(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に着磁された２個のマグネットを、磁性体からなるプレートを狭持しかつ同極側が対向するように配置した反発磁気回路を備え、上記プレートの外周部に一定のクリアランスを持ってボイスコイルを配置し、上記ボイスコイル外周部に、表側および裏側スキン材で該スキン材より低密度のコア材を狭持した振動板を装着した反発磁気回路型平面スピーカであって、
上記振動板は、上記ボイスコイル外周部への装着部分において、上記表側および裏側スキン材を折り曲げて接合することにより上記コア材を完全に密閉し、かつ上記コア材を表側および裏側から狭持する上記スキン材を、上記コア材の中心方向へ折り曲げて形成される接着材溜まりを有することを特徴とする反発磁気回路型平面スピーカ。
【請求項２】
厚さ方向に着磁された２個のマグネットを、磁性体からなるプレートを狭持しかつ同極側が対向するように配置した反発磁気回路を備え、上記プレートの外周部に一定のクリアランスを持ってボイスコイルを配置し、上記ボイスコイル外周部に、表側および裏側スキン材で該スキン材より低密度のコア材を狭持した振動板を装着した反発磁気回路型平面スピーカであって、
上記振動板は、上記ボイスコイル外周部への装着部分において、上記表側および裏側スキン材を折り曲げて接合することにより上記コア材が完全に密閉され、上記表側および裏側スキン材を折り曲げ接合した部分からさらに内側に延出させ内側フランジ部を有することを特徴とする反発磁気回路型平面スピーカ。
【請求項３】
厚さ方向に着磁された２個のマグネットを、磁性体からなるプレートを狭持しかつ同極側が対向するように配置した反発磁気回路を備え、上記プレートの外周部に一定のクリアランスを持ってボイスコイルを配置し、上記ボイスコイル外周部に、振動板を装着した反発磁気回路型平面スピーカであって、上記振動板は、上記ボイスコイル外周部への装着部分において、コア材を狭持する狭持部材が中心方向へ折り曲げられ、さらに内側に延出された平坦部となる内側フランジ部を有することを特徴とする反発磁気回路型平面スピーカ。
【請求項４】
前記振動板の前記表面および裏面スキン材を折り曲げた部分および前記内側フランジ部と、前記ボイスコイル外周部との間に形成される溝部に接着剤を充填したことを特徴とする請求項２または３記載の反発磁気回路型平面スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反発磁気回路型平面スピーカの構造に関し、特に、ボイスコイルと振動板の装着構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、先に薄型化を目的とした反発磁気回路型平面スピーカを提案している（特開平６−２８４４９９号参照）。この反発磁気回路型平面スピーカは、リング状の厚さ方向に垂直に着磁した２つのマグネットを用い、２つのマグネットの同極同志、例えばＮ極同志を向かい合わせて反発するように配置し、同極面で鉄等の軟磁性材からなるプレートを挟持し、プレートの外側部に一定の磁束を発生せしめる反発磁気回路を備える。さらに、この反発磁気回路型平面スピーカは、上述のプレートの外周部に一定のクリアランスを持ってボイスコイルを配置し、ボイスコイル外周部に平板状で、断面形状が概ね楔状の形状を有する振動板を装着してなるものである。
【０００３】
次に、実際に作製した上述の反発磁気回路型平面スピーカについて、図４から図６を参照しながら以下に説明する。
【０００４】
図４は、振動板の作製プロセスを説明する図であり、（Ａ）から（Ｃ）は作製途中状態の断面図、（Ｄ）は作製完了時の断面図および局部拡大図を示す。まず、図４（Ａ）に示すように、２枚のスキン材２と１つのコア材３が用意される。スキン材２は、直径約１００ｍｍの円板状で、その断面形状が中心から直径４０ｍｍ近傍までが約４ｍｍの厚さを有する平坦部２ａを有する。また、スキン材２は、平坦部２ａより外周部に向かって厚さが徐々に薄くなり、最外周部の厚さが約０．８ｍｍとなる、断面が楔形状で内側が空洞になっている。このスキン材２は、一般的なスピーカに用いられているコーン紙と称されている振動板と同様の作製方法で得ている。即ち、スキン材２は、ビーティングしたパルプを所定形状に抄き、該パルプをオーブン或いは熱プレス等にて乾燥成形し、更にトリミング工程等を経て得たものである。
【０００５】
振動板１は、図４（Ｂ）に示すように、表側並びに裏側用振動板として働く、共に同一形状に成形された２枚の紙製スキン材２により、これらの内側空洞にスキン材２より密度の低い紙製コア材３を挟持した状態で貼り合わせた構造になっている。
【０００６】
次に、後述するボイスコイル５を振動板１に装着するために、図４（Ｃ）に示すように、振動板１の所定位置にボイスコイル５装着用の穴１ａを設けるが、穴１ａの加工は、回転刃等で所定寸法径を切除する。たとえば、振動板１の中心にφ３４ｍｍ（外径）のボイスコイル５を装着する場合、中心部をボイスコイル５が挿入可能な適切なクリアランスを設けた径（φ３４．１ｍｍ）にて切取り、表側スキン材２からコア材３、更には裏側スキン材２へ貫通する穴１ａを設ける。
【０００７】
さらに、図４（Ｄ）に示すように、振動板１の外周部には、振動板１を支持するための通称エッジ４と呼ばれているサスペンションが取り付けられて、平面型の振動板１の作製が完了する。完成した振動板１は、図４（Ｄ）の局部拡大図に示すように、穴１ａの部分で、スキン材２とコア材３の各端面が露出している。
【０００８】
次に、図５は、ボイスコイル５の振動板１への装着プロセスを説明する図であり、（Ａ）は装着前の断面図、（Ｂ）は装着後の断面図および局部拡大図を示す。ボイスコイル５は、通常一般のボイスコイルと基本的に同じものであり、耐熱ワニスをコートしたコイル線材（導体径０．１８ｍｍ〜０．２５ｍｍ）を用い、ターン数、層数等を適切に設定することにより、所望の直流抵抗及び外形寸法を得ている。このボイスコイル５と一般スピーカ用ボイスコイルとの構造上の相違は、ボイスコイル５は、磁気効率を向上させるためかつ振動系重量軽減の目的で、ボビンレス構造を用いている点にある。
【０００９】
ボイスコイル５の振動板１への装着は、まず、図５（Ａ）に示すように振動板１の穴１ａにボイスコイル５を挿入する。次いで、図５（Ｂ）に示すように、ボイスコイル外周部５ａと振動板１の表および裏側スキン材２およびコア材３の装着部分とに均一に接着剤６を塗布する。それにより、局部拡大図に示すように、ボイスコイル外周部５ａの上下端部及び表および裏側スキン材２の表面を接着剤６が覆い、さらに、ボイスコイル５の外周部５ａに設けた上述のクリアランスに接着剤６が流入し、ボイスコイル外周部５ａと、露出したスキン材２とコア材３の各端面とを接着する。このようにして、ボイスコイル５付き振動板１が完成する。
【００１０】
次に、図６は、図５のボイスコイル５付き振動板１を装着した反発磁気回路型平面スピーカの断面図および局部拡大図を示す。図６の反発磁気回路型平面スピーカは、リング状の厚さ方向に垂直に着磁したマグネット９，１０を用い、マグネット９，１０の同極同志、例えばＮ極同志を向かい合わせて反発するように配置し、その同極（Ｎ極）面で鉄等の軟磁性材からなるプレート１１を挟持した反発磁気回路８を備えている。反発磁気回路８は、反発する磁気をプレート１１中に誘導せしめ、尚且つ該磁気をプレート１１の外周部方向に流してプレート１１の外周部に一定の磁束を発生せしめる。ボイスコイル５付き振動板１は、エッジ４の外周部がフレーム７に固定されて、反発磁気回路８のプレート１１の外周部に一定のクリアランスを持って装着される。
【００１１】
上述の振動板１とボイスコイル５の装着構造は、振動板１の任意の個所に自由に穴１ａを設けることが出来るため、ボイスコイル５の径及び装着個所の変更等に極めて柔軟に対応できるという利点がある。出願人は、実際に、上述の構造の振動板１の中央にボイスコイル５を１個装着した製品を多数作製している。さらに、出願人は、ボイスコイル５の径を変更したものであって、複数個のボイスコイル５を振動板１の所定の円周上に所定間隔にて配置装着した平面多点駆動型スピーカも作製し、耐入力２０Ｗ程度の実用的スピーカを得ている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のスピーカの耐入力性能（たとえば、２０Ｗ）を倍以上（たとえば、４０Ｗ）に向上させるために、倍入力の実験を行ったところ、図６の局部拡大図と同様な図７の局部拡大図に示すように、振動板１のスキン材２と接着剤６との間にクラック１２が発生した。さらに、クラック１２が、スキン材２に挟持されているコア材３にまで及び、最終的に、ボイスコイル５が振動板１から脱落する現象が起こることが判明した。この脱落現象は、スピーカのバックキャビティが小さく振動板１にプレッシャが多く加わる際に、特に多発することが確認されたが、当然のことながら重大欠点となる現象である。
【００１３】
振動板１は、ボイスコイル５の駆動力により振動しているので、ボイスコイル５と振動板１との接合部には、常に剥離力が加わっていることは周知の通りである。上述のクラック発生の原因として、大振幅時におけるボイスコイル５および振動板１に加わる剥離力に対して、コア材３の密度が低く、スキン材２を支える強度が不足していることが判明した。この対応策として、コア材３の密度を増すと、当然のことながらコア重量が増し、しかも、振動板１の内径側から外周部までのスキン材２の内側全域にコア材３が配置されているので、振動板１の重量が極めて増加し、音圧低下に至ることになる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、スピーカの耐入力性能を向上させても、ボイスコイルが振動板より脱落すること無く、尚且つ性能を維持することができる反発磁気回路型平面スピーカを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的に鑑みて、本発明の反発磁気回路型平面スピーカは、厚さ方向に着磁された２個のマグネットを、磁性体からなるプレートを狭持しかつ同極側が対向するように配置した反発磁気回路を備え、プレートの外周部に一定のクリアランスを持ってボイスコイルを配置し、ボイスコイル外周部に、表側および裏側スキン材でスキン材より低密度のコア材を狭持した振動板を装着している。振動板は、ボイスコイル外周部への装着部分において、表側および裏側スキン材を折り曲げて接合することによりコア材を完全に密閉し、かつコア材を表側および裏側から狭持するスキン材を、コア材の中心方向へ折り曲げて形成される接着材溜まりを有する。
【００１６】
それにより、ボイスコイル外周部への振動板の接合において密度の高い接合部分を増やし、ボイスコイル外周部への振動板の装着部分の強度が向上し、スピーカの耐入力性能を向上させてもボイスコイルが振動板より脱落すること無く、尚且つ性能を維持することができる。
【００１７】
また、他の発明では、上述の発明の反発磁気回路型平面スピーカに加え、振動板は、ボイスコイル外周部への装着部分において、表側および裏側スキン材を折り曲げ接合した部分からさらに内側に延出させ内側フランジ部を有している。それにより、振動板の表側および裏側スキン材の接合強度が向上する。
【００１８】
また、他の発明の反発磁気回路型平面スピーカでは、厚さ方向に着磁された２個のマグネットを、磁性体からなるプレートを挟持しかつ同極側が対向するように配置した反発磁気回路を備え、プレートの外周部に一定のクリアランスを持ってボイスコイルを配置し、ボイスコイル外周部に、振動板を装着している。振動板は、ボイスコイル外周部への装着部分において、コア材を挟持する挟持部材が中心方向へ折り曲げられ、さらに内側に延出された平坦部となる内側フランジ部を有している。
【００１９】
それにより、挟持部材でコア材が完全に密閉され、ボイスコイル外周部への振動板の装着部分の強度が向上し、スピーカの耐入力性能を向上させてもボイスコイルが振動板より脱落すること無く、尚且つ性能を維持することができる。また、振動板の表側および裏側スキン材の接合強度が向上する。
【００２０】
また、他の発明では、上述の発明の反発磁気回路型平面スピーカに加え、振動板の表側および裏側スキン材を折り曲げた部分および内側フランジ部と、ボイスコイル外周部との間に形成される溝部に接着剤を充填している。それにより、密度の高い接合部分を大幅に増やし、耐振幅性の強度向上を計ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る反発磁気回路型平面スピーカの実施の形態について図１〜図３にて説明する。なお、図１〜図３において、図４〜図６に示す従来例と同じ構成要素は、同じ参照符号を付して説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る反発磁気回路型平面スピーカに使用する振動板の作製プロセスを説明する図であり、（Ａ）から（Ｃ）は作製途中状態の断面図、（Ｄ）は作製完了時の断面図および局部拡大図を示す。振動板１の構造は、紙製スキン材２にて紙製コア材３を挟持して貼りつける点で、図４の従来例と基本的に同様である。
【００２３】
しかし、図１（Ａ）に示すように、用意される２枚の挟持部材となるスキン材２には、その中央部に、断面楔状部分の途中から折り曲げられて形成された深さ２．２ｍｍ、直径φ３６ｍｍの凹部２ｂが設けられている点が、図４の従来例と相違している。また、コア材３には、その中央部に上述の凹部２ｂに対応する大きさの穴３ａが開けられている点が、図４の従来例と相違している。スキン材２は、凹部２ｂの外周部から楔状部分に向けて所定角度α（たとえば、３０度）傾斜した立上がり部２１が形成されるように折り曲げられている。スキン材２の楔状部分は、図４の従来例と同様に、内側が空洞になっている。
【００２４】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、２枚のスキン材２は、各凹部２ｂと最外周部間に形成される内側空洞にコア材３を挟持し、スキン材２の各凹部２ｂと各外周部が互いに接触して貼り合わせられる。次いで、図１（Ｃ）に示すように、凹部２ｄに後述するボイスコイル５装着用のφ３４．１ｍｍの穴１ａが設けられる。その結果、貼り合わせられたスキン材２の各凹部２ｂに幅約０．９ｍｍの内側フランジ部２２が残る。本実施の形態の場合、穴１ａの加工精度を確保するため、金型を作製しプレスによる抜き加工にて穴１ａを設けている。
【００２５】
さらに、振動板１の外周部には、振動板１を支持するための通称エッジ４と呼ばれているサスペンションが設けられる。このようにして、図１（Ｄ）に示すように、平面型の振動板１が完成する。完成した振動板１は、局部拡大図に示すように、穴１ａの部分において、スキン材２の各端面が露出しているが、コア材３は、各スキン材２を折り曲げて接合した部分、すなわち立ち上がり部２１と平坦部となる内側フランジ部２２で完全に密閉されているので露出していない。
【００２６】
次に、図２は、図１の振動板へのボイスコイルの装着プロセスを説明する図であり、（Ａ）は装着前の断面図、（Ｂ）は装着途中の断面図、（Ｃ）は装着後の断面図および局部拡大図を示す。ボイスコイル５の仕様及び寸法は、図５の従来例と同様である。本実施の形態では、振動板１にボイスコイル５を装着する際、組み立て治具３０を用いる。組み立て治具３０は、振動板１の外形に合わせた直径を有する振動板設置部３０ａと、振動板設置部３０ａの中心に振動板１の穴１ａより若干大きい直径と所定の深さを有する穴３０ｂと、穴３０ｂの底部から突出形成され、ボイスコイル５の内径よりわずかに小さい直径を有するコイル設置部３０ｃとからなる。
【００２７】
そこで、図２（Ａ）において、ボイスコイル５を組み立て治具３０のコイル設置部３０ｃに挿入した後、振動板１の穴１ａをボイスコイル外周部５ａに挿入する。それにより、振動板１とボイスコイル５は、図２（Ｂ）に示すように組み立て治具３０上で正規の位置にセットされる。振動板１とボイスコイル５は、図２（Ｂ）の局部拡大図に示すように、振動板１の厚さ方向の中心線上にボイスコイル５巻幅方向の中心線を重ねた位置にセットされる。したがって、ボイスコイル５の上端部及び下端部は、振動板１のスキン材２表面からそれぞれ等しい距離に配置され、振動板１の内側フランジ部２２は、ボイスコイル５の巻幅方向の中心に配置される。
【００２８】
その結果、ボイスコイル５と振動板１の間に、ボイスコイル外周部５ａと振動板１の内側フランジ部２２および立上がり部２１とによって形成される空間、すなわち溝部ｄが、ボイスコイル外周部５ａの全周にわたり構成される。溝部ｄは、内側フランジ部２２により振動板１の表面側と裏面側の上下２個所に設けられる構造となる。
【００２９】
次いで、組み立て治具３０にボイスコイル５および振動板１を設置した状態で、振動板１の表面側（上側）の溝部ｄにアクリル系接着剤６を約０．３４ｇ塗布または充填する。この状態で所定時間経過すると、塗布または充填された接着剤６が硬化し、ボイスコイル５と振動板１が接着され固定される。そこで、ボイスコイル５付き振動板１を一旦組み立て治具３０より抜き取り、さらに裏返して組み立て治具に再度セットし、表面側と同様に裏面側（下側）の溝部ｄにも接着剤６を塗布または充填する。裏面側（下側）の溝部ｄに塗布または充填した接着剤６の硬化後、ボイスコイル５付き振動板１を組み立て治具３０より抜き取ると、ボイスコイル５と振動板１が接着結合され、装着完成となる。
【００３０】
次に、図３は、図２のボイスコイル５付き振動板１を装着した反発磁気回路型平面スピーカの断面図および局部拡大図を示す。図３の反発磁気回路型平面スピーカは、図６と同様に反発磁気回路８を備えている。ボイスコイル５付き振動板１は、エッジ４の外周部がフレーム７に固定されて、反発磁気回路８のプレート１１の外周部に一定のクリアランスを持って装着される。
【００３１】
このように、この反発磁気回路型平面スピーカでは、振動板１とボイスコイル５の装着構造において、重量増加の原因となるコア材３の密度は増やさず、ボイスコイル５の周辺強度を向上させることに主眼を置いている。つまり、従来構造においてボイスコイル外周部５ａに対して露出していたコア材３を、本発明においては折り曲げて接合した密度の高いスキン材２で完全に密閉し、スキン材２だけがボイスコイル外周部５ａに及ぶようにしている。
【００３２】
さらに、コイル外周部５ａに向かって内側方向に延出した内側フランジ部２２を設け、この内側フランジ部２２と、スキン材２の楔状部分から内側フランジ部２２へ折り曲げた部分、すなわち、所定角度の立ち上がり部２１と、ボイスコイル外周部５ａとの間に所定の空間、すなわち溝部ｄを設けている。そして、この溝部ｄに接着剤６を充填することで、密度の高い接合部分を大幅に増やし、耐振幅性の強度向上を計っている。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、これに限らず種々の変形、応用が可能である。たとえば、振動板１のスキン材２の立ち上がり部２１は、所定の角度αとして３０度を採用しているが、垂直（すなわち、ボイスコイル５の巻幅方向に平行）にしたり、他の角度を採用しても良い。また、平坦部となる内側フランジ部２２を設けないようにしても良い。
【００３４】
また、スキン材２をコア材３より密度の高いものにしているが、同密度またはより低い密度のものとしても良い。さらに、スキン材２によって、コア材３を完全に密閉しているが、完全には密閉せず、コア材３の一部がわずかに露出するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ボイスコイルへの振動板の装着部分において、従来のように低密度のコア材がコイル外周部に露出されることはなく、スキン材で密閉されているので、従来のボイスコイルと振動板の装着構造より遥かに強固な構造を得る利点を有する。
【００３６】
また、コア材の密度は従来と変わり無いので、振動板の重量にほとんど変化は無く、実際の反発磁気回路型平面スピーカとして組み立てた際音圧低下は生じない。
【００３７】
さらに、従来スピーカの有する耐入力性能の倍以上の信号を入力しても、従来スピーカの欠点である振動板からのボイスコイルの脱落現象は皆無となり、正常に作動する反発磁気回路型平面スピーカを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反発磁気回路型平面スピーカに使用する振動板の作製プロセスを説明する図であり、（Ａ）から（Ｃ）は作製途中状態の断面図、（Ｄ）は作製完了時の断面図および局部拡大図を示す。
【図２】図１の振動板へのボイスコイルの装着プロセスを説明する図であり、（Ａ）は装着前の断面図、（Ｂ）は装着途中の断面図、（Ｃ）は装着後の断面図および局部拡大図を示す。
【図３】図２のボイスコイル付き振動板を装着した反発磁気回路型平面スピーカの断面図および局部拡大図を示す。
【図４】従来の反発磁気回路型平面スピーカに使用する振動板の作製プロセスを説明する図であり、（Ａ）から（Ｃ）は作製途中状態の断面図、（Ｄ）は作製完了時の断面図および局部拡大図を示す。
【図５】図４の振動板へのボイスコイルの装着プロセスを説明する図であり、（Ａ）は装着前の断面図、（Ｂ）は装着途中の断面図、（Ｃ）は装着後の断面図および局部拡大図を示す。
【図６】図５のボイスコイル付き振動板を装着した反発磁気回路型平面スピーカの断面図および局部拡大図を示す。
【図７】図６の反発磁気回路型平面スピーカの局部拡大図を示す。
【符号の説明】
１    振動板
２    スキン材（挟持部材）
３    コア材
５    ボイスコイル
５ａ  ボイスコイル外周部
６    接着剤
８    反発磁気回路
９    マグネット
１０  マグネット
１１  プレート
２２  内側フランジ部（平坦部）
ｄ    溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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