JP4591017B2 - スピーカ - Google Patents

Description

本発明は各種音響機器、電子機器や携帯電話等に使用されるスピーカに関するものである。

近年、小型の電子機器や携帯電話に関しては、更なる小型化が進む一方で、高音質化をも求められるようになってきており、このような機器に搭載されるスピーカも同様に薄型化、スリム化および高音質化が求められている。

図６はこの種の従来のスリム型のスピーカの構成を示した断面図、図７は同スピーカに使用されるボイスコイルを示した平面図であり、本出願人がスリム型のスピーカとして提案したものである。

図６、図７において、２０は第１のマグネット、２１はこの第１のマグネット２０を中心に結合した第１のヨークであり、これにより第１の磁気ギャップ２０ａを設けた第１の磁気回路２２が構成されている。２３は上記第１のヨーク２１を中心に結合した第１のフレーム、２３ａはこの第１のフレーム２３に設けられた空気孔である。２４は振動板、２４ａはこの振動板２４に設けられたエッジであり、この振動板２４の周縁は上記第１のフレーム２３の周縁に結合されている。２５は上記振動板２４に結合されたボイスコイルであり、このボイスコイル２５は上記第１の磁気ギャップ２０ａと対応する形状に複数ターン巻回されたものである。

２６は上記振動板２４を挟むようにして第１の磁気回路２２と対称に配設された第２の磁気回路であり、第１の磁気回路２２と同様に、第２のヨーク２７の中心に第２のマグネット２８を結合することにより第２の磁気ギャップ２８ａを設け、この第２の磁気回路２６を第２のフレーム２９の中心に結合して構成されているものである。２９ａは第２のフレーム２９に設けられた空気孔である。

２５ａは上記ボイスコイル２５の始終端に夫々接続された外部引き出し用のリード線であり、このリード線２５ａの一端を第１（または第２）のフレーム２３に結合された図示しない端子に半田付けによって接続するように構成されているものである。

このように構成された従来のスピーカは、上記第１のマグネット２０と第２のマグネット２８は厚み方向に、かつ夫々が反発する方向に着磁され、第１の磁気ギャップ２０ａと第２の磁気ギャップ２８ａから夫々発生する漏れ磁界を最大に活用できる位置にボイスコイル２５を配置することにより、ボイスコイル２５に音声信号を入力することによってボイスコイル２５が上下に振幅し、これによってボイスコイル２５を結合した振動板２４が振幅して音響再生を行うように構成されたものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−８８７３９号公報

しかしながら上記従来のスピーカでは、第１（または第２）の磁気回路２２ならびにボイスコイル２５の形状が矩形（楕円形、長円形、トラック形のいずれかであっても同じ）であるために、振動板２４も必然的に同様の形状に形成されており、この結果、振動板２４の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題を有していた。

このために、ボイスコイル２５に音声信号を入力して第１（または第２）の磁気ギャップ２０ａから発生する磁界により振動板２４を振幅させて音響再生を行う際に、振動板２４全体が均一なストロークで振幅するのではなく、両端部に比べて弾性が小さい長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する（一般に太鼓運動と呼ばれている）という現象が発生するようになるために特性を悪化させるばかりでなく、所定の入力を印加することができないために高耐入力化が図れないという致命的な課題を有したものであった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、矩形等の形状の振動板を用いた場合でも振動板全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現することが可能なスピーカを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、マグネットとヨークを結合することにより構成された磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップの上部に磁気ギャップと非接触状態で近接配置されたボイスコイルと、このボイスコイルを結合し、外周部が上記フレームに結合された振動板からなり、上記振動板ならびにボイスコイル、磁気ギャップの形状が矩形、楕円形、長円形、トラック形のいずれかからなるスピーカにおいて、上記ボイスコイルは、樹脂フィルム上に銅めっきにより複数ターンのコイルを巻回形成すると共に、この巻回されたコイルの内部にコイルとは電気的に接続されないダミーコイルを、巻回されたコイルの内部の長手方向の中心に設けるか、または巻回されたコイルの内部の長手方向の中心を基準にし、長手方向に対称に複数個設けた構成とすることで、振動板の長手方向の中央部の弾性を振動板の長手方向の両端部に比べて大きくして振動板全体を均一に振幅させ、優れた性能と高耐入力化を同時に実現したものである。

以上のように本発明によるスピーカは、ボイスコイルのコイルの内部に、コイルとは電気的に接続されないダミーコイルを設けたことにより、このダミーコイルによって剛性が上がるため、結果としてこのボイスコイルを結合した振動板の弾性が大きくなり、従来のように矩形等の形状の振動板の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題を解消して振動板全体が均一に振幅し、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１によるスピーカの構成を示した断面図、図２は同スピーカに使用されるボイスコイルを示した平面図であり、図１、図２において、１は磁性金属材料からなる矩形状の第１のヨーク、２は矩形状の第１のマグネットであり、この第１のマグネット２を上記第１のヨーク１内に嵌め込んで結合することにより第１の磁気回路を構成すると共に、第１のヨーク１の内壁面と第１のマグネット２の外周面との間に矩形状の均等な隙間を設けた第１の磁気ギャップ２ａが形成されている。

３は上記第１の磁気回路を構成する第１のヨーク１を中心に結合した第１のフレームであり、樹脂または金属材料等で形成されているものである。

４はボイスコイルであり、このボイスコイル４はポリイミド製の基材４ａの表面（本実施の形態においては裏面にも同様に形成されている）に銅めっきにより所望のパターンのコイル４ｂが矩形状に巻回状態で形成され、この矩形状に巻回されたコイル４ｂは上記第１の磁気回路に設けられた第１の磁気ギャップ２ａと略同形状に形成されているものである。４ｃは上記コイル４ｂの内部のコイルが形成されていない部分に形成されたダミーコイルであり、このダミーコイル４ｃは上記コイル４ｂとは電気的に接続されておらず、かつ長手方向の略中央にコイル４ｂと同様に銅めっきにより形成されたものである。

５は樹脂からなる矩形状の振動板であり、この振動板５は、中央部に平板状の本体部５ａと、この本体部５ａの周縁にエッジ部５ｂと、このエッジ部５ｂの周縁に平板状の貼り付け部が一体構造で形成されているものである。

６は磁性金属材料からなる矩形状の第２のヨーク、７は矩形状の第２のマグネットであり、この第２のマグネット７を上記第２のヨーク６内に嵌め込んで結合することにより第２の磁気回路を構成すると共に、第２のヨーク６の内壁面と第２のマグネット７の外周面との間に矩形状の均等な隙間を設けた第２の磁気ギャップ７ａが形成されている。

８は上記第２の磁気回路を構成する第２のヨーク６を中心に結合した第２のフレームであり、樹脂または金属材料等で形成され、この第２のフレーム８ならびに第２の磁気回路は上記振動板５を介して対向して配設されることにより、振動板５の周縁の貼り付け部を第１のフレーム３の周縁と第２のフレーム８の周縁で挟み込むように結合すると共に、振動板５に結合されたボイスコイル４が第１の磁気ギャップ２ａと第２の磁気ギャップ７ａの略中間位置に配設されるように構成されたものである。

このように構成された本実施の形態によるスピーカは、ボイスコイル４のコイル４ｂの内部に、コイル４ｂとは電気的に接続されないダミーコイル４ｃを設けたことにより、このダミーコイル４ｃによって剛性が上がるため、結果としてこのボイスコイル４を結合した振動板５の弾性が大きくなり、従来のように矩形等の形状の振動板５の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題を解消して振動板５全体が均一に振幅し、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明について説明する。

本実施の形態は、上記実施の形態１によるスピーカに使用されたボイスコイルの構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

図３は本発明の実施の形態２によるスピーカに使用されるボイスコイルの構成を示した平面図であり、図３において９はボイスコイルであり、このボイスコイル９はポリイミド製の基材９ａの表面（本実施の形態においては裏面にも同様に形成されている）に銅めっきにより所望のパターンのコイル９ｂが矩形状に巻回状態で形成され、この矩形状に巻回されたコイル９ｂは上記第１の磁気回路に設けられた第１の磁気ギャップ２ａと略同形状に形成されているものである。

９ｃは上記コイル９ｂの内部のコイルが形成されていない部分に形成されたダミーコイルであり、このダミーコイル９ｃは上記コイル９ｂとは電気的に接続されておらず、かつ長手方向の中心を基準にし、長手方向に対称に複数個がコイル９ｂと同様に銅めっきにより形成されたものである。

このように構成された本実施の形態によるスピーカは、ボイスコイル９にダミーコイル９ｃを設けた構成により上記実施の形態１によるスピーカと同様の効果が得られることに加え、矩形状の振動板５の弾性特性に応じてダミーコイル９ｃを設定することにより、このボイスコイル９を結合した振動板５の弾性特性を最適なものに調整することができるという格別の効果が得られるものである。

また、図４は本実施の形態によるスピーカに使用されるボイスコイルの他の例を示したボイスコイルの平面図であり、上記図３で示したボイスコイル９と同様に、ポリイミド製の基材１０ａの表面に銅めっきによりコイル１０ｂが矩形状に巻回状態で形成されると共に、複数個のダミーコイル１０ｃが形成されたものであり、このダミーコイル１０ｃは夫々大きさが異なるように構成されたものである。

なお、このように構成されたボイスコイル１０の効果は上記図３で示したボイスコイル９と同様であるために、ここでの説明は省略する。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明について説明する。

図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態３によるスピーカに使用される振動板の構成を示した平面図と、Ａ−Ａ線における断面図とＢ−Ｂ線における断面図であり、同図において１１は樹脂からなる矩形状の振動板であり、この振動板１１は中央部に平板状の本体部１１ａと、この本体部１１ａの周縁にエッジ部１１ｂと、このエッジ部１１ｂの周縁に平板状の貼り付け部１１ｃが一体構造で形成されると共に、上記エッジ部１１ｂの長手方向の中央部には複数のリブ１１ｄが設けられた構成のものである。

このように構成された本実施の形態によるスピーカは、振動板１１のエッジ部１１ｂの長手方向に複数のリブ１１ｄを設けた構成によって振動板１１の剛性が上がるため、従来のように矩形等の形状の振動板１１の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題を解消して振動板１１が全体に均一に振幅し、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。

本発明によるスピーカは、矩形等の形状の振動板を用いた場合でも振動板全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現することができるという特徴を有し、各種音響機器、電子機器、あるいは携帯電話用等として有用である。

本発明の実施の形態１によるスピーカの構成を示した断面図 同スピーカに使用されるボイスコイルの構成を示した平面図 本発明の実施の形態２によるスピーカに使用されるボイスコイルの構成を示した平面図 同ボイスコイルの他の例を示した平面図 （ａ）本発明の実施の形態３によるスピーカに使用される振動板の構成を示した平面図、（ｂ）同Ａ−Ａ線における断面図、（ｃ）同Ｂ−Ｂ線における断面図 従来のスリム型のスピーカの構成を示した断面図 同スピーカに使用されるボイスコイルの構成を示した平面図

１ 第１のヨーク
２ 第１のマグネット
２ａ 第１の磁気ギャップ
３ 第１のフレーム
４、９、１０ ボイスコイル
４ａ、９ａ、１０ａ 基材
４ｂ、９ｂ、１０ｂ コイル
４ｃ、９ｃ、１０ｃ ダミーコイル
５、１１ 振動板
５ａ、１１ａ 本体部
５ｂ、１１ｂ エッジ部
６ 第２のヨーク
７ 第２のマグネット
７ａ 第２の磁気ギャップ
８ 第２のフレーム
１１ｃ 貼り付け部
１１ｄ リブ

Claims (2)

1. マグネットとヨークを結合することにより構成された磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップの上部に磁気ギャップと非接触状態で近接配置されたボイスコイルと、このボイスコイルを結合し、外周部が上記フレームに結合された振動板からなり、上記振動板ならびにボイスコイル、磁気ギャップの形状が矩形、楕円形、長円形、トラック形のいずれかからなるスピーカにおいて、上記ボイスコイルは、樹脂フィルム上に銅めっきにより複数ターンのコイルを巻回形成すると共に、この巻回されたコイルの内部にコイルとは電気的に接続されないダミーコイルを、前記巻回されたコイルの内部の長手方向の中心に設けるか、または前記巻回されたコイルの内部の長手方向の中心を基準にし、長手方向に対称に複数個設けた構成とすることで、前記振動板の長手方向の中央部の弾性を前記振動板の長手方向の両端部に比べて大きくして振動板全体を均一に振幅させ、優れた性能と高耐入力化を同時に実現したスピーカ。
2. 磁気ギャップを有する磁気回路、ならびにこの磁気回路を結合したフレームを振動板を介して上下対称に対向配置した請求項１に記載のスピーカ。

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