JP3961902B2

JP3961902B2 - 電気音響変換装置

Info

Publication number: JP3961902B2
Application number: JP2002232353A
Authority: JP
Inventors: 邦夫近藤
Original assignee: Foster Electric Co Ltd
Current assignee: Foster Electric Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2004072647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィルム状の振動板の辺縁部を、フレームに固定する電気音響変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、全面駆動型スピーカの需要は、平面型テレビの需要拡大に伴って大きなものとなりつつある。全面駆動型スピーカに用いられる電気音響変換装置の基本構造は、平板状のヨークと、このヨークの平板上に配置される永久磁石と、この永久磁石と所定の間隙を保って載置されるフィルム状の振動板からなる。さらに、この振動板を中心にして、永久磁石、さらにヨークを対称位置に配設した構造の全面駆動型スピーカも同様に用いられる。
【０００３】
ところで、この全面駆動型スピーカを構成する際に、振動板の辺縁部は、磁気回路をなすヨークに、挟み込み等により固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、振動板の辺縁部を固定する際の作業工程で、種々のトラブルが発生すると同時に、作業者に高い技能が要求される。すなわち、フィルム状の振動板は、極めて薄いので変形し易くかつ壊れやすいものである。しかも、振動板に作業者が手で接触することは、振動板の品質上好ましいものではなかった。従って、作業者に、極度の緊張と集中力を要求する作業であった。
【０００５】
特に、変形し易くかつ壊れやすい振動板は、その辺縁部をすべて固定する必要がある。これにより、振動板は、四方を固定された状態となり、充分なコンプライアンスを確保することができず、振動板の共振周波数を低くすることができなかった。それ故、充分な動作周波数帯域が得られず、ダイナミック型の電気音響変換装置としては、適した性能のものとはならなかった。
【０００６】
これらのことから、フィルム状の振動板を、容易に、しかも確実に固定し、製造することが出来る電気音響変換装置を、いかに実現するかが重要となる。
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、フィルム状の振動板を、容易に、しかも確実に固定し、製造することが出来る電気音響変換装置を、実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明にかかる電気音響変換装置は、コイルパターンが形成されたフィルム状の振動板と、平板状のヨークと、前記ヨークに配設された永久磁石と、前記永久磁石および前記振動板を、間隙を持って配設するフレームと、を備える電気音響変換装置であって、前記振動板は、前記フレームに固定される矩形の辺縁部に支持枠を備え、短尺方向の２つの辺縁部に、長尺方向に伸びるスリットを備えること、を特徴とする。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、振動板は、フレームに固定される辺縁部に支持枠を備えることとしているので、フィルム状で変形し易く壊れやすい振動板を、ヨークの適切な位置に、形状を保持したまま容易に、しかも確実に固定することができる。
【００１３】
また、振動板は、短尺方向の２つの辺縁部に長尺方向に伸びるスリットを備えることとしているので、振動板を、長尺方向の辺縁部でのみ固定し、共振周波数を下げ、かつ、この共振特性のＱ値を低く抑えることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明にかかる電気音響変換装置は、前記振動板に、２つの前記スリットに挟まれる前記コイルパターンを含む振動面内の、長尺方向の両端部に位置するコルゲーションを備えることを特徴とする
この請求項２に記載の発明によれば、振動板に、２つのスリットに挟まれるコイルパターンを含む振動面内の、長尺方向の両端部に位置するコルゲーションを備えることとしているので、前記スリットの効果と相俟って共振周波数をさらに低くし、かつ、この共振特性のＱ値をさらに低く抑えることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明にかかる電気音響変換装置は、前記支持枠に、前記振動面の辺縁部と略一致する形状を備えることを特徴とする。
この請求項３に記載の発明によれば、支持枠は、振動面の辺縁部と略一致する形状を備えることとしているので、支持枠とコルゲーションを含む振動面を一体成形により製造することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明にかかる電気音響変換装置は、前記フレームに、前記支持枠を保持し、前記コルゲーション部分を包含する形状を備えることを特徴とする。
【００１７】
この請求項４に記載の発明によれば、フレームに、支持枠を保持し、コルゲーション部分を包含する形状を備えることとしているので、振動板の支持枠を、フレームにより圧迫変形させることなく、余裕を持って、フレームで保持することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明にかかる電気音響変換装置は、前記振動板が、長尺方向に若干量だけ伸張して前記フレームに固定されることを特徴とする。
この請求項５に記載の発明によれば、振動板は、強度的に強い支持枠をコルゲーションが延びる方向に伸張することにより、容易にしかも確実に壊れやすい振動板の張力の調整を行うことができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明にかかる電気音響変換装置は、前記振動板が、長尺方向の辺縁部に、前記固定の位置を確定するガイド穴を備えることを特徴とする。
【００２０】
この請求項６に記載の発明によれば、振動板は、長尺方向の辺縁部に、固定の位置を確定するガイド穴を備えることとしているので、固定のための位置決めと同時に振動板の伸張力の調整をも併せて行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電気音響変換装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２２】
まず、本実施の形態にかかる電気音響変換装置１００の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる電気音響変換装置１００の全体構成を示す図である。まず、電気音響変換装置１００は、ヨーク１１０、１１１およびフレーム１２０、１２１、並びに、振動板１３０、からなる。ヨーク１１０および１１１は、例えば軟鉄から構成されている。また、フレーム１２０および１２１は、金属あるいは樹脂等で形成される。
【００２３】
また、振動板１３０は、コイルパターンが形成されたフィルム状のフレキシブルプリント板からなる。なお、図１中のＸＹＺ座標軸は、後述する図２〜４中のＸＹＺ座標軸と共通の座標軸を構成している。
【００２４】
ここで、電気音響変換装置１００を、例えばスピーカとして機能させる場合には、振動板１３０上の入力端子に、電気音響信号を入力する。この電気音響信号は、振動板１３０上のコイルパターンにより、振動板１３０の機械的な振動に変換され、ヨーク１１０および図示しないヨーク１１１の音響窓から、音波として出力される。
【００２５】
図２は、図１の電気音響変換装置１００を、各構成部品ごとに図示した分解図である。ヨーク１１０には、音響窓の間隙にマグネット２００〜２０２が装着されている。このマグネット２００〜２０２は、図中のＺ座標軸方向に着磁されており、磁極方向は、交互に異なる。例えば、マグネット２０１が、Ｚ座標軸の負方向がＮ極となるように着磁されている場合には、マグネット２００および２０２は、Ｚ座標軸の正方向がＮ極となるように着磁されている。
【００２６】
ヨーク１１０の外縁には、フレーム１２０が装着される。ヨーク１１０およびフレーム１２１は、マグネット２００〜２０２により発生される磁界の磁気回路をなし、フレーム１２０のヨーク１１０と反対側に装着される振動板１３０上に、概ね振動板１３０の板面に沿った方向の磁界を発生する。なお、振動板１３０を中心にして、対称位置に存在するヨーク１１１、マグネット２１０〜２１２、フレーム１２１も全く同様にして配設される。
【００２７】
ここで、マグネット２１０〜２１２の磁極方向は、マグネット２００〜２０２と同様に交互に異なるが、例えば、マグネット２０１が、Ｚ座標軸の負方向がＮ極となるように着磁されている場合には、マグネット２１１は、Ｚ座標軸の正方向がＮ極となるように着磁されている。そして、マグネット２１１の両脇に存在するマグネット２１０および２１２は、マグネット２１１と異なる、Ｚ座標軸の負方向がＮ極となるように着磁されている。
【００２８】
振動板１３０は、大きくは振動面３４０と、支持枠３１０とからなる。支持枠３４０は、フレーム１２０および１２１により挟み込まれ、振動面３４０は、ヨーク上のマグネット２００〜２０２および２１０〜２１２から所定距離を保って固定される。なお、これらヨーク１１０および１１１、フレーム１２０および１２１、振動板１３０は、例えば、図中のねじ穴を用いて、ねじ止めにて固定される。
【００２９】
つづいて、図３を用いて、振動板１３０およびフレーム１２１の構成を詳細に説明する。図３（Ａ）は、振動板１３０の構成を示す図である。支持枠３１０は、支持部３１０ａ〜ｄからなる。支持部３１０ａ〜ｄは、振動板１３０の辺縁部に位置し、振動面３４０を囲い、強度的に補強し、形状を維持する。
【００３０】
支持枠３１０は、振動面３４０と一体成形により形成される。また、支持枠３１０は、均一な厚さの膜を複数種類重ね合わした、多層構造を有する。図４に、振動板１３０のＸＺ断面図を示した。支持枠３１０には、コイルパターン３３０形成時に、コイルと同一材質の補強パターンが形成される。これにより、支持枠３１０の強度を向上することができる。また、支持枠３１０は、絶縁性を有する材質からなる膜状のカバーレイで被われている。これにより、強度のさらなる向上と共に、屈曲によるパターンの切断の防止、並びに、汚れ等による支持枠３１０の材質の劣化を防ぐことができ、作業者が素手により、支持枠３１０に接触することができる。また、これらの補強は、必要に応じ片面でも両面でも良い。
【００３１】
図３に戻り、振動板１３０には、スリット３０１および３０２が、長尺方向に沿って入れられている。このスリット３０１および３０２により、支持部３１０ｂおよびｄと振動面３４０が分離される。振動面３４０は、支持部３１０ａおよびｃと接続しており、振動面３４０には、支持部３１０ａおよびｃを固定端として振動する。
【００３２】
振動面３４０には、コイルパターン３３０が形成されており、ヨーク１１０および１１１上のマグネット２００〜２０２および２１０〜２１２により形成される磁界との相互作用により振動を励起したり、あるいは、音波により励起された振動面３４０の振動から電圧信号を取り出す。
【００３３】
振動面３４０の支持部３１０ａおよびｃと接する端部には、コルゲーション３２０および３２１が設けられている。コルゲーション３２０および３２１は、半円形の断面形状を有し、振動面３４０のコンプライアンスを充分なものとし、共振周波数を低いものとする。さらに、振動板１３０をフレーム１２１に据え付ける際の、長尺方向の据え付け位置の調整を吸収する遊びの役割も有している。
【００３４】
図３（Ｂ）は、振動板１３０を据え付けるフレーム１２１を図示したものである。フレーム１２１は、フレーム３６０ａ〜ｄからなる。フレーム３６０ａ〜ｄには、振動板１３０の支持部３１０ａ〜ｄが据え付けられる。ここで、フレーム３６０ｂおよびｄには、振動板１３０のコルゲーション３２０および３２１を包含する形状の窪みが設けられており、振動板１３０を、フレーム１２１上に載置する際に、振動板１３０の据え付け位置を、概略決定すると同時に、コルゲーション３２０および３２１を圧迫し、変形を生じさせることを防止している。
【００３５】
また、振動板１３０の支持部３１０ａおよび３１０ｃにはガイド穴が設けられている。このガイド穴は、フレーム１２０、１２１およびヨーク１１０、１１１に設けられたガイド穴と一致させられた状態で、固定される。ここで、フレームおよびヨークのガイド穴は、振動板１３０が、長尺方向に目的とする伸張力を有する位置に設けられているので、振動版１３０を固定する際の伸張力の調整を、ガイド穴を一致させることで終了することができる。
【００３６】
つづいて、電気音響変換装置１００を構成する際の組み立て工程について説明する。まず、作業者は、複数のガイドピンが平板上に垂直に立てられた図示しない治具を用意する。この治具は、ガイドピンの位置および径が、図１〜３に示したヨーク１１０および１１１、フレーム１２１および１２１、振動板１３０のガイド穴の位置および径に対応しており、ヨーク１１０および１１１、フレーム１２１および１２１、振動板１３０をガイドピンに挿入することにより相対的な位置決めがなされ、ネジ止め等の手段により固定される。なお、一部のネジ穴をガイド穴として用いることも出来る。
【００３７】
これに先立ち、作業者は、予めヨーク１１０および１１１に、マグネット２００〜２０２および２１０〜２１２を装着する。この際、マグネット２００〜２０２および２１０〜２１２は、ヨーク上に、磁極方向に注意して、例えば接着される。
【００３８】
その後、作業者は、治具のガイドピンにヨーク１１１、フレーム１２１、振動板１３０、フレーム１２０、ヨーク１１０を、順次挿入し、これらがガイドピンを介して相対的に位置決めされた状態に重ね合わせる。
【００３９】
ここで、振動板のガイド穴は、振動板を長尺方向に所定の張力で伸張したとき、ガイドピンに合致するように設定されているので、作業者が、振動板１３０を適度な張力でもって伸張しつつこの工程を行うことにより、位置決めと同時に伸張力も一定に調整できるようになっている。
【００４０】
ヨーク１１１、フレーム１２１、振動板１３０、フレーム１２０、ヨーク１１０の位置決めがなされ、かつ振動板の伸張が調整された状態でネジ穴を用いて一体にネジ止め固定される。
【００４１】
上述してきたように、本実施の形態では、振動板１３０を強い強度を持つ支持枠３１０で囲い、振動面３４０を保持することとしているので、フレーム１２０および１２１間に、振動板１３０を適切な位置および張力を持って固定するのを、容易に行うことができ、さらに、振動面３４０と支持部３１０ｂおよびｄを、スリット３０１および３０２により分離し、振動面３４０の支持部３１０ａおよびｃ側の両端部にコルゲーションを設けることができ、これにより、振動板１３０の共振周波数を低くし、かつ、共振特性のＱ値を低くすることができる。
【００４２】
また、本実施の形態での電気音響変換装置は、スピーカーあるいはマイクロフォンとして用いることができる。
また、本実施の形態では、フィルム状の振動板の両側にヨークおよびマグネットが配設されるとしたが、フィルム状の振動板の片側にのみヨークおよびマグネットを配設することもできる。
【００４３】
また、本実施の形態では、マグネットの数は、３本としたが、奇数本で、磁極方向が交互に反転されるものであれば特に限定されない。
また、本実施の形態では、フィルムの片面にコイルパターン３３０が存在するとしたが、両面にコイルパターンを配設することもできる。
【００４４】
また、本実施の形態では、振動面３４０上のコルゲーション３２０，３２１は、半円形の断面を有するものとしたが、波形の断面構造とすることもできる。さらに、この場合には、フレーム１２１と同様に、フレーム１２０のフレームにもコルゲーションを包含する形状の窪みを設けることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、振動板は、フレームに固定される辺縁部に支持枠を備えることとしているので、フィルム状で変形し易く壊れやすい振動板を、ヨークの適切な位置に、形状を保持したまま容易に固定し、しかも、強度的に強い支持枠を伸張することにより、容易に、しかも確実に、壊れやすい振動板の張力の調整を行うことができる。
【００４７】
また、振動板は、短尺方向の２つの辺縁部に長尺方向に伸びるスリットを備えることとしているので、振動板を、長尺方向の辺縁部でのみ固定し、共振周波数を低くし、かつ、この共振特性のＱ値を低く抑えることができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、振動板に、２つのスリットに挟まれるコイルパターンを含む振動面内の、長尺方向の両端部に位置するコルゲーションを備えることとしているので、共振周波数をさらに低くし、かつ、この共振特性のＱ値をさらに低く抑えることができる。
【００４９】
請求項３に記載の発明によれば、支持枠は、振動面の辺縁部と略一致する形状を備えることとしているので、支持枠とコルゲーションを含む振動面を一体成形により製造することができる。
【００５０】
請求項４に記載の発明によれば、フレームに、支持枠を保持し、コルゲーション部分を包含する形状を備えることとしているので、振動板の支持枠を、フレームにより圧迫変形させることなく、余裕を持って、フレームで保持することができる。
【００５１】
請求項５に記載の発明によれば、振動板は、長尺方向に若干量だけ伸張してフレームに固定されることとしているので、支持枠を伸張することで、振動面に略均等に張力を与えることができる。
【００５２】
請求項６に記載の発明によれば、振動板は、長尺方向の辺縁部に、固定の位置を確定するガイド穴を備えることとしているので、固定のための位置決めと同時に振動板の伸張力の調整をも併せて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気音響変換装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる電気音響変換装置の部品ごとの図である。
【図３】実施の形態にかかる振動板とフレームの図である。
【図４】実施の形態にかかる振動板の断面を示す図である。
【符号の説明】
１００電気音響変換装置
１１０、１１１ヨーク
１２０、１２１フレーム
１３０振動板
２００〜２０２、２１０〜２１２マグネット
３０１、３０２スリット
３１０支持枠
３２０、３２１コルゲーション
３３０コイルパターン
３４０振動面
３６０フレーム

Claims

コイルパターンが形成されたフィルム状の振動板と、
平板状のヨークと、
前記ヨークに配設された永久磁石と、
前記永久磁石および前記振動板を、間隙を持って配設するフレームと、
を備える電気音響変換装置であって、
前記振動板は、前記フレームに固定される矩形の辺縁部に支持枠を備え、短尺方向の２つの辺縁部に、長尺方向に伸びるスリットを備えること、
を特徴とする電気音響変換装置。
前記振動板は、２つの前記スリットに挟まれる前記コイルパターンを含む振動面内の、長尺方向の両端部に位置するコルゲーションを備えること、を特徴とする請求項１に記載の電気音響変換装置。
前記支持枠は、前記振動面の辺縁部と略一致する形状を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気音響変換装置。
前記フレームは、前記支持枠を保持し、前記コルゲーション部分を包含する形状を備えることを特徴とする請求項３に記載の電気音響変換装置。
前記振動板は、長尺方向に若干量だけ伸張して前記フレームに固定されることを特徴とする請求項４に記載の電気音響変換装置。
前記振動板は、長尺方向の辺縁部に、前記固定の位置を確定するガイド穴を備えることを特徴とする請求項５に記載の電気音響変換装置。