(57)【要約】【課題】  分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる全面駆動の平面薄型のスピーカーを実現するとともに、動作不良が発生しにくく、かつ、製造上の作業効率が良く、製造コストを安価に抑制した磁気回路およびこれを用いたスピーカーを製造する。【解決手段】  磁気回路が、底部を有するヨークと、略直方体状のプレートをそれぞれ冠してヨークの底部に載置される複数の第１マグネットと、第２マグネットをそれぞれ冠してヨークの底部に第１マグネットと隣り合うように載置される略直方体状の複数のポールと、を備え、それぞれの第２マグネットが、複数の第１マグネットと同一方向に揃えられた磁極性を有し、隣接するプレートの側端面とポールの側端面との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部を有するヨークと、略直方体状のプレートをそれぞれ冠して該ヨークの該底部に載置される複数の第１マグネットと、第２マグネットをそれぞれ冠して該ヨークの該底部に該第１マグネットと隣り合うように載置される略直方体状の複数のポールと、を備え、
それぞれの該第２マグネットが、該複数の第１マグネットと同一方向に揃えられた磁極性を有し、隣接する該プレートの側端面と該ポールの側端面との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する磁気回路。
【請求項２】
前記複数のプレートおよび前記複数のポールが、略直方体状で同一寸法の磁路形成部品で共通化され、該磁路形成部品の高さＨａが、前記第１マグネットの高さＨｂよりも高くされて、隣接する磁路形成部品の側端面の間に、高さ（Ｈａ−Ｈｂ）の磁気空隙を形成する、
請求項１に記載の磁気回路。
【請求項３】
前記第１マグネットおよび前記第２マグネットが、略直方体状で同一寸法のマグネットで共通化されている、
請求項２に記載の磁気回路。
【請求項４】
前記ヨークが、前記底部から延設される側壁部をさらに備え、該プレートの側端面と隣接する該ヨークの側壁部との間、あるいは、該ポールの側端面と隣接する該ヨークの側壁部との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する、
請求項１から３のいずれかに記載の磁気回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の前記磁気回路と、該磁気回路の前記磁気空隙に配置されるボイスコイルと、該ボイスコイルを該磁気空隙に配置してスピーカー振動板に連結するボイスコイル組立体と、該スピーカー振動板を振動可能に支持し、かつ、該磁気回路を連結するフレームと、
を備える、動電型スピーカー。
【請求項６】
前記複数の第２マグネットが、略直方体状の上端プレートをそれぞれさらに冠し、前記ヨークの前記側壁部が、該上端プレートに隣接する延長部をさらに備え、該上端プレートの側端面と隣接する該延長部との間に、補助磁気空隙を形成する、
請求項１から４のいずれかに記載の磁気回路。
【請求項７】
請求項６に記載の前記磁気回路と、該磁気回路の前記磁気空隙に配置されるボイスコイルと、該ボイスコイルを該磁気空隙に配置してスピーカー振動板に連結するボイスコイル組立体と、該スピーカー振動板を振動可能に支持し、かつ、該磁気回路を連結するフレームと、を備え、
該ボイスコイル組立体が、磁気回路の前記補助磁気空隙に配置される補助コイルを有するボイスコイル組立体と、を含む、
動電型スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨークの底部上に配置される複数のマグネットを含むスピーカー用磁気回路、ならびに、この磁気回路と、複数のコイルを含むスピーカー振動部材と、を備えるスピーカーに関し、特に、全面駆動の平面薄型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を音声に変換する動電型スピーカーに於いて、磁気回路を含むその全高を低く抑えるために、スピーカー振動板に平面型振動板を採用するスピーカーがある。平面型振動板は、コーン型振動板に比較してその全高が低くなるものの、分割振動せずに一体に振動するには剛性が不足しやすい。そこで、平面型振動板に固着するボビンが複数のボイスコイルを備え、複数のボイスコイルで平面型振動板を駆動することで、分割振動を抑制しようとするスピーカーがある。従来には、全高が薄い平面薄型スピーカーとして、複数のコイルを備えた平面振動板と、各コイルに対応した複数のマグネットを使用した磁気回路とを備えるスピーカーが使用されることがある。
【０００３】
例えば、薄型の構造を持ち、駆動点を多くして全面駆動に近づけ、低域から高域にわたってピストン運動する駆動方式のスピーカーがある（特許文献１）。このスピーカーは、二本の平行な磁気ギャップを少なくとも一対有する複数個の磁気回路単体をそのギャップの方向を全て一方向に平行に合わせて碁盤状に配置してなる磁気回路群を有し、その磁気回路単体に各々一個の矩形のボイスコイルを挿入して平面振動板を駆動させるものである。
【０００４】
また、互いに平行な複数の山形突条を並設し、突条の谷部に導線を直列に装着した薄膜体の振動板と、前記一つおきの突条の形成する凹部内に位置すべく底板上に配置される複数の永久磁石のそれぞれに、永久磁石の位置する突条の両隣の突条の凹部内に、永久磁石の磁石に対向位置すべく先端を侵入位置させたコ字形磁極板を取り付けるとともに、枠剤を固定する周壁と、複数の透孔を設けた底板を有する枠体と、振動板の外周縁を周壁に連結する中央部に膨出部を設けた枠体とからなる電気音響変換器がある（特許文献２）。
【０００５】
一方で、複数のマグネットの磁極性が隣同士で異なるように配置されているものとしては、磁性体板上に四角平板のトップヨークを具備した複数の永久磁石を並列に配設して磁石群をなし、該磁石群の外周部に所定の間隙を有してサイドヨークを配備してなる平面駆動型スピーカーの磁気基体において、前記磁性体板略箱形状に形成するとともに、該磁性体板の少なくとも一端をサイドヨークとすることを特徴とする平面駆動型スピーカーがある（特許文献３）。また、同様の全面駆動型スピーカーにおいて、磁気回路の両外側に位置する永久磁石の幅を隣接する永久磁石の略半分に狭めて構成するとともに、振動板におけるボイスコイルを各振動素子の外壁部に構成される溝内に一列に配備したことを特徴とする構造がある（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５７−９９８９８号公報
【特許文献２】特開昭５８−２０７７９４号公報
【特許文献３】実開昭６０−１５０８９１号公報
【特許文献４】実開昭６１−１１１２９２号公報
【０００７】
しかし、特許文献１の磁気回路群は、複数個の磁気回路単体を行列状に配置しているに過ぎず、各々一個の矩形のボイスコイルがそれぞれの磁気回路単体に挿入されているのみであり、多数のマグネットを使用しているにも関わらず、全体として磁気効率が良くないという問題がある。また、特許文献２の磁気回路も、同様の構成になっている。なお、特許文献１および２の磁気回路は、平面上に配置される複数のマグネットを含むスピーカー用磁気回路であっても、複数のマグネットの磁極性が隣同士で異なるように配置されているものではない。
【０００８】
また、特許文献３および４の磁気回路の構造では、トップヨークの間に規定される複数箇所の磁気空隙の幅を精度良く規定しなければならないが、複数のマグネットの磁極性が隣同士で異なるように配置するには、一枚の磁性体板上に、予め着磁しておいた磁極性の異なる磁石が引き合ったり反発し合ったりするのを抑制しながら配置していく必要があるので、製造上の作業効率が悪いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる全面駆動の平面薄型のスピーカーを実現するとともに、動作不良が発生しにくく、かつ、製造上の作業効率が良く、製造コストを安価に抑制した磁気回路およびこれを用いたスピーカーを製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の磁気回路は、底部を有するヨークと、プレートをそれぞれ冠してヨークの底部に載置される複数の第１マグネットと、第２マグネットをそれぞれ冠してヨークの底部に第１マグネットと隣り合うように載置される複数のポールと、を備え、それぞれの第２マグネットが、複数の第１マグネットと同一方向に揃えられた磁極性を有し、隣接するプレートの側端面とポールの側端面との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する。
【００１１】
好ましくは、本発明の磁気回路は、複数のプレートおよび複数のポールが、略直方体状で同一寸法の磁路形成部品で共通化され、磁路形成部品の高さＨａが、第１マグネットの高さＨｂよりも高くされて、隣接する磁路形成部品の側端面の間に、高さ（Ｈａ−Ｈｂ）の磁気空隙を形成する。
【００１２】
さらに好ましくは、本発明の磁気回路は、第１マグネットおよび第２マグネットが、略直方体状で同一寸法のマグネットで共通化されている。
【００１３】
さらに好ましくは、本発明の磁気回路は、ヨークが、底部から延設される側壁部をさらに備え、プレートの側端面と隣接するヨークの側壁部との間、あるいは、ポールの側端面と隣接するヨークの側壁部との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する。
【００１４】
また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、上記の磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配置されるボイスコイルと、ボイスコイルを磁気空隙に配置してスピーカー振動板に連結するボイスコイル組立体と、スピーカー振動板を振動可能に支持し、かつ、磁気回路を連結するフレームと、を備える。
【００１５】
また、本発明の磁気回路は、複数の第２マグネットが、略直方体状の上端プレートをそれぞれさらに冠し、ヨークの側壁部が、上端プレートに隣接する延長部をさらに備え、上端プレートの側端面と隣接する延長部との間に、補助磁気空隙を形成する。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、上記の磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配置されるボイスコイルと、ボイスコイルを磁気空隙に配置してスピーカー振動板に連結するボイスコイル組立体と、スピーカー振動板を振動可能に支持し、かつ、磁気回路を連結するフレームと、を備え、ボイスコイル組立体が、磁気回路の補助磁気空隙に配置される補助コイルを有するボイスコイル組立体と、を含む。
【００１７】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１８】
本発明の磁気回路は、底部を有するヨークと、プレートをそれぞれ冠してヨークの底部に載置される複数の第１マグネットと、第２マグネットをそれぞれ冠してヨークの底部に第１マグネットと隣り合うように載置される複数のポールと、を備える。つまり、ヨークの底部には、第１マグネットとポールとが隣り合うように配置されて、第１マグネットの天面側にプレートが連結され、ポールの天面側に第２マグネットが連結される。なお、ヨークは、底部から延設される側壁部をさらに備えていてもよい。したがって、ポールの側端面とプレートの側端面との間、あるいは、プレートの側端面と隣接するヨークの側壁部との間、あるいは、ポールの側端面と隣接するヨークの側壁部との間には、ボイスコイルが配置される磁気空隙が形成される。
【００１９】
また、動電型スピーカーは、上記の磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配置されるボイスコイルと、ボイスコイルを磁気空隙に配置してスピーカー振動板に連結するボイスコイル組立体と、スピーカー振動板を振動可能に支持し、かつ、磁気回路を連結するフレームと、を備える。その結果、複数のボイスコイルで駆動することで、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる全面駆動の平面薄型のスピーカーを、実現することができる。
【００２０】
ここで、それぞれの第２マグネットは、複数の第１マグネットと同一方向に揃えられた磁極性を有し、隣接するプレートの側端面とポールの側端面との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する。つまり、本発明の磁気回路では、磁気空隙の下側に第１マグネットが配置され、一方で、磁気空隙の上側に第２マグネットが配置されることになるので、予め異なる方向に着磁した磁極性が異なる第１および第２のマグネットを用意する必要がなく、一度の着磁工程で磁気回路の着磁が可能になり、製造上の作業効率を改善できる。
【００２１】
好ましくは、これらの複数のプレートおよび複数のポールは、略直方体状であり、磁気回路は、略矩形の磁気空隙を形成する。また、好ましくは、複数のプレートおよび複数のポールは、略直方体状で同一寸法の磁路形成部品で共通化され、また、第１マグネットおよび第２マグネットが、略直方体状で同一寸法のマグネットで共通化される。プレートまたはポールとして共通部品化される磁路形成部品の高さＨａが、第１マグネットの高さＨｂよりも高くされている場合には、隣接する磁路形成部品の側端面の間に、高さ（Ｈａ−Ｈｂ）の磁気空隙を形成するので、第１マグネットおよび第２マグネットの共通化を含めて、部品の共通化によって製造コストを安価に抑制することができる。
【００２２】
また、複数の第２マグネットが、略直方体状の上端プレートをそれぞれさらに冠し、ヨークの側壁部が、上端プレートに隣接する延長部をさらに備える場合には、本発明の磁気回路は、上端プレートの側端面と隣接する延長部との間に、補助磁気空隙を形成するので、磁束密度の異なる磁気空隙によって生じる駆動力の不均衡を改善して、スピーカー振動板を全面駆動することが可能になる。すなわち、動電型スピーカーが備えるボイスコイル組立体が、磁気回路の補助磁気空隙に配置される補助コイルを有する場合には、音声信号電流が流れるボイスコイルに対してこの補助コイルを並列または直列に接続すればよい。
【００２３】
なお、上記のスピーカーのボイスコイル組立体は、スピーカー振動板の背面側に固着されるボビンと、ボビンに固着される複数の矩形コイルと、を備えている。矩形コイルは、矩形のボビンの外側壁面に固定される外巻矩形コイルであってもよく、あるいは、矩形のボビンの外側壁面に固定される内巻矩形コイルであってもよい。複数のボイスコイルでスピーカー振動板の全体を駆動することで、分割振動を抑制して平坦な周波数特性を実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の磁気回路を備えたスピーカーは、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる平面薄型のスピーカーを実現することができ、また、動作不良が発生しにくく、かつ、製造上の作業効率が良く、製造コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のスピーカーを説明する断面図である。（実施例１）
【図２】本発明のスピーカーを説明する展開図である。（実施例１）
【図３】本実施例の磁気回路の磁束密度を表すグラフである。（実施例１）
【図４】本発明の他の磁気回路を説明する斜視図および断面図である。（実施例２）
【図５】本実施例の磁気回路の磁束密度を表すグラフである。（実施例２）
【図６】本発明の他のスピーカーを説明する展開図である。（実施例３）
【図７】本実施例の磁気回路の磁束密度を表すグラフである。（実施例３）
【図８】本実施例のスピーカーの振動モードを表す図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態による磁気回路、および、これを用いたスピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２７】
図１および図２は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー１を説明する図である。具体的には、図１（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ’断面の断面図であり、図１（ｂ）は、Ｂ−Ｂ’断面の断面図である。また、図２は、スピーカー１の構成を説明する展開図であり、説明に不要なフレーム７等の一部の部品を除いた図である。スピーカー１は、長方形の平面振動板２と、複数のマグネットを含む磁気回路１０と、を備え、全面駆動の平面薄型スピーカーを実現している。
【００２８】
本実施例の平面振動板２は、外形寸法が約５０ｍｍ×３０ｍｍであって、発泡ＰＰ（ポリプロピレン）を材料として厚みを１．０ｍｍに成形した平面状のスピーカー振動板であり、その外周端部をエッジ３で振動可能に自由支持されている。ロール状のエッジ３の外周端部は、磁気回路１０に連結するフレーム７に固定される。フレーム７は、磁気回路１０の背面側から覆うように形成された略凹字形の断面を有する部材であり、鉄等の磁性材料であっても、アルミ、樹脂、等の非磁性材料であっても良い。また、平面振動板２の背面側である磁気回路１０の側には、ボイスコイル組立体４が連結する。
【００２９】
本実施例のボイスコイル組立体４は、合計８個の矩形ボイスコイルが縦２列横４列で連結しており、各４個の矩形コイル５ａおよび５ｂを磁界回路１０の磁気空隙に配置する矩形筒状のボビン６ａおよび６ｂを含んでいる。矩形コイル５ａおよび５ｂは、矩形のボビン６ａおよび６ｂの外側壁面に固定される外巻矩形コイルであり、これらは接着剤で連結している。隣り合う矩形コイル５ａと矩形コイル５ｂは、後述する磁気回路１０の磁気空隙での磁束の方向に対応して、図２に示すように、それぞれに流れる音声信号電流ＩａまたはＩｂが、相互に反対回転の向きになるように接続されている。矩形のボビン６ａおよび６ｂは、いずれも外形寸法が約１１．４ｍｍ×１１．４ｍｍであるので、これらを連結したボイスコイル組立体４は、平面振動板２を全面駆動することができる。
【００３０】
本実施例の磁気回路１０は、ヨーク１１と、４つのプレート１２と、４つの第１マグネット１３と、４つの第２マグネット１４と、４つのポール１５と、から構成されている。ヨーク１１、プレート１２、ポール１５は、軟鉄、パーマロイ、等の磁性材料で形成されている。プレート１２は、厚みが約２ｍｍの略直方体状の部材である。また、ポール１５は、略直方体状の部材であり、本実施例の場合には、その側端面の第２マグネット１４と連結する天面側が側方に突出したＴ型の断面形状を有している。また、第１マグネット１３および第２マグネット１４は、ネオジウム等の希土類を含む磁石材料で形成されている。第１マグネット１３および第２マグネット１４は、それぞれ略直方体状の磁石であって、本実施例の場合には、同一寸法の希土類磁石を共通して利用している。
【００３１】
ヨーク１１は、Ａ−Ａ’断面が略Ｕ字状であって、平面状の底部１１ａおよびこの底部１１ａから延設される側壁部１１ｂを備える。また、ヨーク１１は、その平板状の底部１１ａの上に４つの第１マグネット１３と、４つのポール１５と、を相互に隣り合うように、縦２列横４列で載置している。第１マグネット１３は、その天面側に略直方体状のプレート１２をそれぞれ冠しており、また、ポール１５は、その天面側に第２マグネット１４をそれぞれ冠している。したがって、磁気回路１０は、隣接するプレート１２の側端面とポール１５の側端面との間に、ボイスコイル組立体４の矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが配置される磁気空隙（例えば、図示するｇ０１、ｇ０２、ｇ２０、ｇ２１）を形成する。そして、磁気回路１０は、同様に、プレート１２の側端面と隣接するヨーク１１の側壁部１１ｂとの間に磁気空隙（例えば、図示するｇ１１）、あるいは、ポール１５の側端面と隣接するヨーク１１の側壁部１１ｂとの間に磁気空隙（例えば、図示するｇ１２）、を形成する。
【００３２】
ここで、それぞれの第２マグネット１４は、第１マグネット１３と同一方向に揃えられた磁極性を有している。すなわち、本実施例の磁気回路１０では、隣接するプレート１２の側端面とポール１５の側端面との間に形成されて矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが配置される磁気空隙（例えば、図示するｇ０１、ｇ０２、等）において、磁気空隙の下側に第１マグネット１３が配置され、一方で、磁気空隙の上側に第２マグネット１４が配置されることになる。したがって、第１マグネット１３および第２マグネット１４は、それぞれの磁石が同じ磁極性を示す面が磁気空隙を挟むように配置されているので、この磁気空隙に高い磁束密度を示す磁界を形成する。
【００３３】
図３は、本実施例の磁気回路１０において、形成される磁気空隙の磁束密度分布を表すグラフである。Ｂ−Ｂ’断面と平行に縦２列横４列の中央からヨーク１１の開放端部に至る間の磁束密度分布の変化を見ると、中央の磁気空隙（ｇ０１−ｇ０２）では、絶対値が約０．４［Ｔｅｓｌａ］の磁界が形成され、磁気空隙（ｇ０１）と（ｇ０２）では、磁束の向きが反転している。また、ヨーク１１の側壁部１１ｂによって形成される磁気空隙（ｇ１１−ｇ１２）では、磁気空隙（ｇ１１）で絶対値が約０．６［Ｔｅｓｌａ］の磁界が形成される一方で、次の磁気空隙（ｇ１２）では磁束密度が著しく低くなることがわかる。
【００３４】
上記のように、ボイスコイル組立体４では、各４個の矩形コイル５ａおよび５ｂが、それぞれに流れる音声信号電流ＩａまたはＩｂが、相互に反対回転の向きになるように接続されている。ただし、隣り合う関係にある矩形コイル５ａおよび５ｂの近接する一辺のそれぞれは、同一の磁気空隙（例えば、ｇ０１、ｇ２０、等）に配置されるので、この部分では音声信号電流ＩａおよびＩｂは、同一方向に流れる。また、ヨーク１１の側壁部１１ｂによって形成される磁気空隙（例えば、ｇ１１）にも、矩形コイル５ａまたは５ｂの一辺が配置される。したがって、各４個の矩形コイル５ａおよび５ｂで発生する駆動力が、図示する上方向、あるいは下方向のいずれかの同一方向に揃うので、矩形のボビン６ａおよび６ｂを連結したボイスコイル組立体４は、連結する平面振動板２の全面を上下に駆動することができる。
【００３５】
また、第１マグネット１３および第２マグネット１４が、このような位置関係になっているので、磁気回路１０は、一度の着磁工程で着磁が可能になり、磁気空隙には高い磁束密度を有する磁界を発生させることができる。本実施例の磁気回路１０は、予め異なる方向に着磁した磁極性が異なる第１および第２のマグネットを用意する必要がなく、製造上の作業効率を改善できる。ヨーク１１、プレート１２、第１マグネット１３、第２マグネット１４、および、ポール１５を、接着剤で固着した後に着磁するだけでよく、着磁した磁極性が異なる第１および第２のマグネットを組み立てる際に課題となる磁力の作用を、考慮する必要が無くなるメリットがある。磁気回路１０の組立作業時に、着磁した小さなマグネットのみをハンドリングする必要が無くなるので、作業効率が大きく向上する。
【００３６】
なお、ヨーク１１は、Ｂ−Ｂ’断面に示すように、開放されている側には側壁部１１ｂを備えない略Ｕ字状であるが、この方向にも側壁部１１ｂを備えてもよい。ヨーク１１の開放端側で露出するプレート１２の側端面あるいはポール１５の側端面（例えば、図示するｇ２２）も、ここに配置される矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが駆動力を発揮する磁気空隙とすることができる。また、本実施例の磁気回路１０の場合には、２つの側壁部１１ｂの間に第１マグネット１３とポール１５とが一組隣り合うように配置されている縦２列であるが、第１マグネット１３とポール１５とが一列に配置されていても良く、また、縦方向も横方向も３列以上であっても良い。様々な設計変更の要求に対応が可能で、磁気効率の高い磁気回路１０を容易に構成することができる。
【００３７】
また、本実施例の磁気回路１０は、略直方体状の第１マグネット１３および第２マグネット１４を含むが、第１マグネット１３または第２マグネット１４は、略円筒形状の丸型のマグネットを使用してもよい。また、本実施例の磁気回路１０は、上記のヨーク１１と、略直方体状のプレート１２と、略直方体状のポール１５と、を含み、矩形コイル５ａないし５ｂが配置される矩形状の磁気空隙を形成する磁気回路であるが、プレート１２およびポール１５が円形の磁気空隙を形成する部材であってもよい。この場合には、矩形コイルに代えて円筒状のボビンに巻き回される円筒状のボイスコイルを使用することができる。
【００３８】
本実施例のボイスコイル組立体４では、矩形コイル５ａおよび５ｂは、矩形のボビン６ａまたは６ｂの外側壁面に固定される外巻矩形コイルであるが、スピーカー振動板の背面側に固着されるボイスコイル組立体４は、他の構成によるものであっても良い。例えば、ボイスコイル組立体４は、矩形コイルが、矩形のボビンの内側壁面に固定される内巻矩形コイルの場合には、複数の矩形のボビン同士を強固に連結するもの、あるいは、樹脂等で断面形状が格子状に形成されて内部に複数の矩形空間を有する格子状ボビンを用いるものであってもよい。内巻矩形コイルの場合には、ボイスコイル組立体４の強度が増して、分割振動を抑制し、より平坦な周波数特性を実現することができる。
【００３９】
なお、ボイスコイル組立体４は、複数の矩形コイル５ａおよび５ｂが、磁気回路１０に接触しないように振動可能に支持するダンパーを備えていても良い。ダンパーは、その内周端側がボイスコイル組立体４に連結し、外周端側がフレーム７または磁気回路１０に連結する。スピーカー１は、さらにダンパーを備えることにより、平面振動板２およびボイスコイル組立体４を含む振動系の動作を安定させて、良好な音声再生を実現することができる。
【実施例２】
【００４０】
図４は、本発明の他の好ましい実施形態による磁気回路２０を説明する図である。図４（ａ）は、磁気回路２０の斜視図であり、図４（ｂ）は、Ｃ−Ｃ’断面図である。磁気回路２０は、後述するように、ヨーク２１の底部２１ａに縦２列横６列となるようにマグネットおよび磁路形成部品を配置する磁気回路であり、平面振動板２、ボイスコイル組立体４、等を備える（図示しない）スピーカー１ａに使用される。なお、先の実施例と同一部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
本実施例の磁気回路２０は、ヨーク２１と、６つの略直方体状のプレート２２と、６つの第１マグネット２３と、６つの第２マグネット２４と、６つのポール２５と、から構成されている。ヨーク２１は、先の実施例のように断面が略Ｕ字状であって、平面状の底部２１ａおよびこの底部２１ａから延設される側壁部２１ｂを備える。また、ヨーク２１は、その平板状の底部２１ａの上に６つの第１マグネット２３と、６つのポール２５と、を相互に隣り合うように、縦２列横６列で載置している。第１マグネット２３は、その天面側に略直方体状のプレート２２をそれぞれ冠しており、また、略直方体状のポール２５は、その天面側に第２マグネット２４をそれぞれ冠している。
【００４２】
ここで、それぞれの第２マグネット２４は、第１マグネット２３と同一方向に揃えられた磁極性を有している。すなわち、本実施例の磁気回路２０では、隣接するプレート２２の側端面とポール２５の側端面との間に形成されて矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが配置される磁気空隙（例えば、図示するｇ０１、ｇ０２、等）において、磁気空隙の下側に第１マグネット２３が配置され、一方で、磁気空隙の上側に第２マグネット２４が配置されることになる。したがって、第１マグネット２３および第２マグネット２４は、それぞれの磁石が同じ磁極性を示す面が磁気空隙を挟むように配置されているので、この磁気空隙に高い磁束密度を示す磁界を形成する。本実施例の磁気回路２０を用いる（図示しない）スピーカー１ａでは、これらの磁気空隙には、ボイスコイル組立体４の矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが配置される。
【００４３】
ただし、本実施例の磁気回路２０では、プレート２２およびポール２５は、軟鉄、パーマロイ、等の磁性材料で形成されていて、略直方体状で同一寸法の磁路形成部品で共通化されており、その寸法は約８．０ｍｍ×８．０ｍｍ×６．０（高さＨａ）ｍｍである。また、第１マグネット２３および第２マグネット２４は、ネオジウム等の希土類を含む磁石材料で形成されおり、こちらも略直方体状で同一寸法のマグネットで共通化されており、その寸法は約７．４ｍｍ×７．４ｍｍ×４．０（高さＨｂ）ｍｍである。磁路形成部品は、その高さＨａが、第１マグネット２３ないし第２マグネット２４の高さＨｂよりも高くされているので、本実施例の磁気回路２０は、図４（ｂ）に図示するように、隣接する磁路形成部品の側端面の間に、高さが約２．０ｍｍ（Ｈａ−Ｈｂ）の磁気空隙を形成し、ボイスコイル組立体４の矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが配置される。
【００４４】
図５は、本実施例の磁気回路２０において、形成される磁気空隙の磁束密度分布を表すグラフである。具体的には、Ｃａｓｅ２０が本実施例の磁気回路２０の場合であり、Ｃａｓｅ１０が（図示しない）比較例として、先の実施例のようにプレート１２およびポール１５が共通化されていない磁気回路の場合である。縦２列横６列の中央からヨーク１１の開放端部に至る間の磁束密度分布の変化を見ると、中央の磁気空隙（ｇ０１−ｇ０２−ｇ０３）では、磁気空隙（ｇ０１）と（ｇ０２）と（ｇ０３）では、磁束の向きが反転しており、構成部品の共通化を進めた磁気回路２０においても、絶対値が約０．５７［Ｔｅｓｌａ］の高い磁束密度の磁界が形成されている。一方で、比較例の場合には、同様の結果となっていても、磁気空隙（ｇ０３）で他の磁気空隙（ｇ０１、ｇ０２）よりも高い磁束密度となり、３つの磁気空隙の磁束密度のバラツキが大きくなっている。
【００４５】
磁気回路２０は、先の実施例の磁気回路１０と同様に、一度の着磁工程で着磁が可能なので、予め異なる方向に着磁した磁極性が異なる第１および第２のマグネットを用意する必要がなく、製造上の作業効率を改善でき、製造コストをさらに安価にすることができる。さらに、本実施例の磁気回路２０では、磁路形成部品およびマグネットの共通化によって、先の実施例の場合に比べて、製造コストを安価に抑制することができる。磁路形成部品を共通化することで、別部品のプレートならびにポールを設計し、製造して管理する工程を半減できる。第１および第２のマグネットの共通化も同様である。したがって、スピーカーの製造上の作業効率も改善でき、製造コストをさらに安価にすることができる。
【００４６】
なお、本実施例の磁気回路２０では、磁路形成部品およびマグネットを共通化するので、プレート２２および第１マグネット２３の合計体積と、第２マグネット２４およびポール２５の合計体積と、がほぼ一致する。これらは、（図示しない）スピーカー１ａとして組み立てられる際には、ボイスコイル組立体４を構成する矩形筒状のボビン６ａまたは６ｂの内部空間に配置される。平面振動板２で上部側を塞がれるこれらの内部空間に囲われる空気は、スピーカー振動系を支持するスティフネスとして作用するので、これらの内部空間の空気の体積は、それぞれ同じであることが好ましい。磁気回路２０では、先の実施例の磁気回路１０の場合に比べて、磁路形成部品およびマグネットを共通化することにより、平面振動板２の背後の矩形ボビンの内部空間内の空気体積がそれぞれ一様になるので、安定した動作が可能になる。
【実施例３】
【００４７】
図６は、本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー１ｂの構成を説明する展開図であり、説明に不要なフレーム７等の一部の部品を除いた図である。スピーカー１ｂは、長方形の平面振動板２と、複数のマグネットを含む磁気回路３０と、ボイスコイル組立体４０と、を備え、全面駆動の平面薄型スピーカーを実現している。なお、磁気回路３０は、最初の実施例で説明した磁気回路１０と同様に、４つの第１マグネット１３と、４つのポール１５と、が相互に隣り合うように縦２列横４列とした磁気回路であるので、先の実施例と同一部分には、同一の符号を付し、重複する部分、並びに、説明に不要な一部の内部構造等については、説明ならびに図示を省略する。
【００４８】
本実施例の磁気回路３０は、ヨーク３１と、４つの略直方体状のプレート１２と、４つの第１マグネット１３と、４つの第２マグネット１４と、４つのポール１５と、４つの上端プレート３６と、から構成されている。ヨーク３１および上端プレート３６は、軟鉄、パーマロイ、等の磁性材料で形成されている。また、上端プレート３６は、厚みが約２ｍｍの略直方体状の部材であって、本実施例の場合には、プレート１２と共通部品化されている。
【００４９】
ヨーク３１は、先の実施例のように断面が略Ｕ字状であって、平面状の底部３１ａおよびこの底部３１ａから延設される側壁部３１ｂを備え、加えて、ヨーク３１の側壁部３１ｂは、４カ所の延長部３１ｃをさらに備える。また、ヨーク３１は、その平板状の底部３１ａの上に４つの第１マグネット１３と、４つのポール１５と、を相互に隣り合うように、縦２列横４列で載置している。第１マグネット１３は、その天面側に略直方体状のプレート１２をそれぞれ冠しており、また、略直方体状のポール１５は、その天面側に第２マグネット１４をそれぞれ冠している。そして、第２マグネット１４は、その天面側に上端プレート３６をそれぞれ冠している。
【００５０】
その結果、磁気回路３０では、上端プレート３６は、ヨーク３１の側壁部３１ｂの延長部３１ｃに隣接するように配置され、上端プレート３６の側端面と隣接するヨーク３１の側壁部３１ｂの延長部３１ｃとの間に、４カ所の補助磁気空隙（例えば、ｇ３２）が形成される。先の実施例の通り、それぞれの第２マグネット１４は、第１マグネット１３と同一方向に揃えられた磁極性を有していて、それぞれの磁石が同じ磁極性を示す面が磁気空隙を挟むように配置されているので、これらの磁気空隙に高い磁束密度を示す磁界を形成する。一方で、補助磁気空隙にも、高い磁束密度を示す磁界が形成される。
【００５１】
図７は、本実施例の磁気回路３０において、形成される磁気空隙の磁束密度分布を表すグラフである。縦２列横４列の中央からヨーク３１の開放端部に至る間の磁束密度分布の変化を見ると、中央の磁気空隙（ｇ０１−ｇ０２）では、絶対値が約０．４［Ｔｅｓｌａ］の磁界が形成され、磁気空隙（ｇ０１）と（ｇ０２）では、磁束の向きが反転する。また、ヨーク３１の側壁部３１ｂによって形成される磁気空隙（ｇ１１−ｇ１２）では、磁気空隙（ｇ１１）で絶対値が約０．６［Ｔｅｓｌａ］の磁界が形成される一方で、次の磁気空隙（ｇ１２）では磁束密度が著しく低くなる。さらに、補助磁気空隙（ｇ３２）では、磁気空隙（ｇ１２）とは磁束の向きが反対であって、絶対値が約０．８［Ｔｅｓｌａ］の磁界が形成され、磁気空隙として機能しない（ｇ３１）の位置では、磁束密度が著しく低くなる。
【００５２】
本実施例の磁気回路３０を用いるスピーカー１ｂでは、先の実施例の場合と同様に、下側の磁気空隙には、ボイスコイル組立体４０の矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂが配置される。ボイスコイル組立体４０は、これを構成する矩形のボビン６ａと６ｂのうち、４つのボビン６ｂの矩形コイル５ｂの上部側に、補助磁気空隙に対応する位置にさらに補助コイル５ｃを有する。補助コイル５ｃは、これに流れる音声信号電流Ｉｃが、矩形コイル５ｂに流れる音声信号電流Ｉｂとは、相互に反対回転の向きになるように接続されている。したがって、各４個の補助コイル５ｃで発生する駆動力が、他の矩形コイル５ａおよび５ｂで発生する駆動力と、図示する上方向、あるいは下方向のいずれかの同一方向に揃うので、ボイスコイル組立体４０は、連結する平面振動板２の全面を上下に駆動することができる。
【００５３】
また、本実施例のスピーカー１ｂは、補助磁気空隙に配置される補助コイル５ｃを有しているので、それぞれの磁気空隙での磁束密度の差異を原因とする矩形コイル５ａ又は矩形コイル５ｂに作用する駆動力の差を、調整することができる。すなわち、補助コイル５ｃは、矩形コイル５ｂが巻回されているボビン６ｂに巻回されているので、ボビン６ａに巻回されている矩形コイル５ａに発生する駆動力と、矩形コイル５ｂおよび補助コイル５ｃに発生する駆動力と、がほぼ一致するようにすれば、ボイスコイル組立体４０が連結する平面振動板２を、バランスよく全面駆動することができる。
【００５４】
例えば、図７に示すように、本実施例の磁気回路３０の中央の磁気空隙（ｇ０２）での磁束密度（約０．４［Ｔｅｓｌａ］）に比較して、ヨーク３１の側壁部３１ｂでの磁気空隙の場合には、矩形コイル５ａが配置される一方の磁気空隙（ｇ１１）は十分高い（約０．５６［Ｔｅｓｌａ］）ものの、矩形コイル５ｂが配置される他方の磁気空隙（ｇ１２）での磁束密度は、著しく低い。その結果、矩形コイル５ａに流れる音声信号電流Ｉａと、矩形コイル５ｂに流れる音声信号電流Ｉｂと同じ絶対値とする場合には、矩形コイル５ｂに作用する駆動力は、矩形コイル５ａに作用する駆動力よりも相対的に低くなる。したがって、本実施例のスピーカー１ｂでは、補助コイル５ｃに音声信号電流Ｉｃを流すことで、補助コイル５ｃに補助的な駆動力を発生させることができる。
【００５５】
図８は、本実施例のスピーカー１または１ｂが備える平面振動板２の約５８８Ｈｚでの振動モードを表す図である。具体的には、図８（ａ）が先の実施例のスピーカー１の場合であり、図８（ｂ）が本実施例のスピーカー１ｂの場合である。ボイスコイル組立体４を備えるスピーカー１の場合には、矩形コイル５ａおよび５ｂで発生する駆動力が異なっているので、長軸に対して非対称な振動モードが発生している。これに対して、ボイスコイル組立体４０が補助コイル５ｃを備える本実施例のスピーカー１ｂの場合には、補助コイル５ｃで発生する補助的な駆動力を、矩形コイル５ｂでの駆動力の約６５％に調整すると、長軸に対して非対称な振動モードが消えて、より全面駆動に近い動作にすることができる。
【００５６】
補助コイル５ｃで発生させる駆動力を調整するには、幾つかの方法が取り得る。例えば、本実施例のスピーカー１ｂでは、補助コイル５ｃは、矩形コイル５ａおよび矩形コイル５ｂと共通化した矩形コイルであるので、（図示しない）分圧回路を用いて補助コイル５ｃに音声信号電流Ｉｃを、音声信号電流ＩａあるいはＩｂに対して一定の割合で流すようにすればよい。また、補助コイル５ｃの線長（又は線径、巻き回数）を調整することで、補助コイル５ｃに発生させる補助的な駆動力を調整してもよい。
【００５７】
矩形の補助コイル５ｃで発生する補助的な駆動力は、高い磁束密度の磁界が発生する補助磁気空隙（ｇ３２）に配置される矩形の一辺の部分のみで実質的に発生するので、調整は容易である。例えば、図２におけるヨーク３１の側壁部３１ｂでの磁気空隙（ｇ１２）では、隣の磁気空隙（ｇ１１）に対して著しく磁束密度が低い。したがって、磁気空隙（ｇ１１）に位置するボビン６ａに巻回される矩形コイル５ａに発生する駆動力と、ボビン６ｂの上側で補助磁気空隙（ｇ３２）に位置する補助コイル５ｃに発生する補助駆動力と、がほぼ等しくなるように、すればよい。つまり、磁気空隙（ｇ１１）と補助磁気空隙（ｇ３２）の磁束密度をそれぞれ（ｄ１１）、（ｄ３２）とすると、磁束密度ｄ１１と音声信号電流Ｉａとの積が、磁束密度ｄ３２と音声信号電流Ｉｃとの積と、等しくなるように、音声信号電流Ｉｃを調整すればよい。
【００５８】
他の方法で補助コイル５ｃにおいて発生する補助的な駆動力を調整する場合には、矩形コイル５ｂ、ないし、補助コイル５ｃに作用する全ての磁界を考慮してもよい。例えば、矩形コイル５ａが配置されるプレート１２が形成する磁気空隙（例えば、図２におけるｇ０１、ｇ１１、ｇ２０、ｇ２１。）の磁束密度分布と、矩形コイル５ｂが配置されるポール１５が形成する磁気空隙（例えば、図２におけるｇ０２、ｇ１２、ｇ２１、ｇ２２。）の磁束密度分布と、補助コイル５ｃが配置される補助磁気空隙（ｇ３２）を含む上端プレート３６の周囲４辺の磁束密度分布と、の差異を基に、補助的な駆動力を調整してもよい。
【００５９】
もちろん、４つの補助コイル５ｃの間でも、ボイスコイル組立体４０が良好に全面駆動できるように、それぞれで発生する補助的な駆動力を調整してもよい。補助コイル５ｃで発生する補助的な駆動力は、矩形コイル５ａでの駆動力に対して、例えば、約５５％〜約８０％の値で変化してもよい。また、補助コイル５ｃは、音声信号電流が流れる矩形コイル５ａまたは５ｂに対して、並列接続または直列接続を問わない。本実施例のスピーカー１ｂでは、補助的な駆動力が加わるので、再生能率を高くすることができ、平面振動板およびボイスコイル組立体を含む振動系の動作を安定させて、良好な音声再生を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の磁気回路およびこれを用いたスピーカーは、平面振動板を備えるスピーカーのみならず、ヘッドホンにも適用が可能である。もちろん、本発明のスピーカーは、平面振動板に限らず、コーン形振動板等の非平面形状のスピーカー振動板を備えていても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１、１ｂ      スピーカー
２            平面振動板
３            エッジ
４            ボイスコイル組立体
５            コイル
６            ボビン
７            フレーム
１０、２０、３０    磁気回路
１１、２１、３１    ヨーク
１２、２２、        プレート
１３、２３        第１マグネット
１４、２４        第２マグネット
１５、２５        ポール
３６          上端プレート
【図１】
2010193125.tif 000003
【図３】
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【図７】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
2010193125.tif 000008
【図６】
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【図８】
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