(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカであって、
フレームと、
前記フレームに固定されるヨークと、
前記ヨークに固着されるマグネットと、
前記マグネットの前記ヨークと固着されている面とは反対側である上面に固着されるプレートと、
前記ヨークと、前記プレートとの間に形成された第１の磁気空隙内に、振動可能に配置されるボイスコイルと、
外縁部が前記ボイスコイルと接合される振動板と、
前記振動板を振動可能に支持し、一方端が前記フレームに固定される複数のエッジからなる支持体と、
前記プレート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、
前記プレートは、前記マグネットの上面に固着され、外縁部から所定の距離まで延びる平面部を上面に有する平板部と、前記平面部を除いた前記平板部の上面に、前記振動板側に突起する突起部とから構成され、
前記振動板が最大振幅で前記プレート側に変位したとき、前記平面部の最も前記突起部側となる点から、前記振動板に下ろした垂線の長さが、前記ボイスコイルの内側と前記平板部の側面との距離より大きいことを特徴とする、スピーカ。
【請求項２】
前記振動板の立体形状はドーム状であ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】
前記突起部の上面形状は、前記振動板の立体形状と相似であることを特徴とする、請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記突起部内に、空気の流路を設けることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記平面部を含む前記平板部の外縁部にステップ状の切り欠きを形成することを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記平面部にのみ撥油剤を塗布することを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記突起部の材料として透磁率の低い材料を用い、前記平板部の材料として透磁率の高い材料を用いることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項８】
請求項１に記載のスピーカを備える、インナーイヤーヘッドホン。
【請求項９】
請求項１に記載のスピーカを備える、補聴器。
【請求項１０】
前記複数のエッジからなる支持体は、前記振動板の一部を支持し、全周囲を支持しない、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項１１】
前記ヨーク、前記マグネット、および前記プレートには、前記ヨーク、前記マグネット、および前記プレートの全てを貫通して、前記スピーカ外部の空間と前記振動板の後面の空間とを連通する貫通孔が形成される、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項１２】
前記突起部は、前記ヨーク、前記マグネット、および前記プレートを固定するように前記貫通孔内部に延伸して配置される、請求項１１に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、スピーカに関し、より特定的には、小型かつ広帯域再生が可能なスピーカ、当該スピーカを備えたインナーイヤーヘッドホンおよび補聴器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型情報端末の普及および映像や音楽を個人で視聴する生活環境の普及により、高音質なインナーイヤーヘッドホンの需要が高まっている。ここで、インナーイヤーヘッドホンを挿入する耳孔の形状はユーザーによって大きく異なるため、より多くのユーザーの装用感を向上させるために、筐体設計の自由度が高い小型のスピーカが必要とされている。また、補聴器用レシーバに使用されるスピーカにおいても、音が出力される周波数帯域が広く、かつ耳孔に挿入することによる違和感や不快感の小さい小型スピーカが求められている。【０００３】
インナーイヤーヘッドホンや補聴器に用いられるスピーカとして、電磁型スピーカの一種であるバランスドアーマチュア型のスピーカが広く用いられている。しかしながら、バランスドアーマチュア型のスピーカは小型化が可能であるが、スピーカの構造上、振動板を動かすアーマチュアの変位振幅が小さいため、大振幅が必要な低音域の再生は困難であった。【０００４】
本開示に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られており、特許文献１には、振動板を振動可能に支持する支持体を複数のエッジで構成し、磁性流体を磁気空隙の内、ボイスコイルとプレートとの間に充填させることにより、小型で、かつ、低音域の再生が可能な動電型のスピーカの構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６６４１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の従来のスピーカの構成において、振動板を振動可能に支持する支持体を複数のエッジで構成することにより、スピーカを小型化しても支持体のスティフネスを小さくすることができ、振動板を大振幅で動作させることができる。また、磁性流体が、磁気空隙の内、ボイスコイルとプレートとの間に充填されていることにより、振動板の背面から放射される音波が磁気空隙を経由して、振動板の前面に漏れ出し、振動板の前面から放射される音波を打ち消すことを抑制し、音圧を向上させることができる。しかしながら、従来のスピーカでは、振動板全体としての剛性を向上させるために、振動板の立体形状をドーム状としているため、振動板とプレートとの間にドーム状の空間ができる。このドーム状の空間は、振動板が平板状のスピーカにおける振動板とプレートとの間の空間と比べ、体積が大きくなり、特定の周波数で起こる音響共振のピークにより、音圧周波数特性の平坦性が損なわれてしまうという問題があった。特に、従来のスピーカを後面開放型のインナーイヤーヘッドホンに適用する場合、上述のドーム状空間ができ、振動板とプレートとの間の空間が大きくなることによって起こる音響共振のピークは、可聴帯域内の高音域に生じるため、高音域において音質劣化の問題が生じるという問題があった。【０００７】
本開示は、上記従来の課題を考慮し、音質の優れた広帯域再生を実現する小型スピーカ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るスピーカは、フレームと、フレームに固定されるヨークと、ヨークに固着されるマグネットと、マグネットのヨークと固着されている面とは反対側である上面に固着されるプレートと、ヨークと、プレートとの間に形成された第１の磁気空隙内に、振動可能に配置されるボイスコイルと、外縁部がボイスコイルと接合される振動板と、振動板を振動可能に支持し、一方端がフレームに固定される複数のエッジからなる支持体とを備え、プレートは、マグネットの上面に固着され、外縁部から所定の距離まで延びる平面部を上面に有する平板部と、平面部を除いた平板部の上面に、振動板側に突起する突起部とから構成され、振動板が最大振幅でプレート側に変位したとき、平面部の最も突起部側となる点から、振動板に下ろした垂線の長さが、ボイスコイルの内側と平板部の側面との距離より大きい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、音質の優れた広帯域再生を実現する小型スピーカを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の実施の形態１に係るスピーカの上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａの一点鎖線Ａ−Ｏ−Ａ’で切断した概略断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、プレート形状を平板状とした場合の磁性流体の保持状態および移動態様を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、プレート形状をドーム状とした場合の磁性流体の保持状態および移動態様を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、プレート形状を平板部と突起部とを有する形状とした場合の磁性流体の保持状態および移動態様を示す図である。
【図３】図３は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの振動板が最大振幅で変位した状態を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの振動板が最大振幅で変位した状態を示す概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の実施の形態１に係るスピーカの変形例を示す概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの一点鎖線Ｃで切断した概略断面図である。
【図６】図６は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの変形例を示す概略断面図である。
【図７】図７は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの変形例を示す概略断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本開示の実施の形態１に係るプレートの変形例を示す上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本開示の実施の形態１に係るプレートの変形例を示す上面図である。
【図９】図９は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施の形態１に係るスピーカの変形例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本開示の実施の形態２におけるスピーカの上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの一点鎖線Ｅ−Ｏ−Ｅ’で切断した概略断面図である。
【図１３】図１３は、本開示の搭載例１に係るインナーイヤーヘッドホンの部分断面図である。
【図１４】図１４は、本開示の搭載例２に係る補聴器の外観の一例を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、従来のスピーカの上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの一点鎖線α−Ｏ−α’で切断した概略断面図である。
【図１６】図１６は、プレート形状の異なる２種のスピーカの音圧周波数特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示が、解決しようとする課題を説明するために、特許文献１に示される従来のスピーカについて、図を参照しながら説明する。図１５Ａは、従来のスピーカ１０００の上面図である。ここで、従来のスピーカ１０００において、振動板１０１３を有する面を上面とする。また、図１５Ｂは、図１５Ａにおける一点鎖線α−Ｏ−α’で切断し、矢印βの方向から見た概略断面図である。従来のスピーカ１０００は、ヨーク１０１０と、マグネット１０１１と、プレート１０１２と、振動板１０１３と、支持体１０１４と、スペーサ１０１５と、ボイスコイル１０１６と、磁性流体１０１７とを備えている。ここで、振動板１０１３の立体形状は、ドーム形状となっており、プレート１０１２の立体形状は、平板状となっている。また、支持体１０１４は、複数のエッジ１０１４ａ〜１０１４ｄで構成されている。また、ボイスコイル１０１６は、ヨーク１０１０とプレート１０１２とで形成される磁気空隙Ｇ３内に保持されている。また、磁性流体１０１７は、磁気空隙Ｇ３内であって、プレート１０１２とボイスコイル１０１６との間に充填されている。
【００１２】
従来のスピーカ１０００において、振動板１０１３は振動可能に支持体１０１４に支持されており、支持体１０１４が複数のエッジ１０１４ａ〜１０１４ｄで構成されているため、従来のスピーカ１０００全体を小型化しても支持体１０１４の剛性を小さくできるので、振動板１０１３を大振幅で動作させることができる。また、磁性流体１０１７が、磁気空隙Ｇ３内であって、プレート１０１２とボイスコイル１０１６との間に充填されていることにより、振動板１０１３の上面から放射される音波とは逆位相である、振動板１０１３の下面から放射される音波が磁気空隙Ｇ３を経由して振動板１０１３の上面に漏れ出し、振動板１０１３の上面から放射される音波を打ち消すことを抑制することができ、音圧を向上させることができる。
【００１３】
しかしながら、従来のスピーカ１０００では、振動板１０１３全体としての剛性を向上させるために、振動板１０１３の立体形状をドーム状としているため、振動板１０１３とプレート１０１２との間にドーム状の空間１０１８ができる。ドーム状の空間１０１８は、振動板が平板状のスピーカにおける振動板とプレートとの間の空間と比べ、体積が大きくなる。その結果、特定の周波数で音響共振が起こり、音圧周波数特性の平坦性が損なわれてしまうという問題があった。特に、従来のスピーカ１０００を下面開放型のインナーイヤーヘッドホンに適用する場合、ドーム状の空間１０１８ができ、振動板１０１３とプレート１０１２との間の空間が大きくなることによって起こる音響共振のピークは、可聴帯域内の高音域に生じるため、高音域において音質劣化の問題が生じるという問題があった。
【００１４】
そこで、上記の問題を鑑みて、プレート１０１２の立体形状を、振動板１０１３の立体形状と、略同一のドーム状とし、振動板１０１３とプレート１０１２との間の空間の体積を縮小する方法が考えられる。ここで、図１６に、従来のスピーカ１０００と、従来のスピーカ１０００において、プレート１０１２の立体形状を、振動板１０１３の立体形状と略同一であるドーム状としたスピーカとに、音響ポートを接続した際の出力音圧の周波数特性を示す。図１６より、プレート１０１２の立体形状を、振動板１０１３の立体形状と略同一のドーム状とすることにより、音響共振に影響するプレート１０１２と振動板１０１３との間の空間体積が縮小し、音響共振のピークがＰ１からＰ２へと、高い周波数へ移動するため、音圧周波数特性の平坦な帯域を高域に広げることができる。
【００１５】
しかしながら、従来のスピーカ１０００において、プレート１０１２の立体形状を、振動板１０１３と略同一であるドーム状とした場合、プレート１０１２の立体形状が平板状の場合と比べ、プレート１０１２上面の外周部と振動板１０１３との隙間が狭いため、磁性流体１０１７がプレート１０１２上面の外周部と振動板１０１３との隙間に引き寄せられやすくなり、磁性流体１０１７は、プレート１０１２の側面から上面へと乗り上げやすくなる。その結果、磁性流体１０１７が、プレート１０１２の上面へと流出する可能性が高くなる。磁性流体１０１７が、プレート１０１２の上面へと流出すると、磁気空隙Ｇ３内に保持されていた磁性流体１０１７の量が減少し、磁性流体１０１７を充填することによって遮断していた振動板１０１３の下面から放射される音波が、振動板１０１３の前面に漏れてしまい、音圧の低下を招きやすくなる。したがって、プレート１０１２の立体形状を、振動板１０１３と略同一であるドーム状とした場合においては、音圧出力性能を維持することが困難であった。
【００１６】
そこで、本発明者らは、音質の優れた広帯域再生を実現する小型スピーカの構成を創案した。
この創案に基づいた本開示の様々な態様は、次の通りである。
【００１７】
本開示の一態様によるスピーカは、フレームと、フレームに固定されるヨークと、ヨークに固着されるマグネットと、マグネットのヨークと固着されている面とは反対側である上面に固着されるプレートと、ヨークと、プレートとの間に形成された第１の磁気空隙内に、振動可能に配置されるボイスコイルと、外縁部がボイスコイルと接合される振動板と、振動板を振動可能に支持し、一方端がフレームに固定される複数のエッジからなる支持体とを備え、プレートは、マグネットの上面に固着され、外縁部から所定の距離まで延びる平面部を上面に有する平板部と、平面部を除いた平板部の上面に、振動板側に突起する突起部とから構成される。
この一態様によれば、高音域の再生性能を向上させながら、同時に磁性流体のプレート上面への流出を抑制することができる。
【００１８】
また、他の一態様としては、振動板が最大振幅でプレート側に変位したとき、平面部の最も突起部側となる点から、振動板に下ろした垂線の長さが、ボイスコイルの内側と平板部の側面との距離より大きい。
この他の一態様によれば、振動板とプレートの上面との間の距離が最も狭まったときにおいても、より確実に磁性流体がプレートの上面に流出することを抑制することができる。
【００１９】
また、他の一態様としては、振動板の立体形状はドーム状である。
【００２０】
また、他の一態様としては、突起部の上面形状は、振動板の立体形状と相似である。
【００２１】
また、他の一態様としては、突起部内に、空気の流路を設ける。
この他の一態様によれば、突起部表面の空気抵抗を増加させることができ、突起部を制動材として用いることができる。
【００２２】
また、他の一態様としては、平面部を含む平板部の外縁部にステップ状の切り欠きを形成する。
この他の一態様によれば、磁性流体のプレートの上面への流出をさらに効果的に抑制でき、磁性流体の必要な充填量を削減することができる。
【００２３】
また、他の一態様としては、平面部にのみ撥油剤を塗布する。
この他の一態様によれば、磁性流体のプレートの上面への流出をさらに効果的に抑制できる。
【００２４】
また、他の一態様としては、突起部の材料として透磁率の低い材料を用い、平板部の材料として透磁率の高い材料を用いる。
この他の一態様によれば、ボイスコイルを通る磁束を集中させることができ、磁性流体にプレートの上面に移動する方向の力が働くのを抑制することができる。
【００２５】
さらに、本開示の他の一態様としては、上述のスピーカをインナーイヤーヘッドホンや補聴器に備えることも考えられる。
【００２６】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１について説明する。まずは、本実施の形態に係るスピーカ１００の構成について説明する。図１Ａは、本実施形態に係るスピーカ１００の上面図である。ここで、スピーカ１００において、振動板１０６を有する面側を上側とする。また、図１Ｂは、図１Ａにおける一点鎖線Ａ−Ｏ−Ａ’で切断し、矢印Ｂの方向から見た概略断面図である。
【００２８】
スピーカ１００は、ヨーク１０１と、マグネット１０２と、プレート１０３と、振動板１０６と、ボイスコイル１０７と、支持体１０８と、フレーム１０９と、磁性流体１１０とから構成される。ここで、プレート１０３は、突起部１０４と平板部１０５とから成る。スピーカ１００の上面から見た形状は、図１Ａに示すように、円形状である。マグネット１０２は、図１Ｂに示すように、上面が開放された箱形状のヨーク１０１に固着される。プレート１０３の平板部１０５は、マグネット１０２の上面に固着される。また、プレート１０３の突起部１０４は、平板部１０５の上面に形成される。ヨーク１０１とプレート１０３との間には、磁気空隙Ｇ１が形成されている。ボイスコイル１０７は、磁気空隙Ｇ１内に、上下方向に振動可能なように配置される。磁性流体１１０は、磁気空隙Ｇ１内であって、プレート１０３の平板部１０５とボイスコイル１０７との間に充填されている。また、ヨーク１０１と、マグネット１０２と、およびプレート１０３とで形成された孔によって、中心軸Ｏに沿った貫通孔が設けられている。振動板１０６は、周縁部がボイスコイル１０７の上面と接合されている。また、支持体１０８は、複数のエッジ（図１Ａでは、エッジ１０８ａ〜１０８ｄの４つの場合を図示）で構成されている。エッジ１０８ａ〜１０８ｄは、振動板１０６を振動可能に支持しており、振動板１０６とフレーム１０９とを接続するように設置される。エッジ１０８ａ〜１０８ｄの断面形状は、図１Ｂに示すように上に凸な曲線形状である。
【００２９】
次に、プレート１０３の形状を詳しく説明する。図１Ｂの左上に示す図は、プレート１０３の一部を拡大した図である。プレート１０３は、突起部１０４と平板部１０５とからなる。平板部１０５は、プレート１０３の上面において、外縁部から所定の距離まで延びる平面部Ｐを有している。また、突起部１０４は、平面部Ｐを除いた平板部１０５の上面に形成されており、突起部１０４の上面形状は、振動板１０６と略同一な立体形状である。
【００３０】
次に、以上のように構成されたスピーカ１００について、その動作を説明する。ボイスコイル１０７に電気信号が入力されると、フレミングの左手の法則にしたがって、ボイスコイル１０７が振動する。ボイスコイル１０７は、振動板１０６と接合されているため、振動板１０６がボイスコイル１０７の振動と同じ方向に振動する。振動板１０６が振動することにより、振動板１０６の上面および下面の空気に圧力変化を起こし、振動板１０６から音波が発生する。振動板１０６の上面もしくは下面のいずれかを放射面として用いることで、音声聴取が可能となる。ここで、磁性流体１１０が、磁気空隙Ｇ１内であって、プレート１０３の平板部１０５とボイスコイル１０７との間に充填されていることにより、振動板１０６の上面と下面とで発生する互いに逆位相の音波が回り込むことを抑制し、再生音圧の低下を抑制している。また、プレート１０３が、突起部１０４と平板部１０５とから構成されていることにより、プレート１０３の上面と振動板１０６との間に生じた空間体積を小さくすることができ、音圧周波数特性の平坦な帯域を高域に広げることができる。
【００３１】
次に、プレート１０３の形状の違いによる、磁性流体１１０の保持状態および移動形態を説明する。図２Ａは、プレート１０３の形状を、従来のスピーカに用いられている形状である平板状とした場合の磁性流体１１０の保持状態および移動形態を示す図である。また、図２Ｂは、プレート１０３の形状を、従来のスピーカの改善案として考えられたドーム状とした場合の磁性流体１１０の保持状態および移動形態を示す図である。また、図２Ｃは、プレート１０３の形状を、本実施形態の形状である、平板部と突起部とを有する形状とした場合の磁性流体１１０の保持状態および移動形態を示す図である。ここで、図２Ａ〜図２Ｃでは、振動板１０６を有する面側を上側とし、図１Ａの一点鎖線Ａ−Ｏ断面に相当する位置における、磁性流体１１０の保持状態および移動形態を説明する。
【００３２】
磁性流体１１０は、磁性流体１１０自身の分子同士の凝集力と、磁性流体１１０が接触する周辺部の界面と磁性流体１１０との間に働く付着力と、マグネット１０２とヨーク１０１とプレート１０３とで形成される磁界が磁性流体１１０に作用する磁気力との３種の力のつりあいによって、磁性流体１１０を振動板１０６とプレート１０３の上面との間に引き寄せる方向に働く力Ｆ１と、磁性流体１１０を範囲Ｘ内に戻そうとする力Ｆ２とがつりあっており、範囲Ｘに保持されている。なお、磁性流体１１０は、円環状に分布しているため、プレート１０３の外周の円周方向にも力を受けているが、説明を簡略化するため、無視するものとする。ここで、図２Ａ〜図２Ｃを用いて、磁性流体１１０が、製造時における磁性流体１１０の注入状態の偏り、落下衝撃による外力や、振動板１０６の大振幅動作や、あるいは他の理由によってプレート１０３上面側の範囲Ｙ、Ｙ'、Ｙ''に移動した際に、磁性流体１１０に働く力について説明する。
【００３３】
まず、図２Ａの状態においては、磁性流体１１０が、プレート１０３の上面側の範囲Ｙに移動した際、振動板１０６とプレート１０３との間の空間に露出する磁性流体１１０の表面積が増加することから、磁性流体１１０自身の分子同士の凝集力は、磁性流体１１０が範囲Ｘ内に戻る方向に働く。また、磁性流体１１０が、プレート１０３の上面に移動した際、磁性流体１１０に作用する磁気力の内、振動板１０６がある面を上方向とすると、垂直方向下向きの成分が、ヨーク１０１とマグネット１０２とプレート１０３とが作る磁束分布に沿って増加する。これらの力が働く結果、磁性流体１１０を範囲Ｘ内に戻そうとする力Ｆ２が、磁性流体１１０を振動板１０６とプレート１０３の上面との間に引き寄せる方向に働く力Ｆ１より大きくなるため、磁性流体１１０が、一時的にプレート１０３の上面側にある範囲Ｙに移動したとしても、磁性流体１１０は、範囲Ｘ内に戻り、プレート１０３とボイスコイル１０７との間に保持することができる。
【００３４】
一方、図２Ｂの状態においては、振動板１０６とプレート１０３の上面との間の空間が狭いため、磁性流体１１０が、プレート１０３の上面側の範囲Ｙ'に移動した際、振動板１０６およびプレート１０３の上面と接触する磁性流体１１０の面積は、図２Ａの状態と比べ大きくなる。したがって、図２Ａの状態と比べ、付着力は、磁性流体１１０を、振動板１０６とプレート１０３の上面との間の空間に引き寄せる方向に強く働く。さらに、図２Ａの状態と比べ、振動板１０６とプレート１０３の上面との間の空間側に露出する磁性流体１１０の表面積の増加量が小さいため、磁性流体１１０が範囲Ｘ内に戻る方向に働く、磁性流体１１０自身の分子同士の凝集力は、小さくなる。上記の結果、磁性流体１１０を振動板１０６とプレート１０３の上面との間に引き寄せる方向に働く力Ｆ１が、磁性流体１１０を範囲Ｘ内に戻そうとする力Ｆ２より大きくなる。よって、プレート１０３の上面側にある範囲Ｙ'に移動した磁性流体１１０の一部が、範囲Ｘ内に戻ることなく、範囲Ｙ'に留まり、範囲Ｘに保持される磁性流体１１０の量が減少する。その結果、磁性流体１１０の充填によって遮断されていた振動板１０６の下面から放射された音が前面に回り込み、音圧の低下が生してしまう可能性が高くなる。
【００３５】
これに対して、図２Ｃの状態においては、プレート１０３は、突起部１０４と平板部１０５とから構成されており、プレート１０３の上面の外縁部には、平面部Ｐがあるため、磁性流体１１０が範囲Ｙ''に位置した際、磁性流体１１０に働く力は付着力、凝集力、磁気力とも図２Ａの状態と同様となる。したがって、図２Ａの状態と同様に、磁性流体１１０を範囲Ｘ内に戻そうとする力Ｆ２が、磁性流体１１０を振動板１０６とプレート１０３の上面との間に引き寄せる方向に働く力Ｆ１より大きくなる。よって、磁性流体１１０が、一時的にプレート１０３の上面側にある範囲Ｙ''に移動したとしても、磁性流体１１０は、範囲Ｘ内に戻り、プレート１０３とボイスコイル１０７との間に保持することができる。すなわち、本開示に示したプレート１０３の形状によれば、磁性流体１１０が振動板１０６とプレート１０３の上面との間へ流出することによる音圧の低下を防ぐことが可能となる。
【００３６】
本開示の目的をより効果的に達成するために、例えば、プレート１０３の詳細な形状は下記の方法で定めてもよい。図３は、本実施形態に係るスピーカ１００において、振動板１０６が最大振幅でプレート１０３側に変位した状態を示す概略断面図である。ここで、図３は、図１Ａの一点鎖線Ａ−Ｏ断面に相当する概略断面図であり、振動板１０６を有する面側を上側とする。振動板１０６が最大振幅でプレート１０３側に変位したとき、磁気空隙Ｇ１のうち、ボイスコイル１０７の内側とプレート１０３の平板部１０５の側面との間に形成される磁気空隙Ｇ２の断面積Ｓ１は、下記の式（１）で示される。
【００３７】
Ｓ１＝ｔ×ｗ  ・・・（１）
ここで、ｔはプレート１０３の平板部１０５の側面の高さを示し、ｗはボイスコイル１０７の内側とプレート１０３の平板部１０５の側面との距離を示す。
【００３８】
平板部１０５の外縁部から突起部１０４を設けた（図３の二点鎖線で示すように突起部１０４を設けた）場合の、平板部１０５から突起部１０４の頂点までの高さをｈ０とする。ここで、突起部１０４の上面形状を同じとしたまま、平板部１０５から突起部１０４の頂点までの高さｈをｈ０／２＜ｈ＜ｈ０の範囲で変え、振動板１０６の下面と、プレート１０３の上面と、磁気空隙Ｇ２の上面と、プレート１０３の突起部１０４から振動板１０６に下ろした垂線Ｌとで囲まれた領域Ｚの面積が、断面積Ｓ１と同じになる垂線Ｌの位置を決めた場合の垂線Ｌの長さＬ１が、下記の式（２）を満たすように、突起部１０４の高さを定める。
【００３９】
Ｌ１＞ｗ  ・・・（２）
【００４０】
また、例えば、プレート１０３の形状を下記の方法で定めてもよい。図４は、本実施形態に係るスピーカ１００において、振動板１０６が最大振幅でプレート１０３側に変位した状態を示す概略断面図である。ここで、図４は、図１Ａの一点鎖線Ａ−Ｏ断面に相当する概略断面図であり、振動板１０６を有する面側を上側とする。
【００４１】
振動板１０６が最大振幅でプレート１０３側に変位したとき、平面部Ｐの最も突起部１０４側となる点Ｎから、振動板１０６へ下ろした垂直な線Ｌ’の長さＬ２が、下記の式（３）を満たすように、プレート１０３の形状を定める。
【００４２】
Ｌ２＞ｗ  ・・・（３）
ここで、ｗはボイスコイル１０７の内側とプレート１０３の平板部１０５の側面との距離を示す。
【００４３】
上記２つの例のように、プレート１０３の形状を定めることにより、振動板１０６とプレート１０３の上面との間の距離が最も狭まったときにおいても、磁性流体１１０と空気との接触面（磁性流体１１０の振動板１０６側の端面と磁性流体１１０のヨーク１０１側の端面）のうち、磁性流体１１０のヨーク１０１側の接触面の面積が磁性流体１１０の振動板１０６側の接触面の面積よりも小さくなる。よって、磁性流体１１０がプレート１０３の上面側へ移動した際、磁性流体１１０を元の位置に戻そうとする力が、磁性流体１１０をプレート１０３の上面側に移動させる力より強くなるため、磁性流体１１０がプレート１０３上面に流出することを抑制することができる。
【００４４】
また、本実施の形態において、プレート１０３の平板部１０５の材料を透磁率の高い材料である鉄とし、プレート１０３の突起部１０４の材料を透磁率の低い材料であるプラスチック材料とし、互いに接着して構成しても良い。上述の構成にすることにより、磁気空隙Ｇ１の磁場向上に寄与しない突起部１０４の材料として、安価で成型容易なプラスチック材料を採用することができ、スピーカ１００の部品全体のコストを低減させることができる。さらに、スピーカ１００の振動板を有する面側を上側とした際、プレート１０３の上面を上に凸の形状にすることに起因する磁束の拡散を防ぎ、プレート１０３の形状を従来の平板状とした場合と同様に、磁束を磁気空隙Ｇ１内に集中させることができる。
【００４５】
また、プレート１０３の突起部１０４の形状は、必ずしも曲面形状である必要はなく、これに限定されるものではない。例えば、突起部１０４を上面の面積が異なる複数の平板をステップ状に積層することによって形成しても良い。
【００４６】
また、図５Ａは、本実施形態に係るスピーカの変形例を示す概略断面図であり、図５Ｂは、図５Ａにおける一点鎖線Ｃで切断し、矢印Ｄの方向から見た概略断面図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように、プレート１０３の平板部１０５に積層した突起部１０４内に空気の流路１１１を設けてもよい。このことにより、突起部１０４表面の空気抵抗を増加させることができ、突起部１０４を制動材として用いることができる。
【００４７】
また、プレート１０３の突起部１０４の上面形状は、振動板１０６と略同一な立体形状としたが、これに限定されるものではない。プレート１０３の突起部１０４の上面形状は、振動板１０６とプレート１０３上面との間の空間の体積を縮小することができるように平板部１０５より上に突起していれば例えば矩形等でもよく、その形状は問わない。
【００４８】
また、プレート１０３の平板部１０５の上面形状（すなわち図１Ｂ左上図に示す平面部Ｐ）は、振動板１０６の振動方向に対して垂直な平面としたが、必ずしも振動板１０６の振動方向に対して完全に垂直である必要はない。プレート１０３の平板部１０５の上面形状は、振動板１０６と突起部１０４との距離より、振動板１０６と平板部１０５との距離の方が大きくなるような形状であれば良く、振動板１０６の振動方向に対して完全に垂直であることを限定するものではない。例えば、図６に示すように、プレート１０３の平板部１０５の上面形状は、振動板１０６とプレート１０３の平板部１０５の上面との距離が、振動板１０６とプレート１０３の突起部１０４の上面との距離より大きくなるような形状であればよい。
【００４９】
また、図７に示すように、振動板１０６を有する面側を上側とした際、プレート１０３の平板部１０５の高さを変えることなく、平面部Ｐを含む平板部１０５の外周部にステップ状の切り欠きを形成し、プレート１０３の上面において、平板部１０５の上面（すなわち平面部Ｐ）と突起部１０４の外周部の上面との間に段差を設けても良い。このことにより、プレート１０３の上面のうち磁性流体１１０の上側近傍である平板部１０５の上面においてのみ、振動板１０６とプレート１０３の上面との距離がさらに大きくなる。したがって、磁性流体１１０のプレート１０３上面への流出を、さらに効果的に抑制することができる。また、磁極として働く平板部１０５の側面の面積が小さくなるため、ボイスコイル１０７を通る磁束を集中させることができる。さらに、振動板１０６の下面から放射された音が、振動板１０６の上面に回り込むことを抑制するために必要な磁性流体１１０の充填量を、削減することができる。
【００５０】
また、プレート１０３の上面のうち、平板部１０５の上面（すなわち図１Ｂ左上図に示す平面部Ｐ）のみに撥油剤を塗布しても良い。撥油剤を塗布することにより、磁性流体１１０のプレート１０３上面への流出をさらに効果的に抑制することができる。
【００５１】
また、スピーカ１００において、振動板１０６を有する面を上面とすると、振動板１０６と、ボイスコイル１０７と、プレート１０３とを上面からみた形状は円形としているが、これに限定されるものではなく、長尺形状や長円形状やトラック形状であっても良い。例えば、図８Ａに示すように、プレート１０３は、上面から見た形状が長尺形状であっても良く、図８Ｂに示すように、プレート１０３は、上面から見た形状がトラック形状であっても良い。
【００５２】
また、振動板１０６の立体形状は曲率をもつドーム状としているが、振動板１０６の立体形状はこれに限定されるものではなく、水平方向に傾斜を持つ平面の組み合わせや、平板状であっても良い。例えば、図９に示すように、振動板１０６が平板状である場合も、プレート１０３が平板部１０５と、平板部１０５上であって、平板部１０５の外周部より内側に位置する突起部１０４とで形成されていれば良い。
【００５３】
また、スピーカ１００は内磁型のスピーカとしているが、外磁型のスピーカとしても良い。スピーカ１００を外磁型のスピーカとする場合、プレート１０３をヨークあるいはセンターポールに置き換えると良い。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係るスピーカ１００において、プレート１０３は、プレート１０３の上面において所定の距離だけ内側に位置し、振動板１０６と略同一な立体形状である突起部１０４を備える。これにより、振動板１０６とプレート１０３の上面との間の空間の体積を縮小することができ、音響共振を抑え音質の劣化を抑える。さらに、プレート１０３は、プレート１０３の上面における外側に位置する平面部Ｐを有する平板部１０５を備える。これにより、磁性流体１１０がプレート１０３の上面へ流出することにより発生する、音圧の低下を抑制することができる。また、プレート１０３の上面の外側が振動板１０６と略同一な立体形状となっているものと比べ、磁束の拡散を防ぐことが出来る。つまり、プレート１０３の外側の断面積がより小さくなることによって磁束が集中しボイスコイル１０７を通る磁束密度が増加する。また、上記したように、平板部１０５の材料として透磁率の高い材料を用い、突起部１０４の材料として透磁率の低い材料を用いることで、ボイスコイル１０７を通る磁束を集中させることができ、磁性流体１１０にプレート１０３の上面に移動する方向の力が働くのを抑制することができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、図１０に示すように、プレート１０３のうち突起部１０４は、平板部１０５と、マグネット１０２と、ヨーク１０１とで形成された孔によって設けられた貫通孔内に筒状部材１１２を設け、筒状部材１１２の平板部１０５側の先端（図１０において、点線で囲まれた領域）をドーム状に加工することで形成されていてもよい。これにより、製造工程において、突起部１０４を形成すると同時に、プレート１０３と、マグネット１０２と、ヨーク１０１との接着強度を向上させることができ、低コスト化と信頼性の向上とを図ることができる。
【００５６】
なお、本実施形態において、プレート１０３の突起部１０４と平板部１０５とは別体としているが、突起部１０４と平板部１０５とで、透磁率を変えたりしない場合においては、図１１に示すように、突起部１０４と平板部１０５とを一体に形成したものをプレート１０３として用いても良い。
【００５７】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係るスピーカ２００について説明する。スピーカ２００は、実施の形態１のスピーカ１００において、エッジ１０８ａ〜１０８ｄのスピーカ１００の内周側の端が振動板１０６の外周縁ではなく、振動板１０６の上面に接続されていることを特徴とする。
【００５８】
図１２Ａは、本実施形態に係るスピーカ２００の上面図である。ここで、スピーカ２００において、振動板２０６を有する面側を上側とする。また、図１２Ｂは、図１２Ａに示す一点鎖線Ｅ−Ｏ−Ｅ’で切断し、矢印Ｆの方向から見た概略断面図である。スピーカ２００は、ヨーク２０１と、マグネット２０２と、プレート２０３と、振動板２０６と、ボイスコイル２０７と、支持体２０８と、フレーム２０９と、磁性流体２１０とから構成される。ここで、プレート２０３は、突起部２０４と平板部２０５とから成る。また、支持体２０８は、複数のエッジ（図１２Ａでは、エッジ２０８ａ〜２０８ｄの４つの場合を図示）で構成されている。エッジ２０８ａ〜２０８ｄのスピーカ２００内周側の端は、振動板２０６の上面に接続されている。以下、実施の形態１と共通する構成と動作については説明を省略し、実施の形態１と異なる点について説明する。
【００５９】
スピーカ２００によれば、エッジ２０８ａ〜２０８ｄの長さを長くすることができるため、スピーカ２００の振動系のスティフネスを小さくすることができ、より優れた低音再生が可能となる。また、スピーカ２００を上面から見たとき、振動板２０６より外側となるエッジ２０８ａ〜２０８ｄの長さを、実施の形態１のスピーカ１００と比べ短くすることができるため、振動板２０６の振動面積を縮小することなくスピーカの外径を小さくすることができる。
【００６０】
なお、スピーカ２００においても、プレート２０３を突起部２０４と平板部２０５とから構成することによる効果は、実施の形態１のスピーカ１００と同様である。したがって、スピーカ２００においても、磁性流体２１０のプレート２０３上面へ流出による音圧出力性能の低下を起こすことなく、再生帯域の広帯域化を実現することができる。
【００６１】
（搭載例１）
図１３は、本搭載例に係るインナーイヤーヘッドホンの部分断面図である。図１３を参照して、実施の形態１または２に係るスピーカのいずれかをインナーイヤーヘッドホンに搭載した例について説明する。図１３に示すインナーイヤーヘッドホンは、スピーカ３０１と、ポート３０２と、イヤーチップ３０３と、ハウジング３０４と、コード３０５とを備える。スピーカ３０１の構成は、実施の形態１または２に係るスピーカの構成に準じている。なお、図１３においては、本開示の実施の形態２に係るスピーカを搭載した例を図示しているが、スピーカの構成および形状はこれに限るものではなく、本開示の実施の形態１に係るスピーカ１００、あるいは本開示の実施の形態１で挙げた他の構成および形状であっても良い。
【００６２】
本搭載例に係るインナーイヤーヘッドホンにおいては、スピーカ３０１において、振動板を有する面を前面とすると、スピーカ３０１の振動板の背面を音波放射面とし、ポート３０２、イヤーチップ３０３を介して聴取者が音声を聴取するようになっている。
【００６３】
本搭載例に係るインナーイヤーヘッドホンによれば、スピーカ３０１を本開示のスピーカの構成とすることにより、小型でありながら低音域から高音域までの幅広い帯域を再生することが可能となり、装用感の向上と高音質を両立させたインナーイヤーヘッドホンを提供することができる。
【００６４】
（搭載例２）
図１４は、本搭載例に係る補聴器の外観の一例を示す図である。図１４を参照して、本開示の実施の形態１および２に係るスピーカを補聴器に搭載した例について説明する。図１４に示す補聴器は、レシーバ部４０１と、補聴器本体４０２と、リードチューブ４０３とを備える。レシーバ部４０１の構成は、本開示の搭載例１に係るインナーイヤーヘッドホンのスピーカ３０１と、ポート３０２と、イヤーチップ３０３との構成に準じる。
【００６５】
本搭載例に係る補聴器によれば、レシーバ部４０１のスピーカを本開示の構成とすることにより、耳内に挿入しても違和感の少ない小型のスピーカでありながら、可聴帯域内のより広い補聴帯域をカバーすることができ、必要な出力特性の異なる様々なユーザーに対応可能な補聴器を提供することができる。
【００６６】
なお、搭載例１および２においては、本開示に係るスピーカを、インナーイヤーヘッドホンおよび補聴器に搭載した例を示したが、搭載する機器はこれに限るものではない。例えば、ヘッドセット、携帯情報端末、ディスプレイ機器等に本開示に係るスピーカを備えても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本開示に係るスピーカは、小型化によるユーザーの装用感向上と再生帯域の広帯域化による機器の性能向上の両方を実現することが可能であり、インナーイヤーヘッドホン、補聴器、ヘッドセット、携帯情報端末、ディスプレイ機器、その他ＡＶ機器に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００、２００、３０１、１０００    スピーカ
１０１、２０１、１０１０    ヨーク
１０２、２０２、１０１１    マグネット
１０３、２０３、１０１２    プレート
１０４、２０４    突起部
１０５、２０５    平板部
１０６、２０６、１０１３    振動板
１０７、２０７、１０１６    ボイスコイル
１０８、２０８、１０１４    支持体
１０８ａ〜１０８ｄ、２０８ａ〜２０８ｄ、１０１４ａ〜１０１４ｄ    エッジ
１０９、２０９    フレーム
１１０、２１０、１０１７    磁性流体
１１１    空気の流路
１１２    筒状部材
３０２    ポート
３０３    イヤーチップ
３０４    ハウジング
３０５    コード
４０１    レシーバ部
４０２    補聴器本体
４０３    リードチューブ
１０１５    スペーサ
１０１８    ドーム状の空間
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３    磁気空隙
Ｐ    平面部
【図１Ａ】
0006021023.tif 000002
【図１Ｂ】
0006021023.tif 000003
【図２Ａ】
0006021023.tif 000004
【図２Ｂ】
0006021023.tif 000005
【図２Ｃ】
0006021023.tif 000006
【図３】
0006021023.tif 000007
【図４】
0006021023.tif 000008
【図５Ａ】
0006021023.tif 000009
【図５Ｂ】
0006021023.tif 000010
【図６】
0006021023.tif 000011
【図７】
0006021023.tif 000012
【図８Ａ】
0006021023.tif 000013
【図８Ｂ】
0006021023.tif 000014
【図９】
0006021023.tif 000015
【図１０】
0006021023.tif 000016
【図１１】
0006021023.tif 000017
【図１２Ａ】
0006021023.tif 000018
【図１２Ｂ】
0006021023.tif 000019
【図１３】
0006021023.tif 000020
【図１４】
0006021023.tif 000021
【図１５Ａ】
0006021023.tif 000022
【図１５Ｂ】
0006021023.tif 000023
【図１６】
0006021023.tif 000024