(57)【要約】【課題】  薄型で音圧レベルの高い音の再生が可能なスピーカ装置を提供する。【解決手段】  スピーカ装置ＳＰは、背向する面に両極を有する磁石１と、磁石１の両極に取り付けられ、磁気ギャップを形成する一対のヨーク（２，３）と、磁気ギャップ内に配された部分が振動可能なボイスコイル４と、一端が固定され他端がボイスコイル４の磁気ギャップ内に配された部分に取り付けられ、且つ、磁石１を挟んで対称に配置された一対の凹型湾曲状の第１振動板（５，６）と、一対の第１振動板（５，６）のボイスコイル４取り付け位置に両端をそれぞれ固定された凸型湾曲状の第２振動板７と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背向する面に両極を有する磁石と、
前記磁石の両極に取り付けられ、磁気ギャップを形成する一対のヨークと、
前記磁気ギャップ内に配された部分が振動可能なボイスコイルと、
一端が固定され他端が前記磁気ギャップ内に配された前記ボイスコイルに取り付けられ、且つ、前記磁石を挟んで対称に配置された一対の凹型湾曲状の第１振動板と、
前記一対の第１振動板の前記ボイスコイル取り付け位置に両端がそれぞれ固定された凸型湾曲状の第２振動板と、
を有することを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたスピーカ装置において、
前記ボイスコイルは前記磁石の周囲に配されていることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたスピーカ装置において、
前記ボイスコイルは前記磁気ギャップの外に配された部分を有することを特徴とするスピーカ装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたスピーカ装置において、
前記ボイスコイルの前記磁気ギャップの外に配された部分は可撓性を有していることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載されたスピーカ装置において、
前記ボイスコイルは同じ電気信号に対して互いに反対の方向に振動するように結線したことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載されたスピーカ装置において、
無信号時に前記ボイスコイルを初期の位置に戻すダンパを更に有することを特徴とするスピーカ装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載されたスピーカ装置において、
前記磁気ギャップ内に磁性流体を有していることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載されたスピーカ装置において、
前記一対の第１振動板は、可撓性を有した薄膜絶縁基板で一体として作られている、ことを特徴とするスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、スピーカ装置、特に薄型のスピーカ装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄型のスピーカ装置として、圧電フィルムの両面に電極を設けた振動板を形成し、一端を固定し他端に導電部を形成して、電極及び導電部に信号を供給することで、振動板を駆動させる技術が開示されていた（例えば、特許文献１（図１、図６））。
【特許文献１】特開２００３−２５９４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術は、薄型化が可能であり、振動板全体から音が出力されるので高い音圧レベルの音の再生が可能であるものの、近年のＡＶ機器等の分野では更に高い音圧レベルの音の再生が薄型スピーカが求められている。
【０００４】
本願が解決しようとする課題は、薄型で音圧レベルの高い音の再生が可能なスピーカ装置の提供が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、本願について説明する。なお、本願の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本願が図示の形態に限定されるものではない。
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１にかかるスピーカ装置（ＳＰ）は、背向する面に両極を有する磁石（１）と、磁石（１）の両極に取り付けられ、磁気ギャップを形成する一対のヨーク（２，３）と、磁気ギャップ内に配された部分が振動可能なボイスコイル（４）と、一端が固定され他端がボイスコイル（４）の磁気ギャップ内に配された部分に取り付けられ、且つ、磁石（１）を挟んで対称に配置された一対の凹型湾曲状の第１振動板（５，６）と、一対の第１振動板（５，６）のボイスコイル（４）取り付け位置に両端をそれぞれ固定された凸型湾曲状の第２振動板（７）と、を備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第１の実施の形態）
次に、本願に係るスピーカ装置の第１の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本願の第１の実施の形態に係るスピーカ装置ＳＰの平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【０００８】
図１に示すスピーカ装置ＳＰは、磁石１と、磁石１の両極に取り付けられ、磁気ギャップを形成する一対のヨーク２，３と、磁気ギャップ内に配された部分が振動可能なボイスコイル４と、一端がフレーム８に固定され他端がボイスコイル４に取り付けられた凹型湾曲状の一対の第１振動板５，６と、一対の第１振動板５，６に両端を固定された凸型湾曲状の第２振動板７と、を有して構成されている。一対の第１振動板５，６はそれぞれダンパ１１，１２で下側のヨーク３に取り付けられている。更に、スピーカ装置ＳＰではヨーク３は台座１０を介してフレーム８に取り付けられ、カバー９が付いている。
【０００９】
磁石１は、例えば、ネオジウム磁石など高磁束密度の磁石からなり、帯磁の方向に薄型の直方体形状又は円柱形状をしている。
【００１０】
ヨーク２，３は、例えば、鉄またはその合金等の磁性材料からなる薄型の直方体形状であって、磁石１に取り付けられる。ヨーク２，３は第１振動板５，６の側（図１（ａ），（ｂ）に示す横の側）は磁石１よりも大きく、磁石１の帯磁方向（図１（ｂ）に示す縦方向）と平行な磁束の磁気ギャップを形成している。第１振動板５，６のない側（図１（ａ）に示す縦の側）は磁石１の側面と同じ位置であって磁気ギャップを形成していない。
【００１１】
ボイスコイル４は、例えば、銅線、銅箔、アルミ箔等からなり、磁石１の周囲に位置している。ボイスコイル４の磁気ギャップ内に位置する部分は直線状で、磁気ギャップに入らない部分は、後述するように、ボイスコイル４の振動を妨げないように可撓性を有し外側に湾曲している（図１（ａ）参照）。ボイスコイル４のうち磁気ギャップ内に位置する部分２箇所はそれぞれ左右の第１振動板５，６に取り付けられている。
【００１２】
第１振動板５，６は、例えば、ポリイミド等の可撓性を有する高分子薄膜からなる長方形又は正方形の形状で、凹型に湾曲している。磁石１側の端には磁気ギャップ内に配されたボイスコイル４が取り付けられている。他端はフレーム８に固定されている。一対の第１振動板５，６は、磁石１を挟んで対称に配置されている。
【００１３】
第２振動板７は、例えば、ポリイミド等の可撓性を有する高分子薄膜からなる長方形又は正方形の形状である。一対の第１振動板５，６のボイスコイル取り付け位置に両端をそれぞれ固定され、凸型に湾曲している。
【００１４】
フレーム８は、例えば、プラスチック等の軽量で剛性を有した材料からなる。第１振動板５，６の背面に位置する箇所には音圧軽減用の多数の孔１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，．．．を有している。
【００１５】
カバー９は、例えば、プラスチック等の軽量で剛性を有した材料からなり、音通過用の多数の孔（図示省略）を有している。
【００１６】
ダンパ１１，１２は、例えば、ポリイミド等からなり、振動するボイスコイル４及び振動板５，６，７を初期の位置に戻している。
【００１７】
ここで、例えば、本実施の形態におけるスピーカ装置ＳＰは本願に係るスピーカ装置を、磁石１は本願に係る磁石を、ヨーク２，３は本願に係るヨークを、ボイスコイル４は本願に係るボイスコイルを、第１振動板５，６は本願に係る第１振動板を、第２振動板７は本願に係る第２振動板を、ダンパ１１，１２は本願に係るダンパを、それぞれ構成する。
【００１８】
以上の構成を有するスピーカ装置ＳＰが音を発するときの動作を以下に説明する。
【００１９】
磁気ギャップ内に配されたボイスコイル４に音声電気信号を流すことにより、スピーカ装置（ＳＰ）が音を発する。
【００２０】
磁石１の両極に取り付けられた一対のヨーク２，３によって磁気ギャップ内には磁場が形成されている。この磁場の磁束方向は磁石の帯磁方向と同じであり、図１（ｂ）では縦方向である。
【００２１】
ボイスコイル４に電流が流れるとき、フレミングの左手の法則により、ボイスコイル４には磁束の方向と垂直の方向に磁界による力が作用する。その結果ボイスコイル４は電流の変動に合わせて磁石の帯磁方向とは垂直の方向に（図１（ｂ）では横方向に）振動する。
【００２２】
よって、ボイスコイル４に取り付けられた第１振動板５，６もボイスコイル４の振動に合わせて振動する。第１振動板５，６は凹型に湾曲しているので、ボイスコイル４の振動方向とは垂直に（図１の縦方向に）振動する。
【００２３】
第１振動板５，６に両端が固定された第２振動板７も振動する。第２振動板７が固定された位置では第１振動板５，６は横方向に振動しているので、第２振動板７の固定端も横方向の振動を受ける。第２振動板７は凸型に湾曲した形状をしているので、第２振動板７は固定端とは垂直方向に（図１では上下方向に）振動する。
【００２４】
第１振動板５，６が凹型に湾曲し第２振動板７が凸型に湾曲しているので、音声信号の変動に合わせて３つの振動板は同じ位相で振動する。
【００２５】
以上の説明を以下に図２に従いより具体的に説明する。図２は図１に示すスピーカ装置ＳＰの磁気回路周辺を抽出して拡大表示した図である。図１と共通する部分には同一符号を付してある。
【００２６】
図２において、磁石１の上面はＮ極で下面はＳ極である。２つのヨーク２，３によって形成された磁気ギャップ内では、図２に矢印で示す通り、磁束方向は上から下である。
【００２７】
いま、音声信号を受けてボイスコイル４内に電気信号が流れたときを考える。図２でボイスコイル４のうち磁石１の左側にある部分に電流が紙面の奥から紙面の手前の方向へ流れるとする。ボイスコイル４は繋がっているので、磁石の右側の部分では紙面の手前から紙面の奥へと電流が流れる。
【００２８】
フレミングの左手の法則に従って、磁石１の左側にあるボイスコイル４が磁界から受ける力の向きは磁石１に引き付けられる方向（図２中右方向）である。同じく、磁石１の右側にあるボイスコイル４が磁界から受ける力の向きも磁石１に引き付けられる方向（図２中左方向）である。
【００２９】
磁石１の左側に配された第１振動板５は、ボイスコイル４に固着された右端が磁石１方向（図２中右方向）に引っ張られるので、左側第１振動板５に固着された第２振動板７の左端も磁石方向（図２中右方向）に引っ張られる。左側第１振動板５の左端は固定されているので、左側第１振動板５の凹型湾曲面は上方向に引っ張られる。
【００３０】
磁石１の右側に配された第１振動板６は、ボイスコイル４に固着された左端は磁石１方向（図２中左方向）に引っ張られるので、右側第１振動板６に固着された第２振動板７の右端も磁石方向（図２中左方向）に引っ張られる。右側第１振動板６の右端は固定されているので、右側第１振動板６の凹型湾曲面は上方向に引っ張られる。
【００３１】
左側第１振動板５が右方向に引っ張られ、右側第１振動板６が左側に引っ張られるので、ボイスコイル４は左右から押される力を受けることになるが、磁気ギャップの外にある湾曲部分は磁界から力を受けないので、左右から押される力によって湾曲部分は撓むことができる。その結果、２つの振動板５，６の動きを制約しない。
【００３２】
２つの第１振動板５，６に固着された第２振動板７は、左端が磁石１方向（図２中右方向）に引っ張られ右端が磁石１方向（左方向）に引っ張られるので、凸型湾曲面は上方向に押される。
【００３３】
即ち、３つの振動板５，６，７は同じ方向に移動する。
【００３４】
次に、音声信号が変化してボイスコイル４に逆方向の電流が流れたときを考える。
【００３５】
先ず、音声信号が変化してボイスコイル４に流れる電流が弱まったとき、ダンパ１１，１２の作用により、ボイスコイル４、第１振動板５，６、及び第２振動板７は初期の位置に戻る。
【００３６】
次に、電流が強まってくると、磁界によってボイスコイル４に作用する力の向きが逆になり、上記したのと反対方向に力が作用して３つの振動板５，６，７は下方向に移動する。
【００３７】
以上の繰り返しにより、音声信号の変動に合わせて３つの振動板５，６，７は同じ方向で振動することが判る。
【００３８】
上記第１の実施の形態は以下の効果を有する。
●  入力される音声信号の変動に合わせて３つの振動板５，６，７は同位相で振動するので、（従来技術で示した２枚の振動板を有するスピーカ装置に比して更に）音圧レベルの高い音を再生することができる。
●  薄膜振動板を湾曲した配置とすることで、磁気ギャップ内におけるボイスコイルの横方向の振動を振動板において縦方向の振動に変換するので、薄型スピーカ装置を実現できる。
●  音声信号による電流が弱まったとき、ダンパ１１，１２が振動板５，６，７等を初期の位置へと復元する。よって、振動板は繰り返し振動することが可能となり、スピーカとして機能することができる。
●  ボイスコイル４の磁気ギャップの外に位置する箇所は可撓性を有しているので、２つの振動板５，６の振動が妨げられることはない。
●  フレーム８には音圧軽減用の多数の孔１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，．．．があるので、第１振動板５，６は背面空間の圧力によって振動を妨げられることはない。
【００３９】
なお、第１の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○  磁気ギャップ内に磁性流体を有した構成としても良い。磁気ギャップ内での磁束漏れを防ぐことができるので、より高い音圧レベルの音の再生が可能となる。
○  第１振動板５，６において、ボイスコイル４取付位置と第２振動板７取付位置との間の部分に、第２振動板７の背面音圧を逃がす孔を設けるようにしても良い。背面空間の圧力を逃がすことでより正確な音の再生が可能となる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本願に係るスピーカ装置の第２の実施の形態を説明する。図３は本願の第２の実施の形態に係るスピーカ装置ＳＰの第１振動板の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。なお、図３において、図１及び図２と共通する部分には同一符号を付し、それらの説明は以下においては省略する。
【００４１】
上記第１の実施の形態では、磁石１を挟んで左右に２つの第１振動板５，６を有した構成であったが、第２の実施の形態においては、磁石１を挟んで左右の振動板２０は１枚のプリント配線用基板で一体として製作されている点が相違する。
【００４２】
振動板２０は、可撓性を有する薄膜絶縁基板からなり、両端２１，２２がフレーム８に固定され、中央部に磁石１を接触することなく入れられる孔２３を有し、孔２３の周囲に配線パタンとしてボイスコイル４が描かれている。
【００４３】
孔２３には磁石１が接触することなく入れられる。フレーム８に固定された両端２１，２２の中央であって磁気ギャップの外にある部分２４が固定され、固定された位置２４の両側に波型部分（コルゲーション部）２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂを有している。
【００４４】
ボイスコイル４は、図３に示すように、フレーム８に固定された両端２１，２２と平行な線パタンを孔２３を挟んで対称の位置に有している。ボイスコイル４のこの平行な線パタンと固定された両端２１，２２との間は凹型に湾曲しており、振動板としての機能を果たしている。
【００４５】
第２の実施の形態における第２振動板は、上記第１の実施の形態における第２振動板７と同様に、平行な線パタンの位置で振動板２０に固定されている（図示省略）。振動板２０において、第２振動板の背面に相当する箇所には第２振動板の音圧変化を逃がす孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃが空いている。
【００４６】
ここで、例えば、本実施の形態における振動板２０は本願に係る第１振動板を構成する。
【００４７】
以上の構成を有する振動板２０は、ボイスコイル４の平行な線パタンが磁気ギャップ内に配されるようにスピーカ装置ＳＰ内に設置される。入力される音声信号に同期して振動板２０と第２振動板７が振動して音を発生させる点は前記第１の実施の形態と同じである。
【００４８】
上記第２の実施の形態は以下の効果を有する。
●  １枚のプリント基板で左右の第１振動板を構成するので、部品点数を減らすことができ、部品管理、費用及び、製造コストを押さえることができる。また、振動板とボイスコイルとの位置関係を正確に作ることができるので、部品の品質を保つことができる。
●  中央部で固定され、コルゲーション部２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂが位置再現と振動吸収という第１の実施の形態におけるダンパの役割を果たすので、ダンパを減らすことができ、部品管理、費用及び、製造コストを押さえることができる。
●  振動板２０に設けられた孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃは第２振動板の音圧変化を逃がすので、正確の音の再生が実現できる。
【００４９】
なお、第２の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば以下のように変形してもよい。
○  プリント配線基板として構成されているボイスコイル４は可撓性基板の片面に限られるものではなく両面に配線してもよい。磁気ギャップ内により多くの電線を配することで磁界からより多くの力を受けることができ、その結果、より大きな力の振動をさせることができ、より高い音圧レベルの音の再生が可能となる。
○  電線を可撓性を有するフィルムに接着しながらボイスコイルの形状に配置して第１振動板を製作することもできる。
○  銅線を巻いてボイスコイルの形状にし、それに可撓性を有するフィルムを貼り付けて第１振動板とすることもできる。
○  予めボイスコイルを有しているフィルム又は紙に、可撓性を有するフィルムを張り付けて第１振動板とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は本願の第１の実施の形態に係るスピーカ装置ＳＰの平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】図２は図１に示すスピーカ装置ＳＰの磁気回路周辺を抽出して拡大表示した図である。
【図３】図３は本願の第２の実施の形態に係るスピーカ装置ＳＰの第１振動板の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００５１】
ＳＰ：スピーカ装置
１：磁石
２，３：ヨーク
４：ボイスコイル
５，６：第１振動板
７：第２振動板
１１，１２：ダンパ
２０：振動板
２１，２２：両端
２３：孔
２４：固定された位置
２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ：コルゲーション部
【図１】
2005223832.tif 000003
【図２】
2005223832.tif 000004
【図３】
2005223832.tif 000005