JP4601373B2

JP4601373B2 - スピーカ

Info

Publication number: JP4601373B2
Application number: JP2004286484A
Authority: JP
Inventors: 直樹島村
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2006101320A

Description

本発明は、音響装置に用いられるスピーカに係り、詳しくは、同心的に配置される異径の２つのボイスコイルを備えたスピーカに関する。

従来、２つのボイスコイルを備えた、所謂、ダブルボイスコイルスピーカが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種のスピーカでは、小径のボイスコイルと、大径のボイスコイルとが紙、布等で形成された振動板に同心的に装着されている。そして、その小径のボイスコイル及び大径のボイスコイルがヨーク及び該ヨークに固定された磁石によって形成される磁気回路中の磁気ギャップ内に配置されるように前記振動板と前記磁気回路とが合体されている。このような構造のスピーカでは、オーディオ信号が供給される前記小径のボイスコイル及び前記大径のボイスコイルの双方により振動板が振動させられて、前記オーディオ信号に応じた音が発生する。このようなスピーカによれば、小径のボイスコイルが比較的高い周波数帯の音、大径のボイスコイルが比較的低い周波数帯の音をそれぞれ受け持つことにより、広い周波数帯域の音を出すことが可能となる。
実開昭５３−１６３１２０号公報

ところで、前述したような構造のスピーカでは、ヨーク及びヨークに固定された磁石によって形成される磁気回路中の磁気ギャップは一般に狭く、その磁気ギャップ内に前記大径のボイスコイル及び前記小径のボイスコイルのそれぞれが適正に配置されるように振動板とヨークとが合体していなければならない。しかしながら、紙や布等で形成される振動板は、その径方向や該径方向と垂直となるスピーカの前後方向に変形し易すい。このため、磁気ギャップ内に前記大径のボイスコイル及び前記小径のボイスコイルのそれぞれが適正に配置されるように振動板とヨークとを合体させることが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、磁気ギャップ内に大径のボイスコイル及び小径のボイスコイルのそれぞれが適正に配置され得る構造のスピーカを提供するものである。

本発明に係るスピーカは、リング状の主振動部と、該主振動部の径方向内側を支持するリング状の内側支持部と、前記主振動部の径方向外側を支持するリング状の外側支持部とを有する振動板と、前記振動板における前記主振動部の外縁に装着された大径ボイスコイルユニットと、前記振動板における前記主振動部の内縁に装着された小径ボイスコイルユニットと、磁石が固定されたヨークを有し、前記大径ボイスコイルユニットが配置される第１の磁気ギャップと、前記小径ボイスコイルユニットが配置される第２の磁気ギャップとが形成された磁気回路とを備えたスピーカであって、前記振動板に固定されると共に前記磁気回路の所定部位に係止され、前記大径ボイスコイルユニット及び前記小径ボイスコイルユニットのそれぞれが前記第１の磁気ギャップと前記第２の磁気ギャップ内に配置されるように前記振動板の前記磁気回路に対する径方向の位置及び前記径方向と垂直となる前後方向の位置を規制する位置決め部材を有すると共に、前記振動板は、前記主振動部のスティフネスが前記内側支持部及び前記外側支持部のスティフネスよりも低い構成となる。

このような構成により、振動板に固定されると共に磁気回路の所定部位に係止された位置決め部材が前記振動板の前記磁気回路に対する径方向の位置及び該径方向と垂直となる前後方向の位置を規制して、前記振動板に装着された大径ボイスコイルユニット及び小径ボイスコイルユニットのそれぞれが磁気回路中の第１と第２の磁気ギャップ内にそれぞれ適正に配置されたものとなる。
また、リング状の主振動部の内径（内縁）位置及び外径（外縁）位置がばらついても、第１と第２の位置決め部材を磁気回路に係止したときに内側支持部と外側支持部の位置が正確に規定されるため、これら内側支持部と外側支持部よりもスティフネスの低い主振動部の内径位置と外径位置とが正しく修正される。よって、この主振動部の外縁と内縁に装着された大径ボイスコイルユニットと小径ボイスコイルユニットの位置も修正され、それぞれ第１の磁気ギャップと第２の磁気ギャップ内に確実に配置されることになる。

また、本発明に係るスピーカは、前記位置決め部材が、前記振動板におけるリング状の前記内側支持部の内側に形成された平坦部の裏面に接着され、前記振動板の中央部の前記径方向及び前記前後方向の位置を規制する第１の位置決め部材と、前記振動板におけるリング状の前記外側支持部から更に外側に続く最外周縁部の裏面に接着され、前記振動板の外周部の前記径方向位置及び前記前後方向の位置を規制する第２の位置決め部材とを有する構成となる。

このような構成により、第１の位置決め部材及び第２の位置決め部材が振動板の中央部及び外周部の双方について前記径方向及び前記前後方向の位置を規制することとなり、前記振動板に装着された大径ボイスコイルユニット及び小径ボイスコイルユニットのそれぞれが磁気回路中の第１と第２の磁気ギャップ内に確実に配置されるようになる。

本発明に係るスピーカによれば、振動板に固定されると共に磁気回路の所定部位に係止された位置決め部材が前記振動板の前記磁気回路に対する径方向の位置及び該径方向と垂直となる前後方向の位置を規制して、前記振動板に装着された大径ボイスコイルユニット及び小径ボイスコイルユニットのそれぞれが磁気回路中の第１と第２の磁気ギャップ内に配置されるように前記振動板と前記磁気回路とが合体されたものとなるので、これら第１と第２の磁気ギャップ内に大径のボイスコイルユニット及び小径のボイスコイルユニットのそれぞれが適正に配置され得る構造となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係るスピーカは、図６に示すように、振動板１０とヨーク２０とが合体した構造となっている。このような構造のスピーカは、図２乃至図５に示す手順に従って製造される。図１は振動板１０の平面図であり、図２乃至図６において、振動板１０の図１におけるＡ−Ａ矢視断面が示されている。

まず、合成樹脂や紙あるいは布等で形成された振動板１０は、図１及び図２乃至図６に示すように、リング状の主振動部１１と、主振動部１１の径方向内側を支持するリング状の内側支持部１２と、主振動部１１の径方向外側を支持するリング状の外側支持部１４とを備えており、リング状の内側支持部１２の内側に平坦部１３が形成されている。主振動部１１、内側支持部１２及び外側支持部１４のそれぞれの断面（例えば、図２参照）は、当該スピーカの前方側に突出する湾曲形状となっている。主振動部１１、内側支持部１２及び外側支持部１４それぞれの湾曲径は、所望の音声出力特性が得られるように設定されている。

ここで、主振動部１１は、内側支持部１２及び外側支持部１４と比べて湾曲径が極めて大きく、よって、これら内側支持部１２及び外側支持部１４よりもスティフネス（硬さ）が低くなっている。

次に、スピーカの製造方法について説明する。

第１工程が図２に示される。この第１工程では、合成樹脂等で形成された内側スペーサ６１（第1の位置決め部材）が振動板１０の中央に位置する平坦部１３の裏面に接着固定される。内側スペーサ６１の振動板１０（平坦部１３）に対する接着面と逆側の面には凸部６１ａが形成されている。また、合成樹脂等で形成されたリング状の外側スペーサ６２（第２の位置決め部材）が振動板１０における外側支持部１４の更に外側に続く最外周縁部の裏面に接着固定される。

第２工程が図３に示される。この第２工程では、前記第１工程にて内側スペーサ６１及び外側スペーサ６２が接着固定された振動板１０に対して小径ボイスコイルユニット５０及び大径ボイスコイルユニット５５が装着される。

治具７０は、円盤状の基板部７１と基板部７１の中央から突出する円柱状の支持体７２を有している。支持体７２の外径は、振動板１０における主振動部１１の内縁の径と略等しい。支持体７２の上面には、前述した内側スペーサ６１が嵌合する凹部７２ａが形成されている。治具７５は、リング形状となり、リング状の溝７８が形成されている。リング状の溝７８の内径は、振動板１０における主振動部１１の外縁の径と略等しい。治具７５の上端面には、溝７８の外縁に沿ってリング状突起７７が形成されると共に、そのリング状突起７７の外側に支持面７６が形成されている。

小径ボイスコイルユニット５０は、振動板１０における主振動部１１の内縁の径と略等しい内径となる小径ボビン５２の所定位置に小径ボイスコイル５１が巻かれた構造となっており、大径ボイスコイルユニット５５は、主振動部１１の外縁の径と略等しい外径となる大径ボビン５７の所定位置に大径ボイスコイル５６が巻かれた構造となっている。そして、小径ボイスコイルユニット５０の小径ボビン５２が治具７０の支持体７２の外周面に嵌め込まれ、大径ボイスコイルユニット５５の大径ボビン５７が治具７５の溝７８にその径方向内側の周面に沿って嵌め込まれる。

この状態で、振動板１０に接着固定された内側スペーサ６１が治具７０の支持体７２の上面に形成された凹部７２ａに嵌め込まれるようにセットされると共に、振動板１０に接着固定された外側スペーサ６２が、その内縁が治具７５のリング状突起７７に当接するように支持面７６上にセットされる。これにより、図４に示すように、小径ボイスコイルユニット５０の小径ボビン５２の一端部が振動板１０における主振動部１１の裏側内縁に当接し、接着固定される。また、大径ボイスコイルユニット５５の大径ボビン５７の一端部が主振動部１１の裏側外縁に当接し、接着固定される。

第３工程が図５に示される。この第３工程では、前述したように内側スペーサ６１、外側スペーサ６２、小径ボイスコイルユニット５０及び大径ボイスコイルユニット５５が接着固定された振動板１０とヨーク２０とが合体される。

磁性体材料で形成されたヨーク２０は、円盤状の底部２１と、底部２１の外縁端部に立設するリング状の外周壁部２２と、底部２１の中央に立設する中央円柱部２３とを備えており、中央円柱部２３と外周壁部２２との間にリング状の溝２４が形成されている。中央円柱部２３の端面には凹部２３ａが形成されている。また、ヨーク２０における溝２４には、リング状の磁石３１が底部２１に固定されるように設けられており、磁石３１の端面に磁性体材料で形成されたリング状のプレート３２が固定されている。そして、それぞれ対向する外周壁部２２の内周面とプレート３２の外周面との間に第１の磁気ギャップＧ１が形成されると共に、それぞれ対向する中央円柱部２３の外周面とプレート３２の内周面との間に第２の磁気ギャップＧ２が形成される。これらヨーク２０、磁石３１及びプレート３２により、上記第１と第２の磁気ギャップＧ１、Ｇ２を有する磁気回路が構成されている。ヨーク２０における外周壁部２２の前方外側エッジ部分にリング状の振動板支持体４０が装着され、磁気回路と一体化されている。振動板支持体４０における支持端面４０ａの径方向内側にリング状の突起４１が形成されている。このリング状の突起４１の外径は、外側スペーサ６２の内径に略等しくなるように設定されている。

振動板１０に接着固定された内側スペーサ６１の凸部６１ａをヨーク２０における中央円柱部２３の端面に形成された凹部２３ａに嵌合係止させると共に、振動板１０に接着固定された外側スペーサ６２の内縁を突起４１に当接係止させた状態で、内側スペーサ６１がヨーク２０の中央円柱部２３に、外側スペーサ６２が振動板支持体４０の支持端面４０ａに、それぞれ接着固定される。内側スペーサ６１の凸部６１ａと中央円柱部２３の凹部２３ａとの嵌合及び外側スペーサ６２の内縁と振動支持体４０の突起４１との当接（嵌合）によって、ヨーク２０に対する振動板１０の径方向（図１の上下左右方向）の位置の規制がなされる。また、内側スペーサ６１の厚さと、外側スペーサ６２及び振動板支持体４０のトータル的な厚さとの設定によって、ヨーク２０に対する振動板１０の前記径方向と垂直となる前後方向（図６の上下方向）の位置の規制がなされる。

なお、湾曲径の大きい主振動部１１の内径（内縁）位置と外径（外縁）位置に多少のばらつきが発生することが考えられるが、内側スペーサ６１がヨーク２０に嵌合係止され、外側スペーサ６２が振動板支持体４０に嵌合係止された時点で、内側スペーサ６１に支持された内側支持部１２と外側スペーサ６２に支持された外側支持部１４との径方向の位置が正確に規定され、また、主振動部１１のスティフネスが内側支持部１２と外側支持部１４のスティフネスよりも低いことから、主振動部の内径位置と外径位置とが正しく修正される。

ヨーク２０に対する振動板１０の前述したような位置規制により、図６に示すように、小径ボイスコイルユニット５０の小径ボイスコイル５１がヨーク２０の中央円柱部２３の外周面とプレート３２の内周面との間の第２の磁気ギャップＧ２内に適正に配置されると共に、大径ボイスコイルユニット５５の大径ボイスコイル５６がヨーク２０の外側壁部２２の内周面とプレート３２の外周面との間の第１の磁気ギャップＧ１内に適正に配置された状態で、振動板１０とヨーク２０（磁気回路）とが合体される。

前述したようなスピーカの製造方法では、振動板１０のヨーク２０（磁気回路）に対する径方向の位置及び前記径方向と垂直となる前後方向の位置を規制する内側スペーサ６１及び外側スペーサ６２を振動板１０に接着固定した後に、内側スペーサ６１をヨーク２０の中央円柱部２３に係止させると共に外側スペーサ６２をヨーク２０の外側壁部２２に装着された振動板支持体４０に係止させることにより、大径ボイスコイルユニット５５と小径ボイスコイルユニット５０が、磁気回路中の第１の磁気ギャップＧ１と第２の磁気ギャップＧ２内にそれぞれ配置されるように振動板１０をヨーク２０（磁気回路）に合体させるようにしている。このため、大径ボイスコイルユニット５５及び小径ボイスコイルユニット５０のそれぞれが前記第１と第２の磁気ギャップＧ１、Ｇ２内に配置されるように振動板１０をヨーク２０（磁気回路）に容易に合体させることができる。

更に、内側スペーサ６１及び外側スペーサ６２が振動板１０の中央部及び外周部の双方について前記径方向及び前記前後方向の位置を規制するので、振動板１０に装着された大径ボイスコイルユニット５５及び小径ボイスコイルユニット５０のそれぞれが磁気回路中の第１と第２の磁気ギャップＧ１、Ｇ２内に確実に配置されるようになる。

また、前述した製造方法にて製造されたスピーカは、内側スペーサ６１及び外側スペーサ６２が振動板１０のヨーク２０（磁気回路）に対する径方向の位置及び該径方向と垂直となる前後方向の位置を規制して、振動板１０に装着された大径ボイスコイルユニット５５及び小径ボイスコイルユニット５０のそれぞれが磁気回路中の第１と第２の磁気ギャップＧ１、Ｇ２内に適正に配置されるように振動板１０とヨーク２０（磁気回路）とが合体されたものとなる。

なお、上記実施の形態では、外側スペーサ６２を振動板支持体４０を介してヨーク２０（磁気回路）に係止させた例を示したが、ヨーク２０の外側壁部２２の前端面に外側スペーサ６２を位置決め可能な段差部を形成し、この段差部に直接外側スペーサ６２を接着固定することも可能である。

前述したような構造のスピーカでは、小径ボイスコイル５１及び大径ボイスコイル５６にオーディオ信号が印加すると、小径ボイスコイル５１及び大径ボイスコイル５６とヨーク２０、磁石３１及びプレート３２で形成される磁気回路との磁気的作用によって、大径ボイスコイルユニット５０及び小径ボイスコイルユニット５５が前記オーディオ信号の信号波形に応じて前後方向（各ボイスコイルユニットの軸方向）に振動する。この振動が振動板１０の主振動部１１に与えられることにより、主振動部１１がそれと一体となる内側支持部１２及び外側支持部１４と共に振動する。このような振動板１０（主振動部１１、内側振動部１２及び外側振動部１４）の振動によって、前記オーディオ信号に応じた楽曲等の音が当該スピーカから出力される。そして、小径ボイスコイルユニット５０により発生し得る比較的高い周波数帯域の振動と大径ボイスコイルユニット５５により発生し得る比較的低い周波数帯域の振動とが重ね合わされた比較的広い周波数帯域にて所望の音圧が得られる音響特性となる。

以上、説明したように、本発明に係るスピーカは、磁気ギャップ内に大径のボイスコイル及び前記小径のボイスコイルのそれぞれが適正に配置され得るという効果を有し、同心的に配置される異径の２つのボイスコイルを備えたスピーカとして有用である。

振動板の構成を示す平面図である。本発明の実施の形態に係るスピーカの製造方法における第１の工程を示す図である。本発明の実施の形態に係るスピーカの製造方法における第２の工程を示す図である。第２の工程により製造された振動板の構造を示す図である。本発明の実施の形態に係るスピーカの製造方法における第３の工程を示す図である。本発明の実施の形態に係るスピーカの製造方法に従って製造された当該スピーカの構造を示す図である。

符号の説明

１０振動板
１１主振動部
１２内側支持部
１３平坦部
１４外側支持部
２０ヨーク
２１底部
２２外周壁部
２３中央円柱部
２３ａ凹部
３１磁石
３２プレート
４０振動板支持体
４０ａ支持面
４１突起
５０小径ボイスコイルユニット
５１小径ボイスコイル
５２小径ボビン
５５大径ボイスコイルユニット
５６大径ボイスコイル
５７大径ボビン
６１内側スペーサ
６１ａ凸部
６２外側スペーサ
７０、７５治具
Ｇ１第１の磁気ギャップ
Ｇ２第２の磁気ギャップ

Claims

リング状の主振動部と、該主振動部の径方向内側を支持するリング状の内側支持部と、前記主振動部の径方向外側を支持するリング状の外側支持部とを有する振動板と、
前記振動板における前記主振動部の外縁に装着された大径ボイスコイルユニットと、
前記振動板における前記主振動部の内縁に装着された小径ボイスコイルユニットと、
磁石が固定されたヨークを有し、前記大径ボイスコイルユニットが配置される第１の磁気ギャップと、前記小径ボイスコイルユニットが配置される第２の磁気ギャップとが形成された磁気回路とを備えたスピーカであって、
前記振動板に固定されると共に前記磁気回路の所定部位に係止され、前記大径ボイスコイルユニット及び前記小径ボイスコイルユニットのそれぞれが前記第１の磁気ギャップと前記第２の磁気ギャップ内に配置されるように前記振動板の前記磁気回路に対する径方向の位置及び前記径方向と垂直となる前後方向の位置を規制する位置決め部材を有すると共に、前記振動板は、前記主振動部のスティフネスが前記内側支持部及び前記外側支持部のスティフネスよりも低いことを特徴とするスピーカ。
前記位置決め部材は、前記振動板におけるリング状の前記内側支持部の内側に形成された平坦部の裏面に接着され、前記振動板の中央部の前記径方向及び前記前後方向の位置を規制する第１の位置決め部材と、
前記振動板におけるリング状の前記外側支持部から更に外側に続く最外周縁部の裏面に接着され、前記振動板の外周部の前記径方向位置及び前記前後方向の位置を規制する第２の位置決め部材とを有することを特徴とする請求項１記載のスピーカ。