(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦長の平板状の振動板と、
前記振動板を振動可能に支持するエッジと、
前記振動板に直接または間接的に接続される少なくとも１つのボイスコイルと、
前記ボイスコイルを駆動させるための磁気回路とを備え、
前記ボイスコイルは、縦長の形状であり、その長辺の長さが前記振動板の長手方向の長さの６０％以上であり、当該長辺が前記振動板の長手方向と平行になるように前記振動板に接続されることにより、前記振動板の長辺方向に関する複数の共振モードを抑制し、
前記振動板の短手方向に関して前記ボイスコイルの長辺が前記振動板に接続される位置を、前記振動板の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置とすることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記振動板は、長手方向の長さを１とした場合に短手方向の長さが０．５以下であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記振動板の短手方向の長さを１とした場合、前記ボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．２２４の距離に相当する位置に接続され、当該ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．７７６の距離に相当する位置に接続される、請求項１または２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記磁気回路は、
縦長であり、その長手方向と前記振動板の長手方向とが一致するように配置されるマグネットと、
前記マグネットに接続される底面と、当該マグネットの長辺に対向する側面とを有するヨークとを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項５】
前記ボイスコイルは、線輪を前記振動板上に固着した平面コイルである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項６】
前記ボイスコイルは、前記振動板上に設けられたプリントコイルである、請求項１から４のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記振動板は、前記ボイスコイルが接続される位置の内周側において複数のリブを有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項８】
前記ボイスコイルを複数備え、
各前記ボイスコイルは、前記振動板の長辺方向に並んで配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項９】
縦長の平板状の振動板と、
前記振動板を振動可能に支持するエッジと、
前記振動板に直接または間接的に接続される少なくとも２つのボイスコイルと、
各前記ボイスコイルを駆動させるための、各前記ボイスコイルと同数の磁気回路とを備え、
前記各ボイスコイルは、縦長の形状であり、その長辺の長さが前記振動板の長手方向の長さの６０％以上であり、当該長辺が前記振動板の長手方向と平行になるように前記振動板に接続されることにより、前記振動板の長辺方向に関する複数の共振モードを抑制し、
前記振動板の短手方向に関して各前記ボイスコイルの長辺が前記振動板に接続される位置を、前記振動板の短辺方向の第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制する位置とすることを特徴とするスピーカ。
【請求項１０】
前記振動板は、長手方向の長さを１とした場合に短手方向の長さが０．５以下であることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ。
【請求項１１】
前記ボイスコイルとして第１および第２のボイスコイルを備え、
前記振動板の短手方向の長さを１とした場合、前記第１のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．１１３の距離に相当する位置に接続され、当該第１ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．３７７７５の距離に相当する位置に接続され、
前記振動板の短手方向の長さを１とした場合、前記第２のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．６２２２５の距離に相当する位置に接続され、当該第２ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．８８７の距離に相当する位置に接続される、請求項９または１０に記載のスピーカ。
【請求項１２】
同心状に配置される第１および第２のボイスコイルを前記ボイスコイルとして備え、
前記振動板の短手方向の長さを１とした場合、前記第１のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．１１３の距離に相当する位置に接続され、当該第１ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．８８７の距離に相当する位置に接続され、
前記振動板の短手方向の長さを１とした場合、前記第２のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．３７７７５の距離に相当する位置に接続され、当該第２ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．６２２２５の距離に相当する位置に接続される、請求項９または１０に記載のスピーカ。
【請求項１３】
各前記磁気回路は、
縦長であり、その長手方向と前記振動板の長手方向とが一致するように配置されるマグネットと、
前記マグネットに接続される底面と、当該マグネットの長辺に対向する側面とを有するヨークとを含む、請求項９から１２のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１４】
前記ボイスコイルは、線輪を前記振動板上に固着した平面コイルである、請求項９から１３のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１５】
前記ボイスコイルは、前記振動板上に設けられたプリントコイルである、請求項９から１３のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１６】
前記振動板は、前記ボイスコイルが接続される位置の内周側において複数のリブを有する、請求項９から１５のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１７】
各前記ボイスコイルのうちの複数のボイスコイルは、前記振動板の長辺方向に並んで配置される、請求項９から１６のいずれか１項に記載のスピーカ。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のスピーカを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスピーカに関し、より特定的には、スリム化および薄型化を図るスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、所謂ハイビジョンやワイドビジョンテレビ等の普及により、テレビの画面は横長のものが一般的になりつつある。その一方では、我が国の住宅事情から、テレビセット全体として狭幅・薄型のものが望まれている。
【０００３】
テレビ用のスピーカユニット（以下、スピーカと呼ぶ）は、通常ブラウン管の両脇に取り付けられるので、テレビセットの横幅を大きくする一因となっている。そのため、従来から、テレビ用には角型や楕円型等の細長構造のスピーカが用いられてきた。またブラウン管の横長化により、スピーカの横幅はますます狭くすることが要求される。また、画面の高画質化に対応した音声の高音質化がスピーカに要求されている。さらに、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイを使った薄型テレビが増加していることから、スピーカの薄型化がさらに要求されている。
【０００４】
ここで、従来の細長型（スリム型）のスピーカについて図を参照しながら説明する。図２１は、従来のスリム型スピーカの構造を示す図である。図２１（ａ）は従来のスリム型スピーカの平面図であり、図２１（ｂ）は従来のスリム型スピーカの長手方向（ｃ−ｃ‘）に関する断面図であり、図２１（ｃ）は短手方向（ｏ−ｏ’）に関する断面図である。図２１に示すスリム型スピーカは、マグネット１０１、プレート１０２、ヨーク１０３、フレーム１０４、ボイスコイルボビン１０５、ボイスコイル１０６、ダンパー１０７、振動板１０９、ダストキャップ１１０、およびエッジ１１１を備えている。
【０００５】
ボイスコイル１０６は、銅やアルミ等の導体の巻き線であり、円筒形状のボイスコイルボビン１０５に固着される。ボイスコイルボビン１０５は、マグネット１０１とプレート１０２とヨーク１０３とで構成される磁気ギャップ１０８中に吊り下げるようにボイスコイル１０６を支持する。ボイスコイルボビン１０５は、ダンパー１０７を介してフレーム１０４に接続される。ボイスコイルボビン１０５は、ボイスコイル１０６が固着される側の反対側において、楕円または略楕円形状の振動板１０９に接着される。振動板１０９の中央部には、断面が略半円形状であるダストキャップ１１０が固着される。エッジ１１１は、環状の形状でかつ断面が半円形状であり、エッジ１１１の内周部が振動板１０９の外周部に固着される。エッジ１１１の外周部はフレーム１０４に固着される。
【０００６】
図２１に示すスピーカを駆動させる場合、ボイスコイル１０６に電流が印可される。ボイスコイル１０６に印可される駆動電流およびボイスコイル１０６の周りの磁界によってボイスコイルボビン１０５はピストン運動を行うので、振動板１０９が当該ピストン運動の方向に振動する。その結果、振動板１０９から音波が放射される。なお、図２１に示すスピーカは、例えば、特許文献１に記載されている。図２２は、特許文献１に記載のスピーカの再生音圧レベルに関する周波数特性を示す図である。図２２において、縦軸は、当該スピーカに１Ｗの電力を入力したときの再生音圧レベルを示し、横軸は駆動周波数を示す。なお、再生音圧レベルを測定するためのマイクは、スピーカの中心軸上であってスピーカから正面側に１［ｍ］離れた位置に配置されるものとする。
【特許文献１】特開平７−２９８３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来のスピーカには次のような問題点があった。すなわち図２１に示すスピーカでは、細長の振動板１０９の中央部分を駆動するという駆動方法を採っているので、長手方向に関して分割共振が発生し易い。その結果、再生音圧レベルに関する周波数特性は、中高域にピーク・ディップを生じる特性となり、音質の劣化を招いていた。例えば、図２２に示す特性では、２ｋＨｚ、３ｋＨｚおよび５ｋＨｚ付近に顕著なディップが見られる。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものあって、細幅（細長構造）でありながら分割共振が起こりにくく、平坦な周波数特性を得ることができる、音質の優れたスピーカを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。すなわち、第１の局面は、縦長の平板状の振動板と、振動板を振動可能に支持するエッジと、振動板に直接または間接的に接続される少なくとも１つのボイスコイルと、ボイスコイルを駆動させるための磁気回路とを備えるスピーカである。ボイスコイルは、縦長の形状であり、その長辺の長さが振動板の長手方向の長さの６０％以上であり、当該長辺が振動板の長手方向と平行になるように振動板に接続される。振動板の短手方向に関してボイスコイルの長辺が振動板に接続される位置は、振動板の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置とされる。
【００１０】
第２の局面においては、振動板の短手方向の長さを１とした場合、ボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．２２４の距離に相当する位置に接続されてもよい。また、当該ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．７７６の距離に相当する位置に接続されてもよい。
【００１１】
第３の局面においては、磁気回路は、縦長であり、その長手方向と振動板の長手方向とが一致するように配置されるマグネットと、マグネットに接続される底面と、当該マグネットの長辺に対向する側面とを有するヨークとを含んでいてもよい。
【００１２】
第４の局面においては、ボイスコイルは、線輪を振動板上に固着した平面コイルであってもよい。
【００１３】
第５の局面においては、ボイスコイルは、振動板上に設けられたプリントコイルであってもよい。
【００１４】
第６の局面においては、振動板は、ボイスコイルが接続される位置の内周側において複数のリブを有していてもよい。
【００１５】
第７の局面においては、スピーカは、ボイスコイルを複数備えていてもよい。このとき、各ボイスコイルは、振動板の長辺方向に並んで配置される。
【００１６】
第８の局面は、縦長の平板状の振動板と、振動板を振動可能に支持するエッジと、振動板に直接または間接的に接続される少なくとも２つのボイスコイルと、各ボイスコイルを駆動させるための、各ボイスコイルと同数の磁気回路とを備えるスピーカである。各ボイスコイルは、縦長の形状であり、その長辺の長さが振動板の長手方向の長さの６０％以上であり、当該長辺が振動板の長手方向と平行になるように振動板に接続される。振動板の短手方向に関して各ボイスコイルの長辺が振動板に接続される位置は、振動板の短辺方向の第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制する位置とされる。
【００１７】
第９の局面においては、スピーカは、ボイスコイルとして第１および第２のボイスコイルを備えていてもよい。振動板の短手方向の長さを１とした場合、第１のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．１１３の距離に相当する位置に接続され、当該第１ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．３７７７５の距離に相当する位置に接続される。振動板の短手方向の長さを１とした場合、第２のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．６２２２５の距離に相当する位置に接続され、当該第１ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．８８７の距離に相当する位置に接続される。
【００１８】
第１０の局面においては、スピーカは、同心状に配置される第１および第２のボイスコイルをボイスコイルとして備えていてもよい。振動板の短手方向の長さを１とした場合、第１のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．１１３の距離に相当する位置に接続され、当該第１ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．８８７の距離に相当する位置に接続される。振動板の短手方向の長さを１とした場合、第２のボイスコイルの２つの長辺のうち一方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．３７７７５の距離に相当する位置に接続され、当該第１ボイスコイルの他方の長辺は、当該短手方向に関して当該振動板の一端から他端に向けて０．６２２２５の距離に相当する位置に接続される。
【００１９】
第１１の局面においては、各磁気回路は、縦長であり、その長手方向と振動板の長手方向とが一致するように配置されるマグネットと、マグネットに接続される底面と、当該マグネットの長辺に対向する側面とを有するヨークとを含んでいてもよい。
【００２０】
第１２の局面においては、ボイスコイルは、線輪を振動板上に固着した平面コイルであってもよい。
【００２１】
第１３の局面においては、ボイスコイルは、振動板上に設けられたプリントコイルであってもよい。
【００２２】
第１４の局面においては、振動板は、ボイスコイルが接続される位置の内周側において複数のリブを有していてもよい。
【００２３】
第１５の局面においては、各ボイスコイルのうちの複数のボイスコイルは、振動板の長辺方向に並んで配置されてもよい。
【００２４】
また、本発明は、上記スピーカを備えた電子機器の形態で提供されてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、振動板中央部をドーム形状とすることなく、振動板の共振モードの発生を抑制することができる。そのためし、スピーカの高域限界周波数を伸長させるとともに、音質を維持しつつスピーカのスリム化薄型化を実現することができる。具体的には、第１の発明によれば、振動板の長手方向に関する共振を抑制することができるとともに、振動板の短手方向に関する第１次共振を抑制することができる。また、第８の発明によれば、振動板の長手方向に関する共振を抑制することができるとともに、振動板の短手方向に関する第１次および第２次共振を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係るスピーカについて説明する。なお、図１〜図２０において、同じ機能の構成要素については同一番号を付す。
【００２７】
図１（ａ）は、実施の形態１に係るスピーカの平面図である。図１（ｂ）は、当該スピーカの長手方向の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１（ｃ）は、当該スピーカの短手方向の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。また、図１（ｄ）は、振動板の他の形状を示す平面図である。スピーカは、振動板１１、エッジ１２、フレーム１３、ボイスコイル１４、ボイスコイルボビン１５、マグネット１６、ヨーク１７、トッププレート１８、ダンパー１９を備えている。本スピーカは、縦方向と横方向との長さが異なる細長形状である。
【００２８】
図１（ａ）〜図１（ｃ）において、振動板１１は、矩形の平面状である。また、エッジ１２は、環状であり、断面が略半円形である。振動板１１の外周はエッジ１２の内周に固着される。フレーム１３は開口部を有する環状の形状である。エッジ１２の外周はフレーム１３の開口部に固着される。図１（ａ）に示すように、振動板１１は縦方向と横方向との長さが異なる細長形状である。なお、以下では、振動板１１の長手方向を長辺方向（図１（ａ）における縦方向）と呼び、長辺方向と垂直な方向を短辺方向（図１（ａ）における横方向）と呼ぶ。
【００２９】
なお、本スピーカに用いる振動板およびエッジは、矩形の振動板１１およびエッジ１２に代えて、図１（ｄ）に示す振動板１１’およびエッジ１２’を用いてもよい。すなわち、振動板およびエッジは、矩形の対向する２辺のうちの短辺を半円に置換した形状（トラック形状）であってもよい。さらに、振動板およびエッジは、楕円形状であってもよい。また、振動板は、平面状の形状に限らず、中央部がドーム状に張り出したり窪んだりした形状でもよい。振動板材料は、紙、あるいはアルミやチタンなどの軽量高剛性金属箔、あるいは高分子フィルムなどが好適である。なお、振動板とエッジとは別の材料で構成されてもよいし、同一の材料で一体的に構成されてもよい。
【００３０】
マグネット１６、ヨーク１７、およびトッププレート１８は、磁気回路を構成し、磁気ギャップＧに磁束を発生する。マグネット１６、ヨーク１７、およびトッププレート１８も振動板１１と同様、上面（図１（ｃ）の上側の面）から見たときの形状は矩形形状である。マグネット１６は、その長手方向と振動板の長手方向とが一致するように配置される。ヨーク１７は、長辺方向から見たときの断面形状が矩形の３辺を構成する形状（コの字形状）である。ヨーク１７は、１つの底面とそれに接続される２つの側面とを有する。ヨーク１７の底面は、マグネット１６の下面に接続される。ヨーク１７の側面は、マグネット１６の長辺に対向するように配置される。トッププレート１８は、マグネット１６の上面に接続される。なお、ヨーク１７は、短辺方向に関しては側面は有しない。したがって、矩形のトッププレート１８の長辺とヨーク１７の側面との間には磁気ギャップＧが形成される。上記磁気回路は、フレーム１３に固着される。
【００３１】
一方、振動板１１には、筒状のボイスコイルボビン１５が固着されている。ボイスコイルボビン１５を上面から見たときの形状は矩形である。ボイスコイルボビン１５は、振動板１１と中心軸が一致するように固着されている。各ボイスコイルボビン１５は、振動板１１と長辺が略平行に配置されている。ボイスコイルボビン１５には、ボイスコイル１４が巻き付けられている。つまり、ボイスコイル１４は、ボイスコイルボビン１５によって振動板１１に取り付けられている。ボイスコイルボビン１５は、ダンパー１９によってフレーム１３と接続されている。したがって、ボイスコイル１４は、ダンパー１９およびエッジ１２によって振動可能である。ボイスコイル１４は、磁気ギャップＧ中に配置されるようにボイスコイルボビン１５によって支持される。これによって、ボイスコイル１４に電流を印可することによってボイスコイル１４には駆動力が発生する。
【００３２】
次に、ボイスコイルボビン１５（ボイスコイル１４）が振動板１１に固着される位置について説明する。まず、長辺方向については、ボイスコイルボビン１５は、振動板１１のほぼ全面に固着される。本実施形態では、ボイスコイルボビン１５の長辺方向の長さは、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上である。すなわち、ボイスコイルボビン１５は、長辺方向に関して振動板１１の６０％以上の部分に固着される。
【００３３】
一方、短辺方向については、ボイスコイルボビン１５は、振動板１１の（短辺方向の）第１次共振モードの節の位置に固着される。つまり、ボイスコイルボビン１５の長辺が振動板１１に固着される位置は、振動板１１の短辺方向の第１次共振モードの節の位置である。ここで、エッジ１２に比べ振動板１１の剛性が高く、また、エッジ１２の質量が振動板１１と同様に軽い場合、振動板１１の短辺方向の第１次共振モードの節の位置は、振動板１１の短辺の長さを１として、振動板１１の短辺の端から０．２２４に相当する位置ならびに０．７７６に相当する位置である。なお、ここでは音圧特性に寄与する節線が偶数個であるモードのみを考慮し、その次数を１次、２次、３次…と表す。このように、ボイスコイル１４の長辺は、振動板１１の短辺方向の第１次共振モードの節である位置、すなわち、振動板１１の短辺の長さを１とした場合における振動板１１の短辺の端から０．２２４に相当する位置ならびに０．７７６に相当する位置に固着される。ここで、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイル１４の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．２から０．２５の範囲および０．７５から０．８の範囲が通常最適となる。なお、エッジ１２の質量や剛性が振動板１１に比べて無視できない場合、振動板１１の第１次共振モードの節の位置は、上記の位置から変化するので、ボイスコイル１４（ボイスコイルボビン１５）の固着位置も当該節の位置に合わせて移動させる必要がある。
【００３４】
以上のように、振動板１１は、長辺方向に関しては振動板１１の長さの６０％以上の部分が駆動されるので、振動板１１の駆動はほぼ全面駆動に等しい駆動となる。一方、短辺方向に関しては、振動板１１の第１次共振モードの節の位置が駆動されることとなる。
【００３５】
以上のように構成されたスピーカの動作と効果を説明する。ボイスコイル１４に電流が印可されると、印可された電流および上記磁気回路による磁界によってボイスコイル１４には駆動力が発生する。発生した駆動力によって振動板１１が振動することによって音が空間に放射される。ここで、本実施形態に係るスピーカによれば、振動板１１に駆動力を与える位置を上述した位置（すなわち、ボイスコイルボビン１５の取り付け位置）にすることによって、振動板１１の共振を抑制することができる。以下、振動板１１の共振を抑制する効果について説明する。
【００３６】
まず、振動板１１の長辺方向の長さに関する共振抑制効果を説明する。図２は、音圧周波数特性の計算に用いた振動板の平面図と駆動点の位置を示す図である。図２に示すように、以下では、図１（ｄ）に示す振動板１１’を用いる場合を例として説明する。ここでは、長辺方向に関する振動板１１’の中心点Ｃ（図２に示す白丸）を駆動する場合と、線分Ｏ−Ｏ’を駆動する場合とを説明する。なお、振動板１１’およびエッジ１２’は、厚さ数１０ミクロンの高分子フィルムを成型したものであり、振動板１１’およびエッジ１２’は同一の素材であるとする。また、振動板１１’は上記トラック形状であり、振動板１１’の長辺方向の長さが５５［ｍｍ］であり、振動板１１’の短辺方向の長さは１１［ｍｍ］である。
【００３７】
図３は、長辺方向に関する中心点で振動板１１’を駆動させた場合におけるスピーカの音圧周波数特性を示す図である。図３において、縦軸は、振動板１１’の中心軸上であって振動板１１’から正面側に１［ｍ］離れた位置における再生音圧レベル（ＳＰＬ）を示し、横軸は駆動周波数を示す。図３に示す特性は、振動板１１に０．５［Ｎ］の駆動力を与えた場合における音圧周波数特性を有限要素法で計算した結果である。
【００３８】
図３に示すように、振動板を中心駆動した場合には、数多くの共振が誘起され、音圧周波数特性はピークやディップの多い特性となることがわかる。ここで、図３に示す特性における音圧ピークα、β、およびγに対応する振動モードを調べると、これらの振動モードは、長辺方向に関する共振による振動モードであることがわかる。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、振動板の長辺方向に関する共振モードを示す図である。すなわち、図４（ａ）は１次の共振モードを示し、図４（ｂ）は２次の共振モードを示し、図４（ｃ）は３次の共振モードを示す。なお、図４においては、音圧特性に寄与する節線が偶数個のモードのみを考慮し、その次数を１次、２次、３次、…と表す。図３および図４から、モードの次数が非常に狭い周波数間隔で高くなっていることがわかる。
【００３９】
一方、図５は、線分Ｏ−Ｏ’で振動板１１’を駆動させた場合におけるスピーカの音圧周波数特性を示す図である。図５に示す特性は、振動板１１’に駆動力を加える位置が異なる以外の条件は、図３における場合と同じである。線分Ｏ−Ｏ’で振動板１１’を駆動させる場合には、長辺方向に関する共振が抑制されることから、図５に示すように、図３に示す特性における音圧ピークα〜γが解消され、音圧周波数特性はかなり平坦になる。このように、振動板の長辺方向全体に駆動力を与えることによって、長辺方向に関する共振モードを抑制することができる。
【００４０】
なお、振動板１１’に駆動力を与える部分の長さ（線分Ｏ−Ｏ’の長さ）を変化させると、長辺方向に関するモード抑制効果も変化する。図６は、振動板１１’に駆動力を与える部分の長さを変化させたときの振動板１１’を示す図である。図６においては、線分Ｄ−Ｄ’の部分に駆動力を与えるものとする。ここで、振動板１１’の長辺方向の長さＥ−Ｅ’に対する駆動長さＤ−Ｄ’の比と、共振モードにより発生する音圧ピークのレベル差（図３に示す“Ｄｓｐｌ”）との関係を有限要素法により求めた。その計算結果を図７に示す。図７は、振動板１１’に駆動力を与える部分の長さと、共振モードによって発生する音圧ピークのレベルの大きさとの関係を示す図である。図７において、縦軸は音圧ピークレベル差を示し、横軸は、振動板１１’の長辺方向の長さＥ−Ｅ’に対する駆動長さＤ−Ｄ’の比を示す。図７に示す特性は、振動板の中心のみを駆動する場合（Ｅ−Ｅ’／Ｄ−Ｄ’＝０）から、長辺方向全体を駆動する場合（Ｅ−Ｅ’／Ｄ−Ｄ’＝１００）までの音圧ピークレベル差を示している。
【００４１】
図７に示す特性から、振動板１１’の長辺方向に関する駆動長さが増加するに従って音圧ピークレベル差は小さくなっていくことがわかる。また、振動板１１’の長辺方向の長さＥ−Ｅ’に対する駆動長さＤ−Ｄ’の割合が６０％以上では、音圧周波数特性の乱れである音圧ピークが抑制され、音圧ピークレベル差はほぼ平坦になることがわかる。さらに、上記割合が６０％よりも大きい範囲では、上記割合が６０％以下の範囲に比べて音圧ピークレベル差が減少する度合いが小さくなっていることがわかる。このことから、長辺方向に関して振動板の長さの６０％の長さで振動板を駆動すれば、長辺方向の振動モードを十分に抑制することができることがわかる。
【００４２】
次に、振動板１１の短辺方向の長さに関する共振抑制効果を説明する。図５に示す特性は、長辺方向の振動モードを抑制する場合の音圧周波数特性であるが、２．８［ｋＨｚ］付近に大きなピークがある。この周波数（２．８［ｋＨｚ］）における振動モードを調べてみると、短辺方向に関する第１次共振モードであることがわかる。図８は、振動板１１’の短辺方向の中心線（図６に示す線分ａ−ａ’）の両側の要素を示すモデルを示す図である。図８に示す点線は、振動時の変形がないときのモデルを示し、実線は、振動時に変形したときのモデルを示す。点線のモデルと実線のモデルとの交わる部分が、共振モードの節の部分である。
【００４３】
実施の形態１では、ボイスコイル１４の長辺を取り付ける位置を、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に設定することによって、短辺方向に関する第１次共振モードを抑制している。図９は、振動板の短辺方向に関する駆動位置を短辺の第１次共振モードの節の位置とした場合におけるスピーカの音圧周波数特性を示す図である。なお、図９に示す特性は、有限要素法により計算した結果であり、図９では、振動板の長辺方向の長さに対する長辺方向の駆動長さは９０［％］としている。図９に示すように、振動板の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置を振動板の駆動位置とすることによって、２．８［ｋＨｚ］付近のピーク（図５参照）が解消されて、スピーカの音圧周波数特性がより平坦になることがわかる。
【００４４】
以上のように、実施の形態１では、長辺方向に関しては振動板の長さの６０％以上の長さで駆動位置を線状に設定するとともに、短辺方向に関しては共振モードの節の位置に駆動位置を設定する。これによって、高い周波数まで音圧周波数特性を平坦にすることができ、高い周波数まで振動板にピストン運動を行わせることができる。すなわち、従来の細長形状のスピーカに比べて音質を改善することができる。
【００４５】
なお、振動板の縦横比については、縦方向（長辺方向とする）の長さを１とした場合に横方向の長さを０．５以下とすることが望ましい。ここで、短辺方向の第１次共振周波数は、長辺方向の第１次共振周波数の２乗に反比例する。したがって、振動板の縦横比を１：０．５とした場合、長辺方向の第１次共振周波数をｆＬ１［Ｈｚ］とすると、短辺方向の第１次共振周波数ｆＳ１は、４＊ｆＬ１になる。また、第２次共振周波数は第１次共振周波数の５．４倍となるので、短辺方向に関する第２次共振周波数ｆＳ２は、５．４＊ｆＳ１＝５．４＊４＊ｆＬ１＝２１．６＊ｆＬ１［Ｈｚ］となる。以上より、振動板の縦横比を１：０．５とした場合、長辺方向に関する第１次共振周波数の２１．６倍の周波数までの帯域については、上記実施の形態１によって音質を改善することができる。さらに、振動板の縦横比を１：０．３とした場合には、ｆＳ１＝１１．１＊ｆＬ１［Ｈｚ］となるので、ｆＳ２＝６０＊ｆＬ１となる。したがって、この場合、長辺方向に関する第１次共振周波数の６０倍の周波数までの帯域について音質を改善することができることとなる。このように、本実施の形態による共振抑制効果は、振動板の縦横比が大きくなるほど大きくなる。
【００４６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係るスピーカについて説明する。図１０（ａ）は、当該スピーカを示す平面図であり、図１０（ｂ）は当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１０（ｃ）は当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１０（ｄ）は図１０（ｂ）に示す領域Ｐの部分拡大図である。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）においては、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す部材と同機能の部材については同一の参照符号を付す。実施の形態２に係るスピーカは、ボイスコイル１４が振動板１１に直接接続されている点で、実施の形態１に係るスピーカと異なる。また、実施の形態２に係るスピーカは、トッププレート１８がない磁気回路を備える点で、実施の形態１に係るスピーカと異なる。
【００４７】
図１０に示すように、振動板１１の外周は、断面が略半円形をしたエッジ１２の内周側に固着される。エッジ１２の反対側（外周側）はフレーム１３に固着される。振動板１１は、縦方向に沿って延びる形状であり、また、縦方向と横方向との長さが異なる形状である。実施の形態２においては、ボイスコイル１４が振動板１１に直接接続されている。ボイスコイル１４は、銅やアルミ線を平面状に巻き線した平面ボイスコイルである。また、実施の形態２においては、磁気回路は、マグネット１６とヨーク１７とで構成される。マグネット１６およびヨーク１７の形状は実施の形態１と同じである。この磁気回路はフレーム１３に固着され、マグネット１６とヨーク１７の上側の空間に磁束を発生する。ボイスコイル１４は、駆動電流が印可されることによって振動板１１を振動させる駆動力を発生する。ボイスコイル１４は縦長の矩形であり、振動板１１と中心軸が一致するように配置されている。
【００４８】
また、ボイスコイル１４の長辺方向の長さは、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上の長さである。ボイスコイル１４の長辺は、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に固着される。すなわち、短辺方向に関してボイスコイル１４の長辺が固着される位置は、振動板１１の短辺の長さを１とした場合、振動板１１の短辺の端から０．２２４の位置ならびに０．７７６の位置、もしくはそれらの位置の近傍である。振動板１１の形状や重量等の組み立てばらつきを考慮した場合、振動板の短辺方向の長さを１とすれば、振動板１１の短辺の端から０．２から０．２５の範囲および０．７５から０．８の範囲が、通常、ボイスコイル１４の長辺の最適な固着位置となる。エッジ１２の質量や剛性が振動板に比べ無視できない場合、節の位置は上記の位置とは若干異なるので、固着位置を節の位置に応じて設定する。
【００４９】
以上のように構成されたスピーカの動作および効果を説明する。ボイスコイル１４に電流が印可されると、印可された電流および上記磁気回路による磁界によってボイスコイル１４には駆動力が発生する。発生した駆動力によって振動板１１が振動することによって音が空間に放射される。ここで、実施の形態１と同様、振動板１１は長辺方向に関してはその長さの６０％以上の部分に駆動力が加えられる。したがって、長辺方向に関して振動板１１を全面駆動する場合と同様の効果が得られる。すなわち、長辺方向に関する共振は抑制される。また、実施の形態１と同様、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に駆動力が加えられる。したがって、短辺方向に関する共振を抑制することができる。以上より、実施の形態１と同様、広帯域にわたって音圧周波数特性が平坦となる、歪の少ないスピーカを実現することができる。
【００５０】
さらに、実施の形態２によれば、スピーカはボイスコイルボビンを有しない構成であるので、実施の形態１に比べてスピーカの高さを低くすることができる。すなわち、スピーカをより薄くすることができる。なお、ボイスコイル１４が集中して配置される位置に磁束密度を集中させる磁気回路を用いることによって、スピーカの電気音響変換の効率を向上させることができる。
【００５１】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３に係るスピーカについて説明する。図１１（ａ）は、当該スピーカを示す平面図であり、図１１（ｂ）は当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１１（ｃ）は当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１１（ｄ）は図１１（ｂ）に示す領域Ｐの部分拡大図である。また、図１１（ｅ）は、ボイスコイルの他の形状を示す図である。なお、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）においては、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す部材と同機能の部材については同一の参照符号を付す。実施の形態３に係るスピーカは、ボイスコイル１４がプリントコイルである点で、実施の形態２に係るスピーカと異なる。
【００５２】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すように、振動板１１の外周は、断面が略半円形をしたエッジ１２の内周側に固着される。エッジ１２の反対側（外周側）はフレーム１３に固着される。振動板１１は、縦方向に沿って延びる形状であり、また、縦方向と横方向との長さが異なる形状である。実施の形態３では、振動板１１は、ＰＩ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ガラエポ等の絶縁基板で構成されている。ボイスコイル１４は、振動板１１である基板上に形成される。ボイスコイル１４は、銅やアルミによるプリント配線コイルである。また、実施の形態２と同様、磁気回路は、マグネット１６とヨーク１７とで構成される。マグネット１６およびヨーク１７の形状は実施の形態１と同じである。この磁気回路はフレーム１３に固着され、マグネット１６とヨーク１７の上側の空間に磁束を発生する。ボイスコイル１４は、駆動電流が印可されることによって振動板１１を振動させる駆動力を発生する。ボイスコイル１４は縦長の矩形であり、振動板１１と中心軸が一致するように配置されている。
【００５３】
また、ボイスコイル１４の長辺方向の長さは、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上の長さである。ボイスコイル１４の長辺は、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に形成される。すなわち、短辺方向に関してボイスコイル１４の長辺が形成される位置は、振動板１１の短辺の長さを１とした場合、振動板１１の短辺の端から０．２２４の位置ならびに０．７７６の位置、もしくはそれらの位置の近傍である。振動板１１の形状や重量等の組み立てばらつきを考慮した場合、振動板の短辺方向の長さを１とすれば、振動板１１の短辺の端から０．２から０．２５の範囲および０．７５から０．８の範囲が、通常、ボイスコイル１４の長辺の最適な形成位置となる。エッジ１２の質量や剛性が振動板に比べ無視できない場合、節の位置は上記の位置とは若干異なるので、形成位置を節の位置に応じて設定する。
【００５４】
以上のように構成されたスピーカの動作および効果を説明する。ボイスコイル１４に電流が印可されると、印可された電流および上記磁気回路による磁界によってボイスコイル１４には駆動力が発生する。発生した駆動力によって振動板１１が振動することによって音が空間に放射される。ここで、実施の形態１と同様、振動板１１は長辺方向に関してはその長さの６０％以上の部分に駆動力が加えられる。したがって、長辺方向に関して振動板１１を全面駆動する場合と同様の効果が得られる。すなわち、長辺方向に関する共振は抑制される。また、実施の形態１と同様、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に駆動力が加えられる。したがって、短辺方向に関する共振を抑制することができる。以上より、実施の形態１と同様、広帯域にわたって音圧周波数特性が平坦となる、歪の少ないスピーカを実現することができる。また、実施の形態２と同様、ボイスコイルボビンを有しない構成とすることによって、実施の形態１に比べてスピーカを薄くすることができる。なお、ボイスコイル１４が集中して配置される位置に磁束密度を集中させる磁気回路を用いることによって、スピーカの電気音響変換の効率を向上させることができる。
【００５５】
さらに、実施の形態３によれば、ボイスコイル１４をプリント配線技術により振動板１１上に形成することによって、線輪によるコイルを振動板に接着する場合に比べて正確な位置にボイスコイル１４を配置することができる。より正確な位置にボイスコイル１４を配置することによって、より音質のよいスピーカを実現することができる。
【００５６】
なお、実施の形態３においては、プリントコイルの長辺を１本の直線状としたが、プリントコイルの長辺を折れ線状または曲線状に形成してもよい（図１１（ｅ）参照）。すなわち、プリントコイルの長辺は、短辺方向の成分を有する折れ線または曲線によって構成されてもよい。これによって、振動板１１に駆動力を加える範囲を短辺方向に関して広くすることができるので、短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に駆動力を確実に加えることができる。なお、図１１（ｄ）に示すように、プリントコイルは、振動板１１の両面に形成されることが好ましい。すなわち、プリントコイルは、振動板１１の厚さ方向の中心に関して対象となることが好ましい。
【００５７】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４に係るスピーカについて説明する。図１２（ａ）は、当該スピーカを示す平面図であり、図１２（ｂ）は当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１２（ｃ）は当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１２（ｄ）は図１２（ｂ）に示す領域Ｒの部分拡大図である。なお、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）においては、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す部材と同機能の部材については同一の参照符号を付す。実施の形態４に係るスピーカは、振動板１１にリブが設けられる点で、実施の形態２に係るスピーカと異なる。その他の点は実施の形態２と同様であるので、以下では、実施の形態２と実施の形態４との相違点を中心に説明する。
【００５８】
実施の形態４においては、振動板１１にボイスコイル１４が接着される部分の内周側に補強リブ４１が複数個設けられる。補強リブ４１は振動板１１に凹凸を設けたものである。図１２においては、各補強リブ４１は短辺方向に延びるように設けられ、各補強リブ４１は互いに平行に設けられる。補強リブ４１を振動板１１に設けることによって、平面状の振動板に比べて曲げ強度を増加させることができる。振動板１１の短辺方向の曲げ強度を増加させることによって、短辺方向に関する共振モードの共振周波数を高くすることができる。図１３は、補強リブがない場合とある場合における音圧周波数特性を有限要素法で計算した結果を示す図である。図１３においては、細い線で示される特性が、補強リブがない場合における音圧周波数特性であり、太い線で示される特性が、補強リブがない場合における音圧周波数特性である。図１３に示されるように、補強リブがない場合において１０［ｋＨｚ］にある音圧周波数特性のピークが、補強リブを設けることによって１７［ｋＨｚ］まで高くなっている。つまり、補強リブを設けることによって、振動板１１は、より高い周波数帯域まで振動板にピストン運動に近い運動を行うこととなり、広帯域再生が可能なスピーカを提供することができる。
【００５９】
なお、実施の形態２以外の実施の形態においても、振動板１１に補強リブを設けるようにしてもよい。さらに、エッジ部にもリブ（タンジェンシャルリブ）を設けるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態１〜４においては、ボイスコイルを長辺方向に複数個配置してもよい。図１４は、実施の形態１におけるスピーカの変形例を示す図である。また、図１５は、実施の形態２におけるスピーカの変形例を示す図である。図１４および図１５に示すように、複数個（図１４および図１５では２個）のボイスコイルを長辺方向に並べて配置するようにしてもよい。なお、このとき、各ボイスコイルの長辺方向の長さの合計が、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上であればよい。
【００６１】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５に係るスピーカについて説明する。図１６（ａ）は、実施の形態５に係るスピーカの平面図である。図１６（ｂ）は、当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１６（ｃ）は、当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。実施の形態５に係るスピーカは、短辺方向に関して第１次および第２次共振モードの共振を抑制する点で、実施の形態１に係るスピーカと異なる。
【００６２】
図１６（ａ）〜図１６（ｃ）において、振動板１１は、矩形の平面状である。また、エッジ１２は、環状であり、断面が略半円形である。振動板１１の外周はエッジ１２の内周に固着される。フレーム１３は開口部を有する環状の形状である。エッジ１２の外周はフレーム１３の開口部に固着される。図１６（ａ）に示すように、振動板１１は縦方向と横方向との長さが異なる細長形状である。
【００６３】
マグネット１６、ヨーク１７、およびトッププレート１８は、磁気回路を構成し、磁気ギャップＧに磁束を発生する。図１６においては、スピーカは、この磁気回路を２個備える。２つの磁気回路は、短辺方向に並んで配置される。マグネット１６、ヨーク１７、およびトッププレート１８も振動板１１と同様、上面（図１（ｃ）の上側の面）から見たときの形状は矩形形状である。ヨーク１７は、長辺方向から見たときの断面形状が矩形の３辺を構成する形状（コの字形状）であり、底面と、長辺方向に関しては側面とを有する。なお、ヨーク１７は、短辺方向に関しては側面は有しない。したがって、矩形のトッププレート１８の長辺とヨーク１７の側面との間には磁気ギャップＧが形成される。上記磁気回路は、フレーム１３に固着される。
【００６４】
一方、振動板１１には、筒状のボイスコイルボビン１５が２つ固着されている。各ボイスコイルボビン１５を上面から見たときの形状は矩形である。２つのボイスコイルボビン１５は、振動板１１の短辺方向に関する中心線（長辺方向に延びる中心線）に対し対称に配置されている。各ボイスコイルボビン１５は、振動板１１と長辺が略平行に配置されている。ボイスコイルボビン１５には、ボイスコイル１４が巻き付けられている。つまり、ボイスコイル１４は、ボイスコイルボビン１５によって振動板１１に取り付けられている。ボイスコイルボビン１５は、ダンパー１９によってフレーム１３と接続されている。したがって、ボイスコイル１４は、ダンパー１９およびエッジ１２によって振動可能である。ボイスコイル１４は、磁気ギャップＧ中に配置されるようにボイスコイルボビン１５によって支持される。これによって、ボイスコイル１４に電流を印可することによってボイスコイル１４には駆動力が発生する。
【００６５】
また、実施の形態１と同様、ボイスコイルボビン１５の長辺方向の長さは、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上である。すなわち、ボイスコイルボビン１５は、長辺方向に関して振動板１１の６０％以上の部分に固着される。
【００６６】
また、実施の形態５においては、短辺方向に関してボイスコイルボビン１５の長辺が振動板１１に固着される位置は、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振および第２次共振の両方を抑制する位置である。したがって、振動板１１は長辺方向に関しては全面駆動され、短辺方向に関しては第１次共振モードおよび第２次共振モードの両方を抑制するように駆動される。
【００６７】
具体的には、２つのボイスコイルボビン１５のうちの一方のボイスコイルボビン１５については、振動板１１の短辺の長さを１として、振動板１１の短辺の端から０．１１３に相当する位置に一方の長辺が固着され、０．３７７７５に相当する位置に他方の長辺が固着される。なお、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイルボビン１５の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．１から０．１５の範囲および、０．３５から０．４の範囲が通常最適となる。また、他方のボイスコイルボビン１５については、振動板１１の短辺の端から０．６２２２５に相当する位置に一方の長辺が固着され、０，８８７に相当する位置に他方の長辺が固着される。なお、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイルボビン１５の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．６から０．６５の範囲および、０．８５から０．９の範囲が通常最適となる。
【００６８】
なお、エッジ１２の質量や剛性が振動板１１に比べて無視できない場合、振動板１１の第１次および第２次共振モードの節の位置は、上記の位置から変化するので、ボイスコイル１４（ボイスコイルボビン１５）の固着位置も当該節の位置に合わせて移動させる必要がある。
【００６９】
以上のように構成されたスピーカについて、その動作と効果を説明する。各ボイスコイル１４に電流が印可されると、印可された電流および上記磁気回路による磁界によってボイスコイル１４には駆動力が発生する。発生した駆動力によって振動板１１が振動することによって音が空間に放射される。なお、２つのボイスコイル１４には同じ信号が印可される。ここで、実施の形態５に係るスピーカによれば、振動板１１に駆動力を与える位置（すなわち、ボイスコイルボビン１５の取り付け位置）を上述した位置にすることによって、振動板１１の共振を抑制することができる。実施の形態５においては、短辺方向に関して第１次共振と第２次共振とを抑制することができる。
【００７０】
以下、短辺方向に関してボイスコイルボビン１５の長辺を振動板１１に固着する位置の算出方法について説明する。振動板１１の短辺の長さを１とすると、振動板１１の短辺方向に関する共振モードの節の位置は次のようになる。すなわち、第１次共振モードの節の位置は、上述したように、振動板１１の短辺の端から０．２２４、および０．７７６の位置となる。また、第２次共振モードの節の位置は、振動板１１の短辺の端から端より０．０９４４，０．３５６，０．６４４，０．９０６６の位置となる。
【００７１】
ここで、第２次共振モードの節の位置にボイスコイル１４を固着すれば、第２次共振モードを抑制することができる。しかしながら、ボイスコイル１４を第２次共振モードの節の位置に取り付けた場合には、第２次共振モードは消滅するが、（中心駆動に比べては第１次共振モードは抑えられているが）完全には第１次共振モードは消滅しない。なぜなら、この場合、第１次共振モードに関しては、モードの節の内側と外側で等価的に働く力が等しくならないからである。そこで、第１次および第２次共振モードの両方を消滅させるためには、両方のモードが生じない駆動点を算出する必要がある。以下、詳細を説明する。
【００７２】
短辺方向にのみに着目すると、振動板１１の共振姿態は両端自由棒の共振姿態見なすことができる。したがって、集中駆動力Ｆｘ＊ｅjωt による強制振動変位ξは、式（１）によって与えられる。
【数１】
0004590403.tif 000002
ここで、
ρ：密度
ｓ：棒の断面積
ｌ：棒の長さ
Ξｍ（ｘ）、Ξｍ（ｙ）：振動姿態を表す規準関数
ω：角速度
である。
次に、振動板１１の短辺の長さを１として当該短辺の端からｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の４点を駆動した場合の振動変位ξは、式（２）によって与えられる。
【数２】
0004590403.tif 000003
このとき、第１次モードと第２次モード（中心に対して対称に駆動するので非対称モードは発生しない。したがって、ここでは、非対称モードを除いて、低次モードから順に第１次共振、第２次共振モードと称する）が起こらない条件は、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４が式（３）を満たすことである。すなわち、第１次および第２次共振を抑制する駆動点としては、式（３）を満たすｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４を求めればよい。
【数３】
0004590403.tif 000004
ここで、同一力で中心に対して対称に駆動するため、以下の式（４）が成り立つ。
【数４】
0004590403.tif 000005
したがって、式（３）を満たす条件は、式（５）および式（６）と表すことができる。
【数５】
0004590403.tif 000006
式（５）および式（６）を同時に満足するように駆動ポイントｘを求めると、次の式（７）のようになる。
ｘ１＝０．１１３０
ｘ２＝０．３７７７５
ｘ３＝（１−ｘ２）＝０．６２２２５
ｘ４＝（１−ｘ１）＝０．８７７０      …（７）
以上より、式（７）を満たすｘ１〜ｘ４により示される４点を駆動点とすればよい。実施の形態５では、式（７）で表される位置を駆動するので、第１次および第２次共振モードが生じないことになる。したがって、実施の形態５によれば、第１次共振モードに加えて第２次共振モードも抑制できるので、振動板のピストンモーション領域がさらに拡大され、音圧周波数特性が平坦になる。それゆえ、より高音質なスピーカを実現することができる。
【００７３】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６に係るスピーカについて説明する。図１７（ａ）は、当該スピーカを示す平面図であり、図１７（ｂ）は当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１７（ｃ）は当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１７（ｄ）は図１７（ｂ）に示す領域Ｐの部分拡大図である。なお、図１７（ａ）〜図１７（ｄ）においては、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す部材と同機能の部材については同一の参照符号を付す。実施の形態６に係るスピーカは、各ボイスコイル１４が振動板１１に直接接続されている点で、実施の形態５に係るスピーカと異なる。また、実施の形態６に係るスピーカは、トッププレート１８がない磁気回路を備える点で、実施の形態５に係るスピーカと異なる。
【００７４】
図１７に示すように、振動板１１の外周は、断面が略半円形をしたエッジ１２の内周側に固着される。エッジ１２の反対側（外周側）はフレーム１３に固着される。振動板１１は、縦方向に沿って延びる形状であり、また、縦方向と横方向との長さが異なる形状である。実施の形態６においては、ボイスコイル１４が振動板１１に直接接続されている。ボイスコイル１４は、銅やアルミ線を平面状に巻き線した平面ボイスコイルである。また、実施の形態６においては、磁気回路は、マグネット１６とヨーク１７とで構成される。マグネット１６およびヨーク１７の形状は実施の形態５と同じである。この磁気回路はフレーム１３に固着され、マグネット１６とヨーク１７の上側の空間に磁束を発生する。ボイスコイル１４は、駆動電流が印可されることによって振動板１１を振動させる駆動力を発生する。
【００７５】
また、ボイスコイル１４の長辺方向の長さは、実施の形態５と同様、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上の長さである。一方、短辺方向に関してボイスコイル１４の長辺が振動板１１に固着される位置は、実施の形態５と同様、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振および第２次共振の両方を抑制する位置である。具体的には、２つのボイスコイル１４のうちの一方のボイスコイル１４については、振動板１１の短辺の長さを１として、振動板１１の短辺の端から０．１１３に相当する位置に一方の長辺が固着され、０．３７７７５に相当する位置に他方の長辺が固着される。なお、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイル１４の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．１から０．１５の範囲および、０．３５から０．４の範囲が通常最適となる。また、他方のボイスコイル１４については、振動板１１の短辺の端から０．６２２２５に相当する位置に一方の長辺が固着され、０，８８７に相当する位置に他方の長辺が固着される。なお、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイル１４の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．６から０．６５の範囲および、０．８５から０．９の範囲が通常最適となる。なお、エッジ１２の質量や剛性が振動板１１に比べて無視できない場合、振動板１１の第１次および第２次共振モードの節の位置は、上記の位置から変化するので、ボイスコイル１４の固着位置も当該節の位置に合わせて移動させる必要がある。
【００７６】
以上のように構成されたスピーカの動作および効果を説明する。ボイスコイル１４に電流が印可されると、印可された電流および上記磁気回路による磁界によってボイスコイル１４には駆動力が発生する。発生した駆動力によって振動板１１が振動することによって音が空間に放射される。ここで、実施の形態１と同様、振動板１１は長辺方向に関してはその長さの６０％以上の部分に駆動力が加えられる。したがって、長辺方向に関して振動板１１を全面駆動する場合と同様の効果が得られる。すなわち、長辺方向に関する共振は抑制される。また、実施の形態５と同様、ボイスコイル１４の長辺は、短辺方向に関して、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振および第２次共振の両方を抑制する位置に固着される。したがって、短辺方向に関する共振を抑制することができる。以上より、実施の形態５と同様、広帯域にわたって音圧周波数特性が平坦となる、歪の少ないスピーカを実現することができる。
【００７７】
さらに、実施の形態６によれば、スピーカはボイスコイルボビンを有しない構成であるので、実施の形態１に比べてスピーカの高さを低くすることができる。すなわち、スピーカをより薄くすることができる。なお、ボイスコイル１４が集中して配置される位置に磁束密度を集中させる磁気回路を用いることによって、スピーカの電気音響変換の効率を向上させることができる。
【００７８】
（実施の形態７）
以下、実施の形態７に係るスピーカについて説明する。図１８（ａ）は、当該スピーカを示す平面図であり、図１８（ｂ）は当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１８（ｃ）は当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１８（ｄ）は図１８（ｂ）に示す領域Ｐの部分拡大図である。なお、図１８（ａ）〜図１８（ｄ）においては、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す部材と同機能の部材については同一の参照符号を付す。実施の形態７に係るスピーカは、ボイスコイル１４がプリントコイルである点で、実施の形態６に係るスピーカと異なる。
【００７９】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）に示すように、振動板１１の外周は、断面が略半円形をしたエッジ１２の内周側に固着される。エッジ１２の反対側（外周側）はフレーム１３に固着される。振動板１１は、縦方向に沿って延びる形状であり、また、縦方向と横方向との長さが異なる形状である。実施の形態７では、振動板１１は、ＰＩ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ガラエポ等の絶縁基板で構成されている。ボイスコイル１４は、振動板１１である基板上に形成される。ボイスコイル１４は、銅やアルミによるプリント配線コイルである。また、実施の形態６と同様、磁気回路は、マグネット１６とヨーク１７とで構成される。マグネット１６およびヨーク１７の形状は実施の形態５と同じである。この磁気回路はフレーム１３に固着され、マグネット１６とヨーク１７の上側の空間に磁束を発生する。ボイスコイル１４は、駆動電流が印可されることによって振動板１１を振動させる駆動力を発生する。ボイスコイル１４は縦長の矩形であり、振動板１１と中心軸が一致するように配置されている。
【００８０】
また、ボイスコイル１４の長辺方向の長さは、実施の形態５と同様、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上の長さである。一方、短辺方向に関してボイスコイル１４の長辺が振動板１１に固着される位置は、実施の形態５と同様、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振および第２次共振の両方を抑制する位置である。具体的には、２つのボイスコイル１４のうちの一方のボイスコイル１４については、振動板１１の短辺の長さを１として、振動板１１の短辺の端から０．１１３に相当する位置に一方の長辺が固着され、０．３７７７５に相当する位置に他方の長辺が固着される。なお、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイル１４の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．１から０．１５の範囲および、０．３５から０．４の範囲が通常最適となる。また、他方のボイスコイル１４については、振動板１１の短辺の端から０．６２２２５に相当する位置に一方の長辺が固着され、０，８８７に相当する位置に他方の長辺が固着される。なお、振動板１１の形状や重量等に関する組み立てばらつきを考慮すると、ボイスコイル１４の長辺を振動板１１に取り付ける位置は、振動板１１の短辺方向に関して０．６から０．６５の範囲および、０．８５から０．９の範囲が通常最適となる。なお、エッジ１２の質量や剛性が振動板１１に比べて無視できない場合、振動板１１の第１次および第２次共振モードの節の位置は、上記の位置から変化するので、ボイスコイル１４の固着位置も当該節の位置に合わせて移動させる必要がある。
【００８１】
以上のように構成されたスピーカの動作および効果を説明する。ボイスコイル１４に電流が印可されると、印可された電流および上記磁気回路による磁界によってボイスコイル１４には駆動力が発生する。発生した駆動力によって振動板１１が振動することによって音が空間に放射される。ここで、実施の形態１と同様、振動板１１は長辺方向に関してはその長さの６０％以上の部分に駆動力が加えられる。したがって、長辺方向に関して振動板１１を全面駆動する場合と同様の効果が得られる。すなわち、長辺方向に関する共振は抑制される。また、実施の形態５と同様、ボイスコイル１４の長辺は、短辺方向に関して、振動板１１の短辺方向に関する第１次共振および第２次共振の両方を抑制する位置に固着される。したがって、短辺方向に関する共振を抑制することができる。以上より、実施の形態５と同様、広帯域にわたって音圧周波数特性が平坦となる、歪の少ないスピーカを実現することができる。
【００８２】
さらに、実施の形態７によれば、ボイスコイル１４をプリント配線技術により振動板１１上に形成することによって、線輪によるコイルを振動板に接着する場合に比べて正確な位置にボイスコイル１４を配置することができる。より正確な位置にボイスコイル１４を配置することによって、より音質のよいスピーカを実現することができる。
【００８３】
なお、実施の形態７においては、プリントコイルの長辺を１本の直線状としたが、実施の形態３と同様、プリントコイルの長辺を折れ線状または曲線状に形成してもよい（図１１（ｄ）参照）。これによって、振動板１１に駆動力を加える範囲を短辺方向に関して広くすることができるので、短辺方向に関する第１次共振モードの節の位置に駆動力を確実に加えることができる。
【００８４】
（実施の形態８）
以下、実施の形態８に係るスピーカについて説明する。図１９（ａ）は、当該スピーカを示す平面図であり、図１９（ｂ）は当該スピーカの長辺側の断面図（Ｂ−Ｂ’断面図）であり、図１９（ｃ）は当該スピーカの短辺側の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１９（ｄ）は図１９（ｂ）に示す領域Ｒの部分拡大図である。なお、図１９（ａ）〜図１９（ｄ）においては、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す部材と同機能の部材については同一の参照符号を付す。実施の形態８に係るスピーカは、振動板１１にリブが設けられる点で、実施の形態５に係るスピーカと異なる。その他の点は実施の形態５と同様であるので、以下では、実施の形態５と実施の形態８との相違点を中心に説明する。
【００８５】
実施の形態８においては、振動板１１にボイスコイル１４が接着される部分の内周側に補強リブ４１が複数個設けられる。補強リブ４１は振動板１１に凹凸を設けたものである。図１９においては、各補強リブ４１は短辺方向に延びるように設けられ、各補強リブ４１は互いに平行に設けられる。補強リブ４１を振動板１１に設けることによって、平面状の振動板に比べて曲げ強度を増加させることができる。振動板１１の短辺方向の曲げ強度を増加させることによって、短辺方向に関する共振モードの共振周波数を高くすることができる。
【００８６】
なお、実施の形態８以外の実施の形態においても、振動板１１に補強リブを設けるようにしてもよい。さらに、エッジ部にもリブ（タンジェンシャルリブ）を設けるようにしてもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態５〜８においても、図１４および図１５に示したように、ボイスコイルを長辺方向に複数個配置してもよい。なお、このとき、長辺方向に並んで配置される各ボイスコイルの長辺方向の長さの合計が、振動板１１の長辺方向の長さの６０％以上であればよい。
【００８８】
また、上記実施の形態５〜８においては、２つのボイスコイル１４を短辺方向に並んで配置するようにしたが、２つのボイスコイル１４を同心状に配置するようにしてもよい。図２０は、他の実施形態におけるボイスコイルの配置を示す図である。図２０に示すように、２つのボイスコイル１４は、同心状（このときの中心は、振動板１１の中心と一致する）に配置するようにしてもよい。なお、図２０においては、ボイスコイル１４をプリントコイルとしているが、線輪により構成される平面コイルであってもよい。なお、図２０においては、２つのボイスコイル１４のうちの少なくとも１つのボイスコイルについて、長辺方向の長さが、振動板の長辺方向の長さの６０％以上であればよい。
【００８９】
また、実施の形態１から８においては、エッジ部には凸型部が形成される構成であったが、凸型部がない構成であってもよい。つまり、エッジ部の断面は平坦であってもよい。また、実施の形態１から８では、本発明に係る磁気回路を内磁型で示したが、振動板を２つのマグネットが挟み込む方式や外磁型等、他の方式の磁気回路を用いてもよい。
【００９０】
さらに、本発明に係るスピーカは、スリム化および薄型化が容易であるので、薄型テレビや携帯電話やＰＤＡ等の電子機器に利用することが有効である。すなわち、電子機器は、本発明に係るスピーカと、スピーカを内部に保持する筐体とを備える構成である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明に係るスピーカは、細長構造でありながら分割共振を抑制すること等を目的として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態１のスピーカを示す図
【図２】実施の形態１において有限要素法の計算に用いた振動板を示す図
【図３】駆動点の違いによる音圧周波数特性の計算結果を示す図
【図４】振動板の長辺方向に関する共振モードを示す図
【図５】駆動点の違いによる音圧周波数特性の計算結果を示す図
【図６】振動板の駆動法を説明する平面図
【図７】振動板の長辺長さと駆動長さＤ−Ｄ’の比と共振モードにより発生する音圧のピークレベルの大きさの関係を示す計算結果を示す図
【図８】短径方向における第１次共振モードの計算結果を示す図
【図９】駆動点の違いによる音圧周波数特性の計算結果を示す図
【図１０】実施の形態２のスピーカを示す図
【図１１】実施の形態３のスピーカを示す図
【図１２】実施の形態４のスピーカを示す図
【図１３】補強リブがない場合とある場合との音圧周波数特性を示す図
【図１４】他の実施の形態におけるスピーカを示す図
【図１５】他の実施の形態におけるスピーカを示す図
【図１６】実施の形態５のスピーカを示す図
【図１７】実施の形態６のスピーカを示す図
【図１８】実施の形態７のスピーカを示す図
【図１９】実施の形態８のスピーカを示す図
【図２０】他の実施の形態におけるスピーカを示す図
【図２１】従来のスリム型スピーカの構造を示す図
【図２２】従来のスリムスピーカの再生音圧レベルの周波数特性を示す図
【符号の説明】
【００９３】
１１  振動板
１２  エッジ
１３  フレーム
１４  ボイスコイル
１５  ボイスコイルボビン
１６  マグネット
１７  ヨーク
１８  トッププレート
１９  ダンパー
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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