(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路に結合したフレームの周縁部にエッジを介して結合した振動板の中央部に上記磁気回路の磁気ギャップにはまり込むボイスコイルが巻装されたボイスコイルボビンに、当該ボイスコイルボビンの動きに比例した信号を取り出すための検出コイルを巻装したスピーカに於いて、上記ボイスコイルボビンとして、補強用として用いられる金属箔テープをすき間をもたせてらせん状に巻き、内外周に絶縁用の紙あるいは樹脂シートを貼りつけたもので構成したスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカの振動に比例した信号を取り出す機能を付加したスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スピーカの振動に比例した信号を取り出すためにボイスコイルボビンに検出コイルを巻装したスピーカは図８に示す構成となっていた。
【０００３】
すなわち、センターポール１を有するプレート２上にリング状のマグネット３と同じくリング状の上部プレート４を配置して磁気回路５を構成し、この磁気回路５の上にフレーム１１を結合し、このフレーム１１の周縁部にエッジ１２を介してコーン状の振動板１３を組付け、この振動板１３の中央に前述の磁気回路５の磁気ギャップ６にはまり込むボイスコイル７と検出コイル８が巻装されたボイスコイルボビン９の上部を結合し、このボイスコイルボビン９の中間部をダンパー１０により上記フレーム１１に保持し、上記振動板１３の中央部の上面にダストキャップ１４を貼りつけ、上記フレーム１１に設けたターミナル１６および１８に錦糸線１５および１７をそれぞれ接続し、この錦糸線１５および１７の他端を上記ボイスコイルボビン９の中間部で上記ボイスコイル７および上記検出コイル８と接続して構成されていた。
【０００４】
この構成で、上記ターミナル１６に電気信号を入力すると、上記錦糸線１５を通して上記ボイスコイル７に電気信号が印加され、この電気信号に応じて、上記磁気回路５の磁気ギャップ６にはまり込んだボイスコイル７がフレミングの左手の法則に従いピストン運動し、上記ボイスコイルボビン９に結合された振動板１３を振動させ、上記振動板１３から音響出力が得られる。上記ボイスコイル７がピストン運動をすると、上記検出コイル８にフレミングの右手の法則に従い上記ボイスコイル７の運動に比例した電気信号が誘起され、この電気信号は上記錦糸線１７を通して上記ターミナル１８から取り出される構成となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスピーカにおいて、振動に比例した信号を取り出すためにボイスコイルボビン９に検出コイル８を巻装した場合、図９に示すように、同じ線径の丸線の検出コイル８とボイスコイル７をそれぞれ２層に巻装した構成となっており、ボイスコイル７および検出コイル８の巻装外径が大きくなるため磁気ギャップ６もそれに比例して大きくとる必要があった。その結果、磁気ギャップ６における磁束密度が減少することにより、スピーカの能率が低下し、さらにはＱ0（共振の鋭さ）が大きくなるといった問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のスピーカにおいては、ボイスコイルボビンとして、補強用の金属箔テープをすき間をもたせてらせん状に巻き、内外周に絶縁用の紙あるいは樹脂シートを貼りつけたものを用い、らせん状に巻いた金属箔テープをボイスコイルボビンの動きに比例した信号を取り出す検出コイルとして構成したものである。
【０００７】
この構成によれば、ボイスコイルボビンの外形を大きくすることなく、ボイスコイルボビン内に金属箔テープからなる検出コイルをらせん状に巻装しているため、磁気回路の磁気ギャップを広げる必要はなく、磁気ギャップの磁束密度低下によるスピーカの能率低下やＱ0が大きくなることなく、スピーカの振動に比例した信号を取り出すことのできるスピーカを得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ボイスコイルボビンとして、補強用の金属箔テープをすき間をもたせてらせん状に巻き、内外周に絶縁用の紙あるいは樹脂シートを貼りつけたものを用い、らせん状に巻いた金属箔テープをボイスコイルボビンの動きに比例した信号を取り出す検出コイルとして構成したものであり、ボイスコイルボビンの強度を高めるとともに製造工程を変更することがないためコストを抑制することができるという作用を有する。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
（改善例１）
図１は改善例１のスピーカを示す断面図であり、その構成は次のようになっている。
【００１１】
センターポール２１を有するプレート２２上にリング状のマグネット２３とこのマグネット２３上にリング状の上部プレート２４を配置し、これらは接着剤によって結合され磁気回路２５を構成している。この磁気回路２５の上部プレート２４上にはフレーム３１が溶接あるいは接着などによって結合され、このフレーム３１の周縁部には柔軟性と弾性を有する材料からなるエッジ３２が結合され、このエッジ３２には振動板３３の周縁部が結合されている。
【００１２】
この振動板３３の中央部にはボイスコイルボビン２９が結合され、このボイスコイルボビン２９の下部にはボイスコイル２７と検出コイル２８が巻装され、上記磁気回路２５の磁気ギャップ２６に偏心することなくはまり込んでいる。このボイスコイルボビン２９の中間部は周縁部を上記フレーム３１に結合したダンパー３０の中央部に結合されて支持されている。また、上記振動板３３の中央部のボイスコイルボビン２９の上部にダストキャップ３４が結合されている。上記ボイスコイル２７は錦糸線３５によりターミナル３６に接続され、上記検出コイル２８は錦糸線３７によりターミナル３８に接続される。
【００１３】
このスピーカの動作について説明する。上記ターミナル３６に電気信号を印加すると、上記錦糸線３５を介して上記ボイスコイル２７に電気信号が伝わり、上記磁気ギャップ２６の磁束と上記ボイスコイル２７に流れる電流によりフレミングの左手の法則に従い上記ボイスコイルボビン２９がピストン運動し、このピストン運動が上記振動板３３に伝えられて上記振動板３３から電気信号に応じた音響出力が放射される。上記ボイスコイルボビン２９がピストン運動をすると、その速度と上記磁気ギャップ２６の磁束によりフレミングの右手の法則に従い、上記検出コイル２８に起電力が誘起され、この起電力は上記錦糸線３７を介して上記ターミナル３８から電気信号として取り出される。
【００１４】
このような構成でボイスコイル２７に電気信号が印加されたとき、上記ボイスコイル２７に発生する駆動力Ｆ（Ｎ）は、印加された電気信号により上記ボイスコイル２７に流れる電流をＩ（Ａ）とし、上記磁気ギャップ２６中の上記ボイスコイル２７の長さｌ（ｍ）上記磁気ギャップ２６中の磁束密度Ｂ（Ｗｅ／ｍ2）から（式１）で表わされる。また上記ボイスコイルボビン２９の運動により上記検出コイル２８に誘起される起電力Ｅ（Ｖ）は、上記ボイスコイルボビン２９の運動する速度をＶ（ｍ／ｓ）とすると、（式２）で表わされ、どちらの場合も上記磁気ギャップ２６中の磁束密度に比例することになっている。また、スピーカのＱ0（共振の鋭さ）は上記磁気ギャップ２６中の磁束密度の２乗に逆比例する。
【００１５】
Ｆ＝ＢｌＩ（Ｎ）              （式１）
Ｅ＝ＢｌＶ（Ｖ）              （式２）
ここで本実施の形態１のスピーカは図２に示すように、上記ボイスコイル２７と上記ボイスコイル２７の線径の１／４以下の線径をもつ検出コイル２８を、上記ボイスコイル２７の線間のすき間に上記検出コイル２８がはまり込むように上記ボイスコイルボビン２９に巻装する構成としたもので、この構成とすることにより、上記ボイスコイル２７と上記検出コイル２８を巻装した外径は上記検出コイル２８を巻装しない場合と同じであるため、上記磁気ギャップ２６を拡げることがなく、上記磁気ギャップ２６内の磁束密度の低下がない。
【００１６】
以上のように改善例１のスピーカは、スピーカの能率を下げず、Ｑ0が大きくなることなく、スピーカの振動に比例した電気信号を取り出せることが可能となる。
【００１７】
（改善例２）
次に改善例２のスピーカについて図３および図４を用いて説明する。改善例１と異なるところは、ボイスコイル２７として丸線のボイスコイルに対し同じ断面積で、かつ幅が丸線の直径と同じ値をもつ、断面形状が長方形をした平角線のボイスコイルと、検出コイル２８として、上記丸線の直径から上記平角線の厚みを差し引いた値の厚みをもつ平角線の検出コイルを用い、ボイスコイルボビン２９の外周面に対し、厚み方向が垂直になるように検出コイル２８を巻装し、その外周に厚み方向が垂直になるようにボイスコイル２７を巻装した点にある。
【００１８】
この構成とすることにより、改善例１と同様の効果が得られるとともに、それぞれのコイルをすき間なく巻装できるため、磁気ギャップ２６内の磁束を有効に使用できる。
【００１９】
（改善例３）
次に改善例３のスピーカについて図５を用いて説明する。改善例３に示すものは、改善例２における平角線のボイスコイルと平角線の検出コイルを用い、ボイスコイルボビン２９の外周面に対し、厚み方向が平行になるように、かつボイスコイルボビン２９の軸方向に、ボイスコイル２７と検出コイル２８を交互に重ねて巻装したものである。
【００２０】
この構成とすることにより、改善例１と同様の効果が得られるとともに、コイルの幅の広い方を曲げて巻装するためボイスコイル２７の強度を高め、信頼性に富んだものとすることができる。
【００２１】
（実施の形態１）
次に本発明の実施の形態１のスピーカについて図６を用いて説明する。実施の形態１に示すものは、ボイスコイルボビン２９として、補強用の金属箔テープ３９をすき間をもたせてらせん状に巻き、内外周に紙または樹脂製の絶縁用シート４０を貼りつけたものを用い、上記金属箔テープ３９の両端からボイスコイルボビンの動きに比例した信号を取り出すようにしたものである。つまり、らせん状に巻いた金属箔テープ３９を検出コイル２８として用いるように構成したものである。
【００２２】
この構成とすることにより、ボイスコイルボビン２９の外形を大きくすることなく、ボイスコイルボビン２９内に補強用の金属箔テープ３９をらせん状に巻装しているため、磁気回路の磁気ギャップを広げる必要はなく、磁気ギャップの磁束密度低下によるスピーカの能率低下やＱ0が大きくなることなく、スピーカの振動に比例した信号を取り出すことのできるスピーカを得られるとともにボイスコイルボビン２９の強度を高めることができ、さらに製造工程を変更することがないためコストの上昇を抑制することができる。
【００２３】
（応用例１）
次に本発明の応用例１のスピーカについて図７を用いて説明する。応用例１において、実施の形態１と異なるところは、ボイスコイルボビン２９として両面に絶縁層をもつフレキシブルプリント配線板を円筒状に丸めたものを用いたことにある。フレキシブルプリント配線板は円筒状に丸めた時、プリント配線板の導体箔が円筒の軸方向にらせん状につながるように配線し、この導体箔からボイスコイルボビン２９の動きに比例した信号を取り出すようにしたものである。
【００２４】
この構成とすることにより実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、スピーカの振動部の重量の増加を抑制することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明のスピーカは、ボイスコイルボビン２９の外形を大きくすることなく、ボイスコイルボビン２９内に補強用の金属箔テープ３９をらせん状に巻装しているため、磁気回路の磁気ギャップを広げる必要はなく、磁気ギャップの磁束密度低下によるスピーカの能率の低下やＱ0が大きくなることなく、スピーカの振動に比例した電気信号を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関連するスピーカの改善例１を示す断面図
【図２】  同スピーカのボイスコイル部の拡大断面図
【図３】  本発明に関連する改善例２を示すボイスコイル部の詳細断面図
【図４】  同改善例２のボイスコイルの形状を示す断面図
【図５】  本発明に関連する改善例３を示すボイスコイル部の詳細断面図
【図６】  本発明の実施の形態１を示すボイスコイル部の詳細断面図
【図７】  本発明の応用例１を示すボイスコイル部の詳細断面図
【図８】  従来のスピーカを示す断面図
【図９】  同スピーカのボイスコイル部の拡大断面図
【符号の説明】
２５  磁気回路
２６  磁気ギャップ
２７  ボイスコイル
２８  検出コイル
２９  ボイスコイルボビン
【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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【図８】
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【図９】
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