JP2013207311A - スピーカーおよびデジタルスピーカー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のコイルの間に発生する相互誘導の影響が小さく、良好な音声再生が可能な全面駆動の平面薄型のスピーカー並びにデジタルスピーカー装置を実現する。
【解決手段】 スピーカーは、ボイスコイル組立体と、ボイスコイル組立体の矩形コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、それぞれの矩形コイルの両端が接続される複数のスピーカー端子と、を備え、磁気回路が、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠した複数のマグネットと、マグネットと固着するヨークと、を備え、プレートとヨークの間に矩形の磁気空隙を形成し、隣接する一組のマグネットが、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁され、ボイスコイル組立体の隣接する一組の矩形ボイスコイルが、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、複数のマグネットを含む磁気回路と、複数の矩形コイルを含むボイスコイル組立体が連結するスピーカー振動板と、を備えるスピーカー、ならびに、このスピーカーを含むデジタルスピーカー装置に関し、特に、全面駆動の平面薄型スピーカーを含むデジタルスピーカー装置に関する。

音声信号を音声に変換する動電型スピーカーに於いて、磁気回路を含むその全高を低く抑えるために、スピーカー振動板に平面型振動板を採用するスピーカーがある。平面型振動板は、コーン型振動板に比較してその全高が低くなるものの、分割振動せずに一体に振動するには剛性が不足しやすい。そこで、平面型振動板に固着するボビンが複数のボイスコイルを備え、複数のボイスコイルで平面型振動板を駆動することで、分割振動を抑制しようとするスピーカーがある。従来には、全高が薄い平面薄型スピーカーとして、複数のコイルを備えた平面振動板と、各コイルに対応した複数のマグネットを使用した磁気回路とを備えるスピーカーが使用されることがある。

例えば、出願人は、断面形状が矩形状に形成される矩形ボビンおよび矩形ボビンに固着される矩形コイルを含む矩形ボイスコイルと、複数の矩形ボイスコイルを格子状に連結する矩形鉢巻部材と、を備え、矩形鉢巻部材の内壁面の一部が、複数の矩形ボイスコイルの矩形ボビンのいずれかの外壁面に固着するとともに、矩形鉢巻部材の内壁面が固着しない矩形ボビンの外壁面と、矩形鉢巻部材の内壁面の矩形ボビンの外壁面と固着しない部分とが、隣り合う一組の矩形ボイスコイルの間に矩形空間を規定するボイスコイル組立体およびこれを用いたスピーカーに関して、特許登録している（特許文献１）。ボイスコイル組立体は、断面形状が矩形状に形成される補強矩形ボビンをさらに備え、補強矩形ボビンの外壁面が、矩形鉢巻部材の内壁面の一部と、格子状に隣り合う一組の矩形ボイスコイルの矩形鉢巻部材の内壁面が固着しない矩形ボビンの外壁面と、に固着して、補強矩形ボビンが矩形空間を規定する場合がある。

また、出願人は、底部を有するヨークと、略直方体状のプレートをそれぞれ冠してヨークの底部に載置される複数の第１マグネットと、第２マグネットをそれぞれ冠してヨークの底部に第１マグネットと隣り合うように載置される略直方体状の複数のポールと、を備え、それぞれの第２マグネットが、複数の第１マグネットと同一方向に揃えられた磁極性を有し、隣接するプレートの側端面とポールの側端面との間に、ボイスコイルが配置される磁気空隙を形成する磁気回路と、磁気回路の磁気空隙に配置されるボイスコイルと、ボイスコイルを磁気空隙に配置してスピーカー振動板に連結するボイスコイル組立体と、スピーカー振動板を振動可能に支持し、かつ、磁気回路を連結するフレームと、を備える、動電型スピーカーに関して特許出願している（特許文献２）。特許文献２の図２に示すように、隣り合う矩形コイル５ａと矩形コイル５ｂは、後述する磁気回路１０の磁気空隙での磁束の方向に対応して、それぞれに流れる音声信号電流ＩａまたはＩｂが、相互に反対回転の向きになるように接続されている。矩形のボビン６ａおよび６ｂが連結したボイスコイル組立体４は、平面振動板２を全面駆動することができる。隣り合う矩形コイル５ａと矩形コイル５ｂは、その矩形の一辺を接しているので、相互インダクタンスは相対的に大きくなる。

可聴音域の音波を再生するスピーカーでは、増幅器で電力増幅した音声信号を磁気回路の磁気空隙内に配置するボイスコイルに供給して、スピーカー振動板を振動させる直接放射型の動電型スピーカーが、一般的に使用される。また、一方で、複数のボイスコイルを含むスピーカーを用いて音声再生を行なうデジタルスピーカー装置が存在する。動電型スピーカーでは、アナログ信号あるいはＰＷＭ変調等が施されたデジタル信号を単一のボイスコイルに供給する場合が主流である一方で、デジタルスピーカー装置は、マルチビットデジタル信号のビットに対応するマルチボイスコイルを含むスピーカーならびに専用の駆動回路を用いて、音声再生を行う。デジタルスピーカー装置のスピーカー、および、その駆動回路の方式には様々なものが存在する。

例えば、従来には、並列デジタル音声信号の各ビットに対応する複数のボイスコイルを振動板に設け、前記複数のボイスコイルの巻線数が、前記並列デジタル音声信号の各ビットの重みにそれぞれ比例していることを特徴とするダイナミック・スピーカーがある（特許文献３）。特許文献２には、平面振動板の背面側に固定された複数のコイルボビンおよびボイスコイルを含むスピーカーであって、これらのボイスコイルにデジタル音声信号を供給して音声再生を図るものが開示されている。

また、従来には、ｓ組のデジタル信号端子を有するデジタルスピーカーを駆動するデジタルスピーカシステムであって、デジタル入力信号を変調しｎビットのデジタル信号を出力するΔΣ変調器と、前記ΔΣ変調器に接続され、前記ｎビットのデジタル信号をミスマッチシェーピングしたｍビットのデジタル信号を出力する後置フィルタと、前記ｓ組のデジタル信号端子に対応し、前記ｍビットのデジタル信号の一部がそれぞれ入力されデジタル信号を出力するｓ個の駆動回路と、を有し、前記ｓ個の駆動回路それぞれは、それぞれに対応するデジタル信号端子の第１の入力端子に接続される第１の出力回路と、前記デジタル信号端子の前記第１の入力端子と対をなす第２の入力端子に接続される第２の出力回路を有し、前記駆動回路は、前記第１の出力回路に入力される第１のデジタル信号と前記第２の出力回路に入力される第２のデジタル信号との組み合わせに応じて少なくとも３つのデジタル信号出力の状態をとるデジタルスピーカー駆動装置がある（特許文献４）。

しかしながら、複数のボイスコイルを含むスピーカーでは、複数のコイルの間に相互誘導が発生する場合に、１つのコイルのみに音声信号を供給すると、意図しない他のコイルに音声信号が漏れることがある。ボイスコイル同士が近接している場合には、相互インダクタンスが大きくなるからである。一方のコイルで発生する磁束が他方のコイルを通過し、その結果、他方のコイルにはこの磁束を打消そうとする起電力が生じて、誘導電流が生じる。この複数のボイスコイルを含むスピーカーでは、複数のボイスコイルに作用する駆動力は、相互に独立であることが前提になっているので、相互誘導の影響が大きい場合には、良好な音声再生ができなくなるという問題がある。

また、複数のボイスコイルを含むスピーカーに対応する専用の駆動回路を用いるデジタルスピーカー装置においても、相互誘導の影響が大きい場合には、本来の動作が成り立たなくなるので歪音を発生する原因となるという問題がある。デジタル信号をアナログ信号に変換する過程において、複数のボイスコイルに作用する駆動力は、相互に独立であることが前提になっているので、相互誘導の影響が大きい場合には、歪成分が相対的に大きくなり、雑音が増加するという問題がある。特に、デジタルスピーカー装置の駆動回路は、音声信号よりも高い周波数帯域に変調されたデジタル信号を出力するので、ボイスコイル間の相互インダクタンスが大きくなると、複数の出力端子間で漏洩が発生し、良好な音声再生ができなくなるという問題が顕著になる。

特許第４５８１１５０号公報 特開２０１０−１９３１２５号公報 特開平４−２８０２００号公報 特開２０１０−０２８７８４号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のコイルの間に発生する相互誘導の影響が小さく、良好な音声再生が可能な全面駆動の平面薄型のスピーカー並びにデジタルスピーカー装置を実現することにある。

本発明のスピーカーは、ボビンおよびボビンに固着されるコイルを含むボイスコイルと、複数のボイスコイルを連結する鉢巻部材と、を有するボイスコイル組立体と、ボイスコイル組立体のコイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、それぞれのコイルの両端が接続される複数のスピーカー端子と、ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備え、磁気回路が、平板状のプレートをそれぞれ冠した複数のマグネットと、マグネットと固着するヨークと、を備え、プレートとヨークの間に磁気空隙を形成し、隣接する一組のマグネットが、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁され、ボイスコイル組立体の隣接する一組のボイスコイルが、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。

好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体のボビンが、断面形状が矩形状に形成される矩形ボビンであり、矩形ボビンに固着されるコイルが、断面形状が矩形状に形成される矩形コイルであり、ボイスコイルが、矩形ボビンおよび矩形ボビンに固着される矩形コイルを含む矩形ボイスコイルであり、鉢巻部材が、複数の矩形ボイスコイルを格子状に連結する矩形鉢巻部材であり、隣り合う一組の矩形ボイスコイルの間に規定されるボイスコイル組立体の空間が、断面形状が矩形状の矩形空間であり、磁気回路の磁気空隙が、矩形平板状のプレートとヨークの間で矩形状に形成される。

好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体が、矩形鉢巻部材の内壁面の一部が、複数の矩形ボイスコイルの矩形ボビンのいずれかの外壁面に固着するとともに、矩形鉢巻部材の内壁面が固着しない矩形ボビンの外壁面と、矩形鉢巻部材の内壁面の矩形ボビンの外壁面と固着しない部分とが、隣り合う一組の矩形ボイスコイルの間に矩形空間を規定し、磁気回路が、矩形の磁気空隙の角部にボイスコイル組立体の矩形鉢巻部材が配置される挿通溝を有する。

さらに好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体が、断面形状が矩形状に形成される補強矩形ボビンをさらに備え、補強矩形ボビンの外壁面が、矩形鉢巻部材の内壁面の一部と、格子状に隣り合う一組の矩形ボイスコイルの矩形鉢巻部材の内壁面が固着しない矩形ボビンの外壁面と、に固着して、補強矩形ボビンが矩形空間を規定する。

さらに好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体の矩形ボビン、矩形鉢巻部材、または、補強矩形ボビンが、クラフト紙、スパイラル紙の紙材料、もしくは、キャプトン、シルター、ティルの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成されている。

また、好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体の矩形コイルが、矩形ボビンの外壁面に固定される外巻矩形コイルである。

また、好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体の矩形コイルが、矩形ボビンの内壁面に固定される内巻矩形コイルである。

また、好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体が、いずれかの矩形コイルの引出線の一端が接続する金属箔から形成される導通補強部材をさらに備え、導通補強部材が、矩形鉢巻部材の外壁面であって矩形ボイスコイルと矩形空間との境界部分に対応する部分に固定される。

さらに好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体の矩形空間を規定する矩形鉢巻部材または補強矩形ボビンと、磁気回路またはフレームと、を連結して、ボイスコイル組立体を振動可能に支持するダンパーをさらに備える。

さらに好ましくは、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体の導通補強部材が、短冊状の基体から一体に延設されるダンパー可動部と、ダンパー可動部から延設されるダンパー固定部と、をさらに備え、ダンパー固定部が、フレームまたは磁気回路に連結され、接続線を介してスピーカー端子と導通するように接続される。

また、本発明のデジタルスピーカー装置は、ボイスコイル組立体を含む上記のスピーカーと、ボイスコイルの複数のコイルがそれぞれ接続するスピーカー端子に接続する複数の出力端子を有する駆動回路と、を備える。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明のスピーカーは、ボビンおよびボビンに固着されるコイルを含むボイスコイルと、複数のボイスコイルを連結する鉢巻部材と、を有するボイスコイル組立体と、ボイスコイル組立体のコイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、それぞれのコイルの両端が接続される複数のスピーカー端子と、ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備える。本発明のスピーカーは、具体的には、断面形状が矩形状に形成される矩形ボビンおよび矩形ボビンに固着される矩形コイルを含む矩形ボイスコイルと、複数の矩形ボイスコイルを格子状に連結する矩形鉢巻部材と、を有するボイスコイル組立体と、ボイスコイル組立体の矩形コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、それぞれの矩形コイルの両端が接続される複数のスピーカー端子と、ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、エッジの外周端ならびに磁気回路が連結するフレームと、を備える。さらに、本発明のデジタルスピーカー装置は、ボイスコイル組立体を含む上記のスピーカーと、矩形ボイスコイルの複数の矩形コイルがそれぞれ接続するスピーカー端子に接続する複数の出力端子を有する駆動回路と、を備える。したがって、ボイスコイル組立体は、スピーカー振動板の背面側のほぼ全体を覆うように取り付けられて、全面駆動のスピーカー、ならびに、全面駆動のデジタルスピーカー装置を実現する。

このボイスコイル組立体では、矩形鉢巻部材の内壁面の一部が、複数の矩形ボイスコイルの矩形ボビンのいずれかの外壁面に固着するとともに、矩形鉢巻部材の内壁面が固着しない矩形ボビンの外壁面と、矩形鉢巻部材の内壁面の矩形ボビンの外壁面と固着しない部分とが、隣り合う一組の矩形ボイスコイルの間に矩形空間を規定する。ボイスコイル組立体は、断面形状が矩形状に形成される補強矩形ボビンをさらに備え、補強矩形ボビンの外壁面が、矩形鉢巻部材の内壁面の一部と、格子状に隣り合う一組の矩形ボイスコイルの矩形鉢巻部材の内壁面が固着しない矩形ボビンの外壁面と、に固着して、補強矩形ボビンが矩形空間を規定してもよい。このボイスコイル組立体では、隣り合う一組の矩形ボイスコイルの間に、矩形ボビンおよび矩形鉢巻部材、または、補強矩形ボビンからなる矩形空間が設けられて、矩形ボイスコイル同士が離間して略格子状に連結している。矩形鉢巻部材、または、補強矩形ボビンは、具体的には、クラフト紙、スパイラル紙の紙材料、もしくは、キャプトン、シルター、ティルの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成されているので、ボイスコイル組立体は、矩形ボイスコイル同士を密着させる構造にしなくても、スピーカー振動板を全面駆動するのに十分な強度を確保することができる。

その結果、このボイスコイル組立体では、矩形コイルの数を従来よりも減らしても同じ面積を有するスピーカー振動板を全面駆動できるので、ボイスコイル組立体の重量を軽減して、スピーカーの再生能率が高く、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる全面駆動の平面薄型のスピーカーを実現することができる。矩形ボビンの外壁面に固着する矩形鉢巻部材および補強矩形ボビンは、スピーカー振動板との間に狭持されないので、スピーカーの薄型化が図れるとともに、ボイスコイル組立体の複数の矩形ボイスコイルでの駆動力が、直接にスピーカー振動板に伝達される利点を有する。また、矩形鉢巻部材、または、補強矩形ボビンは、矩形ボビンと同一の材料を使うこともできるので、ボイスコイル組立体の製造コストを安価に抑制できる。

ここで、磁気回路は、平板状のプレートをそれぞれ冠した複数のマグネットと、マグネットと固着するヨークと、を備え、プレートとヨークの間に磁気空隙を形成し、隣接する一組のマグネットが、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁され、ボイスコイル組立体の隣接する一組のボイスコイルが、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。具体的には、磁気回路は、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠した複数のマグネットと、マグネットと固着するヨークと、を備え、プレートとヨークの間に矩形の磁気空隙を形成し、隣接する一組のマグネットが、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁され、ボイスコイル組立体の隣接する一組の矩形ボイスコイルが、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。つまり、本発明のスピーカーでは、それぞれの矩形コイルに同じ音声信号を供給する場合に発生する駆動力の作用する方向が同じ方向に揃うようにするために、矩形コイルおよび磁気回路を一組とすると、隣接する組の間で磁気回路の磁石を反対方向に着磁するとともに矩形コイルに流れる電流の向きを逆にしている。

したがって、ボイスコイル組立体の隣接する矩形コイル同士にほぼ同じ信号が供給される場合は、発生する磁束が逆向きになり、相互に打消すような関係になるので、矩形コイルには誘導電流が流れにくくなる。つまり、矩形コイルの自己インダクタンスならびに相互インダクタンスが低下するので、矩形コイルの間に発生する相互誘導の影響を低くすることができる。その結果、通常のアナログ信号を再生する動電型のスピーカーにおいても、このスピーカーを用いるデジタルスピーカー装置においても、歪成分が相対的に小さくなり、雑音の発生を抑えて、良好な音声再生が可能になる。これらの矩形コイル同士で相互誘導が低下するので、特に、音声信号よりも高い周波数帯域に変調されたデジタル信号を矩形コイルに入力するデジタルスピーカー装置では、アナログ信号への変換精度を向上させることができる。

なお、本発明のスピーカーでは、ボイスコイル組立体の矩形コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路が、矩形平板状のプレートをそれぞれ冠した複数のマグネットと、マグネットと固着するヨークと、を備え、プレートとヨークの間に矩形の磁気空隙を形成する。そして、上記のボイスコイル組立体に対応して、磁気回路のヨークが、矩形の磁気空隙の角部にボイスコイル組立体の矩形鉢巻部材が配置される挿通溝を有する。したがって、ボイスコイル組立体が磁気回路に接触することはなく、動作不良を少なくして薄型化を図ることができる。

さらに、本発明のスピーカーは、ボイスコイル組立体を振動可能に支持するダンパーを備える場合には、ボイスコイル組立体の矩形空間を利用すればよく、ダンパーは、矩形鉢巻部材または補強矩形ボビンと磁気回路またはフレームとを連結することができ、その結果、スピーカーの薄型化を図ることができる。

また、スピーカーのボイスコイル組立体は、金属箔から形成される導通補強部材をさらに備えていてもよい。導通補強部材は、短冊状の基体の部分が、矩形鉢巻部材の外壁面であって矩形ボイスコイルと矩形空間との境界部分に対応する部分に固定されるので、矩形ボイスコイルと矩形空間との境界部分を補強する。導通補強部材の短冊状の基体が、少なくとも２箇所の矩形ボイスコイルと矩形空間との境界部分を補強するので、スピーカー振動板を全面駆動するボイスコイル組立体の強度をさらに高めることができる。

この導通補強部材を備えるボイスコイル組立体では、矩形ボイスコイルの引出線の一端が、導通補強部材に導通するように接続される。その結果、導通補強部材が、複数の矩形ボイスコイルを直列接続、または、並列接続することができ、ボイスコイル組立体の製造工程を簡略化することができる。ボイスコイル組立体の導通補強部材は、接続線または錦糸線を介してフレームに設けられるスピーカー端子と導通するように接続すればよい。

また、例えば、この導通補強部材が、リン青銅等の金属箔から形成される場合には、短冊状の基体から一体に延設されるダンパー可動部と、支持可動部から延設されるダンパー固定部と、をさらに備えていてもよい。ダンパーを一体に形成される導通補強部材を備えるボイスコイル組立体を含むスピーカーは、導通するダンパー部分を接続線または錦糸線に代えて利用して、フレームに設けられるスピーカー端子と、矩形ボイスコイルとを導通させることができる。接続線または錦糸線を省略することで、さらにスピーカーの薄型化を図ることができる。

また、ボイスコイル組立体が備える矩形コイルは、矩形ボビンの外壁面に固定される外巻矩形コイルであっても、矩形ボビンの内壁面に固定される内巻矩形コイルであってもよい。外巻矩形コイルの場合には、矩形ボイスコイルの製造が容易になるので、ボイスコイル組立体の製造コストを安価に抑制することができる。また、内巻矩形コイルの場合には、内巻矩形コイルが固着される矩形ボビンと、矩形鉢巻部材または補強矩形ボビンと、の固着面の面積を外巻矩形コイルの場合に比べて大きくできるので、ボイスコイル組立体の強度をさらに大きくすることができる。

本発明のスピーカー並びにデジタルスピーカー装置は、複数のコイルの間に発生する相互誘導の影響が小さく、良好な音声再生が可能な全面駆動の平面薄型のスピーカー並びにデジタルスピーカー装置を実現することができる。

本発明のスピーカーを説明する平面図及び断面図である。（実施例１） 本発明のスピーカーを説明する展開図である。（実施例１） 本発明のスピーカーの磁気回路を説明する展開図である。（実施例１） 本発明のボイスコイル組立体を説明する展開図である。（実施例１） 本発明のスピーカー振動板を説明する斜視図である。（実施例１） 本発明のスピーカーの軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフである。（実施例１） 比較例のスピーカーの軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフである。（比較例１） 本発明の他のボイスコイル組立体を説明する展開図である。（実施例２） 本発明の他のスピーカーを説明する展開図である。（実施例３） 本発明の他のボイスコイル組立体を説明する展開図である。（実施例３） 本発明の他のボイスコイル組立体を説明する展開図である。（実施例４） 本発明のデジタルスピーカー装置を説明するブロックダイアグラムである。（実施例５） 本発明のデジタルスピーカー装置のボイスコイル間の誘導を説明するグラフである。（実施例５） 本発明のデジタルスピーカー装置において、実施例のスピーカーの軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフである。（実施例５） デジタルスピーカー装置において、比較例のスピーカーの軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフである。（比較例２）

以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー並びにデジタルスピーカー装置について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１および図２は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー１を説明する図である。具体的には、図１（ａ）は、スピーカー１の正面図であり、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ’断面の断面図であり、図１（ｃ）は、Ｂ−Ｂ’断面の断面図である。また、図２は、スピーカー１の構成を説明する展開図であり、説明に不要な一部の部品を除いた斜視図である。スピーカー１は、長方形の平面振動板２と、ボイスコイル組立体１０と、フレーム４と、マグネットを含む複数の磁気回路５と、を備え、全面駆動の平面薄型スピーカーを実現している。

本実施例の平面振動板２は、外形寸法が約１１５ｍｍ×３０ｍｍであって、発泡ＰＰ（ポリプロピレン）を材料として厚みを１．５ｍｍに成形した平面状のスピーカー振動板であり、その外周端部をエッジ３で振動可能に自由支持されている。断面がロール状のエッジ３の外周端部は、３つの磁気回路５を連結するフレーム４に固定される。フレーム４は、磁気回路５の背面側から覆うように形成された略凹字形の断面を有する部材であり、鉄等の磁性材料であっても、アルミ、樹脂、等の非磁性材料であっても良い。また、平面振動板２の背面側である磁気回路５の側には、ボイスコイル組立体１０が連結する。ボイスコイル組立体１０は、２つのダンパー９により、振動可能に自由支持されている。なお、図１のフレーム４は、ボイスコイル組立体１０のそれぞれの矩形ボイスコイル１１ａ、１１ｂ、ならびに、１１ｃにそれぞれ接続する（図示しない）スピーカー端子４０Ａ、４０Ｂ、ならびに、４０Ｃを背面側に有している。

図３は、本実施例の磁気回路５を説明する展開図である。磁気回路５は、プレート６と、マグネット７と、ヨーク８と、が接着剤で固着されて構成されている。プレート６およびヨーク８は、軟鉄、パーマロイ、等の磁性材料で形成されている。プレート６は、厚みが約２ｍｍの略直方体状の部材である。また、マグネット７は、それぞれ略直方体状の磁石であって、ネオジウム等の希土類を含む磁石材料で形成されている。また、ヨーク８は、Ａ−Ａ’断面が略Ｕ字状であって、略矩形平面状の底部８ａおよびこの底部８ａから４方向に延設される側壁部８ｂを備え、側壁部８ｂ同士の間には、挿通溝８ｃが形成されている。

磁気回路５は、矩形平板状のプレート６を冠したマグネット７が固着するヨーク８を備え、プレート６とヨーク８の側壁部８ｂとの間に矩形の磁気空隙を形成する。矩形の磁気空隙には、高い磁束密度を示す磁界が形成される。そして、磁気回路５は、後述するボイスコイル組立体１０の矩形鉢巻部材１４に対応して、矩形の磁気空隙の角部に、これに連通する挿通溝８ｃを有する。フレーム４は、矩形の磁気空隙を有する３つの磁気回路５（５ａ、５ｂ、５ｃ）を格子状に連結するので、それぞれの磁気回路５の矩形磁気空隙の一辺が、一直線上に配置され、また、磁気回路５の挿通溝８ｃも、一直線上に配置される。なお、後述するように、３つの磁気回路５は、隣接する一組のマグネット７が、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁されて配置される。

図４は、本実施例のボイスコイル組立体１０を説明する展開図である。ボイスコイル組立体１０は、合計３個の矩形ボイスコイル１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、これらを縦１列横３列の格子状に連結する矩形鉢巻部材１４と、を備える。矩形ボイスコイル１１は、厚さが約０．０８ｍｍのアルミを基材として断面形状を約２０．５ｍｍ×約２０．５ｍｍの矩形状に、そして、その全高を約８．５ｍｍに形成される矩形ボビン１２と、この矩形ボビン１２に固着される矩形コイル１３と、を含む。本実施例の矩形コイル１３は、矩形ボビン１２の外側壁面の一端側に固定されるその全高が約２．９ｍｍの外巻矩形コイルであり、これらは接着剤で連結している。したがって、それぞれの矩形ボイスコイル１１では、矩形ボビン１２の外壁面が、矩形コイル１３が固着しない他端側から約５．１ｍｍに渡って、外面側に露出する。なお、後述するように、隣接する一組の矩形ボイスコイル１１の矩形コイル１３は、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子４０に接続される。

一方、矩形鉢巻部材１４は、厚さが約０．０５ｍｍのアルミを基材として、その全高を約５．０ｍｍ、その断面形状を約１０４．１ｍｍ×約２１．４ｍｍの矩形状に形成した部材である。矩形鉢巻部材１４は、内壁面に矩形ボビン１２の外壁面を接着剤で固着して矩形ボイスコイル１１を連結し、ボイスコイル組立体１０を構成する。すなわち、ボイスコイル組立体１０では、矩形鉢巻部材１４の内壁面の一部が、複数の矩形ボイスコイル１１の矩形ボビン１２のいずれかの外壁面に固着する。また、ボイスコイル組立体１０では、矩形鉢巻部材１４の内壁面が固着しない矩形ボビン１２の外壁面と、矩形鉢巻部材１４の内壁面の矩形ボビン１２の外壁面と固着しない部分とが、隣り合う一組の矩形ボイスコイル１１の間に約２０．８ｍｍ×約２０．８ｍｍの矩形空間１５を規定し、矩形鉢巻部材１４が、矩形ボイスコイル１１同士を離間して略格子状に連結している。矩形鉢巻部材１４は、矩形ボビン１２と同一の材料を使うこともできるので、ボイスコイル組立体１０の製造コストを安価に抑制できる。矩形ボビン１２および矩形鉢巻部材１４は、一端側と他端側とが電気的には接続しない状態で、機械的に環状に形成される。

また、ボイスコイル組立体１０の矩形鉢巻部材１４は、隣り合う一組の矩形ボイスコイル１１の間に矩形空間１５を規定するので、図２に示すように、この矩形空間１５を利用して、スピーカー１の動作不良を少なくして薄型化を図ることができる。すなわち、矩形空間１５を形成する矩形鉢巻部材１４の一部が、磁気回路５の挿通溝８ｃに配置されるので、平面振動板２に連結するボイスコイル組立体１０が上下に振動しても、磁気回路５に接触しにくくなる。スピーカー１は、ダンパーを備えることにより、平面振動板２およびボイスコイル組立体１０を含む振動系の動作を安定させて、良好な音声再生を実現することができる。

また、ボイスコイル組立体１０の矩形空間１５を利用すれば、ボイスコイル組立体１０を振動可能に支持するダンパー９を設けることができる。本実施例のダンパー９は、２カ所の矩形空間１５に対応した略矩形状のダンパーであって、フレーム４に固定される固定部と、ボイスコイル組立体１０の矩形鉢巻部材１４に連結する連結部と、固定部と連結部との間に形成される支持可動部と、を有する。ダンパー９は、綿糸、アラミド繊維糸等の織布にフェノール樹脂、メラミン樹脂等の樹脂を含浸したプリプレグを基材として、金型で加熱成型することにより製造される。ダンパー９の固定部は、矩形空間１５の内側に位置する内側固定部と、矩形空間１５の外側に位置する外側固定部と、を含み、ダンパー９の連結部は、ボイスコイル組立体１０の全高よりもその全高が低い矩形鉢巻部材１４に連結するので、磁気回路５に接触するのを回避して、スピーカー１の薄型化を図ることができる。

図５は、本実施例の平面振動板２を説明する斜視図であり、平面振動板２の背面側を露出させた図である。平面振動板２は、厚みが約１．５ｍｍの発泡ＰＰ（ポリプロピレン）の基材を材料として、プラグアシストを併用した真空成形法でその厚みをほぼ一定にして成形した平面状のスピーカー振動板であり、前面側に隆起する格子状凸面、および、背面側に窪む格子状凹面を形成し、背面側に複数の矩形コイルを含むボイスコイル組立体を連結する格子状連結部２０と、格子状連結部２０の内側に規定される５つの矩形振動面部２１と、格子状連結部２０の外側に規定される外周振動面部２２と、を備える。

すなわち、平面振動板２の格子状連結部２０は、背面側にボイスコイル組立体１０を連結する深さ約１．０ｍｍの背面側に窪む格子状凹面を形成する溝部であって、前面側に隆起する格子状凸面を形成する。したがって、格子状連結部２０は、平面振動板２の全体の剛性を高めるリブとして作用するとともに、格子状連結部２０の内側には５つの矩形振動面部２１を、格子状連結部２０の外側には外周振動面部２２を、規定する。外周振動面部２２には、エッジ３の内周端側が連結する。

また、平面振動板２のそれぞれの矩形振動面部２１は、図示するように、その前面側に凸状の断面形状を有する。格子状連結部２０の内側に規定されるこれらの矩形振動面部２１が、平面振動板２の放射面積としては、最も広い面積を占めるので、複数の矩形振動面部のそれぞれが、前面側に凸状又は凹状の断面形状を有して十分な剛性を有しているのが好ましい。５つの矩形振動面部２１のうち、両端および中央の矩形振動面部２１では、その背面側の格子状連結部２０にボイスコイル組立体１０を構成する矩形ボビン１２が固着する。一方、他の２つ矩形振動面部２１では、その背面側の格子状連結部２０にボイスコイル組立体１０を構成する矩形鉢巻部材１４が固着する。

本実施例の３つの磁気回路５は、隣接する一組のマグネット７が、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁されて配置される。具体的には、両端の磁気回路５ａおよび５ｃは、同一方向に着磁される磁気回路であり、磁気回路５ａおよび５ｃに隣接する磁気回路５ｂは、反対方向に着磁される磁気回路である。また、ボイスコイル組立体１０では、隣接する一組の矩形ボイスコイル１１の矩形コイル１３は、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。具体的には、両端に位置する矩形ボイスコイル１１ａの矩形コイル１３および矩形ボイスコイル１１ｃの矩形コイル１３は、それぞれに流れる音声信号電流Ｉが、同一回転方向になるようにスピーカー端子４０Ａおよび４０ｃにそれぞれ接続される。一方で、矩形ボイスコイル１１ａおよび１１ｃに隣接する矩形ボイスコイル１１ｂの矩形コイル１３は、その反対の回転方向になるようにスピーカー端子４０Ｂに接続される。

したがって、それぞれの矩形コイル１３で発生する駆動力が、図示する上方向、あるいは下方向のいずれかの同一方向に揃うので、矩形ボビン１２を矩形鉢巻部材１４で連結したボイスコイル組立体１０は、連結する平面振動板２の全面を上下に駆動することができる。本実施例のボイスコイル組立体１０では、矩形ボビン１２および矩形鉢巻部材１４が、軽量で、かつ、矩形状に形成した場合に十分な剛性を有するアルミ材料で形成されているので、矩形ボイスコイル１１同士を密着させる構造にしなくても、平面振動板２を全面駆動するのに十分な強度を確保することができる。スピーカー１は、平面振動板２を全面駆動することで、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる。

また、本実施例のスピーカー１は、隣り合う一組の矩形ボイスコイル１１の間に矩形空間１５を設け、駆動力を発生する矩形コイル１３の数を従来よりも減らしても、銅又はアルミを含む金属導線からなる矩形コイル１３が減少する分だけ重量が軽くなるので、ボイスコイル組立体１０の重量を軽減することができ、スピーカー１の再生能率を高くすることができる。さらに、本実施例のボイスコイル組立体１０では、矩形鉢巻部材１４が、矩形ボビン１２の外壁面に固着して、平面振動板２との間に狭持されない。したがって、ボイスコイル組立体１０の３つの矩形ボイスコイル１１での駆動力が、矩形ボビン１２から直接に平面振動板２に伝達される利点を有し、高域限界周波数が高くなり、広い再生周波数帯域を確保することができる。

なお、ボイスコイル組立体１０の矩形ボビン１２、または、矩形鉢巻部材１４は、アルミ以外でも、クラフト紙、スパイラル紙の紙材料、もしくは、キャプトン、シルター、ティルの樹脂材料、もしくは、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成されていればよく、同じ材料でなく異なる材料をそれぞれ用いても良い。また、平面振動板２は、他の発泡樹脂材料によるものであっても良く、例えば、ＰＳＰ（ポリスチレンペーパー）の成形板であればよい。また、平面振動板２は、抄紙成形された紙振動板であってもよい。エッジ３も、例えば、他の布、ゴム（材料：発泡ゴム）といった材料を含むコルゲーション形状のものであってもよい。

また、本実施例のボイスコイル組立体１０が備える矩形コイル１３は、矩形ボビン１２の外壁面に固定される外巻矩形コイルであるが、矩形ボビン１２の内壁面に固定される内巻矩形コイルであってもよい。外巻矩形コイルの場合には、矩形ボイスコイルの製造が容易になるので、ボイスコイル組立体１０の製造コストを安価に抑制することができる。また、内巻矩形コイルの場合には、内巻矩形コイルが固着される矩形ボビン１２と矩形鉢巻部材１４との固着面の面積を外巻矩形コイル１３の場合に比べて大きくできるので、ボイスコイル組立体１０の強度をさらに大きくすることができる。

図６は、本実施例のスピーカー１の軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフであり、具体的には、増幅器を介して２００Ｈｚの正弦波信号を直列接続した矩形ボイスコイル１１に入力する場合に、横軸が周波数で、縦軸が音圧レベルである。コイルである矩形ボイスコイル１１に音声信号が供給されると、磁束線が発生して磁気回路５を構成する磁石及び軟磁性材料を通過する結果、これらの非線形特性により電流信号には非線形歪み成分が発生し、高いレベルの高調波歪が生じる。本実施例のスピーカー１では上記のように、矩形ボイスコイル１１および磁気回路５を一組とすると、隣接する矩形ボイスコイル１１および磁気回路５の組の間で、磁気回路５の磁石を反対方向に着磁するとともに矩形コイル１３に流れる電流の向きが逆になるようにしたうえで、３つの矩形コイル１３を並列接続している。一方、図７は、（図示しない）比較例のスピーカー１ｚの場合である。比較例のスピーカー１ｚでは、３つの磁気回路５のマグネット７を同一方向に着磁してあり、対応するそれぞれの矩形ボイスコイル１１に流れる音声信号電流Ｉが、同一回転方向になるようにスピーカー端子４０にそれぞれ接続される。比較例のスピーカー１ｚは、他の部分は共通するので、説明及び図示を省略する。

本実施例のスピーカー１では、全ての矩形ボイスコイル１１に流れる音声信号電流が同一方向である比較例に比較して、隣接する矩形ボイスコイル１１同士（１１ａおよび１１ｂ、あるいは、１１ｂおよび１１ｃ）にほぼ同じ信号が供給される場合は、発生する磁束が逆向きになり、相互に打消すような関係になるので、矩形コイル１３には誘導電流が流れにくくなる。その結果、２次、３次といった低次の高調波歪が低下するだけでなく、５次以上の高次の高調波歪が著しく減少する。一列に並ぶ３つの矩形ボイスコイル１１のうちで、中央の矩形ボイスコイル１１ｂに流れる音声信号電流の向きを反対にすれば、それぞれの矩形コイル１３の自己インダクタンスを低下させるだけでなく、複数の矩形コイル１３の間に発生する相互誘導の影響を低くすることができる。本実施例のスピーカー１では、他の矩形コイル１３に音声信号が漏れにくくなり、歪成分が相対的に小さくなり、雑音の発生を抑えて、良好な音声再生が可能になる。

また、本実施例のスピーカー１の場合には、ボイスコイル組立体１０が、３つの矩形ボイスコイル１１の間に２つの矩形空間１５が配置されている縦１列の格子状であるが、ボイスコイル組立体は、これらの１列の場合に限定されるものではなく、縦方向および横方向が２列以上であっても良い。スピーカー１は、様々な設計変更の要求に対応が可能で、磁気効率の高いそれぞれの磁気回路５を連結するフレーム４を用意することで、様々な大きさを有する平面振動板２に対応して、これを全面駆動するスピーカーを構成することができる。

また、本実施例のスピーカー１の場合には、ボイスコイル組立体１０の矩形鉢巻部材１４が、３つの矩形ボイスコイル１１を格子状に連結し、これらの間に２つの矩形空間１５を規定しているが、複数のボイスコイルの間に規定される空間は、矩形の場合に限られるものではなく、複数のボイスコイルを連結する鉢巻部材を用いるものであれば、円形等の他の環状の形状であってもよい。また、ボイスコイルを構成するボビンならびにコイルも、矩形の場合に限られずに円形、楕円形、トラック形、等の形状であってもよい。

図８は、本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体１０ａを説明する展開図である。ボイスコイル組立体１０ａは、先の実施例のボイスコイル組立体１０に代えて、（図示しない）スピーカー１ａの振動系を構成する部材であり、合計３個の矩形ボイスコイル１１と、これらを縦１列横３列の格子状に連結する矩形鉢巻部材１４に加えて、断面形状が矩形状に形成される補強矩形ボビン１６を２つさらに備える。本実施例のスピーカー１ａと、先の実施例のスピーカー１とは、ボイスコイル組立体の構成以外は共通である。上記の通り、３つの磁気回路５は、隣接する一組のマグネット７が、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁されて配置される。したがって、先の実施例と同一部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。

ボイスコイル組立体１０ａを構成する補強矩形ボビン１６は、厚さが約０．０８ｍｍのアルミを基材として断面形状を約２０．５ｍｍ×約２０．５ｍｍの矩形状に、そして、その全高を約５．０ｍｍに形成されている。２つの補強矩形ボビン１６は、それぞれ離隔して配置された３つの矩形ボイスコイル１１の間に挟み込まれるように接着剤で連結され、その外周側を矩形鉢巻部材１４で巻回される。したがって、補強矩形ボビン１６の外壁面は、矩形鉢巻部材１４の内壁面の一部と、格子状に隣り合う一組の矩形ボイスコイル１１の矩形鉢巻部材１４の内壁面が固着しない矩形ボビン１２の外壁面と、に固着する。また、ボイスコイル組立体１０ａでは、これら２つの補強矩形ボビン１６が、それぞれ矩形空間１５を規定する。なお、ボイスコイル組立体１０ａでは、先述の実施例の通り、隣接する一組の矩形ボイスコイル１１の矩形コイル１３は、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。具体的には、両端に位置する矩形ボイスコイル１１ａの矩形コイル１３および矩形ボイスコイル１１ｃの矩形コイル１３は、それぞれに流れる音声信号電流Ｉが、同一回転方向になるようにスピーカー端子にそれぞれ接続される。一方で、矩形ボイスコイル１１ａおよび１１ｃに隣接する矩形ボイスコイル１１ｂの矩形コイル１３は、その反対の回転方向になるようにスピーカー端子４０に接続される。

すなわち、ボイスコイル組立体１０ａは、隣り合う一組の矩形ボイスコイル１１（１１ａおよび１１ｂ、あるいは、１１ｂおよび１１ｃ）の間に、矩形鉢巻部材１４のみならず、補強矩形ボビン１６からなる矩形空間１５が設けられて、矩形ボイスコイル１１同士が離間して略格子状に連結している。したがって、ボイスコイル組立体１０ａは、矩形ボイスコイル１１同士を密着させる構造にしなくても、平面振動板２を全面駆動するのに十分な強度を確保することができる。また、本実施例のように、矩形鉢巻部材１４および補強矩形ボビン１６を、矩形ボビン１２と同一の材料を使って構成すれば、ボイスコイル組立体１０ａの製造コストを安価に抑制できる。

一方で、先の実施例のボイスコイル組立体１０の場合には、矩形鉢巻部材１４を備えることで剛性が向上するので、比較例の場合よりもローリング振動が抑制される。また、本実施例のボイスコイル組立体１０ａの場合には、補強矩形ボビン１６を備えてさらに剛性が向上するので、ローリング振動を最も抑制できる。すなわち、先の実施例のボイスコイル組立体１０の場合、あるいは、本実施例のボイスコイル組立体１０ａの場合には、平面振動板２を全面駆動することで、分割振動が発生しにくくて平坦な音圧周波数特性が得られる。

なお、本実施例のスピーカー１の場合には、ボイスコイル組立体１０または１０ａが、３つの矩形ボイスコイル１１の間に２つの矩形空間１５が配置されている縦１列の格子状であるが、ボイスコイル組立体は、これらの１列の場合に限定されるものではなく、縦方向および横方向が２列以上であっても良い。スピーカー１は、様々な設計変更の要求に対応が可能で、磁気効率の高いそれぞれの磁気回路５を連結するフレーム４を用意することで、様々な大きさを有する平面振動板２に対応して、これを全面駆動するスピーカーを構成することができる。

図９は、本発明の他の好ましい実施形態によるスピーカー１ｄの構成を説明する展開図であり、説明に不要な一部の部品を除いた斜視図である。スピーカー１ｄは、長方形の平面振動板２と、ボイスコイル組立体１０ｄと、フレーム４と、マグネットを含む２つの磁気回路５ｄ１および５ｄ２と、を備え、先の実施例のスピーカー１と外形寸法が異なる細長形の全面駆動の平面薄型スピーカーを実現している。したがって、先の実施例と共通する部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。なお、図９のフレーム４は、ボイスコイル組立体１０ｄのそれぞれの矩形ボイスコイル１１ｄ１ならびに１１ｄ２にそれぞれ接続する（図示しない）スピーカー端子４０Ａならびに４０Ｂを背面側に有している。

図１０は、ボイスコイル組立体１０ｄを説明する展開図である。ボイスコイル組立体１０ｄは、先の実施例のボイスコイル組立体１０と同様にスピーカー１ｄの振動系を構成する部材であり、合計２個の一組の矩形ボイスコイル１１（具体的には、１１ｄ１および１１ｄ２）と、これらを縦１列に連結する矩形鉢巻部材１４と、断面形状が矩形状に形成される１個の補強矩形ボビン１６と、を備える。このボイスコイル組立体１０ｄでは、矩形ボイスコイル１１および補強矩形ボビン１６が、長軸方向に長い長方形である。また、ボイスコイル組立体１０ｄは、金属箔から形成されてダンパーおよび接続線を兼ねる４つの導通補強部材１７を備える。

矩形ボイスコイル１１は、厚さが約０．０８ｍｍのアルミを基材として断面形状を約２３．０ｍｍ×約８．０ｍｍの矩形状に、そして、その全高を約４．７ｍｍに形成される矩形ボビン１２と、この矩形ボビン１２に固着される矩形コイル１３と、を含む。本実施例の矩形コイル１３は、矩形ボビン１２の外側壁面の一端側に固定されるその全高が約２．３ｍｍの外巻矩形コイルであり、これらは接着剤で連結している。したがって、それぞれの矩形ボイスコイル１１では、矩形ボビン１２の外壁面が、矩形コイル１３が固着しない他端側から約２．１ｍｍに渡って、外面側に露出する。

一方、矩形鉢巻部材１４は、厚さが約０．０５ｍｍのクラフト紙を基材として、その全高を約１．５ｍｍ、その断面形状を約７０．０ｍｍ×約８．０ｍｍの矩形状に形成した部材である。矩形鉢巻部材１４は、内壁面に矩形ボビン１２の外壁面を接着剤で固着して矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２を連結し、ボイスコイル組立体１０ｄを構成する。また、ボイスコイル組立体１０ｄを構成する補強矩形ボビン１６は、厚さが約０．０８ｍｍのアルミを基材として断面形状を約２３．０ｍｍ×約８．０ｍｍの矩形状に、そして、その全高を約２．０ｍｍに形成されている。補強矩形ボビン１６は、２つの矩形ボイスコイル１１ｄ１と１１ｄ２との間に挟み込まれるように接着剤で連結され、その外周側を矩形鉢巻部材１４で巻回される。したがって、補強矩形ボビン１６の外壁面は、矩形鉢巻部材１４の内壁面の一部と、一組の矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２の矩形鉢巻部材１４の内壁面が固着しない矩形ボビン１２の外壁面と、に固着する。また、ボイスコイル組立体１０ｄでは、この補強矩形ボビン１６が矩形空間１５を規定する。

導通補強部材１７は、導電性および弾性力を有する厚さ約５０μｍのリン青銅の金属箔で形成されている。導通補強部材１７の基体１７ａは、長軸方向の長さ約２７．０ｍｍで、全高が約１．５ｍｍの短冊状の部分である。導通補強部材１７の基体１７ａは、矩形鉢巻部材１４の外壁面であって矩形ボイスコイル１１と矩形空間１５との境界部分に対応する部分に固定されると、これらの境界部分を補強する。矩形ボイスコイル１１と矩形空間１５との境界部分に対応する部分とは、本実施例の場合には、ボイスコイル組立体１０ｄを短軸方向から側面視した場合に、矩形ボビン１２の外壁面と補強矩形ボビン１６の外壁面とが、固着する部分である。具体的には、矩形ボイスコイル１１ｄ１と補強矩形ボビン１６との境界部分の２箇所、または、矩形ボイスコイル１１ｄ２と補強矩形ボビン１６との境界部分の２箇所、である。

つまり、４つの導通補強部材１７は、矩形鉢巻部材１４に長軸を挟むように取り付けられて、矩形ボイスコイル１１ｄ１と補強矩形ボビン１６との境界部分と、矩形空間１５を規定する補強矩形ボビン１６と、補強矩形ボビン１６と矩形ボイスコイル１１ｄ２との境界部分と、を補強する。したがって、ボイスコイル組立体１０ｄでは、平面振動板２を全面駆動するのに十分な強度を確保することができる。スピーカー１ｄは、平面振動板２を全面駆動することで、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる。

また、導通補強部材１７の基体１７ａには、矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２のそれぞれの引出線の一端が、導通するようにそれぞれ接続されている。コイルの引出線の一端は、導通補強部材１７の基体１７ａの表面にハンダ付けされている。図９ないし図１０に図示するボイスコイル組立体１０ｄでは、矩形ボイスコイル１１ｄ１の手前側の導通補強部材１７（＋）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻始めの一端が接続されている。一方、奥側の導通補強部材１７（−）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻終わりの一端が接続されている。さらに、矩形ボイスコイル１１ｄ２の手前側の導通補強部材１７（−）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻終わりの一端が接続されている。一方、奥側の導通補強部材１７（−）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻始めの一端が接続されている。したがって、矩形ボイスコイル１１ｄ１の矩形コイル１３および矩形ボイスコイル１１ｄ２の矩形コイル１３は、それぞれに流れる音声信号電流Ｉが、反対の回転方向になるように（図示しない）スピーカー端子４０Ａおよび４０Ｂにそれぞれ接続される。

さらに、２つの磁気回路５ｄ１および５ｄ２は、お互いのマグネット７が、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁されて配置される。また、このボイスコイル組立体１０ｄでは、上記の通り、矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２のそれぞれの矩形コイル１３は、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子に接続される。したがって、それぞれの矩形コイル１３で発生する駆動力が、図示する上方向、あるいは下方向のいずれかの同一方向に揃うので、それぞれの矩形ボビン１２を矩形鉢巻部材１４で連結したボイスコイル組立体１０ｄは、連結する平面振動板２の全面を上下に駆動することができる。

さらに、導通補強部材１７の基体１７ａは、その中央付近から一体に延設されて断面がロール形状に成形されるダンパー可動部１７ｂと、ダンパー可動部１７ｂから延設されて折り返した平板状のダンパー固定部１７ｃと、をさらに備える。ダンパー固定部１７ｃは、フレーム５に接着剤で固定される。したがって、２つの導通補強部材１７は、ダンパー可動部１７ｂがボイスコイル組立体１０ｄの振動に伴って変形できるので、先の実施例でのダンパー９に代わるボイスコイル組立体１０ｄを振動可能に支持するダンパーを構成する。このボイスコイル組立体１０ｄを用いるスピーカー１ｄは、ダンパーを備えることにより、平面振動板２およびボイスコイル組立体１０ｄを含む振動系の動作を安定させて、良好な音声再生を実現することができる。

また、導通補強部材１７の基体１７ａから延設されるダンパー固定部１７ｃは、フレーム４に固定されるとともに、フレーム４に設けられる（図示しない）スピーカー端子４０と、（図示しない）接続線を介して導通するように接続されている。つまり、矩形ボイスコイル１１ｄ１については、図９ないし図１０に図示する手前側の導通補強部材１７にスピーカー端子４０Ａの（図示しない）正極端子が接続線を介して接続し、奥側の導通補強部材１７にスピーカー端子４０Ａの（図示しない）負極端子が接続線を介して接続する。同様に、矩形ボイスコイル１１ｄ２については、図９ないし図１０に図示する奥側の導通補強部材１７にスピーカー端子４０Ｂの（図示しない）正極端子が接続線を介して接続し、手前側の導通補強部材１７にスピーカー端子４０Ａの（図示しない）負極端子が接続線を介して接続する。

なお、導通補強部材１７のダンパー可動部１７ｂと、ダンパー固定部１７ｃの形状は、本実施例の場合のような形状に限られない。ダンパー可動部１７ｂは、更に細いアーム状のロールであってもよく、また、蝶ダンパーのように湾曲するものであってもよい。また、導通補強部材１７の基体１７ａから延設されるダンパー固定部１７ｃは、フレーム４に固定される平板状の部分のみならず、フレーム４に設けられるスピーカー端子４０に代わるスピーカー端子としての（図示しない）切片部分を、さらに延設して形成するものであってもよい。このように導通補強部材１７を形成すれば、ダンパー固定部１７ｃとスピーカー端子とを導通させる上記のような接続線を省略することができる。

スピーカー１ｄでは、ダンパーを構成する２つの導通補強部材１７のダンパー可動部１７ｂおよびダンパー固定部１７ｃを介して矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２にそれぞれ音声信号を供給することができるので、音声信号を供給する錦糸線等の接続線を削減することができる。導通補強部材１７のダンパー可動部１７ｂおよびダンパー固定部１７ｃは、ボイスコイル組立体１０ｄの全高よりもその全高が低い矩形鉢巻部材１４に連結するので、磁気回路５に接触するのを回避して、スピーカー１ｄの薄型化を図ることができる。また、錦糸線等の接続線を削減できるので、さらにスピーカー１ｄの薄型化を図ることができる。

図１１は、本発明の他の好ましい実施形態によるボイスコイル組立体１０ｅを説明する展開図である。ボイスコイル組立体１０ｅは、先の実施例のボイスコイル組立体１０ｄと同様にスピーカー１ｄの振動系を構成する部材であり、合計２個の一組の矩形ボイスコイル１１（具体的には、１１ｄ１および１１ｄ２）と、これらを縦１列に連結する矩形鉢巻部材１４と、断面形状が矩形状に形成される１個の補強矩形ボビン１６と、を備え、２つの磁気回路５ｄ１および５ｄ２は、お互いのマグネット７が、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁されて配置される点で共通する。したがって、先の実施例と共通する部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施例のボイスコイル組立体１０ｅは、先の実施例における導通補強部材１７に代えて金属箔から形成されて接続線を兼ねる４個の導通補強部材１８を備え、また、矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２の間に配置される断面形状が矩形状に形成される１個の補強矩形ボビン１６を備える、という点で相違する。導通補強部材１８には、それぞれ錦糸線１９の一端側がハンダ付けされて固定されている。補強矩形ボビン１６は、上記の他の実施例と同様であり、説明を省略する。なお、このボイスコイル組立体１０ｅを用いるスピーカーは、良好な音声再生を実現するように、他に（図示しない）ダンパーを備えてもよい。

導通補強部材１８は、導電性および弾性力を有する厚さ約５０μｍのリン青銅の金属箔で形成されている。導通補強部材１８は、長軸方向の長さ約６０．０ｍｍで、全高が約１．５ｍｍの短冊状の部分である。導通補強部材１８は、隣り合う一組の矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２の間に規定される矩形空間１５の長軸方向の一辺（約２３．０ｍｍ）よりも長い全長を有するので、矩形鉢巻部材１４の外壁面であって矩形ボイスコイル１１と矩形空間１５との境界部分に対応する部分に固定されると、これらの境界部分を補強する。したがって、ボイスコイル組立体１０ｅでは、平面振動板２を全面駆動するのに十分な強度を確保することができる。スピーカー１ｅは、平面振動板２を全面駆動することで、分割振動が発生しにくくて平坦な周波数特性が得られる。

また、導通補強部材１８には、矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２のそれぞれの引出線の一端が、導通補強部材に導通するように接続されている。図１１に図示するボイスコイル組立体１０ｅでは、手前側の導通補強部材１８には、矩形ボイスコイル１１ｄ１の矩形コイル１３の引出線のうち、巻始めの一端が接続されている。一方、奥側の導通補強部材１８（−）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻終わりの一端が接続されている。さらに、矩形ボイスコイル１１ｄ２の手前側の導通補強部材１８（−）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻終わりの一端が接続されている。一方、奥側の導通補強部材１８（−）には、矩形コイル１３の引出線のうち、巻始めの一端が接続されている。

また、それぞれの導通補強部材１８は、錦糸線１９を介してフレーム４に設けられる（図示しない）スピーカー端子４０Ａおよび４０Ｂと導通するようにそれぞれ接続されている。したがって、矩形ボイスコイル１１ｄ１の矩形コイル１３および矩形ボイスコイル１１ｄ２の矩形コイル１３は、それぞれに流れる音声信号電流Ｉが、反対の回転方向になるように（図示しない）スピーカー端子４０Ａおよび４０Ｂにそれぞれ接続される。それぞれの矩形コイル１３で発生する駆動力が、図示する上方向、あるいは下方向のいずれかの同一方向に揃うので、それぞれの矩形ボビン１２を矩形鉢巻部材１４で連結したボイスコイル組立体１０ｄは、連結する平面振動板２の全面を上下に駆動することができる。ボイスコイル組立体１０ｅを用いるスピーカー１ｄでは、２組の導通補強部材１８および錦糸線１９を介して矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２に音声信号を供給することができる。先の実施例の導通補強部材１７の場合に比較して、導通補強部材１８を含むボイスコイル組立体１０ｅが軽量化できるので、再生音圧レベルを高めるスピーカー１ｄを実現できる。

導通補強部材１７または１８は、例えば、ベリリウム銅等のリン青銅以外の他の金属箔から形成されるものであってもよい。導通補強部材１７または１８は、矩形鉢巻部材１４の外壁面であって矩形ボイスコイル１１と矩形空間１５との境界部分に対応する部分を補強するように固定されるものであれば、短冊状に限らず、折曲部分を含む構成であっても良い。また、先の実施例の導通補強部材１７または１８は、矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２の引出線の一端が接続して、これらを導通させているが、他の手段により矩形ボイスコイル１１ｄ１および１１ｄ２が接続されている場合には、必ずしも引出線の一端を接続しなくてもよい。

上記実施例のスピーカー１ｄまたは１ｅでは、２つの磁気回路５ｄ１および５ｄ２の磁石を同一方向に着磁してあり、対応するそれぞれの矩形ボイスコイル１１に流れる音声信号電流Ｉが、同一回転方向になる比較例の（図示しない）スピーカー１ｙに比較して、２次、３次といった低次の高調波歪が低下するだけでなく、５次以上の高次の高調波歪が減少する。一列に並ぶ２つの矩形ボイスコイル１１の２つの矩形コイル１３に流れる音声信号電流の向きを反対にすれば、それぞれの矩形コイル１３の自己インダクタンスを低下させるだけでなく、２つ矩形コイル１３の間に発生する相互誘導の影響を低くすることができる。本実施例のスピーカー１ｅでは、他の矩形コイル１３に音声信号が漏れにくくなり、歪成分が相対的に小さくなり、雑音の発生を抑えて、良好な音声再生が可能になる。

図１２は、本発明の他の好ましい実施形態によるデジタルスピーカー装置１００を説明するブロックダイアグラムである。デジタルスピーカー装置１００は、先の実施例のスピーカー１と、スピーカー１が取り付けられるキャビネット４１と、デジタルスピーカーの駆動回路５０と、から構成される。デジタルスピーカー装置１００は、駆動回路５０の入力端子Ｉｎｐｕｔに入力されるデジタル音声信号を、Ｄ／Ａ変換器を介してアナログ音声信号に変換することなくスピーカー１へ出力し、スピーカー１が音声信号を音波に変換して音声再生を行なう音響再生装置である。

具体的には、スピーカー１は、３つの矩形ボイスコイル１１を含むボイスコイル組立体１０を含み、それぞれの矩形ボイスコイル１１のそれぞれの矩形コイル１３は、キャビネット４１のスピーカー端子４２Ａ、４２Ｂおよび４２Ｃにそれぞれ接続する。つまり、キャビネット４１のスピーカー端子４２Ａ、４２Ｂおよび４２Ｃは、スピーカー１のスピーカー端子４０Ａ、４０Ｂおよび４０Ｃにそれぞれ接続する。また、駆動回路５０は、入力される音声信号を、スピーカー１の３つの矩形ボイスコイル１１へデジタル信号で出力して音声再生が可能なように、ΔΣ変調する。駆動回路５０は、音声信号をデジタル変調する変調回路５１と、変調回路５１の３つの出力信号をそれぞれ増幅する増幅器５２Ａ、５２Ｂおよび５２Ｃと、増幅器５２Ａ、５２Ｂおよび５２Ｃがそれぞれ接続される出力端子５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃを有する。３つの出力端子５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃは、それぞれの矩形コイル１３に対応するスピーカー端子４２Ａ、４２Ｂおよび４２Ｃにそれぞれ接続する。

図１３は、デジタルスピーカー装置１００のボイスコイル間の誘導を説明するグラフである。本実施例の駆動回路５０の変調回路５１における搬送波信号の周波数は、約６ＭＨｚである。したがって、６ＭＨｚの矩形波信号をボイスコイルスピーカー１の矩形コイル１３の１つに接続するスピーカー端子４０Ａに入力する場合に、隣の矩形コイル１３へ漏れる搬送波信号（Ｏｒｄｅｒ＝１）とその２次から４次の高調波成分（Ｏｒｄｅｒ＝２〜４）を測定する。図１３では、隣接する一組の磁気回路５のマグネット７が、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁され、ボイスコイル組立体１０の隣接する一組の矩形ボイスコイル１３が、それぞれ反対方向に電流が流れるようにスピーカー端子４０に接続される実施例１のスピーカー１の場合（ａ）を右側に、３つの磁気回路５のマグネット７を同一方向に着磁してあり、対応するそれぞれの矩形ボイスコイル１１に流れる音声信号電流Ｉが、同一回転方向になるようにスピーカー端子４０にそれぞれ接続される比較例のスピーカー１ｚの場合（ｂ）を左側に、棒グラフ表示している。

本実施例のデジタルスピーカー装置１００では、比較例のスピーカー１ｚを用いる場合に比較して、搬送波信号の漏洩が数ｄＢ低下する。それだけでなく、搬送波信号の２次〜４次の高調波成分の漏洩もそれぞれ低下する。本実施例のデジタルスピーカー装置１００を構成するスピーカー１のボイスコイル組立体１０では、隣接する矩形ボイスコイル１１同士（１１ａおよび１１ｂ、あるいは、１１ｂおよび１１ｃ）にほぼ同じ信号が供給される場合は、発生する磁束が逆向きになり、相互に打消すような関係になるので、矩形コイル１３にはさらに誘導電流が流れにくくなる。本実施例デジタルスピーカー装置１００では、複数の矩形コイル１３の間に発生する相互誘導の影響を実質的に低くすることができるので、他の矩形コイル１３に音声信号が漏れにくくなり、アナログ信号への変換精度を向上させることができる。デジタルスピーカー装置１００では、歪成分が相対的に小さくなり、雑音の発生を抑えて、良好な音声再生が可能になる。

図１４は、本実施例のデジタルスピーカー装置１００において、上記実施例のスピーカー１を用いる場合のスピーカーの軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフである。また、図１５は、デジタルスピーカー装置１００において、スピーカー１を先の比較例のスピーカー１ｚに変更した場合のスピーカーの軸上１ｍでの音圧特性の歪み特性を示すグラフである。具体的には、それぞれ４００Ｈｚの正弦波信号を駆動回路５０に入力する場合に、音波として再生される音圧波形に現れる高調波歪成分を、横軸が周波数で縦軸が音圧レベルで表示している。

図１４および１５に示すように、デジタルスピーカー装置１００において実施例のスピーカー１を用いる場合は、比較例のスピーカー１ｚに比較して、２次、３次といった低次の高調波歪が低下するだけでなく、５次以上の高次の高調波歪が著しく減少する。本実施例デジタルスピーカー装置１００では、隣接する矩形ボイスコイル１１同士で発生する磁束が逆向きになり、相互に打消すような関係になるので、複数の矩形コイル１３の間に発生する相互誘導の影響が低くなるからである。本実施例のデジタルスピーカー装置１００では、歪成分が相対的に小さくなり、アナログ信号への変換精度を向上させて雑音の発生を抑え、良好な音声再生が可能になる。

なお、スピーカー１は、他の先述の実施例のスピーカー１ａ、１ｄ、１ｅのいずれかでもよい。また、駆動回路５０の変調回路５１は、出力するコイルの数が３つである場合以外にも、出力数に応じた信号変換を施して信号を出力することができるものであればよい。また、駆動回路５０の増幅器５２は、音声信号を増幅する増幅器であればよく、Ｄ級増幅を行なうスイッチングアンプでもよく、変調回路５１に含まれていてもよい。また、変調回路５１ないし増幅器５２は、ＰＷＭ変調器、あるいは、ΔΣ変調器を含むデジタルスピーカー駆動回路であってもよい。

本発明のスピーカーならびにデジタルスピーカー装置は、平面振動板を備えるスピーカーのみならず、ヘッドホンにも適用が可能である。

１、１ａ、１ｄ、１ｅ スピーカー
２ スピーカー振動板
３ エッジ
４ フレーム
５ 磁気回路
６ プレート
７ マグネット
８ ヨーク
９ ダンパー
１０〜１０ｅ ボイスコイル組立体
１１、１１ｄ１、１１ｄ２ 矩形ボイスコイル
１２ 矩形ボビン
１３ 矩形コイル
１４ 矩形鉢巻部材
１５ 矩形空間
１６ 補強矩形ボビン
１７、１８ 導通補強部材
２０ 格子状連結部
２１ 矩形振動面部
２２ 外周振動面部
４０、４０Ａ〜４０Ｃ スピーカー端子
４１ キャビネット
４２、４２Ａ〜４２Ｃ スピーカー端子
５０ 駆動回路
５１ 変調回路
５２ 増幅器
５３Ａ〜５３Ｃ 出力端子
１００ デジタルスピーカー装置

Claims (11)

1. ボビンおよび該ボビンに固着されるコイルを含むボイスコイルと、複数の該ボイスコイルを連結する鉢巻部材と、を有するボイスコイル組立体と、該ボイスコイル組立体の該コイルが配置される磁気空隙を有する磁気回路と、それぞれの該コイルの両端が接続される複数のスピーカー端子と、該ボイスコイル組立体に固着されるスピーカー振動板と、該スピーカー振動板の外周端を振動可能に支持するエッジと、該エッジの外周端ならびに該磁気回路が連結するフレームと、を備え、
   該磁気回路が、平板状のプレートをそれぞれ冠した複数のマグネットと、該マグネットと固着するヨークと、を備え、該プレートと該ヨークの間に該磁気空隙を形成し、隣接する一組の該マグネットが、反対方向に異なる磁極性を有するように着磁され、
   該ボイスコイル組立体の隣接する一組の該ボイスコイルが、それぞれ反対方向に電流が流れるように該スピーカー端子に接続される、
   スピーカー。
2. 前記ボイスコイル組立体の前記ボビンが、断面形状が矩形状に形成される矩形ボビンであり、該矩形ボビンに固着される前記コイルが、断面形状が矩形状に形成される矩形コイルであり、前記ボイスコイルが、該矩形ボビンおよび該矩形ボビンに固着される該矩形コイルを含む矩形ボイスコイルであり、前記鉢巻部材が、複数の該矩形ボイスコイルを格子状に連結する矩形鉢巻部材であり、
   隣り合う一組の該矩形ボイスコイルの間に規定される該ボイスコイル組立体の前記空間が、断面形状が矩形状の矩形空間であり、
   前記磁気回路の前記該磁気空隙が、矩形平板状の前記プレートと前記ヨークとの間で矩形状に形成される、
   請求項１に記載のスピーカー。
3. 前記ボイスコイル組立体が、前記矩形鉢巻部材の内壁面の一部が、複数の前記矩形ボイスコイルの前記矩形ボビンのいずれかの外壁面に固着するとともに、該矩形鉢巻部材の該内壁面が固着しない該矩形ボビンの外壁面と、該矩形鉢巻部材の内壁面の該矩形ボビンの外壁面と固着しない部分とが、隣り合う一組の該矩形ボイスコイルの間に矩形空間を規定し、
   前記磁気回路が、前記矩形の前記磁気空隙の角部に該ボイスコイル組立体の該矩形鉢巻部材が配置される挿通溝を有する、
   請求項２に記載のスピーカー。
4. 前記ボイスコイル組立体が、断面形状が矩形状に形成される補強矩形ボビンをさらに備え、
   該補強矩形ボビンの外壁面が、前記矩形鉢巻部材の内壁面の一部と、格子状に隣り合う一組の前記矩形ボイスコイルの該矩形鉢巻部材の該内壁面が固着しない該矩形ボビンの外壁面と、に固着して、該補強矩形ボビンが前記矩形空間を規定する、
   請求項２または３に記載のスピーカー。
5. 前記ボイスコイル組立体の前記矩形ボビン、前記矩形鉢巻部材、または、前記補強矩形ボビンが、クラフト紙、スパイラル紙の紙材料、もしくは、キャプトン、シルター、ティルの樹脂材料、もしくは、アルミ、または、チタンを含む金属材料、のいずれかの材料で形成されている、
   請求項２から４のいずれかに記載のスピーカー。
6. 前記ボイスコイル組立体の前記矩形コイルが、前記矩形ボビンの外壁面に固定される外巻矩形コイルである、
   請求項２から５のいずれかに記載のスピーカー。
7. 前記ボイスコイル組立体の前記矩形コイルが、前記矩形ボビンの内壁面に固定される内巻矩形コイルである、
   請求項２から５のいずれかに記載のスピーカー。
8. 前記ボイスコイル組立体が、いずれかの前記矩形コイルの引出線の一端が接続する金属箔から形成される導通補強部材をさらに備え、
   該導通補強部材が、前記矩形鉢巻部材の外壁面であって前記矩形ボイスコイルと前記矩形空間との境界部分に対応する部分に固定される、
   請求項２から７のいずれかに記載のスピーカー。
9. 前記ボイスコイル組立体の前記矩形空間を規定する前記矩形鉢巻部材または前記補強矩形ボビンと、前記磁気回路または前記フレームと、を連結して、該ボイスコイル組立体を振動可能に支持するダンパーをさらに備える、
   請求項２から８のいずれかに記載のスピーカー。
10. 前記ボイスコイル組立体の前記導通補強部材が、短冊状の基体から一体に延設されるダンパー可動部と、該ダンパー可動部から延設されるダンパー固定部と、をさらに備え、
    該ダンパー固定部が、該フレームまたは前記磁気回路に連結され、接続線を介して前記スピーカー端子と導通するように接続される、
    請求項８に記載のスピーカー。
11. 前記ボイスコイル組立体を含む請求項１から１０のいずれかに記載のスピーカーと、前記ボイスコイルの複数の前記コイルがそれぞれ接続する前記スピーカー端子に接続する複数の出力端子を有する駆動回路と、を備える、
    デジタルスピーカー装置。