JP2004343385A - スピーカおよびスピーカシステム、そのスピーカを用いた電子機器および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は各種音響機器および情報通信機器に使用されるスピーカに関するものであり、音圧レベルの調整が課題であった。
【解決手段】本発明のスピーカは、磁気回路２４とフレーム２６との相対位置をボイスコイル２８の振動方向に対し位置調整可能にして構成することで、本来の位置からずれてしまったボイスコイル２８の巻線位置に、磁気回路２４を移動させ、その磁極を再配置して任意のスピーカの音圧レベルを確保できる構成としたものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種音響機器および情報通信機器に使用されるスピーカおよびスピーカシステム、そのスピーカを用いた電子機器および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスピーカについて、図１１および図１２により説明する。
【０００３】
図１１は従来のスピーカの断面図を示したものである。図１２は、図１１のスピーカの磁極位置とボイスコイルの巻線位置がずれてしまった状態のスピーカの断面図を示したものである。
【０００４】
図１１によると、着磁されたマグネット１を上部プレート２とヨーク３により挟み込んで磁気回路４を構成している。この磁気回路４のヨーク３にフレーム６を結合し、このフレーム６の周縁部に振動板７のエッジ部７ａを結合している。そして、この振動板７にボイスコイル８を結合するとともに、このボイスコイル８を上記磁気回路４の磁気ギャップ５に挿入してスピーカを構成している。
【０００５】
ここで、前記磁気回路４のヨーク３とフレーム６とは、溶接工法や接着工法等の方法により固定し結合されている。
【０００６】
次に、図１２によると、図１１のスピーカを長期間使用して、支持系である振動板７のエッジ部７ａの支持能力が低下した状態を示したものである。すなわち、本来、図１１に示すように、磁気ギャップ５の上部プレート２の位置に配置されているボイスコイル８の巻線部が、下方にずれてしまった状態になっている。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６３−２８３３９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のスピーカは、特に車載用音響機器や情報通信機器に使用されることが多く、スピーカの取り付け方向は、さまざまな方向で取り付けられている。
【００１０】
しかも、自動車や携帯電話のような移動体であれば、絶えず、その移動方向や振動方向が変わったり、外部振動やショックによりスピーカの振動系が影響を受けたりすることが多い。
【００１１】
上記のような使用実態から、経年変化として、スピーカの音圧レベルが低下して所望の音圧レベルを満足できなくなるという課題を有するものであった。
【００１２】
この理由としては、スピーカの振動板自体の振動およびスピーカ以外の外部からの振動の影響により、スピーカの振動系を支持している支持系がストレスを受け、支持能力が低下してしまうことにより発生している。すなわち、音圧レベルが本来一番高くなるよう設定されている磁気回路の磁極とボイスコイル巻線との相対位置が、支持系部品の支持能力が低下してしまうことによりずれてしまい、磁束密度の大きな位置からボイスコイルの巻線部がはずれて振動してしまうことにより、音圧レベル低下が発生してしまうものである。
【００１３】
この現象は、支持能力が低下してしまった支持系では、振動系を支えきれず振動系自体の自重により、重力方向に引っ張られボイスコイル巻線が磁気回路の磁極からはずれてしまうことにより発生してしまうものである。よって、自動車のリアトレイ用のスピーカのように、振動板を上向きに設定して取り付けられている場合は、ボイスコイルが磁気ギャップの内部へずれてしまうことになる。一方、天井用のスピーカのように、振動板を下向きに設定して取り付けられている場合は、ボイスコイルが磁気ギャップの外部へずれてしまうことになる。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するもので、支持系部品の支持能力が低下してしまっても、音圧レベルが確保できる優れたスピーカを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカであって、前記磁気回路と前記フレームの相対位置はボイスコイルの振動方向に対し位置調整可能にしてスピーカを構成したものである。
【００１７】
この構成により、経時変化等により発生した支持系部品の支持能力低下により本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することができる。よって、スピーカの音圧レベルを確保することができる。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、磁気回路とフレームとの結合は、磁気回路をフレームに圧入することにより構成したものである。この構成により、磁気回路を安定してフレームに可動自在に固定し、加圧することで簡単にスライドさせることができる。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、磁気回路とフレームとの結合を、ねじ止めにより構成したものである。この構成により、磁気回路とフレームとを安定して固定することができ、磁極の位置を簡単に、しかも精度良く移動させることができる。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の発明は、磁気回路とフレームとの結合は、フレームを磁気回路に圧入することにより構成したものである。この構成により、スピーカの低コスト化を図ることができる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、磁気回路のフレームとの結合部の外周と、フレームの磁気回路との結合部の内周とにねじを設けて構成したものである。この構成により、スピーカの磁気回路かフレームを回転させることにより、磁極の位置を簡単に、しかも精度良く移動させることができる。
【００２２】
本発明の請求項６に記載の発明は、磁気回路のフレームとの結合部の内周と、フレームの磁気回路との結合部の外周とにねじを設けて構成したものである。この構成により、スピーカの磁気回路かフレームを回転させることにより、磁極の位置を簡単に、しかも精度良く移動させることができる。
【００２３】
本発明の請求項７に記載の発明は、磁気回路のフレームとの結合部の外周と、フレームの磁気回路との結合部の内周とにロック機構を設けて構成したものである。この構成により、スピーカの磁気回路とフレームとを安定して、しかも精度良く固定と移動をさせることができる。
【００２４】
本発明の請求項８に記載の発明は、磁気回路のフレームとの結合部の内周と、フレームの磁気回路との結合部の外周とにロック機構を設けて構成したものである。この構成により、スピーカの磁気回路とフレームとを安定して、しかも精度良く固定と移動をさせることができる。
【００２５】
本発明の請求項９に記載の発明は、ロック機構はツメ部と多段階からなるストッパー部とで構成したものである。この構成により、スピーカの磁気回路とフレームとを安定して、しかも精度良く固定と移動をさせることができる。
【００２６】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載してスピーカシステムを構成したものである。この構成により、スピーカシステムの音圧レベル低下についても、本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００２７】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載して電子機器を構成したものである。この構成により、電子機器の音圧レベル低下についても、本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００２８】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載して装置を構成したものである。この構成により、装置の音圧レベル低下についても、本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同様の内容については、その説明を省略して説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１および請求項２に記載の発明について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態１のスピーカを示す断面図である。図１によると、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２とヨーク２３により挟み込んで磁気回路２４を構成している。この磁気回路２４のヨーク２３をフレーム２６に圧入して結合し、このフレーム２６の周縁部に振動板２７を結合している。そして、この振動板２７にボイスコイル２８を結合するとともに、このボイスコイル２８を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５に挿入している。
【００３２】
この構成とすることで、圧入していることにより磁気回路２４を安定してフレーム２６に固定できるとともに、磁気回路２４とフレーム２６は、加圧することでボイスコイル２８の振動方向と同方向に可動自在となり、簡単にスライドさせることができる。よって、磁気回路２４の磁極とボイスコイル２８の巻線との相対位置を自由に最適位置に設定することができる。
【００３３】
このように、経時変化や外部からの振動やショック等により発生した支持系部品の支持能力低下により、本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することができる。よって、スピーカの音圧レベルを確保することができる。
【００３４】
ここで、磁気回路２４とフレーム２６との外部からの振動やショック等によるずれについて心配な場合は、接着剤等によりその一部を仮止めすることも可能である。
【００３５】
また、本発明は以下に示す別の効果も有している。すなわち、前述した内容はスピーカの音圧レベルを向上させる目的での使用について説明したが、本発明の構成は、音圧レベルを低下させる目的での使用も可能である。
【００３６】
これは、本来スピーカの音圧レベルが最大値になるように設定されている磁気回路２４の磁極と、ボイスコイル２８の巻線との相対位置を、ずらすことによりスピーカの音圧レベルを低下させる使用方法である。この使い方については、スピーカの音圧レベルが高過ぎる場合や、振動系の振幅量を抑えて支持系の保護を図りたい場合等に使用する方法である。
【００３７】
また、歪についての調整も可能である。スピーカの音圧レベルが最大値になるような設定は、必ずしも歪が最低値とならないことが多い。これは、支持系の非直線性が支配的であるために発生する問題である。よって、ハイファイスピーカのように、スピーカの音圧レベルを小さく設定しても、低歪化したい場合には、歪率が最低値になる位置に磁気回路を移動させ、その磁極を設定することで実現することができる。
【００３８】
さらに、この発明は経時変化等によるボイスコイル２８の巻線位置と磁気回路２４の磁極位置とのずれを修正し、音圧レベルや歪率を調整する以外に、スピーカの組立て時に応用することも可能である。すなわち、ボイスコイル２８の巻線位置と磁気回路２４の磁極位置とをあらかじめ設定せず、スピーカの組立て終了後に設定する方法である。
【００３９】
このように生産方法を変更することで、生産性の向上を図ることができる。
【００４０】
当例は、内磁型の小型ダンパーレススピーカについて説明したが、外磁型スピーカやダンパー付きスピーカ等の大型スピーカについても同様に実施可能である。この例については以下に説明する。
【００４１】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態２のスピーカを示す断面図であり、大型で外磁型のダンパー付きスピーカを示したものである。図２によると、着磁されたマグネット３１を上部プレート３２と下部プレート３３により挟み込んで磁気回路３４を構成している。この磁気回路３４の上部プレート３２とフレーム３６とに孔を設けて、ねじ５０により結合している。このフレーム３６の周縁部に振動板３７を結合している。そして、この振動板３７にボイスコイル３８を結合するとともに、このボイスコイル３８をダンパー３９により中心保持しながら、上記磁気回路３４の磁気ギャップ３５に挿入している。
【００４３】
この構成とすることで、磁気回路３４とフレーム３６は、ねじ５０により調整することでボイスコイル３８の振動方向と同方向に可能自在となり、簡単にスライドさせることができる。よって、磁気回路３４の磁極とボイスコイル３８の巻線との相対位置を自由に最適位置に設定することができる。
【００４４】
このように、経時変化や外部からの振動やショック等により発生した支持系部品の支持能力低下により、本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することができる。よって、スピーカの音圧レベルを確保することができる。
【００４５】
さらに、当実施の形態は、ねじ５０は最低１本の使用から実施することができるが、２本以上使用したときの効果として、フレーム３６すなわちボイスコイル３８と磁気回路３４との傾斜についても調整することができる。これは、各々のねじ５０の締め具合により傾斜を調整することができるため、ギャップ不良の低減対策としても使用することができる。この場合は、ねじ５０を４本として磁気ギャップ３５の周囲に均等に配置し、各方向から精度よくその傾斜を微調整できるようにすることが望ましい。これにより、スピーカ生産直後のギャップ不良や、長期使用中の経時変化によるギャップ不良を対策することができ、不良率低減によるスピーカの品質向上を実現することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態３のスピーカの断面図を示したものである。実施の形態１と異なる点は、磁気回路２４とフレーム２６との結合を、磁気回路２４のヨーク２３の内周部にフレーム２６の外周部を圧入して結合している点である。この構成により、簡単な構成のみで磁気回路２４が可動自在なスピーカを実現することができるため、スピーカの低コスト化を図ることができる。
【００４８】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項５および請求項６に記載の発明について説明する。
【００４９】
図４および図５は本発明の実施の形態４のスピーカを示す断面図である。当実施の形態は、それぞれ、実施の形態１、実施の形態３の圧入結合しているヨーク２３とフレーム２６との接触部に、それぞれねじを設けて構成したものである。
【００５０】
図４については、ヨーク２３のフレーム２６との結合部の外周と、フレーム２６のヨーク２３との結合部の内周とにねじを設けて構成したものである。図５については、ヨーク２３のフレーム２６との結合部の内周と、フレーム２６のヨーク２３との結合部の外周とにねじを設けて構成したものである。
【００５１】
この構成により、スピーカの磁気回路２４かフレーム２６を回転させることにより、磁極の位置を簡単に、しかも精度良く移動させることができる。
【００５２】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の特に請求項７、請求項８、請求項９に記載の発明について説明する。
【００５３】
図６および図７は、本発明の実施の形態５のスピーカを示す断面図である。また、図７（ａ）は、本発明の実施の形態５のスピーカを示す断面図、図７（ｂ）は、その要部の拡大断面図である。当実施の形態は、それぞれ、実施の形態１、実施の形態３の圧入結合しているヨーク２３とフレーム２６との接触部に、それぞれツメ部と多段階からなるストッパー部とでロック機構を設けて構成したものである。
【００５４】
図６については、ヨーク２３のフレーム２６との結合部の外周に設けたツメ部と、フレーム２６のヨーク２３との結合部の内周とに設けた多段階からなるストッパー部とでロック機構を構成したものである。図７（ａ）（ｂ）については、ヨーク２３のフレーム２６との結合部の内周に設けた多段階からなるストッパー部と、フレーム２６のヨーク２３との結合部の外周とに設けたツメ部とでロック機構を構成したものである。前記は一例について説明したが、このツメ部と多段階からなるストッパー部とは、ヨーク２３とフレーム２６のどちらに設けても良い。
【００５５】
この構成により、スピーカの磁気回路２４かフレーム２６を加圧することにより、スピーカの磁気回路２４とフレーム２６とを安定して、しかも精度良く固定と移動をさせることができる。
【００５６】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６を用いて、本発明の特に請求項１０に記載の発明について説明する。
【００５７】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載してスピーカシステムを構成したものである。図８は、本発明の実施の形態６のスピーカシステムを示す断面図である。図８によると、請求項１記載のスピーカ４０をエンクロジャー４８に搭載してスピーカシステム４９を構成したものである。
【００５８】
ここで、スピーカ４０のヨーク２３は、スピーカ４０をエンクロジャー４８に搭載したままで、エンクロジャー４８を分解しなくても、ヨーク２３の移動が実施できるように、外部に露出させた構成としている。この構成により、スピーカシステム４９の音圧レベル低下についても、ヨーク２３を移動させることにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００５９】
（実施の形態７）
以下、実施の形態７を用いて、本発明の特に請求項１１に記載の発明について説明する。
【００６０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載して電子機器を構成したものである。図９は、本発明の実施の形態７の電子機器である携帯電話を示す部分断面図である。図９によると、請求項１記載のスピーカ４０を表示モジュール４５や回路基板４３とともに外装ケース４４に搭載して携帯電話４６を構成したものである。この構成により、電子機器である携帯電話４６の音圧レベル低下についても、スピーカ４０のヨーク２３を移動させることにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００６１】
（実施の形態８）
以下、実施の形態８を用いて、本発明の特に請求項１２に記載の発明について説明する。
【００６２】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載して装置を構成したものである。図１０は、本発明の実施の形態８の装置である自動車を示す断面図である。図１０によると、請求項１記載のスピーカ４０を自動車４７のリアトレイに振動板を上向きにして搭載したものである。
【００６３】
この構成により、スピーカ４０の振動系は絶えず重力方向に引張られる状態となる。この状態で、スピーカ４０自身の駆動と自動車４７の走行時の振動等により、スピーカ４０の支持系には常に大きなストレスが加わることになる。そして、これらの大きなストレスは、スピーカ４０の振動系を重力方向に引張る方向に作用されるため、スピーカ４０の振動系は下方に沈んでしまい、そのボイスコイルは磁気ギャップの内部に入り込んだ状態となり、音圧レベルが低下してしまう。このような状態になっても、スピーカ４０のヨーク２３を下方に移動させることにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００６４】
前記は、スピーカ４０を自動車４７のリアトレイに振動板を上向きにして搭載した例を説明したが、別の例として自動車４７の天井に振動板を下向きにして搭載されることもある。この場合は、前記例とは逆の方向に振動系が移動してしまう。すなわち、そのボイスコイルは磁気ギャップの外部へ飛び出した状態となり、音圧レベルが低下してしまう。このような状態になっても、前記同様スピーカ４０のヨーク２３を移動させることにより、音圧レベルを向上させることができる。
【００６５】
また、自動車４７のドアや、ピラー、フロント部等にスピーカ４０の振動板を横向きや斜め向きにして搭載する場合も多い。このような場合は、スピーカのボイスコイルは、単に磁気ギャップの内部に入り込んだ状態や磁気ギャップの外部へ飛び出した状態とはならず、斜めに傾斜してギャップ不良となることが多い。このような場合でも、前述したような、ねじを多数個使用して、スピーカのフレームと、磁気回路すなわちボイスコイルとの傾斜を設けて対応することで、ボイスコイルの振幅移動と磁気回路とを平行になるように修正することで、ギャップ不良をなくすことができる。
【００６６】
この構成により、装置の音圧レベル低下やギャップ不良についても、対策することができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、磁気回路とフレームとの相対位置をボイスコイルの振動方向に対し位置調整可能にしてスピーカを構成したものである。この構成により、経時変化等により発生した支持系部品の支持能力低下により本来の位置からずれてしまったボイスコイルの巻線位置に、磁気回路を移動させ、その磁極を再配置することができ、スピーカの音圧レベルを確保することができる。また、磁気回路とフレームとの相対位置を移動させることで、スピーカの音圧レベルが高過ぎる場合は、音圧レベルを低下させたり、ハイファイスピーカの低歪化を図ったりすることもできる。
【００６８】
さらに、ボイスコイルの巻線位置と磁気回路の磁極位置とをあらかじめ設定せず、スピーカの組立て終了後に設定することで、スピーカの生産性向上を図ることも可能である。また、磁気回路とフレームとに傾斜を設けることにより、ギャップ不良をなくすこともできる。
【００６９】
このように本発明は、スピーカの音圧レベルの調整、低歪化、生産性向上化、ギャップ不良対策等が実現できる優れたスピーカを提供することができ、その工業的価値は非常に大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図
【図３】本発明の実施の形態３におけるスピーカの断面図
【図４】本発明の実施の形態４におけるスピーカの断面図
【図５】本発明の実施の形態４におけるスピーカの断面図
【図６】本発明の実施の形態５におけるスピーカの断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態５におけるスピーカの断面図
（ｂ）はその要部拡大断面図
【図８】本発明の実施の形態６におけるスピーカシステムの断面図
【図９】本発明の実施の形態７における電子機器の部分断面図
【図１０】本発明の実施の形態８における装置の断面図
【図１１】従来のスピーカの断面図
【図１２】従来のスピーカの断面図
【符号の説明】
１ マグネット
２ 上部プレート
３ ヨーク
４ 磁気回路
５ 磁気ギャップ
６ フレーム
７ 振動板
７ａ エッジ部
８ ボイスコイル
２１ マグネット
２２ 上部プレート
２３ ヨーク
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２６ フレーム
２７ 振動板
２８ ボイスコイル
３１ マグネット
３２ 上部プレート
３３ 下部プレート
３４ 磁気回路
３５ 磁気ギャップ
３６ フレーム
３７ 振動板
３８ ボイスコイル
３９ ダンパー
４０ スピーカ
４３ 回路基板
４４ 外装ケース
４５ 表示モジュール
４６ 携帯電話
４７ 自動車
４８ エンクロジャー
４９ スピーカシステム
５０ ねじ

Claims (12)

1. 磁気回路に結合されたフレームと、このフレームの外周部に結合された振動板と、この振動板に結合されるとともに、その一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカであって、前記磁気回路と前記フレームの相対位置はボイスコイルの振動方向に対し位置調整可能に構成されたスピーカ。
2. 磁気回路とフレームとの結合は、磁気回路をフレームに圧入することにより実施されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
3. 磁気回路とフレームとの結合は、ねじ止めにより実施されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
4. 磁気回路とフレームとの結合は、フレームを磁気回路に圧入することにより実施されることを特徴とする請求項１記載のスピーカ。
5. 磁気回路のフレームとの結合部の外周と、フレームの磁気回路との結合部の内周とにねじを設けて構成した請求項１記載のスピーカ。
6. 磁気回路のフレームとの結合部の内周と、フレームの磁気回路との結合部の外周とにねじを設けて構成した請求項１記載のスピーカ。
7. 磁気回路のフレームとの結合部の外周と、フレームの磁気回路との結合部の内周とにロック機構を設けて構成した請求項１記載のスピーカ。
8. 磁気回路のフレームとの結合部の内周と、フレームの磁気回路との結合部の外周とにロック機構を設けて構成した請求項１記載のスピーカ。
9. ロック機構はツメ部と多段階からなるストッパー部とで構成された請求項７または請求項８記載のスピーカ。
10. 請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載したスピーカシステム。
11. 請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載した電子機器。
12. 請求項１から請求項９記載のいずれか１つのスピーカを搭載した装置。

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