スピーカ
【課題】耐入力を向上できるとともに、低域再生帯域を確保でき、高域再生帯域の調整も可能で、かつ小型および薄型化が可能なスピーカを提供する。
【解決手段】スピーカ１は、フレーム２の中央部に取付けられた磁気回路３と、磁気回路３の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルボビン４と、ボイスコイルボビン４の外周面に沿って巻回されるボイスコイル５と、ボイスコイル５に接続される錦糸線６と、ボイスコイルボビン４の前端部に接合される振動板７と、振動板７よりも前方に配置される支持部材８とを備える。振動板７をボイスコイルボビン４の前端部に接合し、その前方に支持部材８を配置するため、低域再生能力と耐入力を向上できる。また、支持部材８の裏面中央部を振動板７の中央部に接合するため、高域再生帯域の調整が可能である。
【解決手段】スピーカ１は、フレーム２の中央部に取付けられた磁気回路３と、磁気回路３の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルボビン４と、ボイスコイルボビン４の外周面に沿って巻回されるボイスコイル５と、ボイスコイル５に接続される錦糸線６と、ボイスコイルボビン４の前端部に接合される振動板７と、振動板７よりも前方に配置される支持部材８とを備える。振動板７をボイスコイルボビン４の前端部に接合し、その前方に支持部材８を配置するため、低域再生能力と耐入力を向上できる。また、支持部材８の裏面中央部を振動板７の中央部に接合するため、高域再生帯域の調整が可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錦糸線を備えたスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯可能な電子機器等では、高音質のマイクロスピーカを搭載する例が増えてきた。図１０に示すように、マイクロスピーカ１００では、振動板１０１と磁気回路のポットヨーク１０７との間にダンパ１０３を配置したときに、錦糸線を配置する十分なスペースがなくなることから、錦糸線を用いずに、ボイスコイル１０４から延びるリード線１０５を振動板１０１の裏面に接着した構造が多く見られる。ここで、リード線とは、ボイルコイルの先端部を指し、本明細書では、ボイルコイルボビンに巻回されていないボイスコイルの先端部分をリード線と呼ぶ。
【０００３】
図１０は波型ダンパ１０３を使用したマイクロスピーカ１００の断面図である。また、図１１はフラットダンパ１０３ａを使用したマイクロスピーカ１００ａの断面図である。図１０と図１１のいずれも、ボイスコイル１０４のリード線１０５は錦糸線を配置する十分なスペースがないため、振動板１０１の裏面に固着している。
【０００４】
しかしながら、ボイスコイル１０４からのリード線１０５を振動板１０１の裏面に接着した構造では、耐入力の向上に限界がある。
【０００５】
図１２は振動板１０１の裏面側にリード線１０５を配置する様子を示す図である。図１３は図１２の配線を行ったダンパを持たないマイクロスピーカ１００ｂの断面図を示す。図示のように、リード線１０５は、ボイスコイルボビン１０６に巻回されたボイスコイル１０４の先端側からボイスコイルボビン１０６の外周面とを経てポットヨーク１０７の裏面側の端子１１１に半田固定される。図１２では、接着された部分（接着部）を符号１１０で表している。より詳細には、図１３に示すように、リード線１０５の先端部は振動板１０１の裏面を通ってフレーム１０２側のリング１２０の内周を経て、リード線引き出し部１０２ａを通り、ポットヨーク１０７の裏面にある端子１１１にて半田固定される。振動板１０１が振動するとき、リード線１０５は、ボイスコイルボビン１０６と振動板１０１との接合部分と、振動板１０１の外周部とリング１２０との接合部分において、特に大きく屈曲を繰り返すため、これらの接合部分で断線するおそれがある。リード線１０５自体の太さが細く、強度も弱く、振動板１０１の振動時にリード線１０５が断線しやすいため、耐入力の向上には限界がある。
【０００６】
耐入力向上のための他の手法として、ポットヨークに設けた開口部に制動材を取付けることも考えられる。例えば、図１３のポットヨーク１０７の開口部１０８に不織布やフェルト等からなる制動材１０９を装着して、最低共振周波数を上げることなく、振動板１０１の振幅を抑制して耐入力を改善できる。ところが、低域の音圧出力が低下し、低域再生が犠牲となってしまう。
【０００７】
また、従来の錦糸線はボイルコイルのリード線１０５に比べて径が大きくて、質量もあり、柔軟性がなく、引き回しが困難であることから、マイクロスピーカでは、従来の錦糸線の配置スペースを確保するのが容易ではなく、作業性も著しく悪い。
【０００８】
さらに、振動板１０１は、振動機能だけでなく、ボイスコイルボビン１０６を支持する機能も持っている。ところが、振動板１０１だけでは、高入力時にローリングによる異音が発生するおそれがあり、場合によってはリード線１０５が断線する可能性もある。
【０００９】
上述した問題を解決するために、平板状のダンパを設けたスピーカ（特許文献１）と、ダンパを振動板の前側に配置した逆コーン型スピーカ（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４２３７７０２号公報
【特許文献２】特許第３９４４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の平板状ダンパは、導電性の板ばねであり、低域再生に限界がある上に、構造が複雑であるため、組立作業性が悪い。特許文献２のスピーカでは、逆コーン型の振動板がエッジを介してフレームに固着されており、小型および薄型のマイクロスピーカでは実現が困難な構造である。
【００１２】
小型および薄型のマイクロスピーカにおいて、高域音圧周波数特性を減衰させるには例えば、振動板の形状を工夫することが考えられる。これにより、高域音圧周波数特性を減衰させることが可能だが、耐入力の向上には寄与しない。
【００１３】
また、ボイスコイルを多層巻きにして、高域周波数でのインダクタンスを増大させることにより、高域音圧周波数特性を減衰させる手法も考えられるが、この手法は小型および薄型のマイクロスピーカでは現実的ではない。
【００１４】
あるいは、コイルやコンデンサーと組み合わせたローパスフィルターを使用して高域減衰特性を得る手法も考えられるが、部品点数が増える上に、フィルターの設置スペースが必要になり、コストアップにつながる。
【００１５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐入力を向上できるとともに、低域再生帯域を確保でき、高域再生帯域の調整も可能で、かつ小型および薄型化が可能なスピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、ボイルコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの外周面に沿って巻回されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルに接続される錦糸線と、
前記ボイスコイルボビンの前端部に接合されるとともに、外周部がフレームに接合される振動板と、
前記振動板の前方に配置され、裏面中央部が前記振動板の中央部に接合され、外周部がフレームに接合される支持部材と、を備え、
前記錦糸線は、
化学繊維からなる芯線と、
前記芯線に隙間を持たせて巻回される、絶縁皮膜で覆われた１本以上の導線と、を有することを特徴とするスピーカが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、耐入力を向上できるとともに、低域再生帯域を確保でき、高域再生帯域の調整も可能で、かつ小型および薄型化が可能なスピーカを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ１の断面図。
【図２】図１のスピーカ１の分解斜視図。
【図３】（ａ）は支持部材８の詳細な形状を示す斜視図、（ｂ）は外周部にリング８ｃが一体成形された支持部材８’を示す斜視図、（ｃ）は複数の孔部８ｄが形成された支持部材８’’を示す斜視図。
【図４】本実施形態に係るスピーカ１をラップトップ型ＰＣ２０に組み込んだ例を示す斜視図。
【図５】図１のスピーカ１の組立工程の一例を示すフローチャート。
【図６】図１のスピーカ１の組立工程順序を矢印で示した図。
【図７】本実施形態で用いる錦糸線６の外観図。
【図８】本実施形態の係る錦糸線６ａの一変形例を示す外観図。
【図９】図１のスピーカ１と従来のスピーカ１００ｂの比較音圧周波数特性を示す図。
【図１０】マイクロスピーカ１００の一例を示す断面図。
【図１１】平坦なフラットダンパ１０３ａを用いたマイクロスピーカ１００ａの一例を示す図。
【図１２】振動板１０１の裏面側のリード線１０５の配置の一例を示す図。
【図１３】ダンパを持たない従来のマイクロスピーカ１００ｂの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るスピーカ１の断面図、図２は図１のスピーカ１の分解斜視図である。図１のスピーカ１は、フレーム２の中央部に取付けられた磁気回路３と、磁気回路３の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルボビン４と、ボイスコイルボビン４の外周面に沿って巻回されるボイスコイル５と、ボイスコイル５に接続される錦糸線６と、ボイスコイルボビン４の前端部に接合される振動板７と、振動板７よりも前方に配置される支持部材８とを備えている。
【００２１】
振動板７の外周部はフレーム２の内周部に設けられたリングＡに接合されている。支持部材８の裏面中央部８ａは振動板７の中央部７ａに接合され、支持部材８の外周部はフレーム２の内周面に設けられたリングＢに接合されている。ボイスコイル５は磁気回路３のギャップ中に位置決めされる。
【００２２】
磁気回路３は、スピーカ１の底面側でフレーム２の内周部に接合されるポットヨーク１１と、ポットヨーク１１の前面に接合される永久磁石１２と、永久磁石１２の前面に接合されるポールピース１３とを有する。ポットヨーク１１の外周部には、所定間隔で開口部１８が形成されている。この開口部１８には、制動材を取り付けることも可能である。
【００２３】
錦糸線６は、ボイスコイル５の先端部に接合されており、フレーム２に設けられた錦糸線引き出し部２ａを経由して、ポットヨーク１１の裏面側の端子１６に半田付けされている。
【００２４】
図３（ａ）は支持部材８の詳細な形状を示す斜視図である。図３（ａ）に示すように、支持部材８は、円盤状であり、支持部材８の材料は、織布、不織布または樹脂フィルム等である。織布を用いる場合は、織布に熱硬化性樹脂を含浸させたものを所定の形状に成形したものを用いる。
【００２５】
支持部材８は、主に低域再生能力と耐入力を向上させるために設けられている。支持部材８を設けることで、振動板７を安定に支持することができ、ローリングを抑制できる。また、振動板７と支持部材８のスティフネスを調整することで最低共振周波数を調整でき、通常の低域再生帯域の音圧出力が可能となる。また、支持部材８の中央部８ａを振動板７の中央部７ａに接合することで、高域再生帯域の調整が可能となる。より詳細には、支持部材８の裏面中央部８ａと振動板前面中央部７ａを接合することにより、振動板中央近辺の高域の振幅を抑制でき、高域周波数の音圧が減衰する音圧周波数特性が得られる。したがって、本実施形態に係るスピーカ１は、ラップトップ型ＰＣやデジタルオーディオプレイヤ等の携帯型電子機器あるいはドッキングステーションの低音用スピーカに用いることができる。
【００２６】
支持部材８の形状は、図３（ａ）に示したものに限定されず、種々の変形例が考えられる。例えば図３（ｂ）は外周部にリングBがリング８ｃとして一体成形された支持部材８’を示している。このような一体成形は、例えば樹脂材料を用いた射出成形により、比較的容易に実現可能である。図３（ｂ）の支持部材８’は、一体成形されたリング８ｃがフレーム２の内周面に接合されることになる。リングBを別部材としていないため、図３（ａ）よりも組立が容易になる。また、部品点数も削減できるため、製造コスト削減が図れる。
【００２７】
図３（ｃ）の支持部材８’’はその他の変形例であり、支持部材８’’の表面の複数箇所に、孔部８ｄが形成されている。孔部８ｄの代わりに、切り欠き部を形成してもよい。これらの孔部８ｄと切り欠き部は、支持部材８’’の通気性とスティフネスを調整するためのものである。孔部８ｄや切り欠き部の数、サイズおよび形成箇所は、通気性とスティフネスの調整具合により決めればよく、特定の形態および個数に限定されない。例えば、図３（ｃ）では、径の異なる複数の周に沿って一定間隔で孔部８ｄを形成しているが、ランダムに孔部８ｄを形成してもよいし、孔部８ｄのサイズも特に制限はない。
【００２８】
図４は本実施形態に係るスピーカ１をラップトップ型ＰＣ２０に組み込んだ例を示す斜視図である。音質を重視するＰＣ２０では、ステレオ音声を実現するためのＲｃｈ用スピーカ２０ａとＬｃｈ用スピーカ２０ｂとは別個に、低音専用のスピーカ２０ｃを設けており、この低音専用のスピーカ２０ｃとして本実施形態に係るスピーカ１を用いることができる。上述したように、本実施形態に係るスピーカ１は、耐入力に優れるため、豊かな低音を再生でき、携帯電子機器であっても音質向上が図れる。
【００２９】
図５は図１のスピーカ１の組立工程の一例を示すフローチャート、図６は図１のスピーカ１の組立工程の一例を模式的に示した図である。以下、図５と図６を用いて、図１のスピーカ１の組立工程を説明する。まず、磁気回路３のポールピース１３と永久磁石１２を接合する（工程Ａ１）。次に、永久磁石１２の裏面にポットヨーク１１を接合する（工程Ａ２）。以上により、磁気回路３が完成する。
【００３０】
磁気回路３の組立に前後して、ボイスコイル５が巻回されたボイスコイルボビン４の前端部を、不図示の位置出し治具を用いて、外周部にリングＡが取付けられた振動板７の裏面に接着する（工程Ｂ１）。
【００３１】
次に、フレーム２の前方側から、工程Ｂ１でボイスコイルボビン４を接着した振動板７の外周部をフレーム２に接着する（工程Ｂ２）。
【００３２】
次に、工程Ｂ２後のフレーム２の前方から、外周部にリングＢが取付けられた支持部材８を挿入して、支持部材８の裏面中央部８ａを振動板７の中央部７ａに接着し、かつリングＢを振動板７の外周部に接着する（工程Ｂ３）。
【００３３】
次に、フレーム２の後方から、工程Ｂ３後のフレーム２に磁気回路３を接合する（工程Ｂ４）。次に、磁気回路３の裏面に端子１６を固定する（工程Ｂ５）。
【００３４】
次に、ボイスコイル５から伸びる錦糸線６をフレーム2の内周部に沿って磁気回路３の裏面側まで引き回して、端子１６に半田付けする。(工程Ｂ６)
次に、磁気回路３を着磁する（工程Ｂ７）。
【００３５】
図７は本実施形態で用いる錦糸線６の外観図である。図７の錦糸線６は、化学繊維からなる芯線２１と、芯線２１に隙間ｄを持たせて巻回される導線２２とを備えている。導線２２は、その外表面が絶縁被膜で覆われている。
【００３６】
導線２２は、芯線２１の表面をすべて覆うわけではなく、導線２２の間から芯線２１の表面が露出されている。したがって、錦糸線６には柔軟性が確保され、錦糸線６の引き回しが容易になる。これにより、ボイスコイル５が大きく振動しても、錦糸線６は断線しにくくなる。
【００３７】
本実施形態の錦糸線６は、口径が５０ｍｍ以下のマイクロスピーカ１に用いることを想定しており、錦糸線６の芯線２１の外径に対する導線２２の外径の比率は、約０．５〜１．２が望ましい。芯線２１の外径は約０．０８〜０．１２ｍｍ、導線２２の外径は約０．０４〜０．０８ｍｍが望ましい。
【００３８】
導線２２は、ボイスコイル５に電流を供給する役割を持つことから、できるだけ電気抵抗の低い材料（例えば、銅）で形成するのが望ましい。導線２２を被覆する絶縁被膜は、例えばポリウレタン樹脂を主成分とした絶縁ワニスである。導線２２を絶縁被膜で覆うことで、仮に錦糸線６がスピーカ１の金属部品に接触しても、短絡するおそれがなくなる。
【００３９】
図８は一変形例の錦糸線６ａを示す外観図である。図８の錦糸線６ａは、絶縁被膜で覆われた導線２２を二本密着配置した導線束を設け、この導線束を芯線２１に隙間ｄを持たせて巻回させたものである。
【００４０】
図８の錦糸線６ａも、芯線２１が部分的に露出しているため、柔軟性があり、耐入力を高くすることができる。また、導線束は、絶縁被膜で覆われているため、短絡するおそれがないのも図７と同じである。
【００４１】
なお、導線束における密着配置される導線２２の数は三本以上でも構わない。このように、複数の導線２２を密着配置した導線束を設けることにより、錦糸線６ａの導電性がよくなって断線も生じにくくなるため、信頼性が向上する。
【００４２】
図９は図１のスピーカ１と図１３に示す従来品のスピーカ１００ｂの音圧周波数特性を比較した図（比較音圧周波数特性図）である。本実施形態に係る図１のスピーカ１と、従来品として比較に用いた図１３のスピーカ１００ｂはともに、サイズと種類を共通化しており、口径２８ｍｍの小型かつ薄型のマイクロスピーカである。ボイスコイルの径は１３ｍｍ、インピーダンス８Ω、ボイスコイルの線材の径は０．０６ｍｍである。比較に用いた従来品のスピーカ１００ｂにおいて、ボイスコイル１０４の先端側のリード線１０５は、振動板１０１の裏面に接着されて、その先端部は端子１１１に半田付けされている。振動板１０１は、厚さ３８μｍのＰＥＴ（ポリエステル）を成形したものである。フレーム１０２の開口部１０８には制動材１０９を有する。
【００４３】
その材料は厚さ１ｍｍの不織布である。制動材１０９は、ポットヨーク１１の外周部に形成された開口部１０８に取付けられる。
【００４４】
図１のスピーカ１と従来品のスピーカ１００ｂとの構造的な違いは、図１のスピーカ１は、錦糸線６と支持部材８を備えていることである。支持部材８は、綿布を成形したものであり、振動板７と支持部材８の両方でスピーカ１の最低共振周波数を調整している。錦糸線６は、外径が０．０８ｍｍの芯線を有し、この芯線の材料はポリアミド繊維である。芯線の周囲には、図７に示すように、外径が０．０６ｍｍの導線を隙間を隔てて巻回している。振動板７は形状および材質は振動板１０１と同じで厚さ２５μｍである。
【００４５】
１００時間のノイズ試験であるＪＩＳ Ｃ５５３２による定格入力試験を行ったところ、本実施形態のスピーカ１の定格入力は２Ｗであるのに対して、従来品のスピーカ１００ｂの定格入力は０．６Ｗであった。
【００４６】
本実施形態に係るスピーカ１の定格入力が従来のスピーカ１００ｂよりも格段に優れている理由は、図７または図８に詳細構造を示した錦糸線６を用いたことによるものと考えられる。従来のスピーカ１００ｂは、図７または図８に示した錦糸線６を使用するものではなく、また従来の径の太い錦糸線を配置するスペースもないことから、リード線１０５をボイスコイル１０４から端子１１１まで引き回しており、耐入力性能を上げるのには限界がある。これに対して、図７または図８に示した錦糸線６は、従来の錦糸線と比べ外径サイズも細く、質量も小さく、柔軟性があることから、リード線を用いる場合と比べて、耐入力性能の大幅アップを図ることができる。
【００４７】
なお、従来品のスピーカ１００ｂは制動材１０９を備えているが、仮に制動材を省略したとすると、定格入力は０．２Ｗ程度となり、本実施形態のスピーカ１と比べて約１／１０の値になる。
【００４８】
図９では、本実施形態のスピーカ１の音圧周波数特性は実線で、従来品のスピーカ１００ｂの音圧周波数特性は破線で図示している。図９の測定条件は、本実施形態のスピーカは１W入力１ｍであり、従来品スピーカ１００ｂは１W入力ができないため、１W入力１ｍの換算値を示している。
【００４９】
図９のグラフからわかるように、低域音圧周波数特性に関しては、本実施形態のスピーカ１は２００Hzから６００Hzで従来品のスピーカ１００ｂよりも高い音圧を示している。高域音圧周波数特性に関しては、従来品のスピーカ１００ｂの高域音圧周波数特性は４kＨｘ以上でも高い音圧特性を示しているが、本実施形態のスピーカ１の高域音圧周波数特性は４kＨｘ以上で従来品と比較し大きく減衰している。このため、本実施形態によれば、耐入力に優れて、低域音圧周波数特性を確保可能で、かつ高域音圧を効率よく減衰させることが可能なスピーカを実現できることがわかる。
【００５０】
このように、本実施形態では、振動板７をボイスコイルボビン４の前端部に接合し、その前方に支持部材８を配置して振動板７を支持するため、振動板７と支持部材８のスティフネスを調製することで、低域再生能力と耐入力性能を向上できる。また、支持部材８の裏面中央部８ａを振動板７の中央部７ａに接合するため、高域再生帯域の調整が可能である。本実施形態によれば、ダンパが不要であるため、ラップトップ型ＰＣ等の携帯電子機器に組込み可能な、特に低音の再生能力に優れた小型かつ薄型のマイクロスピーカを実現できる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、芯線２１に隙間を持たせて導線２２を巻回した細径の錦糸線６をボイスコイル５の先端に接合するため、錦糸線６の引き回しにそれほど広いスペースがいらなくなり、支持部材８を設けていながら、スピーカ１の奥行きを長くせずに錦糸線６を配置でき、より耐入力に優れた小型かつ薄型のマイクロスピーカを実現できる。
【００５２】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ スピーカ
２ フレーム
３ 磁気回路
４ ボイスコイルボビン
５ ボイスコイル
６ 錦糸線
７ 振動板
８ 支持部材
１１ ポットヨーク
１２ 永久磁石
１３ ポールピース
１５ 錦糸線引き出し部
１６ 端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錦糸線を備えたスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯可能な電子機器等では、高音質のマイクロスピーカを搭載する例が増えてきた。図１０に示すように、マイクロスピーカ１００では、振動板１０１と磁気回路のポットヨーク１０７との間にダンパ１０３を配置したときに、錦糸線を配置する十分なスペースがなくなることから、錦糸線を用いずに、ボイスコイル１０４から延びるリード線１０５を振動板１０１の裏面に接着した構造が多く見られる。ここで、リード線とは、ボイルコイルの先端部を指し、本明細書では、ボイルコイルボビンに巻回されていないボイスコイルの先端部分をリード線と呼ぶ。
【０００３】
図１０は波型ダンパ１０３を使用したマイクロスピーカ１００の断面図である。また、図１１はフラットダンパ１０３ａを使用したマイクロスピーカ１００ａの断面図である。図１０と図１１のいずれも、ボイスコイル１０４のリード線１０５は錦糸線を配置する十分なスペースがないため、振動板１０１の裏面に固着している。
【０００４】
しかしながら、ボイスコイル１０４からのリード線１０５を振動板１０１の裏面に接着した構造では、耐入力の向上に限界がある。
【０００５】
図１２は振動板１０１の裏面側にリード線１０５を配置する様子を示す図である。図１３は図１２の配線を行ったダンパを持たないマイクロスピーカ１００ｂの断面図を示す。図示のように、リード線１０５は、ボイスコイルボビン１０６に巻回されたボイスコイル１０４の先端側からボイスコイルボビン１０６の外周面とを経てポットヨーク１０７の裏面側の端子１１１に半田固定される。図１２では、接着された部分（接着部）を符号１１０で表している。より詳細には、図１３に示すように、リード線１０５の先端部は振動板１０１の裏面を通ってフレーム１０２側のリング１２０の内周を経て、リード線引き出し部１０２ａを通り、ポットヨーク１０７の裏面にある端子１１１にて半田固定される。振動板１０１が振動するとき、リード線１０５は、ボイスコイルボビン１０６と振動板１０１との接合部分と、振動板１０１の外周部とリング１２０との接合部分において、特に大きく屈曲を繰り返すため、これらの接合部分で断線するおそれがある。リード線１０５自体の太さが細く、強度も弱く、振動板１０１の振動時にリード線１０５が断線しやすいため、耐入力の向上には限界がある。
【０００６】
耐入力向上のための他の手法として、ポットヨークに設けた開口部に制動材を取付けることも考えられる。例えば、図１３のポットヨーク１０７の開口部１０８に不織布やフェルト等からなる制動材１０９を装着して、最低共振周波数を上げることなく、振動板１０１の振幅を抑制して耐入力を改善できる。ところが、低域の音圧出力が低下し、低域再生が犠牲となってしまう。
【０００７】
また、従来の錦糸線はボイルコイルのリード線１０５に比べて径が大きくて、質量もあり、柔軟性がなく、引き回しが困難であることから、マイクロスピーカでは、従来の錦糸線の配置スペースを確保するのが容易ではなく、作業性も著しく悪い。
【０００８】
さらに、振動板１０１は、振動機能だけでなく、ボイスコイルボビン１０６を支持する機能も持っている。ところが、振動板１０１だけでは、高入力時にローリングによる異音が発生するおそれがあり、場合によってはリード線１０５が断線する可能性もある。
【０００９】
上述した問題を解決するために、平板状のダンパを設けたスピーカ（特許文献１）と、ダンパを振動板の前側に配置した逆コーン型スピーカ（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４２３７７０２号公報
【特許文献２】特許第３９４４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の平板状ダンパは、導電性の板ばねであり、低域再生に限界がある上に、構造が複雑であるため、組立作業性が悪い。特許文献２のスピーカでは、逆コーン型の振動板がエッジを介してフレームに固着されており、小型および薄型のマイクロスピーカでは実現が困難な構造である。
【００１２】
小型および薄型のマイクロスピーカにおいて、高域音圧周波数特性を減衰させるには例えば、振動板の形状を工夫することが考えられる。これにより、高域音圧周波数特性を減衰させることが可能だが、耐入力の向上には寄与しない。
【００１３】
また、ボイスコイルを多層巻きにして、高域周波数でのインダクタンスを増大させることにより、高域音圧周波数特性を減衰させる手法も考えられるが、この手法は小型および薄型のマイクロスピーカでは現実的ではない。
【００１４】
あるいは、コイルやコンデンサーと組み合わせたローパスフィルターを使用して高域減衰特性を得る手法も考えられるが、部品点数が増える上に、フィルターの設置スペースが必要になり、コストアップにつながる。
【００１５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐入力を向上できるとともに、低域再生帯域を確保でき、高域再生帯域の調整も可能で、かつ小型および薄型化が可能なスピーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、ボイルコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの外周面に沿って巻回されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルに接続される錦糸線と、
前記ボイスコイルボビンの前端部に接合されるとともに、外周部がフレームに接合される振動板と、
前記振動板の前方に配置され、裏面中央部が前記振動板の中央部に接合され、外周部がフレームに接合される支持部材と、を備え、
前記錦糸線は、
化学繊維からなる芯線と、
前記芯線に隙間を持たせて巻回される、絶縁皮膜で覆われた１本以上の導線と、を有することを特徴とするスピーカが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、耐入力を向上できるとともに、低域再生帯域を確保でき、高域再生帯域の調整も可能で、かつ小型および薄型化が可能なスピーカを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスピーカ１の断面図。
【図２】図１のスピーカ１の分解斜視図。
【図３】（ａ）は支持部材８の詳細な形状を示す斜視図、（ｂ）は外周部にリング８ｃが一体成形された支持部材８’を示す斜視図、（ｃ）は複数の孔部８ｄが形成された支持部材８’’を示す斜視図。
【図４】本実施形態に係るスピーカ１をラップトップ型ＰＣ２０に組み込んだ例を示す斜視図。
【図５】図１のスピーカ１の組立工程の一例を示すフローチャート。
【図６】図１のスピーカ１の組立工程順序を矢印で示した図。
【図７】本実施形態で用いる錦糸線６の外観図。
【図８】本実施形態の係る錦糸線６ａの一変形例を示す外観図。
【図９】図１のスピーカ１と従来のスピーカ１００ｂの比較音圧周波数特性を示す図。
【図１０】マイクロスピーカ１００の一例を示す断面図。
【図１１】平坦なフラットダンパ１０３ａを用いたマイクロスピーカ１００ａの一例を示す図。
【図１２】振動板１０１の裏面側のリード線１０５の配置の一例を示す図。
【図１３】ダンパを持たない従来のマイクロスピーカ１００ｂの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係るスピーカ１の断面図、図２は図１のスピーカ１の分解斜視図である。図１のスピーカ１は、フレーム２の中央部に取付けられた磁気回路３と、磁気回路３の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルボビン４と、ボイスコイルボビン４の外周面に沿って巻回されるボイスコイル５と、ボイスコイル５に接続される錦糸線６と、ボイスコイルボビン４の前端部に接合される振動板７と、振動板７よりも前方に配置される支持部材８とを備えている。
【００２１】
振動板７の外周部はフレーム２の内周部に設けられたリングＡに接合されている。支持部材８の裏面中央部８ａは振動板７の中央部７ａに接合され、支持部材８の外周部はフレーム２の内周面に設けられたリングＢに接合されている。ボイスコイル５は磁気回路３のギャップ中に位置決めされる。
【００２２】
磁気回路３は、スピーカ１の底面側でフレーム２の内周部に接合されるポットヨーク１１と、ポットヨーク１１の前面に接合される永久磁石１２と、永久磁石１２の前面に接合されるポールピース１３とを有する。ポットヨーク１１の外周部には、所定間隔で開口部１８が形成されている。この開口部１８には、制動材を取り付けることも可能である。
【００２３】
錦糸線６は、ボイスコイル５の先端部に接合されており、フレーム２に設けられた錦糸線引き出し部２ａを経由して、ポットヨーク１１の裏面側の端子１６に半田付けされている。
【００２４】
図３（ａ）は支持部材８の詳細な形状を示す斜視図である。図３（ａ）に示すように、支持部材８は、円盤状であり、支持部材８の材料は、織布、不織布または樹脂フィルム等である。織布を用いる場合は、織布に熱硬化性樹脂を含浸させたものを所定の形状に成形したものを用いる。
【００２５】
支持部材８は、主に低域再生能力と耐入力を向上させるために設けられている。支持部材８を設けることで、振動板７を安定に支持することができ、ローリングを抑制できる。また、振動板７と支持部材８のスティフネスを調整することで最低共振周波数を調整でき、通常の低域再生帯域の音圧出力が可能となる。また、支持部材８の中央部８ａを振動板７の中央部７ａに接合することで、高域再生帯域の調整が可能となる。より詳細には、支持部材８の裏面中央部８ａと振動板前面中央部７ａを接合することにより、振動板中央近辺の高域の振幅を抑制でき、高域周波数の音圧が減衰する音圧周波数特性が得られる。したがって、本実施形態に係るスピーカ１は、ラップトップ型ＰＣやデジタルオーディオプレイヤ等の携帯型電子機器あるいはドッキングステーションの低音用スピーカに用いることができる。
【００２６】
支持部材８の形状は、図３（ａ）に示したものに限定されず、種々の変形例が考えられる。例えば図３（ｂ）は外周部にリングBがリング８ｃとして一体成形された支持部材８’を示している。このような一体成形は、例えば樹脂材料を用いた射出成形により、比較的容易に実現可能である。図３（ｂ）の支持部材８’は、一体成形されたリング８ｃがフレーム２の内周面に接合されることになる。リングBを別部材としていないため、図３（ａ）よりも組立が容易になる。また、部品点数も削減できるため、製造コスト削減が図れる。
【００２７】
図３（ｃ）の支持部材８’’はその他の変形例であり、支持部材８’’の表面の複数箇所に、孔部８ｄが形成されている。孔部８ｄの代わりに、切り欠き部を形成してもよい。これらの孔部８ｄと切り欠き部は、支持部材８’’の通気性とスティフネスを調整するためのものである。孔部８ｄや切り欠き部の数、サイズおよび形成箇所は、通気性とスティフネスの調整具合により決めればよく、特定の形態および個数に限定されない。例えば、図３（ｃ）では、径の異なる複数の周に沿って一定間隔で孔部８ｄを形成しているが、ランダムに孔部８ｄを形成してもよいし、孔部８ｄのサイズも特に制限はない。
【００２８】
図４は本実施形態に係るスピーカ１をラップトップ型ＰＣ２０に組み込んだ例を示す斜視図である。音質を重視するＰＣ２０では、ステレオ音声を実現するためのＲｃｈ用スピーカ２０ａとＬｃｈ用スピーカ２０ｂとは別個に、低音専用のスピーカ２０ｃを設けており、この低音専用のスピーカ２０ｃとして本実施形態に係るスピーカ１を用いることができる。上述したように、本実施形態に係るスピーカ１は、耐入力に優れるため、豊かな低音を再生でき、携帯電子機器であっても音質向上が図れる。
【００２９】
図５は図１のスピーカ１の組立工程の一例を示すフローチャート、図６は図１のスピーカ１の組立工程の一例を模式的に示した図である。以下、図５と図６を用いて、図１のスピーカ１の組立工程を説明する。まず、磁気回路３のポールピース１３と永久磁石１２を接合する（工程Ａ１）。次に、永久磁石１２の裏面にポットヨーク１１を接合する（工程Ａ２）。以上により、磁気回路３が完成する。
【００３０】
磁気回路３の組立に前後して、ボイスコイル５が巻回されたボイスコイルボビン４の前端部を、不図示の位置出し治具を用いて、外周部にリングＡが取付けられた振動板７の裏面に接着する（工程Ｂ１）。
【００３１】
次に、フレーム２の前方側から、工程Ｂ１でボイスコイルボビン４を接着した振動板７の外周部をフレーム２に接着する（工程Ｂ２）。
【００３２】
次に、工程Ｂ２後のフレーム２の前方から、外周部にリングＢが取付けられた支持部材８を挿入して、支持部材８の裏面中央部８ａを振動板７の中央部７ａに接着し、かつリングＢを振動板７の外周部に接着する（工程Ｂ３）。
【００３３】
次に、フレーム２の後方から、工程Ｂ３後のフレーム２に磁気回路３を接合する（工程Ｂ４）。次に、磁気回路３の裏面に端子１６を固定する（工程Ｂ５）。
【００３４】
次に、ボイスコイル５から伸びる錦糸線６をフレーム2の内周部に沿って磁気回路３の裏面側まで引き回して、端子１６に半田付けする。(工程Ｂ６)
次に、磁気回路３を着磁する（工程Ｂ７）。
【００３５】
図７は本実施形態で用いる錦糸線６の外観図である。図７の錦糸線６は、化学繊維からなる芯線２１と、芯線２１に隙間ｄを持たせて巻回される導線２２とを備えている。導線２２は、その外表面が絶縁被膜で覆われている。
【００３６】
導線２２は、芯線２１の表面をすべて覆うわけではなく、導線２２の間から芯線２１の表面が露出されている。したがって、錦糸線６には柔軟性が確保され、錦糸線６の引き回しが容易になる。これにより、ボイスコイル５が大きく振動しても、錦糸線６は断線しにくくなる。
【００３７】
本実施形態の錦糸線６は、口径が５０ｍｍ以下のマイクロスピーカ１に用いることを想定しており、錦糸線６の芯線２１の外径に対する導線２２の外径の比率は、約０．５〜１．２が望ましい。芯線２１の外径は約０．０８〜０．１２ｍｍ、導線２２の外径は約０．０４〜０．０８ｍｍが望ましい。
【００３８】
導線２２は、ボイスコイル５に電流を供給する役割を持つことから、できるだけ電気抵抗の低い材料（例えば、銅）で形成するのが望ましい。導線２２を被覆する絶縁被膜は、例えばポリウレタン樹脂を主成分とした絶縁ワニスである。導線２２を絶縁被膜で覆うことで、仮に錦糸線６がスピーカ１の金属部品に接触しても、短絡するおそれがなくなる。
【００３９】
図８は一変形例の錦糸線６ａを示す外観図である。図８の錦糸線６ａは、絶縁被膜で覆われた導線２２を二本密着配置した導線束を設け、この導線束を芯線２１に隙間ｄを持たせて巻回させたものである。
【００４０】
図８の錦糸線６ａも、芯線２１が部分的に露出しているため、柔軟性があり、耐入力を高くすることができる。また、導線束は、絶縁被膜で覆われているため、短絡するおそれがないのも図７と同じである。
【００４１】
なお、導線束における密着配置される導線２２の数は三本以上でも構わない。このように、複数の導線２２を密着配置した導線束を設けることにより、錦糸線６ａの導電性がよくなって断線も生じにくくなるため、信頼性が向上する。
【００４２】
図９は図１のスピーカ１と図１３に示す従来品のスピーカ１００ｂの音圧周波数特性を比較した図（比較音圧周波数特性図）である。本実施形態に係る図１のスピーカ１と、従来品として比較に用いた図１３のスピーカ１００ｂはともに、サイズと種類を共通化しており、口径２８ｍｍの小型かつ薄型のマイクロスピーカである。ボイスコイルの径は１３ｍｍ、インピーダンス８Ω、ボイスコイルの線材の径は０．０６ｍｍである。比較に用いた従来品のスピーカ１００ｂにおいて、ボイスコイル１０４の先端側のリード線１０５は、振動板１０１の裏面に接着されて、その先端部は端子１１１に半田付けされている。振動板１０１は、厚さ３８μｍのＰＥＴ（ポリエステル）を成形したものである。フレーム１０２の開口部１０８には制動材１０９を有する。
【００４３】
その材料は厚さ１ｍｍの不織布である。制動材１０９は、ポットヨーク１１の外周部に形成された開口部１０８に取付けられる。
【００４４】
図１のスピーカ１と従来品のスピーカ１００ｂとの構造的な違いは、図１のスピーカ１は、錦糸線６と支持部材８を備えていることである。支持部材８は、綿布を成形したものであり、振動板７と支持部材８の両方でスピーカ１の最低共振周波数を調整している。錦糸線６は、外径が０．０８ｍｍの芯線を有し、この芯線の材料はポリアミド繊維である。芯線の周囲には、図７に示すように、外径が０．０６ｍｍの導線を隙間を隔てて巻回している。振動板７は形状および材質は振動板１０１と同じで厚さ２５μｍである。
【００４５】
１００時間のノイズ試験であるＪＩＳ Ｃ５５３２による定格入力試験を行ったところ、本実施形態のスピーカ１の定格入力は２Ｗであるのに対して、従来品のスピーカ１００ｂの定格入力は０．６Ｗであった。
【００４６】
本実施形態に係るスピーカ１の定格入力が従来のスピーカ１００ｂよりも格段に優れている理由は、図７または図８に詳細構造を示した錦糸線６を用いたことによるものと考えられる。従来のスピーカ１００ｂは、図７または図８に示した錦糸線６を使用するものではなく、また従来の径の太い錦糸線を配置するスペースもないことから、リード線１０５をボイスコイル１０４から端子１１１まで引き回しており、耐入力性能を上げるのには限界がある。これに対して、図７または図８に示した錦糸線６は、従来の錦糸線と比べ外径サイズも細く、質量も小さく、柔軟性があることから、リード線を用いる場合と比べて、耐入力性能の大幅アップを図ることができる。
【００４７】
なお、従来品のスピーカ１００ｂは制動材１０９を備えているが、仮に制動材を省略したとすると、定格入力は０．２Ｗ程度となり、本実施形態のスピーカ１と比べて約１／１０の値になる。
【００４８】
図９では、本実施形態のスピーカ１の音圧周波数特性は実線で、従来品のスピーカ１００ｂの音圧周波数特性は破線で図示している。図９の測定条件は、本実施形態のスピーカは１W入力１ｍであり、従来品スピーカ１００ｂは１W入力ができないため、１W入力１ｍの換算値を示している。
【００４９】
図９のグラフからわかるように、低域音圧周波数特性に関しては、本実施形態のスピーカ１は２００Hzから６００Hzで従来品のスピーカ１００ｂよりも高い音圧を示している。高域音圧周波数特性に関しては、従来品のスピーカ１００ｂの高域音圧周波数特性は４kＨｘ以上でも高い音圧特性を示しているが、本実施形態のスピーカ１の高域音圧周波数特性は４kＨｘ以上で従来品と比較し大きく減衰している。このため、本実施形態によれば、耐入力に優れて、低域音圧周波数特性を確保可能で、かつ高域音圧を効率よく減衰させることが可能なスピーカを実現できることがわかる。
【００５０】
このように、本実施形態では、振動板７をボイスコイルボビン４の前端部に接合し、その前方に支持部材８を配置して振動板７を支持するため、振動板７と支持部材８のスティフネスを調製することで、低域再生能力と耐入力性能を向上できる。また、支持部材８の裏面中央部８ａを振動板７の中央部７ａに接合するため、高域再生帯域の調整が可能である。本実施形態によれば、ダンパが不要であるため、ラップトップ型ＰＣ等の携帯電子機器に組込み可能な、特に低音の再生能力に優れた小型かつ薄型のマイクロスピーカを実現できる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、芯線２１に隙間を持たせて導線２２を巻回した細径の錦糸線６をボイスコイル５の先端に接合するため、錦糸線６の引き回しにそれほど広いスペースがいらなくなり、支持部材８を設けていながら、スピーカ１の奥行きを長くせずに錦糸線６を配置でき、より耐入力に優れた小型かつ薄型のマイクロスピーカを実現できる。
【００５２】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ スピーカ
２ フレーム
３ 磁気回路
４ ボイスコイルボビン
５ ボイスコイル
６ 錦糸線
７ 振動板
８ 支持部材
１１ ポットヨーク
１２ 永久磁石
１３ ポールピース
１５ 錦糸線引き出し部
１６ 端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイルコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの外周面に沿って巻回されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルに接続される錦糸線と、
前記ボイスコイルボビンの前端部に接合されるとともに、外周部がフレームに接合される振動板と、
前記振動板の前方に配置され、裏面中央部が前記振動板の中央部に接合され、外周部がフレームに接合される支持部材と、を備え、
前記錦糸線は、
化学繊維からなる芯線と、
前記芯線に隙間を持たせて巻回される、絶縁皮膜で覆われた１本以上の導線と、を有することを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記振動板は、その中央部が前方に張り出して、その径が前記ボイスコイルボビンの径に略等しいドーム部を有し、
前記ドーム部の前面側中央部が前記支持部材の裏面に接合され、前記ドーム部の裏面側端部が前記ボイスコイルボビンの前端部に接合されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記支持部材は、その中央部からずれた複数箇所に、孔部および切り欠き部の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記支持部材は、織布、不織布または樹脂薄膜を用いて形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項５】
前記支持部材の外周部の裏面側と前記振動板の外周部の前面側との間に配置され、前記フレームの内周面に接合されるリング部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項６】
前記支持部材と前記リング部材とは一体成形されることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ。
【請求項１】
ボイルコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの外周面に沿って巻回されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルに接続される錦糸線と、
前記ボイスコイルボビンの前端部に接合されるとともに、外周部がフレームに接合される振動板と、
前記振動板の前方に配置され、裏面中央部が前記振動板の中央部に接合され、外周部がフレームに接合される支持部材と、を備え、
前記錦糸線は、
化学繊維からなる芯線と、
前記芯線に隙間を持たせて巻回される、絶縁皮膜で覆われた１本以上の導線と、を有することを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記振動板は、その中央部が前方に張り出して、その径が前記ボイスコイルボビンの径に略等しいドーム部を有し、
前記ドーム部の前面側中央部が前記支持部材の裏面に接合され、前記ドーム部の裏面側端部が前記ボイスコイルボビンの前端部に接合されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記支持部材は、その中央部からずれた複数箇所に、孔部および切り欠き部の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記支持部材は、織布、不織布または樹脂薄膜を用いて形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項５】
前記支持部材の外周部の裏面側と前記振動板の外周部の前面側との間に配置され、前記フレームの内周面に接合されるリング部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項６】
前記支持部材と前記リング部材とは一体成形されることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１０９６６９（Ｐ２０１２−１０９６６９Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４９５３（Ｐ２０１０−２５４９５３）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
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