(57)【要約】【課題】音圧低下を抑えた薄型なスピーカを提供する。【解決手段】スピーカは、第１振動板と、第１振動板を振動させるための環状の第１磁気ギャップを有する磁気回路と、第１磁気ギャップに挿入される環状の第１ボイスコイルとを備える。磁気回路は、第１ボイスコイルの内側に配置されたプレートと、プレートに重ねられた第１マグネットと、第１マグネットに重ねられるとともに、第１ボイスコイルの周囲を囲むことで、当該第１ボイスコイルを介した第１マグネットとの隙間を第１磁気ギャップとするヨークとを備える。ヨークの前部には、環状溝である第２磁気ギャップが形成されるとともに、第１マグネットに反発する第２マグネットが、第２磁気ギャップの円周内に収まるように重ねられている。第２磁気ギャップ内に、第２振動板の裏面に接合された環状の第２ボイスコイルが挿入されて、当該第２振動板内に第２マグネットが収められている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１振動板と、
前記第１振動板の前方に配置されて、後部に前記第１振動板を振動させるための環状の第１磁気ギャップを有する磁気回路と、
前記第１振動板の前面に接合されて、前記第１磁気ギャップに挿入される環状の第１ボイスコイルとを備え、
前記磁気回路は、
前記第１ボイスコイルの内側に配置されたプレートと、
前記第１ボイスコイルの内側で前記プレートの前面に重ねられた第１マグネットと、
前記第１マグネットの前面に重ねられるとともに、前記第１ボイスコイルの周囲を囲むことで、当該第１ボイスコイルを介した前記第１マグネットとの隙間を前記第１磁気ギャップとする金属製のヨークとを備え、
前記ヨークの前部には、環状溝である第２磁気ギャップが形成されるとともに、前記第１マグネットとは磁極の向きが逆となる第２マグネットが、前記第２磁気ギャップの円周内に収まるように重ねられていて、
前記第２磁気ギャップ内に、第２振動板の裏面に接合された環状の第２ボイスコイルが挿入されて、当該第２振動板内に前記第２マグネットが収められていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
請求項１記載のスピーカにおいて、
前記ヨークにおける前記第１マグネットとの接合部分の外側であって、前記第２磁気ギャップよりも外側となる位置には、前記接合部分を囲むように環状の切欠部が形成されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項３】
請求項２記載のスピーカにおいて、
前記切欠部は、当該切欠部の先端面が、前記第２磁気ギャップの底面よりも前方に位置するように形成されていることを特徴とするスピーカ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のスピーカにおいて、
前記第２磁気ギャップは、少なくとも１部分と他の部分との深さが異なることを特徴とするスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スピーカは、振動板の音の反射面に対して裏側に磁気回路を備えていたが、スピーカ全体の薄型化を図るために、磁気回路を振動板の前面に備えるように構成した陣笠タイプと称されるスピーカが開発されている。また、このような陣笠タイプのスピーカにおいて、振動板の前面に備えられる磁気回路に、もう一つ磁気回路と振動板とを搭載することにより、低音用スピーカの前方で、当該低音用スピーカの振動板の同軸状に高音用スピーカが配置された同軸２ＷＡＹスピーカも開発されている（例えば特許文献１参照）。具体的に説明すると、図５に示すように、従来の２ＷＡＹスピーカ１００には、低音用スピーカ１１０と、高音用スピーカ１２０とが設けられている。
低音用スピーカ１１０には、フレーム１１１に周囲を保持された低音用振動板１１２と、低音用振動板１１２の中央部から前方に延出する低音用ボイスコイル１１３と、低音用ボイスコイル１１３の先端部に係合し、当該低音用ボイスコイル１１３を駆動するための低音用磁気回路１１４とが設けられている。低音用磁気回路１１４は、ヨーク１１５、マグネット１１６、プレート１１７を積層して一体化する構成となっている。ヨーク１１５は、円柱状に形成されており、その側面の一部が外方に向けて延出している。この延出部１１８の内側面に、円環状のマグネット１１６と、同じく円環状のプレート１１７が取り付けられている。このとき、マグネット１１６とプレート１１７の内周面と、ヨーク１１５との間には所定のギャップが形成されるように取り付けられている。これにより、プレート１１７とヨーク１１５との間に形成される磁気ギャップ１１９内に、低音用ボイスコイル１１３の先端部が挿入されることになる。
そして、低音用ボイスコイル１１３に音楽信号が印加されると、低音用磁気回路１１４の磁束により低音用ボイスコイル１１３が上下に摺動を行い、当該低音用ボイスコイル１１３と接合された低音用振動板１１２が振動され、音を放射する。
【０００３】
一方、高音用スピーカ１２０には、高音用磁気回路１２１と、高音用振動板１２２とが備えられている。高音用磁気回路１２１は、低音用磁気回路１１４におけるヨーク１１５の延出部１１８の外側面に取り付けられたマグネット１２３と、プレート１２４とが設けられている。ここでも、低音用磁気回路１１４と同様に、マグネット１２３とプレート１２４の内周面とヨーク１１５との間には所定のギャップが形成されるように取り付けられている。そして、高音用振動板１２２は、ドーム状に形成されていて、その周縁部がヨーク１１５とプレート１２４との間にある磁気ギャップ１２５内に配置された高音用ボイスコイル１２６となっている。
そして、高音用ボイスコイル１２６に音楽信号が印加されると、高音用磁気回路１２１の磁束により高音用ボイスコイル１２６が上下に摺動を行い、当該高音用ボイスコイル１２６と接合された高音用振動板１２２が振動され、音を放射する。
【特許文献１】特開２００３−２９９１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、他の電子機器と同様に、スピーカにおいても薄型化が求められているものの、スピーカでは、音圧低下を抑えつつ薄型化を図ることが望まれている。
このため、本発明の課題は、音圧低下を抑えた薄型なスピーカを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明におけるスピーカは、
第１振動板と、
前記第１振動板の前方に配置されて、後部に前記第１振動板を振動させるための環状の第１磁気ギャップを有する磁気回路と、
前記第１振動板の前面に接合されて、前記第１磁気ギャップに挿入される環状の第１ボイスコイルとを備え、
前記磁気回路は、
前記第１ボイスコイルの内側に配置されたプレートと、
前記第１ボイスコイルの内側で前記プレートの前面に重ねられた第１マグネットと、
前記第１マグネットの前面に重ねられるとともに、前記第１ボイスコイルの周囲を囲むことで、当該第１ボイスコイルを介した前記第１マグネットとの隙間を前記第１磁気ギャップとする金属製のヨークとを備え、
前記ヨークの前部には、環状溝である第２磁気ギャップが形成されるとともに、前記第１マグネットとは磁極の向きが逆となる第２マグネットが、前記第２磁気ギャップの円周内に収まるように重ねられていて、
前記第２磁気ギャップ内に、第２振動板の裏面に接合された環状の第２ボイスコイルが挿入されて、当該第２振動板内に前記第２マグネットが収められていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスピーカにおいて、
前記ヨークにおける前記第１マグネットとの接合部分の外側であって、前記第２磁気ギャップよりも外側となる位置には、前記接合部分を囲むように環状の切欠部が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のスピーカにおいて、
前記切欠部は、当該切欠部の先端面が、前記第２磁気ギャップの底面よりも前方に位置するように形成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスピーカにおいて、
前記第２磁気ギャップは、少なくとも１部分と他の部分との深さが異なることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヨークにメインマグネットが接合されていて、当該ヨークがメインマグネットに対して隙間を空けた状態で第１ボイスコイルの周囲を囲むことで第１磁気ギャップを形成しているので、メインマグネットの側面から発せられた第１の磁束は、第１磁気ギャップから第１ボイスコイルを通過してヨークに達することになる。
【００１０】
また、ヨークの前部には、第２ボイスコイルが挿入される第２磁気ギャップが形成されているので、メインマグネットから発せられた第２の磁束は、ヨークに進入して、第２磁気ギャップから第２ボイスコイルを通過して再度ヨークに達することになる。ここで、環状溝によってヨークの一部の断面が他の断面よりも狭まっているために、当該部分が磁気抵抗部として機能する。これにより、ヨークを通過する第２の磁束が、磁気抵抗部よりも抵抗の小さい第２磁気キャップを通過することになる。
【００１１】
ここで、磁気抵抗部による第２磁気ギャップへの第２の磁束の誘導だけでは、高い音圧が得られないが、本発明ではさらに、ヨークの前部における第２磁気ギャップの円周内に、メインマグネットに反発するサブマグネットが配置されているので、このサブマグネットによって第２の磁束が引き寄せられることになり、第２磁気ギャップ内を通過しやすくなる。これにより、第２ボイスコイルの駆動力が十分に得られ、高い音圧が得られることになる。
【００１２】
そして、サブマグネットは、あくまで第２の磁束を第２磁気ギャップ内に誘導するだけのものであり、さらには第２振動板の内部に収められているために、従来のような高音用、低音用のそれぞれの磁気回路が必要なスピーカと比べても、スピーカ全体を薄型化することができる。
以上のことから、音圧低下を抑えた薄型なスピーカを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図を参照にして本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態のスピーカの概略構成を示す断面図であり、図２は図１の一点鎖線部内を示す拡大図である。この図１，２に示すように、スピーカ１には、フレーム２と、フレーム２に支持された低音用振動板（第１振動板）３と、フレーム２の底面中央部に設けられた突起２１に支持される磁気回路９と、当該磁気回路９に備えられる高音用振動板（第２振動板）４とが設けられている。なお、説明の便宜上、図１に示されるように、図面の上方部を本スピーカ１における「前」として、同図の下方部を本スピーカ１における「後」とする。
【００１４】
フレーム２は、低音用振動板３の裏面側を覆って、当該低音用振動板３を支持している。フレーム２の中央部には、前方に向かって突出する突起２１が形成されていて、その先端部に磁気回路９を構成するプレート８と、メインマグネット（第１マグネット）５と、ヨーク６とがネジ７により係止されている。
【００１５】
低音用振動板３は、後方に向かって凹むように略円錐状に形成されていて、その中央にはフレーム２の突起２１が貫通する貫通孔３１が形成されている。低音用振動板３の前面における貫通孔３１の周囲には、当該前面から前方に向けて延出する環状の低音用ボイスコイル（第１ボイスコイル）３２が接合されている。
【００１６】
高音用振動板４は、前方に向かって凸となるようにドーム状に形成されていて、その周縁の裏面には、当該裏面から後方に向けて延出する環状の高音用ボイスコイル（第２ボイスコイル）４１が接合されている。
【００１７】
プレート８は、金属により円柱形状に形成されていて、その中央部には、ネジ７が貫通する貫通孔８１が形成されている。そして、プレート８は、低音用振動板３と高音用振動板４との間で、かつ低音用ボイスコイル３２の内側に配置されている。
【００１８】
メインマグネット５は、円柱形状に形成されていて、その中央部には、ネジ７が貫通する貫通孔５１が形成されている。そして、メインマグネット５は、低音用振動板３と高音用振動板４との間で、かつ低音用ボイスコイル３２の内側に配置されるように、プレート８の前面に重ねられている。ここで、メインマグネット５は、Ｓ極が前方、Ｎ極が後方となるように配置されている。また、メインマグネット５の外周は、後述する高音用磁気ギャップの円周よりも大きく設定されている。
【００１９】
ヨーク６は、金属製であり、メインマグネット５の前面に重ねられるとともに、低音用ボイスコイル３２の周囲を囲むように、メインマグネット５と高音用振動板４との間に配置されている。ヨーク６には、後面にメインマグネット５が接合される本体部６１と、本体部６１の周縁部から後方に向けて延出する延出部６２とが一体的に設けられている。
【００２０】
延出部６２は、メインマグネット５の側面に対して隙間６６を空けた状態で低音用ボイスコイル３２の周囲を囲んでいる。これにより隙間６６内に低音用ボイスコイル３２が配置されるため、当該隙間６６が低音用磁気ギャップ（第１磁気ギャップ）として作用する。
【００２１】
本体部６１の後面には、後方に向けて凸となる突部６３と、突部６３の中央でネジ７が螺合するネジ穴６５とが形成されている。突部６３は、円形状に形成されていて、その外径はメインマグネット５の外径よりも小さく設定されている。
【００２２】
本体部６１の前面には、高音用ボイスコイル４１の先端部が内挿された環状溝６４が形成されている。このように、環状溝６４内に高音用ボイスコイル４１が内挿されているため、環状溝６４は高音用磁気ギャップ（第２磁気ギャップ）として作用する。これにより、ヨーク６の本体部６１とメインマグネット５との接合部分は、環状溝６４の円周内に収まることになる。
【００２３】
図３は、環状溝６４の外形を示すヨーク６の正面図である。環状溝６４は、放射状に６分割されていて、交互に深さが異なっている。具体的には図３中、白部分Ｗよりも黒部分Ｂの深さの方が深く設定されている。
【００２４】
本体部６１の前面における環状溝６４の円周内には、円形の凹部６１ａが形成されている。図１及び図２に示すように、凹部６１ａ内に円板状のサブマグネット（第２マグネット）１０が嵌合されることで、当該サブマグネット１０が高音用振動板４内に収められることになる。サブマグネット１０は、Ｓ極が後方、Ｎ極が前方となるように、つまりメインマグネット５とは磁極の向きが逆となるように凹部６１ａに嵌合されていて、これによりサブマグネット１０とメインマグネット５とが反発する関係となる。
【００２５】
また、本体部６１の後面におけるメインマグネット５との接合部分の外側であって、環状溝６４よりも外側となる位置には、前記接合部分を囲むように環状の切欠部１１が形成されている。この切欠部１１は、当該切欠部１１の先端面１１ａが、環状溝６４の底面６４ａよりも前方に位置するように形成されている。
【００２６】
図４は、プレート８、メインマグネット５、サブマグネット１０、ヨーク６内における磁束の流れを示す断面斜視図である。図中、矢印が磁束の流れを示す。この図４に示すように、環状溝６４によりヨーク６の本体部６１の一部の断面が他の部分の断面よりも狭まっているために、当該部分が磁気抵抗部６８として機能する。また、切欠部１１により、高音用の磁束（矢印Ｑ）が高音用磁気ギャップ（環状溝６４）まで誘導されることにもなる。これらのことにより、ヨーク６の本体部６１内を通過する高音用の磁束（矢印Ｑ）が、磁気抵抗部６８よりも抵抗の小さい高音用磁気キャップを通過することになる。さらに、メインマグネット５に反発するサブマグネット１０により、高音用の磁束が引き寄せられるために、高音用磁気ギャップ内を高音用の磁束が通過しやすくなっている。
そして、高音用磁気ギャップに磁束を効率よく流すために、環状溝６４の内径は突部６３の外径よりも大きく設定されている。また、環状溝６４の深さにおいては、スピーカ１のサイズや出力等によりその最適な値が決まるが、この値は種々のシミュレーションや実験等により決定される。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
メインマグネット５の側面から発せられた低音用の磁束は、低音用磁気ギャップ（隙間６６）から低音用ボイスコイル３２を通過してヨーク６の延出部６２に達することになる。ここで、音声信号が低音用ボイスコイル３２へ入力されると、低音用ボイスコイル３２が磁力と反応し、前後に振動する。低音用ボイスコイル３２は、低音用振動板３に接続されているため、低音用ボイスコイル３２の振動が低音用振動板３に伝達される。これにより、低音用振動板３から音波放射が行われる。
一方、メインマグネット５から発せられた高音用の磁束は、ヨーク６に進入して、磁気抵抗部６８を回避しながら高音用磁気ギャップ（環状溝６４）から高音用ボイスコイル４１を通過して再度ヨーク６に達することになる。ここで、音声信号が高音用ボイスコイル４１へ入力されると、高音用ボイスコイル４１が磁力と反応し、前後に振動する。高音用ボイスコイル４１は、高音用振動板４に接続されているため、高音用ボイスコイル４１の振動が低音用振動板４に伝達される。これにより、高音用振動板４から音波放射が行われる。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、ヨーク６の前部における環状溝６４の円周内に、メインマグネット５に反発するサブマグネット１０が配置されているので、このサブマグネット１０によって高音用の磁束が引き寄せられて、高音用磁気ギャップ内を通過しやすくなる。これにより高音用ボイスコイル４１の駆動力が十分に得られ、高い音圧が得られることになる。
【００２９】
そして、サブマグネット１０は、あくまで高音用の磁束を高音用磁気ギャップ内に誘導するだけのものであり、さらには高音用振動板４の内部に収められているために、従来のような高音用、低音用のそれぞれの磁気回路が必要なスピーカと比べても、スピーカ全体を薄型化することができる。
以上のことから、音圧低下を抑えた薄型なスピーカを提供することが可能となる。
【００３０】
また、ヨーク６におけるメインマグネット５との接合部分の外側であって、高音用磁気ギャップよりも外側となる位置には、前記接合部分を囲むように環状の切欠部１１が形成されているので、この切欠部１１が磁気抵抗部６８までの磁束経路の障害となる。これにより、ヨーク６内を通過する磁束は高音用磁気ギャップを通過しやすくなる。
【００３１】
さらに、切欠部１１の先端面１１ａが、高音用磁気ギャップの底面６４ａよりも前方に位置しているので、切欠部１１が磁気抵抗部６８の側方を覆うことになり、磁気抵抗部６８に高音用の磁束がより流れにくくなる。
【００３２】
また、高音用磁気ギャップは、少なくとも１部分と他の部分との深さが異なっているために、これに基づいて磁気抵抗部６８においても場所によって厚さが異なることになる。このため、磁気抵抗部６８の抵抗も増加することになり、より高音用磁気ギャップ内を高音用の磁束が通過しやすくなる。
また、本実施形態では、高音用磁気ギャップ（環状溝６４）を交互に深さの異なるように６分割するものとしたが、これに限定されるものではない。ここでは、環状溝６４の深さを一部深くすることで、磁気の導通部分を減らして磁気抵抗部を増やすことにより、高音用磁気ギャップへの磁力の流れを促し、その結果高い磁束を得ることが可能となる。したがって、上記の実施形態以外でも、例えば、環状溝６４に複数箇所貫通孔を設けるなどにより、磁気抵抗部を増やすことも可能である。
【００３３】
また、ヨーク６の本体部６１とメインマグネット５との接合部分は、環状溝６４である高音用磁気ギャップの円周内に収まっているので、メインマグネット５から発せられ接合部分を通過した磁束が、高音用磁気ギャップ内に進入しやすくなり、音声出力効率を高めることができる。
【００３４】
そして、ヨーク６の突部６３が高音用磁気ギャップの円周よりも小さい外周に設定されていて、その突部６３とメインマグネット５とが接合されるので、メインマグネット５が高音用磁気ギャップの円周よりも大きな外周を有していても、ヨーク６とメインマグネット５との接合部分は高音用磁気ギャップの円周内に収まることになる。これにより、磁束を高音用磁気ギャップ内に進入しやすくしつつも、メインマグネット５のサイズを高音用磁気ギャップよりも大きくすることが可能となる。したがって、磁気回路９の磁力をより維持することができ、音圧を維持しやすくなる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、６分割された環状溝６２のうち３つの黒部分Ｂがその他の白部Ｗ分よりも深く形成されている場合を例示したが、深さが異なるのであれば貫通していてもよい。また、深い箇所は、少なくとも１部分であれば３箇所に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係るスピーカの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の一点鎖線部内を示す拡大図である。
【図３】図１のスピーカに備わる環状溝の外形を示すヨークの正面図である。
【図４】本実施形態に係るプレート、マグネット、ヨーク内における磁束の流れを示す断面斜視図である。
【図５】従来のスピーカの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      スピーカ
２      フレーム
３      低音用振動板（第１振動板）
４      高音用振動板（第２振動板）
５      メインマグネット（第１マグネット）
６      ヨーク
７      ネジ
８      プレート
９      磁気回路
１０      サブマグネット（第２マグネット）
１１      切欠部
１１ａ    先端面
２１      突起
３１      貫通孔
３２      低音用ボイスコイル（第１ボイスコイル）
４１      高音用ボイスコイル（第２ボイスコイル）
５１      貫通孔
６１      本体部
６２      延出部
６３      突部
６４      環状溝（第２磁気ギャップ）
６４ａ    底面
６５      ネジ穴
６６      隙間（第１磁気ギャップ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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