WO2013076914A1 - スピーカおよびスピーカを備えた電子機器 - Google Patents

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WO2013076914A1
WO2013076914A1 PCT/JP2012/006766 JP2012006766W WO2013076914A1 WO 2013076914 A1 WO2013076914 A1 WO 2013076914A1 JP 2012006766 W JP2012006766 W JP 2012006766W WO 2013076914 A1 WO2013076914 A1 WO 2013076914A1
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voice coil
speaker
speaker according
coil bobbin
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PCT/JP2012/006766
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武輪　弘行
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パナソニック株式会社
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    • H04R2209/022—Aspects regarding the stray flux internal or external to the magnetic circuit, e.g. shielding, shape of magnetic circuit, flux compensation coils
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    • H04R2209/041—Voice coil arrangements comprising more than one voice coil unit on the same bobbin

Definitions

  • the present disclosure relates to a speaker, and more specifically, to a speaker that is thinned.
  • a speaker unit for a television (hereinafter referred to as a speaker) is usually attached on both sides of a display such as a plasma display or a liquid crystal display, which contributes to an increase in the width of the television set. For this reason, a speaker having an elongated structure such as a rectangular shape or an elliptical shape has been conventionally used for television. In addition, as the display display becomes longer, it is required to further reduce the width of the speaker. In addition, since thin TVs using plasma displays and liquid crystal displays are increasing, there is a further demand for thinner speakers. Further, there is a demand for speakers to improve the sound quality of the sound corresponding to the high image quality of the screen.
  • Patent Document 1 is known as a prior art document related to the present disclosure, and Patent Document 1 shows the structure of a conventional elongated speaker.
  • the conventional elongated speaker employs a driving method of driving the central portion of the elongated diaphragm, split resonance tends to occur in the longitudinal direction of the diaphragm.
  • the frequency characteristic related to the reproduction sound pressure level becomes a characteristic that causes a peak dip in the middle and high ranges, and the sound quality is deteriorated.
  • the diaphragm in order to make it difficult to cause resonance in the longitudinal direction with the same opening area, it is necessary to make the diaphragm have a deep shape (cone shape), and there is a problem that the depth of the speaker cannot be reduced. .
  • the present disclosure has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a speaker that can be thinned and has excellent sound quality even though it has an elongated structure.
  • a speaker with an elongated structure in which a frame and a planar shape perpendicular to the vibration direction have a long and short shape, and a hollow diaphragm and a diaphragm are supported so as to vibrate.
  • An edge to be fixed at least one cylindrical voice coil bobbin connected through the diaphragm, a voice coil fixed to the voice coil bobbin inside the hollow structure of the diaphragm, and inside the voice coil bobbin And a magnetic circuit for driving the voice coil.
  • FIG. 1A is a top view of the speaker according to Embodiment 1.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1A.
  • FIG. 1C is a schematic cross-sectional view taken along B-B ′ of FIG. 1A.
  • 2A is a top view of the diaphragm according to Embodiment 1.
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along line E-E ′ of FIG. 2A.
  • 2C is a schematic cross-sectional view taken along the line F-F ′ of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a perspective view of the voice coil and the voice coil bobbin in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of the magnetic circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a component configuration perspective view of the speaker in the first embodiment.
  • FIG. 6A is a hollow semicircular cross-sectional model diagram.
  • FIG. 6B is a cross-sectional model diagram of a hollow circle.
  • FIG. 7 is a diagram showing calculated values of the second moment of section, the turning radius, and the sectional area when the sectional shape is a hollow circle and a hollow semicircle.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the analysis result of the resonance frequency of the natural vibration mode of the diaphragm having a hollow circular shape and a hollow semicircular cross-sectional shape.
  • FIG. 9A is a top view of the diaphragm according to the second exemplary embodiment.
  • FIG. 9A is a top view of the diaphragm according to the second exemplary embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the diaphragm according to the second exemplary embodiment.
  • 10A is a top view of the speaker according to Embodiment 3.
  • FIG. 10B is a schematic cross-sectional view taken along the line G-G ′ of FIG. 10A.
  • FIG. 11A is a top view of the speaker according to Embodiment 3.
  • FIG. 11B is a schematic cross-sectional view taken along the line H-H ′ of FIG. 11A.
  • FIG. 12A is a characteristic diagram in the case of two-point drive for controlling the primary resonance mode.
  • FIG. 12B is a characteristic diagram in the case of four-point drive for controlling both the primary and secondary resonance modes.
  • FIG. 12C is a characteristic diagram in the case of center driving.
  • FIG. 12A is a characteristic diagram in the case of two-point drive for controlling the primary resonance mode.
  • FIG. 12B is a characteristic diagram in the case of four-point drive for controlling both the primary
  • FIG. 13 is a perspective view of a magnetic circuit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the speaker in the short direction in the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view of a magnetic circuit according to the sixth embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 6 in the short direction.
  • FIG. 17 is a perspective view of the component configuration of the speaker in the sixth embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram of a mobile information terminal device.
  • FIG. 19 is a diagram of an image display device.
  • FIG. 20 is a mounting diagram of a vehicle-mounted speaker.
  • FIG. 21A is a top view of a conventional speaker.
  • FIG. 21B is a cross-sectional view in the I-I ′ direction of FIG. 21A.
  • FIG. 21C is a cross-sectional view in the J-J ′ direction of FIG. 21A.
  • FIG. 22 is a sound pressure frequency characteristic diagram of a
  • FIG. 21A is a plan view of a conventional elongated speaker 1000.
  • FIG. 21B is a schematic cross-sectional view taken in the longitudinal direction (I-I ′) of FIG. 21A and viewed from the arrow i.
  • FIG. 21C is a schematic cross-sectional view taken in the short direction (J-J ′) and viewed from the arrow j.
  • a conventional elongated speaker 1000 includes a magnet 1001, a plate 1002, a yoke 1003, a frame 1004, a voice coil bobbin 1005, a voice coil 1006, a damper 1007, a diaphragm 1008, A dust cap 1009 and an edge 1010 are provided.
  • the arrangement of main components will be described below.
  • the voice coil 1006 is a winding of a conductor such as copper or aluminum, and is fixed to one of the cylindrical voice coil bobbins 1005.
  • the voice coil 1006 is arranged in a magnetic gap formed by the magnet 1001 between the plate 1002 and the yoke 1003.
  • a diaphragm 1008 is fixed to the other side of the voice coil bobbin 1005.
  • the voice coil bobbin 1005 is fixed by a damper 1007.
  • the damper 1007 is connected to the frame 1004.
  • the plate 1002 is inside the voice coil bobbin 1005 and is disposed at a place where the voice coil 1006 is fixed.
  • a magnet 1001 is disposed below the plate 1002, and a yoke 1003 is disposed so as to partially surround the magnet 1001.
  • the planar shape of the diaphragm 1008 is an ellipse or a substantially ellipse.
  • the diaphragm 1008 has a so-called cone shape having an inclination toward the center.
  • cone paper or the like is used as the material of the diaphragm 1008, cone paper or the like is used.
  • a dust cap 1009 is fixed to the center of the diaphragm 1008.
  • the edge 1010 has an annular planar shape and a semicircular cross section. Further, the inner peripheral portion of the edge 1010 is fixed to the outer peripheral portion of the diaphragm 1008, and the outer peripheral portion of the edge 1010 is fixed to the frame 1004.
  • the operation of the conventional slender speaker 1000 configured as described above will be described.
  • the voice coil bobbin 1005 moves in a vertical direction with the dust cap in the upward direction in FIG. 21B due to the current applied to the voice coil 1006 and the magnetic field around the voice coil 1006. I do.
  • the diaphragm 1008 vibrates in the direction of the piston movement. As a result, sound waves are radiated from the diaphragm 1008.
  • FIG. 22 is a diagram showing frequency characteristics related to the reproduction sound pressure level of the conventional elongated speaker 1000.
  • the vertical axis represents the reproduction sound pressure level when 1 W of power is input to the conventional elongated speaker 1000
  • the horizontal axis represents the drive frequency.
  • the microphone for measuring the reproduction sound pressure level is arranged on the central axis of the conventional elongated speaker 1000 and at a position 1 m away from the conventional elongated speaker 1000 on the front side. To do.
  • the conventional elongated speaker 1000 as described above has the following problems. Since the conventional elongated speaker 1000 employs a driving method of driving the central portion of the elongated diaphragm 1008, split resonance is likely to occur in the longitudinal direction. As a result, the frequency characteristic related to the reproduction sound pressure level is a characteristic that causes a peak dip in the middle and high ranges, and the sound quality is deteriorated. For example, in the characteristics shown in FIG. 22, noticeable dip is observed in the vicinity of 2 kHz, 3 kHz, and 5 kHz.
  • the diaphragm 1008 has a deep shape (cone shape). That is, the diaphragm 1008 has a shape having a height in the vertical direction in FIG. 21B. Further, when the vibration plate 1008 vibrates, a distance is provided to prevent the damper 1007 and the frame 1004 from contacting the magnetic circuit such as the yoke 1003 and the plate 1002 and the damper 1007 and the vibration plate 1008.
  • the damper 1007 is fixed near the center of the voice coil bobbin 1005.
  • the diaphragm 1008, the upper part of the voice coil bobbin 1005, the damper 1007, the lower part of the voice coil bobbin 1005, the magnet 1001, the plate 1002, and the yoke 1003 are spaced apart in the vibration direction (vertical direction in FIG. 21B). It will be provided and arranged. With the above configuration, the depth of the speaker cannot be reduced.
  • the present inventors have been able to obtain a flat frequency characteristic in which split resonance is difficult to occur while having a slender structure, suppress the occurrence of peak dip, and further achieve a thin speaker with excellent sound quality that realizes a reduction in thickness.
  • Invented the structure Various aspects of the present disclosure based on this idea are as follows.
  • a speaker includes a frame, a vertically long shape having a plane that is perpendicular to a vibration direction, and a diaphragm having a hollow structure, and a diaphragm that supports the diaphragm so that the diaphragm can vibrate.
  • An at least one cylindrical voice coil bobbin connected through the diaphragm, a voice coil fixed to the voice coil bobbin within the hollow structure of the diaphragm, and an interior of the voice coil bobbin And a magnetic circuit for driving the voice coil.
  • the components are not stacked in the thickness direction of the speaker, but are arranged so as to be nested inside each other in the hollow structure of the diaphragm, thereby realizing a reduction in thickness. can do.
  • the voice coil is fixed so that the height of the voice coil bobbin is equally divided, and the center of gravity of the voice coil, the fixing point of the edge to the frame, and the center of gravity of the diaphragm And the center of gravity of the magnetic circuit are arranged on the same plane.
  • the moment that the vibration system tends to rotate can be minimized and the rolling resistance can be improved.
  • a grommet is caulked at the longitudinal end portion of the diaphragm, a conductive wire connecting the grommet and a terminal provided on the frame, and a lead wire connected from the grommet to the voice coil;
  • the lead wire can be fixed inside the diaphragm.
  • the speaker can be made thin.
  • the magnetic circuit includes a configuration in which two magnets are fixed in a repulsive direction, or a cross-sectional shape in the short direction of the diaphragm is a circular shape, an oval shape, a hollow trapezoidal shape, or It can be a hollow polygon.
  • two voice coil bobbins may be provided, and the voice coil bobbins may be arranged one by one at the nodes of the primary resonance mode in the longitudinal direction of the diaphragm.
  • four voice coil bobbins may be provided, and the voice coil bobbins may be disposed at the nodes of the primary resonance mode and the secondary resonance mode in the longitudinal direction of the diaphragm.
  • the driving point of the diaphragm is arranged at a position where the primary and secondary resonance modes are suppressed, and it is possible to realize an expansion of the reproduction frequency band.
  • an auxiliary plate or an auxiliary magnet is used in the magnetic circuit of the speaker, the shape of both ends in the longitudinal direction of the diaphragm is a hemispherical shape, or the speaker is provided in an electronic device. It is also possible.
  • FIG. 1A is a top view of the speaker 100 according to the present embodiment.
  • 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A and viewed from the direction of arrow a.
  • 1C is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1A and viewed from the direction of the arrow b.
  • the speaker 100 includes a diaphragm 110, a voice coil 120, a voice coil bobbin 130, a magnetic circuit 140, an edge 150, a frame 160, and a dust cap 170. As shown in FIG. 1A, the speaker 100 has an elongated shape with different lengths in the vertical direction and the horizontal direction. Hereinafter, each configuration of the speaker 100 will be described.
  • FIG. 2A is a plan view of the diaphragm 110, and shows only the left side from the line C-C 'in
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view taken along the line E-E ′ in FIG. 2A and viewed from the direction of the arrow e.
  • 2C is a schematic cross-sectional view taken along the line F-F ′ in FIG. 2A and viewed from the direction of the arrow f.
  • the planar shape of diaphragm 110 viewed from the vibration direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2A) has a long side and a short side.
  • the both ends of the longitudinal direction of the diaphragm 110 have a hollow hemispherical structure.
  • the cross-sectional shape of the diaphragm 110 in the short direction is a hollow circular shape.
  • the diaphragm 110 includes an upper diaphragm 111a and a lower diaphragm 111b each having an elongate track provided with a bonding portion 112 at a terminal portion having a semicircular cross section in the short direction. Are pasted together.
  • the diaphragm 110 has the cross-sectional shape as described above, the diaphragm 111a and the diaphragm 111b having an elongated track may not be bonded as described above. Further, as shown in FIG. 1A, the diaphragm 110 is provided with a through hole 180 for fixing the voice coil bobbin 130. In the case where the diaphragm 111a and the diaphragm 111b are bonded together as in this embodiment, the diaphragm 111a and the diaphragm 111b are provided with through holes 180, respectively.
  • the material of the diaphragm 110 a material that is suitable for thinning and lightweight is desirable, and it is most preferable to use paper or a polymer film.
  • a light and highly rigid metal foil such as aluminum or titanium may be used.
  • FIG. 3 is a perspective view of the voice coil 120 and the voice coil bobbin 130.
  • the voice coil 120 is formed by winding a thin wire made of copper or aluminum, which is insulated, on a side surface of a cylindrical voice coil bobbin 130 having an oval cross section. Further, the voice coil 120 is disposed at an intermediate point on the side surface of the voice coil bobbin 130. That is, the distance ⁇ from the line that bisects the height of the voice coil 120 shown in FIG. 3 to the upper end of the voice coil bobbin 130 and the lower end of the voice coil bobbin 130 from the line that bisects the height of the voice coil 120.
  • the voice coil 120 is wound and fixed on the side surface of the voice coil bobbin 130 so that the distance ⁇ to the portion becomes equal.
  • FIG. 4 is a perspective view of the magnetic circuit 140.
  • the size of the magnetic circuit 140 is smaller than the inner diameter of the voice coil bobbin 130 so as to be disposed inside the voice coil bobbin 130, and the outer diameter shape of the magnetic circuit 140 is similar to the voice coil bobbin 130.
  • the magnetic circuit 140 has two magnetized magnets 141 fixed in directions that repel each other, and in each magnet 141, a plate 142 is provided on the surface opposite to the surface on which the magnet 141 is fixed. It is fixed.
  • the letters N and S are shown in FIG. The polarities of N and S are repulsive polarities and have a reversible relationship.
  • the generated magnetic flux exits from the joint surface 143 of the two magnets 141 in the horizontal direction and then reaches the plate 142 while repelling each other. Further, the magnetic circuit 140 is fixed to the frame 160 by fixing the end surface of one plate 142 to the frame 160.
  • the edge 150 will be described.
  • the planar shape of the edge 150 is annular.
  • the edge 150 has a substantially semicircular or semi-elliptical cross section perpendicular to the vibration direction (the vertical direction with the dust cap 170 in the upward direction in FIGS. 1B and 1C). is there.
  • the outer periphery of the diaphragm 110 is fixed to the inner periphery of the edge 150.
  • the frame 160 As shown in FIGS. 1A to 1C, the frame 160 has an annular shape having an opening. As shown in FIGS. 1A to 1C, the outer periphery of the edge 150 is fixed to the opening of the frame 160.
  • the dust cap 170 As shown in FIGS. 1B and C, the dust cap 170 is provided at the upper end of the voice coil bobbin 130. The dust cap 170 passes through the through hole 180 and blocks sound emitted from the upper surface of the voice coil bobbin 130 in the vibration direction.
  • FIG. 5 is a component configuration perspective view of the speaker 100 of the present embodiment.
  • the voice coil bobbin 130 is inserted into the through hole 180 of the diaphragm 110. Further, the fixed point of the edge 150 on the frame 160, the center of gravity of the diaphragm 110, the center of gravity of the voice coil 120, and the center of gravity of the magnetic circuit 140 are disposed on the same plane. In the case of the present embodiment, it is disposed inside the annular cross section of the diaphragm 110 and on the center plane (X-X ′ plane in FIG. 1B) of the diaphragm 110 orthogonal to the vibration direction.
  • the outer periphery of the diaphragm 110 is normally supported by the edge 150, it can be regarded as a rod that is free at both ends. Therefore, from the theory of the vibration mode of the free rod at both ends, it is possible to consider changes due to the resonance frequency of the vibration mode and the cross-sectional shape of the rigidity. Here, the theory of the vibration mode of the free rod at both ends will be described.
  • the following equation (1) shows the resonance frequency equation of the vibration mode of the rod with free ends.
  • l is the length of the rod
  • ⁇ is the density
  • Q is the Young's modulus of the material
  • K is the radius of rotation.
  • FIG. 6A shows a hollow semicircular cross-sectional shape of diaphragm 610
  • FIG. 6B shows a hollow circular cross-sectional shape of diaphragm 110 of the present embodiment.
  • FIG. 6A and 6B will be used to explain the radius of rotation for each cross-sectional shape.
  • the hollow semicircular cross-sectional shape of FIG. 6A will be described.
  • the secondary moment of the figure of a hollow section such as a pipe or tunnel is obtained by subtracting the secondary moment of the figure of the hollow figure from the secondary moment of the figure of the outer figure. Can do.
  • the position of the centroid of the outer graphic is different from the position of the centroid of the inner graphic with respect to the reference axis for obtaining the cross-sectional moment, but in the case of a hollow semicircular cross-sectional shape such as the diaphragm 610 Since the thickness of the diaphragm 610 is very thin, the radius of the outer semicircle and the inner semicircle may be considered to be substantially equal. Therefore, the cross-sectional secondary moment of the hollow semicircle is considered as a difference between the cross-sectional secondary moments of the outer and inner semicircles.
  • the following formula (2) shows the non-hollow semicircular cross-sectional moment of moment
  • the following formula (3) shows the cross-sectional secondary moment of hollow semicircular shape
  • the following formula (4) shows: The cross-sectional area is shown.
  • r semi indicates a radius of a semicircle that is not hollow.
  • R represents the radius of the outer semicircle
  • r represents the radius of the inner semicircle
  • the turning radius is the square root of the quotient obtained by dividing the sectional moment of inertia by the sectional area
  • the turning radius of the hollow semicircular sectional shape is expressed by the following formula (5).
  • R represents the radius of the outer semicircle
  • r represents the radius of the inner semicircle
  • FIG. 7 shows the secondary moments of the cross section, the radius of rotation, and the cross sectional area of each of the hollow circular shape and hollow semicircular cross sectional shape calculated using the above equations (3) to (8).
  • the turning radius is about 1.9 times from the above formulas (5) and (7), and the above formulas (2) and ( 6) shows that the moment of inertia of the cross section is about 7.2 times, so that the resonance frequency is about 1.9 times higher and the rigidity is improved about 7.2 times.
  • the resonance frequency of the natural vibration mode by the finite element method (Finite Element Method (FEM)) incorporating the actual shape model of the diaphragm 110 and the diaphragm 610 described in the present embodiment.
  • FEM Finite Element Method
  • the resonance mode is evaluated only when the number of nodes is an even number.
  • a resonance with two nodes is represented as a primary mode, and a case with four nodes is represented as a secondary mode. This is because when the resonance mode contributing to the sound pressure is an odd number of nodes, the disturbance of the sound pressure due to the resonance mode is canceled on the axis and a peak dip occurs only when the number of nodes is an even number. Because there is.
  • FIG. 8 shows that the theoretical calculation value (theoretical value) and the simulation analysis value (FEM value) are in good agreement. Further, it can be seen that the resonance frequency of the diaphragm 110 having a circular cross section is about twice as high as that of the diaphragm 610 having a semicircular cross section. From the frequency change of the simulation result, the change in rigidity due to the change in the cross-sectional shape of the diaphragm from the semicircular shape to the circular shape is calculated backward.
  • the resonance frequency is proportional to the radius of rotation.
  • the turning radius is the square root of the quotient of the sectional moment of inertia and the sectional area
  • the sectional moment of inertia is proportional to the product of the square of the turning radius and the sectional area. Therefore, it can be seen from FIG. 8 that when the cross-sectional shape of the diaphragm is changed from a semicircular shape to a circular shape, the change in the radius of rotation is about twice and the cross-sectional area is also doubled, so that the rigidity is about eight times. .
  • the rigidity in the longitudinal direction of the diaphragm can be improved and the resonance frequency of the mode can be increased.
  • the number of resonance frequencies that have an influence on an important voice band can be reduced.
  • the cross section in the short direction of diaphragm 110 has been described as a circular diaphragm.
  • the rigidity of the diaphragm 110 can be further improved by making the cross section in the short direction of diaphragm 110 into an oval shape. Can be high.
  • the cross-sectional shape of the diaphragm 110 in the short direction may be a hollow trapezoid or a hollow polygon.
  • the vibration plate 110 has a hollow circular cross section and increases the second moment of the cross section, thereby increasing the rigidity.
  • the radius of the cylinder is 2.0 mm
  • the overall height of the diaphragm 110 is about 4.0 mm.
  • the total height is about 20 to 30 mm. (Depth) is required.
  • the speaker 100 according to the present embodiment is further reduced in thickness in the following points.
  • a voice coil 1006 is connected to the end of the diaphragm 1008 in the depth direction via a voice coil bobbin 1005. That is, the voice coil bobbin 1005 and the voice coil 1006 are arranged in a state in which the voice coil bobbin 1005 and the voice coil 1006 are suspended from the magnetic circuit by the edge 1010 and the damper 1007 so as to vibrate.
  • a magnetic circuit composed of the magnet 1001 and the like is disposed further inside the voice coil 1006 (lower part in FIG. 21B).
  • the thickness of the diaphragm 1008, the voice coil bobbin 1005, the voice coil 1006, the magnetic circuit including the magnet 1001, and the like is the thickness of the speaker.
  • the through-hole 180 is provided in the diaphragm 110, and the voice coil 120 and the voice coil bobbin 130 are disposed inside the diaphragm 110. Further, since the magnetic circuit 140 is disposed inside the voice coil bobbin 130, each component is not stacked in the thickness direction of the speaker 100, but the connection surface of the diaphragm 110 is the center plane (X-- in FIG. 1B). X ′ plane) is arranged so as to overlap each other in a nested manner. For this reason, compared with the conventional speaker, a very thin speaker can be implement
  • the thickness of the speaker 100 is 1 ⁇ 2 of the thickness of the voice coil bobbin 130 on the upper side in the vibration direction and 1 ⁇ 2 of the thickness of the voice coil bobbin 130 on the lower side in the vibration direction with respect to the XX ′ plane in FIG. 1B.
  • the voice coil bobbin 130 can be configured to 7 mm and the frame thickness can be 2.0 mm, and the thickness of the speaker 100 can be 11 mm in total.
  • Rolling is abnormal vibration that attempts to rotate the diaphragm.
  • the voice coil 120 of the speaker 100 is disposed inside the annular cross section of the diaphragm 110 and on the center plane (X-X ′ plane in FIG. 1B) of the diaphragm 110 orthogonal to the vibration direction. Further, the fixed point of the edge 150 on the frame 160, the center of gravity of the diaphragm 110, and the center of gravity of the magnetic circuit 140 are also arranged on this center plane (X-X 'plane in FIG. 1B). With this arrangement, the position of the center of gravity of the vibration system and the position of the fixing point of the support system are on the same plane, and a speaker having excellent rolling resistance can be obtained.
  • the speaker 100 has an elongated structure, it is possible to reduce the thickness of the entire speaker while realizing improved rigidity by imparting characteristics to the shape of the diaphragm and the overall configuration of the speaker. And the characteristic of this speaker whole structure also produces the further effect of suppressing abnormal vibration and improving rolling resistance.
  • the speaker 200 is characterized in that, in addition to the speaker 100 of the first embodiment, a voice coil lead wire is fixed inside the diaphragm 110.
  • FIG. 9A is a top view showing the speaker 200.
  • FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of FIG. 9A cut in the longitudinal direction. 9A and 9B do not show the upper diaphragm 111a in the diaphragm 110.
  • FIG. A grommet 201 is caulked at the longitudinal end portion of the lower diaphragm 111b, and is integrated with the lower diaphragm 111b.
  • a conductive wire 203 is fixed to the eyelet 201, and the opposite end of the conductive wire 203 is connected to a terminal (not shown) provided on a frame (not shown), and a signal for driving a speaker is inputted.
  • a gold thread wire can be used as the conductive wire 203.
  • the voice coil 120 is fixed via a voice coil bobbin 130 on the longitudinal center line of the diaphragm 111b.
  • the lead wire 202 of the voice coil 120 is fixed on the inner surface of the diaphragm 111b.
  • the lead line 202 is electrically connected to the conductive line 203 connected to the eyelet 201.
  • the diaphragm 111b subjected to the wiring process and the diaphragm 111a are bonded to form a cylindrical shape, thereby realizing the speaker 200 having the same magnetic circuit and frame configuration as in the first embodiment.
  • the drive signal input to the terminal of the frame 160 is provided to the voice coil 120 from the lead wire 202 via the conductive wire 203 and one eyelet 201, and to the other eyelet 201, the conductive wire 203 and the frame 160 via the lead wire 202. Constitutes the electrical circuit leading to the terminal. Therefore, the voice coil 120 generates a force corresponding to the speaker input signal and vibrates the diaphragm 110. Since the lead wire 202 is fixed to the inner surface of the vibration plate 111b, when the vibration plate 110 operates, the lead wire 202 vibrates integrally with the vibration plate 110.
  • FIG. 10A is a top view of the speaker 300 according to the present embodiment.
  • 10B is a schematic cross-sectional view taken along the line GG ′ in FIG. 10A and viewed from the direction of the arrow g.
  • speaker 300 uses diaphragm 210 having two through holes 180, and voice coil bobbins via each of two through holes 180. 130 is fixed.
  • the driving position is set in consideration of the band of the speaker.
  • one voice coil 1006 or voice coil 120 is arranged with the center in the longitudinal direction of the diaphragm 1008 or 110 as a driving point.
  • the above structure may be used. In this case, the diaphragm is subjected to piston vibration up to the first resonance frequency.
  • the speaker 300 is provided with two drive points (voice coils) in order to suppress the first resonance mode that occurs first and to achieve a flat characteristic up to the second resonance mode that occurs next.
  • the driving point for controlling the primary resonance mode may be provided at the node of the primary resonance mode.
  • the position of the node of the primary resonance mode in the longitudinal direction of the diaphragm 210 is 0.224 and 0.776 from the longitudinal end of the diaphragm 210 when the longitudinal length of the diaphragm 210 is 1.
  • the corresponding position That is, the voice coil bobbin 130 is 0 from the longitudinal end of the diaphragm 110 when the position of the first resonance mode in the longitudinal direction of the diaphragm 210, that is, when the longitudinal length of the diaphragm 110 is 1. .. It is advisable to fix at positions corresponding to 224 and 0.776.
  • the band is expanded to about four times the frequency. In the case of FIG. 8, the first resonance mode is suppressed, and the frequency can be expanded to the frequency of the next second resonance mode. Therefore, according to the present embodiment, the reproduction frequency can be increased as compared with the first embodiment.
  • the speaker 300 according to the present embodiment realizes expansion of the reproduction frequency band by the number of driving points, and thus does not affect the thickness of the speaker.
  • FIG. 11A is a top view of the speaker 400 according to the present embodiment.
  • FIG. 11B is a schematic cross-sectional view taken along the line HH ′ in FIG. 11A and viewed from the direction of the arrow h.
  • Speaker 400 uses speaker 310 having four through holes 180 to provide two more voice coil bobbins 130 in speaker 300 according to the third embodiment, and voice is transmitted through each of four through holes 180.
  • the coil bobbin 130 is fixed.
  • the band is further expanded.
  • x1 0.130
  • x2 0.37775
  • FIG. 12A shows the sound pressure frequency characteristics when the position of the node of the primary resonance mode is driven (two-point drive).
  • FIG. 12B shows the sound pressure frequency characteristics when the four voice coils are positioned to suppress both the primary and secondary resonance modes (4-point drive).
  • FIG. 12C shows a sound pressure frequency characteristic when the center drive is performed. Comparing FIG. 12A, FIG. 12B, and FIG. 12C, it can be seen that the resonance mode is suppressed and the reproduction frequency band is expanded by devising the number and position of drive points.
  • the speaker 400 according to the present embodiment like the speaker 300 according to the third embodiment, realizes expansion of the reproduction frequency band by the number of drive points, and thus does not affect the thickness of the speaker.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a magnetic circuit 540 used in the speaker 500.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the speaker 500 in the short direction.
  • the magnetic circuit 540 has a structure in which an auxiliary plate 401 that goes around both sides of the joint surface 143 of the magnet 141 is further arranged in the magnetic circuit 140 according to the first embodiment.
  • the auxiliary plate 401 is bonded to the end surface of one plate 142 and is disposed so as to wrap around the both sides of the bonding surface 143 of the magnet 141 outside the diaphragm 110.
  • letters N and S are shown in FIG.
  • the polarities of N and S are repulsive polarities and have a reversible relationship.
  • the flow of magnetic flux is indicated by a broken line arrow.
  • the generated magnetic flux exits from the joint surface 143 of one magnet 141 in the horizontal direction, and then reaches the plate 142 while repelling the magnetic flux emitted from the other magnet 141.
  • the auxiliary plate 401 constitutes a magnetic circuit.
  • the magnetic flux generated from the magnet 141 reaches the auxiliary plate 401 after leaving the bonding surface 143 in the horizontal direction.
  • the magnetic flux travels through the auxiliary plate 401 and reaches the plate 142. For this reason, the magnetic flux of a component perpendicular
  • a driving force is generated in the voice coil 120 by the applied current and a magnetic field generated by the magnetic circuit.
  • the generated driving force is transmitted to the diaphragm 110 via the voice coil bobbin 130.
  • the diaphragm 110 to which the driving force is transmitted vibrates to emit sound into the space.
  • the magnetic flux interlinking with the voice coil 120 increases, it is possible to realize a speaker capable of reproducing a loud sound with higher sound pressure. That is, by making good use of the structure in which the magnetic circuit is embedded in the diaphragm and arranging the auxiliary plate 401, the magnetic flux can be increased and the sound pressure can be improved without increasing the space.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a magnetic circuit 640 used in the speaker 600.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the speaker 600 in the short direction.
  • FIG. 17 is an overview diagram showing the component configuration of the speaker 600.
  • the magnetic circuit 640 has a structure in which auxiliary magnets 601 are further arranged on both sides of the joint surface 143 of the magnet 141 in the magnetic circuit 140 according to the first embodiment.
  • the auxiliary magnet 601 is fixed to the frame 160 on the side surface of the joint surface 143 at a position separating the diaphragm 110.
  • the auxiliary magnet 601 is magnetized in a direction perpendicular to the magnet 141 and the bonding surface 143 is magnetized to the N pole
  • the auxiliary magnet 601 is magnetized so that the S pole is in the direction of the bonding surface 143.
  • 143 is an S pole
  • it is magnetized so that the N pole is in the direction of the joint surface 143.
  • the letters N and S are shown in FIG.
  • the polarities of N and S are repulsive polarities and have a reversible relationship.
  • the flow of magnetic flux is indicated by broken line arrows.
  • the generated magnetic flux comes out from the joint surface 143 of the magnet 141 in the horizontal direction, and then the magnetic flux emitted from the auxiliary magnet 601 is added to reach the plate 142 while repelling each other. For this reason, the magnetic flux of a component perpendicular
  • a driving force is generated in the voice coil 120 by the applied current and a magnetic field generated by the magnetic circuit.
  • the generated driving force is transmitted to the diaphragm 110 via the voice coil bobbin 130. Sound is radiated into the space when the diaphragm 110 to which the driving force is transmitted vibrates.
  • the magnetic flux interlinking with the voice coil 120 increases, it is possible to realize a speaker capable of reproducing a loud sound with higher sound pressure. That is, by making good use of the structure in which the magnetic circuit is embedded in the diaphragm and arranging the auxiliary magnet 601, the magnetic flux can be increased and the sound pressure can be improved without increasing the space. Further, similarly to the fourth embodiment, the auxiliary plate 401 may be provided, and the auxiliary magnet 601 may be provided on the auxiliary plate 401. Thereby, without increasing the space, the magnetic flux can be further increased, and the sound pressure can be improved.
  • Embodiments 1 to 6 have been described as examples of implementation in the present disclosure. However, the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are made as appropriate.
  • the speakers described in Embodiments 1 to 6 can be easily thinned, they can be used for electronic devices such as thin televisions, mobile phones, and PDAs. That is, the electronic device can be configured to include a speaker according to the present disclosure and a housing that holds the speaker inside. Therefore, other embodiments will be exemplified below.
  • FIG. 18 shows a mobile information terminal device 701 equipped with a speaker selected from those shown in the first to sixth embodiments of the present disclosure.
  • reference numeral 702 denotes a screen
  • 700 denotes a speaker selected from those shown in the first to sixth embodiments.
  • the speakers 700 are arranged at three locations, but any number of speakers may be used as long as one or more speakers are provided. If there is only one speaker device, it will be monaural. If two or more speakers are used, it can be used as a device for sound field control or HRTF.
  • the speaker 700 By mounting the speaker 700 on a device having a limited mounting volume, such as the mobile information terminal device 701, wide-band reproduction can be stably performed even with a limited volume.
  • the diaphragm may be directed to the sound hole side or the frame may be directed to the sound hole side with respect to the sound hole provided in the housing.
  • FIG. 19 shows an image display device 801 equipped with a speaker selected from those shown in the first to sixth embodiments of the present disclosure. More specifically, the image display device 801 is a PC, a thin TV, or the like.
  • reference numeral 202 denotes a screen
  • 800 denotes a speaker selected from those shown in the first to sixth embodiments.
  • the speakers 800 are arranged at a total of 16 locations, but any number of speakers 800 may be used as long as one or more speakers 800 are provided. If one unit is monaural, two units are stereo, and if two or more units are used (for example, arranged as a line array), it can be used as a device for sound field control or HRTF.
  • the diaphragm may be directed to the sound hole side or the frame may be directed to the sound hole side with respect to the sound hole provided in the housing.
  • FIG. 20 shows a mounting diagram of the on-vehicle speaker.
  • reference numeral 901 denotes an automobile door
  • 900 denotes a speaker selected from those shown in the first to sixth embodiments of the present disclosure.
  • the speakers 900 are arranged at three locations, but any number of speakers 900 may be used as long as the number is one or more.
  • FIG. 20 shows an example in which the vehicle is attached to the door 901 of the automobile, but it may be attached to any position of the automobile such as a dashboard, pillar, seat, headrest, or ceiling of the automobile. In addition to automobiles, they may be attached to various moving means such as trains, monorails, linear motors, airplanes, and ships.
  • the speakers shown in the first to sixth embodiments of the present disclosure can realize a thinner speaker than conventional speakers.
  • the entire moving means is reduced in size, and the comfort can be improved by increasing the living space.
  • the diaphragm may be directed to the sound hole side or the frame may be directed to the sound hole side with respect to the sound hole provided in the housing.
  • the speaker according to the present disclosure can be used for electronic devices such as flat-screen TVs, mobile phones, and PDAs.

Landscapes

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Abstract

　細長構造のスピーカであって、フレームと、振動方向と垂直な平面の形状が長手と短手を有する縦長の形状で、中空構造である振動板と、振動板を振動可能に支持し、フレームに固定されるエッジと、振動板を貫通して、接続される少なくとも１つの筒形状のボイスコイルボビンと、振動板の中空構造の内部で、ボイスコイルボビンに固着されるボイスコイルと、ボイスコイルボビンの内部に、ボイスコイルを駆動させるための磁気回路とを備えることを特徴とする。

Description

スピーカおよびスピーカを備えた電子機器
　本開示はスピーカに関し、より特定的には、薄型化を図るスピーカに関する。
　近年、所謂ハイビジョンやワイドビジョンテレビ等の普及により、テレビの画面は横長のものが一般的になりつつある。その一方では、我が国の住宅事情から、テレビセット全体として狭幅・薄型のものが望まれている。
　テレビ用のスピーカユニット（以下、スピーカと呼ぶ）は、通常プラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示ディスプレイの両脇に取り付けられるので、テレビセットの横幅を大きくする一因となっている。そのため、従来から、テレビ用には角型や楕円型等の細長構造のスピーカが用いられてきた。また表示ディスプレイの横長化により、スピーカの横幅をますます小さくすることが要求される。また、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイを使った薄型テレビが増加していることから、スピーカの薄型化がさらに要求されている。さらに、画面の高画質化に対応した音声の高音質化がスピーカに要求されている。
　本開示に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られており、特許文献１には、従来の細長構造のスピーカの構造が示されている。
特開平７－２９８３８９号公報
　しかしながら、従来の細長構造のスピーカでは、細長の振動板の中央部分を駆動するという駆動方法を採用しているため、振動板の長手方向に関して分割共振が発生し易くなる。その結果、再生音圧レベルに関する周波数特性は、中高域にピークディップを生じる特性となり、音質の低下を招いてしまう。また、同じ開口面積で、長手方向の共振を生じにくくするためには、振動板を奥行きが深い形状（コーン形状）にする必要があり、スピーカの奥行きを薄くすることができないという問題があった。
　本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、細長構造でありながら、薄型化を実現することができ、さらに音質の優れたスピーカを提供することを目的としている。
　細長構造のスピーカであって、フレームと、振動方向と垂直な平面の形状が長手と短手を有する縦長の形状で、中空構造である振動板と、振動板を振動可能に支持し、フレームに固定されるエッジと、振動板を貫通して、接続される少なくとも１つの筒形状のボイスコイルボビンと、振動板の中空構造の内部で、ボイスコイルボビンに固着されるボイスコイルと、ボイスコイルボビンの内部に、ボイスコイルを駆動させるための磁気回路とを備えることを特徴とする。
　本開示によれば、細長構造でありながら、平坦な周波数特性を得ることができ、さらに薄型化を実現する音質の優れた薄形スピーカを提供することができる。
図１Ａは、実施の形態１におけるスピーカの上面図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ’線で切断した概略断面図である。 図１Ｃは、図１ＡのＢ－Ｂ’で切断した概略断面図である。 図２Ａは、実施の形態１における振動板の上面図である。 図２Ｂは、図２ＡのＥ－Ｅ’線で切断した概略断面図である。 図２Ｃは、図２ＡのＦ－Ｆ’線で切断した概略断面図である。 図３は、実施の形態１におけるボイスコイルおよびボイスコイルボビンの斜視図である。 図４は、実施の形態１における磁気回路の斜視図である。 図５は、実施の形態１におけるスピーカの部品構成斜視図である。 図６Ａは、中空半円形の断面形状モデル図である。 図６Ｂは、中空円形の断面形状モデル図である。 図７は、断面形状が中空円形および中空半円形における各々の断面２次モーメント、回転半径、断面積の計算値を示す図である。 図８は、断面形状が中空円形および中空半円形における振動板の固有振動モードの共振周波数の解析結果を示す図である。 図９Ａは、実施の形態２における振動板の上面図である。 図９Ｂは、実施の形態２における振動板の長手方向の断面図である。 図１０Ａは、実施の形態３に係るスピーカの上面図である。 図１０Ｂは、図１０ＡのＧ－Ｇ’線で切断した概略断面図である。 図１１Ａは、実施の形態３に係るスピーカの上面図である。 図１１Ｂは、図１１ＡのＨ－Ｈ’線で切断した概略断面図である。 図１２Ａは、第１次共振モードを制御する２点駆動の場合における特性図である。 図１２Ｂは、第１次と第２次の両共振モードを制御する４点駆動の場合における特性図である。 図１２Ｃは、中心駆動の場合における特性図である。 図１３は、実施の形態５における磁気回路の斜視図である。 図１４は、実施の形態５におけるスピーカの短手方向の断面図である。 図１５は、実施の形態６における磁気回路の斜視図である。 図１６は、実施の形態６におけるスピーカの短手方向の断面図である。 図１７は、実施の形態６におけるスピーカの部品構成斜視図である。 図１８は、モバイル情報端末装置の図である。 図１９は、画像表示装置の図である。 図２０は、車載スピーカの搭載図である。 図２１Ａは、従来のスピーカの上面図である。 図２１Ｂは、図２１ＡのＩ－Ｉ’方向の断面図である。 図２１Ｃは、図２１ＡのＪ－Ｊ’方向の断面図である。 図２２は、従来のスピーカの音圧周波数特性図である。
　特許文献１に示される従来の細長構造のスピーカについて、図を参照しながら説明する。図２１Ａは従来の細長構造のスピーカ１０００の平面図である。また、図２１Ｂは、図２１Ａの長手方向（Ｉ－Ｉ’）に切断し、矢印ｉから見た概略断面図である。また、図２１Ｃは短手方向（Ｊ－Ｊ’）に切断し、矢印ｊからみた概略断面図である。図２１Ａ～Ｃに示す従来の細長構造のスピーカ１０００は、マグネット１００１と、プレート１００２と、ヨーク１００３と、フレーム１００４と、ボイスコイルボビン１００５と、ボイスコイル１００６と、ダンパー１００７と、振動板１００８と、ダストキャップ１００９と、エッジ１０１０とを備えている。以下に、主な構成の配置に関して説明する。
　ボイスコイル１００６は、銅やアルミ等の導体の巻き線であり、円筒形状のボイスコイルボビン１００５の一方に固着されている。ボイスコイル１００６は、マグネット１００１によって、プレート１００２とヨーク１００３との間に構成される磁気ギャップ中に配置されている。また、ボイスコイルボビン１００５の他方には、振動板１００８が固着されている。さらに、ボイスコイルボビン１００５は、ダンパー１００７によって固定されている。ダンパー１００７は、フレーム１００４に接続されている。
　プレート１００２は、ボイスコイルボビン１００５の内部であり、ボイスコイル１００６が固着された箇所に配置される。また、プレート１００２の下部にマグネット１００１が配置され、マグネット１００１を一部囲うようにヨーク１００３が配置されている。
　振動板１００８の平面形状は、楕円または略楕円である。また、振動板１００８は中央にかけて傾斜を有する、いわゆるコーン形状である。振動板１００８の材質としては、コーン紙等が用いられている。また、振動板１００８の中央部には、ダストキャップ１００９が固着されている。
　エッジ１０１０は、平面形状が環状でかつ断面が半円形状である。また、エッジ１０１０の内周部は振動板１００８の外周部に固着されており、エッジ１０１０の外周部はフレーム１００４に固着されている。
　次に、以上のように構成された従来の細長構造のスピーカ１０００について、その動作を説明する。ボイスコイル１００６に電流が印加されると、ボイスコイル１００６に印加された電流およびボイスコイル１００６の周りの磁界によって、ボイスコイルボビン１００５は、図２１Ｂにおいて、ダストキャップを上方向とした上下方向にピストン運動を行う。このピストン運動により、振動板１００８が当該ピストン運動の方向に振動する。その結果、振動板１００８から音波が放射される。
　図２２は、従来の細長構造のスピーカ１０００の再生音圧レベルに関する周波数特性を示す図である。図２２において、縦軸は、従来の細長構造のスピーカ１０００に１Ｗの電力を入力したときの再生音圧レベルを示し、横軸は駆動周波数を示す。なお、再生音圧レベルを測定するためのマイクは、従来の細長構造のスピーカ１０００の中心軸上であって、従来の細長構造のスピーカ１０００から正面側に１ｍ離れた位置に配置されるものとする。
　上記のような従来の細長構造のスピーカ１０００には、次のような問題点があった。従来の細長構造のスピーカ１０００では、細長の振動板１００８の中央部分を駆動するという駆動方法を採っているので、長手方向に関して分割共振が発生し易い。その結果、再生音圧レベルに関する周波数特性は、中高域にピークディップを生じる特性となり、音質の劣化を招いていた。例えば、図２２に示す特性では、２ｋＨｚ、３ｋＨｚおよび５ｋＨｚ付近に顕著なディップが見られる。
　また、長手方向の共振を生じにくくするために、振動板１００８は奥行きが深い形状（コーン形状）としている。つまり、振動板１００８は、図２１Ｂにおける上下方向に高さを有する形状としている。さらに、振動板１００８が振動した際に、ダンパー１００７とフレーム１００４と、また、ヨーク１００３およびプレート１００２などの磁気回路およびダンパー１００７と振動板１００８とが接触するのを防止するために、距離を設ける必要があり、ダンパー１００７が、ボイスコイルボビン１００５の中央付近に固着されている。つまり、振動板１００８と、ボイスコイルボビン１００５の上部と、ダンパー１００７と、ボイスコイルボビン１００５の下部と、マグネット１００１と、プレート１００２と、ヨーク１００３とが、振動方向（図２１Ｂにおける上下方向）に距離を設けて配置されることとなる。以上の構成により、スピーカの奥行きを薄くすることができない。
　そこで、本発明者らは、細長構造でありながら分割共振が起こりにくく、ピークディップの発生を抑制した平坦な周波数特性を得ることができ、さらに薄型化を実現する音質の優れた薄形スピーカの構造を創案した。
　この創案に基づいた本開示の様々な態様は、次の通りである。
　本開示の一態様によるスピーカは、フレームと、振動方向と垂直な平面の形状が長手と短手を有する縦長の形状で、中空構造である振動板と、振動板を振動可能に支持し、フレームに固定されるエッジと、振動板を貫通して、接続される少なくとも１つの筒形状のボイスコイルボビンと、振動板の中空構造の内部で、ボイスコイルボビンに固着されるボイスコイルと、ボイスコイルボビンの内部に、ボイスコイルを駆動させるための磁気回路とを備えている。
　この一態様によれば、それぞれの部品がスピーカの厚さ方向に積み上げられる構造ではなく、振動板の中空構造の内部で、互いに入れ子のように重なるように配置される構造となり、薄型化を実現することができる。
　他の一態様としては、例えば、ボイスコイルをボイスコイルボビンの高さを２等分する位置に配置するように固着し、ボイスコイルの重心と、エッジのフレームへの固定点と、振動板の重心と、磁気回路の重心とが、同一平面上に配置される。
　この他の一態様によれば、振動系が回転しようとするモーメントを最小化し、耐ローリング特性を向上させることができる。
　また、他の一態様としては、振動板の長手方向の終端部にハトメがかしめられており、ハトメとフレームに設けたターミナルを接続する導電線と、ハトメからボイスコイルに接続された引き出し線とを備え、この引き出し線を、振動板内部に固着することができる。
　この他の一態様によれば、異常共振や共振振動による引き出し線の断線を防ぎ、ひずみの無い優れたスピーカを提供することが可能である。また、フレームとの接触を防ぐために、振幅余裕以上の間隔を設ける必要が無いので、スピーカを薄くすることが可能である。
　また、他の一態様としては、磁気回路は、２つのマグネットを反発する方向に固着した構成を含むことや、振動板の短手方向の断面形状を、円形状、長円形状、中空台形または中空多角形とすることができる。
　さらに他の一態様としては、例えば、ボイスコイルボビンを２つ備え、ボイスコイルボビンを振動板の長手方向の第１次共振モードの節の位置に１つずつ配置する構成とすることができる。または、ボイスコイルボビンを４つ備え、ボイスコイルボビンを振動板の長手方向の第１次共振モードおよび第２次共振モードの節の位置に配置する構成とすることができる。
　この他の一態様によれば、第１次および第２次共振モードを抑制する位置に、振動板の駆動点が配置されることとなり、再生周波数帯域の拡大を実現することが可能である。
　さらに、本開示の他の一態様としては、スピーカの磁気回路に補助プレートや補助マグネットを使用することや、振動板の長手方向両端の形状を半球形状とすることや、スピーカを電子機器に備えることも考えられる。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　（実施の形態１）
　以下、実施の形態１について説明する。まずは、本実施の形態におけるスピーカ１００の構成について説明する。図１Ａは、本実施形態に係るスピーカ１００の上面図である。また、図１Ｂは、図１ＡにおけるＡ－Ａ’線で切断し、矢印ａの方向から見た概略断面図である。また、図１Ｃは、図１ＡにおけるＢ－Ｂ’線で切断し、矢印ｂの方向から見た概略断面図である。
　スピーカ１００は、振動板１１０と、ボイスコイル１２０と、ボイスコイルボビン１３０と、磁気回路１４０と、エッジ１５０と、フレーム１６０と、ダストキャップ１７０とから構成される。スピーカ１００は、図１Ａに示すように縦方向と横方向との長さが異なる細長形状である。以下、スピーカ１００の、各構成を説明する。
　まず、振動板１１０に関して説明する。図２Ａは、振動板１１０の平面図であり、図１におけるＣ－Ｃ’線から左側のみを記載している。また、図２Ｂは、図２ＡにおけるＥ－Ｅ’線で切断し、矢印ｅの方向から見た概略断面図である。また、図２Ｃは、図２ＡにおけるＦ－Ｆ’線で切断し、矢印ｆの方向からみた概略断面図である。図２Ａに示すように、振動方向（図２Ａにおける紙面に垂直な方向）から見た振動板１１０の平面形状は、長手と短手を有している。また、図２Ｂの領域Ｄに示すように、振動板１１０の長手方向の両端は、中空半球形状の構造を有している。また、図２Ｃに示すように、振動板１１０の短手方向の断面形状は中空円形状となっている。さらに、図２Ｃに示すように、振動板１１０は、短手方向の断面が半円形状の終端部に、張り合わせ部１１２を設けた細長トラックを有する上側の振動板１１１ａと下側の振動板１１１ｂとを張り合わせたものである。なお、振動板１１０は上記のような断面形状を有するものであれば、上記のように細長トラックを有する振動板１１１ａと振動板１１１ｂとを張り合わせたものでなくてもよい。また、図１Ａに示すように、振動板１１０にはボイスコイルボビン１３０を固着するための貫通孔１８０が設けられている。本実施の形態のように、振動板１１１ａと振動板１１１ｂとを張り合わせた形状の場合、振動板１１１ａと振動板１１１ｂとには、それぞれ貫通孔１８０が設けられる。
　振動板１１０の材料としては、薄型化に適し軽量であるものが望ましく、紙あるいは高分子フィルムなどを用いることが最も好ましい。しかしながら、振動板１１０の材料として、アルミやチタンなどの軽量高剛性金属箔を用いてもよい。
　次に、ボイスコイル１２０およびボイスコイルボビン１３０に関して説明する。図３は、ボイスコイル１２０およびボイスコイルボビン１３０の斜視図である。ボイスコイル１２０は、断面が小判状をした筒状ボイスコイルボビン１３０の側面上に絶縁処理をした銅やアルミから成る細線を複数回、巻き線固着したものである。また、ボイスコイル１２０は、ボイスコイルボビン１３０の側面の中間点に配置される。すなわち、図３に示すボイスコイル１２０の高さを２等分する線から、ボイスコイルボビン１３０の上端部までの距離αと、ボイスコイル１２０の高さを２等分する線からボイスコイルボビン１３０の下端部までの距離βとが等しくなるように、ボイスコイル１２０が、ボイスコイルボビン１３０の側面上に巻き線固着されている。
　次に、磁気回路１４０に関して説明する。図４は、磁気回路１４０の斜視図である。磁気回路１４０の大きさは、ボイスコイルボビン１３０の内部に配置するためにボイスコイルボビン１３０の内径より空隙分小さくしたものであり、磁気回路１４０の外径形状はボイスコイルボビン１３０と相似な形状である。また、磁気回路１４０は、着磁された２つのマグネット１４１が、互いに反発する方向に固着されており、それぞれのマグネット１４１において、マグネット１４１を固着した面とは反対側の面にプレート１４２が、固着されている。このときの、マグネット１４１の着磁方向の例として、図４に文字Ｎ、Ｓとして示した。Ｎ、Ｓの極性は互いに反発する極性であり、可逆の関係である。なお、発生する磁束は、２つのマグネット１４１の接合面１４３から水平方向に出た後、互いに反発しながらプレート１４２に至る。また、一方のプレート１４２の端面をフレーム１６０に固着することにより、磁気回路１４０は、フレーム１６０に固着されている。
　次に、エッジ１５０に関して説明する。図１Ａに示すように、エッジ１５０の平面形状は、環状である。また、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、エッジ１５０は、振動方向（図１Ｂ、Ｃにおいて、ダストキャップ１７０を上方向とした上下方向）に直交する断面が略半円形もしくは略半楕円形である。エッジ１５０の内周には、振動板１１０の外周が固着される。
　次に、フレーム１６０に関して説明する。図１Ａ～Ｃに示すように、フレーム１６０は開口部を有する環状の形状である。図１Ａ～Ｃに示すように、フレーム１６０の開口部には、エッジ１５０の外周が固着される。
　次に、ダストキャップ１７０に関して説明する。図１ＢおよびＣに示すように、ダストキャップ１７０は、ボイスコイルボビン１３０の上端に設けられる。ダストキャップ１７０は、貫通孔１８０を通り、ボイスコイルボビン１３０の振動方向の上面から放出される音を遮断する。
　次に、スピーカ１００の部品構成に関して説明する。図５は本実施の形態のスピーカ１００の部品構成斜視図である。
　図１ＢおよびＣに示したように、ボイスコイルボビン１３０は振動板１１０の貫通孔１８０に挿入される。また、エッジ１５０のフレーム１６０上の固定点と、振動板１１０の重心と、ボイスコイル１２０の重心と、磁気回路１４０の重心とが、同一平面上に配置される。本実施形態の場合は、振動板１１０の円環状断面の内部であって、振動方向に直交する振動板１１０の中心面（図１ＢにおけるＸ－Ｘ’面）上に配置される。
　次に、以上のように構成されたスピーカ１００の動作と効果を説明する。ボイスコイル１２０に電流が印加されると、印加された電流および磁気回路１４０による磁界によってボイスコイル１２０には駆動力が発生する。発生した駆動力は、ボイスコイルボビン１３０を介して振動板１１０に伝達される。駆動力が伝達された振動板１１０が振動することによって音が空間に放射される。
　次に、以上のように構成された振動板１１０について、短手方向の断面形状が中空半円形状の場合と、本開示のような中空円形状の場合との効果を、理論及びシミュレーションの観点から説明する。まず、理論の観点から説明する。
　振動板１１０は、通常その外周がエッジ１５０により支持されているので、略両端自由な棒と見なすことができる。よって、両端自由の棒の振動モードの理論から、その振動モードの共振周波数や剛性の断面形状による変化を考えることができる。ここで、両端自由の棒の振動モードの理論について説明する。下記の式（１）に、両端自由の棒の振動モードの共振周波数式を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、ｌは棒の長さ、ρは密度、Ｑは材料のヤング率、Ｋは回転半径を示す。
　上記の式（１）において回転半径Ｋは、断面形状により異なる。図６Ａに、振動板６１０における中空半円形の断面形状を、図６Ｂに、本実施の形態の振動板１１０における、中空円形の断面形状を示す。
　図６Ａおよび図６Ｂを用いて、各々の断面形状に対する回転半径について説明する。まず、図６Ａの、中空半円形の断面形状について説明する。断面２次モーメントの定理によれば、管やトンネルのような中空断面の図形の断面２次モーメントは、外側の図形の断面２次モーメントから、中空の図形の断面２次モーメントを差し引いて求めることができる。断面モーメントを求める際の基準軸に対して、外側の図形の図心の位置と、内側の図形の図心の位置とは異なるが、振動板６１０のような中空半円形の断面形状の場合は、振動板６１０の厚みが非常に薄いため、外側半円と内側半円の半径は略等しいと考えてよい。よって、中空半円形の断面２次モーメントは、外側半円と内側半円と各々の断面２次モーメントの差と考える。下記の式（２）に、中空でない半円の断面２次モーメントを示し、下記の式（３）に、断面形状が中空半円形の断面２次モーメントを示し、下記の式（４）に、その断面積を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、ｒｓｅｍｉは中空でない半円の半径を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここで、Ｒは外側半円の半径を示し、ｒは内側半円の半径を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、回転半径は、断面２次モーメントを断面積で割った商の平方根であるので、断面形状が中空半円形の回転半径は、下記の式（５）で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ここで、中空円形の場合についても、上記と同様の考え方で断面２次モーメントおよび回転半径を計算することができるので、式のみを示し、説明を省略する。下記の式（６）に断面形状が中空円形の断面２次モーメントを示し、下記の式（７）にその回転半径を示し、下記の式（８）にその断面積を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 ここで、Ｒは外側半円の半径を示し、ｒは内側半円の半径を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　上記式（３）～（８）を用いて計算した、断面形状が中空円形および中空半円形における各々の断面２次モーメントと、回転半径と、断面積とを図７に示す。図７において、Ｒ＝２ｍｍ、ｒ＝１．８ｍｍ、ｔ＝０．２ｍｍとして計算した結果を示している。
　次に、図７の計算値を用いて、断面形状を中空半円形から中空円形に変化したことによる共振周波数の変化および剛性の変化について検討する。
　上記の式（１）より、棒の長さと材料定数とが同じ場合、断面形状の変化による共振周波数の変化は、回転半径に比例することが分かる。また、棒の剛性（曲げ剛性）は、棒の材料のヤング率と断面２次モーメントとの積で表されるので、棒の剛性は断面２次モーメントに比例することがわかる。
　よって、断面形状を中空半円形から中空円形に変化したことにより、上記の式（５）と（７）とから回転半径は約１．９倍となっており、上記の式（２）と（６）とから断面２次モーメントは約７．２倍となっているので、共振周波数は約１．９倍高くなり、剛性は約７．２倍向上することがわかる。
　次に、上述の理論結果を踏まえ、本実施の形態で説明した振動板１１０と振動板６１０との実形状モデルを組み込んだ有限要素法（Ｆｉｎｉｔｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ））による固有振動モードの共振周波数を解析した結果を、図８に示す。図８において、共振周波数（理論値）は、上記の式（１）を用いて計算した結果である。
　図８において、共振モードは節の数が偶数個の場合のみを評価している。また、節の数が２個の共振を第１次モード、４個の場合を第２次モードと表している。これは音圧に寄与する共振モードが、節の数が奇数の場合は、軸上で共振モードによる音圧の乱れが相殺され、ピークディップを生じるのが、節の数が偶数の場合のみであるためである。図８より、理論計算値（理論値）とシミュレーション解析値（ＦＥＭ値）とが、よく一致していることがわかる。また、断面形状が半円形状である振動板６１０の共振周波数に比べて、断面形状が円形状である振動板１１０の共振周波数が、約２倍高いことがわかる。このシミュレーション結果の周波数変化から、振動板の断面形状を半円形状から円形状へ変化したことによる剛性の変化を逆算する。
　上記の式（１）より、共振周波数は、回転半径に比例する。また、回転半径が断面２次モーメントと断面積の商の平方根であることから、断面２次モーメントは回転半径の二乗と断面積の積に比例する。よって、図８から、振動板の断面形状を半円形状から円形状に変化すると、回転半径の変化は約２倍となり断面積も２倍となるので、剛性は約８倍となることがわかる。
　以上のように、振動板の長手方向の断面形状を中空円形とすることで、振動板長手方向の剛性を向上させ、モードの共振周波数を高くすることができる。これにより、重要な音声帯域上で影響のある共振周波数の数を減少することができる。
　なお、本実施の形態では、振動板１１０の短手方向の断面が、円形状の振動板について説明したが、振動板１１０の短手方向の断面形状を長円形状とすることで剛性がさらに高くすることができる。また、振動板１１０の短手方向の断面形状は中空台形や中空多角形であってもよい。
　次に薄型化について説明する。従来の細長構造のスピーカ１０００では、コーン紙等からなる振動板１００８の奥行きを深くすることで剛性を高くしている。このため、高い周波数まで再生するためには、奥行きの深いコーン紙等からなる振動板が必要となり、薄型スピーカを実現することは難しい。一方、振動板１１０は、断面を中空円形とし、断面２次モーメントを増加させることで、剛性を高くしている。図８に記載の共振周波数を有する断面形状が中空円形の振動板１１０では、円筒の半径は２．０ｍｍであり、振動板１１０の全高は４．０ｍｍ程度である。振動板１００８のような一般的なコーン型振動板において、図８に示した中空円形の振動板１１０の第一次モードにおける共振周波数である１２５５Ｈｚを実現しようとすると、約２０～３０ｍｍ程度の全高（奥行き）が必要となる。
　さらに、本実施の形態におけるスピーカ１００では、以下の点で更なる薄型化を実現している。
　従来の細長構造のスピーカ１０００では振動板１００８の奥行き方向の終端部に、ボイスコイルボビン１００５を介して、ボイスコイル１００６が接続される。すなわち、ボイスコイルボビン１００５およびボイスコイル１００６は、エッジ１０１０とダンパー１００７とによって磁気回路に振動可能に吊り下げられるような状態で配置される。マグネット１００１等からなる磁気回路はボイスコイル１００６のさらに奥（図２１Ｂにおける下部）に配置されている。このように、従来のスピーカでは、振動板１００８と、ボイスコイルボビン１００５と、ボイスコイル１００６と、マグネット１００１等からなる磁気回路とが積み上げられた厚さが、スピーカの厚さとなる。例えば、振動板１００８の深さを２０ｍｍ、ボイスコイル巻き幅を２．０ｍｍ、振幅余裕幅を２．０ｍｍ、磁気回路を１０ｍｍとした場合スピーカの奥行きは２０＋２＋２＋１０＝３４ｍｍ以上の厚みが必要となる。
　これに対して、本実施の形態のスピーカ１００では、振動板１１０に貫通孔１８０を設け、振動板１１０の内部にボイスコイル１２０およびボイスコイルボビン１３０が配置される。さらに、ボイスコイルボビン１３０の内部に磁気回路１４０が配置されているため、それぞれの部品がスピーカ１００の厚さ方向に積み上げられる構造ではなく、振動板１１０の接続面を中心面（図１ＢにおけるＸ－Ｘ’面）として、互いに入れ子のように重なるように配置される構造である。このため、従来のスピーカと比べ、非常に薄いスピーカを実現することができるものである。スピーカ１００の厚さは、図１ＢにおけるＸ－Ｘ’面を境にして、振動方向上側にはボイスコイルボビン１３０の厚みの１／２、振動方向下側はボイスコイルボビン１３０の厚みの１／２およびボイスコイルボビン１３０がフレーム１６０に接触しないように設けた振幅余裕幅（図１Ｂに示すξ）と、磁気回路１４０を固着するフレーム１６０の固着面の厚さのみである。例えば、振幅余裕幅を２．０ｍｍとした場合、ボイスコイルボビン１３０を７ｍｍ、フレーム厚さを２．０ｍｍという厚さに構成でき、スピーカ１００の厚さは、合計１１ｍｍとすることができる。
　続いて耐ローリング特性について説明する。ローリングは振動板を回転させようとする異常振動である。支持系の固定点（線、面）をできるだけ振動系の重心に近づけることで、振動系が回転しようとするモーメントを最小化しこれを抑制する効果を高くできる。
　スピーカ１００のボイスコイル１２０は、振動板１１０の円環状断面の内部であって、振動方向に直交する振動板１１０の中心面（図１ＢにおけるＸ－Ｘ’面）上に配置されている。また、エッジ１５０のフレーム１６０上の固定点、振動板１１０の重心および磁気回路１４０の重心も、この中心面（図１ＢにおけるＸ－Ｘ’面）上に配置されている。この配置により、振動系の重心の位置と支持系の固定点の位置が同一平面上にあり、耐ローリング特性に優れたスピーカとすることができるものである。
　以上の構成によって、スピーカ１００は、細長構造でありながら、振動板の形状、スピーカ全体構成に特徴を持たせることで剛性の向上を実現しつつ、スピーカ全体としての厚みを減少することが出来る。そして、このスピーカ全体構成の特徴は異常振動を抑え耐ローリング特性を向上させるという、さらなる効果も生じさせる。
　（実施の形態２）
　以下、実施の形態２に係るスピーカ２００について説明する。スピーカ２００は、実施の形態１のスピーカ１００に加え、ボイスコイル引き出し線を振動板１１０内部に固着したことを特徴とする。
　図９Ａは、スピーカ２００を示す上面図である。図９Ｂは、図９Ａを長手方向に切断した概略断面図である。なお、図９Ａ及び図９Ｂは、振動板１１０における上側の振動板１１１ａを表示していない。下側の振動板１１１ｂの長手方向終端部には、ハトメ２０１がかしめられ、下側の振動板１１１ｂと一体構造となっている。ハトメ２０１には導電線２０３が固着され導電線２０３の反対側の端部はフレーム（図示せず）に設けたターミナル（図示せず）に接続され、スピーカを駆動する信号が入力される。導電線２０３としては、例えば、金糸線などを用いることができる。
　振動板１１１ｂの長手方向の中心線上には、ボイスコイル１２０がボイスコイルボビン１３０を介して固着されている。ボイスコイル１２０の引き出し線２０２が、振動板１１１ｂの内側面上に固着されている。引き出し線２０２は、ハトメ２０１に接続された導電線２０３と電気的に接続されている。配線処理がなされた振動板１１１ｂと、円筒形状を構成すべく振動板１１１ａとを貼り合わせ、実施の形態１と同様の磁気回路、フレーム構成である、スピーカ２００を実現する。
　次に、以上のように構成されたスピーカ２００の動作および効果を説明する。基本的な動作は、実施の形態１と同様である。フレーム１６０のターミナルに入力された駆動信号が、導電線２０３、一方のハトメ２０１を経て引き出し線２０２からボイスコイル１２０、そして引き出し線２０２を経て他方のハトメ２０１、導電線２０３そしてフレーム１６０に設けられたターミナルに至る電気回路を構成している。そのため、ボイスコイル１２０はスピーカ入力信号に対応した力を発生し、振動板１１０を振動させる。引き出し線２０２は、振動板１１１ｂの内面に固着されているため、振動板１１０が動作した場合、振動板１１０と一体となり振動する。細長い振動板では引き出し線が長くなるために生じる異常共振や、共振振動により断線が生じる虞がある。スピーカ２００では、異常共振や共振振動による引き出し線２０２の断線を防ぎ、ひずみの無い優れたスピーカを提供することができる。さらに細長い振動板１１０とフレーム１６０の間を配線することで、フレーム１６０に電気的に接触する可能性を少なくするという効果も発揮する。同様にフレーム１６０との接触を防ぐために、振幅余裕以上の間隔を設ける必要が無いので、スピーカを薄くすることができる。
　（実施の形態３）
　以下、実施の形態３について説明する。図１０Ａは、本実施形態に係るスピーカ３００の上面図である。また、図１０Ｂは、図１０ＡにおけるＧ－Ｇ’線で切断し、矢印ｇの方向から見た概略断面図である。
　スピーカ３００は、実施の形態１に係るスピーカ１００において、ボイスコイルボビン１３０を２つ備えるために、貫通孔１８０を２つ有する振動板２１０を用い、２つの貫通孔１８０のそれぞれを介して、ボイスコイルボビン１３０が固着されたものである。
　次に、振動板の駆動位置について説明する。駆動位置はスピーカの帯域を考慮して設定する。従来の細長構造のスピーカ１０００や実施の形態１に係るスピーカ１００では、振動板１００８または１１０の長手方向の中心を駆動点とし、１つのボイスコイル１００６またはボイスコイル１２０を配置している。使用周波数帯域内で振動板１００８または１１０の共振がない場合、すなわち低域を重点的に再生する場合は、上記の構造でもよい。この場合、振動板は、第１次共振周波数までピストン振動される。
　しかし、さらなる音圧周波数特性の平坦化のためには、発生する共振モードの抑制が必要となる。そこで、スピーカ３００は、最初に発生する第１次共振モードを抑制し、次に発生する第２次共振モードまで平坦な特性を実現するために、駆動点（ボイスコイル）を２個設けている。第１次共振モードを制御する駆動点は、第１次共振モードの節の位置に設けるとよい。エッジ１５０に比べ振動板２１０の剛性が高く、エッジ１５０の質量が振動板２１０と同様に軽い場合、振動板２１０の共振姿態は、両端自由の棒の共振姿態と略同様となる。このため、振動板２１０の長手方向の第１次共振モードの節の位置は、振動板２１０の長手方向長を１とすると、振動板２１０の長手方向端から０．２２４と０．７７６とに相当する位置となる。つまり、ボイスコイルボビン１３０は、振動板２１０の長手方向の第１次共振モードの節である位置、すなわち、振動板１１０の長手方向長を１とした場合における、振動板１１０の長手方向端から０．２２４と０．７７６とに相当する位置に固着するとよい。第１次共振モードを抑制すれば、帯域はその周波数の約４倍に拡大することになる。図８の場合、第１次共振モードが抑制され、その次の第２共振モードの周波数まで拡大できる。よって、本実施の形態によれば、実施の形態１に比べ、再生周波数を高くすることができる。
　また、本実施の形態に係るスピーカ３００は、駆動点の数で再生周波数帯域の拡大を実現するため、スピーカの厚さに影響を与えない。
　（実施の形態４）
　以下、実施の形態４について説明する。図１１Ａは、本実施形態に係るスピーカ４００の上面図である。また、図１１Ｂは、図１１ＡにおけるＨ－Ｈ’線で切断し、矢印ｈの方向から見た概略断面図である。
　スピーカ４００は、実施の形態３に係るスピーカ３００において、ボイスコイルボビン１３０をさらに２つ備えるために、貫通孔１８０を４つ有する振動板３１０を用い、４つの貫通孔１８０のそれぞれを介して、ボイスコイルボビン１３０が固着されたものである。
　スピーカ４００のように、駆動点の数を４個とし、第１次と第２次共振モードの両方を抑制する位置に、駆動点を配置すれば帯域はさらに拡大する。第１次共振モードと同様の仮定にすると、振動板１１０の長手方向長を１とした場合、ｘ１＝０．１１３０、ｘ２＝０．３７７７５、ｘ３＝（１－ｘ２）＝０．６２２２５、ｘ４＝（１－ｘ１）＝０．８８７０に相当する位置にボイスコイルボビン１３０を固着するとよい。このように、駆動点の数を４個とした場合、再生帯域は格段に広く、共振の発生しないピストン運動をするスピーカを構成することができる。
　ここで、図１２Ａに、第１次共振モードの節の位置を駆動した場合（２点駆動）の音圧周波数特性を示す。また、図１２Ｂに、４個のボイスコイルで第１次と第２次共振モードの両方を抑制する位置とした場合（４点駆動）の音圧周波数特性を示す。さらに、図１２Ｃに、中心駆動をした場合の音圧周波数特性を示す。図１２Ａと、図１２Ｂと、図１２Ｃとを比較すると、駆動点の数と位置とを工夫することで共振モードが抑制され、再生周波数帯域が拡大されていることが分かる。
　また、本実施の形態に係るスピーカ４００は、実施の形態３に係るスピーカ３００と同様、駆動点の数で再生周波数帯域の拡大を実現するため、スピーカの厚さに影響を与えない。
　（実施の形態５）
　以下、実施の形態５に係るスピーカ５００について説明する。図１３は、スピーカ５００に用いる磁気回路５４０を示す斜視図である。また、図１４は、スピーカ５００の短手方向の断面図である。
　磁気回路５４０は、実施の形態１に係る磁気回路１４０に、マグネット１４１の接合面１４３の両側に回りこむ補助プレート４０１をさらに配置した構造である。補助プレート４０１は、一方のプレート１４２の端面と接着し、振動板１１０の外側で、マグネット１４１の接合面１４３の両側に回りこむように配置されている。また、このときのマグネット１４１の着磁方向の１例として、図１４において、文字Ｎ、Ｓとして示した。Ｎ、Ｓの極性は、互いに反発する極性であり、可逆の関係である。
　次に、以上のように構成されたスピーカ５００の動作と効果を説明する。図１４において、磁束の流れを破線矢印にて示した。発生する磁束は、一方のマグネット１４１の接合面１４３から水平方向に出た後、他方のマグネット１４１から出た磁束と互いに反発しながらプレート１４２に至る。その際に、スピーカ５００では、補助プレート４０１が磁気回路を構成している。マグネット１４１から発生した磁束が、接合面１４３から水平方向に出た後、補助プレート４０１に至る。そして、磁束は補助プレート４０１内部を伝わり、プレート１４２に至る。このため、ボイスコイル１２０と鎖交するコイル線を流れる電流の方向に対して垂直な成分の磁束が増加する。
　また、実施の形態１と同様に、ボイスコイル１２０に電流が印加されると、印加された電流および磁気回路による磁界によって、ボイスコイル１２０には駆動力が発生する。発生した駆動力は、ボイスコイルボビン１３０を介して振動板１１０に伝達される。駆動力が伝達された振動板１１０が、振動することによって音が空間に放射される。
　このように、スピーカ５００では、ボイスコイル１２０と鎖交する磁束が増加するため、より音圧の高い大きな音が再生できるスピーカを実現することができる。すなわち、振動板に磁気回路が埋まっている構造を上手く利用し、補助プレート４０１を配置することで、スペースを拡大させること無く磁束を増加させ、音圧を向上させることができる。
　（実施の形態６）
　以下、実施の形態６に係るスピーカ６００について説明する。図１５は、スピーカ６００に用いる磁気回路６４０を示す斜視図である。また、図１６は、スピーカ６００の短手方向の断面図である。また、図１７は、スピーカ６００の部品構成を示す概観図である。
　磁気回路６４０は、実施の形態１に係る磁気回路１４０に、マグネット１４１の接合面１４３の両側に補助マグネット６０１をさらに配置した構造である。
　補助マグネット６０１は、接合面１４３の側面に、振動板１１０を隔てた位置で、フレーム１６０に固着されている。補助マグネット６０１の着磁方向は、マグネット１４１と直交する方向で、接合面１４３がＮ極に着磁されている場合は、Ｓ極が接合面１４３の方向になるように着磁され、接合面１４３がＳ極の場合は、Ｎ極が接合面１４３の方向となるように着磁される。マグネット１４１および補助マグネット６０１の着磁方向の１例として、図１６において、文字Ｎ、Ｓとして示した。Ｎ、Ｓの極性は、互いに反発する極性であり、可逆の関係である。
　次に、以上のように構成されたスピーカ６００の動作と効果を説明する。図１６において、磁束の流れを破線矢印にて示した。発生する磁束は、マグネット１４１の接合面１４３から水平方向に出た後、補助マグネット６０１から出た磁束が加わり、互いに反発しながらプレート１４２に至る。このため、ボイスコイル１２０と鎖交するコイル線を流れる電流の方向に対して垂直な成分の磁束が増加する。
　また、実施の形態１と同様に、ボイスコイル１２０に電流が印加されると、印加された電流および磁気回路による磁界によって、ボイスコイル１２０には駆動力が発生する。発生した駆動力は、ボイスコイルボビン１３０を介して振動板１１０に伝達される。駆動力が伝達された振動板１１０が振動することによって音が空間に放射される。
　このように、スピーカ６００では、ボイスコイル１２０と鎖交する磁束が増加するため、より音圧の高い大きな音が再生できるスピーカを実現することができる。すなわち、振動板に磁気回路が埋まっている構造を上手く利用し、補助マグネット６０１を配置することで、スペースを拡大させること無く磁束を増加させ、音圧を向上させることができる。また、実施の形態４と同様に、補助プレート４０１を設け、補助プレート４０１上に補助マグネット６０１を設けてもよい。このことにより、スペースを拡大させることなく、さらに磁束を増加させ、音圧を向上させることができる。
　（他の実施形態）
　さらに、本開示における実装の例示として、実施の形態１～６を説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１～６で説明したスピーカは、薄型化が容易であるので、薄型テレビや携帯電話やＰＤＡなどの電子機器などに利用することができる。すなわち、電子機器は、本開示に係るスピーカと、スピーカを内部に保持する筐体とを備える構成とすることが可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
　図１８に、本開示の実施の形態１～６に示したうちから選択されるスピーカを搭載したモバイル情報端末装置７０１を示す。図１８において、７０２は画面、７００は実施の形態１～６に示したうちから選択されるスピーカである。図１８では、３箇所にスピーカ７００を配置しているが、スピーカは１個以上であれば、いくつでも構わない。スピーカ装置が１個であればモノラルとなるが、２個でステレオ、２個以上使えば音場制御やＨＲＴＦ用のデバイスとしても使用可能となる。スピーカ７００をモバイル情報端末装置７０１のような、搭載容積が限られた機器に搭載することにより、限られた容積でも広帯域再生を安定的に可能とする。なお、スピーカ７００を搭載時の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、フレームを音孔側に向けても構わない。
　また、図１９に、本開示の実施の形態１～６に示したうちから選択されるスピーカを搭載した画像表示装置８０１を示す。より具体的には、画像表示装置８０１は、ＰＣや薄型ＴＶなどである。図１９において、２０２は画面、８００は実施の形態１～６に示したうちから選択されるスピーカである。図１９では、計１６箇所にスピーカ８００を配置しているが、スピーカ８００は１個以上であれば、いくつでも構わない。１個であればモノラルとなるが、２個でステレオ、２個以上使えば（例えば、ラインアレイとして配置すれば）音場制御やＨＲＴＦ用のデバイスとしても使用可能となる。スピーカ８００を画像表示装置８０１のような、搭載容積が限られている機器に搭載することにより、限られた容積でも広帯域再生を安定的に可能とする。なお、スピーカ８００を搭載時の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、フレームを音孔側に向けても構わない。
　また、図２０に、車載スピーカの搭載図を示す。図２０において、９０１は自動車のドア、９００は本開示の実施の形態１～６に示したうちから選択されるスピーカである。図２０では、３箇所にスピーカ９００を配置しているが、スピーカ９００は１個以上であれば、いくつでも構わない。また、図２０では、自動車のドア９０１に取り付けた例を示すが、自動車のダッシュボードやピラー、シート、ヘッドレスト、天井など、自動車のどの位置に取り付けてもよい。また、自動車以外にも、電車やモノレール、リニアモーター、飛行機、船舶など、各種移動手段に取り付けてもよい。従来、広帯域再生、特に低音を再生するには大型のスピーカが必要であった。本開示の実施の形態１～６に示したスピーカは、従来のスピーカと比べ薄型なスピーカを実現可能である。この結果、移動手段全体の小型化につながり、居住空間の増大による快適性の向上が可能となる。なお、搭載時の搭載方向については、筐体に設けられる音孔に対し、振動板を音孔側に向けても、フレームを音孔側に向けても構わない。
　本開示に係るスピーカは、薄型テレビや携帯電話やＰＤＡ等の電子機器に利用することができる。
　１００、２００、３００、４００、５００，６００、７００、８００、９００　　スピーカ
　１１０、１１１ａ、１１１ｂ、２１０、３１０、６１０　　振動板
　１１２　　張り合わせ部
　１２０　　ボイスコイル
　１３０　　ボイスコイルボビン
　１４０、５４０、６４０　　磁気回路
　１４１　　マグネット
　１４２　　プレート
　１４３　　接合面
　１５０　　エッジ
　１６０　　フレーム
　１７０　　ダストキャップ
　１８０　　貫通孔
　２０２　　引き出し線
　２０３　　導電線
　４０１　　補助プレート
　６０１　　補助マグネット
　７０１　　モバイル情報端末装置
　７０２　　画面
　８０１　　画像表示装置
　９０１　　自動車のドア

Claims (14)

  1. 　細長構造のスピーカであって、
    　フレームと、
    　振動方向と垂直な平面の形状が長手と短手を有する縦長の形状で、中空構造である振動板と、
    　前記振動板を振動可能に支持し、前記フレームに固定されるエッジと、
    　前記振動板を貫通して、接続される少なくとも１つの筒形状のボイスコイルボビンと、
    　前記振動板の中空構造の内部で、前記ボイスコイルボビンに固着されるボイスコイルと、
    　前記ボイスコイルボビンの内部に、前記ボイスコイルを駆動させるための磁気回路とを備えることを特徴とする、スピーカ。
  2. 　前記ボイスコイルは、前記ボイスコイルボビンの高さを２等分する位置に配置されるように固着されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  3. 　前記ボイスコイルの重心と、前記エッジの前記フレームへの固定点と、前記振動板の重心と、前記磁気回路の重心とが、同一平面上に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のスピーカ。
  4. 　前記振動板の長手方向の終端部にハトメがかしめられており、
    　前記ハトメと前記フレームに設けたターミナルを接続する導電線と、
    　前記ハトメから前記ボイスコイルに接続された引き出し線とをさらに備え、
    　前記引き出し線は、振動板内部に固着されていることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  5. 　前記磁気回路は、２つのマグネットを反発する方向に固着した構成を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  6. 　前記振動板の短手方向の断面形状が、円形状、長円形状、中空台形または中空多角形であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  7. 　前記ボイスコイルボビンを２つ備え、
    　前記ボイスコイルボビンは、前記振動板の前記長手方向の第１次共振モードの節の位置に１つずつ配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  8. 　前記振動板の長手方向の一端を０とし、他端を１としたときに、
    　前記ボイスコイルボビンは、０．２２４と、０．７７６とに相当する位置に配置されることを特徴とする、請求項７に記載のスピーカ。
  9. 　前記ボイスコイルボビンを４つ備え、
    　前記ボイスコイルボビンは、前記振動板の長手方向の第１次共振モードおよび第２次共振モードの節の位置に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  10. 　前記振動板の長手方向の一端を０とし、他端を１としたときに、
    　前記ボイスコイルは、０．１１３０と、０．３７７７５と、０．６２２２５と、０．８８７０との位置に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  11. 　前記振動板の外側に、前記振動板の長手方向における前記磁気回路の両側を回り込むような補助プレートをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  12. 　前記振動板を隔てた位置であって、前記振動板の長手方向における前記磁気回路の両側に補助マグネットをさらに備える、請求項１に記載のスピーカ。
  13. 　前記振動板は、前記長手方向両端の形状が、半球形状である、請求項１に記載のスピーカ。
  14. 　請求項１に記載のスピーカを備える、電子機器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017212713A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドＡａｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ．Ｌｔｄ． スピーカー

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5778300A (en) * 1980-10-31 1982-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dynamic type speaker
JPS6028400A (ja) * 1983-07-26 1985-02-13 Sony Corp ダイナミツク形スピ−カ
JPS63155997A (ja) * 1986-12-19 1988-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 矩形平面スピ−カ
JPH0198400A (ja) * 1987-09-10 1989-04-17 Daimler Benz Ag 拡声器
JPH06233384A (ja) * 1993-02-03 1994-08-19 Foster Electric Co Ltd スピーカ
JPH06284499A (ja) * 1993-03-30 1994-10-07 Kenwood Corp スピーカ構造
JP2002315093A (ja) * 2001-04-12 2002-10-25 Minebea Co Ltd スピーカ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2998496A (en) * 1958-04-29 1961-08-29 Joseph A Hassan Loudspeaker construction
US4595801A (en) * 1983-10-27 1986-06-17 Ronald Coffin Coupled dual cone velocity driver speaker
US4899390A (en) 1986-09-19 1990-02-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin speaker having an enclosure within an open portion and a closed portion
DE4317775C2 (de) 1993-02-03 1995-02-02 Foster Electric Co Ltd Lautsprecher
JPH0762719A (ja) 1993-08-27 1995-03-07 Toshiba Corp 測定システム
JP3139915B2 (ja) 1994-04-25 2001-03-05 松下電器産業株式会社 スピーカ
EP0680242B1 (en) 1994-04-25 2006-06-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Elongated loudspeaker
JP2624178B2 (ja) 1994-06-15 1997-06-25 日本電気株式会社 複数のｉｓｄｎ回線を利用したデータ伝送システム
JP3136959B2 (ja) * 1995-08-31 2001-02-19 松下電器産業株式会社 スピーカ
US6192136B1 (en) * 1995-09-02 2001-02-20 New Transducers Limited Inertial vibration transducers
JP4081842B2 (ja) 1998-03-11 2008-04-30 ソニー株式会社 スピーカ装置
US7185735B2 (en) * 1998-11-30 2007-03-06 Joseph Yaacoub Sahyoun Audio speaker with wobble free voice coil movement
US6529800B1 (en) * 1999-04-01 2003-03-04 Gilbarco Inc. Fuel dispensing method and control system for refueling from master and satellite dispensers
JP3984397B2 (ja) * 1999-09-14 2007-10-03 パイオニア株式会社 スピーカ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5778300A (en) * 1980-10-31 1982-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dynamic type speaker
JPS6028400A (ja) * 1983-07-26 1985-02-13 Sony Corp ダイナミツク形スピ−カ
JPS63155997A (ja) * 1986-12-19 1988-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 矩形平面スピ−カ
JPH0198400A (ja) * 1987-09-10 1989-04-17 Daimler Benz Ag 拡声器
JPH06233384A (ja) * 1993-02-03 1994-08-19 Foster Electric Co Ltd スピーカ
JPH06284499A (ja) * 1993-03-30 1994-10-07 Kenwood Corp スピーカ構造
JP2002315093A (ja) * 2001-04-12 2002-10-25 Minebea Co Ltd スピーカ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017212713A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドＡａｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ．Ｌｔｄ． スピーカー

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