトムプレートの柱状部１５とトッププレート１７）に触れないよう、空隙（磁気ギャップ）１９の中心位置に保持され、かつ、ムービングコイル２０，２１が上下動（図２（ｂ）の上下方向の動き）可能な状態で保持される。一般的なスピーカではコルゲーションダンパが多く使われているが、本発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器のダンパ８は、図１、図２の断面図に示すごとく、磁気回路の一部であるトッププレート１７にプラスチックでインサート成型されたものである（これは例示である）。ダンパ８は樹脂のほか、ばね材である燐青銅、ステンレス、ばね鋼などの薄板による打抜き加工品によることも可能である。

スピーカ用のダンパは、参考資料（Ｈｉ−Ｆｉスピーカーとその活きた使い方Ｐ３８昭和４３年誠文堂新光社刊）に示すコルゲーションダンパ、蝶ダンパなどがあるが、現在ではほとんどがコルゲーションダンパで、蝶ダンパはほとんど使用されていない。使用されない理由のひとつに、スピーカ生産ラインではろくろを使用した接着剤塗布による組立作業が主であるのに、異質な工程であるねじ止め作業が加わることになり、一般的なスピーカ生産ラインには馴染まないことが挙げられる。

本発明の実施の形態に係る体感音響装置用の電気−機械振動変換器は、重い磁気回路部３を保持しなければならず、布にフェノール樹脂を含浸したコルゲーションダンパでは、中心保持能力、強度、形状小型化の為にも不向きであり、蝶ダンパを改良し、電気−機械振動変換器用に特化した形状のものが使用される。

重い磁気回路部３を保持するためのダンパ８のサスペンションバネ部８ｃの形状は重要である。

スピーカなどと異なり、重量のある磁気回路部３をダンパ８のサスペンションバネ部８ｃで吊り、重量の大きい人体載置物を振動駆動しなければならない体感音響装置用の電気−機械振動変換器のダンパ８には大きな負荷が掛かり、破断などのトラブルを起こしやすい。例えば、図５に示すように、サスペンションバネ部８ｃの幅を一定（Ｔ字型の突起８Ｔの直近の幅をｗ１、ほぼ中間の幅をｗ２、支持部８ｂの直近の幅をｗ３としたときｗ１＝ｗ２＝ｗ３）とすると、重量のある磁気回路部３の固定端部８ｂと、負荷質量の掛かるケース（下枠４）側の固定端部８Ｔにおいて（正確には図５中で円Ｘで囲った辺り）クラックを生じ破断に至る。

これを避けるために、本発明の実施の形態３に係るダンパ８のサスペンション部８ｃの幅は、図３（ｄ）に示すように、ｗ１＞ｗ２、ｗ３＞ｗ２となっている。

すなわち次のような形状になっている。

（１）重量のある磁気回路部３側の固定端（支持部８ｂ）では、サスペンション部８ｃの幅をトッププレート１７（内周側）に向かってばね幅を広くする。図３（ｄ）の点線は、幅を一定とした場合を示す。支持部８ｂ近傍では、点線がサスペンション部８ｃの内周側に現われていることから、上記のことが理解できる。

（２）負荷質量の掛かる下枠（ケース）４側の固定端（Ｔ字型の突起８Ｔ）ではケース側（外周側）に向かってばね巾を広くする。図３（ｄ）では、Ｔ字型の突起８Ｔ近傍では、点線がサスペンション部８ｃの外周側に現われていることから、上記のことが理解できる。

上記（１）（２）のようにサスペンション部８ｃの幅を設定することにより、破断を効果的に回避することが可能であることが、多くの経験と実験で分かった。ここで重要なのは（１）の"トッププレート１７（内周側）に向かってばね幅を広くする"ことと、（２）の"下枠４（外周側）に向かってばね巾を広くする"ことである。

仮に、（１）とは反対に"下枠４（外周側）に向かってばね巾を広くする"と、破断の回避効果が減少するだけでなく、下枠４とトッププレート１７を含む磁気回路部３は相対変位している為、固定端部（支持部８ｂ）の先端が下枠（ケース）４に触れるのを避けるためにケース内周（下枠４の内径）を大きくしなければならず、電気−機械振動変換器の小型化を阻む要素となり不都合である。

また、（２）とは反対に"トッププレート１７（内周側）に向かってばね幅を広くする”と、破断の回避効果が減少するだけでなく、下枠４と磁気回路部３は相対変位している為、固定端部（Ｔ字型の突起８ＴのＴ字と反対の端）の先端が磁気回路部３に触れるのを避ける為には、下枠（ケース）４を大きくしなければならず、電気−機械振動変換器の小型化を阻む要素となり不都合である。

このように、図２〜図４に示す本発明の実施の形態に係るダンパ８は非常に優れている。図に示すものはプラスチックの成型品の例を示しているが、このばね形状は、ばね材である燐青銅、ステンレス、ばね鋼などの薄板による打抜き加工品にも好適である。

また、ダンパ８のケース（下枠４）ヘの固定部８Ｔも大きな効果を奏する。

本発明の実施の形態による、ダンパ８のケース（下枠４）側への固定部（Ｔ字型の突起８Ｔ）は、図２〜図４に示すようにＴ字状であって、これが下枠４の切欠部Ｋに嵌り合うことでダンパ８は固定される。したがって、ネジ止めは不要である。

図６は、本発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の総組立の手順の説明図である。この図を参照して同手順を説明する。なお、同図において、上枠（コイルホルダアッセンブリー）２に含まれるムービングコイル（コイル枠２０とコイル２１）の表示は省略されている。同様に、磁気回路部３に含まれるボトムプレート１６（その柱状部１５を含む）と磁石１８の表示は省略されている。

（ａ）ケース（下枠４）の６箇所の切欠部Ｋと、ケース外周に沿って設けられた溝にボンド（接着剤）を塗布する（図６でボンドを符号ＢＯＮＤで示す）。図１に示すように、ケースにはリード線（平行ビニール線）７を予め挿入しておく。この工程でケース外周部に接着剤を塗布すると、リード線部分にも接着剤が塗布され、リード線７はコイルホルダ２で抑えられ、確実に接着・固定される。この組立工程は、ろくろで回転させながらケース外周部の接着部に接着剤を塗布しながら行われるもので、コーンスピーカの組立ラインと同じ作業内容であり、スピーカ製造ラインでの生産を容易にするものである。

（ｂ）磁気回路部３の突起部、すなわちダンパ８のＴ字型の突起８Ｔを切欠部Ｋに合わせ、磁気回路部３をケース（下枠４）に落とし込む。

（ｃ）磁気回路部３の突起部（Ｔ字型の突起８Ｔ）にボンドを付ける。

（ｄ）開口部５にギャプゲージ（コイル）Ｊをムービングコイルに入れる。上枠（コイルホルダアッセンブリー）２をケース（下枠４）に取り付ける前にギャップゲージＪを入れておく。ギャプゲージ（コイル）Ｊは治具であり、ムービングコイル２０，２１とヨーク部９の間隔を保つためのものである。

（ｅ）上枠２をケース（下枠４）に取り付ける。このとき、上枠２を廻しながら、上枠２の外周に設けられている凸部２Ｘを、ケースの凹部４Ｘに嵌め込む（凸部２Ｘと凹部４Ｘについては後に説明を加える）。

（ｆ）ギャップゲージＪを付けたままの状態でエージングを行う。これは接着剤の乾燥・固着の工程である。上記までの工程が終わると、ギャップゲージ（ムービングコイルゲージ）Ｊを挿したままエージングし、接着剤の乾燥・固着を待つ。これもスピーカ製造ラインで通常に行われている工程である。

図７は、上記（ａ）〜（ｆ）の工程を終了した時点における電気−機械振動変換器の断面図を示す。
（ｆ）のエージングの後、図８に示すように、上枠２に銘板５ａを貼付して開口部５を塞ぐ。エージングを終了したらギャップゲージを抜き、コイルホルダ中央部に銘板（キャップ）５ａを貼り付け、ムービングコイルの穴を塞ぐ。これはスピーカのキャップ付けと同じような工程である。銘板５ａは薄いアルミ板に両面接着テープが付いているもので、通常のアルミ銘板と同じである。銘板には型番、定格、メーカ名などが印刷され、電気−機械振動変換器の顔ともなるデザイン上のポイントにもなる。

上記（ａ）〜（ｃ）のように組立て接着することで、磁気回路部３は、ダンパ８を介してケース（下枠４）に安定保持される。これにより、磁気回路部３がダンパ８を介してケースと上下動の相対変位（振動）可能となる。固定部（Ｔ字型の突起８Ｔ）がＴ字状になっているのは、電気−機械振動変換器が振動すると固定部８Ｔはケースの中心部に引かれる力が働くので、これを支える為である。

ダンパとケースとの固定方法の例として、特許文献１によるものは、ねじにより固定されている為、固定部（図１４の２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ、４ａ〜４ｃ）がケースの外側に大きく飛び出し小型化を阻んでいる。また、ねじによる組み立てばスピーカの製造ラインでは好ましくない問題もある（前述のように、スピーカ生産ラインではろくろを使用した接着剤塗布による組立作業が主である）。

これに対し本発明の実施の形態に係る固定方法はＴ字状嵌合であり、固定部（Ｔ字型の突起８Ｔ）をケースの外周に収まるように、つまりケースとコイルホルダの接着部分内に収めることができ小型化に有利である。固定部の先端がＴ字型であってその先端が外周方向に分かれているので、ケースから突出することがない（例えば、Ｙ字型や十字型でも固定可能であるが、その先端が突出するので小型化には向かない。また、Ｙ字型ではケースの中心部に引かれる力で抜けるおそれもある）。また、組立方法もスピーカの製造方法と同じ、ろくろによる接着剤の塗布による組み立ての為、スピーカの製造ラインでの組み立てが支障なくできる。

このように、本発明の実施の形態によるＴ字状嵌合機構は、装置の小型化を可能にするとともに、スピーカラインでの製造を容易にし、コストダウンにも有利である。

図２〜図４に示した固定部はＴ字型であったが、固定部がケースの中心に向かう力を支えられるものであればＴ字状でなくても可能である。図９に別の例を示す。Ｔ字型の突起８Ｔの先端部分を外周方向に延長し、隣接するＴ字型の突起８Ｔ同士をつなぐことで環状としたもので、Ｔ字状の固定部と同様の作用効果を奏する。なお、図９の下部（符号Ｙの部分）が切れているが、これはリード線７の挿入穴（下枠４に設けられている）を避ける為である。

なお、上記（ｄ）で「上枠２をケース（下枠４）に取り付ける。このとき、上枠２を廻しながら、上枠２の外周に設けられている凸部２Ｘを、ケースの凹部４Ｘに嵌め込む」のは、上枠２がリード線７によって押し上げられ、接着不良が起こるのを防ぐ為である。凸部２Ｘと凹部４Ｘによるコイルホルダ押え機構は、接着剤が固まるまでの保持機構として、製品の歩留まりを良くする重要な役割を果たす。

図１０は凹部４Ｘの説明図である。凹部４Ｘは２つであって、それぞれ、下枠４の中心を通る直線が下枠４の外周と交差する点に設けられている（別の言い方をすれば、２つの凹部４Ｘは互いに１８０度反対に配置されている）。同図（ａ）（ｃ）の側面図に示されるように、凹部４Ｘはフック状をしている。

図１１は凸部２Ｘの説明図である。凹部４Ｘと同様に、凸部２Ｘは２つであって、それぞれ、上枠２の中心を通る直線が上枠４の外周と交差する点に、そこから突出するように設けられている。凸部２Ｘは単純な突起である。

従来のものではこの部分をねじ止めしていた為、スピーカ生産ラインに馴染み難い要素となる問題と、ねじによる取り付け機構が電気−機械振動変換器の外形を大きくする欠点があった。さらに、ケースには、ねじ止めするためのインサートナットをインサート成型しなければならずコストアップであった。

本発明の実施の形態のコイルホルダ押え部（凸部２Ｘと凹部４Ｘ）によるものは、インサートナットのインサート成型は不要でありコスト低減に役立つ。また、取り付けねじ部が大きく突出することもなく、小型化に役立つ。また、スピーカの製造ラインにも馴染み、体感音響装置用電気−機械振動変換器製造の大きなネックであるスピーカの製造ラインからの拒絶反応もなくなる大きなメリットをもたらす特長がある。

コイルホルダ押え部（凸部２Ｘと凹部４Ｘ）は上枠２と下枠４を密着保持させるための機構であるが、その取り付け位置の関係でリード線取付部及びリード線７と干渉することがある。これを避けるために、ケースのコイルホルダ押え部（凹部４Ｘ）と、コイルホルダの突起部（凸部２Ｘ）を、リード線取付部及びリード線７の近傍Ｙから離した例を図１２に示す。この例は、ケースのリード線取り付け部の形状を複雑にしなくて済むことと、僅かではあるが生ずる突起による干渉をなくすことができる効果がある。コイルホルダ押え部（凹部４Ｘ）はリード線取付部及びリード線７の近傍Ｙにあり、リード線７からの圧力でコイルホルダが浮き上がり接着不良などが起こることを防ぐことができる。

なお、小型の体感音響装置用の電気一機械振動変換器においては、コイルホルダ押え部（凸部２Ｘと凹部４Ｘ）をリード線から離した位置（例えば横位置）にしても、その目的は達成される。

ところで、コーン紙が振動して音を出すスピーカにおいては、オーディオ電気信号の入力は端子を介して行われるのが普通である。体感音響装置用の電気−機械振動変換器でも端子によることが可能であるが、電気−機械振動変換器のケースそのものが振動出力端となっている為、端子部でビリツキ音を発生しやすいなどの不都合を生じやすい。ねじによる端子の場合は振動でねじが緩むなどの問題も生じやすい。また、体感音響装置用の電気−機械振動変換器は、実装形態などから小型化の要求が強いが、端子を付けると小型化の妨げになったり、端子の突起部が実装の妨げになるなどの不都合が起こる。

こうした経験の中から体感音響装置用の電気一機械振動変換器においては、ビニール平行線によるリード線を電気信号の入力端とすることが適当であることが分かってきた。しかし、ムービングコイルの細い巻き線の一部よりなるムービングコイルのリード線と、ビニール平行線による信号入力用のリード線を安定に接続する保持機構が必要である。体感音響装置用の電気−機械振動変換器においてはリード線部分も振動しているので、このことは特に重要である。この為に、保持機構用の部品が必要になったり、電気−機械振動変換器の外形を大きくしてしまうなどの問題や課題を抱えていた。

特別な保持機構用の部品を必要とせず、外形を大きくしなくてすむリード線の保持機構を図１３に示す。

図１３（ａ）は下枠４の正面図、同図（ｂ）はリード線取付部及びリード線７の近傍Ｙの拡大図、同図（ｃ）はＱ−Ｑ矢視断面図、同図（ｄ）は下枠４の断面図、同図（ｅ）はＲ−Ｒ断面図、同図（ｆ）はリード線を挿入した状態の図である。

図１３で、４Ｙはリード線挿入用穴である。４Ｙ−１はリード線本体つまり２本のリード線を通すための貫通穴、４Ｙ−２はリード線の１本を通すためのリード線穴である。穴４Ｙ−２の先端（下側）でリード線の被覆が剥かれ、そこでコイル２１の電線でハンダ付けされる。リード線挿入用穴４Ｙは概略Ｔ字型をしている。リード線挿入用穴４Ｙの内部において、２本のリード線は略１８０度折り返され、その先端がリード線穴４Ｙ−２の出口に達している。

図１３では、ケース（下枠４）の外周部の一部に、リード線挿入穴４Ｙを設け、ここにビニール平行線のリード線を同図（ｆ）のごとく挿入する。左右の挿入孔４Ｙ−２，４Ｙ−２の下部の径が小さくなっている（図１３（ｃ）の符号Ｚ）ので、この部分がリード線の先端が過剰に飛び出すのを防ぐストッパの役割を果たし、リード線の挿入作業を確実にできるようにするものである。この状態で組立を行うと、リード線はコイルホルダ（上枠２）で抑えられ、確実に接着・固定される。コイルホルダから引き出されたムービングコイル２１のリード線は、図１３（ｆ）に示されたビニール平行線の端部に接続・半田付けされる。

半田付け後にムービングコイルのリード線と半田付け部分に接着剤を塗布し、リード線を固定・保護する。接着剤塗布後はエージングし、接着剤の乾燥・固着を待つ。この工程も、スピーカ製造ラインで行われていることと本質的な変わりはなく、ほとんど同じ要領である。この後、動作試験などを経て完成するのもスピーカと同じである。

このように本発明の実施の形態によるリード線処理機構は、特別な部材も必要なく、体感音響装置用電気−機械振動変換器を大きくせずにリード線を保持・接続できる。

前作業である磁気回路部３の組立について簡単に説明する。ボトムプレート、マグネット、ダンパ付きトッププレートをギャップゲージによる磁気空隙の位置決めする接着工程は、スピーカの場合のボトムプレート、マグネット、フレーム付きトッププレートを、ギャップゲージによる磁気空隙の位置決めする接着工程とまったく同じ工程であり、使用する接着剤も同じである。従ってスピーカ製造ラインでの生産に何の支障も生じないし、本発明に直接関連しないのでこれ以上の説明は省く。

以上、磁気回路部３が外磁型のものについて述べてきたが、内磁型であってもよいことは言をまたない。

発明の実施の形態によれば、ネジを用いず接着剤により組み立て可能であるので、スピーカメーカの製造ラインにおいて容易に生産することができるという顕著な効果を奏する。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器を示す正面図、側面図及び断面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の上枠（コイルホルダ）を外した状態の正面図及び断面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器のダンパの正面図、断面図及び部分拡大図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器のダンパの裏面図及び部分拡大図である。 ダンパの他の例（比較例）を示す部分拡大図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の総組立の説明図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の総組立時の断面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の銘板貼付時の断面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の他のダンパの正面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の下枠（ケース）の正面図及び側面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器の上枠（コイルホルダ）の正面図及び断面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器のコイルホルダ押え位置を斜めにした例を示す正面図である。 発明の実施の形態に係る電気−機械振動変換器のリード線挿入の説明図である。 従来の電気−機械振動変換器を示す分解斜視図である。 従来の電気−機械振動変換器の一部断面上面図である。 図１５に示す電気−機械振動変換器のＦ−Ｆ線における断面図である。 従来の電気−機械振動変換器のダンパを示す図である。

符号の説明

１ 電気―機械振動変換器
２ 上枠（コイルホルダアッセンブリー）
２Ｘ 凸部
３ 磁気回路部（磁気回路アッセンブリー）
４ 下枠（ケースアッセンブリー）
４Ｘ 凹部
４Ｙ リード線挿入用穴
５ 開口部
５ａ 銘板
６ａ 円形の緩衝材
７ リード線
８ ダンパ
８ａ ヨーク保持部
８ｂ 支持部
８ｃ サスペンションバネ部
８Ｔ Ｔ字型の突起
９ ヨーク部
１５ ボトムプレートの柱状部
１６ ボトムプレート
１７ トッププレート
１８ 磁石
１９ 空隙（磁気空隙）
２０ コイル枠
２１ コイル
Ｋ 下枠４に設けられた切欠部
Ｓ 緩衝材

Claims (5)

1. 中央部に形成された筒状のコイル枠及び前記コイル枠に巻き付けられたコイルからなるムービングコイルを含む上枠と、磁石を含むヨーク部及び前記ヨーク部を支持するダンパを含み、前記ヨーク部には前記ムービングコイルを配置するための磁気空隙が設けられている磁気回路部と、前記ダンパを介して前記磁気回路部を保持する下枠とを備え、前記コイルに電流を流すことで前記ヨーク部と前記上枠が相対変位する体感音響装置用の電気−機械振動変換器において、
   前記ダンパは、前記ヨーク部の外周に接して前記ヨーク部を保持する環状のヨーク保持部と、前記ヨーク保持部からその外側に放射状に突出している複数の支持部と、前記ヨーク保持部の周囲に沿って前記複数の支持部それぞれから隣接する他の支持部まで延びている複数のサスペンションバネ部と、前記複数のサスペンションバネ部の終端に設けられたＴ字型の複数の突起とを備え、
   前記下枠には前記Ｔ字型の複数の突起を受け入れる複数の切欠部が設けられ、
   前記ダンパの前記Ｔ字型の複数の突起が前記下枠の前記複数の切欠部にそれぞれ嵌まり込むことにより、前記ヨーク部が前記下枠に対して相対的に変位可能に保持されていることを特徴とする体感音響装置用電気−機械振動変換器。
2. 前記ダンパの前記複数のＴ字型の突起の先端部分が前記下枠の外周方向に延長されて、隣接する前記複数のＴ字型の突起同士が繋がれたものであることを特徴とする請求項１記載の体感音響装置用電気−機械振動変換器。
3. 前記ダンパのサスペンションバネ部の幅が、その中間部に比べて、前記支持部の近傍では内周側に向かって広げられており、前記Ｔ字型の突起の近傍では外周側に向かって広げられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の体感音響装置用電気−機械振動変換器。
4. 前記上枠は、その外周に設けられた凸部を備え、
   前記下枠は、その外周に設けられた凹部を備え、
   前記上枠が前記下枠に取り付けられた状態において、前記凸部と前記凹部が嵌合していることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の体感音響装置用電気−機械振動変換器。
5. 前記下枠は、その外周に設けられたリード線挿入用穴を備え、
   前記リード線挿入用穴は、リード線本体の２本のリード線を通すための貫通穴と、それぞれリード線の１本を通すための２つのリード線穴とを含み、全体として略Ｔ字型をしており、
   前記リード線挿入用穴の内部において、前記貫通穴を通った後に前記リード線本体は２本のリード線に別れ、別れた２本のリード線はそれぞれ略１８０度折り返されて前記リード線穴に進み、それらの先端が前記リード線穴の出口に達していることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の体感音響装置用電気−機械振動変換器。

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