WO2013190811A1 - スピーカ装置及びスピーカ搭載装置 - Google Patents

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WO2013190811A1
WO2013190811A1 PCT/JP2013/003732 JP2013003732W WO2013190811A1 WO 2013190811 A1 WO2013190811 A1 WO 2013190811A1 JP 2013003732 W JP2013003732 W JP 2013003732W WO 2013190811 A1 WO2013190811 A1 WO 2013190811A1
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WO
WIPO (PCT)
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speaker device
magnets
voice coil
speaker
yoke
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/003732
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English (en)
French (fr)
Inventor
松村　俊之
佐伯　周二
佐和子 狩野
明子 藤瀬
敦 坂口
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Filing date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/025—Magnetic circuit
    • H04R9/027—Air gaps using a magnetic fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/025—Magnetic circuit

Definitions

  • the present invention relates to a speaker device, a speaker-mounted device such as an audiovisual apparatus or a portable information processing device including the speaker device, and more specifically, a small speaker device capable of wide-band reproduction, and the speaker device.
  • the present invention relates to an audiovisual apparatus, a portable information processing apparatus including the speaker device, a moving unit, and an inner phone.
  • FIG. 11 is a diagram showing a conventional speaker described in Patent Document 1.
  • Each cross-sectional view end view by AOB line, end view by MN line
  • the speaker shown in FIG. 11 has a voice coil 116 disposed in a magnetic circuit composed of a magnet 111, a plate 112, and a yoke 110, and drives a diaphragm 113.
  • the magnetic fluid 117 is disposed between the outer peripheral portion of the plate 112 and the inner peripheral portion of the voice coil 116, and by separating the space on the front surface of the diaphragm 113 from the space on the rear surface, sound generated from the front surface and
  • the structure is such that the generated sound is prevented from canceling, the rolling vibration of the diaphragm 113 is prevented, and the Joule heat generated by the voice coil 116 is released to the magnetic circuit.
  • the support that works on the diaphragm 113 compared to the case where the entire outer periphery of the diaphragm 113 is configured with edges.
  • the system compliance has been increased, and low frequency reproduction is possible even with a small aperture.
  • the sound generated from the rear surface of the diaphragm 113 of the speaker configured as in Patent Document 1 is released toward the lower surface of the speaker through a hole U opened in the plate 112, the magnet 111, and the yoke 110.
  • the presence of the hole U can be expected to prevent the movement of the diaphragm from being braked by the compliance of air confined on the back surface of the diaphragm 113. Therefore, it may be preferable that the hole U is provided in the magnet, the plate, and the yoke.
  • FIG. 11 shows an example in which an annular magnet is used, but an ellipse or a track shape (a shape composed of two parallel line segments and two curves connecting opposite ends of the line segments). In this case, it is more difficult to manufacture a magnet with a hole. Also, there is a method of making a hole in a magnet without a hole, but when making a hole in a small magnet, the magnet is easily broken when making the hole, and it is difficult to manufacture stably. In addition, the manufacturing cost increases.
  • the present disclosure provides a speaker device that is easy to mount and can be reproduced in a small size and a wide band.
  • a speaker device of the present disclosure includes a magnetic circuit having a magnetic gap, a voice coil at least partially disposed in the magnetic gap, and a diaphragm to which the voice coil is fixed. And a plurality of supports that support the diaphragm, and a magnetic fluid disposed on at least one of the inner and outer peripheral portions of the voice coil, and the magnetic circuit includes at least a plurality of magnets and a yoke And the plate, and the magnetic circuit has a through-hole penetrating in the vibration direction of the diaphragm inside the voice coil.
  • the size and slim shape of the speaker can be determined without being limited to the manufacturing process, such as cracking during firing, and it is easier to mount. It is possible to provide a speaker device that is small and capable of reproducing in a wide band.
  • FIG. 1A is a top view and a cross-sectional view of a structure of a first speaker device according to the present disclosure.
  • FIG. 1B is a top view and a cross-sectional view of a first speaker device according to another configuration.
  • FIG. 1C is a top view and a cross-sectional view of a first speaker device according to still another configuration.
  • FIG. 2 is a structural cross-sectional view of a first speaker device according to still another configuration.
  • FIG. 3 is a top view and a structural cross-sectional view of a second speaker device according to the present disclosure.
  • FIG. 4A is a structural cross-sectional view of a third speaker device according to the present disclosure.
  • FIG. 4B is a structural cross-sectional view of a third speaker device according to another configuration.
  • FIG. 5 is a structural cross-sectional view of a fourth speaker device according to the present disclosure.
  • FIG. 6A is a structural cross-sectional view of a fifth speaker device according to the present disclosure.
  • FIG. 6B is a structural cross-sectional view of a fifth speaker device according to another configuration.
  • FIG. 6C is a structural cross-sectional view of a fifth speaker device according to still another configuration.
  • FIG. 7 is a mobile information terminal device according to the present disclosure.
  • FIG. 8 is an image display device according to the present disclosure.
  • FIG. 9 is a mounting diagram of the in-vehicle speaker according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a structural cross-sectional view of the inner phone according to the present disclosure.
  • FIG. 11 is a top view and a cross-sectional view of a conventional speaker.
  • each cross-sectional view (an end view taken along line AB and an end view taken along line MN) means an arrow view, and members not on the end face are appropriately indicated by virtual lines.
  • the present disclosure relates to a magnetic circuit having a magnetic gap, a voice coil at least partially disposed in the magnetic gap, a diaphragm to which the voice coil is fixed, and a plurality of supports that support the diaphragm. And a magnetic fluid disposed on at least one of an inner peripheral portion and an outer peripheral portion of the voice coil, and the magnetic circuit includes at least a plurality of magnets, a yoke, and a plate, and the magnetic circuit
  • the circuit includes a speaker device having a through-hole penetrating in the vibration direction of the diaphragm inside the voice coil.
  • a magnetic circuit is configured by combining a plurality of magnets, it is possible to determine the size and slim shape of the device without being bound to the manufacturing process, such as cracking during firing, and it is easier to mount. It is possible to provide a speaker device that can be reproduced in a small size and a wide band.
  • the magnetic fluid may be disposed only on the yoke side of the voice coil.
  • the magnetic fluid is formed in the gap between the magnets, which is generated when it is assumed that the magnetic fluid is disposed on the plate side inside the voice coil. Can be prevented from being sucked by capillary action.
  • the magnetic fluid is disposed at least on the plate side of the voice coil, and the magnetic circuit fills at least a yoke, a plate, the plurality of magnets, and a boundary region between the plurality of magnets. It may be configured to include a filling member. According to this configuration, the gap between the magnets can be eliminated by the filling member to prevent the spaces before and after the diaphragm from being connected, and the magnetic fluid can be prevented from entering the gap between the magnets due to capillary action. . For this reason, the speaker device can operate with stable performance.
  • the magnetic fluid is disposed at least on the plate side of the voice coil
  • the magnetic circuit is at least a yoke, a plate, and the plurality of magnets disposed outside the through hole
  • a first cover member that covers at least a boundary region between the plurality of magnets from the inside of the plurality of magnets may be included. According to this configuration, since the gap between the magnets and the through hole can be separated by the first cover member, the space before and after the diaphragm is connected, and sound cancellation before and after the diaphragm occurs. Can be prevented.
  • the first cover member may have a protruding portion that protrudes on the surface of the magnetic circuit component member that surrounds one or both through ends of the through hole.
  • the 1st cover member since the 1st cover member has an overhang
  • the magnetic fluid is disposed at least on the plate side of the voice coil
  • the magnetic circuit is at least a yoke, a plate, and the plurality of magnets disposed outside the through hole
  • a second cover member that covers a boundary region between the plurality of magnets from the outside of the plurality of magnets may be included. According to this configuration, the second cover member separates the outside of the plurality of magnets from the gaps and through holes between the magnets. Therefore, it is possible to prevent the spaces before and after the diaphragm from being connected and canceling the sound before and after the diaphragm.
  • the magnetic fluid is disposed on both the yoke side and the plate side of the voice coil, and communicates the space surrounded by the magnetic fluid, the voice coil, the yoke, and the plate with the outside of the apparatus. Vent holes may be provided. According to this configuration, it is possible to prevent the space surrounded by the magnetic fluid, the voice coil, the magnet, and the yoke from being sealed.
  • the shape of the voice coil viewed in the coil axis direction is a circle, a track shape, a rectangle, a rectangle with rounded corners, an ellipse, and a shape in which a plurality of linear portions are connected by a continuous curved portion, It may have any one shape. According to this configuration, speakers having various shapes can be realized.
  • the shape of the through hole seen in the vibration direction of the diaphragm may be a round shape or a long hole shape. According to this configuration, the distribution of magnetic flux supplied from the magnetic circuit can be adjusted by utilizing the shape of the through hole in accordance with the shape of the voice coil.
  • FIG. 1A is a top view and a structural cross-sectional view of a first speaker device according to the present disclosure.
  • 1 is a plate
  • 2a and 2b are magnets (hereinafter, the magnets may be described without being distinguished from each other for convenience, and in this case, the symbol “2” is used for convenience)
  • 3 is a yoke
  • 4 is a diaphragm 5 is a plurality of edges
  • 6 is a voice coil
  • 7 is a magnetic fluid
  • 8 is a frame.
  • a magnetic circuit is formed by the plate 1, the magnets 2a and 2b, and the yoke 3, and a magnetic gap is formed between the plate 1 and the yoke 3, and the voice coil 6 is disposed in the magnetic gap.
  • an internal magnet type magnetic circuit in which the magnets 2a and 2b are located inside the voice coil 6 is shown.
  • the magnets 2a and 2b and the yoke 3 are coupled by being fixed to each other by bonding or the like, and the magnets 2a and 2b and the plate 1 are coupled to each other by being fixed to each other by bonding or the like.
  • the voice coil 6 is fixed to the diaphragm 4, and the diaphragm 4 is supported by a plurality of edges 5 at the outer periphery, and the edge 5 is fixed to the frame 8. Further, the frame 8 is fixed to the outer surface of the yoke 3 to hold the magnetic circuit.
  • the magnetic circuit has a through-hole T penetrating in the vibration direction of the diaphragm 4 inside the voice coil 6.
  • the magnets 2a and 2b are arranged side by side so that each of them forms a semi-annular shape as viewed in the vibration direction and are combined in an annular shape, thereby forming a direct-current magnetic flux generation source as a whole, Surrounds T.
  • the through hole T passes through the plate 1 and the yoke 3.
  • any shape is possible as the shape of the through-hole T as viewed in the vibration direction of the diaphragm 4, the shape is round here, particularly circular.
  • the round shape includes an ellipse, a shape surrounded by a closed curve having no symmetry in the spread, a rounded polygon, and the like.
  • the edge 5 is a divided edge divided into a plurality of parts, and therefore does not have a role of separating the space before and after the diaphragm 4.
  • the magnetic fluid 7 is filled outside the voice coil 6, the space on the back side of the diaphragm and the space on the front side of the diaphragm are separated.
  • the edge 5 is a divided edge, the stiffness of the support can be reduced, and even if the speaker is downsized, it can be operated with a large amplitude.
  • FIG. 1A shows a gap g that is a boundary region between the magnets 2a and 2b.
  • the magnetic fluid 7 is disposed only on the outer peripheral side of the voice coil 6, that is, only on the yoke 3 side of the yoke 3 side and the plate 1 side of the voice coil. The magnetic fluid 7 is not arranged on the plate 1 side.
  • the magnet is divided into two, but the number of divisions may be arbitrary. In the case of two divisions, if the magnets 2a and 2b have the same shape, they can be handled as the same member, which is advantageous in terms of manufacturing cost, material procurement, etc. 2a and 2b may have different shapes. Although an example in which the magnet is divided into two parts is given here, the number of divisions may be any number of two or more.
  • FIG. 1B is a top view and a cross-sectional view of a first speaker device according to another configuration.
  • the speaker device of FIG. 1B includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 described with reference to FIG. 1A.
  • the magnetic fluid 7 is disposed on the outer peripheral side of the voice coil 6, that is, on the yoke 3 side of the voice coil 6, and on the inner peripheral side of the voice coil 6, that is, on the plate 1 side.
  • a magnetic fluid 7b is provided.
  • the magnetic fluid 7a and the magnetic fluid 7b may be of the same type or different types.
  • the voice coil 6, the magnet 2a, and the yoke 3 are sealed, for example, at the bottom of the yoke 3, the air hole 3a that communicates the space V with the outside of the speaker device. Any number may be provided.
  • FIG. 1C is a top view and a cross-sectional view of a first speaker device according to still another configuration.
  • the speaker device of FIG. 1C includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 described with reference to FIG.
  • the edge 5 in FIG. 1C is provided along the entire circumference of the speaker device unlike the divided edge like the edge 5 in FIG. 1A and separates the space before and after the diaphragm 4. In this way, a magnetic circuit configured using a plurality of magnets may be combined with edges provided along the entire circumference of the speaker device.
  • the magnetic fluid 7 can be prevented from being sucked into the gap between the magnets by a capillary phenomenon by disposing the magnetic fluid 7 only on the outer peripheral side of the voice coil 6, that is, only on the yoke 3 side. It should be noted that the edge provided along the entire circumference of the speaker device can be applied to a speaker device having a configuration described elsewhere.
  • FIGS. 1A to 1C is an internal magnetic circuit, but FIG. 2 shows a cross-sectional view of the structure of the speaker device which is an external magnetic circuit.
  • the speaker device of FIG. 2 includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 described with reference to FIG. 1A.
  • the magnets 2 a and 2 b are located outside the voice coil 6.
  • the frame 8 is fixed to the upper surface of the plate 1.
  • the magnetic fluid 7 is located inside the voice coil 6, but since it is arranged on the yoke side of the voice coil 6 as in the case of the internal magnet type magnetic circuit, a plurality of magnets are provided. There is no contact between the gaps. For this reason, the magnetic fluid 7 is not sucked into the gaps between the plurality of magnets, and a stable operation can be realized.
  • the magnet is divided into two parts, but the number of divisions may be any number of two or more. In the case of two divisions, if the magnets 2a and 2b have the same shape, they can be handled as the same member, which is advantageous in terms of manufacturing cost, material procurement, etc. 2a and 2b may have different shapes.
  • FIG. 3 is a top view and a structural cross-sectional view of a second speaker device according to the present disclosure.
  • the speaker device of FIG. 3 includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 described for the first speaker device, but the points that are particularly different from the first speaker device will be described.
  • the speaker device of FIG. 3 includes a sealing unit 9 disposed between the plurality of magnets 2a and 2b.
  • the sealing means 9 is composed of a filling member that fills a gap g between the magnets 2a and 2b. Specifically, an adhesive or a resin may be used as the material for the sealing means 9.
  • the position of the magnetic fluid 7 in the second speaker device is different from that of the first speaker device, and the magnetic fluid 7 is provided inside the voice coil 6, that is, on the plate 1 side.
  • the operation of the speaker and the effect of sealing the space around the diaphragm 4 of the magnetic fluid 7 are omitted because the principle of the magnetic fluid is the same as that of the first speaker device, although the position of the magnetic fluid is different.
  • the sealing means 9 fills the gap g between the magnets 2a and 2b, eliminates the gap between the magnets, prevents the space before and after the diaphragm 4 from being connected, and the magnetic fluid 7 causes the gap between the magnets by capillary action. Intrusion can be prevented. For this reason, the speaker device can operate with stable performance.
  • the magnetic fluid 7 may be further arranged outside the voice coil 6, that is, on the yoke 3 side.
  • FIG. 4A is a structural cross-sectional view of a third speaker device according to the present disclosure.
  • the speaker device of FIG. 4A includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 described for the first speaker device, and points that are particularly different from the first speaker device will be described.
  • illustration is abbreviate
  • the third speaker device is different from the first speaker device in the position of the magnetic fluid 7, and the magnetic fluid 7 is provided inside the voice coil 6, that is, on the plate 1 side.
  • the third speaker device includes a sealing unit 91.
  • the sealing means 91 is made of a cylindrical nonmagnetic material, and is disposed inside the magnets 2a and 2b to form a cover member that covers the inner peripheral side of the DC magnetic flux generation source.
  • the cover member only needs to cover at least the boundary region between the magnets 2a and 2b from the inside of the magnets 2a and 2b, and is not necessarily cylindrical, and may be provided for each boundary region.
  • the sealing means 91 may not be completely airtight in preventing the communication between the spaces, and any nonmagnetic material such as resin, ceramic, metal, inorganic film can be applied to the cover member.
  • the magnetic fluid 7 may also be provided outside the voice coil 6, that is, on the yoke 3 side.
  • the sealing means 91 is arranged only inside the magnets 2a and 2b. However, as shown in FIG. 3, the sealing means 91 may be used in combination with a type in which the sealing means 9 is filled in the gap between the magnets 2a and 2b. good. In this case, in addition to the effect when only the sealing means 91 is used as the sealing means, the movement of the magnetic fluid 7 to the gap due to the capillary phenomenon can be prevented. Further, since the sealing means 91 passes through the inside of the magnets 2a and 2b and penetrates the plate 1 and the yoke 3, it can be used as a positioning jig at the time of manufacture.
  • FIG. 4B is a structural cross-sectional view of a third speaker device according to another configuration.
  • the speaker device shown in FIG. 4B includes a sealing unit 92.
  • the sealing means 92 is different from the sealing means 91 shown in FIG. 4A in the position provided in the speaker device, and is arranged outside the magnets 2a and 2b to cover the outer peripheral side of the DC magnetic flux generation source. I am doing.
  • the cover member only needs to cover at least the boundary region between the magnets 2a and 2b from the outside of the magnets 2a and 2b, and may be cylindrical or may be provided for each boundary region.
  • the sealing means 92 separates the outside of the magnets 2a and 2b from the gap between the magnets 2a and 2b and the central through hole T.
  • the sealing means 92 may be used together with a configuration in which the gap between the magnets 2a and 2b is filled with the sealing means 9 as shown in FIG. 3, but it is sealed outside the magnets 2a and 2b as shown in FIG. 4B. Even if it only stops, there exists an effect which prevents the movement to the said clearance gap by the capillary phenomenon of the magnetic fluid 7.
  • a speaker device including both the sealing means 91 of FIG. 4A and the sealing means 92 of FIG. 4B can be configured.
  • FIG. 5 is a structural cross-sectional view of the fourth speaker device according to the present disclosure.
  • the speaker device of FIG. 5 includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 described for the first speaker device, but the points that are particularly different from the first speaker device will be described. Note that the top view of FIG. 5 corresponding to the top view of the first speaker device is not shown.
  • the position of the magnetic fluid 7 is different from that of the first speaker device in the fourth speaker device, and the magnetic fluid 7 is provided inside the voice coil 6, that is, on the plate 1 side.
  • the fourth speaker device includes a sealing unit 93.
  • the sealing means 93 is formed of a cylindrical nonmagnetic material and is disposed inside the magnets 2a and 2b to form a cover member that covers the inner peripheral side of the DC magnetic flux generation source.
  • the cover member only needs to cover at least the boundary region between the magnets 2a and 2b from the inside of the magnets 2a and 2b, and is not necessarily cylindrical, and may be provided for each boundary region.
  • the sealing means 93 By separating the gap between the magnets 2a and 2b and the central through hole T by the sealing means 93, the space before and after the diaphragm 4 is connected, and the cancellation of the sound before and after the diaphragm is prevented. Yes.
  • the sealing means 93 is provided with an overhanging portion 93a that protrudes on the lower surface of the yoke 3 that is a magnetic circuit constituent member surface surrounding one through end of the through hole T. It is also possible to use the sealing means 93 as a jig that can easily position the member during manufacturing. For this reason, it becomes possible to separate the space around the diaphragm 4 with higher accuracy.
  • the sealing means 93 is disposed only inside the magnets 2a and 2b. However, as shown in FIG. 3, the sealing means 93 may be used in combination with a type in which the sealing means 9 is filled in the gap between the magnets 2a and 2b. good. In this case, in addition to the effect when only the sealing means 91 is used as the sealing means, the movement of the magnetic fluid 7 to the gap due to the capillary phenomenon can be prevented. Further, the projecting portion 93a may be provided so as to project on the upper surface of the plate 1 which is the surface of the magnetic circuit constituting member surrounding the penetrating end of the through hole T on the plate 1 side. The overhanging portion 93a may be provided on both of the upper surface of 1.
  • FIG. 6A is a top view and a cross-sectional view of a fifth speaker device according to the present disclosure.
  • the speaker device of FIG. 6A includes constituent members that can be referred to by the names of the constituent members corresponding to reference numerals 1 to 8 and 91 described for the speaker device of FIG. 4A, but the points that are particularly different from the speaker device of FIG. 4A will be described.
  • the shapes of the diaphragm 4 and the voice coil 6 are two curves connecting two parallel line segments and opposite ends of the line segments as viewed in the coil axis direction. It is a track shape constituted by two symmetrical arcs.
  • the diaphragm 4 has a shape covering the area surrounded by the track-shaped voice coil 6, and the edges 5 provided so as to support the diaphragm 4 on the both end sides of the track are the frames 7. It is fixed to.
  • the plate surface of the diaphragm 4 is a region surrounded by the voice coil 6 when viewed in the coil axis direction in a region in which the concave and convex shapes are periodically repeated along the direction connecting the edges 5 facing each other across the diaphragm 4. It has a similar shape.
  • the frame 7 holds the outer surface of the yoke 3 on both ends of the track.
  • a plurality (three in this case) of through holes T are provided inside the voice coil 6.
  • the sealing means 91 having the material and shape described in FIG. 4A is disposed outside each through hole T.
  • a plurality of through holes T are arranged in a line in the direction of the line segment, and the magnets 2a and 2b provided on the inner side of the voice coil 6 connect each through hole T from both sides of the line. It is arranged so as to be sandwiched.
  • the sealing means 91 is in a state in which a gap g formed in the boundary region between the magnets 2a and 2b along the center of the row is covered from the region side of the through hole T that is inside the magnets 2a and 2b.
  • the plate 1 is provided in a shape surrounded by the voice coil 6, and the yoke 3 is provided so as to cross the region immediately below the region surrounded by the voice coil 6 in four directions.
  • Each through hole T passes through the plate 1 and the yoke 3, and the sealing means 91 covers the entire perimeter of the through region of the through hole T.
  • FIG. 6B is a top view and a cross-sectional view of a fifth speaker device according to another configuration. The difference between the speaker device of FIG. 6B and the speaker device of FIG. 6A will be described.
  • the through hole T has a long hole shape when viewed in the coil axis direction.
  • the slot has a longitudinal direction along parallel lines of the track.
  • the magnets 2a and 2b are arranged so as to sandwich the through hole T from both sides of the row.
  • the sealing means 91 is in a state in which a gap g formed in the boundary region between the magnets 2a and 2b along the longitudinal direction of the through hole T is covered from the region side of the through hole T that is inside the magnets 2a and 2b. .
  • the through hole T is formed in the shape of an elongated hole
  • the speaker device when installed in an elongated shape, when a plurality of the through holes T are arranged, the voice having an elongated shape when viewed in the coil axis direction.
  • the asymmetric distribution of the supplied magnetic flux from the magnetic circuit, which occurs when the coil 6 is used, can be improved by the long hole-shaped through hole T.
  • it is easy to form a through-hole because the shape of each magnet is complicated, non-uniform, and does not require excessive processing in order to form a through-hole having an effective size in a combined structure of a plurality of magnets.
  • a plurality of elongated hole-shaped through holes T may be provided as described with reference to FIG. 6A.
  • FIG. 6C is a top view and a structural cross-sectional view of a fifth speaker device according to still another configuration. The difference between the speaker device of FIG. 6C and the speaker device of FIG. 6A will be described. Note that the top view of FIG. 6C corresponding to the top view of FIG. 6A is omitted.
  • the speaker device in FIG. 6C includes a voice coil 6 that is rectangular when viewed in the coil axis direction.
  • the voice coil 6 has a shape in which curves, so-called fillets are provided at four corners of a rectangle, or a shape in which two sets of parallel line segments are connected by a curve. In general, it has a rectangular shape with rounded corners.
  • the inner diameter of the curved portion (R portion) of the voice coil 6 is preferably 0.5 mm or more so that the magnetic fluid 7 does not crawl up to the diaphragm 4 side at the R portion (rounded corner) due to capillary action. Accordingly, the diaphragm 4 has a shape that covers the region surrounded by the rectangular voice coil 6, and the edge 5 is provided so as to support the diaphragm 4 on a pair of opposing end sides of the rectangle. Is fixed to the frame 7.
  • the plate surface of the diaphragm 4 is a region surrounded by the voice coil 6 when viewed in the coil axis direction in a region in which the concave and convex shapes are periodically repeated along the direction connecting the edges 5 facing each other across the diaphragm 4.
  • the frame 7 holds the outer surface of the yoke 3 at both ends of the rectangle.
  • the degree of freedom of installation of the speaker device is improved similarly to the speaker device of FIG. 6A.
  • the speaker device of FIG. 6C includes magnets 2 a and 2 b inside the voice coil 6. And the long-hole-shaped through-hole T arrange
  • a gap g formed in the boundary region between the magnets 2 a and 2 b is along the longitudinal direction of the through hole T.
  • the sealing means 92 having the material and shape described in FIG. 4B is provided.
  • the plate 1 (not shown) is formed in a shape surrounded by the voice coil 6, and the yoke 3 is provided so as to cross the region immediately below the region surrounded by the voice coil 6 in four directions.
  • Each through hole T passes through the plate 1 and the yoke 3.
  • the shape of the voice coil 6 viewed in the coil axis direction can be interchanged between a circle, a track shape, a rectangle, and a rectangle with rounded corners.
  • an ellipse or a shape in which a plurality of straight line portions are joined by a curved portion can be applied.
  • the above speaker devices can be provided in speaker mounted devices such as video display devices, audio devices, AV devices, mobile phones, smartphones, tablet PCs, operation terminals, mobile information devices, home appliances, and automobiles. Thereby, speakers of various shapes can be realized.
  • speaker mounted devices such as video display devices, audio devices, AV devices, mobile phones, smartphones, tablet PCs, operation terminals, mobile information devices, home appliances, and automobiles.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the mobile information terminal device 201 according to the present disclosure.
  • the mobile information terminal device 201 includes a screen 202 and a speaker device 10.
  • the speaker device 10 is any speaker device selected from, for example, the first to fifth speaker devices.
  • the speaker device 10 may be attached to the mobile information terminal device 201 together with a sealed cabinet or a bass reflex cabinet. Further, the cabinet may be attached to the mobile information terminal device 201 as an open type without being attached.
  • the speaker devices 10 are arranged at three locations, but any number of speaker devices 10 may be used as long as the number is one or more. If the number of the speaker devices 10 is one, it will be monaural, but if two or more speakers are used, it can be used as a device for sound field control or HRTF.
  • the diaphragm may be directed to the sound hole side or the magnetic circuit may be directed to the sound hole side with respect to the sound hole provided in the housing.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the image display device 203 according to the present disclosure. More specifically, it is a PC or a thin TV.
  • the image display device 203 includes a screen 202 and a speaker device 10.
  • the speaker device 10 is any speaker device selected from, for example, the first to fifth speaker devices.
  • the speaker device 10 may be attached to the image display device 203 together with a sealed cabinet or a bass reflex cabinet. Further, the cabinet may be attached to the image display device 203 as it is without being attached.
  • the speaker devices 10 are arranged at a total of 16 locations. If one unit is monaural, two units are stereo, and if two or more units are used (for example, arranged as a line array), it can also be used as a device for sound field control or HRTF.
  • the diaphragm may be directed to the sound hole side or the magnetic circuit may be directed to the sound hole side with respect to the sound hole provided in the housing.
  • FIG. 9 is a mounting diagram of the vehicle-mounted speaker according to the present disclosure.
  • the door 204 of the automobile includes the speaker device 10.
  • the speaker device 10 is any speaker device selected from, for example, the first to fifth speaker devices.
  • the speaker device 10 may be attached to the door 204 of the automobile together with the sealed cabinet or the bass reflex cabinet. Further, the cabinet may be attached as it is to the automobile door 204 as an open type without being attached.
  • the speaker devices 10 are arranged at three locations, but any number of speaker devices may be used as long as one or more speaker devices are provided. 9 shows an example in which the speaker device 10 is attached to the door 204 of the automobile.
  • the speaker apparatus 10 may be attached to any position of the automobile such as a dashboard, pillar, seat, headrest, or ceiling of the automobile.
  • they may be attached to various moving means such as trains, monorails, linear motors, airplanes, and ships.
  • the speaker device using the magnetic fluid of the present disclosure a speaker capable of reproducing low-frequency sound can be realized even with a small size. Therefore, the same acoustic characteristics as before can be realized with a speaker that is smaller or lighter than the conventional speaker device.
  • the entire moving means is reduced in size and weight, and the comfort can be improved by increasing the living space, or the fuel efficiency can be improved by reducing the size and weight of the vehicle body.
  • the diaphragm may be directed to the sound hole side or the magnetic circuit may be directed to the sound hole side with respect to the sound hole provided in the housing.
  • FIG. 10 is a mounting diagram of the inner earphone 205 according to the present disclosure.
  • the inner earphone 205 includes an inner earphone cord 206, an ear chip 207, and a speaker device 10.
  • the speaker device 10 is any speaker device selected from, for example, the first to fifth speaker devices.
  • the speaker device 10 of the present disclosure is a sealed eartip.
  • the eartip 207 has an air hole in the ear tip umbrella portion, and an open type in which outside air can flow from the inside of the ear hole through the air hole of the ear tip. Ear tips may be used. If an open-type ear tip is used, the ear hole can be prevented from becoming stuffy. Further, the disclosure herein relates to the inner earphone 205 provided with the speaker device 10, but the speaker device 10 may be applied to a headset, a headphone, or a hearing aid.
  • the speaker device is small and has a capability of reproducing a wide band and can operate stably, so that it is useful alone as a small high-quality sound speaker. Moreover, in each apparatus which mounts a speaker, it is useful as a small high quality sound quality device.

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Abstract

　磁気ギャップを有する磁気回路と、少なくとも一部が磁気ギャップ中に配置されるボイスコイル（６）と、ボイスコイル（６）が固着された振動板（４）と、振動板（４）を支持する複数の支持体（５）と、ボイスコイル（６）内周部と外周部との少なくともどちらか一方に配置された磁性流体（７）とから構成され、磁気回路が、少なくとも複数のマグネット（２ａ、２ｂ）とヨーク（３）とプレート（１）とを含むように構成され、磁気回路はボイスコイル（６）の内側に振動板（４）の振動方向に貫通する貫通孔（Ｔ）を有するスピーカ装置を提供する。

Description

スピーカ装置及びスピーカ搭載装置
　本発明は、スピーカ装置、当該スピーカ装置を備えた映像音響機器や携帯型情報処理装置等のスピーカ搭載装置に関し、より特定的には、広帯域再生が可能な小型のスピーカ装置、当該スピーカ装置を備えた映像音響機器、および当該スピーカ装置を備えた携帯型情報処理装置、および移動手段、インナーホンに関する。
　近年、映像音響装置、いわゆるＡＶ機器の小型化・高機能化が急速に進行している。特に携帯電話やスマートフォン、タブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）端末などにおいて顕著であるが、小型化と高機能化が同時に進行しているため、搭載されるデバイスには、ますます小型・薄型化が求められる。各機器に搭載されるスピーカも例外ではなく、他デバイスと同じように小型・薄型化が求められる。しかし、スピーカの小型化は再生能力、特に再生周波数帯域や再生能率の劣化を招くため、従来の技術では小型化および再生能力に限界がある。
　そこで、従来技術として、磁性流体を磁気回路の中に配置し、スピーカ再生帯域を向上したスピーカがある（例えば、特許文献１参照）。図１１は、特許文献１に記載された従来のスピーカを示す図である。各断面図（ＡＯＢ線による端面図、ＭＮ線による端面図）は矢視図を意味しており、端面上に無い部材を適宜仮想線で示してある。図１１に示すスピーカは、マグネット１１１と、プレート１１２と、ヨーク１１０とから構成された磁気回路中にボイスコイル１１６を配置し、振動板１１３を駆動する。プレート１１２外周部と、ボイスコイル１１６内周部との間に磁性流体１１７を配置して、振動板１１３の前面の空間と、背面の空間を隔てることで、前面から発生する音と、背面から発生する音の打ち消しあいを防止すると共に、振動板１１３のローリング振動を防止し、かつボイスコイル１１６で発生するジュール熱を磁気回路に逃す構造とした。さらに磁性流体１１７とあわせて複数のエッジ部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄで振動板１１３を支持することで、振動板１１３の外周全部をエッジで構成した場合と比べて、振動板１１３にはたらく支持系のコンプライアンスを増大させ、小口径でも低周波数域の再生を可能とした。
国際公開第２００９／０６６４１５号
　特許文献１のように構成したスピーカの振動板１１３の背面から発生した音は、プレート１１２と、マグネット１１１と、ヨーク１１０とに空いた穴Ｕを通って、スピーカ下面方向に放出される。この穴Ｕがあることで、振動板１１３の背面に閉じ込められた空気のコンプライアンスによって振動板の動きが制動されることを防ぐ効果が見込める。したがって、マグネットとプレートとヨークとに穴Ｕが設けられていることが好ましい場合がある。
　しかし、デバイスが小さくなるとマグネット製造時の問題からマグネットへの穴の形成が困難となる。例えば、マグネット焼結時に収縮する際、穴の周囲に応力が発生し、割れなどが発生する。図１１は円環状のマグネットを使った例を示しているが、楕円やトラック形状（２つの並行する線分と、当該線分間の相対する端部同士をつなぐ２つの曲線とからなる形状）の場合、穴の開いたマグネットを製造することは、より困難となる。また、穴のないマグネットに穴を開ける方法もあるが、小さいマグネットに穴を開ける場合、穴を開ける時にマグネットが割れやすく、安定的に製造することが困難である。また、製造コストも高くなってしまう。
　それゆえに、本開示は、実装しやすい、小型かつ広帯域再生可能なスピーカ装置を提供する。
　従来の課題を解決するために、本開示のスピーカ装置は、磁気ギャップを有する磁気回路と、少なくとも一部が前記磁気ギャップ中に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルが固着された振動板と、前記振動板を支持する複数の支持体と、前記ボイスコイル内周部と外周部との少なくともどちらか一方に配置された磁性流体とから構成され、前記磁気回路が、少なくとも複数のマグネットとヨークとプレートとを含むように構成され、前記磁気回路は前記ボイスコイルの内側に前記振動板の振動方向に貫通する貫通孔を有することを特徴とする。
　本開示のスピーカ装置では、複数のマグネットを組み合わせて磁気回路を構成するため、焼成時の割れなど、製造工程にしばられずにスピーカの小型化、スリム形状を決めることができ、より実装しやすい、小型かつ広帯域再生可能なスピーカ装置を提供することができる。
図１Ａは、本開示に係る第１のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。 図１Ｂは、他の構成に係る第１のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。 図１Ｃは、さらに他の構成に係る第１のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。 図２は、さらに他の構成に係る第１のスピーカ装置の構造断面図である。 図３は、本開示に係る第２のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。 図４Ａは、本開示に係る第３のスピーカ装置の構造断面図である。 図４Ｂは、他の構成に係る第３のスピーカ装置の構造断面図である。 図５は、本開示に係る第４のスピーカ装置の構造断面図である。 図６Ａは、本開示に係る第５のスピーカ装置の構造断面図である。 図６Ｂは、他の構成に係る第５のスピーカ装置の構造断面図である。 図６Ｃは、さらに他の構成に係る第５のスピーカ装置の構造断面図である。 図７は、本開示に係るモバイル情報端末装置である。 図８は、本開示に係る画像表示装置である。 図９は、本開示に係る車載スピーカの搭載図である。 図１０は、本開示に係るインナーホンの構造断面図である。 図１１は、従来のスピーカの上面図および構造断面図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、「外側」及び「内側」との文言を、ボイスコイルの軸方向に直交する方向について使用する。また、各断面図（ＡＢ線による端面図、ＭＮ線による端面図）は矢視図を意味しており、端面上に無い部材を適宜仮想線で示してある。
　本開示は、磁気ギャップを有する磁気回路と、少なくとも一部が前記磁気ギャップ中に配置されるボイスコイルと、前記ボイスコイルが固着された振動板と、前記振動板を支持する複数の支持体と、前記ボイスコイル内周部と外周部との少なくともどちらか一方に配置された磁性流体とから構成され、前記磁気回路が、少なくとも複数のマグネットとヨークとプレートとを含むように構成され、前記磁気回路は前記ボイスコイルの内側に前記振動板の振動方向に貫通する貫通孔を有するスピーカ装置を含んでいる。この構成によれば、複数のマグネットを組み合わせて磁気回路を構成するため、焼成時の割れなど、製造工程にしばられずに装置の小型化、スリム形状を決めることができ、より実装しやすい、小型かつ広帯域再生可能なスピーカ装置を提供することができる。
　また、スピーカ装置のその他の態様として、次のような構成を採ることも可能である。
　例えば、前記磁性流体は、前記ボイスコイルのヨーク側のみに配置されていても良い。この構成によれば、内磁型磁気回路を採用するような場合に、もしボイスコイルの内側となるプレート側に磁性流体を配置したと仮定した場合に生じるような、マグネット同士の隙間に磁性流体が毛細管現象によって吸い込まれることを、防止することができる。
　また例えば、前記磁性流体は、前記ボイスコイルの少なくともプレート側に配置されており、前記磁気回路が、少なくとも、ヨークと、プレートと、前記複数のマグネットと、前記複数のマグネット間の境界領域を充填している充填部材とを含むように構成されていても良い。この構成によれば、充填部材によりマグネット同士の隙間をなくして、振動板の前後の空間がつながるのを防止するとともに、磁性流体が毛細管現象によってマグネット同士の隙間に入り込むのを防止することができる。このため、スピーカ装置が安定的な性能で動作することが可能となる。
　また例えば、前記磁性流体は、前記ボイスコイルの少なくともプレート側に配置されており、前記磁気回路が、少なくとも、ヨークと、プレートと、前記貫通孔よりも外側に配置された前記複数のマグネットと、少なくとも前記複数のマグネット間の境界領域を前記複数のマグネットの内側から被う第１のカバー部材とを含むように構成されていても良い。この構成によれば、第１のカバー部材によりマグネット同士の隙間と貫通孔とを隔てることができるので、振動板の前後の空間がつながってしまい、振動板の前後の音の打ち消しが発生してしまうのを防止することができる。
　また例えば、前記第１のカバー部材は、前記貫通孔の一方または両方の貫通端を囲む磁気回路構成部材面上に張り出した張り出し部を有していても良い。この構成によれば、第１のカバー部材が張り出し部を有しているため、スピーカ装置の製造時に第１のカバー部材を他の部材の位置決めを容易に行える治具として使用可能である。このため、より精度高く、振動板の前後の空間を隔てることが可能となる。
　また例えば、前記磁性流体は、前記ボイスコイルの少なくともプレート側に配置されており、前記磁気回路が、少なくとも、ヨークと、プレートと、前記貫通孔よりも外側に配置された前記複数のマグネットと、前記複数のマグネット間の境界領域を前記複数のマグネットの外側から被う第２のカバー部材とを含むように構成されていても良い。この構成によれば、第２のカバー部材により、複数のマグネットの外側とマグネット同士の隙間及び貫通孔とが隔てられる。従って、振動板の前後の空間がつながってしまい、振動板の前後の音の打ち消しが発生してしまうことを防止することができる。
　また例えば、前記磁性流体は、前記ボイスコイルのヨーク側とプレート側との両方に配置されており、前記磁性流体と前記ボイスコイルと前記ヨークと前記プレートとにより囲まれる空間を装置外部と連通させる通気孔が設けられていても良い。この構成によれば、磁性流体、ボイスコイル、マグネット、ヨークで囲まれた空間が密閉されることを防ぐことができる。
　また例えば、前記ボイスコイルのコイル軸方向に見た形状が、円形、トラック形状、矩形、角が丸められた矩形、楕円、および複数の直線部が連続する曲線部によって結合された形状のうち、いずれか１つの形状を有していても良い。この構成によれば、さまざまな形状のスピーカを実現できる。
　また、例えば、前記貫通孔の前記振動板の振動方向に見た形状が、丸形または長穴形状であっても良い。この構成によれば、ボイスコイルの形状に応じて貫通孔の形状を活かし、磁気回路から供給する磁束の分布を調整することができる。
　図１Ａは、本開示に係る第１のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図１Ａにおいて、１はプレート、２ａと２ｂはマグネット（以後、マグネット同士を便宜上区別しないで記載する場合があり、この場合には便宜上符号「２」を用いる）、３はヨーク、４は振動板、５は複数のエッジ、６はボイスコイル、７は磁性流体、８はフレームである。プレート１と、マグネット２ａおよび２ｂと、ヨーク３とで磁気回路を形成し、プレート１とヨーク３との間に磁気ギャップが形成され、磁気ギャップ内にボイスコイル６が配置されている。ここでは、マグネット２ａ、２ｂがボイスコイル６の内側に位置する内磁型磁気回路が示されている。マグネット２ａおよび２ｂとヨーク３とは接着等により相互に固定されることにより結合されており、マグネット２ａおよび２ｂとプレート１とは接着等により相互に固定されることにより結合されている。ボイスコイル６は、振動板４に固着され、振動板４は、外周部を複数のエッジ５に支えられ、エッジ５は、フレーム８に固着されている。また、フレーム８はヨーク３の外側面に固着されていることで、磁気回路を保持している。
　上記磁気回路は、ボイスコイル６の内側に振動板４の振動方向に貫通する貫通孔Ｔを有する。ここではマグネット２ａおよび２ｂは、当該振動方向に見てそれぞれが半環状を成すとともに互いが環状に組み合わされるように並置されることにより、全体として直流磁束の発生源を構成して、当該貫通孔Ｔの周囲を取り囲んでいる。またここでは、貫通孔Ｔは、プレート１およびヨーク３を貫通している。貫通孔Ｔの振動板４の振動方向に見た形状として任意の形状が可能であるが、ここでは丸形、特に円形をなしている。丸形にはこの他に、楕円や、拡がりに対称性の無い閉曲線に囲まれる形状、丸みを帯びた多角形等が含まれる。貫通孔Ｔが丸形をなすことにより、円形コイル等のコイル軸方向に見た形状が丸形のボイスコイル６に対して、磁気回路から分布の均一性が改善された磁束を供給することができる。
　以下、このスピーカ装置の動作について説明する。ボイスコイル６に、音信号を印加すると、フレミング左手の法則にしたがって、ボイスコイルには磁気ギャップ中の磁束密度と流れる電流とに比例した力が発生する。この結果、振動板４が振動し、音を再生する。一般的な動電型スピーカと異なり、エッジ５は複数に分断された分割エッジであるため、振動板４前後の空間を隔てる役割はない。しかし、磁性流体７がボイスコイル６の外側に満たされているため、振動板背面側の空間と、振動板前面側の空間は隔てられている。このため、振動板前面から再生する音は、ボイスコイルより内側の振動板背面から発生する逆位相音によって、打ち消されることはない。またエッジ５が、分割エッジであるため、支持体のスティフネスを小さくすることができ、スピーカを小型化しても大振幅で動作させる事が可能である。
　一般的に、マグネットは焼結によって製造するために、焼結時に収縮が発生する。このため、マグネットの形状の精度を出すことは困難である。また、マグネット２ａ、２ｂのように複数のマグネットで磁気回路を構成した場合、マグネット同士の間に隙間が生じる可能性が非常に高い。図１Ａに、マグネット２ａ、２ｂの間の境界領域となる隙間ｇを示した。また、図１Ａのようにボイスコイル６の外周側のみ、すなわちボイスコイルのヨーク３側とプレート１側とのうちヨーク３側のみに磁性流体７を配置し、ボイスコイル６の内側、すなわちボイスコイルのプレート１側には磁性流体７を配置しない構造とした。これにより、もしボイスコイル６の内側に磁性流体７を配置したと仮定した場合に生じるような、マグネット同士の隙間に磁性流体７が毛細管現象によって吸い込まれることを、防止することができる。もし、磁性流体７が、マグネット同士の隙間に吸い込まれてしまった場合、磁気ギャップの磁性流体７が減少し、その結果、振動板４前後の空間がつながってしまう虞がある。振動板４前後の空間がつながった場合、振動板４の前後の空間から発生する音同士が打ち消しあい、特に低音側の音圧低下につながる。したがって、磁性流体７をボイスコイル６の外側のみに配置することで、磁性流体７の上記隙間への移動を防止することができる。なお、図１Ａではマグネットは２分割であるが、分割数は任意で構わない。２分割の場合、マグネット２ａ、２ｂは同形状であれば、同一部材として扱え、製造コスト、部材調達などの面で有利であるし、また、こういった効果を期待しない等、任意の理由により、２ａ、２ｂが異形状であっても構わない。なお、ここではマグネットを２分割した例を挙げたが、分割数は２以上の任意の数で構わない。
　図１Ｂは、他の構成に係る第１のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図１Ｂのスピーカ装置は図１Ａで説明した符号１～８に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、図１Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図１Ｂのスピーカ装置においては、磁性流体７として、ボイスコイル６の外周側すなわちボイスコイルのヨーク３側に配置された磁性流体７ａと、ボイスコイル６の内周側すなわちプレート１側に配置された磁性流体７ｂとが設けられている。磁性流体７ａと磁性流体７ｂとは、互いに同じ種類のものであっても異なる種類のものであっても良い。また、磁性流体７、ボイスコイル６、マグネット２ａ、ヨーク３で囲まれた空間Ｖが密閉されることを防ぐため、例えばヨーク３の底部に、空間Ｖをスピーカ装置の外部と連通させる通気孔３ａを任意数設けても良い。
　図１Ｃは、さらに他の構成に係る第１のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図１Ｃのスピーカ装置は図１Ａで説明した符号１～８に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、図１Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図１Ｃのエッジ５は、図１Ａのエッジ５のような分割エッジとは異なり、スピーカ装置の全周に沿って設けられており、振動板４前後の空間を隔てている。このように、複数のマグネットを用いて構成した磁気回路を、スピーカ装置の全周に沿って設けられたエッジと組み合わせても良い。この構成においても、ボイスコイル６の外周側のみ、すなわちヨーク３側のみに磁性流体７を配置することで、マグネット同士の隙間に磁性流体７が毛細管現象によって吸い込まれることを防止することができる。なお、スピーカ装置の全周に沿って設けられたエッジを、他で述べる構成のスピーカ装置に適用することも可能である。
　図１Ａ～１Ｃに示したスピーカ装置は内磁型磁気回路であったが、図２に外磁型磁気回路であるスピーカ装置の構造断面図を示す。図２のスピーカ装置は図１Ａで説明した符号１～８に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、図１Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図２に示すスピーカ装置は、外磁型磁気回路であるため、マグネット２ａ、２ｂがボイスコイル６の外側に位置する。フレーム８はプレート１の上面に固着されている。磁性流体７は、内磁型磁気回路の場合と異なりボイスコイル６の内側に位置するが、内磁型磁気回路の場合と同様にボイスコイル６のヨーク側に配置されているので、複数のマグネット間の隙間に接することがない。このため、磁性流体７が、複数のマグネット間の隙間に吸い込まれることがなく、安定した動作が実現できる。なお、図２ではマグネットは２分割であるが、分割数は２以上の任意の数で構わない。２分割の場合、マグネット２ａ、２ｂは同形状であれば、同一部材として扱え、製造コスト、部材調達などの面で有利であるし、また、こういった効果を期待しない等、任意の理由により、２ａ、２ｂが異形状であっても構わない。
　図３は、本開示に係る第２のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図３のスピーカ装置は第１のスピーカ装置について説明した符号１～８に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、第１のスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図３のスピーカ装置は、複数のマグネット２ａ、２ｂの間に配置された封止手段９を備えている。封止手段９は、マグネット２ａ、２ｂの間の隙間ｇを充填している充填部材で構成されている。封止手段９の材料としては、具体的には接着剤や樹脂を用いると良い。また、第２のスピーカ装置は、第１のスピーカ装置と比較して磁性流体７の位置が異なっており、磁性流体７がボイスコイル６の内側すなわちプレート１側に設けられている。スピーカの動作および磁性流体７の振動板４前後の空間の封止効果については、磁性流体の位置が異なるものの、その原理は第１のスピーカ装置と同様であるので省略する。封止手段９はマグネット２ａ、２ｂ間の隙間ｇを埋めており、マグネットの隙間をなくして、振動板４前後の空間がつながるのを防止するとともに、磁性流体７が毛細管現象によって、マグネットの隙間に入り込むのを防止することができる。このため、スピーカ装置が安定的な性能で動作することが可能となる。なお、磁性流体７をさらにボイスコイル６の外側すなわちヨーク３側に配置してもよい。
　図４Ａは、本開示に係る第３のスピーカ装置の構造断面図である。図４Ａのスピーカ装置は第１のスピーカ装置について説明した符号１～８に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、第１のスピーカ装置と特に異なる点について説明する。なお、第１のスピーカ装置の上面図に対応する図４Ａの上面図については図示を省略してある。第３のスピーカ装置は、第１のスピーカ装置と比較して磁性流体７の位置が異なっており、磁性流体７がボイスコイル６の内側すなわちプレート１側に設けられている。しかし、スピーカの動作および磁性流体７の振動板４前後の空間の封止効果については、磁性流体７の位置が異なるものの、その原理は第１のスピーカ装置と同様であるので省略する。また、第３のスピーカ装置は、封止手段９１を備えている。封止手段９１は、筒状体の非磁性の材料で構成され、マグネット２ａ、２ｂの内側に配置されて、直流磁束の発生源の内周側を被うカバー部材をなしている。当該カバー部材は、少なくともマグネット２ａ、２ｂ間の境界領域をマグネット２ａ、２ｂの内側から被っていれば良く、必ずしも筒状である必要はなく、境界領域ごとに設けられていても良い。封止手段９１によりマグネット２ａ、２ｂの隙間と中央の貫通孔Ｔとを隔てることができるので、振動板４前後の空間がつながってしまい、振動板４前後の音の打ち消しが発生してしまうのを防止することができる。当該封止手段９１による前記空間同士の連通阻止における気密性は完全でなくとも良く、カバー部材には樹脂、セラミック、金属、無機フィルム等任意の非磁性材料が適用可能である。なお、磁性流体７はさらにボイスコイル６の外側すなわちヨーク３側にも設けられていて良い。
　なお、封止手段９１は、マグネット２ａ、２ｂの内側のみに配置しているが、図３に示すようにマグネット２ａ、２ｂの隙間に封止手段９を充填する形のものと併用しても良い。この場合は、封止手段として封止手段９１だけを用いるときの効果に加えて、磁性流体７の毛細管現象による当該隙間への移動も防止することができる。また、封止手段９１はマグネット２ａ、２ｂの内側を通り、プレート１、ヨーク３を貫通しているため、製造時の位置決め治具としても使用可能である。
　図４Ｂは、他の構成に係る第３のスピーカ装置の構造断面図である。図４Ｂのスピーカ装置において、図４Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図４Ｂに示すスピーカ装置は、封止手段９２を備えている。封止手段９２は、スピーカ装置において設けられている位置が図４Ａに示す封止手段９１と異なり、マグネット２ａ、２ｂの外側に配置されて、直流磁束の発生源の外周側を被うカバー部材をなしている。当該カバー部材は、少なくともマグネット２ａ、２ｂ間の境界領域をマグネット２ａ、２ｂの外側から被っていれば良く、筒状であってもよいし、境界領域ごとに設けられていても良い。この場合には、封止手段９２により、マグネット２ａ、２ｂの外側とマグネット２ａ、２ｂの隙間及び中央の貫通孔Ｔとが隔てられる。この構成により、振動板４前後の空間がつながってしまい、振動板４前後の音の打ち消しが発生してしまうことを防止することができる。また、この場合に、図３に示すようにマグネット２ａ、２ｂの隙間に封止手段９を充填する形のものと併用しても良いが、図４Ｂのようにマグネット２ａ、２ｂの外側で封止を行っていることのみでも、磁性流体７の毛細管現象による当該隙間への移動を防止する効果がある。
　また、図４Ａの封止手段９１と図４Ｂの封止手段９２との両方を備えたスピーカ装置を構成することもできる。
　図５は、本開示係る第４のスピーカ装置の構造断面図である。図５のスピーカ装置は第１のスピーカ装置について説明した符号１～８に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、第１のスピーカ装置と特に異なる点について説明する。なお、第１のスピーカ装置の上面図に対応する図５の上面図については図示を省略してある。第４のスピーカ装置は、第１のスピーカ装置と比較して磁性流体７の位置が異なっており、磁性流体７がボイスコイル６の内側すなわちプレート１側に設けられている。しかしスピーカの動作および磁性流体７の振動板４前後の空間の封止効果については、磁性流体７の位置が異なるものの、その原理は第１のスピーカ装置と同様であるので省略する。また、第４のスピーカ装置は、封止手段９３を備えている。封止手段９３は筒状体の非磁性の材料で構成され、マグネット２ａ、２ｂの内側に配置されて、直流磁束の発生源の内周側を被うカバー部材をなしている。当該カバー部材は、少なくともマグネット２ａ、２ｂ間の境界領域をマグネット２ａ、２ｂの内側から被っていれば良く、必ずしも筒状である必要はなく、境界領域ごとに設けられていても良い。封止手段９３によりマグネット２ａ、２ｂの隙間と中央の貫通孔Ｔを隔てることによって、振動板４前後の空間がつながってしまい、振動板前後の音の打ち消しが発生してしまうのを防止している。封止手段９３は、第３のスピーカ装置と異なり、貫通孔Ｔの一方の貫通端を囲む磁気回路構成部材面であるヨーク３の下面上に張り出した張り出し部９３ａを設けているため、スピーカ装置の製造時に封止手段９３を部材の位置決めを容易に行える治具としても使用可能である。このため、より精度高く、振動板４前後の空間を隔てることが可能となる。
　なお、封止手段９３は、マグネット２ａ、２ｂの内側のみに配置しているが、図３に示すようにマグネット２ａ、２ｂの隙間に封止手段９を充填する形のものと併用しても良い。この場合は、封止手段として封止手段９１だけを用いるときの効果に加えて、磁性流体７の毛細管現象による当該隙間への移動も防止することができる。また、張り出し部９３ａは貫通孔Ｔのプレート１側の貫通端を囲む磁気回路構成部材面であるプレート１の上面上に張り出すように設けられていても良いし、ヨーク３の下面上とプレート１の上面上との両方に張り出し部９３ａが設けられていても良い。
　図６Ａは、本開示に係る第５のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図６Ａのスピーカ装置は図４Ａのスピーカ装置について説明した符号１～８、９１に対応した各構成部材名称で呼称できる構成部材を備えているが、図４Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図６Ａのように振動板４およびボイスコイル６の形状が、コイル軸方向に見て、２つの並行する線分と、当該線分間の相対する端部同士をつなぐ２つの曲線であって特に左右対称の２つの弧とによって構成されたトラック形状である。これに伴い、振動板４が上記トラック形状のボイスコイル６で囲まれる領域上を覆う形状をなし、トラックの上記両端部側のそれぞれで振動板４を支持するよう設けられたエッジ５がフレーム７に固着されている。振動板４の板面は、振動板４を挟んで対向するエッジ５間を結ぶ方向に沿って周期的に凹凸を繰り返す形状をなす領域を、コイル軸方向に見てボイスコイル６に囲まれる領域の相似形に有している。フレーム７はトラックの上記両端部側でヨーク３の外側面を保持している。上記トラック形状を図６Ａのように並行する線分に沿って細長くする場合には、スピーカ装置をこのような細長形状にすることによって、スピーカ装置の設置自由度が向上する。動作および効果については、第４のスピーカ装置と同様であるので説明を省略する。
　また、図６Ａのスピーカ装置では、ボイスコイル６の内側に貫通孔Ｔが複数（ここでは３つ）設けられている。各貫通孔Ｔの外側には図４Ａで説明した材質及び形状の封止手段９１が配置されている。ここでは複数の貫通孔Ｔが上記線分の方向に一列に並ぶように配置されており、ボイスコイル６の内側に設けられたマグネット２ａ、２ｂは、各貫通孔Ｔを当該列の両脇から挟み込むように配置されている。封止手段９１は、上記列の中心に沿ったマグネット２ａ、２ｂの境界領域にできる隙間ｇを、マグネット２ａ、２ｂの内側となる貫通孔Ｔの領域側から被覆した状態となっている。また、プレート１はボイスコイル６で囲まれる形状に、ヨーク３はボイスコイル６で囲まれる領域直下の領域を四方に越えるように設けられている。各貫通孔Ｔはプレート１およびヨーク３を貫通しており、封止手段９１は貫通孔Ｔの貫通領域全周を覆っている。複数の貫通孔Ｔが配置される場合には、コイル軸方向に見て細長い形状のボイスコイル６を用いる場合に生じるような磁気回路からの供給磁束の非対称な分布を、貫通孔Ｔの配置によって改善することができる。
　図６Ｂは、他の構成に係る第５のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図６Ｂのスピーカ装置において、図６Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。図６Ｂのスピーカ装置では、貫通孔Ｔがコイル軸方向に見て長穴の形状をなしている。長穴はトラックの並行する線分に沿って長手方向を有している。マグネット２ａ、２ｂは、貫通孔Ｔを当該列の両脇から挟み込むように配置されている。封止手段９１は、貫通孔Ｔの長手方向に沿ったマグネット２ａ、２ｂの境界領域にできる隙間ｇを、マグネット２ａ、２ｂの内側となる貫通孔Ｔの領域側から被覆した状態となっている。このように貫通孔Ｔを長穴の形状とすることにより、スピーカ装置を細長形状に設置する場合に、複数の貫通孔Ｔが配置される場合には、コイル軸方向に見て細長い形状のボイスコイル６を用いる場合に生じるような磁気回路からの供給磁束の非対称な分布を、長穴形状の貫通孔Ｔによって改善することができる。また、複数のマグネットの組み合わせ構造中に有効な大きさの貫通孔を形成するために各マグネットの形状を複雑、不均一、過剰に加工することを要しないため、貫通孔を形成しやすい。長穴形状の貫通孔Ｔは、図６Ａで説明したように複数設けられていても良い。
　図６Ｃは、さらに他の構成に係る第５のスピーカ装置の上面図および構造断面図である。図６Ｃのスピーカ装置において、図６Ａのスピーカ装置と特に異なる点について説明する。なお、図６Ａの上面図に対応する図６Ｃの上面図については図示を省略してある。図６Ｃのスピーカ装置は、コイル軸方向に見て矩形のボイスコイル６を備えている。ここでは、ボイスコイル６は、長方形の４隅に曲線、いわゆるフィレットを設けた形状をなしている、あるいは、２組の平行な線分の間を曲線で結んだ形状をなしている、といったように総じて角が丸められた矩形形状をなしている。毛細管現象により、Ｒ部（丸められた角）で磁性流体７が振動板４側に這い上がらないように、ボイスコイル６の曲線部（Ｒ部）の内径は０．５ｍｍ以上が望ましい。これに伴い、振動板４が上記矩形形状のボイスコイル６で囲まれる領域上を覆う形状をなし、矩形が有する一組の対向する端辺側で振動板４を支持するよう設けられたエッジ５がフレーム７に固着されている。振動板４の板面は、振動板４を挟んで対向するエッジ５間を結ぶ方向に沿って周期的に凹凸を繰り返す形状をなす領域を、コイル軸方向に見てボイスコイル６に囲まれる領域の相似形に有している。フレーム７は矩形の両端部側でヨーク３の外側面を保持している。上記トラック形状を図６Ｃのように細長くする場合には、図６Ａのスピーカ装置と同様にスピーカ装置の設置自由度が向上する。
　また、図６Ｃのスピーカ装置は、ボイスコイル６の内側にマグネット２ａ、２ｂを備えている。そして、当該マグネット２ａ、２ｂに挟み込まれるように配置された長穴形状の貫通孔Ｔが形成されている。マグネット２ａ、２ｂの境界領域できる隙間ｇは貫通孔Ｔの長手方向に沿っている。マグネット２ａ、２ｂの外側には、図４Ｂで説明した材質及び形状の封止手段９２を備えている。また、不図示のプレート１はボイスコイル６で囲まれる形状に、ヨーク３はボイスコイル６で囲まれる領域直下の領域を四方に越えるように設けられている。各貫通孔Ｔはプレート１およびヨーク３を貫通している。
　なお、以上に説明した第１～第５のスピーカ装置において、コイル軸方向に見たボイスコイル６の形状として、円形、トラック形状、矩形、角が丸められた矩形の間で入れ替えが可能であるし、これらの他に楕円や複数の直線部が連続する曲線部によって結合された形状等も適用可能である。
　以上のスピーカ装置は、映像表示装置、オーディオ機器、ＡＶ機器、携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、操作端末、モバイル情報機器、家電、自動車等のスピーカ搭載装置に備えることができる。これにより、さまざまな形状のスピーカを実現できる。以下に、このようなスピーカ装置の適用例について説明する。
　図７は、本開示に係るモバイル情報端末装置２０１を示す図である。図７において、モバイル情報端末装置２０１は、画面２０２と、スピーカ装置１０とを備える。スピーカ装置１０は、例えば第１～第５のスピーカ装置に示したうちから選択されるいずれかのスピーカ装置である。なお、スピーカ装置１０は、密閉型キャビネット、あるいはバスレフ型キャビネットとともにモバイル情報端末装置２０１に取り付けられても良い。また、キャビネットは取り付けず、そのまま開放型としてモバイル情報端末装置２０１に取り付けられても良い。図７では、３箇所にスピーカ装置１０を配置しているが、スピーカ装置１０は１個以上であれば、いくつでも良い。スピーカ装置１０が、１個であればモノラルとなるが、２個でステレオ、２個以上使えば音場制御やＨＲＴＦ用のデバイスとしても使用可能となる。
　スピーカ装置１０を、モバイル情報端末装置２０１のような搭載容積が限られた機器に搭載することにより、限られた容積でも広帯域再生を安定的に可能とする。なお、スピーカ装置１０の搭載時の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、磁気回路を音孔側に向けても良い。
　図８は、本開示に係る画像表示装置２０３を示す図である。より具体的には、ＰＣや薄型ＴＶなどである。図８において、画像表示装置２０３は、画面２０２と、スピーカ装置１０とを備える。スピーカ装置１０は、例えば第１～第５のスピーカ装置に示したうちから選択されるいずれかのスピーカ装置である。なお、スピーカ装置１０は、密閉型キャビネット、あるいはバスレフ型キャビネットとともに画像表示装置２０３に取り付けられても良い。また、キャビネットは取り付けず、そのまま開放型として画像表示装置２０３に取り付けられても良い。図８では、計１６箇所にスピーカ装置１０を配置しているが、スピーカ装置１０は１個以上であれば、いくつでも良い。１個であればモノラルとなるが、２個でステレオ、２個以上使えば（例えばラインアレイとして配置すれば）音場制御やＨＲＴＦ用のデバイスとしても使用可能となる。
　スピーカ装置１０を、画像表示装置２０３のような搭載容積が限られてきている機器に搭載することにより、限られた容積でも広帯域再生を安定的に可能とする。なお、スピーカ装置１０の搭載時の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、磁気回路を音孔側に向けても良い。
　図９は、本開示に係る車載スピーカの搭載図である。図９において、自動車のドア２０４は、スピーカ装置１０を備える。スピーカ装置１０は、例えば第１～第５のスピーカ装置に示したうちから選択されるいずれかのスピーカ装置である。なお、スピーカ装置１０は密閉型キャビネット、あるいはバスレフ型キャビネットとともに自動車のドア２０４に取り付けられても良い。また、キャビネットは取り付けず、そのまま開放型として自動車のドア２０４に取り付けられても良い。図９では、３箇所にスピーカ装置１０を配置しているが、スピーカ装置は１個以上であれば、いくつでも良い。また、図９では、スピーカ装置１０を、自動車のドア２０４に取り付けた例を示すが、自動車のダッシュボードやピラー、シート、ヘッドレスト、天井など、自動車のどの位置に取り付けても良い。また、自動車以外にも、電車やモノレール、リニアモーター、飛行機、船舶など、各種移動手段に取り付けても良い。
　従来、広帯域再生、特に低音を再生するには大型のスピーカが必要であった。本開示の磁性流体を用いたスピーカ装置では、小型でも低音を再生可能なスピーカが実現可能なため、従来と比べ小型、あるいは軽量なスピーカで従来と同じ音響特性を実現可能である。この結果、移動手段全体の小型化、軽量化につながり、居住空間の増大による快適性の向上、あるいは車体の小型・軽量化による、燃費の向上が可能となる。なお、搭載時のスピーカ装置１０の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、磁気回路を音孔側に向けても良い。
　図１０は、本開示係るインナーイヤーホン２０５の搭載図である。図１０において、インナーイヤーホン２０５は、インナーイヤーホンのコード２０６と、イヤーチップ２０７と、スピーカ装置１０とを備える。スピーカ装置１０は、例えば第１～第５のスピーカ装置に示したうちから選択されるいずれかのスピーカ装置である。
　従来、インナーイヤーホン２０５に用いられるようなスピーカ（レシーバ）は口径が小さいため、最低共振周波数が高く、豊かな低音を再生することが難しかった。今回、本開示のスピーカ装置１０をインナーイヤーホンに搭載することで、これまでになく豊かな低音が再生できるインナーイヤーホンを提供可能である。なお、スピーカ装置１０の搭載時の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、磁気回路を音孔側に向けても良い。また、図１０のイヤーチップ２０７は、密閉型のイヤーチップを記載したが、イヤーチップの傘の部分に通気孔を有し、耳穴内部からイヤーチップの通気孔を通じて、外気が流通可能な開放型イヤーチップを用いても良い。開放型イヤーチップを用いると、耳穴のムレが防止できる。またここでの開示は、スピーカ装置１０を備えたインナーイヤーホン２０５に関する記述であるが、ヘッドセットあるいはヘッドホンあるいは補聴器に、スピーカ装置１０を適用しても良い。
　本開示に係るスピーカ装置は、小型ながら広帯域を再生可能な能力を有し、かつ安定的に動作することが可能なため、単独で小型高音質スピーカとして有用である。また、スピーカを搭載する各機器において、小型高音質化デバイスとして有用である。
　１、１１２　　プレート　２ａ、２ｂ、１１１　　マグネット
　３、１１０　　ヨーク
　３ａ　　通気孔
　４　　振動板
　５　　エッジ（分割エッジ）
　６、１１６　　ボイスコイル
　７、１１７　　磁性流体
　８、１１５　　フレーム
　９、９１、９２、９３　　封止手段
　９３ａ　　張り出し部
　１０　　スピーカ装置
　１１４　　エッジ
　２０１　　モバイル情報端末装置
　２０２　　画面
　２０３　　画像表示装置
　２０４　　自動車のドア
　２０５　　インナーイヤーホン
　２０６　　インナーイヤーホンのコード
　２０７　　イヤーチップ 
　ｇ　　隙間
　Ｔ、Ｕ　　貫通孔
　Ｖ　　空間

Claims (11)

  1. 　磁気ギャップを有する磁気回路と、
    　少なくとも一部が前記磁気ギャップ中に配置されるボイスコイルと、
    　前記ボイスコイルが固着された振動板と、
    　前記振動板を支持する複数の支持体と、
    　前記ボイスコイル内周部と外周部との少なくともどちらか一方に配置された磁性流体とから構成され、
    　前記磁気回路が、少なくとも複数のマグネットとヨークとプレートとを含むように構成され、前記磁気回路は前記ボイスコイルの内側に前記振動板の振動方向に貫通する貫通孔を有することを特徴とする、スピーカ装置。
  2. 　前記磁性流体は、前記ボイスコイルのヨーク側のみに配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  3. 　前記磁性流体は、前記ボイスコイルの少なくともプレート側に配置されており、
    　前記磁気回路が、少なくとも、ヨークと、プレートと、前記複数のマグネットと、前記複数のマグネット間の境界領域を充填している充填部材とを含むように構成されている
    ことを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  4. 　前記磁性流体は、前記ボイスコイルの少なくともプレート側に配置されており、
    　前記磁気回路が、少なくとも、ヨークと、プレートと、前記貫通孔よりも外側に配置された前記複数のマグネットと、少なくとも前記複数のマグネット間の境界領域を前記複数のマグネットの内側から被う第１のカバー部材とを含むように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  5. 　前記第１のカバー部材は、前記貫通孔の一方または両方の貫通端を囲む磁気回路構成部材面上に張り出した張り出し部を有していることを特徴とする、請求項４に記載のスピーカ装置。
  6. 　前記磁性流体は、前記ボイスコイルの少なくともプレート側に配置されており、
    　前記磁気回路が、少なくとも、ヨークと、プレートと、前記貫通孔よりも外側に配置された前記複数のマグネットと、前記複数のマグネット間の境界領域を前記複数のマグネットの外側から被う第２のカバー部材とを含むように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  7. 　前記磁性流体は、前記ボイスコイルのヨーク側とプレート側との両方に配置されており、
    　前記磁性流体と前記ボイスコイルと前記ヨークと前記プレートとにより囲まれる空間を装置外部と連通させる通気孔が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  8. 　前記ボイスコイルのコイル軸方向に見た形状が、
    　円形、トラック形状、矩形、角が丸められた矩形、楕円、および複数の直線部が連続する曲線部によって結合された形状のうち、いずれか１つの形状を有することを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  9. 　前記貫通孔の前記振動板の振動方向に見た形状が、丸形または長穴形状であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  10. 　前記磁気回路において、前記複数のマグネットと前記ヨークとは相互に固定されており、前記複数のマグネットと前記プレートとは相互に固定されており、前記ヨークと前記プレートとの間に前記磁気ギャップを有していることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
  11. 　前記請求項１～１０のいずれか１項に記載されたスピーカ装置を有する、映像表示装置、オーディオ機器、ＡＶ機器、携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、操作端末、モバイル情報機器、家電、及び自動車のうちのいずれか１つからなることを特徴とするスピーカ搭載装置。
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