(57)【要約】      （修正有）【課題】特に従来とは異なった方法でボイスコイルの横揺れを抑制し、良好な音響特性を得ることができるスピーカを提供する。【解決手段】スピーカ１は、ポールピース５を備え、ポールピースの周囲に磁気ギャップＧを有してなる磁気回路部２と、磁気ギャップに配置されるボイスコイル３と、ボイスコイルの駆動力により振動する振動板４と、を有し、ボイスコイルと、ポールピースとの間の間隙に球体２０が保持されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポールピースを備え、前記ポールピースの周囲に磁気ギャップを有してなる磁気回路部と、
前記磁気ギャップに配置されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルの駆動力により振動する振動板と、を有し、
前記ボイスコイルと、前記ポールピースとの間の間隙に球体が保持されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記ポールピースの外周面には、前記球体に対する受け座が設けられ、前記球体は前記受け座に保持されており、前記球体の一部が前記間隙内に突出していることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】
前記ポールピースの外周面には被覆層が形成され、前記球体の一部が前記被覆層にて保持され、前記球体の一部が前記間隙内に突出していることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
【請求項４】
複数個の前記球体が前記ポールピースの外周面の周方向に沿って間隔を空けて保持されていることを特徴とする請求項１から請求項３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、振動板を振動させて音声信号を再生する音声再生用のスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜特許文献３に示すように、スピーカは、ポールピースの周囲に磁気ギャップを有する磁気回路と、磁気ギャップに配置されるボイスコイルと、ボイスコイルに一体的に取り付けられた振動板と、を有して構成される。
【０００３】
そして、磁気ギャップに発生する直流磁界の磁力線に直交するボイスコイルに音声電流を流すと、ボイスコイルが軸方向の起振力を得て振動し、その振動が振動板（コーン）を介して空気振動に変換されることにより音を再生することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１８２８４号公報
【特許文献２】特開２００３−４７０８９号公報
【特許文献３】特開平９−１８９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、磁気回路の損失を少なくするために磁気ギャップは非常に狭くなっている。このため、ポールピースとボイスコイルとの間の間隙は極小幅であり、ボイスコイルが軸方向の起振力を得て振動した際に、わずかな横揺れを起こしても、ボイスコイルがポールピースの外周面やポールピースと磁気ギャップを介して対向するヨーク面に接触しやすく、この結果、雑音が発生したり、摩擦熱によるボイスコイルの焼損を招きやすかった。
【０００６】
従来では、上記問題点を解決するために、ダンパーをボイスコイルとフレームとの間に繋いで、ボイスコイルの横揺れを抑制していた。
【０００７】
しかしながら、ダンパーはボイスコイルと共に振動するために、雑音が発生する恐れがあった。
【０００８】
また従来では、磁気ギャップ内に磁性流体を充填して適度な間隙を保つ手法も用いられてきたが、ボイスコイルの振動によって磁性流体が飛散する問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、特に従来とは異なった方法でボイスコイルの横揺れを抑制し、良好な音響特性を得ることができる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】
本発明のスピーカは、ポールピースを備え、前記ポールピースの周囲に磁気ギャップを有してなる磁気回路部と、前記磁気ギャップに配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルの駆動力により振動する振動板と、を有し、前記ボイスコイルと、前記ポールピースとの間の間隙に球体が保持されていることを特徴とする。これにより、ボイスコイルがポールピースの外周面に接触する不具合を抑制でき、ボイスコイルとポールピースとの接触を、球体を介して最小限に抑えることができる。これにより、雑音の発生を抑制でき、優れた音響特性を得ることができる。
【００１１】
本発明では、前記ポールピースの外周面には、前記球体に対する受け座が設けられ、前記球体は前記受け座に保持されており、前記球体の一部が前記間隙内に突出していることが好ましい。これにより、球体を一部が間隙内に突出した状態を保ちながら適切に保持することができる。
【００１２】
また本発明では、前記ポールピースの外周面には被覆層が形成され、前記球体の一部が前記被覆層にて保持され、前記球体の一部が前記間隙内に突出していることが好ましい。これにより、球体を一部が間隙内に突出した状態を保ちながら適切に保持することができる。
【００１３】
また本発明では、複数個の前記球体が前記ポールピースの外周面の周方向に沿って間隔を空けて保持されていることが好ましい。これにより、ボイスコイルの横揺れ方向に関わらず、ボイスコイルがポールピースの外周面に接触する不具合を適切に抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスピーカによれば、ボイスコイルがポールピースの外周面に接触する不具合を抑制でき、ボイスコイルとポールピースとの接触を、球体を介して最小限に抑えることができる。これにより、雑音の発生を抑制でき、優れた音響特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスピーカを模式的に示した部分縦断面図である。
【図２】ポールピースとボイスコイルの一部を拡大して示した部分拡大縦断面図である。
【図３】ポールピースとボイスコイルの一部を拡大して示した部分拡大横断面図である。
【図４】球体をポールピースにて保持する他の形態を示す部分縦断面図である。
【図５】球体をポールピースにて保持する他の形態を示す部分縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスピーカを模式的に示した部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスピーカを模式的に示した部分縦断面図である。図２は、ポールピースとボイスコイルの一部を拡大して示した部分拡大縦断面図である。図１に示すスピーカ１は、外磁型スピーカを構成する。
【００１７】
図１に示すようにスピーカ１は、磁気回路部２と、磁気回路部２の磁気ギャップＧに配置されるボイスコイル３と、ボイスコイル３の駆動力により振動する振動板（コーン）４と、を有して構成される。磁気回路部２はフレーム１２に取り付けられている。
【００１８】
図１に示すように、磁気回路部２は、ポールピース５と、ポールピース５と一体的に形成されたバックプレート６と、磁石７と、トッププレート８と、を有して構成される。ポールピース５、バックプレート６及びトッププレート８は、磁石７から発生する磁束を任意の場所へ導くためのヨークを構成している。ポールピース５、バックプレート６及びトッププレート８は、いずれも磁性体で形成されている。
【００１９】
ポールピース５は、バックプレート６の中心に位置して円柱状にて突出している。図１に示すように、バックプレート６の上面６ａには、円環状の磁石７が配置され、ポールピース５は、磁石７の内周面の内側に挿入されている。図１に示すように、磁石７とポールピース５との間には隙間が設けられている。図１に示すように、磁石７の上面７ａには円環状のトッププレート８が配置されている。トッププレート８の内径は、磁石７の内径よりも小さくされている。そしてポールピース５とトッププレート８の間には微小な磁気ギャップＧが形成されている。図１に示す磁気回路部２は、トッププレート８の上面がフレーム１２に取り付けられて固定されている。
【００２０】
図１、図２に示すように、ボイスコイル３は、アルミなどの金属材料や紙などから成る筒状のコイルボビン１０の外周に、絶縁被覆された導線１１が巻回されて構成されている。そしてコイルボビン１０の内周側にポールピース５が挿入されている。このため図１に示すように、ボイスコイル３は、磁気回路部２の磁気ギャップＧに配置されている。
【００２１】
振動板（コーン）４は、紙や布や金属、ポリプロピレン、ポリエステルといった合成樹脂等で形成される。振動板４は、複数の屈曲部を有した曲面状の薄板であり、その一端がコイルボビン１０の外周面に、他端がエッジ４ａを介してフレーム１２に接着剤等で接合されている。
【００２２】
また図１に示すように、センターキャップ１３が、振動板４に接着剤等で接合されている。図１に示すように、センターキャップ１３は、コイルボビン１０の開口上方を覆っている。
【００２３】
図１に示すスピーカ１では、端子（図示せず）を介して信号電流がボイスコイル３に送られる。その結果、ボイスコイル３で発生した電磁力により、磁石７の磁束との関連でボイスコイル３が軸方向に沿って移動する。そしてボイスコイル３の移動は、振動板４の振動として伝播され、外部に音響として出力される。
【００２４】
本実施の形態では、図１、図２Ａに示すように、ポールピース５とボイスコイル３との間に球体（ボール）２０が保持されており、球体２０により、ポールピース５とボイスコイル３との間の間隙２１が保たれている。
【００２５】
球体２０は、微小球であり、例えば、径は０．５ｍｍ程度以下であり、０．３ｍｍ程度以下であることが好ましく、０．２ｍｍ程度以下であることがより好ましい。
【００２６】
球体２０の材質を限定するものでないが、例えば、球体２０は、超硬合金、ステンレス鋼などの金属、ジルコニア、炭化ケイ素等のセラミック、高温耐熱樹脂で形成される。
【００２７】
図２Ａに示すように、ポールピース５の外周面５ａには、凹状の受け座２２が形成されている。受け座２２の表面は略半球状であり、図２Ａの断面で見た、受け座２２の曲率半径は、球体２０の曲率半径とほぼ同じかやや大きい。
【００２８】
図２Ａに示すように、球体２０が受け座２２に接着層あるいは粘着層２３を介して接合されている。あるいは、接着層あるいは粘着層２３を設けず、球体２０を受け座２２に圧入して（固定）支持してもよい。このとき球体２０の硬度がポールピース５よりも高いうえに、受け座２２が球体２０の半分以上の領域と重なる球凹面の表面とすることで、効果的に球体２０をポールピース５に圧入により粘着固定することができる。なお本明細書での「粘着」とは、球体２０が回転はしなくても、球体２０がその場で動く余地を持たせることを意味する。また球体２０を設けることで、後述するように、ボイスコイル３との接触を点接触にでき、しかも球体２０に対する保持表面をどの位置にしても外周面５ａから突出する球体２０の突出量及び突出形状を一定にできる。
【００２９】
上記したように、球体２０は、微小球であり、図２Ａのように、球体２０の一部がポールピース５の外周面５ａから突出した状態で固定される。したがって、ポールピース５とボイスコイル３との間の間隙２１を、０．３ｍｍ程度以下、好ましくは０．１ｍｍ程度以下の一定の微小空間に保つことができる。この結果、磁気損失を効果的に抑制できる。
【００３０】
換言すれば、磁気損失の抑制のために、ポールピース５とボイスコイル３との間の間隙２１を非常に狭くしても球体２０を介在させたことで、ボイスコイル３がポールピース５の外周面５ａに接触するのを防止することができる。同様に、ボイスコイル３がトッププレート８の内周面に接触するのを防止することができる。
【００３１】
すなわち図２Ａに示すように、ボイスコイル３のコイルボビン１０は、球体２０に点接触し、コイルボビン１０がポールピース５の外周面５ａに接触することはない。このように本実施の形態では、ボイスコイル３とポールピース５との接触を、球体２０を介して最小限に抑えることができる。これにより、雑音の発生を抑制でき、優れた音響特性を得ることができる。また本実施の形態では、従来、ボイスコイル３の横揺れを抑制するためにボイスコイル３とフレーム１２との間に繋いでいたダンパーを撤去することができる。ただし本実施の形態では、ダンパーをボイスコイル３の横揺れ抑制用として補助的に用いることも可能である。このとき本実施の形態では、球体２０を配置しているため、ボイスコイル３の横揺れは従来よりも小さくできており、ダンパーを更に配置しても、ダンパーにてボイスコイル３の横揺れに基づく振動は生じにくく、従来よりも雑音を抑制できる。
【００３２】
また図２Ａのように、ボイスコイル３が球体２０に点接触した状態を保ちながらボイスコイル３を移動させてもよいし、ボイスコイル３が球体２０に点接触するのは、ボイスコイル３の偏心や振動板４の変形等、横揺れ要因が発生した場合だけに留めておくこともできる。すなわち、図２Ｂに示すように、ボイスコイル３とポールピース５との間の間隙２１の幅寸法Ｔ１を、球体２０の突出量Ｔ２よりも若干広く設定しておくことで、通常（横揺れ要因のないとき）は、ボイスコイル３が球体２０に点接触することなく磁気ギャップ空間を軸方向に移動するように設定することもできる。
【００３３】
図３は、ポールピースとボイスコイルの一部を拡大して示した部分拡大横断面図である。なお図３では、ボイスコイル３のうち、コイルボビン１０のみを図示した。図３に示すように、複数個の球体２０がポールピース５の外周面５ａの周方向に間隔を空けて保持されている。また、球体２０とボールピース５との間には、図２と同様に、微小な隙間が設けられている。また図３に示すように、複数の球体２０は、ポールピース５の中心Ｏを介して対向して配置されており、対向配置される一対の球体２０が複数組設けられることが好適である。図３では、直交するＸ方向及びＹ方向に夫々、一組ずつ対向配置された球体２０が設けられている。これにより、ボイスコイル３の横揺れ方向に関わらず、ボイスコイル３がポールピース５の外周面５ａに接触する不具合を適切に抑制できる。
【００３４】
また図３に示すポールピース５とボイスコイル３との間隙２１内に磁性流体２４が充填されていてもよい。本実施の形態では、ポールピース５とボイスコイル３との間に球体２０を介在させたことで、ポールピース５とボイスコイル３との間の間隙２１の幅変動は極小であり、したがって従来のようにボイスコイル３の振動によって磁性流体２４が飛散現象の量を下げることができる。磁性流体２４をポールピース５とボイスコイル３との間隙２１内に充填したことで、音声電流の通電に伴うボイスコイル３からの熱を効率よくポールピース５やトッププレート８に伝達させることができ、いわゆるヒートシンクとしての効果を得ることができる。
【００３５】
図４は、球体をポールピースにて保持する他の形態を示す部分縦断面図である。図４に示すように、ポールピース５の外周面５ａ及び上面５ｂには、被覆層３５が形成されており、球体２０の一部が被覆層３５にて保持されている。そして被覆層３５にて保持された以外の球体２０の表面（球体２０の一部）が、ポールピース５とボイスコイル３との間の間隙２１内に突出している。被覆層３５は、ポールピース５内に発生する電流を短絡するのが目的で、良好な導電性が必要であり、金属材料で形成される。被覆層３５は例えば銅キャップ層である。被覆層３５は、めっきや蒸着法等で形成することができる。また被覆層３５は、図４に示すポールピース５の外周面５ａのみに形成される形態、更には、外周面５ａ全体でなく一部分だけに形成される形態であってもよい。
【００３６】
図４に示す形態では、図２に示す形態と違って、ポールピース５の外周面５ａに受け座２２を加工することが必要でなく、球体２０を容易にポールピース５の外周面５ａに保持することができる。
【００３７】
また図５に示すように、被覆層３５には、穴３７が設けられ、球体２０が穴３７にて支持されている構成であることが好ましい。これにより、球体２０を多少、動けるように粘性支持することができる。
【００３８】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るスピーカを模式的に示した部分縦断面図である。図６に示すスピーカ３０は、内磁型スピーカを構成する。なお図６において図１と同じ符号の箇所は、同じ部分を示している。
【００３９】
図６に示すスピーカ３０は、図１に示すスピーカ１と磁気回路部の構成が異なっている。すなわち図６に示すスピーカ３０の磁気回路部３６は、磁石３１と、ヨーク３２とポールピース３３とを有し、ヨーク３２と一体的に形成されたトッププレート３４がポールピース３３との間で磁気ギャップＧを構成した形態とされる。
【００４０】
図６に示すように、ヨーク３２は上面開口のケース状であり、ヨーク３２の底面に円柱状の磁石３１が配置されている。そして円柱状のポールピース３３が磁石３１の上面に固定支持されている。ヨーク３２の上部に位置するトッププレート３４は、ポールピース３３の外周面３３ａに近づく方向に突き出しており、トッププレート３４とポールピース３３間の磁気ギャップＧが狭小化されている。
【００４１】
内磁型のスピーカ３０も外磁型のスピーカ１と同様に、端子（図示せず）を介して信号電流がボイスコイル３に送られる。その結果、ボイスコイル３で発生した電磁力により、磁石３１の磁束との関連でボイスコイル３が軸方向（図示上下方向）に沿って移動する。そしてボイスコイル３の移動は、振動板４の振動として伝播され、外部に音響として出力される。
【００４２】
図６におけるスピーカ３０でも図１と同様に、ポールピース３３とボイスコイル３との間に球体２０が保持されている。球体２０の保持は、図２から図４に示した形態を適用できる。これにより、ボイスコイル３がポールピース３３の外周面３３ａに接触する不具合を抑制でき、ボイスコイル３とポールピース３３との接触を、球体２０を介して最小限に抑えることができる。これにより、雑音の発生を抑制でき、優れた音響特性を得ることができる。
【００４３】
なお、球体２０の保持は上記ではポールピース側としているが、ボイスコイル３側としてもよい。ただしポールピース側で球体２０を保持するほうが、適切かつ簡単に球体２０の保持を行うことができ好適である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、振動板を振動させて音声信号を再生する音声再生用のスピーカであって、従来に比べて雑音を低減でき良好な音響特性を備えたものにできるため、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００４５】
１、３０  スピーカ
２、３６  磁気回路部
３  ボイスコイル
４  振動板
５、３３  ポールピース
６  バックプレート
７、３１  磁石
８、３４  トッププレート
１０  コイルボビン
１１  導線
１２  フレーム
２０  球体
２１  間隙
２２  受け座
２４  磁性流体
３２  ヨーク
３５  被覆層
【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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