JP2010130307A - スピーカー - Google Patents

Abstract

【課題】音声信号に応じて振動する動作側の重量を軽くする。リード線の共振を防ぐ。静電容量の検出信号を取り出す電極をボイスコイルから離す。
【解決手段】ボイスコイルボビン４とセンターポール５に電極を設けてこれらの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーであって、ボイスコイルボビン４側の電極１６を接地し、センターポール５側の電極１７から検出信号を取り出すようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカーに関するものであり、さらに詳しくは、ボイスコイルボビンとセンターポールとの間で形成される静電容量を検出し、その検出結果に基づいてボイスコイルボビンの位置を検出し、振動板の動作をフィードバック制御するスピーカーに関するものである。

ボイスコイルボビンとセンターポールとの間の静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーとして、例えば特開２００７−９６６５２号に開示されたものがある。このスピーカーでは、振動板１０１と一緒に振動するボイスコイルボビン１０２に第１及び第２の電極１０３，１０４を設け、センターポール１０５に形成した段差部１０５ａとの間の静電容量の変化を検出している。各電極１０３，１０４にはリード線１０６，１０７が接続されており、検出信号はリード線１０６，１０７を通じて制御回路に出力される。各電極１０３，１０４は、２層の導電体膜１０３ａ，１０３ｂ、１０４ａ，１０４ｂより構成されている。

振動板１０１及びボイスコイルボビン１０２が動作していない状態では、第１の電極１０３の段差部１０５ａに対向する面積と、第２の電極１０４の段差部１０５ａに対向する面積は等しくなっており、第１の電極１０３と段差部１０５ａとの間の静電容量（以下、第１の電極１０３側静電容量という）と、第２の電極１０４と段差部１０５ａとの間の静電容量（以下、第２の電極１０４側静電容量という）とは等しくなっている。そして、振動板１０１及びボイスコイルボビン１０２が動作すると、第１の電極１０３側静電容量と第２の電極１０４側静電容量とは一方が増加するとその増加分だけ他方が減少する関係になり、これらの静電容量の変化に基づいて振動板１０１及びボイスコイルボビン１０２の位置を検出し、フィードバック制御を行なっている。

ボイスコイルボビン１０２のボビン１０９にはボイスコイル１０８が設けられており、ボイスコイル１０８に音声信号が入力されると、ボイスコイルボビン１０２とセンターポール１０５とマグネット６との励磁作用によりボイスコイルボビン１０２及び振動板１０１が前後方向（図７中矢印Ａ方向）に振動（動作）し、音声信号に対応した音が発せられる。ボビン１０９には、ボイスコイル１０８から各電極１０３，１０４へのノイズの侵入を防ぐ導電体膜１１０が設けられている。

特開２００７−９６６５２号

しかしながら、上述のスピーカーでは、ボイスコイルボビン１０２にリード線１０６，１０７が接続された第１及び第２の電極１０３，１０４を設けているので、音声信号に応じて振動する側（以下、動作側という）の重量が重くなり、動作のために必要な電流が大きくなって能率が悪くなると共に、動作の応答性が悪化する。また、動作側からリード線１０６，１０７が伸び出ているので、リード線１０６，１０７も一緒に振動することになり、リード線１０６，１０７が共振し、振動板１０１の動作の応答性を悪化させる虞がある。さらに、ボイスコイルボビン１０２に第１及び第２の電極１０３，１０４とボイスコイル１０８を設けているので、ボイスコイル１０８からのノイズが各電極１０３，１０４に侵入しやすく、また、ボイスコイル１０８の熱の影響を受けやすい。

本発明は、動作側の重量を軽くできると共に、リード線の共振を防止することができ、静電容量の検出信号を取り出す電極をボイスコイルから離すことができるスピーカーを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ボイスコイルボビンとセンターポールに電極を設けてこれらの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーにおいて、ボイスコイルボビン側の電極を接地し、センターポール側の電極から検出信号を取り出すものである。したがって、固定側であるセンターポール側電極にリード線が接続されることなり、動作側であるボイスコイルボビン側電極にリード線を接続しなくても足りる。また、検出側の電極がセンターポールに設けられることになり、その分だけボイスコイルボビンに設ける電極が減少する。さらに、検出側の電極がボイスコイルボビンのボイスコイルから離れた位置に設けられることになる。

また、請求項２記載のスピーカーは、センターポール側電極をセンターポールの軸方向に沿って一定の間隔を空けて２つ配置するとともに、ボイスコイルボビンが動作した際に、一方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との対向面積が増加すると、その増加量分だけ他方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との対向面積が減少し、一方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との対向面積が減少すると、その減少量分だけ他方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との対向面積が増加するようにボイスコイルボビン側電極が配置され、一方のセンターポール側電極によって得られた第１電気信号から他方のセンターポール側電極によって得られた第２電気信号を減算するとともに、その減算結果に対応した第３電気信号を出力する減算器を有するものである。

したがって、ボイスコイルボビンが動作した際に、一方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との対向面積が増加し、その増加量分だけ他方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との対向面積が減少すると、一方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との間で形成される静電容量が増加し、その増加量分だけ他方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との間で形成される静電容量が減少するようになる。これらの静電容量は外乱ノイズとともに各センターポール側電極によって第１及び第２電気信号として検出される。つまり、一方のセンターポール側電極から得られる第１電気信号には、一方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との間で形成される真の静電容量を示す電気信号と、一方のセンターポール側電極に侵入した外乱ノイズを示す電気信号とが含まれており、他方のセンターポール側電極から得られる第２電気信号には、他方のセンターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との間で形成される真の静電容量を示す電気信号と、他方のセンターポール側電極に侵入した外乱ノイズを示す電気信号とが含まれている。一方のセンターポール側電極で得られる真の静電容量を示す電気信号の位相と、他方のセンターポール側電極で得られる真の静電容量を示す電気信号の位相とはπだけズレており、一方のセンターポール側電極で得られる外乱ノイズを示す電気信号の位相と、他方のセンターポール側電極で得られる外乱ノイズを示す電気信号の位相とは同一であることから、減算器により第１電気信号から第２電気信号を減算すると、各センターポール側電極で得られた外乱ノイズを示す電気信号は相殺され、各センターポール側電極で得られた真の静電容量を示す電気信号が同位相で加算された状態で検出される。

請求項１記載のスピーカーでは、静電容量を検出する電極をセンターポール側とボイスコイルボビン側とに分けて配置しているので、ボイスコイルボビンに設ける電極を減らすことができ、動作側であるボイスコイルボビンの重量を軽くすることができる。また、信号を取り出すリード線を固定側であるセンターポール側電極に接続することになるので、動作側に接続する必要がなくなり、動作側の重量を軽くすることができる。これらのため、少ない電気で振動板を効率よく振動させることができる（高能率）と共に、動作の応答性を向上させることができる。また、ボイスコイルボビンと一緒にリード線が振動することが無いので、リード線の共振を防止することができる。さらに、ボイスコイルボビンに設ける電極を減らすことができることから、ボイスコイルボビン側全体の厚さを薄くすることができる。

また、図７に示すスピーカーのように、センターポールに段差部を設ける必要がないので、センターポールとして既存部品の使用が可能になり又はセンターポールを製造する場合にはその製造コストが安くなり、スピーカーの製造コストを安くすることができる。また、センターポールに段差部を設ける必要がないので、段差部側面からの磁束漏洩を防止することができ、振動板及びボイスコイルボビンを駆動させる磁束を有効に使用することができる。

また、静電容量の検出信号を取り出す電極（以下、検出側電極という）をセンターポール側に設けているので、検出側電極をボイスコイルボビンに設けられているボイスコイルから離すことができると共にこれらの間に空気層を設けることができ、ボイスコイルの発熱の影響（例えば、センターポール側電極を複数の導電層の積層構造とした場合には、熱によって各導電層間の絶縁層の絶縁抵抗が減少する等）を低減することができる。また、センターポール側電極や絶縁層がボイスコイルの発熱の影響を受け難くなるので、ある程度の耐熱性を有する安価な材料で導電層や絶縁層を形成することができ、高い耐熱性を有する高価な材料を使用しなくて済むので、スピーカーの製造コストを安くすることができる。さらに、検出側電極であるセンターポール側電極がボイスコイルの発熱の影響を受け難くなるので、自動車等の温度上昇の可能性のある環境で使用されるスピーカーへの展開が容易になる。また、検出側電極であるセンターポール側電極をセンターポールに設けているので、センターポール側電極や絶縁層の熱をセンターポール側電極に逃がしてこれらを冷却することができる。

さらに、検出側電極であるセンターポール側電極をボイスコイルから離すことができるので、ボイスコイルに起因したノイズがセンターポール側電極に侵入し難くなり、所謂クロストークを防止して、静電容量の検出精度を向上させることができると共に、シールド層を別個に設ける必要がなくなり、製造コストを安くすることができる。

また、ボイスコイルボビン側には接地されているボビン側電極が設けられており、これをボイスコイルとセンターポール側電極との間に配置しているので、ボイスコイルから発せられるノイズの影響をグランドに落とすことができ、ボイスコイルからセンターポール側電極にノイズが侵入するのを防止することができる。

また、請求項２記載のスピーカーでは、２つのセンターポール側電極で得られた電気信号の中から、外乱ノイズを示す成分を相殺し、センターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との間で形成される真の静電容量を示す成分のみを得ることができる。これにより、例えば、センターポール側電極とボイスコイルボビン側電極との間で形成される真の静電容量を示す第３電気信号をＭＦＢ（Ｍｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）回路に効果的に活用することができ、スピーカーから発せられる音の歪を解消することができる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１〜図４に本発明のスピーカーの一実施形態を示す。本発明のスピーカー１は、ボイスコイルボビン４とセンターポール５に電極１６，１７を設けてこれらの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するものであって、ボイスコイルボビン４側の電極１６を接地し、センターポール５側の電極１７から検出信号を取り出すものである。すなわち、ボイスコイルボビン４側の電極１６とセンターポール５側の電極１７とによって静電容量型センサが構成され、この静電容量型センサによってボイスコイルボビン４の変位を検出している。

図１に示すように、スピーカー１は、例えばダンパー２、振動板３、ボイスコイルボビン４、センターポール５、マグネット６，７、ヨーク８、ケース９、フレーム１０、連結部材１１、センターキャップ１２、及び筐体として機能する箱状のスピーカーボックス（図示省略）を備えている。有底円筒状に形成されたケース９には、センターポール５、マグネット６，７、及びヨーク８が収納されており、これらはケース９の内壁面に接着剤やビスなどで固着されている。センターポール５は例えば鉄製であり、略円柱状のセンターポール本体５ａと、このセンターポール本体５ａの基端に形成されている略円盤状のフランジ５ｂと、センターポール本体５ａの先端に設けられた非磁性体のプレート５ｅから構成されている。プレート５ｅはセンターポール本体５ａの先端からの磁束の漏れを防止するもので、ヨーク８よりも突出するように設けられている。したがって、ボイスコイルボビン４及び振動板３を動作させる磁束が、マグネット６，ヨーク８，センターポール本体５ａ，フランジ５ｂ，マグネット６を通って形成される。センターポール５は、センターポール本体５ａの軸５ｄがケース９の底面９ｂの中心に一致するようにケース９に配置されている。センターポール５及びケース９は、スピーカーボックス（図示省略）に接続され、接地されている。

マグネット７は略円環状に形成されている。このマグネット７は、その中心がケース９の底部９ｂの中心に位置するように配置されており、底部９ｂに接着剤で固着されている。マグネット７の開口９ａ側の面には、フランジ５ｂの底面が接着剤で固着されている。マグネット６は略円環状に形成されている。このマグネット６は、その中心がケース９の底部９ｂの中心に位置するように配置されており、フランジ５ｂの開口９ａに対向している面に接着剤で固着されている。ヨーク８は鉄製であり、その中心がセンターポール本体５ａの軸５ｄと一致するように配置されており、マグネット６の開口９ａに対向している面に接着剤で固着されている。

センターポール５側の電極（以下、センターポール側電極という）１７は、ボビン側電極１６との間で形成される静電容量を検出するものであり、センターポール５の側周面５ｃに設けられている。本実施形態では、センターポール側電極１７をセンターポール５の軸５ｄ方向に沿って一定の間隔を空けて２つ配置している。また、本実施形態では、センターポール側電極１７は、３層の絶縁層１８の間に２層の導電層４０，４１を積層化することによって構成されている。ただし、これらの構成に必ずしも限るものではない。なお、２つのセンターポール側電極１７を区別する場合には、プレート５ｅ側のものをセンターポール側電極１７Ａといい、フランジ５ｂ側のものをセンターポール側電極１７Ｂという。同様に、センターポール側電極１７Ａの導電層４０，４１とセンターポール側電極１７Ｂの導電層４０，４１を区別する場合には、それぞれ導電層４０Ａ，４１Ａ、導電層４０Ｂ，４１Ｂという。

ボイスコイルボビン４は、先端と後端とが開口された略円筒状のボビン１３と、ボイスコイル１４とから構成されている。ボビン１３は、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）を筒状に丸めて形成されている。ボビン１３は、センターポール本体５ａの外径よりも僅かに大きな径を有しており、このボビン１３の外周面にはボイスコイル１４が巻き付けられている。ボイスコイル１４は、ヨーク８とセンターポール本体５ａとの間に形成される磁路を横切るように配置されている。また、ボビン１３の内周面には、ボイスコイルボビン４側の電極（以下、ボビン側電極という）１６が貼り付けられている。ボビン側電極１６はボビン１３の全周にわたって形成されており、接地されている。ボビン側電極１６を接地する配線やボイスコイル１４に接続される配線はボビン１３としてのフレキシブル配線基板に印刷されている。このように構成されたボイスコイルボビン４は、ヨーク８の内周面８ａとセンターポール本体５ａの側周面５ｃとの隙間に挿入される。即ち、ボイスコイルボビン４は、ヨーク８の内周面８ａとボイスコイル１４との間にエアギャップが形成され、且つ、センターポール本体５ａの側周面５ｃとの間にエアギャップが形成されるように、後端側の開口からセンターポール５ａに被せられている。ボビン１３としてのフレキシブル配線基板に設けられている各端子は例えば金糸等の軽い導電体で所定の回路に接続されている。

ボビン側電極１６は、ボイスコイルボビン４が動作した際に、一方のセンターポール側電極１７とボビン側電極１６との対向面積が増加すると、その増加量分だけ他方のセンターポール側電極１７とボビン側電極１６との対向面積が減少し、一方のセンターポール側電極１７とボビン側電極１６との対向面積が減少すると、その減少量分だけ他方のセンターポール側電極１７とボビン側電極１６との対向面積が増加するように配置されている。つまり、図２に示す断面において、ボイスコイルボビン４が動作していない状態で、センターポール側電極１７Ａと１７Ｂとの中間位置がボビン側電極１６の幅方向の中心に対向し、且つセンターポール側電極１７Ａ，１７Ｂの外側端１７ｃ，１７ｄがボビン側電極１６の両端１６ａ，１６ｂよりも突出するように配置されている。

本実施形態では、センターポール側電極１７Ａ，１７Ｂの２つの導電層４０Ａ，４１Ａ，４０Ｂ，４１Ｂにリード線４２，４３，４４，４５を接続し、図示しないブートストラップ回路に接続して例えばセンターポール５側の導電層４１Ａ，４１Ｂのインピーダンスを高めて所謂ブートストラップ電極として機能させている。このようにすることで、導電層４０Ａ，４０Ｂとボビン側電極１６とで外乱ノイズの影響を受け難いコンデンサを構成することができる。そして、このように構成されたコンデンサの静電容量を示す電気信号（第１電気信号又は第２電気信号）は、減算器３１に入力される。なお、ブートストラップ回路としては、例えば特開２００７−２０１５３号公報に開示されている公知の回路の使用が可能である。

ヨーク８の開口９ａ側の面にはフレーム１０が接着剤で固着されている。また、フレーム１０の他端は、スピーカーボックスの前面板に形成された開口（図示省略）の縁に接着剤またはネジ等で固着されている。また、ダンパー２の内周面はボビン１３の外周面に接着剤で固着されており、ダンパー２の外周面はフレーム１０の内周面に接着剤で固着されている。これによりボイスコイルボビン４はダンパー２によってヨーク８の内周面とセンターポール本体５ａの側周面５ｃとの間に保持される。振動板３は、所謂コーン紙として機能するものであり、その内周部はボビン１３の外周面に接着剤で固着されており、外周部は連結部材１１を介してフレーム１０に連結されている。センターキャップ１２は、ドーム状に形成された本体部と、この本体部の外周縁に沿って形成された鍔部とからなり、この鍔部が振動板３に接着剤で固着されている。これによりボビン１３の先端側の開口１３ａがセンターキャップ１２によって覆われる。

図３に示すように、スピーカー１には、比較器２９、電力増幅器３０、減算器３１、及びフィードバック回路３２が設けられている。入力端子３３に入力された音声情報を示す電気信号（以下、「音声信号」と記す）は集積回路からなる比較器２９を介して電力増幅器３０に入力される。この電力増幅器３０で増幅された音声信号はボイスコイルボビン４に入力される。ボイスコイルボビン４のボイスコイル１４に音声信号が流れると、励磁作用によりボイスコイルボビン４が前後方向（図１に示す矢印Ａ方向）に振動する。これに伴って振動板３も振動し、スピーカー１から音声が発せられる。

フィードバック回路３２、比較器２９、及び電力増幅器３０では、減算器３１から入力された第３電気信号に基づいて下記のフィードバック制御が実行される。減算器３１は、一方のセンターポール側電極１７によって得られた第１電気信号から他方のセンターポール側電極１７によって得られた第２電気信号を減算するとともに、その減算結果に対応した第３電気信号を出力するものである。本実施形態では、センターポール側電極１７Ａによって得られた第１電気信号からセンターポール側電極１７Ｂによって得られた第２電気信号を減算し、その減算結果に対応した第３電気信号をフィードバック回路３２に出力する。減算器３１は、例えば差動アンプなどから構成されている。

フィードバック回路（ＭＦＢ回路）３２は、減算器３１から入力された第３電気信号に対して所定の信号処理を施し、その処理結果に対応したフィードバック信号を比較器２９に入力する。比較器２９は、フィードバック回路３２から入力されたフィードバック信号に応答してそのフィードバック信号と予め定められた基準値とを比較し、その差分を算出するとともに、この算出結果に基づいて音声信号を補正する補正信号を電力増幅器３０に入力する。電力増幅器３０は、比較器２９から入力された補正信号に基づいて音声信号の出力レベルを補正し、その補正した音声信号をボイスコイルボビン４に入力する。なお、フィードバック回路３２は、積分回路、バッファアンプ、電子ボリューム、加算回路（図示省略）などから構成されている。

ボイスコイル１４に音声信号が入力され、この音声信号に基づいてボイスコイルボビン４が振動すると、この振動に伴って２つのセンターポール側電極１７Ａ，１７Ｂのうちの一方の電極とボビン側電極１６との対向面積が増加し、その増加量分だけ他方の電極とボビン側電極１６との対向面積が減少する。つまり、一方の電極とボビン側電極１６との間で形成される静電容量が増加し、その増加量分だけ他方の電極とボビン側電極１６との間で形成される静電容量が減少するようになる。これらの静電容量は外乱ノイズとともに各電極１７Ａ，１７Ｂによって検出され、第１及び第２電気信号として減算器３１に入力される。

第１電気信号には、センターポール側電極１７Ａとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す電気信号と、センターポール側電極１７Ａに侵入した外乱ノイズを示す電気信号とが含まれ、他方、第２電気信号には、センターポール側電極１７Ｂとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す電気信号と、センターポール側電極１７Ｂに侵入した外乱ノイズを示す電気信号とが含まれる。

上述したように一方の電極とボビン側電極１６との間で形成される静電容量が増加し、その増加量分だけ他方の電極とボビン側電極１６との間で形成される静電容量が減少することから、図４に示すように、センターポール側電極１７Ａとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す電気信号の電圧波形３４と、センターポール側電極１７Ｂとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す電気信号の電圧波形３５とは逆相となる。また、外乱ノイズは、例えば、ボイスコイル１４に流れる電流が起因となって発生するものであることから、図４に示すように、センターポール側電極１７Ａに侵入した外乱ノイズを示す電気信号の電圧波形３６と、センターポール側電極１７Ｂに侵入した外乱ノイズを示す電気信号の電圧波形３７とは同相となる。

減算器３１は第１及び第２電気信号が入力されたことに応答して、第１電気信号から第２電気信号を減算する。第１及び第２電気信号の信号成分のうち、センターポール側電極１７Ａとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す信号成分からセンターポール側電極１７Ｂとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す信号成分を減算すると、これらの信号成分は逆相関係にあることから、図４の電圧波形３８に示すように、結果的にセンターポール側電極１７Ａとボビン側電極１６との間で形成される真の静電容量を示す信号成分に同一の信号成分を加算した電気信号が得られることとなる。他方、第１及び第２電気信号の信号成分のうち、センターポール側電極１７Ａに侵入した外乱ノイズを示す信号成分からセンターポール側電極１７Ｂに侵入した外乱ノイズを示す信号成分を減算すると、これらの信号成分は同相であることから、図４の電圧波形３９に示すように、互いに打ち消し合うこととなる。そして、減算器３１は、電圧波形３８に対応した電気信号と、電圧波形３９に対応した電気信号とを加算したものを第３電気信号として出力する。

以上のように、減算器３１によって得られた第３電気信号には外乱ノイズを示す信号成分が含まれていないので、正確なフィードバック制御を実行することができる。

本発明のスピーカー１では、センターポール５とボイスコイルボビン４との間の静電容量を検出するセンサを構成する電極１６，１７をセンターポール５側とボイスコイルボビン４側とに分けて配置しているので、動作側であるボイスコイルボビン４に設ける電極を減らすことができ、ボイスコイルボビン４の重量を軽くすることができる。また、信号を取り出すリード線４２，４３，４４，４５を固定側であるセンターポール側電極１７に接続することになるので、動作側であるボイスコイルボビン４に接続する必要がなくなり、ボイスコイルボビン４の重量を軽くすることができる。これらのため、少ない電気で振動板３を効率よく振動させることができる（高能率）と共に、動作の応答性を向上させることができる。また、ボイスコイルボビン４と一緒にリード線が振動することが無いので、リード線の共振を防止することができる。さらに、ボイスコイルボビン４に設ける電極を減らすことができることから、ボイスコイルボビン４側全体の厚さを薄くすることができる。

また、図７及び図８に示すスピーカーのように、センターポール５に段差部を設ける必要がないので、センターポール５として既存部品の使用が可能になり又はセンターポール５を製造する場合にはその製造コストが安くなり、スピーカー１の製造コストを安くすることができる。また、センターポール５に段差部を設ける必要がないので、段差部側面からの磁束漏洩を防止することができ、振動板３及びボイスコイルボビン４を駆動させる磁束を有効に使用することができる。

また、静電容量の検出信号を取り出す電極（以下、検出側電極という）をセンターポール５側に設けているので、検出側電極をボイスコイルボビン４のボイスコイル１４から離すことができると共にこれらの間に空気層を設けることができ、ボイスコイル１４の発熱の影響（例えば、センターポール側電極１７を複数の導電層４０，４１の積層構造とした場合には、熱によって絶縁層１８の絶縁抵抗が減少する等）を低減することができる。また、センターポール側電極１７や絶縁層１８がボイスコイル１４の発熱の影響を受け難くなるので、ある程度の耐熱性を有する安価な材料で導電層４０，４１や絶縁層１８を形成することができ、高い耐熱性を有する高価な材料を使用しなくて済むので、スピーカー１の製造コストを安くすることができる。さらに、検出側電極であるセンターポール側電極１７がボイスコイル１４の発熱の影響を受け難くなるので、自動車等の温度上昇の可能性のある環境で使用されるスピーカーへの展開が容易になる。また、検出側電極であるセンターポール側電極１７をセンターポール５に設けているので、センターポール側電極１７や絶縁層１８の熱をセンターポール側電極１７に逃がしてこれらを冷却することができる。特に、本実施形態では、センターポール５を鉄製にしているので、センターポール側電極１７や絶縁層１８を良好に冷却することができる。

さらに、検出側電極であるセンターポール側電極１７をボイスコイル１４から離すことができるので、ボイスコイル１４に起因したノイズがセンターポール側電極１７に侵入し難くなり、所謂クロストークを防止して静電容量の検出精度を向上させることができると共に、図７及び図８に示すスピーカーが必要としていたノイズ侵入を防ぐ導電体膜１１０を不要にすることが可能となり、製造コストを安くすることができる。

また、ボイスコイルボビン４側には接地されているボビン側電極１６が設けられており、これをボイスコイル１４とセンターポール側電極１７との間に配置しているので、ボイスコイル１４から発せられるノイズの影響をグランドに落とすことができ、ボイスコイル１４からセンターポール側電極１７にノイズが侵入するのを防止することができる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、上述の説明では、ブートストラップ回路を設け、センターポール側電極１７の導電層４１をブートストラップ電極として機能させていたが、必ずしもこの構成に限るものではなく、例えば図５に示すように、ボビン側電極１６に近い方の導電層４０Ａ，４０Ｂのみを検出側電極として使用し、ボビン側電極１６から遠い方の導電層４１Ａ，４１Ｂを接地するようにしても良い。この場合には、ボビン側電極１６と導電層４０Ａ，４０Ｂとの間に形成されるコンデンサの他に、導電層４０Ａ，４０Ｂと導電層４１Ａ，４１Ｂとの間にもコンデンサが形成されることになり、各電極１７Ａ，１７Ｂ毎に２つのコンデンサの静電容量の総和に基づいて検出を行うことができる。即ち、センターポール側電極１７Ａ，１７Ｂの検出信号である第１及び第２電気信号を増幅して減算器３１に入力することができるので、静電容量を高精度に検出することができる。なお、２つのコンデンサを形成する回路としては、例えば特開２００７−２０１５３号公報に開示されている公知の回路の使用が可能である。

また、上述の説明では、センターポール側電極１７として、２つの電極１７Ａ，１７Ｂを備えていたが、必ずしも２つ備えている必要はなく、１つでも良い。この場合には、例えば図６に示すように、ボビン側電極１６の中央がセンターポール側電極１７の一端に対向するように各電極１６，１７を配置し、又は、センターポール側電極１７の中央がボビン側電極１６の一端に対向するように各電極１６，１７を配置し、両電極１６，１７間の静電容量の変化によってボイスコイルボビン４の位置を検出することが好ましい。

また、上述の説明では、２層の導電層４０，４１を積層化してセンターポール側電極１７を構成していたが、１層又は３層以上の導電層を積層化してセンターポール側電極１７を構成するようにしても良い。

また、上述の説明では、センターポール側電極１７Ａの検出信号を第１電気信号とし、センターポール側電極１７Ｂの検出信号を第２電気信号としていたが、必ずしもこれに限るものではなく、センターポール側電極１７Ｂの検出信号を第１電気信号とし、センターポール側電極１７Ａの検出信号を第２電気信号としても良い。

本発明のスピーカーの第１の実施形態を示す断面図である。 図１のII円で示す部分を拡大して示す断面図である。 図１のスピーカーの電気的構成を示す機能ブロック図である。 第１〜３電気信号の信号成分の電圧波形を示す図である。 本発明のスピーカーの第２の実施形態を示し、図２に対応する部分を拡大して示す断面図である。 本発明のスピーカーの第３の実施形態を示し、図２に対応する部分を拡大して示す断面図である。 従来のスピーカーの断面図である。 図７のスピーカーの図２に対応する部分を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ スピーカー
４ ボイスコイルボビン
５ センターポール
３１ 減算器

Claims (2)

1. ボイスコイルボビンとセンターポールに電極を設けてこれらの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーにおいて、前記ボイスコイルボビン側の電極を接地し、前記センターポール側の電極から検出信号を取り出すことを特徴とするスピーカー。
2. 前記センターポール側電極を前記センターポールの軸方向に沿って一定の間隔を空けて２つ配置するとともに、前記ボイスコイルボビンが動作した際に、一方の前記センターポール側電極と前記ボイスコイルボビン側電極との対向面積が増加すると、その増加量分だけ他方の前記センターポール側電極と前記ボイスコイルボビン側電極との対向面積が減少し、一方の前記センターポール側電極と前記ボイスコイルボビン側電極との対向面積が減少すると、その減少量分だけ他方の前記センターポール側電極と前記ボイスコイルボビン側電極との対向面積が増加するように前記ボイスコイルボビン側電極が配置され、一方の前記センターポール側電極によって得られた第１電気信号から他方の前記センターポール側電極によって得られた第２電気信号を減算するとともに、その減算結果に対応した第３電気信号を出力する減算器を有することを特徴とする請求項１記載のスピーカー。

Images