JP4809719B2

JP4809719B2 - スピーカー装置

Info

Publication number: JP4809719B2
Application number: JP2006167277A
Authority: JP
Inventors: 正一豊田; 正規伊藤
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: JP2007336338A

Description

本発明は、いわゆる反発磁気回路型のスピーカー装置の構造に関する。

従来より、２つのマグネットを同軸上に且つ相対的に逆向きの磁極となるように配置してなる、いわゆる反発磁気回路型のスピーカー装置が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。

例えば、特許文献１に記載のラウンドスピーカーユニットは、磁石部及び磁石部と磁気的に連動することが可能なコイル部とを有し、そのうち、磁石部は、同軸上に配置され、相互逆方向に磁化された２つの磁石と、２つの磁石の間に配置された中間磁極素子と、各々の磁石の外側に配置された外部磁極素子と、を有している。また、このラウンドスピーカーユニットは、ダイヤフラムを有し、ダイヤフラムは、コイル部に取り付けられ、コイル部からこのコイル部の平行移動軸に対して実質的ラジアル方向に延びることを可能としている。

また、特許文献２に記載のスピーカは、駆動コイルが固着されたスピーカ用振動板と、そのスピーカ用振動板の振動方向に対して、駆動コイルを挟んだ両側に配置された２つのマグネットを含む磁気回路と、を有する。

その他にも、２枚のマグネットを互いに反発する磁気方向に配置することにより反発磁界を形成してなるスピーカが特許文献３に記載されている。

特表２００５−５２４３０８号公報特開２００４−８８７３９公報特開平６−２３３３８４号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載のラウンドスピーカーユニットは、磁石部の存在によって、当該磁石部に対応する位置にはダイヤフラム（振動板）が存在しないため、その分、ダイヤフラム（振動板）の面積が小さくなってしまい、所望の音圧を得るのは困難であるといった問題がある。また、このラウンドスピーカーユニットでは、２つの磁石の外側にも外部磁極素子を各々設けるようにしているので、その分、ダイヤフラムの振動方向に対応する磁石部の厚さが厚くなり、ラウンドスピーカーユニットの薄型化を図るのが困難であるといった問題もある。

また、上記の特許文献２に記載のスピーカでは、スピーカ用振動板に固着された駆動コイルが２つのマグネットの間に配置されているため、駆動コイルが平面状のように薄くなってしまい、所望の駆動力を確保するのが困難であるといった問題がある。これに加えて、このスピーカでは、駆動コイルが２つのマグネットの間に配置されることで磁気ギャップの間隔が大きくなってしまい、これにより、スピーカの薄型化が困難になると共に、磁気効率が低下して振動板の移動量（振幅量）が制限されてしまうといった問題がある。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、磁気効率の向上及び薄型化を図ることが可能な反発磁気回路型のスピーカー装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、スピーカー装置であって、音を発する振動板と、円盤状の第１のマグネットと、前記第１のマグネットと同磁極が前記振動板の一部を挟んで対向するように同軸上に配置された円盤状の第２のマグネットと、前記第１のマグネットの外径と前記第２のマグネットの外径との間にそれぞれ磁気ギャップを形成する環状部と、該環状部の内側に前記第１のマグネットが載置されている略平坦な載置部とを含むヨークと、前記振動板に固着されるとともに前記磁気ギャップ内に置かれ、環状に巻かれたボイスコイルと、を備え、前記第１のマグネットおよび前記第２のマグネットの外径よりも前記ボイスコイルの内径が大きく、前記ボイスコイルの外径よりも前記環状部の内径が大きく、前記ボイスコイルの上端面と前記環状部の上端面との距離は、前記ボイスコイルの下端面と前記環状部の上端面との距離と略等しいことを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、スピーカー装置は、ヨークと、厚さ方向に着磁されて同極同士が対向するように配置され、前記ヨークとの間に磁気ギャップを形成する一対のマグネットと、を有する磁気回路と、前記磁気回路を覆うケースキャップと、を備え、前記一対のマグネットのうち一方の前記マグネットは、前記磁気回路側に位置する前記ケースキャップの内面に取り付けられている。

上記のスピーカー装置は、ヨークと、厚さ方向に着磁されて同極同士が対向するように同軸上に配置されてなり、ヨークとの間に磁気ギャップを形成する一対のマグネットと、を有する磁気回路と、磁気回路を覆うケースキャップと、を備えて構成される。

このため、この磁気回路では、一方のマグネットとヨークとの間に磁界が形成されるのに加えて、他方のマグネットとヨークとの間にも磁界が形成される。つまり、この磁気回路は反発磁気回路を構成している。そのため、この磁気回路では、一方のマグネットにより生じる磁束と、他方のマグネットにより生じる磁束とが、一方のマグネットと他方のマグネットの間に形成される空間において相互に反発し合いながらヨークへ向かって流れることになる。このため、１つのマグネットを有する磁気回路と比較して、磁気ギャップ内における磁束を増加させることができ、磁気効率の向上を図ることができる。また、このスピーカー装置では、一対のマグネットのうち一方のマグネットは、放音側と逆側となる磁気回路側に位置するケースキャップの内面に取り付けられている。これにより、スピーカー装置の薄型化を実現できる。

好適な例では、前記一対のマグネットのうち他方の前記マグネットは、前記ヨーク上に取り付けられ、前記一方の前記マグネットと、前記他方の前記マグネットとは、ヨークの上端面を基準として一定の間隔をおいて対向しているのが好ましい。また、ケースキャップは、前記一方のマグネット等から生じる磁束がケースキャップ自身へ漏洩するのを防止すべく、非磁性体により形成されているのが好ましい。

上記のスピーカー装置の一つの態様では、ボイスコイルを保持する振動板を有し、前記振動板の一部は、略平面状の形状に形成され、前記一対のマグネットの間に位置しており、前記ボイスコイルは、前記磁気ギャップ内に位置している。

このように、一対のマグネットの各々に対応する位置に存在する振動板の一部を、略平面状の形状となるように薄く形成することによって、その分、一対のマグネットの厚さを厚くすることができ、ボイスコイルが配置された磁気ギャップ内における磁束を増加させつつ、ケースキャップとヨークとの間隔を小さくすることができる。つまり、振動板の駆動力を十分に確保しつつ、スピーカー装置の薄型化を実現できる。

上記のスピーカー装置の他の態様では、前記一方の前記マグネットには、前記振動板から放射された音波を外部へ通過させるための開口が設けられ、前記開口の位置に対応する前記ケースキャップの部分には開口が設けられている。これにより、振動板の一部から放射される音波を、一方のマグネットの開口及びケースキャップの開口を通じて外部へ通過させることができる。よって、一方のマグネットにより覆い隠された位置に存在する振動板の一部から得られる音圧を有効活用することができる。

上記のスピーカー装置の他の態様では、前記ケースキャップは、前記振動板を覆う位置に配置され、前記振動板から放射された音波を外部へ通過させるための貫通孔を有する。これにより、振動板か放射された音波をケースキャップの貫通孔を通じて外部へ通過させることができる。

上記のスピーカー装置の他の態様では、前記一対のマグネットのうち少なくとも一方の前記マグネットには、プレートなどの磁性体が取り付けられている。これにより、ケースキャップに取り付けられた一方のマグネットの動作点を上げることができ、磁気回路において磁束が減磁し難くなる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［スピーカー装置の構成］
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る磁気回路３０を有するスピーカー装置１００の構成について説明する。本発明のスピーカー装置１００は携帯電話などのスピーカー装置として好適に用いることができる。

図１は、スピーカー装置１００の一部切断した状態の構成を示す斜視図である。図２は、スピーカー装置１００を、その中心軸Ｌ１を通る平面で切断したときの断面図を示す。

スピーカー装置１００は、主として、磁気回路３０及び振動系部材３１を備えて構成される。

磁気回路３０の構成は次の通りである。

本磁気回路３０は、内磁型の磁気回路として構成され、ヨーク１と、厚さ方向に着磁されて同極同士が対向するように同軸（中心軸Ｌ１）上に配置された一対のマグネット２及びマグネット３と、を有する。これにより、この磁気回路３０は、いわゆる反発磁気回路を構成している。ヨーク１は、円板状の形状を有し、マグネット２を載置する載置部２ａと、環状の形状を有し、載置部２ａの外周部から放音側へ突出してなる環状部１ｂと、を有する。載置部２ａ上には、円板状の形状を有するマグネット２が取り付けられている。マグネット３は、後述するようにケースキャップ７の内面７ｘに取り付けられ、マグネット２に対して中心軸Ｌ１方向に一定の間隔をおいて且つ同軸（中心軸Ｌ１）上に配置されている。また、マグネット２とマグネット３とは、ヨーク１の上端面１ｂａを通る平面Ｓ１を基準として、一定の間隔ｄ１をおいて対向している。マグネット２と、ヨーク１の環状部１ｂとの間には磁気ギャップ３２ａが形成されていると共に、マグネット３と、ヨーク１の環状部１ｂとの間には磁気ギャップ３２ｂが形成されている。上記したように、一対のマグネット２及びマグネット３の相互に対向する側の面は同極となるように設定されている。図１及び図２における一対のマグネット２及びマグネット３のＮ極及びＳ極の着磁状態は一例であり、本発明では、それらの一対のマグネット２及びマグネット３のＮ極及びＳ極の着磁状態は図示の状態と逆の関係に設定されていても構わない。

次に、振動系部材３１の構成は以下の通りである。

振動系部材３１としては、例えば、フレーム４、振動板５、ボイスコイル６及びケースキャップ７などの構成要素が挙げられる。

フレーム４は、環状の形状及び階段状の断面形状を有し、スピーカー装置１００を構成する様々な構成要素を支持する機能を有する。フレーム４の内周壁は、ヨーク１の環状部１ａの外周壁と接触しており、かかる状態でフレーム４とヨーク１は結合している。

振動板５は、平面視すると円形をなし、ボイスコイル６を保持するための凹部５ａを有する。振動板５の外周部は、フレーム４の上端部側に取り付けられており、これにより、振動板５はフレーム４に固定されている。

ボイスコイル６は、環状の形状を有し、振動板５の凹部５ａ内に保持されている。ボイスコイル６は、一対のプラス及びマイナスのリード線（図示略）を有する。プラス側のリード線はＬ（又はＲ）チャンネル信号の入力配線であり、マイナス側のリード線はグランド（ＧＮＤ：接地）信号の入力配線である。各リード線は、図示しないスピーカー装置用端子に夫々電気的に接続されている。なお、スピーカー装置用端子は、アンプ側の一対の出力配線にも電気的に接続されている。これにより、ボイスコイル６には、アンプ側から１チャンネル分の信号及び電力（以下、単に「音声電流」とも称する）が夫々入力される。

ケースキャップ７は、蓋状の形状を有し、ケーシングとしての機能と、磁気回路３０内へ粉塵等の異物が浸入するのを防止するキャップとしての機能を兼ね備え、放音側と逆側に位置する、その内面７ｘには円板状の形状を有するマグネット３が取り付けられている。また、ケースキャップ７は、磁気回路３０及び振動板５を含む振動系部材３１を覆う位置に配置され、ケースキャップ７の外周部は、フレーム４の外周部と嵌合している。さらに、ケースキャップ７は、振動板５から放射された音波を外部へ通過させるための貫通孔７ａを有している。これにより、振動板５から放射された音波を、貫通孔７ａを通じて矢印Ｙ１方向となる外部へ通過させることができる。好適な例では、ケースキャップ７は、マグネット３等から生じる磁束がケースキャップ７自身へ漏洩するのを防止すべく、非磁性体により形成されているのが好ましい。

以上の構成を有するスピーカー装置１００では、アンプ側から出力された音声電流は、図示しないスピーカー装置用端子、並びにボイスコイル６の一対のプラス及びマイナスのリード線を通じて、当該ボイスコイル６へ入力される。これにより、フレミングの左手の法則に基づき、磁気ギャップ３２ａ及び３２ｂ内でボイスコイル６に駆動力が発生し、振動板５をスピーカー装置１００の中心軸Ｌ１方向へ振動させる。こうして、振動板５から放射された音波はケースキャップ７の貫通孔７ａを通過して、矢印Ｙ１方向に示すように外部へと放射される。

次に、本発明の実施例に係る磁気回路３０を有するスピーカー装置１００の特有の効果について説明する。

本実施例に係るスピーカー装置１００は、ヨーク１と、厚さ方向に着磁されて同極同士が対向するように同軸（中心軸Ｌ１）上に配置されてなり、ヨーク１との間に磁気ギャップ３２ａ及び３２ｂを夫々形成するマグネット２及び３と、を有する磁気回路３０と、少なくとも磁気回路３０を覆うケースキャップ７と、を備えて構成される。

このため、この磁気回路３０では、一方のマグネット３とヨーク１との間に破線矢印Ｙ３に示すような磁界が形成されるのに加えて、他方のマグネット３とヨーク１との間にも実線矢印Ｙ２に示すような磁界が形成される。つまり、この磁気回路３０は反発磁気回路を構成している。そのため、この磁気回路３０では、一方のマグネット３により生じる磁束と、他方のマグネット２により生じる磁束とが、一方のマグネット３と他方のマグネット２の間に形成される空間Ｅ１において相互に反発し合いながらヨーク１の環状部１ｂへ向かって流れることになる。このため、１つのマグネットを有する磁気回路と比較して、磁気ギャップ３２ａ及び３２内における磁束を増加させることができ、磁気効率の向上を図ることができる。また、このスピーカー装置１００では、一対のマグネット２及び３のうち一方のマグネット３は、磁気回路３０側に位置するケースキャップ７の内面７ｘに取り付けられている。これにより、スピーカー装置１００の薄型化を実現できる。

好適な例では、一対のマグネット２及び３のうち他方のマグネット２は、ヨーク１の載置部１ａ上に取り付けられ、前記一方のマグネット３と、前記他方のマグネット２とは、ヨーク１の環状部１ｂの上端面１ｂａを基準として一定の間隔ｄ１をおいて対向しているのが好ましい。また、ケースキャップ７は、マグネット３等から生じる磁束がケースキャップ７自身へ漏洩するのを防止すべく、非磁性体により形成されているのが好ましい。

また、このスピーカー装置１００は、ボイスコイル６を保持する凹部５ａを有する振動板５を有し、その振動板の一部５ｘは、略平面状の形状に形成され、一対のマグネット２及び３の間に位置しており、ボイスコイル６は、磁気ギャップ３２ａ及び３２ｂ内に位置している。このように、マグネット２及びマグネット３の各々に対応する位置に存在する振動板５の一部５ｘを、略平面状の形状となるように薄く形成することによって、その分、マグネット２及びマグネット３の厚さを厚くすることができ、ボイスコイル６が配置された磁気ギャップ３２ａ及び３２ｂ内における磁束を増加させつつ、ケースキャップ７の上面とヨーク１の背面との間隔ｄ２を小さくすることができる。つまり、振動板５の駆動力を十分に確保しつつ、スピーカー装置１００の薄型化を実現できる。

[変形例]
本発明では、上記のスピーカー装置１００の基本構成を前提としつつ、マグネット２及び３の各々に対応する位置に存在する振動板５の一部５ｘから放射される音波を矢印Ｙ１方向となる外部へ通過させるため、図３に示すように、ケースキャップ７に取り付けられるマグネット３に開口３ａを設け、これに対応して、マグネット３の開口３ａに対応するケースキャップ７の部分に開口７ｂを設けるようにしても構わない。これにより、振動板５の一部５ｘから放射される音波を、マグネット３の開口３ａ及びケースキャップ７の開口７ｂを通じて外部へ通過させることができる。よって、マグネット３により覆い隠された位置に存在する振動板５の一部５ｘから得られる音圧を有効活用することができる。

なお、本発明では、マグネット３に対する開口３ａの形成位置や設定数に限定はない。また、ケースキャップ７に対する開口７ｂの形成位置や設定数にも限定はないが、ケースキャップ７の開口７ｂは、マグネット３の開口３ａに対応する位置に必ず設ける必要がある。

また、本発明では、一対のマグネット２及び３のうち少なくとも一方のマグネットに磁性体としてのプレート８を取り付けるようにしても構わない。図４には、マグネット２上に磁性体たるプレート８を取り付けてなる磁気回路３０ｘを有するスピーカー装置の一例が示されている。これにより、ケースキャップ７に取り付けられたマグネット３の動作点を上げることができ、磁気回路３０において磁束が減磁し難くなる。

その他、本発明では、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形をすることが可能である。

本発明の実施例に係る磁気回路を有するスピーカー装置の一部を切断した状態の構成を示す斜視図。本実施例に係るスピーカー装置の中心軸を通る平面で切断した断面図。図１に対応する、マグネット及びケースキャップの各々に振動板の一部から放射された音波を通過させるための開口を設けた構成を有する変形例に係るスピーカー装置の斜視図。図２に対応する、マグネットに磁性体たるプレートを取り付けた構成を有する他の変形例に係るスピーカー装置の断面図。

符号の説明

１ヨーク
１ｂａ上端面（一端面）
２、３マグネット
５振動板
６ボイスコイル
７ケースキャップ
７ａ貫通孔
７ｂ開口
８プレート
３０、３０ｘ磁気回路
３１振動系部材
３２ａ、３２ｂ磁気ギャップ
１００スピーカー装置

Claims

音を発する振動板と、
円盤状の第１のマグネットと、
前記第１のマグネットと同磁極が前記振動板の一部を挟んで対向するように同軸上に配置された円盤状の第２のマグネットと、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとの間にそれぞれ磁気ギャップを形成する環状部と、該環状部の内側に位置し前記第１のマグネットが載置されている略平坦な載置部とを含むヨークと、
前記振動板に固着されるとともに前記磁気ギャップ内に置かれ、環状に巻かれたボイスコイルと、
を備え、
前記第１のマグネットおよび前記第２のマグネットの外径よりも前記ボイスコイルの内径が大きく、
前記ボイスコイルの外径よりも前記環状部の内径が大きく、
前記ボイスコイルの上端面と前記環状部の上端面との距離は、前記ボイスコイルの下端面と前記環状部の上端面との距離と略等しいことを特徴とするスピーカー装置。
前記環状部の上端面と前記第１のマグネットの上面との距離は、前記環状部の上端面と前記第２のマグネットの下面との距離に略等しいことを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。
前記第２のマグネットは、ケースキャップに収容されているとともに、前記振動板から放射された音波を外部へ通過させるための開口が設けられ、前記開口の位置に対応する前記ケースキャップの部分には開口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。
前記ケースキャップは、前記振動板を覆う位置に配置され、前記振動板から放射された音波を外部へ通過させるための貫通孔を有することを特徴とする請求項３に記載のスピーカー装置。
前記第１のマグネット及び前記第２のマグネットのうち少なくとも一方には、磁性体が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。
前記ケースキャップは非磁性体により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。
前記ボイスコイルの上端面は、前記環状部の上端面よりも音放射方向に位置し、
前記ボイスコイルの下端面は、前記環状部の上端面よりも、前記音放射方向と反対方向である非音放射方向に位置することを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。
前記環状部の上端面は、前記第１のマグネットの上面よりも音放射方向に位置し、
前記環状部の上端面は、前記第２のマグネットの下面よりも、前記音放射方向と反対方向である非音放射方向に位置することを特徴とする請求項１に記載のスピーカー装置。