JP2011130349A

JP2011130349A - スピーカ

Info

Publication number: JP2011130349A
Application number: JP2009289256A
Authority: JP
Inventors: Arata Tada; 新多田
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: JP5485679B2

Abstract

【課題】駆動効率を損なわずに大型化を回避することができる「スピーカ」の提供。
【解決手段】スピーカ１は、振動板２の一端部近傍にボイスコイル３が巻回形状の帯状導体としてパターニングされており、このボイスコイル３のうち振動板２の幅方向に沿って延びる第１帯状部３ａのパターン幅に比して、振動板２の長さ方向に沿って延びる第２帯状部３ｂのパターン幅が細く形成されている。第１帯状部３ａは振動板２の振動に寄与する有効部分であるが、第１帯状部３ａの両端に連続する第２帯状部３ｂは振動板２の振動に寄与しない無効部分である。この第２帯状部３ｂは振動板２の両側部に集約されているため、スペースファクタにはほとんど影響しない。
【選択図】図３

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設けられているスピーカに関するものである。

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平面コイル状に設け、このボイスコイルを振動板の板面に沿う所定方向（振動板の長手方向）に駆動することによって、湾曲させた振動板の略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。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おり、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いる。ボイスコイルはこの磁気回路の磁気ギャップ内に配置されており、電流（音声信号）が通電されるとボイスコイルに振動板の長手方向に沿う電磁駆動力が作用するようになっている。また、この種のスピーカにおいては軽量化や低コスト化を促進するために、従来より、ボイスコイルをエッチング等によって振動板の端部近傍に直接パターニングするという技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図５はかかる従来のスピーカにおけるボイスコイルの概略形状を示す平面図であり、図６は該ボイスコイルの要部拡大図である。これらの図において、ボイスコイル２１は振動板２０の端部近傍の枠状領域にパターニングされており、ボイスコイル２１の両端は端子部２２，２３に接続されている。このボイスコイル２１は、振動板２０の幅方向（図示左右方向）に沿って延びる第１帯状部２１ａと、第１帯状部２１ａに対し略直交する方向に延びる第２帯状部２１ｂとが連続する巻回形状の帯状導体としてパターニングされている。第１帯状部２１ａと第２帯状部２１ｂのパターン幅は同等であり、第２帯状部２１ｂは振動板２０の両側部に位置している。

振動板２０は、ボイスコイル２１が設けられた部分が図示せぬ磁気ギャップ内に配置される。この磁気ギャップにおける磁界の向きは図５で紙面と直交する方向であり、端子部２２，２３を介してボイスコイル２１に電流が通電されると、ボイスコイル２１の第１帯状部２１ａに振動板２０の長手方向（図示上下方向）に沿う電磁駆動力が作用する。これにより、振動板２０の湾曲している略中央部（図示せず）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。なお、ボイスコイル２１の第２帯状部２１ｂは、磁気ギャップ内に配置されても振動板２０の振動には寄与しない無効部分である。

特開２００９−１９４４６０号公報

ところで、前述した従来例において、磁気ギャップの幅寸法を図５のＷ１に設定した場合、ボイスコイル２１のうち振動板２０の振動に寄与する第１帯状部２１ａだけを磁気ギャップ内に配置させることができて駆動効率は向上するが、第２帯状部２１ｂが磁気ギャップの側方へはみ出して振動板２０が不所望に幅広になってしまうため、スピーカが大型化してしまうという問題を生じる。一方、振動板２０が不所望に幅広にならないようにするため、磁気ギャップの幅寸法を図５のＷ２に設定した場合には、磁気ギャップ内の両側部を占有しているにも拘らず第２帯状部２１ｂが振動板２０の振動に寄与しないため、スピーカの駆動効率が低下してしまうという問題を生じる。

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、駆動効率を損なわずに大型化を回避することができるスピーカを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、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設けられた振動板と、この振動板を湾曲するように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、前記ボイスコイルが、前記振動板の枠状領域に巻回形状の帯状導体としてパターニングされていると共に、このボイスコイルのうち前記振動板の幅方向に沿って延びる第１帯状部のパターン幅に比して、前記第１帯状部の両端に連続して他方向へ延びる第２帯状部のパターン幅を細く形成し、前記第２帯状部を前記振動板の両側部に集約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、振動板の両側部の幅狭な領域にボイスコイルの第２帯状部を集約させておくことができるため、振動板の振動に寄与しない第２帯状部がスペースファクタにほとんど影響を及ぼさなくなる。すなわち、振動板の振動に寄与する第１帯状部だけを磁気ギャップ内に配置させて駆動効率を高めても、第２帯状部は磁気ギャップの側方へさほどはみ出さないため、振動板を不所望に幅広にする必要がなくなる。また、振動板をより幅狭にするために、第２帯状部を含めたボイスコイル全体を磁気ギャップ内に配置させた場合にも、第１帯状部を磁気ギャップの幅寸法と略同等の長さに設定しておくことができるため、良好な駆動効率を確保することができる。

上記の構成において、ボイスコイルが振動板の矩形枠状領域にパターニングされており、第２帯状部が第１帯状部に対して直交する向きに延びていると、駆動効率を損なわずに振動板を幅狭にすることが一層容易となるため好ましい。

本発明のスピーカは、ボイスコイルの有効部分である第１帯状部のパターン幅に比して無効部分である第２帯状部のパターン幅を細く形成することによって、振動板の両側部の幅狭な領域に第２帯状部を集約させているため、振動板の振動に寄与しない第２帯状部がスペースファクタにほとんど影響を及ぼさない。すなわち、振動板を特に幅広にしなくても、振動板の振動に寄与する第１帯状部を磁気ギャップの幅寸法と略同等の長さに設定しておくことが可能であるため、駆動効率を損なわずにスピーカの大型化を回避することができる。

本発明の実施形態例に係るスピーカの断面構造を簡略化して示す説明図である。図１のスピーカで用いた振動板の斜視図である。図２の振動板に設けられたボイスコイルの概略形状を示す平面図である。図３に示すボイスコイルの要部拡大図である。従来のスピーカにおけるボイスコイルの概略形状を示す平面図である。図５に示すボイスコイルの要部拡大図である。

以下、本発明の実施形態例を図１〜図４を参照しつつ説明する。図１と図２に示すように、本実施形態例に係るスピーカ１は、一端部２ａの近傍にボイスコイル３が平面コイル状に設けられた矩形状の振動板２と、振動板２の一端部２ａをダンパ４を介して弾性的に支持し、かつ他端部２ｂを固定的に支持しているフレーム５と、磁気ギャップＧ１，Ｇ２を有してフレーム５に取り付けられた磁気回路６と、磁気ギャップＧ１，Ｇ２の間隙寸法（ギャップ長）を規定するギャップホルダ７とによって主に構成されている。

振動板２は薄い平板状のプラスチックフィルムなどからなる。この振動板２は、一端部２ａから平面を保って長手方向の略中央部まで延在するようにフレーム５に支持されており、振動板２のうちボイスコイル３が設けられた部分が磁気回路６の磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に配置されている。そして、ボイスコイル３が磁気回路６によって矢印Ａ方向へ駆動されると、振動板２の略中央部が板面と直交する方向へ振動して湾曲するようになっている。その際、振動板２の一端部２ａを支持しているダンパ４は、振動板２の移動に追従して弾性変形する。なお、ダンパ４は例えばゲル状弾性体やオイルダンパなどからなり、フレーム５がダンパ４を保持している。また、フレーム５は合成樹脂などを成形して形成されている。

図２や図３に示すように、ボイスコイル３は振動板２の一端部２ａ近傍の矩形枠状領域にエッチング等によって形成されており、ボイスコイル３の両端は端子部１２，１３に接続されている。このボイスコイル３は、振動板２の幅方向（矢印Ｂ方向）に沿って延びる第１帯状部３ａと、第１帯状部３ａに対して直交する矢印Ａ方向（振動板２の長手方向）に沿って延びる第２帯状部３ｂとが連続する巻回形状の帯状導体としてパターニングされている。第１帯状部３ａは振動板２の振動に寄与する有効部分であり、第２帯状部３ｂよりも長寸に形成されている。第２帯状部３ｂは振動板２の振動に寄与しない無効部分であり、振動板２の両側部に位置している。また、図４から明らかなように、第２帯状部３ｂのパターン幅は第１帯状部３ａのパターン幅よりも極めて細く形成されており、ボイスコイル３のすべての第２帯状部３ｂは振動板２の両側部の幅狭な領域に集約されている。したがって、第２帯状部３ｂはスペースファクタにはさほど影響を及ぼさない。

図１に示すように、磁気回路６は複数のヨーク８，９，１０とマグネット１１とを組み合わせて構成されており、マグネット１１を挟み込む一対のヨーク９，１０と板状のヨーク（プレート）８との間に磁気ギャップＧ１，Ｇ２がそれぞれ形成されている。磁気ギャップＧ１，Ｇ２内において磁界の向きはほぼ振動板２の板厚方向となっているが、磁気ギャップＧ１と磁気ギャップＧ２では磁界の向きが逆である。磁気ギャップＧ１内には図３において上側の第１帯状部３ａが配置されており、磁気ギャップＧ２内には同図下側の第１帯状部３ａが配置されている。

そして、端子部１２，１３を介してボイスコイル３に通電されると、図３において上側の第１帯状部３ａと下側の第１帯状部３ａに逆向きの電流が流れるため、どちらの第１帯状部３ａにも同じ向きの電磁駆動力が作用する。フレミングの左手の法則により、この電磁駆動力の向きは矢印Ａ方向となるので、振動板２は長手方向に沿って駆動される。これにより、振動板２の略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。

このように本実施形態例に係るスピーカ１は、ボイスコイル３の有効部分である第１帯状部３ａのパターン幅に比して無効部分である第２帯状部３ｂのパターン幅を細く形成することによって、振動板２の両側部の幅狭な領域に第２帯状部３ｂを集約させているため、振動板２の振動に寄与しない第２帯状部３ｂがスペースファクタにほとんど影響を及ぼさず、よって大型化が回避しやすい構成となっている。すなわち、振動板２の振動に寄与する第１帯状部３ａだけを磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に配置させて駆動効率を高めても、第２帯状部３ｂは磁気ギャップＧ１，Ｇ２の側方へさほどはみ出さないため、振動板２を不所望に幅広にする必要がなくなる。また、振動板２をより幅狭にするために、第２帯状部３ｂを含めたボイスコイル３の全体を磁気ギャップＧ１，Ｇ２内に配置させた場合にも、第１帯状部３ａを磁気ギャップＧ１や磁気ギャップＧ２の幅寸法と略同等の長さに設定しておくことができるため、良好な駆動効率を確保することができる。しかも、このスピーカ１は、ボイスコイル３のパターンレイアウトが従来既知のスピーカと異なっているものの、それ以外の構造が複雑化しているわけではないのでコストアップを伴う心配はない。

特に、本実施形態例においては、ボイスコイル３が振動板２の矩形枠状領域にパターニングしてあり、第２帯状部３ｂが第１帯状部３ａに対して直交する向きに延びているため、第２帯状部３ｂを配置させるための領域が振動板２の幅寸法に及ぼす影響が非常に少なくなっている。それゆえ、このスピーカ１は、駆動効率を損なわずに振動板２を幅狭にすることが極めて容易である。ただし、ボイスコイル３を所謂トラック状に形成して第２帯状部３ｂが弧状となっている場合でも、この第２帯状部３ｂのパターン幅を第１帯状部３ａよりも細くしておけば、上記実施形態例とほぼ同様の効果が得られる。

なお、上記実施形態例では、ボイスコイル３から大きく離れた振動板２の他端部２ｂがフレーム５に固定的に支持されているが、該他端部２ｂがフレーム５に弾性的に支持されていてもよい。また、振動板２やフレーム５の形状あるいは磁気回路６の構成なども上記実施形態例に限定されるものではなく、適宜選択可能である。

また、上記実施形態例では、振動板２の一端部２ａだけにボイスコイル３を設けたスピーカについて説明したが、振動板２の両端部２ａ，２ｂにそれぞれボイスコイルを設け、フレーム５の両端部に取り付けた２つの磁気回路の磁気ギャップに各ボイスコイルを個別に配置させるという構成のスピーカであっても、本発明を適用できることは言うまでもない。

１スピーカ
２振動板
３ボイスコイル
３ａ第１帯状部
３ｂ第２帯状部
４ダンパ
５フレーム
６磁気回路
８〜１０ヨーク
１１マグネット
Ｇ１，Ｇ２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設けられた振動板と、この振動板を湾曲するように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、
前記ボイスコイルが、前記振動板の枠状領域に巻回形状の帯状導体としてパターニングされていると共に、このボイスコイルのうち前記振動板の幅方向に沿って延びる第１帯状部のパターン幅に比して、前記第１帯状部の両端に連続して他方向へ延びる第２帯状部のパターン幅を細く形成し、前記第２帯状部を前記振動板の両側部に集約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、前記ボイスコイルが前記振動板の矩形枠状領域にパターニングされており、前記第２帯状部が前記第１帯状部に対して直交する向きに延びていることを特徴とするスピーカ。