(57)【要約】【課題】小型平面テレビ等に内蔵され得る薄型化を実現しつつ、フルレンジ型の音響変換能力を有する高密度パターンで、前面形状設計の自由度の高い駆動方式を持つ薄型全面駆動スピーカの提供。【解決手段】それぞれ、フレームをなすヨーク板のほぼ全面に高密度で配置した最大多数の円形の磁気ギャップを形成する磁気回路の同一構成でなる第１と第２の磁気回路群を、互いに磁気回路の各々が同極面で間隔を置いて対向する様に振動板の両側に配置し、振動板が担持するボイスコイルは対向する２群の各磁気回路の円形磁気ギャップの全てを一筆書でたどる最大有効線長の連続パターンで形成されて対向磁気回路間の中性面に円形磁気ギャップについてラジアル状に形成されるメイン磁束ループ内に磁束方向と直交して配置される。ヨーク板は、振動板の振動による広い振幅領域の音圧を外側に放射する貫通孔を備える。【選択図】  図３
2011250063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームをなすヨーク板のほぼ全面に高密度で配置した最大多数の円筒形の磁気ギャップの各々でなる第１の磁気回路群と、第１の磁気回路群と左右対称に形成された磁気回路の各々を第１の磁気回路群の各々と同極面で間隔を置いて対向させた第２の磁気回路群と、第１と第２の磁気回路群の中間に設置され、対向磁気回路間の中性面に磁気ギャップについてラジアル状に形成されるメイン磁束ループ内にその磁束方向と直交する位置に連続パターンで最大有効線長を持つボイスコイルを担持する振動板とよりなることを特徴とする薄型全面駆動スピーカ。
【請求項２】
第１と第２の磁気回路群がそれぞれヨーク板に列状に設けた円形凹部内に、一方の極をヨーク板に接し他方の極で他群の磁気回路の他方の極と対向し、外周で磁気ギャップを形成して配置した円盤状の永久磁石でなり、ボイスコイルが各磁気ギャップの円形の一方の半部ずつを磁気回路の隣接部分で隣の一方の半部に連結して列の一端から磁気ギャップの円形のなぞり書きを始め、列の他端で他方の半部に折り返して同様のなぞり書きを、始めの一端の磁気ギャップで書き終わる一筆書きで交差させることなく繋ぐ線に沿って形成されてなることを特徴とする、請求項１記載の薄型全面駆動スピーカ。
【請求項３】
ヨーク板が磁気回路に隣接する部分において、ボイスコイル通電時の振動板の振動による音圧をヨーク板の外側に放射する貫通孔を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の薄型全面駆動スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型で小型の音響機器に内蔵させるために極めて薄型化かつ小型化され、しかも振幅領域が広く、高感度とした平板状の全面駆動スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば小型平面テレビ等の機器の薄型化、小型化に伴い、機器が内蔵するスピーカについてもより薄型で細幅であり、しかも実用的な音圧レベルでの音響再生が可能であること、更に、スピーカの前面形状についても取付け場所に応じた各種形状とし得るように設計の自由度が大きいことが求められている。
【０００３】
スピーカの薄型化のためには振動板を平面型とすることが好適である。平面型において音響特性を重視すれば全面駆動型スピーカが最適であるが、平面型ないし全面駆動型のスピーカにおいて上記諸要求を満たすものはいまだ実現されていない。ただ、平面型スピーカにおいて、大きな音を遠方に伝達したい場合や、低音の再生限界を下げるためには振動板の面積を大きくする必要があり、特許文献１にはその場合の課題解決策の一つが示されている。この文献１は、平面型音響変換装置として、２枚の対向する平板状ヨークの内面に、小型永久磁石群を斜めに異極同士で対向する位置に配列し、両ヨークの中間に配した振動板の、斜交する磁界と交差する位置にボイスコイルを配置する構成が示されるが、この構成において振動板面積を大きくすると、対向磁石群間の吸引力が増大することによってヨーク板が湾曲してしまうので、これを抑えるため反発力発生用の磁石群を設けることを教示する。この反発用磁石群は、音響変換に寄与することなく装置の重量を増大する点において不利であり、スピーカの小型化に示唆するものでもない。
【０００４】
一方、平面型全面駆動スピーカにおいては、振動板として表面に金属箔をコイル状に形成したプラスチックフィルムを用いるのが一般的であるが、その場合の耐熱性の低さと高域音をフラットに表現できない点を改善するために、特許文献２に示すように金属製の振動板基板を用い、この基板上にボイスコイルを形成することが提案されている。しかし、金属製の振動板基板上に金属製のボイスコイルを設けるために、基板とコイルの間に絶縁層を介在させねばならず、スピーカの薄型化を意図する場合にはむしろ不利となる。
【０００５】
厚さ数ミリメートルのスピーカを実現する手段として、特許文献３に示すような、極小型平板スピーカを多数、直並列で繋ぎ合わせる方法があり、その方法で用いる微小平板コイルが提案されている。この微小平板コイルにおいては、各コイルのユニットごとにコイルの両端を絶縁基板の一面の周辺部に設けたボンディングパッドに接続するが、微小な面積の基板上に、音響変換に直接寄与しないボンディングパッドの占める面積の比率がかなり大きくなって効率を下げる。更に、これらコイルを複数のユニットごとにまとめるための構造材や配線を別途設ける必要がある。また、まとめられたユニットの形状も方形又は長方形に限られ、前面形状について設計の自由度は低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０２０８８号公報
【特許文献２】特開昭５７−４８８９５号公報
【特許文献３】実開昭５３−４７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が意図する平面スピーカの薄型化は、スピーカを内蔵する小型平面テレビにおいて既に厚さ約１０ｍｍのものが実現されており、この厚さの機器に内蔵するスピーカとして許容されうる厚さである約６〜７ｍｍの実現にある。そして、このような薄型化の条件を満たし、しかも、小面積の振動板をもって高度の音圧レベルを発生するために、駆動手段としての磁気回路の配列密度を上げるよう、より小型化された磁気回路をより多数用い、同様に小型化され多数化したボイスコイルとの組合わせにおいて、より緻密なパターンで配列することにより、フルレンジ型であって、前面形状設計の自由度の高い全面駆動方式による薄型スピーカが求められる。
【０００８】
従って本発明は、上記の薄型化を実現し、しかもフルレンジ型の音響変換能力を有する高密度パターンで、前面形状を自由に設計しうる駆動方式を持つ薄型全面駆動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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明による請求項１の薄型全面駆動スピーカは、フレームをなすヨーク板のほぼ全面に高密度で配置した最大多数の円筒形の磁気ギャップの各々でなる第１の磁気回路群と、第１の磁気回路群と左右対称に形成された磁気回路の各々を第１の磁気回路群の各々と同極面で間隔を置いて対向させた第２の磁気回路群と、第１と第２の磁気回路群の中間に設置され、対向磁気回路間の中性面に磁気ギャップについてラジアル状に形成されるメイン磁束ループ内にその磁束方向と直交する位置に連続パターンで最大有効線長を持つボイスコイルを担持する振動板とよりなることを特徴とする。
請求項２において、請求項１記載の薄型全面駆動スピーカは、第１と第２の磁気回路群がそれぞれヨーク板に列状に設けた円形凹部内に、一方の極をヨーク板に接し他方の極で他群の磁気回路の他方の極と対向し、外周で磁気ギャップを形成して配置した円盤状の永久磁石でなり、ボイスコイルが各磁気ギャップの円形の一方の半部ずつを磁気回路の隣接部分で隣の一方の半部に連結して列の一端から磁気ギャップの円形のなぞり書きを始め、列の他端で他方の半部に折り返して同様のなぞり書きを、始めの一端の磁気ギャップで書き終わる一筆書きで交差させることなく繋ぐ線に沿って形成されてなることを特徴とする。
請求項３において、請求項１又は２に記載の薄型全面駆動スピーカは、ヨーク板が磁気回路に隣接する部分において、ボイスコイル通電時の振動板の振動による音圧をヨーク板の外側に放射する貫通孔を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２枚のヨーク板のそれぞれのほぼ全面に高密度と同一パターンで配置した円形凹部と円盤状磁石とで形成した最大多数（与えられたヨーク板面積に対して配置可能な最多の数）の円筒形の磁気ギャップでなる第１と第２の磁気回路群とを、磁石の同極面同士で向かい合わせて両群の各磁気回路を互いに間隔を置いて対向させることにより、対向磁気回路間の中性面（同極面で対向する磁気回路中間に生じる磁気的に中性な面）に生じる磁束ループが各円形磁気ギャップについてラジアル状のメイン磁束ループとなる。これらのラジアルメイン磁束ループを有効活用するために、両群の磁気回路の磁気ギャップに対応するパターンで可能な最大有効線長となるよう、隣接する磁気ギャップの円形の半部ずつを連続して全磁気ギャップを一筆でなぞり書きした円形部を含む線に沿って形成したボイスコイルを担持する振動板を、対向する二つの磁気回路群間に配置し、ボイスコイルの円形部分をラジアルメイン磁束ループと直交させて位置させるので、通電時のボイスコイルには中性面に垂直な駆動力が効率よく発生する。従って、振幅領域の広い、より高感度のスピーカの実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による実施例における薄型全面駆動スピーカを構成する第１と第２の磁気回路群と、両磁気回路群を対向させてその中間に位置させる振動板とを分離展開して、磁気回路群が形成する磁気ギャップならびに振動板が担持するボイスコイルの形状と配列パターンを示す展開立面図である。
【図２】図１に示す対向磁気回路群とその中間の振動板を組み立てて形成した薄型全面駆動スピーカの構造を模式的に示す縦断面図である。
【図３】図２の縦断面図の点線Ａで囲った部分を拡大して示す、本発明の薄型全面駆動スピーカの一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の薄型全面駆動スピーカに用いる全面駆動方式は、本出願人による先の出願、特願２００９−０８８９４６、に記載の本発明者による「全面駆動スピーカ」に係る発明に基づくものであり、従来の全面駆動方式よりも更に高密度化し、有効線長を増したパターン配列の磁気ギャップとボイスコイルとによって、分割振動モードの発生を抑制するものである。
【００１３】
この「全面駆動スピーカ」が採用する駆動方式の概要を図１に基づいて説明する。図１において磁気回路群２０に二重円で示すように、小径化した多数の円形磁気回路ＭＣが密接してヨーク板２１のほぼ全面にｍ行ｎ列の形で配列される。二重円間の空隙で表される磁気ギャップ２２は、ヨーク板２１の円形凹部内に収容した円盤状の永久磁石２３の外周と円形凹部の内周との間に形成され、要求されるスピーカの寸法と性能に応じて選択される径と数で用意される。ヨーク板２１はまた全体として磁気回路群２０のフレームをも構成する。なお、ヨーク板２１は円形凹部を有する１枚として示してあるが、平坦な１枚と円形穴を有する１枚との２枚合わせ構成としても良い。
【００１４】
更に図１において、振動板４０は、磁気回路ＭＣのｍ行ｎ列の円形をいわゆる一筆書きでたどるパターンで、例えばポリイミドフィルム４１上にプリント配線したボイスコイルＶＣを担持する。このボイスコイルＶＣは、磁気ギャップ２２の円形の、それぞれの隣接部分で分けた半円の一方を列の一端からたどり始め、隣接部分で次々に隣のギャップの一方の半円に繋ぎ、列の他端において他方の半円に連結して再び隣接部分で次々に隣の他方の半円に繋ぎ、列の始めの一端に到達するまで交差することなく、磁気ギャップ２２の連続円をたどることによって得たパターンである。組立て状態において、ボイスコイルＶＣの一対の半円ごとに磁気ギャップ２２の各々の円形と対峙させて、振動板４０を磁気回路ＭＣ群に対向させる。振動板４０全面のボイスコイルＶＣはこのようにして連続する一本のワイヤで構成され、その始端と終端が併置され、入力端として振動板の一隅に引き出される。
【００１５】
本発明に用いる駆動方式における磁気回路の磁気ギャップ２２と、振動板のボイスコイルＶＣのそれぞれの基本構成は上記の通りであるが、本発明においては、端的に、互いに同一の構成とした一対の、第１と第２の磁気回路群２０、３０を間隔を置いて対向させ、それらの間に一枚の振動板４０を挿入した構成を特徴とする。以下に本発明の特徴をなす構成を実施例として詳述する。
【実施例】
【００１６】
図１ないし図３に示す本発明による実施例の薄型全面駆動スピーカ１０は、第１の磁気回路群２０と第２の磁気回路群３０、および振動板４０により構成され、それぞれ上記の説明による円形磁気ギャップ２２、３２を形成する磁気回路ＭＣと、円形磁気ギャップの列を一筆書きでたどるパターンのボイスコイルＶＣを備える。
【００１７】
図示の実施例は、スピーカの前面形状の一例として、図１に見られるように長方形を採用し、第１と第２の磁気回路群２０、３０はそれぞれ３列９行を基本とし、中央の列は他列に対し２分の１ピッチずらして９＋１＝１０行とすることにより相互接近を許し、高密度化を図った配列の磁気回路ＭＣを備え、振動板４０のボイスコイルＶＣもこの磁気回路ＭＣの高密度化配列に対応するパターンで形成される。図示の高密度化配列は正六角形の各頂点の６個と中央の１個の計７個の磁気回路ＭＣないしボイスコイルＶＣによる六角配列形状を単位とするので、これを単位とすれば円形の前面形状を持つスピーカとすることができる。勿論、各行の列のピッチをずらした場合も、ずらすことなく整列させた場合も、長方形と正方形を含む四角形に対応することができ、スピーカの前面形状の設計の自由度は高い。
【００１８】
図２と図３に示すとおり、前述の互いに同一の構成を有する第１の磁気回路群２０と第２の磁気回路群３０は、前述の構成のボイスコイルＶＣを担持する振動板４０の両側に、間隔を置いて左右対称に、対向する磁気回路ＭＣの軸線Ｂを整合させて配置される。従がって対向一対の磁気回路ＭＣの永久磁石２３、３３は同極同士、図示の場合はＮ極同士で対面して中間に磁気的に中性の中性面を形成するので、磁気回路ＭＣの各々の磁束ループ２６、３６は永久磁石２３、３３のＮ極中心から磁気ギャップ２２、３２を越えてヨーク外周部２５、３５に至る、円形の磁気ギャップ２２、３２についてラジアル状に、軸線Ｂと直交する方向に、つまり、漏洩ループではなくメイン磁束ループとして形成される。中性面内に配置される振動板４０が担持するボイスコイルＶＣの円形部分の各々はラジアル状のメイン磁束ループ２６、３６内に配置され、ボイスコイルＶＣに通電したとき、コイルには中性面と振動板４０に対して垂直な駆動力が効率よく発生する。
【００１９】
両磁気回路群２０、３０のそれぞれを構成するヨーク板２１、３１は、隣接する磁気回路ＭＣ巻の間隙部分に、相互に間隔を置いた多数の貫通孔２４、３４を備える。従がってボイスコイルＶＣへの通電時駆動力で振動板４０が振動し、振動によって発生する音圧は
これら貫通孔２４、３４を介してヨーク板２１、３１の外側の空間に放射される。
【００２０】
前述の先願に記載の「全面駆動スピーカ」においては振動板の片側のみにおいて磁気回路群をボイスコイルと対峙させる構成としているので、利用する磁束ループは、円形磁気ギャップを形成する例えば円形磁石の外周とヨーク凹部の内周の端部間を繋ぐ漏洩ループであるため、空間的に均一な磁束密度部分は少なく、場所によって磁束密度が異なるので大振幅の振動には歪みを生じ易いことを考慮すれば、先願によるスピーカは比較的に振幅の小さい高音用として有効である。
【００２１】
それに対して、本発明による薄型全面駆動スピーカにおいて利用する磁束ループは上記の通りメイン磁束ループであるため、均一な磁束の空間を広く形成することが可能となると同時に、磁気回路群の対向配列によって磁束密度を高くすることも可能となる。従がって振幅領域の広い、より高感度のスピーカを実現することができる。
【００２２】
スピーカの薄型性については、２群の磁気回路を対向配列するため、片側配列の場合の約２倍の厚さとなるが、それでも実寸は６〜７ｍｍ程度であるから、他の方式によるスピーカと比較すれば、また、スピーカ内蔵機器の現今の要求から見ても、十分な薄型性を実現するものである。
【符号の説明】
【００２３】
１０    薄型全面駆動スピーカ
２０    第１の磁気回路群
ＭＣ    磁気回路
２１    ヨーク板
２２    磁気ギャップ
２３    永久磁石
２４    貫通孔
２５    ヨーク外周部
２６    磁束ループ
３０    第２の磁気回路群
３１    ヨーク板
３２    磁気ギャップ
３３    永久磁石
３４    貫通孔
３５    ヨーク外周部
３６    磁束ループ
４０    振動板
４１    ポリイミドフィルム
ＶＣ    ボイスコイル
【図１】
2011250063.tif 000003
【図２】
2011250063.tif 000004
【図３】
2011250063.tif 000005