JP5100546B2

JP5100546B2 - 電気音響変換器

Info

Publication number: JP5100546B2
Application number: JP2008184263A
Authority: JP
Inventors: 弘行武輪
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: JP2009055602A; US8422727B2; US20090034751A1

Description

本発明は、電気音響変換器に関し、より特定的には、超高域再生を実現する電気音響変換器に関するものである。

近年、ＤＶＤやＤＶＤ−ＡＵＤＩＯなどのメディアが普及し、これらのコンテンツに含まれる超高域の音を再生するため、再生帯域の高い電気音響変換器が望まれている。このような超高域再生を実現するため、図２２Ａ〜Ｂや図２３Ａ〜Ｃに示すような電気音響変換器が提案されている（例えば、特許文献１など）。図２２Ａ〜Ｂは、従来の電気音響変換器の構造の一例を示す図であり、図２２Ａは正面図、図２２Ｂは図２２Ａの短手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図である。図２３Ａ〜Ｃは、従来の電気音響変換器の構造の他例を示す図であり、図２３Ａは正面図、図２３Ｂは図２３Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図、図２３Ｃは図２３Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図である。

図２２Ａ〜Ｂにおいて、電気音響変換器は、ヨーク９０１、マグネット９０２、振動板９０３、スペーサ９０４、およびコイル９０５を備える。ヨーク９０１は、凹形状を有し、強磁性材料である鉄などで構成される。マグネット９０２は、厚み方向に着磁された平板状のネオジウムマグネットで構成される。マグネット９０２は、ヨーク９０１の凹部の底面に固着され、ヨーク９０１との間で磁気ギャップＧ１およびＧ２を形成する。マグネット９０２の上面とヨーク９０１の上面は同一平面上に位置し、これらの上面にはフィルム状の振動板９０３がスペーサ９０４を介して固着される。コイル９０５は、振動板９０３上であって磁気ギャップＧ１およびＧ２内に配置されるようにパターニングされる。マグネット９０２から放射される磁束は、マグネット９０２の中央部では上面に対し略垂直に放射され、周辺部では上面に対し斜めに放射され、コイル９０５を貫通する。このような静磁場においてコイル９０５に電流が流れると、振動板９０３に対し垂直な方向（図２２Ｂの上下方向）に駆動力が発生し、発生した駆動力によって振動板９０３が上下方向に振動して音が発生する。この駆動力は、コイル９０５を貫通する磁束のうち、振動板９０３の振動方向に対して垂直な方向の磁束に比例する。

図２２Ａ〜Ｂに示す電気音響変換器では、図２２Ａに示すように、コイル９０５がパターニングされた振動部分の形状が細長形状となる。このため、振動部分の短手方向において発生する共振モードの共振周波数が高くなり、超高域において共振モードによるピークディップが生じにくくなる。このように、図２２Ａ〜Ｂに示す電気音響変換器では、振動部分の形状を細長形状にすることで、共振モードによる超高域の音圧周波数特性の乱れを改善している。

図２３Ａ〜Ｃにおいて、電気音響変換器は、フレーム９０６、ヨーク９０７、マグネット９０８、振動板９０９、コイル９１０、およびエッジ９１１を備える。フレーム９０６は、凹形状を有する。ヨーク９０７は、凹形状を有し、強磁性材料である鉄などで構成される。ヨーク９０７は、フレーム９０６の凹部の底面に固着される。ヨーク９０７の凹部の底面には、直方体形状のマグネット９０８が固着される。マグネット９０８は、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットで構成され、振動板９０９の振動方向（図２３Ｃの上下方向）に着磁されている。ヨーク９０７とマグネット９０８により、図２３Ｃに示すように、振動板９０９側に磁束φによる磁気ギャップＧ１およびＧ２が形成される。図２３Ｃの太線の矢印は、磁束φを示している。振動板９０９は、細長い陸上トラックのような形状（以下、細長のトラック形状と称す）を有し、マグネット９０８の
上方に配置される。コイル９１０は、銅やアルミ線を複数回巻回して細長の環形状に形成され、振動板９０９の上面に接着剤Ａｄで接着される。コイル９１０の各長手部分は、磁気ギャップＧ１およびＧ２に配置される。具体的には、コイル９１０の各長手部分は、その巻幅の中心がマグネット９０８の短手方向における端部Ｔ１およびＴ２の直上に位置するように配置される。なお、マグネット９０８およびコイル９１０の長手方向は、振動板９０９の長手方向と平行である。エッジ９１１は、断面形状が半円状であり、内周端が振動板９０９の外周端に固着され、外周部がフレーム９０６の上面に固着される。これにより、振動板９０９は、エッジ９１１により上下方向に振動可能に支持される。図２３Ｃに示すような静磁場においてコイル９１０に電流が流れると、振動板９０９に対し垂直な方向（図２３Ｃの上下方向）に駆動力が発生し、発生した駆動力によって振動板９０９が上下方向に振動して音が発生する。この駆動力は、コイル９１０を貫通する磁束φのうち、振動板９０９の振動方向に対して垂直な方向の磁束に比例する。

図２３Ａ〜Ｃに示す電気音響変換器では、図２３Ａに示すように、振動板９０９の形状が細長形状となる。このため、図２２Ａ〜Ｂに示す電気音響変換器と同様、振動板９０９の短手方向において発生する共振モードの共振周波数が高くなり、超高域において共振によるピークディップが生じにくくなる。このように、図２３Ａ〜Ｃに示す電気音響変換器では、振動板９０９の形状を細長形状にすることで、共振による超高域の音圧周波数特性の乱れを改善している。
特開２００１−２１１４９７号公報

ここで、より良い超高域再生を実現するためには、共振による音圧周波数特性の乱れを改善するだけではなく、再生音圧自体を向上させる必要がある。再生音圧を向上させるには、コイルに発生する駆動力を大きくする必要があり、具体的には振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を増やす必要がある。振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を増やすには、図２２Ａ〜Ｂに示す電気音響変換器では、マグネット９０２の短手方向の幅を大きくする必要がある。図２２Ｂで言えば、マグネット９０２の左右方向の幅を大きくする必要がある。図２３Ａ〜Ｃに示す電気音響変換器では、マグネット９０８の短手方向の幅を大きくする必要がある。図２３Ｃで言えば、マグネット９０８の左右方向の幅を大きくする必要がある。

しかしながら、図２２Ａ〜Ｂおよび図２３Ａ〜Ｃに示す従来の電気音響変換器では、マグネット９０２やマグネット９０８の幅を大きくしても、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができなかった。以下、図２３Ａ〜Ｃに示す従来の電気音響変換器を例に挙げ、効率良く磁束を増やすことができない理由について、詳細に説明する。

図２３Ａ〜Ｃに示す電気音響変換器において、マグネット９０８の短手方向の幅を大きくした場合、図２４に示すようになる。図２４は、図２３Ａ〜Ｃに示す電気音響変換器において、マグネット９０８の短手方向の幅を大きくした場合の断面図である。図２４では、振動板９０９の短手方向の幅を変えずに、図２３Ｃに示したマグネット９０８をマグネット９０８よりも幅が大きいマグネット９０８ａに入れ換え、マグネット９０８ａの短手方向の端部をＴ３およびＴ４としている。振動板９０９の短手方向の幅を変えないのは、超高域において音圧周波数特性が乱れないようにするためである。また、マグネット９０８ａを用いるべく、図２３Ｃに示したフレーム９０６をフレーム９０６ａに入れ換え、図２３Ｃに示したヨーク９０７をヨーク９０７ａに入れ換えている。

図２３Ｃのマグネット９０８を用いた場合と、図２４のマグネット９０８ａを用いた場
合とで、コイル位置における磁束密度の違いを比較した。この比較結果を図２５に示す。図２５において、縦軸は磁束密度である。磁束密度は、振動板９０９の振動方向に垂直な方向の磁束の密度を示し、磁束密度が高ければ振動板９０９の振動方向に垂直な方向の磁束が多いことを意味する。横軸は、振動板９０９の短手方向における中心軸Ｏからの距離を示し、図２３Ｃおよび図２４の右方向を正方向としている。また図２５において、グラフ（ａ）は、図２３Ｃのマグネット９０８を用いた場合の磁束密度分布を示しており、グラフ（ｂ）は、図２４のマグネット９０８ａを用いた場合の磁束密度分布を示している。

グラフ（ａ）では、端部Ｔ１および端部Ｔ２の位置で磁束密度が最大となっている。そして、図２３Ｃに示したように、端部Ｔ１およびＴ２の直上には、コイル９１０の各長手部分の巻幅の中心が位置している。一方、グラフ（ｂ）では、端部Ｔ３およびＴ４の位置で磁束密度が最大となっている。ここで図２４では、超高域において音圧周波数特性が乱れないようにするため、振動板９０９の短手方向の幅を変えていない。つまり、図２４におけるコイル９１０の各長手部分は、図２３Ｃと同じ位置に配置されており、端部Ｔ１およびＴ２に位置していることになる。したがって、グラフ（ｂ）より、図２４におけるコイル９１０が存在する位置での磁束密度は、δＢしか増加しないことがわかる。

このように図２２Ａ〜Ｂおよび図２３Ａ〜Ｃに示す従来の電気音響変換器では、マグネット９０２や９０７の幅を大きくしても、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができなかった。このため、図２２Ａ〜Ｂおよび図２３Ａ〜Ｃに示す従来の電気音響変換器では、より良い超高域再生を実現することが困難であった。

それ故、本発明は、超高域における再生音圧を効率良く向上させることで、より良い超高域再生を実現する電気音響変換器を提供することを目的とする。

本発明に係る電気音響変換器は、上記課題を解決するものであり、本発明に係る電気音響変換器は、細長形状の振動板と、振動板を振動可能に支持するエッジと、長手方向を振動板の長手方向と平行にして振動板の一方主面側に設けられ、振動板の短手方向に着磁されて振動板の一方主面と対向する側に磁気ギャップを形成する直方体形状の第１のマグネットと、長手方向を振動板の長手方向と平行にして第１のマグネットと空隙を挟んで振動板の短手方向に隣接され、第１のマグネットと反対の方向に着磁されて振動板の一方主面と対向する側に磁気ギャップを形成する直方体形状の第２のマグネットと、巻回されて細長の環形状を形成し、長手方向を振動板の長手方向と平行にして各長手部分が各磁気ギャップ内に配置されるように振動板上に設けられた第１のコイルと、空隙を埋めるように設けられた、強磁性材料からなる第１のプレートと、第１のマグネットにおける第１のプレートと接する磁極面と反対の磁極面上に設けられた第２のプレートと、第２のマグネットにおける第１のプレートと接する磁極面と反対の磁極面上に設けられた第３のプレートとを備え、第２および第３のプレートにおける振動板側の各面は、第１および第２のマグネットと第１のプレートとにおける振動板側の各面よりも振動板に近い平面上に位置し、エッジの断面は、振動板の他方主面側に凸となる形状を有しており、第２および第３のプレートは、振動板側の各面がエッジと対向するようにそれぞれ配置されることを特徴とする。

本発明に係る電気音響変換器によれば、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を増やして再生音圧を向上させるには、第１および第２のマグネットおける振動板の振動方向の幅を大きくすればよい。さらに、第１および第２のマグネットにおける振動板の振動方向の幅を大きくしても、従来とは異なり、磁束密度が最大値となる位置が変化しない。これらにより、本発明に係る電気音響変換器では、超高域において音圧周波数特性が乱れないようにしつつ、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができ、再生音圧を向上させることができる。その結果、より良い超高域再生を実現することができる。

好ましくは、第１および第２のマグネットと第１のプレートとにおける振動板側の各面は、同一平面上に位置するとよい。また、第１のコイルの各長手部分は、第１および第２のマグネットと第１〜第３のプレートとにおける振動板側の各面のうち、１つ以上の面と対向するように配置されるとよい。

好ましくは、長手方向を振動板の長手方向と平行にして振動板の他方主面側に設けられ、振動板の短手方向の位置に関し第１および第２のマグネット間に位置するように配置された直方体形状の第３のマグネットをさらに備え、第３のマグネットは、振動板の他方主面と対向する磁極面の極性を空隙と接する第１および第２のマグネットの各磁極面の極性と同じにするように、振動板の振動方向に着磁されるとよい。

好ましくは、振動板は、短手方向の長さが長手方向の長さの半分以下であるとよい。

好ましくは、第１のコイルは、長手方向の長さが振動板の長手方向の長さの６０％以上であるとよい。

好ましくは、振動板および第１のコイルは、一体成形されるとよい。

好ましくは、第１のコイルの各長手部分は、振動板の短手方向の位置に関し当該各長手部分の巻幅の中心位置が第１および第２のマグネットの幅の中心位置とそれぞれ一致するように配置されるとよい。

好ましくは、第１のコイルの各長手部分は、振動板の短手方向における第１次共振モードの節の位置に設けられるとよい。

好ましくは、巻回されて細長の環形状を形成し、長手方向を振動板の長手方向と平行にして各長手部分が磁気ギャップ内に配置されるように第１のコイルの内周側の振動板上に設けられた第２のコイルをさらに備え、第１および第２のコイルの各長手部分は、振動板の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制する位置に配置されるとよい。

また本発明は、携帯端末装置にも向けられており、本発明に係る携帯端末装置は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える。

また本発明は、車両にも向けられており、本発明に係る車両は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する車体とを備える。

また本発明は、映像機器にも向けられており、本発明に係る映像機器は、上記電気音響変換器と、上記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える。

本発明によれば、より良い超高域再生を実現する電気音響変換器を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、図１Ａ〜Ｃを参照して、本発明の第１の実施形態に係る電気音響変換器の構造について説明する。図１Ａ〜Ｃは、第１の実施形態に係る電気音響変換器の一例を示す図であり、図１Ａは正面図、図１Ｂは図１Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図、図１Ｃは図１Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図である。

図１Ａ〜Ｃにおいて、第１の実施形態に係る電気音響変換器は、フレーム１０１、マグネット１０２および１０３、プレート１０４〜１０６、振動板１０７、コイル１０８、およびエッジ１０９を備える。フレーム１０１は、非磁性材料で構成され、凹形状を有する。振動板１０７は、細長のトラック形状を有し、マグネット１０２および１０３の上方に空隙を介して配置される。なお、図１Ｃの中心軸Ｏは、振動板１０７の短手方向における中心軸である。

マグネット１０２および１０３は、形状が直方体形状であり、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットで構成される。マグネット１０２および１０３は、長手方向を振動板１０７の長手方向と平行にし、フレーム１０１の凹部の底面に固着される。図１ＣのＳ１はマグネット１０２の短手方向の幅の中心軸（以下、幅中心軸Ｓ１と称す）を示し、Ｓ２はマグネット１０３の短手方向の幅の中心軸（以下、幅中心軸Ｓ２と称す）を示している。マグネット１０２は、振動板１０７の短手方向（図１Ｃの左右方向）に着磁されている。図１Ｃでは、マグネット１０２は、右方向に着磁され、左側の磁極面の極性がＳ極となり、右側の磁極面の極性がＮ極となっている。一方、マグネット１０３は、マグネット１０２と反対の方向に着磁されている。図１Ｃでは、マグネット１０３は、左方向に着磁され、左側の磁極面の極性がＮ極となり、右側の磁極面の極性がＳ極となっている。なお、図１Ｃにおいて、マグネット１０２が左方向に着磁され、マグネット１０３が右方向に着磁されてもよい。

プレート１０４〜１０６は、形状が板形状であり、鉄などの強磁性材料で構成される。プレート１０４は、マグネット１０２および１０３間に配置される。振動板１０７の短手方向におけるプレート１０４の幅の中心は、中心軸Ｏ上に存在している。プレート１０５は、マグネット１０２におけるプレート１０４と接する磁極面と反対の磁極面上に配置される。プレート１０６は、マグネット１０３におけるプレート１０４と接する磁極面と反対の磁極面上に配置される。プレート１０４〜１０６の上面とマグネット１０２および１０３の上面とは、同じ高さになっており、同一平面上に位置している。

マグネット１０２および１０３と、プレート１０４〜１０６とにより、図１Ｃに示すように、マグネット１０２および１０３の振動板１０７側に磁束φによる磁気ギャップＧ１およびＧ２が形成される。マグネット１０２および１０３、プレート１０４〜１０６は、磁気ギャップＧ１およびＧ２を形成するための磁気回路を構成するものである。図１Ｃの太線の矢印は、磁束φを示している。磁束φの詳細については後述する。

コイル１０８は、銅やアルミ線を複数回巻回して細長の環形状に形成され、長手方向を振動板１０７の長手方向と平行にして振動板１０７の上面に接着剤Ａｄで接着される。ここでは、コイル１０８は、振動板１０７と相似形状になる細長のトラック形状に形成されている。コイル１０８の各長手部分は、磁気ギャップＧ１およびＧ２内に配置される。図１Ｃでは、コイル１０８の各長手部分は、幅中心軸Ｓ１およびＳ２上付近に位置するように配置されている。なお、コイル１０８の各長手部分は、少なくとも、磁気ギャップＧ１およびＧ２内に配置されればよい。したがって、コイル１０８の各長手部分は、プレート
１０５および１０６の内側、つまり、マグネット１０２および１０３の各上面、プレート１０４〜１０６の各上面のうち、いずれかの上面と対向する位置に配置されればよい。なお、より望ましくは、後述するように、コイル１０８の各長手部分は、その巻幅の中心が幅中心軸Ｓ１およびＳ２上に位置するように配置されるとよい。

また、コイル１０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードの節の位置近傍に配置されている。ここで、図１Ｃにおいて振動板１０７の短手方向の長さを１とし、振動板１０７の左端を０、右端を１とする。このとき、コイル１０８の一方の長手部分を、０．２２４の位置に配置し、他方の長手部分を、０．７７６の位置に配置する。なお、より望ましくは、コイル１０８の各長手部分は、その巻幅の中心が振動板１０７の短手方向における第１次共振モードの節の位置に配置されるとよい。また、コイル１０８の長手方向の長さは、振動板１０７の長手方向の長さの少なくとも６０％以上の長さである。

エッジ１０９は、断面形状が上方に凸となる半円状であり、内周端が振動板１０７の外周端に固着され、外周部がフレーム１０１の上面に固着される。これにより、振動板１０７は、エッジ１０９により上下方向に振動可能に支持される。

次に、第１の実施形態に係る電気音響変換器の動作について説明する。コイル１０８に交流電気信号が入力されていない場合、マグネット１０２および１０３と、プレート１０４〜１０６とによって図２に示すような磁束φが生じる。図２は、磁束φの詳細な流れを示す図である。マグネット１０２および１０３は、逆方向に着磁されている。このため、マグネット１０２で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。そしてプレート１０４の上面から放射された磁束φは、マグネット１０２の上方を経てプレート１０５へ入る。これにより、振動方向（図２の上下方向）に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０２の上方に形成され、マグネット１０２の上方に磁気ギャップＧ１が形成される。一方、マグネット１０３で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。そしてプレート１０４の上面から放射された磁束φは、マグネット１０３の上方を経てプレート１０６へ入る。これにより、振動方向に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０３の上方に形成され、マグネット１０３の上方に磁気ギャップＧ２が形成される。

このような静磁場における磁束密度分布を図３に示した。図３は、図１Ｃにおける磁束密度分布を示す図である。ここでの磁束密度分布は、中心軸Ｏから振動板１０７の短手方向に進んだ距離と、磁束密度との関係を示している。図３において、縦軸は磁束密度である。磁束密度は、振動板１０７の振動方向に垂直な方向の磁束の密度を示し、磁束密度が高ければ振動板１０７の振動方向に垂直な方向の磁束が多いことを意味する。横軸は、振動板１０７の短手方向における中心軸Ｏからの距離を示し、図１Ｃの右方向を正方向としている。また図３では、短手方向におけるプレート１０４の幅を１ｍｍとし、短手方向におけるマグネット１０２および１０３の幅を２ｍｍとし、短手方向におけるプレート１０５および１０６の幅を１ｍｍとし、振動板１０７の振動方向におけるマグネット１０２および１０３とプレート１０４〜１０６の幅を８ｍｍとしている。

図３からわかるように、磁束密度の最大値は０．６［Ｔ］となり、磁束密度が最大値となる位置は中心軸Ｏから１．５ｍｍの位置となった。これは、マグネット１０２および１０３の短手方向の幅の中心であり、幅中心軸Ｓ１およびＳ２と一致する。このため、コイル１０８の各長手部分が幅中心軸Ｓ１およびＳ２上付近に位置するように配置されると、コイル１０８において効率良く駆動力を発生させることができる。さらに、コイル１０８の各長手部分の巻幅の中心が幅中心軸Ｓ１およびＳ２の直上に位置したとき、コイル１０
８において最も効率良く駆動力を発生させることができる。

コイル１０８に交流電気信号を入力した場合、コイル１０８を流れる電流方向および振動板１０７の振動方向に垂直な磁束に比例するように、駆動力が発生する。この駆動力により、コイル１０８に接着されている振動板１０７は振動し、その振動が音として放射される。

次に、以上に説明した本実施形態に係る電気音響変換器の特徴とその効果について説明する。

第１に、振動板１０７の形状は、細長形状である。このため、超高域において共振によるピークディップが生じにくくなり、共振による超高域の音圧周波数特性の乱れが改善される。なお、振動板１０７の縦横比については、縦方向（長手方向）の長さを１とした場合に横方向（短手方向）の長さを０．５以下、つまり半分以下とすることが望ましい。短手方向の第１次共振モードの共振周波数（第１次共振周波数）は、長手方向の第１次共振モードの共振周波数（第１次共振周波数）の２乗に反比例する。したがって、振動板１０７の縦横比を１：０．５とした場合、長手方向の第１次共振周波数をｆＬ１［Ｈｚ］とすると、短手方向の第１次共振周波数ｆＳ１は、４＊ｆＬ１になる。また、第２次共振モードの共振周波数（第２次共振周波数）は第１次共振周波数の５．４倍となるので、短手方向における第２次共振周波数ｆＳ２は、５．４＊ｆＳ１＝５．４＊４＊ｆＬ１＝２１．６＊ｆＬ１［Ｈｚ］となる。以上より、振動板１０７の縦横比を１：０．５とした場合、長手方向における第１次共振周波数の２１．６倍の周波数までの帯域において、音圧周波数特性の乱れを改善することができる。さらに、振動板１０７の縦横比を１：０．３とした場合、短手方向の第１次共振周波数ｆＳ１は、１１．１＊ｆＬ１［Ｈｚ］となるので、短手方向の第２次共振周波数ｆＳ２は、６０＊ｆＬ１となる。したがって、この場合、長手方向における第１次共振周波数の６０倍の周波数までの帯域において、音圧周波数特性の乱れを改善することができる。このように、本実施形態による共振抑制効果は、振動板１０７の縦横比が大きくなるほど、つまり振動板１０７が細長くなるほど、大きくなる。

第２に、コイル１０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードの節の位置近傍に配置されている。このため、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードを抑えることでき、超高域の音圧周波数特性の乱れがさらに改善される。さらに、コイル１０８の長手方向の長さは、振動板１０７の長手方向の長さの少なくとも６０％以上の長さである。このため、振動板１０７の長手方向は全面駆動されることになり、振動板１０７の長手方向における共振モードを抑えることができ、超高域の音圧周波数特性の乱れがさらに改善される。このように、コイル１０８の各長手部分が振動板１０７の短手方向における第１次共振モードの節の位置近傍に配置されたり、コイル１０８の長手方向の長さが振動板１０７の長手方向の長さの少なくとも６０％以上の長さであったりすることにより、振動板１０７の形状を細長形状にしただけの場合よりも、音圧周波数特性に乱れのない再生帯域をさらに高域まで伸ばすことができる。

第３に、コイル１０８の各長手部分は、幅中心軸Ｓ１およびＳ２上、またはその付近に位置するように配置されている。このため、コイル１０８において駆動力を効率良く発生させることができる。その結果、再生音圧を向上させることができる。

第４に、マグネット１０２および１０３は、振動板１０７の短手方向に着磁されている。ここで、図２３Ａ〜Ｃに示した従来の電気音響変換器では、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を増やして再生音圧を向上させるには、図２４に示したようにマグネット９０８の短手方向の幅を大きくする必要があった。しかしながら、振動板９０９の短手方向の幅を変えることができないので、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やす
ことができなかった。これに対し、本実施形態に係る電気音響変換器は、振動板１０７の短手方向に着磁されたマグネット１０２および１０３を備えた構造を有する。したがって、本実施形態に係る電気音響変換器では、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を増やして再生音圧を向上させるには、マグネット１０２および１０３における振動板１０７の振動方向（図１Ｃの上下方向）の幅を大きくすればよいことになる。さらに、マグネット１０２および１０３における振動板１０７の振動方向の幅を大きくしても、従来とは異なり、磁束密度が最大値となる位置が変化しない。これらにより、本実施形態に係る電気音響変換器では、超高域において音圧周波数特性が乱れないようにしつつ、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができる。その結果、より良い超高域再生を実現することができる。なお、本実施形態に係る電気音響変換器では、マグネットの拡大方向が従来に対して９０度異なる方向になっている。このため、本実施形態に係る電気音響変換器は、細長形状の振動板に好適である。

以下、上記第４の内容を図４および図５を参照して検証する。図４は、図１Ｃに示した電気音響変換器を構成する磁気回路（マグネット１０２および１０３、プレート１０４〜１０６）を斜めから見たときの斜視図である。図４では、マグネット１０２および１０３の短手方向をＸ軸とし、長手方向をＹ軸とし、振動板１０７の振動方向をＺ軸としている。図５は、マグネット１０２および１０３における振動板１０７の振動方向の幅の変化と、磁束密度分布の変化との関係を示した図である。

図４において、磁束密度を高くするためには、マグネット１０２および１０３をＸ軸方向ではなくＺ軸方向に伸ばせばよい。つまり、磁束密度を高くする過程において、マグネット１０２および１０３のＸ軸方向の幅を増やす必要がない。ここで、Ｚ軸方向におけるマグネット１０２および１０３の幅をＨとして、Ｈを変化させた場合に、磁束密度がどのように変化するかについて、図５を参照して説明する。図５において、グラフ（ａ）は、図３に示したものと同じもの、つまり、Ｈ＝８ｍｍのときの磁束密度分布を示している。グラフ（ｂ）は、Ｈ＝１３ｍｍのときの磁束密度分布を示している。グラフ（ａ）で磁束密度の最大値は０．６［Ｔ］となり、グラフ（ｂ）で磁束密度の最大値は０．８５［Ｔ］となっている。また、グラフ（ａ）および（ｂ）において、磁束密度が最大となる位置は、ともに１．５ｍｍである。これらから、Ｈを大きくすると、磁束密度の最大値は０．６［Ｔ］から０．８５［Ｔ］に増加しているにもかかわらず、磁束密度が最大となる位置が１．５ｍｍで変化していないことがわかる。このように、本実施形態では、コイル１０８の各長手部分の配置位置を変えずに、磁束密度を高くすることができる。

第５に、プレート１０４の上面とマグネット１０２および１０３の上面とは、同じ高さになっており、同一平面上に位置している。このように構成された場合の効果について、図６および図７を参照して説明する。図６は、プレート１０４〜１０６の上面の位置と磁束密度分布との関係を説明するための電気音響変換器の構造断面図である。図７は、プレート１０４〜１０６の上面の位置と磁束密度分布との関係を示す図である。

図６において、電気音響変換器は、フレーム１０１ａ、マグネット１０２ａおよび１０３ａ、プレート１０４ａ〜１０６ａ、振動板１０７ａ、コイル１０８ａ、およびエッジ１０９ａを備える。図６に示す電気音響変換器の構造は、図１Ｃに示した構造に対して、プレート１０４ａの上面の高さがマグネット１０２ａおよび１０３ａの上面よりも高い点で大きく異なる。それ以外の構造については、図１Ｃに示した構造と基本的には同じであるため、説明を省略する。

プレート１０４ａの上面は、マグネット１０２ａおよび１０３ａの上面よりもδＨだけ高い位置に位置している。つまり、プレート１０４ａが、マグネット１０２ａおよび１０３ａの上面からδＨだけ飛び出したような構造となっている。この構造では、プレート１
０４ａから放射される磁束φは、プレート１０４ａの上面からだけではなく、飛び出した部分の側面からも放射される。そしてこのうち、側面から放射された磁束φは、コイル１０８ａに貫通することなく、プレート１０５ａおよび１０６ａへ入る。ここで、プレート１０４ａから放射されるべき磁束φは一定であるから、コイル１０８ａを貫通する磁束φは、飛び出した部分の側面から放射された磁束φがコイル１０８ａに貫通しない分だけ、減少してしまう。

図７において、縦軸は磁束密度であり、横軸は振動板１０７ａの短手方向における中心軸Ｏからの距離を示し、図６の右方向を正方向としている。また図７では、短手方向におけるプレート１０４ａの幅を１ｍｍとし、短手方向におけるマグネット１０２ａおよび１０３ａの幅を２ｍｍとし、短手方向におけるプレート１０５ａおよび１０６ａの幅を１ｍｍとし、振動板１０７ａの振動方向におけるマグネット１０２ａおよび１０３ａとプレート１０５ａおよび１０６ａの幅を８ｍｍとしている。図７のグラフ（ａ）は、プレート１０４ａの上面がマグネット１０２ａおよび１０３ａの上面と同じ高さになるとき（δＨが０のとき）の磁束密度分布を示している。図７のグラフ（ｂ）は、プレート１０４ａの上面がマグネット１０２ａおよび１０３ａの上面よりも０．５ｍｍ高くなるとき（δＨが０．５のとき）の磁束密度分布を示している。図７から、グラフ（ｂ）は、グラフ（ａ）よりも磁束密度が低いことがわかる。このように、プレート１０４の上面とマグネット１０２および１０３の上面とが同一平面上に位置することにより、より高い磁束密度を得ることができる。

以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器によれば、超高域における再生音圧を効率良く向上させることができ、より良い超高域再生を実現することができる。

なお、本実施形態では、プレート１０４〜１０６を用いていたが、図８に示すように、これらを省略してもよい。図８は、プレート１０４〜１０６を省略した第１の実施形態に係る電気音響変換器の短手方向の構造断面図である。図８に示す構造であっても、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を増やして再生音圧を向上させるには、マグネット１０２および１０３における振動板１０７の振動方向（図８の上下方向）の幅を大きくすればよい。また、マグネット１０２および１０３における振動板１０７の振動方向の幅を大きくしても、従来とは異なり、磁束密度が最大値となる位置が変化しない。したがって、図８に示す構造であっても、従来よりも、より良い超高域再生を実現することができる。また、振動板１０７の短手方向に着磁されたマグネット１０２および１０３さえ備えれば、従来よりも、より良い超高域再生を実現することができる。したがって、図９や図１０に示すように、プレート１０４と、プレート１０５および１０６とのいずれか一方のみ省略するようにしてもよい。図９は、プレート１０５および１０６を省略した第１の実施形態に係る電気音響変換器の短手方向の構造断面図である。図１０は、プレート１０４を省略した第１の実施形態に係る電気音響変換器の短手方向の構造断面図である。

なお、本実施形態では、マグネット１０２および１０３がネオジウムマグネットで構成されるとしたが、これに限定されない。マグネット１０２および１０３は、目標音圧や、マグネットの形状等に合わせ、フェライト、サマリウムコバルト等のマグネットで構成されてもよい。また本実施形態では、マグネット１０２および１０３を直方体形状としたが、楕円柱形状などの他の形状としてもよい。

なお、本実施形態では、エッジ１０９の断面形状が半円状であるとしたが、これに限定されない。エッジ１０９の断面形状は、最低共振周波数および最大振幅を満足するように決定すればよく、例えば波形状、楕円形状などであってもよい。

なお、本実施形態では、コイル１０８が振動板１０７の上面に接着剤Ａｄで接着される
としたが、コイル１０８および振動板１０７が一体成形されてもよい。

なお、本実施形態では、電気音響変換器がマグネット１０２および１０３を備えるとしたが、いずれか一方のマグネットが省略されてもよい。例えば、図１Ｃにおいて、マグネット１０２を省略する場合、マグネット１０３の短手方向の幅を、幅中心軸Ｓ１およびＳ２の間隔以上に設定する。また、コイル１０８を中心軸Ｏで２分割し、分割したコイルの長手部分それぞれに同一方向の電流を流す。これらにより、マグネット１０３の上方に形成された磁気ギャップＧ２によって、分割したコイルの長手部分それぞれには、同一方向の駆動力が発生することになる。このように、マグネット１０２および１０３のいずれか一方のマグネットが省略された場合、マグネットを省略した分だけ安価な磁気回路を実現することができる。

（第２の実施形態）
以下、図１１Ａ〜Ｃを参照して、本発明の第２の実施形態に係る電気音響変換器の構造について説明する。図１１Ａ〜Ｃは、第２の実施形態に係る電気音響変換器の一例を示す図であり、図１１Ａは正面図、図１１Ｂは図１１Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図、図１１Ｃは図１１Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図である。

図１１Ａ〜Ｃにおいて、第２の実施形態に係る電気音響変換器は、フレーム１０１、マグネット１０２および１０３、プレート１０４〜１０６、振動板１０７、コイル１０８および２０８、およびエッジ１０９を備える。本実施形態に係る電気音響変換器は、第１の実施形態に係る電気音響変換器に対して、コイル２０８をさらに備え、コイル１０８の配置位置が異なる。それ以外の構成については第１の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。

コイル２０８は、銅やアルミ線を複数回巻回して細長の環形状に形成される。ここでは、コイル２０８は、振動板１０７やコイル１０８と相似形状になる細長のトラック形状に形成されている。コイル２０８は、コイル１０８の内周側の振動板１０７の上面に、長手方向を振動板１０７の長手方向と平行にして接着剤Ａｄで接着される。コイル２０８の各長手部分は、磁気ギャップＧ１およびＧ２内に配置される。コイル２０８の長手方向の長さは、コイル１０８よりも短いが、振動板１０７の長手方向の長さの少なくとも６０％以上の長さである。

以下、コイル１０８および２０８の配置位置について詳細に説明する。コイル１０８および２０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードの両方を抑制することができる位置に配置される。ここで、図１１Ｃにおいて振動板１０７の短手方向の長さを１とし、振動板１０７の左端を０、右端を１とする。このとき、コイル１０８の各長手部分を、０．１１３０と０．８７７０の位置に配置し、コイル２０８の各長手部分を、０．３７７７５と０．６２２２５の位置に配置する。この位置に配置すれば、第１次および第２次共振モードを抑制することができる。

また、コイル１０８および２０８の各長手部分は、マグネット１０２および１０３の幅中心軸Ｓ１およびＳ２を基準とすると、当該基準からの距離が同じ距離となるように配置されている。図１１Ｃで言えば、幅中心軸Ｓ１からコイル１０８の左側の長手部分までの距離と、幅中心軸Ｓ１からコイル２０８の左側の長手部分までの距離とが同じ距離となっている。同様に、幅中心軸Ｓ２からコイル１０８の右側の長手部分までの距離と、幅中心軸Ｓ２からコイル２０８の右側の長手部分までの距離とが同じ距離となっている。ここで、上述した図３からわかるように、磁束密度は、幅中心軸Ｓ１およびＳ２で最大となる。また、距離が０以上の領域における磁束密度分布は、幅中心軸Ｓ２を境界として幅中心軸
Ｓ２の左側と右側が対称となっている。同様に、距離が０よりも小さい領域における磁束密度分布は、幅中心軸Ｓ１を境界として幅中心軸Ｓ１の左側と右側が対称となっている。したがって、コイル１０８および２０８の各長手部分を図１１Ｃのように配置すれば、コイル１０８および２０８の各長手部分で得られる磁束密度がほぼ等しくなる。これにより、最も平衡された駆動力が得られる。なお、コイル１０８および２０８の各長手部分を図１１Ｃのように配置するには、例えば、マグネット１０２および１０３の短手方向の幅を適宜調整すればよい。

次に、第２の実施形態に係る電気音響変換器の動作について説明する。コイル１０８および２０８に交流電気信号が入力されていない場合、マグネット１０２および１０３と、プレート１０４〜１０６とによって図１１Ｃに示すような磁束φが生じる。マグネット１０２および１０３は、逆方向に着磁されている。このため、マグネット１０２で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。そしてプレート１０４の上面から放射された磁束φは、マグネット１０２の上方を経てプレート１０５へ入る。これにより、振動方向（図１１Ｃの上下方向）に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０２の上方に形成され、マグネット１０２の上方に磁気ギャップＧ１が形成される。一方、マグネット１０３で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。そしてプレート１０４の上面から放射された磁束φは、マグネット１０３の上方を経てプレート１０６へ入る。これにより、振動方向に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０３の上方に形成され、マグネット１０３の上方に磁気ギャップＧ２が形成される。このような静磁場では、図３に示したように、磁束密度は、幅中心軸Ｓ１およびＳ２で最大となる。したがって、コイル１０８および２０８の各長手部分で得られる磁束密度がほぼ等しくなり、最も平衡された駆動力が得られる。

コイル１０８および２０８に交流電気信号を入力した場合、コイル１０８および２０８を流れる電流方向および振動板１０７の振動方向に垂直な磁束に比例するように、駆動力が発生する。この駆動力により、コイル１０８および２０８に接着されている振動板１０７は振動し、その振動が音として放射される。

ここで、コイル１０８および２０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードの両方を抑制することができる位置に配置される。このため、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制することができ、第３次共振モードの発生する周波数まで音圧周波数特性を平坦にすることができる。振動板１０７は、細長形状であり、振動板１０７の短手方向は長手方向に比べて短い。このため、振動板１０７の短手方向における第１次共振モード、第２次共振モードの各共振周波数は、非常に高い周波数となる。例えば、厚さが５０μ、長手方向の長さが５５ｍｍ、短手方向の長さが５ｍｍであるポリイミド材料を振動板１０７として用いた場合、振動板１０７の短手方向における第１次〜第３次共振モードの各共振周波数は、それぞれ約４ｋＨｚ、２２ｋＨｚ、５５ｋＨｚとなる。したがって、第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制した場合、５５ｋＨｚまで音圧周波数特性を平坦にすることができる。

なお、コイル１０８および２０８の長手方向の長さは、振動板１０７の長手方向の長さの少なくとも６０％以上の長さである。このため、振動板１０７の長手方向については全面駆動されることになり、振動板１０７の長手方向における共振モードを抑えることができ、超高域の音圧周波数特性の乱れがさらに改善される。

以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器によれば、コイル１０８および２０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モ
ードの両方を抑制することができる位置に配置される。このため、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制することができ、第３次共振モードの発生する周波数まで音圧周波数特性を平坦にすることができる。

また、本実施形態に係る電気音響変換器によれば、コイル１０８および２０８の各長手部分は、マグネット１０２および１０３の幅中心軸Ｓ１およびＳ２を基準とすると、当該基準からの距離が同じ距離となるように配置されている。これにより、最も平衡された駆動力を得ることができる。

（第３の実施形態）
以下、図１２Ａ〜Ｃを参照して、本発明の第３の実施形態に係る電気音響変換器の構造について説明する。図１２Ａ〜Ｃは、第３の実施形態に係る電気音響変換器の一例を示す図であり、図１２Ａは正面図、図１２Ｂは図１２Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図、図１２Ｃは図１２Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図である。

図１２Ａ〜Ｃにおいて、第３の実施形態に係る電気音響変換器は、フレーム１０１、マグネット１０２および１０３、プレート１０４、プレート３０５および３０６、振動板１０７、コイル１０８、およびエッジ１０９を備える。本実施形態に係る電気音響変換器は、第１の実施形態に係る電気音響変換器に対して、プレート１０５および１０６がプレート３０５および３０６に入れ代わった点のみ異なる。それ以外の構成については第１の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。

プレート３０５および３０６は、形状が板形状であり、鉄などの強磁性材料で構成される。プレート３０５は、マグネット１０２におけるプレート１０４と接する磁極面と反対の磁極面上に配置される。プレート３０６は、マグネット１０３におけるプレート１０４と接する磁極面と反対の磁極面上に配置される。プレート１０４の上面とマグネット１０２および１０３の上面とは、同じ高さになっており、同一平面上に位置している。一方、プレート３０５および３０６の上面は、マグネット１０２および１０３の上面よりも高く、振動板１０７に近い平面上に位置している。このことは、図１３に示す斜視図からもわかる。図１３は、図１２Ｃに示した電気音響変換器を構成する磁気回路（マグネット１０２および１０３、プレート１０４、プレート３０５および３０６）を斜めから見たときの斜視図である。また、プレート３０５および３０６は、上方に凸となる断面形状を有するエッジ１０９の下側であって、当該エッジ１０９と対向する位置に配置される。また、振動板１０７の短手方向におけるプレート３０５および３０６の幅は、エッジ１０９の幅よりも小さい。このように構成することで、振動板１０７の振幅によりエッジ１０９がプレート３０５および３０６に接触することを防ぐことができる。

次に、第３の実施形態に係る電気音響変換器の動作について説明する。コイル１０８に交流電気信号が入力されていない場合、マグネット１０２および１０３、プレート１０４、プレート３０５および３０６によって図１２Ｃに示すような磁束φが生じる。図１２Ｃでは磁束φが片側しか記されていないが、プレート１０４の両側に生じている。マグネット１０２および１０３は、逆方向に着磁されている。このため、マグネット１０２で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。そしてプレート１０４の上面から放射された磁束φは、マグネット１０２の上方を経てプレート３０５へ入る。これにより、振動方向（図１２Ｃの上下方向）に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０２の上方に形成され、マグネット１０２の上方に磁気ギャップＧ１が形成される。一方、マグネット１０３で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。そしてプレート１０４の上面から放射された磁束φは、マグネット１０
３の上方を経てプレート３０６へ入る。これにより、振動方向に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０３の上方に形成され、マグネット１０３の上方に磁気ギャップＧ２が形成される。

ここで、プレート３０５および３０６の上面は、マグネット１０２および１０３の上面よりも高く、振動板１０７に近い平面上に位置している。このため、高くなったプレート３０５および３０６の上面へ磁束φがそれぞれ導かれ、コイル１０８を貫通する磁束φが増加する。図１２Ｃに示した構造では、コイル１０８は振動板１０７の上面に固着されている。このため、プレート３０５および３０６の上面が振動板１０７よりも高くなる場合、コイル１０８を貫通する磁束が最も多くなりやすい。図１４に、プレート３０５および３０６の上面をマグネット１０２および１０３の上面よりも１．０ｍｍ高くした場合の磁束密度分布の変化を示す。

図１４において、縦軸は磁束密度であり、横軸は振動板１０７の短手方向における中心軸Ｏからの距離を示し、図１２Ｃの右方向を正方向としている。また図１４では、短手方向におけるプレート１０４の幅を１ｍｍとし、短手方向におけるマグネット１０２および１０３の幅を２ｍｍとし、短手方向におけるプレート３０５および３０６の幅を１ｍｍとし、振動板１０７の振動方向におけるマグネット１０２および１０３の幅を８ｍｍとしている。図１４のグラフ（ａ）は、プレート３０５および３０６の上面がマグネット１０２および１０３の上面と同じ高さになるときの磁束密度分布を示している。図１４のグラフ（ｂ）は、プレート３０５および３０６の上面がマグネット１０２および１０３の上面よりも１．０ｍｍ高くなるときの磁束密度分布を示している。

グラフ（ａ）では、第１の実施形態と同様、磁束密度が最大値となる位置は幅中心軸Ｓ１およびＳ２と一致する。一方、グラフ（ｂ）では、磁束密度が全体的にグラフ（ａ）よりも高くなっている。これは、高くなったプレート３０５および３０６の上面へ磁束φがそれぞれ導かれるためである。このようにプレート３０５および３０６の上面をマグネット１０２および１０３の上面よりも高くすることで、磁束密度を増加させることができる。なお、グラフ（ｂ）では、グラフ（ａ）と比べて幅中心軸Ｓ１およびＳ２の位置からプレート３０５および３０６に向かうほど磁束密度が大きくなる。したがって、最も効率よく駆動力を得るために、コイル１０８の各長手部分を幅中心軸Ｓ１およびＳ２の位置からプレート３０５および３０６側へずれた位置に配置するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器によれば、プレート３０５および３０６の上面は、マグネット１０２および１０３の上面よりも高く、振動板１０７側に近い平面上に位置している。これにより、第１の実施形態と比べて、コイル１０８で得られる駆動力を増加させ、超高域における再生音圧をさらに高くすることができる。

（第４の実施形態）
以下、図１５Ａ〜Ｃを参照して、本発明の第４の実施形態に係る電気音響変換器の構造について説明する。図１５Ａ〜Ｃは、第４の実施形態に係る電気音響変換器の一例を示す図であり、図１５Ａは正面図、図１５Ｂは図１５Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図、図１５Ｃは図１５Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図である。

図１５Ａ〜Ｃにおいて、第４の実施形態に係る電気音響変換器は、フレーム１０１、マグネット１０２および１０３、プレート１０４〜１０６、振動板１０７、コイル１０８および２０８、エッジ１０９、支持部材４０１および４０２、およびマグネット４０３を備える。本実施形態に係る電気音響変換器は、第２の実施形態に係る電気音響変換器に対して、支持部材４０１および４０２、およびマグネット４０３をさらに備える点のみ異なる。それ以外の構成については第２の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。以下、異なる点を中心に説明する。

マグネット４０３は、形状が直方体形状であり、例えばエネルギー積が４４ＭＧＯｅのネオジウムマグネットで構成される。マグネット４０３は、振動板１０７の短手方向における中心が中心軸Ｏと一致するように、振動板１０７の上方に配置される。マグネット４０３は、長手方向を振動板１０７の長手方向と平行にして配置されており、長手方向の各終端部が支持部材４０１および４０２それぞれに固着されている。支持部材４０１および４０２は、フレーム１０１に固着される。マグネット４０３は、振動板１０７の振動方向（図１５Ｃの上下方向）に着磁される。マグネット４０３の振動板１０７の上面と対向する磁極面の極性は、マグネット１０２および１０３のプレート１０４と接する各磁極面の極性と同じである。図１５Ｃの例では、マグネット４０３の振動板１０７の上面と対向する磁極面の極性は、Ｎ極となっており、マグネット１０２および１０３のプレート１０４と接する各磁極面の極性もＮ極となっている。

コイル１０８および２０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードの両方を抑制することができる位置に配置される。また、コイル１０８および２０８の各長手部分は、マグネット１０２および１０３の幅中心軸Ｓ１およびＳ２を基準とすると、当該基準からの距離が同じ距離となるように配置されている。

次に、第４の実施形態に係る電気音響変換器の動作について説明する。コイル１０８および２０８に交流電気信号が入力されていない場合、マグネット１０２、１０３、４０３と、プレート１０４〜１０６とによって図１５Ｃに示すような磁束φが生じる。マグネット１０２および１０３は、逆方向に着磁されている。このため、マグネット１０２で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。ここで、マグネット４０３の下面はＮ極となっている。このため、プレート１０４の上面から放射された磁束φは強制的に水平方向へ変化する。そして水平方向に変化した磁束φは、マグネット１０２の上方を経てプレート１０５へ入る。これにより、第２の実施形態よりも多い振動方向（図１５Ｃの上下方向）に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０２の上方に形成され、マグネット１０２の上方に磁気ギャップＧ１が形成される。一方、マグネット１０３で発生した磁束φは、Ｎ極である磁極面からプレート１０４に入り、プレート１０４の上面から上方の空隙へ放射される。ここで、マグネット４０３の下面はＮ極となっている。このため、プレート１０４の上面から放射された磁束φは強制的に水平方向へ変化する。そして水平方向に変化した磁束φは、マグネット１０３の上方を経てプレート１０６へ入る。これにより、第２の実施形態よりも多い振動方向（図１５Ｃの上下方向）に垂直な磁束で構成される磁場がマグネット１０３の上方に形成され、マグネット１０３の上方に磁気ギャップＧ２が形成される。このように、マグネット４０３が配置されることで、第２の実施形態よりも振動方向に垂直な磁束をさらに増やすことができる。図１６に、マグネット４０３を配置した場合の磁束密度分布の変化を示す。

図１６において、縦軸は磁束密度であり、横軸は振動板１０７の短手方向における中心軸Ｏからの距離を示し、図１５Ｃの右方向を正方向としている。また図１６では、短手方向におけるプレート１０４〜１０６の幅を１ｍｍとし、短手方向におけるマグネット１０
２および１０３の幅を２ｍｍとし、振動板１０７の振動方向におけるマグネット１０２および１０３の幅を８ｍｍとしている。図１６のグラフ（ａ）は、マグネット４０３が配置されていない場合の磁束密度分布を示している。図１６のグラフ（ｂ）は、マグネット４０３が配置された場合の磁束密度分布を示している。

グラフ（ａ）では、第１の実施形態と同様、磁束密度が最大値となる位置は幅中心軸Ｓ１およびＳ２と一致する。一方、グラフ（ｂ）では、磁束密度が全体的にグラフ（ａ）よりも高くなっている。これは、プレート１０４の上面から放射された磁束φが、マグネット４０３により強制的に水平方向へ変化するためである。このように、マグネット４０３を配置することで、磁束密度を増加させることができる。なお、グラフ（ｂ）では、中心軸Ｏに近いほど、磁束密度が大きくなっている。

ここで、コイル１０８および２０８の各長手部分は、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードの両方を抑制することができる位置に配置される。このため、振動板１０７の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制することができ、第３次共振モードの発生する周波数まで音圧周波数特性を平坦にすることができる。

以上のように、本実施形態に係る電気音響変換器によれば、第２の実施形態に対してマグネット４０３をさらに備える。これにより、第２の実施形態よりも振動方向に垂直な磁束をさらに増やすことができ、超高域における再生音圧をさらに高くすることができる。

なお、本実施形態において、図１７に示すように、プレート１０５および１０６をプレート３０５および３０６としてもよい。図１７は、図１５Ｃのプレート１０５および１０６をプレート３０５および３０６とした場合の電気音響変換器の構造断面図である。プレート３０５および３０６は、図１２Ｃに示したものと同じであり、プレート３０５および３０６の上面は、マグネット１０２および１０３の上面よりも高く、振動板１０７に近い平面上に位置している。ここで、図１８に、プレート３０５および３０６の上面をマグネット１０２および１０３の上面よりも１．０ｍｍ高くした場合の磁束密度分布の変化を示す。

図１８において、縦軸は磁束密度であり、横軸は振動板１０７の短手方向における中心軸Ｏからの距離を示し、図１７の右方向を正方向としている。また図１８では、短手方向におけるプレート１０４の幅を１ｍｍとし、短手方向におけるマグネット１０２および１０３の幅を２ｍｍとし、短手方向におけるプレート３０５および３０６の幅を１ｍｍとし、振動板１０７の振動方向におけるマグネット１０２および１０３の幅を８ｍｍとしている。図１８のグラフ（ａ）は、図１６のグラフ（ａ）と同じものである。図１８のグラフ（ｂ）は、プレート３０５および３０６の上面がマグネット１０２および１０３の上面よりも１．０ｍｍ高くなるときの磁束密度分布を示している。

グラフ（ａ）では、第１の実施形態と同様、磁束密度が最大値となる位置は幅中心軸Ｓ１およびＳ２と一致する。一方、グラフ（ｂ）では、磁束密度が全体的にグラフ（ａ）よりも高くなっている。具体的には、中心軸Ｏ付近においては、プレート１０４の上面から放射された磁束φがマグネット４０３により強制的に水平方向へ変化するために、磁束密度が大きくなっている。これに対し、プレート３０５および３０６付近においては、高く
なったプレート３０５および３０６の上面へ磁束φがそれぞれ導かれるために、磁束密度が大きくなっている。このようにプレート３０５および３０６の上面をマグネット１０２および１０３の上面よりも高くすることで、中心軸Ｏからの距離に関わらず、一律に磁束密度を増加させることができる。

なお、マグネット４０３の動作点を高くするために、鉄などの強磁性材料で構成されたヨークをマグネット４０３の上面にさらに設けるようにしてもよい。この際、振動板１０７上方への音の放射を妨げないようにするために、振動板１０７の短手方向において、ヨークの幅をマグネット４０３の幅と同じかそれよりも小さくすることが望ましい。

なお、上述した第１〜第４の実施形態に係る電気音響変換器は、パソコンやテレビ等の映像機器に搭載することも可能である。第１〜第４の実施形態に係る電気音響変換器は、映像機器に設けられた機器筐体の内部に配置される。以下、具体例として、第１の実施形態に係る電気音響変換器を映像機器である薄型テレビに搭載した場合について説明する。図１９は、薄型テレビを示した図である。

図１９において、薄型テレビ５０は、表示部５１、機器筐体５２、電気音響変換器５３を有する。表示部５１は、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルで構成され、画像を表示する。表示部５１の両サイドには、電気音響変換器５３を搭載するための機器筐体５２が配置されている。機器筐体５２には、電気音響変換器５３を搭載する箇所において、音孔を有する防塵ネットが設置されている。あるいは、機器筐体５２自体に、音孔が形成されている。電気音響変換器５３は、第１の実施形態に係る電気音響変換器と同様の構造を有しており、音の放射面が聴視者に向くように配置されている。なお、図１９では、電気音響変換器５３を機器筐体５２に取り付けたが、異なる機器筐体の内部に取り付けてもよい。例えば、薄型テレビ５０内部の基板上に取り付けてもよい。

次に、図１９に示す薄型テレビ５０の動作について説明する。基地局から出力された電波はアンテナで受信される。アンテナで受信された電波は、薄型テレビ５０に入力され、薄型テレビ５０内部の電気回路（図示なし）によって映像信号と音声信号とに変換される。映像信号は表示部５１において表示され、音声信号は電気音響変換器５３において音として放射される。

薄型テレビ５０では、全体の横幅に対して表示部５１の横幅をできるだけ大きくするために、つまり大画面化を図るために、機器筐体５２の横幅はできるだけ薄く構成される。このため、機器筐体５２に搭載される電気音響変換器５３の横幅（短辺方向の幅）も狭いものが求められる。これに対し、電気音響変換器５３では、電気音響変換器５３の横幅を狭くしつつ、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができ、再生音圧を向上させることができる。その結果、より良い超高域再生を実現することができ、電気音響変換器５３は、大画面化を図る薄型テレビ５０などの映像機器において有益である。

また、上述した第１〜第４の実施形態に係る電気音響変換器は、携帯電話やＰＤＡ等の携帯端末装置に搭載することも可能である。第１〜第４の実施形態に係る電気音響変換器は、携帯端末装置に設けられた機器筐体の内部に配置される。以下、具体例として、第１の実施形態に係る電気音響変換器を携帯端末装置である携帯電話に搭載した場合について説明する。図２０は、携帯電話を示した図である。

図２０において、携帯電話６０は、機器筐体６１、電気音響変換器６２を有する。電気音響変換器６２は、第１の実施形態に係る電気音響変換器と同様の構造を有しており、機器筐体６１の内部に配置される。

次に、図２０に示す携帯電話６０の動作について簡単に説明する。例えば、携帯電話６０のアンテナ（図示なし）で着信電波が受信されると、携帯電話６０内部の電気回路（図示なし）によって着信用の音声信号が生成される。生成された音声信号は、電気音響変換器６２において音として放射される。

携帯電話６０では、薄型化が図られており、機器筐体６１の厚みはできるだけ薄く構成される。このため、機器筐体６１に搭載される電気音響変換器６２の横幅（短辺方向の幅）も狭いものが求められる。これに対し、電気音響変換器６２では、電気音響変換器６２の横幅を狭くしつつ、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができ、再生音圧を向上させることができる。その結果、より良い超高域再生を実現することができ、電気音響変換器６２は、薄型化を図る携帯電話６０などの携帯端末装置において有益である。

また、上述した第１〜第４の実施形態に係る電気音響変換器は、車載用の電気音響変換器として、自動車などの車両に搭載されることも可能である。第１〜第４の実施形態に係る電気音響変換器は、車体の内部に配置される。以下、具体例として、第１の実施形態に係る電気音響変換器を自動車のドアに搭載した場合について説明する。図２１は、自動車のドアを示した図である。

図２１において、自動車のドア７０は、窓部７１、ドア本体７２、低域用電気音響変換器７３、高域用電気音響変換器７４を有する。低域用電気音響変換器７３は、主に低域の音を放射するための電気音響変換器である。高域用電気音響変換器７４は、主に高域の音を放射する電気音響変換器であり、第１の実施形態に係る電気音響変換器と同様の構造を有している。低域用電気音響変換器７３、高域用電気音響変換器７４は、ドア本体７２の内部に配置される。高域用電気音響変換器７４では、振動板の振動方向に垂直な方向の磁束を効率良く増やすことができ、再生音圧を向上させることができる。その結果、より良い超高域再生が可能な車内リスニング環境を提供することができる。

本発明に係る電気音響変換器は、より良い超高域再生を実現することが可能であり、オーディオセットや、テレビ、パソコン、携帯電話、ＰＤＡなどの電子機器等に適用される。

第１の実施形態に係る電気音響変換器の正面図図１Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図図１Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図磁束φの詳細な流れを示す図図１Ｃにおける磁束密度分布を示す図図１Ｃに示した電気音響変換器を構成する磁気回路を斜めから見たときの斜視図マグネット１０２および１０３における振動板１０７の振動方向の幅の変化と、磁束密度分布の変化との関係を示した図プレート１０４〜１０６の上面の位置と磁束密度分布との関係を説明するための電気音響変換器の構造断面図プレート１０４〜１０６の上面の位置と磁束密度分布との関係を示す図プレート１０４〜１０６を省略した第１の実施形態に係る電気音響変換器の短手方向の構造断面図プレート１０５および１０６を省略した第１の実施形態に係る電気音響変換器の短手方向の構造断面図プレート１０４を省略した第１の実施形態に係る電気音響変換器の短手方向の構造断面図第２の実施形態に係る電気音響変換器の正面図図１１Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図図１１Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図第３の実施形態に係る電気音響変換器の正面図図１２Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図図１２Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図図１２Ｃに示した電気音響変換器を構成する磁気回路を斜めから見たときの斜視図プレート３０５および３０６の上面をマグネット１０２および１０３の上面よりも１．０ｍｍ高くした場合の磁束密度分布の変化を示す図第４の実施形態に係る電気音響変換器の正面図図１５Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図図１５Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図マグネット４０３を配置した場合の磁束密度分布の変化を示す図図１５Ｃのプレート１０５および１０６をプレート３０５および３０６とした場合の電気音響変換器の構造断面図プレート３０５および３０６の上面をマグネット１０２および１０３の上面よりも１．０ｍｍ高くした場合の磁束密度分布の変化を示す図薄型テレビを示した図携帯電話を示した図自動車のドアを示した図従来の電気音響変換器の正面図図２２Ａの短手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図従来の電気音響変換器の正面図図２３Ａの長手方向の中心線ＡＡで電気音響変換器を切断した場合の断面図図２３Ａの短手方向の中心線ＢＢで電気音響変換器を切断した場合の断面図図２３Ａ〜Ｃに示す電気音響変換器において、マグネット９０８の短手方向の幅を大きくした場合の断面図コイル位置における磁束密度の違いを比較した結果を示す図

符号の説明

１０１、１０１ａフレーム
１０２、１０３、１０２ａ、１０３ａ、４０３マグネット
１０４〜１０６、１０４ａ〜１０６ａ、３０５、３０６プレート
１０７振動板
１０８、２０８コイル
１０９、１０９ａエッジ
４０１、４０２支持部材
５０薄型テレビ
５１表示部
５２、６１機器筐体
５３、６２電気音響変換器
６０携帯電話
７０ドア
７１窓部
７２ドア本体
７３低域用電気音響変換器
７４高域用電気音響変換器

Claims

細長形状の振動板と、
前記振動板を振動可能に支持するエッジと、
長手方向を前記振動板の長手方向と平行にして前記振動板の一方主面側に設けられ、前記振動板の短手方向に着磁されて前記振動板の一方主面と対向する側に磁気ギャップを形成する直方体形状の第１のマグネットと、
長手方向を前記振動板の長手方向と平行にして前記第１のマグネットと空隙を挟んで前記振動板の短手方向に隣接され、前記第１のマグネットと反対の方向に着磁されて前記振動板の一方主面と対向する側に磁気ギャップを形成する直方体形状の第２のマグネットと、
巻回されて細長の環形状を形成し、長手方向を前記振動板の長手方向と平行にして各長手部分が各前記磁気ギャップ内に配置されるように前記振動板上に設けられた第１のコイルと、
前記空隙を埋めるように設けられた、強磁性材料からなる第１のプレートと、
前記第１のマグネットにおける前記第１のプレートと接する磁極面と反対の磁極面上に設けられた第２のプレートと、
前記第２のマグネットにおける前記第１のプレートと接する磁極面と反対の磁極面上に設けられた第３のプレートとを備え、
前記第２および第３のプレートにおける前記振動板側の各面は、前記第１および第２のマグネットと前記第１のプレートとにおける前記振動板側の各面よりも前記振動板に近い平面上に位置し、
前記エッジの断面は、前記振動板の他方主面側に凸となる形状を有しており、
前記第２および第３のプレートは、前記振動板側の各面が前記エッジと対向するようにそれぞれ配置されることを特徴とする、電気音響変換器。
前記第１および第２のマグネットと前記第１のプレートとにおける前記振動板側の各面は、同一平面上に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
前記第１のコイルの各長手部分は、前記第１および第２のマグネットと前記第１〜第３のプレートとにおける前記振動板側の各面のうち、１つ以上の面と対向するように配置されることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
長手方向を前記振動板の長手方向と平行にして前記振動板の他方主面側に設けられ、前記振動板の短手方向の位置に関し前記第１および第２のマグネット間に位置するように配置された直方体形状の第３のマグネットをさらに備え、
前記第３のマグネットは、前記振動板の他方主面と対向する磁極面の極性を前記空隙と接する前記第１および第２のマグネットの各磁極面の極性と同じにするように、前記振動板の振動方向に着磁されることを特徴とする、請求項１に記載の電気音響変換器。
前記振動板は、短手方向の長さが長手方向の長さの半分以下であることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
前記第１のコイルは、長手方向の長さが前記振動板の長手方向の長さの６０％以上であることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
前記振動板および前記第１のコイルは、一体成形されることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
前記第１のコイルの各長手部分は、前記振動板の短手方向の位置に関し当該各長手部分の巻幅の中心位置が前記第１および第２のマグネットの幅の中心位置とそれぞれ一致するように配置されることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
前記第１のコイルの各長手部分は、前記振動板の短手方向における第１次共振モードの節の位置に設けられることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
巻回されて細長の環形状を形成し、長手方向を前記振動板の長手方向と平行にして各長手部分が前記磁気ギャップ内に配置されるように前記第１のコイルの内周側の前記振動板上に設けられた第２のコイルをさらに備え、
前記第１および第２のコイルの各長手部分は、前記振動板の短手方向における第１次共振モードおよび第２次共振モードを抑制する位置に配置されることを特徴とする、請求項１記載の電気音響変換器。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、携帯端末装置。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する車体とを備える、車両。
請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気音響変換器と、
前記電気音響変換器を内部に配置する機器筐体とを備える、映像機器。