JPWO2010004641A1 - スピーカ装置 - Google Patents

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Abstract

振動板とボイスコイルが略同位相にて振動することができるスピーカ装置を提供すること、比較的高い音圧で高音質のスピーカ装置を提供すること、高音質で薄型の高音質のスピーカ装置を提供すること。スピーカ装置1は、振動板33の一部にボイスコイル31を支持した振動体3と、磁石22を含む第1の磁極部MP1(プレート23)と該第1の磁極部MP1(プレート23)とは異なる磁極を有する第2の磁極部MP2(ヨーク21)とを離間して配置した磁気回路2とを備え、ボイスコイル31は、第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に配置され、振動体3は、ボイスコイル31に近接して振動板33の一部または全部に導電部335が形成され、導電部335が第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に配置されている。

Description

本発明は、スピーカ装置に関する。
静磁場中に配置された可動コイルに信号電流が印加されると、可動コイルが振動するとともに振動板が振動する動電型スピーカが知られている(例えば、特許文献1参照)。一般的な動電型スピーカ1Jは、例えば図1に示されるように、磁気回路2J、および振動体3Jを有する。磁気回路2Jは、断面U字形状のヨーク21J上に磁石22Jが配置され、磁石22J上にプレート23Jが配置されており、プレート23Jとヨーク21Jの間に磁気ギャップが形成されている。ボイスコイル31Jが磁気ギャップに配置され、ボイスコイル31Jがボイスコイルボビン32Jに接合され、ボイスコイルボビン32Jが振動板33Jに接合され、振動板33Jの外周部がエッジ34Jを介してフレーム35Jに振動自在に接合されている。
特開2005−102166号公報
上記動電型スピーカ1Jは、ボイスコイル31Jがボイスコイルボビン32Jを介して振動板33Jの内周部(又は外周部)に接合され、ボイスコイルの駆動力が、ボイスコイル31Jと振動板33Jとの接合部(ボイスコイルボビン32Jを含む)を介して振動板33Jに伝達する。一般的な振動板33Jは、紙や樹脂などで形成されており、完全剛体ではなく内部損失を有する。このため振動板33J上でボイスコイル31Jから離れた位置ほど、ボイスコイル31Jからの駆動力が伝達されにくい。また、ボイスコイル31Jが振動する際の周波数が大きいほど、振動板33Jでの駆動力の減衰が大きい。つまり、上記動電型スピーカ1Jでは、振動板全体が、ボイスコイル31Jの振動と同位相にて振動することが困難である。
また、上記動電型スピーカ1Jでは、出力音圧周波数特性が振動板から出力された音波の位相に依存するので、低音域から高音域にかけて出力音圧周波数特性を平坦化することが困難である。このため、ボイスコイルと振動板が略同位相にて振動する高音質のスピーカ装置が望まれている。
また、上記スピーカ1Jは、構成部品数が比較的多いので、製造コストが比較的高く、製造工数が比較的多い。このため、簡単な構成で高音質のスピーカ装置が望まれている。
また、一般的な動電型スピーカ1Jでは、高域特性を良くするために、振動板の半頂角が比較的小さい形状に形成されている。このため、図1に示される動電型スピーカ1Jでは、振動板33Jの高さ(HJ)が比較的高く、スピーカ1J全体の高さが比較的高い。
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、振動板とボイスコイルが略同位相にて振動することができるスピーカ装置を提供すること、比較的高い音圧で高音質のスピーカ装置を提供すること、高音質で比較的簡単な構成のスピーカ装置を提供すること、薄型の高音質のスピーカ装置を提供すること、などが本発明の目的である。
このような目的を達成するために、本発明は、以下の独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
本発明に係るスピーカ装置は、振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、磁石を含む第1の磁極部と該第1の磁極部とは異なる磁極を有する第2の磁極部とを離間して配置した磁気回路とを備え、前記ボイスコイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置され、前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係るスピーカ装置は、振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、磁石の両端部に形成された第1および第2の磁極部と該第1および第2の磁極部とは異なる第3の磁極部と第4の磁極部を離間して配置した磁気回路とを備え、前記ボイスコイルは、前記第2の磁極部と第4の磁極部との間に配置され、前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して、前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第3の磁極部との間に配置されていることを特徴とする。
従来技術に係るスピーカ装置の断面図である。 (A)は本発明の第1実施形態に係るスピーカ装置1の正面図であり、(B)は(A)に示したスピーカ装置1のA−A’線に沿った断面図である。 (A)は図2(A),図2(B)に示されたスピーカ装置1の動作を説明するための断面図であり、(B)は振動板33の導電部335の動作を説明するための図である。 (A)は、ボイスコイル31と振動板33に設けられた環状の大外径の導電部335の断面図であり、(B)は中外径の導電部335の断面図であり、(C)は小外径の環状の導電部の断面図である。 (A)はスピーカのインピーダンス、スピーカのボイスコイルと導電部との電気的な結合係数、それぞれの周波数特性を示す図である。(B)は本発明に係るスピーカの動作を説明するための等価回路図である。 (A)は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置1の音圧周波数特性を説明するための図であり、(B)は比較例に係るスピーカ装置の音圧周波数特性を説明するための図である。 (A)は本発明の第2実施形態に係るスピーカ装置1Aの正面図であり、(B)は(A)に示したスピーカ装置1AのA−A’線に沿った断面図である。 本発明の第3実施形態に係るスピーカ装置1Bの断面図である。 本発明の第4実施形態に係るスピーカ装置1Cの断面図である。 本発明の第5実施形態に係るスピーカ装置1Dの断面図である。 本発明の第6実施形態に係るスピーカ装置1Eの断面図である。 本発明の第7実施形態に係るスピーカ装置1Fの断面図である。 本発明の第8実施形態に係るスピーカ装置1Gの断面図である。 本発明の第9実施形態に係るスピーカ装置1Hの断面図である。 本発明の第10実施形態に係るスピーカ装置1Kの断面図である。 本発明の第11実施形態に係るスピーカ装置1Lの断面図である。 本発明の第12実施形態に係るスピーカ装置1Mの断面図である。 本発明の第13実施形態に係るスピーカ装置1Nの断面図である。 本発明の第14実施形態に係るスピーカ装置1Pの断面図である。 本発明の第15実施形態に係るスピーカ装置1Qの断面図である。 本発明の第16実施形態に係るスピーカ装置1Rの断面図である。 本発明の第17実施形態に係るスピーカ装置1Sの断面図である。
符号の説明
1 スピーカ装置
2 磁気回路
3 振動体
4 支持部材(フレーム)
21 ヨーク
22 磁石
23 プレート(ポールピース)
31 ボイスコイル
33 振動板
34 エッジ
335 導電部
本発明の一実施形態に係るスピーカ装置は、振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、磁石を含む第1の磁極部と該第1の磁極部とは異なる磁極を有する第2の磁極部とを離間して配置した磁気回路とを備え、前記ボイスコイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置され、前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置されていることを特徴とする。
詳細には、上記スピーカ装置は、第1の磁極部と第2の磁極部との間に、振動板の一部または全部が配置されており、その振動板の第1の磁極部と第2の磁極部との間に配置され部分に、導電部が設けられており、その導電部がボイスコイルに近接して設けられている。磁気回路は、第1の磁極部と第2の磁極部との間の磁気ギャップに、静磁場が形成されている。その磁気ギャップにボイスコイルが配置されている。ボイスコイルは、振動板に直接又はボイスコイル支持部材(ボイスコイルボビン)などを介して間接的に振動板に接合されている。
[第1の駆動力]
スピーカ駆動時、ボイスコイルに信号電流が入力されると、ボイスコイルに信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイルは、そのローレンツ力を駆動力(第1の駆動力)として、ボイスコイルの軸方向(音響放射方向)に沿って振動する。ボイスコイルに生じた駆動力(第1の駆動力)は、ボイスコイルと振動板との接合部を介して振動板に伝達され、振動板はその駆動力に応じて振動する。
[第2の駆動力]
また、本発明に係るスピーカ装置は、ボイスコイルと、振動板に設けられた環状の導電部とが電磁誘導により電磁結合している。
スピーカ駆動時、ボイスコイルに信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイルの周囲に交流磁場(交流磁束、変動磁束とも称呼される)が発生する。振動板に設けられた環状の導電部には、交流磁場により電磁誘導が生じ、導電部に誘導電流が生じる。振動板の導電部には、磁気ギャップ間の直流磁場と誘導電流とに応じた駆動力(第2の駆動力)が生じる。この駆動力(第2の駆動力)は、ボイスコイルに生じるローレンツ力(第1の駆動力)と略同じ方向である。
つまり、本発明に係るスピーカ装置は、スピーカ駆動時、ボイスコイルに第1の駆動力が生じるとともに、振動板に設けられた導電部に第2の駆動力が生じる。第2の駆動力は第1の駆動力と略同じ方向であり、第2の駆動力と第1の駆動力とは略同じ位相である。このため、本発明に係るスピーカ装置は、一般的なスピーカ装置と比べて、比較的広い周波数帯域にて比較的大きい音圧で高音質の音波を放射することができる。
また、本発明に係るスピーカ装置は、振動板の一部または全部に面分布した導電部を有するので、その振動板の導電部が面駆動される。このため、スピーカ装置は、振動板の一部または全体から比較的高音質の音波を放射することができる。
上述したように、本発明に係るスピーカ装置は、動電型部と電磁誘導型部とを有するとともに、その動電型部と電磁誘導型部とが密に協働して振動板が振動する(ハイブリッドスピーカと称呼される)。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を説明する。
[第1実施形態]
図2は、本発明の第1実施形態に係るスピーカ装置1を説明するための図である。詳細には、図2(A)は本発明の第1実施形態に係るスピーカ装置1の正面図であり、図2(B)は図2(A)に示したスピーカ装置1のA−A’線に沿った断面図である。
図2(A),図2(B)に示されるように、本発明の第1実施形態に係るスピーカ装置1は、磁気回路2、振動体3、および支持部材(フレーム)4を有する。図3(A)は、図2(A),図2(B)に示されたスピーカ装置1の動作を説明するための断面図であり、図3(B)は、振動板33の導電部335の動作を説明するための図である。
磁気回路2は本発明に係る磁気回路の一実施形態に相当し、振動体3は本発明に係る振動体の一実施形態に相当し、支持部材(フレーム)4は本発明に係るフレームの一実施形態に相当する。
本実施形態に係るスピーカ装置1は、動電型部と電磁誘導型部とを有するとともに、その動電型部と電磁誘導型部とが密に協働して、振動板33が振動する。詳細には、スピーカ装置1は、磁気回路2のヨーク21とプレート(ポールピース)23との間に磁気ギャップMG1を有し、その磁気ギャップMG1の直流磁場中に、導電部が形成された導体振動板33を有する。
以下、スピーカ装置1の各構成要素を説明する。
磁気回路2としては、内磁型磁気回路、外磁型磁気回路などを採用することができる。本実施形態に係る磁気回路2は、内磁型磁気回路である。
図2(A),図2(B)に示されるように、磁気回路2は、ヨーク21、磁石22、およびプレート(ポールピース)23を有する。
ヨーク21は、鉄、磁性体などにより形成されている。本実施形態に係るヨーク21は、図2(B)に示されるように、底面部211、外周側部(筒状部)212、および上端部213を有する。底面部211は平板状に形成されており、その端部に外周側部212が設けられている。外周側部(筒状部)212は、底面部211を取り囲むように筒形状に形成され、上端部213に振動板33(第1の振動部とも呼称する)がエッジ34(第2の振動部、振動板支持部とも呼称する)を介して接合されている。また、本実施形態に係る外周側部212は、上端部213が径方向内側に屈曲した形状に形成されている。上記底面部211、外周側部212、および上端部213は一体形成されている。また、上記底面部211、外周側部212、および上端部213は必要に応じ、別部材で形成されていても構わない。
磁石22は、柱形状、本実施形態では円柱形状に形成されている。また、磁石22は、ヨーク21の中央部上に配置されている。また、磁石22は、軸方向(Z軸方向、音響放射方向SD)に沿って着磁されている。つまり、本実施形態に係る磁石22を形成する磁性体は、厚み方向に沿って着磁されている。
プレート(ポールピース)23は、鉄、磁性体などにより形成されている。プレート23は、平板形状に形成され、磁石22上に配置されている。
また、図2(A),図2(B)に示されるように、磁気回路2は、プレート23の端部と、ヨーク21の上端部213との間に、筒状の磁気ギャップMG1が形成されている。
上記磁気回路2は、プレート23が第1の磁極部(MP1)の一実施形態に相当し、ヨーク21が第2の磁極部(MP2)の一実施形態に相当する。この第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間に、磁気ギャップMG1が形成されている。詳細には、第1の磁極部(MP1)は、プレート(ポールピース)23の端部に形成され、第2の磁極部(MP2)は、ヨーク21の外周側部212の端部に形成されている。
つまり、磁気回路2は、磁石22を含む磁性体で形成される第1の磁極部(MP1)と、第1の磁極部(MP1)に対して規定距離だけ離れて配置され、第1の磁極部(MP1)と異なる第2の磁極部(MP2)とを有する。
振動体3は、ボイスコイル31、振動板33、およびエッジ34を有する。
ボイスコイル31は、振動板33に支持されている。また、ボイスコイル31は、第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間(磁気ギャップMG1)に配置されている。また、本実施形態に係るボイスコイル31は、振動板33の振動方向(軸方向または音響放射方向SD)に沿って延在した形状に形成されている。ボイスコイル31は、この形状に限られるものではない。
振動板33は、エッジ34を介してフレーム4に振動自在に支持されている。本実施形態に係る振動板33は、環状に形成され、その外周部がエッジ34を介してフレーム4,ヨーク21に振動自在に支持されており、内周部がボイスコイル31に接合されている。
また、振動板33は、振動板の一部または全部に導電部335が形成されている。本実施形態では、振動板33全体が導電材料により形成されている。導電材料としては、例えば、アルミニウム、銅、鉄などの導電体金属、又は導電性を有する磁性体を採用することができる。詳細には、振動板の導電部335が周方向に沿って環状に形成されている。また、振動板33の導電部335は、振動板33の径方向に沿って規定の幅(L335)で面分布した形状に形成されている。
この振動板33の導電部335は、ボイスコイル31に近設していることが好ましい。これは、後述するように、上記スピーカ装置1では、ボイスコイル31と導電部335とが近いほど、電磁誘導により導電部335に生じる駆動力が大きいからである。
また、振動板33は、第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間、直流磁場(静磁場)MD1中に配置されている。つまり、振動板33に形成された導電部335は、第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間に配置されており、直流磁場(静磁場)MD1中に配置されている。
また、導電部335は、その断面形状が、図3(A)に示されるように、第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間を通過する磁力線(MD1)に略沿った形状に形成されている。本実施形態に係る磁気回路2では、磁気ギャップの磁力線(MD1)が径方向に略直線状(放射状)に形成されており、導電部335は径方向断面形状が直線形状に形成されている。
振動板33は、ボイスコイル31の径方向外側に導電部335が近設するとともに、その導電部335が周方向に沿って環状に形成されている。
スピーカ駆動時、例えば、第1および第2の磁極部間に配置された導電部335に誘導電流が流れると、その導電部335には、誘導電流と、第1および第2の磁極部間の磁場(MD1)とに応じた電磁気力(ローレンツ力)が生じる。この電磁気力は、フレミング左手の法則により、振動板33の振動方向に平行な成分を有する。
つまり、振動板33の導電部335は、スピーカ駆動時、導電部335に生じる電磁気力(ローレンツ力)が、振動板33の振動方向に平行な成分を有するような形状、具体的には、第1および第2の磁極部間の磁力線に略沿った形状に形成されている。
振動板33の導電部335が、上記磁気ギャップの磁力線(MD1)に沿った形状に形成されているので、スピーカ駆動時、導電部335に誘導電流が流れている状態で、振動板33の導電部335に、ボイスコイル31の振動方向に沿って比較的大きな電磁気力が発生する。
また、振動板33の導電部335が上記形状に形成されているので、ボイスコイル31の駆動力(F1)が、振動板33全体に伝達されやすい。
また、振動板33の導電部335が上記形状に形成されているので、振動板33全体が略同一の位相にて振動することができる。
エッジ(振動板支持部)34は、振動板33の外周部とフレーム4との間に形成されている。エッジ34は、振動板33の端部に接合されるとともに該振動板を振動自在に支持する。また、エッジ34は、絶縁性材料で構成されている。この絶縁性材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂などの樹脂、ゴム、不織布などを採用することができる。また、エッジ34は振動板33と同様に音波を発しても構わなく、振動板33を第1の振動部とし、エッジ34を第2の振動部としても構わない。また、振動板をフレームに支持するための支持部として、エッジ34を振動板支持部としても構わない。
つまり、導電部335を有する振動体3は、絶縁性材料で形成されたエッジ34を介してヨークやフレーム4などの非振動体に接合しているので、導電部335は非振動体に対して電気的に絶縁されている。
支持部材4(フレーム)は、振動体3を振動自在に支持する。本実施形態に係る支持部材4は、図2(B)に示されるように、例えば筒形状に形成されており、ヨーク21の外周側部212の内周側に配置されている。支持部材4は、上端部に、エッジ34の外周端部332が接着剤などにより接合されている。また、必要に応じ、エッジ34を設けずに、振動板33の外周側部に支持部材4の上端部に接着剤などにより接合しても構わない。
端子部5は、図2(B)に示されるように、リード線(錦糸線)501でボイスコイル31に電気的に接続されている。また、端子部5は、例えば携帯型音楽プレーヤなどの信号処理装置(不図示)に接続されている。この端子部5は、例えばスピーカ装置1の外側部、詳細には図2(B)に示されるように、ヨーク21の側面部や底面部などに配置されている。
上記スピーカ装置1の動作を説明する。
上記スピーカ装置1は、スピーカ駆動時、信号電流が端子部5に入力されると、その信号電流がリード線501を介してボイスコイル31に入力される。ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33との接合部を介して振動板33に伝達され、振動板33はその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
また、図3(A)に示されるように、スピーカ装置1は、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイル31の周囲に交流磁場MA1(交流磁束、変動磁束とも称呼される)が発生する。
振動板33の環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図3(B)に示されるように導電部335に誘導電流(A1)が生じ、振動板33の導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じる。この駆動力F2(第2の駆動力)は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である(フレミング左手の法則)。振動板33は、この駆動力F2および駆動力F1により振動する。
電磁誘導により、導体振動板33内を通過する直流磁束(MD1)、および電磁誘導による誘導電流(A1)が大きいほど、振動板33の振幅量が大きくなり、高感度を得ることができる。
本発明に係るスピーカ装置1は、ボイスコイルによる駆動力(F1)による振幅に加えて、さらに電磁誘導により振動板自体に駆動力(F2)が発生するので比較的高い音圧を提供できる。つまり、スピーカ装置1は、動電型と電磁誘導型とを持ちあわせたハイブリッドスピーカである。
また、スピーカ装置1は、スピーカ駆動時、振動板33に第1の駆動力F1と第2の駆動力F2とにより駆動するので、振動板33とボイスコイル31とが略同位相にて振動することができ、高音質で比較的高い音圧の音波を放射することができる。
本発明に係るスピーカ装置1は、例えばドーム型振動板を備える一般的な動電型スピーカ装置と比べて、図2(A),2(B)に示すように、環状の振動板33が第1および第2の磁極間に形成されているので比較的薄型である。
また、スピーカ装置1は、図2(A),図2(B)に示されるように、振動板33全体に面分布した導電部335を備える。このため、電磁誘導による誘導電流(A1)と直流磁場(MD1)とにより、振動板33全体に駆動力(F2)が生じて、面駆動となる。
一般的なスピーカでは、ボイスコイルから接合部を介して振動板に駆動力が伝達されるが、本発明に係るスピーカ装置では、ボイスコイルによる駆動の他に、振動板の導電部で面駆動するので、振動板にてエネルギーの減衰が比較的少なく比較的安定した周波数特性が得られる。
また、スピーカ装置1は、振動板33自体が、音圧上昇のための導電体の役割を果たしているため、製造コストが比較的低い、製造工数が比較的少ない、などを可能にする。
また、例えば、一般的な動電型スピーカ装置では、高域特性を良くするために、振動板の半頂角が小さいことを要し、スピーカ装置の全高が比較的高い。
一方、本発明に係るスピーカ装置1は、振動板が広域で面駆動するので、半頂角を小さくすることなく、薄型で広帯域化が可能である。
図4(A)は、ボイスコイル31と振動板33に設けられた環状の大外径の導電部335の断面図であり、図4(B)は、中外径の導電部335の断面図であり、図4(C)は、小外径の環状の導電部の断面図である。
図5(A)は、スピーカのインピーダンス、スピーカのボイスコイルと導電部との電気的な結合係数、それぞれの周波数特性を示す図である。横軸は周波数F(単位:Hz)に示され、右縦軸は、スピーカ装置1の入力インピーダンスZ(単位:Ω)に示し、左縦軸はボイスコイル31と導電部335との電磁結合の結合係数Kを示す。図5(B)は、本発明に係るスピーカの動作を説明するための等価回路図である。
上述したように、スピーカ装置1は、動電型部と電磁誘導型部とを有するとともに、その動電型部と電磁誘導型部とが密に協働して振動板33が振動する。
図5(B)に示されるように、スピーカ装置1の誘導型部は、例えば、ボイスコイル31を1次側(インダクタンスL1と抵抗R1との直列接続)と、導体振動板33(導電部335)を巻数1の2次側コイル(インダクタンスL2と抵抗R2との直列接続)とで構成されるトランスと等価である。誘導電流の振幅の大きさは、このトランスの結合係数Kに依存する。
本願発明者は、径が異なる環状の導電部335、例えば図4(A)に示される大きい外径の環状の導電部335、図4(B)に示される中程度の外径の環状の導電部335、図4(C)に示される小さい外径の環状の導電部335それぞれが形成された振動板33と、ボイスコイル31とを用意して、それぞれの結合係数K、および入力インピーダンスZを測定した。振動板33の導電部335の形成材料としては、無酸素銅C1020を採用した。
図4(A)に示されるように、環状の導電部335の外径LPAは、ボイスコイル31の直径LC1の約3.0倍であり、内径LPBは、ボイスコイル31の直径LC1の約2.3倍である。径方向に沿った幅LABは、ボイスコイル31の直径LC1の約0.34倍(一定)である。
図5(A)には、図4(A)に示される振動板33とボイスコイル31に関する結合係数K1、入力インピーダンスZ1が示されている。
詳細には、図4(B)に示されるように、環状の導電部335の外径LPAは、ボイスコイル31の直径LC1の約2.3倍であり、内径LPBはボイスコイル31の直径LC1の約1.6倍である。径方向に沿った幅LABは、ボイスコイル31の直径LC1の約0.34倍(一定)である。
図5(A)には、図4(B)に示される振動板33とボイスコイル31に関する結合係数であるK2、入力インピーダンスであるZ2が、示されている。
詳細には、図4(C)に示されるように、環状の導電部335の外径LPAは、ボイスコイル31の直径LC1の約1.7倍であり、内径LPBはボイスコイル31の直径LC1の約1.0倍である。径方向に沿った幅LABは、ボイスコイル31の直径LC1の約0.34倍(一定)である。
図5(A)には、図4(C)に示される振動板33とボイスコイル31に関する結合係数K3、入力インピーダンスZ3が示されている。
図5(A)に示されるように、測定の結果、図4(A)〜図4(C)に示される振動体それぞれで、低周波(約1kHz)から高周波(約100kHz)にかけて、結合係数Kが大きくなり、インピーダンスZ(Ω)が大きくなる。
詳細には、図5(A)に示されるように、導電部335がボイスコイル31に近いほど、つまり径が小さいほど結合係数Kが高い値を示した。具体的には、図4(C)に示される小さい外径の導電部335が形成された振動体の結合係数K3が最も高い値を示した。
また、図5(A)に示されるように、結合係数Kの値が比較的高い場合、高周波でも入力インピーダンスZの上昇が抑えられるため、動電型部の駆動力が極端に低下することなく、高周域でも、スピーカ装置は高音圧の音波を放射することができる。具体的には、図4(C)に示される小さい外径の導電部335が形成された振動体の入力インピーダンスZ3の値が最も低い。
図6(A)は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置1の音圧周波数特性を説明するための図である。図6(B)は、比較例に係るスピーカ装置の音圧周波数特性を説明するための図である。図6(A),図6(B)において、横軸は周波数F(Hz)を示し、左縦軸は音圧(SPL(Sound pressure level):単位dB(decibel))を示し、右縦軸はスピーカの入力インピーダンスZ(単位オーム(ohm))を示す。
本願発明者は、本発明に係るスピーカ装置1の振動板の材質が導体(アルミニウム)の場合(図6(A)),および比較例に係るスピーカ装置の振動板の材質が不導体(紙)の場合(図6(B))それぞれについて、音圧周波数特性、および入力インピーダンスZを測定した。
図6(B)に示される比較例に係るスピーカ装置の音圧周波数特性と比べて、図6(A)に示される本発明に係るスピーカ装置1の音圧周波数特性が、比較的音圧が高いことが示された。
また、図6(B)に示される音圧周波数特性では、周波数約20kHz付近でディップが生じているが、図6(A)に示される本発明に係るスピーカ装置1の音圧周波数特性では、そのようなディップはなく、比較的フラットな値を示している。つまり、本発明に係るスピーカ装置1は、駆動力F1による駆動と、振動板33の導電部335で面駆動(駆動力F2)とにより、振動板33が振動するので、周波数特性がフラットとなり高音質である。
[第2実施形態]
図7(A)は、本発明の第2実施形態に係るスピーカ装置1Aの正面図である。図7(B)は、図7(A)に示したスピーカ装置1AのA−A’線に沿った断面図である。第1実施形態と同じ構成については説明を省略する。
本実施形態に係るスピーカ装置1aは、不導電材料により形成された振動板33Aと、その振動板33Aの表面および裏面の両方または一方に導電材料により形成された導電部335を有する。
詳細には、振動板33Aの形成材料は、例えば紙、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどの樹脂フィルムなど不導電材料を採用することができる。
導電部335は、図7(A),図7(B)に示されるように環状に形成され、振動板33Aの表面、裏面の両方または一方に周方向に沿って環状に形成されている。また、振動板33Aの導電部335は、振動板33Aの径方向に沿って規定の幅(L335)で面分布した形状に形成されている。この導電部335の形成材料としては、例えば、アルミニウム、銅などの導電体金属又は導電性を有する磁性体を採用することができる。
本実施形態に係るスピーカ装置1Aは、例えば、紙、繊維で構成される不織布、樹脂が不織布に付与されたシート、ポリイミドなどの樹脂(熱硬化型樹脂、熱可塑性樹脂も含む)などの不導体により形成された振動板33Aと、その振動板33Aの表面側にアルミニウムなどの導電体が蒸着形成された導電部335を有する。
上記スピーカ装置1Aは、第1実施形態と比べて、所望の形成材料により振動板の不導電体と導電体とを組み合わせて振動板33および導電部335を作製することができ、所望の音圧周波数特性を得ることができる。
また、径方向に沿った幅が幅広または幅狭に規定された導電部335を採用することで、スピーカ装置1Aは、所望の音響特性を得ることができる。
[第3実施形態]
図8は、本発明の第3実施形態に係るスピーカ装置1Bの断面図である。第1実施形態および第2実施形態と同じ構成については説明を省略する。図8ではスピーカ装置1Bの軸対称の左半分が省略されている。
図8に示されるように、本実施形態に係るスピーカ装置1Bは、外磁型磁気回路である。詳細には、スピーカ装置1Bは、磁気回路2B、振動体3、および支持部材(フレーム)4を有する。
磁気回路2Bは、ヨーク21B、磁石22B、およびプレート23Bを有する。ヨーク21Bは、平板状の底面部211と中央部に形成されたポール部214とが一体成形されている。
磁石22Bは、環状に形成されており、ヨーク21Bの底面部211上に配置されている。
プレート23Bは、磁性体により形成され、環状であり、磁石22B上に配置されている。プレート23Bの内径は、磁石22Bの内径より小さく形成されている。
磁気回路2Bは、プレート23Bと、ヨーク21Bのポール部214との間に、磁気ギャップが形成されている。ヨーク21Bのポール部214は第1の磁極部MP1の一実施形態に相当し、プレート23Bは第2の磁極部MP2の一実施形態に相当する。第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に、直流磁場(静磁場)MD1が形成されている。
第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に形成された磁気ギャップに、ボイスコイル31、振動板33が配置されている。振動板33には、第1実施形態または第2実施形態と同様に、導電部335が形成されている。
支持部材4は、環状に形成されており、ヨーク21の底面部211上に配置されている。また、支持部材4は、その上端部が、プレート23Bの高さ付近まで達するように高さが規定されており、その上端部に振動板33がエッジ34を介して支持されている。また、必要に応じ、エッジ34を設けずに、振動板33の外周側部に支持部材4の上端部に接着剤などにより接合しても構わない。
上記スピーカ装置1Bは、外磁型磁気回路2Bを有しており、スピーカ駆動時、第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に配置されたボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に駆動力F1が生じるとともに、第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間で、ボイスコイル31に近設して形成された導電部335に電磁誘導により駆動力F2が生じる。
つまり、スピーカ装置1Bは、外磁型磁気回路2Bを有していても、振動板とボイスコイルが略同位相にて振動することができ、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
[第4実施形態]
図9は、本発明の第4実施形態に係るスピーカ装置1Cの断面図である。第1〜第3実施形態と同様な構成については説明を省略する。図9ではスピーカ装置1Cの軸対称の左半分が省略されている。
スピーカ装置1Cは、図9に示されるように、磁気回路2C、振動体3C、および支持部材(フレーム)4Cを有する。
磁気回路2Cは、内磁型磁気回路であり、詳細には、ヨーク21C、磁石22、プレート(ポールピース)23、およびセンタープラグ25を有する。
ヨーク21Cは、底面部211C、外周側部(筒状部)212C、傾斜部215、および平坦部216を有する。詳細には、ヨーク21Cは、中央部に、底面部211Cより音響放射方向に向かって一段突出した平坦部216が形成されており、その平坦部216が傾斜面部215Cを介して底面部211Cに連結されている。筒状の外周側部212Cは、底面部211Cの外周部に形成されており、外周側部212Cの上端部が、プレート23の高さより低い位置となる形状に形成されている。また、外周側部212Cは、その径が、プレート23の径より大きい。
上記底面部211C、外周側部212C、傾斜部215、および平坦部216は一体形成されている。また、上記底面部211C、外周側部212C、傾斜部215、および平坦部216は必要に応じ、別部材で形成されていても構わない。
磁石22は、ヨーク21の平坦部216C上に配置されている。また、本実施形態に係る磁石22は、円柱形状に形成されており、軸方向(厚み方向)に沿って着磁されている。
プレート(ポールピース)23は、磁石22上に形成されており、ヨーク21Cの外周側部212Cの上端部より高い位置に配置されている。
センタープラグ25は、例えば樹脂や金属材料などで形成され、プレート23上に配置されており、軸方向(音響放射方向SD)に向かって突出した形状に形成されている。センタープラグ25は、スピーカ装置から放射される音波が、所望の周波数特性や所望の位相になるように、形状、材料などが規定されている。センタープラグ25は、イコライザーとして配置されても構わない。
プレート23は、第1の磁極部MP1の一実施形態に相当し、ヨーク21Cは、第2の磁極部MP2の一実施形態に相当する。詳細には、外周側部(筒状部)212Cの上端部に第2の磁極部MP2が形成されている。
図9に示されるように、スピーカ装置1Cは、第2の磁極部MP2は、第1の磁極部MP1より径方向外側に規定距離だけ離れて位置するとともに、第1の磁極部MP1より低い位置(音響放射方向SDと逆方向に規定距離だけ離れた位置)に形成されている。このため、第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間で、音響放射方向SDに向かって湾曲した形状の磁力線(直流磁場)MD1が形成されている。
振動体3Cは、ボイスコイル31、振動板33C、およびエッジ34を有する。
ボイスコイル31は、振動板33Cの内周部に接合されており、プレート23の近傍に振動自在に配置されている。本実施形態に係るボイスコイル31は、上端部311Cに振動板33Cの内周部が接合されている。
振動板33Cは、その径方向断面形状が、第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間を通過する磁力線MD1に略沿った形状(湾曲形状)に形成されている。また、振動板33Cは、導電部335を有する。本実施形態に係る振動板33Cは、振動板自体が、例えばアルミニウムや銅などの導電材料により形成されており、それが導電部335に相当する。
エッジ34は、環状に形成され、振動板33Cとフレーム4Cとの間に配置されている。詳細には、エッジ34は、内周部が振動板33Cの外周部に接合され、外周部がフレーム4Cの上端部に接合されており、振動板33Cを支持している。
支持部材(フレーム)4Cは、第1の磁極部MP1、および第2の磁極部MP2より外径が大きい環状に形成されている。詳細には、支持部材4Cは、ヨーク21Cの底面部211Cの下側に配置される環状の平坦部41Cと、平坦部41C外周部から音響放射方向に延在する筒状部42Cとを有する。筒状部42Cは、その上端部が、ヨーク21Cの上端部より高い形状に形成されている。支持部材4Cの平坦部41Cと筒状部42Cは、例えば樹脂などの材料により一体形成されている。支持部材4Cの平坦部41Cと筒状部42Cは、必要に応じ、別部材で形成されていても構わない。
振動体3Cの振動板33Cは、ヨーク21Cの第2の磁極部MP2を越えて、フレーム4まで延在している。
上記スピーカ装置1Cの動作を説明する。
上記スピーカ装置1Cは、ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33との接合部を介して振動板33に伝達され、振動板33はその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
また、図9に示されるように、スピーカ装置1Cは、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイル31の周囲に交流磁場MA1が発生する。
振動板33の環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図9に示されるように導電部335に誘導電流が生じ、振動板33の導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じる。この駆動力F2(第2の駆動力)は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
導電部335は、図9に示されるように、湾曲形状に形成され、振動板33の径方向に沿って規定の幅で面分布している。この導電部335は、面内位置それぞれで電磁誘導による駆動力F2が生じる。この駆動力F2は、音響放射方向に沿って平行な成分の力を有し、駆動力F1と略同位相である。
この導電部335が形成された振動板33は、ボイスコイル31に生じる駆動力F1と略同位相にて動作する。
上記スピーカ装置1Cは、第1および第2実施形態と比べて、振動板33Cが、径方向断面が湾曲形状に形成されているので、音響放射方向SDを基準として、比較的大きな角度方向(例えば0°から90°程度)に向かって、比較的高い音圧の音波を放射することができる。また、スピーカ装置1Cは、第1実施形態と同様に、振動板33Cが駆動力F1および駆動力F2により略同位相にて駆動されるので、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
また、上記スピーカ装置1Cは、センタープラグ25を有するので、所望の周波数特性の音波を放射することができる。
[第5実施形態]
図10は、本発明の第5実施形態に係るスピーカ装置1Dの断面図である。第1〜第4実施形態と同様な構成については説明を省略する。図10ではスピーカ装置1Dの軸対称の左半分が省略されている。
図10に示されるように、スピーカ装置1Dは、磁気回路2C、振動体3D、および支持部材(フレーム)4Dを有す。
振動体3Dは、ボイスコイル31、振動板33D、およびエッジ34を有する。
振動板33Dは、内周端部が、ボイスコイル31の下端部312Dに接合されている。
また、スピーカ装置1Dは、不導電材料により形成された振動板33Dと、その振動板33Dの表面および裏面の両方または一方に導電材料により形成された導電部335を有する。詳細には、振動板33Dの形成材料は、例えば紙、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどの樹脂フィルムなど不導電材料を採用することができる。導電部335は、例えば、アルミニウム、銅などの導電体金属が蒸着形成されている。
支持部材(フレーム)4Dは、第1の磁極部MP1、および第2の磁極部MP2より外径が大きい環状に形成されている。
詳細には、支持部材4Dは、ヨーク211Cの下側に配置される環状の平坦部41Dと、平坦部41D外周部から音響放射方向に延在する筒状部42Dとを有する。筒状部42Dは、その上端部が、ヨーク21Cの上端部と略同じ高さとなる形状に形成されている。また、必要に応じ、筒状部42Dは、その上端部が、ヨーク21Cの上端部に対し、低く又は高くなる形状に形成しても構わない。支持部材4Dの平坦部41Dと筒状部42Dは、例えば樹脂などの材料により一体形成されているが、必要に応じ、別部材で形成されていても構わない。
また、フレーム4Dの筒状部42Dは、第4実施形態のフレーム4Cの筒状部42Cと比べて大きな径に形成されている。振動体3Cの振動板33は、ヨーク21Cの第2の磁極部MP2を越えて、フレーム4まで延在している。
上記スピーカ装置1Dは、第4実施形態と比べて、所望の形成材料により振動板の不導電体と導電体とを組み合わせて振動板33Dおよび導電部335を作製することができ、所望の音圧周波数特性を得ることができる。
また、スピーカ装置1Aは、径方向に沿った幅が幅広または幅狭に規定された導電部335を採用することで、所望の音響特性を得ることができる。
また、スピーカ装置1Dは、振動板33Dおよび導電部335の径方向中央部近傍に、ヨーク21Cの上端部が配置されているので、第4実施形態と比べて駆動力F2が比較的大きい。このため、スピーカ装置1Dは、高音質で比較的高い音圧の音波を放射することができる。
[第6実施形態]
図11は、本発明の第6実施形態に係るスピーカ装置1Eの断面図である。第1〜第5実施形態と同様な構成について説明を省略する。図11ではスピーカ装置1Eの軸対称の左半分が省略されている。
図11に示されるように、スピーカ装置1Eは、磁気回路2E、振動体3E、および支持部材(フレーム)4Eを有する。
磁気回路2Eは、ヨーク21C、磁石22、プレート23、センタープラグ25、および磁性体6を有する。
磁性体6は、振動体3Eの上方に配置される。詳細には、磁性体6は、例えばプレート23とヨーク21Cの外周側部212Cとの径方向略中間部で、かつプレート23より高い位置(音響放射方向SD側)に配置されている。また、磁性体6は、プレート23が延在する方向(水平方向)に沿って配置されているが、支持部材4Eに向かって突出する、或いは音響放射方向に向かって突出するように配置しても構わない。
磁性体6は、磁石、または鉄などの強磁性体等でもよい。磁性体6は、磁石22の近傍に配置されており、周囲の磁場により磁化されている。
プレート23は、第1の磁極部(MP1)の一実施形態に相当する。ヨーク21Cは、上端部が第2の磁極部(MP2)の一実施形態に相当する。磁性体6は、例えば磁化により、第3の磁極部(MP3)、および第4の磁極部(MP4)を有する。
第1の磁極部(MP1)と第2の磁極部(MP2)との間に磁気ギャップが形成され、その磁気ギャップに、湾曲した磁力線(直流磁場)MD1が形成されている。
磁性体6と第1の磁極部(MP1)との間に磁気ギャップが形成される。詳細には、磁性体6の第4の磁極部(MP4)と第1の磁極部(MP1)との間に、湾曲した磁力線(直流磁場)MD2が形成されている。
磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に磁気ギャップが形成される。詳細には、磁性体6の第3の磁極部(MP3)と第2の磁極部(MP2)との間に、湾曲した磁力線(直流磁場)MD3が形成されている。
振動体3Eは、ボイスコイル31、振動板33E、およびエッジ34を有する。
振動板33Eは、環状に形成され、内周部がボイスコイル31に接合され、外周部がエッジ34を介してフレーム4Eに接合されている。
本実施形態に係る振動板33Eは、内周部と外周部との間の振動部が、音響放射方向SDに向かって径方向断面凸形状に形成されており、その振動部に導電部335が形成されている。
この振動板33Eは、磁性体6と第1の磁極部(MP1)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD2に略沿った形状に形成されている。また、振動板33Eは、磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD3に略沿った形状に形成されている。
つまり、振動板33Eの導電部335は、磁性体6と第1の磁極部(MP1)の間、かつ磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に配置されている。詳細には、導電部335は、磁力線(直流磁場)MD2中に配置されるとともに、磁力線(直流磁場)MD3中に配置されている。
支持部材4Eは、ヨーク211Cの下側に配置される環状の平坦部41Eと、平坦部41E外周部から音響放射方向に延在する筒状部42Eと、筒状部32E上に配置された磁性体支持部43Eを有する。平坦部41Eと筒状部42Eは一体形成されている。
磁性体支持部43Eは、磁性体6を上記位置に支持する。本実施形態に係る磁性体支持部43は、図11に示されるように、アーム形状に形成され、下端部が筒状部32Eの上端部に接合され、上端部が径方向内側に屈曲した形状に形成され、内周部に磁性体6が接合されている。
上記スピーカ装置1Eの動作を説明する。
上記スピーカ装置1Eは、ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33Eとの接合部を介して振動板33Eに伝達され、振動板33Eはその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
また、図11に示されるように、スピーカ装置1Eは、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイル31の周囲に交流磁場MA1(交流磁束)が発生する。
振動板33の環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図11に示されるように導電部335に誘導電流が生じ、振動板33の導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)、および磁気ギャップ間の直流磁場MD3と誘導電流とに応じた駆動力F3(第3の駆動力)が生じる。この駆動力F2,F3は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
上記スピーカ装置1Eは、振動板33Eに、駆動力F1、電磁誘導による駆動力F2、および駆動力F3が、略同位相で作用するので、例えば第4実施形態と比べて高音圧の音波を放射することができる。
[第7実施形態]
図12は、本発明の第7実施形態に係るスピーカ装置1Fの断面図である。第1〜第6実施形態と同様な構成については説明を省略する。図12ではスピーカ装置1Fの軸対称の左半分が省略されている。
図12に示されるように、スピーカ装置1Fは、磁気回路2F、振動体3F、および磁性体支持部43Eを有する。
磁気回路2Fは、ヨーク21F、磁石22F、プレート23、センタープラグ25、および磁性体6を有する。
ヨーク21Fは、底面部211F、外周側部(筒状部)212F、段部215F、および平坦部216Fを有する。詳細には、ヨーク21Fは、中央部に、底面部211Fより音響放射方向に向かって一段突出した平坦部216Fが形成されており、その平坦部216Fが段部215Fを介して底面部211Fに連結されている。筒状の外周側部212Fは、底面部211Fの外周部に形成されており、外周側部212Fの上端部が、プレート23の高さより低い位置となる形状に形成されている。また、外周側部212Fは、その径が、プレート23の径より大きい。
上記底面部211F、外周側部212F、段部215F、および平坦部216Fは一体形成されているが、必要に応じ別部材で形成しても構わない。
ヨーク21Fの平坦部216Fの外周端部は、第1の磁極部MP1の一実施形態に相当し、ヨーク21Fの外周側部212Fの上端部は、第2の磁極部MP2の一実施形態に相当する。磁性体6は、静磁場中で磁化されており第3の磁極部MP3、および第4の磁極部MP4の一実施形態に相当する。また、プレート23は第5の磁極部MP5の一実施形態に相当する。
磁性体6と第1の磁極部(MP1)との間に磁気ギャップが形成され、その磁気ギャップに湾曲した磁力線(直流磁場)MD1が形成されている。磁性体6と第2の磁極部(MP2)との間に磁気ギャップが形成され、その磁気ギャップに湾曲した磁力線(直流磁場)MD2が形成されている。磁性体6と、プレート23の第5の磁極部MP5との間に磁気ギャップが形成され、その磁気ギャップに磁力線(直流磁場)MD3が形成されている。
振動体3Fは、第1のボイスコイル31FA、第2のボイスコイル31FB、振動板33F、およびエッジ34を有する。
第2のボイスコイル31FBは、第1のボイスコイル31FAより大きい外径を有するように形成されている。
第1のボイスコイル31FAと第2のボイスコイル31FBとの間に、環状の振動板33Fが形成されている。振動板33Fの中央部は、断面形状が音響放射方向に向かって凸形状に形成されている。振動板33Fは、導電部335を有する。
この振動板33Fは、磁性体6(第3の磁極部MP3)と第1の磁極部(MP1)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD1に略沿った形状に形成されている。また、振動板33Fは、磁性体6(第3の磁極部MP3)と第2の磁極部(MP2)との間に形成された湾曲した磁力線(直流磁場)MD2に略沿った形状に形成されている。
例えば、第2のボイスコイル31FBは、第1のボイスコイル31に対して同じ向きに巻き回されている。また、第2のボイスコイル31FBには、第1のボイスコイル31に入力される信号電流と同じ信号電流(同位相)が入力される。
第2のボイスコイル31FBは、上記形態に限られるものではなく、入力される信号電流が、第1のボイスコイル31Aに入力され信号電流に対して同じ向きになるように形成されていればよい。
上記スピーカ装置1Fの動作を説明する。
上記スピーカ装置1Fは、第1のボイスコイル31FAに信号電流が入力されると、第1のボイスコイル31FAに信号電流に応じたローレンツ力(駆動力F11)が生じ、第2のボイスコイル31FBに信号電流が入力されると、第2のボイスコイル31FBに信号電流に応じたローレンツ力(駆動力F12)が生じる。各ボイスコイル31FA,31Bは、駆動力F11,F12により軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31FA,31FBに生じた駆動力F11,F12は、振動板33Fとの接合部を介して振動板33Fに伝達され、振動板33Fはその駆動力F11,F12に応じて振動する。
また、図12に示されるように、スピーカ装置1Fは、スピーカ駆動時、第1のボイスコイル31FAに信号電流(交流電流)が入力されると、第1のボイスコイル31FAの周囲に交流磁場MA1(交流磁束)が発生する。
振動板33Fの環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、導電部335に誘導電流が生じ、磁気ギャップ間の直流磁場MD1と誘導電流とに応じた駆動力F21が生じる。
図12に示されるように、スピーカ装置1Fは、スピーカ駆動時、第2のボイスコイル31FBに信号電流(交流電流)が入力されると、第2ボイスコイル31FBの周囲に交流磁場MA2(交流磁束)が発生する。
振動板33Fの環状の導電部335には、交流磁場MA2により電磁誘導が生じ、導電部335に誘導電流が生じ、磁気ギャップ間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F22が生じる。
この駆動力F21,F22は、第1のボイスコイル31FAに生じるローレンツ力(駆動力F11)、および第2のボイスコイル31FBに生じるローレンツ力(駆動力F12)と略同じ方向である。
上記スピーカ装置1Fは、振動板33Fに、駆動力F11,F12、電磁誘導による駆動力F21,F22が、略同位相で作用するので、比較的高音圧で高音質の音波を放射することができる。
スピーカ装置1Fは、2つのボイスコイル31FA,31FBを有したが、この実施形態に限られるものではなく、例えば第2のボイスコイル31Bのみであってもよい。
[第8実施形態]
図13は、本発明の第8実施形態に係るスピーカ装置1Gの断面図である。第1実施形態と同じ構成について説明を省略する。図13ではスピーカ装置1Gの軸対称の左半分が省略されている。
スピーカ装置1Gは、磁気回路2Gを有する。磁気回路2Gは、ボイスコイル31と、そのボイスコイル31の内側に配置される磁極部(プレート23(第1の磁極部MP1))との間に磁性流体71が配置されている。
スピーカ装置1Gは、上記磁性流体71を有するので、ボイスコイル31の熱(ジュール熱)が、磁性流体71を介してプレート23に伝熱するので、ボイスコイル31の熱をプレート23から輻射熱として排熱することができる。
また、磁性流体71は、粘性を有する。スピーカ装置1Gは、プレート23とボイスコイル31との間に磁性流体71が配置されているので、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に磁性流体71による制動力が作用して、過振幅の発生を抑止することができる。
また、スピーカ装置1Gは、ボイスコイル31とプレート23との間に磁性流体71を有するので、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に過振幅が生じた場合であっても、ボイスコイル31がプレートやヨークなどに接触することを抑止することができ、例えば、ボイスコイル31とプレート23とが接触して異音が発生することを抑止することができる。
[第9実施形態]
図14は、本発明の第9実施形態に係るスピーカ装置1Hの断面図である。第1実施形態と同じ構成については、説明を省略する。図14ではスピーカ装置1Hの軸対称の左半分が省略されている。
図14に示されるように、スピーカ装置1Hは、ダンパ75、およびスペーサ73を有する。
ダンパ75は、例えば図14に示されるように、環状に形成され径方向断面形状が、波型形状、凸形状、凹形状などに形成されている。ダンパ75は、外周部がボイスコイル31に接合され、内周部が磁気回路2Hのプレート23に接合されている。本実施形態では、ダンパ75は、内周部がスペーサ73を介してプレート23に接合されている。
振動板33は、外周部がエッジ34を介してフレーム4に支持されている。また、振動板33は、内周部が、ボイスコイル31の内周部に配置されている磁極部MP1に、ダンパ75を介して支持されている。
スペーサ73は、例えば、図14に示されるように平板形状に形成され、プレート23上に配置されている。
また、スペーサ73は、外周端部付近に、ダンパ75の内周部が接合されている。つまり、このスペーサ73は、ダンパ75をプレート23上に配置するため、或いはダンパ75とボイスコイル31の接合位置(高さ)と、ダンパ75とプレート23との接合位置(高さ)を合わせるために設けられる。
上記スピーカ装置1Hは、上記ダンパ75を有し、スピーカ駆動時、ダンパ75が振動体3を支持するので、振動体3を安定して支持することができる。
また、スピーカ装置1Hは、所望の厚みのスペーサ73を有するので、プレート23上にダンパ75を簡単に配置することができる。
[第10実施形態]
図15は、本発明の第10実施形態に係るスピーカ装置1Kの断面図である。第1実施形態と同じ構成については、説明を省略する。図15ではスピーカ装置1Bの軸対称の左半分が省略されている。
スピーカ装置は、第1の磁極部または第2の磁極部を形成する磁性体が、厚み方向に直交する方向に着磁された磁石を備えてもよい。
詳細には、例えば図15に示されるように、スピーカ装置1Kは、磁気回路2Kを有する。
磁気回路2Kは、ヨーク21K、および磁石22Kを有する。
ヨーク21Kは、底面部211、外周側部(筒状部)212、上端部213、およびポール部214Kを有する。
ポール部214Kは、ヨーク21Kの中央部に軸方向に沿って柱状に形成されている。必要に応じ、振動板の振動方向に沿って延在する貫通孔をポール部214に形成しても構わない。
磁石22Kは、例えば環状に形成され、内周部がポール部214の外周部に接合されている。また、磁石22Kは、厚み方向(軸方向)に対して直交する方向に着磁されている。この磁石22Kは、第1の磁極部MP1の一実施形態に相当する。
上記スピーカ装置1Kは、ボイスコイル31の近傍に、厚み方向(軸方向)に対して直交する方向に着磁された磁石22Kが配置されているので、磁気ギャップに比較的大きな直流磁場(静磁場)MD1が形成される。このため、スピーカ装置1Kは、比較的大きな音圧で高音質の音波を放射することができる。
[第11実施形態]
図16は、本発明の第11実施形態に係るスピーカ装置1Lの断面図である。図11に示された第6実施形態と同様な構成について説明を省略する。図16ではスピーカ装置1Lの軸対称の左半分が省略されている。
図16に示されるように、本実施形態に係るスピーカ装置1Lは、磁石6Lを有する。磁石6Lは、振動体3Eの上方に配置される。詳細には、磁石6Lは、例えばプレート23とヨーク21Cの外周側部212Cとの径方向略中間部で、かつプレート23より高い位置(音響放射方向SD側)に配置されている。
この磁石6Lは、厚み方向(軸方向)に直交する方向に着磁されている。
上記スピーカ装置1Lは、上記磁石6Lを有するので、第6実施形態と比べて、磁力線(直流磁場)MD2の大きさ、および磁力線(直流磁場)MD3の大きさが比較的大きい。このため、スピーカ装置1Lは、比較的大きな音圧で高音質の音波を放射することができる。
[第12実施形態]
図17は、本発明の第12実施形態に係るスピーカ装置1Mの断面図である。第1〜第11実施形態と同じ構成について説明を省略する。図17ではスピーカ装置1Mの軸対称の左半分が省略されている。
図17に示されるように、本発明の第12実施形態に係るスピーカ装置1Mは、磁気回路2M、および振動体3Mを有する。
本実施形態に係る磁気回路2Mは、振動体3Mの上方に配置されるとともに、磁性体で形成される磁極部MP4を有する。磁極部MP4は、ボイスコイル31より径方向外側に配置されている。
詳細には、図17に示されるように、磁気回路2Mは、ヨーク21M、磁石22M、およびプレート(ポールピース)23M、プレート28M、およびプレート29Mを有する。プレート23Mは、本発明に係る第1の磁極部の一実施形態に相当し、プレート28Mは本発明に係る第2の磁極部の一実施形態に相当し、プレート29Mは、本発明に係る第3の磁極部の一実施形態に相当する。
ヨーク21Mは、底面部211M、外周側部(筒状部)212M、およびポール部214Mを有する。底面部211Mは、中央部にポール部214Mが形成されている。ポール部214には、その外径より小さい径の開口部210Kが形成されている。底面部211M、外周側部(筒状部)212M、およびポール部214Mは、例えば鉄などの磁性体により一体形成されているが、必要に応じ別部材で形成しても構わない。
磁石22Mは、環状に形成され、ヨーク21Mの底面部211M上に配置されている。磁石22Mは軸方向(厚み方向)に沿って着磁されている。
プレート(ポールピース)23Mは、環状に形成され、ヨーク21Mのポール部214M上に配置されている。
プレート23Mは、外径がポール部214Mの外径より大きく形成されている。
プレート28Mは、磁石22M上に配置されている。詳細には、プレート28Mは、径方向断面形状が、略矩形状に形成されており、径方向における上面部の内側に第1の傾斜面部281M、上面部径方向外側に第2の傾斜面部282Mが形成されている。この第1の傾斜面部281M、第2の傾斜面部282Mは、その形状が、振動板33Mの形状、静磁場などに応じて規定されている。
プレート29Mは、環状に形成されており、ヨーク21Mの外周側部212M上に配置されている。プレート29Mは、内周部の下端部に傾斜面部291Mが形成されている。この傾斜面部291Mは、振動板33Mの形状、静磁場などに応じて規定されている。
プレート23Mには第1の磁極部MP1が形成され、プレート28Mには第2の磁極部MP2,第3の磁極部MP3が形成されている。プレート29Mには第4の磁極部MP4が形成されている。
プレート23Mと、プレート28Mとの間の磁気ギャップに、湾曲形状の磁力線(直流磁場)MD1が形成されている。プレート28Mと、プレート29Mとの間の磁気ギャップに、湾曲形状の磁力線(直流磁場)MD2が形成されている。
振動体3Mは、ボイスコイル31、振動板33M、およびエッジ34Mを有する。
ボイスコイル31は、プレート23Mと、プレート28Mとの間の磁気ギャップに配置されており、振動板33Mにより振動自在に支持されている。
振動板33Mは、第1の振動部334M、第2の振動部331M、筒状部332M、および導電部335を有する。
第1の振動部334Mは、環状に形成されており、外周部がエッジ34Mを介して支持部材4Mに支持されている。また、第1の振動部334Mは、径方向断面形状が音響放射方向SDに向かって凸形状に形成されている。第1の振動部334Mは、その形状が磁束線(静磁場MD1,MD2)に略沿った形状に形成されている。
第2の振動部331Mは、略ドーム状に形成され、第1の振動部334Mの内側に配置されている。
筒状部332Mは、第1の振動部334Mと第2の振動部331Mとの間に配置され、上端部が第2の振動部331Mの外周端部に接合されており、下端部が第1の振動部334Mの内周部に接合されており、裏面内周部にボイスコイル31が接合されている。また、筒状部332Mは、その上端部と下端部との間に立上り部を備え、立上り部にボイスコイルが支持されている。筒状部332Mは、必要に応じ、その表面内周部にボイスコイル31を接合しても構わなく、ボイスコイル31は、プレート23Mと、プレート28Mとの間の磁気ギャップに配置されていれば良い。
この筒状部332Mは、環状に形成された第1の振動部334の内側にボイスコイル31を支持するボイスコイル支持部に相当する。
第1の振動部334M、第2の振動部331M、および筒状部332Mは、例えば紙や樹脂などの不導体などにより一体形成されている。
本実施形態に係る導電部335は、第1の振動部334M、第2の振動部331M、および筒状部332Mに、環状に形成されている。
導電部335は、上記実施形態に限られるものではない。例えば振動板33Mは、その振動板33M自体が導電材料により形成されることで、導電部335を有してもよい。
エッジ34Mは、例えば、環状に形成され、内周部が振動板33Mに接合され、外周部が支持部材4Mに直接又は中間部材41M,42Mを介して接合されている。また、エッジ34Mを、音波を発する第3の振動部としても構わない。
上記スピーカ装置1Mの動作を説明する。
上記スピーカ装置1Mは、ボイスコイル31に信号電流が入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33Mとの接合部を介して振動板33Mに伝達され、振動板33Mはその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
また、図17に示されるように、スピーカ装置1Mは、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイル31の周囲に交流磁場MA1(交流磁束)が発生する。
振動板33Mの環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、導電部335に誘導電流が生じ、振動板33Mの導電部335には、磁気ギャップ間の直流磁場MD1と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じ、さらに、磁気ギャップ間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F2(第3の駆動力)が生じる。
この駆動力F2,F3は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
このため、スピーカ装置1Mは、振動板33Cが駆動力F1,F2,F3により略同位相にて駆動されるので、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
また、スピーカ装置1Mは、図17に示されるように、比較的薄型に形成することができる。
[第13実施形態]
図18は、本発明の第13実施形態に係るスピーカ装置1Nの断面図である。第12実施形態と同じ構成について説明を省略する。図18ではスピーカ装置1Nの軸対称の左半分が省略されている。
図18に示されるように、スピーカ装置1Nは、磁気回路2N、および振動体3Mを有する。
磁気回路2Nは、環状の第1の磁石22M、および環状の第2の磁石222Nを有する。
磁石222Nは、環状に形成されており、径が第1の磁石22Mより小さい形状に形成されている。また、磁石222Nは、厚み方向(軸方向)に沿って、第1の磁石22Mの着磁方向に対して逆方向に着磁されている。この磁石222Nは、第12実施形態に係るポール部214Mに相当する。
上記スピーカ装置1Nは、環状の第1の磁石22M、および環状の第2の磁石222Nを有するので、第12実施形態と比べて、磁力線(直流磁場)MD1が大きい。このため、スピーカ装置1Nは、例えば第12実施形態と比べて、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
[第14実施形態]
図19は、本発明の第14実施形態に係るスピーカ装置1Pの断面図である。第12実施形態および第13実施形態と同じ構成について説明を省略する。図19ではスピーカ装置1Pの軸対称の左半分が省略されている。
図19に示されるように、スピーカ装置1Pは、磁気回路2P、および振動体3Mを有する。
磁気回路2Pは、環状の第1の磁石22M、環状の第2の磁石223N、環状の第3の磁石224Nを有する。
第2の磁石223Nは、図18に示される第12実施形態に係るプレート23Mに相当する。第3の磁石224Nは、図18に示される第12実施形態に係るプレート29Mに相当する。
第2の磁石223Nは、環状に形成され、厚み方向(軸方向)に直交する方向に着磁されている。
第3の磁石224Nは、環状に形成され、厚み方向(軸方向)に直交する方向に着磁されている。また、第3の磁石224Nは、第2の磁石223Nの着磁方向に対して逆方向に着磁されている。
また、磁気回路2Pは、第2の磁石223Nの外周側の極(N極)と、第3の磁石224Nの内周側の極(N極)とが対向するように配置されている。磁石22Mは、上端部の極が、第2の磁石223Nの外周側の極(N極)に対して、逆の極性(S極)となるように着磁されている。
上記スピーカ装置1Pは、環状の第1の磁石22M、環状の第2の磁石223N、環状の第3の磁石224Nを有するので、第12実施形態と比べて、磁力線(直流磁場)MD1,MD2が大きい。このため、スピーカ装置1Pは、例えば第12実施形態と比べて、比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。
また、必要に応じて、第2の磁石223Nは、プレート28Mの磁極部MP2に向かって、水平方向に対し斜めの方向に着磁されていても構わなく、第3の磁石224Nも同様に、プレート28Mの磁極部MP3に向かって、水平方向に対し斜めの方向に着磁されていても構わない。また、このような磁石を斜め方向に着磁することは、本実施形態に限定されず、適用しても構わない。
[第15実施形態]
図20は、本発明の第15実施形態に係るスピーカ装置1Qの断面図である。第12〜第14実施形態と同じ構成について説明を省略する。
図20に示されるように、本実施形態に係るスピーカ装置1Qは、磁気回路2Q、および振動体3Qを有する。
磁気回路2Qは、ヨーク21Q、第1の磁石221Q、第2の磁石222Q、プレート220Q、プレート23Q、および環状凸形状部28Qを有する。
ヨーク21Qは、図20に示されるように、平板状に形成されている。
第1の磁石221Qは、ヨーク21Qの中央部上に配置され、軸方向(厚み方向、音響放射方向SD)に沿って着磁されている。
プレート220Qは、平板形状に形成され、第1の磁石221Q上に配置されている。
第2の磁石222Qは、環状に形成され、径が第1の磁石221Qより大きく規定されている。また、第2の磁石222Qは、厚み方向に沿って着磁されている。この第2の磁石222Qの着磁方向は、第1の磁石221Qの着磁方向と同一方向である。
プレート23Qは、環状に形成され第2の磁石222Q上に配置されている。
環状凸形状部28Qは、環状に形成され、第1の磁石221Qと第2の磁石222Qとの間に配置されている。詳細には、図20に示されるように、環状凸形状部28Qは、上面部径方向内側に第1の傾斜面部281Q、上面部径方向外側に第2の傾斜面部282Qが形成されている。この第1の傾斜面部281Q、第2の傾斜面部282Qは、その形状が、振動板33Qの形状、静磁場などに応じて規定されている。この環状凸形状部28Qとヨーク21Qとは、例えば鉄などの磁性体により一体成形又は別部材で形成されていてもよい。
プレート220Qは、第1の磁極部MP1に相当する。環状凸形状部28Qは、第2の磁極部MP2と第3の磁極部MP3を有する。プレート23Qは第4の磁極部MP4に相当する。
プレート220Qと環状凸形状部28Qとの間に直流磁場(静磁場)MD1が形成されている。環状凸形状部28Qとプレート23Qとの間に直流磁場(静磁場)MD2が形成されている。
振動体3Qは、ボイスコイル31、振動板33Q、およびエッジ34Mを有する。
振動板33Qは、第1の振動部332Q、および第2の振動部331Qを有する。振動板33Qは、例えば第1の振動部332Qに導電部335が形成されている。
第1の振動部332Qは、内周部がボイスコイル31に接合され、外周部がエッジ34Mを介して磁気回路2に支持されている。また、第1の振動部332Qは、径方向中央部から径方向外側に傾斜面部333Qが形成されている。この傾斜面部333Qは、磁力線(静磁場)MD1,MD2に略沿った形状に形成されている。
第2の振動部331Qは、ドーム状に形成され、第1の振動部332Qの内側に配置されている。また、本実施形態に係る第2の振動部331Qは、その外周部がボイスコイル31の上端部に接合されている。また、第1の振動部332Q又は第2の振動部331Qは、ボイスコイル支持部を有しており、ボイスコイル支持部にボイルコイル31が支持されており、本実施形態ではボイスコイル支持部の内側側面にボイスコイル31が接合されている。ボイスコイル支持部は、第1の振動部332Qから第2の振動部331Qとの間で、立上り状の立上り部として形成されても良く、さらにボイスコイル31は必要に応じ、ボイスコイル支持部の外側側面にて支持されても構わなく、本実施形態に限定されず、必要に応じ他の実施形態に適用しても構わない。
上記スピーカ装置1Qの動作は、図17に示される第12実施形態に係るスピーカ装置1Mと略同じであるので、説明を省略する。
上記スピーカ装置1Qは、第12〜第14実施形態に係るスピーカ装置と比べて、簡単な構成で比較的高い音圧で高音質の音波を放射することができる。スピーカ装置1Qは、図20に示されるように、比較的薄型に形成することができる。
[第16実施形態]
図21は、本発明の第16実施形態に係るスピーカ装置1Rを示す図である。第15実施形態と同じ構成について説明を省略する。
スピーカ装置1Rは、磁気回路2Q、および振動体3Rを有する。
振動板3Rは、振動板33Rを有する。振動板33Rは、第1の振動部332Q、および第2の振動部331Rを有する。
第2の振動部331Rは、平板状に形成され、第1の振動部332Qの内側に配置されている。また、本実施形態に係る第2の振動部331Rは、その外周部がボイスコイル31の内周部に接合されている。
上記スピーカ装置1Rは、平板状の第2の振動部331Rを有するので、第15実施形態に係るスピーカ装置1Qと比べて、比較的薄型に形成することができる。
[第17実施形態]
図22は、本発明の第17実施形態に係るスピーカ装置1Sの断面図である。第1〜第16実施形態と同じ構成について説明を省略する。図22ではスピーカ装置1Sの軸対称の左半分が省略されている。
スピーカ装置1Sは、図22に示されるように、磁気回路2S、振動体3S、およびフレーム4Sを有する。
磁気回路2Sは、磁石22S、第1のプレート231S、第2のプレート232S、および磁性体233Sを有する。
第1のプレート231Sは、本発明に係る第1の磁極部の一実施形態に相当する。第2のプレート232Sは、本発明に係る第2の磁極部の一実施形態に相当する。磁性体233Sは、本発明に係る第3の磁極部,第4の磁極部の一実施形態に相当する。
第1のプレート231Sは、例えば円板状などの板形状に形成され、磁石22Sの上部に配置されている。第2のプレート232Sは、例えば円板状などの板形状に形成され、磁石22Sの下部に配置されている。
つまり、第1のプレート231Sと第2のプレート232Sとの間に、磁石22Sが配置されている。
第1のプレート231Sと第2のプレート232Sは、外径が略同じであり、磁石22Sの外径より大きい。
また、磁性体233Sは、例えば略筒形状に形成され、前記第1の磁極部および第2の磁極部の側面に対向して規定間隔だけ離れて配置されている。また、磁性体233Sは、例えば、内径が、第1のプレート231Sと第2のプレート232Sの外径より大きい形状に形成されている。
磁性体233Sは、図22に示されるように、下端部が第2のプレート232Sの下端部付近の高さと、略同じ高さに位置するとともに、上端部が第1のプレート231Sの上端部付近の高さと略同じ高さに位置する形状に形成されている。
また、磁性体233Sは、上端部内側に傾斜面部2331Sが形成されている。
第1の磁極部MP1(第1のプレート231S)と第3の磁極部MP3(磁性体233S)との間に形成された磁気ギャップと、第2の磁極部MP2(第2のプレート232S)と第4の磁極部MP4(磁性体233S)との間に形成された磁気ギャップとが連通している。
また、第1の磁極部MP1(第1のプレート231S)と、第3の磁極部MP3(磁性体233S)との間に、直流磁場(静磁場)MD2が形成されている。第2の磁極部MP2(第2のプレート232S)と、第4の磁極部MP4(磁性体233S)との間に、直流磁場(静磁場)MD1が形成されている。
振動体3Sは、ボイスコイル31、および振動板33Sを有する。
ボイスコイル31は、第2の磁極部(第2のプレート232S)と第3の磁極部(磁性体233S)との間に形成された第1の磁気ギャップMG1にボイスコイル31が配置されている。
振動板33Sは、第1の振動部331S、第2の振動部(エッジ)34S、ボイスコイル支持部332S、および導電部335Sを有する。
第1の振動部331Sは、図22に示されるようにドーム状に形成され、その外周端部が第2の振動部34Sの内周部に接合されている。第2の振動部34Sの外周部はフレーム4Sに接合されている。
また、本実施形態に係る第2の振動部34Sは、環状に形成され、第1の振動部331Sを取り囲むような形状に形成されている。また、第2の振動部34Sは、径方向断面形状が、音響放射方向SDに向かって凸形状に形成されており、磁性体233Sの上部を越えるように配置されている。
ボイスコイル支持部332Sは、筒状に形成され、上端部が第1の振動部331Sと第2の振動部34Sとの間に接合され、筒状部の中央部付近が、第1の磁極部(第1のプレート231S)と磁性体233Sとの間を通って配置され、下端部が第2のプレート232S付近の高さに位置する形状に形成されている。また、ボイスコイル支持部332Sは、下端部付近にボイスコイル31が設けられている。つまり、ボイスコイル31は、第2の磁極部(第2のプレート232S)と略同一の高さに配置されている。
導電部335Sは、第1の磁極部(第1のプレート231S)と第3の磁極部(磁性体233S)との間に形成された第2の磁気ギャップMG2内で、ボイスコイル31に近接した位置に、振動体3Sの一部または全部に導電部335Sが形成されている。
詳細には、導電部335Sは、下端部が、第1のプレート231Sの下端部近傍まで形成されている。
フレーム4Sは、例えば樹脂などの不導体で形成されている。
詳細には、フレーム4は、図22に示されるように、底面部41S、筒状部42S、上端部43S、平坦部49S、および中央突起部44Sを有する。
フレーム4は、底面部41Sの外周端部に筒状部42Sが連結されており、その内側面の上部付近に磁性体233S(第3の磁極部MP3)が備えられている。また、フレーム4は、筒状部42Sの上部に径方向外側に向かって平坦部49Sが形成され、その平坦部49Sの外周部から音響放射方向SDに向かって延出した形状に形成されている。フレーム4の上端部43Sに、第2の振動部34S(エッジ)の外周端部が接合されている。また、フレーム4は、底面部41Sに中央突起部44Sが設けられており、その中央突起部44S上に、磁気回路2S(第2のプレート232S)が設けられている。
上記フレーム4は、例えば底面部41S、筒状部42S、上端部43S、平坦部49S、および中央突起部44Sが、樹脂などの形成材料に一体形成されているが、別部材で形成しても構わない。
上記スピーカ装置1Sの動作を説明する。
上記スピーカ装置1は、スピーカ駆動時、信号電流がボイスコイル31に入力されると、ボイスコイル31に信号電流に応じたローレンツ力が生じる。ボイスコイル31は、そのローレンツ力を駆動力F1(第1の駆動力)として、ボイスコイル31の軸方向(音響放射方向SD)に沿って振動する。ボイスコイル31に生じた駆動力F1(第1の駆動力)は、ボイスコイル31と振動板33Sとの間のボイスコイル支持部332Sを介して振動板33Sに伝達され、振動板33はその駆動力F1(第1の駆動力)に応じて振動する。
また、図22に示されるように、スピーカ装置1Sは、スピーカ駆動時、ボイスコイル31に信号電流(交流電流)が入力されると、ボイスコイル31の周囲に交流磁場MA1(交流磁束)が発生する。
振動板33Sの環状の導電部335には、交流磁場MA1により電磁誘導が生じ、図3(B)に示されるように導電部335に誘導電流(A1)が生じ、振動板33Sの導電部335には、磁気ギャップMG1間の直流磁場MD2と誘導電流とに応じた駆動力F2(第2の駆動力)が生じる。この駆動力F2(第2の駆動力)は、ボイスコイル31に生じるローレンツ力(第1の駆動力F1)と略同じ方向である。
上記スピーカ装置1Sは、振動板33Sの一部にボイスコイル31を支持した振動体3Sと、磁石22Sの両端部に形成された第1および第2の磁極部(第1のプレート231Sおよび第2のプレート232S)と該第1および第2の磁極部とは異なる第3の磁極部と第4の磁極部(磁性体233S)を離間して配置した磁気回路2Sとを備え、ボイスコイル31は、第2の磁極部(第2のプレート232)と第4の磁極部(磁性体233S)との間に配置され、振動体3Sは、ボイスコイル31に近接して、振動板33Sの一部または全部に導電部335Sが形成され、導電部335Sが第1の磁極部(第1のプレート231S)と第3の磁極部(磁性体233S)との間に配置されているので、振動板33Sは駆動力F1と駆動力F2により、比較的高音圧で高音質の音波を放射することができる。
つまり、スピーカ装置1Sは、磁石22Sと、磁石22Sの上部に配置される第1の磁極部(第1のプレート231S)と、磁石22Sの下部に配置される第2の磁極部(第2のプレート232S)と、第1の磁極部および第2の磁極部の側面に対向して規定間隔だけ離れて配置された第3の磁極部(磁性体233S)とを有する磁気回路2Sを有し、第2の磁極部と第3の磁極部との間に形成された第1の磁気ギャップMG1にボイスコイル31が配置され、第1の磁極部と第3の磁極部との間に形成された第2の磁気ギャップMG2内で、ボイスコイル31に近接した位置に、振動板33Sの一部または全部に導電部335Sが形成されているので、振動板33Sは駆動力F1と駆動力F2により、比較的高音圧で高音質の音波を放射することができる。
以上、説明したように、本発明に係るスピーカ装置1は、振動板33の一部にボイスコイル31を支持した振動体3と、磁石22を含む第1の磁極部MP1(プレート23)と該第1の磁極部MP1(プレート23)とは異なる磁極を有する第2の磁極部MP2(ヨーク21)とを離間して配置した磁気回路2とを備え、ボイスコイル31は、第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に配置され、振動体3は、ボイスコイル31に近接して振動板33の一部または全部に導電部335が形成され、導電部335が第1の磁極部MP1と第2の磁極部MP2との間に配置されているので、振動板33とボイスコイル31が略同位相にて振動することができる。
また、本発明に係るスピーカ装置は、比較的高い音圧で高音質である。
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、各実施形態を組み合わせてもよい。
また、ボイスコイル31の内側に振動板が設けられていてもよい。また、ボイスコイルの内側に導電部が設けられていてもよい。
本発明に係るスピーカ装置は、例えば、車載用スピーカシステム、ヘッドホン、携帯電話装置、オーディオシステム、携帯プレーヤなどの音響装置にも適用することができる。

Claims (24)

  1. 振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、
    磁石を含む第1の磁極部と該第1の磁極部とは異なる磁極を有する第2の磁極部とを離間して配置した磁気回路とを備え、
    前記ボイスコイルは、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置され、
    前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第2の磁極部との間に配置されていることを特徴とする
    スピーカ装置。
  2. 前記ボイスコイルは、前記振動板の振動方向に沿って延在した形状に形成され、
    前記導電部は、その断面形状が、前記第1の磁極部と第2の磁極部との間を通過する磁力線に略沿った形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置
  3. 前記振動板は、前記ボイスコイルの径方向外側に前記導電部が近設するとともに、該導電部が周方向に沿って環状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載されるスピーカ装置。
  4. 前記振動板は、前記導電部が該振動板の径方向に沿って規定の幅で面分布した形状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
  5. 前記振動体を支持するフレームを備え、
    前記振動体は、前記振動板の外周部と前記フレームとの間に形成された振動板支持部を有し、
    前記振動板は、前記振動板支持部を介して前記フレームに振動自在に支持されていることを特徴とする請求項4に記載されるスピーカ装置。
  6. 前記磁気回路は、前記振動体の上方に配置されるとともに、前記第1の磁極部との間、前記第2の磁極部との間に磁気ギャップを形成する磁性体を備えることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
  7. 前記磁気回路は、前記振動体の上方に配置されるとともに、磁性体で形成される第3の磁極部を有し、
    前記第3の磁極部は、前記ボイスコイルボビンより径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
  8. 前記振動体は、第1のボイスコイルと、前記第1のボイスコイルより大きい外径の第2のボイスコイルとを有し、
    前記第2のボイスコイルは、前記振動板の上方に配置される磁性体と、前記磁気回路の第1または第2の磁極部との間に配置されていることを特徴とする請求項7に記載のスピーカ装置。
  9. 前記フレームは、前記第1の磁極部、および前記第2の磁極部より外径が大きい環状に形成され、
    前記振動体は、前記第2の磁極部を越えて、前記フレームまで延在することを特徴とする請求項3に記載のスピーカ装置。
  10. 前記ボイスコイルの内側と、その内側に配置される磁極部との間に磁性流体が配置されていることを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
  11. 前記振動体を支持する振動板支持部、フレーム、ダンパと、を備え、
    前記振動板は、その外周部が振動板支持部を介してフレームに支持され、内周部が前記ボイスコイルの内側に配置される磁極部に、ダンパを介して支持されていることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  12. 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、厚み方向に着磁された磁石を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  13. 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、厚み方向に直交する方向に着磁された磁石を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  14. 前記第1の磁極部および第2の磁極部を形成する磁性体は、磁石を含むことを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  15. 前記第3の磁極部を形成する磁性体は、磁石を含むことを特徴とする請求項3に記載されるスピーカ装置。
  16. 前記振動板は、環状に形成された振動部を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  17. 前記振動板は、環状に形成される第1の振動部と、前記第1の振動部の内側に形成される第2の振動部とを有することを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  18. 前記振動板は、前記環状に形成された振動部の内側に、前記ボイスコイルを支持するボイスコイル支持部を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  19. 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、底面部と、前記底面部を囲む外周側部を有することを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  20. 前記第1の磁極部または前記第2の磁極部を形成する磁性体は、底面部と、前記底面部から突出する突出部を備えることを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  21. 前記振動体は、前記振動板の端部に接合されるとともに該振動板を振動自在に支持する振動板支持部を備え、
    前記振動板支持部は、絶縁性材料を含むことを特徴とする請求項1に記載されるスピーカ装置。
  22. 振動板の一部にボイスコイルを支持した振動体と、
    磁石の両端部に形成された第1および第2の磁極部と該第1および第2の磁極部とは異なる第3の磁極部と第4の磁極部を離間して配置した磁気回路とを備え、
    前記ボイスコイルは、前記第2の磁極部と第4の磁極部との間に配置され、
    前記振動体は、前記ボイスコイルに近接して、前記振動板の一部または全部に導電部が形成され、前記導電部が前記第1の磁極部と前記第3の磁極部との間に配置されていることを特徴とする
    スピーカ装置。
  23. 前記振動板は、第1の振動板と該第1の振動部の外周側に形成された環状の第2の振動部とを備え、
    第1の磁極部と前記第3の磁極部との間に形成された磁気ギャップと、第2の磁極部と第3の磁極部との間に形成された磁気ギャップとが連通し、
    前記振動板は、その一部が前記磁気ギャップに配置されるとともに、一端部が第2の磁極部と第4の磁極部の間に配置された前記ボイスコイルに接合され、他端部が前記第1の振動部と第2の振動部との間にて接合されるボイスコイル支持部を有することを特徴とする請求項22に記載されるスピーカ装置。
  24. 前記ボイスコイルは、前記第2の磁極部と略同一の高さに配置されていることを特徴とする請求項23に記載されるスピーカ装置。
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