JP2007174604A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロングプレートを備えたスピーカ装置において、無駄なスペースを生じることなく磁気ギャップ内に高磁束密度を実現すること等。
【解決手段】スピーカ装置１００は、センターポール１及びボトムヨーク２が一体成形されたヨーク３、環状の磁石４、及びトッププレート５を含む磁気回路１０２を有する。こセンターポール１とヨーク３間の磁気ギャップｇに、振動板１０が固定されたボイスコイルボビン６に巻装されたボイスコイル７が、センターポール１の中心軸方向に振動自在に支持されている。またボトムヨーク２上に配置された第１の内径ｒ４１１の第１の磁石４１と、当該第１の磁石４１上に配置された、第１の内径ｒ４１１より大きい第２の内径ｒ４２１の第２の磁石４２とを配置し、プレート５が径方向断面矩形状部５０１から、第２の磁石４２の内周側面４２ｃとセンターポール１間に向けて屈曲した筒形状の屈曲部５０２が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピーカ装置に関するものである。

例えば外磁型の磁気回路を有するスピーカにおいて、振動リニアリティ（振動線形性）を向上させるために、磁気回路の構成要素であるプレートのうち磁気ギャップ部に対向する部分を、磁気ギャップ部内に配置されたボイスコイルの巻幅より幅広に形成した、いわゆるロングプレートを備えるスピーカが知られている（例えば、特許文献１参照）。図１を参照しながら、ロングプレートを備えるスピーカ装置の一具体例を説明する。

このスピーカ装置は、センターポール１ｊを一体的に成形したヨーク３ｊのヨークベース２ｊに、マグネット（磁石）４ｊを介してプレート５ｊを配置することにより磁気回路を構成している。プレート５ｊには、フレーム９ｊが取り付けられており、フレーム９ｊに接続されたエッジ１２ｊと円柱状のボイスコイルボビン６ｊとの間に振動板１０ｊが配置されている。またヨーク３ｊの下部にはリング状のキャンセルマグネット１６ｊが配置されている。ボイスコイルボビン６ｊはダンパー８ｊに保持され、ボイスコイル７ｊが巻装されている。このボイスコイル７ｊはプレート５ｊとセンターポール１ｊとの間の磁気ギャップＧ内で軸方向に振動自在に配置されている。そして不図示の端子部を介して信号電流が、ボイスコイル７ｊに送られる。その結果、ボイスコイル７ｊで発生した電磁力により、マグネット４ｊの磁束との関連でボイスコイル７ｊを軸方向（ｚ軸方向）に沿って移動させる。ボイスコイル７ｊの移動は、振動板１０ｊの振動として伝播され、外部に音響として出力される。

上記磁気回路は、図１に示すように、磁気ギャップ部Ｇに対向している部分の幅がマグネット貼り合わせ部分の肉厚より大きく、且つ、その部分の肉厚がその他の肉厚より薄い一体屈曲形状のトッププレート５ｊを具備し、この磁気ギャップ部Ｇに対向する部分の幅より狭い巻き幅のボイスコイル７ｊを磁気ギャップ部Ｇ内に配置している。この磁気ギャップ部Ｇに対向している部分の幅を広く形成して、広範囲に渡って等磁束密度分布を形成しているので、例えば大音量信号入力時でも、ボイスコイルがその等磁束密度分布内で振動し、磁束密度非対称性を要因とする歪を低減している。

特開平６−３２７０９５号公報

しかし、上述したプレート構造を備えるスピーカでは、プレートが軸方向に沿って比較的長い幅に形成されているので、磁気ギャップ部間に広範囲に渡って等磁束密度分布を形成することができるが、その分、磁束密度が低下して振動板１０ｊの駆動力が低下してしまう。また例えば単純に磁力が大きいマグネット４ｊを採用するとコストが高くなるという問題がある。また単純に同形状のマグネット４ｊを複数個重ねて配置した場合には、マグネット内周部とセンターポール１ｊ間に無駄なスペースが生じてしまうという問題がある。

ところで、一般的なスピーカ装置では、例えば高周波成分を含む信号電流が上記ボイスコイルに入力された場合、ボイスコイルから信号電流の高周波成分、例えば約１００Ｈｚ以上の高い周波数成分が入力されると交流磁束が生じる。この交流磁束は、磁気ギャップ部Ｇの近傍、詳細には磁気ギャップ部Ｇの近傍のセンターポール１ｊやプレート５ｊに集中して分布する。一般的に上記センターポール１ｊやプレート５ｊを構成する材料は、磁気特性として、ヒステリシスループ（マイナーループ）等の非直線性を有する。このため交流磁束により生じる渦電流がマイナーループによる影響を受けて、ボイスコイルに流れる電流に歪が生じ、再生音が歪んでしまう。特に、上記構成のロングプレートを備えるスピーカ装置では、交流磁束による歪が比較的大きいという問題がある。

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、ロングプレートを備えたスピーカ装置において、無駄なスペースを生じることなく磁気ギャップ内に高磁束密度を実現すること、交流磁束による歪を低減して再生音の歪を低減すること、等が本発明の目的である。

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に記載の発明は、スピーカ装置の略中央部に立設するセンターポール及び当該センターポールの基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨークが一体成形されたヨークと、前記センターポールと同軸状に前記ボトムヨーク上に形成された環状の磁石と、前記磁石の上に配置された環状のプレートと、を含む磁気回路を有し、前記センターポールと前記ヨーク間の磁気ギャップに、振動板が固定されたボイスコイルボビンに巻装されたボイスコイルが、前記センターポールの中心軸方向に振動自在に支持されているスピーカ装置であって、前記磁石は、前記ボトムヨーク上に配置された第１の内径の第１の環状磁石と、当該第１の環状磁石上に配置された、前記第１の内径よりも大きい第２の内径の第２の環状磁石とを含み、前記プレートは、前記第２の環状磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、前記第２の環状磁石の内周側面と前記センターポール間に向けて、前記第２の環状磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成され、前記プレートの屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分が、前記ボイスコイルの巻幅より、前記中心軸方向に沿って長く形成され、前記屈曲部の先端部が、前記第１の環状磁石の内周縁部のうち前記プレート側の角部近傍より、プレート側に規定間隔を空けて位置するように配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、スピーカ装置の略中央部に立設するセンターポール及び当該センターポールの基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨークが一体成形されたヨークと、前記センターポールと同軸状に前記ボトムヨーク上に形成された環状の磁石と、前記磁石の上に配置された環状のプレートと、を含む磁気回路を有し、前記センターポールと前記ヨーク間の磁気ギャップに、振動板が固定されたボイスコイルボビンに巻装されたボイスコイルが、前記センターポールの中心軸方向に振動自在に支持されているスピーカ装置であって、前記プレートは、前記磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、前記磁石の内周側面と前記センターポール間に向けて、前記磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成され、前記プレートの屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分が、前記ボイスコイルの巻幅より、前記中心軸方向に沿って長く形成され、前記屈曲部のうち前記磁気ギャップに対向する部分及び前記センターポールの外周側面部の一方又は両方に、非磁性体からなるショートリングが形成さ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装置は、スピーカ装置の略中央部に立設するセンターポール及び当該センターポールの基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨークが一体成形されたヨークと、センターポールと同軸状にボトムヨーク上に形成された環状の磁石と、磁石の上に配置された環状のプレートと、を含む磁気回路を有する。このセンターポールとヨーク間の磁気ギャップに、振動板が固定されたボイスコイルボビンに巻装されたボイスコイルが、センターポールの中心軸方向に振動自在に支持されている。上記磁石は、ボトムヨーク上に配置された第１の内径の第１の環状磁石と、当該第１の環状磁石上に配置された、第１の内径よりも大きい第２の内径の第２の環状磁石とを有する。また上記プレートは、第２の環状磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、第２の環状磁石の内周側面とセンターポール間に向けて、第２の環状磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成されている。またプレートの屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分が、ボイスコイルの巻幅より、中心軸方向に沿って長く形成されている（いわゆるロングプレート構造）。また屈曲部の先端部が、第１の環状磁石の内周縁部のうちプレート側の角部近傍より、プレート側に規定間隔を空けて位置するように配置されている。
上記構成のスピーカ装置では、ボトムヨーク上に内径の異なる第１及び第２の環状磁石が配置され、プレートが第２の環状磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、第２の環状磁石の内周側面とセンターポール間に向けて、第２の環状磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成され、この屈曲部の先端部が、第１の環状磁石の内周縁部のうちプレート側の角部近傍より、プレート側に規定間隔を空けて位置するように配置されているので、磁気回路内に無駄なスペースが生じることなく、磁気回路のスペース効率を向上させることができる。またいわゆるロングプレートを採用した場合であっても、磁気回路の磁気ギャップ内に高磁束密度を実現することができる。

また、本発明の他の一実施形態に係るスピーカ装置は、スピーカ装置の略中央部に立設するセンターポール及び当該センターポールの基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨークが一体成形されたヨークと、センターポールと同軸状にボトムヨーク上に形成された環状の磁石と、磁石の上に配置された環状のプレートと、を含む磁気回路を有する。このセンターポールとヨーク間の磁気ギャップに、振動板が固定されたボイスコイルボビンに巻装されたボイスコイルが、センターポールの中心軸方向に振動自在に支持されている。上記プレートは、磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、磁石の内周側面とセンターポール間に向けて、磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成されている。また、プレートの屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分が、ボイスコイルの巻幅より中心軸方向に沿って長く形成されている。この際、屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分及びセンターポールの外周側面部の一方又は両方に、非磁性体からなるショートリングが形成されている。
上記構成のスピーカ装置では、屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分及びセンターポールの外周側面部の一方又は両方に、非磁性体からなるショートリングが形成されているので、いわゆるロングプレートを採用した場合であっても、ショートリングにより、交流磁束による歪を低減することができ、再生音の歪を低減することができる。
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装置を説明する。

［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装置を説明するための断面図である。図３は、図２に示したスピーカ装置のセンターポール付近の拡大図である。図２，３に示すように、本実施形態に係るスピーカ装置１００は、スピーカ装置１００の略中央部に立設するセンターポール１及び当該センターポール１の基端部１Ａから径方向外側に向かって広がるボトムヨーク２が一体成形されたヨーク３と、センターポール１の周囲に同軸状に形成された永久磁石である環状の磁石４と、センターポール１の周囲に同軸状に形成され、磁石４上に配設された外径側磁束印加部を構成するトッププレート５とを有する。ヨーク３、磁石４、およびセンターポール１は、磁束１０１を発生させる磁気回路１０２を形成する。図２には、磁束１０１の図中左側部分のみを示している。またセンターポール１のうちトッププレート５に対向する部分が内径側磁束印加部に相当している。この磁気回路１０２は、センターポール１の外周面部１ａと、トッププレート５の内周面５ｃとの間に磁気ギャップｇを形成する。本実施形態に係るトッププレート５は、第１のピース５１、および第２のピース５２を有する。また本実施形態に係る磁石４は、第１の磁石４１、および第２の磁石４２を有する。各構成要素の詳細については後述する。ここで磁石４は本発明に係る磁石の一実施形態に相当する。トッププレート５は本発明に係るプレートの一実施形態に相当する。

また図２，３に示すように、スピーカ装置１００は、磁気ギャップｇ内に、ボイスコイルボビン６に巻装されたボイスコイル７が配置されている。このボイスコイルボビン６は、例えばスパイダ等のダンパ部材８により、軸方向（センターポール１の中心軸方向（ｚ軸方向））に沿って振動自在にフレーム９に支持されている。またボイスコイルボビン６の上端部近傍には、振動板１０の中央部が固定されている。振動板１０の外周縁部はエッジ１２を介して、フレーム９内周部に接続されている。またトッププレート５の振動板１０側には、トッププレート５を固定するとともにトッププレート５の熱を逃がす放熱部材１１が配設されている。

ヨーク３は、スピーカ装置１００の中央部に配設されている。本実施形態に係るヨーク３は、例えば鉄等の磁性体によって形成されている。またヨーク３は、上述したようにスピーカ装置１００の中央部に立設する円筒形状のセンターポール１と、センターポール１の、振動板１０側の反対側の基端部から径方向外方に広がる径方向拡張部であるボトムヨーク２とが一体成形されている。ボトムヨーク２の外周部の振動板側面には、磁石４を載置するための平坦部２ａが形成されている。この平坦部２ａ上には、半径方向断面矩形状で環状の磁石４が、センターポール１と同心軸状に載置されている。この磁石４の更に振動板側にはトッププレート５が同じくセンターポール１と同心軸状に載置されている。

本実施形態に係る磁石４は、上述したように第１の磁石４１、および第２の磁石４２を有する。第１の磁石４１と第２の磁石４２は磁気モーメントの方向が等しくなるように重ねて配置される。第１の磁石４１は本発明に係る第１の環状磁石の一実施形態に相当し、第２の磁石４２は本発明に係る第２の環状磁石の一実施形態に相当する。第１の磁石４１の内径ｒ４１１は、第２の磁石４２の内径ｒ４２１よりも大きい。また本実施形態では第１の磁石４１の外径４１２と、第２の磁石４２の外径４１３は略同じ長さに設定されている。つまりセンターポール１の外周面部１ａと、第１の磁石４１の内周面４１ｃとの間の距離ｒ１より、センターポール１の外周面部１ａと第２の磁石４２の内周側面４２ｃとの間の距離ｒ２が長い。また、本実施形態に係る第１の磁石４１の軸方向（図中ｚ軸方向）に沿った長さＬ４１は、第２の磁石４２の軸方向に沿った長さＬ４２と略同じ長さに設定されている。

トッププレート５は、例えば鉄等の磁性体材料により構成される。トッププレート５は、第２の磁石４２に対向する面５１Ａを備えた径方向断面矩形状部５０１から、第２の磁石４２の内周側面４２ｃとセンターポール１間に向けて、第２の磁石４２の内周側面４２ｃと規定間隔ｇ４２を空けて屈曲した筒形状の屈曲部５０２が形成されている。そしてトッププレート５の屈曲部５０２のうち磁気ギャップｇに対向する部分（内周面５ｃ）が、ボイスコイル７の巻幅ｗ７より中心軸ｃ方向に沿って長い幅Ｌ１に形成されている。この幅Ｌ１は、ボイスコイルボビン６の振動範囲と略同じ又はそれより大きく設定されている。
この屈曲部５０２の先端部５２１が、第１の磁石４１の内周縁部４１ｄのうちプレート側の角部４１ｅ近傍より、プレート側に規定間隔ｇ４５を空けて位置するように配置されている。

図４は、図２，３に示したスピーカ装置１００のトッププレートを説明するための図であり、図４（ａ）はプレートの分解斜視図、図４（ｂ）は組立後のプレートを説明するための斜視図である。本実施形態では、トッププレート５は、図２〜図４（ａ），（ｂ）に示すように、第１のピース５１、および第２のピース５２を有し、それぞれを組合わせることにより、上記形状のトッププレート５を形成する。以下各構成要素を説明する。

第１のピース５１は、中央部に大径の貫通孔部５１Ｂを備え、薄板リング形状に形成されている。また第１のピース５１は、第２の磁石４２に対向する面５１Ａが形成されている。また第１のピース５１は半径方向断面形状が細長矩形状に形成され、軸方向に均一な厚さＬ２を保ちながら径方向に延びる円板である。詳細には第１のピース５１は、半径方向断面形状において、軸方向寸法Ｌ２より径方向寸法Ｗ２が大きい断面形状を成している。
第２のピース５２は、軸方向に延びる円筒状部５２２および係合部５２３を有する。詳細には円筒状部５２２は、大径の薄肉円筒形を成し、半径方向断面形状が細長矩形で、径方向に均一な厚さＷ１を保ちながら軸方向に延びる円筒である。図３に示すように、第２のピース５２は内周面５ｃに磁気ギャップｇに対向する磁気ギャップ対向面５ｆを形成しており、半径方向断面形状において、この磁気ギャップ対向面５ｆの軸方向寸法Ｌ１が、径方向寸法Ｗ１より大きい断面形状を成している。係合部５２３は、円筒状部５２２の側面（外周面）から第１のピース５１側に屈曲し、全周にわたって突出した形状に形成されており、図４（ａ），（ｂ）に示すように、組立時に第１のピース５１と係合する。
第１のピース５１の貫通孔部５１Ｂの内周面と振動板側大面積面５１Ｃとが形成する内周部振動板１０側の断面直角となる角部５１Ｄは、第２のピース５２の係合部５２３と係合する第１のピース５１側の係合部を構成してる。両係合部は図４（ｂ）に示すように、互いに組み合って相互間の位置決めをする。この角部５１Ｄにおいて、第１のピース５１は、内周部の側開放側面を第２のピース５２の係合部５２３の裏面に密着（軸方向に密着）させ、また内周面を第２のピース５２の外周面に密着（径方向）に密着させている。ここで第２のピース５２が第１のピース５１に対して、軸方向振動板側に延出する第１の長さＬ３は、振動板１０と反対側に延出する第２の長さＬ４よりも短く設定されている。

なお、図２〜４に示すように、本実施形態の第１のピース５１と第２のピース５２は、内周部の側開放側面を第１のピース５１の係合部５２３の裏面に密着（軸方向に密着）させ、また内周面を第２のピース５２の外周面に密着（径方向に密着）させているが、一般に、円筒状の２つの部材を径方向に密着させる加工は難しい。そして第１のピース５１、第２のピース５２とは必ずしも径方向に密着しなくともよい。磁気的に接合されていればよい。第１のピース５１と第２のピース５２との接合面は、磁路を狭くすることがないように、磁気的に十分に大きな面をもって接合されることが好ましい。このため本実施形態のように、軸方向接触面と径方向接触面の両方の接触面が密着した状態で接合されるか、あるいは、両者の間に若干の間隙が生じる場合には、この間隙が磁性材料に等により、埋められることが好ましい。
ここで磁気的に接合とは、ある部材が他の部材に対して磁束を伝達可能に接合されている状態に相当し、例えば磁性を有する接着材の層を介して接続されているような直接接触していない状態も含む。

第１のピース５１と、第２のピース５２とは、第１のピース５１の外周面と第２のピース５１の内周面との間に塗布された図示しない接着剤にて接着されている。磁石４に直接載置された第１のピース５１は、例えば接着剤にて磁石４に接着されている。トッププレート５のさらに振動板１０側には、熱伝導性がよく、かつアルミニウム等の非磁性体材料により作製された放熱部材１１が配置されている。放熱部材１１は、磁気回路を乱すことがないよう非磁性体であることが好ましい。

放熱部材１１は、フレーム９の内側の一部が第２のピース５ｂの開放側端面まで延びて形成され、先端に形成された端面接触部１１ａが第２のピース５ｂの開放側端面に面接触している。この面接触部１１ａには、軸方向に貫通孔が穿孔されていて、また対応する位置の第２のピース５２にはネジ穴が螺刻されており、放熱部材１１はネジ穴に挿入されたボルト１４を第２のピース５２に締着されて固定されている。放熱部材１１は、トッププレート５の熱を放熱する放熱手段であるとともに、トッププレート５を磁石４上に固定する固定手段である。

センターポール１の外周面１ａと、トッププレート５の内周面５ｃの間には、径方向に所定の距離離れて形成された磁気ギャップｇが全周にわたって形成されている。この磁気ギャップｇは、センターポール１の外周面にわたって形成されている。この磁気ギャップｇは、センターポール１の外周面に沿って軸線方向に延びるように形成されている。つまり、磁気ギャップｇは円筒状に形成されている。この磁気ギャップｇ内に、薄肉長尺円筒状のボイスコイルボビン６の磁気ギャップｇに対応する位置の外周面に、ボイスコイル７が巻回されている。ボイスコイルボビン６は、ダンパ部材であるスパイダ８によってフレーム９から支持されている。
これによりボイスコイル７は、磁気ギャップｇ内でセンターポール１の軸線方向に振動可能とされている。ボイスコイルボビン６の他方の端部には、いわゆるコーン形状の振動板１０の小径側端が連結されている。フレーム９はテーパ状に広がる円筒形状をなしており、底側縁部には、周方向等間隔にボルトが貫通するネジ孔が螺刻されている。そしてヨーク３を裏面から支持する固定板がボルトにてフレーム９に固定されている。
また図２に示すように、センターポール１上には、ボイスコイルボビン６の内側に、センターポール１と略同径のセンターピース１５がボルト１６にて固定されている。

上記構成のスピーカ装置１００は、不図示の端子部を介して信号電流が、ボイスコイル７に入力されると、ボイスコイル７で発生した電磁力により、磁石４の磁束との関連でボイスコイルボビン６を軸方向（ｚ軸方向）に沿って移動させる。ボイスコイルボビン６の移動は、振動板１０の振動として伝播され、外部に音響として出力される。
この際、スピーカ装置１００は、ボイスコイル７の巻幅Ｗ７より、第２のピース５２の内周面５ｃが大きく形成されたトッププレート５（いわゆるロングプレート）を備えるので、磁気ギャップｇ間に広範囲に渡って等磁束密度分布を形成することができる。また、第１の磁石４１および第２の磁石４２を設けたので、従来の１個の環状磁石よりも磁力を強くすることができ、ロングプレートを採用した場合の磁束密度の低減を防止することができる。

また、スピーカ装置１００は、ボトムヨーク２上に配置された第１の内径ｒ４１１の第１の磁石４１と、当該第１の磁石４１上に配置された、第１の内径ｒ４１１よりも大きい第２の内径ｒ４２１の第２の磁石４２とを配置し、プレート５が第２の磁石４２に対向する面５１Ａを備えた径方向断面矩形状部５０１から、第２の磁石４２の内周側面４２ｃとセンターポール１間に向けて、第２の磁石４２の内周側面４２ｃと規定間隔ｇ４２を空けて屈曲した筒形状の屈曲部５０２が形成され、この屈曲部５０２の先端部５２１が、第１の磁石４１の内周縁部４１ｄのうちプレート側の角部４１ｅ近傍より、プレート側に規定間隔ｇ４５を空けて位置するように配置されているので、ロングプレートを採用した場合であっても、磁気回路内に無駄なスペースが生じることなく、磁気回路のスペース効率を向上させることができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置１００ａを説明するための断面図である。第１実施形態と同じ構成、及び作用・効果についは説明を省略する。
一般的なスピーカ装置では、例えば高周波成分を含む信号電流がボイスコイル７に入力された場合、ボイスコイル７から信号電流の高周波成分、例えば約１００Ｈｚ以上の高い周波数成分が入力されると交流磁束が生じる。この交流磁束は、磁気ギャップ部Ｇの近傍、詳細には磁気ギャップ部Ｇの近傍のセンターポール１やトッププレート５に集中して分布する。一般的に上記センターポール１やトッププレート５を構成する材料は、磁気特性として、ヒステリシスループ（マイナーループ）等の非直線性を有する。このため交流磁束により生じる渦電流がマイナーループによる影響を受けて、ボイスコイルに流れる電流に歪が生じ、再生音が歪んでしまう。特に、上記構成のロングプレートを備えるスピーカでは、交流磁束による歪が比較的大きい。

このため本実施形態に係るスピーカ装置１００ａは、図５に示すように、トッププレート５の屈曲部５０２のうち磁気ギャップｇに対向する部分（内周面５ｃ）及びセンターポール１の外周面部１ａの一方又は両方に、非磁性体かつ導電体からなるショートリングが形成されている。本実施形態ではその両方に非磁性体からなるショートリングを設けることにより、交流磁束による歪を低減する。

詳細には、スピーカ装置１００ａは、図５に示すように、トッププレート５の屈曲部５０２のうち磁気ギャップｇに対向する部分（内周面５ｃ）に、アルミや銅等の各種非磁性体からなるショートリング１７を備え、センターポール１の外周面部１ａの両方に非磁性体からなるキャップ（ショートリング）１８を備える。以下各構成要素を図面を参照しながら説明する。

ショートリング１７は、図５に示すように、筒形状部１７１と屈曲部１７２とを有する。筒形状部１７１は筒形状に形成され、屈曲部５０２のうち磁気ギャップｇに対向する部分（内周面５ｃ）に沿って形成されている。筒形状部１７１の下端部１７１ａが、屈曲部５０２の略先端部５２１に位置するように形成されている。屈曲部１７２は、ショートリング１７の上端部１７１ｂから径方向外側に向かって屈曲形成されている。つまりショートリング１７は断面逆Ｌ字形状を成す。またショートリング１７は、トッププレート５に電気的に接続されている。

キャップ１８は、図５に示すように、筒形状部１８１と屈曲部１８２とを有する。筒形状部１８１は筒形状に形成され、センターポール１の外周面部１ａに沿って配置され、下端部１８１ａが、トッププレート５の先端部５２１と対向する位置の近傍に位置する。屈曲部１８２は、上端部１８１ａから中心軸側に向かって屈曲形成されている。つまりキャップ１８は断面逆Ｌ字形状を成す。またキャップ１８はセンターポール１に電気的に接続されている。

このショートリング１７，キャップ１８は、ボイスコイル７の２次巻線として機能し、これをトッププレート５やセンターポール１に配置させることにより、ボイスコイル７のインダクタンスを低減させて、例えば第２次，３次，…等の高次高調波歪みを低減する。詳細にはセンターポール１やトッププレート５を構成する磁性材料に、磁気特性の非直線性があった場合でも、インダクタンスの変化量が小さくなり、歪み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装置１００ａは、トッププレート５の屈曲部５０２のうち磁気ギャップｇに対向する部分（内周面５ｃ）及びセンターポール１の外周面部１ａの一方又は両方に、非磁性体かつ導電体からなるショートリングを有するので、ボイスコイルに流れる電流の歪を低減し、再生音の歪を低減することができる。
また、スピーカ装置１００ａは、ロングプレートを採用し、かつ銅製ショートリング１７や銅製キャップ１８を採用している。さらに、第１実施形態と同様に、内径の異なる２段重ねの第１の磁石４１，第２の磁石４２を採用しているので、限られた寸法制約の中で最大限にマグネット容量を得ることができ、かつ磁気ギャップｇ内に十分な磁束密度Ｂｇを確保することができる。

［スピーカの振動系部分の振幅量の比較］
本願発明者は、本発明の一実施形態に係るスピーカの性能を確認するために、比較対象の従来のスピーカ装置と、本発明に係るスピーカ装置１００ａの振動板の振幅量周波数特性を測定して、比較を行った。
比較対象の従来のスピーカは、例えばプレートの厚さがボイスコイルの巻き数より小さく、かつその磁束分布に対し、ボイスコイルの巻き幅が中心になく、磁束分布がプレートの軸方向に沿って外側で上下非対称に形成されている。

図６は、本発明の一実施形態に係るピーカ装置と比較対象の従来のスピーカ装置の振幅量の周波数特性を説明するための図である。図６（ａ）は本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置の振動板の基準位置からの振幅量を示す図である。図６（ｂ）は比較対象の従来のスピーカ装置の振動板の基準位置からの振幅量を示す図である。横軸は周波数を示し、縦軸は振幅量を示し、実線は基準位置（規定位置）から上方側（前面側）への振幅量（上振幅量）を示し、破線は基準位置（規定位置）から下方（後方側）への振幅量（下振幅量）を示す。

従来のスピーカ装置は、例えば図６（ｂ）に示すように、上振幅量が周波数２０Ｈｚから５０Ｈｚまで略一定の振幅量であり、周波数５０Ｈｚから４００Ｈｚにかけて急激に減少している。下振幅量は、周波数２０Ｈｚから５０Ｈｚまで略一定の振幅量であり、上振幅量よりも小さく、周波数５０Ｈｚから４００Ｈｚにかけて急激に減少している。
一方、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置は、図６（ａ）に示すように、上振幅量と下振幅量との差が、従来のスピーカ装置と比べて小さい。

上述したように本発明に係るスピーカ装置１００ａでは、従来のスピーカが上振幅量と下振幅量が比較的大きく異なるのと比べて、上振幅量と下振幅量が略等しく、基準位置（規定位置）から略対称に振動することを確認することができた。つまり本発明に係るスピーカ装置１００ａは、従来のスピーカと比べて歪みが低減されていることを確認することができた。

［スピーカの各種周波数特性の比較］
また本願発明者は、本発明の第２実施形態に係るスピーカの性能を確認するために、各種性能の周波数特性を測定した。詳細には比較のために第２実施形態に係るスピーカ装置１００ａと、第１実施形態に係る銅キャップや銅ショートリングを備えていないスピーカ装置１００について各種周波数測定を行い、比較した。

図７は、スピーカ装置の音響周波数特性を示す。図７（ａ）は従来のスピーカ装置の音響周波数特性を示し、図７（ｂ）は本発明に係るスピーカ装置の周波数特性を示す。実線は、音圧周波数特性を示し、破線は、第２次高調波歪みの周波数特性を示し、１点鎖線は、第３次高調波歪みの周波数特性を示し、２点鎖線は、インピーダンスカーブを示す。図７（ａ），（ｂ）において、歪み量（第２次高調波歪み、第３次高調波歪み）は、３０ｄＢかさ上げして図示している。例えば具体的には図７（ａ）に示すように、周波数５０Ｈｚでの第２高調波歪みは実際は６９ｄＢである。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、スピーカ装置１００ａでは、実線にて示す音圧レベルｐ１が、周波数２０００〜５０００Ｈｚ付近にて、スピーカ装置１００の音圧レベルｐ１ｂと比べて大きい。またスピーカ装置１００ａでは、破線にて示す第２次高調波歪みｐ２は、周波数１７０Ｈｚ付近にあるピークが、スピーカ装置１００の第２次高調波歪みｐ２ｂと比べて大幅に低減している。またスピーカ装置１００ａでは、１点鎖線にて示す第３高調波歪みｐ３は、周波数１００〜２０００Ｈｚ付近の歪みレベルが、スピーカ装置１００の第３高調波歪みｐ３ｂと比べて大幅に減少している。またスピーカ装置１００ａでは、２点鎖線にて示すインピーダンスｐ４が、周波数５００Ｈｚから４０ｋＨｚ付近のレベルが、スピーカ装置１００のインピーダンスｐ４ｂと比べて大幅に減少している。
以上説明したように、第２実施形態に係るスピーカ装置１００ａでは、ショートリング１７、キャップ１８を有するので、第２次高調波歪みや第３高調波歪みが、第１実施形態に係るスピーカ装置１００のそれと比べて、低減していることを確認することができた。

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、上述した本発明に係る実施形態を組み合わせてもよい。
また、上述した実施形態では、トッププレート５として、第１のピース５１と、第２のピース５２とを組合わせた形態を採用したが、この形態に限られるものではない。例えばスピーカ装置１００ｂが、図８に示すように、第１のピース５１と第２のピース５２とが一体成形されたトッププレート５ｂを採用したとしてもよい。
また、上述した実施形態では、トッププレート５の第２のピース５２は、円筒状部５２２と係合部５２３を備えていたが、この形態に限られるものではない。例えば、円筒状部５２２のみで係合部５２３がなくてもよい。
また上述した実施形態では、内径の異なる２つの磁石４１，４２が重ねて配置された磁石４、ヨーク３、及びトッププレート５を備えた磁気回路を採用したが、この際、第１の磁石４１の内周部から、その内周部に対して近接するトッププレート５の第２のピース５４の先端部を介して、トッププレート５、磁石４に至る磁気的閉回路が形成されて、センターポール１とトッププレート５間の磁束の大きさが低下する場合があるので、この点を考慮して、磁石４１，４２、トッププレート５、センターポール１等の位置関係や形状等を最適に設定することで、センターポール１とトッププレート５間の磁束を、より大きくすることができる。

以上説明したように、スピーカ装置１００は、スピーカ装置１００の略中央部に立設するセンターポール１及び当該センターポール１の基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨーク２が一体成形されたヨーク３と、センターポール１と同軸状にボトムヨーク２上に形成された環状の磁石４と、磁石４の上に配置された環状のトッププレート５と、を含む磁気回路１０２を有する。このセンターポール１とヨーク３間の磁気ギャップｇに、振動板１０が固定されたボイスコイルボビン６に巻装されたボイスコイル７が、センターポール１の中心軸方向に振動自在に支持されている。また、スピーカ装置１００は、ボトムヨーク２上に配置された第１の内径ｒ４１１の第１の磁石４１と、当該第１の磁石４１上に配置された、第１の内径ｒ４１１よりも大きい第２の内径ｒ４２１の第２の磁石４２とを配置し、プレート５が第２の磁石４２に対向する面５１Ａを備えた径方向断面矩形状部５０１から、第２の磁石４２の内周側面４２ｃとセンターポール１間に向けて、第２の磁石４２の内周側面４２ｃと規定間隔ｇ４２を空けて屈曲した筒形状の屈曲部５０２が形成され、この屈曲部５０２の先端部５２１が、第１の磁石４１の内周縁部４１ｄのうちプレート側の角部４１ｅ近傍より、プレート側に規定間隔ｇ４５を空けて位置するように配置されているので、ロングプレートを採用した場合であっても、磁気回路内に無駄なスペースが生じることなく、磁気回路のスペース効率を向上させることができる。またいわゆるロングプレートを採用した場合であっても、磁気回路の磁気ギャップ内に高磁束密度を実現することができる。

また、上記スピーカ装置１００ａは、トッププレート５の屈曲部５０２のうち磁気ギャップｇに対向する部分（内周面５ｃ）及びセンターポール１の外周面部１ａの一方又は両方に、非磁性体かつ導電体からなるショートリングを有するので、ボイスコイルに流れる電流の歪を低減し、再生音の歪を低減することができる。またスピーカ装置１００ａは、ロングプレートを採用し、かつ銅製ショートリング１７や銅製キャップ１８を採用している。さらに、第１実施形態と同様に、内径の異なる２段重ねの第１の磁石４１，第２の磁石４２を採用しているので、限られた寸法制約の中で最大限にマグネット容量を得ることができ、かつ磁気ギャップｇ内に十分な磁束密度Ｂｇを確保することができる。

従来のロングプレートを備えるスピーカ装置の一具体例を説明するための半断面図である。 本発明の第１実施形態に係るスピーカ装置を説明するための断面図である。 図２に示したスピーカ装置のセンターポール付近の拡大図である。 図２，３に示したスピーカ装置１００のトッププレートを説明するための図であり、（ａ）はプレートの分解斜視図、（ｂ）は組立後のプレートを説明するための斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置１００ａを説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係るピーカ装置と比較対象の従来のスピーカ装置の振幅量の周波数特性を説明するための図である。（ａ）は本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置の振動板の基準位置からの振幅量を示す図である。（ｂ）は比較対象の従来のスピーカ装置の振動板の基準位置からの振幅量を示す図である。 スピーカ装置の音響周波数特性を示す。（ａ）は従来のスピーカ装置の音響周波数特性を示し、（ｂ）は本発明に係るスピーカ装置の周波数特性を示す。 本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置１００ｂを説明するための断面図である。

符号の説明

１ センターポール
２ ボトムヨーク
３ ヨーク
４ 磁石
５ トッププレート
６ ボイスコイルボビン
７ ボイスコイル
８ ダンパ部材
９ フレーム
１０ 振動板
１１ 放熱部材
１２ エッジ
４１ 第１の磁石（第１の環状磁石）
４２ 第２の磁石（第２の環状磁石）
５１ 第１のピース
５１ 第２のピース
１００，１００ａ，１００ｂ スピーカ装置
１０１ 磁束
１０２ 磁気回路
１７１ 筒形状部
１７２ 屈曲部
１８１ 筒形状部
１８２ 屈曲部
５０１ 径方向断面矩形状部
５０２ 屈曲部
５２１ 先端部
５２２ 円筒状部
５２３ 係合部

Claims (5)

1. スピーカ装置の略中央部に立設するセンターポール及び当該センターポールの基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨークが一体成形されたヨークと、前記センターポールと同軸状に前記ボトムヨーク上に形成された環状の磁石と、前記磁石の上に配置された環状のプレートと、を含む磁気回路を有し、前記センターポールと前記ヨーク間の磁気ギャップに、振動板が固定されたボイスコイルボビンに巻装されたボイスコイルが、前記センターポールの中心軸方向に振動自在に支持されているスピーカ装置であって、
   前記磁石は、前記ボトムヨーク上に配置された第１の内径の第１の環状磁石と、当該第１の環状磁石上に配置された、前記第１の内径よりも大きい第２の内径の第２の環状磁石とを含み、
   前記プレートは、前記第２の環状磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、前記第２の環状磁石の内周側面と前記センターポール間に向けて、前記第２の環状磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成され、
   前記プレートの屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分が、前記ボイスコイルの巻幅より、前記中心軸方向に沿って長く形成され、
   前記屈曲部の先端部が、前記第１の環状磁石の内周縁部のうち前記プレート側の角部近傍より、プレート側に規定間隔を空けて位置するように配置されていることを特徴とするスピーカ装置。
2. スピーカ装置の略中央部に立設するセンターポール及び当該センターポールの基端部から径方向外側に向かって広がるボトムヨークが一体成形されたヨークと、前記センターポールと同軸状に前記ボトムヨーク上に形成された環状の磁石と、前記磁石の上に配置された環状のプレートと、を含む磁気回路を有し、前記センターポールと前記ヨーク間の磁気ギャップに、振動板が固定されたボイスコイルボビンに巻装されたボイスコイルが、前記センターポールの中心軸方向に振動自在に支持されているスピーカ装置であって、
   前記プレートは、前記磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、前記磁石の内周側面と前記センターポール間に向けて、前記磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成され、
   前記プレートの屈曲部のうち磁気ギャップに対向する部分が、前記ボイスコイルの巻幅より、前記中心軸方向に沿って長く形成され、
   前記屈曲部のうち前記磁気ギャップに対向する部分及び前記センターポールの外周面部の一方又は両方に、非磁性体かつ導電体からなるショートリングが形成されていることを特徴とするスピーカ装置。
3. 前記ショートリングは、アルミ製または銅製であることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 前記磁石は、前記ボトムヨーク上に配置された第１の内径の第１の環状磁石と、当該第１の環状磁石上に配置された、前記第１の内径よりも大きい第２の内径の第２の環状磁石とを含み、
   前記プレートは、前記第２の環状磁石に対向する面を備えた径方向断面矩形状部から、前記第２の環状磁石の内周側面と前記センターポール間に向けて、前記第２の環状磁石の内周側面と規定間隔を空けて屈曲した筒形状の屈曲部が形成され、
   前記屈曲部の先端部が、前記第１の環状磁石の内周縁部のうち前記プレート側の角部近傍より、プレート側に規定間隔を空けて位置するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
5. 前記プレートは、前記第２の環状磁石に対向する面を備える薄板リング形状の第１のピースと、
   前記第１のピースの内周に嵌合し、前記第１のピースの前記中心軸方向に沿った厚みよりも長い、前記磁気ギャップに対向する内周側面部を備える筒形状の第２のピースと
   を有する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装置。

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