JP2011004308A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大入力対応の薄型のスピーカ装置を提供する。
【解決手段】振動板を平板とし、その背面に、フレーム内部に設けられた磁気回路の外側に位置する円筒部を一体形成した。円筒部をボイスコイルと接続し、かつ円筒部外側位置であって平板振動板背面に放射状リブを一体形成し、剛性を図った。平板振動板前面にセンターキャップを取付け、これによっても平板振動板の剛性を高めた。ダンパーは磁気回路と機械的に干渉しないよう円筒部の外側に設けた。このダンパーはボイスコイル巻線部のほぼ中央部とほぼ同一面上に配置した。また、円筒部、フレームにボイスコイルの熱を放熱する放熱孔、窓を形成し、放熱性を良好とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば各種ＡＶ機器等に使用される薄型化を図ったスピーカ装置に関する。

図７は従来から一般的に使用されているスピーカ装置を示す。図において、１００は内磁型の磁気回路で、ヨーク１０１、マグネット１０２、プレート１０３を備え、プレート１０３の外周面とこれと対向するヨーク内周壁１０１ａとの間に磁気ギャップが形成されている。

この磁気ギャップ内にはボイスコイル１０４のボイスコイル巻線部１０４ａが位置している。

ボイスコイル１０４の上方外周部にはダンパー１０５の内周部が接着され、ダンパー１０５の外周部はフレーム１０６の段部１０６ａに接着されている。フレーム１０６の下部はヨーク上部の天面１０１ｂ上に結合され、かつフレーム１０６の上部にはエッジ１０７の外周部が接着され、エッジ１０７の内周部はコーン状の振動板１０８の外周部が接着され、振動板１０８の内周部側はボイスコイル１０４の上方外周部に接着されている。１０９は振動板１０８の中央部に設けられたセンターキャップである。

動作にあたっては、磁気ギャップ内のボイスコイル巻線部１０４ａに音声信号が入力されると、ボイスコイル１０４が振動し、ひいては振動板１０８が振動する。この際、ダンパー１０５も振動する。

この場合、大入力時にダンパー１０５が、ヨーク１０１の天面１０１ｂの上面またはフレーム下部と接触するおそれがあるといった機械的干渉を避けるためにダンパー１０５と磁気回路１００のヨーク上面との間に十分なクリアランスａを設けておく必要があるため、これが薄型化の阻害要因となっていた。

図８は、磁気回路が振動板の前方に設けられたタイプのスピーカの従来例で、このようなスピーカ装置としては特開昭６２−１３６１９６が挙げられる。

このスピーカ装置は、コーン状の振動板２００の前方に磁気回路２０１が配置されている。振動板２００の内周部はボイスコイル２０２の下部に接着され、ボイスコイル２０２の上部に磁気ギャップ内に位置するボイスコイル巻線部２０２ａが配置され、ボイスコイル２０２は振動板２００の下側に設けられたダンパー２０３を介し振動可能に支持されている。

このスピーカ装置は、振動板２００と磁気回路２０１のヨーク２０４の下部との間の距離ｂを確保する必要がある。

図９は、振動板３００の内径を磁気回路３０１より大とし、かつダンパー３０２の位置を磁気回路３０１のヨーク３０３の上部の位置とほぼ同等にした従来のスピーカ装置で、このスピーカ装置としては特開２００２−２７１８９３が挙げられる。

すなわち、フレーム３０４の底部中央部に磁気回路３０１が設けられ、フレーム３０４のほぼ中央位置にダンパー３０２が位置されている。このダンパー３０２は磁気回路３０１のヨーク外側に位置され、ダンパー３０２の内周部とコーン状の振動板３００のネック部は連結部３０５の外周下部に接着され、連結部３０５の内周部はボイスコイル３０６の上部に接着され、ボイスコイル３０６の下方外周側にボイスコイル巻線部３０６ａが設けられている。

図１０もダンパー４００の位置が磁気回路４０１のヨーク４０２の上部とほぼ同位置としたスピーカ装置の他の従来例で、このスピーカ装置としては、特開２００５−２６９３２８が挙げられる。

このスピーカ装置の振動板４０３はほぼ平板状をなすが、その内周部には立ち下がり部４０３ａが形成され、ボイスコイル４０４の上方外周部に接着されている。

振動板４０３の下側にダンパー４００とボイスコイル４０４間に設けられた連結部４０５が位置し、連結部４０５の内周部はボイスコイル４０４の上方外周部に接着され、連結部４０５の外周部はヨーク４０２の上部側に位置し、ダンパー４００の内周部が接着されている。

特開昭６２−１３６１９６号公報 特開２００２−２７１８９３号公報 特開２００５−２６９３２８号公報

図７に示した一般的なスピーカ装置は、ダンパー１０５と、その下方に離間して配置された磁気回路１００のヨーク内周壁１０１ａの上面とのクリアランスａを取らなければならないため、薄型化に限界がある、という課題があった。

図８に示した磁気回路が振動板の前方に設けられたタイプのスピーカ装置も、ダンパー２０３と磁気回路２０１との距離ｂが大きく、また、ダンパー２０３によるボイスコイル巻線部２０２ａの中心保持作用が弱く、ローリング不良が発生し易く、磁気ギャップを広げる必要がある、という課題があった。

図９に示す磁気回路３０１より内径の大きい振動板３００を用い、かつ振動板３００を支えるダンパー３０２を磁気回路３０１の上方位置に配設したタイプのスピーカ装置では、振動板３００の内周部とボイスコイル３０６との間に連結部３０５を設け、連結部３０５の内側にボイスコイル３０６があるため、連結部３０５によって放熱経路を確保できず、大入力化できない、という課題があった。

図１０の従来例では、振動板４０３の内周部に立ち下がり部４０３ａを形成し、その部分をボイスコイル４０４の上方外周部に接着するとともに、連結部４０５も接着しているが、このようなほぼ平板状の振動板４０３では十分な形状剛性を得ることはできず、大入力化し難いという課題があった。

この発明は上記課題を解決するために提案されたもので、振動板の形状剛性を高め、かつダンパ−の配置を磁気回路と機械的に干渉しない位置とし、これらによって大入力に対応しつつ薄型化を可能とし、かつ磁気回路のギャップ長も小さく取ることが可能なため、磁気回路の効率が向上し、放熱性も良好であり、大入力対応としたスピーカ装置を提供することを、本発明の目的とする。

請求項１の発明は、中央孔９ｃが形成された平板振動板９の背面９ａに円筒部９ｂが一体形成され、この円筒部９ｂの外側に前記背面外周部に向って放射状に延びるリブ９ｄが一体形成され、前記円筒部９ｂの内側位置であって、フレーム１内底部中央に磁気回路２が設けられ、この磁気回路２の磁気ギャップにボイスコイル巻線部８ａが位置するボイスコイル８の上方外周部に前記平板振動板９の内周部が接着され、かつ前記中央孔９ｃから突出した前記ボイスコイル８の先端部に嵌め込んで、前記平板振動板９の前面に平板状のセンターキャップ１１が取付けられ、前記磁気回路２より内径が大きく、磁気回路２と機械的に干渉しないよう前記平板振動板９の円筒部９ｂの外側に配置したダンパー１２により円筒部９ｂを介し前記ボイスコイル８を支持し、前記円筒部９ｂにはその内側に配置された前記ボイスコイル８の発熱を外部に放熱する通気孔９ｅが形成され、かつこの通気孔９ｅとともに放熱経路Ａを形成する放熱窓７が前記フレーム１に形成されたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載のスピーカ装置において、前記リブ９ｄは前記円筒部９ｂの外側に間隔を介し複数形成され、かつ前記リブ９ｄ間に前記通気孔９ｅが形成されたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載のスピーカ装置において、前記平板振動板９の前面９ｈに平板１５が設けられたことを特徴とする。

本発明では、ダンパー１２と磁気回路２とが機械的に干渉しないよう、ダンパー１２を磁気回路２の外側に配置したため、ダンパー１２と磁気回路２との間にクリアランスを確保する必要がなく、薄型化が可能となる。
平板振動板９の背面９ａには適間隔でリブ９ｄが形成され、かつセンターキャップ１１により振動板全面の形状剛性が確保できるため、大入力化が可能となる。
また、平板振動板９の背面に形成した円筒部９ｂを磁気回路２の外側に配置し、円筒部９ｂに磁気回路２中に置かれたボイスコイル８からの発熱を逃がす通気孔９ｅを形成するとともに、平板振動板９を支持するフレーム１に、通気孔９ｅと対応する放熱窓７を形成し、通気孔９ｅ→放熱窓７といった第１の放熱経路Ａを形成したため、放熱性が良好であり、この観点からも大入力化が可能となる。
放熱窓Ａ、Ｂは、平板振動板９の振幅の変化に伴うスピーカ装置内部の気圧変化にも対応している。
また、ダンパー１２の静止状態において、ダンパー１２とボイスコイル巻線部８ａのほぼ中央部をほぼ同一面上に配置したため、ローリングによるコイルタッチが発生しにくいので、ギャップ長Ｌｇを短くすることが可能となり、磁束密度を向上させることもできる。

本発明の第１実施例の縦断面図。 （ａ）本発明で用いられる振動板を前面側から見た斜視図、（ｂ）同上の振動板を背面側から見た斜視図を示す。 本発明の磁気回路の部分断面説明図。 本発明の第１実施例の組立説明図。 同上の組立の完成状態の説明図。 本発明の第２実施例の縦断面図。 従来の一般的なスピーカ装置の縦断面図。 磁気回路が振動板の前方に設けられたタイプの従来のスピーカ装置の縦断面図。 他の従来例のスピーカ装置の縦断面図。 更に他の従来例のスピーカ装置の縦断面図を示す。

この発明では、ダンパーを磁気回路と機械的に干渉しない位置、すなわち磁気回路の外側に設け、かつダンパーと磁気回路の磁気ギャップ内に置かれたボイスコイル巻線部とをほぼ同一面上に配置した。ボイスコイルによって駆動される平板振動板背面に放射状のリブを設け、また、センターキャップを取付け平板振動板の形状剛性を向上させた。また、ボイスコイルの発熱を外部に速やかに逃がす放熱経路を形成し、ダンパーの配設位置、平板振動板の形状剛性アップ、放熱性も良好とし薄型化と大入力化を達成した。

図１は本発明に係るスピーカ装置の第１実施例を示す。

フレーム１内の下面１ａには磁気回路２が設けられている。フレーム１の下面１ａの外周部には上方に向って立ち上がった円筒状の第１の周壁１ｂが形成され、第１の周壁１ｂの上部は外側に向って折曲されたダンパー取付用の段状の段部１ｃが形成され、段部１ｃの外周部は立ち上げられて、第２の周壁１ｄが形成され、その上端は外側に向って折曲されたエッジ取付部１ｅとなっている。そして、下面１ａの外周部から第１の周壁１ｂにかけて放熱用の第１の放熱窓６が形成されている。また、ダンパー取付用の段部１ｃの外周側から第２の周壁１ｄにかけても放熱用の第２の放熱窓７が形成されている。

磁気回路２は有底円筒状のヨーク３と、ヨーク３の内側に設けられたマグネット４と、マグネット４の上部に設けられたプレート５とを備え、プレート外周面とこれと対向するヨーク周壁３ａの内周面に磁気ギャップｇが形成されている。

磁気ギャップｇ内にはボイスコイル巻線部８ａが配置されている。ボイスコイル８の上方外周面には平板振動板９の内周面が接着されている。平板振動板９の背面９ａの外周部にはエッジ１０の一端が接着され、エッジ１０の他端はフレーム１のエッジ取付部１ｅに接着されている。平板振動板前面９ｈであって平板振動板９の中央孔９ｃおよびその外周部分には平板状のセンターキャップ１１が設けられる。このセンターキャップ１１の外径はダンパー１２の内径と等しいか、僅かに大に形成している。センターキャップ１１の外径をダンパー１２の内径より大きくすると駆動性を向上させることができる。すなわち、平板振動板９のうちダンパー１２の内径（≒円筒部９ｂの径）より内側の部分はリブ９ｄにより補強されないため、強度が弱くなり、特に孔９ｆ付近で屈曲しやすいので、それをセンターキャップ１１の強度により補っている。よって駆動性が向上する。センターキャップ１１の背面には、平板振動板９の中央孔９ｃから上方に突出したボイスコイル８の先端部外周に嵌め込むための段部が形成され、この立ち部を突出したボイスコイル先端部に嵌め込んでセンターキャップ１１は平板振動板前面９ｈに位置決めしつつ取付けられるようにし、後述するようにこの部分を接着するようにし、接着強度を確保し、かつ大入力時の首抜け対策としている。

平板振動板９の背面９ａにはヨーク周壁３ａの外側に位置する円筒部９ｂが形成されている。円筒部９ｂの下部は組立性の観点から分割構造となっている。これについては追って説明する。円筒部９ｂの外周面から平板振動板９の背面９ａにかけ縦断面はほぼ直角三角形状をなし、平板振動板９の内側部分から外側に向って放射状に延びるリブ９ｄが形成され、ほぼ直角三角形状の頂部側が平板振動板背面９ａの外周部側に位置している。なお、図中９ｆは平板振動板９の円筒部９ｂの部分に形成された孔である。この孔９ｆは本来無くとも良い。この孔９ｆは製造上の理由により設けられている。すなわち、金型で射出成形する場合、孔９ｆが無いとアンダーカットとなり、金型にスライドを設ける必要があり、金型構造が複雑となるため、起型コストが高く寿命が短くなる。このような製造上の理由により孔９ｆがある。

また、円筒部９ｂにはボイスコイル８の発熱を外に逃がす通気孔９ｅが形成されている。

図２（ａ）は外形がほぼ円形をなす平板振動板９の前面側を見た斜視図であり、円筒部９ｂの上端の部分において、平板振動板９の周方向に沿って適間隔で前記孔９ｆが形成されている。図２（ｂ）は平板振動板９を背面側から見た斜視図である。リブ９ｄは平板振動板９の大きさにもよるが円周方向に沿って等間隔で６本〜２０本、好ましくは１６本形成されている。リブ９ｄは６本以下では強度不足であり、２０本以上とすると重量が増加するというデメリットが生じるためである。これらのリブ９ｄはセンターキャップ１１と相まって平板振動板９の全面の形状剛性を向上させ、大入力化対応の役割をなす。また、円筒部９ｂに形成されたリブ９ｄとリブ９ｄとの間には通気孔９ｅがそれぞれ形成されている。なお、前記孔９ｆはセンターキャップ１１によって塞がれる。これはスピーカ背面側の気圧変化によるエアーノイズを防ぎ、かつ孔９ｆによる強度低下を抑えるためである。

再び図１において、平板振動板９の背面９ａに形成された円筒部９ｂの下方外周部にはダンパー取付部９ｇが形成され、ダンパー１２の内周部が取り付けられている。ダンパー１２の外周部はフレーム１に形成されたダンパー取付用の段部１ｃに取り付けられている。

このダンパー１２は、ボイスコイル８の静止時つまり振動前にボイスコイル巻線部８ａのほぼ中央部の位置に位置する。換言すると、ダンパー１２とボイスコイル巻線部８ａのほぼ中央部はほぼ同一面上に配置されている。すなわち、ダンパー取付部９ｇと段部１ｃの上面とは、ほぼ同一位置に設けられ、かつヨーク上方外周部の外側位置に設けられ、ダンパー１２は磁気回路２の外側であって、振動時に磁気回路２と機械的に干渉しない位置関係に設けられ、ダンパー１２の前後面にはそれぞれ第１、第２の空間部１３、１４が形成され最大振幅が確保されている。

このようにダンパー１２を配置することによりスピーカ装置を薄型化することができる。

また、ダンパー１２とボイスコイル巻線部８ａのほぼ中央部とをほぼ同一面上に配置することにより、ローリングによるコイルタッチが発生しにくいため、図３に示すギャップ長Ｌｇを小さくすることが可能となり、磁束密度も向上させることができる。

ボイスコイル駆動時、発生するボイスコイル８の発熱は、速やかに円筒部９ｂに形成された通気孔９ｅ、第２の放熱窓７を介しスピーカ装置の背面側の外気に放熱させることができる。Ａはその第１の放熱経路である。この場合、第１の放熱窓６を介しても放熱される。Ｂはその第２の放熱経路である。このように第１、第２の放熱経路Ａ、Ｂを形成すると、より放熱性が向上する。また、ボイスコイル８内の熱はボイスコイル８に形成された放熱孔８ｂ、円筒部９ｂの通気孔９ｅ、第２の放熱窓７等を介し外部に放熱することができる。

図４は本発明の第２実施例を示す。この実施例では平板振動板９の前面に、剛性アップ用の薄い平板１５を貼り合わせ、より形状剛性を図った点が第１実施例と異なっている。他の構成、作用効果は同様である。

組立にあたっては、図４に示すように、治具Ａを介してフレーム１に磁気回路２を取り付ける。その後、治具Ａは、除去される。

また、治具（図示せず）を用い、ボイスコイル８を磁気ギャップｇ内の適正位置に配置する。

平板振動板９の円筒部９ｂの下部９ｂ’は組立性を考慮して当初分離されている。

分離されているほぼ円筒状の下部９ｂ’の外周段部（ダンパー内周取付部）にはダンパー１２の内周部が取付けられ、ダンパー１２の外周部はフレーム１のダンパー取付用段部１ｃに接着される。

また、分離された下部９ｂ’の上面９ｂ’’に接着剤（図示せず）を塗布し、図５に示すように、平板振動板９側の円筒部９ｂの下面と接着する。

また、平板振動板９の内周部にボイスコイル８の外周部を接着する。

平板振動板９の外周部にはエッジ１０の内周部が接着されているため、エッジ１０の外周部をフレーム１のエッジ取付部１ｅに接着する。

ついで、平板振動板９の前面ほぼ中央部にセンターキャップ１１を被せるようにし、接着する。この場合、平板振動板９の上面から前方に突出したボイスコイル８の上方外周部はセンターキャップ１１の内面の段部１１ａの内周面に接着される。平板振動板９の背面側のダンパー内径より内側部分にリブ状の円筒部９ｂを設けると磁気回路２と干渉するため、高さ寸法が稼げないが、平板振動板９の前面側はボイスコイル８の上部の突出分、無駄になっている高さ寸法があるので、その部分を有効利用して平板振動板９の背面に段部１１ｂを形成し、ボイスコイル８と接着し、接着強度を確保し、かつ大入力時の首抜け対策としている。

１ フレーム
１ａ 下面
１ｂ 第１の周壁
１ｃ 段部
１ｄ 第２の周壁
１ｅ エッジ取付部
２ 磁気回路
３ ヨーク
３ａ ヨーク周壁
４ マグネット
５ プレート
６ 第１の放熱窓
７ 第２の放熱窓
８ ボイスコイル
８ａ ボイスコイル巻線部
９ 平板振動板
９ａ 平板振動板背面
９ｂ 円筒部
９ｃ 中央孔
９ｄ リブ
９ｅ 通気孔
９ｆ 孔
９ｇ ダンパー取付部
９ｈ 平板振動板前面
１０ エッジ
１１ センターキャップ
１２ ダンパー
１３ 第１の空間部
１４ 第２の空間部

Claims (3)

1. 中央孔（９ｃ）が形成された平板振動板（９）の背面（９ａ）に円筒部（９ｂ）が一体形成され、この円筒部（９ｂ）の外側に前記背面外周部に向って放射状に延びるリブ（９ｄ）が一体形成され、
   前記円筒部（９ｂ）の内側位置であって、フレーム（１）内底部中央に磁気回路（２）が設けられ、この磁気回路（２）の磁気ギャップにボイスコイル巻線部（８ａ）が位置するボイスコイル（８）の上方外周部に前記平板振動板（９）の内周部が接着され、かつ前記中央孔（９ｃ）から突出した前記ボイスコイル（８）の先端部に嵌め込んで、前記平板振動板（９）の前面に平板状のセンターキャップ（１１）が取付けられ、
   前記磁気回路（２）より内径が大きく、磁気回路（２）と機械的に干渉しないよう前記平板振動板（９）の円筒部（９ｂ）の外側に配置したダンパー（１２）により円筒部（９ｂ）を介し前記ボイスコイル（８）を支持し、
   前記円筒部（９ｂ）にはその内側に配置された前記ボイスコイル（８）の発熱を外部に放熱する通気孔（９ｅ）が形成され、かつこの通気孔（９ｅ）とともに放熱経路（Ａ）を形成する放熱窓（７）が前記フレーム（１）に形成された
   ことを特徴とするスピーカ装置。
2. 請求項１記載のスピーカ装置において、
   前記リブ（９ｄ）は前記円筒部（９ｂ）の外側に間隔を介し複数形成され、かつ前記リブ（９ｄ）間に前記通気孔（９ｅ）が形成されたことを特徴とするスピーカ装置。
3. 請求項１記載のスピーカ装置において、
   前記平板振動板（９）の前面（９ｈ）に平板（１５）が設けられたことを特徴とするスピーカ装置。
   

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