JP2009094915A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を実現でき、高出力の音圧を上げるとともに、ローリング現象を抑制して歪みやギャップ不良を低減させることのできるスピーカを提供する。
【解決手段】磁気ギャップ１７を介して斜め方向または略水平方向に配置した第一、第二の磁石１１、１３と、前記磁気ギャップ１７に可動自在に配置したボイスコイル体１６と、このボイスコイル体１６に結合した振動板１５と、下部プレート１８の中央部に設けたセンターポール１９と、前記振動板１５に設けたシャフト２４とからなり、前記第一の磁石１１は前記センターポールの外周縁部２０の下面に設け、前記第二の磁石１３は前記第一の磁石１１よりも外側の位置で下部プレート１８の上面に設け、前記シャフト２４は前記センターポール１９の中央に設けた貫通孔に挿入させるとともに、前記シャフト２４と前記貫通孔との間に磁性流体２５を介在させた構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は各種音響機器に使用されるスピーカに関するものである。

従来のスピーカについて、図５により説明する。

図５は従来のスピーカの断面図を示したものである。

図５によると、着磁された磁石１をセンターポール３Ａを有する下部プレート３に結合し、磁石１の下部プレート３と結合した反対側に上部プレート２を結合して、これらで外磁型の磁気回路４を構成している。

そして、この磁気回路４にフレーム６を結合し、このフレーム６の周縁部に振動板７を結合している。

そして、この振動板７にボイスコイル体８を結合するとともに、このボイスコイル体８を上記磁気回路４の磁気ギャップ５に挿入してスピーカを構成している。

この従来のスピーカでは、その全高寸法の構成として、磁気回路４にフレーム６を結合して構成する、いわば積み上げ方式での結合構成となっている。

そのため、スピーカの全高寸法は、最低でも磁気回路４とフレーム６との合計寸法が必要となるものであった。

最近では、ＡＶ商品分野においては、液晶やプラズマ等の薄型テレビの普及が顕著であり、スピーカには全高寸法の薄型化に対する要求が非常に強くなりつつある。

また、モバイル商品分野においても、携帯電話の多機能化や薄型化が顕著であり、この分野においても、スピーカの薄型化に対する要求が非常に強くなりつつある。

一方、車載分野においても、地球環境対応を目的とした省エネルギー化を目指した活動として、スピーカの小型化、薄型化、軽量化に対する要求が非常に強くなりつつある。

これらの背景から、前述の従来のスピーカについても、小型化、薄型化、高出力化に対する開発が強化されている。

この中で、従来のスピーカの構造のまま薄型化、高出力化を図るには、厳しい市場要求に対して既に限界に達しており、スピーカに構造的な新たな改革を加える必要が生じてきている。

よって最近では特に、この薄型化を実現させるためのスピーカの開発が強化されつつある。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−５１２８３号公報

上述の従来のスピーカは、その構造を維持したまま薄型化を図るには、厳しい市場要求に対して、既に限界に達しているという課題を有するものであった。

さらに市場要求では、省エネルギー化を目的としたスピーカの変換効率の向上に関しても、さらなる音圧レベルの向上や低歪化についての厳しい要求がなされている。

これらに対応するためには、大きな体積の磁石を使用するか、キャンセル磁石を追加して反撥磁気回路を構成し、磁石の磁気エネルギーを効率よく使用できるようにせざるを得ない状況である。

いずれにせよ、従来の構成のスピーカでは、磁石を含む磁気回路の体積が増大する方向であり、薄型化の実現がさらに困難な状況となっていた。

また、ＡＶ機器などにおいて高出力の音圧をあげる場合には、この大振幅時に駆動系部品であるボイスコイル体８が振り子のように振れながら上下振幅をすることにより、ローリングによる歪みやギャップ不良により異常音を発生するという課題も有していた。

そこで、本発明はこのような課題を解決し、薄型化を実現でき、高出力の音圧を上げることができるとともに、ローリング現象を防止しギャップ不良を低減することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、磁気ギャップを介して斜め方向または略水平方向に配置した第一、第二の磁石と、前記磁気ギャップに可動自在に配置したボイスコイル体と、このボイスコイル体に結合した振動板と、下部プレートの中央部に設けたセンターポールと、前記振動板に設けたシャフトとからなり、前記第一の磁石は前記センターポールの外周縁部の下面に設け、前記第二の磁石は前記第一の磁石よりも外側の位置で下部プレートの上面に設け、前記シャフトは前記センターポールの中央に設けた貫通孔に挿入させるとともに、前記シャフトと前記貫通孔との間に磁性流体を介在させた構成としたものである。

本発明は、磁気ギャップを介して斜め方向または略水平方向に配置した第一の磁石と第二の磁石の二つの磁石を用いることにより、大きな駆動力を発生させて高出力の音圧を上げることができるとともに、同じ出力を出すにあたっては、第二の磁石の厚みを薄くできるので、スピーカの全高を低くでき薄型化を可能とするものである。

また、振動板に設けたシャフトをセンターポールの中央に設けた貫通孔に挿入させるとともに、シャフトと貫通孔との間に磁性流体を介在させた構成とすることにより、大振幅時にもボイスコイル体のローリング現象を防止してスピーカの歪みやギャップ不良を低減できるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１)
図１は本発明のスピーカの構造断面図を示す。

図１において、下部プレート１８の中央部には、外周縁部２０を有するセンターポール１９が設けられている。

第一の磁石１１と第一のプレート１２は、センターポール１９の外周縁部２０の下面に接着により配置され、第二の磁石１３と第二のプレート１４は、第一の磁石１１と第一のプレート１２が配置されている位置よりも外側の位置で下部プレート１８の上面に接着により配置されている。

そして、第一の磁石１１と第一のプレート１２は第二の磁石１３と第二のプレート１４と斜め方向または略水平方向に配置され、これらの下部プレート１８、センターポール１９、第一の磁石１１、第一のプレート１２、第二の磁石１３、第二のプレート１４により磁気回路が構成される。このような構成の磁気回路は外磁型の斜向磁気回路と呼ばれている。

磁気ギャップ１７は、第一の磁石１１、第一のプレート１２と第二の磁石１３、第二のプレート１４により、上面側に向けて開口して形成されている。

ボイスコイル体１６は、ボビン２２の外周部にコイル２３が巻き付けられた構造であり、磁気ギャップ１７に対して上下方向に可動自在に配置されたもので、ボイスコイル体１６の上方の外周部に接続された振動板１５を振動させる軸となる構造となっている。

振動板１５は、その外周部をフレーム２１に接続するとともに、この振動板１５の中央部にシャフト２４を設けている。そして、このシャフト２４をセンターポール１９の中央に設けた貫通孔に挿入させるとともに、シャフト２４と貫通孔との間に磁性流体２５を介在させている。

図２は本発明のスピーカの磁気ギャップにおけるボイスコイル部分の磁場解析を示す図である。

第二の磁石１３の上面のＮ極から出た磁束は、磁気ギャップ１７において内方へと略水平方向に進入し、第一の磁石１１の下面のＳ極へ入っている。そして、磁気ギャップ１７におけるコイル２３部分では、白矢印のように駆動に有効な振動板の振動方向に対して略直交、即ちボイスコイル体１６のコイル２３部分に対して略直交するような磁束が得られるようになっている。

そして、このボイスコイル体１６のコイル２３に音声信号を印加することで、磁気ギャップ１７の磁界と反応しボイスコイル体１６が上下方向に駆動し、この駆動により振動板１５が振動してスピーカから音が発信されるものである。

本発明のスピーカは、第一の磁石１１と第二の磁石１３の二つの磁石を用いて磁気ギャップ１７を構成しているため、ボイスコイル体１６に大きな駆動力を発生させることができ、その結果として振動板１５による音声出力も大きなものとすることができる。

また、同じ出力を出すスピーカを設計する場合には、従来のように磁石を一つしか使わない構成のものと比較して、第二の磁石の体積を少なくすることができるので、第二の磁石の高さを低く抑えることができ、スピーカの全高を低く、薄型化することが可能となる。

また、本発明の磁気回路の構成が、いわゆる外磁型と呼ばれる構成であるため、下部プレート１８の上面に設けた第二の磁石１３を配置するスペースを大きくとれるため、フェライト系磁石のような安価な磁石の使用が可能となる。

また、振動板１５の中央部に設けたシャフト２４をセンターポール１９の中央に設けた貫通孔に挿入させるとともに、シャフト２４と貫通孔との間に磁性流体２５を介在させる構成とすることにより、大振幅時にもボイスコイル体１６のローリング現象を抑制して、スピーカの歪みやギャップ不良を低減することができる。

図３は本発明のスピーカの構造を円形状スピーカに適用したもので、この円形状スピーカの半分を切り取った斜視図である。

この構成では、第一の磁石１１、第一のプレート１２と第二の磁石１３、第二のプレート１４は円環状の磁石とプレートが使用されている。同じく、ボイスコイル体１６と振動板１５の形状も円形状になっているのは勿論である。

（実施の形態２）
図４は本発明のスピーカの構造を細長型スピーカに適用したもので、この細長型スピーカの半分を切り取った斜視図である。

この構成では、第一の磁石１１、第一のプレート１２と第二の磁石１３、第二のプレート１４は板状の細長矩形体をした棒状の磁石とプレートを使用し、細長型スピーカの長手方向に配置している。

そして、この棒状磁石の材質の選定にあたっては、第一の磁石１１と第二の磁石１３がともにネオジウム磁石、第一の磁石１１と第二の磁石１３がともにフェライト系磁石、また第一の磁石１１にネオジウム磁石、第二の磁石１３にフェライト系磁石などの組み合わせが考えられる。

また、この細長型スピーカを構成するにあたっては、第一の磁石１１、第一のプレート１２と第二の磁石１３、第二のプレート１４を板状の細長矩形体をした棒状に限定する必要はなく、板状の楕円形状の磁石とプレートを使用してもよいのは勿論である。

本発明の細長型スピーカにおいても、実施の形態１と同様の効果を有するスピーカを実現することができる。

本発明のスピーカは、二つの磁石を用いることにより大きな駆動力を発生させて高出力の音圧を上げることができるとともに、スピーカの全高を低くできて薄型化が可能になり、しかもローリング現象を抑制して歪みやギャップ不良が低減できるので、各種音響機器に使用される薄型構造のスピーカに有用である。

本発明のスピーカの構造断面図 本発明のスピーカの磁気ギャップにおけるボイスコイル部分の磁場解析を示す図 本発明の円形状のスピーカの半分を切り取った斜視図 本発明の細長型のスピーカの半分を切り取った斜視図 従来のスピーカの構造断面図

符号の説明

１１ 第一の磁石
１２ 第一のプレート
１３ 第二の磁石
１４ 第二のプレート
１５ 振動板
１６ ボイスコイル体
１７ 磁気ギャップ
１８ 下部プレート
１９ センターポール
２０ センターポールの外周縁部
２１ フレーム
２２ ボビン
２３ コイル
２４ シャフト
２５ 磁性流体

Claims (5)

1. 磁気ギャップを介して斜め方向または略水平方向に配置した第一、第二の磁石と、前記磁気ギャップに可動自在に配置したボイスコイル体と、このボイスコイル体に結合した振動板と、下部プレートの中央部に設けたセンターポールと、前記振動板に設けたシャフトとからなり、前記第一の磁石は前記センターポールの外周縁部の下面に設け、前記第二の磁石は前記第一の磁石よりも外側の位置で下部プレートの上面に設け、前記シャフトは前記センターポールの中央に設けた貫通孔に挿入させるとともに、前記シャフトと前記貫通孔との間に磁性流体を介在させた構成としたスピーカ。
2. 第一、第二の磁石は磁気的に連結させて磁気回路を形成させるようにした請求項１に記載のスピーカ。
3. 第一、第二の磁石は円環状の磁石からなる請求項１に記載のスピーカ。
4. 第一、第二の磁石は板状の棒状磁石からなる請求項１に記載のスピーカ。
5. 磁気ギャップにおけるボイスコイル部分においては、このボイスコイル部分に対して磁束が略直交するように第一、第二の磁石を配置した請求項１に記載のスピーカ。

Images