JP5072544B2 - 音響機器 - Google Patents

Description

本発明は、磁界発生部とコイルと振動板とを備えた音響機器に関する。

一般に、携帯電話等の電子機器には音響機器であるスピーカが搭載され、スピーカは、磁界を発生させるための磁界発生部と、磁界発生部に対向するコイルと、コイルが取り付けられた振動板とを備え、コイルに電流が流れることによって振動板が振動方向に振動する構成となっている。より具体的には、電流が流れているコイルに、この電流の方向と磁界発生部が発生させる磁界の方向とに直交する方向（振動方向）の駆動力が発生する。コイルに発生するこの駆動力によって、コイルが取り付けられた振動板が振動して、スピーカは音波を発生する。一般的に、磁界発生部が大きいほど、磁界発生部が発生させる磁界が強くなり、コイルに発生する駆動力も大きくなる。

また、近年、携帯電話等の電子機器の小型化に伴い、電子機器内における部品搭載スペースが削減されている。このような部品搭載スペースの削減に伴い、コイルに発生する駆動力が小さくなることを抑制して、スピーカを小型化することが求められている。

そこで、コイルに発生する駆動力の大きさを維持したまま、スピーカを小型化するために、磁界発生部が３種の磁石を備えたものが開示されている。より具体的には、図１５に示すように、磁界発生部１０３は、振動方向Ｑ（軸方向）に着磁されるとともに円柱状に形成された柱形磁石１３１と、振動方向Ｑに着磁されるとともに円筒状に形成された第１の筒形磁石１３２とを備えている。そして、磁界発生部１０３は、さらに、柱形磁石１３１と第１の筒形磁石１３２との間に配置され、振動方向Ｑと直交する直交方向Ｘ（軸方向と直交する径方向）に着磁されるとともに円筒状に形成された第２の筒形磁石１３３を備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１８９２６９号公報

しかしながら、上記従来技術においては、柱形磁石１３１と第１の筒形磁石１３２と第２の筒形磁石１３３とから構成される磁界発生部１０３は断面円形状であるため、例えば、矩形状の部品搭載スペースに音響機器であるスピーカを搭載する場合には、円形状の磁界発生部１０３の直径Ｔは、部品搭載スペースの短手方向の長さよりも小さい必要がある。従って、矩形状の部品搭載スペースの短手方向の長さが小さい場合は、部品搭載スペースにおいて磁界発生部１０３が占める割合が小さくなり、磁界発生部１０３に対向しているコイルに発生する駆動力が小さいという問題があった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品搭載スペースにおいて磁界発生部が占める割合を大きくして、コイルに発生する駆動力を大きくすることができる音響機器を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、磁界を発生する磁界発生部と、磁界発生部に対向するコイルと、コイルが取り付けられた振動板とを備え、コイルに電流が流れることによって振動板が振動方向に振動する音響機器において、磁界発生部は、振動方向に着磁されるとともに直方体状に形成された第１の磁石と、振動方向と直交する直交方向において第１の磁石を挟むように配置され、振動方向に着磁されるとともに直方体状に形成された第２の磁石と、直交方向において第１の磁石と第２の磁石の間に配置され、直交方向に着磁されるとともに直方体状に形成された第３の磁石とを備え、前記第２の磁石は前記第１の磁石よりも長いことを特徴とする。

同構成によれば、磁界発生部が、振動方向に着磁された直方体状の第１の磁石及び第２の磁石と、振動方向と直交する直交方向において第１の磁石と第２の磁石の間に配置され、直交方向に着磁された直方体状の第３の磁石とを備える構成としている。このため、これら直方体状に形成されている第１の磁石、第２の磁石、及び第３の磁石によって、磁界発生部を、振動方向及び直交方向と互いに直交する方向に延びた長い形状にすることができる。従って、例えば、電子機器内において音響機器が搭載される部品搭載スペースが矩形状の場合は、部品搭載スペースの長手方向の長さに合わせて磁界発生部を長くすることができ、部品搭載スペースにおいて磁界発生部が占める割合を大きくすることができる。その結果、上記磁界発生部を備えた音響機器は、磁界発生部に対向しているコイルに発生する駆動力を大きくすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音響機器であって、第３の磁石は、振動方向においてコイルを挟むように配置されていることを特徴とする。
同構成によれば、第３の磁石は、振動方向においてコイルを挟むように配置されているため、振動方向における一方（例えば、コイルの上方または下方）のみに第３の磁石が配置されている場合と比べ、一層強い磁界を発生させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の音響機器であって、振動方向における第１の磁石の端面には、第１の磁性体が設けられていることを特徴とする。

同構成によれば、振動方向における第１の磁石の端面には、第１の磁性体が設けられているため、第１の磁性体が設けられていない場合と比べ、より一層強い磁界を発生させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の音響機器であって、振動方向における第２の磁石の端面には、第２の磁性体が設けられていることを特徴とする。

同構成によれば、振動方向における第２の磁石の端面には、第２の磁性体が設けられているため、第２の磁性体が設けられていない場合と比べ、さらにより一層強い磁界を発生させることができる。

本発明によれば、部品搭載スペースにおいて磁界発生部が占める割合を大きくして、磁界発生部に対向しているコイルに発生する駆動力を大きくすることができる。

以下に、本発明に係る実施形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。なお、図中の矢印Ｑは、振動板の振動方向を示している。また、図中の矢印Ｘは、振動方向Ｑと直交する直交方向を示している。

本実施形態に係る音響機器であるスピーカは、図１及び図２に示すように、ボトムプレート１とフレーム２とから構成されたケースＣに収納された磁界発生部３と、磁界発生部３に対向するコイル４と、コイル４が取り付けられた振動板５と、振動板５を保護するためのカバー６とから構成されている。

ボトムプレート１は、略矩形の平らな板状に形成され、磁界発生部３を載置するための上面１１を有している。また、ボトムプレート１の直交方向Ｘにおける端部には、フレーム２と係合するために上方（図中の矢印Ｕで示す方向）へ突出した係合凸部１２が設けられている。なお、ボトムプレート１は、磁性体により形成されている。

ボトムプレート１の直交方向Ｘにおける端部には、環状に形成されるとともに係合凸部１２と係合したフレーム２が取り付けられている。フレーム２は、振動板５及びカバー６を支持するための上面２１を有している。

ボトムプレート１の上面１１には、磁界発生部３が載置されている。この磁界発生部３は、第１の磁石である１つのセンターマグネット３１と、第２の磁石である２つのサイドマグネット３２と、第３の磁石である２つの中間マグネット３３とから構成されている。

センターマグネット３１は、振動方向Ｑに着磁されている。即ち、センターマグネット３１の上面３１ａが第１の極であるＮ極となり、センターマグネット３１の下面３１ｂが第２の極であるＳ極となるように、センターマグネット３１は着磁されている。

また、サイドマグネット３２は、直交方向Ｘにおいてセンターマグネット３１を挟むように配置されるとともに、振動方向Ｑに着磁されている。即ち、サイドマグネット３２の上面３２ａが第２の極であるＳ極となり、サイドマグネット３２の下面３２ｂが第１の極であるＮ極となるように、サイドマグネット３２は着磁されている。なお、サイドマグネット３２は、センターマグネット３１とサイドマグネット３２の間に中間マグネット３３が配設されるために、センターマグネット３１と所定間隔を空けて配設されている。

このように、センターマグネット３１の上面３１ａがＮ極であって、サイドマグネット３２の下面３２ｂがＮ極であるため、センターマグネット３１とサイドマグネット３２によって磁気回路が形成されている。

また、中間マグネット３３は、直交方向Ｘにおいてセンターマグネット３１とサイドマグネット３２の間に配置されるとともに、直交方向Ｘに着磁されている。即ち、中間マグネット３３のセンターマグネット側端面３３ａが第１の極であるＮ極となり、中間マグネット３３のサイドマグネット側端面３３ｂが第２の極であるＳ極となるように、中間マグネット３３は着磁されている。

このようにして、センターマグネット３１とサイドマグネット３２によって形成される磁気回路において、直交方向Ｘにおけるセンターマグネット３１とサイドマグネット３２の間に、直交方向Ｘに着磁された中間マグネット３３が設けられている。このため、中間マグネット３３が設けられていない場合に比べ、磁界発生部３が発生させる磁界を強くすることができる。

フレーム２の上面２１によって支持されている振動板５は、薄膜材により長円形状に形成されている。振動板５は、フレーム２とカバー６によって挟持された外枠部５１と、外枠部５１によって振動可能に支持された振動部５２とから構成され、外枠部５１と振動部５２は一体に形成されている。

また、振動部５２の下面５２ａには、図３に示すように、振動方向Ｑに平行な軸を中心として巻かれた導線からなる、図中の矢印Ｙの方向に延びた扁平なコイル４が固定されている。コイル４の直線部Ｓは、振動方向Ｑにおいて磁界発生部３の中間マグネット３３に対向している。

そして、振動板５の上方Ｕには、放音孔６１を有するカバー６が設けられている。直交方向Ｘにおけるカバー６の端部６２は、振動板５の外枠部５１上に固定されている。

以上のように構成されたスピーカは、磁界発生部３により図６の矢印Ｈで示すような磁界が発生して、コイル４に電流が流れることによって振動板５が振動方向Ｑに振動する。即ち、コイル４には、コイル４に流れる電流の方向と、磁界発生部３が発生させるコイル４付近の磁界の方向とに直交する方向（振動方向Ｑ）の駆動力が発生する。コイル４に発生するこの駆動力によって、コイル４が取り付けられた振動板５が振動して、スピーカは音波を発生する。

ここで、本実施形態においては、図４及び図５に示すように、磁界発生部３が、直方体状に形成されたセンターマグネット３１と、直方体状に形成されたサイドマグネット３２と、直方体状に形成された中間マグネット３３とを備えることに特徴がある。

本実施形態のスピーカによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）磁界発生部３が、振動方向Ｑに着磁された直方体状のセンターマグネット３１及びサイドマグネット３２と、振動方向Ｑと直交する直交方向Ｘにおいてセンターマグネット３１とサイドマグネット３２の間に配置され、直交方向Ｘに着磁された直方体状の中間マグネット３３とを備える構成としている。このため、これら直方体状に形成されているセンターマグネット３１、サイドマグネット３２、及び中間マグネット３３によって、磁界発生部３を、図４及び図５に示すように、振動方向Ｑ及び直交方向Ｘと互いに直交する方向（即ち、図中の矢印Ｙで示す方向）に延びた長い形状にすることができる。従って、例えば、携帯電話等の電子機器内において本実施形態のスピーカが搭載される部品搭載スペース（不図示）が矩形状の場合は、部品搭載スペースの長手方向の長さに合わせて磁界発生部３を長くすることができ、部品搭載スペースにおいて磁界発生部３が占める割合を大きくすることができる。その結果、磁界発生部３を備えたスピーカは、磁界発生部３に対向しているコイル４に発生する駆動力を大きくすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態においては、振動板５の下方（図中の矢印Ｄで示す方向）に中間マグネット３３が配置されていたが、図７に示すように、振動板５の上方Ｕに中間マグネット３３を配置してもよい。このようにしても、磁界発生部３によって図８の矢印Ｈで示すような磁界が発生するため、中間マグネット３３が設けられていない場合に比べ、磁界発生部３が発生させる磁界を強くすることができる。

・また、図９に示すように、振動方向Ｑにおいてコイル４を挟むように第３の磁石である中間マグネット３３を配置してもよい。このようにすれば、４つの中間マグネット３３は、振動方向Ｑにおいてコイル４を挟むように配置されているため、振動方向Ｑにおける一方（例えば、コイル４の上方Ｕまたは下方Ｄ）のみに中間マグネット３３が配置されている場合と比べ、図１０の矢印Ｈで示すような、一層強い磁界を発生させることができる。

・上記実施形態においては、図２に示すように、センターマグネット３１とサイドマグネット３２は、中間マグネット３３よりも上方Ｕへ突出していたが、図１１に示すように、センターマグネット３１、サイドマグネット３２、及び中間マグネット３３の高さ（上面１１からの長さ）が同じであってもよい。

・上記実施形態においては、図中の矢印Ｙの方向に延びた扁平なコイル４は、図３に示すように、いわゆるトラック型の形状であったが、図１２に示すように、四隅が丸みを帯びた四角形状や、楕円形状や、多角形状であってもよい。

・上記実施形態においては、直方体状のセンターマグネット３１、サイドマグネット３２、及び中間マグネット３３は、図４に示すように、図中の矢印Ｙの方向においてそれぞれ異なった長さであったが、これらの長さは適宜変更してもよく、例えば図１３に示すように、図中の矢印Ｙの方向において同じ長さにしてもよい。

・また、振動方向Ｑにおけるセンターマグネット３１の端面（即ち、上面３１ａ）に、図１４に示すような第１の磁性体７１を設けてもよい。このようにすれば、振動方向Ｑにおけるセンターマグネット３１の上面３１ａには磁性体７１が設けられているため、磁性体７１が設けられていない場合と比べ、より一層強い磁界を発生させることができる。

・また、同様に、振動方向Ｑにおけるサイドマグネット３２の端面（即ち、上面３２ａ）に、図１４に示すような第２の磁性体７２を設けてもよい。このようにすれば、振動方向Ｑにおけるサイドマグネット３２の上面３２ａには磁性体７２が設けられているため、磁性体７２が設けられていない場合と比べ、さらにより一層強い磁界を発生させることができる。

・上記実施形態においては、第１の極はＮ極であって第２の極はＳ極であったが、第１の極がＳ極であって第２の極がＮ極であってもよい。また、上記実施形態においては、音響機器はスピーカであったが、例えば、携帯電話に搭載される受話器（レシーバ）や、振動板５を振動させることによって、コイル４に誘導電流を発生させるマイクロホンであってもよい。

本発明の実施形態に係るスピーカの斜視図。 本発明の実施形態に係るスピーカの断面図。 コイルを示す平面図。 磁界発生部を示す上面図。 磁界発生部を示す斜視図。 磁界発生部によって発生する磁束を説明するための図。 本発明の実施形態に係るスピーカの変形例を示す断面図。 磁界発生部によって発生する磁束を説明するための図。 本発明の実施形態に係るスピーカの変形例を示す断面図。 磁界発生部によって発生する磁束を説明するための図。 本発明の実施形態に係るスピーカの変形例を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）コイルの変形例を示す平面図。 磁界発生部の変形例を示す上面図。 本発明の実施形態に係るスピーカの変形例を示す断面図。 従来の磁界発生部を示す断面斜視図。

符号の説明

Ｑ…振動方向、Ｘ…直交方向（振動方向と直交する直交方向）、Ｕ…上方、Ｄ…下方、３…磁界発生部、４…コイル、５…振動板、３１…センターマグネット（第１の磁石）、３２…サイドマグネット（第２の磁石）、３３…中間マグネット（第３の磁石）、３１ａ…上面、３１ｂ…下面、３２ａ…上面、３２ｂ…下面、３３ａ…センターマグネット側端面、３３ｂ…サイドマグネット側端面、７１…磁性体（第１の磁性体）、７２…磁性体（第２の磁性体）。

Claims (4)

1. 磁界を発生する磁界発生部と、前記磁界発生部に対向するコイルと、前記コイルが取り付けられた振動板とを備え、前記コイルに電流が流れることによって前記振動板が振動方向に振動する音響機器において、
   前記磁界発生部は、
   前記振動方向に着磁されるとともに直方体状に形成された第１の磁石と、
   前記振動方向と直交する直交方向において前記第１の磁石を挟むように配置され、前記振動方向に着磁されるとともに直方体状に形成された第２の磁石と、
   前記直交方向において前記第１の磁石と前記第２の磁石の間に配置され、前記直交方向に着磁されるとともに直方体状に形成された第３の磁石とを
   備え、前記第２の磁石は前記第１の磁石よりも長いことを特徴とする音響機器。
2. 前記第３の磁石は、前記振動方向において前記コイルを挟むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の音響機器。
3. 前記振動方向における前記第１の磁石の端面には、第１の磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響機器。
4. 前記振動方向における前記第２の磁石の端面には、第２の磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の音響機器。

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