JP2009278523A

JP2009278523A - スピーカ

Info

Publication number: JP2009278523A
Application number: JP2008129608A
Authority: JP
Inventors: Akira Tanabe; 景田辺
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP5191796B2

Abstract

【課題】複数枚の振動板を独立して振動駆動させることができる複合型のスピーカを安価に提供すること。
【解決手段】一端部１ａにボイスコイル１５を平面コイル状に形成した振動板１と、一端部２ａにボイスコイル１６を平面コイル状に形成した振動板２とを並設した複合型のスピーカであって、磁気回路部８に、マグネット９を着磁方向に挟む上ヨーク１０および下ヨーク１１（センターヨーク１４）と、両ヨーク１０，１１の一側面１０ａ，１１ａと磁気ギャップＧ１，Ｇ２を介して対向する外側ヨーク１２と、両ヨーク１０，１１の他側面１０ｂ，１１ｂと磁気ギャップＧ３，Ｇ４を介して対向する外側ヨーク１３とを設ける。そして、磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に振動板１の一端部１ａ（ボイスコイル１５）を配置させ、磁気ギャップＧ３，Ｇ４内に振動板２の一端部２ａ（ボイスコイル１６）を配置させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動板の一端部に平面コイル状に形成されたボイスコイルを磁気ギャップ内に配置させ、このボイスコイルに通電することによって振動板を振動駆動させるスピーカに係り、特に、複数枚の振動板を独立して振動駆動させることが可能な複合型のスピーカに関するものである。

矩形状等の振動板の一端部にボイスコイルを平面コイル状に形成し、このボイスコイルを磁気回路部の磁気ギャップ内に配置させているスピーカは、通電時のボイスコイルに電磁駆動力が作用して振動板の一端部が板面方向に振動駆動されるため、湾曲させた振動板の中央部が板面と直交する方向へ振動駆動されて音圧を発生するようになっている。この種のスピーカは、エッチング等によってボイスコイルを振動板に形成できるため、ボイスコイルを巻装したボビンを振動板に取り付けて構成されるスピーカに比べると、安価に製造できて薄型化も容易となる。

ところで、平面コイル状に形成されたボイスコイルのうち所望の電磁駆動力が作用するコイル有効部は、所定間隔存して平行に延びて互いに逆向きの電流が流れる一対の直線状部分なので、これら一対の直線状部分はそれぞれ磁界が逆向きに設定された磁気ギャップ内に配置させておく必要がある。そこで従来より、磁気回路部に２個のマグネットを所定間隔存して並設し、一方のマグネットのＮ極と他方のマグネットのＳ極を共通のプレート（ヨーク）に対向させることにより、該プレートと両マグネットとの間に平面コイル（ボイスコイル）が配置される磁気ギャップを形成するという構成のスピーカが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成を採用すると、磁気回路部の漏洩磁束が減らせるため、効率良く振動板を振動駆動させることができる。
特許２６６２８６６号公報

しかしながら、前述した従来例に係るスピーカのように、比較的高価な部品であるマグネットを磁気回路部に２個使用すると、スピーカの低コスト化が図りにくくなり、特に複数枚の振動板を独立して振動駆動させるという複合型のスピーカを構成する際に、使用するマグネットの個数が増えて製品の高コスト化を余儀なくされるという問題があった。なお、特殊な形状のマグネットを使用すればその個数を減らすことは可能であるが、特殊な形状のマグネットはその成型にかかる費用が非常に高価なので、スピーカの低コスト化には寄与しない。

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、複数枚の振動板を独立して振動駆動させることができる複合型のスピーカを安価に提供することにある。

本発明は、一端部にボイスコイルが平面コイル状に形成されている振動板を複数枚並設すると共に、マグネットを着磁方向に挟むセンターヨークの複数の側面と複数の外側ヨークとの間にそれぞれ磁気ギャップを形成して、各磁気ギャップ内に互いに異なる振動板の各一端部を配置させることとした。

本発明のスピーカでは、１個のマグネットを使用して磁気回路部に複数の磁気ギャップを形成し、複数枚の振動板の各一端部（ボイスコイルが平面コイル状に形成されている部分）を各磁気ギャップ内に配置させているため、部品コストを抑えつつ各振動板を独立して振動駆動させることができる。また、マグネットの漏洩磁束が少ない磁気回路部となるため、各振動板に効率良く電磁駆動力を作用させることができる。したがって、複数枚の振動板を独立して効率良く振動駆動させることができる複合型のスピーカを安価に製造することが可能となる。

本発明は、一端部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可動状態で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部とを備え、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駆動させるスピーカにおいて、複数枚の前記振動板を並設すると共に、前記磁気回路部に、マグネットを着磁方向に挟むセンターヨークと、このセンターヨークの複数の側面にそれぞれ対向して配置された複数の外側ヨークとを設け、各外側ヨークとこれに対向する前記センターヨークの各側面との間にそれぞれ前記磁気ギャップを形成し、複数枚の前記振動板の各一端部を互いに異なる前記磁気ギャップ内に配置させるという構成にした。

このように構成されたスピーカは、マグネットを着磁方向に挟むセンターヨークの周囲に複数の磁気ギャップを形成して、各磁気ギャップ内に複数枚の振動板の各一端部（ボイスコイルが平面コイル状に形成されている部分）を配置させているため、比較的高価な部品であるマグネットを磁気回路部に１個使用するだけで複数枚の振動板を独立して振動駆動させることができ、それゆえ複合型のスピーカを安価に製造することが可能となる。また、マグネットの発生する磁束が複数の磁気ギャップに振り分けられることになって漏洩磁束を減らせるため、各振動板を効率良く振動駆動させることができる。

上記の構成において、磁気回路部が、センターヨークの一側面と第１の外側ヨークとの間に第１の磁気ギャップを形成していると共に、センターヨークの一側面に対して略平行な他側面と第２の外側ヨークとの間に第２の磁気ギャップを形成しており、かつ、第１の磁気ギャップ内から第１の外側ヨークを覆う側へ湾曲して延在する第１の振動板と、第２の磁気ギャップ内から第２の外側ヨークを覆う側へ湾曲して延在する第２の振動板とが、センターヨークを介して並設されていると、ステレオ再生用や２ウェイ再生用のスピーカとして好適である。この場合、第１の振動板の一端部に形成されているボイスコイルが発生する誘導性磁場（交流磁場）と、第２の振動板の一端部に形成されているボイスコイルが発生する誘導性磁場（交流磁場）とが、互いに逆向きの磁界を生じてキャンセルされることになるため、特に高音域でインピーダンスが低下して良好な高音再生特性が期待できる。

また、上記の構成において、並設されている複数枚の振動板の間に遮音壁を立設しておけば、これら振動板の近傍で相互の音波が干渉しにくくなるため好ましい。

また、上記の構成において、センターヨークがマグネットの磁力によって該マグネットに固着されていると共に、外側ヨークとこれに対向するセンターヨークの側面との間に非磁性材料からなるスペーサ部材を介在させ、このスペーサ部材がマグネットの磁力によって外側ヨークとセンターヨークとに挟圧されるようにしてあると、磁気回路部の構成部品どうしを接着する必要がなくなるため、スピーカの組立性が大幅に向上して低コスト化を促進できる。また、磁気ギャップのギャップ寸法がスペーサ部材の厚みによって規定できるため、ギャップ寸法の精度が高めやすくなる。

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外観図、図２は該スピーカの磁気回路部を示す斜視図、図３は該スピーカの振動板を示す斜視図、図４は該スピーカで用いたフレームの斜視図、図５と図６は該スピーカの組立手順を示す説明図である。

図１に示すスピーカは、並設された２枚の振動板１，２と、各振動板１，２の両端部を弾性部材３〜６を介して支持するフレーム７と、磁気ギャップＧ１〜Ｇ４を有してフレーム７の中央部に取り付けられた磁気回路部８（図２参照）とによって主に構成されており、振動板１，２の一端部１ａ，２ａにそれぞれボイスコイル１５，１６（図３参照）が平面コイル状に形成されている。このスピーカは、２枚の振動板１，２を独立して振動駆動させることができるステレオ再生用の複合型スピーカであり、振動板１のボイスコイル１５に右チャンネルの再生信号が通電され、振動板２のボイスコイル１６に左チャンネルの再生信号が通電されるようになっている。なお、磁気回路部８は、マグネット９と、マグネット９を着磁方向に挟む上ヨーク１０および下ヨーク１１と、両ヨーク１０，１１と対向して磁気ギャップＧ１〜Ｇ４を形成している２個の外側ヨーク１２，１３とによって構成されている。

フレーム７は合成樹脂製であり、一対の平板部７１，７２が中央連結部７３によって連結された略線対称な形状に成形されている。図４に示すように、中央連結部７３には、平板部７１に連続する第１の凹所７ａと、平板部７２に連続する第２の凹所７ｂとが平行に形成されている。フレーム７の長手方向の一端部に相当する平板部７１の先端部はＬ字形状部７ｃとなっており、フレーム７の長手方向の他端部に相当する平板部７２の先端部はＬ字形状部７ｄとなっている。

図２に示すように、磁気回路部８は、長手寸法が略同等の細長い板状体であるマグネット９と鉄板等からなる上ヨーク１０と下ヨーク１１および外側ヨーク１２，１３を組み合わせて磁気ギャップＧ１〜Ｇ４を形成したものであり、マグネット９を着磁方向に挟む上ヨーク１０と下ヨーク１１とによってセンターヨーク１４が構成されている。磁気ギャップＧ１，Ｇ２はセンターヨーク１４の長辺に沿う一方の側面と外側ヨーク１２との間に形成されており、磁気ギャップＧ３，Ｇ４はセンターヨーク１４の長辺に沿う他方の側面と外側ヨーク１３との間に形成されている。つまり、上ヨーク１０の側面１０ａと外側ヨーク１２との間に磁気ギャップＧ１が形成され、かつ下ヨーク１１の側面１１ａと外側ヨーク１２との間に磁気ギャップＧ２が形成されて、これら磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に振動板１の一端部１ａ（ボイスコイル１５）が配置されるようになっている。同様に、上ヨーク１０の側面１０ｂと外側ヨーク１３との間に磁気ギャップＧ３が形成され、かつ下ヨーク１１の側面１１ｂと外側ヨーク１３との間に磁気ギャップＧ４が形成されて、これら磁気ギャップＧ３，Ｇ４内に振動板２の一端部２ａ（ボイスコイル１６）が配置されるようになっている。

振動板１は矩形状であって、その中央部が湾曲するように両端部がフレーム７に弾性的に支持されている。図３に示すように、振動板１の一端部１ａにはエッチング等によってボイスコイル１５が平面コイル状に形成されており、この一端部１ａはＵ字形状の一対の弾性部材３（図５参照）を介してフレーム７の第１の凹所７ａに取り付けられている。これにより、振動板１の一端部１ａが外側ヨーク１２とセンターヨーク１４との間に挿入されて、ボイスコイル１５の上側の直線状部分１５ａが磁気ギャップＧ１内に配置され、かつ下側の直線状部分１５ｂが磁気ギャップＧ２内に配置されるようになっている。なお、弾性部材３はゴム等からなり容易に弾性変形するため、ボイスコイル１５は磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に可動状態で配置されている。このボイスコイル１５には端子部１５ｃ，１５ｄを介して電流（音声信号）が通電され、その電流の大きさは直線状部分１５ａ，１５ｂで同等であるが、電流の流れる向きは直線状部分１５ａ，１５ｂで逆向きになる。したがって、ボイスコイル１５への通電時に磁気ギャップＧ１内の直線状部分１５ａと磁気ギャップＧ２内の直線状部分１５ｂには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。また、振動板１は中央連結部７３から外側ヨーク１２や平板部７１を覆う側へ湾曲して延在しており、この振動板１の他端部は、ゴム等からなる弾性部材４を介してフレーム７のＬ字形状部７ｃに取り付けられている。

振動板２も中央部が湾曲するように両端部がフレーム７に弾性的に支持されており、この振動板２の形状や取付構造は前述した振動板１と同等である。すなわち、振動板２の一端部２ａには、端子部１６ｃ，１６ｄを有するボイスコイル１６が平面コイル状に形成されており、この一端部２ａがゴム等からなるＵ字形状の一対の弾性部材５（図５参照）を介してフレーム７の第２の凹所７ｂに取り付けられている。これにより、振動板２の一端部２ａが外側ヨーク１３とセンターヨーク１４との間に挿入されて、ボイスコイル１６の上側の直線状部分１６ａが磁気ギャップＧ３内に可動状態で配置され、かつ下側の直線状部分１６ｂが磁気ギャップＧ４内に可動状態で配置されるようになっている。また、振動板２は中央連結部７３から外側ヨーク１３や平板部７２を覆う側へ湾曲して延在しており、この振動板２の他端部は、ゴム等からなる弾性部材６を介してフレーム７のＬ字形状部７ｄに取り付けられている。

本実施例に係るスピーカを組み立てる際には、まず、図２に示す磁気回路部８を図４に示すフレーム７の中央連結部７３に組み付ける。このとき、外側ヨーク１２は第１の凹所７ａ内で位置決め固定され、外側ヨーク１３は第２の凹所７ｂ内で位置決め固定され、一体品のセンターヨーク１４およびマグネット９は両凹所７ａ，７ｂ間で位置決め固定される。次に、図５と図６に示すように、弾性部材３，５をそれぞれフレーム７の第１の凹所７ａと第２の凹所７ｂに組み付けると共に、弾性部材４，６をそれぞれフレーム７のＬ字形状部７ｃ，７ｄに組み付ける。しかる後、振動板１の一端部１ａを弾性部材３に圧入して他端部を弾性部材４に固着させることにより、中央部を湾曲させた状態で振動板１の両端部を中央連結部７３とＬ字形状部７ｃに取り付けると共に、振動板２の一端部２ａを弾性部材５に圧入して他端部を弾性部材６に固着させることにより、中央部を湾曲させた状態で振動板２の両端部を中央連結部７３とＬ字形状部７ｄに取り付ける。これにより、図１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Ｇ１，Ｇ２内に配置されている振動板１の一端部１ａのボイスコイル１５にステレオ信号の右チャンネルの再生信号が通電されて、このボイスコイル１５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駆動されて音圧を発生し、右チャンネルの再生音が得られるようになっている。また、磁気ギャップＧ３，Ｇ４内に配置されている振動板２の一端部２ａのボイスコイル１６にステレオ信号の左チャンネルの再生信号が通電されて、このボイスコイル１６に振動板２の板面方向に沿う電磁駆動力が作用するため、振動板２の中央部が板面と直交する方向へ振動駆動されて音圧を発生し、左チャンネルの再生音が得られ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では、マグネット９を着磁方向に挟むセンターヨーク１４の長辺に沿う両側面と外側ヨーク１２，１３との間にそれぞれ磁気ギャップＧ１，Ｇ２と磁気ギャップＧ３，Ｇ４を形成して、磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に振動板１の一端部１ａ（ボイスコイル１５）を配置させ、かつ磁気ギャップＧ３，Ｇ４内に振動板２の一端部２ａ（ボイスコイル１６）を配置させている。そのため、比較的高価な部品であるマグネット９を磁気回路部８に１個使用するだけで、２枚の振動板１，２を独立して振動駆動させることができる。すなわち、本実施例に係るスピーカは、ステレオ再生用の複合型スピーカでありながら、構成が簡素で部品コストも抑制できるため、安価に製造することができる。

また、本実施例に係るスピーカは、マグネット９の発生する磁束が磁気ギャップＧ１，Ｇ２と磁気ギャップＧ３，Ｇ４に振り分けられることになって漏洩磁束を減らせるため、各振動板１，２を効率良く振動駆動させることができる。しかも、磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に配置された振動板１のボイスコイル１５と、磁気ギャップＧ３，Ｇ４内に配置された振動板２のボイスコイル１６とがセンターヨーク１４を介して平行に対向しているため、振動板１のボイスコイル１５が発生する誘導性磁場（交流磁場）と、振動板２のボイスコイル１６が発生する誘導性磁場（交流磁場）とが、互いに逆向きの磁界を生じてキャンセルされることになる。それゆえ、このスピーカは特に高音域でインピーダンスが低下し、良好な高音再生特性が期待できる。

なお、上記の実施例では、２枚の振動板１，２を並設した場合について説明したが、センターヨーク１４の短辺に沿う側面と所定の磁気ギャップを介して対向する外側ヨークと、この磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルが一端部に平面コイル状に形成されている振動板とを追加すれば、１個のマグネット９の磁束を有効利用して３枚または４枚の振動板を独立して振動駆動させることも可能である。この場合、例えば振動板１，２によって中低音域を再生し、追加する小さめの振動板によって高音域を再生する等の使用方法が好適である。

図７は本発明の第２実施例に係るスピーカの外観図であり、図１に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、並設されている２枚の振動板１，２の間に遮音壁１７を立設し、振動板１と振動板２の近傍で相互の音波が干渉を起こさないように配慮した点が、前述した第１実施例と大きく異なっている。こうすることによって、振動板１の発生する音波（右チャンネルの再生音）と、振動板２の発生する音波（左チャンネルの再生音）とが、相互の干渉による乱れや減衰を起こしにくくなるため、ステレオ効果を高めることができる。なお、遮音壁１７は例えば合成樹脂の成型品からなり、このような遮音壁１７をフレーム７の中央連結部７３に固定すればよい。

図８は本発明の第３実施例に係るスピーカの磁気回路部を示す上面図であり、図２に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の磁気回路部８は、センターヨーク１４を構成する上ヨーク１０および下ヨーク（図示せず）と外側ヨーク１２，１３との間にそれぞれ非磁性材料からなるスペーサ部材１８，１９を介在させて、両スペーサ部材１８，１９がマグネット９の磁力によって挟圧されるようにした点が、前述した第１実施例と大きく異なっている。つまり、センターヨーク１４と外側ヨーク１２との間には振動板１と干渉しない２箇所に一対のスペーサ部材１８が挟み込んであり、これらスペーサ部材１８はマグネット９の磁力によってセンターヨーク１４と外側ヨーク１２とに挟圧されている。同様に、センターヨーク１４と外側ヨーク１３との間には振動板２と干渉しない２箇所に一対のスペーサ部材１９が挟み込んであり、これらスペーサ部材１９はマグネット９の磁力によってセンターヨーク１４と外側ヨーク１３とに挟圧されている。また、センターヨーク１４（上ヨーク１０および下ヨーク）自体もマグネット９の磁力によって該マグネット９の上面と下面に固着されている。

磁気回路部８がこのように構成されていると、磁気回路部８の構成部品どうしを接着する必要がなくなるため、スピーカの組立性が大幅に向上して低コスト化を促進できる。また、センターヨーク１４と外側ヨーク１２間に形成される磁気ギャップのギャップ寸法をスペーサ部材１８の厚みによって規定でき、かつセンターヨーク１４と外側ヨーク１３間に形成される磁気ギャップのギャップ寸法をスペーサ部材１９の厚みによって規定できるため、ギャップ寸法の精度を高めることが容易となる。

本発明の第１実施例に係るスピーカの外観図である。第１実施例に係るスピーカの磁気回路部を示す斜視図である。第１実施例に係るスピーカの振動板を示す斜視図である。第１実施例に係るスピーカで用いたフレームの斜視図である。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外観図である。本発明の第３実施例に係るスピーカの磁気回路部を示す上面図である。

符号の説明

１振動板（第１の振動板）
２振動板（第２の振動板）
３〜６弾性部材
７フレーム
８磁気回路部
９マグネット
１０上ヨーク
１０ａ，１０ｂ側面
１１下ヨーク
１１ａ，１１ｂ側面
１２外側ヨーク（第１の外側ヨーク）
１３外側ヨーク（第２の外側ヨーク）
１４センターヨーク
１５，１６ボイスコイル
１７遮音壁
１８，１９スペーサ部材
Ｇ１，Ｇ２磁気ギャップ（第１の磁気ギャップ）
Ｇ３，Ｇ４磁気ギャップ（第２の磁気ギャップ）

Claims

一端部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可動状態で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部とを備え、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駆動させるスピーカにおいて、
複数枚の前記振動板を並設すると共に、前記磁気回路部に、マグネットを着磁方向に挟むセンターヨークと、このセンターヨークの複数の側面にそれぞれ対向して配置された複数の外側ヨークとを設け、各外側ヨークとこれに対向する前記センターヨークの各側面との間にそれぞれ前記磁気ギャップを形成し、複数枚の前記振動板の各一端部を互いに異なる前記磁気ギャップ内に配置させたことを特徴とするスピーカ。
請求項１の記載において、前記磁気回路部が、前記センターヨークの一側面と第１の外側ヨークとの間に第１の磁気ギャップを形成していると共に、前記センターヨークの一側面に対して略平行な他側面と第２の外側ヨークとの間に第２の磁気ギャップを形成しており、かつ、前記第１の磁気ギャップ内から前記第１の外側ヨークを覆う側へ湾曲して延在する第１の振動板と、前記第２の磁気ギャップ内から前記第２の外側ヨークを覆う側へ湾曲して延在する第２の振動板とが、前記センターヨークを介して並設されていることを特徴とするスピーカ。
請求項１または２の記載において、複数枚の前記振動板の間に遮音壁を立設したことを特徴とするスピーカ。
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記センターヨークが前記マグネットの磁力によって該マグネットに固着されていると共に、前記外側ヨークとこれに対向する前記センターヨークの側面との間に非磁性材料からなるスペーサ部材を介在させ、このスペーサ部材が前記マグネットの磁力によって前記外側ヨークと前記センターヨークとに挟圧されるようにしたことを特徴とするスピーカ。