JPH08126092A

JPH08126092A - スピーカ

Info

Publication number: JPH08126092A
Application number: JP6253421A
Authority: JP
Inventors: Seisaku Kagitani; 清作鍵谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】各種音響機器に使用されるスピーカに関し、
振動の直線性が悪く、歪みが多い等の課題を解決し、優
れた性能でかつ安価なスピーカを提供することを目的と
する。【構成】全周に亘って複数の貫通した孔１６を格子状
に設けた筒状のボビン１Ｂにコイル２を巻回して形成さ
れたボイスコイル１５を用いた構成とすることにより、
スピーカ振動の非直線性に起因する歪みが発生するとい
う問題点を、大入力時にコイル２の線輪どうしを固着し
ている接着剤を溶かしてしまうという問題点を、振動系
質量が増加して電気対音響変換効率が低下するという問
題点を、ボビン１Ｂの製造方法が高価になるという問題
点を一挙に無くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種音響機器に使用され
るスピーカに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず従来のスピーカについて図面を用い
て説明する。

【０００３】図５は従来のスピーカの構造を示した半断
面図であり、図５において、１はボビンでありクラフト
紙をカーリングして作られ、２はこのボビン１に巻き付
けられたコイル、３はダストキャップ、４は振動板、５
はダンパー、１０はガスケットである。６はトッププレ
ートでその内径は磁気ギャップを形成し、７はマグネッ
ト、８はボトムプレートでギャップを形成するポール部
とマグネットと接合される平坦部からなる。９はフレー
ムで冷間圧延鋼板を打ち抜き成形して作られている。

【０００４】また、図６は従来の別の構成のスピーカの
構造を示した半断面図であり、図６において、１１はボ
トムプレート８Ａのポール部に設けた貫通孔、１２はボ
ビン１Ａに設けた貫通孔、１３はダストキャップ３Ａに
貼り付けた防塵ネット、１４はポール部に貼り付けた防
塵ネットであり、その他の構成は上記図５と同様であ
る。

【０００５】また、図７は上記図５に示した従来のスピ
ーカに使用されるボイスコイルを示す一部切欠斜視図で
あり、図７において１はボビン、２はコイルである。

【０００６】以上のように構成された従来のスピーカに
ついて、以下その動作について説明する。

【０００７】まず、ボイスコイルに印加された交流電流
は磁気ギャップ内で磁束と交差して上下方向の駆動力を
生じる。駆動力はボビン１を介して振動板４に伝達さ
れ、空気の粗密波を発生する。その振動の際に上下振幅
を容易にするために、振動板４の外周は柔軟に収縮する
構造を有し、この外周部はエッジと呼ばれ布や発泡樹脂
を熱成形して得られる。ダンパー５はエッジと類似の作
用をし、上下振動した振動系をニュートラル位置に引き
戻す機能を有し、布を熱成形して得られる。

【０００８】このような作用から明らかなように、大入
力時には上下振幅も大きくなるので、上下に自由に振幅
可能な形状がエッジとダンパー５に求められ、自由な振
幅を阻害する総ての要因は振動の非直線性を招き歪み発
生の原因となる。そして、ボイスコイルに印加された電
流はジュール熱を発生し、過大な入力時にはコイル２の
線輪どうしを固着している接着剤を溶かしてしまう危険
性を秘めている。また、振動する際に振動板４、ダスト
キャップ３、ボイスコイル、ダンパー５とエッジの一
部、これらを接合する接着剤は質量となり一体で動くた
め、これらの重量をできる限り軽くすることが設計上、
また製造上で厳しく配慮されるものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成ではボイスコイルの内側の空間は密閉状態に近
く、かつダストキャップ３は通気性が無く、辛うじて約
１ｍｍの磁気ギャップ内のコイル２の外側を通して外部
と空気の出入りが許されるのみである。そのために、上
下振動の際にはボイスコイルの内側の空間は圧縮膨張を
繰り返すことになり、自由な振動を阻害し、そのエネル
ギーは振動の非直線性を招き歪み発生の原因となるもの
であり、このような問題を解決するために従来以下のよ
うな３種類の方法が用いられていた。

【００１０】まず第１の方法は、上記図６に示すよう
に、ボトムプレート８Ａのポール部に孔１１を開ける方
法である。しかしながら、磁性体として一般的に使用さ
れている棒鋼材では、冷間鍛造連続加工法で１工程で貫
通孔を開けるのは不可能である。従って別工程でドリル
加工を行うため高価となり、加えて貫通孔からの防塵の
ためのネット１４が必要となりさらに高価になるという
問題を有していた。

【００１１】また、第２の方法は、同じく図６に示すよ
うに、ダストキャップ３Ａに孔を開ける方法である。し
かしながらこの方法においてはダストキャップ３Ａの孔
からの防塵のためにネット１３が必要である。この場合
はスピーカ背部とは異なり、スピーカ前面であるため使
用中に様々な塵芥に触れる可能性が高く、空気の流通を
妨げるほど目の密なネットを使用せねばならないので、
効果がきわめて少ないという問題を有していた。

【００１２】また、第３の方法は、同じく図６に示すよ
うに、ボイスコイルのボビン１Ａに孔１２を開ける方法
であり、これはボビン材を短冊形に切断し、これに数個
の貫通した孔１２を開けた後に、これをカーリングして
コイル２を巻き付けていたものであり、孔１２の位置は
巻き線部を避けたり、コイル２の発熱を効果的に伝達す
るために巻き線部にオーバーラップさせたりしていた。
これらから明らかなように、従来の方法ではボビン１Ａ
をカーリングする前に所定の位置に貫通した穴１２を開
けるための追加工程が必要で、高価であるという問題を
有していた。

【００１３】さらに、上記の従来の構成での別の課題と
して、従来のスピーカでは大入力時にコイル２の線輪ど
うしを固着している接着剤を溶かしてしまう危険性があ
り、このような問題を解決するために従来２種類の方法
があった。

【００１４】まず、第１の方法は、ボビン１を熱伝導率
の高い材料にすることで、例えばアルミニウム箔等を用
いていた。この手段でコイル２からのジュール熱をまず
アルミニウムボビンに伝え、磁気ギャップを介してポー
ル部に伝えることで一定の電気入力時のボイスコイル温
度上昇をかなり低下させる効果があった。しかしながら
ボビン１の重量が増加するために、スピーカの電気対音
響変換効率を著しく低下させるという問題を有してい
た。

【００１５】また、第２の方法は図６に示すように、ボ
イスコイルのボビン１Ａに孔１２を開ける方法である。
この手段でコイル２に発生したジュール熱を孔１２を介
して外部に放熱しようとするものである。しかしなが
ら、従来の方法ではボビン材を短冊形に切断しこれに数
個の貫通した孔１２を開けた後に、これをカーリングし
てコイル２を巻き付けていたものであり、孔１２の位置
は巻き線部を避けたり、コイル２の発熱を効果的に伝達
するために巻き線部にオーバーラップさせたりしてい
た。これらから明らかなように、従来の方法ではボビン
１Ａをカーリングする前に所定の位置に貫通した穴１２
を開けるための追加工程が必要で効果であるという問題
を有していた。

【００１６】さらに、上記の従来の構成での別の課題と
して、従来のスピーカでは振動系の重量をできる限り軽
くすることが設計上また製造上で必要であった。このよ
うな問題を解決するために従来は振動板４の重量を軽く
したり、振動系各部の接着剤を減らしたりしたが、かえ
って歪みが増加したり信頼性が低下するという問題を有
していた。

【００１７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、低歪みで高耐入力でかつ電気対音響変換効率の高い
スピーカを安価に提供することを目的とするものであ
る。

【００１８】

【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は、全周に亘って複数の貫通孔を格
子状に設けた筒状のボビンにコイルを巻回して形成され
たボイスコイルを用いた構成としたものである。

【００１９】

【作用】この構成により、上下振動の際のボイスコイル
の内側の空間は圧縮膨張を発生することなく、多数の貫
通孔を介して自由に空気の出入りが可能になり、振動の
直線性が著しく良くなり歪みが低減する。また、ジュー
ル熱を発生するコイルの巻き線部の内側にも多数の貫通
孔があるので効率的にポール側に熱を伝達することがで
き、加えて巻き線上部にも多数の貫通孔があるので熱の
拡散をより効果的に行うことができるので、大入力時の
コイルの線輪どうしを固着している接着剤を溶かしてし
まう危険性がきわめて少なくなる。

【００２０】さらに、ボビンに設けた貫通孔の分だけ質
量が低減されるので、電気対音響変換効率を高くするこ
とができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２２】図１は同実施例によるスピーカの構成を示
した正面半断面図であり、図１において１Ｂはボビンで
あり、このボビン１Ｂには円形の貫通した孔１６が格子
状に開けられており、これを円筒形にした後に下端外周
部にコイル２を巻回してボイスコイル１５を構成してい
る。６はトッププレート、７はマグネット、８はセンタ
ーポール部を有するボトムプレートであり、これらを積
層結合して磁気ギャップを形成した磁気回路を構成して
いる。

【００２３】９は上記磁気回路の上面に結合されたフレ
ーム、４は振動板であり、この振動板４は外周部を上記
フレーム９の周縁にガスケット１０と共に結合され、か
つ中心部には上記ボイスコイル１５を結合し、このボイ
スコイル１５を上記磁気回路に形成された磁気ギャップ
に偏芯することなくはめ込み、この磁気ギャップ内の防
塵のために振動板４の中央部にダストキャップ３を結合
して構成されている。

【００２４】また、図２は本実施例におけるスピーカの
ボイスコイル１５を詳細に示したものであり、図２にお
いて、１Ｂはクラフト紙上に列方向に一定のピッチで貫
通した丸孔１６を行方向にも複数配列して格子状とし、
これを筒状にカーリングしたボビン、２は絶縁皮膜を有
した導体を巻き付けたコイルであり、このようにしてボ
イスコイル１５が構成されている。

【００２５】また、図３は同じく本実施例に使用するボ
イスコイルの他の実施例を示したものであり、上記図２
で示したボイスコイル１５と異なるのはボビン１Ｃに格
子状に開けた貫通した孔１６の形状を角形とした点であ
り、他の構成は上記図２と同様である。

【００２６】また、図４は上記本実施例に使用するボイ
スコイル１５のボビン１Ｂを製造する製造方法を示した
ものであり、図４において１７は一定幅にスリットした
クラフト紙、１８はパンチング機、１９はカッティング
機、１Ｂはカッティング後のカーリング前のボビンを示
し、同図のように連続したクラフト紙１７をパンチング
して切断するのみで格子状の孔１６を開けたボビン１Ｂ
を連続して作ることができる。

【００２７】以上のように構成されたスピーカについ
て、以下にその動作を説明する。まず、ボイスコイル１
５に印加された交流電流は磁気ギャップ内で磁束と交差
して上下方向の駆動力を生じる。駆動力はボビン１Ｂを
介して振動板４に伝達され、空気の粗密波を発生する。
その上下振動の際に、このボイスコイル１５では多数の
貫通した孔１６を介した自由な空気の出入りが可能であ
るため、ボイスコイル１５の内側の空間は圧縮膨張を発
生しない。すなわち振動系の自由な振幅を妨げるエネル
ギーが無くなるので、力対振幅特性の直線性が著しく良
くなり歪みが大幅に低減し、結果として低歪みのスピー
カを実現できる。

【００２８】また、従来はコイル２の巻き線部の内側に
は熱の電動率の低いパルプや樹脂を主体としたボビンが
存在しており、コイル２で発生した熱のポール側への伝
達を妨げていたが、本発明によるボイスコイル１５で
は、ジュール熱を発生するコイル２の巻き線部の内側に
も多数の貫通した孔１６があるので効率的にポール側に
熱を伝達することができ、加えて巻き線上部にも多数の
貫通した孔１６があるので熱の拡散をより効果的に行う
ことができ、大入力時のコイル２の線輪どうしを固着し
ている接着剤を溶かしてしまう危険性がきわめて少なく
なり、結果として大許容入力スピーカを実現できる。

【００２９】また、従来は単にクラフト紙を筒状にした
だけのボビンの構成であったが、本発明のボイスコイル
１５はボビン１Ｂに設けた多数の貫通した孔１６の分だ
け振動質量が軽減されるために電気対音響変換効率を高
くすることができ、より出力音圧レベルの高いスピーカ
を実現できる。

【００３０】また別の観点で、ボビン１Ｂの製造方法に
おいては、従来はボビン材を短冊形に切断した後に別工
程でこれに数個の貫通した孔１２を定められた位置に開
けていたが、本発明では図４に示すように貫通した孔１
６の位置を特定する必要が無く、連続自動加工で貫通孔
付きのボビン１Ｂを大量に製造することが可能で、結果
として安価なボイスコイル１５を実現できるものであ
る。

【００３１】以上のように本発明によるスピーカは、振
動の非直線性に起因する歪みが発生するという問題点
を、また大入力時にコイルの線輪どうしを固着している
接着剤を溶かしてしまうという問題点を、そして振動系
質量が増加して電気対音響変換効率が低下するという問
題点を、加えてボビン製造法が効果になるという問題点
を一挙に無くすることができるものである。

【００３２】なお、上記実施例においては、ボイスコイ
ルのボビンに設けた貫通した孔の形状を円形、角形で説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、矩
形、楕円形、多角形であっても同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。

【００３３】また、同ボイスコイルのボビンに使用する
材料はクラフト紙を用いた構成として説明したが、樹脂
を含浸したパルプ紙、アルミニウム等の軽量合金属、あ
るいはポリイミド樹脂等の樹脂としても良いことは言う
までもない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によるスピーカは、
全周に亘って複数の貫通孔を格子状に設けた筒状のボビ
ンにコイルを巻回して形成されたボイスコイルを用いた
構成とすることにより、スピーカの振動板の上下振動の
際の直線性を著しく改良し、低歪みで、大入力時のコイ
ルの線輪どうしを固着している接着剤を溶かしてしまう
危険性をきわめて少なくして大許容入力とし、かつ振動
系質量が少ないため電気対音響変換効率を高くし、かつ
安価な、優れたスピーカを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるスピーカの構成を示す
正面半断面図

【図２】同実施例に用いるボイスコイルを示す一部切欠
斜視図

【図３】同実施例に用いるボイスコイルの他の構成例を
示す一部切欠斜視図

【図４】同実施例に使用するボイスコイルのボビンの製
造方法を示す製造工程図

【図５】従来のスピーカの構成を示す正面半断面図

【図６】従来のスピーカの構成を示す正面半断面図

【図７】従来のスピーカに使用されるボイスコイルを示
す一部切欠斜視図

【符号の説明】

１Ｂ，１Ｃボビン２コイル３ダストキャップ４振動板５ダンパー６トッププレート７マグネット８ボトムプレート９フレーム１０ガスケット１５，１５Ａボイスコイル１６，１６Ａ貫通した孔１７クラフト紙１８パンチング機１９カッティング機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ギャップを形成した磁気回路と、こ
の磁気回路の上面に結合されたフレームと、このフレー
ムの周縁に外周部を結合すると共に全周に亘って複数の
円形の貫通孔を格子状に設けた筒状のボビンにコイルを
巻回して形成された上記磁気ギャップにはまり込むボイ
スコイルを中心に結合した振動板からなるスピーカ。
【請求項２】ボイスコイルを形成する筒状のボビンに
格子状に設けた貫通孔の形状が角形、矩形、楕円形のい
ずれかである請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】ボイスコイルを形成する筒状のボビンが
樹脂を含浸した紙、軽量合金、樹脂のいずれかを用いた
ものである請求項１もしくは請求項２記載のスピーカ。