JP2009194460A

JP2009194460A - スピーカ

Info

Publication number: JP2009194460A
Application number: JP2008030706A
Authority: JP
Inventors: Akira Tanabe; 景田辺
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-02-12
Also published as: JP5033667B2

Abstract

【課題】磁気ギャップを狭く設定することが容易であると共に、リサイクルするための分解が容易な「スピーカ」を提供すること。
【解決手段】一端部近傍にボイスコイル２が平面コイル状に形成された振動板１と、振動板１の中央部が湾曲するように弾性部材３，４を介して該振動板１の両端部を支持するフレーム５と、ボイスコイル２が配置される磁気ギャップＧを有してフレーム５に取り付けられた磁気回路６とを備え、磁気回路６がマグネット８，９およびヨーク１０，１１によって構成されているスピーカであって、磁気回路６の構成部品をマグネット８，９の磁力によって連結すると共に、磁気ギャップＧを存して対向するマグネット８，９とヨーク１０との間に、ギャップ寸法を規定するためのスペーサ部材７を介在させてマグネット８，９の磁力で挟み込むようにした。
【選択図】図７

Description

本発明は、磁気ギャップ内のボイスコイルに通電することによって振動板を振動させるスピーカに係り、特に、振動板の端部近傍にボイスコイルが平面コイル状に形成されているスピーカに関する。

この種のスピーカは、矩形状等の振動板の端部近傍にボイスコイルを設けて板面方向に駆動することにより、湾曲させた該振動板の中央部を板面と直交する方向へ振動させるというものである。ボイスコイルは振動板の端部近傍に例えばエッチング等によって平面コイル状に形成されており、振動板の端部はダンパ等を介してフレームに支持されている。フレームにはマグネットおよびヨークからなる磁気回路が取り付けられており、この磁気回路の磁気ギャップ内にボイスコイルが配置されているため、音声信号が通電されるとボイスコイルには振動板の板面方向に沿う電磁駆動力が作用する。

従来提案されているこの種のスピーカにおいて、磁気回路を構成するマグネットやヨークはフレームの所定位置に接着等の手段を用いて固定されており、磁気ギャップのギャップ寸法は磁気回路の構成部品の取付位置や部品寸法によって規定される（例えば、特許文献１参照）。そして、磁気ギャップを狭く設定しておけば駆動効率の高いスピーカが得られるため、マグネットを研磨するなどしてギャップ寸法の精度を出していた。
特許２６６２８６６号公報

しかしながら、前述した従来のスピーカでは、磁気回路の構成部品の累積公差によってギャップ寸法がばらついてしまうため、磁気ギャップをあまり狭く設定することはできず、それゆえ駆動効率が高めにくいという問題があった。また、前述した従来のスピーカでは、磁気回路の構成部品どうし、あるいは該構成部品とフレームとが接着等によって強固に固定されているため、これらを分解してリサイクルすることが困難であるという問題もあった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気ギャップを狭く設定することが容易であると共に、リサイクルするための分解が容易なスピーカを提供することにある。

本発明は、磁気回路の構成部品どうしを該構成部品の一部であるマグネットの磁力（磁気吸引力）によって連結することとした。また、磁気ギャップを存して対向するマグネットとヨークとの間に、スペーサ機能を有する部材や突起部を介在させて前記磁力で挟み込むこととした。

本発明のスピーカでは、磁気ギャップを臨むマグネットの磁力によって磁気回路の構成部品どうしが連結されているため、磁気回路の構成部品どうしを分解してリサイクルすることが容易となる。また、磁気ギャップを存して対向するマグネットとヨークとの間にスペーサ部材が挟み込まれているため、ギャップ寸法が磁気回路の構成部品の累積公差に影響されなくなり、それゆえギャップ寸法の精度を高めて磁気ギャップを狭く設定することが容易となる。

本発明のスピーカは、少なくとも一方の端部近傍にボイスコイルが平面コイル状に形成された振動板と、前記振動板の中央部が湾曲するように該振動板の両端部を弾性的に支持するフレームと、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有して前記フレームに取り付けられた磁気回路とを備え、前記ボイスコイルに通電することによって前記振動板を振動させるスピーカにおいて、前記磁気回路を構成するマグネットとヨークを該マグネットの磁力によって連結すると共に、前記磁気ギャップを存して対向する前記マグネットと前記ヨークとの間にスペーサ手段を介在させ、前記マグネットの磁力によって前記スペーサ手段が挟圧されるように構成した。

このように構成されたスピーカは、磁気ギャップを臨むマグネットの磁力（磁気吸引力）によって磁気回路の構成部品どうしが連結されているため、磁気回路の構成部品どうしを接着する必要がなく、よって磁気回路の構成部品を分解してリサイクルすることが容易である。また、このスピーカは、磁気ギャップを存して対向するマグネットとヨークとの間に、該マグネットの磁力を利用してスペーサ手段を挟み込んでいるため、ギャップ寸法をスペーサ手段によって規定することができる。つまり、ギャップ寸法が磁気回路の構成部品の累積公差に影響されなくなるため、ギャップ寸法の精度を高めて磁気ギャップを狭く設定することが容易となり、スピーカの駆動効率が高めやすくなる。

上記の構成において、スペーサ手段が非磁性材料からなるスペーサ部材であれば、このスペーサ部材の厚みだけで磁気ギャップのギャップ寸法を規定できるため、磁気回路の構成部品の寸法精度を高めなくてもギャップ寸法の精度が著しく高まる。それゆえ、マグネットの研磨等が不要となり、安価でありながら磁気ギャップが狭くて駆動効率の高いスピーカを容易に実現できる。

また、上記の構成において、振動板と重なり合わない部位にスペーサ手段としてのスペーサ部材が配置されており、このスペーサ部材の厚みが振動板の厚みよりも大きく設定されていると、スペーサ部材の厚みだけで磁気ギャップのギャップ寸法を規定できるため、磁気回路の構成部品の寸法精度を高めなくてもギャップ寸法の精度が著しく高まる。それゆえ、マグネットの研磨等が不要となり、安価でありながら磁気ギャップが狭くて駆動効率の高いスピーカが容易に実現できる。この場合において、独立した個片のスペーサ部材をマグネットとヨークとの間に挟み込んでも良いが、予めスペーサ部材がマグネットまたはヨークに一体化されていると、スペーサ部材を別途要しないので、部品コストの低減化を図れて組立作業も簡素化できる。

また、上記の構成において、振動板にスペーサ手段としての突起部を一体形成し、磁気ギャップを存して対向するマグネットとヨークとによって振動板が該突起部と共に挟圧されるようにしてあると、スペーサ部材を別途追加しなくても、突起部を含めた振動板の厚みで磁気ギャップのギャップ寸法を規定できるため、部品点数を削減できて極めて安価にギャップ寸法の精度を高めることが可能となる。

また、上記の構成において、フレームが、振動板を支持する本体部と、この本体部にヒンジ部を介して折畳み可能に連結された折返し部とを備えており、かつ、磁気回路の一部が本体部に組み込まれていると共に他部が折返し部に組み込まれていると、フレームの本体部と折返し部を展開させた磁気ギャップ未形成の状態で磁気回路の構成部品をそれぞれ所定位置に組み込むことができ、その後、折返し部を本体部へ向けて折り返せば、本体部と折返し部はマグネットの磁力で対向姿勢に保持されるため、磁気ギャップが自動的に形成されることになる。したがって、スピーカの組立作業が極めて良好となる。

実施例を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施例に係るスピーカの断面図、図２は該スピーカのボイスコイル近傍を示す要部上面図、図３は該スピーカで用いた振動板の上面図、図４は該スピーカの斜視図、図５は該スピーカの分解斜視図、図６と図７は該スピーカの組立手順を示す説明図である。

図１〜図５に示すスピーカは、下端部の近傍にボイスコイル２が平面コイル状に形成された矩形状の振動板１と、振動板１の上下両端部を弾性部材３，４を介して支持するフレーム５と、磁気ギャップＧを有してフレーム５の開口部５ａに取り付けられた磁気回路６と、磁気ギャップＧのギャップ寸法を規定する一対のスペーサ部材７とによって主に構成されている。また、磁気回路６は棒状のマグネット８，９と板状のヨーク１０，１１とによって構成されており、マグネット８，９の磁極面とヨーク１０との間に磁気ギャップＧが形成されている。

振動板１は、下部が平面を保ち中央部が湾曲するようにフレーム５に支持されている。ただし、振動板１の上端部を係止する弾性部材３と、振動板１の下端部を係止する弾性部材４は、いずれもゴム等からなり容易に弾性変形するため、振動板１の上下両端部はフレーム５に弾性的に支持されている。ボイスコイル２はエッチング等によって振動板１の端部近傍に形成されており、その形状は図３に示すような平面コイル状である。このボイスコイル２は磁気ギャップＧ内に配置されて、端子部２ａ，２ｂを介して図３に矢印で示す向きに電流（音声信号）が通電されるようになっている。

フレーム５は合成樹脂製であり、図１や図５に示すように内壁面の複数箇所に所定の部品が嵌め込めるような形状に成形されている。例えば、フレーム５の上部と下部にはそれぞれ弾性部材３，４を嵌め込むためのＶ溝部が形成されており、フレーム５の開口部５ａ内にはヨーク１０，１１を嵌め込むための凹陥部が形成されている。

磁気回路６のマグネット８，９は同一品を２個使用したものであり、これらマグネット８，９は自身の磁力によってヨーク１１の凹溝１１ａ，１１ｂに吸着固定されている。ただし、マグネット８，９は互いに異なる磁極面（例えばＮ極とＳ極）をヨーク１１に向けている。つまり、マグネット８，９は互いに異なる磁極面をボイスコイル２を介してヨーク１０に向けており、ボイスコイル２を流れる電流の向きが、マグネット８に対向する領域とマグネット９に対向する領域とで逆向き（電流の大きさは同じ）になるようにしてある。これにより、ボイスコイル２には通電時にいずれの領域にも同じ向きに同じ大きさの電磁駆動力が作用することになる。

スペーサ部材７は非磁性材料からなる角柱状の成形品である。一対のスペーサ部材７は同一品を２個使用したものであり、フレーム５の開口部５ａ内のうち振動板１と干渉しない左右両端部に組み込まれている。図２に示すように、これら一対のスペーサ部材７はボイスコイル２に隣接する側方でマグネット８，９とヨーク１０との間に介設されている。そして、ヨーク１０に対するマグネット８，９の磁力（磁気吸引力）によって、各スペーサ部材７がヨーク１０とマグネット８，９間に挟圧されているため、磁気ギャップＧのギャップ寸法がスペーサ部材７の厚みによって規定されるようになっている。

本実施例に係るスピーカを組み立てる際には、まず図６に示すように、フレーム５の開口部５ａ内にヨーク１０を挿入して所定位置（凹陥部）に嵌め込むと共に、フレーム５の上部と下部の所定位置（Ｖ溝部）にそれぞれ弾性部材３，４を嵌め込む。次に、図７に示すように、ボイスコイル２が形成された振動板１の上端と下端をそれぞれ弾性部材３，４に突き当てて係止させることによって、振動板１をフレーム５に装着し、この後、フレーム５の開口部５ａ内の左右両端部に一対のスペーサ部材７を組み込む。しかる後、ヨーク１１の凹溝１１ａ，１１ｂにマグネット８，９を吸着固定してなる一体品を、フレーム５の開口部５ａ内に挿入して、このヨーク１１を所定位置（凹陥部）に嵌め込むことによって、マグネット８，９がヨーク１０を吸引して一対のスペーサ部材７が挟圧された状態となるため、所定のギャップ寸法の磁気ギャップＧが形成されて図４に示すようなスピーカが完成する。

このように構成されたスピーカは、磁気ギャップＧ内のボイスコイル２に音声信号が通電されると、このボイスコイル２に振動板１の板面方向に沿う電磁駆動力が作用するため、振動板１の中央部が板面と直交する方向へ振動して音圧が発生するようになっている。

以上説明したように、本実施例に係るスピーカは、磁気ギャップＧを臨むマグネット８，９の磁力（磁気吸引力）によって、磁気回路６を構成するマグネット８，９とヨーク１０，１１どうしが連結されているため、磁気回路の構成部品どうしを接着する必要がなく、よって磁気回路の構成部品を分解してリサイクルすることが容易である。しかも、このスピーカでは、フレーム５に対してヨーク１０，１１や弾性部材３，４等を接着剤を用いることなく嵌め込んで組み立てられるように設計されているため、全ての部品を分解してリサイクルしたり分別処分することが容易であると共に、組立作業が極めて円滑に行えるようになっている。

また、本実施例に係るスピーカは、磁気ギャップＧを存して対向するマグネット８，９とヨーク１０との間に、マグネット８，９の磁力を利用してスペーサ部材７を挟み込んでいるため、ギャップ寸法をスペーサ部材７の厚みだけで規定することができる。つまり、ギャップ寸法が磁気回路の構成部品の累積公差（ヨーク１０，１１のフレーム５に対する取付位置の誤差やマグネット８，９のヨーク１１に対する取付位置の誤差など）に影響されなくなるため、ギャップ寸法の精度を高めて磁気ギャップＧを狭く設定することが容易である。それゆえ、このスピーカは、マグネット８，９の研磨等が不要であり、安価でありながら駆動効率が高めやすくなっている。

図８は本発明の第２実施例に係るスピーカの断面図、図９は該スピーカの斜視図、図１０は該スピーカの分解斜視図、図１１と図１２は該スピーカの組立手順を示す説明図であり、図１〜図７と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

この第２実施例に係るスピーカは、フレーム５が本体部５ｂと折返し部５ｃとからなり、折返し部５ｃが肉薄なヒンジ部５ｄを介して本体部５ｂに折畳み可能に連結されている点が、前述した第１実施例と大きく異なっている。ただし、第２実施例で用いたフレーム５は、ポリプロピレン等の屈曲性を有する樹脂材料からなる。そして、本体部５ｂには、弾性部材３，４を介して振動板１の上下両端部が支持されていると共に、磁気回路６の一方のヨーク１０と、磁気ギャップＧのギャップ寸法を規定する一対のスペーサ部材７とが組み込まれている。また、折返し部５ｃには、磁気回路６の他方のヨーク１１とマグネット８，９とが組み込まれている。

第２実施例に係るスピーカを組み立てる際には、まず、前述した第１実施例と同様の手順でヨーク１０と弾性部材３，４をそれぞれ本体部５ｂに組み込んだ後、振動板１の上下両端を弾性部材３，４に突き当てて本体部５ｂに装着し、さらに一対のスペーサ部材７を本体部５ｂに組み込む。次に、図１１に示すように、折返し部５ｃの第１の挿入口５１にヨーク１１を挿入して組み込んだ後、第２の挿入口５２と第３の挿入口５３にそれぞれマグネット８，９を挿入してヨーク１１に吸着固定させる。しかる後、図１２に示すように、折返し部５ｃを本体部５ｂへ向けて矢印方向へ折り返すことにより、マグネット８，９がヨーク１０を吸引して一対のスペーサ部材７が挟圧された状態となるため、所定のギャップ寸法の磁気ギャップＧが形成されて図９に示すようなスピーカが完成する。

このように第２実施例では、スピーカの組立段階において、フレーム５の本体部５ｂと折返し部５ｃを展開させた磁気ギャップ未形成の状態で、磁気回路６の各構成部品をそれぞれ所定位置に組み込むことができ、その後、折返し部５ｃを本体部５ｂへ向けて折り返せば、本体部５ｂと折返し部５ｃはマグネット８，９の磁力（磁気吸引力）で対向姿勢に保持されるため、磁気ギャップＧが自動的に形成されることになる。したがって、スピーカの組立作業が極めて良好であり、磁気回路６の各構成部品間の寸法精度も出しやすい。

なお、上記第１および第２実施例では、マグネット８，９がボイスコイル２の左右両端からはみ出す位置まで延在してスペーサ部材７に当接しているが、ボイスコイル２の左右両端部は所望方向の電磁駆動力を生じないコイル無効部なので、マグネット８，９をボイスコイル２の左右両端部とは対向しない程度の長さに短寸化しても良い。この場合、スペーサ部材７をマグネット８，９に直接押し当てることはできないが、例えばマグネットとしてゴム磁石やプラスチックマグネットを用い、かつ摺動性に優れた材料からなるスペーサ部材を振動板１とヨーク１０との間に介在させれば、該スペーサ部材および振動板１が該マグネットとヨーク１０との間に挟み込まれた状態となるため、振動板１の振幅が小さい中高音域用のスピーカ等として好適となる。

また、上記第１および第２実施例では、独立した個片のスペーサ部材７をマグネット８，９とヨーク１０，１１との間に挟み込んでいるが、予めスペーサ部材７をマグネット８，９またはヨーク１０，１１に一体化しておけば、スペーサ部材を別途要しないので、部品コストの低減化を図れて組立作業も簡素化できる。

また、上記第１および第２実施例では、振動板１の一端部近傍にボイスコイル２が平面コイル状に形成されているが、振動板の両端部近傍にボイスコイルが平面コイル状に形成されているスピーカの場合にも、本発明は適用可能である。

図１３は本発明の第３実施例に係るスピーカの要部断面図、図１４は該スピーカで用いた振動板の要部斜視図であり、図１と対応する部分には同一符号が付してあるため、重複する説明は省略する。

この第３実施例に係るスピーカでは、振動板１にディンプル加工によって多数の突起部１ａが形成されており、これら突起部１ａをヨーク１０に押し当てた状態で、ゴムやプラスチックからなるマグネット８０，９０のヨーク１０に対する磁力（磁気吸引力）によって振動板１が磁気ギャップＧ内に挟み込まれている。したがって、ボイスコイル２を含めた振動板１の厚みと突起部１ａの突出高さとによって磁気ギャップＧのギャップ寸法が規定されることとなり、前述した第１および第２実施例で用いたスペーサ部材は省略されている。

このように第３実施例では、スペーサ部材を別途追加しなくても、突起部１ａを含めた振動板１の厚みによって磁気ギャップＧのギャップ寸法を規定できるため、部品点数を削減できてコストダウンを図れると共に、ギャップ寸法が極めて狭く設定できる。また、ディンプル加工によって振動板１に形成された突起部１ａはヨーク１０との接触面積が僅かで摩擦抵抗が小さいため、振動板１を円滑に振動させることができる。

なお、上記第３実施例では、振動板１の片面に半球状の突起部１ａが形成されているが、突起部１ａの形状や大きさ、個数等は適宜選択可能であり、突起部１ａを振動板１の両面に形成しても良い。また、かかる突起部が形成されていない振動板１とマグネット８，９間、および該振動板１とヨーク１０間に、非磁性材料からなる潤滑手段（例えばポリ四フッ化エチレン製テープや油など）を介在させることによっても、上記第３実施例とほぼ同様の効果が得られる。

本発明の第１実施例に係るスピーカの断面図である。第１実施例に係るスピーカのボイスコイル近傍を示す要部上面図である。第１実施例に係るスピーカで用いた振動板の上面図である。第１実施例に係るスピーカの斜視図である。第１実施例に係るスピーカの分解斜視図である。第１実施例に係るスピーカの組立手順を示す説明図である。第１実施例に係るスピーカの組立手順を示す説明図である。本発明の第２実施例に係るスピーカの断面図である。第２実施例に係るスピーカの斜視図である。第２実施例に係るスピーカの分解斜視図である。第２実施例に係るスピーカの組立手順を示す説明図である。第２実施例に係るスピーカの組立手順を示す説明図である。本発明の第３実施例に係るスピーカの要部断面図である。第３実施例に係るスピーカで用いた振動板の要部斜視図である。

符号の説明

１振動板
１ａ突起部
２ボイスコイル
３，４弾性部材
５フレーム
５ｂ本体部
５ｃ折返し部
５ｄヒンジ部
６磁気回路
７スペーサ部材
８，９，８０，９０マグネット
１０，１１ヨーク
Ｇ磁気ギャップ

Claims

少なくとも一方の端部近傍にボイスコイルが平面コイル状に形成された振動板と、前記振動板の中央部が湾曲するように該振動板の両端部を弾性的に支持するフレームと、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有して前記フレームに取り付けられた磁気回路とを備え、前記ボイスコイルに通電することによって前記振動板を振動させるスピーカにおいて、
前記磁気回路を構成するマグネットとヨークを該マグネットの磁力によって連結すると共に、前記磁気ギャップを存して対向する前記マグネットと前記ヨークとの間にスペーサ手段を介在させ、前記マグネットの磁力によって前記スペーサ手段が挟圧されるようにしたことを特徴とするスピーカ。
請求項１の記載において、前記スペーサ手段が非磁性材料からなるスペーサ部材であることを特徴とするスピーカ。
請求項１の記載において、前記振動板と重なり合わない部位に前記スペーサ手段としてのスペーサ部材が配置されており、このスペーサ部材の厚みが前記振動板の厚みよりも大きく設定されていることを特徴とするスピーカ。
請求項３の記載において、前記スペーサ部材が前記マグネットまたは前記ヨークに一体化されていることを特徴とするスピーカ。
請求項１の記載において、前記振動板に前記スペーサ手段としての突起部を一体形成し、前記磁気ギャップを存して対向する前記マグネットと前記ヨークとによって前記振動板が前記突起部と共に挟圧されるようにしたことを特徴とするスピーカ。
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、前記フレームが、前記振動板を支持する本体部と、この本体部にヒンジ部を介して折畳み可能に連結された折返し部とを備えており、かつ、前記磁気回路の一部が前記本体部に組み込まれていると共に他部が前記折返し部に組み込まれていることを特徴とするスピーカ。