(57)【要約】【課題】振動板の振幅のばらつきが少ない平面スピーカを提供することを課題とする。【解決手段】磁性体で形成された平板状のフレーム２と、フレーム２に設置された複数のマグネット３であって、互いに所定の間隔をおいてタイル状に配置された複数のマグネット３と、複数のマグネット３に対応する位置に設けられた複数のコイル４２を有することで、複数のコイル４２に入力された音響信号に従って振動する振動板４と、を備え、フレーム２は、フレーム２の他の部分に比べて透磁率が低いことで、フレーム２および複数のマグネット３を通る磁束の流れを抑制する抑制部２４を有し、抑制部２４は、コイル４２が設けられた位置における磁束の密度の差を低減する所定の位置に設けられる、平面スピーカ１とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体で形成されたフレームと、
前記フレームに設置された複数のマグネットであって、互いに所定の間隔をおいて配置された複数のマグネットと、
前記複数のマグネットに対応する位置に設けられた複数のコイルを有することで、該複数のコイルに入力された音響信号に従って振動する振動板と、を備え、
前記フレームは、該フレームの他の部分に比べて透磁率が低いことで、該フレームおよび前記複数のマグネットを通る磁束の流れを抑制する抑制部を有し、該抑制部は、前記コイルが設けられた位置における磁束の密度の差を低減する所定の位置に設けられる、
平面スピーカ。
【請求項２】
前記抑制部は、前記フレームに設けられた空隙である、
請求項１に記載の平面スピーカ。
【請求項３】
前記フレームは、前記振動板の振動によって発生する前記平面スピーカ内の空気圧変動を緩和するための排圧孔を更に有する、
請求項１または２に記載の平面スピーカ。
【請求項４】
前記空隙は、前記排圧孔と連通して設けられる、
請求項３に記載の平面スピーカ。
【請求項５】
前記複数のマグネットは、２行×２列以上のマトリクス状に配置された、平面視矩形のマグネットであり、
前記排圧孔は、同じ極が前記振動板側に向けて設置されたマグネットに挟まれた位置に設けられ、
前記空隙は、異なる極が前記振動板側に向けて設置されたマグネットに挟まれた位置に設けられる、
請求項３または４に記載の平面スピーカ。
【請求項６】
前記抑制部は、少なくとも、前記配置された複数のマグネットのうち中央または略中央に配置されたマグネットの近傍に設けられる、
請求項１から５の何れか一項に記載の平面スピーカ。
【請求項７】
前記複数のマグネットは、全体として矩形状に配置され、
前記抑制部は、前記矩形の頂点に配置された前記マグネットの近傍を除く位置に設けられる、
請求項１から６の何れか一項に記載の平面スピーカ。
【請求項８】
前記複数のマグネットは、全体として長辺と短辺を有する矩形状に配置され、
前記抑制部は、前記矩形の短手方向に前記複数のマグネットのうちの何れかが隣接する位置に設けられる、
請求項１から７の何れか一項に記載の平面スピーカ。
【請求項９】
前記複数のコイルが設けられる、前記複数のマグネットに対応する位置とは、前記所定の間隔をおいて配置された複数のマグネットによる磁界と、前記複数のコイルにおける電流の流れと、によって、該複数のコイルに、前記振動板を該振動板の面に対して略垂直に振動させる力が作用する位置である、
請求項１から８の何れか一項に記載の平面スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面に配置された複数のマグネットを用いて振動板を振動させる方式のスピーカである所謂平面スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、並べて配置されたマグネットの列の端に軟磁性体を配置した、平面スピーカがある（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００１−８６５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、間隔をおいて例えば略平面に配置された複数のマグネットと、これら複数のマグネットを覆う位置に、マグネットに接触しない間隔をおいて配置された、コイルを有する振動板とを備え、コイルに音響信号を入力することで振動板を振動させて、入力された音響信号に応じた音響を出力する平面スピーカがある。
【０００４】
しかし、複数のマグネットを配置した場合、必然的に、マグネット同士が隣り合うことでマグネットの密度が高い部分と、マグネット同士が隣り合わないことでマグネットの密度が低い部分とができることから、スピーカの全体に亘って均質な磁気回路を構成することは出来ず、磁気回路を流れる磁束の密度が均一とならない。このため、平面スピーカでは、振動板の各箇所によって振幅が異なり、即ち振動板が均一に振動せず、周波数特性等、音響性能に影響を与えるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記した問題に鑑み、振動板の振幅のばらつきが少ない平面スピーカを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、フレームの、磁束密度の分布のばらつきを緩和する位置に、磁束の流れを抑制する部分を設けることで、振動板の振幅のばらつきが少ない平面スピーカを提供することを可能にした。
【０００７】
詳細には、本発明は、磁性体で形成されたフレームと、前記フレームに設置された複数のマグネットであって、互いに所定の間隔をおいて配置された複数のマグネットと、前記複数のマグネットに対応する位置に設けられた複数のコイルを有することで、該複数のコイルに入力された音響信号に従って振動する振動板と、を備え、前記フレームは、該フレームの他の部分に比べて透磁率が低いことで、該フレームおよび前記複数のマグネットを通る磁束の流れを抑制する抑制部を有し、該抑制部は、前記コイルが設けられた位置における磁束の密度の差を低減する所定の位置に設けられる、平面スピーカである。
【０００８】
ここで、フレームは、マグネットと共にコイルを振動させるための磁気回路を構成するために、一般に強磁性体を用いて形成される。また、複数のマグネットは、コイルを振動させるための磁界を形成するために、互いに所定の間隔をおいて配置される。ここで、前記複数のコイルが設けられる、前記複数のマグネットに対応する位置とは、前記所定の間隔をおいて配置された複数のマグネットによる磁界と、前記複数のコイルにおける電流の流れと、によって、該複数のコイルに、前記振動板を該振動板の面に対して略垂直に振動させる力が作用する位置であることが好ましい。なお、平面スピーカとは、面に配置された複数のマグネットを用いて振動板を振動させる方式のスピーカをいい、形状が完全に平
面様であることを意味するものではない。複数のマグネットが配置される面は厳密な意味での平面である必要はなく、また、平面スピーカの具体的な形状には、カーブを描く箇所を含む形状や屈折する箇所を含む形状等、様々なバリエーションが含まれ得る。
【０００９】
本発明に係る平面スピーカでは、フレームの所定の位置に、磁束の流れを抑制する抑制部が設けられる。そして、この抑制部が設けられる所定の位置とは、抑制部が設けられることで、仮に抑制部が設けられなかった場合に密度が高くなる磁束の流れを抑制し、磁力線が他の磁束に配分されるような所定の位置である。上記所定の位置に抑制部が設けられることで、磁束の密度の差が低減され、音響信号が入力された際にコイルに作用する力が均一化する。即ち、本発明によれば、複数のコイルを有する振動板の振幅のばらつきを抑えることが可能である。
【００１０】
なお、抑制部は、フレーム中に設けられた、フレームの他の部分よりも透磁率の低い部材であってもよいし、前記フレームに設けられた空隙であってもよい。抑制部をフレームに設けられた空隙とすることで、フレームに異なる材質の部材を挿入する等の加工を行うことなく、簡易に磁束の流れを制御し、磁束密度の均一化を行うことが出来る。
【００１１】
また、設けられる抑制部（空隙）の数や大きさは、磁束密度の分布のばらつきを緩和し、全てのコイル位置においてより均一な磁束密度を得るために磁束の流れを抑制すべき程度によって、適宜決定されることが好ましい。例えば、より大きな抑制効果を得たい箇所には、空隙等の抑制部の数を多く配置するか、空隙等の抑制部の大きさを大きくすることが出来る。
【００１２】
なお、従来、平面スピーカにおいて、フレームには、振動板の振動によって発生する平面スピーカ内の空気圧変動を緩和するための排圧孔が設けられる。ここで、本発明に係る空隙は、磁束の流れを制御するためのものであり、排圧孔とは異なる構成であるが、前記空隙は、前記排圧孔と連通して設けられてもよい。
【００１３】
また、前記複数のマグネットは、２行×２列以上のマトリクス状に配置された、平面視矩形のマグネットであり、前記排圧孔は、同じ極が前記振動板側に向けて設置されたマグネットに挟まれた位置に設けられ、前記空隙は、異なる極が前記振動板側に向けて設置されたマグネットに挟まれた位置に設けられてもよい。
【００１４】
ここで、同じ極が前記振動板側に向けて設置されたマグネットとは、Ｎ極またはＳ極のうち同じ極が振動板に向くように設置されたマグネットの組であり、異なる極が前記振動板側に向けて設置されたマグネットとは、一方のマグネットの振動板側の極と他方のマグネットの振動板側の極がＮ極とＳ極のように異なる極となるように設置されたマグネットの組である。
【００１５】
同じ極が振動板側に向けて設置されたマグネットに挟まれた位置は、磁束の流れが少なく、磁束の流れを抑制したとしてもスピーカ全体の磁束の流れへの影響が少ないために、排気孔を設けるのに適している。また、異なる極が振動板側に向けて設置されたマグネットに挟まれた位置は、磁束の流れが多く、磁束の流れを抑制することでスピーカ全体の磁束の流れを制御する効果が大きいために、抑制部としての空隙を設けるのに適している。このようにすることで、平面スピーカに必要な排圧孔を設けた上で、磁束密度の差を低減するように空隙を設けることが出来る。
【００１６】
また、前記抑制部は、少なくとも、前記配置された複数のマグネットのうち中央または略中央に配置されたマグネットの近傍に設けられてもよい。これは、中央付近に配置されたマグネットの近傍は、磁束の密度が高く、この磁束の流れを抑制することで、磁束密度
分布のばらつきを効果的に抑制することが出来るからである。
【００１７】
また、前記複数のマグネットは、全体として矩形状に配置され、前記抑制部は、前記矩形の頂点に配置された前記マグネットの近傍を除く位置に設けられてもよい。これは、矩形の頂点に配置されたマグネットの近傍は、磁束の密度が低く、他の磁束の流れ（矩形の頂点に配置されたマグネットの近傍を除く磁束の流れ）を抑制してこのマグネットの近傍に磁力線を配分することで、磁束密度分布のばらつきを抑制することが出来るからである。
【００１８】
また、前記複数のマグネットは、全体として長辺と短辺を有する矩形状に配置され、前記抑制部は、前記矩形の短手方向に前記複数のマグネットのうちの何れかが隣接する位置に設けられてもよい。
【００１９】
これは、マグネットが矩形状に配置された場合でも、この矩形が長辺と短辺を有する場合、長辺方向（矩形の長手方向）に沿った磁束の流れと、短辺方向（矩形の短手方向）に沿った磁束の流れとでは、磁束の密度にばらつきが生じるためである。本発明では、抑制部を、短辺方向（矩形の短手方向）にマグネットが隣接する位置に設けることで、長辺方向に沿った磁束の流れと短辺方向に沿った磁束の流れとの間の磁束密度の差を緩和することとしている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、振動板の振幅のばらつきが少ない平面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】
【００２１】
本発明に係る平面スピーカの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る平面スピーカ１の構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係る平面スピーカ１は、磁性体で形成された平板状のフレーム２と、フレーム２に配置されるマグネット３と、コイル４２を有する振動板４と、振動板４を振動可能に支持するエッジ５と、を備える。平面スピーカ１は、フレーム２およびマグネット３を含む磁気回路による磁界の中にあるコイル４２に音響信号としての電流が入力されることでコイル４２に作用する力によって、コイル４２が設けられた振動板４を振動させ、音響を出力する。
【００２３】
フレーム２は、磁性体で形成された平板状の部材であり、その中央部に、マグネット３および振動板４が収納される凹部２１を有する。また、フレーム２は、振動板４が振動した際に発生する、フレーム２と振動板４に挟まれた空間内の空気圧変動を緩和するための排圧孔２３と、フレーム２およびマグネット３を含む磁気回路の各部分における磁束の流れを抑制するための、排圧孔２３と連通した空隙（抑制部）２４と、を有する。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるマグネット３の配置を示す平面図である。本実施形態において、夫々のマグネット３は平面視において略矩形の形状を有し、上下面に極（Ｎ極またはＳ極）を有する永久磁石である。そして、本実施形態では、複数のマグネット３が、フレーム２の凹部２１内にタイル状に配置される。より具体的には、本実施形態において、マグネット３は、縦横方向に３行×５列のマトリクス状に配置される。また、マグネット３は、マトリクス状に配置される際に、Ｎ極とＳ極が交互に振動板４側を向くように、且つ互いに所定の間隔をもって配置される。
【００２５】
排圧孔２３は、マグネット３の角が対向する位置（同極が振動板４側を向いたマグネッ
ト３の間）に設けられる。また、抑制部は、マグネット３の辺が対向する位置（異極が振動板４側を向いたマグネット３の間）、またはマグネット３と凹部２１の内壁２２との間に設けられる。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る平面スピーカ１の構成を示す断面図である。振動板４は、コイル４２と振動膜４１、４３とが、振動膜４１、コイル４２、振動膜４３の順に積層されてなる。また、振動板４は、振動板４に設けられたコイル４２が、対応するマグネット３に対して所定の距離をとるような位置に設けられる。本実施形態における平面スピーカ１において、コイル４２およびマグネット３は、マグネット３からの磁力線が、振動板４に設けられたコイル４２の位置において、コイル４２および振動板４と略平行となる位置関係となるように配置される。これは、コイル４２に電流が流れたときに、磁界の方向、電流の方向およびコイルに作用する力の方向の関係から、振動板４が振動面に対して略垂直に振動するようにするためである。即ち、上記マグネット３間の所定の間隔、およびマグネット３とコイル４２の間の所定の距離は、上記位置関係を満たすことが可能な所定の間隔および所定の距離である。
【００２７】
また、振動板４は、フレーム２にネジまたは接着等により固定されるエッジ５によって支持される。振動板４は、全体が同時に、同一方向且つ同一振幅で振動することが理想的である。このため、振動板４を支持するエッジ５は、振動板４の端部についても振動板４の他の部分と均一な振動が可能なように、振動板４の端部を、フレーム２に対して自由に振動可能なように支持する。なお、フレーム２には、外部からの音響信号の入力を、コード６２を介して受け付けるための端子６１が設けられる。端子６１によって受け付けられた音響信号は、錦糸線（スピーカ用リード線）６３を介してコイル４２へ入力される。
【００２８】
図４は、平面スピーカ１における、マグネット３およびフレーム２を通る磁束の流れを示す図である。フレーム２上にマグネット３を均等に配置した場合であっても、タイル状に配置されたマグネット３の端においては、２つのマグネット３を通る磁束の流れではなく、１つのマグネット３とフレーム２の端部とを通る、透磁率の異なる磁束の流れが形成される。このため、スピーカ内、特に複数のコイル４２の夫々が設けられる位置において磁束の密度にばらつきが発生し、結果的に、振動板４の振幅が均一とならない等の現象が起きる。
【００２９】
図５は、本実施形態に係る平面スピーカ１の、フレーム２に空隙２４を設けた部分における磁束の流れを示す図である。ここでは、２つのマグネット３を通る磁束の流れと、１つのマグネット３とフレーム２端部とを通る磁束の流れとの間で発生する磁束密度の差を低減するために、フレーム２の、２つのマグネット３の間に位置する箇所に空隙２４を設けている。このような箇所に空隙２４を設けることで、磁気回路における２つのマグネット３を通る部分の透磁率が低下し、磁束の流れが抑制される。このため、端に位置するマグネット３（図５において右側に示されたマグネット３）を通る磁束の流れのうち、２つのマグネット３を通る磁束の密度が低くなり、１つのマグネット３とフレーム２端部とを通る磁束の密度が高くなる。即ち、仮に空隙２４が設けられなかった場合に、振動板４を振動させるための磁気回路の部分によって磁束密度のばらつきが生じ、他の部分よりも磁束密度が比較的高くなる磁束について、この磁束の流れを遮るように空隙２４を設けることで、磁束密度のばらつきを緩和することが可能となる。
【００３０】
但し、空隙２４が設けられる位置は、マグネット３同士の間に限られない。磁束の密度は、その磁束が流れる位置によって多様である。図６は、平面スピーカ１のマグネット３配列によって磁束密度の不均衡が発生している様子を説明するための図である。例えば、マグネット３を長辺と短辺を有する矩形状に配置した場合、矩形の中央付近（図中の符号Ａで示された領域）、角付近（符号Ｂで示された領域）、長辺付近（符号Ｃで示された領
域）、および短辺付近（符号Ｄで示された領域）では、夫々の磁束に影響するマグネット３及びフレーム２の構成が異なるために、夫々磁束密度が異なる。このため、空隙２４は、実施の形態に応じて、仮に空隙２４が設けられなかった場合には磁束密度が高くなる磁束の流れを抑制することで、仮に空隙２４が設けられなかった場合には磁束密度が低くなる磁束へ、磁力線を配分するように設けられることが好ましい。
【００３１】
図７および図８は、本実施形態に係る平面スピーカ１において空隙２４が設けられる位置の一例を示す図である。図７および図８に示された空隙２４の配置パターンは、３行×５列のマトリクス状にマグネット３が配列された平面スピーカ１において、本願発明者によって試された様々な配置パターンのうち、良好な結果が得られた空隙２４の配置パターンである。
【００３２】
図７に示された例では、中央のマグネット３と、複数のマグネットが矩形状に配置された場合の矩形の短手方向に隣接する両側のマグネット３との間に２箇所、中央のマグネット３列の両脇の２列（２列目および４列目）の両端外側に４箇所、の計６箇所に空隙２４が設けられている。また、図８に示された例では、中央のマグネット３列の両端外側に２箇所、中央のマグネット３の両脇の２つのマグネット３と、前記矩形の短手方向に隣接する両側のマグネット３との間に４箇所、の計６箇所に空隙２４が設けられている。
【００３３】
なお、図７および図８に示した例において、空隙２４は、前記矩形の短手方向に何れかのマグネット３が隣接する位置に設けられ、前記矩形の長手方向に何れかのマグネット３が隣接する位置には設けられない。更に、空隙２４は、前記矩形の頂点（四隅）に位置するマグネット３に隣接する位置には設けられない。これは、前記矩形の頂点（四隅）付近はマグネット３が密集しておらず、周囲の磁束密度が低いためである。
【００３４】
本実施形態によれば、マグネット３が配置されたフレーム２の所定の位置に空隙２４を設けることで、振動板４に設けられたコイル４２に影響する磁束の密度のばらつきを抑え、コイル４２に作用する力を均一化することが可能となる。これによって、振動板４の振幅を均一とし、音響性能の優れた平面スピーカ１を提供することが可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態では、磁束の流れを抑制するための抑制部として、フレーム２に設けられた空隙２４を用いたが、空隙２４に代えて、フレームの他の部分に比べて透磁率の低い部材を抑制部としてフレームの所定位置に設けることで、磁束密度を調整することとしてもよい。また、抑制部として空隙２４を用いる場合にも、空隙２４は、フレームを通る磁気回路の途中に設けられた、フレームが途切れる部分であればよく、本実施形態に示されたような、フレームを前面から背面に貫通する空隙２４でなくてもよい。例えば、空隙２４は、フレーム内部に設けられた閉空間であってもよいし、フレームを一部薄肉とすることで設けられた空隙２４であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態に係る平面スピーカの構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態におけるマグネットの配置を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る平面スピーカの構成を示す断面図である。
【図４】平面スピーカにおける、マグネットおよびフレームを通る磁束の流れを示す図である。
【図５】実施形態に係る平面スピーカの、フレームに空隙を設けた部分における磁束の流れを示す図である。
【図６】平面スピーカのマグネット配列によって磁束密度の不均衡が発生している様子を説明するための図である。
【図７】実施形態に係る平面スピーカにおいて空隙が設けられる位置の一例を示す図である。
【図８】実施形態に係る平面スピーカにおいて空隙が設けられる位置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  平面スピーカ
２  フレーム
３  マグネット
４  振動板
５  エッジ
２３  排圧孔
２４  空隙（抑制部）
４１、４３  振動膜
４２  コイル
【図１】
2009194463.tif 000003
【図２】
2009194463.tif 000004
【図３】
2009194463.tif 000005
【図４】
2009194463.tif 000006
【図５】
2009194463.tif 000007
【図６】
2009194463.tif 000008
【図７】
2009194463.tif 000009
【図８】
2009194463.tif 000010