(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低比重金属または樹脂により全体として薄手に成形され、中心部でスピーカの磁気回路と結合される中央円板部と、中央円板部の外周縁から放射状に広がってスピーカの振動板に対峙する放射部と、放射部の外周縁に設けられて振動板のエッジの外周端を固定するエッジ固定部とでなり、中央円板部は中心部に磁気回路の外寸にほぼ等しい開口と、開口の周縁から突き出す複数の脚部と、脚部の先端を連接する底部とでなる磁気回路収容ケージを備えることを特徴とするスピーカ用フレーム。
【請求項２】
中央円板部とその外周に広がる放射部ならびに放射部外周に設けたエッジ固定部を含んで低比重金属または樹脂により全体として薄手に成形されるフレームと、フレームの中央円板部に結合されて円環状の磁気ギャップを有する磁気回路と、一端に担持する円筒状のボイスコイルを磁気ギャップ内に位置させるボイスコイルボビンと、内周縁でボイスコイルボビンの他端を保持すると共に外周端でフレームの円板部に固定したダンパーと、内周縁でボイスコイルボビンの他端に結合すると共に外周端でエッジを介してフレームのエッジ固定部に固定した振動板とでなり、フレームは中央円板部の中心部において磁気回路の外寸にほぼ等しい開口と、開口の周縁から突き出す複数の脚部と、脚部の先端を連接する底部とでなる磁気回路収容ケージを備え、磁気回路はボイスコイルを磁気ギャップ内に位置させてフレームのケージ内に収容され、接着剤を介して少なくともケージの脚部と底部との内面に密着することを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽量化されたスピーカ用フレームと、このフレームを用いたスピーカに関し、特に、振動板とボイスコイルと磁気回路とを軽量のフレームでユニット化するスピーカにおけるフレームと磁気回路の結合構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカの軽量化においては、振動板や磁気回路よりも減量し易いフレームが主として軽量化の対象とされ、その材料の面からは比重３．０以下のマグネシウム、アルミニウムやそれらの合金のような軽金属または樹脂が用いられ、成型による形状の自由度の面からは樹脂が主として用いられる。一方、構造面では軽量化にはできる限りフレームを薄手とすることが有利であり、金属の場合も樹脂の場合も必要な強度を確保しうる限界を超えない範囲で薄手化が図られる。一般にフレームは中央で磁気回路を保持する円板部と、円板部外周からコーン状振動板の周囲に広がる放射部と、放射部外周で振動板外周縁を保持するエッジ部とでなるが、放射部は音孔を広げて開口率を高めたり、円板部とエッジ部の間を直線状または曲線状、あるいはそれらを組合せた複合形状の放射ビームで連結することにより軽量化されるに対し、円板部は専ら薄手化による減量が図られ、その厚さは一般に０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲にされるのが現状である。しかし、この様に薄い構造のフレーム円板部を、比重が高くしかも動作時に発熱を伴う磁気回路と、強固にかつ放熱性良く結合するためには種々の問題があり、多種の方策が提案されている。
【０００３】
内磁型と外磁型とを含めて磁気回路と薄手のフレームを結合するには、主としてカシメ、バヨネット等による機械的方式、接着剤による接着方式あるいは両方式の併用、のいずれかが採用される。
【０００４】
内磁型の磁気回路との結合にバヨネット方式を用いた先行例においては、図５に示すように、フレーム１１は磁気回路Ａを包囲する円板部から複数の弾性係止部１１ａを突き出させ、磁気回路Ａのマグネット１とトッププレート２とボトムプレート３を取り囲む壷形ヨーク１２の外周で弾性係止部１１ａを変形させながら嵌め込んでスナップインさせ、磁気回路Ａとフレーム１１とを結合する。そして、ヨーク１２の外周縁とフレーム１１の内周縁の周辺に接着剤を塗布し、結合をより強固なものとする。この結合構成では、フレームの薄手の円板部から突出する弾性係止部をヨーク外周で変形させることは、円板部にストレスを生じ、その損傷の原因となる。また、弾性係止部の数は多いほど結合力を増すが、嵌め込みを困難にするから数には限度があり、この点を接着剤の使用が結合力を補うことになる。しかしながら、磁気回路が発生する熱が接着剤の接合力を劣化させると言う問題がある。この先行例はまた別の例としてヨークの外周に設けたカシメ部をフレームの円板部の穴に挿入し、先端を円板部に対してかしめることにより、磁気回路をフレームに結合することも示すが、この場合もフレームの薄手の円板部が損傷を受け易いことに変わりはない。
【０００５】
また、外磁型の磁気回路を用いたスピーカにおいて、カシメ方式によって磁気回路のヨークをフレームに固定する構成の一先行例としては、図６に示すように、リング状のヨーク１７の中心穴１７ａに、一端にフランジを設けた非磁性金属の筒状取付部材１９の他端を挿入し、ヨーク１７の底面を載置する部分において、樹脂製の軽量化したフレーム１８を挟んでヨークの中心穴１７ａから突き出す取付部材１９の他端を外側にかしめ、ヨークをフレームに固定する。このかしめ付けによる固定によれば十分な結合力が得られるので、磁気回路が生じる熱で接着力が低下する接着剤の使用が不要となり、ヨークの中心穴に挿通する筒状取付部材を非磁性金属製としたので、中空部に生じる気流と共に、放熱効果が高まる。しかし、かしめ付け作業にはそのための取付部材という別部材を要すると共に、図６におけるＹ方向の上下からかしめ工具によりプレス成型を行う付加的な工具と工程を要する点で、コスト上の課題がある。
【０００６】
上記先行例の詳細については、それぞれ下記の特許文献１および２を参照されたい。
【特許文献１】特開２００２−１０３９２号公報
【特許文献２】特開平８−２５１６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図５の先行例では、磁気回路Ａの外周を取り巻くヨーク１２とフレーム１１との間の結合を、フレームの薄手の円板部から突出する弾性係止部１１ａによるスナップイン方式で行なうか、逆に磁気回路から突出するカシメ部をフレーム円板部にかしめるカシメ方式で行なうが、いずれの方式にあってもフレームの薄手の円板部が損傷を受け易いという課題が存在する。一方、この先行例が示すスピーカには、筒状のヨーク部材を外周壁とする磁気回路がフレームの円板部の外に露出する点で放熱性が優れると言う利点があるとはいえ、高比重をもって突き出る磁気回路をヨーク外周の複数の位置で低比重のフレームに結合する構成には、明らかに強度上の問題が含まれる。
【０００８】
これに対して図６の先行例では、中央のヨークの中空部以外の底面と、リング状の外部磁石の外周面とにおいて磁気回路をフレームが取り囲む構成が採られるから、磁気回路で発生した熱はその外周ではほとんど放出されず、したがって熱の放出にはかしめ付け結合用の中空取付部材の放熱性に依存せざるをえない。その意味では、図６のスピーカのフレーム１８が中央ヨークとその外周の磁石の底面から下方にリング状に突き出し、内部にボイスコイルの下端の振動域を確保する空間を形成するから、この突き出し部分がある程度の放熱に寄与するとしても、樹脂製のフレームには高い放熱効果を期待できない。むしろ、磁気回路からの更なる突き出し部分はスピーカの小型化の阻害となり、上記した付加的な部材、工具そして工程によるコスト上の課題と共に重要な問題となる。
【０００９】
本発明はこれらの課題を解決するために提案されたもので、低比重金属または樹脂を使用すると共に、主として薄手とすることによって軽量化されたフレームの磁気回路との結合を簡単な構成で強化することを可能とし、しかもスピーカ全体の小型化に適し、小型化された場合にも放熱効果に優れた結合構成を有するスピーカ用フレームと、このフレームを用いたスピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明に係るスピーカ用フレームは、低比重金属または樹脂により全体として薄手に成形され、中心部でスピーカの磁気回路と結合される中央円板部と、中央円板部の外周縁から放射状に広がってスピーカの振動板に対峙する放射部と、放射部の外周縁に設けられて振動板のエッジの外周端を固定するエッジ固定部とでなり、中央円板部は中心部に磁気回路の外寸にほぼ等しい開口と、開口の周縁から突き出す複数の脚部と、脚部の先端を連接する底部とでなる磁気回路収容ケージを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明に係るフレームを用いたスピーカは、中央円板部とその外周に広がる放射部ならびに放射部外周に設けたエッジ固定部を含んで低比重金属または樹脂により全体として薄手に成形されるフレームと、フレームの中央円板部に結合されて円環状の磁気ギャップを有する磁気回路と、一端に担持する円筒状のボイスコイルを磁気ギャップ内に位置させるボイスコイルボビンと、内周縁でボイスコイルボビンの他端を保持すると共に外周端でフレームの円板部に固定したダンパーと、内周縁でボイスコイルボビンの他端に結合すると共に外周端でエッジを介してフレームのエッジ固定部に固定した振動板とでなり、フレームは中央円板部の中心部において磁気回路の外寸にほぼ等しい開口と、開口の周縁から突き出す複数の脚部と、脚部の先端を連接する底部とでなるケージを備え、磁気回路はボイスコイルを磁気ギャップ内に位置させてフレームのケージ内に収容され、接着剤を介して少なくともケージの脚部と底部との内面に密着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によればスピーカ用フレーム、スピーカは、低比重金属または樹脂の成形により、磁気回路を結合する円板部を含んで全体として薄手に形成されると共に、円板部中央の開口の周縁の複数位置から突き出す脚部と脚部先端をつなぐ底部とでなる磁気回路収容のためのケージを円板部と共に一体に形成したから、磁気回路とフレームとの結合には単にケージの少なくとも脚部と底部の内面に接着剤を塗布し、磁気回路をケージ内に収容してその内面に圧着すればよく、従来のかしめ付けやバヨネット方式などによる結合ないし固定を必要としない。また、ケージの脚部と底部はケージ内に収容した磁気回路の周囲の放熱面積を増加させると友に開放空間を形成するから、フレームの軽量化に寄与するのみでなく、磁気回路の発熱に対して十分な放熱効果をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明によるスピーカ用フレームとこのフレームを用いたスピーカの実施のための最良の形態を示す実施例を、図１から図４を参照して詳述する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明によるフレーム２０を用いたスピーカの側面図、図２はその底面図、図３はその切断端面における半断面図、図４はその底面側における斜視図である。フレーム２０は、中央の底部の円板部２１と、この円板部２１の外周縁から前方に向って放射状に広がる放射部２２と、この放射部２２の外周端に設けたリング状のエッジ固定部２３とを備えている。全体として薄手に、つまり薄肉に、例えば比重３．０以下のマグネシウム、アルミニウムやそれらの合金等の低比重金属、または樹脂によるインジェクション成形、ダイキャスティング、チクソモールディング等による成形により形成する。アルミニウムであれば絞り加工も用い得る。
【００１５】
好ましくは円板部２１は０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲の厚さに形成されるので、図３に見られるように、外周部分を深皿状に曲面で立ち上げることにより強度を高めることが有利である。０．５ｍｍ以下だと十分な強度が得られず、１．５ｍｍ以上だと軽量化の面で好ましくないため、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲とした。放射部２２は、この場合、直線部と曲線部とで合成した複合ビームで形成され、十分な軽量化と共に十分な強度を得ている。この複合ビームの外周端をリング状のエッジ固定部２３が連結するが、薄肉にしながら強度を持たせるため、複数箇所にリブを設ける。
【００１６】
このフレーム２０は、特に磁気回路３０を収容固定するための手段を円板部２１に備える。この手段は磁気回路収容ケージ２４で、円板部２１の中央部に穿った、円形の開口２５と、この開口２５の縁部の底面側の４箇所から外方に延びる脚部２６と、これら４本の脚部２６の先端を連結する底部２７とにより形成される。開口２５を円形としたのは、収容すべき磁気回路３０がほぼ円筒形であるためで、円形に限定されることなく、磁気回路の外形に適合する形とする。また、図示の場合、脚部２６と底部２７とは、図２の底面図に見られるように、円形開口２５を直径方向に横切るブリッジ形に形成され、互いに平行な側縁を持つ。これは側縁に沿う部分にできるだけ大きな解放空間を形成するためであり、ブリッジ形の長手方向側においてそれぞれ一対の脚部２６間にはそれより小さい空間が作られる。他の例として、複数の脚部２６を等間隔に設けて底部２７を円形とするか、脚部を等間隔の４本として底部を四角形とすることも可能である。また、底部２７の中央には円形の穴２８を設け、ケージ２４の開口度を高めている。いずれの場合においても、ケージ２４の開口２５の周面と、脚部２６ならびに底部２７の内面とは、収容する磁気回路３０の外形のそれぞれが対応する部分にほぼ密接しうる形状を備えることが望ましい。
【００１７】
磁気回路３０は、軽量化を図るため、断面を概ねＸ字形としたセンター側のヨーク３１と、ヨーク胴部と小さい間隔をおいてその外周を取り巻くリング状の磁石３２と、磁石３２上に載置して内周面をセンター側のヨーク３１上端の外周面に対峙させて磁気ギャップを形成するリング状のポールプレート３３とでなり、外形をほぼ筒状とした外磁型のものである。筒状のボイスコイルボビン４０の下端外周に巻いたボイスコイルを磁気回路３０の磁気ギャップ内に振動可能に位置させ、リング状のダンパー５０の内周縁でボイスコイルボビン４０の上部外周を保持するとともに、ダンパー５０の外周縁をフレームの円板部２１の外周縁に固定する。コーン形状の振動板６０が内周縁でボイスコイルボビン４０の上部外周と結合され、振動板６０の外周端はエッジ６１を介してフレーム２２の外周のエッジ固定部２３に固定され、振動板６０の中心穴を覆うドーム状のダストキャップ７０が振動板内面の中央部に接合され、スピーカが形成される。このダストキャップ７０はボイスコイルボビン４０の上端に接合しても良い。
【００１８】
上記構成のスピーカを組み立てるに当たっては、まず、フレーム２０のケージ２４の内面、つまり、開口２５の周面と、脚部２６の内面と、底部２７の内面とに接着剤を塗布し、磁気回路３０をそのヨーク３１の側からケージ２４内に挿入し、両者を圧接させる。フレーム円板部２０の内側に開いている磁気回路の磁気ギャップ内にボイスコイルボビン４０の一端を挿入し、以後、ほぼ上述の順序でダンパー５０、振動板６０およびダストキャップ７０を、それぞれ接着剤を介して接合し、組み立てを終える。
【００１９】
この様にフレーム２０のケージ２４内に磁気回路３０を収容し固定する際には、フレーム円板部２１と一体に形成したケージ２４のいずれの部分にも、変形させてストレスを与えることはなく、薄手のフレームを損傷しやすくすることもない。また、ケージ２４内に固定した状態では、ケージの脚部と底部とが磁気回路周面と密着しているので、磁気回路の放熱面積が増加することとなる。しかもケージは開口度の高い構造としてあるため、磁気回路の表面が大きく露出しており、これらが相俟って、仮にケージを設けずに磁気回路のほぼ全面を露出させる構成とした場合よりも、むしろ放熱効果は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるスピーカ用フレームを用いたスピーカの側面図。
【図２】図１のスピーカの底面図。
【図３】図２のスピーカのIII−III線に沿う切断端面における半断面図。
【図４】図１〜３のスピーカの底面における斜視図。
【図５】従来の内磁型磁気回路を用いたスピーカの半断面図。
【図６】従来の外磁型磁気回路を用いたスピーカの半断面図
【符号の説明】
【００２１】
２０    フレーム
２１    円板部
２２    放射部
２３    エッジ固定部
２４    磁気回路収容ケージ
２５    開口
２６    脚部
２７    底部
２８    穴
３０    磁気回路
３１    ヨーク
３２    磁石
３３    プレート
４０    ボイスコイルボビン
５０    ダンパー
６０    振動板
７０    ダストキャップ
【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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