JP7629264B2

JP7629264B2 - スピーカー装置

Info

Publication number: JP7629264B2
Application number: JP2021053421A
Authority: JP
Inventors: 由輝小林
Original assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2025-02-13
Anticipated expiration: 2041-03-26
Also published as: US11778389B2; US20220312125A1; JP2022150705A

Description

本発明は、電気信号を音に変換するスピーカー装置に関する。

従来、特許文献１に記載のスピーカー装置のように、磁気回路を構成する有底筒状のヨークであって、ヨークの開口端部に外向きに突出する突出部を備えたヨークが存在している。ヨークは、フレームなどと称される基礎部材に設けられた係合部に突出部を係合させることで基礎部材に固定されている。

特開２００６－１８６５１７号公報

ところが従来のスピーカー装置では、組立時において、ヨークの中心軸と基礎部材の中心軸との僅かなずれが発生し、スピーカー装置の音圧周波数特性に悪い影響を及ぼすことがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、組立時の基礎部材とヨークとの位置関係を簡単に決定することができるスピーカー装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の１つであるスピーカー装置は、有底筒状のヨークと、マグネットと、トッププレートとを有する磁気回路と、前記ヨークと前記トッププレートの隙間である磁気ギャップに一端部が挿入状態で配置されるボイスコイル体と、前記ボイスコイル体の他端部に連結される振動板と、前記ヨーク、および前記振動板を保持する基礎部材と、を備え、前記基礎部材は、前記ヨークを挿入状態で所定の位置に保持する貫通孔を備え、前記ヨークは、前記磁気ギャップが前記基礎部材の内側に配置された状態で前記貫通孔の外側周面部に当接する突出部を備える。

本発明によれば、基礎部材の貫通孔にヨークを挿入することでヨークの中心軸と基礎部材の中心軸との位置関係を正確に決定し、スピーカー装置の所望の音圧周波数特性を維持することができる。

本実施の形態におけるスピーカー装置の外観を正面から示す斜視図である。本実施の形態におけるスピーカー装置の外観を裏側から示す斜視図である。本実施の形態におけるスピーカー装置を示す断面図である。本実施の形態における基礎部材から磁気回路を取り出して示す分解斜視図である。別態様のスピーカー装置を示す断面図である。

以下、本発明に係るスピーカー装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。

また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。

また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。

図１は、本実施の形態におけるスピーカー装置の外観を正面から示す斜視図である。図２は、本実施の形態におけるスピーカー装置の外観を裏側から示す斜視図である。図３は、本実施の形態におけるスピーカー装置を示す断面図である。これらの図に示すように、スピーカー装置１００は、電気信号を音に変換する電気音響変換器であって、磁気回路１１０と、ボイスコイル体１２０と、振動板１３０と、基礎部材１４０と、を備えている。

磁気回路１１０は、磁気ギャップ１１９（図３参照）に定常的な磁界を発生させる回路である。本実施の形態の場合、磁気回路１１０は内磁型であり、有底円筒状のヨーク１１１と、ヨーク１１１内に収容される円板状のマグネット１１２と、ヨーク１１１の反対側のマグネット１１２の端面に取り付けられ、ヨーク１１１との間で磁気ギャップ１１９を形成する円板状のトッププレート１１３と、を備えている。

ボイスコイル体１２０は、入力信号に応じて磁界を発生させるボイスコイル１２１と、ボイスコイル１２１が巻き付けられる円筒状のボビン１２２とを備えている。ボイスコイル体１２０のボビン１２２の先端部の外周には振動板１３０が取り付けられており、ボビン１２２の基端部にはボイスコイル１２１が配置されている。ボビン１２２の先端にはボビン１２２の開口を封鎖するキャップ１２３が取り付けられている。ボイスコイル１２１は、磁気回路１１０によって形成される円環状の磁気ギャップ１１９にボイスコイル１２１が挿入された状態で配置されている。

振動板１３０は、ボイスコイル体１２０の巻き軸方向の往復動により振動し音を発生させる膜状の部材である。振動板１３０の形状（構造）は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、振動板１３０は、円錐台形（頂上部が切り取られたコーン型）となっている。また、振動板１３０の外周部には環状に膨出したエッジ１３１を備えている。振動板１３０の中心は貫通孔が設けられており、ボイスコイル体１２０が刺し通された状態で接着によりボビン１２２の外周面に取り付けられている。

本実施の形態の場合、振動板１３０の外周部の全周は、基礎部材１４０の第一環状部１４１に接着により取り付けられている。また、振動板１３０の外周部の全周は、第一環状部１４１と挟持部材１５０とにより挟み込まれた状態で取り付けられており、取り付け強度の向上が図られている。挟持部材１５０は、基礎部材１４０と同程度の機械的強度を備えた環状の部材である。

基礎部材１４０は、スピーカー装置１００の構造的な基礎となるいわゆるフレームと称される部材であり、少なくとも磁気回路１１０のヨーク１１１、および振動板１３０を保持する。基礎部材１４０の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、基礎部材１４０は、磁気回路１１０を刺し通した状態で支持する中空の浅い円錐台型の貫通孔部１４３と、振動板１３０の外周が接着により直接接続される円環状の第一環状部１４１と、貫通孔部１４３と第一環状部１４１とを接続する柱状の接続部１４４と、を備えている。接続部１４４は、ボイスコイル体１２０の巻き軸を中心とする円周上に並べて複数個配置されている。

基礎部材１４０の材質は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、基礎部材１４０は、樹脂で構成されており、貫通孔部１４３、第一環状部１４１、および接続部１４４は、一体に成形されている。

ダンパー１６０（図３参照）は、基礎部材１４０とボイスコイル体１２０とを接続し、ボイスコイル体１２０の管軸方向の往復動をサポートする部材である。本実施の形態の場合、ダンパー１６０は、波紋状に湾曲した薄い円環状の部材であり、内周はボイスコイル体１２０の中間部に取り付けられ、外周は基礎部材１４０の中間部に取り付けられている。なお、スピーカー装置１００がダンパー１６０を備えない場合もある。

図４は、基礎部材から磁気回路を取り出して示す分解斜視図である。基礎部材１４０の貫通孔部１４３の頂部には、ヨーク１１１を挿入状態で所定の位置に保持する貫通孔１４５が設けられている。貫通孔１４５は、管軸がボイスコイル体１２０の巻き軸と一致する様に貫通孔部１４３に設けられている。貫通孔１４５を形成する基礎部材１４０の部分の外側の端面である外側周面部１４７（図３参照）は、ボイスコイル体１２０の巻き軸に直行する面内に配置されている。基礎部材１４０は、貫通孔１４５の管軸方向において外側周面部１４７の反対側に内側に向かって突出状に延在する円環状の延在部１４８（図３参照）を備えている。これにより貫通孔部１４３の肉厚を薄くしつつ貫通孔１４５の長さを長くすることができ、貫通孔１４５に挿入されるヨーク１１１の貫通孔１４５の管軸に対する傾きを効果的に抑制することができる。

磁気回路１１０を構成するヨーク１１１は、磁気ギャップ１１９が基礎部材１４０の内側に配置された状態、つまり磁気ギャップ１１９を形成する相手方であるトッププレート１１３が、基礎部材１４０の貫通孔部１４３の内側に収容される状態で円筒状の貫通孔１４５の外側周面部１４７に当接する突出部１１６と、貫通孔１４５に刺し通される挿入部１１７とを備えている。

突出部１１６の形状は特に限定されるものではなく、放射方向に突出する突起、円環状のフランジなどでもかまわない。本実施の形態の場合、突出部１１６は、ヨークの外周面から円環状に突出するフランジ部１１４と、フランジ部１１４の外周面から放射方向に突出する係合突起１１５と、を備えている。フランジ部１１４、および係合突起１１５の基礎部材１４０に対向する面は面一であり、ヨーク１１１の管軸に対し垂直な面内に配置されている。

貫通孔１４５の孔径とヨーク１１１の挿入部１１７の外周面の径との関係は、スピーカー装置１００の音圧周波数特性に悪影響を与えない程度の隙間であることが好ましい。なお、貫通孔１４５にヨーク１１１の挿入部１１７を圧入する締まりばめの関係であってもよい。

本実施の形態の場合、基礎部材１４０は、外側周面部１４７の近傍に突出部１１６の係合突起１１５と係合してヨーク１１１を構造的に基礎部材１４０に固定する係合部１４６を備えている。突出部１１６の係合突起１１５と係合部１４６との係合関係は特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、係合部１４６は、外側周面部１４７との間に係合突起１１５を差し込むことができる距離を隔てて外側周面部１４７に対向状に配置されている。また基礎部材１４０は、ヨーク１１１を貫通孔１４５に挿入する際に係合突起１１５の通過を許容する挿通部１４９を備えており、係合部１４６と外側周面部１４７との隙間は挿通部１４９と連通している。以上の係合構造により、係合突起１１５を挿通部１４９に挿通できる姿勢で貫通孔１４５にヨーク１１１を挿入し、突出部１１６が外側周面部１４７に当接した段階で係合突起１１５を係合部１４６と外側周面部１４７との隙間に差し込むようにヨーク１１１を回転させることにより、係合突起１１５と係合部１４６とが係合し、ヨーク１１１が基礎部材１４０に固定される。なお、ヨーク１１１と基礎部材１４０との結合強度を高めるため、本実施の形態では接着剤を用いてヨーク１１１と基礎部材１４０とを接着している。

以上のように、本実施の形態におけるスピーカー装置１００によれば、係合部１４６と係合突起１１５との係合によりヨーク１１１と基礎部材１４０との位置関係を決定するのではなく、基礎部材１４０に設けた貫通孔１４５の内周面とヨーク１１１の挿入部１１７の外周面とを管軸方向に長く全周にわたって当接させてヨーク１１１と基礎部材１４０との位置関係を決定するため、スピーカー装置１００の組立てにおいて、ヨーク１１１と基礎部材１４０の中心軸のずれを抑制することができ、基礎部材１４０の中心軸とヨーク１１１の管軸との傾きを抑制することができる。また、複数のスピーカー装置１００の組立においても高い位置合わせ精度を実現でき、品質の安定化を図る事ができる。

また、ヨーク１１１の挿入部１１７を長くして、磁気ギャップ１１９を基礎部材１４０の本体（延在部１４８以外の部分）内側に配置し、磁気ギャップ１１９を基礎部材１４０の本体で覆わない構造を採用することにより、ボイスコイル１２１が発生する熱の放熱効率を向上させることができる。なお、延在部１４８が磁気ギャップ１１９の一部を覆っているが、延在部１４８は基礎部材１４０の本体から内側に向かって突出する肉厚の薄い環状部分であるため、放熱効率に及ぼす影響は限定的である。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、基礎部材１４０は、ヨーク１１１を構造的に固定する係合部１４６を備えず、接着によりヨーク１１１を基礎部材１４０に固定してもかまわない。

また、基礎部材１４０に対するヨーク１１１の回転により突出部１１６を係合部１４６に係合させるばかりでなく、ヨーク１１１を基礎部材１４０に押し込むことにより突出部１１６と係合部１４６とを係合させるものでもかまわない。具体例としては図５に示すように、係合部１４６は、貫通孔１４５にヨーク１１１が挿入される際に突出部１１６と当接するテーパー面を備えている。突出部１１６は、係合突起１１５を備えない円環のフランジ状である。当該構造により、貫通孔１４５にヨーク１１１が挿入される際に突出部１１６から押圧力を受けたテーパー面により係合部１４６は外側に逃げるように撓んで突出部１１６の通過を許容する。突出部１１６が通過すると係合部１４６は元の位置に復元し突出部１１６と係合部１４６とが係合する。以上によりヨーク１１１が基礎部材１４０に構造的に固定される。

また、スピーカー装置１００は、振動板１３０の前方に高音領域を担当する第二のスピーカー装置を備えたいわゆる同軸型のスピーカー装置１００であってもかまわない。

また、振動板１３０の前方に共鳴器などの物理的なイコライザーを備えていてもかまわない。

また、スピーカー装置１００は、キャビネットを備えてもよく、テレビやコンピュータ等の電子機器の筐体、車や航空機などの移動体の構造物などに取り付けられても構わない。また、ヘッドホンやインナーホンを構成する筐体にスピーカー装置１００が取り付けられても構わない。

本発明は、音楽などの音声信号を音として再生するスピーカー装置に適用することができる。

１００スピーカー装置
１１０磁気回路
１１１ヨーク
１１２マグネット
１１３トッププレート
１１４フランジ部
１１５係合突起
１１６突出部
１１７挿入部
１１９磁気ギャップ
１２０ボイスコイル体
１２１ボイスコイル
１２２ボビン
１２３キャップ
１３０振動板
１３１エッジ
１４０基礎部材
１４１第一環状部
１４３貫通孔部
１４４接続部
１４５貫通孔
１４６係合部
１４７外側周面部
１４８延在部
１４９挿通部
１５０挟持部材
１６０ダンパー

Claims

有底筒状のヨークと、マグネットと、トッププレートとを有する磁気回路と、
前記ヨークと前記トッププレートの隙間である磁気ギャップに一端部が挿入状態で配置されるボイスコイル体と、
前記ボイスコイル体の他端部に連結される振動板と、
前記ヨーク、および前記振動板を保持する基礎部材と、を備え、
前記基礎部材は、
前記ヨークを挿入状態で所定の位置に保持する貫通孔と、
前記貫通孔の管軸方向において外側周面部の反対側に内側に向かって突出状に延在する円環状の延在部と、
前記外側周面部の近傍に前記ヨークを基礎部材に当接する係合部と、を備え、
前記ヨークは、
前記磁気ギャップが前記基礎部材の内側に配置された状態で前記貫通孔の外側周面部に当接する突出部と、
前記貫通孔に刺し通される挿入部と、を備え、
前記突出部は、
前記ヨークの外周面から円環状に突出し、前記ヨークの管軸に対し垂直な面内に配置されるフランジ部と、
前記フランジ部の外周面から放射方向に突出する係合突起と、を備え、
前記基礎部材に設けた前記貫通孔の内周面と前記ヨークの挿入部の外周面とを管軸方向に全周にわたって当接させるとともに、前記基礎部材の係合部と前記ヨークの突出部のフランジ部を当接させ、前記係合突起を係合させて前記基礎部材と前記ヨークとを固定したスピーカー装置。
前記ヨークは、前記基礎部材の内側に突出した状態で前記基礎部材に保持される
請求項１に記載のスピーカー装置。
前記ヨークの前記突出部は、前記ヨークの管軸方向において前記ヨークの端面よりも中
央よりに配置される
請求項１または２に記載のスピーカー装置。
前記基礎部材は、
前記ヨークを前記貫通孔に挿入する際に前記係合突起の通過を許容する挿通部をさらに備え、
前記係合突起を前記係合部と前記外側周面部との隙間に差し込むように前記ヨークを回転させて、前記係合突起と前記係合部とを係合させる
請求項１から３のいずれか一項に記載のスピーカー装置。
有底筒状のヨークと、マグネットと、トッププレートとを有する磁気回路と、
前記ヨークと前記トッププレートの隙間である磁気ギャップに一端部が挿入状態で配置されるボイスコイル体と、
前記ボイスコイル体の他端部に連結される振動板と、
前記ヨーク、および前記振動板を保持する基礎部材と、を備え、
前記基礎部材は、
前記ヨークを挿入状態で所定の位置に保持する貫通孔と、
前記貫通孔の管軸方向において外側周面部の反対側に内側に向かって突出状に延在する円環状の延在部と、
前記外側周面部の近傍に前記ヨークを基礎部材に当接する係合部と、外側に逃げるように撓むテーパー面と、を備え、
前記ヨークは、
前記磁気ギャップが前記基礎部材の内側に配置された状態で前記貫通孔に刺し通される挿入部と、
前記ヨークの管軸に対し垂直な面内に配置され、外周面から放射方向に突出する突出部と、を備え、
前記基礎部材に設けた前記貫通孔の内周面と前記ヨークの挿入部の外周面とを管軸方向に全周にわたって当接させるとともに、前記基礎部材の係合部と前記ヨークの前記突出部を係合させて、前記貫通孔に前記ヨークが挿入される際に、前記ヨークを前記基礎部材に押し込むことにより前記突出部と前記係合部とを係合させて前記基礎部材と前記ヨークとを固定した
スピーカー装置。