(57)【要約】【課題】磁石とコイルとの接触を防止することができるとともに、広帯域の音声を出力可能な平面スピーカに関する技術を提供する。【解決手段】振動板と、前記振動板と対向し、前記振動板を振動させる磁気回路部であって、互いに所定の間隔をあけて規則的に配置された平板状の複数の磁石を有する磁気回路部と、前記振動板に設けられ、音声信号に対応する電流が流れるコイル部であって、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルを有するコイル部と、を備え、前記複数のコイルは、前記振動板が振動した際に前記複数の磁石との接触を防ぐため、各コイルが前記複数の磁石同士の間に設けられ、前記振動板は、前記複数のコイルが設けられる設置領域に、該複数のコイルの質量を補う質量補填部を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板と対向し、前記振動板を振動させる磁気回路部であって、互いに所定の間隔をあけて規則的に配置された平板状の複数の磁石を有する磁気回路部と、
前記振動板に設けられ、音声信号に対応する電流が流れるコイル部であって、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルを有するコイル部と、を備え、
前記複数のコイルは、前記振動板が振動した際に前記複数の磁石との接触を防ぐため、各コイルが前記複数の磁石同士の間に設けられ、
前記振動板は、前記複数のコイルが設けられる設置領域に、該複数のコイルの質量を補う質量補填部を有するスピーカ。
【請求項２】
前記質量補填部は、磁性体又は樹脂のうち少なくともいずれか一つからなる請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記振動板は、前記設置領域に、前記磁気回路部側に突出した凸部を有し、
前記複数のコイルは、前記凸部に設けられている請求項１又は２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記コイル部を構成する複数のコイルは、前記磁気回路部側に積層された積層コイルからなる請求項１から３の何れか１項に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記複数のコイルは、所定の細い径を有し、
前記質量補填部は、前記所定の細い径を有することで失われる前記複数のコイルの質量を補う、請求項１から４の何れか１項に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面スピーカに関する技術として、ディスク状の永久磁石と、一面に電気絶縁線がディスク状永久磁石の平面部の形状に対応する範囲に渦巻き状に配設され且つ軟磁性体粉末を含む接着性材料により固定されている振動板とを有し、振動板がディスク状永久磁石の平らな面の上方に間隔を置いて平行に配置されている技術が存在する（特許文献１を参照）。また、同じく平面スピーカに関する技術として、マグネットが少なくとも３列並置された構造を有する磁気回路において、並置されたマグネットの両側にそれぞれ軟磁性体を配置する技術が存在する（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１１４９６号公報
【特許文献２】特開２００１−８６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスピーカとして、平面板の上に等間隔に並べられた磁石を利用する平面型スピーカが知られている。ここで、図１Ａは、従来の平面型スピーカの概略構成を示す。図１Ａに示すように、従来の平面型スピーカ１００Ｘは、磁石ユニット２Ｘと、振動板３Ｘと、複数のコイルからなるコイル群４Ｘと、エッジ５Ｘとを備える。磁石ユニット２Ｘは、フレーム２１Ｘ上に規則的に均等な間隔をあけて配置された複数の磁石２２Ｘからなる。磁石２２は、その端部がＮ極又はＳ極となる矩形状の磁石であり、これらの複数の磁石２２が、隣接する磁石との関係において先端部が互いに異なる磁極となるように、規則的に配置されている。磁石２２Ｘの上方には、磁石２２Ｘに対応するように配置された複数のコイルからなるコイル群４Ｘが配置されている。音声信号に対応する電流がコイル群４に流れると、磁石ユニット２Ｘとコイル群４からなる磁気回路の磁束によって電流が流れるコイル群４が力を受け、エッジ５Ｘによって支持される振動板３Ｘが振動する。その結果、平面型スピーカ１００Ｘから音波が発生する。
【０００５】
図１Ａに示す従来の平面型のスピーカ１００Ｘでは、磁石２２Ｘと振動板３Ｘとが接触しないように、磁石２２Ｘと振動板３Ｘとの距離Ｌ１が設計されている。具体的には、距離Ｌ１は、スピーカ１００Ｘの厚さ方向における、振動時における振動板３Ｘのストローク長さよりも長くなるように設計されている。しかしながら、磁石２２Ｘと振動板３Ｘとの距離Ｌ１を長く設計すると、磁石２２Ｘと振動板３Ｘとの接触を防止することができるものの、磁石２２Ｘとコイル群４Ｘとの距離が離れ、磁束を有効に活用することができなくなる。すなわち、磁石２２Ｘと振動板３Ｘとの距離Ｌ１を長く設計すると、磁束の利用率が低下することが懸念される。
【０００６】
ここで、図１Ｂは、縦巻きコイルを用いた従来の平面型スピーカの概略構成を示す。図１Ｂに示す従来の平面型スピーカ１０１Ｘでは、磁石２２Ｘと振動板３Ｘとの距離Ｌ１は図１Ａに示すスピーカ１００Ｘと同じであるが、コイル群４Ｘとして縦巻きコイルを用い、コイル群４Ｘと磁石３Ｘとの距離Ｄ２が、距離Ｄ１よりも短く設計されている。その結果、図１Ｂに示す従来の平面型スピーカ１０１Ｘでは、図１Ａに示す従来の平面型スピーカ１００Ｘよりも磁束が有効に活用されている。しかしながら、図１Ｂに示す従来の平面
型スピーカ１０１Ｘは、組み付け公差を考慮すると、コイル群４Ｘが平面方向に移動し、磁石２２Ｘとコイル群４Ｘとが接触することが懸念される。
【０００７】
なお、磁石２２Ｘ同士の間隔を広げることで、磁石２２Ｘとコイル群４Ｘとの接触は回避できるものの、磁石２２Ｘ同士の間隔を広げると、磁束密度低下に伴う音圧の低下や平面型スピーカ１０１Ｘの外形寸法が大きくなることが懸念される。一方で、コイル群４Ｘを構成するコイルの径を小さくすることも考えられる。しかしながら、コイルの径を単に小さくすると、コイルの質量が軽くなり、その結果、最低共振周波数（ｆ0）が上昇し、
若しくは駆動力（ＢＬ）が低下し、音圧が低下することが懸念される。つまり、低域帯の音声を出力できなくなることが懸念される。
【０００８】
本発明では、磁石とコイルとの接触を防止することができるとともに、広帯域の音声を出力可能な平面スピーカに関する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、上述した課題を解決するため、コイルの径を細くすることで失われるコイルの質量を振動板に対して工夫を施すことで補うこととした。
【００１０】
より詳細には、本発明は、振動板と、前記振動板と対向し、前記振動板を振動させる磁気回路部であって、互いに所定の間隔をあけて規則的に配置された平板状の複数の磁石を有する磁気回路部と、前記振動板に設けられ、音声信号に対応する電流が流れるコイル部であって、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルを有するコイル部と、を備え、前記複数のコイルは、前記振動板が振動した際に前記複数の磁石との接触を防ぐため、各コイルが前記複数の磁石同士の間に設けられ、前記振動板は、前記複数のコイルが設けられる設置領域に、該複数のコイルの質量を補う質量補填部を有する。
【００１１】
本発明に係るスピーカでは、複数のコイルを構成する各コイルが、複数の磁石同士の間に設けられることで、振動板が振動した際に起こりうる磁石とコイルとの接触が防止される。また、本発明では、コイルの径を所定の細い径とすることもできる。所定の細い径とは、コイルと磁石との接触をより効果的に防止する為に設計された径を意味し、スピーカを構成する複数の磁石同士の間隔、コイルの長さ、コイルの巻き数、振動板と磁石との距離、磁石の磁気モーメント等に基づいて設計することができる。コイルの径を細くすることでコイルと磁石との間隔を確保することができ、その結果、コイルと磁石との接触を防止できる。しかしながら、上述したように、コイルの径を細くすると、その分コイルの質量が軽くなり、その結果、最低共振周波数（ｆ0）が上昇し、若しくは駆動力（ＢＬ）が
低下し、音圧が低下することが懸念される。しかしながら、本発明に係るスピーカは、質量補填部を有することから、最低共振周波数の上昇や駆動力の低下を起因とする音圧の低下を抑制することができる。
【００１２】
質量補填部は、コイルの質量を補うものであり、振動板のうち、コイルが設けられる設置領域に設けられる。質量補填部は、コイルの径を所定の細い径とした場合に、径を細くすることで失われるコイルの質量を補うといった、より優れた効果を発揮する。質量補填部の形状や大きさは特に限定されるものではないが、質量補填部の質量は、コイルを細くすることで失われたコイルの質量（質量損失）と同じとすることが好ましい。これにより、コイルの径を細くした場合に懸念される、最低共振周波数（ｆ0）の上昇、若しくは駆動力（ＢＬ）の低下、これらを起因する音圧の低下を抑制することができる。
【００１３】
ここで、上記本発明に係るスピーカにおいて、前記質量補填部は、磁性体又は樹脂のうち少なくともいずれか一つによって構成することができる。磁性体を用いることで、コイルの質量を補うだけでなく、磁束をコイル部により確実に導くことができる。すなわち、
音圧の低下を抑制し、より広域帯の音声の出力が可能となる。一方、樹脂は成形が容易であることから、設計の自由度を高めることができる。なお、磁性体と樹脂を適宜組合せ、コイルの質量を補うようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係るスピーカにおいて、前記振動板は、前記設置領域に、前記磁気回路部側に突出した凸部を有し、前記複数のコイルは、前記凸部に設けるようにしてもよい。磁気回路部側に突出した凸部にコイルを設けることで、設置領域以外の領域と磁石との距離は確保したまま、コイルと磁石との距離を近づけることが可能となる。その結果、磁束がより確実にコイルに導かれ、音圧の低下抑制ができ、より広帯域の音声出力が可能となる。なお、本発明に係るスピーカでは、コイルが設けられる領域が設置領域が複数の磁石同士の間に設けられることから、凸部も複数の磁石同士の間に設けられる。
【００１５】
また、本発明に係るスピーカにおいて、前記コイル部を構成する複数のコイルは、前記磁気回路部側に積層された積層コイルによって構成してもよい。コイル部を上記積層コイル、換言すると縦巻きコイルによって構成することで、複数の磁石同士の間に形成される空間を効果的に活用することができる。すなわち、単層コイルと比べてコイル長を長くすることができ、また、コイルの質量を増加させることができる。その結果、音圧の低下を抑制し、より広域帯の音声の出力が可能となる。
【００１６】
以上説明した本発明に係るスピーカは、種々のスピーカに適用可能であるが、いわゆる平面型スピーカとして好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁石とコイルとの接触を防止することができるとともに、広帯域の音声を出力可能な平面スピーカに関する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】従来の平面型スピーカの概略構成を示す。
【図１Ｂ】縦巻きコイルを用いた従来の平面型スピーカの概略構成を示す。
【図２】第一実施形態に係るスピーカの概略構成を示す。
【図３】第一実施形態に係る振動板の上面図を示す。
【図４】第二実施形態に係るスピーカの概略構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明のスピーカの実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜第一実施形態＞
まず、第一実施形態に係るスピーカ１００の概略構成について説明する。図２は、第一実施形態に係るスピーカ１００の概略構成を示す。スピーカ１００は、磁石ユニット２、振動板３、コイル群４、磁性体１を備える。磁石ユニット２は、本発明の磁気回路部に相当し、フレーム２１上に等間隔に配置された複数の磁石２２を有する。磁石２２は、その端部がＮ極又はＳ極となる矩形状の磁石であり、これらの複数の磁石２２が、隣接する磁石との関係において先端部が互いに異なる磁極となるように、規則的に配置されている（図３参照）。本実施形態の磁石ユニット２は、横長の長方形のフレーム２１上に、横方向に５つ、縦方向に３つ、合計１５の磁石２２が配置されることで構成されている。なお、磁石ユニット２は、このような態様に限定されるものではない。フレーム２１は、例えば多角形や、円形であってもよく、磁石２２の形状、配置、総数もフレーム２１に合わせて適宜設計することができる。
【００２１】
振動板３は、磁石ユニット２２と対向し、磁石ユニット２２を覆うように、エッジ５を
介して磁石ユニット２のフレーム２１と弾性的に固定されている。振動板３は、磁石ユニット２に対して距離Ｌ１をあけてフレーム２１に固定されている。振動板３と磁石ユニット２との距離Ｌ１は、振動板３が振動する際、振動板３と磁石ユニット２とが互いに接触しない程度の距離として適宜設計することができる。第一実施形態に係る振動板３は、平面視において長方形であり、コイル群４が設けられる設置領域３０を有する。
【００２２】
設置領域３０は、コイル群４が設けられる領域であり、他の領域と区別される。コイル群４は、振動板３が振動した際に磁石２２との接触を防ぐため、磁石２２同士の間に設けられている。換言すると、コイル４１と磁石２２は、スピーカ１００の厚さ方向において互いに重ならないように設けられている。従って、設置領域３０も、磁石２２同士の間に設けられている。すなわち、設置領域３０と磁石２２は、スピーカ１００の厚さ方向において互いに重ならないように設けられている。第一実施形態に係るスピーカ１００では、設置領域３０に、凸部３１が設けられている。凸部３１は、設置領域３０に沿って設けられ、磁石ユニット２側に突出しており、凸部３１の先端の一方の面にコイル４１が設けられている。以下、一方の面とは、磁石ユニット２側の面を意味し、他方の面とは、磁石ユニット２側の面とは反対側の面を意味する。なお、第一実施形態では、コイル４１が、凸部３１の先端の一方の面に設けられているが、コイル４１は、凸部３１の内部に埋め込んでもよい。
【００２３】
コイル群４は、複数のコイル４１を備える。コイル４１は、所定の細い径（線径）を有する。所定の細い径とは、コイル４１と磁石２２との接触をより効果的に防止する為に設計された径を意味する。コイル４１の長さや径は、駆動力（ＢＬ）に影響を与えることから、スピーカ１００の音質は、コイル４１の長さや径の影響を受ける。従って、コイル４１の径を設計するに際しては、スピーカ１００を構成する磁石２２同士の間隔、コイル４１の長さ、コイル４１の巻き数、振動板３と磁石２２との距離Ｌ１、磁石２２の磁気モーメント等を考慮することが好ましい。コイル４１の径を細くすることでコイル４１と磁石２２との間隔Ｄ２を確保することができ、その結果、コイル４１と磁石２２との接触を防止できる。
【００２４】
なお、第一実施形態では、コイル群４を構成するコイルとして、磁石ユニット２側に積層された積層コイルが用いられている。このコイル４１は、縦巻きコイルと称されるものである。このような積層コイルを用いることで、磁石２２同士の間に形成される空間を効果的に活用することができる。
【００２５】
磁性体１は、本発明の質量補填部に相当し、径を細くすることで失われるコイル４１の質量を補う。例えば、コイル４１の径φをφ＝Ａ（ｍｍ）で設計した場合と、コイル４１の径φをＡよりも細い、φ＝ａ（ｍｍ）で設計した場合を比較すると、コイル４１の径φ＝ａとすることで、コイル４１と磁石２２との間隔をより広くすることができる。その結果、スピーカ１００の外形寸法を変更することなく、コイル４１と磁石２２との接触をより確実に防止することが可能となる。また、コイル４１の径φ＝Ａとした場合でも、既にコイル４１と磁石２２との間隔が確保されている場合には、コイル４１の径φ＝ａとすることで、磁石２２同士の間隔を狭めることができ、その結果、スピーカ１００の外形寸法を小さく設計することも可能となる。
【００２６】
磁性体１は、第一実施形態では、凸部３１の先端の他方の面に設けられている。より具体的には、第一実施形態では、凸部３１の面のうち、他方の面が凹状であり、この凹状の部分（溝）に磁性体１が設けられている。コイル４１の径を細くすると、コイル４１の質量が軽くなり、その結果、最低共振周波数（ｆ0）が上昇し、若しくは駆動力（ＢＬ）が
低下し、音圧が低下することが懸念される。磁性体１は、コイル４１の径を細くすることで失われた質量を補う。例えば、磁性体１は、コイル４１の径φ＝Ａの場合のコイル４１
の質量Ｍとコイル４１の径φ＝ａの場合の質量ｍとの差分を補う。第一実施形態に係るスピーカ１００は、このような磁性体１を有することで、最低共振周波数（ｆ0）の上昇や
駆動力（ＢＬ）の低下を起因とする音圧の低下が抑制され、広域帯の音声出力が可能となる。
【００２７】
なお、磁性体１は、コイル４１の質量を補うものであり、磁性体１の質量は、コイル４１の質量を補うよう設計されている。第一実施形態では、磁性体１が、凸部３１に沿うように格子状であるが、磁性体１の形状や大きさは適宜変更可能である。磁性体１には、金属プレートが例示される。磁性体１を用いることで、磁束をコイル群４により確実に導くことができ、音質の低下を低減し、より優れた音を提供することが可能となる。
【００２８】
振動板３に設けられたコイル群４は、錦糸線６を介して磁石ユニット２の外部に設けられたコネクタ７に接続されている。コネクタ７には、スピーカ１００の外部からコード８を経て音声信号に対応する電流が供給される。なお、振動板３を覆うように防護ネットを設けてもよい。防護ネットを設けることで、振動板３やコイル群４への塵埃等の付着を防止することができる。コード８は、図示しないアンプ等に接続することができる。
【００２９】
上述した第一実施形態に係るスピーカ１００では、音声信号に対応する電流がコイル群４に供給されると、磁気回路としての磁石ユニット２の磁束によって電流が流れるコイル群４が力を受け、振動板３が振動する。その結果、スピーカ１００から音波が出力される。
【００３０】
以上説明した、第一実施形態に係るスピーカ１００によれば、コイル群４を構成する各コイル４１が、複数の磁石２２同士の間に設けられ、かつ、所定の細い径を有することで、振動板３が振動した際に起こりうる磁石２２とコイル４１との接触が防止される。磁石２２同士の間隔を広げることなく、コイル４１と磁石２２との間隔を確保できることから、スピーカ１００の外形寸法を大きくせずに、コイル４１と磁石との接触を防止することができる。また、第一実施形態に係るスピーカ１００は、磁性体１を有することで、コイル４１の径を細くした場合に懸念される、最低共振周波数（ｆ0）の上昇や駆動力（ＢＬ）の低下を起因とする音圧の低下を抑制することができる。従って、第一実施形態に係るスピーカ１００によれば、磁束の有効利用が実現でき、また、スピーカから出力する音声の広帯域化が可能となる。
【００３１】
＜第二実施形態＞
次に第二実施形態に係るスピーカ１０１について図面に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は割愛する。
【００３２】
ここで、図４は、第二実施形態に係るスピーカの概略構成を示す。第二実施形態に係るスピーカ１０１は、振動板３ａの形態が、第一実施形態に係るスピーカ１００の振動板３と異なる。具体的には、第二実施形態に係る振動板３ａは、平板状であり、第一実施形態に係る振動板３よりも簡易な構成である。
【００３３】
コイル群４には、第一実施形態と同じく縦巻きコイル４が用いられている。但し、第二実施形態では、振動板３が凸部３１を有しない構成であるため、コイル４は、平面状の設置領域３０の磁石ユニット２側の面（一方の面）に設けられている。また、第一実施形態では、磁性体１が、凸部３１の先端部の他方の面に形成される凹状の部分（溝）に設けられていた。これに対し、第二実施形態では、磁性体１は、振動板３の平面状の他方の面に設けられている。すなわち、第二実施形態では、磁性体１が、振動板３から突出している。
【００３４】
以上、説明した第二実施形態に係るスピーカ１０１は、第一実施形態に係るスピーカ１００よりも簡易な構成であるが、第二実施形態に係るスピーカ１０１によっても、第一実施形態に係るスピーカ１００と同じく、振動板３が振動した際に起こりうる磁石２２とコイル４１との接触が防止される。また、スピーカ１０１の外形寸法を大きくする必要もない。更に、コイル４１の径を細くした場合に懸念される、最低共振周波数の上昇や駆動力の低下を起因とする音圧の低下を抑制することができ、スピーカから出力する音声の広帯域化が可能となる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係るスピーカはこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。また、上述した実施形態では、本発明の質量補填部として、磁性体を用いる場合を例に説明したが、磁性体に代えて樹脂を用いるようにしてもよい。樹脂は成形が容易であることから、樹脂を用いることで、設計の自由度を高めることができる。なお、磁性体と樹脂を適宜組合せ、磁性体と樹脂との複合体によってコイルの質量を補うようにしてもよい。
【００３６】
また、本発明の質量補填部は、振動板の一部として構成してもよい。例えば、コイル４１が設置される設置領域３０の厚みを他の領域よりも厚くするなどして、振動板４１と質量補填部とを一体的に形成し、コイル４１の質量を補うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・磁性体
２・・・磁石ユニット
３・・・振動板
４・・・コイル群
５・・・エッジ
６・・・錦糸線
７・・・コネクタ
８・・・コード
２１・・・フレーム
２２・・・磁石
４１・・・コイル
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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