JP4946765B2

JP4946765B2 - スピーカユニット

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Publication number: JP4946765B2
Application number: JP2007259004A
Authority: JP
Inventors: 誠一橋本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2027-10-02
Also published as: JP2009089264A

Description

本発明は、スピーカに関する。

ボイスコイルを磁性流体中に配置したスピーカユニットとして、例えば、特許文献１に開示されたスピーカユニットがある。このスピーカユニットにおいては、ボイスコイルが位置する磁気ギャップに磁性流体が充填されており、ボイスコイルボビンに設けられた振動板がエッジで支持されている。ボイスコイルに電流が流れていない状態においては、エッジが振動板を介してボイスコイルボビンを支持する力と、磁気ギャップ内の磁性流体がボイスコイルを磁性流体外へ押しだそうとする力が釣り合い、ボイスコイルボビンをダンパで支持しなくとも、ボイスコイルが磁気ギャップにある磁性流体中に静止している。そして、ボイスコイルに電流が流れてボイスコイルボビンが振動する際には、ボイスコイルボビンがコルゲーションダンパなどのダンパにより支持されていないため、ダンパでボイスコイルボビンを支持する構成と比較して、ボイスコイルボビンの振幅が大きくなる。

特開２００６−５８５２号公報

ところで、スピーカユニットの中には、エッジを有さないエッジレス型のものがある。このエッジレス型においては、振動板の外縁部がエッジで支持されてなく振動が制限されないため、振動板の振幅を大きくすることができる。
特許文献１に開示されたスピーカユニットにおいても、振動板をエッジで支持しないようにすると、振動板の振幅を大きくすることができる。しかしながら、特許文献１に開示されたスピーカユニットにおいては、振動板をエッジで支持しないと磁性流体がボイスコイルを磁性流体外へ押しだそうとする力と釣り合う力が無くなってしまい、ボイスコイルが磁気ギャップ内にある磁性流体中から押し出され、磁気ギャップ中にボイスコイルを位置させることができなくなってしまう。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、エッジやダンパを用いずとも磁気ギャップ内にボイスコイルを位置させる技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために本発明は、管状のボイスコイルボビンと、前記ボイスコイルボビンの周面に導線を巻回して形成された第１ボイスコイルと、前記ボイスコイルボビンの周面に前記第１ボイスコイルから距離をおいて導線を巻回して形成された第２ボイスコイルと、磁石と、前記磁石からの磁力線が通過する環状の第１磁気ギャップを形成する第１磁路形成部と、前記第１磁気ギャップと対向する磁気ギャップであって、前記第１磁路形成部から所定距離離れた位置にあり、前記磁石からの磁力線が通過する環状の第２磁気ギャップを形成する第２磁路形成部と、前記第１磁気ギャップに充填された第１磁性流体と、前記第２磁気ギャップに充填された第２磁性流体と、を有し、前記第１ボイスコイルと前記第２ボイスコイルとに電流が流れていない場合、前記第１ボイスコイルの一部が前記第１磁性流体中に位置しつつ、残りの部分は前記第１磁性流体から第１方向へ露出し、前記第２ボイスコイルの一部が前記第２磁性流体中に位置しつつ、残りの部分は前記第２磁性流体から前記第１方向と反対の第２方向へ露出し、前記第１磁性流体が前記第１ボイスコイルを第１磁性流体外へ排出しようとする力と、前記第２磁性流体が前記第２ボイスコイルを第２磁性流体外へ排出しようとする力とが釣り合っていることを特徴とするスピーカユニットを提供する。

本発明においては、前記第１ボイスコイルおよび前記第２ボイスコイルが前記ボイスコイルボビンの内周側にあり、前記第１磁性流体および前記第２磁性流体が前記ボイスコイルボビンの内周側にあってもよい。
また、本発明においては、前記第１ボイスコイルおよび前記第２ボイスコイルが前記ボイスコイルボビンの外周側にあり、前記第１磁性流体および前記第２磁性流体が前記ボイスコイルボビンの外周側にあってもよい。

本発明によれば、エッジやダンパを用いずとも磁気ギャップ内にボイスコイルを位置させることができる。

（機械的構成）
図１は、本発明の一実施形態に係るスピーカユニット１の断面図である。スピーカユニット１は、大別すると、第１フレーム１０および第２フレーム１１からなるフレーム部２、フレーム部２より内側にあり、第１プレート３０、磁石２０および第２プレート３１とからなるコア部３、ボイスコイルボビン４０、第１ボイスコイル５０、第２ボイスコイル５１とからなるボイスコイルユニット４、センタキャップ７０を有する振動部５、第１磁性流体６０Ａと第２磁性流体６０Ｂとからなりボイスコイルユニット４を支持する支持部６に分けられる。

第１フレーム１０は、非磁性の素材で形成されており、円管の一方の端部を閉じた形状をしており、中空部に円柱形状の軸部１０Ａを有している。軸部１０Ａは、第１フレーム１０の閉端部から開口端側へ突出するように設けられており、閉端部の中心軸と軸部１０Ａの中心軸とが一致している。なお、第１フレーム１０において閉じている側の端部には、端部を貫通する孔を複数設けるようにしてもよい。
第２フレーム１１は、磁性を有する素材で形成されており、その形状は円管形状となっている。なお、本実施形態においては、第１フレーム１０の内径と第２フレーム１１の内径は同じであり、第１フレーム１０の外径と第２フレーム１１の外径も同じとなっている。

磁石２０は、永久磁石であり、円柱形状に形成されている。なお、磁石２０の直径は、後述するボイスコイルボビン４０の内径より小さくなっている。
第１プレート３０および第２プレート３１は、常磁性体であり、円柱形状に形成されている。なお、本実施形態においては、第１プレート３０と第２プレート３１の直径は同じであり、第１プレート３０および第２プレート３１の直径は、磁石２０の直径より大きく、ボイスコイルボビン４０の内径より小さくなっている。また、本実施形態においては、第１プレート３０と第２プレート３１の中心軸方向の幅は、いずれも同じ幅となっている。

ボイスコイルボビン４０は、耐熱性と剛性を有する素材（例えば、ポリイミド系の合成素材やポリアミド系の合成素材、不燃布に耐熱性ボンドを含浸させた素材、グラスファイバーを基材とし熱硬化性樹脂を含浸させた素材など）で円管形状に形成されている。なお、ボイスコイルボビン４０の外径は第２フレーム１１の内径より小さくなっている。
センタキャップ７０は、パルプを主原料とした素材で形成されて形状はドーム形状となっており、ボイスコイルボビン４０の開口端の一方を塞ぐようにボイスコイルボビン４０に固着されている。

第１ボイスコイル５０および第２ボイスコイル５１は、導線をボイスコイルボビン４０に螺旋状に巻いたものであり、第２ボイスコイル５１は、ボイスコイルボビン４０においてセンタキャップ７０が固着されている側にあり、第１ボイスコイル５０は、第２ボイスコイル５１から距離をおいてボイスコイルボビン４０の開口端側にある。なお、本実施形態においては、第１ボイスコイル５０の中心軸方向の巻幅と、第２ボイスコイル５１の中心軸方向の巻幅とは同じ幅となっており、各ボイスコイルの外径は、第２フレーム１１の内径より小さくなっている。

第１磁性流体６０Ａおよび第２磁性流体６０Ｂは、界面活性剤で包まれた強磁性材料の微粒子を水や有機溶媒に溶かし込んだコロイド溶液であり、各磁性流体は、外部から磁力が作用していない時は磁性の無い単なる液体であるが、外部から磁力が作用すると磁化されて磁力線に沿って配向される。また、各磁性流体は、内部に入った他の物質を外部へと押し出す働きがある。

次に、各部が組み上げられた状態について、フレーム部２を見ると、第２フレーム１１の一方の開口端が第１フレーム１０の開口端に固着されている。なお、スピーカユニット１においては、各フレームの中心軸は一致している。
次に、コア部３について見ると、軸部１０Ａの端面に第１プレート３０が固着され、第１プレート３０において軸部１０Ａ側と反対側の端面に磁石２０が固着されている。また、磁石２０において第１プレート３０側と反対側の端面に第２プレート３１が固着されている。なお、スピーカユニット１においては、軸部１０Ａ、第１プレート３０、磁石２０および第２プレート３１の各中心軸は一致し、各部の中心軸は各フレームの中心軸とも一致している。

軸部１０Ａ、第１プレート３０、磁石２０および第２プレート３１の各直径は、第１フレーム１０および第２フレーム１１の内径より小さいため、コア部３とフレーム部２との間には、ボイスコイルユニット４が位置していない時には、第２フレーム１１の内周面の周方向に沿って隙間が形成されている。

次に、ボイスコイルユニット４は、センタキャップ７０が固着されていない開口端側からフレーム部２とコア部３との間の隙間に挿入されて、センタキャップ７０側がフレーム部２の開口端側に位置している。
そして、第１磁性流体６０Ａが、第１プレート３０と第２フレーム１１との間であって、ボイスコイルユニット４と第２フレーム１１との間の隙間を満たすように充填され、第２磁性流体６０Ｂが、第２プレート３１と第２フレーム１１との間であって、ボイスコイルユニット４と第２フレーム１１との間の隙間を満たすように充填されている。

磁石２０は、常磁性体である第１プレート３０と第２プレート３１とで挟まれており、第１プレート３０および第２プレート３１より外側には、磁性を有する第２フレーム１１があるため、磁石２０からの磁力線は、第１プレート３０と第２フレーム１１との間にある領域（磁気ギャップ）を通り、また、第２プレート３１と第２フレーム１１との間にある領域（磁気ギャップ）を通る。
そして、磁力線がこれらの領域を通るため、第１磁性流体６０Ａは、第１プレート３０と第２フレーム１１との間であって、ボイスコイルユニット４と第２フレーム１１との間の隙間に常に位置し、第２磁性流体６０Ｂは、第２プレート３１と第２フレーム１１との間であって、ボイスコイルユニット４と第２フレーム１１との間の隙間に常に位置する。
なお、本実施形態において磁力線の方向は、第１プレート３０と第２フレーム１１との間においては第２フレーム１１から第１プレート３０側へ向かう方向であり、第２プレート３１と第２フレーム１１との間においては第２プレート３１から第２フレーム１１側へ向かう方向となっている。

そして、各ボイスコイルに電流が流れていない状態においては、図１に示したように、第１ボイスコイル５０の一部が第１磁性流体６０Ａから矢印Ａ方向へ露出して磁石２０と第２フレーム１１との間に位置し、残りの部分が第１プレート３０と第２フレーム１１との間にある第１磁性流体６０Ａ中に位置しており、また、第２ボイスコイル５１の一部が第２磁性流体６０Ｂから矢印Ｂ方向へ露出して磁石２０と第２フレーム１１との間に位置し、残りの部分が第２プレート３１と第２フレーム１１との間にある第２磁性流体６０Ｂ中に位置している。
ここで、第１磁性流体６０Ａにおいては、第１ボイスコイル５０を外部へ押しだそうとする力が図１中の矢印Ａ方向へ働く一方、第２磁性流体６０Ｂにおいても、第２ボイスコイル５１を外部へ押しだそうとする力が図１中の矢印Ｂ方向へ働く。第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を矢印Ａ方向へ押しだそうとする力と、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を矢印Ｂ方向へ押しだそうとする力が釣り合うと、ボイスコイルユニット４は静止し、第１磁性流体６０Ａと第２磁性流体６０Ｂとによりフレーム部２内に支持される。
また、各磁性流体では、スピーカユニット１の半径方向においても磁性流体中にあるボイスコイルをスピーカユニット１の中心軸の方向へ押しだそうとする力が働く。このため、ボイスコイルユニット４は、半径方向への力が釣り合う位置で、フレーム部２とコア部３のいずれにも接触することなく静止する。

（電気的構成）
次に、スピーカユニット１の電気的構成について説明する。図２は、スピーカユニット１の電気的構成を示したブロック図である。端子８０Ａ，８０Ｂは、外部にあるアンプ１００で増幅されたオーディオ信号が入力される端子である。
端子８０Ａには、第１ボイスコイル５０の一端と第２ボイスコイル５１の一端が接続されている。また、端子８０Ｂには、第１ボイスコイル５０において端子８０Ａに接続されていない側の一端と、第２ボイスコイル５１において端子８０Ｂに接続されていない側の一端が接続されている。そして、オーディオ信号がアンプ１００から供給されると、供給されたオーディオ信号が第１ボイスコイル５０と第２ボイスコイル５１を流れる。

（スピーカユニット１の動作）
次に、スピーカユニット１の動作について説明する。端子８０Ａ，８０Ｂがアンプに接続され、図３に示したように電流値と方向が変化するオーディオ信号がアンプから出力されると、まず、電流値がプラスである場合には、電流は、第１ボイスコイル５０においては、第１フレーム１０側から見ると時計回りに流れ、第２ボイスコイル５１においては、第１フレーム１０側から見ると反時計回りに流れる。

すると、第１プレート３０と第２フレーム１１との間においては、磁力線は第２フレーム１１側から第１プレート３０側へ向いており、第２プレート３１と第２フレーム１１との間においては、磁力線は第２プレート３１側から第２フレーム１１側へ向いているため、図１中の矢印Ａ方向へローレンツ力が生じる。
ここで、ボイスコイルユニット４は、流体である第１磁性流体６０Ａと第２磁性流体６０Ｂで支持されているため、矢印Ａ方向へのローレンツ力が生じると矢印Ａ方向へ滑らかに移動し、ボイスコイルボビン４０に固着されているセンタキャップ７０の位置も変化する。

本実施形態においては、発生するローレンツ力の大きさは、電流値の絶対値に対応したものとなるため、電流値が大であるとローレンツ力も大となってボイスコイルユニット４の移動量も大となり、電流値が小となるとローレンツ力も小となってボイスコイルユニット４の移動量も小となる。そして、オーディオ信号の電流値の変化に対応してボイスコイルユニット４が移動すると、センタキャップ７０周辺の空気が振動してオーディオ信号に対応した音が発生する。

次に、ボイスコイルユニット４が静止位置から矢印Ａ方向へ移動して図４の状態になった後、各ボイスコイルに電流が流れなくなると、矢印Ａ方向へのローレンツ力が発生しなくなる。すると、図４の状態においては、第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂ中にある部分の幅の方が第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａ中にある部分の幅より広くなっているため、ここでは、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を外部へ押しだそうとする力の方が、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を外部へ押しだそうとする力より大きく、ボイスコイルユニット４が矢印Ｂ方向へ移動する。
そして、ボイスコイルユニット４が図４に示した状態から矢印Ｂ方向へ移動したことにより、第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａより外部にあった部分が第１磁性流体６０Ａ中に移動し、第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂ内にあった部分が第２磁性流体６０Ｂ外へ移動すると、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を矢印Ａ方向へ押しだそうとする力が大きくなっていき、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を矢印Ｂ方向へ押しだそうとする力が小さくなっていき、両者の力が釣り合う状態になると、ボイスコイルユニット４が静止する。

次に、電流値がマイナスとなると、電流は、第１ボイスコイル５０においては、第１フレーム１０側から見ると反時計回りに流れ、第２ボイスコイル５１においては、第１フレーム１０側から見ると時計回りに流れる。

すると、第１プレート３０と第２フレーム１１との間においては、磁力線は第２フレーム１１側から第１プレート３０側へ向いており、第２プレート３１と第２フレーム１１との間においては、磁力線は第２プレート３１側から第２フレーム１１側へ向いているため、図１中の矢印Ｂ方向へローレンツ力が生じる。
ここで、ボイスコイルユニット４は、流体である第１磁性流体６０Ａと第２磁性流体６０Ｂで支持されているため、矢印Ｂ方向へのローレンツ力が生じると矢印Ｂ方向へ滑らかに移動し、ボイスコイルボビン４０に固着されているセンタキャップ７０の位置も変化する。

次に、ボイスコイルユニット４が静止位置から矢印Ｂ方向へ移動して図５の状態になった後、各ボイスコイルに電流が流れなくなると、矢印Ｂ方向へのローレンツ力が発生しなくなる。すると、図５の状態においては、第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａ中にある部分の幅の方が第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂ中にある部分の幅より広くなっているため、ここでは、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を外部へ押しだそうとする力の方が、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を外部へ押しだそうとする力より大きく、ボイスコイルユニット４が矢印Ａ方向へ移動する。
そして、ボイスコイルユニット４が図５に示した状態から矢印Ａ方向へ移動したことにより、第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂより外部にあった部分が第２磁性流体６０Ｂ中に移動し、第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａ内にあった部分が第１磁性流体６０Ａ外へ移動すると、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を矢印Ｂ方向へ押しだそうとする力が大きくなっていき、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を矢印Ａ方向へ押しだそうとする力が小さくなっていき、両者の力が釣り合う状態になると、ボイスコイルユニット４が静止する。

このように本実施形態においては、センタキャップ７０をエッジで支持したり、ボイスコイルユニット４をダンパで支持しなくとも、各ボイスコイルを磁力線が通る領域（磁気ギャップ）内に位置させることができる。
また、第１磁性流体６０Ａと第２磁性流体６０Ｂは、フレーム部２やボイスコイルユニット４には固着されていないため、蝶ダンパやコルゲーションダンパと比較してボイスコイルユニット４の移動範囲を広くすることができ、ひいては、センタキャップ７０の振幅を大きくすることができる。
また、各ボイスコイルに電流が流れるとボイスコイルは発熱するが、本実施形態では、各ボイスコイルで発生した熱が磁性流体を介してフレーム部２へ放散するため、磁性流体を用いずにボイスコイルユニット４を支持する構成と比較して、ボイスコイルの温度上昇を抑えることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

スピーカユニット１においては、図６に示したように、各ボイスコイルに電流が流れていない状態においては、第１ボイスコイル５０の一部が第１磁性流体６０Ａから矢印Ｂ方向へ露出して軸部１０Ａと第２フレーム１１との間に位置しつつ、残りの部分が第１プレート３０と第２フレーム１１との間にある第１磁性流体６０Ａ中に位置し、また、第２ボイスコイル５１の一部が第２磁性流体６０Ｂから矢印Ａ方向へ露出して磁石２０と第２フレーム１１との間よりフレーム部２の開口端側に位置に位置しつつ、残りの部分が第２プレート３１と第２フレーム１１との間にある第２磁性流体６０Ｂ中に位置するようにしてもよい。

この構成において電流が、第１ボイスコイル５０においては、第１フレーム１０側から見ると時計回りに流れ、第２ボイスコイル５１においては、第１フレーム１０側から見ると反時計回りに流れると、各ボイスコイルにおいては図６中の矢印Ａ方向へローレンツ力が生じ、ボイスコイルユニット４は、矢印Ａ方向へ滑らかに移動し、ボイスコイルボビン４０に固着されているセンタキャップ７０の位置も変化する。

次に、ボイスコイルユニット４が静止位置から矢印Ａ方向へ移動した後、各ボイスコイルに電流が流れなくなると、矢印Ａ方向へのローレンツ力が発生しなくなる。すると、ボイスコイルユニット４が移動したことにより、ここでは、第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａ中にある部分の幅の方が第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂ中にある部分の幅より広くなっているため、ここでは、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を外部へ押しだそうとする力の方が、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を外部へ押しだそうとする力より大きく、ボイスコイルユニット４が矢印Ｂ方向へ移動する。

そして、ボイスコイルユニット４が矢印Ｂ方向へ移動したことにより、第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂより外部にあった部分が第２磁性流体６０Ｂ中に移動し、第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａ内にあった部分が第１磁性流体６０Ａ外へ移動すると、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を矢印Ａ方向へ押しだそうとする力が大きくなっていき、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を矢印Ｂ方向へ押しだそうとする力が小さくなっていき、両者の力が釣り合う状態になると、ボイスコイルユニット４が静止する。

また、電流が第１ボイスコイル５０においては第１フレーム１０側から見ると反時計回りに流れ、第２ボイスコイル５１においては、第１フレーム１０側から見ると時計回りに流れると、各ボイスコイルにおいては図６中の矢印Ｂ方向へローレンツ力が生じ、ボイスコイルユニット４は、矢印Ｂ方向へ滑らかに移動し、ボイスコイルボビン４０に固着されているセンタキャップ７０の位置も変化する。

次に、ボイスコイルユニット４が静止位置から矢印Ｂ方向へ移動した後、各ボイスコイルに電流が流れなくなると、矢印Ｂ方向へのローレンツ力が発生しなくなる。ボイスコイルユニット４が移動したことにより、ここでは、第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂ中にある部分の幅の方が第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａ中にある部分の幅より広くなっているため、ここでは、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を外部へ押しだそうとする力の方が、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を外部へ押しだそうとする力より大きく、ボイスコイルユニット４が矢印Ａ方向へ移動する。

そして、ボイスコイルユニット４が矢印Ａ方向へ移動したことにより、第１ボイスコイル５０において第１磁性流体６０Ａより外部にあった部分が第１磁性流体６０Ａ中に移動し、第２ボイスコイル５１において第２磁性流体６０Ｂ内にあった部分が第２磁性流体６０Ｂ外へ移動すると、第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を矢印Ｂ方向へ押しだそうとする力が大きくなっていき、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を矢印Ａ方向へ押しだそうとする力が小さくなっていき、両者の力が釣り合う状態になると、ボイスコイルユニット４が静止する。

このように、図６に示した構成においても、上述した実施形態と同様に、各ボイスコイルを磁力線が通る領域（磁気ギャップ）内に位置させることができ、ボイスコイルユニット４の移動範囲を広くすることができる。

また、スピーカユニット１においては、図７に示したように、各ボイスコイルをボイスコイルボビン４０の内側に配置し、第１プレート３０とボイスコイルボビン４０との間に第１磁性流体６０Ａを充填し、第２プレート３１とボイスコイルボビン４０との間に第２磁性流体６０Ｂを充填してもよい。
そして、各ボイスコイルに電流が流れていない状態においては、図７に示したように、第１ボイスコイル５０の一部が第１磁性流体６０Ａから矢印Ａ方向へ露出して磁石２０と第１フレーム１０との間に位置しつつ、残りの部分が第１磁性流体６０Ａ中に位置し、また、第２ボイスコイル５１の一部が第２磁性流体６０Ｂから矢印Ｂ方向へ露出して磁石２０と第２フレーム１１との間に位置しつつ、残りの部分が第２磁性流体６０Ｂ中に位置するようにしてもよい。

この構成においても、第１磁性流体６０Ａにおいては、第１ボイスコイル５０を外部へ押しだそうとする力が図１中の矢印Ａ方向へ働く一方、第２磁性流体６０Ｂにおいても、第２ボイスコイル５１を外部へ押しだそうとする力が図１中の矢印Ｂ方向へ働く。
第１磁性流体６０Ａが第１ボイスコイル５０を矢印Ａ方向へ押しだそうとする力と、第２磁性流体６０Ｂが第２ボイスコイル５１を矢印Ｂ方向へ押しだそうとする力が釣り合うと、ボイスコイルユニット４は静止し、第１磁性流体６０Ａと第２磁性流体６０Ｂとによりフレーム部２内に支持される。
また、各磁性流体では、半径方向においても磁性流体中にある各ボイスコイルをボイスコイルボビン４０側へ押しだそうとする力が働くため、ボイスコイルユニット４は、各磁性流体により中心軸から外周面方向への力を受け、半径方向への力が釣り合う位置で、フレーム部２とコア部３のいずれにも接触することなく静止する。

また、各ボイスコイルと各磁性流体とをボイスコイルボビン４０が内側に位置するようにした構成においては、図８に示したように、各ボイスコイルに電流が流れていない状態においては、第１ボイスコイル５０の一部が第１磁性流体６０Ａから矢印Ｂ方向へ露出して軸部１０Ａと第２フレーム１１との間に位置しつつ、残りの部分が第１磁性流体６０Ａ中に位置し、また、第２ボイスコイル５１の一部が第２磁性流体６０Ｂから矢印Ａ方向へ露出して磁石２０と第２フレーム１１との間よりフレーム部２の開口端側に位置に位置しつつ、残りの部分が第２磁性流体６０Ｂ中に位置するようにしてもよい。

また、図１，図６に示した構成においては、各磁性流体はボイスコイルボビン４０より外側にしかなく、図７，図８に示した構成においては、各磁性流体はボイスコイルボビン４０より内側にしかないが、いずれの構成においても、磁性流体をボイスコイルユニット４の外側と内側の両方に充填するようにしてもよい。

上述した実施形態では、磁石２０、第１プレート３０および第２プレート３１がボイスコイルボビン４０の内側にあるが、図９に示したように、これらの部材をボイスコイルボビン４０外に配置してもよい。
具体的には、図９に示した構成において、磁石２０Ａは、永久磁石であって円環形状に形成されている。なお、磁石２０の内径は、第１ボイスコイル５０および第２ボイスコイル５１の外径より大となっている。
第１プレート３０Ａおよび第２プレート３１Ａは、常磁性体であり、円環形状に形成されている。本変形例においては、第１プレート３０Ａと第２プレート３１Ａの形状は同じであり、第１プレート３０Ａおよび第２プレート３１Ａの内径は、第１ボイスコイル５０および第２ボイスコイル５１の外径より大となっている。ポールピース１１０は、磁性を有する素材で円柱形状に形成されており、軸部１０Ａに固着されている。

そして、図９に示したスピーカユニット１においては、第１プレート３０とボイスコイルユニット４との間に第１磁性流体６０Ａが充填され、第１ボイスコイル５０の一部が第１磁性流体６０Ａ中に位置し、一部が第１磁性流体６０Ａから矢印Ａ方向へ露出している。また、第２プレート３１とボイスコイルユニット４との間に第２磁性流体６０Ｂが充填され、第２ボイスコイル５１の一部が第２磁性流体６０Ｂ中に位置し、一部が第２磁性流体６０Ｂから矢印Ｂ方向へ露出している。

図９に示した構成においても、上述した実施形態と同様に、各ボイスコイルを磁力線が通る領域（磁気ギャップ）内に位置させることができ、ボイスコイルユニット４の移動範囲を広くすることができる。なお、第１プレート３０、磁石２０および第２プレート３１とがボイスコイルユニット４の外側にある構成においても、各ボイスコイルに電流が流れていない状態においては、第１ボイスコイル５０は、第１磁性流体６０Ａ中から矢印Ｂ方向へはみ出し、第２ボイスコイル５１は、第２磁性流体６０Ｂ中から矢印Ａ方向へはみ出すように位置させてもよい。

また、第１プレート３０、磁石２０および第２プレート３１とがボイスコイルユニット４の外側にある構成においても、各ボイスコイルと各磁性流体をボイスコイルボビン４０の内側に位置させるようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るスピーカユニット１の断面図である。同スピーカユニット１の電気的構成を示した図である。スピーカユニット１に流れる電流の波形を例示した図である。ボイスコイルユニット４が矢印Ａ方向へ移動した時の図である。ボイスコイルユニット４が矢印Ｂ方向へ移動した時の図である。本発明の変形例に係るスピーカユニット１の断面図である。本発明の変形例に係るスピーカユニット１の断面図である。本発明の変形例に係るスピーカユニット１の断面図である。本発明の変形例に係るスピーカユニット１の断面図である。

符号の説明

１・・・スピーカユニット、２・・・フレーム部、３・・・コア部、４・・・ボイスコイルユニット、５・・・振動部、６・・・支持部、１０・・・第１フレーム、１１・・・第２フレーム、２０・・・磁石、３０・・・第１プレート、３１・・・第２プレート、４０・・・ボイスコイルボビン、５０・・・第１ボイスコイル、５１・・・第２ボイスコイル、６０Ａ・・・第１磁性流体、６０Ｂ・・・第２磁性流体、７０・・・センタキャップ

Claims

管状のボイスコイルボビンと、
前記ボイスコイルボビンの周面に導線を巻回して形成された第１ボイスコイルと、
前記ボイスコイルボビンの周面に前記第１ボイスコイルから距離をおいて導線を巻回して形成された第２ボイスコイルと、
磁石と、
前記磁石からの磁力線が通過する環状の第１磁気ギャップを形成する第１磁路形成部と、
前記第１磁気ギャップと対向する磁気ギャップであって、前記第１磁路形成部から所定距離離れた位置にあり、前記磁石からの磁力線が通過する環状の第２磁気ギャップを形成する第２磁路形成部と、
前記第１磁気ギャップに充填された第１磁性流体と、
前記第２磁気ギャップに充填された第２磁性流体と、
を有し、
前記第１ボイスコイルの一部が前記第１磁性流体中に位置しつつ、残りの部分は前記第１磁性流体から第１方向へ露出し、前記第２ボイスコイルの一部が前記第２磁性流体中に位置しつつ、残りの部分は前記第２磁性流体から前記第１方向と反対の第２方向へ露出し、
前記第１ボイスコイルと前記第２ボイスコイルとに電流が流れていない場合、前記第１磁性流体が前記第１ボイスコイルを第１磁性流体外へ排出しようとする力と、前記第２磁性流体が前記第２ボイスコイルを第２磁性流体外へ排出しようとする力とが釣り合っていること
を特徴とするスピーカユニット。
前記第１ボイスコイルおよび前記第２ボイスコイルが前記ボイスコイルボビンの内周側にあり、前記第１磁性流体および前記第２磁性流体が前記ボイスコイルボビンの内周側にあることを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
前記第１ボイスコイルおよび前記第２ボイスコイルが前記ボイスコイルボビンの外周側にあり、前記第１磁性流体および前記第２磁性流体が前記ボイスコイルボビンの外周側にあることを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。