WO2022203092A1 - スピーカ - Google Patents

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WO2022203092A1
WO2022203092A1 PCT/JP2022/017857 JP2022017857W WO2022203092A1 WO 2022203092 A1 WO2022203092 A1 WO 2022203092A1 JP 2022017857 W JP2022017857 W JP 2022017857W WO 2022203092 A1 WO2022203092 A1 WO 2022203092A1
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magnet
magnetic
magnet support
speaker
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大樹 戸板
良輔 田地
亮 伊藤
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アルプスアルパイン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a speaker capable of detecting the operation of a vibrating portion having a diaphragm and a bobbin with a magnetic sensor.
  • Patent Document 1 describes a speaker system that detects movement of the diaphragm with a magnetic sensor and performs feedback control.
  • a Hall element which is a magnetic sensor, is supported on the portion of the plate that constitutes the magnetic circuit section facing the voice coil, and the effective magnetic flux density in the gap of the magnetic circuit section is detected by the Hall element. is amplified and fed back to the power amplifier.
  • a driving current is applied to the voice coil from the power amplifier and the bobbin vibrates together with the voice coil, the effective magnetic flux density in the gap changes depending on the current flowing through the voice coil and the back electromotive force generated in the voice coil.
  • the distortion component of the drive current applied to the voice coil is corrected.
  • Hall elements which are elements smaller than optical detection elements and coils, are used as detection elements, thereby preventing the size of the speaker from becoming excessively large. It is possible to prevent an increase in power consumption.
  • the method of detecting changes in the effective magnetic flux density of the gap in the magnetic circuit with a Hall element cannot directly detect the movement of the voice coil or bobbin, so it is difficult to correct distortion and variations in sound quality with high accuracy. is difficult.
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a speaker that can detect vibration of a vibrating part with high precision using a movable magnet and a magnetic sensor, and that has a structure in which the movable magnet can be easily attached to the movable part. intended to provide.
  • the present invention provides a drive having a diaphragm supported by a frame, a vibrating section having a bobbin that vibrates together with the diaphragm, and a voice coil provided on the bobbin, a magnetic circuit that applies magnetic flux to the voice coil, and the frame.
  • a detection unit having a movable magnet and a magnetic sensor is provided,
  • a magnet support made of a non-magnetic material is attached to the cylindrical bobbin and extends along at least a part of its circumference. It is characterized in that it is fixed to a support.
  • the magnet support preferably has a ring shape extending along the entire circumference of the bobbin.
  • a balance mass body is fixed to the magnet support body in order to eliminate the imbalance of mass due to the provision of the movable magnet.
  • the magnet support is attached along the front edge of the bobbin opposite to the voice coil.
  • a phase plug supported by the magnetic circuit section is provided in a region surrounded by the bobbin,
  • the inner peripheral portion of the magnet support can function as a positioning portion that determines the relative position with respect to the phase plug.
  • the magnet support is fixed to the outer peripheral surface of the bobbin at an intermediate portion in the front-rear direction of the bobbin.
  • a damper member is provided between the frame and the bobbin,
  • the magnet support is attached along the junction between the bobbin and the damper member.
  • the magnet support is attached along the joint between the bobbin and the diaphragm.
  • the direction of the magnetic field applied from the magnetic circuit section to the magnetic sensor intersects with the direction of the magnetic field applied from the movable magnet to the magnetic sensor, It is preferable that the magnetic sensor provides a detection output based on a change in direction of the resultant vector of the two magnetic fields.
  • the magnetic flux from the movable magnet provided on the bobbin which is a part of the vibrating part is Since it is detected by a magnetic sensor, it is possible to directly detect the movement of the vibrating part. Therefore, it is possible to perform highly accurate feedback control for correcting the operation of the vibrating section.
  • the magnetic sensor can affect the strength of the driving magnetic flux generated from the magnetic circuit. It is possible to detect the movement of the vibrating portion with high accuracy without being disturbed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of the speaker according to the first embodiment of the present invention taken along a plane parallel to the XZ plane;
  • FIG. 2 is a half-sectional view of the speaker of the first embodiment taken along a plane parallel to the XZ plane;
  • FIG. 8 is a half-sectional view of the speaker of the second embodiment of the present invention taken along a plane parallel to the XZ plane;
  • FIG. 10 is an explanatory view showing assembly work of the speaker of the second embodiment, and is a partially enlarged half-sectional view taken along a plane parallel to the YZ plane.
  • FIG. 11 is a half-sectional view of the speaker of the third embodiment of the present invention taken along a plane parallel to the XZ plane;
  • FIG. 7 is a partially enlarged sectional view enlarging a part of FIG. 6;
  • FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of a speaker according to a fourth embodiment of the present invention taken along a plane parallel to the XZ plane;
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of bobbins, magnet supports, and movable magnets provided in the speakers of the third embodiment and the fourth embodiment, as viewed from above;
  • the Z1-Z2 direction is the front-rear direction
  • the Z1 direction is the front and the sounding direction
  • the Z2 direction is the rear.
  • 1 and 2 show a central axis O extending in the front-rear direction (Z1-Z2 direction).
  • a main part of the speaker 1 has a substantially rotationally symmetrical structure about the central axis O.
  • FIG. 1 shows an X-axis and a Y-axis that are orthogonal to each other on a plane orthogonal to the central axis O.
  • FIG. 1 shows an X-axis and a Y-axis that are orthogonal to each other on a plane orthogonal to the central axis O.
  • the X-axis coincides with the direction of the magnetic field H1 to be detected by the magnetic sensor 22 out of the driving magnetic flux F1 formed in the magnetic circuit section 10 .
  • the Y-axis coincides with the direction of the magnetic field H2 to be detected by the magnetic sensor 22 out of the movable magnetic flux component F2 formed by the movable magnet 21 .
  • a speaker 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a frame 2 .
  • the frame 2 is made of a non-magnetic material or a magnetic material, and has a tapered shape whose diameter gradually widens forward (in the Z1 direction).
  • a magnetic circuit unit 10 is fixed to the rear (Z2 direction) of the frame 2 by means of adhesion, screwing, or the like.
  • the frame 2 and the magnetic circuit section 10 constitute a driving support section.
  • the magnetic circuit unit 10 includes a ring-shaped driving magnet 11 centered on the central axis O, a ring-shaped opposing yoke 12 joined to the front of the driving magnet 11, and a ring-shaped opposing yoke 12 joined to the rear of the driving magnet 11. It has a rear yoke 13 .
  • a center yoke 14 is integrally formed with the rear yoke 13 .
  • the center yoke 14 is positioned inside the driving magnet 11 and the opposing yoke 12 and is formed to protrude forward (in the Z1 direction) from the rear yoke 13 .
  • center yoke 14 may be formed separately from the rear yoke 13, and the rear yoke 13 and the center yoke 14 may be joined together.
  • a hole 15 is formed through the center yoke 14 in the front-rear direction (Z1-Z2 direction).
  • the opposing yoke 12, the rear yoke 13 and the center yoke 14 are made of a magnetic material, that is, a magnetic metal material.
  • the center yoke 14 has a cylindrical shape, and a magnetic gap G is formed along the circumference around the central axis O between the outer peripheral surface of the center yoke 14 and the inner peripheral surface of the opposing yoke 12 .
  • the driving magnetic flux F ⁇ b>1 emitted from the driving magnet 11 traverses the magnetic gap G from the opposing yoke 12 and circulates around the center yoke 14 and the rear yoke 13 .
  • a diaphragm 3 is provided inside the front portion of the frame 2 .
  • the diaphragm 3 has a so-called cone shape.
  • a front end peripheral portion 2a of the frame 2 and an outer peripheral end 3a of the diaphragm 3 are joined via an elastically deformable edge member 4.
  • the edge member 4 and the front end peripheral portion 2a and the edge member 4 and the outer peripheral end 3a are fixed with an adhesive.
  • An inner peripheral fixed portion 2b is formed on the inner surface of the midsection of the frame 2, and an outer peripheral portion 5a of an elastically deformable damper member 5 having a corrugated cross section is fixed to the inner peripheral fixed portion 2b with an adhesive.
  • a bobbin 6 is provided inside the frame 2 .
  • the bobbin 6 has a cylindrical shape centered on the central axis O. As shown in FIG.
  • the inner peripheral end 3b of the diaphragm 3 is fixed to the outer peripheral surface of the bobbin 6 with an adhesive, and the inner peripheral portion 5b of the damper member 5 is also fixed to the outer peripheral surface of the bobbin 6 with an adhesive.
  • a dome-shaped cap 8 protruding forward is provided at the center of the diaphragm 3 .
  • the cap 8 covers the front opening of the bobbin 6, and the peripheral portion 8a of the cap 8 is fixed to the front surface of the diaphragm 3 with an adhesive.
  • a voice coil 7 is provided on the outer peripheral surface of the rear end portion 6b (see FIG. 5(B)) of the bobbin 6 facing backward (Z2 direction).
  • a coated conductor that constitutes the voice coil 7 is wound on the outer peripheral surface of the bobbin 6 with a predetermined number of turns.
  • the voice coil 7 is positioned within the magnetic gap G of the magnetic circuit section 10 .
  • the magnetic circuit section 10 and the voice coil 7 constitute a magnetic driving section.
  • the diaphragm 3 and the bobbin 6 are supported by the frame 2 (with respect to the driving support section) so as to vibrate in the longitudinal direction (Z1-Z2 direction).
  • the diaphragm 3 , the cap 8 , the bobbin 6 , and the voice coil 7 constitute a vibrating portion that vibrates in the longitudinal direction with respect to the drive support portion including the frame 2 .
  • the speaker 1 is provided with a detection section (vibration detection section) 20 that detects vibration of the movable section.
  • the detection section 20 is composed of a movable magnet 21 provided in the movable section and a magnetic sensor 22 provided in the drive support section.
  • a movable magnet 21 is fixed to a magnet support 23 .
  • 5A and 5B show the bobbin 6, the magnet support 23 and the movable magnet 21 separately.
  • the magnet support 23 has a ring shape that is continuous over an angular range of 360 degrees, and is made of a non-magnetic material such as a synthetic resin material.
  • the magnet support 23 is attached to the front edge portion 6a of the bobbin 6 facing forward (Z1 direction). That is, the magnet support 23 is attached to the front edge portion 6a of the bobbin 6 opposite to the rear end portion 6b where the voice coil 7 is provided.
  • a front edge portion 6a of the bobbin 6 is formed with positioning recesses 6c at a plurality of locations at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rear surface of the ring-shaped magnet support 23 is provided with a groove 23a formed in a partial circular arc shape and positioning projections 23b that are intermittent portions of the groove 23a. there is The grooves 23a and the positioning protrusions 23b are alternately formed in the circumferential direction.
  • the front edge portion 6a is inserted into the groove portion 23a, the positioning projection portion 23b is inserted into the positioning recess portion 6c, and the bobbin 6 and the magnet support 23 are fixed with an adhesive.
  • the front edge portion 6a of the bobbin 6 and the groove portion 23a of the magnet support 23 constitute a first concave-convex fitting portion
  • the positioning convex portion 23b of the magnet support 23 and the positioning concave portion 6c of the bobbin 6 constitute a second concave-convex fitting portion.
  • a fitting portion is formed, and these uneven fitting portions function as a positioning structure. With this positioning structure, the magnet support 23 and the bobbin 6 are positioned without relative movement in the radial direction, are positioned without relative movement in the longitudinal direction, and are positioned without relative movement in the circumferential direction. be done.
  • a magnet holding recess 23c is formed on the front surface of the magnet support 23.
  • the magnet holding recess 23c is a recess that opens forward and radially outward.
  • the movable magnet 21 is held inside the magnet holding recess 23c and fixed with an adhesive.
  • a balance holding recess 23d is formed in at least one location on the front surface of the magnet support 23.
  • a balance mass body 24 is held inside the balance holding recess 23d and fixed with an adhesive.
  • a balance mass 24 appears in FIG.
  • the balance mass body 24 is provided on the bobbin 6 in at least one place on the magnet support 23 to eliminate the uneven mass due to the provision of the movable magnet 21 .
  • balance mass body 24 It is preferable to provide the balance mass body 24 at a position 180 degrees apart from the movable magnet 21 with the central axis O as the center. Further, as shown in FIG. 5, it is more preferable to provide the balance mass body 24 at three locations around the central axis O with an angle of 90 degrees from the movable magnet 21 .
  • the balance mass bodies 24 are made of metal, synthetic resin, or the like, and each balance mass body 24 preferably has the same mass or a mass equivalent to that of the movable magnet 21 . It is also possible to form the balance mass body 24 integrally with the magnet support body 23 by an insert molding method or the like without providing the balance holding recess 23d.
  • the magnet support 23 has a ring shape that is continuous over a range of 360 degrees, but the magnet support 23 has a shape that extends along at least a portion of the bobbin 6 in the circumferential direction.
  • the magnet support 23 is formed with a partial arc portion having a length of a predetermined angle centered on the magnet holding recess 23c, and a separate arc portion formed with a length of a predetermined angle centering on the balance holding recess 23d. It may be formed separately from the partial circular arc portion and fixed to the bobbin 6 respectively.
  • the magnetic sensor 22 that constitutes the detection section 20 is provided in the space inside the bobbin 6.
  • a base 27 is adhered and fixed to the front end surface 14a of the center yoke 14 .
  • the base 27 is block-shaped and made of a non-magnetic material such as synthetic resin.
  • a wiring board 28 is fixed to the front surface of the base 27 , and the magnetic sensor 22 is mounted on the front surface of the wiring board 28 .
  • the wiring board 28 constitutes a part of a base, and these bases allow the magnetic sensor 22 to be arranged forwardly away from the front end face 14a of the center yoke 14 and at a position close to the movable magnet 21.
  • a wiring cable 25 that conducts to the magnetic sensor 22 is connected to the wiring board 28 .
  • the distribution cable 25 passes through the hole formed in the center of the base 27 and the hole 15 of the center yoke 14 and is led out to the rear outside of the magnetic circuit section 10 .
  • FIG. 1 and 2 show cross sections of the speaker 1 taken along a plane parallel to the XZ plane including the central axis O.
  • FIG. The center of the movable magnet 21 and the center of the magnetic sensor 22 are located within the same cross section including the central axis O.
  • Leakage magnetic flux appearing in front of the magnetic circuit section 10 of the driving magnetic flux F1 circulating inside the magnetic circuit section 10 includes a component acting on the magnetic sensor 22 in the radial direction (X direction).
  • the magnetized end surfaces 21a and 21b of the movable magnet 21 are oriented in the tangential direction of the bobbin 6 (the direction parallel to the Y direction).
  • the movable magnetic flux component F2 means a component of the magnetic flux generated by the movable magnet 21 that acts substantially in the tangential direction (direction parallel to the Y direction) of the bobbin 6 .
  • the magnetic sensor 22 can detect changes in the orientation of the magnetic field, which is a vector quantity, on a plane (a plane parallel to the XY plane) that is perpendicular to the central axis O and passes through the center of the magnetic sensor 22 .
  • the leakage magnetic flux of the driving magnetic flux F1 generated in the magnetic circuit section 10 acts on the magnetic sensor 22 in the radial direction (X direction).
  • H1 denotes a magnetic field which is a vector quantity acting on the magnetic sensor 22 in the X direction based on the leakage magnetic flux of the driving magnetic flux F1.
  • a movable magnetic flux component F2 generated by the movable magnet 21 acts on the magnetic sensor 22 in the Y direction.
  • the magnetic field H2 is a vector quantity acting on the magnetic sensor 22 in the Y direction based on the movable magnetic flux component F2. From the magnetic sensor 22, it is possible to obtain a detection output corresponding to a change in the direction of the detection magnetic field Hd, which is a composite vector of the magnetic fields H1 and H2. Since the relative positions of the magnetic sensor 22 and the magnetic circuit section 10 do not change, the strength of the magnetic field H1 acting on the magnetic sensor 22 does not substantially change. On the other hand, since the distance between the movable magnet 21 and the magnetic sensor 22 changes with the vibration of the movable portion in the front-rear direction (Z1-Z2 direction), the strength of the magnetic field H2 detected by the magnetic sensor 22 changes. Therefore, the direction (the angle in the plane perpendicular to the central axis O) ⁇ of the detected magnetic field Hd, which is the combined vector, changes according to the vibration of the movable portion.
  • the magnetic sensor 22 has at least one magnetoresistive element.
  • a magnetoresistive element is a GMR element or a TMR element having a fixed magnetic layer and a free magnetic layer.
  • the direction of magnetization of the fixed magnetic layer is fixed, the direction of the magnetic field of the free magnetic layer follows the change in the direction of the detection magnetic field Hd, and the change of the relative angle between the fixed magnetic field of the fixed magnetic layer and the magnetization of the free magnetic layer corresponds to
  • the electrical resistance changes as A change in the vector angle ⁇ of the detection magnetic field Hd can be detected according to the change in the electric resistance value.
  • the change in the direction ⁇ of the detection magnetic field Hd can also be detected by arranging two Hall elements with their detection directions intersecting, preferably orthogonal, in a plane perpendicular to the central axis O. It is possible to In this case, one Hall element detects the strength of the magnetic field H1 and the other Hall element detects the strength of the magnetic field H2, thereby obtaining a detection output corresponding to the change in the direction of the vector of the detected magnetic field Hd. can be done.
  • a driving current is applied to the voice coil 7 based on the audio signal output from the audio amplifier. Since the driving magnetic flux F1 emitted from the magnetic circuit section 10 crosses the voice coil 7, the vibrating section including the bobbin 6 and the diaphragm 3 moves forward and backward due to the electromagnetic force excited by the driving magnetic flux F1 and the driving current. By vibrating, sound pressure is generated according to the frequency of the drive current, and sound is emitted forward.
  • the controller connected to the speaker 1 performs feedback control based on the detection output from the magnetic sensor 22 .
  • the control section can know the longitudinal position of the vibrating section including the diaphragm 3 and its change.
  • a deviation amount is calculated, and when the deviation amount exceeds a threshold value, a correction signal (offset signal) for correcting the deviation amount is generated.
  • the correction signal is superimposed on the driving signal (voice current) applied to the voice coil 7, and this feedback control corrects distortion and sound deviation of the sound produced by the speaker 1, and furthermore, the diaphragm 3 moves forward and backward. Vibration can be prevented.
  • the magnetic sensor 22 detects an angular change in the detection magnetic field Hd, which is a combined vector quantity of both the leakage magnetic flux of the driving magnetic flux F1 generated by the magnetic circuit section 10 and the movable magnetic flux component F2 generated by the movable magnet 21. ing. That is, the magnetic sensor 22 obtains a detection output using the detection component of the leakage magnetic flux of the driving magnetic flux F1 from the magnetic circuit section 10 . Therefore, the leakage magnetic flux of the driving magnetic flux F1 does not interfere with the detection of the position of the movable part, and the leakage magnetic flux of the driving magnetic flux F1 does not cause noise, so that highly accurate and highly sensitive feedback control can always be performed. can be done.
  • the speaker 1 shown in FIGS. 1 and 2 can be assembled through the following process.
  • the drive magnet 11 is magnetized in advance, and the opposing yoke 12 and the rear yoke 13 are joined to the magnetized drive magnet 11 to assemble the magnetic circuit section 10 .
  • the driving magnet 11 is formed by magnetizing the ferromagnetic material in a state in which the ferromagnetic material to be the driving magnet 11, the facing yoke 12 and the rear yoke 13 are joined.
  • the ferromagnetic material is joined to the opposing yoke 12 and the rear yoke 13, and the opposing yoke 12 is joined to the frame 2 to assemble the driving support body, and then the ferromagnetic material is magnetized to form the driving magnet 11.
  • the movable magnet 21 is magnetized independently and then fixed to the magnet support 23, or alternatively, the ferromagnetic material to be the movable magnet 21 is fixed to the magnet support 23, and then the ferromagnetic material is magnetized. A movable magnet 21 is formed. In these magnetization processes, the driving magnet 11 and the movable magnet 21 are magnetized in separate processes, so that the magnetization process of both magnets does not affect the magnetization state of the other magnet. .
  • the magnetic circuit section 10 and the frame 2 are joined, and the wiring board 28 and the magnetic sensor 22 are assembled to form a driving support section.
  • the bobbin 6 with the voice coil 7 wound thereon is inserted into the magnetic gap G of the magnetic circuit section 10 and positioned. It adheres to the outer peripheral surface of the bobbin 6 .
  • the outer peripheral end 3a of the diaphragm 3 is adhered to the frame 2, and the inner peripheral end 3b is adhered to the outer peripheral surface of the bobbin 6. As shown in FIG.
  • a magnet support 23 to which a movable magnet 21 and a balance mass 24 are fixed is incorporated into the front edge 6a of the bobbin 6 projecting forward from the center of the diaphragm 3. , the bobbin 6 and the magnet support 23 are glued and fixed. After that, the peripheral edge portion 8a of the cap 8 is adhered to the front surface of the central portion of the diaphragm 3 .
  • the magnet support 23 is fixed to the front edge portion 6a of the bobbin 6 that protrudes forward from the diaphragm 3. can be easily positioned and installed.
  • the magnet support 23 is fixed to the bobbin 6 in advance, and the bobbin 6 to which the magnet support 23 is fixed is inserted into the magnetic gap G of the magnetic circuit section 10 using a jig.
  • the damper member 5 and diaphragm 3 may be assembled by inserting and positioning.
  • the movable magnet 21 is positioned on the magnet support 23, and the magnet support 23 is positioned and fixed to the front edge 6a of the bobbin 6.
  • the relative position with respect to the magnetic sensor 22 can be determined without variation. Therefore, the direction and intensity of the movable magnetic flux component F2 acting on the magnetic sensor 22 from the movable magnet 21 can be made constant, and it is possible to minimize variations in feedback control for each product.
  • the movable magnet 21 is attached to the front edge portion 6a of the bobbin 6 in front of the damper member 5 (in the Z1 direction). Even if the movable magnet 21 moves largely rearward (in the Z2 direction), the movable magnet 21 does not approach the magnetic circuit section 10 significantly. Therefore, the movable magnet 21 is not magnetically attracted to the opposing yoke 12 of the magnetic circuit section 10, and problems such as a reduction in the magnetized state of the movable magnet 21 are less likely to occur.
  • the magnet support 23 has a shape along the circumferential direction of the bobbin 6 , the bobbin 6 is reinforced by the magnet support 23 , and the bobbin is less likely to deform. becomes less likely to occur. Furthermore, since the balance mass body 24 for balancing the movable magnet 21 is fixed to the magnet support 23, the imbalance of the mass of the movable part can be corrected, and rolling caused by the deviation of the center of gravity when the movable part operates. can be prevented from occurring.
  • FIG. 3 shows the speaker 101 of the second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows the speaker 201 of the third embodiment
  • FIG. 8 shows the speaker 301 of the fourth embodiment.
  • the same components as those of the speaker 1 of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a speaker 101 of the second embodiment shown in FIG. 3 has a phase plug 31 fixed further forward of a base 27 supporting a magnetic sensor 22 .
  • This speaker 101 is not provided with a cap 8, and the magnet support 23 is exposed on the outer circumference of the phase plug 31 when viewed from the front. Further, the inner peripheral surface of the magnet support 23 serves as a positioning portion (positioning surface) 23e for determining the relative position with respect to the phase plug 31. As shown in FIG.
  • a cylindrical positioning jig 35 is installed inside the bobbin 6, as shown in FIG.
  • the positioning portion 23e which is the inner peripheral surface of the magnet support 23, is brought into close contact with the outer peripheral surface 35a of the positioning jig 35, and the outer peripheral surface 31a of the phase plug 31 is brought into close contact with the inner peripheral surface 35b of the positioning jig 35 to support the magnet.
  • the body 23 and the phase plug 31 are assembled. In this process, the centers of the bobbin 6 and the phase plug 31 can be aligned. can be formed. Therefore, when the bobbin 6 vibrates back and forth during the sound generating operation, the phase plug 31 and the bobbin 6 are less likely to come into contact with each other.
  • the magnet support 123 is provided on the outer peripheral surface of the bobbin 6 at an intermediate portion in the front-rear direction (Z1-Z2 direction). As shown in FIG. 9, the magnet support 123 is formed by being separated into two. Each of the two separated magnet supports 123 is made of a non-magnetic material such as a synthetic resin material, and has a positioning projection 123a integrally formed on its inner peripheral surface. A positioning hole 6e is opened in the bobbin 6 at a position corresponding to the positioning protrusion 123a. A positioning structure for positioning the bobbin 6 and the magnet support 123 is configured by the positioning protrusion 123a and the positioning hole 6e.
  • each of the positioning projections 123a is inserted into the positioning hole 6e, the two separated magnet support bodies 123 are adhered to the outer peripheral surface of the bobbin 6, and the two magnet support bodies 123 are joined by adhesion or the like.
  • the magnet support 123 has a ring shape extending over the entire circumference of the bobbin 6 .
  • the magnet supports 123 may be adhered to the outer peripheral surface of the bobbin 6 in a discontinuous state spaced apart in the circumferential direction.
  • the magnet support 123 is formed with a magnet holding recess 123c, and the movable magnet 21 is positioned and fixed inside the magnet holding recess 123c. Further, it is preferable that the magnet support 123 is formed with a balance holding recess so that the balance mass 24 is positioned and fixed.
  • FIG. 7 shows the joint portion (i) between the bobbin 6 and the magnet support 123 and the joint portion (i) between the bobbin 6 and the damper member 5 as an enlarged sectional view.
  • a tapered surface 123b is formed in front of the inner peripheral surface of the magnet support 123, and a gap portion 42 is formed between the outer peripheral surface of the bobbin 6 and the tapered surface 123b so that the gap gradually widens toward the front. ing.
  • the inner peripheral portion 5b of the damper member 5 and the outer peripheral surface of the bobbin 6 are bonded with an adhesive 41. As shown in FIG.
  • the magnet support 123 is located immediately behind the joint (i), and a part of the inner peripheral portion 5b of the damper member 5 is inside the gap 42 between the bobbin 6 and the magnet support 123. positioned. Positioning a part of the inner peripheral portion 5b within the gap portion 42 allows the inner peripheral portion 5b of the damper member 5 to be positioned rearward (Z2 direction). The portion 5b and the bobbin 6 can be glued together.
  • a base 26 made of a non-magnetic material is fixed to the frame 2 in a region outside the bobbin 6.
  • a wiring board 28 is fixed, and the magnetic sensor 22 is mounted on its front surface.
  • the magnetic field detection function of the magnetic sensor 22 in this speaker 201 is the same as that of the speaker 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the ring-shaped magnet support 123 reinforces the intermediate portion of the bobbin 6 in the front-rear direction. easy to maintain. Further, since the joint (i) between the bobbin 6 and the damper member 5 is reinforced or protected by the magnet support 123, the joint (i) is less likely to be damaged. Since the movable magnet 21 is held by the magnet support 123, even if the magnet support 123 hits the magnetic circuit section 10 when the bobbin 6 moves greatly backward (in the Z2 direction), the movable magnet 21 does not directly move. does not hit the magnetic circuit unit 10 at any time.
  • the ring-shaped magnet support 123 is attached in front of the damper member 5 and just behind the junction (ii) between the bobbin 6 and the diaphragm 3. ing.
  • the outer peripheral surface of the bobbin 6 and the inner peripheral end 3b of the diaphragm 3 are fixed with an adhesive 43.
  • a gap 44 is formed between the tapered surface 123 b of the magnet support 123 and the outer peripheral surface of the bobbin 6 .
  • a part of the inner peripheral end 3b of the diaphragm 3 is positioned inside the gap 44, and the joint (ii) is protected by the magnet support 123.
  • the diaphragm 3 can be positioned rearward (in the Z2 direction).
  • the speaker 301 has the same structure as the speaker 201 of the third embodiment shown in FIG. 6 except for the mounting position of the magnet support 123 .
  • the magnet support 123 is positioned forward of the damper member 5, even if the bobbin 6 is greatly moved backward, the movable magnet 21 is magnetically attracted to the magnetic circuit section 10 and the movable magnet 21 is not moved.
  • the magnetized state does not change, and problems such as the movable magnet 21 colliding with the magnetic circuit section 10 and being damaged are less likely to occur.

Abstract

【課題】 振動板を含む可動部の移動状態を検知してフィードバック制御することができるスピーカを提供する。 【解決手段】 振動部に振動板3とボビン6が含まれており、ボビン6にボイスコイル7が固定されている。検知部20は可動磁石21と磁気センサ22を有している。ボビン6の前縁部にリング状の磁石支持体23が固定され、磁石支持体23に可動磁石21が位置決めされて固定されている。磁気センサ22は駆動支持部に固定されている。可動磁石21が磁石支持体23を介してボビン6に固定されているため、可動磁石21の組み付け作業と位置決めが容易である。

Description

スピーカ
 本発明は、振動板とボビンを有する振動部の動作を磁気センサで検知することができるスピーカに関する。
 音響装置における従来のスピーカは、アンプから出力されるオーディオ信号をそのまま受け入れて音圧を再生する処理を行うだけであり、スピーカ自らがオーディオ信号に合わせた制御動作を行っていなかった。そのため、発音に歪が発生しやすく、音質のばらつきが生じやすかった。さらには、振動板の振幅が過大になったときに、振動板やダンパーなどが破損することもあった。
 上記の問題を解決するために、特許文献1には、磁気センサによって振動板の動きを検知してフィードバック制御を行うスピーカシステムが記載されている。
 このスピーカシステムは、磁気回路部を構成するプレートのボイスコイルとの対向部に磁気センサであるホール素子が支持され、磁気回路部のギャップ内の有効磁束密度がホール素子により検出され、その検出信号が増幅されてパワーアンプにフィードバックされる。パワーアンプからボイスコイルに駆動電流が与えられボイスコイルとともにボビンが振動すると、ギャップ内の有効磁束密度が、ボイスコイルに流れる電流およびボイスコイルに生じる逆起電力によって変化する。この有効磁束密度の変化をホール素子で検知しパワーアンプにフィードバックすることで、ボイスコイルに与えられる駆動電流の歪分が補正される。
特開昭57-184397号公報
 特許文献1に記載されたスピーカシステムのフィードバック制御には、検知素子として光学検知素子やコイルなどよりも小型の素子であるホール素子が使用されているため、スピーカの寸法が過大になるのを防止でき、消費電力が増大するのも防止することができる。しかしながら、磁気回路部のギャップの有効磁束密度の変化をホール素子で検出する方式は、ボイスコイルやボビンの動きを直接に検知できないため、音の歪や音質のばらつきなどを高精度に補正することが難しい。
 また、特許文献1のスピーカシステムは、プレートにおけるボイスコイルとの対面部にホール素子を埋め込む構造であるため、ホール素子の取付け構造が複雑であり、組み立て作業も非効率的である。
 本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、可動磁石と磁気センサを用いて振動部の振動を高精度に検知することができ、また可動磁石を可動部に取り付けやすい構造のスピーカを提供することを目的としている。
 本発明は、フレームに支持された振動板と前記振動板とともに振動するボビンおよび前記ボビンに設けられたボイスコイルを有する振動部と、前記ボイスコイルに磁束を与える磁気回路部および前記フレームを有する駆動支持部と、が設けられたスピーカにおいて、
 可動磁石と磁気センサを有する検知部が設けられており、
 円筒形状の前記ボビンに、その円周方向の少なくとも一部に沿って延びる非磁性材料製の磁石支持体が取付けられて、前記可動磁石が前記磁石支持体に固定され、前記磁気センサが前記駆動支持部に固定されていることを特徴とするものである。
 本発明のスピーカは、前記磁石支持体が、前記ボビンの全周に沿って延びるリング形状であることが好ましい。
 本発明のスピーカは、前記磁石支持体に、前記可動磁石を設けることによる質量の偏りを解消するためのバランス質量体が固定されていることが好ましい。
 本発明は、前記磁石支持体が、前記ボビンにおける前記ボイスコイルが設けられているのとは逆側に位置する前縁部に沿って取り付けられているものである。
 前記スピーカでは、前記ボビンで囲まれた領域に、前記磁気回路部に支持されたフェイズプラグが設けられており、
 前記磁石支持体の内周部を、前記フェイズプラグとの相対位置を決める位置決め部として機能させることが可能である。
 または、本発明のスピーカは、前記磁石支持体が、前記ボビンの前後方向の中間部分において、前記ボビンの外周面に固定されているものである。
 例えば、前記フレームと前記ボビンとの間にダンパー部材が設けられており、
 前記磁石支持体は、前記ボビンと前記ダンパー部材との接合部に沿って取り付けられているものである。
 あるいは、前記磁石支持体が、前記ボビンと前記振動板との接合部に沿って取り付けられているものである。
 本発明のスピーカは、前記磁気回路部から前記磁気センサに与えられる磁場の向きと、前記可動磁石から前記磁気センサに与えられる磁場の向きとが交差しており、
 前記磁気センサから、前記2つの磁場の合成ベクトルの向きの変化に基づく検知出力が得られるものが好ましい。
 本発明のスピーカは、振動部の一部であるボビンに設けられた可動磁石からの磁束を、
磁気センサで検知しているため、振動部の動きを直接に検知することができる。そのため、振動部の動作を補正する高精度なフィードバック制御が可能になる。また、磁気センサで、磁気回路部からの漏れ磁束の磁場と可動磁石からの磁場の合成ベクトルの向きの変化に基づく検知出力を得ることにより、磁気回路部から発生する駆動用磁束の強弱に影響されることなく、振動部の動きを高精度に検知することが可能になる。
 また、円筒形状のボビンに、その円周方向の少なくとも一部に沿って延びる非磁性材料製の磁石支持体を取付け、この磁石支持体に可動磁石を固定することにより、薄い材料で形成されたボビンに、可動磁石を正確に位置決めして固定することが可能になる。
本発明の第1実施形態のスピーカをX-Z平面と平行な面で断面した断面斜視図。 前記第1実施形態のスピーカをX-Z平面と平行な面で断面した半断面図。 本発明の第2実施形態のスピーカをX-Z平面と平行な面で断面した半断面図。 前記第2実施形態のスピーカの組立作業を示す説明図であり、Y-Z平面と平行な面で断面した部分拡大半断面図。 第1実施形態と第2実施形態のスピーカに設けられたボビンと磁石支持体および可動磁石を示すものであり、(A)は上方から見た分解斜視図、(B)は下方から見た分解斜視図。 本発明の第3実施形態のスピーカをX-Z平面と平行な面で断面した半断面図。 図6の一部を拡大した一部拡大断面図。 本発明の第4実施形態のスピーカをX-Z平面と平行な面で断面した一部拡大断面図。 第3実施形態と第4実施形態のスピーカに設けられたボビンと磁石支持体および可動磁石を、上方から見た分解斜視図。
 図1と図2に示される本発明の第1実施形態のスピーカ1はZ1―Z2方向が前後方向であり、Z1方向が前方で発音方向、Z2方向が後方である。図1と図2には、前後方向(Z1-Z2方向)に延びる中心軸Oが示されている。スピーカ1の主要部は、中心軸Oを中心とするほぼ回転対称な構造である。図1には、中心軸Oと直交する平面において互いに直交するX軸とY軸が示されている。X軸は、磁気回路部10で形成される駆動用磁束F1のうち磁気センサ22で検知しようとする磁場H1の向きに一致している。Y軸は、可動磁石21で形成される可動磁束成分F2のうち磁気センサ22で検知しようとする磁場H2の向きに一致している。
 図1と図2に示されるスピーカ1はフレーム2を有している。フレーム2は、非磁性材料または磁性材料で形成されており、前方(Z1方向)に向けて直径が徐々に広がるテーパ形状である。フレーム2の後方(Z2方向)に磁気回路部10が接着やねじ止めなどの手段で固定されている。フレーム2と磁気回路部10とで駆動支持部が構成されている。
 磁気回路部10は、中心軸Oを中心とするリング状の駆動用磁石11と、駆動用磁石11の前方に接合されたリング状の対向ヨーク12と、駆動用磁石11の後方に接合された後方ヨーク13を有している。後方ヨーク13にはセンターヨーク14が一体に形成されている。センターヨーク14は、駆動用磁石11と対向ヨーク12の内側に位置し、後方ヨーク13から前方(Z1方向)に隆起して形成されている。なお、センターヨーク14が後方ヨーク13と別体に形成され、後方ヨーク13とセンターヨーク14とが接合されていてもよい。センターヨーク14には、前後方向(Z1-Z2方向)に向けて貫通する穴15が形成されている。対向ヨーク12と後方ヨーク13およびセンターヨーク14は磁性材料、すなわち磁性金属材料で形成されている。
 センターヨーク14は円柱状であり、その外周面と、対向ヨーク12の内周面との間に、中心軸Oを中心とする円周に沿って磁気ギャップGが形成されている。磁気回路部10では、駆動用磁石11から発せられた駆動用磁束F1が、対向ヨーク12から磁気ギャップGを横断してセンターヨーク14と後方ヨーク13を周回する。
 フレーム2の前方部分の内側に振動板3が設けられている。振動板3は円錐状のいわゆるコーン形状である。フレーム2の前端周囲部2aと振動板3の外周端3aは、弾性変形可能なエッジ部材4を介して接合されている。エッジ部材4と前端周囲部2aおよびエッジ部材4と外周端3aとは接着剤で固定されている。フレーム2の中腹部の内面に内周固定部2bが形成されており、断面がコルゲート形状の弾性変形可能なダンパー部材5の外周部5aが内周固定部2bに接着剤により固定されている。
 フレーム2の内部にボビン6が設けられている。ボビン6は、中心軸Oを中心とする円筒形状である。振動板3の内周端3bはボビン6の外周面に接着剤で固定されており、ダンパー部材5の内周部5bも接着剤によってボビン6の外周面に固定されている。振動板3の中心部には前方に向けて隆起するドーム形状のキャップ8が設けられている。キャップ8は、ボビン6の前方の開口部を覆っており、キャップ8の周縁部8aが振動板3の前面に接着剤を介して固定されている。
 ボビン6の後方(Z2方向)に向く後端部6b(図5(B)参照)では、その外周面にボイスコイル7が設けられている。ボイスコイル7を構成する被覆導線は、ボビン6の外周面において所定のターン数で巻かれている。ボイスコイル7は、磁気回路部10の磁気ギャップG内に位置している。磁気回路部10とボイスコイル7とで、磁気駆動部が構成されている。
 振動板3とボビン6は、エッジ部材4とダンパー部材5の弾性変形により、フレーム2に対して(駆動支持部に対して)前後方向(Z1-Z2方向)に振動自在に支持されている。振動板3とキャップ8およびボビン6とボイスコイル7が、フレーム2を含む駆動支持部に対して前後方向に振動する振動部を構成している。
 スピーカ1には、可動部の振動を検知する検知部(振動検知部)20が設けられている。検知部20は、可動部に設けられた可動磁石21と、駆動支持部に設けられた磁気センサ22とで構成されている。可動磁石21は、磁石支持体23に固定されている。図5(A)(B)に、ボビン6と磁石支持体23および可動磁石21が分離して示されている。磁石支持体23は360度の角度範囲で途切れなく連続するリング形状であり、合成樹脂材料などの非磁性材料で形成されている。磁石支持体23は、ボビン6の前方(Z1方向)に向く前縁部6aに取り付けられている。すなわち、磁石支持体23は、ボビン6においてボイスコイル7が設けられている後端部6bとは逆側の前縁部6aに取り付けられている。
 ボビン6の前縁部6aには、円周方向に向けて等間隔を空けた複数か所に位置決め凹部6cが形成されている。図5(B)に示されるように、リング形状の磁石支持体23の後面には、部分円弧形状に形成された溝部23aと、溝部23aの間欠部である位置決め凸部23bとが設けられている。溝部23aと位置決め凸部23bは、円周方向に交互に形成されている。前縁部6aが溝部23aの内部に挿入され、位置決め凸部23bが位置決め凹部6cに挿入されて、ボビン6と磁石支持体23とが接着剤で固定される。ボビン6の前縁部6aと磁石支持体23の溝部23aとで第1の凹凸嵌合部が構成され、磁石支持体23の位置決め凸部23bとボビン6の位置決め凹部6cとで第2の凹凸嵌合部が構成され、これら凹凸嵌合部が位置決め構造として機能している。この位置決め構造によって、磁石支持体23とボビン6とが半径方向へ相対的に動くことなく位置決めされ、前後方向に相対的に動くことなく位置決めされ、さらに円周方向へ相対的に動くことなく位置決めされる。
 図5(A)に示されるように、磁石支持体23の前面には磁石保持凹部23cが形成されている。磁石保持凹部23cは、前方と半径方向外側に向けて解放された凹部である。磁石保持凹部23cの内部に可動磁石21が保持され接着剤で固定されている。磁石支持体23の前面には、少なくとも1か所にバランス保持凹部23dが形成されている。このバランス保持凹部23dの内部にバランス質量体24が保持され接着剤で固定されている。バランス質量体24は、図1に現れている。バランス質量体24は、ボビン6上において、可動磁石21を設けることによる質量の偏りを解消するものであり、磁石支持体23の少なくとも1か所に設けられる。バランス質量体24は、中心軸Oを中心として、可動磁石21と180度の角度を空けた位置に設けることが好ましい。また、図5に示されるように、バランス質量体24は、中心軸Oを中心として、可動磁石21と90度の角度を空けて3か所に設けることがさらに好ましい。バランス質量体24は、金属製または合成樹脂製などであり、個々のバランス質量体24は、可動磁石21と同じ質量または同等の質量を有することが好ましい。なお、バランス保持凹部23dを設けることなく、インサート成形法などによって、バランス質量体24を磁石支持体23と一体に形成することも可能である。
 図5に示される実施形態では、磁石支持体23が360度の範囲で連続するリング形状であるが、磁石支持体23が、ボビン6の円周方向の少なくとも一部に沿って延びる形状であってもよい。例えば、磁石支持体23が、磁石保持凹部23cを中心とする所定角度の長さに形成された部分円弧部と、これとは別にバランス保持凹部23dを中心とする所定角度の長さに形成された部分円弧部とに分離されて形成され、それぞれがボビン6に固定されていてもよい。
 図1と図2に示されるように、検知部20を構成する磁気センサ22は、ボビン6の内側の空間内に設けられている。センターヨーク14の前端面14aに基台27が接着されて固定されている。基台27は、合成樹脂などの非磁性材料で形成されたブロック形状である。この基台27の前面に配線基板28が固定されており、配線基板28の前面に磁気センサ22が実装されている。配線基板28は基台の一部を構成しており、これら基台によって、磁気センサ22が、センターヨーク14の前端面14aから前方に離れた位置で、且つ可動磁石21に接近する位置に配置されている。配線基板28には、磁気センサ22に導通する配線ケーブル25が接続されている。配線ケーブル25は、基台27の中心部に形成された穴およびセンターヨーク14の穴15の内部を通過して、磁気回路部10の後方の外部に引き出されている。
 図1と図2は、スピーカ1を、中心軸Oを含むX-Z平面と平行な切断面で切断した断面を示している。可動磁石21の中心と磁気センサ22の中心は、中心軸Oを含む同じ断面内に位置している。磁気回路部10の内部を周回する駆動用磁束F1のうちの磁気回路部10の前方に現れる漏れ磁束は、磁気センサ22に対し半径方向(X方向)に作用する成分を含む。図5に示されるように、可動磁石21は、着磁された端面21a,21bが、ボビン6の接線方向(Y方向と平行な方向)に向けられている。端面21aがN極で端面21bがS極に着磁されているとすると、可動磁石21の後方(Z2方向)には、図5(A)(B)において矢印で示す可動磁束成分F2が作用している。可動磁束成分F2は、可動磁石21で生成される磁束のうちのボビン6のほぼ接線方向(Y方向と平行な方向)に向けて作用する成分を意味している。
 磁気センサ22は、中心軸Oと直交し磁気センサ22の中心を通る平面(X-Y平面と平行な平面)において、ベクトル量である磁場の向きの変化を検知できる。磁気回路部10で生成される駆動用磁束F1の漏れ磁束は、磁気センサ22に対して半径方向(X方向)に作用する。図1には、駆動用磁束F1の漏れ磁束に基づいて磁気センサ22にX方向へ作用するベクトル量である磁場がH1で示されている。可動磁石21で生成される可動磁束成分F2は、磁気センサ22にY方向に作用する。図1には、可動磁束成分F2に基づいて磁気センサ22にY方向へ作用するベクトル量である磁場がH2で示されている。磁気センサ22からは、磁場H1と磁場H2との合成ベクトルである検知磁場Hdの向きの変化に応じた検知出力を得ることができる。磁気センサ22と磁気回路部10の相対位置は変化しないため、磁気センサ22に作用する磁場H1の強さは実質的に変化しない。これに対し、可動部の前後方向(Z1-Z2方向)の振動に伴って可動磁石21と磁気センサ22の距離が変化するため、磁気センサ22で検知される磁場H2の強さは変化する。そのため、合成ベクトルである検知磁場Hdの向き(中心軸Oと直交する平面内での角度)θは、可動部の振動に応じて変化する。
 磁気センサ22は、少なくとも1つの磁気抵抗効果素子を有している。磁気抵抗効果素子は、固定磁性層とフリー磁性層を有するGMR素子またはTMR素子である。固定磁性層の磁化の向きが固定され、フリー磁性層の磁場の向きが検知磁場Hdの向きの変化に追従し、固定磁性層の固定磁場とフリー磁性層の磁化との相対角度の変化に応じて電気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化に応じて、検知磁場Hdのベクトルの角度θの変化を検知することができる。または、磁気センサ22として、2個のホール素子を、中心軸Oと直交する平面内で検知方向を交差させ、好ましくは直交させて配置することによっても、検知磁場Hdの向きθの変化を検知することが可能である。この場合、一方のホール素子で磁場H1の強さを検知し、他方のホール素子で磁場H2の強さを検知することで、検知磁場Hdのベクトルの向きの変化に応じた検知出力を得ることができる。
 次に、スピーカ1の発音動作を説明する。
 発音動作では、オーディオアンプから出力されたオーディオ信号に基づいてボイスコイル7に駆動電流が与えられる。磁気回路部10から発せられる駆動用磁束F1がボイスコイル7を横断するため、駆動用磁束F1と駆動電流とで励起される電磁力により、ボビン6と振動板3を含む振動部が前後方向に振動して、駆動電流の周波数に応じた音圧が発生し、前方に向けて音が発せられる。
 スピーカ1に接続された制御部では、磁気センサ22からの検知出力に基づいてフィードバック制御が行われる。磁気センサ22から検知磁場Hdの平面内での角度θの変化に基づく検知出力を得ることにより、制御部では、振動板3を含む振動部の前後方向の位置およびその変化を知ることができる。例えば、制御部では、オーディオ信号の印加により想定される振動部の前後方向の理想的な位置およびその変化と、磁気センサ22の検知出力から判定される振動部の実際の位置およびその変化とのずれ量が演算され、ずれ量がしきい値を超えたら、ずれ量を補正する補正信号(オフセット信号)が生成される。ボイスコイル7に与えられる駆動信号(ボイス電流)に前記補正信号が重畳され、このフィードバック制御により、スピーカ1による発音の歪みや音ずれなどが補正され、さらには、振動板3が前後方向に過振動するのを防止することができる。
 磁気センサ22は、磁気回路部10で生成される駆動用磁束F1の漏れ磁束と、可動磁石21で生成される可動磁束成分F2の双方の合成ベクトル量である検知磁場Hdの角度変化を検知している。すなわち磁気センサ22は、磁気回路部10からの駆動用磁束F1の漏れ磁束の検知成分を利用して検知出力を得ている。そのため、駆動用磁束F1の漏れ磁束が可動部の位置検知の妨げにならず、駆動用磁束F1の漏れ磁束がノイズの原因となることもなく、常に高精度で高感度のフィードバック制御を行なうことができる。
 図1と図2に示されるスピーカ1は以下の行程で組み立てることができる。駆動用磁石11は予め着磁しておき、着磁後の駆動用磁石11に対向ヨーク12と後方ヨーク13を接合して磁気回路部10を組み立てる。または、駆動用磁石11となる強磁性体と対向ヨーク12と後方ヨーク13を接合した状態で、強磁性体を着磁して駆動用磁石11を形成する。あるいは、強磁性体と対向ヨーク12と後方ヨーク13を接合し、さらに対向ヨーク12をフレーム2に接合して駆動支持体を組み立てた後に、強磁性体を着磁して駆動用磁石11を形成する。一方で、可動磁石21は単独で着磁してから磁石支持体23に固定する、あるいは、可動磁石21となる強磁性体を磁石支持体23に固定した後に、強磁性体を着磁して可動磁石21を形成する。これらの着磁行程では、駆動用磁石11と可動磁石21とを別々の行程で着磁しているため、双方の磁石の着磁行程が他方の磁石の着磁状態に影響を与えることがない。
 スピーカ1の組立行程では、磁気回路部10とフレーム2とを接合し、配線基板28および磁気センサ22を組み付けて駆動支持部を構成する。治具を用いてボイスコイル7が巻かれたボビン6を磁気回路部10の磁気ギャップG内に挿入して位置決めし、ダンパー部材5の外周部5aをフレーム2に接着し、内周部5bをボビン6の外周面に接着する。さらに、振動板3の外周端3aをフレーム2に接着し、内周端3bをボビン6の外周面に接着する。このスピーカの基本構造が完成した後に、振動板3の中心部から前方に突出しているボビン6の前縁部6aに、可動磁石21およびバランス質量体24が固定された磁石支持体23を組み込んで、ボビン6と磁石支持体23とを接着して固定する。その後、キャップ8の周縁部8aを振動板3の中心部の前面に接着する。この組立行程では、スピーカの基本構造が完成した後に、振動板3よりも前方に突出しているボビン6の前縁部6aに磁石支持体23を固定しているため、可動磁石21を、ボビン6に簡単に位置決めして取り付けることができる。
 また、スピーカ1の組立行程として、予め磁石支持体23をボビン6に固定しておき、磁石支持体23が固定されたボビン6を、治具を用いて磁気回路部10の磁気ギャップG内に挿入して位置決めし、ダンパー部材5と振動板3とを組み付けてもよい。
 図1と図2に示されるスピーカ1では、可動磁石21が磁石支持体23に位置決めされ、ボビン6の前縁部6aに磁石支持体23が位置決めされて固定されているため、可動磁石21と磁気センサ22との相対位置をばらつきなく決めることができる。そのため、可動磁石21から磁気センサ22に作用する可動磁束成分F2の向きと強度を一定にでき、製品ごとのフィードバック制御のばらつきを最小に抑えることが可能になる。
 このスピーカ1では、可動磁石21が、ダンパー部材5よりも前方(Z1方向)でボビン6の前縁部6aに取り付けられているため、振動部の前後方向の振幅が大きくなって、ボビン6が後方(Z2方向)に向けて大きく移動したとしても、可動磁石21が磁気回路部10に大きく接近することがない。そのため、可動磁石21が磁気回路部10の対向ヨーク12に磁気吸着されるようなこともなく、可動磁石21の着磁状態が低減するなどの問題が生じにくくなる。
 また、磁石支持体23はボビン6の円周方向に沿う形状であるため、磁石支持体23によってボビン6が補強され、ボビンが変形しにくくなって、ボビン6およびボイスコイル7の円筒形状の歪みが生じにくくなる。さらに、磁石支持体23に、可動磁石21とのバランスをとるバランス質量体24が固定されているため、可動部の質量の偏りを矯正でき、可動部が動作するときに重心のずれによるローリングなどが発生するのを抑制できる。
 図3に本発明の第2実施形態のスピーカ101が示され、図6に第3実施形態のスピーカ201が示され、図8に第4実施形態のスピーカ301が示されている。これら各実施形態では、図1と図2に示される第1実施形態のスピーカ1と同じ構成部分に同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
 図3に示される第2実施形態のスピーカ101は、磁気センサ22を支持している基台27のさらに前方にフェイズプラグ31が固定されている。このスピーカ101にはキャップ8が設けられておらず、前方から見たときに、フェイズプラグ31の外周に磁石支持体23が露出している。また、磁石支持体23の内周面は、フェイズプラグ31との相対位置を決めるための位置決め部(位置決め面)23eとなっている。
 このスピーカ101の組立行程では、いずれかの時点で、図4に示されるように、ボビン6の内側に円筒形状の位置決め治具35が設置される。位置決め治具35の外周面35aに磁石支持体23の内周面である位置決め部23eを密着させ、位置決め治具35の内周面35bにフェイズプラグ31の外周面31aを密着させて、磁石支持体23とフェイズプラグ31とを組み付ける。この行程で、ボビン6とフェイズプラグ31の中心を一致させることができ、組立て後は、磁石支持体23の内周面とフェイズプラグ31の外周面31aとの間に、全周にわたり均一な隙間を形成することができる。したがって、発音動作においてボビン6が前後に振動するときに、フェイズプラグ31とボビン6とが当たる現象が生じにくくなる。
 図6と図7に示される第3実施形態のスピーカ201では、磁石支持体123が、ボビン6の外周面において前後方向(Z1-Z2方向)の中間部に設けられている。図9に示されるように、磁石支持体123は、2つに分離されて形成されている。2つに分離された磁石支持体123のそれぞれは、合成樹脂材料などの非磁性材料で形成されており、内周面には位置決め凸部123aが一体に形成されている。ボビン6には、位置決め凸部123aに対応する位置に位置決め穴6eが開口している。位置決め凸部123aと位置決め穴6eとで、ボビン6と磁石支持体123とを位置決めする位置決め構造が構成されている。それぞれの位置決め凸部123aを位置決め穴6eに挿入し、2つに分離された磁石支持体123をボビン6の外周面に接着し、2つの磁石支持体123を互いに接着するなどして接合することによって、磁石支持体123は、ボビン6の全周にわたって延びるリング形状となる。なお、磁石支持体123は、周方向に間隔を空けた不連続な状態でボビン6の外周面に接着されてもよい。
 図6と図7および図9に示されるように、磁石支持体123に磁石保持凹部123cが形成されており、可動磁石21が磁石保持凹部123cの内部に位置決めされて固定されている。また、磁石支持体123に、バランス保持凹部が形成されバランス質量体24が位置決めされて固定されることが好ましい。
 図7に、ボビン6と磁石支持体123との接合部およびボビン6とダンパー部材5との接合部(i)が拡大断面図として示されている。磁石支持体123の内周面の前方にテーパ面123bが形成されており、ボビン6の外周面とテーパ面123bとの間に、前方に向かって隙間が徐々に広くなる隙間部42が形成されている。接合部(i)では、ダンパー部材5の内周部5bとボビン6の外周面とが接着剤41によって接着されている。磁石支持体123は、接合部(i)のすぐ後方に位置しており、ダンパー部材5の内周部5bの一部が、ボビン6と磁石支持体123との間の隙間部42の内部に位置している。内周部5bの一部を隙間部42内に位置させることにより、ダンパー部材5の内周部5bの後方(Z2方向)への位置決めを行なうことができ、この位置決めを行った後に、内周部5bとボビン6とを接着することができる。
 図6に示されるように、第3実施形態のスピーカ201では、ボビン6の外側の領域において、フレーム2に非磁性材料で形成された基台26が固定されており、基台26の前面に配線基板28が固定され、その前面に磁気センサ22が実装されている。このスピーカ201における磁気センサ22の磁場の検知機能は、図1に示された第1実施形態のスピーカ1などと同じである。
 図6と図7に示される第3実施形態のスピーカ201では、リング形状の磁石支持体123によってボビン6の前後方向の中間部が補強されているため、ボビン6に歪みが発生しにくく円筒形状を維持しやすい。また、ボビン6とダンパー部材5との接合部(i)が、磁石支持体123によって補強されまたは保護された構造であるため、接合部(i)の破損も生じにくい。可動磁石21は磁石支持体123に保持されているため、ボビン6が後方(Z2方向)へ大きく移動したときに、磁石支持体123が磁気回路部10に当たることがあっても可動磁石21が直接に磁気回路部10に当たることがない。
 図8に示される第4実施形態のスピーカ301では、リング形状の磁石支持体123が、ダンパー部材5よりも前方で、ボビン6と振動板3との接合部(ii)のすぐ後方に取り付けられている。接合部(ii)では、ボビン6の外周面と振動板3の内周端3bとが接着剤43で固定されている。磁石支持体123のテーパ面123bとボビン6の外周面との間に隙間部44が形成されている。振動板3の内周端3bの一部が隙間部44の内部に位置しており、磁石支持体123によって、接合部(ii)が保護されている。また、振動板3の内周端3bをボビン6に接着する前に、振動板3の後方(Z2方向)への位置決めを行うことができる。
 前記スピーカ301は、磁石支持体123の取付け位置以外の構造が図6に示される第3実施形態のスピーカ201と同じである。スピーカ301では、磁石支持体123がダンパー部材5よりも前方に位置しているため、ボビン6が後方へ大きく移動したとしても、可動磁石21が磁気回路部10に磁気吸引されて可動磁石21の着磁状態が変化することがなく、また、可動磁石21が磁気回路部10に衝突して破損するなどの問題も生じにくくなる。
1,101,201,301 スピーカ
2 フレーム
3 振動板
6 ボビン
7 ボイスコイル
10 磁気回路部
11 駆動用磁石
12 対向ヨーク
13 後方ヨーク
14 センターヨーク
20 検知部
21 可動磁石
22 磁気センサ
23,123 磁石支持体
23c,123c 磁石保持凹部
24 バランス質量体
31 フェイズプラグ
35 位置決め治具
F1 駆動用磁束
F2 可動磁束成分
H1,H2 磁場
Hd 検知磁場
O 中心軸

Claims (19)

  1.  フレームに支持された振動板と前記振動板とともに振動するボビンおよび前記ボビンに設けられたボイスコイルを有する振動部と、前記ボイスコイルに磁束を与える磁気回路部および前記フレームを有する駆動支持部と、が設けられたスピーカにおいて、
     可動磁石と磁気センサを有する検知部が設けられており、
     円筒形状の前記ボビンに、その円周方向の少なくとも一部に沿って延びる非磁性材料製の磁石支持体が取付けられて、前記可動磁石が前記磁石支持体に固定され、前記磁気センサが前記駆動支持部に固定されていることを特徴とするスピーカ。
  2.  前記磁石支持体は、前記ボビンの全周に沿って延びるリング形状である請求項1記載のスピーカ。
  3.  前記磁石支持体に、前記可動磁石を固定することによる質量の偏りを解消するためのバランス質量体が固定されている請求項1記載のスピーカ。
  4.  前記磁石支持体は、前記ボビンにおける前記ボイスコイルが設けられているのとは逆側に位置する前縁部に沿って取り付けられている請求項1記載のスピーカ。
  5.  前記ボビンで囲まれた領域では、前記磁気回路部に支持されたフェイズプラグが設けられており、
     前記磁石支持体の内周部が、前記フェイズプラグとの相対位置を決める位置決め部として機能する請求項4記載のスピーカ。
  6.  前記磁石支持体は、前記ボビンの前後方向の中間部分において、前記ボビンの外周面に固定されている請求項1記載のスピーカ。
  7.  前記フレームと前記ボビンとの間にダンパー部材が設けられており、
     前記磁石支持体は、前記ボビンと前記ダンパー部材との接合部に沿って取り付けられている請求項6記載のスピーカ。
  8.  前記磁石支持体は、前記ボビンと前記振動板との接合部に沿って取り付けられている請求項6記載のスピーカ。
  9.  前記磁石支持体と前記ボビンには、前記ボビンの円周方向への相対的な移動を規制する位置決め構造が設けられている請求項1記載のスピーカ。
  10.  前記磁気回路部から前記磁気センサに与えられる磁場の向きと、前記可動磁石から前記磁気センサに与えられる磁場の向きとが交差しており、
     前記磁気センサから、前記2つの磁場の合成ベクトルの向きの変化に基づく検知出力が得られる請求項1ないし9のいずれかに記載のスピーカ。
  11.  フレームに支持された振動板と前記振動板とともに振動するボビンおよび前記ボビンに設けられたボイスコイルを有する振動部と、前記ボイスコイルに磁束を与える磁気回路部および前記フレームを有する駆動支持部と、が設けられたスピーカにおいて、
     可動磁石と磁気センサを有する検知部が設けられており、
     円筒形状の前記ボビンに、その円周方向の少なくとも一部に沿って延びる非磁性材料製の磁石支持体が取付けられて、前記可動磁石が前記磁石支持体に固定され、前記磁気センサが前記駆動支持部に固定されており、
     前記磁気回路部から前記磁気センサに与えられる磁場の向きと、前記可動磁石から前記磁気センサに与えられる磁場の向きとが交差しており、
     前記磁気センサから、前記2つの磁場の合成ベクトルの向きの変化に基づく検知出力が得られることを特徴とするスピーカ。
  12.  前記磁石支持体は、前記ボビンの全周に沿って延びるリング形状である請求項11記載のスピーカ。
  13.  前記磁石支持体に、前記可動磁石を固定することによる質量の偏りを解消するためのバランス質量体が固定されている請求項11記載のスピーカ。
  14.  前記磁石支持体は、前記ボビンにおける前記ボイスコイルが設けられているのとは逆側に位置する前縁部に沿って取り付けられている請求項11記載のスピーカ。
  15.  前記ボビンで囲まれた領域では、前記磁気回路部に支持されたフェイズプラグが設けられており、
     前記磁石支持体の内周部が、前記フェイズプラグとの相対位置を決める位置決め部として機能する請求項14記載のスピーカ。
  16.  前記磁石支持体は、前記ボビンの前後方向の中間部分において、前記ボビンの外周面に固定されている請求項11記載のスピーカ。
  17.  前記フレームと前記ボビンとの間にダンパー部材が設けられており、
     前記磁石支持体は、前記ボビンと前記ダンパー部材との接合部に沿って取り付けられている請求項16記載のスピーカ。
  18.  前記磁石支持体は、前記ボビンと前記振動板との接合部に沿って取り付けられている請求項16記載のスピーカ。
  19.  前記磁石支持体と前記ボビンには、前記ボビンの円周方向への相対的な移動を規制する位置決め構造が設けられている請求項11ないし18のいずれかに記載のスピーカ。
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