(57)【要約】【課題】携帯電話用等のスピーカに関し、長手方向中央部の弾性が低いために振動板中央部が必要以上に振幅して特性を悪化させ、高耐入力化が困難という課題を解決し、矩形状の振動板でも均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現できるスピーカを提供することを目的とする。【解決手段】磁気ギャップ２ａを有する磁気回路を結合したフレーム３と、磁気ギャップ２ａ上部に近接配置されたボイスコイル４を結合した振動板５からなる矩形状のスピーカにおいて、ボイスコイル４に印加する電流を磁気ギャップ２ａの磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させる変換効率調整手段を磁気ギャップ２ａおよび／またはボイスコイル４の長手方向中央部に設けた構成により、振動板５中央部が必要以上に振幅するのを抑制して全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を同時に実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットとヨークを結合することにより構成された磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップの上部に磁気ギャップと非接触状態で近接配置されたボイスコイルと、このボイスコイルを結合し、外周部が上記フレームに結合された振動板からなり、上記振動板ならびにボイスコイル、磁気ギャップの形状が矩形、楕円形、長円形、トラック形のいずれかからなるスピーカにおいて、ボイスコイルに印加する電流を磁気ギャップから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段を磁気ギャップおよび／またはボイスコイルの長手方向の中央部に設けたスピーカ。
【請求項２】
変換効率調整手段として、磁気回路を構成するヨークの壁部の高さを部分的に低くした請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
変換効率調整手段として、磁気回路を構成する磁気ギャップのギャップ幅を部分的に広くした請求項１に記載のスピーカ。
【請求項４】
変換効率調整手段として、磁気ギャップから発生する磁界が最大になる位置からボイスコイルをずらして配設するようにした請求項１に記載のスピーカ。
【請求項５】
磁気ギャップを有する磁気回路、ならびにこの磁気回路を結合したフレームを振動板を介して上下対称に対向配置した請求項１に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種音響機器、電子機器や携帯電話等に使用されるスピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の電子機器や携帯電話に関しては、更なる小型化が進む一方で、高音質化をも求められるようになってきており、このような機器に搭載されるスピーカも同様に薄型化、スリム化および高音質化が求められている。
【０００３】
図１０はこの種の従来のスリム型のスピーカの構成を示した断面図、図１１は同スピーカに使用されるボイスコイルを示した平面図であり、本出願人がスリム型のスピーカとして提案したものである。
【０００４】
図１０、図１１において、２０は第１のマグネット、２１はこの第１のマグネット２０を中心に結合した第１のヨークであり、これにより第１の磁気ギャップ２０ａを設けた第１の磁気回路２２が構成されている。２３は上記第１のヨーク２１を中心に結合した第１のフレーム、２３ａはこの第１のフレーム２３に設けられた空気孔である。２４は振動板、２４ａはこの振動板２４に設けられたエッジであり、この振動板２４の周縁は上記第１のフレーム２３の周縁に結合されている。２５は上記振動板２４に結合されたボイスコイルであり、このボイスコイル２５は上記第１の磁気ギャップ２０ａと対応する形状に複数ターン巻回されたものである。２５ａはボイスコイル２５の始端（または図示しない裏面側の終端）であり、この始終端に図示しないリード線を介して第１（または第２）のフレーム２３に結合された図示しない端子に半田付けすることによって接続するように構成されているものである。
【０００５】
２６は上記振動板２４を挟むようにして第１の磁気回路２２と対称に配設された第２の磁気回路であり、第１の磁気回路２２と同様に、第２のヨーク２７の中心に第２のマグネット２８を結合することにより第２の磁気ギャップ２８ａを設け、この第２の磁気回路２６を第２のフレーム２９の中心に結合して構成されているものである。２９ａは第２のフレーム２９に設けられた空気孔である。
【０００６】
このように構成された従来のスピーカは、上記第１のマグネット２０と第２のマグネット２８は厚み方向に、かつ夫々が反発する方向に着磁され、第１の磁気ギャップ２０ａと第２の磁気ギャップ２８ａから夫々発生する漏れ磁界を最大に活用できる位置にボイスコイル２５を配置することにより、ボイスコイル２５に音声信号を入力することによってボイスコイル２５が上下に振幅し、これによってボイスコイル２５を結合した振動板２４が振幅して音響再生を行うように構成されたものであった。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００４−８８７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来のスピーカでは、第１（または第２）の磁気回路２２ならびにボイスコイル２５の形状が矩形（楕円形、長円形、トラック形のいずれかであっても同じ）であるために、振動板２４も必然的に同様の形状に形成されており、この結果、振動板２４の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題を有していた。
【０００９】
このために、ボイスコイル２５に音声信号を入力して第１（または第２）の磁気ギャップ２０ａから発生する磁界により振動板２４を振幅させて音響再生を行う際に、振動板２４全体が均一なストロークで振幅するのではなく、両端部に比べて弾性が小さい長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する（一般に太鼓運動と呼ばれている）という現象が発生するようになり、このために特性を悪化させるばかりでなく、所定の入力を印加することができないために高耐入力化が図れないという致命的な課題を有したものであった。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、矩形等の形状の振動板を用いた場合でも振動板全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現することが可能なスピーカを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、マグネットとヨークを結合することにより構成された磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路を結合したフレームと、上記磁気ギャップの上部に磁気ギャップと非接触状態で近接配置されたボイスコイルと、このボイスコイルを結合し、外周部が上記フレームに結合された振動板からなり、上記振動板ならびにボイスコイル、磁気ギャップの形状が矩形、楕円形、長円形、トラック形のいずれかからなるスピーカにおいて、ボイスコイルに印加する電流を磁気ギャップから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段を磁気ギャップおよび／またはボイスコイルの長手方向の中央部に設けた構成にしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によるスピーカは、矩形等の形状の振動板を用いたスピーカにおいて、ボイスコイルに印加する電流を磁気ギャップから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段を磁気ギャップおよび／またはボイスコイルの長手方向の中央部に設けた構成により、従来のように振動板の中央部のみが必要以上に振幅する、いわゆる太鼓運動を抑制することができるようになるために振動板全体が均一に振幅し、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３、５に記載の発明について説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態１によるスピーカの構成を示した断面図、図２（ａ）、（ｂ）は同磁気回路の構成を示した斜視図と正面図であり、図１〜図２において、１は磁性金属材料からなる矩形状の第１のヨーク、１ａはこの第１のヨーク１の長手方向の壁部の略中央部を部分的に低くすることにより設けられた凹部である。２は矩形状の第１のマグネットであり、上記第１のヨーク１内に嵌め込まれて結合されることにより第１の磁気回路を構成すると共に、第１のヨーク１の内壁面と第１のマグネット２の外周面との間に矩形状の均等な隙間を設けた第１の磁気ギャップ２ａが形成されている。
【００１５】
３は上記第１の磁気回路を構成する第１のヨーク１を中心に結合した第１のフレームであり、樹脂または金属材料等で形成されるものである。４はボイスコイルであり、このボイスコイル４はポリイミド製の基材４ａの表面（本実施の形態においては裏面にも同様に形成されている）に銅めっきにより所望のパターンのコイルが矩形状に巻回状態で形成され、この矩形状に巻回されたコイルは上記第１の磁気回路に設けられた第１の磁気ギャップ２ａと略同形状に形成されている。
【００１６】
５は樹脂からなる矩形状の振動板であり、この振動板５は、中央部に平板状の本体部５ａと、この本体部５ａの周縁にエッジ部５ｂと、このエッジ部５ｂの周縁に平板状の貼り付け部が一体構造で形成されているものである。
【００１７】
６は磁性金属材料からなる矩形状の第２のヨーク、６ａはこの第２のヨーク６の長手方向の壁部の略中央部を部分的に低くすることにより設けられた凹部（図示せず）である。７は矩形状の第２のマグネットであり、上記第２のヨーク６内に嵌め込まれて結合されることにより第２の磁気回路を構成すると共に、第２のヨーク６の内壁面と第２のマグネット７の外周面との間に矩形状の均等な隙間を設けた第２の磁気ギャップ７ａが形成されている。
【００１８】
８は上記第２の磁気回路を構成する第２のヨーク６を中心に結合した第２のフレームであり、樹脂または金属材料等で形成されるものであり、この第２のフレーム８ならびに第２の磁気回路は上記振動板５を介して対向して配設されることにより、振動板５の周縁の貼り付け部を第１のフレーム３の周縁と第２のフレーム８の周縁で挟み込むように結合すると共に、振動板５に結合されたボイスコイル４が第１の磁気ギャップ２ａと第２の磁気ギャップ７ａの略中間位置に配設されるように構成されたものである。
【００１９】
このように構成された本実施の形態によるスピーカは、ボイスコイル４に印加する電流を磁気ギャップ２ａから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段として、磁気回路を構成するヨーク１の壁部の高さを部分的に低くした構成により、この壁部を低くした部分の磁気ギャップ２ａから発生する磁力が弱くなるため、振動板５の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題によって振動板５全体が均一なストロークで振幅せず、長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する太鼓運動の発生を抑制して振動板５全体を均一に振幅させることができるようになり、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。
【００２０】
また、図３（ａ）、（ｂ）は本実施の形態によるスピーカの磁気回路の他の例を示した斜視図と正面図であり、同図において９はヨーク、９ａはこのヨーク９の長手方向の壁部の略中央部を部分的に低くすることにより設けられた凹部であり、この凹部９ａは上記図２で示したヨーク１の凹部１ａよりもさらに鋭角に落とし込んで形成されたものであり、このように凹部を形成する際に緩やかなテーパで落とし込んだり、垂直に落とし込んだり、あるいはＲ面で湾曲させたり等、どのような形状にしても良いものである。
【００２１】
また、図４は本実施の形態によるスピーカの磁気回路の他の例を示した平面図であり、同図において１０はヨーク、１１はマグネットを示し、このマグネット１１は長手方向の略中央部を部分的に狭くした凹部１１ａを設けており、この凹部１１ａの部分の磁気ギャップのみが部分的に広くなるように構成したものである。このような構成によっても、上記図２（ａ）、（ｂ）あるいは図３（ａ）、（ｂ）で示した磁気回路と同様の効果が得られるものである。
【００２２】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。
【００２３】
図５は本発明の実施の形態２によるスピーカのボイスコイルの構成を示した平面図であり、同図において１２はボイスコイルを示し、このボイスコイル１２はポリイミド製の基材１２ａの表面（本実施の形態においては裏面にも同様に形成されている）に銅めっきにより所望のパターンのコイルが矩形状に巻回状態で形成され、かつ、この矩形状の長手方向の略中央部のコイルは部分的に外方に膨らむように位置をずらした形状に形成されているものである。
【００２４】
図６（ａ）、（ｂ）は同ボイスコイルを用いたスピーカの構成を示した半断面図と、同スピーカの磁気回路から発生する磁界の分布状態を示した特性図であり、当然のことながら磁気ギャップ２ａから発生する磁界は磁気ギャップ２ａ内が最も強く、磁気ギャップ２ａから離れるにつれて弱くなっていくものである。
【００２５】
従って、本実施の形態のボイスコイル１２のように、矩形状に巻回したコイルの長手方向の略中央部を部分的に外方に膨らむように位置をずらすことにより、磁気ギャップ２ａから発生する磁界の弱い部分を使用することになるものである。
【００２６】
このように構成された本実施の形態によるスピーカは、ボイスコイル１２に印加する電流を磁気ギャップ２ａから発生する磁界によって振幅運動に変換する効率を低下させるための変換効率調整手段として、矩形状に巻回したコイルの長手方向の略中央部を部分的に外方に膨らむように位置をずらした構成により、この位置をずらした部分が受ける磁気ギャップ２ａからの磁力が弱くなるため、振動板５の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題によって振動板５全体が均一なストロークで振幅せず、長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する太鼓運動の発生を抑制して振動板５全体を均一に振幅させることができるようになり、これにより優れた性能と高耐入力化を同時に実現することができるという格別の効果が得られるものである。
【００２７】
なお、図７（ａ）、（ｂ）は本実施の形態によるスピーカの作用効果をより分かり易くするために示したもので、同図においては磁気ギャップ２ａの中心にボイスコイル４のコイルを配置する構成（実施の形態１や従来例と同様）としたものであり、磁気ギャップ２ａから発生する磁界を最も効率よく使用するようにしたものである。従って、このようにすると、振動板５の長手方向の中央部では両端部に比べて弾性が小さくなるという固有の問題によって振動板５全体が均一なストロークで振幅せず、長手方向の中央部のみが必要以上に振幅する太鼓運動の発生を誘発してしまう結果になるものである。
【００２８】
また、図８と図９は本実施の形態によるスピーカのボイスコイルの他の例を示した平面図であり、上記図５に示したボイスコイル１２とは逆に、矩形状に巻回したコイルの長手方向の略中央部を部分的に内方に位置をずらすことによりボイスコイル１３、１４を構成したものであり、その作用効果は上記ボイスコイル１２と同様であるために、ここでの説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によるスピーカは、矩形等の形状の振動板を用いた場合でも振動板全体が均一に振幅し、優れた性能と高耐入力化を実現することができるという特徴を有し、各種音響機器、電子機器、あるいは携帯電話用等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１によるスピーカの構成を示した断面図
【図２】（ａ）同磁気回路の構成を示した斜視図、（ｂ）同正面図
【図３】（ａ）同磁気回路の他の例を示した斜視図、（ｂ）同正面図
【図４】同磁気回路の他の例を示した平面図
【図５】本発明の実施の形態２によるスピーカのボイスコイルの構成を示した平面図
【図６】（ａ）同ボイスコイルを用いたスピーカの構成を示した半断面図、（ｂ）同磁気回路の磁界分布を示した特性図
【図７】（ａ）図６と比較のために示したスピーカの半断面図、（ｂ）同磁気回路の磁界分布を示した特性図
【図８】同ボイスコイルの他の例を示した平面図
【図９】同ボイスコイルの他の例を示した平面図
【図１０】従来のスリム型のスピーカの構成を示した断面図
【図１１】同スピーカに使用されるボイスコイルを示した平面図
【符号の説明】
【００３１】
１  第１のヨーク
１ａ、９ａ、１１ａ  凹部
２  第１のマグネット
２ａ  第１の磁気ギャップ
３  第１のフレーム
４、１２、１３、１４  ボイスコイル
４ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ  基材
５  振動板
５ａ  本体部
５ｂ  エッジ部
６  第２のヨーク
７  第２のマグネット
７ａ  第２の磁気ギャップ
８  第２のフレーム
９、１０  ヨーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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