JPWO2018042615A1 - 電気音響変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気音響変換装置において、特に低音域で高品質の音再生を可能にする。【解決手段】カップ状ヨーク２９内には駆動マグネット３１が固定され、駆動マグネットと間隔を置いて対面する振動膜３９がヨーク２９の先端部にてこれを塞ぐように固定される。振動膜３９には、絶縁導線を巻いたボイスコイル４１が中央領域を囲むよう固定される。ボイスコイル４１は駆動マグネット３１外周とヨーク２９内壁間に挿入される。ボイスコイル４１の両端リード線４１ａは対角位置から導出される。振動膜３９におけるボイスコイル４１付近から外周領域３９ｂは、駆動マグネット３１外周のヨーク２９内領域で形成された密封空間Ｅに面する。【選択図】 図１

Description

本発明は電気音響変換装置に係り、特に、使用者の耳や頭部に装着するイヤホンおよびヘッドホン、並びに大型のスピーカのようなスピーカ装置や、更に、マイクロフォンとして使用可能な電気音響変換装置の改良に関する。

従来、使用者の耳に装着するスピーカ装置としては、例えば図９に示すように、ケース本体１内に配置したカップ状ヨーク３内に円柱状駆動マグネット５の一方の端面を固定し、駆動マグネット５の他方の端面との間で間隔を置いて対面する薄い振動板７をヨーク３の先端に接着剤等で固定し、振動板７に固定した円筒状のボイスコイル９を駆動マグネット５の外周に僅かな間隔を置いて挿入した構成が良く知られている。

ケース本体１は、ロート状の基部１ａとこの先端（図９中右側）を覆う前面カバー１ｂからなり、前面カバー１ｂから突出する音通筒体１１外周に可撓性のイヤーチップ（イヤパット、イヤピース）１３が嵌められる。

なお、図９中の符号１５は外部へ導出されるケーブルであり、この結び目１５ａが基部１ａ内にある。

このスピーカ装置では、振動板７を振動させる駆動部１７が駆動マグネット５およびボイスコイル９によって形成され、外部からケーブル１５でボイスコイル９に音声信号を印加することによって振動板７を振動させて発音させ、発音された音が振動板７前面の音通筒体１１から外部へ伝搬される。

実際の製品としてのスピーカ装置は、例えば外耳道挿入（カナル）型のイヤホン装置に構成し、使用者の耳珠１９、対珠２１、耳甲介２３で囲まれた耳甲介腔２５に、振動板７を耳甲介２３に近接させるようにしてケース本体１を挿入するとともに、耳甲介腔２５から鼓膜（図示せず）へ延びる外耳道２７内壁にイヤーチップ１３を弾性的に当接させて使用される。

実際の製品には、上述した図９のように、振動板７の中心軸に音通筒体１１の中心軸を揃えた同軸型と、図示はしないが、振動板７の中心軸に音通筒体１１の中心軸を斜めに設定した非同軸型とがある。図９ではイヤホン装置を左耳に装着した状態を示している。

ところで、イヤホンの公知例としては特開２０１０−２８３６４３号公報（特許文献１）があり、スピーカ装置の公知例としては特開２００８−１１８３３１号公報（特許文献２）がある。

特開２０１０−２８３６４３号公報 特開２００８−１１８３３１号公報

しかしながら、上述したスピーカ装置では、図１０Ａに示すように、例えば、ボイスコイル９の付け根の１箇所から両端リード線９ａを外部空間へ導出させる構成がよく知られている。

この構成において、両端リード線９ａに音声信号を印加してボイスコイル９を変位振動させた場合、音の再生について次のような影響の生じることが分かった。

すなわち、図１０Ａに示す構成では、ボイスコイル９における両端リード線９ａの導出位置Ｐ１とこれと対角する対角位置Ｐ２とで、主に、振動板７に加わる両端リード線９ａの負荷の有無に起因して、振動板７は両端リード線９ａの導出位置Ｐ１側よりも対角位置Ｐ２側の方が大きく変位し易い。

これが音の再生に影響し易く、広い周波数帯域で高品質で音を再生させるには改善の余地のあることが分かった。

さらに、図１０Ｂで示すように、両端リード線９ａをボイスコイル９の１箇所から振動板７の外側位置Ｐ３まで引き出すとともに、外側位置Ｐ３までの振動板７の外周領域（コルゲーションエッジ部）に可撓性の接着剤（図示省略）で両端リード線９ａを止着する構成や、図示はしないが、ボイスコイルの２箇所から両端リード線を引き出す構成もある。

ボイスコイル９から両端リード線９ａを引き出す箇所が１箇所であれ２箇所であれ、振動板７の振動時において、１箇所の場合はそのポイントが、２箇所の場合はその２箇所を結んだ線上に振動板７のローリング運動の節を生じ易い。

また、ヨーク３への振動板７の載置位置ずれ等に起因し、振動板７の振動時にその外周領域で不規則なあばれ振動が生じ易い。

それらが、音声信号の大入力時、歪率の増加、又は過渡応答特性の悪化、更にはビビリ音などの異常振動の原因になり、広い周波数帯域で高品質で音を再生させるには改善の余地のあることも分かった。

そこで、本発明者は、更なる高品質化を追求して種々の構成を鋭意検討した結果、新規の構成を見い出し、本発明を完成させた。

本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、広い周波数帯域および優れた過渡応答特性を有し、特に低音域で高品質の音再生が可能な電気音響変換装置の提供を目的とする。

そのような課題を解決するために本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成は、カップ状にして底部中央に貫通孔を有する磁性体性のヨークと、このヨーク内にてその貫通孔に当該中空部を揃えるように一方の端面がヨーク底部に固定された円筒状の駆動マグネットと、そのヨーク内にて駆動マグネット中空部と当該中空部を揃えるようにその駆動マグネットの他方の端面に共軸的に重ねられたリング状のポールピースと、このポールピースと間隔を置いて対面するようそのヨークの先端部にてこれを塞ぐよう固定された薄い振動膜と、細い絶縁導線を巻いて筒形に形成され、その振動膜のヨーク側片面において中央領域を囲むようその振動膜に固定されたボイスコイルであって、それらポールピース外周とヨークの筒形部との間の環状空隙に挿入されるとともに、当該両端リード線に印加される音声信号によって振動膜を振動させるボイスコイルと、を具備している。

しかも、上記両端リード線は互いにそのボイスコイルの付け根における対角位置から導出され、その振動膜におけるボイスコイルの付け根付近から外周の外周領域はこれとヨーク内領域で形成される密封空間に面するとともに、その密封空間はその環状空隙からポールピースの中空部および駆動マグネットの中空部に連通されて構成されている。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成は、上記ポールピースが、その駆動マグネットと同径又はこれより大径の外径を有する形状に磁性体で形成され、上記ヨークとの間で磁気回路を形成する構成も可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成は、上記ヨークが、その筒形部にてポールピースの近傍にて外側へ屈曲して延びる環状のフランジ部を有し、上記振動膜がそのフランジ部と間隔を置いてその外周に固定され、その密封空間がそれら外周領域とフランジ部との間で形成されてなる構成も可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成は、当該電気音響変換装置の音質特性を調整する調整部が、その駆動マグネットの中空部又はヨークの貫通孔を塞ぐ音響制動用通気性ネットである構成も可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成は、円筒状の磁性体性のヨークと、このヨークの一方の端面側から外側へ屈曲形成させた固定部に一方の端面が共軸的に固定されたリング状の駆動マグネットであって、そのヨークの筒形部外周と間隔を置いて周対面する駆動マグネットと、そのヨークの外周において、駆動マグネットの他方の端面側に共軸的に固定されたリング状の支持部と、それらヨークおよび支持部と間隔を置いて対面するようその支持部の外周部に固定された薄い振動膜と、細い絶縁導線を巻いて筒形に形成され、その振動膜のヨーク側片面において中央領域を囲むよう振動膜に固定されたボイスコイルであって、それらヨーク外周と支持部内周との間の環状空隙に挿入されるとともに、当該両端リード線に印加される音声信号によってその振動膜を振動させるボイスコイルと、を具備している。

しかも、上記両端リード線が互いにボイスコイルの付け根における対角位置から導出され、その振動膜におけるボイスコイルの付け根付近から外周の外周領域はこれと支持部との間で形成される密封空間に面し、上記密封空間はその環状空隙からヨークの中空部を介して連通されてなる構成である。

本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成は、上記支持部が、その駆動マグネットと同径又はこれより小径の内径を有する形状に磁性体で形成され、そのヨークとの間で磁気回路を形成する構成も可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成は、当該電気音響変換装置の音質特性を調整する調整部が、そのヨークの中空部を直接又は間接的に塞ぐ音響制動用通気性ネットとする構成も可能である。

このような本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成おいては、上記両端リード線が互いに当該ボイスコイルの対角位置から導出され、上記振動膜におけるボイスコイルの付け根付近から外周領域が、主にそれら駆動マグネット外周のヨーク内領域で形成される密封空間に面するとともに、その密封空間が、その環状空隙からポールピースや駆動マグネットの中空部に連通されているから、密封空間の実用的密封度が確保され、内磁型の構成において、振動板のローリング運動が防止され、振動板のスムーズなピストンモーション運動が確保され、その結果として優れた過渡応答、低い歪率、広い周波数帯域を得ることが可能である。特に低音域で高品質の音再生が可能となる。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成では、上記ポールピースが、その駆動マグネットと同径又はこれより大径の外径を有する形状に磁性体で形成され、上記ヨークとの間で磁気回路を形成するから、ポールピースとヨークとの間で良好かつ強い磁気回路が形成され、振動膜の振動を向上させることが容易である。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成では、上記ヨークにおいて、その筒形部が上記駆動マグネットの他方の端面近傍にて外側へ屈曲して延びるフランジ部を有し、上記振動膜がそのフランジ部と間隔を置いてその外周に固定されるとともに、その密封空間がその外周領域をそのフランジ部との間で形成されてなるから、振動板のローリング運動がより確実に防止され、上述した振動板のスムーズなピストンモーション運動の確保が可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成では、当該電気音響変換装置の音質特性を調整する調整部が、それら駆動マグネットの中空部又はヨークの貫通孔を塞ぐ音響制動用通気性ネットからなるから、上述した効果を維持しつつ音質特性の調整も可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成では、上記両端リード線は互いにそのボイスコイルの対角位置から導出され、その振動膜におけるボイスコイルの付け根付近から外周領域が、主にこれと上記支持部との間で形成された密封空間に面してなるから、その密封空間の実用的な密封度が確保され、外磁型の構成において、振動板のローリング運動が防止され、振動板のスムーズなピストンモーション運動が確保され、その結果として優れた過渡応答、低い歪率、広い周波数帯域を得ることが可能である。特に低音域で高品質の音再生が可能となる。

本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成では、上記支持部を、その駆動マグネットと同径又はこれより小径の内径を有する形状に磁性体で形成すれば、良好な磁気回路の形成が容易となり、振動膜の振動を向上させることが容易である。

本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成では、当該電気音響変換装置の音質特性を調整する調整部が、そのヨークの中空部を直接又は間接的に塞ぐ音響制動用通気性ネットであれば、上述した効果を維持しつつ音質特性の調整も可能である。

本発明の電気音響変換装置に係る第１の構成の一形態を示す要部縦断面図である。 図１の電気音響変換装置に係る振動膜の底面図および要部断面図である。 本発明の電気音響変換装置をイヤホン装置として示す概略縦断面図である。 図１の電気音響変換装置および従来の電気音響変換装置についての周波数特性図である。 図１の電気音響変換装置および従来の電気音響変換装置についての全高調波歪特性図である。 図１の電気音響変換装置に係る過渡応答波形図である。 従来の電気音響変換装置に係る過渡応答波形図である。 本発明の電気音響変換装置に係る第２の構成の一形態を示す要部縦断面図である。 従来の電気音響変換装置を使用例とともに示す断面図である。 従来および本発明の電気音響変換装置の動作を説明する概略図である。

以下、本発明に係る電気音響変換装置の実施の形態をスピーカ装置（例えばイヤホン装置）を例にし、図面を参照して説明する。

図１は本発明のスピーカ装置に係る第１の構成の一形態を示す要部縦断面図である。

図１において、ヨーク２９は、磁性体板材料からカップ状に成形加工されてなり、この筒形部２９ａの開放端側（図１中上側）を外側へ屈曲して形成されたリング板状の扁平なフランジ部２９ｂを一体的に有し、更に、このフランジ部２９ｂの外周部２９ｃを図中上側に若干立ち上げるように屈曲形成させている。

ヨーク２９の底部２９ｄ中央には貫通孔２９ｅが形成されており、ヨーク２９内には円筒（リング）状の駆動マグネット３１がこの中空部３１ａを貫通孔２９ｅに揃えるようにして収納されている。すなわち、駆動マグネット３１は、貫通孔２９ａを囲むように一方の端面（図１中下側）を底部２９ｄに重ねてヨーク２９内に収納されている。

駆動マグネット３１の他方の端面（図１中上側）には、駆動マグネット３１の外径と同径又はこれより若干大径の外径を有して磁性体で形成されてなるリング状のポールピース３３が重ねられている。図１中の符号３３ａは、駆動マグネット３１の中空部３１ａに揃うように形成された中空部３３ａである。

ヨーク２９の底部２９ｄ外側には、貫通孔３５ａを有する回路基板３５がそれら貫通孔３５ａと貫通孔２９ｅを揃えるようにして重ねられている。

それらヨーク２９、駆動マグネット３１、ポールピース３３および回路基板３５は、ポールピース３３又は回路基板３５側から中空部３１ａ、３３ａおよび貫通孔２９ｅ、３５ａを介して貫通させた例えば管状のはとめ３７の両端をかしめることによって共軸的に一体化され、ヨーク２９の底部２９ｄに固定されている。

ヨーク２９、駆動マグネット３１、ポールピース３３および回路基板３５は、図示しない接着剤等によって共軸的に一体化し、ヨーク２９に固定してもよい。

ポールピース３３は、その外周がヨーク２９の筒形部２９ａ先端部すなわち筒形部２９ａからフランジ部２９ｂへの屈曲部とほぼ同じレベル位置で周対面しており、高音質を得るための磁束集中用の部材で形成されているが（以下同じ）、駆動マグネット３１と同一視可能である。

ポールピース３３の外周とこれと僅かの間隔を置いて対向するヨーク２９の筒形部２９ａ先端部との間には、ヨーク２９からの磁束によって磁気回路が形成されている。

振動膜３９は、図２に示すように、従来公知の薄い絶縁性フィルム材料から円板状に形成されており、比較的広い中央部を若干ドーム状に膨らませてなる中央領域３９ａと、この中央領域３９ａを同心円状かつ環状に囲んだ外周領域３９ｂとを有している。図２Ａは振動膜３９をポールピース３３側から図示したものである。

振動膜３９の中央領域３９ａは、振動時に分割振動などを起こしにくく、また容易に変形しないドーム型形状に形成されている。

外周領域３９ｂには、図示しないが、いわゆるコルゲーション(corrugation）エッジと称される放射状の細かい凹凸条が形成されており、中央領域３９ａと比較し、外周領域３９ｂは容易に撓み易く振動に対して柔軟性が高くなっている。

すなわち、中央領域３９ａが外周領域３９ｂに比べて撓み難く強い剛性を有している。中央領域３９ａが外周領域３９ｂよりも例えば１．５倍、好ましくは２〜５倍程度の強い剛性を有することが好ましいであろう。もっとも、中央領域３９ａを含めた振動膜３９の良好な振動が確保される剛性範囲内にすることが大切である。

振動膜３９は、図１に示すように、ヨーク２９のフランジ部２９ｂおよびポールピース３３に対して空間を持ってそれらを覆うとともに、外周領域３９ｂの外縁全周をフランジ部２９ａの外周部２９ｃに接着剤などで固定させ、これに支持されている。

振動膜３９の一方の面側（図１中下面側）において、中央領域３９ａと外周領域３９ｂとの環状の境目には、円筒状のボイスコイル４１の一方の端面側が中央領域３９ａを囲むように固定されている。

ボイスコイル４１は、絶縁被覆された細い絶縁導線を円筒状に巻いて一体化したものであり、ヨーク２９の筒形部２９ａ内壁と駆動マグネット３１やポールピース３３の外周との間の環状空隙において、ヨーク２９と駆動マグネット３１やポールピース３３と僅かな間隔を置いて挿入され、ヨーク２９の内周と駆動マグネット３１の外周に対してそれぞれ環状に対面している。

ボイスコイル４１からの両端リード線４１ａは対角位置から導出され、管状のはとめ３７の中空部すなわちポールピース３３および駆動マグネット３１の中空部３１ａ、更に、ヨーク２９の底部２９ｄや回路基板３５の貫通孔２９ｅ、３５ａを介して外部へ導出され、回路基板３７に接続されている。

なお、両端リード線４１ａは、振動膜３９の後述する振動によってもストレスが加わらないよう余裕を持って空中配線されているが、必ずしも、ポールピース３３および駆動マグネット３１の中空部３１ａ等を介して導出する必要はない。

しかも、ボイスコイル４１の付け根付近から外周領域３９ｂは、ヨーク２９内にあってフランジ部２９ｂとの間で形成された密封空間Ｅに面している。

密封空間Ｅは、ヨーク２９の筒形部２９ａとボイスコイル４１間の狭い隙間から、ボイスコイル４１と駆動マグネット３１やポールピース３３との間の狭い隙間を介し、すなわち、駆動マグネット３１やポールピース３３の外周とヨーク２９の筒形部２９ａとの間の狭い環状空隙から、はとめ３７の中空部を介して外部に連通して間接的に密封されている。

そのため、密封空間Ｅは、ボイスコイル４１の外周領域３９ｂ全体を均一負荷で支持する機能を有している。

図１中の符号４３は、はとめ３９の中空部を回路基板３７側から塞ぐ音響制動用の通気性ネットであり、例えば不織布などによって形成されており、その目の粗さにより、振動膜３９側とヨーク２９外部側間の通気量の多少を可変させて音質調整が可能である。通気性ネット４３はヨーク２９貫通孔２９ｅや駆動マグネット３１中空部３１ａを塞ぐものであればよい。

ヨーク２９の底部２９ｄに重ねられた回路基板３７には、後述するケーブル４５によって電子機器（図示せず。）から音声信号が供給される。

両端リード線４１ａを介した音声信号のボイスコイル４１への印加によってボイスコイル４１が変位し、振動膜３９が振動駆動する。

すなわち、ヨーク２９、駆動マグネット３１およびボイスコイル４１により、振動膜３９を振動駆動させる駆動部４７が形成され、いわゆる内磁型のスピーカ装置の主要部となっている。

ヨーク２９は、図３に示すように、フランジ部２９ｂの外周部２９ｃをキャップ状のケース本体４９内に嵌められ、ケース本体４９内に支持されている。

上述したケース本体４９は、ヨーク２９外周が嵌る大径筒状部４９ａと、この大径筒状部４９ａから連続してヨーク２９とほぼ同寸法になっている小径筒状部４９ｂとを有し、絶縁性合成樹脂などから一体的に成形加工されている。

ヨーク２９、駆動マグネット３１およびポールピース３３が、一体化されて大径筒状部４９ａ内側に嵌め込まれ、大径筒状部４９ａ内側に固定支持されている。

ケース本体４９の小径筒状部４９ｂが振動膜３９と間隔を置いてこれを覆うとともに、図１中上方に突出するように延びて音通筒体となっている。

上述した構成のスピーカ装置は、ケース本体４９において大径筒状部４９ａ外側にカバー５１等を被せてヨーク２９や回路基板３５を覆うとともに、小径筒状部４９ｂ外周に可撓性のイヤーチップ５３を嵌め、イヤホン装置として製品化される。

このようなスピーカ装置では、ケーブル４５から回路基板３５を介して音声信号を供給するとともにボイスコイル４１へ音声信号を印加することにより、駆動部４７が振動膜３９を振動発音させ、音通筒体となった小径筒状部４９ｂを介して振動音が外部へ伝搬される。

そして、本発明に係るスピーカ装置は、上述した図９に示したように、耳珠１９、対珠２１、耳甲介２３で囲まれた耳甲介腔２５にケース本体４９を収納するとともに、先端のイヤーチップ５３を外耳道２７に挿入して装着使用される。

このような本発明のスピーカ装置に係る構成では、図１０Ｃに示すように、ボイスコイル４１からの両端リード線４１ａの導出位置Ｐ１、Ｐ２に起因する負荷位置がボイスコイル４１の対角位置になっているので、導出位置Ｐ１、Ｐ２双方の変位が揃い易く、広い周波数帯域で高品質で音を再生させ易い。

もっとも、本発明のスピーカ装置に係る構成においても、振動膜３９の振動時に、導出位置Ｐ１、Ｐ２を結ぶ仮想線（図示せず）が節となり、その節を中心としたローリング運動が生じる心配がある。

この点、本発明のスピーカでは、振動膜３９の外周領域３９ｂが面する密封空間Ｅが、ヨーク２９のフランジ部２９ｂと振動膜３９の外周領域３９ｂの間で形成された狭く扁平な空間であり、振動膜３９の外周領域３９ｂ全周に面してエアーダンパーとして機能し、振動膜３９が振動しても、その外周領域３９ｂ全周に均一な機械的負荷が掛った状態で振動膜３９が保持され、振動時にローリング振動が起き難く、振動膜３９の外周領域３９ｂのあばれが生じ難い。

そのような動作が相まって、振動膜３９全体がピストンモードで均一変位し、広い周波数帯域、優れた過渡応答波形、特に低い音域で高品質で音を再生させることが可能である。具体的には、楽器等の定位感が向上し再生音を判別し易い。

他方、従来のスピーカ装置において、低域レスポンスを向上させようとすると振動膜３９の振動振幅が大きくなるため、ローリング運動がより大きくなり、歪の増加、ビビリ音の発生など異常振動が生じ易い。

従来のスピーカ装置において、振動板７は、図１０Ａのように、両端リード線９ａの負荷によるアンバランスなローリングと呼ばれるような動作を生じ易く、これを前提にして振動板７の設計がなされていたので、振動板７の振動時の歪をある程度吸収するために中央領域７ａに相当する部分もある程度撓んで振動するように球状形状とすることが一般的であった。

そして、従来構造において、本発明のように振動膜４１の剛性を高めると、撓みながら振動する外周領域３９ｂ部分には更に大きな歪が発生し、異常振動音等が発生し易い。

本発明の構成では、ローリング運動が発生し難いため、外周領域３９ｂについても捻じれなどの歪が発生し難く、コルゲーションエッジ部の設計自由度は従来構成と比較し、遙かに向上させることが可能である。しかも、歪、ビビリ音などの発生が少ないため、低域のレスポンスも比較的自由にコントロール可能となる。

そして、本発明のスピーカ装置に係る構成では、図４の実線ａで示す全高調波歪特性のように、特に低い音域まで歪の少ない特性を示し、広い周波数帯域で高品質の音再生が可能であることが分かるし、図５の実線ａで示す全高調波歪率特性のように、高調波歪率特性が低くフラットである。

他方、図１０Ａに示したように、ボイスコイル９の付け根から両端リード線９ａを引き出す従来構成では、図４の破線ｂで示す周波数特性のように、低い音域での全高調波歪特性が悪化し易いし、図５の破線ｂで示す全高調波歪率特性のように、高調波歪率特性が悪く、特に１ＫＨｚ前後以下の中低音域部の悪化が目立っている。

本発明では図１、図２Ａで示すように対角位置にある２か所からボイスコイル９の両端リード線４１ａの導出を行っており、密封空間Ｅによる外周領域３９ｂ全体に空気圧を掛ける制動効果と相まって、両端リード線４１ａの導出部の負荷を軽減している。

また、図１０Ａに示す両端リード線９ａによる１箇所からの導出においても密封空間による外周領域３９ｂ全体に空気圧を掛ける制動効果は得られるが、当然２か所からの導出の方が外周領域３９ｂへの負荷が小さく、性能面でも良好な結果が得られる。

本発明の第１の構成における密封空間Ｅは、駆動マグネット３１外周のヨーク２９内領域で形成され、振動膜３９におけるボイスコイル４１の付け根付近から外周の外周領域３９ｂに面するものであり、完全に密封されている必要はなく、振動膜３９の外周領域３９ｂ負荷を支える空気室機能を有していればよい。

密封空間Ｅは、例えば、駆動マグネット３１やポールピース３３とヨーク２９との間の環状空隙（例えば０．３ｍｍ程度）から駆動マグネット３１の中空部３１ａおよびヨーク２９の貫通孔２９ｅを介して外部へ間接的に連通されていてもよく、振動膜３９の共振周波数が所望値からずれるのを調整するために微細な孔を振動膜３９に設ける程度であれば、本発明の動作や効果に支障ない。

さらに、本発明に係るスピーカ装置の構成が示す過渡応答波形は、図６に示すようになり、２００Ｈｚおよび１０００Ｈｚのトーンバースト信号を印加した場合の出力信号波形の乱れが少なく、過渡応答波形が良いことが分かる。

他方、図１０Ａの従来構成では、図７に示すように、２００Ｈｚおよび１０００Ｈｚのトーンバースト信号を印加した場合の出力信号波形に比較的大きな乱れが生じ、本発明に係るスピーカ装置の過渡応答波形が向上していることが分かる。

このように、本発明のスピーカ装置に係る第１の構成では、広い周波数帯域および優れた過渡応答特性を有し、特に低音域で高品質の音再生が可能である。

本発明のスピーカ装置は、上述した内磁型の構成に限定されず、いわゆる外磁型のスピーカ装置も可能である。

次に、本発明のスピーカ装置に係る第２の構成すなわち外磁型のスピーカ装置を説明する。
図８は本発明のスピーカ装置に係る第２の構成の一形態を示す要部縦断面図である。

図８において、ヨーク５５は、磁性体板材料から円筒状に成形加工されてなり、この図中下側の開放端を外側へ屈曲して形成されたリング板状の扁平な固定部５５ａを一体的に有している。

ヨーク５５の外周には、この筒形部５５ｂ外周と間隔を置いてリング状の駆動マグネット５７が共軸的に嵌められ、一方の端面（図８中下側）を固定部５５ａに固定されている。

駆動マグネット５７の他方の端面（図８中上側）には、駆動マグネット５７の内径とほぼ同寸法又は若干小径の内径を有して磁性体からリング板状に形成された支持部５９が重ねられており、支持部５９の外周先端部５９ａが若干上側（図８中上側）へ屈曲されている。この支持部５９はヨーク５５との間で磁気回路を形成するものである。

これら駆動マグネット５７および支持部５９は外周が揃っており、支持部５９の内周が駆動マグネット５７のそれより内側へ突出しているものの双方ともほぼ揃っており、支持部５９は、ヨーク５５の他方の先端部とほぼ同じレベル位置で周対面している。支持部５９は第１の構成におけるポールピース３３に相当する。

ヨーク５５の固定部５５ａ外側には、貫通孔６１ａを有する回路基板６１が重ねられている。

それらヨーク５５の固定部５５ａ、駆動マグネット５７、支持部５９および回路基板６１は、例えば接着剤によって共軸的に一体化され、ヨーク５５の固定部５５ａに固定されている。

支持部５９の内周とこれと僅かの間隔を置いて対向するヨーク５５先端部との間には、ヨーク５５からの磁束によって磁気回路が形成されている。

振動膜６３は、図２と同様に、従来公知の薄い絶縁性フィルム材料から円板状に形成されており、比較的広い中央部を若干ドーム状に膨らませてなる中央領域６３ａと、この中央領域６３ａを同心円状かつ環状に囲んだ外周領域６３ｂとを有している。振動膜６３のその他の構成も図２の振動膜３９と同様である。

振動膜６３は、ヨーク５５および支持部５９に対して空間を持ってそれらを覆うとともに、外周領域６３ｂの外縁全周を支持部５９の先端部５９ａに接着剤などで固定させ、これに支持されている。

振動膜６３の一方の面側（図８中下面側）において、中央領域６３ａと外周領域６３ｂとの環状の境目には、円筒状のボイスコイル６５の一方の端面側が中央領域６３ａを囲むように固定されている。

ボイスコイル６５は、上述したボイスコイル４１と同様に、絶縁被覆された細い絶縁導線を円筒状に巻いて一体化したものであり、ヨーク５５の外壁と駆動マグネット５７や支持部５９の内周との間の環状空隙に、ヨーク５５、駆動マグネット５７や支持部５９と僅かな間隔を置いて挿入され、ヨーク５５の外周と駆動マグネット５７や支持部５９の内周に対して環状に対面している。

ボイスコイル６５からの両端リード線６５ａは、対角位置から導出され、ヨーク５５の中空部を介して回路基板６１を貫通されて当該回路基板６１に接続されている。

ボイスコイル６５の付け根付近から外周領域６３ｂは、支持部５９との間で形成された密封空間Ｅに面している。

この密封空間Ｅは、支持部５９や駆動マグネット５７とボイスコイル６５間を経て、ヨーク５５とボイスコイル６５間の狭い隙間から、ヨーク５５の中空部、回路基板６１の貫通部６１ａを介して外部に連通して間接的に密封されており、ボイスコイル６５の外周領域６３ｂ全体を均一負荷で支持する機能を有している。

図１中の符号６７は、回路基板６１の貫通孔６１ａを塞ぐ音響制動用の通気性ネットであり、例えば不織布などによって形成されており、上述した通気性ネット４３と同様に、その目の粗さによって振動膜６３側とヨーク５５外部側間の通気量の多少を可変させて音質調整が可能である。

ヨーク５５の固定部５５ａに重ねられた回路基板６１には、図示しないケーブルによって電子機器（図示せず。）から音声信号が供給される。

両端リード線６５ａを介した音声信号のボイスコイル６５への印加によってボイスコイル６５が変位し、振動膜６３が振動駆動する。

すなわち、ヨーク５５、駆動マグネット５７およびボイスコイル６５により、振動膜６３を振動駆動させる駆動部６９が形成され、いわゆる外磁型のスピーカ装置の主要部となっている。

ヨーク５５は、上述した図３に示すように、キャップ状のケース本体４９内に嵌められ、ケース本体４９内に支持されるのは同様であるが、図示、説明は省略する。イヤホン装置として製品化例や使用例も同様である。

このような第２の構成のスピーカ装置では、回路基板６１を介して音声信号を供給するとともにボイスコイル６５へ音声信号を印加することにより、駆動部６９が振動膜６３を振動発音させて振動音が外部へ伝搬される。

本発明の第２の構成における密封空間Ｅは、ヨーク５５の筒形部外領域において、支持部５９（駆動マグネット５７）と振動膜６３の外周領域６３ｂの間で形成されてこれに面するものであり、完全に密封されている必要はなく、振動膜６３の外周領域６３ｂ負荷を支える機能を有していればよいのは第１の構成と同様である。

また、本発明の第２の構成は、その動作および効果も第１の構成と同様であり、周波数特性および全高調波歪特性が図４および図５のようになり、広い周波数帯域および優れた過渡応答特性を有し、特に低音域で高品質の音再生が可能である。

また、本発明のスピーカ装置では、ケース本体４９の小径筒状部４９ｂで形成する音通筒体をケース本体（小径筒状部）４９の中心軸上に沿って突出する構成の他、中心軸に対して斜め方向に突出する構成も可能である。

なお、本発明の電気音響変換装置は、ヘッドホン、大型のスピーカ等のスピーカ装置、更に、マイクロフォンとして広く使用可能である。

１、４９ ケース本体
１ａ 基部
１ｂ 前面カバー
２９、５５ ヨーク
５、３１、５７ 駆動マグネット
７ 振動板
９、４１、６３ ボイスコイル
９ａ、４１ａ、６５ａ 両端リード線
１１ 音通筒体
１３、５３ イヤーチップ（イヤパット、イヤピース）
１５、４５ ケーブル
１５ａ 結び目
１７、４７、６９ 駆動部
１９ 耳珠
２１ 対珠
２３ 耳甲介
２５ 耳甲介腔
２７ 外耳道
２９ａ、５５ｂ 筒形部
２９ｂ フランジ部
２９ｃ 外周部
２９ｄ 底部
２９ｅ、３５ａ 貫通部
３１ａ、３３ａ 中空部
３３ ポールピース
３５、６１ 回路基板
３７ はとめ
３９、６３ 振動膜
３９ａ、６３ａ 中央領域
３９ｂ、６３ｂ 外周領域
４３、６７ 通気性ネット
４９ａ 大径筒状部
４９ｂ 小径筒状部
５１ カバー基板
５９ 支持部
５９ａ 先端部
Ｅ 密封空間
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 導出位置

Claims (7)

1. カップ状にして底部中央に貫通孔を有する磁性体性のヨークと、
   このヨーク内にて前記貫通孔に当該中空部を揃えるように一方の端面が前記ヨーク底部に固定された円筒状の駆動マグネットと、
   前記ヨーク内にて前記駆動マグネットの前記中空部と当該中空部を揃えるように前記駆動マグネットの他方の端面に共軸的に重ねられたリング状のポールピースと、
   このポールピースと間隔を置いて対面するよう前記ヨークの先端部にてこれを塞ぐよう固定された薄い振動膜と、
   細い絶縁導線を巻いて筒形に形成され、前記振動膜の前記ヨーク側片面において中央領域を囲むよう前記振動膜に固定されたボイスコイルであって、前記ポールピース外周と前記ヨークの筒形部との間の環状空隙に挿入されるとともに、当該両端リード線に印加される音声信号によって前記振動膜を振動させるボイスコイルと、
   を具備し、
   前記両端リード線は互いに前記ボイスコイルの付け根における対角位置から導出され、前記振動膜における前記ボイスコイルの付け根付近から外周の外周領域はこれと前記ヨーク内領域で形成される密封空間に面するとともに、前記密封空間は前記環状空隙から前記ポールピースの前記中空部および前記駆動マグネットの前記中空部に連通されてなることを特徴とする電気音響変換装置。
2. 前記ポールピースは、前記駆動マグネットと同径又はこれより大径の外径を有する形状に磁性体で形成され、前記ヨークとの間で磁気回路を形成する請求項１記載の電気音響変換装置。
3. 前記ヨークは、前記筒形部が前記ポールピースの近傍にて外側へ屈曲して延びる環状のフランジ部を有し、前記振動膜は前記フランジ部と間隔を置いてその外周に固定されるとともに、前記密封空間は前記外周領域と前記フランジ部との間で形成されてなる請求項１又は２記載の電気音響変換装置。
4. 当該電気音響変換装置の音質特性を調整する調整部が、前記駆動マグネットの前記中空部又は前記ヨークの前記貫通孔を塞ぐ音響制動用通気性ネットである請求項１〜３いずれか１記載の電気音響変換装置。
5. 円筒状の磁性体性のヨークと、
   このヨークの一方の端面側から外側へ屈曲形成させた固定部に一方の端面が共軸的に固定されたリング状の駆動マグネットであって、前記ヨークの筒形部外周と間隔を置いて周対面する駆動マグネットと、
   前記ヨークの外周において、前記駆動マグネットの他方の端面側に共軸的に固定されたリング状の支持部と、
   前記ヨークおよび前記支持部と間隔を置いて対面するよう前記支持部の外周部に固定された薄い振動膜と、
   細い絶縁導線を巻いて筒形に形成され、前記振動膜の前記ヨーク側片面において中央領域を囲むよう前記振動膜に固定されたボイスコイルであって、前記ヨーク外周と前記支持部内周との間の環状空隙に挿入されるとともに、当該両端リード線に印加される音声信号によって前記振動膜を振動させるボイスコイルと、
   を具備し、
   前記両端リード線は互いに前記ボイスコイルの付け根における対角位置から導出され、前記振動膜における前記ボイスコイルの付け根付近から外周の外周領域は主にこれと前記支持部との間で形成される密封空間に面し、前記密封空間は前記環状空隙から前記ヨークの中空部を介して連通されてなることを特徴とする電気音響変換装置。
6. 前記支持部は、前記駆動マグネットと同径又はこれより小径の内径を有する形状に磁性体で形成され、前記ヨークとの間で磁気回路を形成する請求項５記載の電気音響変換装置。
7. 当該電気音響変換装置の音質特性を調整する調整部が、前記ヨークの前記中空部を直接又は間接的に塞ぐ音響制動用通気性ネットである請求項５又は６記載の電気音響変換装置。

Images