JP2012114530A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で引出し線の破断を抑制することができるスピーカを提供する。
【解決手段】 円筒状の磁気ギャップ１６を有する磁気回路１１，１２，１５と、前記磁気ギャップに収納したボイスコイル１４と、このボイスコイルを支持する振動板４と、前記振動板４を保持し前記磁気回路の一部が取付けられたフレーム２と、前記ボイスコイルの引出し線１４ａが、前記振動板５に接触することなく引出され、中間位置に屈曲部１４ｃが形成され、当該屈曲部１４ｃが弾性粘着剤により前記フレーム２に接着されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スピーカに関し、特に、例えばカーナビゲーションシステムやガス漏れ警報器など比較的小型の電子機器に用いられるスピーカに関する。

近年、カーナビゲーション機器やガス漏れ警報器など小型の電子機器が動作確認や動作手順などを音声で説明するように構成されているものが多くなってきている。このようなしゃべる電子機器には、小型のスピーカが搭載されており、電子機器の制御部からの信号により発声する。

図１０は、小型の電子機器に使用される従来のスピーカの構成を示す断面図である。図１０に示す従来のスピーカ１００は、有底容器形状の磁性体で作成されたヨーク１０１内に円板状の磁石１０２を配置し、磁石の上面にポールピース１０３を配置する。ポールピース１０３とヨーク１０１の側壁１０１ａによって形成された磁気ギャップの間には、ごく細いコイルを環状に巻き束ねたボイスコイル１０４が配置される。ボイスコイル１０４は、振動板１０５の背面側に接着剤１０５ａで固定されている。振動板１０５の外周縁部分が、上記ヨーク１０１を収納したケース１０６に固定され、ボイスコイル１０４が上記磁気ギャップ内に収まるように位置あわせされている。

また、ボイスコイル１０４の引出し線１０４ａは、ボイスコイル１０４の下端から引き回され、ヨーク１０１を通ってヨーク１０１の外側に引き回される。

このような構成のスピーカは、例えば特許第３０９８１２７号公報（特許文献１）や特開２００８−２６３４１８号公報（特許文献２）などに開示されている。

特許第３０９８１２７号公報 特開２００８−２６３４１８号公報

このような構成のスピーカは、図１１に示すように、振動板１０５の振動と一体にボイスコイル１０４の引出し線１０４ａも振動する。すなわち、ボイスコイル１０４が実線で示した基準位置に対して矢印方向（上下方向）に振動するため、引出し線１０４ａの一端がコイルと供に振動するため、静止した他端によって引出し線１０４ａのたるみの程度が変化する。この引出し線の振動は、引出し線の両端１０４ｂに応力集中を発生させ、当該端部１０４ｂにおいて材料疲労による破断の原因となっていた。

また、引出し線１０４ａの振動による応力変化を少なくするために、引出し線を長くし、十分なたるみを持たせることもできるが、引出し線１０４ａの長さが長くなると振動板１０５の振動による共振が発生し、引出し線の破断につながるという問題もあった。

このような問題を防止するため、引出し線を振動板の裏面に沿って配置させ、引出し線の共振を防止するスピーカも存在する。しかし、引出し線の配置は、複雑な形状の振動板には困難でありスピーカの設計の障害の一つとなっており、また、引出し線により振動板の自由な振動の障害になり音質を低下させる原因となっていた。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、簡単な構成で引出し線の破断を抑制することができるスピーカを提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のスピーカを提供する。

本発明の第１態様によれば、円筒状の磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップに収納したボイスコイルと、このボイスコイルを支持する振動板と、前記振動板を保持し前記磁気回路の一部が取付けられたフレームと、前記ボイスコイルの引出し線が、前記振動板に接触することなく引出され、中間位置に屈曲部が形成され、当該屈曲部が弾性粘着剤により前記フレームに接着されていることを特徴とするスピーカを提供する。なお、本発明において屈曲部をフレームに接着する態様としては、直接フレームに固定する場合であってもよいし、例えば端子板などの他の部材を介してフレームに固定されていてもよい。

本発明の第２態様によれば、前記引出し線は、当該屈曲部の少なくとも一部を粘着剤内に埋設するように固定されていることを特徴とする第１態様のスピーカを提供する。

本発明の第３態様によれば、前記引出し線は、ボイスコイルの前記振動板から遠い側の端部から導出されることを特徴とする第１又は第２態様のスピーカを提供する。

本発明の第４態様によれば、前記屈曲部は、前記引出し線の中間部に設けられた曲率が大きい部位で形成されていることを特徴とする、第１から第３態様のいずれか１つのスピーカを提供する。

本発明の第５態様によれば、前記屈曲部は、前記引出し線を環状に巻いて形成されていることを特徴とする、第４態様のスピーカを提供する。

本発明の第６態様によれば、前記屈曲部は、前記引出し部をＳ字状に屈曲させて形成されていることを特徴とする、第４態様のスピーカを提供する。

本発明の第７態様によれば、前記粘着剤は、ダンプ剤で形成されていることを特徴とする、第１から第６態様のいずれか１つのスピーカを提供する。

本発明の第８態様によれば、前記引出し線は、前記フレーム内に設けられた端子板に接続されていることを特徴とする、第１から第７態様のいずれか１つのスピーカを提供する。

本発明によれば、コイルの引出し線の中間位置に屈曲部を設けているため、引出し線の振動に応じて変化する引出し線の長さ変化を屈曲部が吸収する。このため、コイルの引出し線、特に両端部に応力が集中するのを防止することができる。さらに、屈曲部に粘着剤を塗布してフレームに接着することにより、ある程度の弾性を持った状態で固定されるため、引出し線の振動が引出し線全体に伝わることが防止され、さらに、屈曲部による長さ調整によって、引出し線の共振を防止することができる。したがって、引出し線の破断を抑制することができる。

本発明の第２態様によれば、粘着剤の内部に屈曲部を埋設することにより、フレームと引出し線の接着強度を高くすることができ、さらに、振動時における引出し線の長さの変化を確実に吸収することができるため、引出し線の破断を抑制することができる。

本発明の第３態様によれば、ボイスコイルの引出し線をよりフレームに近い側から導出することにより、引出し線をより短くして、引出し線の共振を抑えることができる。

本発明の第４態様によれば、引出し線を曲率が大きくなるように屈曲させることで、より簡単に屈曲部を形成することができ、引出し線の両端に加わる応力により、屈曲の度合が変化することで、応力を吸収することができる。具体的には、屈曲部は、環（ループ）状に引出し線を巻き取ったり、Ｓ字形に屈曲させることでより簡単に屈曲部を形成することができる。

本発明の第７態様によれば、弾性粘着剤としてダンプ剤を用いることにより、引出し線の振動に応じて応力を吸収することができ、さらに、確実２フレームと引出し線を接着することができる。

本発明の実施形態にかかるスピーカの外観構成を示す斜視図である。 図１のスピーカの構成を模式的に示す断面図である。 図１のスピーカの引出し線の取り回しの例を示す模式図である。 図１のスピーカの引出し線の取り回しの他の例を示す模式図である。 図１のスピーカの引出し線の取り回しの他の例を示す模式図である。 変形例にかかるスピーカの構成を模式的に示す断面図である。 他の変形例にかかるスピーカの構成を模式的に示す断面図である。 図１のスピーカの組み立て工程を示すフローチャートである。 図１のスピーカの組み立て工程に使用するボイスコイルの支持治具の構成を示す模式図である。 従来のスピーカ構成を模式的に示す断面図である。 振動板の振動に伴うボイスコイルの振動の様子を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るスピーカについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかるスピーカの外観構成を示す斜視図である。本発明のスピーカ１は、小型の電子機器、例えば、カーナビゲーションシステムやガス漏れ警報器などに搭載されるスピーカである。

スピーカ１は、筐体としての有底円筒形のフレーム２を備え、フレーム２の開口部分に振動板４が設けられている。振動板４は、フレーム２内に内蔵される磁気回路にリード線３から電気信号が送られることにより振動して発声する。

振動板４は合成樹脂で作成されており、本実施形態ではポリイミド樹脂が用いられている。

図２は、図１のスピーカの構成を模式的に示す断面図である。本実施形態にかかるスピーカ１は、図２に示すように、フレーム２の内部に各種部材が組み込まれている。

フレーム２に組み込まれる各種部材は、マグネット１１，ポールピース１２，端子板１３，ボイスコイル１４，ヨークプレート１５である。後述のように、フレーム２，マグネット１１、ポールピース１２、ヨークプレート１４により磁気回路を構成する。

フレーム２は、底壁５と側壁６を有する有底容器形状の部材であり、磁性体材料で構成されている。本実施形態では、厚さ０．６ｍｍの鉄鋼が用いられる。

フレームの底壁５は、中央に磁石を配置する磁石配置部７が形成され、その周囲に外周部８が形成される。磁石配置部７は、外周部８に対して高くなるように設けられている。外周部８には、端子板１３が配置される。

側壁６は、周囲を折り曲げることによって、底壁５から図示上側に立ち上がって設けられている。側壁６の中間部分には、後述するヨークプレート１５を取り付けるための平坦部１０が設けられている。

マグネット１１は、円板形状の永久磁石であり、本実施形態では直径９ｍｍ、厚み１．４ｍｍのものが用いられている。マグネットの種類は、特に限定されるものではなく、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などが用いられる。マグネット１１は、フレーム２の磁石配置部７に接着剤により固定される。

マグネット１１の上面には、ポールピース１２が接着される。ポールピース１２は、マグネット１１と同じ径を有する金属製の円板で構成され、本実施形態では厚みは０．８ｍｍのものが用いられている。

フレーム２の外周部８に設けられる端子板１３は、リード線と引出し線１４ａとを電気的に接続するための部材であり、ボイスコイル１４から引き出された引出し線１４ａとリード線３が半田付けにより固定される。

フレームの側壁６の平坦部１０には、ヨークプレート１５が固定される。ヨークプレート１５は、リング状の金属板である。ヨークプレート１５の中心に設けられる磁石挿入孔１６は、マグネット１１及びポールピース１２の径よりも若干大きく構成されて、スピーカの磁気ギャップを形成する。

ヨークプレート１５は、図２に示すように、フレーム側壁６の平坦部からフレーム底壁５に平行となるように設けられる。ヨークプレート１５の中央の磁石挿入孔１６には、マグネット１１及びポールピース１２が位置する。すなわち、ヨークプレート１５は、フレーム底壁５の外周部８の上方に離間した状態で配置される。

ヨークプレート１５及びポールピース１２は同じ材質で同じ厚みに構成されており、ヨークプレート１５の製造時に磁石挿入孔１６を打ち抜いた打ち抜き片を用いてポールピース１２を作成する。これにより、供取りによる材料の効率的な利用ができ、さらにマグネット１１の磁力の均一性が保たれる。

ヨークプレート１５とマグネット１１及びポールピース１２の間に形成された磁気ギャップには円形状のボイスコイル１４が配置される。ボイスコイル１４は、絶縁導線を何重にも巻回して円筒状に形成されており、下端位置から引出し線１４ａが引き出されている。ボイスコイル１４は、振動板４の背面側に接着剤によって接着され支持されている。本実施形態では、磁石配置部７が高く構成されていることにより、ボイスコイル１４がフレームの底壁５などの他の部材に接触することなく、ボイスコイル１４及び引出し線１４ａの振動スペースを確保することができる。

ボイスコイル１４の引出し線１４ａは、ヨークプレート１５とフレーム２の外周部８との間の隙間８ｂを通り、中間部分がフレーム２の底壁の外周部８に接着され、一端が端子板１３に半田付けされる。

ボイスコイル１４の引出し線１４ａのフレーム２に接着される部分は、引出し線１４ａが屈曲されその両端の直状部１４ｂに較べて曲率を大きくした屈曲部１４ｃとして構成されている。図３は、引出し線の取り回しの例を示す模式図である。屈曲部１４ｃは、引出し線１４ａの中間部位を折り曲げて作成したものである。このため、引出し線１４ａの屈曲部１４ｃが設けられている部位が他の部分（直状部１４ｂに較べて）は、屈曲した状態となり、曲率が大きく構成されている。

なお、屈曲部１４ｃの形状は、特に限定されるものではないが、図３及び図４に示すように、Ｓ字形や環状（ループ）にすることで容易に構成することができる。また、ループの巻数や折り返しの数も特に限定されるものではなく両者を組み合わせてもよいし、巻きバネのように立体的に形成されていてもよい。

屈曲部１４ｃの曲率は、あまりに小さいとフレーム２に組み込むスペースの問題及び粘着剤による支持に問題が生じ、あまりに大きいと引出し線１４ａに極度の屈曲疲労を生じさせる原因となる。すなわち、これらの問題を生じさせない程度の粘着剤に埋設できる程度の大きさであればよい。屈曲部１４ｃは、例えば、細い棒状部材などに引出し線１４ａをループ状に巻き回すことにより簡単に形成することができる。

また、屈曲部１４ｃを接着する粘着剤１７は、一定の粘弾性を維持した状態で屈曲部１４ｃを支持することできる軟性材料が用いられており、具体的には、グリスなどの油性体やダンプ剤、シリコンゴムなどを用いることができる。

粘着剤１７は、屈曲部１４ｃを内部に埋設するように支持する。粘着剤１７により支持されている屈曲部１４ｃは、粘着剤内で自由に変形することができ、ボイスコイル１４の振動に伴いその引出し線１４ａに加わる水平方向に対する圧縮変位力及び垂直方向に対する屈曲変位力を容易かつ安定的に分散する。

また、粘着剤１７は、図３及び図４に示すように屈曲部１４ｃの全体を埋設してもよいし、図５に示すように屈曲部１４ｃの少なくとも一部分のみを埋設してもよい。粘着剤１７内に埋設される屈曲部１４ｃの割合は、粘着剤１７内で、屈曲部１４ｃの曲率が変化して振動を吸収できる程度であればよい。

本実施形態にかかるスピーカは、引出し線１４ａは、ボイスコイルの振動を粘着剤１７の粘弾性により吸収し、さらに、引出し線１４ａに加わる応力の変化は、粘着剤１７内で屈曲部１４ｃがゆっくりと変形することで吸収できるため、引出し線１４ａの撓み量を少なくすることができる。また、粘着剤１７及び引出し線１４ａ自体の弾性により、屈曲部１４ｃは、変形のために付加された応力が除去されることにより元の形状に復帰する。これにより、ボイスコイルの振動時に生じるたわみ量の変化を原因とする引出し線１４ａの共振を防止することができる。

なお、引出し線１４ａの直状部１４ｂを粘着剤で固着させても共振は防止することができる。しかし、粘着剤により一定の弾性を持たせた状態で引出し線１４ａを支持することは容易でない。具体的には、引出し線１４ａの表面積が少ないなど粘着剤をはじき、接着が難しく、さらに引出し線１４ａの振動により接着がずれるなどにより特定位置において安定して支持しにくいという問題がある。

図６は、変形例にかかるスピーカの構成を模式的に示す断面図である。図６に示すスピーカは、フレーム２の磁石配置部７は外周部８に較べて高く構成されず、同一面上に構成されている。さらに、ポールピース１２は、ボイスコイル１４及び引出し線１４ａの振動スペースを確保するために外周部分１２ａが高くなるように構成されている。

すなわち、本実施形態にかかるスピーカ１ｂは、フレームの内底面から磁気ギャップまでの高さがボイスコイル１４及び引出し線１４ａの振動スペースを確保できる程度に構成されていることが好ましい。このため、引出し線をフレーム２に接着させるために、フレームに固定台１８を設け、固定台１８の上面に屈曲部１４ｃを固定する。

固定台１８は、ボイスコイル１４の振動を阻害しないように、ボイスコイル１４の直下から外側位置にずらして設けられている。固定台１８は、フレームと一体に構成されていてもよいし、フレームに別部材を設けるように構成されていてもよい。また、固定台１８の高さ寸法は、ボイスコイル１４の引出し線１４ａ引き出し位置よりも低く構成されていることが好ましく、本変形例では、ボイスコイル１４の下端よりも低く構成されている。

本変形例によれば、ボイスコイル１４の振動を阻害しない厚み寸法とすることができ、また、接着剤１７による固定位置までの引出し線１４ａの長さを短くすることができるため、ボイスコイル１４の振動に伴う引出し線１４ａの共振を防止することができる。

図７は、他の変形例にかかるスピーカの構成を模式的に示す断面図である。図６に示すスピーカ１ｃは、フレーム２の磁石配置部７が外周部８に較べて低く構成されており、フレームの側壁６が磁気ギャップを構成するヨークとして機能するように構成されている。また、端子板１３などは、外周部８に設けられ、ボイスコイル１４の振動スペースを十分に確保しつつ、スピーカを薄型とすることができる。

ボイスコイル１４の引出し線１４ａは、ボイスコイルの上端側から引き出され、屈曲部１４ｃの部分が外周部８上に粘着剤１７により固定されている。本実施形態においては、引出し線１４ａをボイスコイルの上端側から引き出すことにより、引出し線１４ａのたわみ量を少なくし、ボイスコイル１４の振動に伴う引出し線１４ａの共振を防止することができる。

次に、図１のスピーカの組み立て工程について説明する。図１のスピーカ１の組み立ては、従来のスピーカの組み立てと同様に行うことができるが、ボイスコイル１４の屈曲部１４ｃを設ける工程が追加されている。

まず、スピーカの組み立ての第１工程として、組立治具(図示なし)にフレーム２を挿入する（＃１）。組立治具は、スピーカのフレームに応じて適宜構成することができるが、フレーム内に組み入れられる各種部材の位置決め及び仮保持できるように構成されていることが好ましい。

次に、フレーム２に端子板１３を貼り付ける（＃２）。次にフレーム２にマグネット１１及びポールピース１２から構成される磁石部材を貼り付ける（＃３）。マグネット１１は、フレーム２の磁石配置部７に接着剤を用いて貼着される。次に、リード線３と端子板１３とを接続する（＃４）。

ボイスコイル１４を支持治具（図９参照）に装着し、ボイスコイルに屈曲部を作成する（＃５）。図９にボイスコイルの支持具の模式的構成を示す。支持治具３０は、ボイスコイルを保持する本体部３１と、本体部３１のボイスコイル支持面３２上に設けられ、ボイスコイルを挿入して支持する環状の挿入溝３３を備える。

本体部３１には、細い棒状の巻取り部３４が設けられており、巻取り部３４に引出し線１４ａを巻き付けることにより引出し線１４ａにループ状の屈曲部を作成する。引出し線１４ａの巻取り部３４への巻取り回数は特に限定されるものではないが、少なくとも１回で十分である。

支持治具３０にボイスコイルを装着する工程では、スピーカ１への組み入れ時に下側になる方向を上側に向けてボイスコイル１４を支持治具３０に装着し、２本の引出し線１４ａを巻取り部３４に巻き付けて屈曲部を作成する。ボイスコイル支持面３２が下側となるように支持治具３０を反転させ、フレーム内に挿入する（＃６）。

ボイスコイル１４の引出し線１４ａを端子板１３の引き回し線部１３ａまで引き回し、ボイスコイル１４の引出し線１４ａを端子板１３にスポット溶接し、引出し線１４ａと端子板１３を半田付けする（＃７）。さらに、コイル引出し線１４ａの余線をカットし、端子板１３の半田付けを行なった部分の保護接着を行う。

次いで、引出し線１４ａの屈曲部１４ｃをフレーム２の底壁に粘着剤１７を用いて固定する（＃８）。粘着剤としてはダンプ剤を用い、細いノズルで屈曲部１４ｃをフレーム底壁に押さえつつダンプ剤を吐出、塗布することで屈曲部１４ｃの固定を行なう。

次に、フレーム２にヨークプレート１５を取り付ける（＃９）。ヨークプレート１５は、磁石挿入孔１６内に、ボイスコイル１４が挿入されるようにフレーム２の平坦部１０に載置される。平坦部１０の径はヨークプレート１５の径とほぼ等しく構成されており、フレーム２のフレーム側壁６に沿わせてヨークプレート１５を載置することで位置決めを行うことができる。

振動板４をボイスコイル１４とフレーム２に接着する（＃１０）。ボイスコイル１４は、上記のように挿入部３６ａ，３６ｂの上面によって下支えされているため、振動板４との接着が容易となる。なお、接着のための接着剤は振動板４側に塗付される。

以上の組立が終了すると、マグネット１１の着磁を行なう（＃１１）。着磁工程による加熱により、複数箇所に塗布された接着剤の乾燥を一度に行うことができる。着磁工程後、組立治具からスピーカを取り外す。

以上説明したように、本発明の実施形態にかかるスピーカによれば、フレーム内に各部材を位置決めされた状態で順次取り付けていくことにより製造することができるため、製造工程を簡略化することができる。特にボイスコイルからの引出し線の取り回しを容易にし、ボイスコイルと振動板との組み立てを容易かつ確実にすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

本発明のスピーカは、比較的小型の電子機器に用いることができ、引出し線の破断を防止することができることから耐久性に優れた電子機器を提供することができる。

１、１ｂ、１ｃ スピーカ
２ フレーム
３ リード線
４ 振動板
５ 底壁
６ 側壁
７ 磁石配置部
８ 外周部
１０ 平坦部
１１ マグネット
１２ ポールピース
１３ 端子板
１４ ボイスコイル
１４ａ 引出し線
１５ ヨークプレート
１６ 磁石挿入孔
１７ 粘着剤
１８ 固定台

本発明の第１態様によれば、円筒状の磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップに収納したボイスコイルと、このボイスコイルを支持する振動板と、前記振動板を保持し前記磁気回路の一部が取付けられたフレームと、前記ボイスコイルの引出し線が、前記振動板に接触することなく引出され、中間位置に弾性変形可能な屈曲部が形成され、当該屈曲部が弾性粘着剤により前記フレームに接着されていることを特徴とするスピーカを提供する。

本発明の第１態様によれば、円筒状の磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップに収納したボイスコイルと、このボイスコイルを支持する振動板と、前記振動板を保持し前記磁気回路の一部が取付けられたフレームとを有し、
前記ボイスコイルの引出し線は、前記振動板に接触することなく引出されて前記フレーム内に設けられた端子板に接続し、弾性変形可能な屈曲部が中間位置に形成され、当該屈曲部が弾性粘着剤により屈曲部の少なくとも一部が前記弾性粘着剤内に埋設した状態で前記フレームに接着されていることを特徴とするスピーカを提供する。

Claims (8)

1. 円筒状の磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップに収納したボイスコイルと、このボイスコイルを支持する振動板と、前記振動板を保持し前記磁気回路の一部が取付けられたフレームと、前記ボイスコイルの引出し線が、前記振動板に接触することなく引出され、中間位置に屈曲部が形成され、当該屈曲部が弾性粘着剤により前記フレームに接着されていることを特徴とするスピーカ。
2. 前記引出し線は、当該屈曲部の少なくとも一部を粘着剤内に埋設するように固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記引出し線は、ボイスコイルの前記振動板から遠い側の端部から導出されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスピーカ。
4. 前記屈曲部は、前記引出し線の中間部に設けられた曲率が大きい部位で形成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載のスピーカ。
5. 前記屈曲部は、前記引出し線を環状に巻いて形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のスピーカ。
6. 前記屈曲部は、前記引出し部をＳ字状に屈曲させて形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のスピーカ。
7. 前記弾性粘着剤は、ダンプ剤で形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載のスピーカ。
8. 前記引出し線は、前記フレーム内に設けられた端子板に接続されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載のスピーカ。
   

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