JP2017216541A - 加振器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造の加振器を提供する。
【解決手段】本発明の加振器（１０Ａ）は、第１振動板（１１）と、この第１振動板（１１）に取り付けられたマグネット（１３）と、第１振動板においてマグネットが取り付けられた面と反対側の面に配置されたヨーク材（１４）と、マグネット（１３）と対向するように配置された空芯コイル（１５）とを備えている。また、本発明の加振器（１０Ａ）は、第１振動板（１１）と間隔を隔てて配置された第２振動板（１２）をさらに備え、空芯コイル（１５）は、第２振動板（１２）に取り付けられていることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、加振器に関し、例えば、オーディオ機器等に用いられるスピーカー等の加振器に関する。

一般的に、オーディオ機器等に用いられるスピーカー等の加振器は、ボイスコイルの内側にマグネットが配置された内磁型磁気回路、または、ボイスコイルの外側にマグネットが配置された外磁型磁気回路を有している。

内磁型磁気回路を有するスピーカーとして、例えば、特開平７−２０３５８９号公報（特許文献１）が挙げられる。外磁型磁気回路を有するスピーカーとして、例えば、特開平９−２３３５９４号公報（特許文献２）、特開２００５−２７７５６１号公報（特許文献３）、国際公開第２０１１／００７４４１号（特許文献４）などが挙げられる。

上記特許文献１〜４には、ボイスコイルが取り付けられた振動板に振動が伝達されて、振動板から音声が出力されることが開示されている。

特開平７−２０３５８９号公報 特開平９−２３３５９４号公報 特開２００５−２７７５６１号公報 国際公開第２０１１／００７４４１号

本発明者は、上記特許文献１〜４のスピーカーと異なるとともに、簡易な構造の加振器を実現することを課題とした。すなわち、本発明は、簡易な構造の加振器を提供することを課題とする。

本発明の加振器は、第１振動板と、第１振動板に取り付けられたマグネットと、第１振動板においてマグネットが取り付けられた面と反対側の面に配置されたヨーク材と、マグネットと対向するように配置された空芯コイルとを備えている。

本発明の加振器によれば、コイルに電流を流すと、この電流とマグネットの磁束とによって、マグネットが取り付けられた第１振動板に振動が伝達されるので、第１振動板から音声を出力することができる。このため、本発明の加振器は、上記特許文献１〜４と異なり、マグネットが取り付けられた第１振動板から音声を出力することが可能であり、かつ簡易な構造を実現している。

そして、第１振動板を介して設けられるマグネットとヨーク材とは磁気吸着力により保持されているので、接着剤等を用いずにマグネット及びヨーク材を配置することができ、マグネット及びヨーク材の位置の変更が容易である。このため、より簡易な構造を実現できる。また、ヨーク材により磁力を有効に利用できる。

また、本発明の加振器は、空芯コイルをマグネットと対向するように配置されている。ボビン等のコアを有するコイルと比較して、コアを有しないのでマグネットと空芯コイルとの距離（間隙）が短くすることができる。その結果、加振器自体を薄型の構造とすることができるともに、第１振動板からの音声出力を向上できる。

本発明の加振器において好ましくは、第１振動板と間隔を隔てて配置された第２振動板をさらに備え、空芯コイルは、第２振動板に取り付けられている。

これにより、コイルに電流を流すと、この電流とマグネットの磁束とによって、空芯コイルが取り付けられた第２振動板に振動が伝達される。このため、第１及び第２振動板の両方を振動させることができるので、第１及び第２振動板の両方から音声を出力することができる。

本発明の加振器において好ましくは、有底部と、この有底部の両端から立設されたフランジ部とを含み、ヨークで形成されたカップ状ヨーク材をさらに備え、カップ状ヨーク材の内部には、空芯コイルが配置され、カップ状ヨーク材の有底部の外側底面は、第２振動板に接着されている。

これにより、カップ状ヨーク材は空芯コイルを包含するので、洩れ磁束を低減できるため、磁力を有効に利用できる。

本発明の加振器において好ましくは、カップ状ヨーク材のフランジ部の先端と第１振動板との間に設けられた第１弾性部材をさらに備えている。

第１弾性部材により、第１及び第２振動板の振動による抵抗を吸収できるので、音声の出力を向上できる。

本発明の加振器において好ましくは、空芯コイルとマグネットとの間に設けられた第２弾性部材をさらに備えている。

第２弾性部材により、加振器動作中の空芯コイルとマグネットとの接触を防止できる。

本発明は、簡易な構造の加振器を提供できる。

本発明の実施の形態１における加振器を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１における別の加振器を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２における加振器を概略的に示す断面図である。 本発明の実施の形態３における加振器を概略的に示す断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１、図２を参照して、本発明の一実施の形態の加振器１０Ａ、１０Ｂについて説明する。

図１に示すように、本実施の形態の加振器１０Ａは、第１振動板１１と、第２振動板１２と、マグネット１３と、ヨーク材１４と、空芯コイル１５と、カップ状ヨーク材１６と、第１弾性部材１７と、第２弾性部材１８とを備えている。第２振動板１２上には、カップ状ヨーク材１６が配置されている。このカップ状ヨーク材１６の内部には、空芯コイル１５が配置されている。この空芯コイル１５上には間隔を隔ててマグネット１３が配置されている。空芯コイルの上面とマグネットの下面とが互いに対向するように配置されている。このマグネット１３上には、第１振動板１１が配置されている。この第１振動板１１上には、ヨーク材１４が配置されている。加振器１０Ａの厚さ（第２振動板１２の外側表面とヨーク材１４の外側表面との距離）は、７．６ｍｍである。

本実施の形態の加振器１０Ａにおいては、第１及び第２振動板１１、１２のそれぞれが振動し、第１振動板１１を含む第１振動ユニット及び第２振動板１２を含む第２振動ユニットのそれぞれから音声が出力される。

詳細には、第１振動板１１と第２振動板１２とは、間隔を隔てて配置されており、本実施の形態では互いに平行に並設されている。第１及び第２振動板１１、１２は、板状部材である。第１振動板１１と第２振動板１２とは、同じ大きさであってもよく、異なる大きさであってもよい。

第１及び第２振動板１１、１２の材料は特に限定されないが、例えば、紙系、金属系、高分子素材系及びセラミックス系が挙げられる。軽量化及び形状維持の観点から、発泡スチロール板や段ボールであることが好ましい。本実施の形態では、発泡スチロール板を用いている。

第１振動板１１には、マグネット１３が取り付けられている。マグネット１３は、永久磁石である。マグネット１３の材料は特に限定されないが、高い磁力を示す観点から、Ｎｄ‐Ｆｅ‐Ｂ焼結磁石を用いることが好ましい。高い磁力を示すマグネット１３を用いることにより、マグネット１３として小型のものを用いることができるので、マグネット１３が取り付けられた第１振動板１１を容易に振動させることができる。

マグネット１３の形状は特に限定されず、図１に示すように所定の厚みを有する柱体であってもよく、球体であってもよい。なお、柱体及び球体とは、外形が柱体及び球体であることを意味し、内部が厚み方向に貫通する空洞（空芯）があるものを含む。また、柱体は、円柱、角柱を含む。

また、マグネット１３の数は特に限定されず、図１に示すように単数であってもよく、図２に示すように複数であってもよい。複数の場合には、図２に示すように第１振動板１１の延在方向（表面）と交差する方向に配置されてもよく、第１振動板１１の延在方向に沿って配置されてもよい（図示せず）。

第１振動板１１においてマグネット１３が取り付けられた面と反対側の面には、ヨーク材１４が配置されている。つまり、第１振動板１１を介して一方面にはマグネット１３が位置し、他方面にはヨーク材１４が位置している。マグネット１３とヨーク材１４とは、磁気吸着力により保持されている。つまり、マグネット１３とヨーク材１４とは、第１振動板１１を挟み込んで、磁気吸着力により保持されている。

マグネット１３及びヨーク材１４は第１振動板１１に接着剤により接着されていてもよく、磁気吸着力のみにより保持されていてもよい。容易に位置の変更ができる観点から、マグネット１３及びヨーク材１４は、接着剤を介さずに、磁気吸着力のみで位置決めされていることが好ましい。

ヨーク材１４は、ヨーク（継鉄）で形成されている。ヨークとは、マグネットが持つ吸着力を増幅する軟鉄であり、鉄を含んでいればよく、軟磁性材料を含む。

ヨーク材１４は、図１、図２に示すように板状であってもよく、球体、柱体（図示せず）などであってもよい。振動特性への影響が小さい観点から、薄板状であることが好ましい。例えば、ヨーク材１４は、厚みが０．５ｍｍ以下の板状部材である。

マグネット１３と間隔を隔てて対向するように、円形状の空芯コイル１５が設けられている。換言すると、マグネット１３の円形状の面と、空芯コイル１５の円形状との面とが対向している。さらに換言すると、マグネット１３と空芯コイル１５とは、面対向している。本実施の形態では、マグネット１３と空芯コイル１５との距離（間隙）が１．０ｍｍである。マグネット１３と空芯コイル１５との距離が短いほど、磁力が増加し振動板からの音声出力を向上できるとともに、加振器自体を薄型の構造とすることができる。空芯コイル１５は、マグネット１３の磁束の通り道に配置されている。

本実施の形態の円形状の空芯コイル１５を製造するには、巻線機を用い、巻線機の巻線軸の周りにコイル巻線を径方向の多層、かつ、軸線方向に多段に巻回することにより、多段多層状の空芯コイルを得る。次に、コイル巻線同士を熱融着により一体化させた後、巻線機から外すことにより、中空となる空芯を有する、空芯コイル１５を得る。

本実施の形態の円形状の空芯コイル１５として、コイルの線径０．１２５ｍｍ、内径５．０ｍｍ、外径１４．５ｍｍ及び厚み２．３ｍｍのものを用いている。空芯コイル１５の形状は特に限定されず、本実施の形態の円形状の形状以外、例えば、三角状や四角状といった多角状に形成してもよい。

空芯コイル１５とマグネット１３との接触を防止するため、第２弾性部材１８が設けられている。本実施の形態では、第２弾性部材１８は、マグネットと対向する側の、空芯コイル１５の上面に接着されている。第２弾性部材１８は、クッション性を有する材料であり、例えば、スポンジ、ゴム、樹脂等である。

空芯コイル１５は、第２振動板１２上に取り付けられており、本実施の形態ではカップ状ヨーク材１６を介して第２振動板１２に取り付けられている。

この空芯コイル１５を内部に収容するように、カップ状ヨーク材１６が設けられている。カップ状ヨーク材１６は、空芯コイル１５が中央に位置するように、空芯コイル１５を保持している。カップ状ヨーク材１６は、高透磁率を有する材料、すなわちヨークで形成されている。

カップ状ヨーク材１６は、カップ状であり、有底部１６Ａと、この有底部１６Ａの両端から立設されたフランジ部１６Ｂとを含んでいる。有底部１６Ａは、第２振動板１２に取り付けるための部材であり、板状である。本実施の形態の有底部１６Ａの外側底面１６Ａ１は、第２振動板１２に接着されている。フランジ部１６Ｂは、空芯コイル１５を取り囲む部材であり、筒状である。なお、フランジ部１６Ｂは、互いに間隔を隔てて配置された２枚の板状部材であってもよい。フランジ部１６Ｂの外側表面は視認される場合があるので、この外側表面は塗装されていることが好ましい。

第１振動板１１と、マグネット１３と、ヨーク材１４とで、第１振動ユニットを構成している。第２振動板１２と、空芯コイル１５と、カップ状ヨーク材１６とで、第２振動ユニットを構成している。

第１振動ユニットと第２振動ユニットとを連結するように、第１弾性部材１７が設けられている。本実施の形態では、第１弾性部材１７は、カップ状ヨーク材１６のフランジ部１６Ｂの先端と、第１振動板１１との間に設けられている。第１弾性部材１７は、フランジ部１６Ｂ及び第１振動板１１に接着されている。第１弾性部材１７は、クッション性を有する材料であり、例えば、スポンジ、ゴム、樹脂等である。

続いて、図１、図２を参照して、本実施の形態の加振器１０Ａ、１０Ｂの動作について説明する。

マグネット１３から発生される磁束は、図１の矢印Ｄに示すように、カップ状ヨーク材１６内の空芯コイル１５が配置された空間を通過する。この状態で、空芯コイル１５に音声信号電流等の電流を供給すると、この電流とマグネット１３による磁力とによってフレミングの左手の法則にしたがって、図１、図２において上下方向に力が発生する。これにより、第１振動板１１及び第２振動板１２に振動が伝達される。このため、第１振動板１１及び第２振動板１２の振動が空気圧の変化となり、音声へ変換されるので、第１振動板１１及び第２振動板１２から音声を出力することができる。

従来は、マグネットが重いため、マグネットが取り付けられた振動板を振動させるという技術的思想はなく、相対的に軽量のコイルに取り付けられた振動板を振動させていた（上記特許文献１〜４参照）。しかし、本発明者は、小型で高磁力のマグネットを用いることにより、上記特許文献１〜４と異なり、マグネットが取り付けられた振動板を振動させることを着想し、マグネット１３が取り付けられた第１振動板１１から音声が出力される簡易な構造の加振器１０Ａ、１０Ｂを実現した。

本発明の加振器において、第２振動板１２は省略されてもよいが、本実施の形態の加振器１０Ａ、１０Ｂは、空芯コイル１５が取り付けられた第２振動板１２にも振動が伝達されるので、第１及び第２振動板１１、１２の両面から音声を出力できる簡易な構造を実現している。

また、空芯コイル１５とマグネット１３とを配向するように配置することによって、薄型の加振器１０Ａ、１０Ｂを実現できる。

また、本実施の形態の加振器１０Ａ、１０Ｂの第１及び第２振動板１１、１２の外側表面（図１、図２において、第１振動板１１におけるヨーク材１４側の表面、及び第２振動板１２におけるカップ状ヨーク材１６と反対側の表面）には、装飾が施されてもよく、フォトフレームが付加されてもよい。この場合、インテリア性を向上した加振器１０Ａ、１０Ｂを実現することができる。

また、カップ状ヨーク材１６は省略されてもよいが、空芯コイル１５を包含するようにカップ状ヨーク材１６を配置することによって、洩れ磁束を低減できるため、第１及び第２振動板１１、１２からの音声の出力を向上できる。また、カップ状ヨーク材１６において有底部１６Ａは省略されてもよいが、有底部１６Ａによりカップ状ヨーク材１６を第２振動板１２に容易に取り付けることができる。

また、第１弾性部材１７は省略されてもよいが、カップ状ヨーク材１６のフランジ部１６Ｂの先端と第１振動板１１との間に第１弾性部材１７を配置することにより、第１及び第２振動板１１、１２の両方が振動する加振器１０Ａ、１０Ｂにおいて、互いの振動を吸収できるので、振動特性を向上できる。

（実施の形態２）
図３を参照して、実施の形態２の加振器２０について説明する。実施の形態２の加振器２０は、基本的には、図１に示す実施の形態１の加振器１０Ａと同様の構成を備えているが、カップ状ヨーク材１６の代わりに、第２振動板１２において第１振動板１１と反対側に第２ヨーク材２１が配置されている点において異なる。

第２振動板１２において第１振動板１１と対向する側の表面には、空芯コイル１５が接着されている。第２振動板１２において第１振動板１１と反対側の表面には、第２ヨーク材２１が接着されている。

第２ヨーク材２１は、ヨークで形成されている。第２ヨーク材２１は、図３に示すように板状であってもよく、球体、柱体（図示せず）などであってもよい。ヨーク材１４と第２ヨーク材２１との間で磁気閉回路を形成している。

空芯コイル１５の外周側には、第１振動板１１と第２振動板１２とを連結する連結部材（図示せず）が形成されている。連結部材は、第１振動板１１と第２振動板１２とを保持できる形態であればよい。空芯コイル１５全体を覆っていてもよく、空芯コイル１５全体を覆っていなくてもよい。連結部材は、例えば、図３において上下方向に延びる板状部材と、図１における第１弾性部材１７と同様の弾性部材とを含む。板状部材は非磁性体で形成されている。弾性部材は板状部材の先端の少なくとも一方の先端に設けられる。

（実施の形態３）
図４を参照して、実施の形態３の加振器３０について説明する。実施の形態３の加振器３０は、基本的には、図１に示す実施の形態１の加振器１０Ａと同様の構成を備えているが、加振器１０Ａを挟み込む第３振動板３１及び第４振動板３２をさらに備えている点、及び、第３振動板３１と第４振動板３２との端部間を連結する連結部材３３をさらに備えている点において異なる。

第３振動板３１は、ヨーク材１４において第１振動板１１と反対側の表面に設けられており、本実施の形態ではヨーク材１４に接着されている。第３振動板３１は、第１振動板１１よりも大きい板状部材である。

第４振動板３２は、第２振動板１２において第１振動板１１と反対側の表面に設けられており、本実施の形態では第２振動板１２に接着されている。第４振動板３２は、第２振動板１２よりも大きい板状部材である。

第３振動板３１と第４振動板３２とは、同じ大きさであってもよく、異なる大きさであってもよい。本実施の形態では、第１振動板１１と第２振動板１２とは同じ大きさであり、第３振動板３１と第４振動板３２とは、同じ大きさであり、かつ第１及び第２振動板１１、１２より大きい。

第３及び第４振動板３１、３２の材料は特に限定されないが、第１及び第２振動板と同様の材料、紙系、金属系、高分子素材系及びセラミックス系が挙げられる。本実施の形態では、発泡スチロール板を用いている。第３及び第４振動板５１、５２の外側表面には、インテリア性を向上する観点から、装飾が施されてもよく、フォトフレームが付加されてもよい。

第３振動板３１の一端及び他端と、第４振動板３２の一端及び他端とのそれぞれを連結するように、連結部材３３がそれぞれ設けられている。連結部材３３は、互いに対向して設けられる２枚の板状部材である。連結部材５３の材料は特に限定されないが、例えば紙系であり、本実施の形態では意匠性の観点を含めて、和紙を用いている。

本実施の形態の加振器３０の外郭は、第３振動板３１、第４振動板３２、及び連結部材３３で形成されている。この加振器３０の内部には、ＬＥＤなどの照明部材など任意の部材を配置してもよい。加振器３０の内部に照明部材を配置し、かつ連結部材３３が和紙の場合には、インテリア性を向上できる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０Ａ，１０Ｂ，２０，３０ 加振器、１１ 第１振動板、１２ 第２振動板、１３ マグネット、１４ ヨーク材、１５ 空芯コイル、１６ カップ状ヨーク材、１６Ａ 有底部、１６Ａ１， 外側底面、１６Ｂ フランジ部、１７ 第１弾性部材、１８ 第２弾性部材、２１ 第２ヨーク材、３１ 第３振動板、３２ 第４振動板、３３ 連結部材。

Claims (5)

1. 第１振動板と、
   前記第１振動板に取り付けられたマグネットと、
   前記第１振動板において前記マグネットが取り付けられた面と反対側の面に配置されたヨーク材と、
   前記マグネットと対向するように配置された空芯コイルとを備える、加振器。
2. 前記第１振動板と間隔を隔てて配置された第２振動板をさらに備え、
   前記空芯コイルは、前記第２振動板に取り付けられている、請求項１に記載の加振器。
3. 有底部と、前記有底部の両端から立設されたフランジ部とを含み、ヨークで形成されたカップ状ヨーク材をさらに備え、
   前記カップ状ヨーク材の内部には、前記空芯コイルが配置され、
   前記カップ状ヨーク材の前記有底部の外側底面は、前記第２振動板に接着されている、請求項２に記載の加振器。
4. 前記カップ状ヨーク材の前記フランジ部の先端と前記第１振動板との間に設けられた第１弾性部材をさらに備える、請求項３に記載の加振器。
5. 前記空芯コイルと前記マグネットとの間に設けられた第２弾性部材をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加振器

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