(57)【要約】【課題】スピーカの薄型化及び軽量化を図る。【解決手段】コイル一体型振動板３には渦巻き状のコイルが１個設けられている。上部マグネット１及び下部マグネット２から出た磁束Φは、互いに反発し、コイル一体型振動板３においてその方向が９０度折り曲げられる。この結果、コイルは、その中心から放射上に拡がる磁束Φの中に配置される。コイルに電流を流すと、コイルに力が働き、コイル一体型振動板３が振動する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置され、少なくとも一方はプラスチック磁石である一対の磁石と、
前記一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板と
を備えたスピーカ。
【請求項２】
所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、
前記一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備え、
前記コイルは、その巻線を通過する磁束密度が大きくなる程、巻線密度が大きくなるように巻かれている
ことを特徴とするスピーカ。
【請求項３】
前記コイルは、前記振動板の中心から外周に向けて巻線密度が疎から密になるように巻線されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記振動板の重量は、中心から外周に向けて軽から重になるように分布することを特徴とする請求項２又は３に記載のスピーカ。
【請求項５】
所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、
前記一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備え、
前記コイルは、前記振動板の所定範囲において変位が一定になるように、巻線密度が調整されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項６】
前記一対の磁石のうち少なくとも一方において、前記対向面と逆の面に磁性材を配置したことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記振動板はフィルム振動板であり、前記コイルはフィルム振動板上に貼り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載したスピーカ。
【請求項８】
前記振動板は２枚のフィルム振動板であり、前記コイルは前記フィルム振動板の間に挟み込まれていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載したスピーカ。
【請求項９】
前記振動板は、前記コイルに樹脂を含侵させたものであることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
振動板に複数のコイルを配置し、各コイルを挟んで磁石を配置させたスピーカは公知である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１５２３７９号公報（図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数のコイルを振動板に配置すると、各コイルに力を作用させるために多数の磁石が必要となる。このため、スピーカが大型化し重くなるといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スピーカの小型化、薄型化、又は軽量化を解決課題の一例とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、スピーカであって、所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置され、少なくとも一方はプラスチック磁石である一対の磁石と、前記一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備える。
【０００７】
請求項２に係る発明は、スピーカであって、所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、前記一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備え、前記コイルは、その巻線を通過する磁束密度が大きくなる程、巻線密度が大きくなるように巻かれていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に係る発明は、所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、前記一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備え、前記コイルは、前記振動板の所定範囲において変位が一定になるように、巻線密度が調整されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係るスピーカは、所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、これらの間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備える。そして、一対の磁石の少なくとも一方はプラスチック磁石である。この実施形態によれば、コイルは１個のみであるから、一対の磁石によって振動板を振動させることができる。従って、スピーカを小型化することができ、また、軽量化することが可能となる。さらに、一対の磁石の少なくとも一方はプラスチック磁石であるから、より一層軽量化を図ることが可能である。また、一対の磁石を平板磁石とすれば、より一層薄型化を図ることも可能である。
【００１０】
このスピーカにおいて、コイルに電流を流すと、磁石の磁力とコイルの電流とが作用してコイルに力が働く。この力によって振動板は振動する。振動板に１個のコイルを設ける点は、振動板を正確に振動させる点で重要である。すなわち、振動板に複数のコイルを設け、コイル毎に一対の平板磁石を設けると、各コイルに働く力をバランスさせる必要がある。しかしながら、実際のコイルの取り付け位置や各磁石の磁力にはバラツキがあるため、正確に振動板を振動させることは容易でない。これに対して、本実施形態では、振動板に取り付けられるコイルは１個のみであるから、複数のコイルに働く力を考慮する必要が原理的にないので、正確に振動板を振動させることができる。
【００１１】
本発明の他の実施形態に係るスピーカは、所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備え、コイルは、その巻線を通過する磁束密度が大きくなる程、巻線密度が大きくなるように巻かれていることを特徴とする。
【００１２】
上述したようにコイルの巻線には磁石の磁力と外部から供給される電流とが作用して力が働く。そして、電流値が一定であれば、磁石によって得られる磁束密度が大きくなる程、コイルに働く力は大きくなる。スピーカの効率という観点からは、一対の磁石によって与えられ、コイルの巻線を通過する磁束密度が大きくなる程、巻線密度が大きくなるようにコイルを巻線することが好ましい。この場合には、磁束密度が大きな領域でコイルの巻線密度が密になるので、振動板を大きな力で振動させることができ、スピーカの効率を向上させることが可能となる。なお、コイルの巻線密度とは、単位長さ当たりのコイルの巻線数をいう。
【００１３】
より具体的には、振動板の中心から外周に向けて巻線密度が疎から密になるようにコイルを巻線することが好ましい。磁石によって得られる磁束密度は、磁路長が短い程、大きくなるため、振動板の磁束密度はその全面で一様ではなく、振動板の中心から外周に向けて磁束密度が疎から密へ変化するからである。なお、巻線密度が疎とは、「０」を含む概念である。すなわち、コイルは、振動板の中心には存在せず、振動板の一部であって外周から所定距離の範囲内に配置してもよい。
【００１４】
ここで、振動板の重量は、中心から外周に向けて軽から重になるように分布させてもよい。コイルの巻線密度を、外側で密、内側で疎にすると、効率は向上するが振動板の変位が外側と内側で一定でなくなることが有り得る。このような場合、外側で重く内側で軽くなるように振動板の重量を分布させることによって変位を内外で一定になるように近づけることができる。例えば、振動板の厚さを中心から外周に向けて厚くなるようにしてもよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態に係るスピーカは、所定の距離をおいて対向面の磁極が同一極性となるように配置された一対の磁石と、一対の磁石の間に配置され、１個のコイルが設けられた平面状の振動板とを備え、コイルは、振動板の所定範囲において変位が一定になるように、巻線密度が調整されていることを特徴とする。この実施形態によれば、効率の向上よりも変位を一定にすることを優先することができる。より具体的には、振動板の外周から中心に向けて巻線密度が疎から密になるようにコイルを巻線することが好ましい。
【００１６】
また、上述した各実施形態において、一対の磁石のうち少なくとも一方において、対向面と逆の面に磁性材を配置することが、磁気効率を向上する観点から好ましい。
【００１７】
次に、振動板はフィルム振動板であり、コイルはフィルム振動板上に貼り付けられていることが好ましい。これにより、振動板を薄くすることができ、スピーカをより一層薄く且つ軽くすることが可能となる。さらに、振動板は２枚のフィルム振動板であり、コイルはフィルム振動板の間に挟み込まれていてもよい。この場合は、コイルを上下から保持することができるから、コイルを強固に固着することが可能となる。くわえて、振動板は、コイルに樹脂を含侵させたものであってもよい。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例について説明する。
＜１．第１実施例＞
図１は本発明の第１実施例に係るスピーカ１０の構造を示す一部断面斜視図である。また、図２は、スピーカ１０の断面図である。これらの図に示すようにスピーカ１０は、上部マグネット１、下部マグネット２、コイル一体型振動板３、及びホルダー４を備える。これらの構成のうち、ホルダー４は、略円環状の形状をしており、上部マグネット１及び下部マグネット２を固定するとともに、これらの間にコイル一体型振動板３を保持する。
【００１９】
上部マグネット１及び下部マグネット２は、円盤上の形状をしており、プラスチック磁石で構成されている。プラスチック磁石を用いることによって、上部マグネット１及び下部マグネット２の軽量化及び薄型化を図ることができる。上部マグネット１及び下部マグネット２の対向面の磁極はＮ極である。すなわち、両マグネット１及び２の対向面は同極性になるように配置されている。このため、上部マグネット１から出る磁束と下部マグネット２から出る磁束は、互いに反発し、上部マグネット１と下部マグネット２との間でその方向が９０度折り曲げられることになる。この結果、コイル一体型振動板３は、図３に示すように、その中心Ｐから放射上に拡がる磁束Φの中に配置されることになる。
【００２０】
また、図１に示すように上部マグネット１には、貫通孔１Ａ〜１Ｄが形成されている。コイル一体型振動板３が振動すると、空気に疎密が生じ、貫通孔１Ａ〜１Ｄを介して放音されるようになっている。なお、下部マグネット２においても上述した貫通孔１Ａ〜１Ｄに対応する各位置に４個の貫通孔が各々形成されている。
【００２１】
次に、コイル一体型振動板３には、図４に示すコイルＣ１が設けられている。この図に示すようにコイルＣ１の巻線は渦巻き状に巻かれており、巻線間の距離ｄは一定である。すなわち、巻線密度は一様である。ここで、矢印の方向に電流Ｉが流れたとすると、同図において点線で囲まれた部分の巻線には、図５に示す方向に力Ｆが働く。従って、電流Ｉの大きさ及び向きを変化させることによって、振動板３の振動を制御することが可能となる。
【００２２】
ここで、コイル一体型振動板３の詳細な構成について説明する。コイル一体型振動板３はコイルＣ１と振動板とが一体に形成されたものであれば、どのようなものであってもよいが、以下の代表的な３つの形態について説明する。図６は、コイル一体型振動板３の構成例を示す断面図である。コイル一体型振動板３の第１の態様は、同図（Ａ）に示すようにフィルム状のフィルム振動板３０の上にコイルＣ１を貼り付けたものである。これにより、コイル一体型振動板３の軽量化と薄型化を同時に実現することができる。
【００２３】
コイル一体型振動板３の第２の態様は、同図（Ｂ）に示すように２枚のフィルム振動板３０の間にコイルＣ１を挟み込んで形成したものである。この第２の態様によれば、上下方向からコイルＣ１を保持することができるので、過渡的にコイルＣ１に大きな加速度が加わったとしても、コイルＣ１が剥離するといったことがなく、信頼性を向上させることができる。
【００２４】
コイル一体型振動板３の第３の態様は、同図（Ｃ）に示すようにコイルＣ１に樹脂３０ａを含侵させて形成したものである。この場合、樹脂３０ａとしては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱硬化性のものを使用することができる。
【００２５】
＜２．第２実施例＞
次に、第２実施例について説明する。第２実施例に係るスピーカ１０は、コイルＣ１の替わりにコイルＣ２を用いる点を除いて第１実施形態に係るスピーカ１０と同様に構成されている。図７にコイルＣ２の平面図を示す。この図に示すようにコイルＣ２の巻線間の距離は、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４＞ｄ５＞ｄ６＞ｄ７となる。即ち、コイルＣ２の巻線密度は中心から外周に向けて疎から密になっている。
【００２６】
このように巻線密度を変化させたのはコイル一体型振動板３の振幅を大きくして、スピーカ１０の効率を向上させるためである。磁束密度Ｂは磁路長が短くなる程大きくなる。そして、上部マグネット１及び下部マグネット２の磁路長は中心から外周に向けて短くなる。従って、コイルＣ２を過ぎる磁束密度Ｂは、中心から外周に向けて大きくなる。コイルＣ２の各巻線に作用する力Ｆは磁束密度Ｂに比例するから、磁束密度Ｂの大きさが大きくなる程、巻線密度を密にすることによって力Ｆの大きくすることができる。そこで、第２実施例においては、コイル一体型振動板３の中心から外周に向けて巻線密度が疎から密になるようにコイルＣ２を巻線したのである。換言すれば、コイルＣ２の巻線は、上部マグネット１及び下部マグネット２によって与えられコイルＣ２の巻線を通過する磁束密度Ｂが大きくなる程、巻線密度が大きくなるように巻かれている。これにより、コイル一体型振動板３の駆動効率を向上させることができる。
【００２７】
＜３．第３実施例＞
次に、第３実施例について説明する。第３実施例に係るスピーカ１０は、第２実施例のコイル一体型振動板３において、その厚さを中心から外周に向けて厚くなるように構成した点を除いて、第２実施例のスピーカ１０と同様である。図８に第３実施例に係るコイル一体型振動板３の代表的な構成例を示す。コイル一体型振動板３の第１の態様は、同図（Ａ）に示すように中心から外周に向けて厚さが厚くなるフィルム振動板３１の上にコイルＣ２を貼り付けたものである。第２の態様は、同図（Ｂ）に示すように同図（Ｂ）に示すように２枚のフィルム振動板３１の間にコイルＣ２を挟み込んで形成したものである。この場合も中心から外周に向けてフィルム振動板３１の厚さが厚くなる。第３の態様は、同図（Ｃ）に示すようにコイルＣ２に樹脂３１ａを含侵させて、中心から外周に向けて厚さが厚くなるようにしたものである。
【００２８】
このようにコイル一体型振動板３の厚さを中心から外周に向けて厚くしたのは以下の理由による。コイルＣ２の巻線密度を、外側で密、内側で疎にすると、コイル一体型振動板３の外側には、内側と比較して大きな力Ｆが働くことになるこのため、機械的な諸条件によっては、コイル一体型振動板３の変位が外側と内側で一定でなくなることが有り得る。そこで、コイル一体型振動板３の重量を中心から周辺へ向けて重くなるように分布させることによって変位を内外で一定になるように近づけたのである。換言すれば、コイル一体型振動板３の厚さを、コイル一体型振動板３の所定範囲（全部を含む）において、変位が一定になるように定めたのである。
【００２９】
これにより、コイル一体型振動板３の振幅変位を大きくしてスピーカ１０の効率を向上させるとともに、変位の大きさを内周と外周で一定に保つことが可能となる。
【００３０】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
【００３１】
（１）上述した第２実施例においては、駆動効率の観点からコイルＣ２の巻線密度を中心から外周に向けて疎から密になるようにしたが、図９に示すコイルＣ３を用いてもよい。コイルＣ３によれば、コイル一体型振動板３の外周から所定範囲内に巻線を配置するので、第２実施形態と同様に駆動効率を高めることができる。なお、コイルＣ３においても外側の巻線密度を密にしてもよい。
【００３２】
（２）上述した第２実施例においては、駆動効率の観点からコイルＣ２の巻線密度を中心から外周に向けて疎から密になるようにしたが、コイル一体型振動板３の変位を一定にするという観点から、巻線密度を外周から中心に向けて密から疎になるようにコイルを巻いてもよい。また、図９に示すコイルＣ３の巻線とは逆に、コイル一体型振動板３の中心から所定範囲内に巻線を配置してもよい。
【００３３】
（３）上述した各実施例及び変形例において、図１０に示すように第１マグネット１及び第２マグネット２の対向面と逆の面に磁性材５を配置してもよい。この場合は、磁気抵抗を低下させることができるので、駆動効率をより一層高めることが可能となる。また、磁性材５は、第１マグネット１及び第２マグネット２のうち少なくとも一方に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るスピーカ１０の構造を示す一部断面斜視図である。
【図２】同実施例のスピーカ１０の断面図である。
【図３】同実施例の第１マグネット１及び第２マグネット２によって得られる磁束Φを説明するための説明図である。
【図４】同実施例のコイルＣ１の平面図である。
【図５】同実施例のコイルＣ１に流れる電流Ｉ、磁束Φ、及び力Ｆの方向を説明するための説明図である。
【図６】同実施例のコイル一体型振動板３の断面図である。
【図７】第２実施例のコイルＣ２の平面図である。
【図８】第３実施例のコイル一体型振動板３の断面図である。
【図９】変形例のコイルＣ３の平面図である。
【図１０】変形例に係るスピーカ１０の断面図である。
【符号の説明】
１　上部マグネット
２　下部マグネット
３　コイル一体型振動板
４　ホルダー
５　磁性材
３０、３１　フィルム振動板
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３　コイル
１０　スピーカ
【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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