JP4620008B2 - ボイスコイルの取り付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボイスコイルの取り付け方法並びにスピーカーに関する。さらに詳述すると、本発明は、ボイスコイルとセンターポールとの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカー並びにこのスピーカーにおけるボイスコイルの取り付け方法に関する。

スピーカーの音質を向上させる技術としてＭＦＢ（Ｍｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）回路を搭載したスピーカーが知られている。このＭＦＢ回路は、スピーカーに入力された音声情報を示す電気信号（音声信号とも呼ばれる）に基づいて振動する振動板の動作状態を検出し、その検出結果に基づいて振動板をフィードバック制御するものであり、これにより特に低音域で生じ易い音の歪みを解消することができる。したがって、一般的にＭＦＢ回路は、低音域での再生が難しいとされる小型のスピーカーで採用されることが効果的であるとされている。

ＭＦＢ回路では、電極間に形成される静電容量の変化を検出することによって振動板の動作状態を検出する。具体的には、振動板またはこの振動板を振動させるためのボイスコイルと呼ばれる電磁コイルに電極（以下、可動電極と呼ぶ）を固定すると共に、この可動電極に対して対向するように電極（以下、固定電極と呼ぶ）を固定し、可動電極が固定電極に対して相対的に可動することによって変化した静電容量を検出器で検出して、それを変換回路で電気信号（検出信号とも呼ばれる）に変換して出力する。そして、検出信号と音声信号とを比較装置（例えば、ＣＰＵ）で比較し、その比較結果、すなわち、検出信号の出力レベルと音声信号の出力レベルとの差分に基づいて振動板の動作を適宜に制御する。

上述のような、ボイスコイルとセンターポールとの間に形成される静電容量の変化を検出して電気信号に変換して出力する従来のスピーカーとしては、例えば、図２に示すように、マグネット１０５及び円柱状のセンターポール１０３付きヨーク１０４によって磁気回路を形成すると共に、センターポール１０３とヨーク１０４との間の環状のギャップ１０７内にコイル１０２が巻かれた円筒状のボイスコイル１０１を挿入し、このボイスコイル１０１と振動板１０６とを連接すると共に図示されていないフレームに支持させて振動板１０６を振動させて音響を発生させるものがある（特許文献１）。

特開昭５３−１２３２０号

特許文献１のような従来のスピーカーにおけるボイスコイル１０１の取り付けでは、通常、まず、治具に嵌められたボイスコイル１０１がギャップ１０７から所定の位置まで挿入されてセンターポール１０３の一部に被せられた状態で固定される。そして、この状態でボイスコイル１０１が振動板１０６と連接されて支持された後に治具が取り外されてボイスコイル１０１が取り付けられる。この際、ボイスコイル１０１の内周面とセンターポール１０３の外周面とは接触することなく一定の幅のギャップを形成して取り付けられなければならない。しかしながら、特許文献１のスピーカーでは、ヨーク１０４の内部空間がヨーク１０４とマグネット１０５とによって覆われているので、ボイスコイル１０１を挿入した側からギャップ１０７を見た場合にヨーク１０４の内部空間側からギャップ１０７を通して漏れる光がまったくない。そのため、ボイスコイル１０１の内周面の境界とセンターポール１０３の外周面の境界とを視認することができないので、円筒状のボイスコイル１０１の周壁が環状のギャップ１０７の概ね中央に位置し、ボイスコイル１０１の内周面とセンターポール１０３の外周面とが接触することなく正常に取り付けられているか否かを容易に確認することができないという問題がある。このため、従来のスピーカーの構造では、適確な品質管理を迅速に行うことができるとは言い難い。

また、特許文献１のスピーカーでは、ボイスコイル１０１とセンターポール１０３とは、一旦組み立てられると相互の位置関係を修正することができない。すなわち、ボイスコイル１０１がセンターポール１０３と接触した状態で取り付けられたとしても、一旦取り付けた後にボイスコイル１０１の位置を修正することはできず、スピーカー全体が不良品となってしまうという問題がある。このため、従来のスピーカーの構造では、良好な製品を無駄なく効率的に生産することができるとは言い難い。

また、良好な静電容量を形成するためにはギャップ１０７は小さいほど望ましいが、ボイスコイル１０１を取り付ける際にセンターポール１０３と接触してしまうという上述の問題を避けるために、ギャップ１０３を必要以上に大きくする場合もある。このため、従来のスピーカーの構造では、最良の性能を発揮させることができるとは言い難い。

そこで、本発明は、ボイスコイルの取り付けの際にセンターポールとの位置関係を容易に確認することができるボイスコイルの取り付け方法並びにスピーカーを提供することを目的とする。また、本発明は、ボイスコイルを取り付けた後であってもボイスコイルとセンターポールとの間の位置関係を修正することができるボイスコイルの取り付け方法並びにスピーカーを提供することも目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載のボイスコイルの取り付け方法は、ボイスコイルとセンターポールとの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーの前記ボイスコイルの取り付けの際に、センターポールの少なくとも一部を収容するヨークケースに設けた貫通孔からヨークケースの内部空間に光を取り入れ、ボイスコイルの開口部(４ｃ)側からボイスコイルとセンターポールとの間のギャップを見てヨークケースの内部空間に取り入れた光によって前記ギャップの幅を確認するようにしている。

したがって、このボイスコイルの取り付け方法によると、ヨークケースの内部空間に取り入れた光によってボイスコイルとセンターポールとの間のギャップの幅を確認するようにしているので、ヨークケースの内部空間に取り入れた光によってボイスコイルの内周面の境界とセンターポールの外周面の境界とを明瞭に視認することができ、ボイスコイルの内周面とセンターポールの外周面との間のギャップの幅を確認して両者が接触することなく正常に取り付けられているか否かを容易に確認することができる。

さらに、請求項２記載の発明は、請求項１記載のボイスコイルの取り付け方法において、ボイスコイルに接合する振動板及び当該振動板に取り付けられるジョイントを介してボイスコイルを支持するフレームを前記センターポールに対してスライドさせてギャップの幅が一定になるようにボイスコイルとセンターポールとの間の位置関係を調整するようにしている。この場合には、ボイスコイルの内周面とセンターポールの外周面とが接触した状態でボイスコイルが一旦取り付けられたとしても両者の位置関係を修正して両者が接触することなく正常な状態でボイスコイルを取り付けることができる。

本発明のボイスコイルの取り付け方法並びにスピーカーによれば、ヨークケースの内部空間に取り入れた光によってボイスコイルの内周面の境界とセンターポールの外周面の境界とを明瞭に視認することができ、ボイスコイルの内周面とセンターポールの外周面との間のギャップの幅を確認して両者が接触することなく正常に取り付けられているか否かを容易に確認することができるので、適確な品質管理を迅速に行うことが可能になる。さらに、ボイスコイルとセンターポールとの間の位置関係を適切に調整することができるので、両者のギャップを必要最小限まで小さくすることが可能であり、最良の性能を発揮させることが可能になる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１に、本発明のスピーカーの実施形態の一例を示す。このスピーカー１は、ボイスコイル４とセンターポール５との間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するものであり、センターポール５の一部を収容するヨークケース９が貫通孔９ｂを有するようにしている。

スピーカー１は、ダンパ２、振動板３、ボイスコイル４、センターポール５、マグネット７、ヨークプレート８、ヨークケース９を備える。

ヨークケース９は横断面円形の枡状に形成される。そして、ヨークケース９は、周壁に貫通孔９ｂを有する。貫通孔９ｂは少なくとも一つあれば良い。貫通孔９ｂが一つでもあればヨークケース９の内部空間に光が取り入れられ、この光がボイスコイル４の内周面とセンターポール５の外周面との間から漏れ、両者の周面の境界を明瞭に視認することができるようになる。したがって、貫通孔９ｂの個数は特に限定されるものではないが、ヨークケース９の内部空間により多くの光を取り入れてボイスコイル４の内周面とセンターポール５の外周面との間の環状のギャップ６の全周に亘って両者の周面の境界をより明瞭に視認することができればボイスコイル４とセンターポール５との間の位置関係の確認をより容易に行うことができることから、好ましくは二つ以上、より好ましくは三つ以上、最も好ましくは四つ以上である。

ヨークプレート８は中央部に貫通孔８ａを有する円板状に形成される。そして、ヨークプレート８は、貫通孔８ａがヨークケース９の開口部のほぼ中央に位置した状態でヨークケース９の開口部側の端面に固定される。

マグネット７は厚さ一定の円板状に形成される。そして、この円板状のマグネット７の片面とヨークケース９の内側底面９ａとが接着され、マグネット７は内側底面９ａのほぼ中央に固定される。

センターポール５は鉄製であり、円柱状のセンターポール本体５ａと、センターポール本体５ａの途中にセンターポール本体５ａの外周面を取り巻くように形成された帯状突起部５ｂと、センターポール本体５ａの基端に形成されたフランジ５ｃとから構成される。そして、センターポール５のフランジ５ｃ側の端面とヨークケース９の内側底面９ａに固定されたマグネット７とが接着され、円柱状のセンターポール本体５ａの軸心が内側底面９ａに対してほぼ垂直且つ内側底面９ａのほぼ中央に位置した状態でセンターポール５は固定される。

また、センターポール５は、基端側であるフランジ５ｃ側の端面がマグネット７に接着された状態で、帯状突起部５ｂとヨークプレート８の貫通孔８ａとの位置が概ね一致し、さらに、センターポール本体５ａの先端部分が貫通孔８ａからヨークケース９の外部に突出するように形成され配置される。

なお、センターポール５及びヨークケース９は、エンクロージャーと呼ばれる筐体（図示省略）に接続され、接地即ちアースされる。

ボイスコイル４は、両端が開口された円筒状のボビン４ａと、ボビン４ａの外周に帯状に巻き回されたコイル４ｂとから構成される。

ボビン４ａは、内径がセンターポール５の帯状突起部５ｂの外径よりも僅かに大きく、即ちボビン４ａの内周面とセンターポール５の帯状突起部５ｂの外周面との間にエアギャップが形成されるように内径が調整されて形成される。そして、ヨークプレート８の貫通孔８ａからヨークケース９の内部に挿入され、少なくとも帯状突起部５ｂを覆ってセンターポール本体５ａに被せられる。

コイル４ｂは、ボビン４ａがセンターポール本体５ａに被せられた状態でヨークプレート８の貫通孔８ａと対向する位置のボビン４ａの外周に巻き回される。なお、コイル４ｂとしては、具体的には例えば、エナメル線や導線などの導電体が用いられる。

ヨークプレート８の貫通孔８ａは、ボビン４ａがセンターポール本体５ａに被せられた状態で、ボビン４ａの外周に巻き回されたコイル４ｂの外周面と貫通孔８ａの内周面との間にエアギャップが形成されるように直径が調整されて形成される。

ボイスコイル４のボビン４ａにはダンパ２及び振動板３が取り付けられる。ダンパ２は複数の屈曲部を有すると共に中央にボビン４ａを貫通させるための孔を有する円形の薄板であり、中央の孔の縁部がボビン４ａの外周面に接着剤で接合され、外周縁部がフレーム１２に接着剤で接合される。振動板３は所謂コーン紙として機能するものであり、底部にボビン４ａを貫通させるための孔を有するすり鉢状に形成され、底部の孔の縁部がボビン４ａの外周面に接着剤で接合され、外周縁部がジョイント１３を介してフレーム１２に接合される。ダンパ２及び振動板３は可撓性を有する材料で形成され、ボイスコイル４は円筒状ボビン４ａの軸心方向に振動自在に支持される。

フレーム１２は、すり鉢状に形成され、底部１２ａと、底部１２ａから外側に傾斜し途中に底部１２ａと平行な段差面を有する周壁１２ｂと、周壁１２ｂの先端周縁に沿って形成された底部１２ａと平行な鍔部１２ｃとからなる。底部１２ａのほぼ中央には、ボイスコイル４のボビン４ａを貫通させるため、ヨークプレート８の貫通孔８ａの直径よりも直径が大きい貫通孔が設けられる。なお、フレーム１２は、鍔部１２ｃが前記エンクロージャーと呼ばれる筐体にビスや接着剤などで接合され、接地される。

フレーム１２は、底部１２ａがヨークプレート８に接すると共に底部１２ａの貫通孔のほぼ中央にヨークプレート８の貫通孔８ａが位置する状態で、ボルト１０と支持部材１１とによってヨークプレート８に取り付けられる。

このために、フレーム１２は、周壁１２ｂの途中の段差面が部分的に底部１２ａと平行に更に外側に張り出した張出部１２ｄを有する。この張出部１２ｄにはボルト１０の雄ねじの外径よりも直径が大きい貫通孔１２ｅが設けられる。

支持部材１１は、柱状に形成され、ボルト１０の雄ねじ部分を通すための貫通孔１１ａが柱形状の軸心位置に設けられる。なお、貫通孔１１ａの内周面は、ボルト１０の雄ねじと嵌め合わせるための雌ねじを形成しても良いし、ボルト１０の雄ねじ部分を単に通すだけとするために雄ねじの外径に合わせた滑面としても良い。また、支持部材１１は、フレーム１２をヨークプレート８に設置した状態で張出部１２ｄとヨークプレート８とに挟まれて両端面がそれぞれと接する長さに形成される。

ヨークプレート８の周縁部には、ボルト１０を嵌めるためのボルト穴８ｂが設けられる。

そして、ボルト穴８ｂの軸心と貫通孔１１ａの軸心とが一直線となった状態で支持部材１１がヨークプレート８の周縁部に接着して固定される。さらに、張出部１２ｄに設けられた貫通孔１２ｅの中心と支持部材１１の貫通孔１１ａの軸心との位置がほぼ一致する状態でフレーム１２がヨークプレート８に設置される。そして、ボルト１０が、貫通孔１２ｅから挿入され、支持部材１１の貫通孔１１ａを通過し、ヨークプレート８のボルト穴８ｂに嵌められる。これにより、フレーム１２がヨークプレート８に取り付けられる。

なお、フレーム１２の張出部１２ｄの設置箇所数並びにこの箇所数に対応する支持部材１１の個数及びヨークプレート８の貫通孔８ｂの箇所数は、フレーム１２をヨークプレート８に安定して取り付けることができる箇所数並びに個数であれば特に限定されるものではなく、好ましくは二以上、更に好ましくは三以上、最も好ましくは四以上である。本実施形態では、フレーム１２の周壁１２ｂに沿って等間隔に張出部１２ｄが三箇所設けられ、張出部１２ｄに対応して貫通孔８ｂが三箇所設けられると共に支持部材１１が三個用いられる。

ボイスコイル４のボビン４ａのヨークケース９と反対側の開口部４ｃはセンターキャップ１４によって覆われる。センターキャップ１４はアルミ等からなり、ドーム状に形成された本体部１４ａと、本体部１４ａの外周縁に沿って形成された鍔部１４ｂとからなる。センターキャップ１４は、鍔部１４ｂが接着剤で接合されて振動板３に固定される。

以上のように構成されたスピーカー１によれば、音声信号がボイスコイル４に入力され、即ちボイスコイル４のコイル４ｂに音声信号を示す電流が流れ、この電流と、センターポール５及びマグネット７並びにヨークケース９及びヨークプレート８の間に形成される磁束とによる励磁作用によってボイスコイル４が円筒状ボビン４ａの軸心方向に振動する。これに伴ってダンパ２及び振動板３が振動してスピーカー１から音響が発せられる。

上述したスピーカー１の組み立ての手順を以下に説明する。

まず、ヨークケース９の内側底面９ａのほぼ中央にマグネット７が接着されて固定される。さらに、マグネット７にセンターポール５が接着されて固定される。そして、貫通孔８ｂのほぼ中央にセンターポール本体５ａが位置する状態でヨークケース９の開口部側の端面にヨークプレート８が接着されて固定される。

また、ダンパ２の外周縁部をフレーム１２に接着剤で接合すると共に、振動板３の外周縁部をジョイント１３を介してフレーム１２に接合する。そして、フレーム１２の張出部１２ｄに設けられた貫通孔１２ｅの中心と支持部材１１の貫通孔１１ａの軸心との位置を一致させてボルト１０によってフレーム１２をヨークプレート８に取り付ける。続いて、治具を用いてボイスコイル４をヨークプレート８の貫通孔８ａから所定の位置まで挿入して固定した状態で、ダンパ２及び振動板３の中央の穴の縁部をボビン４ａの外周面に接着剤で接合する。

そして、本発明のスピーカー１によれば、ヨークケース９の貫通孔９ｂからヨークケース９の内部空間に取り入れられた光によってギャップ６を形成するボイスコイル４の内周面の境界とセンターポール５の外周面の境界とを明瞭に視認することができ、ギャップ６の幅を容易に確認することができる。これによって、上述までの手順によってダンパ２や振動板３等によって支持されて取り付けられたボイスコイル４とセンターポール本体５ａとの間の位置関係を確認することができる。具体的には、ボイスコイル４を支持するフレーム１２をヨークプレート８に取り付けた状態で、ボイスコイル４の開口部４ｃ側からギャップ６を見たときに、ボイスコイル４の内周面の境界とセンターポール５の外周面の境界との間隔が概ね一定の場合、即ち途中で極端に狭くなったり途切れたりすることなく概ね一定の幅で環状のギャップ６が形成されている場合には、ボイスコイル４は適切な位置で取り付けられていると判断することができる。これに対し、ギャップ６を見たときに、ギャップ６が部分的に極端に狭くなっていたり途切れたりしている場合にはボイスコイル４の取り付け位置が不良であると判断することができる。

また、本発明のスピーカー１によれば、フレーム１２の張出部１２ｄに設けられた貫通孔１２ｅの直径がボルト１０の雄ねじの外径よりも大きく形成されているので、上記の手順によってフレーム１２をヨークプレート８に一旦取り付けても、ボルト１０を緩めることによってフレーム１２をヨークプレート８に対してスライドさせることができる。したがって、ボイスコイル４を支持するフレーム１２をヨークプレート８に取り付けた後にボイスコイル４の取り付け位置が不良であると判断された場合には、ボルト１０を緩めると共にフレーム１２をヨークプレート８に対してスライドさせてボイルコイル４の位置を調整してからボルト１０を再度締めることによって、不良であったボイスコイル４の位置を適切な位置に修正することができる。すなわち、ボイスコイルの内周面とセンターポールの外周面とが接触した状態でボイスコイルが一旦取り付けられたとしても両者の位置関係を修正して両者が接触することなく正常な状態でボイスコイルを取り付けることができるので、良好な製品を無駄なく効率的に生産することが可能になる。

そして、ボイスコイル４の位置確認若しくは位置調整を行ってフレーム１２の取り付け位置が確定し、ボイスコイル４並びにフレーム１２の取り付け作業が終了した後に鍔部１４ｂを振動板３に接着剤で接合してセンターキャップ１４を取り付ける。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、貫通孔９ｂがヨークケース９の周壁に設けられるようにしているが、ヨークケース９の内部空間に光を取り入れることができれば貫通孔９ｂの設置位置はこれに限られるものではなく、ヨークケース９の底板に設けられるようにしても良い。

また、本実施形態では、フレーム１２の張出部１２ｄに設けられた貫通孔１２ｅの直径をボルト１０の雄ねじの外径よりも大きくすることによってヨークプレート８に取り付けた状態でもフレーム１２をスライドさせることができるようにしているが、ヨークプレート８に対してフレーム１２をスライドさせることを可能にするボルト１０によるフレーム１２の取り付け方法はこれに限られるものではなく、ヨークプレート８の貫通孔８ｂの直径をボルト１０の雄ねじの外径よりも大きくすることによってフレーム１２をスライドさせることができるようにしても良い。具体的には、支持部材１１をフレーム１２の張出部１２ｄに接着して固定すると共に、貫通孔１２ｅ並びに貫通孔１１ａの径はボルト１０の雄ねじの外径と合わせる。一方、貫通孔８ｂの直径はボルト１０の雄ねじの外径よりも大きくする。そして、ボルト１０を貫通孔１２ｅと貫通孔１１ａと貫通孔８ｂとを貫通させると共に貫通孔８ｂから突出させ、その突出したボルト１０の雄ねじにナットを嵌める。これによって、ヨークプレート８にフレーム１２を取り付けると共にナットを緩めることによってフレーム１２をスライドさせることができるようにしても良い。

また、本実施形態のスピーカー１では、ダンパ２とフレーム１２とヨークプレート８とヨークケース９とによって囲まれる空間は、ボイルコイル４と振動板３とセンターキャップ１４と共に、ボイスコイル４の振動に対してエアダンパの機能を有する。そのため、ヨークケース９の貫通孔９ｂの個数並びに直径によっては、このエアダンパ効果が不適当な程度まで低減してしまう場合も考えられる。その場合には、ボイスコイル４の位置確認若しくは位置調整を行ってフレーム１２の取り付け位置が確定して取り付け作業が終了した後に貫通孔９ｂを塞ぐようにしても良い。この場合、具体的には例えば、テープを貼って塞いだり、樹脂製のキャップを嵌めて塞いだりする方法が考えられる。

さらに、本発明は、ボイスコイルとセンターポールとの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーであればどのような構成のスピーカーに対しても適用可能であり、本発明のスピーカーの構成は本実施形態のスピーカー１の構成に限られるものではない。

本発明のスピーカーの実施形態の一例を示す縦断面図である。 従来のスピーカーを示す縦断面図である。

符号の説明

１ スピーカー
４ ボイスコイル
５ センターポール
９ ヨークケース
９ｂ 貫通孔

Claims (2)

1. ボイスコイルとセンターポールとの間に形成される静電容量を検出して電気信号として出力するスピーカーの前記ボイスコイルの取り付けの際に、前記センターポールの少なくとも一部を収容するヨークケースに設けた貫通孔から前記ヨークケースの内部空間に光を取り入れ、前記ボイスコイルの開口部(４ｃ)側から前記ボイスコイルと前記センターポールとの間のギャップを見て前記ヨークケースの内部空間に取り入れた光によって前記ギャップの幅を確認することを特徴とするボイスコイルの取り付け方法。
2. 前記ボイスコイルに接合する振動板及び当該振動板に取り付けられるジョイントを介して前記ボイスコイルを支持するフレームを前記センターポールに対してスライドさせて前記ギャップの幅が一定になるように前記ボイスコイルと前記センターポールとの間の位置関係を調整することを特徴とする請求項１記載のボイスコイルの取り付け方法。

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