JP4992660B2 - スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、スピーカに関する。

従来、磁気回路を内磁型として、ウーファユニットに用いられるスピーカが知られている（例えば特許文献１参照）。このスピーカについて詳細に説明すると、図５に示すようにスピーカ１００には、アルミ製円筒状の放熱器１０１と、放熱器１０１内に配置された磁気回路１１０と、放熱器１０１に支持されるフレーム１０５と、磁気回路１１０の前方に配置されたボイスコイル１３０と、ボイスコイル１３０及びフレーム１０５に支持されたダンパ１４０と、ダンパ１４０よりも前方でボイスコイル１３０及びフレーム１０５に支持されたコーン型の振動板１５０と、振動板の略中央を覆うダストキャップ１６０とが備えられている。

磁気回路１１０には、マグネット１１１と、マグネット１１１上に載置されるトッププレート１１２と、これらマグネット１１１及びトッププレート１１２を支持するヨーク１１３とが設けられている。
ヨーク１１３には、放熱器１０１内に嵌合する円筒状のツボヨーク１１４と、ツボヨーク１１４の内側で、マグネット１１１及びトッププレート１１２を支持する内ヨーク１１５とが設けられている。内ヨーク１１５に支持されたマグネット１１１及びトッププレート１１２と、ツボヨーク１１４との間には、磁気ギャップ１１６が形成されている。

ボイスコイル１３０には、振動板１５０とダンパ１４０とにより保持されたボイスコイルボビン１２１と、ボイスコイルボビン１２１の基端部に取り付けられて、マグネット１１１と対向するように磁気ギャップ１１６内に配置されたボイスコイルワイヤ１２２とが備えられている。

そして、スピーカ１００においては、音声信号が入力されると、当該信号に基づいてマグネット１１１の側面から発せられた磁束が、磁気ギャップ１１６からボイスコイルワイヤ１２２を通過してツボヨーク１１４に達することになる。この磁束の移動によりボイスコイルワイヤ１２２及びボイスコイルボビン１２１が前後方向に揺れることになる。そしてこの揺れに伴って振動板１５０及びダンパ１４０も振動し、振動板１５０から音波放射が行われる。
特開２００５−３３３５３６号公報

近年、スピーカの設置スペースを低減化するために、スピーカの薄型化が望まれている。しかしながら、上述のようにボイスコイルワイヤ１２２とボイスコイルボビン１２１の前後方向の移動を基に音を放射しているため、この前後方向の移動を阻害しないように移動スペースを確保しなければならない。また、ボイスコイルボビン１２１は、その動きにより生じる振動を振動板に伝えるためにその端部において振動板１５０と接続しているが、移動を行う際に直進性を保つためにダンパ１４０とも接続されている。ここで、スピーカにて一般的に振動系部材と称されるダンパ１４０、振動板１５０、並びにボイスコイルボビン１２１のストローク（移動量）は同一となる。このため、ダンパ１４０とボイスコイルボビン１２１の結合点Ｘ１からツボヨーク１１４の先端Ｘ２までの移動距離Ｘと、ボイスコイルワイヤ１２２の後端部Ｙ１から磁気ギャップ１１６の最後点Ｙ２までの移動スペース幅Ｙとを同等にしておく必要があり、薄型化の弊害となっていた。
このため、本発明の課題は、スピーカにおける振動系部材の振動スペースを確保しつつ、設置スペースを低減することである。

請求項１記載の発明におけるスピーカは、
振動板と、
前記振動板の裏面に先端部が取り付けられたボイスコイルと、
前記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを有する内磁型磁気回路と、
前記ボイスコイルに接続されるダンパとを備えるスピーカにおいて、
前記内磁型磁気回路は、
前記ボイスコイルの内側で、かつ前記ダンパよりも前方に配置されたマグネット部と、
前記マグネット部の側面と対向するように前記ボイスコイルの外側に配置されることで、当該マグネット部とともに前記磁気ギャップを形成する外ヨークと、
上面で前記マグネット部を支持するとともに、前記ボイスコイルよりも大きな外形の円板状に形成された基端部で前記外ヨークを支持する内ヨークとを備え、
前記外ヨークは、前記内ヨークから立設し前記ダンパを貫通する楕円柱状の複数の支柱を有していて、当該複数の支柱に沿って、前記ダンパが前記ボイスコイルの駆動に伴い振動し、
前記支柱は、前記ボイスコイルの外側であって、前記内ヨークの基端部の外周円よりも内側に配置されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のスピーカにおいて、
前記振動板は前方に向けて凸となる形状であることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のスピーカにおいて、
前記ボイスコイルは、
前記振動板の裏面に先端部が取り付けられた円筒状のボイスコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの略中央部に巻かれたボイスコイルワイヤとを有し、
前記ダンパは、前記ボイスコイルボビンの基端部に取り付けられて、当該ボイスコイルボビンを支持することを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスピーカにおいて、
前記マグネット部は、前記内ヨークに支持されるマグネットと、前記マグネットの前方に重ねられたトッププレートを有し、
外ヨークは、前記ボイスコイルボビン及び前記ボイスコイルワイヤを介して前記トッププレートに対向し、磁気ギャップを形成するように前記支柱に支持されたアウターリングを備え、
前記内ヨークは、前記複数の支柱を前記ボイスコイルの外側で支持するため、基端部が前記ボイスコイルボビンよりも大きな外径に形成されていることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピーカにおいて、
前記ダンパには、前記支柱を貫通させるための複数の貫通孔が、当該支柱の外径よりも大きい内径となるように形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、マグネット部がボイスコイルの内側で、かつダンパよりも表側に配置される一方、外ヨークがマグネット部の側面と対向するようにボイスコイルの外側に配置されることで、当該マグネット部とともに磁気ギャップを形成しているので、磁気ギャップは内磁型磁気回路の前後方向における内側に配置されることになる。このような配置関係であっても、外ヨークの複数の支柱が、内ヨークから立設しダンパを貫通しているので、ダンパはボイスコイルの駆動に伴い支柱に沿って振動することが可能となる。つまり、従来のようにダンパから所定のストローク分の距離を開けて磁気回路を配置しなくとも、振動による移動範囲を確保することができ、従来よりも薄型にすることも可能となる。

以下、図を参照にして本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態のスピーカの概略構成を示す断面図であり、図１のスピーカの断面斜視図である。この図１，２に示すように、スピーカ１には、振動板２と、内磁型磁気回路３と、振動板２及び内磁型磁気回路３を支持するフレーム４と、が備えられている。

振動板２は、前方に向かって凸となるように略円錐状に形成されていて、その中央には円形孔２１が設けられている。図３に示すように、円形孔２１の周囲には裏面側に向けて突出する突部２２が形成されていて、その突部２２には、内磁型磁気回路３に係合する溝２３が形成されている。また、突部２２の内面には、全周にわたって切欠２４が形成されていて、この切欠２４の表面に接着剤が塗布されてダストキャップ１０が接着される。これにより、円形孔２１がダストキャップ１０により覆われて、遮蔽されることになる。
また、図１又は図２に示すように、振動板２の周端部２５は、フレーム４に取り付けられたエッジ４１に固定されている。

内磁型磁気回路３には、振動板２の裏面に取り付けられたボイスコイル３０が設けられている。ボイスコイル３０には、振動板２裏面の溝２３に先端部が取り付けられた円筒状のボイスコイルボビン３１と、ボイスコイルボビン３１に巻かれたボイスコイルワイヤ３５とが備えられている。
ボイスコイルボビン３１の基端部には、ダンパ３２が取り付けられていて、このダンパ３２によりボイスコイルボビン３１が支持されている。具体的には、図４に示すようにダンパ３２の内周部には、ボイスコイルボビン３１の基端部が係合する凹部３２ａが形成されていて、この凹部３２ａ内に接着剤が注入されることで、ダンパ３２とボイスコイルボビン３１とが接着固定されるようになっている。
また、ダンパ３２の外周部３３は、図１及び図２に示すように、フレーム４の内側面に接着固定されている。また、ダンパ３２には、ボイスコイルボビン３１を囲むように配置された複数の貫通孔３２ｂが形成されている。

そして、ボイスコイルボビン３１の内側略中央部には、内面に沿ってボイスコイルワイヤ３５が巻かれている。このとき、図３に示すように、ボイスコイルワイヤ３５の内側面は、振動板２における突部２２の内側面よりも内側に位置するように、その内径が設定されている。

また、ボイスコイルボビン３１の内側には、図１及び図２に示すように環状のマグネット５と、マグネット５の表側に重ねられた金属製の環状トッププレート６と、マグネット５及びトッププレート６を支持する金属製の内ヨーク７とが設けられている。

内ヨーク７の上面、すなわち、マグネット５との接触面は、ダンパ３２よりも表側で、マグネット５及びトッププレート６それぞれの外側面がボイスコイルワイヤ３５と対向するように、当該マグネット５及びトッププレート６を支持している。これらマグネット５及びトッププレート６が本発明に係るマグネット部である。そして、内ヨーク７の基端部７１は、ボイスコイルボビン３１よりも大きな外径の円板状に形成されていて、フレーム４の底面に固定されている。

内ヨーク７の基端部７１には、マグネット部の側面と対向するようにボイスコイル３０の外側に配置されることで、当該マグネット部とともに磁気ギャップを形成する外ヨーク１１が支持されている。外ヨーク１１には、内ヨーク７の基端部７１から立設することで、ボイスコイルボビン３１の外側に配置されて、貫通孔３２ｂを介してダンパ３２を貫通する複数の支柱８が備えられている。支柱８と基端部７１とは例えばネジ止め等により固定されている。この複数の支柱８は、ボイスコイルボビン３１の周囲で、円周上に所定間隔開けて配置されている。支柱８の外径は、振動時の擦れを防止すべく、ダンパ３２の貫通孔３２ｂの内径よりも小さく設定されている。

複数の支柱８の先端部には、金属製のアウターリング９が例えばカシメ止め等により固定され、支持されている。アウターリング９は、その内側面がボイスコイルボビン３１及びボイスコイルワイヤ３５を介してトッププレート６の外側面に対向している。このアウターリング９の内側面と、トッププレート６の外側面との間隔Ｈが磁気ギャップとなる。

ここで、振動時におけるボイスコイルワイヤ３５とボイスコイルボビン３１との前後方向の移動を阻害しないように、これらの移動スペースを確保しなければならない。このため、停止時における振動板２とボイスコイルボビン３１との結合点Ａ１からアウターリング９の先端Ａ２までの移動距離Ａと、ボイスコイルボビン３１の基端部Ｂ１から内ヨーク７における基端部７１の表面Ｂ２までの移動スペース幅Ｂとを同等にしている。これにより、振動板２の振動時にボイスコイルボビン３１が内ヨーク７に接触しないように移動スペースを確保することができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
音声信号が入力されると、当該信号に基づいてマグネット５から発せられた磁束は、トッププレート６を介して磁気ギャップからボイスコイルワイヤ３５及びボイスコイルボビン３１を通過して、アウターリング９、支柱８に達することになる。これにより、振動板２が振動し音波放射が行われる。

以上のように、本実施形態のスピーカによれば、マグネット部がボイスコイル３０の内側で、かつダンパ３２よりも表側に配置される一方、外ヨーク１１がマグネット部と対向するようにボイスコイル３０の外側に配置されることで、当該マグネット部とともに磁気ギャップを形成しているので、磁気ギャップは内磁型磁気回路３の前後方向における内側に配置されることになる。このような配置関係であっても、外ヨーク１１の複数の支柱８が、内ヨーク７から立設しダンパ３２を貫通しているので、ダンパ３２はボイスコイル３０の駆動に伴い支柱８に沿って振動することが可能となる。つまり、従来のようにダンパから所定のストローク分の距離を開けて磁気回路を配置しなくとも、振動による移動範囲を確保することができ、従来よりも薄型にすることも可能となる。

そして、振動板２を前方に向けて凸となる形状としているので、従来のように後方に向けて凹んだ形状よりも、内磁型磁気回路３が前方に配置されることとなり、設置スペースをさらに抑えることが可能となる。なお、振動板２の形状は上記した形状に限定するものではなく、コーン状や平面状のものにも適用可能である。ただし、その場合は前方に向かって凸形状とする振動板を採用する場合に比べて磁気回路３を後方に設置することとなるため、薄型化の効果はその分得られなくなる。

また、従来では、図５に示すように、ダンパ１４０によるボイスコイルボビン１２１の保持位置や、振動板１５０によるボイスコイルボビン１２１の保持位置が当該ボビン１２１の略中央部であるために、ボイスコイルワイヤ１２２から保持位置が離間していて、前後方向の直進性が安定していない。このため、振動時にボイスコイルワイヤ１２２がトッププレート１１２やヨーク１１３に擦れることを防止すべく、磁気ギャップ１１６の幅を大きくしなければならないが、磁気ギャップ１１６の幅が大きいと磁束が低下してしまって、出力音の劣化を招くおそれがあった。

しかしながら、本実施形態のスピーカ１であれば、振動板２によるボイスコイルボビン３１の保持位置が当該ボイスコイルボビン３１の先端部であり、ダンパ３２によるボイスコイルボビン３１の保持位置が当該ボイスコイルボビン３１の基端部であるために、ボイスコイルワイヤ３５が振動板２とダンパ３２とに挟まれて保持されることになる。従来では、振動板、ダンパの保持位置が一方に偏っていたので、ボイスコイルワイヤの直進性が不安定であったが、ボイスコイルワイヤ３５が振動板２とダンパ３２とに挟まれて保持されていれば、振動時における直進性を安定化させることが可能となる。
さらに、ボイスコイルワイヤ３５がボイスコイルボビン３１の略中央部に巻かれていて、当該ボイスコイルボビン３１の両端部が振動板２及びダンパ３２に支持されていることと、複数の支柱８が内ヨーク７の基端部７１から立設してダンパ３２を貫通し、磁気ギャップをボイスコイルボビン３１の略中央部に形成していることとにより、振動による移動距離を確保しつつ、従来よりも薄型にすることも可能となる。

また、組み立て時においては、ボイスコイルワイヤ３５を磁気ギャップの所定位置にセットしなければならないため、専用の治具をボイスコイルボビン３１内に挿入して、ボイスコイルワイヤ３５の位置決めを行うようになっている。つまり、位置決め後であると、治具をボイスコイルボビン３１から取り外す必要があるために、上述したようにボイスコイルワイヤ３５の内側面が、振動板２における突部２２の内側面よりも内側に位置していれば、治具の取り外しを阻害することもない。

そして、振動板２によるボイスコイルボビン３１の保持位置が当該ボイスコイルボビン３１の先端部であり、ダンパ３２によるボイスコイルボビン３１の保持位置が当該ボイスコイルボビン３１の基端部であるために、従来のようなボイスコイルボビンの外側面を保持位置としたものと比較してもより安定してボイスコイルボビンを保持することが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

本実施形態に係るスピーカの概略構成を示す断面図である。 図１のスピーカの断面斜視図である。 図１の一点鎖線Ｓ１内を示す拡大図である。 図１の一点鎖線Ｓ２内を示す拡大図である。 従来のスピーカの概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１ スピーカ
２ 振動板
３ 内磁型磁気回路
４ フレーム
５ マグネット
６ トッププレート
７ 内ヨーク
８ 支柱
９ アウターリング
１０ ダストキャップ
１１ 外ヨーク
２１ 円形孔
２２ 突部
２３ 溝
２４ 切欠
２５ 周端部
３０ ボイスコイル
３１ ボイスコイルボビン
３２ ダンパ
３２ａ 凹部
３２ｂ 貫通孔
３３ 外周部
３５ ボイスコイルワイヤ
４１ エッジ
７１ 基端部

Claims (5)

1. 振動板と、
   前記振動板の裏面に先端部が取り付けられたボイスコイルと、
   前記ボイスコイルが挿入される磁気ギャップを有する内磁型磁気回路と、
   前記ボイスコイルに接続されるダンパとを備えるスピーカにおいて、
   前記内磁型磁気回路は、
   前記ボイスコイルの内側で、かつ前記ダンパよりも前方に配置されたマグネット部と、
   前記マグネット部の側面と対向するように前記ボイスコイルの外側に配置されることで、当該マグネット部とともに前記磁気ギャップを形成する外ヨークと、
   上面で前記マグネット部を支持するとともに、前記ボイスコイルよりも大きな外形の円板状に形成された基端部で前記外ヨークを支持する内ヨークとを備え、
   前記外ヨークは、前記内ヨークから立設し前記ダンパを貫通する楕円柱状の複数の支柱を有していて、当該複数の支柱に沿って、前記ダンパが前記ボイスコイルの駆動に伴い振動し、
   前記支柱は、前記ボイスコイルの外側であって、前記内ヨークの基端部の外周円よりも内側に配置されていることを特徴とするスピーカ。
2. 請求項１記載のスピーカにおいて、
   前記振動板は前方に向けて凸となる形状であることを特徴とするスピーカ。
3. 請求項１又は２記載のスピーカにおいて、
   前記ボイスコイルは、
   前記振動板の裏面に先端部が取り付けられた円筒状のボイスコイルボビンと、
   前記ボイスコイルボビンの略中央部に巻かれたボイスコイルワイヤとを有し、
   前記ダンパは、前記ボイスコイルボビンの基端部に取り付けられて、当該ボイスコイルボビンを支持することを特徴とするスピーカ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のスピーカにおいて、
   前記マグネット部は、前記内ヨークに支持されるマグネットと、前記マグネットの前方に重ねられたトッププレートを有し、
   外ヨークは、前記ボイスコイルボビン及び前記ボイスコイルワイヤを介して前記トッププレートに対向し、磁気ギャップを形成するように前記支柱に支持されたアウターリングを備え、
   前記内ヨークは、前記複数の支柱を前記ボイスコイルの外側で支持するため、基端部が前記ボイスコイルボビンよりも大きな外径に形成されていることを特徴とするスピーカ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のスピーカにおいて、
   前記ダンパには、前記支柱を貫通させるための複数の貫通孔が、当該支柱の外径よりも大きい内径となるように形成されていることを特徴とするスピーカ。

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