JPWO2007086315A1 - スピーカおよびこれを用いた電子機器、装置 - Google Patents

スピーカおよびこれを用いた電子機器、装置 Download PDF

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Abstract

本発明は音響分野および情報通信分野のスピーカに関するものであり、薄型化を実現できるスピーカを提供するものである。そのために本発明のスピーカは、磁気回路の下部プレートのセンターポールに形成された窪みまたは孔に、振動板の一部を挿入してスピーカを構成する。これによって、磁気回路の高さ内に振動板の一部を収納することができ、スピーカの薄型化を図ることができる。

Description

本発明は、各種音響機器および情報通信機器に使用されるスピーカおよびこれを用いた電子機器と装置に関するものである。
従来のスピーカについて、図１６により説明する。図１６は従来のスピーカの断面図を示したものである。
図１６に示すとおり、着磁されたマグネット１をセンターポール３Ａを有する下部プレート３に結合し、マグネット１の下部プレート３と結合した反対側に上部プレート２を結合して、外磁型の磁気回路４を構成している。そして、この磁気回路４にフレーム６を結合し、このフレーム６の周縁部に振動板７を結合している。そして、この振動板７にボイスコイル８を結合するとともに、このボイスコイル８を上記磁気回路４の磁気ギャップ５に挿入して、スピーカを構成している。
この従来のスピーカでは、その全高方向の構成として、磁気回路４にフレーム６を結合して構成する、いわば積み上げ方式での結合構成となっている。そのため、スピーカの全高寸法は、最低でも、磁気回路４とフレーム６との合計寸法が必要となるものであった。
最近では、ＡＶ商品分野においては、液晶やプラズマ等の薄型テレビの普及が顕著であり、スピーカには全高寸法の薄型化に対する要求が非常に強くなりつつある。また、モバイル商品分野においても、携帯電話の多機能化や薄型化が顕著であり、この分野においても、スピーカの薄型化に対する要求が非常に強くなりつつある。一方、車載分野においても、地球環境対応を目的とした省エネルギー化を目指した活動として、スピーカの小型化、薄型化、軽量化に対する要求が非常に強くなりつつある。
これらの背景から、前述の従来のスピーカについても、小型化、薄型化、軽量化に対する開発が強化されている。
このような状況の中で、従来のスピーカの構造のまま薄型化を図るには、市場要求に対して既に限界に達しており、スピーカに構造的な新たな改革を加える必要が生じてきている。よって最近では特に、この薄型化を実現させるためのスピーカの開発が強化されつつある。なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
上記のとおり、従来のスピーカは、その構造を維持したまま薄型化を図るには、市場要求に対して、既に限界に達しているという課題を有するものであった。そのうえさらに、市場からは、省エネルギー化を目的としたスピーカの変換効率の向上に関しても、さらなる音圧レベルの向上についても、要求がなされている。
これらに対応するためには、大きな体積のマグネットを使用するか、キャンセルマグネットを追加して反撥磁気回路を構成し、マグネットの磁気エネルギーを効率よく使用できるようにせざるを得ない状況である。いずれにせよ、マグネットを含む磁気回路の体積は増大する方向であり、薄型化はさらに実現が困難である。
特開２００５−５１２８３号公報
本発明は、上記課題を解決するもので、薄型化を実現できる優れたスピーカを提供するものである。上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明は、中央部に窪みまたは孔を設けたセンターポールを有する下部プレートとこの下部プレートに結合されたマグネットとこのマグネットの前記下部プレートとの反対側に結合された上部プレートとからなる磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームに結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカであって、振動板はボイスコイルとの結合部よりも内周側が磁気回路側に突出するとともにセンターポール中央部の窪みまたは孔に挿入して、スピーカを構成したものである。
磁気回路の下部プレートにて形成された窪みまたは孔に振動板の一部を挿入してスピーカを構成することで、磁気回路の高さ内に振動板の一部を収納してスピーカを構成した。この構成により、スピーカの薄型化を図ることができ、その工業的価値は非常に大きなものである。
図１は本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図である。 図２は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の一例の断面図である。 図３は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第２例の断面図である。 図４は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第３例の断面図である。 図５は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第４例の断面図である。 図６は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第５例の断面図である。 図７は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第６例の断面図である。 図８は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第７例の断面図である。 図９は本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第８例の断面図である。 図１０は実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの外観図である。 図１１は実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの他の一例の外観図である。 図１２は実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの他の第２例の外観図である。 図１３は実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの他の第３例の外観図である。 図１４は本発明の実施の形態３における電子機器の外観図である。 図１５は本発明の実施の形態４における装置の部分断面図である。 図１６は従来のスピーカの断面図である。
符号の説明
２１ マグネット
２２ 上部プレート
２３ 下部プレート
２３Ａ センターポール
２３Ｂ 孔
２３Ｃ プロテクタ
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２７ 振動板
２８ ボイスコイル
２９ ダンパー
３０ 第１のサブマグネット
３１ 第２のサブマグネット
３２ シールドカバー
３３，３３Ａ ネット
４０ スピーカ
４１ エンクロジャー
４２ アンプ
４３ プレーヤ
５０ 自動車
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同様の部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図である。
図１に示すように、中央部に孔２３Ｂを設けたセンターポール２３Ａを有する下部プレート２３に、マグネット２１を結合し、このマグネット２１の下部プレート２３との反対側に上部プレート２２を結合して、磁気回路２４を構成している。そして、この磁気回路２４にフレーム２６を結合し、このフレーム２６に振動板２７を結合し、この振動板２７にボイスコイル２８を結合するとともに、このボイスコイル２８を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５に挿入してスピーカを構成している。
ここで、この振動板２７は、ボイスコイル２８との結合部よりも内周側の断面形状が、磁気回路２４側に突出する逆ドーム形状となっており、センターポール中央部の孔２３Ｂに挿入した構成となっている。この構成とすることにより、磁気回路２４の高さ内に振動板２７の一部を収納することができ、薄型化を図ることができる。
あるいは、振動板２７の一部がセンターポール中央部の孔２３Ｂに常に挿入された構成となっていることは、必ずしも必要でない。図２に２点鎖線で示すように、振動板２７がニュートラル状態にある時は孔２３Ｂに挿入されず、振動板２７が振動した時に振動板２７の一部が孔２３Ｂに挿入される構成であっても構わない。
図２は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の一例の断面図である。
このスピーカでは、ニュートラル状態にある振動板２７を２点鎖線で表しており、この状態では振動板２７は孔２３Ｂに挿入されていない。一方、振動板２７が振動している時の状態、特に図２の下方に振動した時の状態を実線で表しており、この状態では振動板２７は孔２３Ｂに挿入されている。
この構成によってもまた、磁気回路２４の高さ内に振動板２７の振動時を含めた広い意味での一部を収納することができ、薄型化を図ることができる。同時に、振動板２７が大きく振動した時にも、振動板２７がセンターポール２３Ａの一部やその他の部分に接触等を起こす可能性を低減することができる。
以上は、下部プレート２３のセンターポール２３Ａの中央部に設けた孔２３Ｂについて説明したが、この実施の形態に限定されることなく、孔２３Ｂは窪みであっても良い。
また、磁気回路２４側に突出する振動板２７の形状を、逆ドーム形状とすることにより、振動板の深さによる形状剛性の実現と、逆ドーム形状からの良好な指向性の実現により、歪の少ない安定した音響特性と音質を実現することができる。
図３は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第２例の断面図である。
図３に示すように、上部プレート２２のマグネット２１との結合側と反対側に、マグネット２１と逆方向に着磁された第１のサブマグネット３０をさらに設けた構成としても良い。この構成とすることで、第１のサブマグネット３０はキャンセルマグネットとしての効果を発揮し、磁気ギャップ２５内の主磁束を向上させ、漏洩磁束を低減させる。これによって、さらなるスピーカの音圧レベル向上や漏洩磁束の低減を図ることができる。
図４は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第３例の断面図である。
図４に示すように、下部プレート２３のマグネット２１との結合側と反対側に、マグネット２１と逆方向に着磁された第２のサブマグネット３１をさらに設けた構成としても良い。この構成とすることで、第２のサブマグネット３１はキャンセルマグネットとしての効果を発揮し、磁気ギャップ２５内の主磁束を向上させ、漏洩磁束を低減させる。これによってもまた、さらなるスピーカの音圧レベル向上や漏洩磁束の低減を図ることができる。
図５は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第４例の断面図である。
図５に示すように、図４に示す構成にシールドカバー３２をさらに設けた構成としても良い。
すなわち、第２のサブマグネット３１の下部プレート２３との結合側と反対側に、シールドカバー３２を設ける。この構成とすることで、シールドカバー３２の効果によりさらに漏洩磁束を低減させ、より一層のスピーカの音圧レベル向上や漏洩磁束の低減を図ることができる。
以上の説明のように、マグネットの数量を１個のみならず、２個、３個というように多数個に分割して、互いに逆方向の着磁を実施することで、磁気回路２４全体の磁気利用効率を向上させることができる。
すなわち、１個のマグネットの体積を２分割や３分割して、サブマグネットを含む磁気回路を構成することで、同じ体積であっても、磁気回路全体の磁気利用効率を向上させることができる。そのため、同じマグネットの体積で、より大きな音圧レベルを実現することができる。
また、逆にいえば、サブマグネットを含む磁気回路構成とすることで、同じ音圧レベルを実現するのに、トータルのマグネットの体積を減少させたり、マグネットの全高寸法を低く設定できる。これによって、薄型化することができる。
図６は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第５例の断面図である。
図６に示すように、振動板２７のボイスコイル２８との結合部よりも内周側と、フレーム２６または磁気回路２４の一部とに結合される、ダンパー２９を設けた構成としても良い。
ダンパー２９を付加した結果として、振動板２７やこれに結合されたボイスコイル２８の支持性能をさらに向上させることができ、ギャップ不良の低減による高耐入力化等の品質、及び信頼性の向上を図ることができる。
図７は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第６例の断面図である。
図７に示すように、下部プレート２３にネット３３を設けた構成とすることもできる。
このネット３３の結合場所としては、下部プレート２３のセンターポールの孔２３Ｂの内側面にすることで、スピーカの全高寸法を高くせずにネット３３を結合することができる。
また、このネット３３は、防塵ネットあるいは制動ネット、あるいはこれらの両機能を兼ね備えたものとすることができる。防塵ネットの場合は、下部プレート２３のセンターポールの孔２３Ｂから磁気ギャップ２５等に侵入する塵や埃または鉄粉等さらには水滴等を除去する効果があり、異物侵入によるギャップ不良を低減させることができる。
制動ネットの場合は、下部プレート２３のセンターポールの孔２３Ｂから出入りする空気の量を制御することにより、振幅や最低共振周波数の調整を実施することで、音響特性や音質を自由に調整することができる。
図８は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第７例の断面図である。
図８に示すように、下部プレート２３のセンターポール２３Ａを延長して振動板２７のプロテクタ２３Ｃとし、振動板２７の中心部を保護できる構成としてもよい。
図９は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第８例の断面図である。
図９に示すように、プロテクタ２３Ｃにネット３３Ａを設けて、防塵や制動を実施できる構成としてもよい。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるスピーカについて説明をする。本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図は、図２に示す本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の一例と同じである。従って、本発明の実施の形態２におけるスピーカの主要な構成とその作用、動作について、図２を使って説明する。
このスピーカは、下部プレート２３と、下部プレート２３に結合されたマグネット２１と、マグネット２１の下部プレート２３と反対側に結合された上部プレート２２からなる、磁気回路２４を備えている。
さらに、このスピーカは、磁気回路２４に結合されたフレーム２６と、フレーム２６に結合された振動板２７と、ボイスコイル２８を供えている。ボイスコイル２８は、振動板２７に結合されるとともに、その一部が磁気回路２４の下部プレート２３と上部プレート２２とからなる直線状の磁気ギャップ２５に配置されている。
下部プレート２３は、底面部と底面部に略垂直方向に設けた側壁部を備え、側壁部の背面を複数個対向配置してその略中央部に空間２３Ｂを形成している。この下部プレート２３の形状については、本実施の形態２の特徴であるので、後で詳細に説明する。
振動板２７のボイスコイル２８との結合部よりも内周側を磁気回路２４側に突出させるとともに、この振動板２７の突出部は、この振動板２７のニュートラル状態（２点鎖線で示す）では、下部プレート２３の略中央部の空間２３Ｂに挿入されない。また、この振動板２７の突出部は、この振動板２７の振動時に、特に振動板２７が図２の下方に振動した時（実線で示す）に、下部プレート２３の略中央部の空間２３Ｂに挿入される。
本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の外観図を図１０に示す。
図１０に示すように、下部プレート２３は、シート状の金属体を折曲形成したものである。この実施の形態２では、下部プレート２３は、シート状の金属体を折曲形成することで、底面部と底面部に略垂直方向に設けた側壁部を備えている。そして、この折曲形成した４つのシート状の金属体の側壁部の背面を対向配置し、その略中央部に空間２３Ｂを形成している。
この折曲形成した４つのシート状の金属体の側壁部を囲むようにその上にマグネット２１を配置し、さらにその上に上部プレート２２を配置して、磁気回路２４を形成している。このような形状とすることによって、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
図１１に、本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の他の一例の外観図を示す。
図１１に示すように、マグネット２１を複数に分割構成しても構わない。また、このマグネット２１の分割数を下部プレート２３の分割数と同数にしても構わない。
あるいはまた、図１１に示すように、上部プレート２２を複数に分割構成しても構わない。また、この上部プレート２２の分割数を下部プレート２３の分割数と同数にしても構わない。
さらにまた、図１１に示すように、上部プレート２２の分割数をマグネット２１の分割数と同数にしても構わない。
なお、図１１では、下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２とを、同数に分割するように記載しているが、このような実施の形態に限るものではなく、下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２のいずれか１つまたは２つだけを分割する実施の形態でも構わない。例えば、マグネット２１だけ、あるいは上部プレート２２だけ、あるいはマグネット２１と上部プレート２２だけを分割する実施の形態でも構わない。さらに、これらの分割数は異なる実施の形態であっても構わない。このような形状とすることによってもまた、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
さらにまた、マグネット２１は棒状であっても構わない。同様に、上部プレート２２は棒状であっても構わない。マグネット２１と上部プレート２２の両方が棒状であっても構わないし、マグネット２１と上部プレート２２のどちらかが棒状であっても構わない。このような形状とすることによってもさらに、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
図１２に、本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の他の第２例の外観図を示す。
図１２に示すように、例えば、下部プレート２３を２つに分割し、マグネット２１と上部プレート２２は分割しないことも可能である。そして、下部プレート２３は、シート状の金属体を図１２に示すような形状に折曲形成することも可能である。この折曲形成した２つのシート状の金属体の４面の側壁部を囲むようにその上にマグネット２１を配置し、さらにその上に上部プレート２２を配置して、磁気回路２４を形成することができる。このような形状とすることによってもまた、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
図１３に、本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の他の第３例の外観図を示す。
図１３に示すように、例えば、下部プレート２３を２つに分割し、マグネット２１と上部プレート２２は分割しないことも可能である。そして、下部プレート２３は、シート状の金属体を図１３に示すような形状に折曲形成することも可能である。この折曲形成した２つのシート状の金属体の４面の側壁部を囲むようにその上にマグネット２１を配置し、さらにその上に上部プレート２２を配置して、磁気回路２４を形成することができる。このような形状とすることによってさらにまた、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
振動板２７のボイスコイル２８との結合部よりも内周側は、上記のとおり磁気回路２４側に突出した構造となっており、この振動板２７の突出部の断面形状は、逆ドーム形状とすることができる。また、防塵ネットあるいは音響負荷調整用ネットの両方またはどちらかの機能を発揮するネットを下部プレート２３の略中央部の空間２３Ｂの内側面に結合しても構わない。振動板２７の突出部の断面形状を逆ドーム形状とすることによる効果、あるいはネットを結合することによる効果は、本発明の実施の形態１のスピーカと変わらないので説明を省略する。
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３における電子機器の外観図である。当実施の形態は、本発明の実施の形態１または実施の形態２のスピーカおよびこのスピーカに入力される電気信号の増幅部を備えた電子回路を搭載して、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムを構成したものである。
図１４に示すように、本発明のスピーカ４０をエンクロジャー４１に組込んでスピーカシステムを構成し、このスピーカ４０に入力する電気信号の増幅部としてのアンプ４２と、このアンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムを構成している。
スピーカ４０の磁気回路２４の高さ内に振動板２７の一部を挿入して薄型化を図ったスピーカを使用することで、オーディオ用のミニコンポシステム等の電子機器の小型化、薄型化、軽量化、さらにはこれにともなう材料削減による低コスト化を実現することができる。また、音圧レベル向上や、漏洩磁束の低減も実現することができる。
尚、当実施の形態は、電子機器としてオーディオ用のミニコンポシステムに本発明のスピーカを搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、テレビ等の映像機器や、携帯電話等の移動体通信機器などの電子機器に、本発明のスピーカを搭載した実施の形態であってもよい。すなわち、スピーカを搭載する電子機器であれば全てに本発明は適用可能である。
（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４における装置である自動車の断面図である。
当実施の形態は、本発明の実施の形態１または実施の形態２のスピーカと、このスピーカの動力源（図示しない）を搭載して、装置である自動車を構成したものである。すなわち、図１５に示すように、スピーカ４０を自動車５０のリアトレイに搭載して構成している。
この構成により、装置である自動車５０の軽量化さらには低コスト化を実現することができる。さらに、音圧レベル向上や、漏洩磁束の低減、省エネルギー化も実現することができる。
尚、当実施の形態は、装置として自動車に搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、本実施の形態である装置は、列車や船舶等の移動装置さらには住宅等の構造物であってもよい。すなわち、スピーカを搭載する装置であれば全てに本発明は適用可能である。
本発明にかかるスピーカ、電子機器および装置は、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化、さらには、音圧レベルの向上や漏洩磁束の低減化等が必要な映像音響機器や情報通信機器、ゲーム機器等の電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。
本発明は、各種音響機器および情報通信機器に使用されるスピーカおよびこれを用いた電子機器と装置に関するものである。
従来のスピーカについて、図１６により説明する。図１６は従来のスピーカの断面図を示したものである。
図１６に示すとおり、着磁されたマグネット１をセンターポール３Ａを有する下部プレート３に結合し、マグネット１の下部プレート３と結合した反対側に上部プレート２を結合して、外磁型の磁気回路４を構成している。そして、この磁気回路４にフレーム６を結合し、このフレーム６の周縁部に振動板７を結合している。そして、この振動板７にボイスコイル８を結合するとともに、このボイスコイル８を上記磁気回路４の磁気ギャップ５に挿入して、スピーカを構成している。
この従来のスピーカでは、その全高方向の構成として、磁気回路４にフレーム６を結合して構成する、いわば積み上げ方式での結合構成となっている。そのため、スピーカの全高寸法は、最低でも、磁気回路４とフレーム６との合計寸法が必要となるものであった。
最近では、ＡＶ商品分野においては、液晶やプラズマ等の薄型テレビの普及が顕著であり、スピーカには全高寸法の薄型化に対する要求が非常に強くなりつつある。また、モバイル商品分野においても、携帯電話の多機能化や薄型化が顕著であり、この分野においても、スピーカの薄型化に対する要求が非常に強くなりつつある。一方、車載分野においても、地球環境対応を目的とした省エネルギー化を目指した活動として、スピーカの小型化、薄型化、軽量化に対する要求が非常に強くなりつつある。
これらの背景から、前述の従来のスピーカについても、小型化、薄型化、軽量化に対する開発が強化されている。
このような状況の中で、従来のスピーカの構造のまま薄型化を図るには、市場要求に対して既に限界に達しており、スピーカに構造的な新たな改革を加える必要が生じてきている。よって最近では特に、この薄型化を実現させるためのスピーカの開発が強化されつつある。なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
上記のとおり、従来のスピーカは、その構造を維持したまま薄型化を図るには、市場要求に対して、既に限界に達しているという課題を有するものであった。そのうえさらに、市場からは、省エネルギー化を目的としたスピーカの変換効率の向上に関しても、さらなる音圧レベルの向上についても、要求がなされている。
これらに対応するためには、大きな体積のマグネットを使用するか、キャンセルマグネットを追加して反撥磁気回路を構成し、マグネットの磁気エネルギーを効率よく使用できるようにせざるを得ない状況である。いずれにせよ、マグネットを含む磁気回路の体積は増大する方向であり、薄型化はさらに実現が困難である。
特開２００５−５１２８３号公報
本発明は、上記課題を解決するもので、薄型化を実現できる優れたスピーカを提供するものである。上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明は、中央部に窪みまたは孔を設けたセンターポールを有する下部プレートとこの下部プレートに結合されたマグネットとこのマグネットの前記下部プレートとの反対側に結合された上部プレートとからなる磁気回路と、この磁気回路に結合されたフレームと、このフレームに結合された振動板と、この振動板に結合されるとともにその一部が磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカであって、振動板はボイスコイルとの結合部よりも内周側が磁気回路側に突出するとともにセンターポール中央部の窪みまたは孔に挿入して、スピーカを構成したものである。
磁気回路の下部プレートにて形成された窪みまたは孔に振動板の一部を挿入してスピーカを構成することで、磁気回路の高さ内に振動板の一部を収納してスピーカを構成した。この構成により、スピーカの薄型化を図ることができ、その工業的価値は非常に大きなものである。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同様の部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図である。
図１に示すように、中央部に孔２３Ｂを設けたセンターポール２３Ａを有する下部プレート２３に、マグネット２１を結合し、このマグネット２１の下部プレート２３との反対側に上部プレート２２を結合して、磁気回路２４を構成している。そして、この磁気回路２４にフレーム２６を結合し、このフレーム２６に振動板２７を結合し、この振動板２７にボイスコイル２８を結合するとともに、このボイスコイル２８を上記磁気回路２４の磁気ギャップ２５に挿入してスピーカを構成している。
ここで、この振動板２７は、ボイスコイル２８との結合部よりも内周側の断面形状が、磁気回路２４側に突出する逆ドーム形状となっており、センターポール中央部の孔２３Ｂに挿入した構成となっている。この構成とすることにより、磁気回路２４の高さ内に振動板２７の一部を収納することができ、薄型化を図ることができる。
あるいは、振動板２７の一部がセンターポール中央部の孔２３Ｂに常に挿入された構成となっていることは、必ずしも必要でない。図２に２点鎖線で示すように、振動板２７がニュートラル状態にある時は孔２３Ｂに挿入されず、振動板２７が振動した時に振動板２７の一部が孔２３Ｂに挿入される構成であっても構わない。
図２は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の一例の断面図である。
このスピーカでは、ニュートラル状態にある振動板２７を２点鎖線で表しており、この状態では振動板２７は孔２３Ｂに挿入されていない。一方、振動板２７が振動している時の状態、特に図２の下方に振動した時の状態を実線で表しており、この状態では振動板２７は孔２３Ｂに挿入されている。
この構成によってもまた、磁気回路２４の高さ内に振動板２７の振動時を含めた広い意味での一部を収納することができ、薄型化を図ることができる。同時に、振動板２７が大きく振動した時にも、振動板２７がセンターポール２３Ａの一部やその他の部分に接触等を起こす可能性を低減することができる。
以上は、下部プレート２３のセンターポール２３Ａの中央部に設けた孔２３Ｂについて説明したが、この実施の形態に限定されることなく、孔２３Ｂは窪みであっても良い。
また、磁気回路２４側に突出する振動板２７の形状を、逆ドーム形状とすることにより、振動板の深さによる形状剛性の実現と、逆ドーム形状からの良好な指向性の実現により、歪の少ない安定した音響特性と音質を実現することができる。
図３は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第２例の断面図である。
図３に示すように、上部プレート２２のマグネット２１との結合側と反対側に、マグネット２１と逆方向に着磁された第１のサブマグネット３０をさらに設けた構成としても良い。この構成とすることで、第１のサブマグネット３０はキャンセルマグネットとしての効果を発揮し、磁気ギャップ２５内の主磁束を向上させ、漏洩磁束を低減させる。これによって、さらなるスピーカの音圧レベル向上や漏洩磁束の低減を図ることができる。
図４は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第３例の断面図である。
図４に示すように、下部プレート２３のマグネット２１との結合側と反対側に、マグネット２１と逆方向に着磁された第２のサブマグネット３１をさらに設けた構成としても良い。この構成とすることで、第２のサブマグネット３１はキャンセルマグネットとしての効果を発揮し、磁気ギャップ２５内の主磁束を向上させ、漏洩磁束を低減させる。これによってもまた、さらなるスピーカの音圧レベル向上や漏洩磁束の低減を図ることができる。
図５は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第４例の断面図である。
図５に示すように、図４に示す構成にシールドカバー３２をさらに設けた構成としても良い。
すなわち、第２のサブマグネット３１の下部プレート２３との結合側と反対側に、シールドカバー３２を設ける。この構成とすることで、シールドカバー３２の効果によりさらに漏洩磁束を低減させ、より一層のスピーカの音圧レベル向上や漏洩磁束の低減を図ることができる。
以上の説明のように、マグネットの数量を１個のみならず、２個、３個というように多数個に分割して、互いに逆方向の着磁を実施することで、磁気回路２４全体の磁気利用効率を向上させることができる。
すなわち、１個のマグネットの体積を２分割や３分割して、サブマグネットを含む磁気回路を構成することで、同じ体積であっても、磁気回路全体の磁気利用効率を向上させることができる。そのため、同じマグネットの体積で、より大きな音圧レベルを実現することができる。
また、逆にいえば、サブマグネットを含む磁気回路構成とすることで、同じ音圧レベルを実現するのに、トータルのマグネットの体積を減少させたり、マグネットの全高寸法を低く設定できる。これによって、薄型化することができる。
図６は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第５例の断面図である。
図６に示すように、振動板２７のボイスコイル２８との結合部よりも内周側と、フレーム２６または磁気回路２４の一部とに結合される、ダンパー２９を設けた構成としても良い。
ダンパー２９を付加した結果として、振動板２７やこれに結合されたボイスコイル２８の支持性能をさらに向上させることができ、ギャップ不良の低減による高耐入力化等の品質、及び信頼性の向上を図ることができる。
図７は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第６例の断面図である。
図７に示すように、下部プレート２３にネット３３を設けた構成とすることもできる。
このネット３３の結合場所としては、下部プレート２３のセンターポールの孔２３Ｂの内側面にすることで、スピーカの全高寸法を高くせずにネット３３を結合することができる。
また、このネット３３は、防塵ネットあるいは制動ネット、あるいはこれらの両機能を兼ね備えたものとすることができる。防塵ネットの場合は、下部プレート２３のセンターポールの孔２３Ｂから磁気ギャップ２５等に侵入する塵や埃または鉄粉等さらには水滴等を除去する効果があり、異物侵入によるギャップ不良を低減させることができる。
制動ネットの場合は、下部プレート２３のセンターポールの孔２３Ｂから出入りする空気の量を制御することにより、振幅や最低共振周波数の調整を実施することで、音響特性や音質を自由に調整することができる。
図８は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第７例の断面図である。
図８に示すように、下部プレート２３のセンターポール２３Ａを延長して振動板２７のプロテクタ２３Ｃとし、振動板２７の中心部を保護できる構成としてもよい。
図９は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第８例の断面図である。
図９に示すように、プロテクタ２３Ｃにネット３３Ａを設けて、防塵や制動を実施できる構成としてもよい。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるスピーカについて説明をする。本発明の実施の形態２におけるスピーカの断面図は、図２に示す本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の一例と同じである。従って、本発明の実施の形態２におけるスピーカの主要な構成とその作用、動作について、図２を使って説明する。
このスピーカは、下部プレート２３と、下部プレート２３に結合されたマグネット２１と、マグネット２１の下部プレート２３と反対側に結合された上部プレート２２からなる、磁気回路２４を備えている。
さらに、このスピーカは、磁気回路２４に結合されたフレーム２６と、フレーム２６に結合された振動板２７と、ボイスコイル２８を供えている。ボイスコイル２８は、振動板２７に結合されるとともに、その一部が磁気回路２４の下部プレート２３と上部プレート２２とからなる直線状の磁気ギャップ２５に配置されている。
下部プレート２３は、底面部と底面部に略垂直方向に設けた側壁部を備え、側壁部の背面を複数個対向配置してその略中央部に空間２３Ｂを形成している。この下部プレート２３の形状については、本実施の形態２の特徴であるので、後で詳細に説明する。
振動板２７のボイスコイル２８との結合部よりも内周側を磁気回路２４側に突出させるとともに、この振動板２７の突出部は、この振動板２７のニュートラル状態（２点鎖線で示す）では、下部プレート２３の略中央部の空間２３Ｂに挿入されない。また、この振動板２７の突出部は、この振動板２７の振動時に、特に振動板２７が図２の下方に振動した時（実線で示す）に、下部プレート２３の略中央部の空間２３Ｂに挿入される。
本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の外観図を図１０に示す。
図１０に示すように、下部プレート２３は、シート状の金属体を折曲形成したものである。この実施の形態２では、下部プレート２３は、シート状の金属体を折曲形成することで、底面部と底面部に略垂直方向に設けた側壁部を備えている。そして、この折曲形成した４つのシート状の金属体の側壁部の背面を対向配置し、その略中央部に空間２３Ｂを形成している。
この折曲形成した４つのシート状の金属体の側壁部を囲むようにその上にマグネット２１を配置し、さらにその上に上部プレート２２を配置して、磁気回路２４を形成している。このような形状とすることによって、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
図１１に、本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の他の一例の外観図を示す。
図１１に示すように、マグネット２１を複数に分割構成しても構わない。また、このマグネット２１の分割数を下部プレート２３の分割数と同数にしても構わない。
あるいはまた、図１１に示すように、上部プレート２２を複数に分割構成しても構わない。また、この上部プレート２２の分割数を下部プレート２３の分割数と同数にしても構わない。
さらにまた、図１１に示すように、上部プレート２２の分割数をマグネット２１の分割数と同数にしても構わない。
なお、図１１では、下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２とを、同数に分割するように記載しているが、このような実施の形態に限るものではなく、下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２のいずれか１つまたは２つだけを分割する実施の形態でも構わない。例えば、マグネット２１だけ、あるいは上部プレート２２だけ、あるいはマグネット２１と上部プレート２２だけを分割する実施の形態でも構わない。さらに、これらの分割数は異なる実施の形態であっても構わない。このような形状とすることによってもまた、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
さらにまた、マグネット２１は棒状であっても構わない。同様に、上部プレート２２は棒状であっても構わない。マグネット２１と上部プレート２２の両方が棒状であっても構わないし、マグネット２１と上部プレート２２のどちらかが棒状であっても構わない。このような形状とすることによってもさらに、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
図１２に、本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の他の第２例の外観図を示す。
図１２に示すように、例えば、下部プレート２３を２つに分割し、マグネット２１と上部プレート２２は分割しないことも可能である。そして、下部プレート２３は、シート状の金属体を図１２に示すような形状に折曲形成することも可能である。この折曲形成した２つのシート状の金属体の４面の側壁部を囲むようにその上にマグネット２１を配置し、さらにその上に上部プレート２２を配置して、磁気回路２４を形成することができる。このような形状とすることによってもまた、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
図１３に、本発明の実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレート２３とマグネット２１と上部プレート２２の他の第３例の外観図を示す。
図１３に示すように、例えば、下部プレート２３を２つに分割し、マグネット２１と上部プレート２２は分割しないことも可能である。そして、下部プレート２３は、シート状の金属体を図１３に示すような形状に折曲形成することも可能である。この折曲形成した２つのシート状の金属体の４面の側壁部を囲むようにその上にマグネット２１を配置し、さらにその上に上部プレート２２を配置して、磁気回路２４を形成することができる。このような形状とすることによってさらにまた、上部プレート２２、マグネット２１、下部プレート２３の生産性向上と材料使用効率を向上させることができる。
振動板２７のボイスコイル２８との結合部よりも内周側は、上記のとおり磁気回路２４側に突出した構造となっており、この振動板２７の突出部の断面形状は、逆ドーム形状とすることができる。また、防塵ネットあるいは音響負荷調整用ネットの両方またはどちらかの機能を発揮するネットを下部プレート２３の略中央部の空間２３Ｂの内側面に結合しても構わない。振動板２７の突出部の断面形状を逆ドーム形状とすることによる効果、あるいはネットを結合することによる効果は、本発明の実施の形態１のスピーカと変わらないので説明を省略する。
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３における電子機器の外観図である。当実施の形態は、本発明の実施の形態１または実施の形態２のスピーカおよびこのスピーカに入力される電気信号の増幅部を備えた電子回路を搭載して、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムを構成したものである。
図１４に示すように、本発明のスピーカ４０をエンクロジャー４１に組込んでスピーカシステムを構成し、このスピーカ４０に入力する電気信号の増幅部としてのアンプ４２と、このアンプ４２に入力されるソースを出力するプレーヤ４３とを備えて、電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムを構成している。
スピーカ４０の磁気回路２４の高さ内に振動板２７の一部を挿入して薄型化を図ったスピーカを使用することで、オーディオ用のミニコンポシステム等の電子機器の小型化、薄型化、軽量化、さらにはこれにともなう材料削減による低コスト化を実現することができる。また、音圧レベル向上や、漏洩磁束の低減も実現することができる。
尚、当実施の形態は、電子機器としてオーディオ用のミニコンポシステムに本発明のスピーカを搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、テレビ等の映像機器や、携帯電話等の移動体通信機器などの電子機器に、本発明のスピーカを搭載した実施の形態であってもよい。すなわち、スピーカを搭載する電子機器であれば全てに本発明は適用可能である。
（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４における装置である自動車の断面図である。
当実施の形態は、本発明の実施の形態１または実施の形態２のスピーカと、このスピーカの動力源（図示しない）を搭載して、装置である自動車を構成したものである。すなわち、図１５に示すように、スピーカ４０を自動車５０のリアトレイに搭載して構成している。
この構成により、装置である自動車５０の軽量化さらには低コスト化を実現することができる。さらに、音圧レベル向上や、漏洩磁束の低減、省エネルギー化も実現することができる。
尚、当実施の形態は、装置として自動車に搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、本実施の形態である装置は、列車や船舶等の移動装置さらには住宅等の構造物であってもよい。すなわち、スピーカを搭載する装置であれば全てに本発明は適用可能である。
本発明にかかるスピーカ、電子機器および装置は、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化、さらには、音圧レベルの向上や漏洩磁束の低減化等が必要な映像音響機器や情報通信機器、ゲーム機器等の電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。
本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の一例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第２例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第３例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第４例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第５例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第６例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第７例の断面図 本発明の実施の形態１におけるスピーカの他の第８例の断面図 実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの外観図 実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの他の一例の外観図 実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの他の第２例の外観図 実施の形態２におけるスピーカを構成する下部プレートとマグネットと上部プレートの他の第３例の外観図 本発明の実施の形態３における電子機器の外観図 本発明の実施の形態４における装置の部分断面図 従来のスピーカの断面図
符号の説明
２１ マグネット
２２ 上部プレート
２３ 下部プレート
２３Ａ センターポール
２３Ｂ 孔
２３Ｃ プロテクタ
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２７ 振動板
２８ ボイスコイル
２９ ダンパー
３０ 第１のサブマグネット
３１ 第２のサブマグネット
３２ シールドカバー
３３，３３Ａ ネット
４０ スピーカ
４１ エンクロジャー
４２ アンプ
４３ プレーヤ
５０ 自動車

Claims (31)

  1. 中央部に窪みまたは孔を設けたセンターポールを有する下部プレートと前記下部プレートに結合されたマグネットと前記マグネットの前記下部プレートとの反対側に結合された上部プレートとからなる磁気回路と、前記磁気回路に結合されたフレームと、前記フレームに結合された振動板と、前記振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカであって、前記振動板は前記ボイスコイルとの結合部よりも内周側が前記磁気回路側に突出するとともに前記センターポール中央部の窪みまたは孔に挿入して構成した、スピーカ。
  2. 前記振動板の前記ボイスコイルとの結合部よりも内周側の断面形状は、逆ドーム形状である、請求項１に記載のスピーカ。
  3. 前記上部プレートの前記マグネットとの結合側と反対側に、前記マグネットと逆方向に着磁された第１のサブマグネットをさらに設けた、請求項１に記載のスピーカ。
  4. 前記下部プレートの前記マグネットとの結合側と反対側に、前記マグネットと逆方向に着磁された第２のサブマグネットをさらに設けた、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のスピーカ。
  5. 前記第２のサブマグネットの前記下部プレートとの結合側と反対側に、シールドカバーをさらに設けた、請求項４に記載のスピーカ。
  6. 前記振動板の前記ボイスコイルとの結合部よりも内周側と前記フレームまたは前記磁気回路の一部とに結合される、ダンパーを設けた、請求項１に記載のスピーカ。
  7. 前記下部プレートにネットを設けた、請求項１に記載のスピーカ。
  8. 前記ネットは、前記下部プレートの前記センターポール中央部の窪みまたは孔の内側面に結合した、請求項７に記載のスピーカ。
  9. 前記下部プレートの前記センターポールを、内側にさらに延長してプロテクタを形成した、請求項１に記載のスピーカ。
  10. 前記プロテクタにネットを設けた、請求項９に記載のスピーカ。
  11. 前記ネットは防塵ネットである、請求項７または請求項８または請求項１０に記載のスピーカ。
  12. 前記ネットは制動ネットである、請求項７または請求項８または請求項１０に記載のスピーカ。
  13. 前記振動板は、振動時のみに前記センターポール中央部の窪みまたは孔に挿入される、請求項１に記載のスピーカ。
  14. 請求項１から３または請求項５から１０または請求項１３のいずれか１つに記載のスピーカを搭載した、電子機器。
  15. 請求項１から３または請求項５から１０または請求項１３のいずれか１つに記載のスピーカを搭載した、装置。
  16. 下部プレートと前記下部プレートに結合されたマグネットと前記マグネットの前記下部プレートと反対側に結合された上部プレートからなる磁気回路と、前記磁気回路に結合されたフレームと、前記フレームに結合された振動板と、前記振動板に結合されるとともにその一部が前記磁気回路の前記下部プレートと前記上部プレートとからなる直線状の磁気ギャップに配置されたボイスコイルとからなるスピーカであって、
    前記下部プレートは底面部と前記底面部に略垂直方向に設けた側壁部を備え、前記側壁部の背面を複数個対向配置してその中央部に空間を形成し、
    前記振動板の前記ボイスコイルとの結合部よりも内周側を前記磁気回路側に突出するとともに前記下部プレートの中央部の空間に挿入して構成した、スピーカ。
  17. 前記振動板の突出部は、前記振動板の振動時のみに前記下部プレートの中央部の空間に挿入される、請求項１６記載のスピーカ。
  18. 前記下部プレートは、シート状の金属体を折曲形成した請求項１７記載のスピーカ。
  19. 前記マグネットを複数に分割構成した請求項１８記載のスピーカ。
  20. 前記マグネットを前記下部プレートと同数に分割した請求項１９記載のスピーカ。
  21. 前記上部プレートを複数に分割構成した請求項１９または請求項２０記載のスピーカ。
  22. 前記上部プレートを前記下部プレートと同数に分割した請求項２１記載のスピーカ。
  23. 前記上部プレートを前記マグネットと同数に分割した請求項２１記載のスピーカ。
  24. 前記マグネットは棒状である請求項１９に記載のスピーカ。
  25. 前記上部プレートは棒状である請求項２１に記載のスピーカ。
  26. 前記振動板の前記突出部の断面形状は、逆ドーム形状である請求項１８に記載のスピーカ。
  27. ネットを前記下部プレートの中央部の空間の内側面に結合した請求項１８に記載のスピーカ。
  28. 前記ネットは、防塵ネットである請求項２７記載のスピーカ。
  29. 前記ネットは、音響負荷調整用ネットである請求項２７記載のスピーカ。
  30. 請求項１６から２０または請求項２２から２９のいずれか１項に記載のスピーカと、前記スピーカに入力される電気信号の増幅部を備えた電子回路とを搭載した、電子機器。
  31. 請求項１６から２０または請求項２２から２９のいずれか１項に記載のスピーカと、前記スピーカの動力源とを搭載した、装置。
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