(57)【要約】【課題】  ボビンを効果的に補強でき、ボイスコイルが駆動されているときのボビンの変形を抑制して、振動板により生成される音圧を安定させ発音の線形性を高く維持できるスピーカを提供する。【解決手段】  ボイスコイル１２が巻かれているボビン１１の開口端部１１ｃにキャップ部材２０が装着されている。キャップ部材２０は、筒状部２２と底面部２３とから成るボビン補強部２１を有している。筒状部２２は、ボビン１１の内面１１ｂに対向し、少なくとも振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）において、ボビン１１の内面１１ｂと筒状部２２とが接着されて固定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム部に支持されて磁気ギャップを形成している磁気回路部と、中空のボビンと、前記ボビンに巻き付けられて前記磁気ギャップ内に位置しているボイスコイルと、前記フレームと前記ボビンとの間に配置された振動板と、を有するスピーカにおいて、
前記振動板が、前記ボビンの開口端部から離れた中間部分の外面に位置する振動板固定部に固定されており、
前記ボビンの開口端部にキャップ部材が取り付けられ、前記キャップ部材に、前記ボビンの内部で前記開口端部から前記中間部分に向けて延びて、前記振動板固定部に対向し、または前記振動板固定部の近傍に対向するボビン補強部が設けられていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記ボビン補強部は、少なくとも前記振動板固定部の内面において、前記ボビンに固定されている請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】
前記ボビン補強部は、前記ボビンの内面に対向する筒状部と、前記筒状部の前記ボビン内部に向けられた端部に位置する底面部とを有しており、前記底面部が、前記振動板固定部またはその近傍に対向している請求項１記載のスピーカ。
【請求項４】
前記振動板固定部は、前記ボビンの前記開口端部から離れた位置にある請求項１ないし３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項５】
前記キャップ部材には、前記ボビンの開口端よりも外周側に延びる外方支持部が設けられており、前記外方支持部が、前記振動板に固定されている請求項１ないし４のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項６】
前記フレーム部と前記ボビンとの間にダンパー部材が設けられており、前記ボビン補強部は、前記ボビンにおける前記ダンパー部材の固定部にも対向している請求項１ないし５のいずれかに記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイスコイルが巻かれているボビンに、振動板の内周縁が固定されており、ボイスコイルに流れる電流と磁気回路部の磁界とによって、ボビンと振動板とが駆動されるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なスピーカの構造は、ボビンにボイスコイルが巻かれており、磁気回路部の磁気エネルギーがボイスコイルに伝達されてボイスコイルとボビンの運動エネルギーに変換される。さらに、ボビンから振動板に振動が伝達されて、振動板から空間に音響エネルギーが放出される。このスピーカにおいて、運動エネルギーを伝達するボビンの剛性が低いと、ボビンに歪みや余分な振動が発生しやすくなる。特に、ボビンにおける振動板固定部には応力が集中しやすいため、振動板固定部においてボビンに変形が生じやすい。その結果、振動板から発せられる音響において、音圧の低下や非線形歪みが発生しやすくなる。
【０００３】
そこで、ボビンの剛性を高めるべく、ボビンの一部または全部をチタンやアルミニウムなどの金属素材で形成することも考えられている。しかし、この対策ではボビンの質量が大きくなりすぎるため、音圧の低下などを効果的に改善することはできず、また金属素材を使用するために、製造コストも高くなる。
【０００４】
以下の特許文献１に従来のスピーカの構造が示されている。
特許文献１に記載されたスピーカは、コーン形状の振動板が、ボイスコイルが巻かれたボビンの開口端から離れた中間部分の外面に固定されており、ボビンの開口端にダストキャップが固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたスピーカは、ダストキャップがボビンの開口端に固定されているため、ボビンの開口端を補強することは可能である。しかし、ボビンにおいて振動板が固定されている中間部分は、何ら補強されていない。
振動板が固定されているボビンの中間部分が補強されていないと、発音駆動時にボビンや振動板に歪みが発生しやすくなり、音質の低下を招き、さらにはボイスコイルのコイル線が断線するおそれもある。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、
ボビンを効果的に補強できて、音質の低下やコイル線の断線を防止することができるスピーカを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、フレーム部に支持されて磁気ギャップを形成している磁気回路部と、中空のボビンと、前記ボビンに巻き付けられて前記磁気ギャップ内に位置しているボイスコイルと、前記フレームと前記ボビンとの間に配置された振動板と、を有するスピーカにおいて、
前記振動板が、前記ボビンの開口端部から離れた中間部分の外面に位置する振動板固定部に固定されており、
前記ボビンの開口端部にキャップ部材が取り付けられ、前記キャップ部材に、前記ボビンの内部で前記開口端部から前記中間部分に向けて延びて、前記振動板固定部に対向し、または前記振動板固定部の近傍に対向するボビン補強部が設けられていることを特徴とする
ものである。
【０００９】
本発明のスピーカは、前記ボビン補強部が、少なくとも前記振動板固定部の内面において、前記ボビンに固定されていることが好ましい。
【００１０】
本発明のスピーカは、前記ボビン補強部が、前記ボビンの内面に対向する筒状部と、前記筒状部の前記ボビン内部に向けられた端部に位置する底面部とを有しており、前記底面部が、前記振動板固定部またはその近傍に対向しているものが好ましい。
【００１１】
本発明のスピーカは、前記振動板固定部が、前記ボビンの前記開口端部から離れた位置にあるものとして構成される。
【００１２】
本発明のスピーカでは、前記キャップ部材には、前記ボビンの開口端よりも外周側に延びる外方支持部が設けられており、前記外方支持部が、前記振動板に固定されている構造とすることがさらに好ましい。
【００１３】
本発明のスピーカは、前記フレーム部と前記ボビンとの間にダンパー部材が設けられており、前記ボビン補強部が、前記ボビンにおける前記ダンパー部材の固定部にも対向していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスピーカは、キャップのボビン補強部により、ボビンの多くの部分を補強でき、しかもボビンにおける振動板固定部が補強されているため、ボビンの剛性を高めることができ、音響特性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態のスピーカを、発音側を上に向けた状態で示す斜視図、
【図２】図１に示す第１の実施形態のスピーカの縦断面図、
【図３】図２の一部分を拡大して示す部分断面図、
【図４】図１に示す第１の実施形態のスピーカの構造の一部を示すものであり、部分断面を含む部分分解斜視図、
【図５】本発明の第１の実施形態のスピーカの変形例を部分的に示す部分分解斜視図、
【図６】図５に示す変形例のスピーカを示す部分断面図、
【図７】本発明の第２の実施形態としてカウンタードライブタイプのスピーカの一部分を示す半断面図、
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１ないし図４に示す本発明の第１の実施形態のスピーカ１は、フレーム部２を有している。フレーム部２は、例えば、軽金属を使用したダイキャスト法で形成され、あるいは鋼板をプレス成形して形成されている。図２に示すように、フレーム部２は、磁気回路部支持部２ａとダンパー支持部２ｂと振動板支持部２ｃとを有している。フレーム部２は全体が一体に形成されているものであってもよいし、磁気回路部支持部２ａとダンパー支持部２ｂと振動板支持部２ｃのいずれかが他の部分と別体に形成され、組み合わされて固定されているものであってもよい。
【００１７】
フレーム部２の磁気回路部支持部２ａに磁気回路部３が固定されている。図２に示すように、磁気回路部３は、中心に位置するポールヨーク４と、ポールヨーク４の下側（Ｚ２側）に固定された下部ヨーク５と、下部ヨーク５の上方（Ｚ１方向）に対向する対向ヨーク６とを有しており、下部ヨーク５と対向ヨーク６との間にマグネット７が挟まれて固定されている。マグネット７はリング状の永久磁石であり、中心穴内にポールヨーク４が位置している。マグネット７は、上面（Ｚ１側の表面）と下面（Ｚ２側の表面）とが、異なる磁極に着磁されている。そして、ポールヨーク４と対向ヨーク６との対向部に磁気ギャップＧが形成されている。
【００１８】
スピーカ１にはボビン１１が設けられている。ボビン１１は断面が真円の筒体であり、中空である。なお、ボビン１１は、断面が楕円形や長円形あるいは多角形であってもよい。ボビン１１は、紙製または紙と合成樹脂との合成材料で形成されている。あるいはボビンは合成樹脂材料で形成されている。すなわち、ボビン１１は紙材料と合成樹脂材料の少なくとも一方から構成されており金属材料を含んでいない。そのため、ボビン１１を軽量化することが可能である。ボビン１１は、Ｚ１方向の端部に開口端部１１ｃを有している。
【００１９】
図２と図４に示すように、ボビン１１の下部（Ｚ２側）に、ボイスコイル１２が設けられている。ボイスコイル１２は、ボビン１１に被覆導線を巻きつけることで形成されている。図２に示すように、ボビン１１のボイルコイル１２が巻かれている部分は、磁気回路部３の磁気ギャップＧ内に位置している。
【００２０】
図２に示すように、フレーム部２の振動板支持部２ｃとボビン１１との間に振動板１５が設けられている。振動板１５はいわゆるコーン形状であり、例えば、紙製または紙と合成樹脂との合成材料で形成されている。あるいは振動板１５は合成樹脂材料で形成されている。すなわち、振動板１５は紙材料と合成樹脂材料の少なくとも一方から構成されている。
【００２１】
図２に示すように、振動板１５の外周縁１５ａと、振動板支持部２ｃとの間には、外周支持材１８が設けられている。外周支持材１８は、断面が部分円形状であり、振動板１５の振動に伴って変形できるようになっている。図３に拡大して示すように、振動板１５の内周縁１５ｂは、ボビン１１の外面１１ａに接着されて固定されている。振動板１５は、ボビン１１において開口端部１１ｃからＺ２方向に離された中間部分において、その内周縁１５ｂがボビン１１の外面に接着されて固定されている。ボビン１１は、振動板１５が固定されている部分が振動板固定部（ｉ）であり、振動板固定部（ｉ）が存在する部分が。開口端１１ｃから距離Ｌ１だけ離れた中間部分である。
【００２２】
図２に示すように、フレーム部２のダンパー支持部２ｂとボビン１１との間にダンパー部材１６が設けられている。図３にダンパー部材１６の断面が拡大して示され、図４にダンパー部材１６の一部が斜視図で示されている。
【００２３】
ダンパー部材１６は、例えば、樹脂を含浸させた織布などで形成されている。ダンパー部材１６はコルゲート加工されており、断面が波形状である。図２に示すように、ダンパー部材１６の外周縁１６ａは、フレーム部２のダンパー支持部２ｂに固定されている。図３に拡大して示すように、ダンパー部材１６の内周縁１６ｂは、ボビン１１の外面１１ａに接着されて固定されている。ボビン１１は、ダンパー部材１６の内周縁１６ｂが接着されて固定されている部分がダンパー部材固定部（ｉｉ）である。
【００２４】
図３に示すように、ボビン１１の振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）はきわめて接近している。ボビン１１の上方の開口端部１１ｃからボイスコイル１２の上端部１２ａまでの距離Ｌ０の部分をボビン１１の本体部１３とすると、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）は、本体部１３の中間部に位置している。すなわち、ボビン１１の開口端部１１ｃから振動板固定部（ｉ）までの距離Ｌ１は、本体部１３の長さ寸法Ｌ０の１／３以上で２／３以下である。また、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）の上下方向の距離Ｌ２は、前記距離Ｌ０の１／５以下であり、好ましくは１／１０以下である。
【００２５】
図２と図３に示すように、ボビン１１にはキャップ部材２０が装着されている。キャップ部材２０は、ボビン１１の開口端部１１ｃからボビン１１の中空の内部に向けて嵌着されている。キャップ部材２０は合成樹脂により射出成型されたものであり、全体が一体に形成され、あるいは合成樹脂により射出成型された複数の部品が組み合わされて構成されている。
【００２６】
図３に拡大して示すように、キャップ部材２０は、ボビン１１の中空部内において開口端部１１ｃから中間部分に向けて下向きに延びる筒状部２２を有している。筒状部２２のボビン１１の内部に向く端部（Ｚ２側の端部）２２ａに底面部２３が設けられている。筒状部２２の端部２２ａは底面部２３で完全に覆われており、Ｚ１側の空間から磁気回路部３に埃や液体などが侵入するのを防止できるようになっている。ただし、底面部２３に部分的な開口部が形成されていてもよい。キャップ部材２０では、筒状部２２と底面部２３とでボビン補強部２１が構成されている。
【００２７】
筒状部２２は、ボビン１１の内面１１ｂに接触し、または狭い隙間を介して内面１１ｂに対向している。筒状部２２の外周面とボビン１１の内面１１ｂは、少なくとも一部分において、接着剤を介して固定されている。筒状部２２の外周面とボビン１１の内面１１ｂは、少なくとも振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）を覆う領域において、接着剤で固定されていることが好ましく、例えば図３に示すＬ３の高さ範囲で接着されていることが好ましい。ただし、ボビン１１と筒状部２２とが対向している高さＬ４の範囲の全域において、内面１１ｂと筒状部２２の外面とが接着されていることがさらに好ましい。
【００２８】
ボビン１１の内面１１ｂと筒状部２２の外周面とが対向している領域の高さ寸法Ｌ４は、ボビン１１の開口端部１１ｃからボイスコイル１２の上端部１２ａまでの高さ寸法Ｌ０の２／５以上であることが好ましく、１／２以上であることがさらに好ましい。高さ寸法を前記範囲に設けることで、ボビン１１を効果的に補強できるようになる。
【００２９】
また、筒状部２２の端部２２ａは、振動板固定部（ｉ）よりも下方（Ｚ２方向）に位置していることが好ましく、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）の双方よりも下方（Ｚ２方向）に位置していることがさらに好ましい。ただし、高さ寸法Ｌ４が高さ寸法Ｌ０の２／５以上であれば、筒状部２２の端部２２ａが、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）よりもやや上方（Ｚ１方向）に位置していてもよい。すなわち、筒状体２２の端部２２ａは、少なくとも振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）の近傍に位置していればよい。
【００３０】
キャップ部材２０には、ボビン１１の開口端１１ｃからさらに外周側に延びる外方支持部２４が設けられており、外方支持部２４の周縁部２４ａが、振動板１５のＺ１方向に向く表面に接着されて固定されている。
【００３１】
前記第１の実施形態のスピーカ１は、ボイスコイル１２にボイス電流が流されると、このボイス電流と磁気回路部３の磁気ギャップＧを横断する磁界とによる電磁力（磁気エネルギー）が、ボイスコイル１２のＺ１−Ｚ２方向の運動エネルギーに変換される。この運動エネルギーはボビン１１から振動板１５に伝達され、振動板１５が振動し、音響エネルギーが空間に放出される。
【００３２】
図３に示すように、ボビン１１の開口端部１１ｃからボイスコイル１２の上端部１２ａまでの高さ寸法Ｌ０のうちの多くの部分で、好ましくは２／５以上の高さＬ４の範囲で、ボビン１１が、キャップ部材２０のボビン補強部２１によって補強されている。そのため、運動エネルギーを伝達するボビン１１の剛性を高くできる。ただし、ボビン１１は、紙材料と合成樹脂材料の少なくとも一方で形成されているため、ボビン１１の質量を軽くすることができる。ボビン１１は、軽量でしかも剛性が高いため、ボイスコイル１２に与えられる運動エネルギーを減衰させたり、歪ませることなく、振動板１５に効率よく伝達することができる。その結果、音圧の低下を防止でき音響の線形性を維持しやすくなる。
【００３３】
また、ボビン１１がＺ１−Ｚ２方向へ運動するときに、振動板１５とダンパー部材１６から抵抗力が与えられるため、ボビン１１の振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）に応力が集中しやすい。特に、振動板１５は面積が大きく剛性も高いため、ボビン１１では振動板固定部（ｉ）に応力が集中しやすい。そこで、図３に示すように、キャップ部材２０のボビン補強部２１の筒状部２２を、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）において、ボビン１１の内面１１ｂに対向させ且つ接着固定することによって、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）での応力集中による変形を抑制しやすくなる。
【００３４】
さらに、キャップ部材２０のボビン補強部２１が底面部２３を有しているが、この底面部２３を、ボビン１１の振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）の近傍に配置することで、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）においてボビン１１の剛性を高くできる。これにより、ボビンの潰れ方向の変形を抑制することができ、ボビン１１による運動エネルギーの伝達効率を高く維持することが可能になる。
【００３５】
また、ボイスコイル１２に接続されたコイル線はボビン１１から振動板１５に向かって敷設されているが、ボビン１１の補強によりコイル線の屈曲の繰り返しが抑制され、コイル線の断線を防止することができる。
【００３６】
また、キャップ部材２０は外方支持部２４を有しており、外方支持部２４の周縁部２４ａが振動板１５に接着されて固定されている。キャップ部材２０によってボビン１１を補強できるとともに、振動板１５も支持できるため、ボビン１１や、振動板１５の内周部などに、歪みが生じたり不要振動が生じるのを防止でき、音響効果の減衰をさらに防止しやすくなる。
【００３７】
図５と図６に、本発明の第１の実施形態の変形例となるスピーカ１Ａの一部分が示されている。
図５と図６に示している変形例のスピーカ１Ａでは、ボビン１１の開口端部１１ｃにキャップ部材２０Ａが装着されている。キャップ部材２０Ａは、ボビン補強部２１としての筒状部２２と底面部２３を有し、開口端部１１ｃから外周側に延びる外方支持部２４を有している。また、キャップ部材２０Ａは、底面部２３の中心から上方（Ｚ１方向）に立ち上がる支柱２６を有しており、筒状部２２と支柱２６との間に、Ｚ１−Ｚ２方向に延びる複数のフィン２５が円周方向に規則的に配列して設けられている。
このキャップ部材２０Ａはそれ自体の剛性が高いので、ボビン１１を補強する能力がさらに高くなる。
【００３８】
図７に、本発明の第２の実施形態としてカウンタードライブタイプのスピーカ１０１の一部分が半断面図で示されている。
図７に示すスピーカ１０１は、第１の実施形態のスピーカ１と同様に、コーン形状の振動板の開き角度が１８０未満となっている方向が上方であり、Ｚ１方向に向けられている。
【００３９】
カウンタードライブタイプスピーカ１０１は、上方（Ｚ１方向）に磁気回路部３が設けられ、磁気回路部３はフレーム部２に支持されている。磁気回路部３はボールヨーク４と上部ヨーク５ａと、２つの対向ヨーク６ａ，６ｂを有している。ポールヨーク４と対向ヨーク６ａとの間にマグネット７が挟まれて固定されており、対向ヨーク６ａと対向ヨーク６ａとの対向部に磁気ギャップＧが形成されている。
ボビン１１には上方にボイスコイル１２が巻かれており、ボイスコイル１２が磁気ギャップＧの内部に位置している。
【００４０】
振動板１５の内周縁１５ｂはボビン１１の外面に固定され、２つのダンパー部材１６の内周縁１６ｂもボビン１１に固定されている。振動板１５の外周縁とダンパー部材１６の外周縁はフレーム部２に固定されている。
ボビン１１の下方（Ｚ２方向）の開口端部にキャップ部材２０が装着されている。キャップ部材２０は、ボビン補強部２１として筒状部２２と底面部２３を有している。筒状部２２は、振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）において、ボビン１１の内面に対向し、少なくとも振動板固定部（ｉ）とダンパー部材固定部（ｉｉ）において、ボビン１１と筒状部２２とが接着されて固定されている。
【符号の説明】
【００４１】
１，１Ａ，１０１  スピーカ
２  フレーム部
３  磁気回路部
１１  ボビン
１１ａ  外面
１１ｂ  内面
１１ｃ  開口端部
１２  ボイスコイル
１２ａ  上端部
１５  振動板
２０，２０Ａ  キャップ部材
２１  ボビン補強部
２２  筒状部
２３  底面部
２４  外方支持部
Ｇ  磁気ギャップ
（ｉ）  振動板固定部
（ｉｉ）  ダンパー部材固定部
【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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