(57)【要約】  本発明に係る電気音響変換器は、振動板と、開口部が一部に形成され、振動板を内部において直接または間接的に支持する筐体と、振動板からみて開口部側に設けられ、当該振動板と対向する面に磁極を有する第１の磁極部と、振動板からみて筐体の内部底面側に設けられ、当該振動板を介して第１の磁極部と対向する少なくとも一部の面に磁極を有する第２の磁極部と、第１および第２の磁極部によって形成される磁気ギャップ中に位置するように振動板上に設けられ、振動板が当該振動板の面に対して垂直な方向に振動するように駆動力を発生させる駆動コイルとを備え、振動板を介して互いに対向する第１および第２の磁極部の磁極は、同極であり、第１の磁極部の振動板と対向する面の外形は、第２の磁極部の振動板と対向する面の外形よりも小さい電気音響変換器である。
2007055271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
開口部が一部に形成され、前記振動板を内部において直接または間接的に支持する筐体と、
前記振動板からみて前記開口部側に設けられ、当該振動板と対向する面に磁極を有する第１の磁極部と、
前記振動板からみて前記筐体の内部底面側に設けられ、当該振動板を介して前記第１の磁極部と対向する少なくとも一部の面に磁極を有する第２の磁極部と、
前記第１および第２の磁極部によって形成される磁気ギャップ中に位置するように前記振動板上に設けられ、前記振動板が当該振動板の面に対して垂直な方向に振動するように駆動力を発生させる駆動コイルとを備え、
前記振動板を介して互いに対向する前記第１および第２の磁極部の磁極は、同極であり、
前記第１の磁極部の前記振動板と対向する面の外形は、前記第２の磁極部の前記振動板と対向する面の外形よりも小さいことを特徴とする、電気音響変換器。
【請求項２】
前記第１の磁極部は、
第１のマグネットと、
前記第１のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークとを含み、
前記第２の磁極部は、
第２のマグネットと、
前記第２のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記駆動コイルは、前記振動板上において、前記第１の磁極部の前記振動板と対向する面の外縁より外側であって前記第２の磁極部の前記振動板と対向する面の外縁より内側の位置に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記第１の磁極部は、前記振動板と対向する面に設けられた柱状体の第１のマグネットを含み、
前記第２の磁極部は、前記振動板を介して前記第１のマグネットと対向する面に設けられた柱状体の第２のマグネットを含み、
前記第１および第２のマグネットの着磁方向は、前記振動板の振動方向であって互いに反対の方向であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記第１の磁極部は、前記第１のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークをさらに含み、
前記第２の磁極部は、前記第２のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークをさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の電気音響変換器。
【請求項６】
前記第１の磁極部に含まれるヨークは、前記第１のマグネットの前記振動板と対向する面と反対の磁極を有する面のみに設けられることを特徴とする、請求項５に記載の電気音響変換器。
【請求項７】
前記第２の磁極部に含まれるヨークは、前記第２のマグネットの前記振動板と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられることを特徴とする、請求項５に記載の電気音響変換器。
【請求項８】
前記第２のマグネットの前記振動板に対向する面の面積に対する前記第１のマグネットの前記振動板に対向する面の面積の比率が４０％〜７０％の範囲内であることを特徴とする、請求項４に記載の電気音響変換器。
【請求項９】
前記駆動コイルは、細長の矩形形状であり、
前記第１および第２のマグネットは、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、
前記第１のマグネットの長辺方向の幅は、前記第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、
前記第１のマグネットの短辺方向の幅は、前記第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項４に記載の電気音響変換器。
【請求項１０】
前記駆動コイルの長辺部分は、前記振動板上において、前記第１のマグネットの短辺方向の外縁と前記第２のマグネットの短辺方向の外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられることを特徴とする、請求項９に記載の電気音響変換器。
【請求項１１】
前記駆動コイルは、円形形状であり、
前記第１および第２のマグネットは、円柱体であり、
前記第１のマグネットの外径は、前記第２のマグネットの外径より小さいことを特徴とする、請求項４に記載の電気音響変換器。
【請求項１２】
前記駆動コイルは、前記振動板上において、前記第１のマグネットの外縁と前記第２のマグネットの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられることを特徴とする、請求項１１に記載の電気音響変換器。
【請求項１３】
前記駆動コイルは、細長の矩形形状であり、
前記第１の磁極部は、前記振動板と対向する面に設けられ、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体である第１のマグネットを含み、
前記第２の磁極部は、
前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体形状のセンターポールが前記振動板を介して前記第１のマグネットと対向する位置に形成されたヨークと、
前記センターポールの前記第１のマグネットと対向する面に対する長辺方向の側面を囲むように前記ヨーク上に設けられ、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体である２つの第２のマグネットとを含み、
前記第１のマグネットおよび各前記第２のマグネットの着磁方向は、前記振動板の振動方向であって互いに同じ方向であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項１４】
前記第１のマグネットの長辺方向の幅は、各前記第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、
前記第１のマグネットの短辺方向の幅は、各前記第２のマグネットおよび前記ヨークを含む前記第２の磁極部の短辺方向の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１３に記載の電気音響変換器。
【請求項１５】
前記駆動コイルの長辺部分は、前記振動板上において、前記第１のマグネットの前記振動板と対向する面に対する長辺方向の側面と、当該側面側に存在する前記第２のマグネットの前記センターポールと対向する側面とを直線状に結んで形成された空間内に設けられることを特徴とする、請求項１４に記載の電気音響変換器。
【請求項１６】
前記第１の磁極部は、前記振動板と対向する面に設けられた柱状体の第１のマグネットを含み、
前記第２の磁極部は、
柱状体形状のセンターポールが前記振動板を介して前記第１のマグネットと対向する位置に形成されたヨークと、
中央に形成された空間内に前記センターポールが配置されるように前記ヨーク上に設けられた環状体の第２のマグネットとを含み、
前記第１および第２のマグネットの着磁方向は、前記振動板の振動方向であって互いに同じ方向であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項１７】
前記駆動コイルは、細長形状であり、
前記第１のマグネットは、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、
前記第２のマグネットは、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺部分を有する細長の環状体であり、
前記第１のマグネットの長辺方向の幅は、前記第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、
前記第１のマグネットの短辺方向の幅は、前記第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１６に記載の電気音響変換器。
【請求項１８】
前記駆動コイルは、円形形状であり、
前記第１のマグネットは、円柱体であり、
前記第２のマグネットは、円形の環状体であり、
前記第１のマグネットの外径は、前記第２のマグネットの最外径よりも小さいことを特徴とする、請求項１６に記載の電気音響変換器。
【請求項１９】
前記振動板は、円形状、矩形状、楕円形状、およびトラック形状のうちのいずれか１つの形状であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項２０】
請求項１に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、電子機器。
【請求項２１】
請求項１に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、映像機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気音響変換器および電子機器に関し、より特定的には、ホームオーディオで使用される電気音響変換器、および、当該電気音響変換器を備えた、オーディオセット、パソコン、テレビ等の映像機器等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤやＤＶＤ−ＡＵＤＩＯ等のメディアが普及し、これらのコンテンツに含まれる超高域を再生するため、再生帯域の高い電気音響変換器が望まれている。そこで、超高域再生を実現するため、図２４および図２５に示すような電気音響変換器が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。図２４は、従来の電気音響変換器９１の構造を示す断面図である。図２５は、従来の電気音響変換器９２の構造を示す断面図である。【０００３】
図２４において、電気音響変換器９１は、ヨーク９１１、マグネット９１２、振動板９１３、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを備える。ヨーク９１１は、凹形状の部材であり、鉄等の磁性体材料で構成される。ヨーク９１１の側部は、底部から垂直かつ上方向へと延びている。マグネット９１２は、上下方向に着磁されたネオジウムマグネットである。マグネット９１２は、柱状体である。マグネット９１２は、ヨーク９１１の内部の底面に固着される。マグネット９１２の側面とヨーク９１１の内部の側面との間には、同じ幅を有する磁気ギャップＧ１およびＧ２が形成される。マグネット９１２の上面とヨーク９１１の側部の上面とは、同一の高さとなっている。振動板９１３は、マグネット９１２の上面とヨーク９１１の側部の上面とに固着される。駆動コイル９１４ａは、磁気ギャップＧ１中または近傍に位置するように、振動板９１３の上面に固着される。駆動コイル９１４ｂは、磁気ギャップＧ２中または近傍に位置するように、振動板９１３の上面に固着される。【０００４】
マグネット９１２の上面の磁極をＮ極とする。このとき、マグネット９１２の上面の中央部から放射される磁束は、上面から略垂直かつ上方向に放射され、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを略垂直かつ下方向に貫通する。一方、マグネット９１２の上面の外縁部から放射される磁束は、上面から放射状に拡がって放射され、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを斜めかつ下方向に貫通する。このような磁場において、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂに電流が流れると、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂには、上下方向の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板９１３は上下方向に振動する。【０００５】
図２５において、電気音響変換器９２は、下部ケース９２１、上部ケース９２２、第１のマグネット９２３、第２のマグネット９２４、振動板９２５、および駆動コイル９２６を備える。下部ケース９２１および上部ケース９２２は、箱形状の部材であり、非磁性体材料で構成される。下部ケース９２１および上部ケース９２２を組み合わせることによって、筐体が形成される。第１および第２のマグネット９２３および９２４は、円柱体である。第１のマグネット９２３は、第２のマグネット９２４と同じ外径である。第１のマグネット９２３は、上部ケース９２２の内部の上面に固着される。上部ケース９２２の底部には、第１のマグネット９２３が固着されていない部分において開口部９２２ｈが形成される。第２のマグネット９２４は、下部ケース９２１の内部の底面に固着される。第１のマグネット９２３の中心軸は、第２のマグネット９２４の中心軸と一致している。第１のマグネット９２３は、上下方向に着磁される。第２のマグネット９２４は、上下方向であって第１のマグネット９２３の着磁方向とは反対の方向に着磁される。振動板９２５の外縁部は、下部ケース９２１および上部ケース９２２の間に挟まれるように、下部ケース９２１および上部ケース９２２に固着される。駆動コイル９２６は、第１のマグネット９２３の外縁と、第２のマグネット９２４の外縁とを結ぶ線を含むように、振動板９２５の上面に固着される。【０００６】
第１のマグネット９２３の下面の磁極をＮ極とすると、第２のマグネット９２４の上面の磁極はＮ極となる。したがって、第１のマグネット９２３の下面から垂直かつ下方向に放射された磁束は、略直角に曲がり、水平方向の磁束となる。同様に、第２のマグネット９２４の上面から垂直かつ上方向に放射された磁束は、略直角に曲がり、水平方向の磁束となる。このような静磁場において、駆動コイル９２６に電流が流れると、駆動コイル９２６には、上下方向の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板９２５は上下方向に振動し、振動板９２５から音が放射される。振動板９２５から放射された音は、開口部９２２ｈを介して外部に放射される。
【特許文献１】特開２００１−２１１４９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図２４に示した従来の電気音響変換器９１では、振動方向に垂直な方向の磁束よりも平行な磁束の方が支配的である。駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂに発生する駆動力は、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを流れる電流の方向と振動板の振動方向とに垂直な方向の磁束に比例する。つまり駆動力は、振動方向に垂直な方向の磁束に比例する。したがって、図２４に示した従来の電気音響変換器９１では、振動方向に平行な磁束の方が支配的であるため、十分な駆動力を得ることができなかった。その結果、再生音の音圧レベルが低くなるという問題があった。【０００８】
また、図２４に示す従来の電気音響変換器９１では、マグネット９１２しか備えていない。ここで、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂに電流を流していない初期状態から、振動板９１３が上方向（マグネット９１２から離れる方向）に振動する場合と、下方向（マグネット９１２に近づく方向）に振動する場合とを考える。マグネットから放射される磁束は、マグネットからの距離に比例して小さくなるものである。このため、それぞれの場合において駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを通る磁束の大きさが異なってしまう。つまり、振動方向によって、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂ上に発生する駆動力が異なることとなる。その結果、図２４に示した従来の電気音響変換器９１では、磁束の非対称性が駆動力の歪となって、再生音の音質が劣化するという問題があった。【０００９】
また、図２５に示す従来の電気音響変換器９２では、振動方向に垂直な方向の磁束を大きくし十分な駆動力を得るために、第２のマグネット９２４の他に第１のマグネット９２３を備えている。しかしながら、第１のマグネット９２３は、振動板９２５に対して音の放射面側に配置されている。このため、第１のマグネット９２３は、振動板９２５から放射された音に対して音響的な負荷（以下、音響負荷と称す）となってしまう。ここで、第１のマグネット９２３の外径は、第２のマグネット９２４と同じ外径である。このため、図２５に示す従来の電気音響変換器９２では、第１のマグネット９２３による音響負荷の影響が大きく、再生音の音質が大きく劣化するという問題があった。特に２０ｋＨｚ以上の超高域においては、この音響負荷による再生音の音質劣化が顕著であった。【００１０】
それ故、本発明は、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、電気音響変換器であって、振動板と、開口部が一部に形成され、振動板を内部において直接または間接的に支持する筐体と、振動板からみて開口部側に設けられ、当該振動板と対向する面に磁極を有する第１の磁極部と、振動板からみて筐体の内部底面側に設けられ、当該振動板を介して第１の磁極部と対向する少なくとも一部の面に磁極を有する第２の磁極部と、第１および第２の磁極部によって形成される磁気ギャップ中に位置するように振動板上に設けられ、振動板が当該振動板の面に対して垂直な方向に振動するように駆動力を発生させる駆動コイルとを備え、振動板を介して互いに対向する第１および第２の磁極部の磁極は、同極であり、第１の磁極部の振動板と対向する面の外形は、第２の磁極部の振動板と対向する面の外形よりも小さいことを特徴とする。なお、上記第１の磁極部は、例えば、実施形態において後述する、第１のマグネット１２で構成されるもの、第１のマグネット１２および第１のヨーク３０で構成されるものに相当するものである。また、上記第２の磁極部は、例えば、実施形態において後述する、第２のマグネット１３で構成されるもの、第２のマグネット１３および第２のヨーク３１で構成されるもの、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃと第３のヨーク３３とで構成されるものに相当するものである。【００１２】
本発明によれば、振動板に対して音の放射面側に存在する第１の磁極部による音響負荷の影響を抑えることができる。その結果、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器を提供することができる。【００１３】
好ましくは、第１の磁極部は、第１のマグネットと、第１のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークとを含み、第２の磁極部は、第２のマグネットと、第２のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークとを含むとよい。【００１４】
これにより、駆動コイルに生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００１５】
好ましくは、駆動コイルは、振動板上において、第１の磁極部の振動板と対向する面の外縁より外側であって第２の磁極部の振動板と対向する面の外縁より内側の位置に設けられるとよい。【００１６】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が高くなるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００１７】
好ましくは、第１の磁極部は、振動板と対向する面に設けられた柱状体の第１のマグネットを含み、第２の磁極部は、振動板を介して第１のマグネットと対向する面に設けられた柱状体の第２のマグネットを含み、第１および第２のマグネットの着磁方向は、振動板の振動方向であって互いに反対の方向であるとよい。【００１８】
これにより、柱状体の第１および第２のマグネットを用いて、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器を提供することができる。【００１９】
好ましくは、第１の磁極部に含まれるヨークは、第１のマグネットの振動板と対向する面と反対の磁極を有する面のみに設けられるとよい。【００２０】
これにより、第１の磁極部による音響負荷の影響を抑えつつ、駆動コイルに生じる駆動力をさらに大きくすることができる。【００２１】
好ましくは、第２の磁極部に含まれるヨークは、第２のマグネットの振動板と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられるとよい。【００２２】
これにより、駆動コイルに生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００２３】
好ましくは、第２のマグネットの振動板に対向する面の面積に対する第１のマグネットの振動板に対向する面の面積の比率が４０％〜７０％の範囲内であるとよい。【００２４】
これにより、音圧レベルの増加量と音圧周波数特性上のディップの深さに関し、実用上最適な特性を有する電気音響変換器を提供することができる。【００２５】
好ましくは、駆動コイルは、細長の矩形形状であり、第１および第２のマグネットは、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、第１のマグネットの長辺方向の幅は、第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、第１のマグネットの短辺方向の幅は、第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいとよい。【００２６】
これにより、縦横比が大きい細長の外形形状を有する電気音響変換器を提供することができる。【００２７】
好ましくは、駆動コイルの長辺部分は、振動板上において、第１のマグネットの短辺方向の外縁と第２のマグネットの短辺方向の外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられるとよい。【００２８】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が最大となるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００２９】
好ましくは、駆動コイルは、円形形状であり、第１および第２のマグネットは、円柱体であり、第１のマグネットの外径は、第２のマグネットの外径より小さいとよい。【００３０】
これにより、円形の外形形状を有する電気音響変換器を提供することができる。【００３１】
好ましくは、駆動コイルは、振動板上において、第１のマグネットの外縁と第２のマグネットの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられるとよい。【００３２】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が最大となるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００３３】
好ましくは、駆動コイルは、細長の矩形形状であり、第１の磁極部は、振動板と対向する面に設けられ、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体である第１のマグネットを含み、第２の磁極部は、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体形状のセンターポールが振動板を介して第１のマグネットと対向する位置に形成されたヨークと、センターポールの第１のマグネットと対向する面に対する長辺方向の側面を囲むようにヨーク上に設けられ、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体である２つの第２のマグネットとを含み、第１のマグネットおよび各第２のマグネットの着磁方向は、振動板の振動方向であって互いに同じ方向であるとよい。【００３４】
これにより、音響負荷とはならない第２の磁極部において、第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。【００３５】
好ましくは、第１のマグネットの長辺方向の幅は、各第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、第１のマグネットの短辺方向の幅は、各第２のマグネットおよびヨークを含む第２の磁極部の短辺方向の幅よりも小さいとよい。【００３６】
これにより、振動板に対して音の放射面側に存在する第１のマグネットによる音響負荷の影響を抑えることができる。【００３７】
好ましくは、駆動コイルの長辺部分は、振動板上において、第１のマグネットの振動板と対向する面に対する長辺方向の側面と、当該側面側に存在する第２のマグネットのセンターポールと対向する側面とを直線状に結んで形成された空間内に設けられるとよい。【００３８】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が最大となるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００３９】
好ましくは、第１の磁極部は、振動板と対向する面に設けられた柱状体の第１のマグネットを含み、第２の磁極部は、柱状体形状のセンターポールが振動板を介して第１のマグネットと対向する位置に形成されたヨークと、中央に形成された空間内にセンターポールが配置されるようにヨーク上に設けられた環状体の第２のマグネットとを含み、第１および第２のマグネットの着磁方向は、振動板の振動方向であって互いに同じ方向であるとよい。【００４０】
これにより、環状体の第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。【００４１】
好ましくは、駆動コイルは、細長形状であり、第１のマグネットは、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、第２のマグネットは、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺部分を有する細長の環状体であり、第１のマグネットの長辺方向の幅は、第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、第１のマグネットの短辺方向の幅は、第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいとよい。【００４２】
これにより、細長の環状体の第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。【００４３】
好ましくは、駆動コイルは、円形形状であり、第１のマグネットは、円柱体であり、第２のマグネットは、円形の環状体であり、第１のマグネットの外径は、第２のマグネットの最外径よりも小さいとよい。【００４４】
これにより、円形の環状体の第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。【００４５】
好ましくは、振動板は、円形状、矩形状、楕円形状、およびトラック形状のうちのいずれか１つの形状であるとよい。【００４６】
これにより、電気音響変換器の外形形状を振動板の形状に応じた形状にすることができる。【００４７】
本発明は、電子機器にも向けられており、上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える。【００４８】
これにより、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電子機器を提供することができる。【００４９】
本発明は、映像機器にも向けられており、上記課題を解決するために、本発明の映像機器は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える。【００５０】
これにより、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な映像機器を提供することができる。その結果、大画面化を実現した映像機器を提供することができる。また、再生音圧が高く、高域再生能力に優れた、音質の良い映像機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器および電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電気音響変換器１を正面からみた正面図である。
【図２】図２は、電気音響変換器１を図１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。
【図３】図３は、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図である。
【図４】図４は、図３に示す点ＯからＸ軸の正方向への距離と磁束密度の関係を示した図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１および第２のマグネット１２および１３の短辺方向の幅を同じ幅にした場合の音圧周波数特性を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を２ｍｍとし、第２のマグネット１３の幅を３．５ｍｍにした場合の音圧周波数特性を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第２のマグネット１３の短辺方向の幅に対する第１のマグネット１２の短辺方向の幅の比率と磁束密度の増加量との関係を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、幅比率と音圧周波数特性上のディップの深さとの関係を示す図である。
【図７】図７は、円形形状の電気音響変換器１を正面からみた図である。
【図８】図８は、電気音響変換器１を図７に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、断面形状が波形形状である場合の構造を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、エッジ１６が省略された構造を示す断面図である。
【図１０】図１０は、細長の直方体である第２のマグネット１３を、細長の環状体である第２のマグネット１３ｂにした構造を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る電気音響変換器２を正面からみた正面図である。
【図１２】図１２は、電気音響変換器２を図１１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。
【図１３】図１３は、円形形状の電気音響変換器２を正面からみた図である。
【図１４】図１４は、電気音響変換器２を図１３に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、スリットが形成されない第２のヨーク３１ｂを用いた場合の構造を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、平板形状の第２のヨーク３１ｃを用いた場合の構造を示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、第１のヨーク３０ｂを用いた場合の構造を示す図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態に係る電気音響変換器３を正面からみた正面図である。
【図１７】図１７は、電気音響変換器２を図１６に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。
【図１８】図１８は、電気音響変換器３の磁気回路のみを示した斜視図である。
【図１９】図１９は、電気音響変換器３内で形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図である。
【図２０】図２０は、円形形状の電気音響変換器３を正面からみた図である。
【図２１】図２１は、電気音響変換器３を図２０に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。
【図２２】図２２は、第３のヨーク３３ｂの構造を示す図である。
【図２３】図２３は、薄型テレビ５０の正面図である。
【図２４】図２４は、従来の電気音響変換器９１の構造を示す断面図である。
【図２５】図２５は、従来の電気音響変換器９２の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２、３    電気音響変換器
１０、１０ａ    下部ケース
１１、１１ａ    上部ケース
１２、１２ａ    第１のマグネット
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ    第２のマグネット
１４、１４ａ    振動板
１５、１５ａ    駆動コイル
１６、１６ａ    エッジ
２０    支持部材
３０、３０ａ、３０ｂ    第１のヨーク
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ    第２のヨーク
３３、３３ａ、３３ｂ    第３のヨーク
５０    薄型テレビ
５１    表示部
５２    機器筐体
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
（第１の実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る電気音響変換器１について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電気音響変換器１を正面からみた正面図である。図１および後述する図７に示す線Ｚｏは、紙面を向いて左右方向における電気音響変換器１の中心を示す線である。図２は、電気音響変換器１を図１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図２および後述する図３、図８、図９、図１０に示す線Ｙｏは、電気音響変換器１の厚み方向と平行な電気音響変換器１の中心軸を示す線である。なお、図２および後述する図３、図８において、紙面を向いて左右方向をＸ軸方向とし、そのうち右方向を正方向とする。また、紙面を向いて上下方向をＹ軸方向とし、そのうち上方向を正方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向とし、紙面から紙面の手前に向かう方向を正方向とする。【００５５】
図１に示すように、電気音響変換器１の正面の形状は細長形状である。図２において、電気音響変換器１は、下部ケース１０、上部ケース１１、第１のマグネット１２、第２のマグネット１３、振動板１４、駆動コイル１５、およびエッジ１６を備える。【００５６】
下部ケース１０は、Ｙ軸の正方向の面が開放された箱状の部材である。上部ケース１１は、Ｙ軸の正負方向の面がそれぞれ開放された筒状の部材である。下部ケース１０および上部ケース１１を組み合わせることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。下部ケース１０および上部ケース１１を構成する材料としては、例えばＡＢＳやＰＣ（ポリカーボネイト）のような樹脂材料などの非磁性体材料を用いるとする。【００５７】
第１のマグネット１２は、細長の直方体で構成される。第１のマグネット１２としては、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットなどを用いるとする。第１のマグネット１２の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、上部ケース１１内部の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅と同じ幅である。ここで、図１に示すように、第１のマグネット１２の短辺方向と平行な２つの側面は、上部ケース１１の内面にそれぞれ固着されている。このように第１のマグネット１２は、上部ケース１１によって長辺方向を支持されている。なお、上部ケース１１の上面には、第１のマグネット１２が配置されていない部分において、音を外部に放射するための開口部１１ｈが形成される。【００５８】
第２のマグネット１３は、細長の直方体で構成される。第２のマグネット１３としては、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットなどを用いるとする。第２のマグネット１３の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、第１のマグネット１２の長辺方向の幅と同じ幅である。第２のマグネット１３は、下部ケース１０内部の底面に固着される。【００５９】
なお、第１のマグネット１２および第２のマグネット１３は、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２の上下面および第２のマグネット１３の上下面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間には磁気ギャップが形成される。磁気ギャップ中の磁束の詳細については後述する。【００６０】
振動板１４は、細長の矩形形状であり、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間の空間に配置される。つまり、振動板１４は、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれに対して対向するように配置される。振動板１４の外縁部は、エッジ１６の内縁部と固着される。エッジ１６の断面形状は、略半円形状のロール形状である。エッジ１６の外縁部は、下部ケース１０の側部の上面と、上部ケース１１の側部の下面との間に固着される。つまり、エッジ１６の外縁部は、下部ケース１０と上部ケース１１との間に挟まれる形となる。このようにエッジ１６は、振動板１４を、振動板１４の面に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）に振動可能に支持している。【００６１】
駆動コイル１５は、細長の矩形形状であり、第１および第２のマグネット１２および１３と同心になるように、振動板１４上に設けられている。駆動コイル１５は、自身の長辺部分が第１および第２のマグネット１２および１３が有する各長辺と平行になるように設けられている。また駆動コイル１５は、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４上に設けられている。駆動コイル１５は、例えば振動板１４の下面に接着剤により接着されている。また駆動コイル１５は、例えばコイル線を巻いたもので構成される。【００６２】
次に、第１および第２のマグネット１２および１３の着磁方向について説明する。第１のマグネット１２の着磁方向は、振動板１４の振動方向（Ｙ軸方向）である。これに対し、第２のマグネット１３の着磁方向は、上記振動方向であって第１のマグネット１２と反対の方向に着磁される。例えば、第１のマグネット１２の下面の磁極がＮ極である場合、第２のマグネット１３の上面の磁極もＮ極となる。このように、第１のマグネット１２の下面が有する磁極は、第２のマグネット１３の上面が有する磁極と同極となる。【００６３】
次に、第１のマグネット１２の短辺方向（Ｘ軸方向）における幅と第２のマグネット１３の短辺方向（Ｘ軸方向）における幅との関係について説明する。図２に示すように、第１のマグネット１２の短辺方向の幅は、第２のマグネット１３よりも小さい。このため、第１のマグネット１２を振動板１４に投影したときの投影面積は、第２のマグネット１３を振動板１４に投影したときの投影面積よりも小さくなる。【００６４】
例えば、振動板１４の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅を６０ｍｍ、短辺方向（Ｘ軸方向）の幅を６ｍｍとする。またエッジ１６の断面上の半径を１．５ｍｍとする。また、第２のマグネット１３の短辺方向の幅を３．５ｍｍとする。本実施形態では、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を例えば２ｍｍとする。ここで、仮に第１のマグネット１２の短辺方向の幅を３．５ｍｍにした場合を考える。この場合、第１のマグネット１２は、振動板１４の面積に対して約６０％の面積を有することとなる。これに対し、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を２ｍｍとした場合、振動板１４の面積に対して約３０％の面積しか有さない。つまり、第１のマグネット１２の幅を第２のマグネット１３の幅より小さくすることで、第２のマグネット１３の幅と同じにした場合と比べ、振動板１４の面積に対する比率が格段に小さくなることがわかる。これにより、第１のマグネット１２による音響負荷が軽減されることとなり、音響負荷による再生音の音質劣化を抑えることができる。【００６５】
以下、図１および図２に示す電気音響変換器１の動作について説明する。まず、図３を参照して、駆動コイル１５に交流電気信号が入力されないときの、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成される静磁場について説明する。図３は、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図である。図３において、矢印が磁束のベクトルを示し、矢印の向きが磁束の方向を示している。図３に示す点Ｏは、中心軸Ｙｏ上の点であり、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間の中心に位置する点である。【００６６】
第１および第２のマグネット１２および１３は、互いに逆方向となるように着磁されている。このため、第１のマグネット１２の下面と第２のマグネット１３の上面の磁極をＮ極とすると、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束と、第２のマグネット１３の上面から放射された磁束とが反発することとなる。したがって、図３に示すように、第１および第２のマグネット１２および１３からそれぞれ放射された磁束は、振動板１４の振動方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）へと曲がる。このＸ軸方向の磁束が駆動力に比例する磁束となる。このように、図２に示した電気音響変換器１では、振動方向に対して垂直な方向の磁束が支配的になる。【００６７】
図３に示す静磁場において、点ＯからＸ軸の正方向への距離と磁束密度の関係を図４の曲線（Ａ）で示した。図４は、図３に示す点ＯからＸ軸の正方向への距離と磁束密度の関係を示した図である。図４において、縦軸はＸ軸方向の磁束密度を示し、横軸は点ＯからＸ軸の正方向への距離を示している。また、図４に示す２つの矢印は、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁の位置と、第２のマグネット１３の短辺方向における外縁の位置とをそれぞれ示したものである。図４に示す曲線（Ａ）は、本実施形態に係る電気音響変換器１が示す曲線であり、曲線（Ｂ）は、図２４に示した従来の電気音響変換器９１が示す曲線である。曲線（Ａ）と曲線（Ｂ）とを比較すると、曲線（Ａ）の方がＸ軸方向の磁束密度が高いことがわかる。これは、従来の電気音響変換器９１がマグネットを１つだけ用いているのに対し、本実施形態に係る電気音響変換器１がマグネットを２つ用いているからである。これにより、本実施形態に係る電気音響変換器１の再生音の音圧レベルは、従来の電気音響変換器９１と比べて約３ｄＢだけ高くなることがわかった。【００６８】
また曲線（Ａ）のピークは、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁との間に存在している。したがって好ましくは、駆動コイル１５の長辺部分が、振動板１４上において、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁との間に設けられるとよい。これにより、再生音の音圧レベルを高めることができる。【００６９】
さらに、曲線（Ａ）に示される磁束密度は、第１のマグネット１２の短辺方向の外縁と第２のマグネット１３の短辺方向の外縁とを結ぶ線上の位置で最大となる。したがって、より好ましくは、駆動コイル１５の長辺部分が第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられるとよい。これにより、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。なお、図２に示す点線が、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁とを結ぶ線である。さらに言えば、振動板１４上において、上記点線は２つ存在しており、駆動コイル１５の長辺部分を構成する左側の長辺部分は左側の点線の位置に、右側の長辺部分は右側の点線の位置にそれぞれ配置されることとなる。この際、左側および右側の長辺部分のほぼ中心が上記点線の位置となれば、なおよい。【００７０】
次に、駆動コイル１５に交流電気信号を入力した場合について説明する。駆動コイル１５に電流が流れると、Ｘ軸方向の磁束によって駆動コイル１５に上下方向（Ｙ軸方向であって振動板１４に対して垂直な方向）の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板１４は上下方向に振動する。振動板１４が振動することによって、振動板１４から音が放射される。振動板１４から放射された音は、開口部１１ｈを介して外部に放射される。【００７１】
以下、図５を参照して、音響負荷による再生音の音質劣化について考える。図５は、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３を所定のサイズにした場合の音圧周波数特性を示す図である。そのうち、図５Ａは、第１および第２のマグネット１２および１３の短辺方向の幅を同じ幅（３．５ｍｍ）にした場合の音圧周波数特性を示す図である。図５Ｂは、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を２ｍｍとし、第２のマグネット１３の幅を３．５ｍｍにした場合の音圧周波数特性を示す図である。図５Ａからわかるように、短辺方向の幅を３．５ｍｍで同じ幅にした場合、２０ｋＨｚ以上の超高域において音圧周波数特性が乱れている。具体的には、７０ｋＨｚ付近において大きなディップが生じている。これは、振動板１４に対して音の放射面側に配置される第１のマグネット１２が大きな音響負荷となり、この大きな音響負荷によって空洞共振が発生するためである。【００７２】
一方、図５Ｂからわかるように、第１のマグネット１２の短辺方向の幅が小さい場合、２０ｋＨｚ以上の超高域においてディップがほとんど生じていない。しかも、図５Ｂに示す音圧レベルは、図２４に示した従来の電気音響変換器９１と比べて高くなる。このように、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を第２のマグネット１３よりも小さくすることで、駆動コイル１５に発生する駆動力を大きくしつつ、音響負荷によるディップの発生を抑えることができる。また、振動板１４を介して第１のマグネット１２と第２のマグネット１３とが対向して配置されているので、駆動力の歪による音質の劣化も抑えることができる。【００７３】
以下、図６を参照して、第１のマグネット１２の面積と第２のマグネット１３の面積の関係について説明する。図６は、第１のマグネット１２の面積と第２のマグネット１３の面積を所定の面積にした場合の磁束密度と音圧周波数特性のディップとを示した図である。そのうち、図６Ａは、第２のマグネット１３の短辺方向の幅に対する第１のマグネット１２の短辺方向の幅の比率（以下、幅比率と称す）と磁束密度の増加量との関係を示す図である。図６Ｂは、幅比率と音圧周波数特性上のディップの深さとの関係を示す図である。なお、図６Ａにおける磁束密度の増加量とは、第１のマグネット１２が存在しないとき（幅比率が０％のとき）の磁気ギャップ中の磁束密度を基準として、その基準の磁束密度から増加した分の磁束密度の量を意味する。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、第２のマグネット１３の短辺方向の幅を３．５ｍｍ、高さを３ｍｍとしている。また、第１のマグネット１２の高さを２ｍｍとしている。また、第１および第２のマグネット１２および１３の長辺方向の幅はともに６０ｍｍとした。【００７４】
図６Ａにおいて、磁束密度の増加量が１．５ｄＢになるときの幅比率は４０％未満となる。ここで、磁束密度が増加すると、その分だけ再生音の音圧レベルも増加する。したがって、図６Ａに示す結果より、再生音の音圧レベルを１．５ｄＢ以上増加させるためには、幅比率を４０％以上に設定すればよいことがわかる。【００７５】
図６Ｂにおいて、幅比率が７０％のとき、ディップの深さが３ｄＢになる。したがって、図６Ｂに示す結果より、ディップの深さを３ｄＢ以下にするためには、幅比率を７０％以下に設定すればよいことがわかる。【００７６】
このように、音圧レベルの増加量とディップの深さの観点から、好ましくは、第１および第２のマグネット１２および１３の短辺方向の幅を、幅比率が４０％から７０％の範囲内となるように設定するとよい。これにより、実用上最適な特性を有する電気音響変換器１を提供することができる。なお、第１および第２のマグネット１２および１３の長辺方向の幅はともに６０ｍｍとしている。したがって、上記幅比率は、第２のマグネット１３の上面の面積に対する第１のマグネット１２の下面の面積の比率（以下、面積比率と称す）と等価である。したがって、第１および第２のマグネット１２および１３の面積を、面積比率が４０％から７０％の範囲内となるように設定すればよいこととなる。【００７７】
以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器１では、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を第２のマグネット１３よりも小さくしている。つまり、第１のマグネット１２の下面の外形を第２のマグネット１３の上面の外形よりも小さくしている。これにより、音響負荷による音質劣化を抑えることができる。その結果、駆動コイル１５に発生する駆動力を大きくしつつ、かつ、駆動力の歪による音質の劣化も抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器を提供することができる。【００７８】
なお、図１および図２に示した構造では、電気音響変換器１の正面の形状を細長形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該細長形状に応じた形状としたが、これに限定されない。例えば、図７および図８に示すように、電気音響変換器１の正面の形状を円形形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該円形形状に応じた形状としてもよい。図７は、円形形状の電気音響変換器１を正面からみた図である。図８は、電気音響変換器１を図７に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図７および図８に示す電気音響変換器１は、図１および図２に示した電気音響変換器１に対し、細長形状の下部ケース１０および上部ケース１１が円形形状の下部ケース１０ａおよび上部ケース１１ａに代わっている。同様に、細長の直方体で構成された第１および第２のマグネット１２および１３が、円柱体で構成された第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａに代わっている。また、細長形状の振動板１４は円形形状の振動板１４ａに、細長の矩形形状の駆動コイル１５は円形形状の駆動コイル１５ａに、細長の環状に形成されたエッジ１６は円形の環状に形成されたエッジ１６ａに代わっている。このように、図７および図８に示す電気音響変換器１は、図１および図２に示した電気音響変換器１に対し、正面からみた形状が異なり、第１のマグネット１２を支持する支持部材２０をさらに備える構造を有する。【００７９】
図８において、下部ケース１０ａは、上部ケース１１ａと組み合わさることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。支持部材２０は、例えば非磁性体材料で構成され、上部ケース１１ａの内面に固着される。第１のマグネット１２ａは、支持部材２０に固着される。このように第１のマグネット１２ａは、支持部材２０によって第２のマグネット１３ａと振動板１４ａを介して対向するように支持されている。なお、上部ケース１１ａの上面には、支持部材２０が配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ａｈが形成されることとなる。第２のマグネット１３ａは、下部ケース１０ａ内部の底面に固着される。なお、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ａは、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２ａの上下面および第２のマグネット１３ａの上下面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２ａと第２のマグネット１３ａとの間には磁気ギャップが形成される。なお、第１のマグネット１２ａの着磁方向は、Ｙ軸方向である。これに対し、第２のマグネット１３ａの着磁方向は、Ｙ軸方向であって第１のマグネット１２ａと反対の方向に着磁される。また、第１のマグネット１２ａの外径は、第２のマグネット１３ａの外径より小さい。つまり、第１のマグネット１２ａの下面の外形が第２のマグネット１３ａの上面の外形よりも小さくなっている。【００８０】
振動板１４ａは、第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａそれぞれに対して対向するように配置される。振動板１４ａの外縁部は、エッジ１６ａの内縁部と固着される。エッジ１６ａの外縁部は、下部ケース１０ａの側部の上面と、上部ケース１１ａの側部の下面との間に固着される。エッジ１６ａは、Ｙ軸方向に振動板１４ａを振動可能に支持している。駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ａによって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４ａ上に設けられている。なお、駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａの外縁と第２のマグネット１３ａの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられると、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。【００８１】
また、例えば、電気音響変換器１の正面の形状を、楕円形状、矩形形状、および矩形の対向する２辺のみが半円で形成されるレーストラックのような形状（以下、トラック形状と称す）としてもよい。これに伴い、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を電気音響変換器１の正面の形状に応じた形状にすればよい。例えば、振動板１４は、円形状、矩形状、楕円形状、およびトラック形状などの形状で構成される。【００８２】
なお、図２に示した構造では、エッジ１６の断面形状をロール形状としたが、これに限定されない。図９Ａに示すように、断面形状がロール形状であるエッジ１６の代わりに、断面形状が波形形状となるエッジ１６ｂを用いてもよい。図９Ａは、断面形状が波形形状である場合の構造を示す図である。また、エッジ１６の断面形状を平板形状としてもよい。また図２に示した構造では、エッジ１６が設けられていたが、これに限定されない。図９Ｂに示すように、エッジ１６が省略された構造であってもよい。図９Ｂは、エッジ１６が省略された構造を示す断面図である。この場合、振動板１４の外縁部がエッジ１６の役割を果たすこととなる。このようなエッジの断面形状の種類およびエッジの有無については、所望の最低共振周波数や最大振幅を得るべく適宜選択される。【００８３】
なお、図１および図２に示した構造では、第１のマグネット１２および第２のマグネット１３を細長の直方体としたが、例えば、細長の環状体などの他の形状であってもよい。図１０は、細長の直方体である第２のマグネット１３を、矩形の環状体である第２のマグネット１３ｂにした構造を示す断面図である。図１０に示す構造では、第１のマグネット１２は、第２のマグネット１３ｂの外形よりも小さい外形を有することとなる。【００８４】
なお、図１および図２に示した構造では、駆動コイル１５をコイル線を巻いたものとし、振動板１４と別体の構成としたが、これに限定されない。駆動コイル１５が振動板１４上に形成されるプリント配線で構成されてもよい。この場合、駆動コイル１５は、振動板１４と一体の構成となる。また、プリント配線を形成する手法としては、蒸着や印刷などでプリント配線を形成する手法が挙げられる。駆動コイル１５をプリント配線で構成することで、コイル線を使わなくて済むため、耐入力が向上する。また接着工程やリード線の引き出しがなくなるため、生産効率が上がる。【００８５】
なお、図１および図２に示した構造では、第１および第２のマグネット１２および１３にネオジウムマグネットを用いるとしたが、これに限定されない。目標とする再生音の音圧レベルや、マグネットの形状等に合わせて適宜フェライトやサマリウムコバルト等のマグネットを用いてもよい。【００８６】
なお、図１および図２に示した構造では、下部ケース１０および上部ケース１１に非磁性体材料を用いるとしたが、磁性体材料を用いてもよい。磁性体材料を用いることで、第１および第２のマグネット１２および１３から筐体側への漏れ磁束を軽減することができる。【００８７】
なお、図１および図２に示した構造では、開口部１１ｈが上部ケース１１の上面に形成されるとしたが、他の箇所にも開口部を設けるようにしてもよい。例えば、下部ケース１０および上部ケース１１の側部にも開口部を形成してもよい。これにより、音響負荷の影響をさらに小さくすることができる。また、最低共振周波数における尖鋭度を制御するために、開口部１１ｈ上に制動布を設けてもよい。【００８８】
なお、図１および図２に示した構造では、下部ケース１０および上部ケース１１の側部が下部ケース１０の底部に対して垂直方向に立設する構造であったが、これに限定されない。例えば、下部ケース１０および上部ケース１１の側部を傾斜させ、ホーン形状にしてもよい。これにより、高域特性をコントロールすることができる。【００８９】
（第２の実施形態）
図１１および図１２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る電気音響変換器２について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る電気音響変換器２を正面からみた正面図である。図１１および後述する図１３に示す線Ｚｏは、紙面を向いて左右方向における電気音響変換器２の中心を示す線である。図１２は、電気音響変換器２を図１１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図１２および後述する図１４、図１５に示す線Ｙｏは、電気音響変換器２の厚み方向と平行な電気音響変換器２の中心軸を示す線である。なお、図１２および後述する図１４において、紙面を向いて左右方向をＸ軸方向とし、そのうち右方向を正方向とする。また、紙面を向いて上下方向をＹ軸方向とし、そのうち上方向を正方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向とし、紙面から紙面の手前に向かう方向を正方向とする。【００９０】
本実施形態に係る電気音響変換器２の構造は、図１および図２に示した電気音響変換器１に対し、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれにヨークを固着した点で異なる。図１１および図１２において、図１および図２に示した電気音響変換器１と同じ構成部品については同じ符号を付し、説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。【００９１】
図１１に示すように、電気音響変換器２の正面の形状は細長形状である。図１２において、電気音響変換器２は、下部ケース１０、上部ケース１１、第１のマグネット１２、第２のマグネット１３、振動板１４、駆動コイル１５、エッジ１６、第１のヨーク３０、および第２のヨーク３１を備える。【００９２】
第１のヨーク３０は、平板形状であり、鉄などの磁性体材料で構成される。第１のヨーク３０は、上部ケース１１の内面に固着される。第１のマグネット１２は、第１のヨーク３０の下面に固着される。第１のヨーク３０は、第１のマグネット１２の周囲の少なくとも一部に磁路を形成するものである。第１のマグネット１２は、第１のヨーク３０によって第２のマグネット１３と振動板１４を介して対向するように支持されている。第１のヨーク３０の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅は、第１のマグネット１２の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅と同じ幅である。また第１のヨーク３０の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、第１のマグネット１２の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅と同じ幅である。なお、上部ケース１１の上面には、第１のヨーク３０が配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ｈが形成されることとなる。また、第１のヨーク３０、下部ケース１０、および上部ケース１１を組み合わせることによって筐体が形成されることになる。【００９３】
第２のヨーク３１は、凹形状であり、鉄などの磁性体材料で構成される。第２のヨーク３１は、下部ケース１０の内部の底面に固着される。第２のヨーク３１は、第２のマグネット１３の周囲の少なくとも一部に磁路を形成するものである。第２のヨーク３１の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅は、第２のマグネット１３の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅よりも大きい。また第２のヨーク３１の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、第２のマグネット１３の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅と同じ幅である。なお、第１のヨーク３０および第２のヨーク３１は、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。【００９４】
第２のマグネット１３は、第２のヨーク３１の内部の底面に固着される。図１２では、第２のマグネット１３の上面と、第２のヨーク３１の側部の上面とが同一平面上に位置している。つまり、第２のヨーク３１は、第２のマグネット１３の振動板１４と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられている。なお、第２のヨーク３１の内部の側面と、第２のマグネット１３の長辺方向の側面との間には空間（スリット）が形成されている。【００９５】
第１のマグネット１２および第２のマグネット１３は、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２の上下面および第２のマグネット１３の上下面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間には磁気ギャップが形成される。第１のマグネット１２の着磁方向は、Ｙ軸方向である。これに対し、第２のマグネット１３の着磁方向は、Ｙ軸方向であって第１のマグネット１２と反対の方向に着磁される。第１のマグネット１２の短辺方向の幅は、第２のマグネット１３の短辺方向の幅より小さい。また第１のヨーク３０の短辺方向の幅は、第２のヨーク３１よりも小さい。したがって、第１のマグネット１２の外形は、第２のマグネット１３と第２のヨーク３１とを組み合わせたものの外形よりも小さい。【００９６】
以下、図１１および図１２に示す電気音響変換器２の動作について説明する。駆動コイル１５に交流電気信号が入力されると、Ｘ軸方向の磁束によって駆動コイル１５に上下方向（Ｙ軸方向）の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板１４は上下方向に振動する。振動板１４が振動することによって、振動板１４から音が放射される。振動板１４から放射された音は、開口部１１ｈを介して外部に放射される。【００９７】
第１のヨーク３０は、第１のマグネット１２と固着されている。このため、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束は、第１のヨーク３０に導かれることとなる。つまり、第１のヨーク３０を設けることで、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束が第１のヨーク３０に到達する際に通る磁路の長さが短くなる。同様に、第２のヨーク３１は、第２のマグネット１３と固着されている。このため、第２のマグネット１３の上面から放射された磁束は、第２のヨーク３１に導かれることとなる。つまり、第２のヨーク３１を設けることで、第２のマグネット１３の上面から放射された磁束が第２のヨーク３１に到達する際に通る磁路の長さが短くなる。これにより、磁気動作点が高くなり、磁気ギャップ内の磁束密度が高くなる。このように、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれの周囲にヨークを設けることで、第１および第２のマグネット１２および１３から放射された磁束は、ヨークに集束される。その結果、駆動コイル１５に生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【００９８】
なお、駆動コイル１５は、好ましくは、磁気ギャップ内において最も磁束密度が高くなる位置に設けられるとよい。つまり、駆動コイル１５は、好ましくは、第１のマグネット１２の外縁と第２のヨーク３１の外縁とを結ぶ線を含むように配置されるとよい。その結果、駆動コイル１５の位置における磁束密度が最も高くなるため、磁束密度に比例する駆動力も大きくなり、再生音の音圧を高くすることができる。例えば第２のマグネット１３の短辺方向の幅を４ｍｍとし、高さを２ｍｍとする。また、第２のマグネット１３をネオジウムマグネットで構成したとする。この場合、上記駆動コイル１５の位置で得られる磁束密度は、第１および第２のヨーク３０および３１がない場合と比較して、１．５倍大きくなる。音圧レベルに換算すると、３．５ｄＢ高くなる。また、第１および第２のヨーク３０および３１を設けることで、電気音響変換器２の外部への漏れ磁束を抑制することもできる。さらに、第１のマグネット１２の外形が第２のマグネット１３の外形に比べて小さく、かつ、第１のヨーク３０の短辺方向の幅を第１のマグネット１２の短辺方向の幅と同じ幅にした。これにより、振動板１４に対する音響負荷が小さくなるので、音圧周波数特性への影響を抑えることができる。【００９９】
以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器２では、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれの周囲にヨークを設けている。これにより、第１および第２のマグネット１２および１３から放射された磁束は、ヨークに集束される。その結果、駆動コイル１５に生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。【０１００】
なお、図１１および図１２に示した構造では、電気音響変換器２の正面の形状を細長形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該細長形状に応じた形状としたが、これに限定されない。例えば、図１３および図１４に示すように、電気音響変換器２の正面の形状を円形形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該円形形状に応じた形状としてもよい。図１３は、円形形状の電気音響変換器２を正面からみた図である。図１４は、電気音響変換器２を図１３に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図１３および図１４に示す電気音響変換器２は、図１１および図１２に示した電気音響変換器２に対し、細長形状の下部ケース１０および上部ケース１１が円形形状の下部ケース１０ａおよび上部ケース１１ａに代わっている。同様に、細長の直方体で構成された第１および第２のマグネット１２および１３が、円柱体で構成された第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａに代わっている。また、細長形状の振動板１４は円形形状の振動板１４ａに、細長の矩形形状の駆動コイル１５は円形形状の駆動コイル１５ａに、細長の環状に形成されたエッジ１６は円形の環状に形成されたエッジ１６ａに代わっている。また、第１のヨーク３０は形状違いの第１のヨーク３０ａに、凹形状の第２のヨーク３１は底面を有する円筒形状の第２のヨーク３１ａに代わっている。なお、図１３および図１４に示す電気音響変換器２は、図７および図８に示した電気音響変換器１に対して、支持部材２０を第１のヨーク３０ａに代え、第２のヨーク３１ａをさらに備えた構造である。【０１０１】
図１４において、下部ケース１０ａは、第１のヨーク３０ａおよび上部ケース１１ａと組み合わさることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。第１のヨーク３０ａは、上部ケース１１ａの内面に固着される。第１のマグネット１２ａの上面は、第１のヨーク３０ａに固着される。このように第１のマグネット１２ａは、第１のヨーク３０ａによって第２のマグネット１２ａと振動板１４ａを介して対向するように支持されている。なお、上部ケース１１ａの上面には、第１のヨーク３０ａが配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ａｈが形成されることとなる。第２のマグネット１３ａは、第２のヨーク３１ａ内部の底面に固着される。なお、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ａは、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２ａの下面および第２のマグネット１３ａの上面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２ａの下面と第２のマグネット１３ａの上面との間には磁気ギャップが形成される。なお、第１のマグネット１２ａの着磁方向は、Ｙ軸方向である。これに対し、第２のマグネット１３ａの着磁方向は、Ｙ軸方向であって第１のマグネット１２ａと反対の方向に着磁される。また、第１のマグネット１２ａの外径は、第１のヨーク３０ａの外径と同じ外径であり、第２のマグネット１３ａの外径よりも小さい。また、第２のヨーク３１ａの外径は、第２のマグネット１３ａの外径よりも大きい。【０１０２】
振動板１４ａは、第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａそれぞれに対して対向するように配置される。振動板１４ａの外縁部は、エッジ１６ａの内縁部と固着される。エッジ１６ａの外縁部は、下部ケース１０ａの側部の上面と、上部ケース１１ａの側部の下面との間に固着される。エッジ１６ａは、Ｙ軸方向に振動板１４ａを振動可能に支持している。駆動コイル１５ａは、第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａによって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４ａ上に設けられている。なお、駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａの外縁と第２のヨーク３１ａの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられると、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。【０１０３】
また、例えば、電気音響変換器２の正面の形状を、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状としてもよい。これに伴い、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を電気音響変換器２の正面の形状に応じた形状にすればよい。【０１０４】
なお、図１１および図１２に示した構造では、第２のヨーク３１の内部の側面と、第２のマグネット１３の長辺方向の側面との間にはスリットが形成されていた。これに対し、図１５Ａに示すように、第２のヨーク３１の代わりに、スリットが形成されないサイズの第２のヨーク３１ｂを用いてもよい。図１５Ａは、スリットが形成されない第２のヨーク３１ｂを用いた場合の構造を示す図である。スリットを無くすことで、電気音響変換器２全体の外形を小さくすることができる。また、図１５Ｂに示すように、第２のヨーク３１の代わりに、平板形状の第２のヨーク３１ｃを用いてもよい。図１５Ｂは、平板形状の第２のヨーク３１ｃを用いた場合の構造を示す図である。また、図１５Ｃに示すように、第１のヨーク３０の代わりに、第１のヨーク３０ｂを用いてもよい。図１５Ｃは、第１のヨーク３０ｂを用いた場合の構造を示す図である。第１のヨーク３０ｂの形状は、第１のマグネット１２の上面全体と側面の一部とを囲むような形状である。その側面を囲む部分においては、第１のマグネット１２から第２のマグネット１３に向かって外形が小さくなるような形状となっている。このような形状にすることで、音響負荷による影響を軽減することができる。なお、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すように、第２のヨーク３１、３１ｂおよび３１ｃは、いずれも第２のマグネット１３の上面には配置されない形状とする。つまり、第２のヨーク３１、３１ｂおよび３１ｃは、第２のマグネット１３の振動板１４と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられている。【０１０５】
なお、図１２に示した構造では、第２のマグネット１３の上面と、第２のヨーク３１の側部の上面とが同一平面上に位置していた。これに対し、振動板１４の形状や振動板１４の最大振幅値などによっては段差を付けて同じ平面上にならないように構成してもよい。【０１０６】
なお、図１１および図１２に示した構造では、第１のヨーク３０と上部ケース１１を別々の構成としたが、一体の部材としてもよい。また、第２のヨーク３１と下部ケース１０を別体の構成としたが、一体の部材としてもよい。これにより、部品点数を少なくすることができる。【０１０７】
（第３の実施形態）
図１６および図１７を参照して、本発明の第３の実施形態に係る電気音響変換器３について説明する。図１６は、第３の実施形態に係る電気音響変換器３を正面からみた正面図である。図１６および後述する図１８、図２０に示す線Ｚｏは、電気音響変換器２の左右方向における中心軸を示す線である。図１７は、電気音響変換器２を図１６に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図１７および後述する図１８、図１９、図２１、図２２に示す線Ｙｏは、電気音響変換器３の厚み方向と平行な電気音響変換器３の中心軸を示す線である。なお、図１７および後述する図１８、図１９、図２１、図２２において、紙面を向いて左右方向をＸ軸方向とし、そのうち右方向を正方向とする。また、紙面を向いて上下方向をＹ軸方向とし、そのうち上方向を正方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向とし、紙面から紙面の手前に向かう方向を正方向とする。【０１０８】
本実施形態に係る電気音響変換器３の構造は、図１１および図１２に示した電気音響変換器２に対し、第２のヨーク３１が第３のヨーク３３に代わり、第２のマグネット１３が第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃに代わった点のみ異なる。したがって、それ以外の構成部品については、図１１および図１２に示した符号と同じ符号を付し、説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。【０１０９】
図１６に示すように、電気音響変換器３の正面の形状は細長形状である。図１７において、電気音響変換器３は、下部ケース１０、上部ケース１１、第１のマグネット１２、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃ、振動板１４、駆動コイル１５、エッジ１６、第１のヨーク３０、および第３のヨーク３３を備える。【０１１０】
第３のヨーク３３は、鉄などの磁性体材料で構成される。第３のヨーク３３は、平板形状の平板部３３ｆの中央に直方体形状のセンターポール３３ｐが形成された形状を有する。第３のヨーク３３は、センターポール３３ｐの中心軸が中心軸Ｙｏと一致するように、下部ケース１０内部の底面に固着される。また、第３のヨーク３３は、センターポール３３ｐの長辺が駆動コイル１５の長辺部分と平行になるように固着される。これにより、第１のマグネット１２の中心軸とセンターポール３３ｐの中心軸が一致することとなる。【０１１１】
第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃは、細長の直方体で構成される。第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃとしては、例えばエネルギー積が３８ＭＧＯｅのネオジウムマグネットなどを用いるとする。第２のマグネット１３ｂは、左方向（中心軸Ｙｏに対してＸ軸の負方向）に存在する平板部３３ｆ上に固着される。第２のマグネット１３ｃは、右方向（中心軸Ｙｏに対してＸ軸の正方向）に存在する平板部３３ｆ上に固着される。なお、センターポール３３ｐの左側側面と第２のマグネット１３ｂの右側側面との間、センターポール３３ｐの右側側面と第２のマグネット１３ｃの左側側面との間には磁気ギャップが形成されている。【０１１２】
図１８は、電気音響変換器３の磁気回路のみを示した斜視図である。図１８に示すように、第１のマグネット１２の下面は、センターポール３３ｐの上面にのみ対向している。また、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃは、センターポール３３ｐの各長辺方向を囲むように第３のヨーク３３に固着されていることがわかる。また、第３のヨーク３３、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃ、第１のヨーク３０、および第１のマグネット１２の各長辺方向の幅は、全て同じ幅となっていることがわかる。また、第１のヨーク３０および第１のマグネット１２の短辺方向における幅は、第３のヨーク３３と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃを組み合わせたものの短辺方向における幅より小さくなっていることがわかる。【０１１３】
ここで、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの着磁方向について説明する。第１のマグネット１２、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの着磁方向は、Ｙ軸方向であって同一の方向である。例えば、第１のマグネット１２の下面の磁極がＮ極である場合、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの上面の磁極はＳ極となる。このように、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの上面が有する磁極は、第１のマグネット１２の下面が有する磁極と反対の極となる。【０１１４】
以下、図１６および図１７に示す電気音響変換器３の動作について説明する。まず、図１９を参照して、駆動コイル１５に交流電気信号が入力されないときの、電気音響変換器３内で形成される静磁場について説明する。図１９は、電気音響変換器３内で形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図である。図１９において、矢印が磁束のベクトルを示し、矢印の向きが磁束の方向を示している。なお、図１９では、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの上面が有する磁極をＳ極とし、第１のマグネット１２の下面が有する磁極をＮ極とする。【０１１５】
第１のマグネット１２と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃとは、同一の方向に着磁されている。第２のマグネット１３ｂの下面から放射された磁束は、第３のヨーク３３の平板部３３ｆを通ってセンターポール３３ｐの上面へ向かう。第２のマグネット１３ｃの下面から放射された磁束は、第３のヨーク３３の平板部３３ｆを通ってセンターポール３３ｐの上面へ向かう。したがって、センターポール３３ｐの上面からは、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの下面からそれぞれ放射された磁束が放射されることとなる。センターポール３３ｐの上面から放射される磁束の向きは、垂直かつ上方向（Ｙ軸正方向）でる。ここで、磁束が放射される面はＮ極を示すので、センターポール３３ｐの上面が有する磁極はＮ極となる。つまり、第１のマグネット１２と対向するセンターポール３３ｐの上面の磁極は、第１のマグネット１２の下面と同極の磁極となる。【０１１６】
センターポール３３ｐの上面から放射された磁束は、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束と反発する。したがって、図１９に示すように、第１のマグネット１２およびセンターポール３３ｐからそれぞれ放射された磁束は、振動板１４の振動方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）へと曲がる。このＸ軸方向の磁束が、駆動力に比例する磁束となる。【０１１７】
なお、図１９に示した静磁場において、磁束密度が高くなる位置は、センターポール３３ｐの両側面に接する磁気ギャップ内の位置となる。さらにこの磁気ギャップ内のうち、最も磁束が高くなる位置は、第２のマグネット１３ｂの右側側面と第１のマグネット１２の左側側面とを直線状に結ぶことによって形成された空間内の位置となる。この空間は、図１７において中心軸Ｙｏより左側に存在する２つの点線によって示されている。また、最も磁束が高くなる位置は、第２のマグネット１３ｃの左側側面と第１のマグネット１２の右側側面とを直線状に結ぶことによって形成された空間内にも存在する。この空間は、図１７において中心軸Ｙｏより左側に存在する２つの点線によって示されている。したがって、この空間に駆動コイル１５の長辺部分を配置すれば、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。【０１１８】
以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器３では、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃと第３のヨーク３３とが、音の放射面側とは反対の位置に配置される。ここで、音の放射面側と反対の位置は、音響負荷による音圧周波数特性の乱れに影響を及ぼさない位置である。したがって、音の放射面側とは反対の位置に配置されるマグネットは十分にその外形を大きくすることができる。また、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃと第３のヨーク３３によって形成される構造は、外形が大きくなってしまう構造となるが、マグネットの面積を十分確保することができる構造である。したがって、このような構造を音の放射面側と反対の位置に配置することで、音響負荷による音質劣化を生じさせることなく、磁束密度を十分に高くすることができる。【０１１９】
また、本実施形態に係る電気音響変換器３では、磁束密度が高くなる位置は、センターポール３３ｐの両側面に接する磁気ギャップ内の位置となる。したがって、駆動コイル１５の位置を変えなくても、高い磁束密度を確保することができる。【０１２０】
また、本実施形態に係る電気音響変換器３では、駆動コイル１５を、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃとの間の空間に配置すればよい。つまり、従来の動電形電気音響変換器のように、ボイスコイルを磁気ギャップ内に挿入する必要がない。このため、駆動コイル１５の巻き幅を一様にする必要がなくなり、駆動コイル１５の縦横比に関して設計自由度が増す。その結果、縦横比の大きな楕円形状もしくは細長形状の電気音響変換器を容易に実現することができる。【０１２１】
なお、図１６および図１７に示した構造では、電気音響変換器３の正面の形状を細長形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３ｂ等の各構成部品の形状を当該細長形状に応じた形状としたが、これに限定されない。例えば、図２０および図２１に示すように、電気音響変換器３の正面の形状を円形形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３ｂ等の各構成部品の形状を当該円形形状に応じた形状としてもよい。図２０は、円形形状の電気音響変換器３を正面からみた図である。図２１は、電気音響変換器３を図２０に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図２０および図２１に示す電気音響変換器３は、図１６および図１７に示した電気音響変換器３に対し、細長形状の下部ケース１０および上部ケース１１が円形状の下部ケース１０ａおよび上部ケース１１ａに代わっている。同様に、細長の直方体で構成された第１のマグネット１２が、円柱体で構成された第１のマグネット１２ａに代わっている。また、細長の直方体で構成された第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃが、円形の環状体である第２のマグネット１３ｄに代わっている。また、細長形状の振動板１４は円形形状の振動板１４ａに、細長の矩形形状の駆動コイル１５は円形形状の駆動コイル１５ａに、細長の環状に形成されたエッジ１６は円形の環状に形成されたエッジ１６ａに代わっている。また、第１のヨーク３０は形状違いの第１のヨーク３０ａに、図１８に示した形状の第３のヨーク３３は円柱形状のセンターポール３３ａｐが中央に形成された第３のヨーク３３ａに代わっている。なお、図２０および図２１に示す電気音響変換器３は、図７および図８に示した電気音響変換器１に対して、支持部材２０を第１のヨーク３０ａに代え、第２のマグネット１３を第２のマグネット１３ｄおよび第３のヨーク３３ａに代えた構造である。【０１２２】
図１４において、下部ケース１０ａは、第１のヨーク３０ａおよび上部ケース１１ａと組み合わさることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。第１のヨーク３０ａは、上部ケース１１ａの内面に固着される。第１のマグネット１２ａは、第１のヨーク３０ａに固着される。このように第１のマグネット１２ａは、第１のヨーク３０ａによって第２のマグネット１３ｄと振動板１４ａを介して対向するように支持されている。なお、上部ケース１１ａの上面には、第１のヨーク３０ａが配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ａｈが形成されることとなる。【０１２３】
第２のマグネット１３ｃは、円形の環状体であり、中央に形成された空隙内に円柱形状のセンターポール３３ａｐを配置するように、第３のヨーク３３ａの平板部３３ａｆに固着される。なお、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ｄは、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。なお、第１のマグネット１２ａの着磁方向と第２のマグネット１３ｄの着磁方向は、Ｙ軸方向であり、同一の方向である。また、第１のマグネット１２ａの外径は、第２のマグネット１３ｄの最外径より小さい。また、第１のマグネット１２ａは、振動板１４を介してセンターポール３３ａｐのみに対向する。【０１２４】
振動板１４ａは、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ｄそれぞれに対して対向した位置に配置されている。振動板１４ａの外縁部は、エッジ１６ａの内縁部と固着される。エッジ１６ａの外縁部は、下部ケース１０ａの側部の上面と、上部ケース１１ａの側部の下面との間に固着される。エッジ１６ａは、Ｙ軸方向に振動板１４ａを振動可能に支持している。駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ｄによって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４ａ上に設けられている。なお、駆動コイル１５ａが、第１のマグネット１２ａの外周面と、第２のマグネット１３ｄのセンターポール３３ａｐと対向する内周面とを直線状に結んで形成される空間内に設けられた場合、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。【０１２５】
また、例えば、電気音響変換器２の正面の形状を、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状としてもよい。これに伴い、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３ｄ等の各構成部品の形状を電気音響変換器２の正面の形状に応じた形状にすればよい。【０１２６】
なお、図１６および図１７に示した構造では、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃを用いるとしたが、細長の環状体のマグネットを１つ用いるようにしてもよい。この場合、細長の環状体である第２のマグネットは、その長辺部分が駆動コイル１５の長辺部分と平行になるように配置される。また、第１のマグネット１２の長辺方向の幅を、細長の環状体である第２のマグネットの長辺方向と同じ幅にする。また、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を、環状体である第２のマグネットの短辺方向よりも小さくする。【０１２７】
なお、図１７に示した構造に対し、第３のヨーク３３の代わりに図２２に示す第３のヨーク３３ｂを用いてもよい。図２２は、第３のヨーク３３ｂの構造を示す図である。図２２に示すように、第３のヨーク３３ｂは、第３のヨーク３３と比べて、平板部３３ｆのＸ軸方向の長さが短いヨークである。図２２に示す構造にすることで、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃによる漏洩磁束をさらに減らすことができる。【０１２８】
なお、上記第１〜第３の実施形態に係る電気音響変換器１〜３は、オーディオセット、パソコン、テレビ等の映像機器等の電子機器に搭載されてもよい。電気音響変換器１〜３は、電子機器に設けられた機器筐体の内部に配置される。以下、具体例として、電気音響変換器１を映像機器である薄型テレビに搭載した場合について説明する。図２３は、薄型テレビ５０の正面図である。【０１２９】
図２３において、表示部５１は、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルで構成され、画像を表示する。表示部５１の両サイドには、電気音響変換器１を搭載するための機器筐体５２が配置されている。この機器筐体５２には、電気音響変換器１を搭載する箇所において、音孔を有する防塵ネットが設置されている。あるいは、この機器筐体５２自体に、音孔が形成されている。電気音響変換器１は、音の放射面が聴視者に向くように配置されている。【０１３０】
次に、図２３に示す薄型テレビ５０の動作について説明する。基地局から出力された電波はアンテナで受信される。受信された電波は、薄型テレビ５０の内部の電気回路により、映像信号と音声信号とに変換される。映像信号は表示部５１において表示され、音声信号は電気音響変換器１において音として放射される。【０１３１】
ここで、図２３に示すように、薄型テレビ５０全体の横幅に対して表示部５１の横幅をできるだけ大きくするために、つまり、大画面化を図るために、機器筐体５２の横幅はできるだけ薄く構成される。このため、機器筐体５２に搭載される電気音響変換器１の横幅（短辺方向の幅）も薄いものが求められる。これに対し、本発明に係る電気音響変換器１〜３では、マグネットを振動板に対して対向する位置に２つ使用している。これにより、電気音響変換器の横幅が薄くなっても十分な音圧レベルを確保することができる。さらに言えば、本発明に係る電気音響変換器１〜３を用いることで、一定の音圧レベルを確保しつつ、大画面化を実現した薄型テレビ５０を提供することができる。さらに、本発明に係る電気音響変換器１〜３では、ユーザに対向する面側（音の放射面側）のマグネットの面の面積を、図２３に示す薄型テレビ５０の後面側のマグネットの面の面積に比して小さく（望ましくは４０％〜７０％）している。これにより、音響負荷による音質劣化を抑えることができ、特に超高域における音質を格段に向上させることができる。その結果、薄型テレビ５０等を用いたホームシアターのように、高音質な再生を求められる用途であっても、音質劣化を抑え、高音質な高域再生を行うことができる。以上のように、本発明に係る電気音響変換器１〜３を薄型テレビ５０等の映像機器に搭載することで、再生音圧が高く、高域再生能力に優れた、音質の良い映像機器を提供することができる。【０１３２】
なお、図２３では、電気音響変換器１を機器筐体５２に取り付けたが、異なる機器筐体の内部に取り付けてもよい。例えば、薄型テレビ５０内部の基板上に取り付けてもよい。また、電気音響変換器１〜３を、携帯電話やＰＤＡ、通常のテレビ、パソコン、およびカーナビ等の他の電子機器に取り付けてもよい。このように、電気音響変換器１〜３を種々の電子機器に搭載することで、音楽、音声などを再生できる電子機器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明に係る電気音響変換器は、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能であり、ホームオーディオで使用される電気音響変換器、当該電気音響変換器を備えた、オーディオセット、パソコン、テレビ等の映像機器等の電子機器等に有用である。
【図１】
2007055271.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
開口部が一部に形成され、前記振動板を内部において振動可能に支持する筐体と、
前記振動板からみて前記開口部側に設けられ、前記振動板の振動方向に着磁された第１のマグネットと、
前記振動板からみて前記筐体の内部底面側であって前記第１のマグネットとの間で前記振動板を挟むように設けられ、前記第１のマグネットの着磁方向とは反対の方向に着磁された第２のマグネットと、
前記第１および第２のマグネットによって形成される磁気ギャップ中に位置するように前記振動板上に設けられ、前記振動板を振動させる駆動力を発生させる駆動コイルとを備え、
前記第１のマグネットを前記振動板に投影したときの第１の投影面積は、前記第２のマグネットを前記振動板に投影したときの第２の投影面積よりも小さく、
前記振動板は、横方向の幅が縦方向の幅より短い細長形状を有し、
前記駆動コイルは、横方向の幅が縦方向の幅より短い細長形状を有し、当該縦方向を前記振動板の縦方向と平行にして前記振動板上に設けられ、
前記駆動コイルの縦方向の長さは、前記振動板の縦方向の長さの６０％以上の長さであることを特徴とする、電気音響変換器。
【請求項２】
前記第１のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成する第１のヨークと、
前記第２のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成する第２のヨークとをさらに備える、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記第１のヨークは、前記第１のマグネットの前記振動板と対向する面と反対の面のみに設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記第２のヨークは、前記第２のマグネットの前記振動板と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記駆動コイルは、前記振動板上において、前記第１のマグネットの前記振動板と対向する面の外縁より外側であって前記第２のマグネットの前記振動板と対向する面の外縁より内側の位置に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記第２の投影面積に対する前記第１の投影面積の比率が４０％〜７０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項９】
前記第１および第２のマグネットは、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、
前記第１のマグネットの長辺方向の幅は、前記第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、
前記第１のマグネットの短辺方向の幅は、前記第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項１０】
前記駆動コイルの長辺部分は、前記振動板上において、前記第１のマグネットの短辺方向の外縁と前記第２のマグネットの短辺方向の外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられることを特徴とする、請求項９に記載の電気音響変換器。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
（削除）
【請求項１５】
（削除）
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
（削除）
【請求項１８】
（削除）
【請求項１９】
前記振動板は、細長の矩形状、楕円形状、およびトラック形状のうちのいずれか１つの形状であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項２０】
請求項１に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、電子機器。
【請求項２１】
請求項１に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、映像機器。
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
開口部が一部に形成され、前記振動板を内部において振動可能に支持する筐体と、
前記振動板からみて前記開口部側に設けられ、前記振動板の振動方向に着磁された１つの第１のマグネットと、
前記振動板からみて前記筐体の内部底面側であって前記第１のマグネットとの間で前記振動板を挟むように設けられ、前記第１のマグネットの着磁方向とは反対の方向に着磁された１つの第２のマグネットと、
一組の前記第１および第２のマグネットによって形成される磁気ギャップ中に位置するように前記振動板上に設けられ、前記振動板を振動させる駆動力を発生させる１つの駆動コイルとを備え、
前記第１のマグネットを前記振動板に投影したときの第１の投影面積は、前記第２のマグネットを前記振動板に投影したときの第２の投影面積よりも小さく、
前記振動板は、横方向の幅が縦方向の幅より短い細長形状を有し、
前記駆動コイルは、横方向の幅が縦方向の幅より短い細長形状を有し、当該縦方向を前記振動板の縦方向と平行にして前記振動板上に設けられ、
前記駆動コイルの縦方向の長さは、前記振動板の縦方向の長さの６０％以上の長さであり、
前記駆動コイルと前記振動板の振動方向の中心軸が略一致するよう前記駆動コイルと前記振動板が配置され、前記振動板を縦方向に全面駆動することを特徴とする、電気音響変換器。
【請求項２】
前記第１のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成する第１のヨークと、
前記第２のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成する第２のヨークとをさらに備える、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記第１のヨークは、前記第１のマグネットの前記振動板と対向する面と反対の面のみに設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記第２のヨークは、前記第２のマグネットの前記振動板と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記駆動コイルは、前記振動板上において、前記第１のマグネットの前記振動板と対向する面の外縁より外側であって前記第２のマグネットの前記振動板と対向する面の外縁より内側の位置に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項６】
前記第２の投影面積に対する前記第１の投影面積の比率が４０％〜７０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項７】
前記第１および第２のマグネットは、前記駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、
前記第１のマグネットの長辺方向の幅は、前記第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、
前記第１のマグネットの短辺方向の幅は、前記第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項８】
前記駆動コイルの長辺部分は、前記振動板上において、前記第１のマグネットの短辺方向の外縁と前記第２のマグネットの短辺方向の外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられることを特徴とする、請求項７に記載の電気音響変換器。
【請求項９】
前記振動板は、細長の矩形状、楕円形状、およびトラック形状のうちのいずれか１つの形状であることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項１０】
請求項１に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、電子機器。
【請求項１１】
請求項１に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、映像機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気音響変換器および電子機器に関し、より特定的には、ホームオーディオで使用される電気音響変換器、および、当該電気音響変換器を備えた、オーディオセット、パソコン、テレビ等の映像機器等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤやＤＶＤ−ＡＵＤＩＯ等のメディアが普及し、これらのコンテンツに含まれる超高域を再生するため、再生帯域の高い電気音響変換器が望まれている。そこで、超高域再生を実現するため、図２４および図２５に示すような電気音響変換器が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。図２４は、従来の電気音響変換器９１の構造を示す断面図である。図２５は、従来の電気音響変換器９２の構造を示す断面図である。
【０００３】
図２４において、電気音響変換器９１は、ヨーク９１１、マグネット９１２、振動板９１３、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを備える。ヨーク９１１は、凹形状の部材であり、鉄等の磁性体材料で構成される。ヨーク９１１の側部は、底部から垂直かつ上方向へと延びている。マグネット９１２は、上下方向に着磁されたネオジウムマグネットである。マグネット９１２は、柱状体である。マグネット９１２は、ヨーク９１１の内部の底面に固着される。マグネット９１２の側面とヨーク９１１の内部の側面との間には、同じ幅を有する磁気ギャップＧ１およびＧ２が形成される。マグネット９１２の上面とヨーク９１１の側部の上面とは、同一の高さとなっている。振動板９１３は、マグネット９１２の上面とヨーク９１１の側部の上面とに固着される。駆動コイル９１４ａは、磁気ギャップＧ１中または近傍に位置するように、振動板９１３の上面に固着される。駆動コイル９１４ｂは、磁気ギャップＧ２中または近傍に位置するように、振動板９１３の上面に固着される。
【０００４】
マグネット９１２の上面の磁極をＮ極とする。このとき、マグネット９１２の上面の中央部から放射される磁束は、上面から略垂直かつ上方向に放射され、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを略垂直かつ下方向に貫通する。一方、マグネット９１２の上面の外縁部から放射される磁束は、上面から放射状に拡がって放射され、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを斜めかつ下方向に貫通する。このような磁場において、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂに電流が流れると、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂには、上下方向の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板９１３は上下方向に振動する。
【０００５】
図２５において、電気音響変換器９２は、下部ケース９２１、上部ケース９２２、第１のマグネット９２３、第２のマグネット９２４、振動板９２５、および駆動コイル９２６を備える。下部ケース９２１および上部ケース９２２は、箱形状の部材であり、非磁性体材料で構成される。下部ケース９２１および上部ケース９２２を組み合わせることによって、筐体が形成される。第１および第２のマグネット９２３および９２４は、円柱体である。第１のマグネット９２３は、第２のマグネット９２４と同じ外径である。第１のマグネット９２３は、上部ケース９２２の内部の上面に固着される。上部ケース９２２の底部には、第１のマグネット９２３が固着されていない部分において開口部９２２ｈが形成される。第２のマグネット９２４は、下部ケース９２１の内部の底面に固着される。第１のマグネット９２３の中心軸は、第２のマグネット９２４の中心軸と一致している。第１のマグネット９２３は、上下方向に着磁される。第２のマグネット９２４は、上下方向であって第１のマグネット９２３の着磁方向とは反対の方向に着磁される。振動板９２５の外縁部は、下部ケース９２１および上部ケース９２２の間に挟まれるように、下部ケース９２１および上部ケース９２２に固着される。駆動コイル９２６は、第１のマグネット９２３の外縁と、第２のマグネット９２４の外縁とを結ぶ線を含むように、振動板９２５の上面に固着される。
【０００６】
第１のマグネット９２３の下面の磁極をＮ極とすると、第２のマグネット９２４の上面の磁極はＮ極となる。したがって、第１のマグネット９２３の下面から垂直かつ下方向に放射された磁束は、略直角に曲がり、水平方向の磁束となる。同様に、第２のマグネット９２４の上面から垂直かつ上方向に放射された磁束は、略直角に曲がり、水平方向の磁束となる。このような静磁場において、駆動コイル９２６に電流が流れると、駆動コイル９２６には、上下方向の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板９２５は上下方向に振動し、振動板９２５から音が放射される。振動板９２５から放射された音は、開口部９２２ｈを介して外部に放射される。
【特許文献１】特開２００１−２１１４９７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図２４に示した従来の電気音響変換器９１では、振動方向に垂直な方向の磁束よりも平行な磁束の方が支配的である。駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂに発生する駆動力は、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを流れる電流の方向と振動板の振動方向とに垂直な方向の磁束に比例する。つまり駆動力は、振動方向に垂直な方向の磁束に比例する。したがって、図２４に示した従来の電気音響変換器９１では、振動方向に平行な磁束の方が支配的であるため、十分な駆動力を得ることができなかった。その結果、再生音の音圧レベルが低くなるという問題があった。
【０００８】
また、図２４に示す従来の電気音響変換器９１では、マグネット９１２しか備えていない。ここで、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂに電流を流していない初期状態から、振動板９１３が上方向（マグネット９１２から離れる方向）に振動する場合と、下方向（マグネット９１２に近づく方向）に振動する場合とを考える。マグネットから放射される磁束は、マグネットからの距離に比例して小さくなるものである。このため、それぞれの場合において駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂを通る磁束の大きさが異なってしまう。つまり、振動方向によって、駆動コイル９１４ａおよび９１４ｂ上に発生する駆動力が異なることとなる。その結果、図２４に示した従来の電気音響変換器９１では、磁束の非対称性が駆動力の歪となって、再生音の音質が劣化するという問題があった。
【０００９】
また、図２５に示す従来の電気音響変換器９２では、振動方向に垂直な方向の磁束を大きくし十分な駆動力を得るために、第２のマグネット９２４の他に第１のマグネット９２３を備えている。しかしながら、第１のマグネット９２３は、振動板９２５に対して音の放射面側に配置されている。このため、第１のマグネット９２３は、振動板９２５から放射された音に対して音響的な負荷（以下、音響負荷と称す）となってしまう。ここで、第１のマグネット９２３の外径は、第２のマグネット９２４と同じ外径である。このため、図２５に示す従来の電気音響変換器９２では、第１のマグネット９２３による音響負荷の影響が大きく、再生音の音質が大きく劣化するという問題があった。特に２０ｋＨｚ以上の超高域においては、この音響負荷による再生音の音質劣化が顕著であった。
【００１０】
それ故、本発明は、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。本発明は、電気音響変換器であって、振動板と、開口部が一部に形成され、振動板を内部において直接または間接的に支持する筐体と、振動板からみて開口部側に設けられ、当該振動板と対向する面に磁極を有する第１の磁極部と、振動板からみて筐体の内部底面側に設けられ、当該振動板を介して第１の磁極部と対向する少なくとも一部の面に磁極を有する第２の磁極部と、第１および第２の磁極部によって形成される磁気ギャップ中に位置するように振動板上に設けられ、振動板が当該振動板の面に対して垂直な方向に振動するように駆動力を発生させる駆動コイルとを備え、振動板を介して互いに対向する第１および第２の磁極部の磁極は、同極であり、第１の磁極部の振動板と対向する面の外形は、第２の磁極部の振動板と対向する面の外形よりも小さいことを特徴とする。なお、上記第１の磁極部は、例えば、実施形態において後述する、第１のマグネット１２で構成されるもの、第１のマグネット１２および第１のヨーク３０で構成されるものに相当するものである。また、上記第２の磁極部は、例えば、実施形態において後述する、第２のマグネット１３で構成されるもの、第２のマグネット１３および第２のヨーク３１で構成されるもの、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃと第３のヨーク３３とで構成されるものに相当するものである。
【００１２】
本発明によれば、振動板に対して音の放射面側に存在する第１の磁極部による音響負荷の影響を抑えることができる。その結果、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、第１の磁極部は、第１のマグネットと、第１のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークとを含み、第２の磁極部は、第２のマグネットと、第２のマグネットの周囲の少なくとも一部に磁路を形成するヨークとを含むとよい。
【００１４】
これにより、駆動コイルに生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００１５】
好ましくは、駆動コイルは、振動板上において、第１の磁極部の振動板と対向する面の外縁より外側であって第２の磁極部の振動板と対向する面の外縁より内側の位置に設けられるとよい。
【００１６】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が高くなるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００１７】
好ましくは、第１の磁極部は、振動板と対向する面に設けられた柱状体の第１のマグネットを含み、第２の磁極部は、振動板を介して第１のマグネットと対向する面に設けられた柱状体の第２のマグネットを含み、第１および第２のマグネットの着磁方向は、振動板の振動方向であって互いに反対の方向であるとよい。
【００１８】
これにより、柱状体の第１および第２のマグネットを用いて、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器を提供することができる。
【００１９】
好ましくは、第１の磁極部に含まれるヨークは、第１のマグネットの振動板と対向する面と反対の磁極を有する面のみに設けられるとよい。
【００２０】
これにより、第１の磁極部による音響負荷の影響を抑えつつ、駆動コイルに生じる駆動力をさらに大きくすることができる。
【００２１】
好ましくは、第２の磁極部に含まれるヨークは、第２のマグネットの振動板と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられるとよい。
【００２２】
これにより、駆動コイルに生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００２３】
好ましくは、第２のマグネットの振動板に対向する面の面積に対する第１のマグネットの振動板に対向する面の面積の比率が４０％〜７０％の範囲内であるとよい。
【００２４】
これにより、音圧レベルの増加量と音圧周波数特性上のディップの深さに関し、実用上最適な特性を有する電気音響変換器を提供することができる。
【００２５】
好ましくは、駆動コイルは、細長の矩形形状であり、第１および第２のマグネットは、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、第１のマグネットの長辺方向の幅は、第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、第１のマグネットの短辺方向の幅は、第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいとよい。
【００２６】
これにより、縦横比が大きい細長の外形形状を有する電気音響変換器を提供することができる。
【００２７】
好ましくは、駆動コイルの長辺部分は、振動板上において、第１のマグネットの短辺方向の外縁と第２のマグネットの短辺方向の外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられるとよい。
【００２８】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が最大となるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００２９】
好ましくは、駆動コイルは、円形形状であり、第１および第２のマグネットは、円柱体であり、第１のマグネットの外径は、第２のマグネットの外径より小さいとよい。
【００３０】
これにより、円形の外形形状を有する電気音響変換器を提供することができる。
【００３１】
好ましくは、駆動コイルは、振動板上において、第１のマグネットの外縁と第２のマグネットの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられるとよい。
【００３２】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が最大となるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００３３】
好ましくは、駆動コイルは、細長の矩形形状であり、第１の磁極部は、振動板と対向する面に設けられ、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体である第１のマグネットを含み、第２の磁極部は、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体形状のセンターポールが振動板を介して第１のマグネットと対向する位置に形成されたヨークと、センターポールの第１のマグネットと対向する面に対する長辺方向の側面を囲むようにヨーク上に設けられ、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体である２つの第２のマグネットとを含み、第１のマグネットおよび各第２のマグネットの着磁方向は、振動板の振動方向であって互いに同じ方向であるとよい。
【００３４】
これにより、音響負荷とはならない第２の磁極部において、第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。
【００３５】
好ましくは、第１のマグネットの長辺方向の幅は、各第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、第１のマグネットの短辺方向の幅は、各第２のマグネットおよびヨークを含む第２の磁極部の短辺方向の幅よりも小さいとよい。
【００３６】
これにより、振動板に対して音の放射面側に存在する第１のマグネットによる音響負荷の影響を抑えることができる。
【００３７】
好ましくは、駆動コイルの長辺部分は、振動板上において、第１のマグネットの振動板と対向する面に対する長辺方向の側面と、当該側面側に存在する第２のマグネットのセンターポールと対向する側面とを直線状に結んで形成された空間内に設けられるとよい。
【００３８】
これにより、駆動コイルが設けられる位置での磁束密度が最大となるので、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００３９】
好ましくは、第１の磁極部は、振動板と対向する面に設けられた柱状体の第１のマグネットを含み、第２の磁極部は、柱状体形状のセンターポールが振動板を介して第１のマグネットと対向する位置に形成されたヨークと、中央に形成された空間内にセンターポールが配置されるようにヨーク上に設けられた環状体の第２のマグネットとを含み、第１および第２のマグネットの着磁方向は、振動板の振動方向であって互いに同じ方向であるとよい。
【００４０】
これにより、環状体の第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。
【００４１】
好ましくは、駆動コイルは、細長形状であり、第１のマグネットは、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺を有する細長の直方体であり、第２のマグネットは、駆動コイルの長辺部分と平行な長辺部分を有する細長の環状体であり、第１のマグネットの長辺方向の幅は、第２のマグネットの長辺方向と同じ幅を有しており、第１のマグネットの短辺方向の幅は、第２のマグネットの短辺方向の幅よりも小さいとよい。
【００４２】
これにより、細長の環状体の第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。
【００４３】
好ましくは、駆動コイルは、円形形状であり、第１のマグネットは、円柱体であり、第２のマグネットは、円形の環状体であり、第１のマグネットの外径は、第２のマグネットの最外径よりも小さいとよい。
【００４４】
これにより、円形の環状体の第２のマグネットを効率よく使用することができ、磁気ギャップ中の磁束密度を高めることができる。また、ボイスコイルを使用した従来の動電型電気音響変換器と比べ、駆動コイルの配置可能な範囲が広くなる。これにより、駆動コイルおよび振動板についての形状設計の自由度が大きくなる。
【００４５】
好ましくは、振動板は、円形状、矩形状、楕円形状、およびトラック形状のうちのいずれか１つの形状であるとよい。
【００４６】
これにより、電気音響変換器の外形形状を振動板の形状に応じた形状にすることができる。
【００４７】
本発明は、電子機器にも向けられており、上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える。
【００４８】
これにより、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電子機器を提供することができる。
【００４９】
本発明は、映像機器にも向けられており、上記課題を解決するために、本発明の映像機器は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える。
【００５０】
これにより、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な映像機器を提供することができる。その結果、大画面化を実現した映像機器を提供することができる。また、再生音圧が高く、高域再生能力に優れた、音質の良い映像機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器および電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
（第１の実施形態）
図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る電気音響変換器１について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電気音響変換器１を正面からみた正面図である。図１および後述する図７に示す線Ｚｏは、紙面を向いて左右方向における電気音響変換器１の中心を示す線である。図２は、電気音響変換器１を図１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図２および後述する図３、図８、図９、図１０に示す線Ｙｏは、電気音響変換器１の厚み方向と平行な電気音響変換器１の中心軸を示す線である。なお、図２および後述する図３、図８において、紙面を向いて左右方向をＸ軸方向とし、そのうち右方向を正方向とする。また、紙面を向いて上下方向をＹ軸方向とし、そのうち上方向を正方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向とし、紙面から紙面の手前に向かう方向を正方向とする。
【００５３】
図１に示すように、電気音響変換器１の正面の形状は細長形状である。図２において、電気音響変換器１は、下部ケース１０、上部ケース１１、第１のマグネット１２、第２のマグネット１３、振動板１４、駆動コイル１５、およびエッジ１６を備える。
【００５４】
下部ケース１０は、Ｙ軸の正方向の面が開放された箱状の部材である。上部ケース１１は、Ｙ軸の正負方向の面がそれぞれ開放された筒状の部材である。下部ケース１０および上部ケース１１を組み合わせることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。下部ケース１０および上部ケース１１を構成する材料としては、例えばＡＢＳやＰＣ（ポリカーボネイト）のような樹脂材料などの非磁性体材料を用いるとする。
【００５５】
第１のマグネット１２は、細長の直方体で構成される。第１のマグネット１２としては、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットなどを用いるとする。第１のマグネット１２の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、上部ケース１１内部の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅と同じ幅である。ここで、図１に示すように、第１のマグネット１２の短辺方向と平行な２つの側面は、上部ケース１１の内面にそれぞれ固着されている。このように第１のマグネット１２は、上部ケース１１によって長辺方向を支持されている。なお、上部ケース１１の上面には、第１のマグネット１２が配置されていない部分において、音を外部に放射するための開口部１１ｈが形成される。
【００５６】
第２のマグネット１３は、細長の直方体で構成される。第２のマグネット１３としては、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットなどを用いるとする。第２のマグネット１３の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、第１のマグネット１２の長辺方向の幅と同じ幅である。第２のマグネット１３は、下部ケース１０内部の底面に固着される。
【００５７】
なお、第１のマグネット１２および第２のマグネット１３は、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２の上下面および第２のマグネット１３の上下面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間には磁気ギャップが形成される。磁気ギャップ中の磁束の詳細については後述する。
【００５８】
振動板１４は、細長の矩形形状であり、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間の空間に配置される。つまり、振動板１４は、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれに対して対向するように配置される。振動板１４の外縁部は、エッジ１６の内縁部と固着される。エッジ１６の断面形状は、略半円形状のロール形状である。エッジ１６の外縁部は、下部ケース１０の側部の上面と、上部ケース１１の側部の下面との間に固着される。つまり、エッジ１６の外縁部は、下部ケース１０と上部ケース１１との間に挟まれる形となる。このようにエッジ１６は、振動板１４を、振動板１４の面に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）に振動可能に支持している。
【００５９】
駆動コイル１５は、細長の矩形形状であり、第１および第２のマグネット１２および１３と同心になるように、振動板１４上に設けられている。駆動コイル１５は、自身の長辺部分が第１および第２のマグネット１２および１３が有する各長辺と平行になるように設けられている。また駆動コイル１５は、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４上に設けられている。駆動コイル１５は、例えば振動板１４の下面に接着剤により接着されている。また駆動コイル１５は、例えばコイル線を巻いたもので構成される。
【００６０】
次に、第１および第２のマグネット１２および１３の着磁方向について説明する。第１のマグネット１２の着磁方向は、振動板１４の振動方向（Ｙ軸方向）である。これに対し、第２のマグネット１３の着磁方向は、上記振動方向であって第１のマグネット１２と反対の方向に着磁される。例えば、第１のマグネット１２の下面の磁極がＮ極である場合、第２のマグネット１３の上面の磁極もＮ極となる。このように、第１のマグネット１２の下面が有する磁極は、第２のマグネット１３の上面が有する磁極と同極となる。
【００６１】
次に、第１のマグネット１２の短辺方向（Ｘ軸方向）における幅と第２のマグネット１３の短辺方向（Ｘ軸方向）における幅との関係について説明する。図２に示すように、第１のマグネット１２の短辺方向の幅は、第２のマグネット１３よりも小さい。このため、第１のマグネット１２を振動板１４に投影したときの投影面積は、第２のマグネット１３を振動板１４に投影したときの投影面積よりも小さくなる。
【００６２】
例えば、振動板１４の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅を６０ｍｍ、短辺方向（Ｘ軸方向）の幅を６ｍｍとする。またエッジ１６の断面上の半径を１．５ｍｍとする。また、第２のマグネット１３の短辺方向の幅を３．５ｍｍとする。本実施形態では、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を例えば２ｍｍとする。ここで、仮に第１のマグネット１２の短辺方向の幅を３．５ｍｍにした場合を考える。この場合、第１のマグネット１２は、振動板１４の面積に対して約６０％の面積を有することとなる。これに対し、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を２ｍｍとした場合、振動板１４の面積に対して約３０％の面積しか有さない。つまり、第１のマグネット１２の幅を第２のマグネット１３の幅より小さくすることで、第２のマグネット１３の幅と同じにした場合と比べ、振動板１４の面積に対する比率が格段に小さくなることがわかる。これにより、第１のマグネット１２による音響負荷が軽減されることとなり、音響負荷による再生音の音質劣化を抑えることができる。
【００６３】
以下、図１および図２に示す電気音響変換器１の動作について説明する。まず、図３を参照して、駆動コイル１５に交流電気信号が入力されないときの、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成される静磁場について説明する。図３は、第１および第２のマグネット１２および１３によって形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図である。図３において、矢印が磁束のベクトルを示し、矢印の向きが磁束の方向を示している。図３に示す点Ｏは、中心軸Ｙｏ上の点であり、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間の中心に位置する点である。
【００６４】
第１および第２のマグネット１２および１３は、互いに逆方向となるように着磁されている。このため、第１のマグネット１２の下面と第２のマグネット１３の上面の磁極をＮ極とすると、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束と、第２のマグネット１３の上面から放射された磁束とが反発することとなる。したがって、図３に示すように、第１および第２のマグネット１２および１３からそれぞれ放射された磁束は、振動板１４の振動方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）へと曲がる。このＸ軸方向の磁束が駆動力に比例する磁束となる。このように、図２に示した電気音響変換器１では、振動方向に対して垂直な方向の磁束が支配的になる。
【００６５】
図３に示す静磁場において、点ＯからＸ軸の正方向への距離と磁束密度の関係を図４の曲線（Ａ）で示した。図４は、図３に示す点ＯからＸ軸の正方向への距離と磁束密度の関係を示した図である。図４において、縦軸はＸ軸方向の磁束密度を示し、横軸は点ＯからＸ軸の正方向への距離を示している。また、図４に示す２つの矢印は、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁の位置と、第２のマグネット１３の短辺方向における外縁の位置とをそれぞれ示したものである。図４に示す曲線（Ａ）は、本実施形態に係る電気音響変換器１が示す曲線であり、曲線（Ｂ）は、図２４に示した従来の電気音響変換器９１が示す曲線である。曲線（Ａ）と曲線（Ｂ）とを比較すると、曲線（Ａ）の方がＸ軸方向の磁束密度が高いことがわかる。これは、従来の電気音響変換器９１がマグネットを１つだけ用いているのに対し、本実施形態に係る電気音響変換器１がマグネットを２つ用いているからである。これにより、本実施形態に係る電気音響変換器１の再生音の音圧レベルは、従来の電気音響変換器９１と比べて約３ｄＢだけ高くなることがわかった。
【００６６】
また曲線（Ａ）のピークは、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁との間に存在している。したがって好ましくは、駆動コイル１５の長辺部分が、振動板１４上において、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁との間に設けられるとよい。これにより、再生音の音圧レベルを高めることができる。
【００６７】
さらに、曲線（Ａ）に示される磁束密度は、第１のマグネット１２の短辺方向の外縁と第２のマグネット１３の短辺方向の外縁とを結ぶ線上の位置で最大となる。したがって、より好ましくは、駆動コイル１５の長辺部分が第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられるとよい。これにより、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。なお、図２に示す点線が、第１のマグネット１２の短辺方向における外縁と第２のマグネット１３の短辺方向における外縁とを結ぶ線である。さらに言えば、振動板１４上において、上記点線は２つ存在しており、駆動コイル１５の長辺部分を構成する左側の長辺部分は左側の点線の位置に、右側の長辺部分は右側の点線の位置にそれぞれ配置されることとなる。この際、左側および右側の長辺部分のほぼ中心が上記点線の位置となれば、なおよい。
【００６８】
次に、駆動コイル１５に交流電気信号を入力した場合について説明する。駆動コイル１５に電流が流れると、Ｘ軸方向の磁束によって駆動コイル１５に上下方向（Ｙ軸方向であって振動板１４に対して垂直な方向）の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板１４は上下方向に振動する。振動板１４が振動することによって、振動板１４から音が放射される。振動板１４から放射された音は、開口部１１ｈを介して外部に放射される。
【００６９】
以下、図５を参照して、音響負荷による再生音の音質劣化について考える。図５は、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３を所定のサイズにした場合の音圧周波数特性を示す図である。そのうち、図５Ａは、第１および第２のマグネット１２および１３の短辺方向の幅を同じ幅（３．５ｍｍ）にした場合の音圧周波数特性を示す図である。図５Ｂは、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を２ｍｍとし、第２のマグネット１３の幅を３．５ｍｍにした場合の音圧周波数特性を示す図である。図５Ａからわかるように、短辺方向の幅を３．５ｍｍで同じ幅にした場合、２０ｋＨｚ以上の超高域において音圧周波数特性が乱れている。具体的には、７０ｋＨｚ付近において大きなディップが生じている。これは、振動板１４に対して音の放射面側に配置される第１のマグネット１２が大きな音響負荷となり、この大きな音響負荷によって空洞共振が発生するためである。
【００７０】
一方、図５Ｂからわかるように、第１のマグネット１２の短辺方向の幅が小さい場合、２０ｋＨｚ以上の超高域においてディップがほとんど生じていない。しかも、図５Ｂに示す音圧レベルは、図２４に示した従来の電気音響変換器９１と比べて高くなる。このように、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を第２のマグネット１３よりも小さくすることで、駆動コイル１５に発生する駆動力を大きくしつつ、音響負荷によるディップの発生を抑えることができる。また、振動板１４を介して第１のマグネット１２と第２のマグネット１３とが対向して配置されているので、駆動力の歪による音質の劣化も抑えることができる。
【００７１】
以下、図６を参照して、第１のマグネット１２の面積と第２のマグネット１３の面積の関係について説明する。図６は、第１のマグネット１２の面積と第２のマグネット１３の面積を所定の面積にした場合の磁束密度と音圧周波数特性のディップとを示した図である。そのうち、図６Ａは、第２のマグネット１３の短辺方向の幅に対する第１のマグネット１２の短辺方向の幅の比率（以下、幅比率と称す）と磁束密度の増加量との関係を示す図である。図６Ｂは、幅比率と音圧周波数特性上のディップの深さとの関係を示す図である。なお、図６Ａにおける磁束密度の増加量とは、第１のマグネット１２が存在しないとき（幅比率が０％のとき）の磁気ギャップ中の磁束密度を基準として、その基準の磁束密度から増加した分の磁束密度の量を意味する。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、第２のマグネット１３の短辺方向の幅を３．５ｍｍ、高さを３ｍｍとしている。また、第１のマグネット１２の高さを２ｍｍとしている。また、第１および第２のマグネット１２および１３の長辺方向の幅はともに６０ｍｍとした。
【００７２】
図６Ａにおいて、磁束密度の増加量が１．５ｄＢになるときの幅比率は４０％未満となる。ここで、磁束密度が増加すると、その分だけ再生音の音圧レベルも増加する。したがって、図６Ａに示す結果より、再生音の音圧レベルを１．５ｄＢ以上増加させるためには、幅比率を４０％以上に設定すればよいことがわかる。
【００７３】
図６Ｂにおいて、幅比率が７０％のとき、ディップの深さが３ｄＢになる。したがって、図６Ｂに示す結果より、ディップの深さを３ｄＢ以下にするためには、幅比率を７０％以下に設定すればよいことがわかる。
【００７４】
このように、音圧レベルの増加量とディップの深さの観点から、好ましくは、第１および第２のマグネット１２および１３の短辺方向の幅を、幅比率が４０％から７０％の範囲内となるように設定するとよい。これにより、実用上最適な特性を有する電気音響変換器１を提供することができる。なお、第１および第２のマグネット１２および１３の長辺方向の幅はともに６０ｍｍとしている。したがって、上記幅比率は、第２のマグネット１３の上面の面積に対する第１のマグネット１２の下面の面積の比率（以下、面積比率と称す）と等価である。したがって、第１および第２のマグネット１２および１３の面積を、面積比率が４０％から７０％の範囲内となるように設定すればよいこととなる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器１では、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を第２のマグネット１３よりも小さくしている。つまり、第１のマグネット１２の下面の外形を第２のマグネット１３の上面の外形よりも小さくしている。これにより、音響負荷による音質劣化を抑えることができる。その結果、駆動コイル１５に発生する駆動力を大きくしつつ、かつ、駆動力の歪による音質の劣化も抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能な電気音響変換器を提供することができる。
【００７６】
なお、図１および図２に示した構造では、電気音響変換器１の正面の形状を細長形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該細長形状に応じた形状としたが、これに限定されない。例えば、図７および図８に示すように、電気音響変換器１の正面の形状を円形形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該円形形状に応じた形状としてもよい。図７は、円形形状の電気音響変換器１を正面からみた図である。図８は、電気音響変換器１を図７に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図７および図８に示す電気音響変換器１は、図１および図２に示した電気音響変換器１に対し、細長形状の下部ケース１０および上部ケース１１が円形形状の下部ケース１０ａおよび上部ケース１１ａに代わっている。同様に、細長の直方体で構成された第１および第２のマグネット１２および１３が、円柱体で構成された第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａに代わっている。また、細長形状の振動板１４は円形形状の振動板１４ａに、細長の矩形形状の駆動コイル１５は円形形状の駆動コイル１５ａに、細長の環状に形成されたエッジ１６は円形の環状に形成されたエッジ１６ａに代わっている。このように、図７および図８に示す電気音響変換器１は、図１および図２に示した電気音響変換器１に対し、正面からみた形状が異なり、第１のマグネット１２を支持する支持部材２０をさらに備える構造を有する。
【００７７】
図８において、下部ケース１０ａは、上部ケース１１ａと組み合わさることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。支持部材２０は、例えば非磁性体材料で構成され、上部ケース１１ａの内面に固着される。第１のマグネット１２ａは、支持部材２０に固着される。このように第１のマグネット１２ａは、支持部材２０によって第２のマグネット１３ａと振動板１４ａを介して対向するように支持されている。なお、上部ケース１１ａの上面には、支持部材２０が配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ａｈが形成されることとなる。第２のマグネット１３ａは、下部ケース１０ａ内部の底面に固着される。なお、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ａは、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２ａの上下面および第２のマグネット１３ａの上下面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２ａと第２のマグネット１３ａとの間には磁気ギャップが形成される。なお、第１のマグネット１２ａの着磁方向は、Ｙ軸方向である。これに対し、第２のマグネット１３ａの着磁方向は、Ｙ軸方向であって第１のマグネット１２ａと反対の方向に着磁される。また、第１のマグネット１２ａの外径は、第２のマグネット１３ａの外径より小さい。つまり、第１のマグネット１２ａの下面の外形が第２のマグネット１３ａの上面の外形よりも小さくなっている。
【００７８】
振動板１４ａは、第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａそれぞれに対して対向するように配置される。振動板１４ａの外縁部は、エッジ１６ａの内縁部と固着される。エッジ１６ａの外縁部は、下部ケース１０ａの側部の上面と、上部ケース１１ａの側部の下面との間に固着される。エッジ１６ａは、Ｙ軸方向に振動板１４ａを振動可能に支持している。駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ａによって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４ａ上に設けられている。なお、駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａの外縁と第２のマグネット１３ａの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられると、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。
【００７９】
また、例えば、電気音響変換器１の正面の形状を、楕円形状、矩形形状、および矩形の対向する２辺のみが半円で形成されるレーストラックのような形状（以下、トラック形状と称す）としてもよい。これに伴い、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を電気音響変換器１の正面の形状に応じた形状にすればよい。例えば、振動板１４は、円形状、矩形状、楕円形状、およびトラック形状などの形状で構成される。
【００８０】
なお、図２に示した構造では、エッジ１６の断面形状をロール形状としたが、これに限定されない。図９Ａに示すように、断面形状がロール形状であるエッジ１６の代わりに、断面形状が波形形状となるエッジ１６ｂを用いてもよい。図９Ａは、断面形状が波形形状である場合の構造を示す図である。また、エッジ１６の断面形状を平板形状としてもよい。また図２に示した構造では、エッジ１６が設けられていたが、これに限定されない。図９Ｂに示すように、エッジ１６が省略された構造であってもよい。図９Ｂは、エッジ１６が省略された構造を示す断面図である。この場合、振動板１４の外縁部がエッジ１６の役割を果たすこととなる。このようなエッジの断面形状の種類およびエッジの有無については、所望の最低共振周波数や最大振幅を得るべく適宜選択される。
【００８１】
なお、図１および図２に示した構造では、第１のマグネット１２および第２のマグネット１３を細長の直方体としたが、例えば、細長の環状体などの他の形状であってもよい。図１０は、細長の直方体である第２のマグネット１３を、矩形の環状体である第２のマグネット１３ｂにした構造を示す断面図である。図１０に示す構造では、第１のマグネット１２は、第２のマグネット１３ｂの外形よりも小さい外形を有することとなる。
【００８２】
なお、図１および図２に示した構造では、駆動コイル１５をコイル線を巻いたものとし、振動板１４と別体の構成としたが、これに限定されない。駆動コイル１５が振動板１４上に形成されるプリント配線で構成されてもよい。この場合、駆動コイル１５は、振動板１４と一体の構成となる。また、プリント配線を形成する手法としては、蒸着や印刷などでプリント配線を形成する手法が挙げられる。駆動コイル１５をプリント配線で構成することで、コイル線を使わなくて済むため、耐入力が向上する。また接着工程やリード線の引き出しがなくなるため、生産効率が上がる。
【００８３】
なお、図１および図２に示した構造では、第１および第２のマグネット１２および１３にネオジウムマグネットを用いるとしたが、これに限定されない。目標とする再生音の音圧レベルや、マグネットの形状等に合わせて適宜フェライトやサマリウムコバルト等のマグネットを用いてもよい。
【００８４】
なお、図１および図２に示した構造では、下部ケース１０および上部ケース１１に非磁性体材料を用いるとしたが、磁性体材料を用いてもよい。磁性体材料を用いることで、第１および第２のマグネット１２および１３から筐体側への漏れ磁束を軽減することができる。
【００８５】
なお、図１および図２に示した構造では、開口部１１ｈが上部ケース１１の上面に形成されるとしたが、他の箇所にも開口部を設けるようにしてもよい。例えば、下部ケース１０および上部ケース１１の側部にも開口部を形成してもよい。これにより、音響負荷の影響をさらに小さくすることができる。また、最低共振周波数における尖鋭度を制御するために、開口部１１ｈ上に制動布を設けてもよい。
【００８６】
なお、図１および図２に示した構造では、下部ケース１０および上部ケース１１の側部が下部ケース１０の底部に対して垂直方向に立設する構造であったが、これに限定されない。例えば、下部ケース１０および上部ケース１１の側部を傾斜させ、ホーン形状にしてもよい。これにより、高域特性をコントロールすることができる。
【００８７】
（第２の実施形態）
図１１および図１２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る電気音響変換器２について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る電気音響変換器２を正面からみた正面図である。図１１および後述する図１３に示す線Ｚｏは、紙面を向いて左右方向における電気音響変換器２の中心を示す線である。図１２は、電気音響変換器２を図１１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図１２および後述する図１４、図１５に示す線Ｙｏは、電気音響変換器２の厚み方向と平行な電気音響変換器２の中心軸を示す線である。なお、図１２および後述する図１４において、紙面を向いて左右方向をＸ軸方向とし、そのうち右方向を正方向とする。また、紙面を向いて上下方向をＹ軸方向とし、そのうち上方向を正方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向とし、紙面から紙面の手前に向かう方向を正方向とする。
【００８８】
本実施形態に係る電気音響変換器２の構造は、図１および図２に示した電気音響変換器１に対し、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれにヨークを固着した点で異なる。図１１および図１２において、図１および図２に示した電気音響変換器１と同じ構成部品については同じ符号を付し、説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。
【００８９】
図１１に示すように、電気音響変換器２の正面の形状は細長形状である。図１２において、電気音響変換器２は、下部ケース１０、上部ケース１１、第１のマグネット１２、第２のマグネット１３、振動板１４、駆動コイル１５、エッジ１６、第１のヨーク３０、および第２のヨーク３１を備える。
【００９０】
第１のヨーク３０は、平板形状であり、鉄などの磁性体材料で構成される。第１のヨーク３０は、上部ケース１１の内面に固着される。第１のマグネット１２は、第１のヨーク３０の下面に固着される。第１のヨーク３０は、第１のマグネット１２の周囲の少なくとも一部に磁路を形成するものである。第１のマグネット１２は、第１のヨーク３０によって第２のマグネット１３と振動板１４を介して対向するように支持されている。第１のヨーク３０の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅は、第１のマグネット１２の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅と同じ幅である。また第１のヨーク３０の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、第１のマグネット１２の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅と同じ幅である。なお、上部ケース１１の上面には、第１のヨーク３０が配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ｈが形成されることとなる。また、第１のヨーク３０、下部ケース１０、および上部ケース１１を組み合わせることによって筐体が形成されることになる。
【００９１】
第２のヨーク３１は、凹形状であり、鉄などの磁性体材料で構成される。第２のヨーク３１は、下部ケース１０の内部の底面に固着される。第２のヨーク３１は、第２のマグネット１３の周囲の少なくとも一部に磁路を形成するものである。第２のヨーク３１の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅は、第２のマグネット１３の短辺方向（Ｘ軸方向）の幅よりも大きい。また第２のヨーク３１の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅は、第２のマグネット１３の長辺方向（Ｚ軸方向）の幅と同じ幅である。なお、第１のヨーク３０および第２のヨーク３１は、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。
【００９２】
第２のマグネット１３は、第２のヨーク３１の内部の底面に固着される。図１２では、第２のマグネット１３の上面と、第２のヨーク３１の側部の上面とが同一平面上に位置している。つまり、第２のヨーク３１は、第２のマグネット１３の振動板１４と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられている。なお、第２のヨーク３１の内部の側面と、第２のマグネット１３の長辺方向の側面との間には空間（スリット）が形成されている。
【００９３】
第１のマグネット１２および第２のマグネット１３は、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２の上下面および第２のマグネット１３の上下面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２と第２のマグネット１３との間には磁気ギャップが形成される。第１のマグネット１２の着磁方向は、Ｙ軸方向である。これに対し、第２のマグネット１３の着磁方向は、Ｙ軸方向であって第１のマグネット１２と反対の方向に着磁される。第１のマグネット１２の短辺方向の幅は、第２のマグネット１３の短辺方向の幅より小さい。また第１のヨーク３０の短辺方向の幅は、第２のヨーク３１よりも小さい。したがって、第１のマグネット１２の外形は、第２のマグネット１３と第２のヨーク３１とを組み合わせたものの外形よりも小さい。
【００９４】
以下、図１１および図１２に示す電気音響変換器２の動作について説明する。駆動コイル１５に交流電気信号が入力されると、Ｘ軸方向の磁束によって駆動コイル１５に上下方向（Ｙ軸方向）の駆動力が発生する。この駆動力によって、振動板１４は上下方向に振動する。振動板１４が振動することによって、振動板１４から音が放射される。振動板１４から放射された音は、開口部１１ｈを介して外部に放射される。
【００９５】
第１のヨーク３０は、第１のマグネット１２と固着されている。このため、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束は、第１のヨーク３０に導かれることとなる。つまり、第１のヨーク３０を設けることで、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束が第１のヨーク３０に到達する際に通る磁路の長さが短くなる。同様に、第２のヨーク３１は、第２のマグネット１３と固着されている。このため、第２のマグネット１３の上面から放射された磁束は、第２のヨーク３１に導かれることとなる。つまり、第２のヨーク３１を設けることで、第２のマグネット１３の上面から放射された磁束が第２のヨーク３１に到達する際に通る磁路の長さが短くなる。これにより、磁気動作点が高くなり、磁気ギャップ内の磁束密度が高くなる。このように、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれの周囲にヨークを設けることで、第１および第２のマグネット１２および１３から放射された磁束は、ヨークに集束される。その結果、駆動コイル１５に生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００９６】
なお、駆動コイル１５は、好ましくは、磁気ギャップ内において最も磁束密度が高くなる位置に設けられるとよい。つまり、駆動コイル１５は、好ましくは、第１のマグネット１２の外縁と第２のヨーク３１の外縁とを結ぶ線を含むように配置されるとよい。その結果、駆動コイル１５の位置における磁束密度が最も高くなるため、磁束密度に比例する駆動力も大きくなり、再生音の音圧を高くすることができる。例えば第２のマグネット１３の短辺方向の幅を４ｍｍとし、高さを２ｍｍとする。また、第２のマグネット１３をネオジウムマグネットで構成したとする。この場合、上記駆動コイル１５の位置で得られる磁束密度は、第１および第２のヨーク３０および３１がない場合と比較して、１．５倍大きくなる。音圧レベルに換算すると、３．５ｄＢ高くなる。また、第１および第２のヨーク３０および３１を設けることで、電気音響変換器２の外部への漏れ磁束を抑制することもできる。さらに、第１のマグネット１２の外形が第２のマグネット１３の外形に比べて小さく、かつ、第１のヨーク３０の短辺方向の幅を第１のマグネット１２の短辺方向の幅と同じ幅にした。これにより、振動板１４に対する音響負荷が小さくなるので、音圧周波数特性への影響を抑えることができる。
【００９７】
以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器２では、第１および第２のマグネット１２および１３それぞれの周囲にヨークを設けている。これにより、第１および第２のマグネット１２および１３から放射された磁束は、ヨークに集束される。その結果、駆動コイル１５に生じる駆動力がさらに大きくなり、再生音の音圧レベルをさらに高くすることができる。
【００９８】
なお、図１１および図１２に示した構造では、電気音響変換器２の正面の形状を細長形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該細長形状に応じた形状としたが、これに限定されない。例えば、図１３および図１４に示すように、電気音響変換器２の正面の形状を円形形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を当該円形形状に応じた形状としてもよい。図１３は、円形形状の電気音響変換器２を正面からみた図である。図１４は、電気音響変換器２を図１３に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図１３および図１４に示す電気音響変換器２は、図１１および図１２に示した電気音響変換器２に対し、細長形状の下部ケース１０および上部ケース１１が円形形状の下部ケース１０ａおよび上部ケース１１ａに代わっている。同様に、細長の直方体で構成された第１および第２のマグネット１２および１３が、円柱体で構成された第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａに代わっている。また、細長形状の振動板１４は円形形状の振動板１４ａに、細長の矩形形状の駆動コイル１５は円形形状の駆動コイル１５ａに、細長の環状に形成されたエッジ１６は円形の環状に形成されたエッジ１６ａに代わっている。また、第１のヨーク３０は形状違いの第１のヨーク３０ａに、凹形状の第２のヨーク３１は底面を有する円筒形状の第２のヨーク３１ａに代わっている。なお、図１３および図１４に示す電気音響変換器２は、図７および図８に示した電気音響変換器１に対して、支持部材２０を第１のヨーク３０ａに代え、第２のヨーク３１ａをさらに備えた構造である。
【００９９】
図１４において、下部ケース１０ａは、第１のヨーク３０ａおよび上部ケース１１ａと組み合わさることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。第１のヨーク３０ａは、上部ケース１１ａの内面に固着される。第１のマグネット１２ａの上面は、第１のヨーク３０ａに固着される。このように第１のマグネット１２ａは、第１のヨーク３０ａによって第２のマグネット１２ａと振動板１４ａを介して対向するように支持されている。なお、上部ケース１１ａの上面には、第１のヨーク３０ａが配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ａｈが形成されることとなる。第２のマグネット１３ａは、第２のヨーク３１ａ内部の底面に固着される。なお、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ａは、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。第１のマグネット１２ａの下面および第２のマグネット１３ａの上面は、磁極を有する磁極面である。第１のマグネット１２ａの下面と第２のマグネット１３ａの上面との間には磁気ギャップが形成される。なお、第１のマグネット１２ａの着磁方向は、Ｙ軸方向である。これに対し、第２のマグネット１３ａの着磁方向は、Ｙ軸方向であって第１のマグネット１２ａと反対の方向に着磁される。また、第１のマグネット１２ａの外径は、第１のヨーク３０ａの外径と同じ外径であり、第２のマグネット１３ａの外径よりも小さい。また、第２のヨーク３１ａの外径は、第２のマグネット１３ａの外径よりも大きい。
【０１００】
振動板１４ａは、第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａそれぞれに対して対向するように配置される。振動板１４ａの外縁部は、エッジ１６ａの内縁部と固着される。エッジ１６ａの外縁部は、下部ケース１０ａの側部の上面と、上部ケース１１ａの側部の下面との間に固着される。エッジ１６ａは、Ｙ軸方向に振動板１４ａを振動可能に支持している。駆動コイル１５ａは、第１および第２のマグネット１２ａおよび１３ａによって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４ａ上に設けられている。なお、駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａの外縁と第２のヨーク３１ａの外縁とを結ぶ線を含む位置に設けられると、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。
【０１０１】
また、例えば、電気音響変換器２の正面の形状を、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状としてもよい。これに伴い、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３等の各構成部品の形状を電気音響変換器２の正面の形状に応じた形状にすればよい。
【０１０２】
なお、図１１および図１２に示した構造では、第２のヨーク３１の内部の側面と、第２のマグネット１３の長辺方向の側面との間にはスリットが形成されていた。これに対し、図１５Ａに示すように、第２のヨーク３１の代わりに、スリットが形成されないサイズの第２のヨーク３１ｂを用いてもよい。図１５Ａは、スリットが形成されない第２のヨーク３１ｂを用いた場合の構造を示す図である。スリットを無くすことで、電気音響変換器２全体の外形を小さくすることができる。また、図１５Ｂに示すように、第２のヨーク３１の代わりに、平板形状の第２のヨーク３１ｃを用いてもよい。図１５Ｂは、平板形状の第２のヨーク３１ｃを用いた場合の構造を示す図である。また、図１５Ｃに示すように、第１のヨーク３０の代わりに、第１のヨーク３０ｂを用いてもよい。図１５Ｃは、第１のヨーク３０ｂを用いた場合の構造を示す図である。第１のヨーク３０ｂの形状は、第１のマグネット１２の上面全体と側面の一部とを囲むような形状である。その側面を囲む部分においては、第１のマグネット１２から第２のマグネット１３に向かって外形が小さくなるような形状となっている。このような形状にすることで、音響負荷による影響を軽減することができる。なお、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すように、第２のヨーク３１、３１ｂおよび３１ｃは、いずれも第２のマグネット１３の上面には配置されない形状とする。つまり、第２のヨーク３１、３１ｂおよび３１ｃは、第２のマグネット１３の振動板１４と対向する面以外の面の周囲を囲んで設けられている。
【０１０３】
なお、図１２に示した構造では、第２のマグネット１３の上面と、第２のヨーク３１の側部の上面とが同一平面上に位置していた。これに対し、振動板１４の形状や振動板１４の最大振幅値などによっては段差を付けて同じ平面上にならないように構成してもよい。
【０１０４】
なお、図１１および図１２に示した構造では、第１のヨーク３０と上部ケース１１を別々の構成としたが、一体の部材としてもよい。また、第２のヨーク３１と下部ケース１０を別体の構成としたが、一体の部材としてもよい。これにより、部品点数を少なくすることができる。
【０１０５】
（第３の実施形態）
図１６および図１７を参照して、本発明の第３の実施形態に係る電気音響変換器３について説明する。図１６は、第３の実施形態に係る電気音響変換器３を正面からみた正面図である。図１６および後述する図１８、図２０に示す線Ｚｏは、電気音響変換器２の左右方向における中心軸を示す線である。図１７は、電気音響変換器２を図１６に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図１７および後述する図１８、図１９、図２１、図２２に示す線Ｙｏは、電気音響変換器３の厚み方向と平行な電気音響変換器３の中心軸を示す線である。なお、図１７および後述する図１８、図１９、図２１、図２２において、紙面を向いて左右方向をＸ軸方向とし、そのうち右方向を正方向とする。また、紙面を向いて上下方向をＹ軸方向とし、そのうち上方向を正方向とする。また、Ｘ軸およびＹ軸方向と垂直な方向をＺ軸方向とし、紙面から紙面の手前に向かう方向を正方向とする。
【０１０６】
本実施形態に係る電気音響変換器３の構造は、図１１および図１２に示した電気音響変換器２に対し、第２のヨーク３１が第３のヨーク３３に代わり、第２のマグネット１３が第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃに代わった点のみ異なる。したがって、それ以外の構成部品については、図１１および図１２に示した符号と同じ符号を付し、説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。
【０１０７】
図１６に示すように、電気音響変換器３の正面の形状は細長形状である。図１７において、電気音響変換器３は、下部ケース１０、上部ケース１１、第１のマグネット１２、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃ、振動板１４、駆動コイル１５、エッジ１６、第１のヨーク３０、および第３のヨーク３３を備える。
【０１０８】
第３のヨーク３３は、鉄などの磁性体材料で構成される。第３のヨーク３３は、平板形状の平板部３３ｆの中央に直方体形状のセンターポール３３ｐが形成された形状を有する。第３のヨーク３３は、センターポール３３ｐの中心軸が中心軸Ｙｏと一致するように、下部ケース１０内部の底面に固着される。また、第３のヨーク３３は、センターポール３３ｐの長辺が駆動コイル１５の長辺部分と平行になるように固着される。これにより、第１のマグネット１２の中心軸とセンターポール３３ｐの中心軸が一致することとなる。
【０１０９】
第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃは、細長の直方体で構成される。第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃとしては、例えばエネルギー積が３８ＭＧＯｅのネオジウムマグネットなどを用いるとする。第２のマグネット１３ｂは、左方向（中心軸Ｙｏに対してＸ軸の負方向）に存在する平板部３３ｆ上に固着される。第２のマグネット１３ｃは、右方向（中心軸Ｙｏに対してＸ軸の正方向）に存在する平板部３３ｆ上に固着される。なお、センターポール３３ｐの左側側面と第２のマグネット１３ｂの右側側面との間、センターポール３３ｐの右側側面と第２のマグネット１３ｃの左側側面との間には磁気ギャップが形成されている。
【０１１０】
図１８は、電気音響変換器３の磁気回路のみを示した斜視図である。図１８に示すように、第１のマグネット１２の下面は、センターポール３３ｐの上面にのみ対向している。また、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃは、センターポール３３ｐの各長辺方向を囲むように第３のヨーク３３に固着されていることがわかる。また、第３のヨーク３３、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃ、第１のヨーク３０、および第１のマグネット１２の各長辺方向の幅は、全て同じ幅となっていることがわかる。また、第１のヨーク３０および第１のマグネット１２の短辺方向における幅は、第３のヨーク３３と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃを組み合わせたものの短辺方向における幅より小さくなっていることがわかる。
【０１１１】
ここで、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの着磁方向について説明する。第１のマグネット１２、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの着磁方向は、Ｙ軸方向であって同一の方向である。例えば、第１のマグネット１２の下面の磁極がＮ極である場合、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの上面の磁極はＳ極となる。このように、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの上面が有する磁極は、第１のマグネット１２の下面が有する磁極と反対の極となる。
【０１１２】
以下、図１６および図１７に示す電気音響変換器３の動作について説明する。まず、図１９を参照して、駆動コイル１５に交流電気信号が入力されないときの、電気音響変換器３内で形成される静磁場について説明する。図１９は、電気音響変換器３内で形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図である。図１９において、矢印が磁束のベクトルを示し、矢印の向きが磁束の方向を示している。なお、図１９では、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの上面が有する磁極をＳ極とし、第１のマグネット１２の下面が有する磁極をＮ極とする。
【０１１３】
第１のマグネット１２と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃとは、同一の方向に着磁されている。第２のマグネット１３ｂの下面から放射された磁束は、第３のヨーク３３の平板部３３ｆを通ってセンターポール３３ｐの上面へ向かう。第２のマグネット１３ｃの下面から放射された磁束は、第３のヨーク３３の平板部３３ｆを通ってセンターポール３３ｐの上面へ向かう。したがって、センターポール３３ｐの上面からは、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃの下面からそれぞれ放射された磁束が放射されることとなる。センターポール３３ｐの上面から放射される磁束の向きは、垂直かつ上方向（Ｙ軸正方向）でる。ここで、磁束が放射される面はＮ極を示すので、センターポール３３ｐの上面が有する磁極はＮ極となる。つまり、第１のマグネット１２と対向するセンターポール３３ｐの上面の磁極は、第１のマグネット１２の下面と同極の磁極となる。
【０１１４】
センターポール３３ｐの上面から放射された磁束は、第１のマグネット１２の下面から放射された磁束と反発する。したがって、図１９に示すように、第１のマグネット１２およびセンターポール３３ｐからそれぞれ放射された磁束は、振動板１４の振動方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）へと曲がる。このＸ軸方向の磁束が、駆動力に比例する磁束となる。
【０１１５】
なお、図１９に示した静磁場において、磁束密度が高くなる位置は、センターポール３３ｐの両側面に接する磁気ギャップ内の位置となる。さらにこの磁気ギャップ内のうち、最も磁束が高くなる位置は、第２のマグネット１３ｂの右側側面と第１のマグネット１２の左側側面とを直線状に結ぶことによって形成された空間内の位置となる。この空間は、図１７において中心軸Ｙｏより左側に存在する２つの点線によって示されている。また、最も磁束が高くなる位置は、第２のマグネット１３ｃの左側側面と第１のマグネット１２の右側側面とを直線状に結ぶことによって形成された空間内にも存在する。この空間は、図１７において中心軸Ｙｏより左側に存在する２つの点線によって示されている。したがって、この空間に駆動コイル１５の長辺部分を配置すれば、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。
【０１１６】
以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器３では、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃと第３のヨーク３３とが、音の放射面側とは反対の位置に配置される。ここで、音の放射面側と反対の位置は、音響負荷による音圧周波数特性の乱れに影響を及ぼさない位置である。したがって、音の放射面側とは反対の位置に配置されるマグネットは十分にその外形を大きくすることができる。また、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃと第３のヨーク３３によって形成される構造は、外形が大きくなってしまう構造となるが、マグネットの面積を十分確保することができる構造である。したがって、このような構造を音の放射面側と反対の位置に配置することで、音響負荷による音質劣化を生じさせることなく、磁束密度を十分に高くすることができる。
【０１１７】
また、本実施形態に係る電気音響変換器３では、磁束密度が高くなる位置は、センターポール３３ｐの両側面に接する磁気ギャップ内の位置となる。したがって、駆動コイル１５の位置を変えなくても、高い磁束密度を確保することができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係る電気音響変換器３では、駆動コイル１５を、第１のマグネット１２と第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃとの間の空間に配置すればよい。つまり、従来の動電形電気音響変換器のように、ボイスコイルを磁気ギャップ内に挿入する必要がない。このため、駆動コイル１５の巻き幅を一様にする必要がなくなり、駆動コイル１５の縦横比に関して設計自由度が増す。その結果、縦横比の大きな楕円形状もしくは細長形状の電気音響変換器を容易に実現することができる。
【０１１９】
なお、図１６および図１７に示した構造では、電気音響変換器３の正面の形状を細長形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３ｂ等の各構成部品の形状を当該細長形状に応じた形状としたが、これに限定されない。例えば、図２０および図２１に示すように、電気音響変換器３の正面の形状を円形形状とし、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３ｂ等の各構成部品の形状を当該円形形状に応じた形状としてもよい。図２０は、円形形状の電気音響変換器３を正面からみた図である。図２１は、電気音響変換器３を図２０に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図である。図２０および図２１に示す電気音響変換器３は、図１６および図１７に示した電気音響変換器３に対し、細長形状の下部ケース１０および上部ケース１１が円形状の下部ケース１０ａおよび上部ケース１１ａに代わっている。同様に、細長の直方体で構成された第１のマグネット１２が、円柱体で構成された第１のマグネット１２ａに代わっている。また、細長の直方体で構成された第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃが、円形の環状体である第２のマグネット１３ｄに代わっている。また、細長形状の振動板１４は円形形状の振動板１４ａに、細長の矩形形状の駆動コイル１５は円形形状の駆動コイル１５ａに、細長の環状に形成されたエッジ１６は円形の環状に形成されたエッジ１６ａに代わっている。また、第１のヨーク３０は形状違いの第１のヨーク３０ａに、図１８に示した形状の第３のヨーク３３は円柱形状のセンターポール３３ａｐが中央に形成された第３のヨーク３３ａに代わっている。なお、図２０および図２１に示す電気音響変換器３は、図７および図８に示した電気音響変換器１に対して、支持部材２０を第１のヨーク３０ａに代え、第２のマグネット１３を第２のマグネット１３ｄおよび第３のヨーク３３ａに代えた構造である。
【０１２０】
図１４において、下部ケース１０ａは、第１のヨーク３０ａおよび上部ケース１１ａと組み合わさることによって、Ｙ軸の正方向の面が開放された筐体が形成される。第１のヨーク３０ａは、上部ケース１１ａの内面に固着される。第１のマグネット１２ａは、第１のヨーク３０ａに固着される。このように第１のマグネット１２ａは、第１のヨーク３０ａによって第２のマグネット１３ｄと振動板１４ａを介して対向するように支持されている。なお、上部ケース１１ａの上面には、第１のヨーク３０ａが配置されていない部分において、音を放射するための開口部１１ａｈが形成されることとなる。
【０１２１】
第２のマグネット１３ｃは、円形の環状体であり、中央に形成された空隙内に円柱形状のセンターポール３３ａｐを配置するように、第３のヨーク３３ａの平板部３３ａｆに固着される。なお、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ｄは、それぞれの中心軸が中心軸Ｙｏで一致するように配置される。なお、第１のマグネット１２ａの着磁方向と第２のマグネット１３ｄの着磁方向は、Ｙ軸方向であり、同一の方向である。また、第１のマグネット１２ａの外径は、第２のマグネット１３ｄの最外径より小さい。また、第１のマグネット１２ａは、振動板１４を介してセンターポール３３ａｐのみに対向する。
【０１２２】
振動板１４ａは、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ｄそれぞれに対して対向した位置に配置されている。振動板１４ａの外縁部は、エッジ１６ａの内縁部と固着される。エッジ１６ａの外縁部は、下部ケース１０ａの側部の上面と、上部ケース１１ａの側部の下面との間に固着される。エッジ１６ａは、Ｙ軸方向に振動板１４ａを振動可能に支持している。駆動コイル１５ａは、第１のマグネット１２ａおよび第２のマグネット１３ｄによって形成された磁気ギャップ中に位置するように、振動板１４ａ上に設けられている。なお、駆動コイル１５ａが、第１のマグネット１２ａの外周面と、第２のマグネット１３ｄのセンターポール３３ａｐと対向する内周面とを直線状に結んで形成される空間内に設けられた場合、再生音の音圧レベルを最大にすることができる。
【０１２３】
また、例えば、電気音響変換器２の正面の形状を、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状としてもよい。これに伴い、第１のマグネット１２や第２のマグネット１３ｄ等の各構成部品の形状を電気音響変換器２の正面の形状に応じた形状にすればよい。
【０１２４】
なお、図１６および図１７に示した構造では、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃを用いるとしたが、細長の環状体のマグネットを１つ用いるようにしてもよい。この場合、細長の環状体である第２のマグネットは、その長辺部分が駆動コイル１５の長辺部分と平行になるように配置される。また、第１のマグネット１２の長辺方向の幅を、細長の環状体である第２のマグネットの長辺方向と同じ幅にする。また、第１のマグネット１２の短辺方向の幅を、環状体である第２のマグネットの短辺方向よりも小さくする。
【０１２５】
なお、図１７に示した構造に対し、第３のヨーク３３の代わりに図２２に示す第３のヨーク３３ｂを用いてもよい。図２２は、第３のヨーク３３ｂの構造を示す図である。図２２に示すように、第３のヨーク３３ｂは、第３のヨーク３３と比べて、平板部３３ｆのＸ軸方向の長さが短いヨークである。図２２に示す構造にすることで、第２のマグネット１３ｂおよび１３ｃによる漏洩磁束をさらに減らすことができる。
【０１２６】
なお、上記第１〜第３の実施形態に係る電気音響変換器１〜３は、オーディオセット、パソコン、テレビ等の映像機器等の電子機器に搭載されてもよい。電気音響変換器１〜３は、電子機器に設けられた機器筐体の内部に配置される。以下、具体例として、電気音響変換器１を映像機器である薄型テレビに搭載した場合について説明する。図２３は、薄型テレビ５０の正面図である。
【０１２７】
図２３において、表示部５１は、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルで構成され、画像を表示する。表示部５１の両サイドには、電気音響変換器１を搭載するための機器筐体５２が配置されている。この機器筐体５２には、電気音響変換器１を搭載する箇所において、音孔を有する防塵ネットが設置されている。あるいは、この機器筐体５２自体に、音孔が形成されている。電気音響変換器１は、音の放射面が聴視者に向くように配置されている。
【０１２８】
次に、図２３に示す薄型テレビ５０の動作について説明する。基地局から出力された電波はアンテナで受信される。受信された電波は、薄型テレビ５０の内部の電気回路により、映像信号と音声信号とに変換される。映像信号は表示部５１において表示され、音声信号は電気音響変換器１において音として放射される。
【０１２９】
ここで、図２３に示すように、薄型テレビ５０全体の横幅に対して表示部５１の横幅をできるだけ大きくするために、つまり、大画面化を図るために、機器筐体５２の横幅はできるだけ薄く構成される。このため、機器筐体５２に搭載される電気音響変換器１の横幅（短辺方向の幅）も薄いものが求められる。これに対し、本発明に係る電気音響変換器１〜３では、マグネットを振動板に対して対向する位置に２つ使用している。これにより、電気音響変換器の横幅が薄くなっても十分な音圧レベルを確保することができる。さらに言えば、本発明に係る電気音響変換器１〜３を用いることで、一定の音圧レベルを確保しつつ、大画面化を実現した薄型テレビ５０を提供することができる。さらに、本発明に係る電気音響変換器１〜３では、ユーザに対向する面側（音の放射面側）のマグネットの面の面積を、図２３に示す薄型テレビ５０の後面側のマグネットの面の面積に比して小さく（望ましくは４０％〜７０％）している。これにより、音響負荷による音質劣化を抑えることができ、特に超高域における音質を格段に向上させることができる。その結果、薄型テレビ５０等を用いたホームシアターのように、高音質な再生を求められる用途であっても、音質劣化を抑え、高音質な高域再生を行うことができる。以上のように、本発明に係る電気音響変換器１〜３を薄型テレビ５０等の映像機器に搭載することで、再生音圧が高く、高域再生能力に優れた、音質の良い映像機器を提供することができる。
【０１３０】
なお、図２３では、電気音響変換器１を機器筐体５２に取り付けたが、異なる機器筐体の内部に取り付けてもよい。例えば、薄型テレビ５０内部の基板上に取り付けてもよい。また、電気音響変換器１〜３を、携帯電話やＰＤＡ、通常のテレビ、パソコン、およびカーナビ等の他の電子機器に取り付けてもよい。このように、電気音響変換器１〜３を種々の電子機器に搭載することで、音楽、音声などを再生できる電子機器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明に係る電気音響変換器は、駆動コイルに発生する駆動力を大きくしつつ、かつ駆動力の歪による音質の劣化を抑えつつ、高音質な再生を行うことが可能であり、ホームオーディオで使用される電気音響変換器、当該電気音響変換器を備えた、オーディオセット、パソコン、テレビ等の映像機器等の電子機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】第１の実施形態に係る電気音響変換器１を正面からみた正面図
【図２】電気音響変換器１を図１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図
【図３】第１および第２のマグネット１２および１３によって形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図
【図４】図３に示す点ＯからＸ軸の正方向への距離と磁束密度の関係を示した図
【図５Ａ】第１および第２のマグネット１２および１３の短辺方向の幅を同じ幅にした場合の音圧周波数特性を示す図
【図５Ｂ】第１のマグネット１２の短辺方向の幅を２ｍｍとし、第２のマグネット１３の幅を３．５ｍｍにした場合の音圧周波数特性を示す図
【図６Ａ】第２のマグネット１３の短辺方向の幅に対する第１のマグネット１２の短辺方向の幅の比率と磁束密度の増加量との関係を示す図
【図６Ｂ】幅比率と音圧周波数特性上のディップの深さとの関係を示す図
【図７】円形形状の電気音響変換器１を正面からみた図
【図８】電気音響変換器１を図７に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図
【図９Ａ】断面形状が波形形状である場合の構造を示す図
【図９Ｂ】エッジ１６が省略された構造を示す断面図
【図１０】細長の直方体である第２のマグネット１３を、細長の環状体である第２のマグネット１３ｂにした構造を示す断面図
【図１１】第２の実施形態に係る電気音響変換器２を正面からみた正面図
【図１２】電気音響変換器２を図１１に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図
【図１３】円形形状の電気音響変換器２を正面からみた図
【図１４】電気音響変換器２を図１３に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図
【図１５Ａ】スリットが形成されない第２のヨーク３１ｂを用いた場合の構造を示す図
【図１５Ｂ】平板形状の第２のヨーク３１ｃを用いた場合の構造を示す図
【図１５Ｃ】第１のヨーク３０ｂを用いた場合の構造を示す図
【図１６】第３の実施形態に係る電気音響変換器３を正面からみた正面図
【図１７】電気音響変換器２を図１６に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図
【図１８】電気音響変換器３の磁気回路のみを示した斜視図
【図１９】電気音響変換器３内で形成される静磁場を、磁束のベクトルを用いて示した図
【図２０】円形形状の電気音響変換器３を正面からみた図
【図２１】電気音響変換器３を図２０に示す線ＡＡ’で切断した場合の断面図
【図２２】第３のヨーク３３ｂの構造を示す図
【図２３】薄型テレビ５０の正面図
【図２４】従来の電気音響変換器９１の構造を示す断面図
【図２５】従来の電気音響変換器９２の構造を示す断面図
【符号の説明】
【０１３３】
１、２、３    電気音響変換器
１０、１０ａ    下部ケース
１１、１１ａ    上部ケース
１２、１２ａ    第１のマグネット
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ    第２のマグネット
１４、１４ａ    振動板
１５、１５ａ    駆動コイル
１６、１６ａ    エッジ
２０    支持部材
３０、３０ａ、３０ｂ    第１のヨーク
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ    第２のヨーク
３３、３３ａ、３３ｂ    第３のヨーク
５０    薄型テレビ
５１    表示部
５２    機器筐体
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007055271.tif 000033
【図２】
2007055271.tif 000034
【図３】
2007055271.tif 000035
【図４】
2007055271.tif 000036
【図５Ａ】
2007055271.tif 000037
【図５Ｂ】
2007055271.tif 000038
【図６Ａ】
2007055271.tif 000039
【図６Ｂ】
2007055271.tif 000040
【図７】
2007055271.tif 000041
【図８】
2007055271.tif 000042
【図９Ａ】
2007055271.tif 000043
【図９Ｂ】
2007055271.tif 000044
【図１０】
2007055271.tif 000045
【図１１】
2007055271.tif 000046
【図１２】
2007055271.tif 000047
【図１３】
2007055271.tif 000048
【図１４】
2007055271.tif 000049
【図１５Ａ】
2007055271.tif 000050
【図１５Ｂ】
2007055271.tif 000051
【図１５Ｃ】
2007055271.tif 000052
【図１６】
2007055271.tif 000053
【図１７】
2007055271.tif 000054
【図１８】
2007055271.tif 000055
【図１９】
2007055271.tif 000056
【図２０】
2007055271.tif 000057
【図２１】
2007055271.tif 000058
【図２２】
2007055271.tif 000059
【図２３】
2007055271.tif 000060
【図２４】
2007055271.tif 000061
【図２５】
2007055271.tif 000062
【国際調査報告】
2007055271.tif 000063
2007055271.tif 000064
2007055271.tif 000065
2007055271.tif 000066