(57)【要約】磁気回路（５０）と、ボイスコイル（４０）と、振動板（１０）と、筐体と、磁気ギャップ（５４）内において、プレート（５１）とボイスコイル（４０）との間に配置される磁性流体（４９）とを備え、磁気回路（５０）は、振動板（１０）側から背面まで貫通する第一流路（６１）を備え、筐体（３０）は、第一流路を延長する第二流路（６２）と、振動板（１０）側から第二流路（６２）に至るまで貫通する第三流路（６３）とを備え、第一面積（Ｓ１）に対する第二面積（Ｓ２）の割合と、ボイスコイルの内方に対応する振動板（１０）の面積である内方面積（Ｓｂ）に対する外方面積（Ｓｅ）の割合とが一致するスピーカ（１）。
2019031352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路と、
前記磁気回路に形成された磁気ギャップ内に一端部が配置されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルの他端部が固定される振動板と、
前記磁気回路を収容し、前記振動板を支持する有底筒状の筐体と、
前記磁気ギャップ内において、前記磁気回路と前記ボイスコイルとの間に配置される磁性流体とを備え、
前記磁気回路は、
前記ボイスコイルの内方において、前記振動板側から背面まで貫通して空気が流通する第一流路を備え、
前記筐体は、
前記第一流路を前記筐体の底面外方まで延長する第二流路と、
前記ボイスコイルの外方において、前記振動板側から前記第二流路に至るまで貫通する第三流路とを備え、
前記ボイスコイルの管軸方向から見た場合の、前記第一流路の開口部の面積である第一面積に対する前記第三流路の開口部の面積である第二面積の割合と、前記ボイスコイルの管軸方向から見た場合の、前記ボイスコイルの内方に対応する振動板の面積である内方面積に対する前記ボイスコイルの外方に対応する振動板の面積である外方面積の割合とが一致する
スピーカ。
【請求項２】
前記筐体は、有底の円筒形状であり、
前記第三流路の部分であり、前記筐体の側壁部に設けられる側壁流路部の断面形状は扇形状である
請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記筐体の側壁部に設けられる前記第三流路の部分である側壁流路部は、前記磁気回路側に向って前記筐体に形成された溝と、前記溝を覆う前記磁気回路の外周面によって形成された
請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記筐体は、
筒状の側壁部材と、前記側壁部材の一端部に設けられた底板部と、前記底板部と前記磁気回路との間に配置されるスペーサ部とを備え、
前記第三流路の部分であり、前記筐体の底部に設けられる横流路部は、前記磁気回路の底面と、前記底面に対向状に配置される前記底板部と、前記スペーサ部に設けられたスリットとにより形成される
請求項１から３のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記磁気回路の前記振動板側に取り付けられ、前記振動板の前記磁気回路に向かう変位を規制するストッパを備え、
前記ストッパは、
前記第一流路を前記振動板側まで延長し、第一流路の第一面積よりも開口部の面積が大きな第四流路を備える
請求項１から４のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記磁気回路は、
前記第一流路の一部である磁石路を有するマグネットと、
前記第一流路の一部である板路を有するプレートと、
前記第一流路の一部であるヨーク路を有するヨークとを備え、
前記磁石路の断面積は、前記板路の断面積、および、前記ヨーク路の断面積よりも小さい
請求項１から５のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記第二流路の前記筐体に対し前記振動板と反対側の背面開口端を覆うネットを備える請求項１から６のいずれか一項に記載のスピーカ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のスピーカを備えるイヤホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁性流体を備えるスピーカ、および、当該スピーカを備えるイヤホン、補聴器及び携帯型端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、磁性流体を用いたスピーカが開示されている。磁性流体は、磁気回路が有する磁気ギャップ内において、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と、当該磁気回路との間に配置されている。このように、従来のスピーカでは、ボイスコイルと磁気回路との間に磁性流体を配置することで、低摩擦抵抗の下でボイスコイルの振動の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の磁性流体を備えたスピーカでは、音を発生させる際の振動板の振動による風圧により磁性流体が飛散し、ボイスコイルの振動を安定化させる機能が低下することで、スピーカの動作異常や信頼性、および、寿命が低下する。【０００５】
そこで、本開示は、磁性流体への風圧の影響を低減するスピーカ、および、これを備えたイヤホンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係るスピーカは、磁気回路と、前記磁気回路に形成された磁気ギャップ内に一端部が配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルの他端部が固定される振動板と、前記磁気回路を収容し、前記振動板を支持する有底筒状の筐体と、前記磁気ギャップ内において、前記磁気回路と前記ボイスコイルとの間に配置される磁性流体とを備え、前記磁気回路は、前記ボイスコイルの内方において、前記振動板側から背面まで貫通して空気が流通する第一流路を備え、前記第一流路を前記筐体の底面外方まで延長する第二流路と、前記ボイスコイルの外方において、前記振動板側から前記第二流路に至るまで貫通する第三流路とを有し、前記ボイスコイルの管軸方向から見た場合の、前記第一流路の開口部の面積である第一面積に対する前記第三流路の開口部の面積である第二面積の割合と、前記ボイスコイルの管軸方向から見た場合の、前記ボイスコイルの内方に対応する振動板の面積である内方面積に対する前記ボイスコイルの外方に対応する振動板の面積である外方面積の割合とが一致する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係るスピーカは、長期間使用しても性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１に係るスピーカの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るスピーカを分解して示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る図１に示すスピーカのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る図１に示すスピーカのＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る振動板を前面側から示した平面図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る振動板を外した状態のスピーカを前面側から示した平面図である。
【図７】図７は、スピーカ使用時における空気の流れを模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２のスピーカの外観を示す斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係るスピーカの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図８のスピーカのＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図１１は、図８のスピーカのＸＩ−ＸＩ断面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る振動板を前面側から示した図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る振動板を外した状態のスピーカを前面側から示した図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１および２に係るスピーカを用いたイヤホンの外観示す斜視図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１および２に係るスピーカを用いたイヤホンを分解して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者は、従来の磁性流体を備えたスピーカに関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１０】
特許文献１に開示されているような従来のスピーカでは、粘度が高い磁性流体を用いることにより振動板による風圧に対抗し磁性流体が飛散することを防いでいる。しかしながら、磁性流体の粘度を高めると、ボイスコイルの振動に対する抵抗力が高まるため、出力音圧が変化する。
【００１１】
また、ボイスコイルに音声信号が入力されるとジュール熱が発生するため。高い粘度の磁性流体を採用しても、ボイスコイルからのジュール熱により粘度が低下し、風圧により飛散する可能性が高まる。
【００１２】
このように、磁性流体を用いた従来のスピーカでは、磁性流体の飛散を抑制し、スピーカの性能を安定して維持することが難しいという知見を得た。
【００１３】
上記知見に基づき、発明者は鋭意研究を重ねた結果、磁性流体に掛かる風圧を直線上の異なる二方向から掛かる構造を採用し、二つの風圧をバランスさせることで相殺し、磁性流体の飛散を抑制する技術を見出した。
【００１４】
つまり、本開示の一態様に係るスピーカは、磁気回路と、前記磁気回路に形成された磁気ギャップ内に一端部が配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルの他端部が固定される振動板と、前記磁気回路を収容し、前記振動板を支持する有底筒状の筐体と、前記磁気ギャップ内において、前記磁気回路と前記ボイスコイルとの間に配置される磁性流体とを備え、前記磁気回路は、前記ボイスコイルの内方において、前記振動板側から背面まで貫通する第一流路を備え、前記筐体は、前記第一流路を前記筐体の底面外方まで延長する第二流路と、前記ボイスコイルの外方において、前記振動板側から前記第二流路に至るまで貫通する第三流路とを備え、前記第一流路の断面積である第一面積に対する前記第三流路の断面積である第二面積の割合と、前記ボイスコイルの管軸方向から見た場合の、前記ボイスコイルの内方に対応する振動板の面積である内方面積に対する前記ボイスコイルの外方に対応する振動板の面積である外方面積の割合とが一致する。
【００１５】
これによれば、振動板側から磁性流体に掛かる風圧と、振動板の反対側から磁性流体に掛かる風圧とをバランスさせることができ、磁性流体の飛散を抑制できる。なお、明細書、および、請求の範囲に用いる「一致」とは完全な一致のみを意味するものでは無く、磁性流体の飛散を抑制できる範囲においてある程度の誤差を許容するものとして用いている。
【００１６】
また、第一流路、および、第二流路を通過する空気の流速と、第三流路を通過する空気の流速とを等しく、または、ほぼ等しくしているため、第二流路と第三流路との連結が可能となり、第二流路の開口端のみで外部との空気の流通を図ることができ、スピーカの小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、前記筐体は、有底の円筒形状であり、前記筐体の側壁部に設けられる前記第三流路の部分である側壁流路部の断面形状は扇形状であってもよい。
【００１８】
これによれば、スピーカの小型化のため筐体を薄肉化した場合でも、側壁流路部による構造的強度の低下を抑制することができ、例えば落下などに対するスピーカの耐久性を向上させることが可能となる。
【００１９】
また、前記筐体の側壁部に設けられる前記第三流路の部分である側壁流路部は、前記磁気回路側に向って前記筐体に形成された溝と、前記溝を覆う前記磁気回路の外周面によって形成されてもよい。
【００２０】
溝状の側壁流路部と磁気回路とを用いて孔状にすることで、筐体の側壁部の薄肉化を図ることができ、スピーカ全体の小型化に寄与することが可能となる。
【００２１】
また、前記筐体は、筒状の側壁部材と、前記側壁部材の一端部に設けられた底板部と、前記底板部と前記磁気回路との間に配置されるスペーサ部とを備え、前記第三流路の部分であり、前記筐体の底部に設けられる横流路部は、前記磁気回路の底面と、前記底面に対向状に配置される前記底板部と、前記スペーサ部に設けられたスリットとにより形成されてもよい。
【００２２】
これによれば、第一流路に連通する第二流路と第三流路とを簡単な構造で容易に連結することができる。また、横流路部の一部を磁気回路により形成しているため、筐体の小型化に寄与することが可能となる。
【００２３】
また、前記磁気回路の前記振動板側に取り付けられ、前記振動板の前記磁気回路に向かう変位を規制するストッパを備え、前記ストッパは、前記第一流路を前記振動板側まで延長し、第一流路の第一面積よりも開口部の面積が大きな第四流路を備えてもよい。
【００２４】
これによれば、第一流路の空気の流通を阻害することのないストッパを取り付けることができ、振動板の予期せぬ変位を規制することが可能となる。
【００２５】
また、前記磁気回路は、前記第一流路の一部である磁石路を有するマグネットと、前記第一流路の一部である板路を有するプレートと、前記第一流路の一部であるヨーク路を有するヨークとを備え、前記磁石路の断面積は、前記板路の断面積、および、前記ヨーク路の断面積よりも小さくてもよい。
【００２６】
これにより、磁気回路の組立が容易になり、かつ第一流路の空気の流通を良好に保つことができる。なお、第一流路の断面積である第一面積は、磁石路の断面積となる。
【００２７】
また、前記第二流路の前記筐体に対し前記振動板と反対側の背面開口端を覆うネットを備えてもよい。
【００２８】
これによれば、一つのネットの開口面積でスピーカの音圧周波数特性を調整することが可能となる。
【００２９】
また、本開示の一態様に係るイヤホンは、上記スピーカを備える。
【００３０】
上記態様によると、本開示の一態様によるスピーカと同様の効果が得られる。
【００３１】
（実施の形態１）
以下、本開示の一態様に係るスピーカについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３２】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、処理、処理の順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３３】
図１は、実施の形態１に係るスピーカの外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係るスピーカを分解して示す斜視図である。図３は、図１のスピーカのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４は、図１のスピーカのＩＶ−ＩＶ断面図である。
【００３４】
スピーカ１は、図１〜図４に示すように、振動板１０と、筐体３０と、ボイスコイル４０と、磁気回路５０と、磁性流体４９とを備える。本実施の形態の場合、スピーカ１は、さらに、ストッパ２０と、ネット９０とを備えている。なお、スピーカ１において、スピーカ１から音が放出される側を前面側とし、その反対方向を背面側とする。
【００３５】
振動板１０は、固定されたボイスコイル４０の振動により振動し、ボイスコイル４０に入力された音声信号を音に変換する部材である。本実施の形態の場合、振動板１０は、前面側から見た場合の中央付近が外周縁よりも前面側に膨出した形状を有する。
【００３６】
振動板１０の外周には、振動板１０よりも柔軟なエッジ１２が取り付けられている。エッジ１２により振動板１０の振動を許容し、ボイスコイル４０に信号が入力されていない場合、エッジ１２により振動板１０を中立に維持している。
【００３７】
エッジ１２の外周縁には外周リング１１が設けられている。外周リング１１が筐体３０に固定されることで、エッジ１２を介して振動板１０が筐体３０に支持されている。なお、本明細書、および、請求の範囲において、振動板とは筐体に保持された環状の部分より内側の部分を指すものとしている。従って本実施の形態の場合、振動板１０にはエッジ１２も含まれる。
【００３８】
筐体３０は、スピーカ１の構造的基礎となる部材であり、形状は有底筒状である。筐体３０は、前面側の端部で振動板１０を支持し、内部に、ストッパ２０、ボイスコイル４０、磁気回路５０、および、磁性流体４９を収容する。筐体３０は、孔状の第一流路６１を筐体３０の底面外方まで延長する孔状の第二流路６２と、振動板１０側から第二流路６２に至るまで空気が流通する第三流路６３とを備えている。筐体３０を構成する材料は、特に限定されるものでは無く、例えば、金属、樹脂などを例示することができる。
【００３９】
本実施の形態の場合、筐体３０は、円筒状の側壁部材３１と、側壁部材３１の一端部に取り付けられる底板部３２と、底板部３２と磁気回路５０との間に配置されるスペーサ部３３とを備えている。側壁部材３１と底板部３２とスペーサ部３３とは相互に別部材となっている。
【００４０】
側壁部材３１には、第三流路６３の部分である側壁流路部６３１が設けられており、側壁流路部６３１のボイスコイルの管軸に垂直な面の断面形状は扇形状である。側壁流路部６３１は、磁気回路５０側に向って開放されており、磁気回路５０の外周面は、溝状の側壁流路部６３１の開放された部分を覆うように配置されている。つまり、側壁流路部６３１は、側壁部材３１と磁気回路５０の外周面で孔状に形成されている。
【００４１】
底板部３２は、円形板状で中央に第二流路６２の一部である底板路６２２が形成されている。底板部３２は、ボイスコイル４０の入力端子４１に接続され、外部からの電気信号を取得するための外部配線と接続される端子とを備えた基盤端子として機能している。底板部３２は、スペーサ部３３のヨーク５３が配置される側とは反対側に配置される。なお、スペーサ部３３は、樹脂材料によって形成されており、底板部３２と磁気回路５０とを電気的に絶縁している。また、底板部３２、および、スペーサ部３３の少なくとも一方が側壁部材３１と一体であってもかまわない。
【００４２】
ネット９０は、底板部３２の底板路６２２を覆うネットである。ネット９０は、底板部３２のスペーサ部３３が配置される側とは反対側に配置される。
【００４３】
スペーサ部３３は、ヨーク５３および底板部３２との間で空間を形成することで、第三流路６３の横流路部６３２（図４参照）を形成するための部材であり、スリット３３１を備えている（図２参照）。本実施の形態の場合、スペーサ部３３は、スリット３３１を挟んで２分割となっている。スペーサ部３３は、ヨーク５３のマグネット５２が配置される側とは反対側に配置されている。スペーサ部３３は、第二流路６２の一部であるスペーサ孔６２１を中央部に備えている。スペーサ孔６２１の断面積は、底板路６２２の断面積よりも小さい。スペーサ部３３により、第二流路６２の側部に横流路部６３２の端部が連結している。
【００４４】
以上のように、筐体３０の底部に設けられる第三流路６３の部分である横流路部６３２は、磁気回路５０のヨーク５３の底面と、ヨーク５３の底面に対向状に配置される底板部３２と、スリット３３１により分けられたスペーサ部３３とにより孔状に形成される。
【００４５】
ネット９０、第二流路６２の振動板１０と反対側の背面開口端を覆う、つまり、底板路６２２の外側を覆う網目を備えた部材である。網目の大きさの異なるネット９０を付け替えるとスピーカ１の音圧周波数特性を変更することができる。
【００４６】
磁気回路５０は、磁気ギャップ５４に定常的な磁束を発生させる回路であり、ボイスコイル４０の管軸と同軸の貫通孔状の第一流路６１が設けられている。磁気回路５０は、プレート５１、マグネット５２、および、ヨーク５３を備えている。
【００４７】
プレート５１は、円形板状で中央に第一流路６１の一部である貫通孔状の板路６１１が形成された磁性体からなる部材である。プレート５１は、その一方の面がマグネット５２の一端面と対向した状態で接着剤などにより固定されている。プレート５１の外周縁は磁気ギャップ５４の一方側に配置される。
【００４８】
マグネット５２は、円形板状で中央に第一流路６１の一部である貫通孔状の磁石路６１２が形成されている永久磁石である。マグネット５２は、振動板１０側の面がＮ極、および、Ｓ極の一方であり、底板部３２側の面がＮ極、および、Ｓ極の他方となっている。マグネット５２の振動板１０側の面にはプレート５１が固定されており、底板部３２側の面には、ヨーク５３が固定されている。具体的には、プレート５１、マグネット５２およびヨーク５３は、互いに接着剤により固定されている。なお、プレート５１、マグネット５２およびヨーク５３は、必ずしも接着剤で固定されていなくてもよく、ネジ、リベットなどの締結部材を用いて固定されていてもよい。
【００４９】
ヨーク５３は、プレート５１との間で磁気ギャップ５４を形成する部材であり、有底円筒形状となっている。また、ヨーク５３は、底部の中央に第一流路６１の一部である貫通孔状のヨーク路６１３が形成された磁性体からなる部材である。ヨーク５３の外周面の一部は、筐体３０に支持されている。
【００５０】
なお、磁石路６１２のボイスコイル４０の管軸に垂直な断面積は、板路６１１の断面積、および、ヨーク路６１３の断面積よりも小さくなるように設定されている。
【００５１】
ストッパ２０は、振動板１０の磁気回路５０に向かう変位を規制し、振動板１０がプレート５１に近づきすぎることを防ぐための部材である。ストッパ２０は、プレート５１よりも振動板１０側に突出しており、かつ、振動板１０の形状に沿った形状を有する。ストッパ２０の突出している部分と、振動板１０との間には隙間が形成されている。また、ストッパ２０は、第一流路６１を振動板１０側まで延長し、第一流路６１のボイスコイル４０の管軸に垂直な断面積よりも断面積が大きな貫通孔状の第四流路６４を備える。ストッパ２０は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。
【００５２】
ボイスコイル４０は、金属製の線材が複数回環状（円筒形状）に巻回されることにより構成されるコイル状の部材である。ボイスコイル４０は、音声信号が入力される入力端子４１を有する。ボイスコイル４０は、一端部が磁気回路５０の磁気ギャップ５４に挿入され、他端部が振動板１０と固定されている。具体的には、ボイスコイル４０は、振動板１０の外周縁よりも内側の部位に固定されている。
【００５３】
なお、ボイスコイル４０は、ボビンに巻き付けられても良く、ボビンを介して振動板１０に固定されていてもよい。
【００５４】
磁性流体４９は、磁気ギャップ５４内において、磁気回路５０のプレート５１とボイスコイル４０との間に配置されている。磁性流体４９は、プレート５１の外周側の面からボイスコイル４０の内周側の面までに亘って配置される。つまり、磁性流体４９は、プレート５１とボイスコイル４０とを懸架した状態で配置される。また、磁性流体４９は、プレート５１の外周の全周に亘って環状に配置される。つまり、磁性流体４９は、ボイスコイル４０の内周の全周に亘って環状に配置される。磁性流体４９により、ボイスコイル４０とプレート５１との間は封止されている。
【００５５】
磁性流体４９は、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）などの強磁性微粒子と、強磁性微粒子の表面を覆う有機酸などの分散剤と、ポリαオレフィンなどの合成炭化水素系油からなる溶媒とを混合することで構成される磁性コロイド溶液である。
【００５６】
磁性流体４９は、所定の基準温度（例えば、常温：１５〜３５℃）での粘度が９ｍＰａ・ｓより大きく５００ｍＰａ・ｓ以下である。当該基準温度は、例えば、２７℃であってもよい。また、磁性流体４９は、当該基準温度を超えた温度範囲における粘度の極小値が９ｍＰａ・ｓ以上である。また、当該基準温度における磁性流体４９の粘度は、当該基準温度を超えた温度範囲における磁性流体４９の粘度よりも大きい。また、磁性流体４９は、その磁気飽和密度が２２ｍＴ以上である。なお、磁気飽和密度とは、飽和磁化ともいう。
【００５７】
次に、第一流路６１と第三流路６３との関係を説明する。図５は、振動板１０を前面側から示した図である。図６は、振動板を外した状態のスピーカを前面側から示した図である。
【００５８】
図５を参照して、振動板１０を平面視した場合において、振動板１０に固定されているボイスコイル４０の内側の面積である内方面積をＳｂ、外側の面積である外方面積をＳｅとする。図６を参照して、第一流路６１の開口部の面積である第一面積をＳ１とする。第三流路６３の開口部の面積である第二面積をＳ２とする。ここで本実施の形態の場合、スピーカ１は、第三流路６３を複数箇所（本実施の形態では２箇所）に備えているため、第二面積Ｓ２は、複数の第三流路６３の開口部の面積の総和とする。
【００５９】
この場合、スピーカ１は、Ｓｂ／Ｓ１＝Ｓｅ／Ｓ２の式が満たされる振動板１０、ボイスコイル４０、第一流路６１、および、第三流路６３を備えている。つまり、スピーカ１の第一面積Ｓ１に対する第二面積Ｓ２の割合と、内方面積Ｓｂに対する外方面積Ｓｅの割合とが一致する（Ｓ２／Ｓ１＝Ｓｅ／Ｓｂ）。
【００６０】
なお、図５、および、図６は、各部材などを模式的に示した図であり、上記割合を正確に表すものでは無い。
【００６１】
本実施の形態に係るスピーカ１によれば、図７の（ａ）に示すように、振動板１０が磁気回路５０に近づく方向に変位する場合、内方面積に対応するほとんどの風圧は、第一流路６１を通過し、外方面積に対応するほとんどの風圧は、第二流路６２で合流し、筐体３０の外方に排出される。一方、内方面積に対応する残りの風圧が磁性流体４９に振動板１０側から掛かり、外方面積に対応する残りの風圧が磁性流体４９に磁気ギャップ５４を通過して振動板１０の反対側から掛かる。外方面積と、内方面積と、第一面積と、第二面積の関係を上記の様に設定された本実施の形態のスピーカ１であれば、磁性流体に掛かる二つの圧力はほぼ同等となり、方向が反対であるため相殺される。従って、風圧により磁性流体４９が飛散することを抑制できる。
【００６２】
同様に、図７の（ｂ）に示すように、振動板１０が磁気回路５０から遠ざかる方向に変位する場合、第二流路６２から空気が吸入されると共に、磁性流体４９を引っ張る方向に各風圧が掛かる。この場合も二つの圧力がほぼ同等であり、方向が反対であるため相殺され、磁性流体４９が飛散することが抑制される。
【００６３】
以上により、スピーカ１を長期間使用しても、磁性流体４９が磁気ギャップ５４内に止まり、ボイスコイル４０の振動を安定させ続けることができるため、スピーカの音圧周波数特性などの特性を長期間維持することが可能となる。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るスピーカについて説明する。実施の形態２に係るスピーカは、外磁型の磁気回路を有するスピーカである。
【００６５】
図８は、実施の形態２のスピーカの外観を示す斜視図である。図９は、実施の形態２に係るスピーカの分解斜視図である。図１０は、図８のスピーカのＸ−Ｘ断面図である。図１１は、図８のスピーカのＸＩ−ＸＩ断面図である。なお、図１０および図１１は、断面図において、スピーカの中心軸よりも左側半分の構成を示す図である。
【００６６】
スピーカ１Ａは、図８〜図１１に示すように、振動板１０Ａと、筐体３０Ａと、ボイスコイル４０Ａと、プレート５１Ａと、マグネット５２Ａと、ヨーク５３Ａと、磁性流体４９とを備える。すなわち、プレート５１Ａと、マグネット５２Ａと、ヨーク５３Ａと、磁性流体４９とによって外磁型の磁気回路が形成されている。スピーカ１Ａは、さらに、底板部３２、スペーサ部３３およびネット９０を備えていてもよい。なお、底板部３２、スペーサ部３３およびネット９０は、実施の形態１に係るスピーカ１の構成と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
振動板１０Ａは、薄い円板形状を有している。振動板１０Ａは、実施の形態１の振動板１０と同様に、振動板ボディ１２Ａと、振動板エッジ１３Ａとを備える。実施の形態２の振動板１０Ａにおいて、振動板エッジ１３Ａの径方向の幅は、振動板ボディ１２Ａの径方向の幅と同等の幅を有する点で実施の形態１と異なる。振動板１０Ａのその他の構成は、振動板１０と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
筐体３０Ａは、実施の形態１の筐体３０と同様の構成を有する。筐体３０Ａの側壁部材３１Ａ、第三流路６３Ａ、および側壁流路部６３１Ａは、それぞれ、筐体３０の側壁部材３１、第三流路６３、および側壁流路部６３１に対応している。また、筐体３０Ａは、図１０に示すように、振動板１０Ａの振動板エッジ１３Ａの膨出方向（つまり前側）に突出している突出部３０Ａａを有する点で実施の形態１に係る筐体３０と異なる。突出部３０Ａａは、例えば、外周リング１１よりも前方に突出していてもよい。突出部３０Ａａは、振動板１０Ａがプレート５１Ａに近づきすぎることを防ぐための部材であり、実施の形態１のストッパ２０と同様の機能を有する。つまり、突出部３０Ａａは、振動板１０Ａがプレート５１Ａに近づいて磁性流体４９に振動板１０Ａの内側の面が接触することを防ぐことができる。このように、突出部３０Ａａは、振動板１０Ａの内側の面が接触することで、磁性流体４９がボイスコイル４０Ａとヨーク５３Ａとの間の空間から離散してしまうことを抑制することができる。
【００６９】
磁気回路５０Ａは、磁気ギャップ５４Ａに定常的な磁束を発生させる回路であり、ボイスコイル４０Ａの管軸と同軸の貫通孔状の第一流路６１Ａが設けられている。磁気回路５０Ａは、プレート５１Ａ、マグネット５２Ａ、および、ヨーク５３Ａを備えている。
【００７０】
プレート５１Ａは、円形板状で中央に貫通孔５１Ａａが形成されている金属製の部材である。
【００７１】
マグネット５２Ａは、実施の形態１のマグネット５２と同様に、円形板状で中央に貫通孔５２Ａａが形成されている永久磁石である。マグネット５２Ａの厚み方向（前後方向）の一方の端面５２Ａｃには、プレート５１Ａが固定されており、端面５２Ａｃの反対の端面５２Ａｄには、ヨーク５３Ａが固定されている。一般的にマグネット５２Ａは、端面５２ＡｃがＳ極であり、端面５２ＡｄがＮ極である。なお、上記構成に限られず、端面５２ＡｃをＳ極とし、端面５２ＡｄをＮ極としてもよい。マグネット５２Ａは、プレート５１Ａと同軸上に配置される。マグネット５２Ａの外径は、プレート５１Ａの外径よりも大きくてもよい。また、マグネット５２Ａの貫通孔５２Ａａの内径は、プレート５１Ａの貫通孔５１Ａａの内径よりも大きい。プレート５１Ａ、マグネット５２Ａおよびヨーク５３Ａは、互いに接着剤により固定されている。なお、プレート５１Ａ、マグネット５２Ａおよびヨーク５３Ａは、必ずしも接着剤で固定されていなくてもよく、ネジ、リベットなどの締結部材を用いて固定されていてもよい。
【００７２】
ヨーク５３Ａは、円形板状で中央に貫通孔状の第一流路６１Ａが形成されている円板部５３Ａａと、円板部５３Ａａの内周縁から円板部５３Ａａに立設されている円筒形状の筒部５３Ａｂとを有する。ヨーク５３Ａは、円板部５３Ａａの筒部５３Ａｂが形成されている側の面がマグネット５２Ａの端面５２Ａｄと固定されている。ヨーク５３Ａの筒部５３Ａｂは、マグネット５２Ａの貫通孔５２Ａａの内方に配置され、マグネット５２Ａを貫通しており、マグネット５２Ａの貫通孔５２Ａａとは接触していない。マグネット５２Ａは、ヨーク５３Ａの筒部５３Ａｂの外側を覆うように配置されており、筒部５３Ａｂとの間に円筒形状の空間が形成されている。ヨーク５３Ａの円板部５３Ａａは、マグネット５２Ａの同軸上に配置される。ヨーク５３Ａの筒部５３Ａｂは、プレート５１Ａの貫通孔５１Ａａを貫通するように延びている。つまり、筒部５３Ａｂは、プレート５１Ａの貫通孔５１Ａａの内側面と対向する対向部を有している。そして、筒部５３Ａｂとプレート５１Ａとの間には、磁気ギャップ５４Ａが形成されている。ヨーク５３Ａは、磁性体により構成される。
【００７３】
なお、ヨーク５３Ａの筒部５３Ａｂは、プレート５１Ａよりも前方に突出している。これにより、筒部５３Ａｂは、実施の形態１のストッパ２０と同様の機能を有する。つまり、筒部５３Ａｂは、振動板１０Ａがプレート５１Ａに近づいて磁性流体６０に振動板１０Ａの内側の面が接触することを防ぐことができる。これにより、振動板１０Ａの内側の面が接触することで、磁性流体４９がボイスコイル４０Ａとヨーク５３Ａとの間の空間から離散してしまうことを抑制することができる。
【００７４】
このように、プレート５１Ａ、マグネット５２Ａおよびヨーク５３Ａは、外磁型の磁気回路５０Ａを構成している。磁気回路５０Ａは外磁型であるため、マグネット５２Ａの内周にヨーク５３Ａを配置できる。このため、磁気回路５０Ａの構成を内磁型よりも小型化することができる。
【００７５】
ボイスコイル４０Ａは、実施の形態１のボイスコイル４０と同様に、金属製の線材が複数回環状（円筒形状）に巻回されることにより構成されるコイル状の部材である。ボイスコイル４０Ａは、電気信号が入力される入力端子を有する。ボイスコイル４０Ａは、振動板１０Ａと固定されている。具体的には、ボイスコイル４０Ａは、振動板１０Ａの外周縁よりも内側の部位に固定されている。ボイスコイル４０Ａは、磁気回路５０Ａの磁気ギャップ５４Ａ内に配置されている。
【００７６】
磁性流体４９は、磁気回路５０Ａの筒部５３Ａｂの対向部とボイスコイル４０Ａとの間に配置される。磁性流体４９は、筒部５３Ａｂの外周側の面からボイスコイル４０Ａの内周側の面までに亘って配置される。つまり、磁性流体４９は、筒部５３Ａｂとボイスコイル４０Ａとを懸架した状態で配置される。また、磁性流体４９は、筒部５３Ａｂの外周の全周に亘って環状に配置される。つまり、磁性流体４９は、ボイスコイル４０Ａの内周の全周に亘って環状に配置される。磁性流体４９を構成する材料は、実施の形態１と同様である。
【００７７】
次に、第一流路６１Ａと第三流路６３Ａとの関係を説明する。図１２は、実施の形態２に係る振動板を前面側から示した図である。図１３は、実施の形態２に係る振動板を外した状態のスピーカを前面側から示した図である。
【００７８】
図１２を参照して、振動板１０Ａを平面視した場合において、振動板１０Ａに固定されているボイスコイル４０Ａの内側の面積である内方面積をＳｂ、外側の面積である外方面積をＳｅとする。図１３を参照して、第一流路６１Ａの開口部の面積である第一面積をＳ１１とする。第三流路６３Ａの開口部の面積である第二面積をＳ１２とする。ここで本実施の形態の場合、スピーカ１Ａは、第三流路６３Ａを複数箇所（本実施の形態では２箇所）に備えているため、第二面積Ｓ１２は、複数の第三流路６３Ａの開口部の面積の総和とする。
【００７９】
この場合、実施の形態１のスピーカ１と同様に、スピーカ１Ａは、Ｓｂ／Ｓ１１＝Ｓｅ／Ｓ１２の式が満たされる振動板１０Ａ、ボイスコイル４０Ａ、第一流路６１Ａ、および、第三流路６３Ａを備えている。つまり、スピーカ１Ａの第一面積Ｓ１１に対する第二面積Ｓ１２の割合と、内方面積Ｓｂに対する外方面積Ｓｅの割合とが一致する（Ｓ１２／Ｓ１１＝Ｓｅ／Ｓｂ）。
【００８０】
なお、図１２、および、図１３は、各部材などを模式的に示した図であり、上記割合を正確に表すものでは無い。
【００８１】
このように、実施の形態２に係る外磁型の磁気回路５０Ａを採用したスピーカ１Ａにおいても、実施の形態１に係る内磁型の磁気回路５０を採用したスピーカ１と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
図１４は、実施の形態１および２に係るスピーカを用いたイヤホンの外観を示す斜視図である。図１５は、イヤホンを分解して示す斜視図である。
【００８３】
図１４および図１５に示すようにイヤホン１００は、スピーカ１と、ポート２と、イヤーチップ３と、ボックス４と、ケーブル５と、バックカバー６とを備える。イヤホン１００は、インナーイヤー型のヘッドホンである。なお、スピーカ１の代わりにスピーカ１Ａを用いてもよい。
【００８４】
スピーカ１は、上記実施の形態で説明した構成である。
【００８５】
ポート２は、スピーカ１を内部に収容する略円筒形状の部材である。
【００８６】
イヤーチップ３は、ポート２の先端に接続され、人の外耳道の内部にイヤホン１００を配置するための部材である。
【００８７】
ボックス４は、ポート２のイヤーチップ３が配置される側とは反対側の開口を塞ぐ部材である。
【００８８】
ケーブル５は、ボックス４を貫通し、スピーカ１の底板部３２に接続され、スピーカ１に電気信号を入力するための部材である。
【００８９】
バックカバー６は、ケーブル５がボックス４を貫通している部分を覆う部材である。
【００９０】
このように構成されるイヤホン１００は、ケーブル５により入力された電気信号に応じてスピーカ１により出力される音が、ポート２およびイヤーチップ３から出力される。このため、イヤーチップ３が人の外耳道に装着されている場合、人は、イヤホン１００からの音を聞くことができる。
【００９１】
なお、上記使用例では、スピーカ１は、インナーイヤー型のヘッドホンに用いられる例を説明したが、オーバーヘッド型のヘッドホンに使用されてもよいし、携帯端末のスピーカとして使用されてもよい。さらにスピーカ１は、補聴器に使用されても良い。
【００９２】
なお、本開示は、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開示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開示の主旨、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開示に含まれる。
【００９３】
例えば、ドーム型の振動板を例示したが、振動板は平板でもコーン型でもかまわない。また、振動板を平面視した形状は円形ばかりでなく、楕円形や矩形などでもかまわない。
【００９４】
また、磁気回路が外磁型の場合、第一流路は、ヨークのセンターポールに設けられてもよい。なおこの場合、磁性流体は、センターポールとボイスコイルとの間に充填されている。
【００９５】
また、第一流路を一つだけ備えたスピーカを例示したが、複数の第一流路を備えてもかまわない。また、第三流路を一つだけ備えてもかまわない。
【００９６】
また、側壁部材と底板部とスペーサ部とヨークとは相互に別部材となっているスピーカを例示したが、側壁部は底板部と一体に成形されていてもよい。また、スペーサ部は底板部と一体に形成されても良い。あるいは、スペーサ部はヨークに一体に形成されてもよい。
【００９７】
また、第一流路６１、第二流路６２を形成する各部材の貫通孔は、断面積が一定のストレート状の孔として説明したが、第一流路６１、および、第二流路６２の開口端はテーパなどがあっても良い。ただし、テーパの形状は、振動板から出力される歪みが変化しない程度の形状が望ましい。また第一流路６１、および、第二流路６２の振動板側（プレート５１、もしくはストッパ２０）の開口の面積と、背面側（ヨーク５３、もしくは筐体３０の底板部３２）の開口の面積とを等しくすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本開示は、出力音圧を安定して維持することができるスピーカなどとして有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１  スピーカ
２  ポート
３  イヤーチップ
４  ボックス
５  ケーブル
６  バックカバー
１０  振動板
１１  外周リング
１２  エッジ
２０  ストッパ
３０、３０Ａ  筐体
３０Ａａ  突出部
３１、３１Ａ  側壁部材
３２  底板部
３３  スペーサ部
４０、４０Ａ  ボイスコイル
４１  入力端子
４９  磁性流体
５０、５０Ａ  磁気回路
５１、５１Ａ  プレート
５１Ａａ  貫通孔
５２、５２Ａ  マグネット
５２Ａａ  貫通孔
５２Ａｃ、５２Ａｄ  端面
５３、５３Ａ  ヨーク
５３Ａａ  円板部
５３Ａｂ  筒部
５４、５４Ａ  磁気ギャップ
６１、６１Ａ  第一流路
６２  第二流路
６３、６３Ａ  第三流路
６４  第四流路
９０  ネット
Ｓ１  第一面積
Ｓ２  第二面積
１００  イヤホン
３３１  スリット
６１１  板路
６１２  磁石路
６１３  ヨーク路
６２１  スペーサ孔
６２２  底板路
６３１、６３１Ａ  側壁流路部
６３２  横流路部
【図１】
2019031352.tif 000003
【図２】
2019031352.tif 000004
【図３】
2019031352.tif 000005
【図４】
2019031352.tif 000006
【図５】
2019031352.tif 000007
【図６】
2019031352.tif 000008
【図７】
2019031352.tif 000009
【図８】
2019031352.tif 000010
【図９】
2019031352.tif 000011
【図１０】
2019031352.tif 000012
【図１１】
2019031352.tif 000013
【図１２】
2019031352.tif 000014
【図１３】
2019031352.tif 000015
【図１４】
2019031352.tif 000016
【図１５】
2019031352.tif 000017
【国際調査報告】
2019031352.tif 000018
2019031352.tif 000019
2019031352.tif 000020