JP4134428B2 - スピーカ - Google Patents

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Description

【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

Claims (1)

  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。
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