JP4431623B2 - スピーカー及びスピーカーシステム - Google Patents

Description

本発明は、音声再生用のスピーカー及びスピーカーシステムに関する。さらに詳しくは、磁性流体を用い、エッジレス・ダンパーレス構造を有するダイナミック型のスピーカー及びスピーカーシステムに関する。

音声再生用のスピーカーとしては、磁気ギャップ中に配置されたボイスコイルに電流を流し、振動板を振動させることで音声を再生するダイナミック型スピーカーが知られている。この種のダイナミック型スピーカーは、エッジとダンパーにより振動板及びボイスコイルボビンを支える構造になっている。

ここで、ダンパーは、振動板及びボイスコイル並びにボイスコイルボビン（以下「振動系」という）が磁気回路壁と接触せずに、正確に往復運動するように支持する役割を有する。さらに、ダンパーは、ボイスコイルの振動の中心と磁気ギャップの中心を合致させ、振動系の慣性を抑える（制動・ダンプする）役割も担っている。
また、エッジは、ダンパーと同様の役割を有すると共に、振動板の表側と裏側に放射される逆相の音波が互いに干渉しないように音波を遮断する役割を有する。

エッジとダンパーは、振動方向の軸上で異なった位置に存在する。したがって、振動系は２点で支えられることになり、その動きが確実に制御される。その結果、ボイスコイルは狭小な磁気ギャップ中を磁気回路壁に接触すること無く往復運動することが可能となる。

このような役割を果たすため、ダンパー及びエッジはより強い制御力を有することが望ましい。その一方で、電気信号を忠実に音波に変換するというスピーカー本来の目的においては、その制御力が足かせとなり、再生音の歪みにつながる。さらに、エッジ及びダンパーは、それ自体が固有振動を持つため、エッジ及びダンパーが振動することにより、不要な音波、すなわち歪みが生じて再生音を濁すことがある。

そこで、従来では、エッジ部分や、ダンパー部分に磁性流体を用い、磁性流体を介して振動系を支持することで再生音の歪みを抑制することが試みられている。磁性流体を介して振動系を支持する場合には、エッジ部分とボイスコイルの設置位置のそれぞれに磁石を設け、磁石と振動系の間のギャップに磁性流体を注入している。さらに、ボイスコイルに流れる電流が大きくなり過ぎたときに、振動系が飛び出すことを防止する部材が設けられている（例えば、特許文献１参照）。この部材は、エッジ部分とダンパー部分に相当する位置のそれぞれに設けられ、一対のストッパが振動系の初期位置を挟むように設けられている。各ストッパは、振動系の振動方向に直交する系方向に突出しており、その突出量は振動系が振動方向で初期位置から離れるに従って徐々に大きくなるように設定されている。振動系が大きく移動し、ストッパの突出量が大きい領域に達すると、ストッパの存在によって磁性流体が磁束密度の高い領域から追い出される。追い出された磁性流体は再び磁束密度の大きい領域に戻ろうとし、その結果、初期位置に向けて振動系が戻される。このようなストッパを有する部材によって、振動系が突出し過ぎないように駆動制御される。
国際公開第ＷＯ９６／１３９６０号パンフレット

しかしながら、従来の構造では、エッジ部分にリング形の磁石を設ける必要であった。
また、傾斜を備えるストッパがエッジ側とボイスコイル側の両方に必要であった。このため、部品点数が多く、構造が複雑であった。さらに、製造が困難であった。特に、傾斜する一対のストッパを有する部材をエッジ部分に環状に、かつ精度良く形成することは難しかった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で性能の良いスピーカー及びスピーカーシステムを提供することを主な目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、磁性材料からなるケースと磁性材料からなるフレームと磁石とヨークとポールピースを含み、前記ケースと前記フレームの間と、前記ヨークと前記ポールピースの間のそれぞれに磁気ギャップが設けられた磁気回路と、前記磁気ギャップのそれぞれに注入された磁性流体と、前記ケースに振動可能に支持される振動板と、前記振動板が固定され、電気信号が入力されるボイスコイルが巻装されたボイスコイルボビンと、前記振動板に取り付けられ、前記ケースと前記ヨークの間の磁気ギャップに保持される前記磁性流体に一部が挿入される非磁性材料からなる第１の振動制御部材と、前記ボイスコイルボビンに設けられ、前記ヨークと前記ポールピースの間の磁気ギャップに保持される前記磁性流体に一部が前記第１の振動制御部材と反対の方向から挿入される第２の振動制御部材と、を含むことを特徴とするスピーカーとした。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスピーカーにおいて、前記第１の振動制御部材は、前記振動板の振動方向に略直交する方向に突出して前記磁性流体による排
斥力を増大させる部分を有し、前記第２の振動制御部材は、前記ボイスコイルボビンの振動方向に略直交する方向に突出して前記磁性流体による排斥力を増大させる部分を有することを特徴とする。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のスピーカーにおいて、前記第１、第２の振動制御部材は、前記振動板及びボイスコイルボビンの軸線を中心に環状に設けられると共に、排斥力を減少させる切り欠きが少なくとも１つ形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスピーカーにおいて、前記ボイスコイルは、前記磁性流体中に配置されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスピーカーにおいて、前記磁石として、一対のヨークに挟まれた環状の第１の磁石と、前記ヨークの一方を介して前記第１の磁石と同じ極が向き合うように配置される環状の第２の磁石とを有し、前記ケースは、前記第１、第２の磁石及び前記ボイスコイルボビンを収容可能で、前面に前記振動板を隙間を有して挿入可能な開口部が設けられ、前記第１、第２の磁石及び前記ヨーク並びに前記ケースを含んで第１の磁気回路を形成し、前記第１の磁気回路で保持する磁性流体で前記振動板を振動可能に保持し、前記第１の磁石と前記ヨークを含んで第２の磁気回路を形成し、前記第２の磁気回路で保持する磁性流体で前記ボイスコイルボビンを支持するように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスピーカーにおいて、前記磁石として、一対のヨークに挟まれた環状の第１の磁石を有し、前記ケースは、前記第１の磁石及び前記ボイスコイルボビンを収容可能で、前面に前記振動板を隙間を有して挿入可能な開口部が設けられ、前記第１の磁石及び前記ヨーク並びに前記ケースを含んで第１の磁気回路を形成し、前記第１の磁気回路で保持する磁性流体で前記振動板を振動可能に保持し、前記第１の磁石と前記ヨークを含んで第２の磁気回路を形成し、前記第２の磁気回路で保持する磁性流体で前記ボイスコイルボビンを支持するように
構成したことを特徴とする。

本発明の請求項７に係る発明は、請求項６に記載のスピーカーにおいて、前記第１の振動制御部材の外周であって、前記磁性流体内に配置される部分にボイスコイルを有することを特徴とする。

本発明の請求項８に係る発明は、請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のスピーカーと、前記スピーカーの前記ケースの背面に形成された空気抜け孔に接続され、前記振動板で発生した低音を増幅させるバックロードホーンとを有することを特徴とするスピーカーシステム。

本発明によれば、振動系に反対向きの排斥力が作用することで、ボイスコイルの振幅の中心と磁気ギャップの中心との調整が容易になる。また、駆動制御部材は、加工が容易であり、製造が容易になる。

（第１の実施の形態）
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に本実施の形態に係るスピーカーの断面図を示す。スピーカー１は、磁性材料からなるケース２を有し、ケース２内に振動系３が振動可能に支持されている。ケース２の前面２Ａには略円形の開口部４が形成されると共に、背面２Ｂには複数の空気抜き孔５が設けられている。さらに、ケース２内には、２つの磁石１１，１２と、一対のヨーク１３，１４とが収容されている。背面２Ｂ側の内面には、リング形の第２の磁石１２がケース２の中央の空気抜き孔６の軸線ｍ１上に中心が一致するように取り付けられている。第２の磁石１２は、例えばネオジウムから製造されており、ケース２の背面２Ｂ側にＳ極が、反対側（前面側）にＮ極が配置されている。なお、空気抜き孔５，６は、本実施の形態に必須の構成要素ではない。

第２の磁石１２のＮ極には、第２のヨーク１４が取り付けられている。第２のヨーク１４は、磁性材料、例えば鉄から製造されており、ポールピース１５が一体に形成されている。ポールピース１５は、ケース２の前面２Ａに向かって延びる円筒からなり、その中心軸は軸線ｍ１に一致させてある。また、第２のヨーク１４には、リング形の第１の磁石１１がポールピース１５を隙間を有して囲むように取り付けられている。第１の磁石１１は、例えばネオジウムから製造されており、第２の磁石１２と同じ極性が向かい合うように、即ち図１の例ではケース２の背面２Ｂ側にＮ極が、前面２Ａ側にＳ極が配置されている。第１の磁石１１のＳ極には、第１のヨーク１３が取り付けられている。第１のヨーク１３は、磁性材料、例えば鉄から製造された板材からなり、中央に孔１３Ａが軸線ｍ１を中心に形成されている。孔１３Ａ内には、ポールピース１５が挿通されている。第１のヨーク１３とポールピース１５の間には所定長の磁気ギャップ１６が形成されている。

また、第１のヨーク１３の前面側には、フレーム１７が取り付けられている。フレーム１７は、前面に向かって径が増大するコーン形状を有し、その前面側の端部がケース２の前面２Ａの開口部４と略面一になるように延び、開口部４の内周面との間に所定の磁気ギャップ１８を形成する。フレーム１７は、磁性材料、例えば鉄から製造されており、複数の空気抜き孔１９が軸線ｍ１と略平行に形成されている。なお、空気抜き孔１９は、本実
施の形態に必須の構成要素ではない。

さらに、ケース２とフレーム１７が形成する磁気ギャップ１８には、磁性流体２０Ａが注入され、保持されている。これにより、このスピーカー１には、第１の磁石１１のＮ極から第２のヨーク１４を通って第２の磁石１２のＮ極に至り、第２の磁石１２のＳ極からケース２を通って、磁性流体２０Ａ、フレーム１７、第１のヨーク１３を順番に通って第１の磁石１１のＳ極に戻る第１の磁気回路が形成される。

また、第１のヨーク１３とポールピース１５が形成する磁気ギャップ１６には、磁性流体２０Ｂが注入され、保持されている。これにより、このスピーカー１には、第１の磁石１１のＮ極から第１のヨーク１４、ポールピース１５に至り、磁性流体２０Ｂから第１のヨーク１３を通って第１の磁石１１のＳ極に戻る第２の磁気回路が形成される。

さらに、ケース２内には、振動系３が着脱自在に挿入されている。振動系３は、磁気ギャップ１６に挿入されるボイスコイルボビン３１と、ボイスコイルボビン３１の前面側の先端部に取り付けられた振動板３２とを有する。

ボイスコイルボビン３１は、ポールピース１５と同軸の円筒からなる。ボイスコイルボビン３１の内周は、ポールピース１５の外周より大きく、その外周は第１のヨーク１３の孔１３Ａの径より小さい。ボイスコイルボビン２１の外周には、ボイスコイル３３が巻装されている。ボイスコイル３３は、図示を省略するアンプに電気的に接続される。
振動板３２は、軸線ｍ１を中心にして前面に向かって径が増大するコーン形状を有し、中央の開口が前面に向かって突となるドーム状のセンターキャップ３２Ａで閉鎖されている。

ここで、図１及び図２に示すように、振動体３２の前面側の外周には、環状の第１の振動制御部材４１が取り付けられている。第１の振動制御部材４１は、振動板３２に取り付けられた端部から軸線ｍ１に平行にケース２の背面２Ｂに向けて延びており、非磁性材料から製造されている。第１の振動制御部材４１は、軸方向の長さや、軸方向と略直交する径方向の厚さが一定で、矢印ＡＲ１に示す第１の方向に磁性流体２０Ａに挿入されている。なお、第１の方向とは、軸線ｍ１に平行で、かつケース２の前面２Ａから背面２Ｂに向う方向である。

また、ボイスコイルボビン３１の外周で、ボイスコイル３３より背面側には、環状の第２の振動制御部材４２が取り付けられている。第１の振動制御部材４２は、軸線ｍ１に平行にケース２の前面２Ａ側に延びており、非磁性材料から製造されている。第２の振動制御部材４２は、軸方向の長さや、軸方向と略直交する径方向の厚さが一定で、矢印ＡＲ２に示す第２の方向に磁性流体２０Ｂに挿入されている。なお、第２の方向とは、第１の方向と反対向き、即ち軸線ｍ１に平行でケース２の背面２Ｂから前面２Ａに向う方向である。

第１、第２の振動制御部材４１，４２はその一部のみが磁性流体２０Ａ，２０Ｂ内に挿入されている。第１、第２の振動制御部材４１，４２の挿入量は、それぞれが磁性流体２０Ａ，２０Ｂを貫通しない量である。
なお、ボイスコイルボビン３１及び第１、第２の振動制御部材４１，４２は、磁性流体２０Ａ，２０Ｂに対して不活性、不溶性、非膨潤性であり、浸透性がない材料から製造することが望ましい。即ち、アルミニウム、マグネシウム、チタン等の合金を含む金属類、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＥＴ、ポリイミド、フッ素樹脂等の樹脂、紙、不織布、グラスファイバー、カーボンファイバー、アラミド繊維等に樹脂を含浸または塗布したもの等が使用される。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
スピーカー１をアンプに接続して音や声などの音声を発生させるときは、アンプからの電気信号がボイスコイル３３に入力される。第２の磁気回路内に配置されているボイスコイル３１に電気信号が流れると、電磁誘導によって力が発生する。第１、第２の磁石１１，１２はケース２に固定されているので、ボイスコイルボビン３１及びこれに固定された振動板３２を含む振動系３が軸線ｍ１の方向に移動する。電気信号の変化に伴って振動系の移動量や移動方向が変化しながら振動する。その結果、振動板３２から音声が出力される。

ここで、このスピーカー１は、第１の振動制御部材４１が前面側から磁気ギャップ１８の磁性流体２０Ａ中に浸漬されていることから、振動板３２の裏側に発生する逆相の音波が遮断される。また、磁性流体２０Ａが磁気ギャップ１８の磁気回路壁（ケース２の開口部４の内周壁及びフレーム１７の端面）に引寄せられるため、第１の振動制御部材４１と磁気回路壁との接触を防ぐ。さらに、振動系３を第１の方向、即ち背面に引き戻す排斥力が生じる。

また、ボイスコイルボビン３１が磁気ギャップ１６の磁性流体２０Ｂ中に浸漬されていることから、磁性流体２０Ｂが磁気ギャップ１６の磁気回路壁（第１のヨーク１３の内周壁及びポールピース１５）に引寄せられ、ボイスコイルボビン３１と磁気回路壁との接触を防ぐ。これと同時に、第２の振動制御部材４２が背面側から磁性流体２０Ｂ中に浸漬されていることから、振動系３を第２の方向、即ち前面に押し出す力が生じる。この力は、前記した前面側で生じる排斥力とは力の向きが反対の排斥力である。

これにより、振動系３は振動板３２の外周部とボイスコイルボビン３１の２か所で支持され、磁気回路壁に接触すること無く振動方向に正確な往復運動をすることが可能になる。さらに、振動系３は、前面側と背面側とで反対向きの力を常に受けるので、安定した往復運動が可能になる。また、排斥力のバランス点が振動系の初期位置（規定位置）になるので、ボイスコイル３３の振幅の中心と磁気ギャップ１６，１８の中心とを合致させることができる。その結果、従来のように、振動系のエッジ部分を機械的に接合させたり、ダンパーを設けたりすることなく、音声を再生することが可能になる。

さらに、ケース２を利用した第１の磁気回路で磁性流体２０Ａを保持するので、従来のように前面側に環状の磁石を設ける必要がなくなり、装置構成を簡略化できる。第１、第２の振動制御部材４１，４２は、環状の部材であるので、製造が簡単である。前面側と背面側とで向きの違う排斥力を生じさせる構成にしたので、従来のように磁気回路を挟む一対の傾斜したストッパに比べて、加工が容易であり、ボイスコイルの振幅の中心と磁気ギャップの中心との調整が容易である。

そして、このスピーカー１の組み立て時には、ボイスコイル３３のリード線を接続し、磁気ギャップ１６，１８に振動系３を挿入すれば良い。従来のエッジを機械的に接合させたり、ダンパーを設けたりする場合に必要な位置合わせや接着、これらの作業に必要な治具などが要らず、短時間で容易にスピーカーを製作することができる。

ここで、本実施の形態に係るスピーカー１を作製して特性をオーディオ・サウンド・アナライザ（エタニ電気製のＡＳＡ−１０）で測定したところ、２００Ｈｚ〜２００００Ｈｚにおける高調波歪みが最大で０．４５％、概ね０．１％以下と非常に低く、優れた再生能力を有することが分かった。なお、このときのスピーカー１は、振動板３２に直径８０ｍｍのマグネシウム製コーンを用いた。ボイスコイルボビン３１は、内径２５．４ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍのアルミ製とし、第１の振動制御部材４１に軸線方向の長さが８ｍｍで
厚さ０．２ｍｍのマグネシウム板を採用した。第２の振動制御部材４２には、軸線方向の長さが５ｍｍで厚さが０．８ｍｍの樹脂テープを使用した。第１、第２の磁石１１，１２は、ネオジウム製とし、第１のヨーク１３は鉄から製造し、その外径７８ｍｍ、内径２８ｍｍとした。第２のヨーク１４は、鉄から製造し、直径２５ｍｍのポールピース１５を一体に成形した。ケース２は、前面に直径８２ｍｍの開口部を有するカップ形状とした。ケース２及びフレーム１７並びに第１、第２のヨーク１３，１４のそれぞれに空気抜き孔を設け、ボイスコイル３３のリード線は、第２のヨーク１４とケース２に設けた空気抜き孔から後方に引き出した。磁気ギャップ１６，１８には、適量の磁性流体（フェローテック社製、ＡＰＧ−Ｗ０５）を充填した。

ここで、この実施の形態の変形例を説明する。
図３に示すように、スピーカー１にバックロードホーン４５を取り付けてスピーカーシステム４６を形成しても良い。バックロードホーン４５は、ケース２の背面２Ｂの空気抜き孔５，６に連通する内部空間４７を有し、振動板３２で発生させた低音を増幅させ、底部の開口から放出する。このスピーカーシステム４６では、前記したスピーカー１の効果が得られると共に、バックロードホーン４５の存在によって低音の再生特性が向上する。

図４に示すように、第１、第２の振動制御部材４１，４２は、その一部を径方向外側に突出させても良い。第１の振動制御部材４１の拡径部分５１は、振動系３が音声を再生する際の移動範囲の前面側に設けられている。第２の振動制御部材４２の拡径部分５２は、振動系３が音声を再生する際の移動範囲の背面側に設けられている。このため、振動系３が前面側に移動しようとしたときは、第１の振動制御部材４１の拡径部分５１が磁性流体２０Ａ内に進入する。これにより、磁気ギャップ１８の磁性流体２０Ａによって振動系３に規定位置に戻るような排斥力が作用する。一方、振動系３が通常の移動範囲より背面側に移動しようとしたときは、第２の振動制御部材４２の拡径部分５２が磁性流体２０Ｂ内に進入する。これにより、磁気ギャップ１６の磁性流体２０Ｂによって振動系３に規定位置に戻るような排斥力が作用する。

このようにして、振動系３が通常の移動範囲を越えて移動しようとすると、振動系３に常に作用する反対向きの力が、拡径部分５１，５２によって強められるので、振動系３が飛び出すことがなくなり、振動系３をより安定して振動させることが可能になる。なお、拡径部分５１，５２は、周方向に連続して設けることが好ましいが、周方向の一部のみに設けても良い。

また、図５に示すように、第１、第２の振動制御部材の周方向の少なくとも一部を波形状に成形しても良い。第１の振動制御部材５５は、背面側の端部に切り欠き５６が周方向に複数形成されることで全体として波形状になっている。第２の駆動制御部５７は、前面側の端部に切り欠き５８が周方向に複数形成されることで全体として波形状になっている。波状部分５９，６０は、振動系３が音声を再生する際の移動範囲にあるときに磁性流体２０Ａ，２０ｂに浸漬される位置及び大きさに設けられている。なお、この振動制御部材５５，５７も磁性流体を貫通しないように配置されている。

音声再生時、波状部分５９，６０の先端側では、磁性流体２０Ａ，２０Ｂ内に浸漬される面積及び体積が少ないので、振動系３に与えられる排斥力は小さい。これに対し、波状部分５９，６０の基端側では、磁性流体２０Ａ，２０Ｂ内に浸漬される面積及び体積が大きいので、振動系３に与えられる排斥力が大きい。第１、第２の振動制御部材５５，５７において波状部分５９，６０は反対向きに配置されているので、移動方向がどちらの方向であっても振動系３が振動の中心から離れるにつれて排斥力が大きくなる。このため、振動系３の動作が安定する。さらに、振動系３が移動範囲を越えて移動しようとすると、波状部分５９，６０の基端を越えて周方向に連続する部分６１，６２が磁性流体２０Ａ，２
０Ｂに浸漬され、より大きな排斥力を発生させるので、振動系３の飛び出しが防止される。

なお、切り欠き５６によって形成する形状は、波状に限定されない。例えば、鋸刃状であっても良いし、三角波形でも良い。
また、図２、図４及び図５のそれぞれに示す振動制御部材４１，４２，５５，５７は、径方向の厚さは一定であるが、初期位置から離れるにつれて厚さが徐々に増大するように形成しても良い。径方向の厚さに勾配を持たせることで、排斥力を徐々に増大させることが可能になる。このような構成の一例を図６に示す。この振動制御部材４１，４２は、軸線ｍ１に対して傾斜する拡径部分５４，５４を設けて径方向の厚さに勾配を持たせている。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
図７に示すように、このスピーカー７１は、ケース２の背面２Ｂの内側に、第１の磁石１１のＮ極が取り付けられている。第１の磁石１１のＳ極には第１のヨーク１３が取り付けられている。また、ケース２の背面２Ｂの内側には、ポールピース１５が固定されている。

これにより、このスピーカー７１には、第１の磁石１１のＮ極から、ケース２を通り、磁性流体２０Ａを介してフレーム１７から第１のヨーク１３を通って第１の磁石１１のＳ極に戻る第１の磁気回路が形成される。また、第１の磁石１１のＮ極からケース２、ポールピース１５を通り、磁性流体２０Ｂを介して第１のヨーク１３から第１の磁石１１のＳ極に戻る第２の磁気回路が形成される。

ここで、振動系３の構造及び磁性流体は、第１の実施の形態と同様の構成になっている。しかしながら、このスピーカー７１では、第１の磁気回路と第２の磁気回路とに磁束が二分される。したがって、ボイスコイルボビン３１のボイスコイル３３Ａに加えて、第１の振動制御部材４１の外周にもボイスコイル３３Ｂを配置して、効率良く磁気回路の磁力を利用するように構成している。なお、ボイスコイル３３Ｂを配置せずに、ボイスコイル３３Ａのみを使用して音声を再生しても良い。

このスピーカー７１では、アンプからの音声信号が２つのボイスコイル３３Ａ，３３Ｂに同時に入力され、振動系３が振動させられる。第１、第２の振動制御部材４１，４２と磁性流体２０Ａ，２０Ｂとが協働し、互いに向きが逆で、振動系３を駆動範囲内に戻すような排斥力を発生させることで、振動系３の移動を安定させ、高品質な音声を再生する。また、このスピーカー７１は磁石が１つ済むので、小型化及び軽量化が図れる。さらに、部品点数が少ないので安価に、かつ簡単に製造できる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について詳細に説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付してある。また、重複する説明は省略する。
図８に示すように、このスピーカー８１は、ケース２の前面２Ａと第１のヨーク１３との間には、振動系３のみが設けられている。このため、ケース２の前面２Ａの開口部４の内周部分は、第２の磁石１２によってＳ極に帯磁され、これにより磁性流体２０Ａが保持される。

振動系３は、前面側に第１の振動制御部材４１を有し、背面側に第２の振動制御部材４２を有する。第１の振動制御部材４１は、振動板３に取り付けられた端部から軸方向にケ
ース２の前面２Ａ側に延びる円筒形状を有する。第１の振動制御部材４１は、少なくとも一部が背面側から第２の方向に向けて磁性流体２０Ａ内に挿入される。なお、第１の振動制御部材４１が磁性流体２０Ａを貫通することはない。
第２の振動制御部材４２は、ボイスコイルボビン３１の外周面で、ボイスコイル３３より前面側の位置に固定されている。第２の振動制御部材４２は、少なくとも一部が前面側、つまり第１の方向に向けて磁性流体２０Ｂ内に挿入されている。第２の振動制御部材４２が磁性流体２０Ｂを貫通することはない。なお、第１、第２の振動制御部材４１，４２の形状及び材料は、第１の実施の形態と同様である。

このスピーカー８１では、アンプからの音声信号がボイスコイル３３に入力され、振動系３が振動させられる。第１、第２の振動制御部材４１，４２と磁性流体２０Ａ，２０Ｂとが協働し、互いに向きが逆で、振動系３を駆動範囲内に戻すような排斥力を発生させる。より詳細には、第１の振動制御部材４１が振動系３に対して背面に向う排斥力を作用させる。第２の振動制御部材４２が振動系３に対して前面に向う排斥力を作用させる。このような逆向きの排斥力によって振動系３の移動が安定し、高品質な音声を再生する。第１の実施の形態のようにフレームが不要になるので、部品点数が少なく、製造が容易になる。

なお、本発明は、各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、スピーカー７１，８１において、図３に示すバックロードホーン４５を取り付けてスピーカーシステム４６を構築しても良い。また、図４又は図５に示すような拡径部分５１，５２や、振動制御部材５５，５７を採用しても良い。拡径部分５１，５２のような径方向の形状変化や、径方向の厚さの勾配、波状部分５９，６０のような周方向の勾配は、第１、第２の振動制御部材４１，４２，５５，５７のいずれか一方のみに設けても良い。また、第１、第２の振動制御部材４１，４２，５５，５７で異なる形状勾配や、厚さの勾配、周方向の勾配を設けても良い。
また、第１の振動制御部材４１，５５は、振動板３２と一体に成型しても良い。

本発明の実施の形態に係るスピーカーの構成を示す断面図である。 振動系の外観を示す側面図である。 スピーカーにバックロードホーンを取り付けたスピーカーシステムの構成の概略を示す断面図である。 駆動制御部の一部を径方向に拡径させた変形例を示す図である。 駆動制御部の一部を波形にした変形例を示す図である。 駆動制御部の一部を径方向に徐々に拡径させた変形例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るスピーカーの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るスピーカーの構成を示す断面図である。

符号の説明

１，７１，８１ スピーカー
２ ケース
３ 振動系
４ 開口部
５，６ 空気抜き孔
１１ 第１の磁石
１２ 第２の磁石
１３ 第１のヨーク
１４ 第２のヨーク
１６，１８ 磁気ギャップ
２０Ａ，２０Ｂ 磁性流体
３１ ボイスコイルボビン
３２ 振動板
３３，３３Ａ，３３Ｂ ボイスコイル
４１，５５ 第１の振動制御部材
４２，５７ 第２の振動制御部材
４５ バックロードホーン
４６ スピーカーシステム
５１，５２，５３，５４ 拡径部分
５６，５８ 切り欠き
５９，６０ 波状部分
ｍ１ 軸線

Claims (8)

1. 磁性材料からなるケースと磁性材料からなるフレームと磁石とヨークとポールピースを含み、前記ケースと前記フレームの間と、前記ヨークと前記ポールピースの間のそれぞれに磁気ギャップが設けられた磁気回路と、
   前記磁気ギャップのそれぞれに注入された磁性流体と、
   前記ケースに振動可能に支持される振動板と、
   前記振動板が固定され、電気信号が入力されるボイスコイルが巻装されたボイスコイルボビンと、
   前記振動板に取り付けられ、前記ケースと前記ヨークの間の磁気ギャップに保持される前記磁性流体に一部が挿入される非磁性材料からなる第１の振動制御部材と、
   前記ボイスコイルボビンに設けられ、前記ヨークと前記ポールピースの間の磁気ギャップに保持される前記磁性流体に一部が前記第１の振動制御部材と反対の方向から挿入される第２の振動制御部材と、
   を含むことを特徴とするスピーカー。
2. 前記第１の振動制御部材は、前記振動板の振動方向に略直交する方向に突出して前記磁性流体による排斥力を増大させる部分を有し、前記第２の振動制御部材は、前記ボイスコイルボビンの振動方向に略直交する方向に突出して前記磁性流体による排斥力を増大させる部分を有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカー。
3. 前記第１、第２の振動制御部材は、前記振動板及びボイスコイルボビンの軸線を中心に環状に設けられると共に、排斥力を減少させる切り欠きが少なくとも１つ形成されていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカー。
4. 前記ボイスコイルは、前記磁性流体中に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスピーカー。
5. 前記磁石として、一対のヨークに挟まれた環状の第１の磁石と、前記ヨークの一方を介して前記第１の磁石と同じ極が向き合うように配置される環状の第２の磁石とを有し、
   前記ケースは、前記第１、第２の磁石及び前記ボイスコイルボビンを収容可能で、前面
   に前記振動板を隙間を有して挿入可能な開口部が設けられ、
   前記第１、第２の磁石及び前記ヨーク並びに前記ケースを含んで第１の磁気回路を形成し、前記第１の磁気回路で保持する磁性流体で前記振動板を振動可能に保持し、
   前記第１の磁石と前記ヨークを含んで第２の磁気回路を形成し、前記第２の磁気回路で保持する磁性流体で前記ボイスコイルボビンを支持するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスピーカー。
6. 前記磁石として、一対のヨークに挟まれた環状の第１の磁石を有し、
   前記ケースは、前記第１の磁石及び前記ボイスコイルボビンを収容可能で、前面に前記振動板を隙間を有して挿入可能な開口部が設けられ、
   前記第１の磁石及び前記ヨーク並びに前記ケースを含んで第１の磁気回路を形成し、前記第１の磁気回路で保持する磁性流体で前記振動板を振動可能に保持し、
   前記第１の磁石と前記ヨークを含んで第２の磁気回路を形成し、前記第２の磁気回路で保持する磁性流体で前記ボイスコイルボビンを支持するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスピーカー。
7. 前記第１の振動制御部材の外周であって、前記磁性流体内に配置される部分にボイスコイルを有することを特徴とする請求項６に記載のスピーカー。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のスピーカーと、前記スピーカーの前記ケースの背面に形成された空気抜け孔に接続され、前記振動板で発生した低音を増幅させるバックロードホーンとを有することを特徴とするスピーカーシステム。

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