(57)【要約】【課題】  本発明は、簡易な構成で音質を格段と向上し得るスピーカ装置を実現するものである。【解決手段】  供給される音声信号に基づいてボイスコイルに電磁力を与え、当該ボイスコイルに固定された振動板を振動させながら音声信号に応じた音波を発生させるスピーカ装置において、ヨークの中央に植立されたポールピースと、ポールピースを取り囲むようにヨーク上に固着された環状の第１のマグネットと、当該第１のマグネット上に積層された環状のプレートとを有する電磁力発生手段を設け、電磁力発生手段は、ポールピース上に積層され、第１のマグネットと逆方向に着磁された所定の厚みでなる第２のマグネットを有し、ボイスコイルを、プレートとポールピース及び第２のマグネットとの間に形成される磁気ギャップ内に非接触状態で保持するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される音声信号に基づいてボイスコイルに電磁力を与え、当該ボイスコイルに固定された振動板を振動させながら上記音声信号に応じた音波を発生させるスピーカ装置において、
ヨークの中央に植立されたポールピースと、上記ポールピースを取り囲むように上記ヨーク上に固着された環状の第１のマグネットと、当該第１のマグネット上に積層された環状のプレートとを有する電磁力発生手段を具え、
上記電磁力発生手段は、
上記ポールピース上に積層され、上記第１のマグネットと逆方向に着磁された所定の厚みでなる第２のマグネットを有し、
上記ボイスコイルを、上記プレートと上記ポールピース及び上記第２のマグネットとの間に形成される磁気ギャップ内に非接触状態で保持するようにした
ことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
上記第２のマグネットは、上記第１のマグネットよりも磁性の高い材質で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカ装置に関し、例えばコーン型スピーカに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコーン型スピーカには、磁気回路の種類に応じて、ボイスコイルを取り巻くようにリング形状の磁石が配設されたコーン型スピーカ（以下、これを単に外磁型スピーカと呼ぶ）と、円筒形磁石にボイスコイルが巻回された内磁型のコーン型スピーカ（以下、これを単に内磁型スピーカと呼ぶ）との２種類がある。
【０００３】
まず図４に示すように、外磁型スピーカ１は、先端が開口された略円錐形状のコーン型振動板２を有し、当該コーン型振動板２の外周部分が、フレーム３に形成されたエッジ３Ａにガスケット４を介して支持される一方、その内周の開口部分がフレーム３に取り付けられたダンパ５により支持されており、フレーム３に対して前後に可動自在な状態にある。
【０００４】
またコーン型振動板２の開口部分の下側は、リード線でなるボイスコイル６が巻回された円筒状のボイスコイルボビン７に固着される一方、当該開口部分の上側は、当該開口部分を覆うようにコーン振動板２の拡開方向に半球形状のヘッドキャップ８が突出して取り付けられ、コーン振動板２の径方向の変形防止及び塵埃などの侵入防止を図るようになされている。
【０００５】
またフレーム３の下端側には、コーン振動板２を前後に振動させるための磁気回路（以下、これを外磁型磁気回路と呼ぶ）９が固定して取り付けられている。この外磁型磁気回路９は、上面中央から円柱形状のポールピース１０Ａが植立された円盤形状のヨーク１０を有し、当該ヨーク１０の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット１１が固着されると共に、当該マグネット１１上に円環形状のプレート１２が積層して固着されている。
【０００６】
このプレート１２の上面がフレーム３の下端に固定されるように外磁型磁気回路９が当該フレーム３に取り付けられると、ボイスコイル６が巻回されたボイスコイルボビン７が、ポールピース１０Ａ及びプレート１２間に形成される磁気ギャップｇ１内に非接触状態で取り囲まれるように保持されるようになされている。
【０００７】
かくして外磁型スピーカ１は、外部供給される音声信号に基づく印加電流に応じてボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット１１と引き合い又は反発することにより、コーン型振動板２が前後に振動して音声信号に応じた音波を発生させるようになされている。
【０００８】
また図４との対応部分に同一符号を付して示す図５において、内磁型スピーカ２０は、外磁型スピーカ１（図４）とは、磁気回路を形成するヨーク及びマグネットの形状、構造及び配置状態が異なることを除いて、同様に構成されている。
【０００９】
この内磁型スピーカ２０における磁気回路（以下、これを内磁型磁気回路と呼ぶ）２１は、全体が略つぼ型形状でなるヨーク２２を有し、当該ヨーク２２の内部空間における底面中央に円柱形状のマグネット２３が固着されると共に、当該マグネット２３上に円盤形状のセンタポール２４が積層して固着されている。
【００１０】
このヨーク２２の上端面がフレーム３の下端に固定されるように内磁型磁気回路２１が当該フレーム３に取り付けられると、ボイスコイル６が巻回されたボイスコイルボビン７が、センタポール２４及びヨーク２２間に形成される磁気ギャップｇ２内に非接触状態で取り囲まれるように保持されるようになされている。
【００１１】
かくして内磁型スピーカ２０は、外部供給される音声信号に基づく印加電流に応じてボイスコイル６に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル６がマグネット２４と引き合い又は反発することにより、コーン型振動板２が前後に振動して音声信号に応じた音波を発生させるようになされている。
【００１２】
このような２種類のコーン型スピーカ１、２０において、従来は、内磁型スピーカ２０が使用されてきたが、つぼ型形状の内磁型磁気回路２１が非常に長い奥行きを必要とし、スピーカ全体としてズングリとした箱型形状となることから、現在では、比較的平坦でスリムなデザインを構築し得る外磁型スピーカ１が一般的に使用されている。
【特許文献１】特開平１０−３０４４９３号公報
【特許文献２】特開平１１−５５７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、かかる外磁型スピーカ１において、さらに音質改善を図る場合には、外磁型磁気回路９におけるボイスコイル６及びマグネット１１間に発生させる磁束密度をより一層向上させる手法を採用するのが一般的である。
【００１４】
このためには外磁型磁気回路９において、フェライト系でなる円環形状のマグネット１１の径を大きくするか、又はマグネット１１の材質を比較的高い磁束密度を得ることが可能なネオジウム材やこれを含んだコンポジット材などに変更するかのいずれかを行う必要があった。
【００１５】
しかし、マグネット１１の径を大きくした場合には、外磁型磁気回路９の構成が大型化して、スピーカ装置全体としての構成が大きく、設置場所に取り付けることが困難になる問題がある。一方、ネオジウム材のような非常に希少価値の高いレアメタル系のマグネットを使用する場合には、スピーカ装置自体の単価が高くなると共に量産性の面で実用上不十分な問題があった。
【００１６】
さらに外磁型スピーカ１の外磁型磁気回路９は、構造上、外部に対して磁気漏れが発生するため、周囲にモニタやディスプレイ等が存在すると、表示画面に色ズレなどを発生させるおそれがあるため、このような磁気漏れをも考慮しなければならない煩雑さがあった。
【００１７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で音質を格段と向上し得るスピーカ装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
かかる課題を解決するため本発明においては、供給される音声信号に基づいてボイスコイルに電磁力を与え、当該ボイスコイルに固定された振動板を振動させながら音声信号に応じた音波を発生させるスピーカ装置において、ヨークの中央に植立されたポールピースと、ポールピースを取り囲むようにヨーク上に固着された環状の第１のマグネットと、当該第１のマグネット上に積層された環状のプレートとを有する電磁力発生手段を設け、電磁力発生手段は、ポールピース上に積層され、第１のマグネットと逆方向に着磁された所定の厚みでなる第２のマグネットを有し、ボイスコイルを、プレートとポールピース及び第２のマグネットとの間に形成される磁気ギャップ内に非接触状態で保持するようにした。
【００１９】
この結果このスピーカ装置では、第２のマグネットの厚み分だけ磁気ギャップを拡張するようにして当該磁気ギャップ内に発生する磁束密度を一層向上させることができ、かくして振動板の振動特性についてリニアな部分が増大した分だけ当該振動板を安定して制御することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述のように本発明によれば、供給される音声信号に基づいてボイスコイルに電磁力を与え、当該ボイスコイルに固定された振動板を振動させながら音声信号に応じた音波を発生させるスピーカ装置において、ヨークの中央に植立されたポールピースと、ポールピースを取り囲むようにヨーク上に固着された環状の第１のマグネットと、当該第１のマグネット上に積層された環状のプレートとを有する電磁力発生手段を設け、電磁力発生手段は、ポールピース上に積層され、第１のマグネットと逆方向に着磁された所定の厚みでなる第２のマグネットを有し、ボイスコイルを、プレートとポールピース及び第２のマグネットとの間に形成される磁気ギャップ内に非接触状態で保持するようにしたことにより、第２のマグネットの厚み分だけ磁気ギャップを拡張するようにして当該磁気ギャップ内に発生する磁束密度を一層向上させることで、振動板の振動特性についてリニアな部分が増大した分だけ当該振動板を安定して制御することができ、かくして簡易な構成で音質を格段と向上し得るスピーカ装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２２】
（１）本実施の形態による外磁型スピーカの構成
図４との対応部分に同一符号を付して示す図１において、３０は全体として本実施の形態による外磁型の磁気回路を有するコーン型スピーカ（すなわち外磁型スピーカ）を示し、上述した従来の外磁型スピーカ１（図４）とは、外磁型磁気回路３１におけるヨーク１０の中央に植立されたポールピース１０Ａ上に、当該ポールピース１０Ａと同径のネオジウム材等のレアメタルでなる円盤形状のマグネット（以下、これをサブマグネットと呼ぶ）３２が積層して固着されていることを除いて、上述した外磁型スピーカ１（図４）と同様に構成されている。
【００２３】
この外磁型磁気回路３１では、ヨーク１０の中央に植立されたポールピース１０Ａの高さは、当該ヨーク１０の上面外周に積層されたマグネット１１及びプレート１２の高さとほぼ同一になるように設計されている。そしてサブマグネット３２は、ポールピース１０Ａ上にその厚み分だけ高くなるように積層されている。
【００２４】
このサブマグネット３２は、ヨーク１０の上面外周を取り囲むように固着された円環形状のマグネット１１とは着磁方向が逆方向となるように着磁されている。図２に示すように、例えばマグネット１１が極性Ｓ、Ｎと着磁されている場合には、サブマグネット３２は、逆の着磁方向に極性Ｎ、Ｓとなるように着磁されている。
【００２５】
この結果、マグネット１１、ポールピース１０Ａ及びプレート１２を循環する磁気の流れ（矢印ａで示す磁力線の方向）に加えて、サブマグネット３２からプレート１２、ポールピース１０Ａを循環する磁気の流れ（矢印ｂで示す磁力線の方向）が加わり、磁気ギャップｇ３の広さがサブマグネット３２の高さ分だけ拡張することにより、ボイスコイル６を磁束により制御する領域をその分だけ拡大することができる。
【００２６】
すなわちこの外磁型磁気回路３１において、外部から音声信号に応じた信号電流が供給されると、ボイスコイル６には、当該信号電流に応じた２次電流が電磁結合により誘起されて、いわゆるフレミングの左手の法則に従って信号電流に応じた駆動力が与えられる。
【００２７】
このボイスコイル６に与えられる駆動力は、当該ボイスコイル６に誘起される２次電流と、ポールピース１０Ａ及びサブマグネット３２とプレート１２との間に形成される磁気ギャップｇ３内に生じる磁束密度と、当該磁気ギャップｇ３内に存在するボイスコイル６の長さの積として表される。
【００２８】
このうち磁気ギャップｇ３内に生じる磁束密度と、当該磁気ギャップｇ３内に存在するボイスコイル６の長さは一定であるため、ボイスコイル６に与えられる駆動力は、当該ボイスコイル６に誘起される２次電流に比例することとなる。そして、ボイスコイル６に誘起される２次電流は、ポールピース１０Ａ及びプレート１２間に流れる信号電流と、当該ポールピース１０Ａに対向するプレート１２の面積との積に比例する。
【００２９】
因みにサブマグネット３２は、ポールピース１０Ａ上に積層する構造であり、その厚みもボイスコイル６を磁束により制御する領域を拡大する程度でよいことから、着磁の際に特別な手法を用いることなく現行の方法でよく、簡易な手法で済むという利点がある。
【００３０】
（２）本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、外磁型スピーカ３０では、音声信号が供給されると、外磁型磁気回路３１におけるサブマグネット３２及びポールピース１０Ａとプレート１２との間の磁気ギャップｇ３内に、当該音声信号に基づく印加電流に応じた磁界が発生することにより、当該磁気ギャップｇ３内に存在するボイスコイル６の引き合い又は反発に追従してコーン型振動板２を前後に振動させながら、音声信号に応じた音波を発生させる。
【００３１】
その際、サブマグネット３２の高さ分だけ磁気ギャップｇ３が拡大したことにより、ボイスコイル６が磁束により制御される領域がその分だけ拡大する一方、ポールピース１０Ａの上側でコーン型振動板２を介したフレーム３からの支持（サスペンション）により制御される領域がその分だけ減少することとなる。
【００３２】
この結果、外磁型スピーカ３０では、音声再生時にボイスコイル６がポールピース１０Ａの上側でかつプレート１２から離れて位置しても、サブマグネット３２の高さ分をも磁束により制御されるようにして磁気ギャップｇ３内に発生する磁束密度を一層向上させることができ、かくしてコーン振動板２の振動特性についてリニア（線形）な部分が増大した分だけ、当該コーン振動板２を安定して制御することができる。
【００３３】
因みに従来は、ボイスコイル６がポールピース１０Ａの上側に位置したときには、磁束による制御が減少して、コーン型振動板２を介したフレーム３からの支持による制御に移行するため、コーン振動板２の振動特性がノンリニア（非線形）となって安定した制御を行うことが困難であった。
【００３４】
以上の構成によれば、この外磁型スピーカ１において、外磁型磁気回路３１のポールピース１０Ａ上に、マグネット１１と逆磁界を発生させるサブマグネット３２を積層して固着しておき、当該サブマグネット３２の厚み分だけ磁気ギャップｇ３を拡張するようにして当該磁気ギャップｇ３内に発生する磁束密度を一層向上させるようにしたことにより、コーン振動板２の振動特性についてリニア（線形）な部分が増大した分だけ当該コーン振動板２を安定して制御することができ、かくして簡易な構成で音質を格段と向上し得る外磁型スピーカ３０を実現できる。
【００３５】
（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を図１のように構成された外磁型スピーカ３０に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、供給される音声信号に基づいてボイスコイルに電磁力を与え、当該ボイスコイルに固定された振動板を振動させながら音声信号に応じた音波を発生させるスピーカ装置のうち外磁型の磁気回路（電磁力発生手段）を有するものであれば、この他種々の構成のものに広く適用することができる。
【００３６】
例えば図１との対応部分に同一符号を付した図３に示すように、外磁型スピーカ４０においては、上述した本実施の形態による外磁型スピーカ３０（図１）とは、外磁型磁気回路４１の構成が異なることを除いて同様に構成されている。この外磁型磁気回路４１では、ヨーク４２の中央に植立されたポールピース４２Ａの高さは、当該ヨーク４２の上面外周に積層されたマグネット４３及びプレート４４の高さとほぼ同一になるように設計されている。そしてサブマグネット３２は、ポールピース４２Ａ上にその厚み分だけ高くなるように積層されている。
【００３７】
この外磁型磁気回路４１は、上述した外磁型磁気回路３１（図１）と比較して、ポールピース４２上に積層されたマグネット４３及びプレート４４の径が小さく形成されている。この結果、サブマグネット３２を有しない一般的な外磁型スピーカ１（図４）と比較して、外磁型磁気回路４１の構成を格段と小型化することができる。特に車載用のステレオシステムのような設置場所が限定されている場合などに非常に有効である。
【００３８】
また上述のように本実施の形態においては、外磁型スピーカ３０の外磁型磁気回路（電磁力発生手段）３１を、ヨーク１０の中央に植立されたポールピース１０Ａと、ポールピース１０Ａを取り囲むようにヨーク１０上に固着された環状のマグネット（第１のマグネット）１１と、当該マグネット（第１のマグネット）１１上に積層された環状のプレート１２と、ポールピース１０Ａ上に積層され、マグネット（第１のマグネット）１１と逆方向に着磁された所定の厚みでなるサブマグネット（第２のマグネット）３２とから構成し、ボイスコイル６を、プレート１２とポールピース１０Ａ及びサブマグネット（第２のマグネット）３２との間に形成される磁気ギャップｇ３内に非接触状態で保持するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マグネット（第２のマグネット）３２の厚み分だけ磁気ギャップｇ３を拡張するようにして当該磁気ギャップｇ３内に発生する磁束密度を一層向上させることができれば、この他種々の構成の外磁型スピーカに適用することができる。
【００３９】
さらに上述のように本実施の形態においては、マグネット１１を一般的なフェライト系の磁性体のものを適用する一方、サブマグネット３２をネオジウム材のような非常に希少価値の高いレアメタル系の磁性体のものを適用するようにした場合について述べたが、ボイスコイル６を磁束により制御する領域を拡大する程度の厚みを有し、通常の着磁方法で済むのであれば、マグネット１１よりも磁性の高い他の材質のものを適用するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
スピーカ装置において、車載用のオーディオシステムや家庭用のステレオシステム等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態による外磁型スピーカの構成を示す略線的な斜視図である。
【図２】図１の外磁型スピーカにおける外磁型磁気回路の磁気の流れの説明に供する略線図である。
【図３】他の実施の形態による外磁型スピーカの構成を示す略線的な斜視図である。
【図４】従来の外磁型スピーカの構成を示す略線的な斜視図である。
【図５】従来の内磁型スピーカの構成を示す略線的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、３０、４０……外磁型スピーカ、２……コーン型振動板、３……フレーム、４……ガスケット、５……ダンパ、６……ボイスコイル、７……ボイスコイルボビン、８……ヘッドキャップ、９、３１、４１……外磁型磁気回路、１０、４２……ヨーク、１０Ａ、４２Ａ……ポールピース、１１、４３……マグネット、１２、４４……プレート、２０……内磁型スピーカ、３２……サブマグネット、ｇ１〜ｇ４……磁気ギャップ。
【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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