JP2007142836A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】磁気回路の磁気間隙内における磁束分布を略均一として振動板から高音質な粗密波を放射することができる高性能なスピーカを提供する。
【解決手段】スピーカは、磁石１、磁石１の一極側に配備されたプレート２、および磁石１の他極側に配備されたヨーク３を備える内磁型の磁気回路４と、磁気回路４のプレート２端部付近に配備されたボイスコイル７と、ボイスコイル７をプレート２の端部付近に振動自在に支持する振動板６とを有し、ヨーク３は、プレート２より径の大きい略平板形状に形成され、プレート２とヨーク３間の磁気間隙において、少なくともボイスコイル７の振動範囲内で磁束分布が略均一となるようにプレート２または磁石１の角部に傾斜面部２１が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピーカに関するものである。

オーディオシステム等に備えられているスピーカは、アンプからの電気信号（電気エネルギ）を音響信号（音響エネルギ）に変換する電気変換器といえる。スピーカを動作原理により大別すると、動電型、静電型、圧電型、放電型、電磁型などに分けられ、現在は音質の良さ等の諸条件を兼ね備えた高性能な動電型（ダイナミック型）が主流を占めている。以下、動電型スピーカの具体例を説明する。

例えば特許文献１に開示されているスピーカは、図１（ａ）に示すように、振動板１０１の外周部がエッジ１０２を介してヨーク１０３に保持され、断面Ｕ字形状のヨーク１０３の上面側に磁石１０４が配置され、その磁石１０４の上面側にトッププレート１０５が形成されている。このヨーク１０３、磁石１０４、およびトッププレート１０５により磁気回路１０６が構成される。また、ヨーク１０３の端部がトッププレート１０５側に屈曲して形成されており、このヨーク１０３の端部とトッププレート１０５により形成された磁気間隙にボイスコイル１０７が配置されている。上記磁気回路１０６は、その構造から内磁型磁気回路と呼ばれている。

一方、特許文献２には、外磁型磁気回路を備えたスピーカが開示されている。このスピーカは、図１（ｂ）に示すように、ポール部１１及び係合段部１２ａが形成されたヨーク１３に、リング状の磁石１４が載置され、磁石１４の上部に係合突起１５ｂを備えたプレート１５が載置されている。ヨーク１３のポール部１１の上方にはドーム状の振動板１６が形成されている。振動板１６には外周縁部に断面Ｕ字状のボイスコイルボビン１７が形成されている。この振動板１６、ボイスコイルボビン１７、及びエッジ１８は一体成形されており、ボイスコイルボビン１７の凹部内部には、ボイスコイル１７ａが形成されている。またプレート１５の上部にはフレーム１９が形成されている。

特開２００５−１０２１６６号公報 特開平５−３０５９２号公報

しかし、上記特許文献１に記載のスピーカでは、ヨーク３を断面Ｕ字形状に形成するという煩雑な工程が必要がある。またこのスピーカでは磁気間隙に磁束を集中させるために、Ｕ字形状のヨーク３の端部を更に内側に向けて屈曲させる工程が必要である。また、上記特許文献２に記載のスピーカでは、狭い磁気間隙内にボイスコイル１７ａを配置するために、振動板に、比較的幅が狭く深い溝を備える断面Ｕ字形状のボイスコイルボビン１７を高精度に形成する必要がある。また形成工程に長時間を要する。

ところで、スピーカの磁気回路では、磁気隙間の磁束分布が重要となる。特にボイスコイルの振動範囲内の磁束分布が重要である。例えば振動範囲内で不均一な磁束分布となっている場合には、ボイスコイルに非線形の駆動力が生じて、振動板から放射される粗密波に歪が生じる。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、煩雑な加工を行うことなく、簡単な構成の磁気回路を備えた高性能なスピーカを提供すること、振動板に成形困難な幅の狭いＵ字形状を形成することなく簡単な構成の振動板を備えた高性能なスピーカを提供すること、磁気回路の磁気間隙内における磁束分布を略均一として振動板から高音質な粗密波を放射することができる高性能なスピーカを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
請求項１に係る発明のスピーカは、磁石、前記磁石の一極側に配備されたプレート、および前記磁石の他極側に配備されたヨークを備える内磁型の磁気回路と前記磁気回路のプレートの端部付近に配備されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを前記プレートの端部付近に振動自在に支持する振動板と、を有し、前記ヨークは、前記プレートより径の大きい略平板形状に形成され、前記プレートと前記ヨーク間の磁気間隙において、少なくとも前記ボイスコイルの振動範囲内で磁束分布が略均一となるように前記プレート又は前記磁石の端部に傾斜面部が形成されていることを特徴とする。

請求項９に係る発明のスピーカは、磁石、前記磁石の一極側に配備されたプレート、および前記磁石の他極側に配備されたヨークを備える内磁型の磁気回路と、
前記磁気回路のプレート端部付近に配備されたボイスコイルと、前記ボイスコイルを前記プレートの端部付近に振動自在に支持する振動板とを有し、前記ヨークは、前記プレートより径の大きい略平板形状に形成され、前記内磁型の磁気回路と、前記振動板の間隙に接着剤が備えられていることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るスピーカは、磁石、磁石の一極側に配備されたプレート、および磁石の他極側に配備されたヨークを備える内磁型の磁気回路と、磁気回路のプレート端部付近に配備されたボイスコイルと、ボイスコイルをプレートの端部付近に振動自在に支持する振動板とを有する。ヨークは、プレートより径の大きい略平板形状に形成されている。また、プレートとヨーク間の磁気間隙において、少なくともボイスコイルの振動範囲内で磁束分布が略均一となるようにプレートまたは磁石の角部に傾斜面部が形成されている。
上記構成のスピーカでは、プレートまたは磁石の角部に傾斜面部が形成され、プレートとヨーク間の磁気間隙において磁束分布が略均一となる。このため、ボイスコイルが磁気間隙内で振動する際に、均一な磁束分布内にて振幅するので、振動板は歪の少ない粗密波を放射することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るスピーカを説明する。

［第１実施形態］
図２は本発明の第１実施形態に係るスピーカ１００を説明するための正面図である。図３は図２に示したスピーカ１００のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図２，３に示すように、本実施形態に係るスピーカ１００は、磁石１、プレート２、ヨーク３、磁気回路４、スピーカフレーム（フレームともいう）５、振動板６、およびボイスコイル７を有する。
磁石１は、例えばネオジウム系、サマリウム・コバルト系、アルニコ系、フェライト系磁石等の永久磁石等により形成されている。磁石１の一極側（上端部）にはプレート２が配備され、磁石１の他極側（下端部）には略平板形状のヨーク３が配備されている。この磁石１、プレート２、およびヨーク３により内磁型の磁気回路４が構成されている。プレート２は、磁石１の径Ｌａ１よりも大きい径Ｌａ２に形成されている。ヨーク３はプレート２よりも径の大きい形状に形成されている。例えば図３に示すように、平板形状のヨーク３は、プレート２よりも径の大きい径Ｌａ３に形成されている。本実施形態に係る平板形状のヨーク３は、プレート２の径Ｌａ２の約２倍程度の径Ｌａ３に形成されている。この磁石１の径Ｌａ１、プレート２の径Ｌａ２、ヨーク３の径Ｌａ３は、磁石１の厚さや磁力の大きさ、プレート２とヨーク３間の磁束の分布状態、振動板６の大きさや形状、ボイスコイル７の磁気特性や駆動特性等に基づいて適宜設定する。フレーム５は、ヨーク３の端部と係合する内周側に形成された係合段部５ａと、振動板６の端部と嵌合する外周側に形成された係合段部５ｂを有する。

振動板６は、ドーム状振動部６１、ボイスコイルボビン６２、コーン状振動部６３、および外縁端部６４を有する。本実施形態に係る振動板６では、図２，３に示すように、ドーム状振動部６１、ボイスコイルボビン６２、コーン状振動部６３、および外縁端部６４が一体成形されている。振動板６は、例えば金属材料、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の高分子材料、紙等の繊維材料により形成されている。金属材料としては、例えばアルミニウムやチタニウム、ジュラルミン、ベリリウム、マグウネシウム合金等を採用することができる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン樹脂や、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタアクリレート等を採用することができる。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等を採用することができる。

ドーム状振動部６１は、振動板６の中央部に凸形状に形成されている。ドーム状振動部６１は、例えば放射曲線形状、ドーム半球形状、円錐形状、多段曲線形状等、各種形状を採用することができる。本実施形態に係るドーム状振動部６１は、図３に示すように放射曲線形状に形成され、中央部の頂部が外縁端部６４よりも高く形成されている。この形状により広い角度の指向特性を得ることができる。また、ドーム状振動部６１は、ボイスコイルボビン６２、コーン状振動部６３、外縁端部６４によりプレート２上の規定位置に、ｚ軸方向（駆動方向）に沿って振動可能に支持されている。ここで図３に示すように、図に向かって左右方向がｘ軸方向に相当し、図に向かって上下方向がｚ軸方向に相当し、ｘ軸方向，ｚ軸方向に直交する方向がｙ軸方向に相当する。

図４は、図３に示したスピーカ１００のボイスコイルボビン６２付近の拡大図である。本実施形態に係るプレート２は、図３，４に示すように、プレート２とヨーク３間の磁気間隙において、少なくとも前記ボイスコイルの振動範囲内で磁束分布が略均一となるように、プレート２の角部に傾斜面部２１が形成されている。
詳細には、図４に示すように、プレート２の端部のうちヨーク側の角部に傾斜面部２１が形成されている。この傾斜面部２１は、例えば断面直線状の傾斜面を形成するＣ加工や断面曲線状のＲ加工等の面取り加工や、金型成形等の各種成形方法により形成される。
上記構成の傾斜面部２１を設けたので、プレート２の端部付近において磁束の分布が略均一となり、ボイスコイル７が上下方向（ｚ軸）に沿って振動した場合に、ボイスコイル７が受ける磁束密度の変化が小さい。このため例えば磁束密度分布の不均一性に起因する粗密波の歪を低減することができる。

ボイスコイルボビン６２は、図３，４に示すように、振動板６の中央部と外縁端部６４の間に形成され、断面形状が略Ｌ字形状に形成されている。詳細にはボイスコイルボビン６２は、筒状部６２ａ、および屈曲部６２ｂを有する。筒状部６２ａは、例えば図４に示すように、振動方向（ｚ軸方向）に沿って形成されている。また、筒状部６２ａは、プレート２の端部２ａと距離ｇｘ１だけ離れた規定位置に位置するように、ドーム状振動部６１、コーン状振動部６３，および外縁端部６４により支持されている。屈曲部６２ｂは、図４に示すように、筒状部６２ａの下側端部から外側に向かって屈曲するように形成されている。この屈曲部６２ｂの長さＬ６２は、ボイスコイル７の厚さＬ７と略同じ長さ又はそれ以上の長さに設定されている。本実施形態では長さＬ６２は厚さＬ７の約２倍程度に設定されている。
例えば予め形成された円形状のボイスコイル７を、ボイスコイルボビン６２とコーン状振動部６３により形成される凹部内に落とし込み、紫外線（ＵＶ）硬化剤などを注入してＵＶ照射を行う等によりボイスコイル７の固定が行われる。ここでＵＶ硬化剤として、２液ＵＶ硬化剤、嫌気性ＵＶ硬化剤等を使用することによってＵＶの未照射部の固定も可能になる。上述したように、屈曲部６２ｂの長さＬ６２をボイスコイル７の厚さＬ７と略同じ長さ又はそれ以上の長さに設定することで、簡単にボイスコイルボビン６２にボイスコイル７を設けることができる。

詳細には、図４に示すようにボイスコイル７は、筒状部６２ａの外周側面の領域Ｒ７に形成される。領域Ｒ７は、下端位置７１から上端位置７２までの範囲に設定されている。本実施形態に係る下端位置７１は、プレート２の下端部２ｄから下側に向かって、距離ｔだけ離れた位置に相当する。上端位置７２は、プレート２の上端部２ｕから上側に向かって距離０．５ｔだけ離れた位置に相当する。ここで距離ｔは、プレート２の厚みｔに相当する距離である。
上述したようにボイスコイル７を上記領域Ｒ７に形成することで、振動板６が最大限振幅した場合であっても、ボイスコイル７をプレート２とヨーク３間の略均一な磁束分布範囲内に配置することができる。そのため歪の少ない音響特性のスピーカ１００を得ることができる。

図５（ａ）は図３に示したスピーカ１００のコーン状振動部６３を説明するための図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示した振動板６の断面図である。
コーン状振動部６３は、例えば図５（ａ），（ｂ）に示すようにボイスコイルボビン６２の下側端部から、振動板６の外縁端部６４にかけて形成されている。このコーン状振動部６３は、断面の母線形状が略円錐形状（コーン形状）に形成されている。また例えばコーン状振動部６３の形状は、断面の母線形状が円弧状に形成されたカーブドコーン形状、直線形状に形成されたフラットコーン形状、放物線状に形成されたパラボリックコーン形状等、各種形状を採用することができる。
例えば図１（ｂ）に示すような一般的なスピーカは、狭い磁気間隙の間に、幅狭の断面Ｕ字状のボイスコイルボビン１７を形成する必要がある。この幅狭の断面Ｕ字状のボイスコイルボビン１７は形成が困難である。一方、本実施形態に係るスピーカ１００は、プレート２の端部とヨーク３の間の磁気間隙が、上記一般的なスピーカと比べて広く形成されているので、図５（ａ），（ｂ）に示すようにボイスコイルボビン６２およびコーン状振動部６３により形成される凹部の底部の幅より開口側の幅を広く形成することができ、容易に形成可能である。

詳細には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ボイスコイルボビン６２上のボイスコイル形成領域Ｒ７の上端部６２ｕと、その上端部６２ｕを通る水平面（ｘｙ平面）とコーン状振動部６３とが交差する位置６３ｕとの間の距離Ｌｘｕ１を開口側の幅とする。ボイスコイルボビン６２上のボイスコイル形成領域Ｒ７の下端部６２ｄと、その下端部６２ｄを通る水平面（ｘｙ平面）とコーン状振動部６３とが交差する位置６３ｄとの間の距離Ｌｘｄ１を底部の幅とする。この開口側の幅Ｌｘｕ１は、底部の幅Ｌｘｄ２よりも幅広である。好ましくは、開口側の幅Ｌｘｕ１は、ボイスコイル形成領域Ｒ７と略同程度の長さに形成されている。
上記構成の振動板６は、ボイスコイルボビン６２とコーン状振動部６３により形成される凹部において、その凹部の底部から上側の開口側にかけて幅広に形成されているので、図１（ｂ）に示すような断面Ｕ字状のボイスコイルボビンを備える振動板と比べて、簡単に形成することができる。

外縁端部６４は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、フレーム５の係合段部５ｂと嵌合する嵌合部６４ａを有する。嵌合部６４ａは、裏面側に向けてｚ方向に沿って屈曲した筒状の筒状部６４１と、その筒状部６４１の下側端部から外側に向かってｘ軸に沿って屈曲した形状の端部６４２とを有する。筒状部６４１の内周側面６４１ａと、フレーム５の係合段部５ｂとが嵌合することで、磁気回路４やフレーム５に対する振動板６の位置決めが行われる。この際、フレーム５の係合段部５ｂの形状は、筒状部６４１の内周側面６４１ａと対応する形状に形成されている。

上記構成のスピーカ１００は、次のようにして組み立てられる。
まず、図２〜５に示すように、磁石１の一極側にプレート２を配備し、磁石１の他極側に平板形状のヨーク３を配備する。このとき例えば円形状の磁石１、プレート２，ヨーク３の中心軸が一致するように配備する。射出成形装置等の製造装置により、ヨーク３にフレーム５を一体成形する。プレス加工装置や射出成形装置等の製造装置により、ドーム状振動部６１、ボイスコイルボビン６２、コーン状振動部６３、および外縁端部６４を備えた振動板６を一体成形する。
次に、予め円形状に形成されたボイスコイル７を、ボイスコイルボビン６２およびコーン状振動部６３により形成される凹部の内部に配置し、接着剤等によりボイスコイル７をボイスコイルボビン６２に固定する。また導電線をボイスコイルボビン６２に巻回すことにより、ボイスコイル７を所定位置に形成してもよい。次に、筒状部６４１の内周側面６４１ａと、フレーム５の係合段部５ｂとを嵌合させることで、磁気回路４やフレーム５に対する振動板６の位置決めを行う。位置決め後、振動板６とフレーム５とを接着剤などにより固定して、スピーカ１００を得る。

上記構成のスピーカ１００では、ボイスコイル７が、磁石１、プレート２、及びヨーク３により形成される磁束分布中の規定位置に、振動板６により支持されている。そして音声信号が不図示の入力端子部からリード線を介してボイスコイル７に入力されると、ボイスコイル７にはその音声信号に応じて電磁力が生じる。その電磁力が、振動板６をｚ軸方向に沿って振動させる駆動力となる。ボイスコイル７が備えられたボイスコイルボビン６２は、その駆動力により、ｚ軸方向に沿って振動し、ドーム状振動部６１およびコーン状振動部６３を振動させる。スピーカ１００は、ドーム状振動部６１およびコーン状振動部６３が振動することにより粗密波を放射するので、一般的なドーム型スピーカとコーン状スピーカの２つの特性を兼ね備えている。

以上説明したように、本実施形態に係るスピーカは、磁石１、磁石１の一極側に配備されたプレート２、および磁石１の他極側に配備されたヨーク３を備える内磁型の磁気回路４と、磁気回路４のプレート端部付近に配備されたボイスコイル７と、ボイスコイル７をプレート２の端部付近に振動自在に支持する振動板６とを有し、ヨーク３は、プレート２より径の大きい略平板形状に形成され、プレート２とヨーク３間の磁気間隙において、少なくともボイスコイル７の振動範囲内で磁束分布が略均一となるように、プレート２の端部のうちヨーク側の角部に傾斜面部２１が形成されているので、磁気回路の磁気間隙内における磁束分布を均一として振動板から高音質な粗密波を放射することができる。

また、振動板６は、振動板６の中央部に形成されたドーム状振動部（第１の振動部）６１と、外周が直接または間接的にスピーカフレーム５に支持されるコーン状振動部（第２の振動部）６３と、ドーム状振動部６１とコーン状振動部６３との間に形成され、ボイスコイル７が配置されるボイスコイル７とを有し、ドーム状振動部６１、コーン状振動部６３、およびボイスコイルボビン６２が、例えばプレス成形や射出成形等により一体成形されているので、簡単に振動板６を得ることができる。

また、ボイスコイルボビン６２は、ボイスコイル７が配置される筒状部６２ａの端部から外側に向かって屈曲した断面Ｌ字状に形成されており、ボイスコイルボビン６２とコーン状振動部６３により形成される凹部において、凹部の底部より開口部の間隔が広く形成されているので、図１（ｂ）に示すような断面Ｕ字形状のボイスコイルボビン６２と比べて、容易に形成することができる。

また、振動板６は、当該振動板６の端部に形成され、フレーム５に形成された係合段部（被嵌合部）５ａに嵌合する嵌合部６４ａを有し、振動板６の嵌合部６４ａと、スピーカフレーム５の係合段部５ａとが嵌合して、振動板６とフレーム５との位置合わせを行うので、簡単に振動板６とフレーム５との位置合わせを行うことができる。詳細には、振動板６は、端部が筒形状に形成され、当該筒形状の内側面が、スピーカフレーム５に形成された係合段部５ｂの外側面に固定する。
この際、ドーム状振動部６１、ボイスコイルボビン６２、コーン状振動部６３、およびコーン状振動部６３が一体成形されているので、それぞれの構成要素を規定位置に高精度に位置合わせすることができる。特に、上記構成により、簡単な取り付け工程により、ボイスコイルボビン６２を、プレート２の端部近傍の予め規定された位置に高精度に配置することができる。

また、ボイスコイル７を、ボイスコイルボビン６２の断面Ｌ字形状部の側面部に接着剤により固定する工程により、簡単にボイスコイル７をボイスコイルボビン６２に取り付けることができる。

［比較］
本願発明者は、本発明の一実施形態に係るスピーカの磁気回路の性能を確認するために、プレートの端部に傾斜面部が形成されていない場合と、本発明に係る磁気回路４のプレート２の端部のうちヨーク３側の角部に傾斜面部２１が形成されている場合について、コンピュータ演算により磁束間隙の磁束分布についてシミュレーションを行い、それぞれを比較した。
図６は、本発明に係るスピーカを説明するための図である。図６（ａ）はプレートの端部に傾斜面部が形成されていない磁気回路の磁束分布を示す図である。図６（ｂ）はプレート２の端部に傾斜面部２１が形成された磁気回路４の磁束分布を示す図である。図６（ａ），（ｂ）において中心軸から左側に関しては省略している。図７はプレートの端部付近の磁束密度の水平方向（ｘ軸方向）に沿った大きさを示す図である。図７において、横軸はｚ軸に沿った位置を示し、縦軸は水平方向（ｘ軸方向）に沿った磁束密度の大きさを示す。

［傾斜面部が形成されていない場合］
図６（ａ），図７に示すように、プレート２’の端部の角部に傾斜面部が形成されていない場合、プレート２’の端部付近における水平方向に沿った磁束密度の大きさは、プレートの下端部ｄＬ付近で最大値ＴＰ１を示し、そこから上端部付近ｄＨにかけて急激に減少する。つまり、上記プレート２’の端部付近において磁束分布が均一でない。この不均一な磁束分布の磁気間隙間でボイスコイル７が振動すると、振動板による粗密波に大きな歪が生じる。
［傾斜面部が形成されている場合］
一方、図６（ｂ），図７に示すように、本発明に係るプレート２の端部のヨーク３側の角部に傾斜面部２１が形成されている場合、プレート２の端部付近における水平方向に沿った磁束密度の大きさは、プレートの下端部ｄＬ付近で最大値ＴＰ２を示し、そこから上端部付近ｄＨにかけて略同じ大きさで、詳細には緩やかに減少している。この最大値ＴＰ２は、上記最大値ＴＰ１より小さい。つまり磁気回路４の磁気間隙間の磁束分布の不均一が改善され、上記プレート２の端部付近において磁束分布が略均一となる。この略均一な磁束分布の磁気隙間でボイスコイル７が振動すると、ボイスコイル７の振動範囲内の磁束密度の変化が低減し、振動時に振動板６により放射される粗密波の歪が低減する。
この傾斜面部２１の形状は、プレート２とヨーク３間の磁気間隙において、ボイスコイル７の振動範囲内で磁束分布が略均一となれば、断面直線形状や断面曲線形状等、各種形状に形成してもよい。

［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態に係るスピーカ１００ｂを説明するための図であり、磁石１の端部付近を拡大した断面図である。第１実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。
本実施形態に係るスピーカ１００ｂは、図８に示すように、磁石１ｂ、プレート２ｂ、およびヨーク３を備える磁気回路４ｂを有する。本実施形態に係るプレート２ｂには端部に傾斜面部が形成されていない。一方、磁石１ｂは、磁石１の端部のうち、プレート２側の角部に傾斜面部１１ｂが形成されている。この傾斜面部１１ｂは、プレート２ｂとヨーク３間の磁気間隙において、少なくともボイスコイル７の振動範囲内で磁束分布が略均一となるような形状に形成されている。
上述したように本実施形態に係る磁気回路４ｂには、磁石１ｂの端部に傾斜面部１１ｂが形成されているので、第１実施形態と略同様に、ボイスコイル７の振動範囲内にて磁束分布を略均一とすることができ、振動時の振動板６により放射される粗密波の歪を低減することができる。

［第３実施形態］
図９は、本発明の第３実施形態に係るスピーカ１００ｃを説明するための断面図である。図１０は図９に示したスピーカ１００ｃの磁気回路付近を拡大した断面図である。第１実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。
図９，１０に示すように、本実施形態に係るスピーカ１００ｃは、磁石１、プレート２、ヨーク３ｃ、磁気回路４ｃ、フレーム５ｃ、振動板６、およびボイスコイル７を有する。磁石１、プレート２、ヨーク３ｃにより磁気回路４ｃが構成される。
ヨーク３ｃは、略平板形状に形成されており、端部３１がプレート２側に屈曲した形状に形成されている。ヨーク３ｃはいわゆる皿型状に形成されている。詳細には、ヨーク３ｃの端部３１は、水平面から角度約４０度から７０度程度となるように屈曲した円錐形状に形成されている。この角度は、振動板６のコーン状振動部６３の円錐傾斜面の角度や、プレート２とヨーク３間の磁束密度分布等に応じて適宜設定されている。
また、フレーム５ｃは、上記皿型状のヨーク３ｃの端部３１の裏面側に内周部５１が接合されている。このフレーム５ｃは、上記皿型状のヨーク３ｃにインサート成形により形成することが好ましい。こうすることで例えばフレーム５ｃとヨーク３ｃとを接着剤により接着する工程を省くことができ、製造時間の短縮を実現することができる。また、製造コストを低減することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るスピーカ１００ｃは、第１実施形態と比べて、プレート２の端部とヨーク３ｄとの距離が短いので、より大きな磁束密度を得ることができる。また、第１実施形態と比べて磁気漏洩を低減することができる。
また、傾斜面部２１を、上述したヨーク３ｄの形状に応じて、ボイスコイルの振動範囲内で磁束分布が略均一となるように、断面直線形状や断面曲線形状等、各種形状に形成することで、磁気漏洩の低減や磁気分布の均一化を実現することができる。

［第４実施形態］
図１１は、本発明の第４実施形態に係るスピーカ１００ｄを説明するための断面図である。第１から第３実施形態と共通する部分については説明を省略する。図１１に示すように、本実施形態に係るスピーカ１００ｄは、プレート２の前面側に、磁石１と逆極性の反発磁石９を有する。反発磁石９は、例えば図１１に示すように、プレート２の上面に配置され、磁石１と反発する極性となるように着磁されている。また、反発磁石９は、プレート２の径よりも小さい径となるように形成されている。また、反発磁石９は、磁石１よりも薄く形成されている。詳細には、振動板６のドーム状振動部６１が駆動方向（ｚ軸方向）に沿って振動した場合であっても、ドーム状振動部６１の内面が反発磁石９と接触しないような大きさおよび形状に形成されている。
例えば、上記反発磁石９を設けていない場合に、磁石１の上面部からプレート２を介してｚ軸方向に沿って磁束が分布する。一方、反発磁石９をプレート２の上部に設けた場合には、磁石１の上面部からのｚ軸方向に沿った磁束が反発磁石９により水平方向に誘導されるので、漏れ磁束を低減することができる。また、プレート２端部における磁束の方向性を向上させることができる。また、プレート２とヨーク３ｄの間の磁気間隙における磁束密度を増加させることができる。また磁束密度が増加するので、ボイスコイル７の感度を向上させることができる。

［比較］
本願発明者は、本発明の一実施形態に係るスピーカの磁気回路の性能を確認するために、本実施形態に係る反発磁石９を設けない場合と、反発磁石９を設けた場合について、コンピュータ演算により磁束間隙の磁束分布についてシミュレーションを行い、それぞれを比較した。

図１２（ａ）は端部に傾斜面部が形成されたプレート上に反発磁石を備えていない磁気回路の磁束分布を示す図である。図１２（ｂ）は端部に傾斜面部が形成されたプレート上に反発磁石９を備えた磁気回路４ｄの磁束分布を示す図である。図１２（ａ），（ｂ）において中心軸から左側にかけては省略している。図１３はプレートの端部付近の磁束密度の水平方向（ｘ軸方向）に沿った大きさを示す図である。図１３において、横軸はｚ軸に沿った位置を示し、縦軸は水平方向（ｘ軸方向）に沿った磁束密度の大きさを示す。
図１２（ａ），図１３に示すように、反発磁石９がプレート２上に備えられていない場合には、プレート２の端部付近における水平方向に沿った磁束密度の大きさは、プレートの下端部ｄＬ付近で最大値ＴＰ３を示し、そこから端部付近ｄＨにかけて減少している。
一方、図１２（ｂ），図１３に示すように、本実施形態に係る反発磁石９がプレート２上に備えられている場合には、プレート２の端部付近における水平方向に沿った磁束密度の大きさは、プレートの下端部ｄＬ付近で最大値ＴＰ４を示し、そこから上端部付近ｄＨにかけて減少し、上端部付近ｄＨ付近にてピーク値ＴＰ５となり、そこから急激に減少する。この最大値ＴＰ４は、上記最大値ＴＰ３より大きい。また、反発磁石９を設けた場合には、上端部ｄＨ付近において磁束密度が比較的大きくなり、プレート２の端部付近の磁束分布がより均一となる。この略均一な磁束分布の磁気間隙間でボイスコイル７が振動すると、ボイスコイル７の振動範囲内の磁束密度の変化がより低減し、振動時に振動板６により放射される粗密波の歪がより低減する。

［第５実施形態］
図１４は、本発明の第５実施形態に係るスピーカ１００ｅを説明するための断面図である。第３，４実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。図１４に示すように、本実施形態に係るスピーカ１００ｅは、第３実施形態に係るスピーカ１００ｃのプレート２上に反発磁石９を備える。詳細には、スピーカ１００ｅでは、ヨーク３ｃが略平板形状に形成されており、その端部３１がプレート２側に屈曲した形状に形成され、プレート２上に反発磁石９が形成されている。
上述したように、本実施形態に係るスピーカ１００ｅは、第３実施形態と比べてプレート２上に反発磁石９を備えているので、第３，４実施形態と比べて、磁束密度を更に大きくすることができる。

［第６実施形態］
図１５は、本発明の第６実施形態に係るスピーカ１００ｆを説明するための断面図である。第１〜５実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。図１５に示すように、本実施形態に係るスピーカ１００ｆは、プレート２上に、軸方向に沿って貫通孔部９１ｆが形成されたリング形状の反発磁石９ｆを備える。
上述したように本実施形態に係るスピーカ１００ｆは、リング形状の反発磁石９ｆ有するので、第５実施形態と比べて、スピーカの重量を低減することができる。また、磁気回路の動作点を向上させることができる。

［第７実施形態］
図１６は、本発明の第７実施形態に係るスピーカ１００ｇを説明するための断面図である。第１〜６実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。図１６に示すように、本実施形態に係るスピーカ１００ｇは、磁気回路４ｇを有する。磁気回路４ｇは、軸方向（ｚ軸方向：図に向って上下方向）に沿って、貫通孔部４１が形成されている。詳細には、磁気回路４ｇにおいて、図１６に示すように、磁石１ｇ、プレート２ｇ、ヨーク３ｇ、反発磁石９ｇそれぞれは、軸方向に沿って貫通孔部４１が形成されている。
上記構成のスピーカ１００ｇでは、ドーム状振動部６１が軸方向に沿って振動した場合に、ドーム状振動部６１内の空気が貫通孔部４１を通って外部に流出し、または外部の空気が貫通孔部４１を介してドーム状振動部６１内に流入する。このため図１４に示した第５実施形態と比べて、本実施形態に係るスピーカ１００ｇは、音響特性が向上する。また、スピーカの重量を低減することができる。また、磁気回路の動作点を向上させることができる。

［第８実施形態］
図１７は、本発明の第８実施形態に係るスピーカ１００ｈを説明するための断面図である。図１８は、図１７に示したスピーカ１００ｈの制動部付近を拡大した断面図である。第１から第７実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。
本実施形態に係るスピーカ１００ｈは、図１７，１８に示すように、磁石１、プレート２、ヨーク３、磁気回路４、フレーム５、振動板６、ボイスコイル７、および接着剤８を有する。
接着剤８は、磁気回路４と振動板６の間隙に備えられている。本実施形態に係るスピーカ１００ｈでは、プレート２の端部側面と、振動板６のボイスコイルボビン６２の内側面との間に、接着剤８が備えられている。この接着剤８は、予め規定された値以上の弾性（粘弾性）を有し、振動板６の振動を制動する制動材として機能する。また、接着剤８は、磁気回路４に対して振動板６やボイスコイル７を支持する。

上述した接着剤８は、磁気回路４に対して振動板６を予め規定した距離だけ離れた位置に振動可能に支持するので、磁気回路４と振動板６の間隙が比較的狭い場合であっても、磁気回路４と振動板６の接触を防止することができ、例えば磁気回路４と振動板６とが接触することによる不要な異常音の発生を防止することができる。

また、磁気回路４と振動板６の間隙に接着剤８を設けることにより、ボイスコイル７をプレート２の近傍の大きな磁束密度中に配置することができ、スピーカの感度を向上させることができる。
また、磁気回路４と振動板６の間隙に接着剤８を設けることにより、例えばスピーカが比較的高い周波数帯域のみを再生する場合に、不要な低周波領域の振動を低減することができる。
また、上述した構成の磁気回路４では、磁気間隙において、磁束の垂直方向（ｚ軸方向）に沿った大きさが、比較的大きいので、振動板６が水平方向（ｘ軸方向）に沿って振動する虞があるが、上記接着剤８を設けることにより、この水平方向に沿った不要な振動を低減することができる。

［第９実施形態］
図１９は、本発明の第９実施形態に係るスピーカ１００ｉを説明するための断面図である。第８実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。本実施形態に係るスピーカ１００ｉは、図１９に示すように、プレート２の上面側の端部付近と、振動板６ｉとの間に接着剤８ｉが備えられている。詳細には、振動板６ｉはプレート２の上面側の端部付近に、プレート２の上面部と平行な平坦部６ｉａが形成されている。この平坦部６ｉａの裏面と、プレート２時の上面側の端部との間に、接着剤８ｉが設けられている。
上記構成のスピーカ１００ｉでは、第８実施形態と比べて、プレート２の上面側の端部付近と振動板６ｉの間を狭くすることができる。また、コーン状振動部６３と比べて、ドーム状振動部６１の上下方向（ｚ軸方向）に沿った振動を低減することができる。また、プレート２の上面側の端部と振動板６ｉとが接触することによる不要な異常音を防止することができる。

［第１０実施形態］
図２０は、本発明の第１０実施形態に係るスピーカ１００ｊを説明するための断面図である。第８および第９実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。本実施形態に係るスピーカ１００ｊでは、図２０に示すように、プレート２ｊは、磁石１より幅（径）が狭い形状に形成されている。本実施形態に係る接着剤８ｊは、プレート２ｊの側面部近傍において、磁石１の上端部と、振動板６のボイスコイルボビン６２の下部との間に備えられている。
上記構成の接着剤８ｊを設けたので、例えば第９実施形態と比べて、振動板６のドーム状振動部６１やコーン状振動部６３に対して、略同様に制動機能を実現することができる。また、磁石１の上端部と、振動板６のボイスコイルボビン６２の下部との間の距離を狭くすることができる。また、振動板６のボイスコイルボビン６２の下部と磁石１の上端部とが接触することによる不要な異常音を低減することができる。

［第１１実施形態］
図２１は、本発明の第１１実施形態に係るスピーカ１００ｋを説明するための断面図である。第８から第１０実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。本実施形態に係るスピーカ１００ｈでは、図２１に示すように、ボイスコイル７は、振動板６のボイスコイルボビン６２の内側面部に配置されている。本実施形態に係る接着剤８ｋは、このボイスコイル７と、プレート２の端部の側面部との間に配置されている。
上記構成の接着剤８ｋを設けたので、ボイスコイル７をプレート２の端部の近傍に、より狭い間隙となるように支持することができる。このためボイスコイル７に対する磁束密度が向上し、ボイスコイル７に入力される入力信号に対して感度の高いスピーカを得ることができる。また、ボイスコイルボビン６２とプレート２の端部と接触することによる不要な異常音を防止することができる。

［第１２実施形態］
図２２は、本発明の第１２実施形態に係るスピーカ１００ｍを説明するための断面図である。第１から第１１実施形態と共通する部分については一部説明を省略する。本実施形態に係るスピーカ１００ｍでは、図２２に示すように、ヨーク３ｃは、略平板形状に形成されており、端部３１がプレート２側に屈曲した形状に形成されている。ヨーク３ｃはいわゆる皿型状に形成されている。本実施形態に係る接着剤８ｍは、この端部３１の上面側と、振動板６のコーン状振動部６３の裏面側との間に設けられている。この際、ヨーク３ｃの端部３１の角度は、振動板６のコーン状振動部６３の円錐傾斜面の角度や、プレート２とヨーク３間の磁束密度分布等に応じて適宜設定されている。
上記構成の接着剤８ｍを設けたので、上記構成のヨーク３ｃの端部と、振動板６とが接触することによる不要な異常音を防止することができる。また、振動板６とヨーク３ｃ間を、より狭い間隙となるように支持することができる。このためボイスコイル７に対する磁束密度が向上し、ボイスコイル７に入力される入力信号に対して感度の高いスピーカを得ることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせて本発明に係るスピーカや磁気回路を実施してもよい。
また、例えば上述した実施形態では、円形状のスピーカを説明したが、この形態に限られるものではない。例えば本発明に係るスピーカを、略楕円形状、略矩形状、フラット形状等の各種形状のスピーカに採用することもできる。

以上説明したように、本発明に係るスピーカは、磁石１、磁石１の一極側に配備されたプレート２、および磁石１の他極側に配備されたヨーク３を備える内磁型の磁気回路４と、磁気回路４のプレート２端部付近に配備されたボイスコイル７と、ボイスコイル７をプレート２の端部付近に振動自在に支持する振動板６とを有し、ヨーク３は、プレート２より径の大きい略平板形状に形成され、プレート２とヨーク３間の磁気間隙において、少なくともボイスコイル７の振動範囲内で磁束分布が略均一となるようにプレート２または磁石１の角部に傾斜面部が形成されているので、プレートとヨーク間の磁気間隙において磁束分布が略均一となり、ボイスコイルが磁気間隙内で振動する際に、均一な磁束分布内にて振幅するので、振動板６は歪の少ない粗密波を放射することができる。

（ａ）は一般的な内磁型磁気回路を有するスピーカを説明するための断面図である。（ｂ）は一般的な外磁型磁気回路を有するスピーカを説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態に係るスピーカ１００を説明するための正面図である。 図２に示したスピーカ１００のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３に示したスピーカ１００のボイスコイルボビン６２付近の拡大図である。 （ａ）は図３に示したスピーカ１００のコーン状振動部６３を説明するための図である。（ｂ）は（ａ）に示した振動板６の断面図である。 本発明に係るスピーカを説明するための図である。（ａ）はプレートの端部に傾斜面部が形成されていない磁気回路の磁束分布を示す図であり、（ｂ）はプレート２の端部に傾斜面部２１が形成された磁気回路４の磁束分布を示す図である。 プレートの端部付近の磁束密度の水平方向（ｘ軸方向）に沿った大きさを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るスピーカ１００ｂを説明するための図であり、磁石１の端部付近を拡大した断面図である。 本発明の第３実施形態に係るスピーカ１００ｃを説明するための断面図である。 図９に示したスピーカ１００ｃの磁気回路付近を拡大した断面図である。 本発明の第４実施形態に係るスピーカ１００ｄを説明するための断面図である。 （ａ）は端部に傾斜面部が形成されたプレート上に反発磁石を備えていない磁気回路の磁束分布を示す図であり、（ｂ）は端部に傾斜面部が形成されたプレート上に反発磁石９を備えた磁気回路４ｄの磁束分布を示す図である。 プレートの端部付近の磁束密度の水平方向（ｘ軸方向）に沿った大きさを示す図である。 本発明の第５実施形態に係るスピーカ１００ｅを説明するための断面図である。 本発明の第６実施形態に係るスピーカ１００ｆを説明するための断面図である。 本発明の第７実施形態に係るスピーカ１００ｇを説明するための断面図である。 本発明の第８実施形態に係るスピーカ１００ｈを説明するための断面図である。 図１７に示したスピーカ１００ｈの制動部付近を拡大した断面図である。 本発明の第９実施形態に係るスピーカ１００ｉを説明するための断面図である。 本発明の第１０実施形態に係るスピーカ１００ｊを説明するための断面図である。 本発明の第１１実施形態に係るスピーカ１００ｋを説明するための断面図である。 本発明の第１２実施形態に係るスピーカ１００ｍを説明するための断面図である。

符号の説明

１ 磁石
２ プレート
３ ヨーク
４ 磁気回路
５ スピーカフレーム（フレーム）
６ 振動板
７ ボイスコイル
８ 接着剤
９ 反発磁石
６１ ドーム状振動部
６２ ボイスコイルボビン
６３ コーン状振動部
６４ 外縁端部
１００ スピーカ

Claims (19)

1. 磁石、前記磁石の一極側に配備されたプレート、および前記磁石の他極側に配備されたヨークを備える内磁型の磁気回路と、
   前記磁気回路のプレート端部付近に配備されたボイスコイルと、
   前記ボイスコイルを前記プレートの端部付近に振動自在に支持する振動板と、を有し、
   前記ヨークは、前記プレートより径の大きい略平板形状に形成され、
   前記プレートと前記ヨーク間の磁気間隙において、少なくとも前記ボイスコイルの振動範囲内で磁束分布が略均一となるように前記プレートまたは前記磁石の端部に傾斜面部が形成されていることを特徴とするスピーカ。
2. 前記プレートは、当該プレートの端部のうちヨーク側の角部に前記傾斜面部が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。
3. 前記磁石は、当該磁石の端部のうち前記プレート側の角部に前記傾斜面部が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。
4. 前記ヨークは、端部が前記プレート側に向けて屈曲した円錐形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載のスピーカ。
5. 前記プレートの前面側に、前記磁石に対して逆極性の反発磁石を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一に記載のスピーカ。
6. 前記反発磁石は、前記磁石よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ。
7. 前記反発磁石は、軸方向に沿って貫通孔部が形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のスピーカ。
8. 前記磁石、およびヨークは、軸方向に沿って貫通孔部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ。
9. 磁石、前記磁石の一極側に配備されたプレート、および前記磁石の他極側に配備されたヨークを備える内磁型の磁気回路と、
   前記磁気回路のプレート端部付近に配備されたボイスコイルと、
   前記ボイスコイルを前記プレートの端部付近に振動自在に支持する振動板と、を有し、
   前記ヨークは、前記プレートより径の大きい略平板形状に形成され、
   前記内磁型の磁気回路と、前記振動板の間隙に接着剤が備えられていることを特徴とするスピーカ。
10. 少なくとも前記プレート、前記磁石、および前記ヨークのいずれかと、前記振動板の間隙に接着剤が備えられていることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ。
11. 前記接着剤は、予め規定された値以上の弾性を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のスピーカ。
12. 前記接着剤は、前記磁気回路に対して前記振動板または前記ボイスコイルを支持することを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一に記載のスピーカ。
13. 前記振動板は、
    当該振動板の中央部に形成されたドーム形状の第１の振動部と、
    外周が直接または間接的にスピーカフレームに支持されるコーン形状の第２の振動部と、
    前記第１の振動部と前記第２の振動部の間に形成され、前記ボイスコイルが配置されるボイスコイルボビンと、を有し、
    前記第１の振動部、第２の振動部、およびボイスコイルボビンが一体成形されていることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一に記載のスピーカ。
14. 前記ボイスコイルボビンは、前記ボイスコイルが配置される筒状部の端部から外側に向かって屈曲した断面Ｌ字形状に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のスピーカ。
15. 前記振動板は、当該振動板の端部に形成され、前記スピーカフレームに形成された被嵌合部に嵌合する嵌合部を有し、
    前記振動板の前記嵌合部と、前記スピーカフレームの前記被嵌合部とが嵌合して、前記振動板と前記スピーカフレームとの位置合わせを行うことを特徴とする請求項１３に記載のスピーカ。
16. 前記振動板は、端部が筒形状に形成され、当該筒形状の内側面が、前記スピーカフレームに形成された係合段部の外側面に固定されていることを特徴とする請求項１５に記載のスピーカ。
17. 前記ボイスコイルは、前記ボイスコイルボビンの断面Ｌ字形状部に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項１３に記載のスピーカ。
18. 前記プレートと前記ヨーク間の磁気間隙において、少なくとも前記ボイスコイルの振動範囲内で磁束分布が略均一となるように前記プレートまたは前記磁石の端部に傾斜面部が形成されていることを特徴とする請求項９から請求項１７のいずれか一に記載のスピーカ。
19. 前記振動板は、金属材料により形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一に記載のスピーカ。

Images