JP2009290566A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】平面型のスピーカに関し、振動板の振動振幅の領域毎の差を低減して、より優れた音を出力する技術を提供する。
【解決手段】本発明に係るスピーカは、平面板と、該平面板の一方の面上に配置された複数の磁石とを有する磁石ユニットと、前記磁石ユニットと所定の間隔をあけて配置される振動板と、前記振動板に設けられ、音声信号に対応する電流が流れるコイル部であって、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルからなるコイル部と、を備える。前記振動板が振動する際の振幅が該振動板の全体で同じになるように、前記磁石ユニットと前記コイル部が設計されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、スピーカの技術に関する。

スピーカの薄型化を図るべく、平面板の上に等間隔に並べられた磁石を利用する平面型スピーカに関する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この技術では、コイルを備える振動板が上記磁石の上方に配置されており、コイルに音声信号に対応する電流を流すことで、振動板が振動し、音声が生じる。
特開２００５−２５２６８４号公報 特開２０００−１５２３７８号公報

平面板の上に等間隔に並べられた磁石を利用する平面型スピーカに関する技術が知られている。ここで、図１は、従来の平面型スピーカにおける磁束発生の様子を示す。この平面型スピーカ２００は、磁石ユニット２０１と、振動板３０１と、複数のコイル４０１からなるコイル群４００と、によって構成されている。磁石ユニット２０１は、フレーム２１０上に複数の磁石２２０が、規則的に均等な間隔をあけて配置されることで形成されている。磁石２２０は、その端部がＮ極又はＳ極となる矩形状の磁石であり、これらの複数の磁石２２０が、隣接する磁石との関係において先端部が互いに異なる磁極となるように、規則的に配置されている。各磁石２２０の上方には、各磁石２２０に対応するように配置された複数のコイル４０１からなるコイル群４００が配置されている。音声信号に対応する電流がコイル群４００に供給されると、磁石ユニット２０１とコイル群４００によって形成される磁気回路の磁束によって電流が流れるコイル群４００が力を受け、振動板３０１が振動する。その結果、振動板３０１から音波が発生する。

ここで、上記のような従来の平面型のスピーカ２００では、各コイル４０１の巻き数や各磁石２２０から発生する磁束密度が全て同じに設定されていた。その結果、例えば、中央部分に配置された磁石では、自身から発生する磁束が隣接する磁石からの磁束と合流することから磁束密度が大きくなる。一方、端部に配置された磁石では、隣接する磁石からの磁束と合流せず、中央部分に配置された磁石に比べて磁束密度が小さくなる。その結果、各コイル４０１が発生する駆動力に差異が生じ、振動板３０１の振動の振幅が均一にならず、音質が劣化することが懸念されていた。

本発明では、上記した背景に鑑み、平面型のスピーカに関し、振動板の振動振幅の領域毎の差を低減して、より優れた音を出力する技術を提供することを課題とする。

本発明では、上述した課題を解決するため、平面型のスピーカにおいて、スピーカを構成するコイルの駆動力が均一になるように、コイルや磁石の性質や配置を工夫することとした。

より詳細には、本発明に係るスピーカは、平面板と、該平面板の一方の面上に配置された複数の磁石とを有する磁石ユニットと、前記磁石ユニットと所定の間隔をあけて配置される振動板と、前記振動板に設けられ、音声信号に対応する電流が流れるコイル部であって、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルからなるコイル部と、を備える。そして、前記振動板が振動する際の振幅が該振動板の全体で同じになるように、前記磁石ユニ
ットと前記コイル部が設計されている。

本発明に係るスピーカでは、平面板の上に複数の磁石が適宜並べられて一つの磁石ユニットが構成される。この磁石の配列態様は、特に限定されるものではないが、磁石からの磁束の有効利用や製造の容易性等を考慮すると、磁石は等間隔で規則的に配置されることが好ましい。この一つの磁石ユニットでは、磁石のＮ極からＳ極に磁束が向かい、平面板の内部やその他の空間を介して磁気回路が形成される。そして、上記のような磁石ユニットに対して所定の間隔をあけて、コイル部が設けられた振動板が配置されている。その結果、音声信号に対応する電流をコイル部に流すことで、振動板が振動し、音声が生じる。また、本発明では、コイル部が複数のコイルによって構成され、夫々のコイルが、複数の磁石に対応するように振動板に設けられる。なお、コイル部は、振動板の内部に設けてもよく、また、振動板の表面に配置してもよい。

本発明に係るスピーカでは、振動板が振動する際の振幅が振動板の全体で同じになるように、磁石ユニットやコイル部が設計されていることを特徴とする。本発明に係るスピーカは、例えばコイルの巻き数、コイルの径、コイルの材質、磁石ユニットを構成する磁石の大きさや磁石の種類等を、コイル毎又は磁石毎に適宜変えることで、各コイルの駆動力が等しくなる。そして、各コイルの駆動力が等しくなることで、駆動力の差異によって起こり得る振動板の歪みが低減される。その結果、本発明に係るスピーカによれば、振動板が振動する際の振幅が振動板全体で均一となり、スピーカから出力される音質が向上する。

ここで、各コイルの駆動力は、式１によって表すことができる。すなわち、振動板の振動の振幅に影響すると考えられる各コイルの駆動力（Ｆ）は、各コイルが受ける磁束密度（Ｂ）、各コイルの長さ（Ｌ）、各コイルに流れる電流（Ｉ）によって決定される。従って、複数の磁石の夫々に対応するコイルの駆動力が一定になるように、磁束密度、コイルの長さ、コイルに流れる電流を調整することで、振動板の振動の振幅を均一化することが可能となる。なお、各コイルが受ける磁束密度やコイル毎の電流も合わせて設計し、磁束密度、コイルの長さ、電流といった全ての要素を調整することで各コイルの駆動力が全て同じなるようにしてもよい。また、磁束密度、コイルの長さ、電流といった要素のうち、一つ又は二つの要素を固定し、残りの要素を適宜設計（調整）してもよい。
Ｆ＝Ｂ×Ｌ×Ｉ ・・・（式１）

ここで、上記スピーカにおいて、前記コイル部は、各コイルの駆動力が同じになるように、該各コイルが受ける磁束密度に応じてコイル毎にコイルの長さが設計されていてもよい。

本発明に係るスピーカでは、各コイルが受ける磁束密度に応じてコイル毎にコイルの長さを設計することで、各コイルの駆動力が均一化される。なお、電流は一定としてもよく、また、電流も磁束密度に応じて調整するようにしてもよい。電流を一定にするには、各コイルを直列に接続すればよい。なお、コイルの設計には、コイルの長さの設計の他、コイルの材質、コイルの径、コイルの配置、コイルの巻き数等を、磁束密度に応じて調整することも含まれる。

また、本発明に係るスピーカにおいて、前記コイル部は、各コイル同士が直列に接続されることで構成され、対応する磁石から受ける磁束密度が他のコイルよりも小さいコイルは、該コイルの長さが該他のコイルよりも長く設計されているようにしてもよい。より具体的には、前記複数の磁石は、前記磁石ユニットにおいて前記平面板上に格子状に配置され、周囲を隣接する磁石に囲まれている中央磁石と、該格子の端部に配置されることで少なくとも一部が外部に開放している端部磁石と、に区別され、端部磁石に対応するコイル
の駆動力と中央磁石に対応するコイルの駆動力とが等しくなるように、該端部磁石に対応するコイルは、受ける磁束密度に応じて該コイルの長さが中央磁石に対応するコイルよりも長く設計されているようにしてもよい。なお、コイルの長さは、コイルの巻き数やコイルの層数等によって調整することができる。

周囲を隣接する磁石に囲まれている中央磁石では、自身からの磁束と隣接する磁石からの磁束とが合流することで磁束密度が高められる。これに対し、端部に配置された端部磁石では、開放された部分において、自身からの磁束が隣接する磁石からの磁束と合流せず、若しくは自身からの磁束が外部へ漏れる虞がある。従って、端部に配置された端部磁石は、周囲を隣接する磁石に囲まれている中央磁石に比べて発生する磁束密度が小さくなる傾向がある。そこで、本発明では、コイル側において、受ける磁束密度に応じてコイルの長さを調整することで、各コイルの駆動力を均一化することとした。なお、磁石を格子状に配置した場合には、端部の磁石の中でも特に隅部に配置された隅部磁石から発生する磁束密度が弱まる虞がある。従って、複数の磁石は、中央磁石、端部磁石、隅部磁石といったように三段階に区別するようにしてもよい。また、発生する磁束密度に応じて、より詳細に区別するようにしてもよい。例えば、複数の磁石を発生する磁束密度に応じて三段階に区別した場合には、各コイルの長さも三段階に区別することが好ましい。

ここで、本発明に係るスピーカにおいて、前記コイル部は、前記振動板の一方の面に設けられ、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルからなる第一コイル群と、前記振動板の他方の面に設けられ、前記第一コイル群の各コイルに対応するように設けられる複数のコイルからなる第二コイル群と、を有し、前記第一コイル群のコイルとこれに対応する前記第二コイル群のコイルからなる一対のコイルの総駆動力が各一対のコイル間で同じになるように、受ける磁束密度に応じて、コイル毎にコイルの長さが設計されているように構成してもよい。

本発明に係るスピーカでは、コイルが振動板の両面に配置される。そして、夫々の面に設けられた各コイルの長さが調整されることで各コイルの駆動力の均一化が図られる。また、本発明に係るスピーカでは、一方の面に設けられたコイルの配置と他方の面に設けられたコイルの配置とを対応させ、対応するコイル同士を一対のコイルとする。そして、一対のコイルの総駆動力が隣接する他の一対コイルの総駆動力と同じになるように、各一対のコイルの長さを調整する。その結果、振動板が振動する際の振幅が均一化される。なお、第一コイル群を構成する各コイルは、直列に接続することが好ましく、また、第二コイル群を構成する各コイルも、直列に接続することが好ましい。

ここで、本発明に係るスピーカにおいて、前記複数の磁石は、各コイルの駆動力が同じになるように、対応するコイルの長さに応じて、各磁石から発生する磁束密度を設計してもよい。すなわち、この態様では、コイルの長さを基準として磁束密度が調整されることで、各コイルの駆動力が均一化される。なお、各磁石から発生する磁束密度の調整は、磁石の厚さ、磁石の径、磁石の種類、磁石のグレードを適宜変更することで実現可能である。

なお、磁束密度の調整は、磁石を製造する際、各磁石に対する着磁の強さを適宜変更することで行ってもよい。例えば、着磁機によって着磁を行う際、複数の磁石を並べ、夫々の磁石に与える着磁電流の値を磁石毎に適宜変更することで、各磁石から発生する磁束密度を調整することが可能となる。

また、異なる態様として、各コイルと各磁石との距離が個別に設計されているスピーカが例示される。コイルと磁石との距離を離すと、コイルが受ける磁束密度が小さくなる。そこで、このような原理を応用して、各コイルの駆動力の均一化を実現するようにしても
よい。なお、コイルと磁石との距離の調整は、振動板若しくは平面板を適宜変形させ、振動板と平面板との間隔を変更することで実現可能である。

本発明によれば、平面型のスピーカに関し、振動板の振動振幅の領域毎の差を低減して、より優れた音を出力する技術を提供することができる。

次に、本発明のスピーカの実施形態について図面に基づいて説明する。

＜第一実施形態＞
まず、第一実施形態に係るスピーカ１００の概略構成について説明する。図２は、第一実施形態のスピーカ１００の概略構成を示す。スピーカ１００は、磁石ユニット２と、振動板３と、コイル群４と、によって構成されている。磁石ユニット２は、フレーム２１上に複数の磁石２２が規則的に、均等な間隔をあけて配置されることで構成されている。ここで、図３は、磁石ユニット２の上面図を示す。同図に示すように、磁石２２は、その端部がＮ極又はＳ極となる矩形状の磁石であり、これらの複数の磁石２２が、隣接する磁石との関係において先端部が互いに異なる磁極となるように、規則的に配置されている。本実施形態の磁石ユニット２は、横長の長方形のフレーム２１上に、横方向に５つ、縦方向に３つ、合計１５の磁石２２が配置されることで構成されている。但し、磁石ユニット２は、このような態様に限定されるものではない。フレーム２１は、例えば多角形や、円形であってもよく、磁石２２の形状、配置、総数もフレーム２１に合わせて適宜設計することができる。

振動板３は、上記磁石ユニット２と所定の間隔をあけて設けられている。振動板３は、エッジ５を介して磁石ユニット２のフレーム２１と弾性的に固定されている。振動板３と磁石ユニット２との間隔は、振動板３が振動する際、振動板３と磁石ユニット２とが互いに接触しない程度の距離として適宜設計することができる。

振動板３の上面には、複数のコイル４１等からなるコイル群４が設けられており、このコイル群４は、錦糸線６を介して磁石ユニット２の外部に設けられたコネクタ７に接続されている。コネクタ７には、スピーカ１００の外部からコード８を経て音声信号に対応する電流が供給される。また、本実施形態では、振動板３を覆うように防護ネット９が設けられ、振動板３やコイル群４への塵埃等の付着が防止されている。なお、コード８を図示しないアンプ等に接続することができる。この場合、本実施形態は、アンプ等を備えるスピーカシステムとして特定することもできる。なお、本実施形態では、振動板３の上面にコイル群４が設けられているが、コイル群４は、振動板３の内部に設けてもよく、また、振動板３の下面に設けてもよい。また、振動板３の上面と下面の双方にコイル群を設けるようにしてもよい。

音声信号に対応する電流がコイル群４に供給されると、磁石ユニット２とコイル群４によって形成される磁気回路の磁束によって電流が流れるコイル群４が力を受け、振動板３が振動する。その結果、振動板３から音波が発生する。

ここで、第一実施形態に係るスピーカ１００は、コイル群４が、巻き数が異なる複数のコイル４１、４２等によって構成されていることを特徴とする。そこで、このような特徴点を中心に、更に詳細に説明する。

第一実施形態に係るスピーカ１００では、図３に示すように、同じ寸法の磁石２２が同間隔で規則的に配置されている。また、この複数の磁石２２は、全て同じ種類の磁石であ
る。従って、磁石２２を単体同士で比較すると磁石２２から発生する磁束密度は全て同じとなる。しかし、本実施形態では、磁石２２が所定の間隔で配列されることで、隣接する磁石２２からの磁束の影響を受け、その結果、各磁石２２から発生する磁束密度に差が生じる。

ここで、図４は、各磁石２２から発生する磁束密度に応じて各磁石２２に対して順位付けを行った様子を示す。各磁石２２に付されている丸で囲まれた数字（以下、丸付き数字という）は、各磁石２２を各磁石から発生する磁束密度に応じて三段階に区別したものである。すなわち、丸付き数字１が付された中央磁石２２ａから発生する磁束密度が最も大きく、丸付き数字３が付された隅部磁石２２ｃから発生する磁束密度が最も小さく、丸付き数字２が付された端部磁石２２ｂから発生する磁束密度は、隅部磁石２２ｃからの磁束密度よりも大きく、中央磁石２２ａからの磁束密度よりも小さいことを意味する。図４に示すように、周囲が磁石によって囲まれている中央磁石２２ａは、自らの磁束と隣接する磁石２２ｂ等からの磁束とが合流する。その結果、磁石２２ａから発生する磁束密度は、最も大きくなる。これに対し、四隅に配置されている隅部磁石２２ｃは、二方向が開放されており、この二方向では他の磁石からの磁束の影響を受けることがない。従って、隅部磁石２２ｃから発生する磁束密度は最も小さくなる。また、一方向のみが開放されている端部磁石２２ｂからの磁束密度の大きさは、中央磁石２２ａよりも小さく、隅部磁石２２ｃよりも大きくなる。

コイル群４を構成するコイル４１等は、各磁石２２（中央磁石２２ａ、端部磁石２２ｂ、隅部磁石２２ｃ）の略直上に設けられており、これらの磁石２２から発生する磁束密度を受けて駆動力を得る。従って、コイル４１等を全て同じ長さとすると、コイルによって駆動力の差が生じてしまう。そこで第一実施形態に係るスピーカ１００では、コイル４１等が受ける磁束密度に基づいてコイル毎にその長さが設計されている。

ここで、図５は、第一実施形態に係るコイル群４の配線図を示す。また、図６は、図５におけるＡＡ断面図、図７は、図５におけるＢＢ断面図を示す。これらの図に示すように第一実施形態のコイル群４は、コイル４１、４２、４３が互いに直列に接続されることで構成されている。コイル４１は、巻き数が１であり、コイル４２は、巻き数が２であり、コイル４３は、巻き数が３である。すなわち、コイル４１のコイルの長さが最も短く、コイル４３のコイルの長さが最も長く設計されている。コイル４２のコイルの長さは、コイル４１とコイル４２の間の長さとなる。このように長さが異なるコイル４１、４２、４３が、夫々が受ける磁束密度に応じて配置される。すなわち、発生する磁束密度が最も大きい中央磁石２２ａに対応するコイル４１の巻き数は１である。発生する磁束密度が最も小さい隅部磁石２２ｃに対応するコイル４３の巻き数は３である。そして、発生する磁束密度が中央磁石２２ａと隅部磁石２２ｃとの中間に位置する端部磁石２２ｂに対応するコイル４２の巻き数は２である。なお、実施形態では、理解を容易とするため各コイルの巻き数を１、２、３といった分かり易い数としたが、コイルの巻き数（導線の長さ）は、磁束密度を考慮して適宜設計すればよい。

なお、各コイル４１等の駆動力は、式１によって表すことができる。すなわち、各コイル４１、４２、４３の駆動力（Ｆ）は、各コイル４１、４２、４３が受ける磁束密度（Ｂ）、各コイル４１、４２、４３の長さ（Ｌ）、各コイル４１、４２、４３に流れる電流（Ｉ）によって決定される。従って、複数の磁石の夫々に対応するコイルの駆動力が一定になるように、磁束密度、コイルの長さ、コイルに流れる電流を調整することで、振動板３の振動の振幅を均一化することが可能となる。
Ｆ＝Ｂ×Ｌ×Ｉ ・・・（式１）

以上説明した第一実施形態のスピーカ１００によれば、各コイル４１、４２、４３の巻
き数（長さ）をコイルが受ける磁束密度に応じてコイル毎に調整することで、各コイル４１、４２、４３の駆動力がほぼ等しくなる。従って、駆動力の差異によって起こり得る振動板３の歪みが低減される。その結果、振動板３が振動する際の振幅が振動板全体で均一となり、スピーカ１００から出力される音質が向上される。

＜第二実施形態＞
次に第二実施形態のスピーカについて図面に基づいて説明する。なお、先に説明した実施形態に係るスピーカと同一の構成要素については、同一の参照番号を付すことで詳細な説明は省略する。

ここで、図８は、第二実施形態に係るスピーカのコイル群４ａの配線の概略図を示す。図８では、各コイルの詳細は省略され、電流の向きと各コイルが直列に接続されていることが示されている。各コイル４１ａ、４２ａ、４３ａの詳細については、別の図を参照しながら後述する。また、これら各コイル４１ａ等に対応する磁石２２の配置は、第一実施形態と同じである（図２、図３、図４参照）ことから、磁石２２の配置に関する説明は割愛する。第二実施形態のコイル群４ａは、コイル４１ａ、４２ａ、４３ａが互いに直列に接続されることで構成されている。そして、第一実施形態に係るコイル群４と同じく、コイル４１ａ、４２ａ、４３ａの長さは、対応する磁石２２からの磁束密度に応じて設計されている。すなわち、コイル４１ａのコイルの長さが最も短く、コイル４３ａのコイルの長さが最も長く設計され、コイル４２ａのコイルの長さは、コイル４１ａとコイル４３ａの間の長さに設計されている。

第二実施形態のコイル４１ａ、４２ａ、４３ａは、上記のようなコイル毎の長さの調整をコイルの一部を多層巻きとすることで調整されている。図９は、コイルを多層巻きとする場合の一例を示す。なお、図９は、二層巻きコイルの一例であり、この図９に示すコイルは、外側コイルと内側コイルとによって一つのコイルが構成されている。なお、多層巻きコイルとする場合、隣接するコイル同士（本態様では、外側コイルと内側コイル）の電流の向きが一致していることが好ましい。そこで、図９に示すコイルにおいても、コイルの外側からコイルの中心に向かって螺旋状に巻かれた外側コイルが中心部で外側にジャンプし、ジャンプしたコイルが内側コイルとして巻かれている。内側コイルは、外側コイルの内側に、外側コイルと平行となるように、コイルの外側からコイルの中心に向かって螺旋状に巻かれている。

多層巻きのコイルは、一層巻きのコイルよりもコイルの長さが長くなる。従って、例えば、発生する磁束密度が最も大きい中央磁石２２ａに対応するコイル４１ａは、一層巻きとし、発生する磁束密度が最も小さい隅部磁石２２ｃに対応するコイル４３ａは三層巻きとし、発生する磁束密度がこれら二つの磁石の間に位置する端部磁石２２ｂに対応するコイル４２ａは、二層巻きとすればよい。なお、理解を容易とするため各コイルの層数を１、２、３といった分かり易い数としたが、コイルの層数（導線の長さ）は、磁束密度を考慮して適宜調整する必要がある。

以上説明した第二実施形態のスピーカによれば、コイル４１ａ、４２ａ、４３ａ毎の長さの調整がコイルの一部を多層巻きとすることで実現される。そして、各コイル４１ａ、４２ａ、４３ａが受ける磁束密度に応じてコイル４１ａ、４２ａ、４３ａ毎にコイルの層数（コイルの長さ）を調整することで、コイル４１ａ、４２ａ、４３ａの駆動力がほぼ等しくなる。その結果、第一実施形態のスピーカと同じく、振動板３が振動する際の振幅が振動板全体で均一となり、スピーカ１００から出力される音質が向上される。

ここで、上記第二実施形態のスピーカでは、コイル４１ａ、４２ａ、４３ａへ流れる電流の入力系統が一つであったが、電流の入力系統を複数としてもよい。図１０は、変形例
に係る二層巻きコイルであって、電流の入力系統を二つ備える二層巻きコイルの一例を示す。この変形例の二層巻きコイルは、図１０に示すように、外側コイルと内側コイルには、夫々異なる電流が供給されるように構成されている。すなわち、この変形例の二層巻きコイルは、二つの入力系統を有している。このように、コイルの一部を多層巻きとする場合の電流の入力系統は、複数であってもよい。そして、コイルへ流す電流の入力系統を複数とした場合であっても、コイル４１ａ、４２ａ、４３ａが受ける磁束密度に応じてコイル４１ａ、４２ａ、４３ａ毎にコイルの層数（コイルの長さ）を調整することで、各コイル４１ａ、４２ａ、４３ａの駆動力がほぼ等しくすることができる。

また、上述した第一実施形態若しくは第二実施形態では、コイル群４若しくはコイル群４ａを振動板３の上面にのみ配置したが、振動板３の下面に別途コイル群を設けてもよい。ここで、図１１は、振動板の両面の夫々にコイル群を有するコイルの分解斜視図を示す。同図に示すように、この変形例のコイルは、振動板３の上面に設けられているコイル群４ｂ−１と、振動板３の下面に設けられているコイル群４ｂ−２と、によって構成されている。また、コイル群４ｂ−１は、磁石ユニット２を構成する磁石２２と対応するように配置され、コイル群４ｂ−２も、磁石ユニット２を構成する磁石２２と対応するように配置されている。換言すると、上下方向において対応しているコイル群４ｂ−１を構成するコイル（例えば、コイル４ｂ−１ａ）とコイル群４ｂ−２を構成するコイル（例えば、コイル４ｂ−２ｂ）とは、振動板３の駆動力を算出する際に、一対のコイルとして扱われる。

例えば、振動板３の上面に設けられているコイル群４ｂ−１を構成する各コイルの長さを全て同じとした場合には、端部磁石２２ｂや隅部磁石２２ｃに対応する領域にのみコイル群４ｂ−２を設ければよい。そして、隅部磁石２２ｃに対応するコイル（例えば、コイル４ｂ−２ｂ）の長さを最も長く設計する。その結果、上面に設けられたコイル群４ｂ−１において駆動力が不足する部分（端部や隅部）では、下面に設けられたコイル群４ｂ−２において駆動力が補われ、振動板３が振動する際の振幅は、全体として均一となる。なお、コイルの長さの調整は、巻き数、層数いずれで調整してもよい。

＜第三実施形態＞
次に第三実施形態のスピーカについて図面に基づいて説明する。なお、先に説明した実施形態に係るスピーカと同一の構成要素については、同一の参照番号を付すことで詳細な説明は省略する。

第三実施形態のスピーカもスピーカの基本的な構成は、第一実施形態のスピーカと同じである（図２参照。）。但し、第三実施形態のスピーカは、上述した第一実施形態のスピーカや第二実施形態のスピーカと異なり、各磁石２２から発生する磁束密度を調整することで、各コイル４１、４２、４３の駆動力が均一化される。すなわち、第三実施形態のスピーカでは、コイル群４を構成する各コイル４１、４２、４３の長さ（巻き数、層数等）が、同じである。一方、これらのコイル４１、４２、４３が受ける磁束密度が等しくなるように、磁石２２から発生する磁束密度が調整されている。

ここで、図１２は、第三実施形態に係るスピーカに用いられる磁石ユニット２ｃを示す。図１２における各磁石に付されているアルファベットＡ、Ｂ、Ｃは、磁石を発生する磁束密度を基準に三段階に分けたものである。なお、アルファベットＡは、磁束密度が最も大きいことを意味し、アルファベットＣは、磁束密度が最も小さいことを意味し、アルファベットＢは、アルファベットＡとアルファベットＣの間を意味する。第一実施形態で説明したように、磁石２２が所定の間隔で配列されると、隣接する磁石２２からの磁束の影響を受ける。その結果、磁石２２（中央磁石２２ａ、端部磁石２２ｂ、隅部磁石２２ｃ）から発生する磁束密度に差が生じる。そこで、端部磁石２２ｂ若しくは隅部磁石２２ｃの
磁束密度が高められている。

磁束密度を高める方法は、特に限定されず、磁石の厚さ、磁石の径、磁石の種類、磁石のグレードを変更することで実現できる。磁石の厚さによって磁束密度を調整する場合には、例えば図１３のように設置する。図１３は、磁束密度を磁石の厚さで調整する態様を示す。この態様では、端部磁石２２ｂが厚く、中央磁石２２ａが薄く設計されている。また、図１４は、磁束密度を磁石の径（寸法）で調整する態様を示す。この態様では、中央磁石２２ａの径が最も小さく、隅部磁石２２ｃの径が最も大きく、端部磁石２２ｂの径は、中央磁石２２ａと隅部磁石２２ｂとの間に設計されている。なお、磁石の種類には、ネオジウム、ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト、アルニコ、ボンド磁石が例示され、これらを適宜組み合わせることで発生する磁束密度を調整することもできる。また、磁石のグレードとは、例えば残留磁束密度（Ｂｒ）と保持力（Ｈｃｊ）から特定される磁石の特性分布によって区分けされるものである。従って、このような磁石のグレードに応じて、磁石の配置箇所を適宜変更することで発生する磁束密度を領域毎に調整することが可能となる。

なお、磁束密度の調整は、磁石２２（中央磁石２２ａ、端部磁石２２ｂ、隅部磁石２２ｃ）に対する着磁の強さを適宜変更することで行ってもよい。例えば、着磁機によって着磁する際、複数の磁石を並べ、夫々の磁石に与える着磁電流の値を適宜変更することで、磁石２２から発生する磁束密度を調整することが可能となる。

以上説明したように、第三実施形態のスピーカによれば、磁石２２から発生する磁束密度を磁石の寸法や厚さなどを変更することで適宜調整することで、各コイル４１、４２、４３が受ける磁束密度を等しくすることが可能となる。その結果、上述した他の実施形態のスピーカと同じく、振動板３が振動する際の振幅が振動板全体で均一となり、スピーカから出力される音質が向上される。

＜第四実施形態＞
次に第四実施形態のスピーカについて図面に基づいて説明する。なお、先に説明した実施形態に係るスピーカと同一の構成要素については、同一の参照番号を付すことで詳細な説明は省略する。

第四実施形態のスピーカは、磁石とコイルとの距離を適宜調整することで、各コイルの駆動力を均一化する。すなわち、第四実施形態のスピーカでは、全て同じ大きさ、性質の磁石が用いられ、コイル群４を構成する各コイルの巻き数等も同じに設計されている。一方、磁石とコイルとの距離が、各コイルが受ける磁束密度が等しくなるように適宜調整されている。

ここで、図１５は、第四実施形態のスピーカの概要構成を示す。第四実施形態のスピーカでは、磁石ユニット２を構成するフレーム２１の底板に段差部２１ｃが設けられている。具体的には、中央磁石２２ａから発生する磁束密度は、隣接する端部磁石２２ｂから発生する磁束の影響によって高められる。そこで、フレーム２１の中央部が端部よりも低くなるように段差部２１ｃが設けられている。なお、図面では、端部磁石２２ｂと中央磁石２２ａのみを示すが、実際には、隅部磁石２２ｃとこれに対応するコイルとの距離を最も短くし、中央磁石２２ａとこれに対応するコイルとの距離を最も長く設定する。そして、端部磁石２２ｂとこれに対応するコイルとの距離は、隅部磁石２２ｃとこれに対応するコイルとの距離と中央磁石２２ａとこれに対応するコイルとの距離の間に設定する。

以上説明したように、第四実施形態のスピーカによれば、磁石２２と対応するコイルとの距離を調整することで、コイル４１、４２、４３が受ける磁束密度を等しくすることが
可能となる。その結果、上述した他の実施形態のスピーカと同じく、振動板３が振動する際の振幅が振動板全体で均一となり、スピーカから出力される音質が向上される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係るスピーカはこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。

従来の平面型スピーカにおける磁束発生の様子を示す。 第一実施形態のスピーカの概略構成を示す。 第一実施形態の磁石ユニットの上面図を示す。 各磁石から発生する磁束密度に応じて各磁石に対して順位付けを行った様子を示す。 第一実施形態に係るコイル群の配線図を示す。 図５におけるＡＡ断面図を示す。 図５におけるＢＢ断面図を示す。 第二実施形態に係るスピーカのコイル群の配線の概略図を示す。 コイルを多層巻きとする場合の一例を示す。 変形例に係る二層巻きコイルであって、電流の入力系統を二つ備える二層巻きコイルの一例を示す。 変形例にかかるコイルであって、振動板の両面の夫々にコイル群を有するコイルの分解斜視図を示す。 第三実施形態に係るスピーカに用いられる磁石ユニットを示す。 磁束密度を磁石の厚さで調整する態様を示す。 磁束密度を磁石の径で調整する態様を示す。 第四実施形態のスピーカの概要構成を示す。

符号の説明

２・・・磁石ユニット
３・・・振動板
４・・・コイル群
５・・・エッジ
６・・・錦糸線
７・・・コネクタ
８・・・コード
９・・・防護ネット
２１・・・フレーム
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・磁石
４１、４２、４３、４１ａ、４２ａ、４２ｂ・・・コイル

Claims (10)

1. 平面板と、該平面板の一方の面上に配置された複数の磁石とを有する磁石ユニットと、
   前記磁石ユニットと所定の間隔をあけて配置される振動板と、
   前記振動板に設けられ、音声信号に対応する電流が流れるコイル部であって、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルからなるコイル部と、を備え、
   前記振動板が振動する際の振幅が該振動板の全体で同じになるように、前記磁石ユニットと前記コイル部が設計されているスピーカ。
2. 前記コイル部は、各コイルの駆動力が同じになるように、該各コイルが受ける磁束密度に応じてコイル毎にコイルの長さが設計されている請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記コイル部は、各コイル同士が直列に接続されることで構成され、
   対応する磁石から受ける磁束密度が他のコイルよりも小さいコイルは、該コイルの長さが該他のコイルよりも長く設計されている、請求項２に記載のスピーカ。
4. 前記複数の磁石は、前記磁石ユニットにおいて前記平面板上に格子状に配置され、周囲を隣接する磁石に囲まれている中央磁石と、該格子の端部に配置されることで少なくとも一部が外部に開放している端部磁石と、に区別され、
   端部磁石に対応するコイルの駆動力と中央磁石に対応するコイルの駆動力とが等しくなるように、該端部磁石に対応するコイルは、該コイルの長さが中央磁石に対応するコイルよりも長く設計されている、請求項１から請求項３の何れか一に記載のスピーカ。
5. 前記コイル部を構成する各コイルの長さは、コイルの巻き数によって調整されている、請求項２から請求項４の何れか一に記載のスピーカ。
6. 前記コイル部は、前記振動板の一方の面に設けられ、前記複数の磁石の夫々に対応する複数のコイルからなる第一コイル群と、前記振動板の他方の面に設けられ、前記第一コイル群の各コイルに対応するように設けられる複数のコイルからなる第二コイル群と、を有し、前記第一コイル群のコイルとこれに対応する前記第二コイル群のコイルからなる一対のコイルの総駆動力が各一対のコイル間で同じになるように、受ける磁束密度に応じて、コイル毎にコイルの長さが設計されている請求項１に記載のスピーカ。
7. 前記複数の磁石は、各コイルの駆動力が同じになるように、対応するコイルの長さに応じて、各磁石から発生する磁束密度が設計されている、請求項１に記載のスピーカ。
8. 前記複数の磁石は、前記磁石ユニットにおいて前記平面板上に格子状に配置され、周囲を隣接する磁石に囲まれている中央磁石と、該格子の端部に配置されることで少なくとも一部が外部に開放している端部磁石と、に区別され、
   前記端部磁石に対応するコイルの駆動力と中央磁石に対応するコイルの駆動力とが等しくなるように、該端部磁石は、該端部磁石から発生する磁束密度が該中央磁石から発生する磁束密度よりも大きくなるように設計されている、請求項７に記載のスピーカ。
9. 各磁石から発生する磁束密度は、磁石の厚さ、磁石の径、磁石の種類のうち少なくとも何れか一つが含まれる磁石の性質によって調整される、請求項７又は請求項８に記載のスピーカ。
10. 前記振動板が振動する際の振幅が該振動板の全体で同じになるように、各コイルと各磁石との距離が個別に設計されている請求項１に記載のスピーカ。

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