WO2021111676A1

WO2021111676A1 - 磁気回路、スピーカユニット及びスピーカシステム

Info

Publication number: WO2021111676A1
Application number: PCT/JP2020/030599
Authority: WO
Inventors: 将史西田; 本田　一樹
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2021-06-10

Abstract

磁気回路（１６０）は、ヨーク（１６１）と、第一磁石（１６３）と、第二磁石（１６４）とを備える。第一磁石（１６３）は、Ｎ極及びＳ極の一方である第一磁極がヨーク（１６１）とは反対側を向く姿勢でヨーク（１６１）に固定されている。第二磁石（１６４）は、第一磁石（１６３）の側方の、第一磁石（１６３）から離間した位置において、第一磁極とは逆の磁極である第二磁極がヨーク（１６１）と反対側を向く姿勢でヨーク（１６１）に固定されている。

Description

磁気回路、スピーカユニット及びスピーカシステム

　本開示は、スピーカユニット、スピーカユニットに用いられる磁気回路、及び、スピーカユニットを備えるスピーカシステムに関する。

　特許文献１は、平面スピーカを開示する。この平面スピーカは、扁平形状を有する主要部と該主要部の周縁に位置する縁部とからなる振動板と、該振動板の縁部に固定される駆動コイルと、該駆動コイルと所定の空隙を設けて一定の位置に配置されるマグネットと、該マグネットが取り付けられるヨークと、を備える。

特開２００４－３２８５３１号公報

　本開示は、対向して配置されたコイルの位置における磁界が強化された磁気回路、当該磁気回路を備えるスピーカユニット、及び、当該スピーカユニットを備えるスピーカシステムを提供する。

　本開示における磁気回路は、コイルの移動を駆動するための磁気回路であって、ヨークと、Ｎ極及びＳ極の一方である第一磁極が前記ヨークとは反対側を向く姿勢で前記ヨークに固定された第一磁石と、前記第一磁石の側方の、前記第一磁石から離間した位置において、前記第一磁極とは逆の磁極である第二磁極が前記ヨークと反対側を向く姿勢で前記ヨークに固定された第二磁石と、を備える。

　本開示におけるスピーカユニットは、本開示における磁気回路と、前記磁気回路に対向して配置されたコイルユニットと、前記コイルユニットが取り付けられた振動板とを備え、前記コイルユニットは、基体と、前記基体の、前記磁気回路に対向または背向する主面において平巻き状に形成されたコイルと、を有する。

　本開示におけるスピーカシステムは、本開示におけるスピーカユニットと、前記スピーカユニットの背面側の空間と他の空間とを仕切る壁部と、を備える。

　本開示における磁気回路では、磁気回路に対向して配置されたコイルの位置における磁界が強化されており、このことは、例えば平板振動板の駆動に有効である。本開示におけるスピーカユニット及びスピーカシステムは、当該磁気回路を用いることで、比較的に大きな振動板を音の再生に用いることができる。

図１は、実施の形態１におけるスピーカシステムの外観斜視図である。図２は、実施の形態１におけるスピーカシステムの構成を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態１におけるスピーカシステムの断面図である。図４は、実施の形態１におけるスピーカユニットの外観斜視図である。図５Ａは、実施の形態１における磁気回路の構成を示す分解斜視図である。図５Ｂは、実施の形態１における磁気回路の構成を示す側面図である。図６Ａは、実施の形態１におけるコイル基板及びその周辺の構成を示す分解斜視図である。図６Ｂは、実施の形態１におけるコイル基板の分解斜視図である。図７は、実施の形態１におけるスピーカユニットの駆動メカニズムを説明するための模式図である。図８Ａは、比較例１における磁気回路の磁気分布のシミュレーション結果を簡易的に表す図である。図８Ｂは、比較例２における磁気回路の磁気分布のシミュレーション結果を簡易的に表す図である。図８Ｃは、実施の形態１における磁気回路の磁気分布のシミュレーション結果を簡易的に表す図である。図９は、図８Ａ～図８Ｃのそれぞれにおけるコイルの位置での磁界の強さを表すグラフを示す図である。図１０は、実施の形態２におけるスピーカシステムの外観斜視図である。図１１は、実施の形態２におけるスピーカシステムの構成を示す分解斜視図である。

　従来、磁気回路からの上方向に漏れる磁界を利用して、磁気回路の上部に配置されたコイルの移動を駆動し、これにより、当該コイルが取り付けられた平面振動板を振動させる（つまり平面振動板を駆動する）技術がある。このような技術が生まれた背景としては、例えば、大面積の平面振動板の駆動が困難であるという問題があった。具体的には、大面積の平面振動板を、ヨークと磁石とで構成される磁気空隙の間にコイルを配置する一般的な磁気回路を複数使用することで駆動させようとする場合、以下の問題が生じる。複数の磁気回路が異なる位相で動作することで、ロッキングモーション（ローリング）が発生するという問題がある。複数の磁気回路及び振動板を含むスピーカユニットの組立時における各部材の位置ずれ等により、駆動時にコイルが磁気回路と接触してしまう可能性がある。そこで、これらの問題を解消する構造として、コイルを、磁気回路の内部ではなく上部（磁気回路に対向する位置）に配置し、磁気回路の漏れ磁界を利用して、コイルの移動を駆動する構造が提案されている。

　しかしながら、漏れ磁界を用いたスピーカシステムでは、コイルの位置での磁界が弱い（磁束密度が小さい）為、大きな駆動力を得ることが難しい。この問題に対し、できるだけ大きな磁束密度でコイルの移動を駆動するために、磁気回路とコイルが取り付けられた振動板とをより接近させることが考えられる。しかしこの場合は、コイルまたは振動板の可動範囲の減少、または、コイルまたは振動板と磁気回路との干渉等の別の問題が生じる。

　本開示は、このような知見に基づいてなされたものであり、本願発明者らが鋭意検討した結果、発明者らは、対向して配置されたコイルの位置における磁界を強化できる磁気回路の構造についての着想を得た。

　以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、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、または、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、以下の説明が必要以上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。

　添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

　以下の実施の形態において、説明の便宜上、磁気回路等の構造物の向き及び姿勢等を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸で規定される三次元直交座標系を用いて説明している。これら説明は、当該構造物の実際の使用時における向き及び姿勢を限定するものではない。さらに、以下の実施の形態において、構造物についての説明の便宜上、「上」及び「下」等の特定の方向または向きを示す表現を用いる場合がある。これら表現についても同様に、当該構造物の実際の使用時における向き及び姿勢を限定するものではない。「Ｚ軸正方向」とは、各図におけるＺ軸の矢印が指す方向を意味し、「Ｚ軸負方向」とは、Ｚ軸正方向とは逆向きの方向を意味する。このことは、Ｘ軸及びＹ軸を用いた各用語についても適用される。

　（実施の形態１）
　以下、図１～図９を用いて、実施の形態１を説明する。

　［１－１．構成］
　［１－１－１．全体の構成］
　まず、図１～図４を用いて、実施の形態１におけるスピーカシステム１００の全体的な構成について説明する。図１は、実施の形態１におけるスピーカシステム１００の外観斜視図である。図２は実施の形態１におけるスピーカシステム１００の構成を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態１におけるスピーカシステム１００の断面図である。図３では、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線を通るＹＺ平面におけるスピーカシステム１００の断面が図示されている。図４は、実施の形態１におけるスピーカユニット１０１の外観斜視図である。

　実施の形態１のスピーカシステム１００は、図１～図４に示すように、外枠１１０と、クッション１２０と、振動板１３０と、振動板保持部材１４０と、コイル基板１５０と、磁気回路１６０と、フレーム１７０と、サスペンション１８０と、スピーカキャビネット１９０と、バックカバー１９１と、を備える。スピーカキャビネット１９０の少なくとも一部、及び、バックカバー１９１のそれぞれは、スピーカユニット１０１の背面側の空間と他の空間とを仕切る壁部の一例である。

　振動板保持部材１４０と、コイル基板１５０と、磁気回路１６０と、サスペンション１８０との組は、全部で１０組ある為、図２では、１組のみ分解して図示している。本実施の形態では、振動板１３０と、上記１０組の部材とを合わせてスピーカユニット１０１が構成されている。

　フレーム１７０は、非磁性金属で構成され、スピーカキャビネット１９０にＺ軸負方向からＬ字金具１９５とネジによって固定されている。フレーム１７０には、１０組の磁気回路１６０とサスペンション１８０とをネジで取り付けるための穴が設けられている。

　磁気回路１６０は、磁石と強磁性金属とを備え、フレーム１７０の長辺に３つ、短辺に２つがＺ軸負方向からネジで固定されている。磁気回路１６０は、磁気回路１６０のＺ軸正方向に配置されたコイル基板１５０に対して磁界を発生させるために用いられる。

　サスペンション１８０は、非磁性金属で構成された、板バネ状の弾性部材であり、両端部にネジ用の穴が設けられている。サスペンション１８０の配置場所は、磁気回路１６０の長手方向の両側である。サスペンション１８０は、フレーム１７０にＺ軸負方向からネジで固定され、かつ、振動板保持部材１４０の両側にネジで取り付けられる。

　コイル基板１５０は、コイルユニットの一例であり、細長い形状の基板に、同じく細長い平巻き状のコイルパターンが施された部材である。コイル基板１５０は、例えばガラスエポキシ基板と銅箔とから構成されており、振動板保持部材１４０のＺ軸負方向側に、例えば接着剤によって接着されている。上記の磁気回路１６０及びコイル基板１５０の構成及び動作の詳細については、図５Ａ～図９を用いて後述する。

　振動板保持部材１４０は、矩形の非磁性金属で構成され、振動板１３０の周縁部を挟持することで振動板１３０を保持する部材である。振動板保持部材１４０は、振動板１３０の長辺に３個、短辺に２個取り付けられている。つまり、振動板１３０には、計１０個の振動板保持部材１４０が取り付けられている。振動板保持部材１４０には、振動板１３０を挟持した状態で、Ｚ軸正方向からネジ締めするためのネジ穴が設けられている。

　振動板１３０は、本実施の形態では、前方から見た場合に後方の物体が視認可能な透明度を有する材料（アクリル等）により構成された矩形の板である。簡単に言うと、透明な板が、スピーカユニット１０１の振動板として用いられている。

　外枠１１０は、非磁性金属で構成され、外周部が、スピーカキャビネット１９０にＺ軸正方向からネジで固定されている。外枠１１０と振動板保持部材１４０との間には、磁気回路１６０によるコイル基板１５０の駆動時に、外枠１１０と振動板保持部材１４０とが接触しないように、所定の空隙が設けられている。

　クッション１２０は、例えば発泡樹脂で構成された、弾性を有する部材である。クッション１２０の、Ｚ軸正方向端は、外枠１１０に接着により固定され、Ｚ軸負方向端は、振動板１３０によってクッション１２０が圧縮される状態で振動板１３０に接触している。クッション１２０は、外枠１１０の内側に沿った連続的な環形状である。この構成により、クッション１２０は、振動板１３０の、Ｚ軸負方向から発せられた音が、Ｚ軸正方向へ回り込まないように密閉する役割を持つ。

　スピーカキャビネット１９０は、図２に示すように、矩形の角筒状に形成された部材であり、樹脂、金属、または木材などの材料によって構成されている。スピーカキャビネット１９０の、前面側（Ｚ軸正方向側）の開口は、振動板１３０によって塞がれ、背面側（Ｚ軸負方向側）の開口は、バックカバー１９１によって塞がれており、これにより、密閉型エンクロージャーが構成されている。

　バックカバー１９１は、スピーカキャビネット１９０の形状に応じた矩形の板材であり、例えば、前方から見た場合に後方の物体が視認可能な透明度を有する材料（アクリル等）で構成される。つまり、本実施の形態では、振動板１３０及びバックカバー１９１が所定の透明度を有することで、スピーカシステム１００を前面（Ｚ軸正方向）から見た場合、スピーカキャビネット１９０の内部、及び、バックカバー１９１の背面側の物体が視認可能である。

　［１－１－２．磁気回路の構成］
　次に、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、本実施の形態における磁気回路１６０の構成を説明する。図５Ａは、実施の形態１における磁気回路１６０の構成を示す分解斜視図である。図５Ｂは、実施の形態１における磁気回路１６０の構成を示す側面図（磁気回路１６０の長手方向から見た場合の図）である。

　磁気回路１６０は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ヨーク１６１と、スペーサ１６２と、第一磁石１６３と、第二磁石１６４と、を備える。

　ヨーク１６１は、強磁性金属製で、Ｚ軸正方向に曲げ加工が施されることでＵ字の形状を有している。第一磁石１６３は、ヨーク１６１の中央部に接着により固定さていれる。第二磁石１６４はヨーク１６１の短手方向の両端部に接着により固定されている。具体的には、ヨーク１６１は、第一磁石１６３が固定されたヨークベース部１６１ａと、ヨークベース部１６１ａにおける第一磁石１６３の側方の位置に立設されたヨーク壁部１６１ｂとを有する。本実施の形態では、第二磁石１６４は、２つのヨーク壁部１６１ｂのそれぞれの上端（ヨークベース部１６１ａとは反対側の端部）に固定されている。

　各磁石の極性は、第一磁石１６３はＮ極がＺ軸正方向を向いており、第二磁石１６４はＳ極がＺ軸正方向を向くように配置されている。つまり、Ｎ極を第一磁極とし、Ｎ極とは逆の磁極であるＳ極を第二磁極とした場合、第一磁石１６３は、第一磁極がヨーク１６１とは反対側に向く姿勢であり、第二磁石１６４は、第二磁極がヨーク１６１とは反対側に向く姿勢である。第一磁石１６３と第二磁石１６４とは、離間して配置されており、第一磁石１６３と第二磁石１６４との間には、スペーサ１６２が配置されている。スペーサ１６２は第一磁石１６３と第二磁石１６４の間に位置することで、これらの磁石の位置決めをする役割を持つ。

　［１－１－３．コイル基板の構成］
　次に、図６Ａ及び図６Ｂを用いて、本実施の形態におけるコイル基板１５０の構成を説明する。図６Ａは、実施の形態１におけるコイル基板１５０及びその周辺の構成を示す分解斜視図である。図６Ｂは、実施の形態１におけるコイル基板１５０の分解斜視図である。図６Ａ及び図６Ｂのそれぞれでは、コイル基板１５０を、斜め下方（Ｚ軸負方向側）から見た場合の斜視図が示されている。

　コイル基板１５０は、図６Ａに示すように、振動板１３０の周縁部を挟持する振動板保持部材１４０の裏面に、例えば接着剤によって固定される。振動板保持部材１４０の長手方向の両端には、ネジ１８１によってサスペンション１８０の一端が取り付けられ、サスペンション１８０の他端は、ネジ１８２によってフレーム１７０（図２参照）に取り付けられる。コイル基板１５０を挟んで振動板保持部材１４０とは反対側には、磁気回路１６０が配置され、磁気回路１６０は、フレーム１７０に固定される。このように配置されたコイル基板１５０は、磁気回路１６０が発生する磁界の変化によりＺ軸方向に振動し、これにより、振動板保持部材１４０を介して振動板１３０を振動させる。

　本実施の形態において、コイル基板１５０は、図６Ｂに示すように、コイルが配置される基体の一例である基板１５２と、基板１５２に配置されたコイル１５１とを備える。より具体的には、コイル１５１は、第一コイル１５１ａと第二コイル１５１ｂと、を含む。

　第一コイル１５１ａは、基板１５２の、磁気回路１６０に対向する主面１５２ａにおいて平巻き状に形成されたコイルである。第二コイル１５１ｂは、基板１５２の、磁気回路１６０に背向する主面１５２ｂにおいて平巻き状に形成されたコイルである。第一コイル１５１ａ及び第二コイル１５１ｂは、基板１５２の両面（主面１５２ａ及び１５２ｂ）にプリントされた銅箔をエッチングすることで形成される。つまり、本実施の形態では、コイル基板１５０において、十巻きのコイル（第一コイル１５１ａ及び第二コイル１５１ｂのそれぞれ）を一層とする二層構造のコイル１５１が形成されている。基板１５２の材料に特に限定はないが、例えば、ガラスエポキシで構成される。

　第一コイル１５１ａ及び第二コイル１５１ｂのそれぞれには、図示しないリード線が接続されており、これらリード線を介して音声信号が入力される。これにより、磁気回路１６０に対する、時系列で変化する反発力（駆動力）が発生し、この駆動力により、振動板１３０を振動させることができる。

　［１－２．動作］
　以上のように構成されたスピーカシステム１００について、図７～図９を用いて、その動作、作用を説明する。まず、図７に基づいて、本実施の形態におけるスピーカシステム１００の駆動原理を説明する。図７は、実施の形態１におけるスピーカユニット１０１の駆動メカニズムを説明するための模式図である。

　前述のように、磁気回路１６０において、第一磁石１６３はＮ極がＺ軸正方向を向き、第二磁石１６４はＳ極がＺ軸正方向を向いている。そのため、第一磁石１６３からＺ軸正方向に飛び、磁気回路１６０の上部で一度水平方向（Ｘ軸方向）に向きを変えた後、第二磁石１６４に向かう形の磁力線が発生する。コイル基板１５０は磁気回路１６０からＺ軸正方向に離間した位置において振動板保持部材１４０に固定されており、コイル基板１５０に流れる電流はＹ軸方向に流れる。そのため、この電流と、第一磁石１６３及び第二磁石１６４の間の磁力線におけるＸ軸方向の成分とが直交する。したがって、コイル基板１５０に音声信号を入力すると、コイル基板１５０に流れる電流と、第一磁石１６３から第二磁石１６４に向かう磁力線との相互作用によって、ローレンツ力が発生する。その結果、コイル基板１５０が固定された振動板保持部材１４０が、当該電流及び磁力線と直交する方向、つまりＺ軸方向に動く。このとき、振動板保持部材１４０は振動板１３０の周縁部に固定されているので、振動板保持部材１４０とともに振動板１３０がＺ軸方向に振動し、これにより、音が発生する。

　磁気回路１６０の効果を、図８Ａ～図８Ｃ及び図９を用いて説明する。図８Ａは、比較例１における磁気回路２６０Ａの磁気分布のシミュレーション結果を簡易的に表す図である。図８Ｂは、比較例２における磁気回路２６０Ｂの磁気分布のシミュレーション結果を簡易的に表す図である。図８Ｃは、実施の形態１における磁気回路１６０の磁気分布のシミュレーション結果を簡易的に表す図である。図９は、図８Ａ～図８Ｃのそれぞれにおけるコイルの位置での磁界の強さを表すグラフを示す図である。

　なお、磁気回路２６０Ａ及び２６０Ｂと、磁気回路１６０とは同体積の磁石を備えている。磁気回路２６０Ａ及び２６０Ｂは、ともに、一般的な内磁型磁気回路であり、ヨーク２６１と磁石２６３とを備える。磁気回路２６０Ｂは、磁気回路２６０Ａが有するトッププレート２６９を除いたものである。さらに、図８Ａ～図８Ｃでは、ドットの密度が高い程、磁界強度が強い（磁束密度が大きい）ことを意味している。図８Ａ～図８Ｃでは、それぞれにコイル基板１５０を想定した位置にコイルの断面図を示している。図９は、図８Ａ～図８Ｃのコイルの位置における磁束密度を示しており、縦軸は磁束密度の大きさ、横軸はコイルの位置（図８Ａ～図８Ｃにおける位置ａから位置ｂまでの範囲）を示している。これら図８Ａ～図８Ｃ、及び図９を参照すると、以下のことが言える。

　図８Ａに示す比較例１では、磁気回路２６０Ａの上部に漏れる磁界が弱いため、コイルの位置ａ－ｂの中央部しか強い磁界が届いておらず、位置ａ及び位置ｂに近づくと磁界強度が大きく下がっている。図８Ｂに示す比較例２では、図８Ａと比較すると、上方向に漏れる磁界が強化されているが、範囲が十分と言えず、コイルの位置ａ側の磁界強度が低い。

　これら比較例に対し、図８Ｃに示す実施の形態１における磁気回路１６０では、コイルの位置ａ－ｂに渡り全体が強い磁界の中に収まっているため、どの位置でも磁界強度が強くなり、安定して強い駆動力を得ることができる。まとめると、図８Ａ、図８Ｂに対し、図８Ｃに示す磁気回路１６０が最も磁束密度は大きく、コイルの位置ａ－ｂにおける磁束密度の大きさの差が小さいという特徴がある。磁気回路１６０では、磁気回路２６０Ａのようなトッププレート２６９が不要であり、かつ、磁石を中央と左右に分けて配置することから、磁気回路１６０の高さを、磁気回路２６０Ａ及び２６０Ｂよりも小さくできる。これにより、磁気回路１６０を、よりコンパクトに構成できる点も磁気回路１６０の特徴である。

　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態における磁気回路１６０は、コイルの移動を駆動するための磁気回路１６０であり、ヨーク１６１と、第一磁石１６３と、第二磁石１６４とを備える。第一磁石１６３は、Ｎ極及びＳ極の一方である第一磁極がヨーク１６１とは反対側を向く姿勢でヨーク１６１に固定されている。第二磁石１６４は、第一磁石１６３の側方の、第一磁石１６３から離間した位置において、第一磁極とは逆の磁極である第二磁極がヨーク１６１と反対側を向く姿勢でヨーク１６１に固定されている。以下では、磁気回路１６０が、第一磁石１６３及び第二磁石１６４がＺ軸正方向に向く姿勢（例えば図７参照）である場合を想定し、磁力線の向き等が説明されている。

　上記の構成によれば、磁気回路１６０を、第一磁石１６３及び第二磁石１６４がＺ軸正方向に向く姿勢にした場合、第一磁石１６３からＺ軸正方向に飛び、さらに、一度水平方向に向きを変えた後、第二磁石１６４に向かう形の磁力線が発生する。そのため、Ｚ軸正方向に漏れる磁界強度を向上させることができる。

　従って、磁気回路１６０に対向する位置（磁気回路１６０のＺ軸正方向側）に、平巻き状のコイルを配置することで、当該コイルの移動を効率よく、比較的に大きな駆動力で駆動できる。これにより、例えば、磁気回路１６０を用いて、比較的に大きな振動板を駆動でき、かつ、当該振動板に、実用的な大きさの音を再生させることができる。

　本実施の形態において、ヨーク１６１は、第一磁石１６３が固定されたヨークベース部１６１ａと、ヨークベース部１６１ａにおける第一磁石１６３の側方の位置に立設されたヨーク壁部１６１ｂとを有する。第二磁石１６４は、ヨーク壁部１６１ｂのヨークベース部１６１ａとは反対側の端部に固定されている。

　この構成によれば、例えば、Ｚ軸正方向を上とした場合、比較的に小さいサイズの第二磁石１６４を用い、かつ、Ｚ軸方向における、第一磁石１６３の上端位置と、第二磁石１６４の上端位置とを一致させることができる。つまり、第二磁石１６４はヨーク壁部１６１ｂによって下方から支持されるため、Ｚ軸方向のサイズは、第一磁石１６３よりも小さくすることができ、かつ、横方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に並ぶ第一磁石１６３及び第二磁石１６４の上端面を面一にすることができる。これにより、磁気回路１６０及びコイル１５１等を含む、スピーカユニット１０１の駆動装置群の厚み（Ｚ軸方向の幅）を比較的に小さくすることができる。

　本実施の形態において、ヨーク１６１は、第一磁石１６３及び第二磁石１６４の並び方向と交差する方向に長尺状であり、第一磁石１６３及び第二磁石１６４のそれぞれは、ヨーク１６１の長手方向に沿って延在する。例えば図５Ａに示すように、ヨーク１６１は、第一磁石１６３及び第二磁石１６４の並び方向であるＸ軸方向と直交するＹ軸方向に長尺状である。第一磁石１６３及び第二磁石１６４は、ヨーク１６１の長手方向であるＹ軸方向に沿って延在している。

　この構成によれば、コイルの移動を駆動する磁気回路１６０であって、長細い形状の磁気回路１６０を実現できる。そのため、例えば、本実施の形態における振動板１３０のような比較的に大きな振動板を、比較的に少ない数の磁気回路１６０で振動させることができる。

　本実施の形態において、磁気回路１６０はさらに、第一磁石１６３と第二磁石１６４との間に配置されたスペーサ１６２を備える。

　この構成によれば、例えばヨーク１６１に第一磁石１６３及び第二磁石１６４の一方が配置された後に、他方を配置する際に当該他方の位置決めを容易にかつ精度よく行うことができる。第一磁石１６３と第二磁石１６４との間の距離（隙間の幅）がスペーサ１６２の厚みで決定されるため、例えば、第一磁石１６３及び第二磁石１６４の長手方向において、隙間の幅を容易に均一化できる。従って、例えば、磁気回路１６０を、設計通りに精度よく組み立てることができる。

　本実施の形態におけるスピーカユニット１０１は、磁気回路１６０と、磁気回路１６０に対向して配置された、コイルユニットの一例であるコイル基板１５０と、コイル基板１５０が取り付けられた振動板１３０とを備える。コイル基板１５０は、基体の一例である基板１５２と、基板１５２の、磁気回路１６０に対向または背向する主面１５２ａまたは１５２ｂにおいて平巻き状に形成されたコイル１５１と、を有する。本実施の形態では、図６Ｂに示すように、基板１５２の、主面１５２ａに第一コイル１５１ａが配置され、主面１５２ｂに第二コイル１５１ｂが配置されている。これら第一コイル１５１ａ及び第二コイル１５１ｂによってコイル１５１が構成されている。

　この構成によれば、コイル基板１５０に音声信号を入力した場合、磁気回路１６０で発生した磁界の水平成分（例えば、図７のＸ軸方向の成分）と、コイル基板１５０に流れる電流とを直交させることができる。その結果、コイル基板１５０をＺ軸方向に振動させることができ、これにより、振動板１３０を振動させることによる音が発生させることができる。

　コイル基板１５０が、平巻き状のコイル１５１を有することで、例えば、磁気回路１６０からＺ軸正方向に漏れ出す磁界の中に、コイル１５１のほぼ全体を配置できる。より具体的には、本実施の形態における磁気回路１６０は、図８Ｃ及び図９を用いて説明したように、強い磁界を、第一磁石１６３と第二磁石１６４との並び方向における幅広い範囲で発生できる。そのため、例えば、平巻き状のコイル１５１のほぼ全体を強い磁界の中に置くことが可能となり、これにより、コイル基板１５０とともに振動する、比較的に大きな振動板１３０を効率よく振動させることができる。つまり、本実施の形態におけるスピーカユニット１０１によれば、比較的に大きな振動板１３０を音の再生に用いることができる。

　本実施の形態におけるスピーカユニット１０１において、コイル基板１５０は、平面視における振動板１３０の端部に取り付けられている。本実施の形態では、例えば図２及び図４に示すように、振動板１３０の周縁部に固定された振動板保持部材１４０を介して、コイル基板１５０が振動板１３０の端部に取り付けられている。

　この構成によれば、例えば、アクリル等の透明性の高い材料で振動板１３０を構成した場合に、振動板１３０を介して、振動板１３０の背面側の物体を、振動板１３０の前面から、ユーザに視認させることができる。つまり、振動板１３０の端部に、コイル基板１５０及び磁気回路１６０等が配置されるため、これら、振動板１３０を駆動する部材が、振動板１３０の背面側の物体の視認に邪魔にならない。従って、例えば比較的にサイズが大きな振動板１３０であって、音の再生のための振動板１３０に、背面側の物体を前面側から視認させる窓のような機能を持たせることができる。

　本実施の形態におけるスピーカユニット１０１において、コイル基板１５０は、平面視における振動板１３０の周縁部に沿って複数取り付けられている。本実施の形態では、上述のように、１０個のコイル基板１５０が、振動板１３０の周縁部に沿って取り付けられている。

　この構成によれば、比較的に大きな振動板１３０を、その周縁部からバランスよく振動させることができる。そのため、例えば、振動板１３０の振幅をより大きくすることができ、つまり、スピーカユニット１０１から出力される実用的な最大音量をより大きくできる。

　本実施の形態におけるスピーカシステム１００は、スピーカユニット１０１と、スピーカユニット１０１の背面側の空間及び他の空間を仕切る壁部とを備える。本実施の形態では、当該壁部として、スピーカキャビネット１９０及びバックカバー１９１がスピーカシステム１００に備えられている。

　この構成によれば、スピーカキャビネット１９０及びバックカバー１９１のそれぞれは、スピーカユニット１０１の背面側から前面側への音の回りこみを抑制できる。これにより、位相が逆の関係にある、振動板１３０の前面側の音と背面側の音との打ち消し合いが抑制され、その結果、音圧が上がり、低域まで再生が可能となる。

　なお、本実施の形態では、スピーカキャビネット１９０及びバックカバー１９１により、密閉型エンクロージャーが構成されているが、スピーカシステム１００が備える筐体は、密閉型エンクロージャーである必要はない。スピーカシステム１００は、例えば、バックカバー１９１を備えずに、スピーカキャビネット１９０のみからなる後面開放型の筐体を備えてもよい。スピーカユニット１０１がスピーカキャビネット１９０に取り付けられていることは必須ではない。つまり、スピーカユニット１０１は、スピーカキャビネット１９０等の他の部材に取り付けられていない状態であっても、音声を出力することも可能である。

　本実施の形態におけるスピーカシステム１００において、壁部であるバックカバー１９１は、振動板１３０と対向する位置に配置されている。振動板１３０及びバックカバー１９１のそれぞれは、前方から見た場合に後方の物体が視認可能な透明度を有する材料で形成してもよい。

　この場合、スピーカシステム１００の前面側からスピーカシステム１００を見た場合、スピーカシステム１００の向こう側（背面側）を見通せるため、例えば、スピーカシステム１００の背面側の物体を、前面側のユーザに鑑賞させることができる。上述のように、本実施の形態に係るスピーカユニット１０１は、大きいサイズの振動板１３０を採用できるため、例えば、スピーカシステム１００は、当該物体の鑑賞にとって実用的な大きさの振動板１３０を備えることができる。

　（実施の形態２）
　次に、図１０及び図１１を用いて、実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１におけるスピーカユニット１０１を壁に埋め込んだ形となっているため、実施の形態１との差分を中心に説明する。

　［２－１．構成］
　図１０は、実施の形態２におけるスピーカシステム２００の外観斜視図である。図１１は実施の形態２のスピーカシステム２００の構成を示す分解斜視図である。実施の形態２におけるスピーカシステム２００は、建物の一部を利用しているため、図１０及び図１１では、内壁部材２１０等の、スピーカユニット１０１以外の部材は、その一部のみを切り取って図示している。

　実施の形態２のスピーカシステム２００は、図１０及び図１１に示すように、スピーカユニット１０１と、内壁部材２１０と、桟２２０と、中壁部材２３０と、ディスプレイ２４０と、外壁部材２５０と、を備える。スピーカユニット１０１と中壁部材２３０とは、桟２２０に固定され、ディスプレイ２４０は中壁部材２３０に固定される。内壁部材２１０には厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部２１１が設けられており、スピーカユニット１０１の振動板１３０が、内壁部材２１０の背面側（Ｚ軸負方向側）において開口部２１１を塞ぐ位置にある。中壁部材２３０にも開口部２３１が設けられており、ディスプレイ２４０が、中壁部材２３０の背面側において開口部２３１を塞ぐ位置にある。

　［２－２．動作］
　以上のように構成されたスピーカシステム２００によれば、例えばディスプレイ２４０に、映画若しくはテレビ番組等の動画、または絵画等の静止画を含む映像コンテンツを表示させることができる。スピーカシステム２００はさらに、スピーカユニット１０１に、当該映像コンテンツに対応する音声を出力させることができる。つまり、ユーザは、内壁部材２１０の開口部２１１を前面視した場合、透明性を有する振動板１３０を介して、ディスプレイ２４０に表示される映像コンテンツを見ることができるとともに、振動板１３０により再生される音声も聞くことができる。

　スピーカシステム２００に備えられたスピーカユニット１０１における振動板１３０の駆動の動作原理等は、実施の形態１と共通であるため、その説明は省略する。

　［２－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態において、スピーカシステム２００は、スピーカユニット１０１と、スピーカユニット１０１の背面側の空間と他の空間とを仕切る壁部としての、建物の内壁を形成する内壁部材２１０とを備える。内壁部材２１０は、厚み方向に貫通する開口部２１１を有し、スピーカユニット１０１は、内壁部材２１０の背面側において、振動板１３０が開口部２１１を塞ぐ位置に配置されている。

　この構成によれば、内壁部材２１０をバッフル板として利用することができ、内壁部材２１０の背面側の空間を、音圧増加のための容積として利用できる。本実施の形態のように、透明性を有する振動板１３０の背面側にディスプレイ２４０を配置することで、平面スピーカであるスピーカユニット１０１と、ディスプレイ２４０による映像を組み合わせたコンテンツ視聴システムを構成できる。そのため、例えば、屋外の風景をディスプレイ２４０に表示させ、かつ、スピーカユニット１０１から風景に合わせた音を鳴らすことで、ユーザは、窓が無い屋内でもリアルな屋外の風景を楽しむことができる。

　（他の実施の形態）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１及び２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、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できる。上記実施の形態１及び２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

　実施の形態１及び２では、磁気回路１６０における磁石の姿勢の一例として、第一磁石１６３はＮ極がＺ軸正方向を向き、第二磁石１６４はＳ極がＺ軸正方向を向くように配置されていると説明した。しかし、第一磁石１６３のＳ極がＺ軸正方向を向き、第二磁石１６４のＮ極がＺ軸正方向を向くようにしてもよい。つまり、実施の形態１及び２において、第一磁極がＳ極であり、第二磁極がＮ極であってもよい。

　実施の形態１及び２では、コイル基板１５０において、基板１５２の主面１５２ａ及び１５２ｂのそれぞれに平巻き状のコイルが形成された二層構造のコイル１５１を有するとした。しかし、コイル１５１の層数は一層でもよく、または、二層以上の多層であってもよい。つまり、コイル基板１５０は、基板１５２の主面１５２ａ及び１５２ｂの少なくとも一方にコイルを有していればよい。

　実施の形態１及び２では、振動板１３０の素材として、アクリルを例示した。しかし、振動板１３０は、木材、ガラス、または、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなど、他の材料で構成されてもよい。

　磁気回路１６０が有する特徴的な構造は、長尺状ではない磁気回路に採用されてもよい。例えば、円筒状の第一磁石と、第一磁石の外周を囲むように配置された環状の第二磁石と、第一磁石及び第二磁石を固定するヨークとを備える磁気回路が、磁気回路１６０と共通する特徴を有してもよい。つまり、全体として円形状の磁気回路において、第一磁石の第一磁極（例えばＮ極）と、第二磁石の第二磁極（例えばＳ極）とが同じ向きで配置されてもよい。この磁気回路によれば、上記の磁気回路１６０と同じく、磁気回路から漏れ出す磁界を強化でき、これにより、コイルを磁気回路の内部ではなく、磁気回路から離間した位置に配置できる。従って、例えば複数の磁気回路を用いて、比較的に大きな振動板を駆動させる場合において、例えば、コイルを磁気回路の内部に配置する場合と比較すると、コイルと磁気回路との干渉の問題が生じ難い。

　磁気回路１６０及びコイル基板１５０を用いて振動させる物体は、音を再生するための振動板以外であってもよい。例えば、再生される映像に応じた振動を、映像を鑑賞する人に与えるためのアクチュエータとして磁気回路１６０及びコイル基板１５０が用いられてもよい。

　上記の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

　本開示は、磁気回路を用いて音を出力するスピーカユニット、スピーカユニットに備えられる磁気回路、スピーカユニットを備えるスピーカシステム等に適用可能である。

　１００、２００　スピーカシステム
　１０１　スピーカユニット
　１１０　外枠
　１２０　クッション
　１３０　振動板
　１４０　振動板保持部材
　１５０　コイル基板
　　１５１　コイル
　　　１５１ａ　第一コイル
　　　１５１ｂ　第二コイル
　　１５２　基板
　　　１５２ａ、１５２ｂ　主面
　１６０、２６０Ａ、２６０Ｂ　磁気回路
　　１６１　ヨーク
　　　１６１ａ　ヨークベース部
　　　１６１ｂ　ヨーク壁部
　　１６２　スペーサ
　　１６３　第一磁石
　　１６４　第二磁石
　１７０　フレーム
　１８０　サスペンション
　１８１、１８２　ネジ
　１９０　スピーカキャビネット
　１９１　バックカバー
　１９５　Ｌ字金具
　２１０　内壁部材
　２１１、２３１　開口部
　２２０　桟
　２３０　中壁部材
　２４０　ディスプレイ
　２５０　外壁部材
　２６３　磁石
　２６９　トッププレート

Claims

　コイルの移動を駆動するための磁気回路であって、
　ヨークと、
　Ｎ極及びＳ極の一方である第一磁極が前記ヨークとは反対側を向く姿勢で前記ヨークに固定された第一磁石と、
　前記第一磁石の側方の、前記第一磁石から離間した位置において、前記第一磁極とは逆の磁極である第二磁極が前記ヨークと反対側を向く姿勢で前記ヨークに固定された第二磁石と、
　を備える磁気回路。
　前記ヨークは、
　前記第一磁石が固定されたヨークベース部と、
　前記ヨークベース部における前記第一磁石の側方の位置に立設されたヨーク壁部とを有し、
　前記第二磁石は、前記ヨーク壁部の前記ヨークベース部とは反対側の端部に固定されている、
　請求項１記載の磁気回路。
　前記ヨークは、前記第一磁石及び前記第二磁石の並び方向と交差する方向に長尺状であり、
　前記第一磁石及び前記第二磁石のそれぞれは、前記ヨークの長手方向に沿って延在する、
　請求項１または２に記載の磁気回路。
　さらに、前記第一磁石と前記第二磁石との間に配置されたスペーサを備える、
　請求項１～３のいずれか一項に記載の磁気回路。
　請求項１～４のいずれか一項に記載の磁気回路と、
　前記磁気回路に対向して配置されたコイルユニットと、
　前記コイルユニットが取り付けられた振動板とを備え、
　前記コイルユニットは、
　基体と、
　前記基体の、前記磁気回路に対向または背向する主面において平巻き状に形成されたコイルと、を有する、
　スピーカユニット。
　前記コイルユニットは、平面視における振動板の端部に取り付けられている、
　請求項５記載のスピーカユニット。
　前記コイルユニットは、平面視における振動板の周縁部に沿って複数取り付けられている、
　請求項６記載のスピーカユニット。
　請求項５～７のいずれか一項に記載のスピーカユニットと、
　前記スピーカユニットの背面側の空間及び他の空間を仕切る壁部と、
　を備えるスピーカシステム。
　前記壁部は、前記振動板と対向する位置に配置されており、
　前記振動板及び前記壁部のそれぞれは、前方から見た場合に後方の物体が視認可能な透明度を有する材料で形成されている、
　請求項８記載のスピーカシステム。
　前記壁部は、建物の内壁を形成する内壁部材であり、
　前記内壁部材は、厚み方向に貫通する開口部を有し、
　前記スピーカユニットは、前記内壁部材の背面側において、前記振動板が前記開口部を塞ぐ位置に配置されている、
　請求項８記載のスピーカシステム。