(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも偏心させたセンターポールを有するボトムプレートと、上記センターポールに挿入されて上記ボトムプレート上に結合されたマグネットと、上記マグネット上に結合され内周と上記センターポールの外周との間に磁気ギャップを形成するトッププレートからなる界磁部と、この界磁部に結合されるフレームと、外周がこのフレームに直接または間接的に結合され内周が上記ギャップにはめ込まれるボイスコイルに結合された振動板と、上記ボイスコイルのリード線が接続される上記界磁部の偏心方向側の上記フレームに装着されたターミナルとで構成したスピーカ。
【請求項２】
界磁部を略矩形形状とした請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
界磁部の下面にキャンセルマグネットを結合し、このキャンセルマグネットと界磁部をシールドカバーで覆うとともに、マグネットの偏心方向の反対側の外形幅を狭くし、上記シールドカバーとの隙間を増大させた請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
【請求項４】
界磁部の下面にキャンセルマグネットを結合し、このキャンセルマグネットと界磁部をシールドカバーで覆うとともに、上記キャンセルマグネットの通し孔をマグネットのセンターポールの偏心方向と略逆方向に偏心させた請求項１または請求項２に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種音響機器に使用されるスピーカで特に正面形状が楕円や矩形をしたスリムな形状のスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビの陰極線管やプラズマディスプレイなどの横に取り付けるためのスピーカとして、横幅の狭いスリムな形状のものが要望されてきている。
【０００３】
これに対応した従来のスピーカについて図６と図７で説明する。図６はこのような従来のスピーカの長径方向の断面構造を示すものであり、図７は同背面図である。同図によると、界磁部４１は円形であり、トッププレート４２と、ボトムプレート４３と、マグネット４４と、ボトムプレート４３の裏側に配置されたキャンセルマグネット４５と、これらを囲むシールドカバー４１ａとから構成されている。キャンセルマグネット４５はマグネット４４と逆方向に着磁されている。
【０００４】
キャンセルマグネット４５とシールドカバー４１ａは、磁束の影響に敏感な陰極線管に対する十分な防磁性能を得るために設けられているが、例えばプラズマディスプレイなどの場合にはシールドカバー４１ａまたはキャンセルマグネット４５を省略することも可能である。
【０００５】
マグネット４４の中心には、ボトムプレート４３の中央に立設されたセンターポール４３ａが貫通する通し孔４４ａが設けられている。磁気ギャップ４２ａの中にはボイスコイル４７が配置されている。ボイスコイル４７はフレーム４６に取り付けられたダンパー４９により支持されている。
【０００６】
ボイスコイル４７には振動板５０の内周が取り付けられている。振動板５０はその外周部がフレーム４６に取り付けられたエッジ５０ａにより支持され、間接的にフレーム４６に支持されている。
【０００７】
中心部にはダストキャップ５０ｂが貼り付けられている。フレーム４６の上端部にはガスケット４６ａが取り付けられている。
【０００８】
そして、フレーム４６上の界磁部４１に近接した位置にターミナル４８が配置され、ボイスコイルリード線４７ａが接続されている。
【０００９】
ターミナル４８は界磁部４１の付近のスピーカ長径方向側に配置されている。これは言うまでもなくターミナル４８をスピーカ短径方向側に配置するスペースがないからである。
【００１０】
以上のように構成された従来のスピーカは、界磁部４１の外径をスピーカの横幅以下の小型サイズとすることによって、スピーカの横幅を小さくしスリム化を図っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、界磁部４１の外径を小さくするとマグネット４４の面積が小さくなるので磁気ギャップ４２ａに発生する磁束密度が小さくなり、スピーカの能率が低下してしまう。これを防ぐためにマグネット４４の面積を拡大して磁束密度を向上させようとすると、図８の側断面図に示すように界磁部４１をスピーカ縦長さ方向側に長くした形状（例えば長方形）にしなければならない。
【００１２】
ところがこのようにすると界磁部４１を長くした分だけ、ターミナル４８をボイスコイル４７から離れた遠い位置に配置せざるを得なくなる。
【００１３】
その結果、ボイスコイルリード線４７ａが非常に長くなるので、ボイスコイルリード線４７ａの異常共振を起こして異常音やショートが発生するなど、スピーカが正常な動作をしなくなってしまう。
【００１４】
つまり従来のスピーカの構成ではボイスコイルリード線４７ａが長くなりすぎるために、界磁部４１の磁束密度を向上させて能率向上を実現することができないという問題があった。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、磁気ギャップの磁束密度向上とボイスコイルリード線の異常共振防止を両立することにより、安定に動作する能率の高いスリム形状のスピーカを提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のスピーカは、少なくとも偏心させたセンターポールを有するボトムプレートと、上記センターポールに挿入されて上記ボトムプレート上に結合されたマグネットと、上記マグネット上に結合され内周と上記センターポールの外周との間に磁気ギャップを形成するトッププレートからなる界磁部と、この界磁部に結合されるフレームと、外周がこのフレームに直接または間接的に結合され内周が上記ギャップにはめ込まれるボイスコイルに結合された振動板と、上記ボイスコイルのリード線が接続される上記界磁部の偏心方向側の上記フレームに装着されたターミナルとで構成したものであり、マグネットの面積を大きくして磁束密度の向上を図りスピーカの能率を高めることができるとともに、ボイスコイルリード線の長さを短くして異常共振を抑制した優れたスピーカを提供できるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のスピーカの請求項１に記載の発明は、少なくとも偏心させたセンターポールを有するボトムプレートと、上記センターポールに挿入されて上記ボトムプレート上に結合されたマグネットと、上記マグネット上に結合され内周と上記センターポールの外周との間に磁気ギャップを形成するトッププレートからなる界磁部と、この界磁部に結合されるフレームと、外周がこのフレームに直接または間接的に結合され内周が上記ギャップにはめ込まれるボイスコイルに結合された振動板と、上記ボイスコイルのリード線が接続される上記界磁部の偏心方向側の上記フレームに装着されたターミナルとで構成したものであり、マグネットの面積を大きくして磁束密度の向上を図りスピーカの能率を高めることができるとともに、ボイスコイルリード線の長さを短くして異常共振を抑制した優れたスピーカを提供できるものである。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１の界磁部を略矩形形状としたものであり、界磁部の小形化が図れるものである。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２の界磁部の下面にキャンセルマグネットを結合し、このキャンセルマグネットと界磁部をシールドカバーで覆うとともに、マグネットの偏心方向の反対側の外形幅を狭くし、上記シールドカバーとの隙間を増大させたものであり、マグネットとシールドカバー間の内部漏洩磁束が抑制されることにより外部漏洩磁束の小さいスピーカが実現できるものである。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２の界磁部の下面にキャンセルマグネットを結合し、このキャンセルマグネットと界磁部をシールドカバーで覆うとともに、上記キャンセルマグネットの通し孔をマグネットのセンターポールの偏心方向と略逆方向に偏心させたものであり、キャンセルマグネットから発生する磁束が最短距離で到達するため磁束密度が向上するとともに、マグネットとキャンセルマグネットを共用することも可能で量産コストの低減も図れるものである。
【００２１】
以下、本発明のスピーカの一実施の形態を図１から図５により説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の一実施の形態のスピーカの断面図であり、図１（ｂ）は同背面図であり、図２（ａ）は同要部である界磁部の平面図、図２（ｂ）は同断面図である。
【００２３】
同図によると、１は矩形の界磁部であり、矩形のトッププレート２と、矩形のボトムプレート３と、矩形のマグネット４と、ボトムプレート３の裏側に配置された矩形のキャンセルマグネット５と、これらを囲む矩形のシールドカバー１ａとから構成されている。
【００２４】
キャンセルマグネット５はマグネット４と逆方向に着磁されている。
【００２５】
マグネット４の縦長さ方向に偏心した位置に、ボトムプレート３に中央から偏心して立設されたセンターポール３ａが貫通する通し孔４ａが設けられている。２ａは磁気ギャップであり、ボイスコイル７が配置されている。ボイスコイル７は矩形のフレーム６に取り付けられたダンパー９により支持されている。そしてフレーム６にマグネット４の通し孔４ａの偏心方向側にターミナル８を装着し、ボイスコイルリード線７ａが接続されている。
【００２６】
ボイスコイル７には材質が紙の振動板１０が取り付けられており、振動板１０およびこの周辺の構成については従来のスピーカと同じである。
【００２７】
ここで、このスピーカの構成部品の材質や寸法などについてより具体的に説明すると、スピーカの口径、つまりフレーム６の口径は、横幅３５ｍｍ×縦長さ２００ｍｍである。界磁部１の寸法つまりシールドカバー１ａの外形寸法は、縦長さ９３ｍｍ、横幅２９ｍｍ、深さ２０ｍｍである。シールドカバー１ａの材質は厚み１ｍｍの鉄板である。トッププレート２は厚み４ｍｍの鉄板であり寸法は、縦長さ９０ｍｍ、横幅２６ｍｍである。
【００２８】
ボトムプレート３は厚み４ｍｍの鉄板であり、寸法は縦長さ７５ｍｍ、横幅１９ｍｍである。センターポール３ａの材質も鉄であり、寸法は直径１４ｍｍ、高さ１０ｍｍである。
【００２９】
マグネット４の材質はフェライトであり、寸法は縦長さ８０ｍｍ、横幅２４ｍｍ、厚み６ｍｍである。そして通し孔４ａは内径１８ｍｍであり、縦長さ方向に中心から２０ｍｍ偏心した位置（図２においてＬ＝２０ｍｍ）に設けられている。
【００３０】
これに従い、センターポール３ａもボトムプレート３の中心から縦長さ方向に２０ｍｍ偏心した位置に立設され、磁気ギャップ２ａも中心から縦長さ方向に２０ｍｍ偏心した位置に設けられている。磁気ギャップ２ａの外径つまりトッププレート２の孔の径は１５．３ｍｍである。
【００３１】
キャンセルマグネット５も材質はフェライトであり、形状はマグネット４と同様であり、寸法は縦長さ８０ｍｍ、横幅２４ｍｍ、厚み５ｍｍである。
【００３２】
ボイスコイル７の口径（呼び径）は１４ｍｍである。ダンパー９の材質はフェノール樹脂を含浸した綿布である。ターミナル８はスピーカの縦長さ方向中心から３５ｍｍの位置に配置されている。ボイスコイルリード線７ａは銅箔の撚り線であり、長さは約３０ｍｍである。
【００３３】
以上のように構成したことにより本実施の形態１のスピーカは、マグネット４を縦長にして面積を大きくしたことにより、磁気ギャップ２ａの磁束密度（平均値）が約０．７９テスラという高い値を実現した。図７に示すような同口径の従来のスピーカでは、円形界磁部の外径を３５ｍｍ未満とせざるを得ないので、磁束密度は僅か０．４テスラ程度しか得られなかった。
【００３４】
なお、マグネット４の通し孔４ａを偏心させターミナル８をこの偏心方向側に配置したことにより、ボイスコイルリード線７ａの長さを約３０ｍｍと短くでき、異常共振の発生がなく安定した動作を実現した。
【００３５】
本実施の形態と同じ口径の従来の矩形の界磁部を用いた図８のスピーカでは、高磁束密度が得られるものの、ボイスコイルリード線の長さは約５０ｍｍ以上にもなり、異常共振が発生して正常な動作ができなかった。
【００３６】
この図８の界磁部（Ｂ）と本実施の形態の界磁部（Ａ）の磁気ギャップ２ａの磁束密度分布の偏差について実測により比較確認を行ったので、これを（表１）に示す。
【００３７】
【表１】
0003924989.tif 000002
【００３８】
その結果、マグネット４の通し孔４ａを偏心させた場合の（本実施の形態１における）磁束密度分布の偏差は僅か５％程度であり、磁束密度そのものも図７の従来技術のものより著しく改善されるとともに、図８の従来技術と比べても若干のレベルの低下は見られるものの、図８の従来技術のもののように異常共振が発生することもなくスピーカの実用上優れていることが確認された。
【００３９】
偏心の程度をさらに極端にした場合も調べたが、その場合においても磁束密度分布の偏差はせいぜい１０％程度であり、特に問題のないことが確認された。
【００４０】
以上のように上記実施の形態１によれば、安定に動作する能率の高いスリム形状のスピーカが実現できるものである。
【００４１】
なお、上記実施の形態１では、キャンセルマグネット５とシールドカバー１ａを備えた構成としたが、使用する機器に求められる防磁性能の程度によってはこれらのいずれか又は両方とも必要ではなく、これらの無い構成としても構わないことは言うまでもない。
【００４２】
また、上記実施の形態１では界磁部１やマグネット４の形状を矩形としたが、その他の形状とすることも可能である。スピーカの外形形状によってはこの自由度がさらに大きくなる。
【００４３】
図３（ａ），（ｂ）は本実施の形態の展開例であり、スピーカの外形形状の縦長さと横幅のアスペクト比があまり大きくない場合に界磁部１１の外形形状を円形とした例を示している。
【００４４】
同図によると、界磁部１１の各構成部品の材質は上記実施の形態で説明したのと同じであるが、シールドカバー１１ａ、トッププレート１２、ボトムプレート１３、マグネット１４、キャンセルマグネット１５は円形である。
【００４５】
そしてマグネット１４には、センターポール１３ａを貫通させる通し孔１４ａが偏心して設けられている。このように構成することにより界磁部１１を円形とした場合においても上記実施の形態と同様に、ターミナルを偏心方向側に配置してボイスコイルリード線７ａを短くすることが可能である。
【００４６】
その他の界磁部の形状ももちろん可能であるが、上記実施の形態１のように界磁部１やマグネット４を矩形とした場合には、同一のマグネット４の面積において界磁部１の縦長さを最も小さくすることができる。これにより各部品のコスト低減ができるばかりでなく、スピーカのフレーム６の背面の開口面積を大きくすることができるので音質を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態１ではキャンセルマグネット５の形状をマグネット４の形状と同様として説明したが、これをその他の形状としてもよいことは言うまでもない。
【００４８】
その他、本発明は上記説明した例に限定されるものでないことは、言うまでもない。
【００４９】
（実施の形態２）
図４（ａ）は本発明の他の実施の形態の要部である界磁部の平面図であり、図４（ｂ）は同断面図である。同図により実施の形態１との相違点であるマグネットとキャンセルマグネットの形状についてのみ主として説明すると、シールドカバー２１ａ、トッププレート２２、ボトムプレート２３、センターポール２３ａは実施の形態１で説明したのと同じ材質、寸法である。またマグネット２４とキャンセルマグネット２５の材質、および通し孔２４ａの寸法と中心からの偏心寸法も実施の形態１で説明したのと同じである。
【００５０】
２４はマグネットであり、通し孔２４ａから遠ざかるに従ってその幅が小さくなっている。具体的に一例として寸法をまじえて説明すると、マグネット２４の厚みは６ｍｍ、縦長さは８０ｍｍであり、マグネット２４の幅は通し孔２４ａの付近では２４ｍｍと最大になっている。そして通し孔２４ａの偏心方向側の端部ではマグネット２４ａの幅は２２ｍｍ、その反対側の端部つまり通し孔２４ａの偏心方向と逆方向側ではマグネット２４ａの幅は２０ｍｍである。
【００５１】
キャンセルマグネット２５もマグネット２４と同一平面形状であり、厚みだけが５ｍｍになっている。
【００５２】
以上のように構成したことにより本実施の形態２のスピーカの界磁部２１は、マグネット２４とシールドカバー２１ａとの間の距離が離れるために、この両者の間で生じる内部漏洩磁束が減少する。このためシールドカバー２１ａを通過する磁束が減少することに伴い、外部へ漏れ出る漏洩磁束も減少することとなる。マグネット２４の面積はこれが矩形の場合に比べて少し減少するが、面積減少はセンターポール２３ａから離れた位置で起こるので、センターポール２３ａ付近のマグネット２４の横幅が小さくなる場合に比べると影響が少ない。
【００５３】
本実施の形態２の実験の結果、マグネット２４が矩形の場合に比べて磁束密度は数％小さくなるだけなのに対して、漏洩磁束密度の減少率は１．５倍程度となり磁束密度の減少率を大幅に上回った。
【００５４】
本実施の形態２によれば、界磁部２１の漏洩磁束をさらに小さくすることができるので、実施の形態１で述べたところの安定に動作し能率を高くできるという基本的な効果に加えて、漏洩磁束の非常に小さいスピーカが実現できるものである。
【００５５】
また、マグネット２４が全体的に曲線的形状に近づくため、マグネット２４の形状が矩形の場合に比べて、マグネット量産時の割れや欠けなどが発生しにくい、スピーカ組立時の取り扱いがやさしくなるといったメリットもある。
【００５６】
なお本実施の形態２では、マグネット２４の幅が通し孔２４ａから遠ざかるにつれて徐々に小さくなるように構成したが、これに限定されることはなく、階段状に小さくなるもの、あるいはその幅の変化が直線関数的でないものなども可能である。
【００５７】
（実施の形態３）
図５は本発明の他の実施の形態の要部である界磁部の断面図である。
【００５８】
同図により実施の形態１との相違点であるキャンセルマグネットの形状についてのみ主として説明すると、シールドカバー３１ａ、トッププレート３２、ボトムプレート３３、センターポール３３ａ、マグネット３４は実施の形態１で説明したのと同じ材質、寸法である。また通し孔３４ａの寸法と中心からの偏心寸法も実施の形態１と同様である。
【００５９】
本実施の形態３においては図５に示すように、キャンセルマグネット３５の形状寸法がマグネット３４と同一のものを１８０度回転させたものである。
【００６０】
つまり本実施の形態３では、キャンセルマグネット３５はマグネット３４に対して偏心方向が逆向きの配置としている。
【００６１】
以上の本実施の形態３のように構成したことにより界磁部３１は、マグネット３４とキャンセルマグネット３５の量産成型金型を共用できるばかりでなく、キャンセルマグネット３５から発生する磁束の大部分がセンターポール３３ａに最短距離で到達するために、磁束密度の向上が図れるものである。
【００６２】
実験の結果では、実施の形態１での磁気ギャップの平均磁束密度が０．７９テスラであったのに対し、本実施の形態３のものでは０．８３テスラが得られた。
【００６３】
以上のように本実施の形態３は実施の形態１と同様に安定して動作し能率を高くできるという基本的な効果に加えて、量産コストの低減ができるだけでなく能率のさらに高いスピーカを実現することができるものである。
【００６４】
なお、上記実施の形態３では、キャンセルマグネット３５の形状をマグネット３４と同一としたが、全体的に小さい相似形としてもよい。このようにしても、スリム形状のスピーカをシリーズ製品化する場合にはマグネットのいずれかの金型を共用する可能性が残されており、キャンセルマグネット３５の大部分の磁束がセンターポール３３ａに最短距離で到達する作用も同様に得られるものである。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は以上のように、偏心させたセンターポールを有する界磁部を用いるとともにこの界磁部の偏心方向側のフレームにターミナルを設けたことにより限られたスペースの中でマグネットの面積を大きくして磁束密度の向上を図りスピーカの能率を高めるとともに、ボイスコイルリード線の長さを短くして異常共振を抑制した優れたスピーカを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のスピーカの一実施の形態の断面図
（ｂ）同背面図
【図２】（ａ）同要部である界磁部の平面図
（ｂ）同断面図
【図３】（ａ）同展開例の要部である界磁部の平面図
（ｂ）同断面図
【図４】（ａ）同他の実施の形態の要部である界磁部の平面図
（ｂ）同断面図
【図５】同他の実施の形態の要部である界磁部の断面図
【図６】従来のスピーカの断面図
【図７】同背面図
【図８】同他のスピーカの断面図
【符号の説明】
１，１１，２１，３１  界磁部
２，１２，２２，３２  トッププレート
２ａ  磁気ギャップ
３，１３，２３，３３  ボトムプレート
３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ  センターポール
４，１４，２４，３４  マグネット
６  フレーム
７ａ  ボイスコイルリード線
８  ターミナル
１０  振動板
【図１】
0003924989.tif 000003
【図２】
0003924989.tif 000004
【図３】
0003924989.tif 000005
【図４】
0003924989.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003924989.tif 000009
【図８】
0003924989.tif 000010