JP2023166861A - 振動発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイスコイルに作用する逆磁界の影響を抑制振動発生装置を提供することを目的とする。【解決手段】ポールピース２５、ポールピースの厚さ方向の一端側に設けられる第１磁石２３、及びポールピースから離れるように配置されポールピースとの間に磁気ギャップ３８を形成するヨーク１６、を含む第１磁気回路１５Ａと、ポールピース、ポールピースの厚さ方向の他端側に設けられる第１磁石に反発する第２磁石３４、及びヨーク、を含む第２磁気回路１５Ｂと、磁気ギャップに配置され第１磁気回路で発生した磁界の影響を受けながら振動するボイスコイル４７と、ポールピースの厚さ方向の他端側の外周縁に設けられた、第２磁気回路によって形成され且つ前記磁界とは逆向きの逆磁界ＲＭを、磁界から遠ざける逆磁界遠ざけ部２６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、振動発生装置に関する。

特許文献１及び特許文献２には、ヨークと、永久磁石と、ポールピースと、ボイスコイルと、を備える振動発生装置が開示されている。ヨークは、所定の軸線に沿って延びる支持部と、支持部の外周側に位置し且つ上記軸線を中心とする環状体である円筒状部と、を有する。支持部の軸線方向の端面に永久磁石が固定され、永久磁石の支持部と反対側の端面にポールピースが固定されている。

ポールピースと円筒状部との間で磁界が形成される。さらに、環状体であるボイスコイルが、磁界と干渉するように、ポールピースと円筒状部の間の環状空間に配置される。ボイスコイルに電流が流れると、ボイスコイルが上記軸線に沿って往復移動する。

特開２０１１－２５９１９０号公報 特開２０１３－２０１７６９号公報

上記特許文献１、２の振動発生装置では、所定方向の磁界と、この磁界とは逆向きの逆磁界とが発生し、これら２つの磁界がボイスコイルに作用することがある。しかし上記特許文献１、２の振動発生装置は、ボイスコイルに作用する逆磁界の影響を抑制することに関して改善の余地がある。

本発明は、ボイスコイルに作用する逆磁界の影響を抑制できる振動発生装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の振動発生装置は、ポールピース、前記ポールピースの厚さ方向の一端側に設けられる第１磁石、及び前記ポールピースから離れるように配置され、前記ポールピースとの間に磁気ギャップを形成するヨーク、を含む第１磁気回路と、前記ポールピース、前記ポールピースの前記厚さ方向の他端側に設けられる、前記第１磁石に反発する第２磁石、及び前記ヨーク、を含む第２磁気回路と、前記磁気ギャップに配置され、前記第１磁気回路で発生した磁界の影響を受けながら振動するボイスコイルと、前記ポールピースの前記厚さ方向の前記他端側の外周縁に設けられた、前記第２磁気回路によって形成され且つ前記磁界とは逆向きの逆磁界を、前記磁界から遠ざける逆磁界遠ざけ部と、を備える。

請求項２に記載の振動発生装置は、ポールピース、前記ポールピースの厚さ方向の一端側に設けられるヨーク、前記ポールピースから離れるように配置され、前記ポールピースとの間に磁気ギャップを形成するトップポール、及び前記トップポールの前記厚さ方向の一端側に設けられる第１磁石を含む第１磁気回路と、前記ポールピース、前記ポールピースの前記厚さ方向の他端側に設けられる第２磁石、及び前記トップポール、を含む第２磁気回路と、前記磁気ギャップに配置され、前記第１磁気回路で発生した磁界の影響を受けながら振動するボイスコイルと、前記ポールピースの前記厚さ方向の前記他端側の外周縁に設けられた、前記第２磁気回路によって形成され且つ前記磁界とは逆向きの逆磁界を、前記磁界から遠ざける逆磁界遠ざけ部と、を備える。

請求項１、２に記載の発明では、ボイスコイルに電流が流れたときに、ボイスコイルが振動する。仮に、ボイスコイルが第２磁気回路による逆磁界の大きな影響を受けると、移動方向の一方側の領域においてボイスコイルに及ぶ磁界の強さと、移動方向の他方側の領域においてボイスコイルに及ぶ磁界の強さと、の間に大きな差が生じる。この場合、ボイスコイルが一方側の領域において発生する力と、ボイスコイルが他方側の領域において発生する力と、の間に大きな差が生じる。しかし、請求項１、２に記載の発明では、ポールピースの厚さ方向の他端側の外周縁に、第２磁気回路によって形成され且つ第１磁気回路によって形成された磁界とは逆向きの逆磁界を、当該磁界から遠ざける逆磁界遠ざけ部が形成されている。従って、ボイスコイルに作用する逆磁界の影響が抑制される。そのため、移動方向の一方側の領域においてボイスコイルに及ぶ磁界の強さと、移動方向の他方側の領域においてボイスコイルに及ぶ磁界の強さと、の間に大きな差が生じ難い。そのためボイスコイルが一方側の領域において発生する力と、ボイスコイルが他方側の領域において発生する力と、の間に大きな差が生じ難い。

請求項３に記載の振動発生装置は、請求項１又は請求項２において、前記逆磁界遠ざけ部が、前記ポールピースの外周面の前記他端側の端部に形成された、前記ポールピースの軸線を中心とする環状凹部である。

請求項３に記載の発明では、逆磁界遠ざけ部をポールピースの軸線を中心とする環状凹部とすることで、ポールピースの厚さ方向の他端側の外周縁と、ボイスコイルとの間に空間が形成される。そのため、第２磁気回路が発生する逆磁界が、ボイスコイルの振動方向に縦長に形成され、上記磁界から遠ざかる。そのため、ボイスコイルの振動範囲内に逆磁界が形成され難くなるので、ボイスコイルが受ける逆磁界の影響を抑制することができる。

請求項４に記載の振動発生装置は、請求項１において、前記ヨークが、前記環状凹部の外周側に位置する円筒状部を備え、前記環状凹部の内面が、前記軸線に対して直交する直交面を有し、前記円筒状部の前記軸線方向の端面と前記直交面の前記軸線方向の位置が同一である。

請求項４に記載の発明では、円筒状部の軸線方向の端面と直交面の軸線方向の位置を同一とすることで、磁気ギャップにおける磁界の向きがボイスコイルの振動方向に直交する。そのため、磁気ギャップから遠ざけた所望の位置に逆磁界を形成することができ、ボイスコイルが受ける逆磁界の影響を抑制することができる。

請求項５に記載の振動発生装置は、請求項１又は請求項４において、前記ポールピースの前記他端側の端部の前記ポールピースの前記軸線を中心とする径と、前記第２磁石の前記軸線を中心とする径とが略同一である。

請求項５に記載の発明では、第２磁石の外径が環状凹部の外径と略同一であることで、第２磁気回路が第２磁石とポールピースとの間に形成する磁界の向きがボイスコイルの振動方向の向きとなる。そのため、磁気ギャップから遠ざけた所望の位置に逆磁界を形成することができる。

本発明の振動発生装置によれば、ボイスコイルに作用する逆磁界の影響を抑制できる。

第１実施形態に係るスピーカの断面図である。 図１の要部の拡大図である。 第１実施形態の磁束密度分布及びＢＬカーブを示すグラフである。 第１実施形態の比較例の図２と同様の断面図である。 第１実施形態の比較例の磁束密度分布及びＢＬカーブを示すグラフである。 第１変形例の図２と同様の断面図である。 第１変形例の図３と同様のグラフである。 第２変形例の図２と同様の断面図である。 第２変形例の図３と同様のグラフである。 第３変形例の図２と同様の断面図である。 第３変形例の図３と同様のグラフである。 第４変形例の図２と同様の断面図である。 第４変形例の図３と同様のグラフである。 第５変形例の図２と同様の断面図である。 第５変形例の図３と同様のグラフである。 第２実施形態に係るスピーカの断面図である。 図１６の要部の拡大図である。 第２実施形態の図３と同様のグラフである。 第２実施形態の比較例の図２と同様の断面図である。 第２実施形態の比較例の磁束密度分布及びＢＬカーブを示すグラフである。

以下、第１実施形態に係るスピーカ（振動発生装置）１０について図１～図１５を参照しながら説明する。なお、便宜上、図１に示された中心軸ＣＡは上下方向と平行であるものとする。スピーカ１０が実際に使用される際の中心軸ＣＡは、上下方向と異なる方向と平行になることがある。

図１に示されるようにスピーカ１０は、磁気回路１５、フレーム４０、ボイスコイル４７、ダンパ４８及び振動板４９を備える。

磁気回路１５は、ヨーク１６、第１磁石２３、ポールピース２５、第２磁石３４及びトップポール３６を備える。

軟質磁性体であるヨーク１６は、基部１７、中央凸部１８及び円筒状部１９を備える。ヨーク１６は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称物である。基部１７は円盤である。中央凸部１８は基部１７の中央部から中心軸ＣＡに沿って上方に突出する円柱状の部位である。円筒状部１９は基部１７の外周縁部から上方に突出する。円筒状部１９の上端部には、環状のフランジ２０が形成されている。円筒状部１９の上端面２１は、中心軸ＣＡと平行な方向に対して直交する平面である。円筒状部１９の基部１７からの上方への突出量は中央凸部１８よりも大きい。

中央凸部１８の上端面には、円柱状の硬質磁性体（永久磁石）である第１磁石２３の下面が固定されている。本実施形態の第１磁石２３はＮｄ（ネオジム）磁石である。第１磁石２３の上側がＮ極であり、下側がＳ極である。さらに本実施形態の第１磁石２３の外径Ｒ２３（図１参照）は１８．５ｍｍであり、第１磁石２３の上下寸法Ｈ２３は４．０ｍｍである。

第１磁石２３の上端面には、中心軸ＣＡを中心とする円柱状の軟質磁性体であるポールピース２５の下面が固定されている。ポールピース２５は一体成形品である。ポールピース２５の外周面の上部には、中心軸ＣＡを中心とする環状凹部（逆磁界遠ざけ部）２６が形成されている。そのため、ポールピース２５は、ポールピース２５の下部を構成する大径部２７と、ポールピース２５の上部を構成する小径部２８と、を有する。図１及び図２に示されるように、大径部２７の外周部の上面は中心軸ＣＡに対して直交する平面である直交面２９によって構成されている。小径部２８の外周面は、中心軸ＣＡを中心とする円筒面３０によって構成されている。直交面２９と円筒面３０は略直交する。ポールピース２５の小径部２８は、大径部２７から上方に突出した突出部を構成する。さらに直交面２９の外周縁部には、直交面２９に対して傾斜し且つ環状をなすテーパ面３１が形成されている。さらにヨーク１６の上端面２１と直交面２９の中心軸ＣＡ方向の位置は同一である。本実施形態の大径部２７の上下寸法Ｈ２７（図１参照）は６．０ｍｍであり、小径部２８の上下寸法Ｈ２８（図１参照）は１．６ｍｍである。さらに直交面２９の径方向寸法Ｒ２９は５．０ｍｍであり、小径部２８の直径Ｒ２８は１５．０ｍｍである。

小径部２８の上端面には円柱状の硬質磁性体である第２磁石３４の下面が固定されている。本実施形態の第２磁石３４はＮｄ磁石である。第２磁石３４の外径は小径部２８と略同一である。第２磁石３４の下側がＮ極であり、上側がＳ極である。即ち、第２磁石３４と第１磁石２３は互いに反発する。さらに本実施形態の第２磁石３４の上下寸法Ｈ３４（図１参照）は４．０ｍｍである。

第２磁石３４の上端面には円柱状の軟質磁性体であるトップポール３６の下面が固定されている。さらに本実施形態のトップポール３６の上下寸法Ｈ３６（図１参照）は１．６ｍｍである。トップポール３６の外径は第２磁石３４と略同一である。このように中央凸部１８と同軸をなすように第１磁石２３及び第２磁石３４が設けられている。即ち、磁気回路１５は内磁式の磁気回路である。

ヨーク１６の円筒状部１９と、ポールピース２５の大径部２７と、の間には、中心軸ＣＡを中心とする環状空間である磁気ギャップ３８が形成されている。

フレーム４０は中心軸ＣＡを中心とする回転対称物である。フレーム４０の下端部には取付孔４１が設けられており、取付孔４１の内周面には環状の取付溝４２が形成されている。フレーム４０の上端部４３は下端部より大径であり、フレーム４０の上端全体が開口している。フレーム４０の下端部と上端部４３の間の部分にはテーパ部４４と、テーパ部４４の下端部に接続する段差部４５と、が設けられている。図１に示されるように、取付溝４２にフランジ２０が嵌合されている。即ち、フレーム４０の下端部がフランジ２０によって支持されている。

磁気ギャップ３８には、ボイスコイル４７が設けられている。ボイスコイル４７は、中心軸ＣＡを中心とする略円筒形状のボビン４７Ａと、ボビン４７Ａの外周面に巻き付けられ且つ中心軸ＣＡを中心とする略円筒形状のコイル４７Ｂと、を有する。ボイスコイル４７は中心軸ＣＡに沿って直線的に往復移動可能である。コイル４７Ｂを構成する電線の両端部は、制御装置（図示省略）を介して交流電源（図示省略）に接続される。さらにダンパ４８の内周部がボビン４７Ａに接続され、ダンパ４８の外周部がフレーム４０の段差部４５に接続されている。

さらにボビン４７Ａには、中心軸ＣＡを中心とする環状部材である振動板４９の内周部が接続され、振動板４９の外周部がフレーム４０の上端部４３の内周面に接続されている。

次に、第１実施形態の作用及び効果を説明する。

第１実施形態に係るスピーカ１０では、図２に示されるように、円筒状部１９、基部１７、中央凸部１８、第１磁石２３、及びポールピース２５の大径部２７によって第１磁気回路１５Ａが構成され、第１磁気回路１５Ａにおいて第１磁界（磁界）ＭＦ１が形成されている。第１磁界ＭＦ１の向きは、図２に示された矢印の方向である。さらにポールピース２５の大径部２７、小径部２８、第２磁石３４、トップポール３６及び円筒状部１９の上端部によって第２磁気回路１５Ｂが構成され、第２磁気回路１５Ｂにおいて第２磁界（逆磁界）ＭＦ２が形成されている。第２磁界ＭＦ２の向きは、図２に示された矢印の方向である。即ち、第２磁界ＭＦ２の向きは、第１磁界ＭＦ１の向きと逆向きである。例えば、第２磁界ＭＦ２は図示反時計回りであり、第１磁界ＭＦ１は図示時計回りである。そのため、ポールピース２５と円筒状部１９との間の磁気ギャップ３８において、第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２の向きは同じ向きとなっている。これにより、磁気ギャップ３８における磁界密度を増加させて、ボイスコイル４７の振動力を向上させることができる。

図２から明らかなように、コイル４７Ｂは第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２と干渉する。なお、図２に示した符号４７Ｂは、コイル４７Ｂの右側の側縁部であって、その可動範囲を模式的に示す。上記交流電源の電力がコイル４７Ｂに通電されると、ボイスコイル４７が磁気回路１５に対して中心軸ＣＡに沿って往復運動する。これに伴って振動板４９が上下方向に振動し、これにより音が発生する。

図３はスピーカ１０の磁束密度分布及びＢＬカーブを表す。図３の横軸は中心軸ＣＡ方向の位置を示す。横軸の「０」は、大径部２７の中心軸ＣＡ方向の中心と略一致する点の中心軸ＣＡ方向の位置ＣＰ（図１及び図２参照）を示す。縦軸は、磁束密度Ｂ及びＢＬカーブの大きさを表す。磁束密度Ｂの単位はＴ（テスラ）であり、Ｔ＝Ｎ×Ａ^－１×Ｍ^－１である。ＢＬカーブの単位はＴ×Ｍ＝Ｎ／Ａである。なお、ＢＬのＢは磁束密度であり、Ｌはコイル４７Ｂの巻き数であり、ＢＬは力係数である。さらにＡは電流のアンペア、Ｎはニュートン、Ｍはコイル４７Ｂの軸線方向の長さである。図３では、コイル４７Ｂの中心軸ＣＡ方向の中心点と位置ＣＰの上下方向の位置がほぼ一致している。

図３のグラフＧｒ１は、磁束密度Ｂの大きさを表す。図３の実線で表されたグラフＧｒ２は、上記交流電源からボイスコイル４７へ一方向の電流が供給されたときの力係数を表し、点線で表されたグラフＧｒ２は、実線で表されたグラフＧｒ２を中心軸に対してミラー反転したものを表す。コイル４７Ｂの中心点と位置ＣＰの上下方向の位置がほぼ一致するとき、コイル４７Ｂに及ぶ磁界の磁束密度Ｂが大きくなるので、ボイスコイル４７は大きな駆動力を発生する。一方、中心点が位置ＣＰから離れると、コイル４７Ｂに及ぶ磁界の磁束密度Ｂが小さくなるので、コイル４７Ｂが発生する駆動力は小さくなる。

図４は比較例のスピーカ１００の図２と同様の断面図を示す。スピーカ１００は、ポールピース１２５以外はスピーカ１０と同じ構造である。ポールピース１２５は大径部２７と同じ構成である。ポールピース１２５の上端面１２６は中心軸ＣＡに対して直交する平面であり、ヨーク１６の上端面２１と上端面１２６の中心軸ＣＡ方向の位置は同一である。

スピーカ１００では、図４に示されるように、円筒状部１９、基部１７、中央凸部１８、第１磁石２３、及びポールピース１２５によって第１磁気回路１５Ａ－Ｘが構成され、第１磁気回路１５Ａ－Ｘにおいて第１磁界ＭＦ１－Ｘが形成されている。第１磁界ＭＦ１－Ｘの向きは、図４に示された矢印の方向である。さらにポールピース１２５、第２磁石３４、トップポール３６及び円筒状部１９の上端部によって第２磁気回路１５Ｂ－Ｘが構成され、第２磁気回路１５Ｂ－Ｘにおいて第２磁界ＭＦ２－Ｘが形成されている。第２磁界ＭＦ２－Ｘの向きは、図４に示された矢印の方向である。即ち、第２磁界ＭＦ２－Ｘの向きは、第１磁界ＭＦ１－Ｘの向きと逆向きである。

さらに図２及び図４から明らかなように、スピーカ１０では第２磁界ＭＦ２と第１磁界ＭＦ１が干渉（合流）し、スピーカ１００では第２磁界ＭＦ２－Ｘと第１磁界ＭＦ１－Ｘが干渉（合流）する。しかしながら、スピーカ１０のポールピース２５に環状凹部２６が形成されており且つポールピース２５の上下寸法がポールピース１２５より大きいため、スピーカ１０の第２磁界ＭＦ２はスピーカ１００の第２磁界ＭＦ２－Ｘより全体的に上側に位置する。

このため比較例を表す図５のグラフＧｒ１－Ｘでは、第２磁界ＭＦ２－Ｘの影響により、ポールピース１２５の中心軸ＣＡ方向の中心と略一致する点の中心軸ＣＡ方向の位置ＣＰから上方へ５．５ｍｍ以上離れた領域において磁束密度Ｂの大きさが－（マイナス）になる。即ち、位置ＣＰから上方へ５．５ｍｍ以上離れた領域において、第２磁界ＭＦ２－Ｘの一部が、第１磁界ＭＦ１－Ｘ及び第２磁界ＭＦ２－Ｘの第１磁界ＭＦ１－Ｘと同じ向きの磁界（以下、主磁界と称する）と逆向きの逆磁界ＲＭ－Ｘ（図４参照）となる。これに対して、第１実施形態を表す図３のグラフＧｒ１では、第２磁界ＭＦ２の影響を受けるものの、位置ＣＰから上方へ６．７ｍｍ以上離れた領域において、磁束密度Ｂの大きさが－（マイナス）になる。即ち、位置ＣＰから上方へ６．７ｍｍ以上離れた領域において、第２磁界ＭＦ２の一部が、第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２の主磁界と逆向きの逆磁界ＲＭ（図２参照）となる。ポールピース２５に環状凹部２６が形成され、且つ、第２磁石３４の外径は小径部２８と略同一である。そのため、第２磁気回路１５Ｂが発生する逆磁界ＲＭが、上下方向に縦長に形成され主磁界から遠ざかる。そのため、本実施形態の逆磁界ＲＭは、比較例の逆磁界ＲＭ－Ｘより上方に形成される。さらにグラフＧｒ１及びグラフＧｒ１－Ｘでは、位置ＣＰより下方の領域の磁束密度Ｂの大きさは+（プラス）又はほぼゼロである。そのため、グラフＧｒ１はほぼ左右対称であるのに対して、グラフＧｒ１－Ｘは左右対称ではない。

このようにグラフＧｒ１はほぼ左右対称であるため、図３のＢＬカーブを表すグラフＧｒ２はほぼ左右対称である。換言すると、逆磁界ＲＭの発生領域が、位置ＣＰから上方へ相応の距離だけ離れた領域に限定されている。主磁界と干渉するボイスコイル４７に逆磁界ＲＭが及ぶと、逆磁界ＲＭの影響によりボイスコイル４７の移動力が低下する。しかし本実施形態では逆磁界ＲＭの発生領域が、位置ＣＰから上方へ相応の距離だけ離れた領域に限定されている。さらに直交面２９と上端面２１の上下方向の位置が同一なので、磁気ギャップ３８における第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２の向きが略水平方向となる。そのため、磁気ギャップ３８から上方に離れた所望の位置に逆磁界ＲＭを形成することができる。そのため位置ＣＰより上方の領域におけるボイスコイル４７の移動力が低下し難い。そのため、位置ＣＰより上方の領域におけるボイスコイル４７の移動力と、位置ＣＰより下方の領域におけるボイスコイル４７の移動力の大きさが略同一である。そのため、スピーカ１０のパフォーマンスが低下し難い。

これに対してグラフＧｒ１－Ｘは左右対称でないため、図５に示された比較例のＢＬカーブを表すグラフＧｒ２－Ｘは左右対称ではない。即ち、位置ＣＰより上方の領域におけるボイスコイル４７の移動力と、位置ＣＰより下方の領域におけるボイスコイル４７の移動力と、の間に大きな差がある。そのため、スピーカ１００のパフォーマンスは低下し易い。

続いて第１実施形態の変形例について図６～図１６を参照しながら説明する。

図６及び図７は第１変形例を示す。図６に示されるように、第１変形例のスピーカ（振動発生装置）１０Ａのポールピース２５Ａの直交面２９はヨーク１６の上端面２１より０．８ｍｍだけ下方に位置する。図７に示されるように、第１変形例のグラフＧｒ１もほぼ左右対称である。これはポールピース２５Ａに環状凹部２６が形成され、且つ、直交面２９と上端面２１の上下方向の位置のズレ量が小さいためである。直交面２９と上端面２１の上下方向の位置のズレ量が小さい場合も、磁気ギャップ３８における第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２の向きは略水平方向となる。そのため図７に示されるように、ＢＬカーブを表すグラフＧｒ２もほぼ左右対称である。

図８及び図９は第２変形例を示す。図８に示されるように、第２変形例のスピーカ（振動発生装置）１０Ｂのポールピース２５Ｂの直交面２９はヨーク１６の上端面２１より０．８ｍｍだけ上方に位置する。図９に示されるように、第２変形例のグラフＧｒ１もほぼ左右対称である。これはポールピース２５Ｂに環状凹部２６が形成され、且つ、直交面２９と上端面２１の上下方向の位置のズレ量が小さいためである。そのため図９に示されるように、ＢＬカーブを表すグラフＧｒ２もほぼ左右対称である。

図１０及び図１１は第３変形例を示す。図１０に示されるように、第３変形例のスピーカ（振動発生装置）１０Ｃのポールピース２５Ｃの環状凹部（逆磁界遠ざけ部）２６Ｃの内面の断面形状は略円弧面である。この円弧面の曲率半径Ｒは１．６ｍｍである。図１１に示されるように、第３変形例のグラフＧｒ１もほぼ左右対称である。これはポールピース２５Ｂに環状凹部２６Ｃが形成され、且つ、環状凹部２６Ｃの下端と上端面２１の上下方向の位置が同一のためである。そのため図１１に示されるように、ＢＬカーブを表すグラフＧｒ２もほぼ左右対称である。なお、上記第１変形例及び第２変形例に第３変形例を適用してもよい。

図１２及び図１３は第４変形例を示す。図１２に示されるように、第４変形例のスピーカ（振動発生装置）１０Ｄのポールピース２５Ｄの環状凹部（逆磁界遠ざけ部）２６Ｄの内面の一部は、中心軸ＣＡを中心とするテーパ面３０Ｄである。さらに環状凹部２６Ｄの内面の別の一部は直交面２９である。図１３に示されるように、第４変形例のグラフＧｒ１もほぼ左右対称である。これはポールピース２５Ｄに環状凹部２６Ｄが形成され、且つ、直交面２９と上端面２１の上下方向の位置が同一のためである。そのため図１３に示されるように、ＢＬカーブを表すグラフＧｒ２もほぼ左右対称である。なお、上記第１変形例及び第２変形例に第４変形例を適用してもよい。

図１４及び図１５は第５変形例を示す。図１４に示されるように、第５変形例のスピーカ１０Ｅのポールピース２５Ｅの環状凹部（逆磁界遠ざけ部）２６Ｅの内面全体が、中心軸ＣＡを中心とするテーパ面３０Ｅによって構成されている。図１５に示されるように、第５変形例のグラフＧｒ１もほぼ左右対称である。これはポールピース２５Ｅに環状凹部２６Ｅが形成され、且つ、テーパ面３０Ｅの下端と上端面２１の上下方向の位置が同一のためである。そのため図１５に示されるように、ＢＬカーブを表すグラフＧｒ２もほぼ左右対称である。なお、上記第１変形例及び第２変形例に第５変形例を適用してもよい。

続いて第２実施形態に係るスピーカ（振動発生装置）５０について図１６～図２０を参照しながら説明する。スピーカ５０は、磁気回路５１の構成がスピーカ１０とは異なる。なお、以下の説明では、第１実施形態と同じ部材及び構造が多少異なるものの実質的に同一視できる部材には、第１実施形態と同じ符号を付す。

第２実施形態の磁気回路５１は、ポールピース２５、ヨーク５２、第２磁石５４、第１トップポール５６、第２磁石６０及び第２トップポール６２を備える。

軟質磁性体であるヨーク５２は、基部１７、中央凸部１８、及び円筒状部５３を備える。円筒状部５３の上下寸法は円筒状部１９より短い。

中央凸部１８の上端面にはポールピース２５の下面が固定されている。

ポールピース２５の上端面には円柱状の硬質磁性体（永久磁石）である第２磁石５４の下面が固定されている。本実施形態の第２磁石５４はＮｄ磁石である。第２磁石５４の外径は小径部２８と略同一である。第２磁石５４の上側がＳ極であり、下側がＮ極である。

第２磁石５４の上端面には円柱状の軟質磁性体である第１トップポール５６の下面が固定されている。第１トップポール５６の外径は第２磁石５４と略同一である。このように中央凸部１８と同軸をなすようにポールピース２５、第２磁石５４及び第１トップポール５６が設けられている。

円筒状部５３の上面には、環状の硬質磁性体（永久磁石）である第１磁石６０の下面が固定されている。本実施形態の第１磁石６０はＮｄ磁石である。第１磁石６０の上側がＳ極であり、下側がＮ極である。

第１磁石６０の上端面には、環状の軟質磁性体である第２トップポール６２の下面が固定されている。第２トップポール６２の上端部には、環状のフランジ６３が形成されている。第２トップポール６２の上端面６４は、中心軸ＣＡと平行な方向に対して直交する平面である。このように、中央凸部１８の外周側に第１磁石６０及び第２トップポール６２が設けられている。即ち、磁気回路５１は外磁式の磁気回路である。

図１６に示されるように、取付溝４２にフランジ６３が嵌合されている。即ち、フレーム４０の下端部がフランジ６３によって支持されている。

次に、第２実施形態の作用及び効果を説明する。

第２実施形態に係るスピーカ５０では、図１７に示されるように、円筒状部５３、基部１７、中央凸部１８、ポールピース２５の大径部２７、第１磁石６０及び第２トップポール６２によって第１磁気回路１５Ａが構成され、第１磁気回路１５Ａにおいて第１磁界ＭＦ１が形成されている。第１磁界ＭＦ１の向きは、図１７に示された矢印の方向である。さらにポールピース２５の大径部２７、小径部２８、第２磁石５４、及び第１トップポール５６によって第２磁気回路１５Ｂが構成され、第２磁気回路１５Ｂにおいて第２磁界ＭＦ２が形成されている。第２磁界ＭＦ２の向きは、図１７に示された矢印の方向であり、第１磁界ＭＦ１の向きと逆向きである。例えば、第２磁界ＭＦ２は図示反時計回りであり、第１磁界ＭＦ１は図示時計回りである。そのため、ポールピース２５と第２トップポール６２との間の磁気ギャップ３８において、第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２の向きは同じ向きとなっている。これにより、磁気ギャップ３８における磁界密度を増加させて、ボイスコイル４７の振動力を向上させることができる。

上記交流電源の電力がコイル４７Ｂに通電されると、ボイスコイル４７が磁気回路５１に対して中心軸ＣＡに沿って往復運動し、振動板４９が上下方向に振動するので音が発生する。

図１９は第２実施形態の比較例のスピーカ１３０の図１７と同様の断面図を示す。スピーカ１３０は、ポールピース１２５以外はスピーカ５０と同じ構造である。第２トップポール６２の上端面６４とポールピース１２５の上端面１２６の中心軸ＣＡ方向の位置は同一である。

比較例のスピーカ１３０では、図１９に示されるように、円筒状部５３、基部１７、中央凸部１８、ポールピース１２５、第１磁石６０及び第２トップポール６２によって第１磁気回路１５Ａ－Ｘが構成され、第１磁気回路１５Ａ－Ｘにおいて第１磁界ＭＦ１－Ｘが形成されている。第１磁界ＭＦ１－Ｘの向きは、図１９に示された矢印の方向である。さらにポールピース１２５、第２磁石５４、及び第１トップポール５６によって第２磁気回路１５Ｂ－Ｘが構成され、第２磁気回路１５Ｂ－Ｘにおいて第２磁界ＭＦ２－Ｘが形成されている。第２磁界ＭＦ２－Ｘの向きは、図１９に示された矢印の方向であり、第１磁界ＭＦ１－Ｘの向きと逆向きである。

さらに図１７及び図１９から明らかなように、スピーカ５０では第２磁界ＭＦ２と第１磁界ＭＦ１が干渉（合流）し、スピーカ１３０では第２磁界ＭＦ２－Ｘと第１磁界ＭＦ１－Ｘが干渉（合流）する。しかしながら、スピーカ５０のポールピース２５に環状凹部２６が形成されており且つポールピース２５の上下寸法がポールピース１２５より大きいため、スピーカ５０の第２磁界ＭＦ２はスピーカ１３０の第２磁界ＭＦ２－Ｘより全体的に上側に位置する。

このため比較例を表す図２０のグラフＧｒ１－Ｘでは、第２磁界ＭＦ２－Ｘの影響により、位置ＣＰから上方へ５．５ｍｍ以上離れた領域において磁束密度Ｂの大きさが－（マイナス）になる。即ち、位置ＣＰから上方へ５．５ｍｍ以上離れた領域において、第２磁界ＭＦ２－Ｘの一部が、主磁界と逆向きの逆磁界ＲＭ－Ｘ（図１９参照）となる。これに対して、第２実施形態を表す図１８のグラフＧｒ１では、第２磁界ＭＦ２の影響を受けるものの、位置ＣＰから上方へ６．０ｍｍ以上離れた領域において、磁束密度Ｂの大きさが－（マイナス）になる。即ち、位置ＣＰから上方へ６．０ｍｍ以上離れた領域において、第２磁界ＭＦ２の一部が、主磁界と逆向きの逆磁界ＲＭ（図１７参照）となる。ポールピース２５に環状凹部２６が形成され、且つ、第２磁石５４の外径が小径部２８と略同一である。そのため、第２磁気回路１５Ｂが発生する逆磁界ＲＭが、上下方向に縦長に形成され主磁界から遠ざかる。そのため、本実施形態の逆磁界ＲＭは、比較例の逆磁界ＲＭ－Ｘより上方に形成される。さらにグラフＧｒ１及びグラフＧｒ１－Ｘでは、位置ＣＰより下方の領域の磁束密度Ｂの大きさは+（プラス）又はほぼゼロである。そのため、グラフＧｒ１はほぼ左右対称であるのに対して、グラフＧｒ１－Ｘは左右対称ではない。

このようにグラフＧｒ１はほぼ左右対称であるため、第２実施形態のＢＬカーブを表す図１８のグラフＧｒ２はほぼ左右対称である。換言すると、逆磁界ＲＭの発生領域が、位置ＣＰから上方へ相応の距離だけ離れた領域に限定されている。さらに直交面２９と上端面６４の上下方向の位置が同一なので、磁気ギャップ３８における第１磁界ＭＦ１及び第２磁界ＭＦ２の向きが略水平方向となる。そのため、磁気ギャップ３８から上方に離れた所望の位置に逆磁界ＲＭを形成することができる。そのため位置ＣＰより上方の領域におけるボイスコイル４７の移動力が低下し難い。そのため、位置ＣＰより上方の領域におけるボイスコイル４７の移動力と、位置ＣＰより下方の領域におけるボイスコイル４７の移動力の大きさが略同一である。そのため、スピーカ５０のパフォーマンスが低下し難い。

これに対してグラフＧｒ１－Ｘは左右対称でないため、図２０が示す比較例のＢＬカーブを表すグラフＧｒ２－Ｘは左右対称ではない。即ち、位置ＣＰより上方の領域におけるボイスコイル４７の移動力と、位置ＣＰより下方の領域におけるボイスコイル４７の移動力と、の間に大きな差がある。そのため、スピーカ１３０のパフォーマンスは低下し易い。

以上、本発明を第１実施形態及び第２実施形態に基づいて説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。

例えば、第２実施形態に第１～第５変形例の各技術思想を適用してもよい。

上述の各永久磁石がフェライト磁石であってもよい。

磁気回路１５、５１及びボイスコイル４７を、スピーカとは異なる振動発生装置の構成部材として利用してもよい。例えば、磁気回路１５及びボイスコイル４７を振動アクチュエータの構成部材として利用してもよい。

大径部２７と小径部２８をそれぞれ別々に製造した後に、大径部２７と小径部２８とを接合してポールピース２５を製造してもよい。

環状凹部とは異なる構成により逆磁界遠ざけ部が構成されてもよい。

１０ １０Ａ １０Ｂ １０Ｃ １０Ｄ １００ スピーカ（振動発生装置）
１６ ヨーク
１８ 中央凸部
１９ 円筒状部
２３ 第１磁石
２５ ２５Ａ ２５Ｂ ２５Ｃ ２５Ｄ ２５Ｅ ポールピース
２６ ２６Ｃ ２６Ｄ ２６Ｅ 環状凹部（逆磁界遠ざけ部）
２９ 直交面
３４ 第２磁石
３８ 磁気ギャップ
４７ ボイスコイル
５０ スピーカ（振動発生装置）
５２ ヨーク
５３ 円筒状部
６０ 第２磁石
６２ 第２トップポール
ＣＡ 中心軸
ＲＭ 逆磁界

Claims (5)

1. ポールピース、前記ポールピースの厚さ方向の一端側に設けられる第１磁石、及び前記ポールピースから離れるように配置され、前記ポールピースとの間に磁気ギャップを形成するヨーク、を含む第１磁気回路と、
   前記ポールピース、前記ポールピースの前記厚さ方向の他端側に設けられる、前記第１磁石に反発する第２磁石、及び前記ヨーク、を含む第２磁気回路と、
   前記磁気ギャップに配置され、前記第１磁気回路で発生した磁界の影響を受けながら振動するボイスコイルと、
   前記ポールピースの前記厚さ方向の前記他端側の外周縁に設けられた、前記第２磁気回路によって形成され且つ前記磁界とは逆向きの逆磁界を、前記磁界から遠ざける逆磁界遠ざけ部と、
   を備える振動発生装置。
2. ポールピース、前記ポールピースの厚さ方向の一端側に設けられるヨーク、前記ポールピースから離れるように配置され、前記ポールピースとの間に磁気ギャップを形成するトップポール、及び前記トップポールの前記厚さ方向の一端側に設けられる第１磁石を含む第１磁気回路と、
   前記ポールピース、前記ポールピースの前記厚さ方向の他端側に設けられる第２磁石、及び前記トップポール、を含む第２磁気回路と、
   前記磁気ギャップに配置され、前記第１磁気回路で発生した磁界の影響を受けながら振動するボイスコイルと、
   前記ポールピースの前記厚さ方向の前記他端側の外周縁に設けられた、前記第２磁気回路によって形成され且つ前記磁界とは逆向きの逆磁界を、前記磁界から遠ざける逆磁界遠ざけ部と、
   を備える振動発生装置。
3. 前記逆磁界遠ざけ部が、前記ポールピースの外周面の前記他端側の端部に形成された、前記ポールピースの軸線を中心とする環状凹部である請求項１又は請求項２記載の振動発生装置。
4. 前記ヨークが、前記環状凹部の外周側に位置する円筒状部を備え、
   前記環状凹部の内面が、前記軸線に対して直交する直交面を有し、
   前記円筒状部の前記軸線方向の端面と前記直交面の前記軸線方向の位置が同一である請求項３記載の振動発生装置。
5. 前記ポールピースの前記他端側の端部の前記ポールピースの軸線を中心とする径と、前記第２磁石の前記軸線を中心とする径とが略同一である請求項１又は請求項４記載の振動発生装置。