スピーカ装置
【課題】低音再生帯域をさらに拡大することが可能なスピーカ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るスピーカ装置は、筐体と、筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、振動板を含み、筐体に形成された開口部に設けられた振動部と、振動板を駆動して、当該振動板から音を発生させる駆動部と、筐体の内部に配置され、振動板に作用する筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える。
【解決手段】本発明に係るスピーカ装置は、筐体と、筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、振動板を含み、筐体に形成された開口部に設けられた振動部と、振動板を駆動して、当該振動板から音を発生させる駆動部と、筐体の内部に配置され、振動板に作用する筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置に関し、より特定的には、小型のキャビネットで低音再生を実現するスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、オーディオ機器のデジタル化とともに、音楽ソースを再生するプレーヤの小型化やポータブル化が進んでいる。しかしながら、最終的に音を再生するスピーカ装置において、音楽ソースに含まれる低音域の音を十分に再生するには、大きなキャビネットが必要となる。そのため、上記小型化やポータブル化されたプレーヤに搭載されるスピーカ装置では、キャビネットの容積が小さく、キャビネットの呈する音響スティフネスが大きいので、十分な低音再生を実現することは困難であった。
【０００３】
そこで、このようなキャビネットの容積で決定される低音再生限界を改善したスピーカ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。以下、図１６を参照して、当該スピーカ装置について説明する。なお、図１６は当該スピーカ装置の断面構造図である。
【０００４】
図１６において、従来のスピーカ装置は、大略的にキャビネット１０１およびスピーカユニット１０２を備える。スピーカユニット１０２は、フレーム１０３、エッジ１０４、コーン型振動板１０５、ダストキャップ１０６、ボイスコイルボビン１０７、ダンパー１０８、ボイスコイル１０９、マグネット１１０、センターポール１１１、磁気プレート１１２、可動マグネット１１３、および固定マグネット１１４を有する。
【０００５】
図１６において、スピーカユニット１０２は、キャビネット１０１の前面の開口部に取り付けられている。マグネット１１０はリング形状である。マグネット１１０の背面（キャビネット１０１の背面側にあるマグネット１１０の面）は、センターポール１１１の前面に固着される。磁気プレート１１２はリング形状である。磁気プレート１１２の背面は、マグネット１１０の前面に固着される。ボイスコイル１０９は、ボイスコイルボビン１０７における背面側端部の外周面に巻かれる。そして、ボイスコイル１０９は、センターポール１１１における凸部の外周面と磁気プレート１１２の内周面との間に形成される磁気ギャップに配置される。フレーム１０３は、磁気プレート１１２の前面に固着される。フレーム１０３には、音孔１０３ｈが形成されている。ダンパー１０８の外周はフレーム１０３に固着される。ダンパー１０８の内周は、ボイスコイルボビン１０７に固着される。コーン型振動板１０５は、その内周がボイスコイルボビン１０７の前面側端部に固着される。エッジ１０４の内周は、コーン型振動板１０５の外周に固着される。エッジ１０４の外周は、フレーム１０３に固着される。ダストキャップ１０６は、コーン型振動板１０５の前面側中央部に固着される。可動マグネット１１３はリング形状である。可動マグネット１１３の内周面がボイスコイルボビン１０７の外周面に固着される。可動マグネット１１３は、ボイスコイルボビン１０７において、コーン型振動板１０５とダンパー１０８との間に配置される。固定マグネット１１４は、リング形状であり、その内周面と可動マグネット１１３の外周面とが対向して空隙を形成するように配置される。可動マグネット１１３および固定マグネット１１４は、厚み方向（振動方向）で同極に着磁される。
【０００６】
次に、従来のスピーカ装置の動作について説明する。ボイスコイル１０９に電気信号が印加されると駆動力が発生する。この駆動力によって、ボイスコイルボビン１０７に固着されたコーン型振動板１０５が振動する。そして、コーン型振動板１０５から音が発生する。以上の動作は通常の動電型スピーカの動作である。ここで、コーン型振動板１０５には、２つのスティフネスが作用する。これらのスティフネスは、コーン型振動板１０５の変位を減少させる方向に作用する。まず１つ目のスティフネスは、コーン型振動板１０５を支持するエッジ１０４およびダンパー１０８のばね力による復元力（以下、この復元力を支持系スティフネスＳ０とする）である。２つ目のスティフネスは、コーン型振動板１０５の変位によって膨張／収縮したキャビネット１０１内の空気が元に戻ろうとすることにより生じる力であり、コーン型振動板１０５の変位を戻そうとする力（以下、音響スティフネスＳｃとする）である。音響スティフネスＳｃは以下の式で表現される。
【数１】
ここで、ρはキャビネット１０１内の空気の密度、ｃは音速、ａはコーン型振動板１０５の有効半径、Ｖはキャビネット１０１内部の容積である。以上の２つのスティフネスによって、コーン型振動板１０５の変位が抑制される。特にキャビネット内部の容積Ｖが小さいスピーカ装置では、キャビネット内の空気による音響スティフネスが大きくなる。このため、キャビネット内部の容積Ｖが小さいスピーカ装置では低音域の再生が困難となる。
【０００７】
しかし、図１６に示した従来のスピーカ装置は、コーン型振動板１０５に作用する音響スティフネスを減少させる力、すなわち負のスティフネスを発生する機構（以下、負スティフネス発生機構と記載する）を有している。負スティフネス発生機構は、ボイスコイルボビン１０７の外周面に固着された可動マグネット１１３と、これと対向して配置された固定マグネット１１４とで構成される。以下、上記負スティフネス発生機構について詳細に説明する。
【０００８】
静止時（無信号時）において、可動マグネット１１３は、エッジ１０４およびダンパー１０８などの支持系によって支持されて、固定マグネット１１４と磁気的に釣り合う位置（以下、平衡位置と記載する）に位置している。上述したように、ボイスコイル１０９に電気信号を加えると、コーン型振動板１０５はボイスコイル１０９に発生した駆動力によって振動する。このとき、可動マグネット１１３は、ボイスコイルボビン１０７と一体となって、固定マグネット１１４の内周部で振動する。ここで、可動マグネット１１３および固定マグネット１１４は、振動方向に同極に着磁されている。したがって、可動マグネットが変位すると、可動マグネット１１３および固定マグネット１１４が互いに反発するような磁場が形成される。これにより、コーン型振動板１０５が変位すると、可動マグネット１１３には可動マグネット１１３が平衡位置から逃れようとする力、つまり変位を拡大する方向に作用する力が発生する。このように、可動マグネット１１３および固定マグネット１１４は、負スティフネス発生機構を構成する。
【０００９】
以上のように、負スティフネス発生機構は、スピーカユニット１０２の振動系に作用する音響スティフネスを減少させる。これにより、コーン型振動板１０５の変位を減少させる力が減少し、上式（１）の容積Ｖが等価的に拡大する。その結果、特許文献１に開示された従来のスピーカ装置は、あたかも大きなキャビネットにスピーカユニットを搭載したような動作をすることができる。
【特許文献１】特開２０００−３０８１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、再生帯域を所望の低音域まで拡大させる具体的な方法について説明する。スピーカ装置の低音再生帯域は、負スティフネスの作用によって拡大する。ここで、容積Ｖのキャビネットを用いたスピーカ装置において、あたかもＮ倍（Ｎ＞１）の容積をもつキャビネットと同等の低音再生帯域を得ようとする場合を考える。Ｎ倍の容積をもつキャビネットにおいて、音響スティフネスの値は、上式（１）より、以下の式で表現される。
【数２】
したがって、負スティフネス発生機構において必要とされる負スティフネスの大きさ（音響スティフネスの減少量）は、以下に示す式の値となる。
【数３】
なお、上式（３）に示す負スティフネスは、線形成分の値を示している。上式（３）に示すように、容積ＶをＮ倍に拡大する効果（以下、容積拡大効果と記載する）を得ようとする場合、容積Ｖが小さいほど、またはＮの値が大きいほど、負スティフネス発生機構において必要とされる負スティフネスは増加する。なお、負スティフネス発生機構によって、コーン型振動板１０５には、３つのスティフネスが作用することとなる。３つのスティフネスのうち、２つは、支持系スティフネスＳ０と音響スティフネスＳｃである。３つ目は、上式（３）で示した負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスである。これら３つのスティフネスと可動マグネット１１３の変位との関係を図１７に示す。図１７において、横軸は可動マグネット１１３の変位を示す。この変位はコーン型振動板１０５の前面方向を正方向としている。縦軸はコーン型振動板１０５に作用するスティフネスの大きさを示す。図１７に示すＣは、コーン型振動板１０５に作用する音響スティフネスＳｃと支持系スティフネスＳ０との合力を示す。音響スティフネスＳｃは、上記変位に対して線形である。一方、支持系スティフネスＳ０は、上記変位が大きくなるとエッジ１０４およびダンパー１０８が突っ張りを起こすため、非線形のスティフネスを示す。このため、図１７に示すＣは、上記変位の大きいところで非線形となる。次に図１７に示すＤは、負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスを示す。図１７に示す矢印は、Ｄにおいて非線形に変化する部分を示している。なお、この矢印によって示された非線形部分の位置は、固定マグネット１１４の厚さで決まる。図１７に示すＥは、上記ＣとＤとの合力を示す。したがって、コーン型振動板１０５には、図１７のＥに示す大きさのスティフネスが作用することとなる。
【００１１】
ここで、特許文献１に開示された従来のスピーカ装置では、小型のスピーカ装置において低音再生帯域をさらに拡大させるためには、より大きな負スティフネスを発生させる必要がある。ここで、より大きな負スティフネスを発生させる方法としては、負スティフネス発生機構の固定マグネット１１４の外径を大きくするか、もしくはその厚みを減少させる方法が考えられる。固定マグネット１１４の外径を大きくする場合、当該固定マグネット１１４のコストが増加してしまう。また、固定マグネット１１４の外径を大きくすることは、スピーカユニット１０２の大型化を招く。そしてスピーカユニット１０２が大型化すると、小型のスピーカ装置に搭載することが困難となる。
【００１２】
一方、固定マグネット１１４の厚みを減少させる場合、図１７の矢印に示された非線形部分の位置は、変位の小さい方へ移動する。このため、図１７に示したＥにおいて、その線形範囲が狭くなる。ここで、コーン型振動板１０５が線形範囲を超えて振幅すると、再生音の歪が増加するので、再生音質が低下する。また低音再生帯域を拡大させると、一般にコーン型振動板１０５の振幅は増加する。したがって、再生音の歪を抑えるためには、コーン型振動板１０５の振幅を制限する必要がある。すなわち、固定マグネット１１４の厚みを減少させる場合には、振幅を制限する必要があるため、結果的に再生音の最大音圧が低下してしまうという問題があった。
【００１３】
また、より大きな負スティフネスを発生させる方法として、固定マグネット１１４の内径を大きくし、可動マグネット１１３の外径を大きくすることにより、両マグネットの磁力を強力にする方法も考えられる。しかしながら、マグネットの体積が増加するので、コストが増加するとともに振動系の重量が増加する。その結果、スピーカ装置の能率の低下を招く。以上の理由より、図１６に示す従来のスピーカ装置では、小型のスピーカ装置において低音再生帯域をさらに拡大することには限界があり、その実現が困難であった。
【００１４】
それ故、本発明の目的は、低音再生帯域をさらに拡大することが可能なスピーカ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、スピーカ装置において、筐体と、筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、振動板を含み、筐体に形成された開口部に設けられた振動部と、振動板を駆動して、当該振動板から音を発生させる駆動部と、筐体の内部に配置され、振動板に作用する筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える。
【００１６】
第２の発明は、上記第１の発明において、吸着体は、活性炭、ゼオライト、カーボンナノチューブ、フラーレン、シリカゲル、および多孔質シリカのうち、少なくとも１つで構成されることを特徴とする。
【００１７】
第３の発明は、上記第１の発明において、駆動部は、筐体の内部に配置され、振動板側に第１のマグネットを有する第１の磁気回路と、振動板および当該振動板の振動方向に形成された空隙を介して第１のマグネットに対向して配置された第２のマグネットを有する第２の磁気回路とを含み、第１および第２の磁気回路の少なくとも一方には、所定の磁気ギャップが形成されており、振動部は、ボイスコイルと、振動板に固設され、ボイスコイルを磁気ギャップ内に配置して当該ボイスコイルを支持するボイスコイルボビンと、マグネットを含まない磁性体であり、空隙内に配置された振動板の少なくとも一部に設けられた非マグネット部材とを、さらに含み、これらによって、負スティフネス発生機構は、非マグネット部材と、第１の磁気回路と、第２の磁気回路とで構成され、負スティフネス発生機構は、振動板の振動方向に対して非マグネット部材の空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該非マグネット部材に振動方向の離反力を与えることによって、筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする。
【００１８】
第４の発明は、上記第３の発明において、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号をボイスコイルに印加することによって、非マグネット部材の振動方向における振幅の中心が平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００１９】
第５の発明は、上記第１の発明において、負スティフネス発生機構は、筐体の内部空間を第１の空室および第２の空室に分割する仕切板と、仕切板に形成された開口部に配置されるドロンコーンと、その外周が仕切板に固定され、仕切板に対してドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに当該振動方向の離反力を発生させる離反力発生部とを含む。
【００２０】
第６の発明は、上記第５の発明において、離反力発生部は、マグネットを含まない磁性体であり、ドロンコーンの少なくとも一部に設けられた非マグネット部材と、非マグネット部材に対してドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該非マグネット部材と対向して固定的に配置された複数のマグネットとを含む。
【００２１】
第７の発明は、上記第５の発明において、離反力発生部は、ドロンコーンの少なくとも一部に設けられたマグネットと、マグネットを含まない磁性体である複数の非マグネット部材とを含み、複数の非マグネット部材は、マグネットに対してドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該マグネットと対向してそれぞれ固定的に配置されることを特徴とする。
【００２２】
第８の発明は、上記第１の発明において、スピーカ装置は、振動部より筐体の外部側に配置して当該筐体に固設され、環状体の少なくとも一部の形状を有する固定マグネットをさらに備え、振動部は、固定マグネットの内周よりもその外周が小さい環状体の少なくとも一部の形状を有する可動マグネットと、可動マグネットの外周面が固定マグネットの内周面と所定の空隙を介して対向する位置に当該可動マグネットを配置し、当該振動板に固設して共に振動するように当該可動マグネットを支持する支持部材とを、さらに含み、これらによって、負スティフネス発生機構は、固定マグネットおよび可動マグネットで構成され、振動板の振動方向に対して当該可動マグネットの空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に可動マグネットに振動方向の離反力を与えることによって、筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする。
【００２３】
第９の発明は、上記第８の発明において、駆動部には、磁気ギャップが形成されており、振動部は、磁気ギャップ内に配置されて振動板と共に振動するボイスコイルをさらに含み、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号をボイスコイルに印加することによって、可動マグネットの振動方向における振幅の中心が平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００２４】
第１０の発明は、上記第１の発明において、駆動部は、圧電型変換器であることを特徴とする。
【００２５】
第１１の発明は、上記第１０の発明において、振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、駆動部は、振動板に設けられた圧電素子であり、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を圧電素子に印加することによって、非マグネット部材の振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００２６】
第１２の発明は、上記第１の発明において、駆動部は、静電型変換器であることを特徴とする。
【００２７】
第１３の発明は、上記第１２の発明において、振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、駆動部は、振動板の両面に対してそれぞれ空隙を介して配置された電極を含み、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を電極に印加することによって、非マグネット部材の振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００２８】
第１４の発明は、上記第１の発明において、吸着体と振動部、駆動部、および負スティフネス発生機構との間を仕切るように配置され、当該吸着体を支持する支持部材をさらに備える。
【００２９】
第１５の発明は、低音増強装置において、スピーカ装置の内部に配置される低音増強装置であって、筐体と、筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、筐体に形成された開口部に配置され、当該筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える。
【００３０】
第１６の発明は、上記第１５の発明において、負スティフネス発生機構は、開口部に配置されるドロンコーンと、その外周が開口部に固設され、筐体に対してドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに離反力を与える離反力発生部とを含むことを特徴とする。
【００３１】
第１７の発明は、車両であって、上記第１から第１４のいずれかの発明に記載のスピーカ装置と、スピーカ装置をその内部に配置する車体とを備える。
【００３２】
第１８の発明は、映像機器であって、上記第１から第１４のいずれかの発明に記載のスピーカ装置と、スピーカ装置をその内部に配置する機器筐体とを備える。
【００３３】
第１９の発明は、携帯型情報処理装置であって、上記第１から第１４のいずれかの発明に記載のスピーカ装置と、スピーカ装置をその内部に配置する装置筐体とを備える。
【発明の効果】
【００３４】
上記第１の発明によれば、吸着体の物理吸着効果と負スティフネス発生機構とによって、筐体内部の音響スティフネスが減少することにより、再生帯域の低音域が拡大する。つまり、低音再生帯域の拡大は、吸着体と負スティフネス発生機構とによって実現される。これにより、負スティフネス発生機構において発生させるべき負スティフネスの大きさは、負スティフス発生機構のみで構成される従来のスピーカ装置と比べて小さくて済む。つまり、従来と比べて負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、負スティフネス発生機構に用いられるマグネットの大型化、当該マグネットのコストの増加、再生音の最大音圧の低下、および再生音の歪の発生などを抑えることができ、低音再生帯域をさらに拡大することができる。
【００３５】
上記第２の発明によれば、筐体の容積を等価的に増大させて、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００３６】
上記第３の発明によれば、非マグネット部材は、第１および第２の磁気回路によって空隙中に形成された磁場によって、空隙内の平衡位置から離れる方向に離反力を受ける。つまり、非マグネット部材が少なくとも一部に設けられた振動板は、その振幅が拡大する方向に力を受けて振動する。これにより、筐体内部の音響スティフネスが減少するので、低音再生帯域の拡大を図ることができる。また、非マグネット部材が受ける上記離反力は、第１および第２の磁気回路が空隙中に形成する磁場によって発生する。つまり、非マグネット部材の厚みをある程度薄くしても、第１および第２の磁気回路が空隙中に形成する磁場によって十分な離反力が発生する。したがって、上記離反力を維持したまま、非マグネット部材を薄くすることができ、振動部の軽量化を図ることができる。その結果、スピーカ装置の出力音圧レベルの低下を抑えることができる。また、第１および第２の磁気回路は、自身が形成する磁場によって、非マグネット部材に対して離反力を与える役割と、磁気ギャップを形成してボイスコイルに駆動力を与える役割とを果たすことができる。つまり、第３の発明によれば、非マグネット部材に対して離反力を与えるためのマグネットと、ボイスコイルに対して駆動力を与えるためのマグネットとを１つのマグネットで実現することができるので、スピーカ装置の部品点数を少なくすることができる。
【００３７】
上記第４の発明によれば、振動部の変位の偏りを補正することで、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、非マグネット部材の振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、能率の低下や歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。また、吸着体の効果により、従来に比べて負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスが小さくてもよい。これにより、上記振動部の変位の偏りを補正する力を小さくすることができるため、ボイスコイルに流す制御信号が小さくなり、制御が容易となる。また、増幅回路を含む制御用回路素子のコストにおいても有利である。また、制御信号によるボイスコイルでの発熱が押さえられるので、熱によるボイスコイル断線のおそれが小さくなる。これにより、従来に比べて、細い線径のボイスコイルを用いて振動系重量を軽量化させることが可能となり、スピーカ装置の能率を向上させることも可能である。
【００３８】
上記第５の発明によれば、筐体の内部に配置された負スティフネス発生機構において、離反力発生部が平衡位置から離れる方向の離反力をドロンコーンに与えることで、振動板に作用する筐体内部全体の音響スティフネスを減少させることができる。その結果、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００３９】
上記第６の発明によれば、ドロンコーンの非マグネット部材が、固定的に配置されたマグネットから交互に引力を受けることによって、ドロンコーンに上記離反力を与えることができ、負スティフネスを発生させることができる。
【００４０】
上記第７の発明によれば、ドロンコーンのマグネットが、固定的に配置された非マグネット部材から交互に引力を受けることによって、ドロンコーンに上記離反力を与えることができ、負スティフネスを発生させることができる。
【００４１】
上記第８の発明によれば、可動マグネットに対して平衡位置から離れる方向に振動方向の離反力が与えられることで、筐体内部の音響スティフネスが減少して、低音再生帯域を拡大することができる。また、本発明によれば、可動マグネットと固定マグネットとは、振動方向に対して互いに衝突しない構造であるので、大振幅する大入力用のスピーカ装置としても有用である。
【００４２】
上記第９の発明によれば、振動部の変位の偏りを補正することで、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、可動マグネットの振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。また、吸着体の効果により、従来に比べて負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスが小さくてもよい。これにより、上記振動部の変位の偏りを補正する力を小さくすることができるため、ボイスコイルに流す制御信号が小さくなり、制御が容易となる。また、増幅回路を含む制御用回路素子のコストにおいても有利である。また、制御信号によるボイスコイルでの発熱が押さえられるので、熱によるボイスコイル断線のおそれが小さくなる。これにより、従来に比べて、細い線径のボイスコイルを用いて振動系重量を軽量化させることが可能となり、スピーカ装置の能率を向上させることも可能である。
【００４３】
上記第１０の発明によれば、圧電型変換器を用いたスピーカ装置において、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００４４】
上記第１１の発明によれば、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、非マグネット部材の振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。
【００４５】
上記第１２の発明によれば、静電型変換器を用いたスピーカ装置において、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００４６】
上記第１３の発明によれば、振動部の変位の偏りを補正することで、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、非マグネット部材の振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。また、吸着体の効果により、従来に比べて負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスが小さくてもよい。これにより、上記振動部の変位の偏りを補正する力を小さくすることができるため、制御が容易となる。その結果、スピーカ装置の動作の安定性が向上する。
【００４７】
上記第１４の発明によれば、吸着体の粒子や繊維が振動部、駆動部、および負スティフネス発生機構部材に接触することを防止することができる。これにより、異音などの動作不良を防止することができる。
【００４８】
上記第１５の発明によれば、従来のスピーカ装置の内部に低音増強装置を配置することで、手軽に当該スピーカ装置の低音域の再生限界を拡大することができる。つまり、ユーザが所有しているスピーカ装置の内部に本発明の低音増強装置を配置するだけで、現存のスピーカシステムに対する低音増強が図れる。
【００４９】
上記第１６の発明によれば、離反力発生部は、ドロンコーンが平衡位置から離れる方向に離反力を与えるため、当該離反力によって、ドロンコーンの振幅が増大されて、筐体内部の音響スティフネスを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。図１において、当該スピーカ装置は、大略的にキャビネット１ａ、スピーカユニット２ａ、および吸着体１４０を備える。なお、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えば密閉方式のスピーカ装置である。
【００５１】
図１において、吸着体１４０は、キャビネット１ａの内部に配置される。吸着体１４０は、気体を物理吸着する多孔性材料であり、例えば活性炭である。活性炭には、粒状の活性炭や繊維状の活性炭などがある。多孔性材料は、ミクロ単位の大きさの細孔で気体を吸着することができる。他の多孔性材料の例として、ゼオライト、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、モレキュラーシーブ、フラーレン、カーボンナノチューブなどでも実現可能である。なお、シリカ（ＳｉＯ２）としては、例えばシリカゲルおよび多孔質シリカなどがある。また、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、および四三酸化鉄は、例えば微粉末化されたものを用いる。
【００５２】
スピーカユニット２ａは、例えば円形状のスピーカユニットであり、キャビネット１ａの前面（図示するｘ軸の正方向）に形成された開口部に取り付けられる。また、キャビネット１ａは、スピーカユニット２ａの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。スピーカユニット２ａは、背面フレーム３、前面フレーム４、第１の磁気回路５、第２の磁気回路１０、エッジ１５、ダンパー１６、振動板１７、第１のボイスコイルボビン１８、第１のボイスコイル１９、第２のボイスコイルボビン２０、および第２のボイスコイル２１を有する。
【００５３】
背面フレーム３は、外周部分に対して内側部分が凸状に突起した形状である。背面フレーム３は、その外周がキャビネット１ａの開口部に取り付けられ、キャビネット１ａの内部側に向いて凸形状となるように配置される。背面フレーム３には、キャビネット１ａ内部と通気する音孔３ｈが形成されている。また、背面フレーム３の上記内側部分の中央には、第１の磁気回路５を取り付けるための開口部が形成されている。前面フレーム４は、背面フレーム３の外周部に固着される。前面フレーム４には、音を前面に放射するための音孔４ｈが形成されている。第１の磁気回路５は、背面フレーム３の上記内側部分の中央に形成された開口部に固着される。第２の磁気回路１０は、前面フレーム４の背面側（ｘ軸の負方向）中央部に固着され、空隙を介して第１の磁気回路５と対向する位置に配置される。また、第１および第２の磁気回路５および１０の外形状は、例えば円柱状である。そして、第２の磁気回路１０は、その中心軸が第１の磁気回路５の中心軸と一致するように配置される。振動板１７は、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙中に配置される。振動板１７は、少なくとも一部が非マグネット部材１７ｇで構成される。第１のボイスコイルボビン１８は、非マグネット部材１７ｇの第１の磁気回路５側に固着される筒状部材である。第１のボイスコイルボビン１８の外周面には、第１のボイスコイル１９が巻かれている。第２のボイスコイルボビン２０は、非マグネット部材１７ｇの第２の磁気回路１０側に固着される筒状部材である。第２のボイスコイルボビン２０の外周面には、第２のボイスコイル２１が巻かれている。エッジ１５の外周は、背面フレーム３の外周に固着される。エッジ１５の内周は、振動板１７の外周に固着される。なお、振動板１７およびエッジ１５が一体のものを用いてもよい。ダンパー１６の外周は、背面フレーム３に固着される。ダンパー１６の内周は、振動板１７に固着される。なお、本発明においては、スピーカユニット２ａにおいて、振動板１７（非マグネット部材１７ｇを含む）と、第１および第２のボイスコイルボビン１８および２０と、第１および第２のボイスコイル１９および２１とは、入力される電気信号によって振動する振動要素とする。また、エッジ１５およびダンパー１６は、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙中で非マグネット部材１７ｇが振動可能となるように、当該振動要素を支持する支持要素とする。そして、本発明においては、振動要素および支持要素を合わせて振動部とする。
【００５４】
第１の磁気回路５は、ヨーク６、第１のマグネット７、磁気プレート８、および第２のマグネット９を有する。ヨーク６は、例えば円筒状の側面を有し、当該側面の一方端に底面が形成されるとともに他方端が開口した形状である。また、開口した他方端の外周には、その外周方向に鍔部が設けられている。ヨーク６は、当該鍔部を利用して、背面フレーム３の内側部分の中央に形成された開口部に固着される。第１のマグネット７は、円柱形状であり、ヨーク６の内部底面の中央部に固着される。磁気プレート８は、円柱形状であり、第１のマグネット７の前面側に固着される。第２のマグネット９は、円柱形状であり、磁気プレート８の前面側に固着される。第１のマグネット７、磁気プレート８、および第２のマグネット９の各外周面とヨーク６の円筒内面との間には、間隙が形成される。そして磁気ギャップは、当該間隙において、磁気プレート８の外周面とヨーク６の内周面との間に形成される。なお、第１のボイスコイル１９は、第１のボイスコイルボビン１８によって、第１の磁気回路５に形成された当該磁気ギャップ中に配置される。また、第１のマグネット７および第２のマグネット９は、それぞれ振動板１７の振動方向（ｘ軸方向）に着磁される。そして、第１のマグネット７および第２のマグネット９の着磁方向は、互いに反対である。
【００５５】
ここで、第２のマグネット９は、自身の磁束を磁気プレート８を介して磁気ギャップに通す。また、第２のマグネット９は、第１のマグネット７と反発する方向に着磁されているので、第１のマグネット７の磁束がより集中して磁気ギャップに通るように作用する。つまり、第２のマグネット９は、磁気ギャップ内の磁束密度を上げて、第１のボイスコイル１９の駆動力を増強させる役割を果たす。
【００５６】
第２の磁気回路１０は、ヨーク１１、第１のマグネット１２、磁気プレート１３、および第２のマグネット１４を有する。ヨーク１１は、円筒状の側面を有し、当該側面の一方端に底面が形成されるとともに他方端が開口した形状である。ヨーク１１は、その底面が前面フレーム４の背面側中央部に固着される。第１のマグネット１２は、円柱形状であり、ヨーク１１の背面側中央部に固着される。磁気プレート１３は、円柱形状であり、第１のマグネット１２の背面側に固着される。第２のマグネット１４は、円柱形状であり、磁気プレート１３の背面側に固着される。ここで、磁気プレート１３の外周面とヨーク１１の内周面との間には、磁気ギャップが形成される。第２のボイスコイル２１は、第２のボイスコイルボビン２０によって、第２の磁気回路１０に形成された当該磁気ギャップ中に配置される。また、第１のマグネット１２および第２のマグネット１４は、それぞれ振動板１７の振動方向（ｘ軸方向）に着磁される。そして、第１のマグネット１２および第２のマグネット１４の着磁方向は、互いに反対である。なお、第２のマグネット１４は、上述した第２のマグネット９と同様に、第２のボイスコイル２１の駆動力を増強させる。
【００５７】
ここで、第２のマグネット９および第２のマグネット１４の着磁方向と、第１および第２のボイスコイル１９および２１の巻き方向とについて説明する。第２のマグネット９の着磁方向を第２のマグネット１４と同方向とする場合は、第１および第２のボイスコイル１９および２１の巻き方向を互いに反対方向となるように設定する。第２のマグネット９の着磁方向を第２のマグネット１４と反対方向とする場合は、第１および第２のボイスコイル１９および２１の巻き方向を互いに同方向となるように設定する。これにより、第１および第２のボイスコイル１９および２１に電流が印加されたとき、同方向の駆動力が得られる。
【００５８】
振動板１７は、コーン形状をした振動板である。また、振動板１７は、少なくとも一部が非マグネット部材１７ｇで構成される。ここで非マグネット部材１７ｇは、マグネット以外の磁性体とする。非マグネット部材１７ｇとしては、マグネットほど強い保磁力を持たない、例えば鉄やパーマロイなどの磁性体が挙げられる。また、非マグネット部材１７ｇは、少なくとも第１および第２の磁気回路５および６との間に形成される空隙中に配置されればよい。したがって、例えば振動板１７の全面が非マグネット部材１７ｇで構成されてもよい。また例えば、振動板１７において、ヨーク６またはヨーク１１の外周円形状の内部に相当する部分のみが非マグネット部材１７ｇで構成されてもよい。また、上記第１および第２の磁気回路５および６の内部にそれぞれ形成される間隙を振動板１７に対して垂直に投影させた領域は、環状の領域となる。当該環状の領域付近の磁場は、非マグネット部材１７ｇに対して、後述する離反力を最も強く発生させることができる。したがって、少なくとも振動板１７の当該環状の領域が非マグネット部材１７ｇで構成されることが好ましい。なお、具体的な振動板１７および非マグネット部材１７ｇの構造例としては、非磁性体の振動板１７の両面または片面に、平板状の上記非マグネット部材１７ｇを接合した構造が考えられる。
【００５９】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。第１のボイスコイル１９および第２のボイスコイル２１に電気信号が印加されると、各ボイスコイルに流れる電流と各磁気ギャップに形成された磁界とにより、各ボイスコイルに対して同方向の駆動力がそれぞれ発生する。そして、当該各駆動力が振動板１７を前背面方向（ｘ軸方向）に振動させて、音圧が発生する。振動板１７で発生した音圧は、キャビネット１ａの内部圧力を変化させる。しかしながら、キャビネット１ａの内部には吸着体１４０が配置されている。このため、吸着体１４０の物理吸着作用によりキャビネット１ａ内の圧力変化が抑制される。これにより、キャビネット１ａがもつ音響スティフネスは減少する。つまり、吸着体１４０は、キャビネット１ａ内の圧力変化を抑制することで、当該キャビネット１ａがもつ音響スティフネスを減少させる役割を果たす。
【００６０】
一方、少なくとも一部が非マグネット部材１７ｇで構成された振動板１７は、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙中を振動する。振動板１７の振動方向は、前背面方向（ｘ軸方向）である。このとき、非マグネット部材１７ｇは、第１および第２の磁気回路５および６が形成する磁場によって、振動板１７の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。例えば、振動板１７が第１の磁気回路５側に変位したとき、第１および第２の磁気回路５および６が形成する磁場によって、非マグネット部材１７ｇはその変位を拡大する方向に力を受ける。換言すれば、非マグネット部材１７ｇは、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙にある平衡位置から離反する方向の力（以下、離反力という）を受けながら振動することとなる。なお、平衡位置とは、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙において、非マグネット部材１７ｇに働く上記離反力が振動方向に釣り合う位置である。
【００６１】
ここで、キャビネット１ａ、振動板１７、およびエッジ１５で仕切られたキャビネット１ａの内部空室の音響スティフネスは、そのバネ力によって振動板１７の振動を抑制する。このバネ力は、上記内部空室の容積が小さいほど大きい。そして、バネ力が大きいほど、振動板１７の振動は大きく抑制される。これに対して、非マグネット部材１７ｇが受ける上記離反力は、音響スティフネスのバネ力を打ち消す方向に作用する。つまり、上記離反力は、音響スティフネスを減少させる負スティフネスとして作用する。そして、非マグネット部材１７ｇ、第１の磁気回路５、および第２の磁気回路１０は、負スティフネスを発生させる機構（負スティフネス発生機構）としての役割を果たす。
【００６２】
このように、吸着体１４０の音響スティフネスの低減効果、および負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスの両作用によって、キャビネット１ａの音響スティフネスが減少する。そして、音響スティフネスが減少することで、キャビネット１ａの内部容積が等価的に拡大する。これにより、振動板１７が振動しやすくなり、スピーカユニット２ａの最低共振周波数が低くなる。その結果、スピーカ装置の低音再生限界が拡大する。
【００６３】
ここで、再生帯域を所望の低音域まで拡大させるための具体的な設定方法について説明する。上述したように、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の各容積拡大効果によって、低音再生帯域が拡大する。したがって、所望の低音域を設定する場合は、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の各容積拡大効果を考慮すればよい。以下、所望の低音域が得られるときの容積拡大効果が、実際の容積のＮ（Ｎ＞１）倍となる場合について考える。
【００６４】
振動板１７に対するキャビネット１ａの音響スティフネスＳ１は、下式（４）と表現される。なお、下式（４）において、Ｖをキャビネット１ａの実際の容積、ａを振動板１７の有効半径、ρを空気の密度、ｃを音速とする。
【数４】
ここで、キャビネット１ａの容積がＮ倍となる（容積がＮＶとなる）音響スティフネスＳ２は、式（４）より下式（５）となる。
【数５】
したがって、式（４）および式（５）より、キャビネット１ａの容積が等価的にＮ倍となるために必要な音響スティフネスの減少量は下式（６）となる。
【数６】
ここで、音響スティフネスがＳ１であるキャビネット１ａにおいて、容積拡大効果がＭ（Ｍ＞１）倍である吸着体１４０を内部に配置したとき、音響スティフネスＳ１の減少量は、下式（７）で表現される。
【数７】
また、音響スティフネスがＳ１であるキャビネット１ａにおいて、容積拡大効果がＬ（Ｌ＞１）倍である負スティフネス発生機構によって、音響スティフネスＳ１が減少する減少量は、下式（８）で表現される。なお、下式（８）は、負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスの線形成分を示した式である。
【数８】
したがって、吸着体１４０と負スティフネス発生機構とによってキャビネット１ａの容積をＮ倍に拡大させるとき、上式（６）〜上式（８）より、下式（９）の関係式が成立する。
【数９】
このように、上式（９）を満たすように、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の各容積拡大効果をそれぞれ設定すればよい。これにより、所望の低音再生帯域を得ることができる。
【００６５】
以下、上記内容を具体的な数値例を挙げて説明する。例えば６倍の容積拡大効果が得られるように設計するとき、必要となる音響スティフネスの減少量は、式（６）においてＮ＝６を代入して、５／６＊Ｓ１となる。ここで、吸着体１４０による容積拡大効果が３倍得られたとすると、吸着体１４０による音響スティフネスの減少量は、式（７）においてＭ＝３を代入して、２／３＊Ｓ１となる。したがって、式（９）より、負スティフネス発生機構において音響スティフネスを減少させる量は、１／６＊Ｓ１となる。つまり、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスが１／６＊Ｓ１となる。このように、負スティフネス発生機構のみで６倍の容積拡大効果を得る場合には、５／６＊Ｓ１分の負スティフネスを発生させる必要がある。しかし、吸着体１４０によってキャビネット１ａの音響スティフネスが２／３＊Ｓ１分減少する。したがって、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスは、負スティフネス発生機構のみで実現する場合に比べ、必要な負スティフネスの大きさは、（５／６＊Ｓ１）／（２／３＊Ｓ１）＝１／６に軽減する。
【００６６】
以上のように、本実施形態では、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の両作用によってキャビネット１ａの容積が等価的に拡大し、低音域の再生限界の拡大を図ることができる。つまり、低音再生帯域の拡大は、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の両スティフネス低減効果によって実現される。これにより、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスの大きさは、負スティフス発生機構のみで構成される従来のスピーカ装置と比べて小さくて済む。このように、従来と比べて負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、負スティフネス発生機構に用いられるマグネットの大型化、当該マグネットのコストの増加、再生音の最大音圧の低下、および再生音の歪の発生などを抑えることができ、小型のスピーカ装置において低音再生帯域をさらに拡大することができる。このように本実施形態によれば、従来では実現不可能であった低音再生帯域のさらなる拡大を実現することができる。具体的には、所望の低音再生帯域の拡大を図る場合において、従来と比べて、吸着体１４０の作用の分だけ、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスの大きさを小さくすることができる。これにより、負スティフネス発生機構に用いられるマグネットの大型化、当該マグネットのコストの増加、再生音の最大音圧の低下、および再生音の歪の発生などが抑えられるので、その抑えられる分だけ従来よりも低音再生帯域をさらに拡大することができる。なお、従来と同じ量の低音再生帯域の拡大を図る場合には、従来と比べて再生音の最大音圧の低下や再生音の歪の発生などを抑えることができ、またスピーカ装置の更なる小型化を図ることも可能である。
【００６７】
上記内容を具体的な例を挙げて説明する。図２Ａに磁場解析を行った第１の磁気回路５、第２の磁気回路１０、および非マグネット部材１７ｇを示す。なお、図２Ａに示す第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０は、図１で示した形状とは異なる形状であるが、機能は同じである。振動板１７等は、磁場に影響しないため、省略している。第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０は、非マグネット部材１７ｇを挟んで対称な構造となっている。ここで、第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０の間隔をＸ、非マグネット部材１７ｇの厚さをＴとする。なお、図２Ａに示される各数値（１１．０、１０．０など）は、第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０の各寸法を示すものであり、単位はミリメートルである。なお、φによって示される各数値（φ３．１など）は、直径を示す。
【００６８】
図２Ｂは、非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を示した図である。図２Ｂの横軸は、非マグネット部材１７ｇの変位を示す。縦軸は、非マグネット部材１７ｇに作用する力の大きさを示す。また図２Ｂでは、Ｔ＝０．５ｍｍの条件のもと、Ｘが１１．０ｍｍおよび１３．５ｍｍとなるときの結果を示している。なお、図２Ｂにおいて、非マグネット部材１７ｇの負方向（図２Ａ中、非マグネット部材１７ｇから第２の磁気回路１０へ向かう方向）の変位については、正方向（図２Ａ中、非マグネット部材１７ｇから第１の磁気回路５へ向かう方向）と対象であるので、省略する。この磁場解析結果より、第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０の間隔Ｘを増やすことにより、発生する負スティフネスは減少するが、線形性は向上している。これにより、吸着体１４０および負スティフネス発生機構を併用して負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスを減少させた場合、非マグネット部材１７ｇの振幅に対する線形性を向上できることがわかる。その結果、再生音の歪の発生を抑えることができる。
【００６９】
図２Ａに示す磁気回路においてＸ＝１１．０ｍｍの条件のもと、Ｔが０．５ｍｍおよび０．４ｍｍとなるときの非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を図２Ｃに示す。図２Ｃの横軸は、非マグネット部材１７ｇの変位を示す。縦軸は、非マグネット部材１７ｇに作用する力の大きさを示す。この磁場解析結果より、非マグネット部材１７ｇの厚さを減少させると、負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスが減少していることがわかる。これにより、非マグネット部材１７ｇの厚さを薄くして、吸着体１４０および負スティフネス発生機構を併用して負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスを減少させた場合、振動系の重量がさらに軽量化し、スピーカ装置の能率を向上させることができる。
【００７０】
また、上記負スティフネス発生機構は、第１および第２の磁気回路が形成する磁場によって非マグネット部材１７ｇが離反力を受ける構造である。したがって、その構造上、非マグネット部材１７ｇの厚みをある程度薄くしても、当該非マグネット部材１７ｇに十分な離反力を発生させることができる。つまり、本実施形態では、振動板１７に接合される非マグネット部材１７ｇを薄く構成することができるので、図１６で示した可動マグネット１１３を用いたスピーカユニットと比べ、振動要素の重量を大幅に軽量化することができる。その結果、本実施形態に係るスピーカ装置では、負スティフネス発生機構をスピーカユニット内部に構成することによって生じる出力音圧レベルの低下を抑えることができる。
【００７１】
また、上記第１の磁気回路５は動電型変換器としての役割を果たし、負スティフネス発生機構は当該第１の磁気回路５を一部共有している。これにより、本実施形態に係るスピーカ装置は、負スティフネス発生機構を構成する磁気回路を新たに設ける場合と比べ、マグネットの体積増大によるスピーカユニットの大型化、作業コストおよび価格コストを抑えることができる。
【００７２】
なお、負スティフネス発生機構において発生させる負スティフネスを大きくし過ぎると、振動板１７が第１の磁気回路５または第２の磁気回路１０に引き寄せられたまま振動できなくなる。これを防止するためには、負スティフネスの大きさが以下の関係を満たすように、負スティフネス発生機構を設定する。
（負スティフネス発生機構の負スティフネス）≦（キャビネット１ａの音響スティフネス）＋（支持系スティフネス）−（吸着体１４０による音響スティフネスの減少量）
【００７３】
なお、上述では、スピーカユニット２ａを例えば円形状のスピーカユニットとしたが、これに限定されない。例えば、楕円形状や矩形形状などの形状であってもよい。また、矩形の対向する２辺のみを半円に置換した、レーストラックのような形状（以下、トラック形状と記載する）であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、スピーカユニット２ａに含まれるマグネット、ヨーク、磁気プレートおよび振動板などの形状についても、スピーカユニット２ａの形状に合わせて適宜設定してもよいことは言うまでもない。例えば、矩形形状のスピーカユニットであれば、振動板を矩形形状とし、マグネットを四角柱状としてもよい。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、図１では密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【００７４】
また、上述では、第１および第２のボイスコイル１９および２１を用いたが、いずれか一方のボイスコイルを省略してもよい。この場合、ボイスコイルが省略された側の磁気回路（第１の磁気回路５または第２の磁気回路６）は、磁気ギャップを形成しない構成であってもよい。具体的には、例えばヨークとマグネットのみで構成した磁気ギャップを形成しない磁気回路としてもよい。
【００７５】
なお、図１に示したスピーカ装置は、スピーカユニット２ａと吸着体１４０との間を仕切るようにキャビネット１ａの内部に配置された、吸着体１４０を支持する支持部材（図示なし）をさらに備えてもよい。支持部材は、例えば布、フィルム、板状部材などで構成される。布としては、繊維と繊維との間の隙間が吸着体１４０の粒や繊維よりも小さいものを用いればよい。例えば支持部材が膜状のフィルムである場合には、支持部材の外周が吸着体１４０とスピーカユニット２ａとの間の位置に固着される。この場合、スピーカユニット２ａから発生した音圧は、支持部材を介して吸着体１４０へ伝達する。このように、吸着体１４０とスピーカユニット２ａとの間を仕切るように支持部材が配置されることによって、スピーカユニット２ａと接触しないように吸着体１４０を支持することができる。その結果、吸着体１４０の粒などが振動板１７を含む振動要素と接触することにより生じる異音や動作不良を防止することができる。また、スピーカユニット２ａの入力端子（図示せず）などに吸着体１４０が接触することで生じる電気的なショートについても防止することができる。なお、支持部材は、袋状に形成された布やフィルムであってもよい。この場合、吸着体１４０は、袋状の支持部材の内部に配置される。また、支持部材が板状部材である場合には、支持部材はスピーカユニット２ａと吸着体１４０との間に固設すればよい。なお、吸着体１４０に音圧を伝達する必要があるため、吸着体１４０とスピーカユニット２ａとの間が完全には仕切られないように、板状部材を固設する。
【００７６】
（第２の実施形態）
図３を参照して、第２の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第１の実施形態に対して、レーザ変位計および制御回路を新たに備える点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。なお、図３は、第２の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。また、図４は、第２の実施形態に係るスピーカ装置の回路ブロック図である。図３において、本実施形態に係るスピーカ装置は、大略的にキャビネット１ａ、スピーカユニット２ａ、レーザ変位計２２、および制御回路２３を備える。なお、スピーカユニット２ａは、上述した第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７７】
図４において、レーザ変位計２２は、振動板１７の振動方向（前背面方向）における変位を検出し、その検出信号を制御回路２３に出力する。また図３において、レーザ変位計２２は例えば背面フレーム３に設置され、制御回路２３と配線で結ばれる。なお、レーザ変位計２２は、振動板１７の変位を検出できる位置であれば、例えば前面フレーム４およびキャビネット１ａなどに配置されてもよい。また、振動板１７の変位を検出する方法としては、レーザ変位計を用いる方法ではなく、例えば振動板１７に小型マグネットを固着して、ホール素子を用いて位置を検出する方法でもよい。
【００７８】
図４において、制御回路２３は、レーザ変位計２２で検出された振動板１７の変位に基づいて、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心が第１および第２の磁気回路５および６との間に形成された空隙における上記平衡位置となるような制御信号を生成する。制御回路２３で生成された制御信号は、入力音響信号に加算される。入力された音響信号および制御信号は、増幅器などで適宜増幅されて、スピーカユニット２ａに印加される。なお、制御信号は、例えば非マグネット部材１７ｇの上記平衡位置からのずれを修正する分の直流電気信号などである。また、図３において、制御回路２３は、キャビネット１ａの内部に設置され、スピーカユニット２ａの入力端子およびレーザ変位計２２とそれぞれ配線で結ばれている。また、制御回路２３は、キャビネット１ａの外部に配置されてもよい。
【００７９】
ここで、キャビネット１ａの内部の温度が上昇した場合を考える。第１および第２のボイスコイル１９および２１は、電流が流れると発熱する。第１および第２のボイスコイル１９および２１の発熱などでキャビネット１ａ内部の温度が上昇した場合、キャビネット１ａ内部の空気が膨張あるいは収縮し、内部圧力が変化する。この圧力変化によって、振動板１７が力を受け、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心は平衡位置からずれる。また、非マグネット部材１７ｇが受ける離反力は、平衡位置を基準として振動方向に対称である。したがって、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心が平衡位置からずれると、上記離反力の対称性が極端に崩れてしまい、再生音の音圧低下や歪が発生する。なお、この平衡位置からのずれが大きくなると、振動板１７が第１の磁気回路５または第２の磁気回路１０に引き寄せられたまま振動できなくなる問題がある。しかしながら、本実施形態では、制御回路２３において非マグネット部材１７ｇの振幅の中心が平衡位置となるような制御信号が生成され、入力音響信号に加算される。これにより、振動板１７は、温度変化などの周囲環境の変化に関係なく、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となる。その結果、本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第１の実施形態に係るスピーカ装置に対して、音圧低下や歪の発生をさらに抑えた高音質のスピーカ装置を提供することができる。
【００８０】
また、低音再生帯域を拡大させるためには、負スティフネス発生機構に用いるマグネット（第２のマグネット９および１４）をより強力なマグネットにして、非マグネット部材１７ｇが受ける離反力を大きくする必要がある。この場合、上記制御回路２３による制御では、制御回路２３において生成される制御信号によって非マグネット部材１７ｇに与えられる力を大きくする必要がある。つまり、制御回路２３において生成される制御信号を大きな直流電気信号にする必要がある。このとき、第１および第２のボイスコイル１９および２１には大きな直流電流が流れることになり、各ボイスコイルに細い線材を用いれば断線の恐れが生じる。しかし、第１および第２のボイスコイル１９および２１に太い線材を用いれば、振動重量が増加して能率が低下する。また、大きな直流電流を用いて制御を行う場合、制御回路２３を構成する回路素子は大型化、高コスト化する。これに対し、本実施形態に係るスピーカ装置は、従来と同じ量の低音再生帯域の拡大を図る場合には、従来よりも負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスの大きさが小さくて済む。つまり、上記離反力は従来に比べて小さくなる。これにより、本実施形態に係るスピーカ装置では、制御を行うための直流電流を小さくすることができ、上記能率の低下、大型化、および高コスト化を防ぐことができる。
【００８１】
なお、上記レーザ変位計２２および制御回路２３は、第１の実施形態に限らず、後述する第５〜第７の実施形態に係るスピーカ装置に取り付けた構成としてもよい。これにより、周囲の環境変化によって生じる再生音の音圧低下や歪の発生が抑えられた、高音質のスピーカ装置を提供することができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
図５および図６を参照して、第３の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、負スティフネス発生機構がスピーカユニットとは別に設けられる構成を有する。図５は、第３の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。図６は、当該スピーカ装置を図５中の二重点線ＡＢで切断して、ｘ軸の正方向から見た断面図である。
【００８３】
図５において、本実施形態に係るスピーカ装置は、大略的にキャビネット１ｂ、スピーカユニット２ｂ、吸着体１４０、ポート２５、および負スティフネス発生機構３８を備える。スピーカユニット２ｂは、キャビネット１ｂの前面（ｘ軸の正方向）に形成された開口部に取り付けられる。スピーカユニット２ｂは、例えば通常の動電型スピーカである。また、キャビネット１ｂは、スピーカユニット２ｂの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。ポート２５は、キャビネット１ｂの前面に取り付けられる。負スティフネス発生機構３８は、キャビネット１ｂの内部に固設される。なお、キャビネット１ｂの内部空間であって、負スティフネス発生機構３８の前面側の空室を第１の空室Ｗｂ１とする。また、負スティフネス発生機構３８の背面側の空室を第２の空室Ｗｂ２とする。吸着体１４０は、第２の空室Ｗｂ２に配置される。なお、吸着体１４０は上述した第１の実施形態と同様のものである。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えばポート２５の音響負荷を利用したバスレフ方式のスピーカ装置である。
【００８４】
負スティフネス発生機構３８は、ドロンコーン２６、エッジ２７、第１の磁気回路３１、第２の磁気回路３４、仕切板３５、第１の支持部材３６、および第２の支持部材３７を備える。仕切板３５は、板状部材であり、キャビネット１ｂの内部に固設される。そして、仕切板３５は、キャビネット１ｂの内部空室を第１の空室Ｗｂ１と第２の空室Ｗｂ２に分割する。また、仕切板３５には、その中央部に開口部が形成されている。第１の支持部材３６は、仕切板３５の前面側（図示するｘ軸の正方向側）に固設される。第２の支持部材３７は、仕切板３５の背面側（図示するｘ軸の負方向側）に固設される。第１の磁気回路３１は、第１の支持部材３６の背面側中央部に固着される。第２の磁気回路３４は、第２の支持部材３７の前面側中央部に固着され、空隙を介して第１の磁気回路３１と対向する位置に配置される。第１および第２の磁気回路３１および３４の外形状は、例えば円柱状である。また、第２の磁気回路３４は、その中心軸が第１の磁気回路３１の中心軸と一致するように配置される。ドロンコーン２６は、少なくとも一部が非マグネット部材２６ｇで構成される。そして、ドロンコーン２６は、第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４との間の空隙中に配置される。エッジ２７の外周は、仕切板３５に形成された開口部に固着される。エッジ２７の内周はドロンコーン２６の外周に固着される。そして、エッジ２７は第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４との間の空隙中で非マグネット部材２６ｇがｘ軸方向に振動可能となるように、ドロンコーン２６を支持する支持要素（サスペンション）である。なお、ドロンコーン２６およびエッジ２７が一体のものを用いてもよい。また、本実施形態においては、ドロンコーン２６および上記支持要素が振動部である。
【００８５】
第１の磁気回路３１は、ヨーク２９およびマグネット３０を有する。ヨーク２９は、例えば円筒状の側面を有し、当該側面の一方端に底面が形成されるとともに他方端が開口した形状である。ヨーク２９の底面は、第１の支持部材３６の背面側中央部に固着される。マグネット３０は、ヨーク２９の内部底面の中央部に固着される。マグネット３０の外周面とヨーク２９の円筒内面との間には、間隙が形成される。第２の磁気回路３４は、ヨーク３３およびマグネット３２を有する。ヨーク３３は、上述したヨーク２９と同形状である。ヨーク３３の底面は、第２の支持部材３７の前面側中央部に固着される。マグネット３２は、ヨーク３３の内部底面の中央部に固着される。マグネット３２の外周面とヨーク３３の円筒内面との間には、間隙が形成される。上記マグネット３０および３２は、それぞれドロンコーン２６の振動方向（ｘ軸方向）に着磁される。なお、マグネット３０および３２の着磁方向は、同方向であってもよいし、互いに反対であってもよい。
【００８６】
ドロンコーン２６は、例えば円板状をした振動板であり、少なくとも一部が非マグネット部材２６ｇで構成される。非マグネット部材２６ｇの材質、大きさ、および配置位置は、上述した非マグネット部材１７ｇと同様であるので説明を省略する。また、非マグネット部材２６ｇおよびドロンコーン２６の接合構造は、上述した第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット２ｂに電気信号が印加されると、音圧が発生する。スピーカユニット２ｂで発生した音圧は、第１の空室Ｗｂ１を介して、ドロンコーン２６をｘ軸方向に振動させる。ドロンコーン２６が振動することで、第２の空室Ｗｂ２内の圧力が変化する。しかしながら、第２の空室Ｗｂ２内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により第２の空室Ｗｂ２内の圧力変化が抑制される。これにより、第２の空室Ｗｂ２の音響スティフネスが減少する。第２の空室Ｗｂ２の音響スティフネスが減少することで、スピーカユニット２ｂからみた第１の空室Ｗｂ１の音響スティフネスも減少する。つまり、吸着体１４０は、第２の空室Ｗｂ２内の圧力変化を抑制することで、キャビネット１ａ全体がもつ音響スティフネスを減少させる役割を果たす。
【００８８】
一方、負スティフネス発生機構３８において、ドロンコーン２６が第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４との間の空隙中を振動する。ドロンコーン２６の振動方向は、前背面方向（ｘ軸方向）である。このとき、非マグネット部材２６ｇは、第１および第２の磁気回路３１および３４が形成する磁場によって、ドロンコーン２６の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。すなわち、本実施形態においては、第１の磁気回路３１、第２の磁気回路３４、および非マグネット部材２６ｇが負スティフネスを発生させる役割を果たす。ここで、負スティフネス発生機構３８内において、負スティフネスを発生させる第１の磁気回路３１、第２の磁気回路３４、および非マグネット部材２６ｇを離反力発生部とする。つまり、負スティフネス発生機構３８内の離反力発生部によって、第２の空室Ｗｂ２内の音響スティフネスが減少する。第２の空室Ｗｂ２内の音響スティフネスが減少することで、スピーカユニット２ｂからみた第１の空室Ｗｂ１の音響スティフネスも減少する。つまり、負スティフネス発生機構３８によって、キャビネット１ｂ全体がもつ音響スティフネスが減少する。
【００８９】
以上のように、本実施形態では、吸着体１４０と、スピーカユニットと別に構成された負スティフネス発生機構３８との各作用によって、キャビネット１ｂの音響スティフネスが減少する。そして、音響スティフネスが減少することで、キャビネット１ｂの容積が等価的に拡大する。その結果、負スティフネス発生機構３８への負担が軽減されるので、負スティフネス発生機構３８の動作が安定し、低音再生帯域をさらに拡大することができる。
【００９０】
なお、上述の離反力発生部では、振動側を非マグネット部材（非マグネット部材２６ｇ）および固定側をマグネット（マグネット３０および３２）としたが、振動側をマグネットとし固定側を非マグネット部材としてもよい。この場合、マグネットと非マグネットとの間には磁気的な吸引力が発生するので、同様の効果が得られる。また、振動側および固定側の両方をマグネットとしてもよい。この場合、振動側および固定側に用いるすべてのマグネットの着磁方向を同方向とすればよい。また、上述では、第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４とがそれぞれヨークとマグネットを有する構成を示したが、マグネットのみであってもよい。
【００９１】
また、上述では、ドロンコーン２６を円板状としたがこれに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、上述では、第１および第２の磁気回路３１および３４を円柱状としたがこれに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、上述の第１および第２の磁気回路３１および３４は内磁型を構成しているが、外磁型で構成してもよい。また、第１および第２の支持部材３６および３７については、上述した形状の支持部材に限定されない。第１および第２の磁気回路３１および３４が空隙を介して対向する位置に配置されるように、第１および第２の磁気回路３１および３４を支持することが可能な支持部材であればよい。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、図５ではバスレフ方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、密閉方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【００９２】
（第４の実施形態）
図７を参照して、第４の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。第４の実施形態では、一般的な従来のスピーカ装置の内部に、負スティフネス発生機構３８および吸着体１４０をユニット化した低音増強装置を配置することで、当該スピーカ装置の低音再生帯域の拡大を図る。なお、図７は、従来のスピーカ装置および当該スピーカ装置に配置された低音増強装置の構造断面図である。
【００９３】
図７において、本実施形態に係るスピーカ装置は、大略的にキャビネット１ｃ、スピーカユニット２ｂ、ポート２５、および低音増強装置４０を備える。スピーカユニット２ｂは、キャビネット１ｃの前面に形成された開口部に取り付けられる。スピーカユニット２ｂは、例えば通常の動電型スピーカである。キャビネット１ｃは、スピーカユニット２ｂの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。ポート２５は、キャビネット１ｃの前面に取り付けられる。低音増強装置４０は、キャビネット１ｃの内部に配置される。なお、キャビネット１ｃの内部空室であって、低音増強装置４０外部の空室を第１の空室Ｗｂ３とする。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えばポート２５の音響負荷を利用したバスレフ方式のスピーカ装置である。
【００９４】
低音増強装置４０は、キャビネット３９、吸着体１４０、および負スティフネス発生機構３８を有する。負スティフネス発生機構３８は、キャビネット３９に形成された開口部に取り付けられる。負スティフネス発生機構３８は、上述した第３の実施形態と同様のものである。吸着体１４０は、キャビネット３９の内部に配置される。吸着体１４０は上述した第１の実施形態と同様のものである。ここで、キャビネット３９の内部空室を第２の空室Ｗｂ４とする。また、スピーカ装置に対して低音増強装置４０を固定する必要はなく、負スティフネス発生機構３８が第１の空室Ｗｂ３と接する位置であれば、どこに配置されてもよい。
【００９５】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット２ｂに電気信号が印加されると、音圧が発生する。スピーカユニット２ｂで発生した音圧は、第１の空室Ｗｂ３を介して、ドロンコーン２６をｘ軸方向に振動させる。ドロンコーン２６が振動することで、第２の空室Ｗｂ４内の圧力が変化する。しかしながら、第２の空室Ｗｂ４内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により第２の空室Ｗｂ４内の圧力変化が抑制される。その結果、第２の空室Ｗｂ４の音響スティフネスが減少する。第２の空室Ｗｂ４の音響スティフネスが減少することで、スピーカユニット２ｂからみた第１の空室Ｗｂ３の音響スティフネスも減少する。つまり、吸着体１４０は、第２の空室Ｗｂ４内の圧力変化を抑制することで、キャビネット１ｃ全体がもつ音響スティフネスを減少させる役割を果たす。
【００９６】
一方、上述した第３の実施形態と同様に、上記負スティフネス発生機構３８によって、第２の空室Ｗｂ４の音響スティフネスは減少する。これにより、負スティフネス発生機構３８によって、キャビネット１ｃ全体がもつ音響スティフネスが減少する。
【００９７】
以上のように、本実施形態では、従来のスピーカ装置の内部に低音増強装置４０を配置することで、手軽に当該スピーカ装置の低音域の再生限界を拡大することができる。つまり、ユーザが所有しているスピーカ装置の内部に本発明の低音増強装置４０を配置するだけで、現存のスピーカシステムに対する低音増強が図れる。なお、上述では、バスレフ方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、密閉方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【００９８】
（第５の実施形態）
図８を参照して、第５の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第１の実施形態に対して、負スティフネス発生機構の構成が異なる。以下、異なる点を中心に説明する。図８は、第５の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。図８において、当該スピーカ装置は、大略的にキャビネット１ａ、スピーカユニット２ｃ、および吸着体１４０を備える。なお、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えば密閉方式のスピーカ装置である。
【００９９】
スピーカユニット２ｃは、例えば円形状のスピーカユニットであり、キャビネット１ａの前面（図示するｘ軸の正方向）に形成された開口部に取り付けられる。また、キャビネット１ａは、スピーカユニット２ｃの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。吸着体１４０は、キャビネット１ａの内部に配置される。
【０１００】
図８において、スピーカユニット２ｃは、背面フレーム３、前面フレーム４５、第１の磁気回路５、エッジ１５、ダンパー１６、振動板４６、第１のボイスコイルボビン１８、第１のボイスコイル１９、支持部材４７、可動マグネット４８、および固定マグネット４９を有する。なお、背面フレーム３、第１の磁気回路５、エッジ１５、ダンパー１６、振動板１７、第１のボイスコイルボビン１８、および第１のボイスコイル１９については、上述した第１の実施形態と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。前面フレーム４５は、上述した前面フレーム４に対して、形状のみ異なる。具体的には、円形の開口部である音孔４５ｈが中央部に形成されている。また、第１のボイスコイルボビン１８は、振動板４６に固設される。そして、その固設部分より内側の振動板４６の形状が上述した第１の実施形態と異なる。また、本実施形態においては、振動板４６、第１のボイスコイルボビン１８、第１のボイスコイル１９、支持部材４７、および可動マグネット４８を第１のボイスコイル１９に発生する駆動力によって振動する振動要素とする。また、エッジ１５およびダンパー１６を上記振動要素を支持する支持要素とする。そして、振動要素および支持要素を合わせて振動部とする。
【０１０１】
図８において、可動マグネット４８および固定マグネット４９が負スティフネス発生機構の役割を果たす。支持部材４３は、振動板４６の前面側中央部に固設された筒状部材である。可動マグネット４８の形状は、例えばリング形状である。可動マグネット４８の内周面は、支持部材４７の外周面に固設される。固定マグネット４９は、例えば、その内径が可動マグネット４８の外径より大きいリング形状を有する。固定マグネット４９は、その内周面と可動マグネット４８の外周面とが空隙を形成して対向して配置されるように、前面フレーム４５の背面側に固着される。可動マグネット４８および固定マグネット４９は、振動方向（ｘ軸方向）で同極に着磁される。
【０１０２】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。第１のボイスコイル１９に電気信号が印加されると、第１のボイスコイル１９に流れる電流と磁気ギャップに形成された磁界とにより、駆動力が発生する。そして、当該駆動力が振動板４６をｘ軸方向に振動させて音圧が発生する。以上の動作は通常の動電型スピーカの動作である。ここで、吸着体１４０の物理吸着作用は、上述した第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。以下、可動マグネット４８および固定マグネット４９によって構成される負スティフネス発生機構の作用について説明する。
【０１０３】
振動板４６は、第１のボイスコイル１９に発生した駆動力により振動する。このとき、可動マグネット４８は、支持部材４７と一体となって、固定マグネット４９の内周部で振動する。可動マグネット４８および固定マグネット４９は、振動方向に同方向に着磁されており、変位すると互いに反発する磁場を形成する。したがって、可動マグネット４８が平衡位置（磁気的に釣り合う位置）から外れると、可動マグネット４８が平衡位置から逃れようとする力が作用する。つまり、可動マグネット４８および固定マグネット４９は、平衡位置から外れた位置において、スピーカユニット２ｃの振動部に対して負スティフネスを与えるように作用する。
【０１０４】
以上のように、本実施形態では、吸着体１４０と、可動マグネット４８および固定マグネット４９で構成された負スティフネス発生機構との各作用によって、キャビネット１ａの音響スティフネスが減少する。そして、音響スティフネスが減少することで、キャビネット１ａの容積が等価的に拡大する。その結果、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、振動板４６の振幅が大きくなっても、可動マグネット４８が固定マグネット４９に衝突しない構造である。これにより、振幅が大きい大入力用スピーカとしても有用である。
【０１０６】
なお、上述では、スピーカユニット２ｃを例えば円形状のスピーカユニットとしたが、これに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、上述では、可動マグネット４８および固定マグネット４９をリング形状と、音孔４５ｈを円形とそれぞれ記載したがこれに限定されない。例えば、細長形状のスピーカユニット２ｃにおいて、第１のボイスコイル１９として四角柱状の筒状部材を用いるとする。このとき、第１のボイスコイル１９の開口部が形成する四角形状において、互いに向き合う２つの対辺のいずれか一方の対辺であって、その対辺の各辺に直方体の可動マグネット４８がそれぞれ固着される。固定マグネット４９は、直方体のものを用い、各可動マグネット４８と対向する位置にそれぞれ配置される。前面フレーム４５としては、四角形に開口された音孔４５ｈを用いる。このように、可動マグネット４８、固定マグネット４９、音孔４５ｈは、スピーカユニット２ｃの形状などに合わせて適宜を設定する。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、図８では密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【０１０７】
（第６の実施形態）
図９を参照して、第６の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、振動板（振動部）を駆動する変換器（駆動部）として圧電型変換器を用いたスピーカ装置である。図９は、第６の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。なお、図９は、密閉方式のスピーカ装置を示している。図９において、当該スピーカ装置は、フレーム５０、吸着体１４０、振動板５１、圧電素子５２、第１の磁気回路５５、第２の磁気回路５８、第１の支持部材５９、および第２の支持部材６０を備える。吸着体１４０は、上述した第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０８】
図９において、スピーカ装置の外形状は、例えば円形状である。フレーム５０は、上面（ｙ軸の正方向）に開口部が形成された筐体である。また、フレーム５０は、後述する振動板５１に対して音響スティフネスを与える筐体である。吸着体１４０は、フレーム５０の内部の底面に配置される。第１の支持部材５９は、フレーム５０の内部であって、当該吸着体１４０の上面側に固着される。第１の支持部材５９と吸着体１４０との間には、空隙が形成されている。第１の磁気回路５５は、第１の支持部材５９の中央部に固設される。第２の磁気回路５８は、第１の磁気回路５５の上面側であって、第１の磁気回路５５と空隙を介して対向する位置に配置される。第２の支持部材６０は、フレーム５０の内部に固着され、第２の磁気回路５８を上記位置に支持する。なお、第１および第２の支持部材５９および６０には、それぞれ開口部が形成されており、フレーム５０の内部空間を遮蔽するものではない。振動板５１は、少なくとも一部が非マグネット部材５１ｇで構成される。図９では、例えば振動板５１が膜状の非マグネット部材５１ｇのみで構成された場合を示している。なお、振動板５１としては、例えば非磁性体である樹脂の振動膜に、膜状の非マグネット部材５１ｇを少なくとも一部に有するものであってもよい。また、振動板５１は、例えば非磁性体である樹脂の振動膜の両面に、膜状の非マグネット部材５１ｇを接合したものであってもよい。当該振動板５１は、上記第１および第２の磁気回路５５および５８の間に形成された空隙中に配置されるように、その外周がフレーム５０の内部に固定される。なお、振動板５１とフレーム５０とで形成されるスピーカ装置の内部空室を空室Ｗｂ５とする。振動板５１の両面には、圧電素子５２が固着される。また、振動板５１には、圧電素子５２に外部から電気信号を印加するための導電体が接続されている。圧電素子５２には、当該導電体を介して、外部から電気信号が印加される。
【０１０９】
第１の磁気回路５５は、ヨーク５３およびマグネット５４を有する。また、第２の磁気回路５８は、ヨーク５６およびマグネット５７を有する。第１の磁気回路５５および第２の磁気回路５８は、上述した第１の磁気回路３１および第２の磁気回路３４と同じ構成である。
【０１１０】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。振動板５１の両面に固着された圧電素子５２に、正負が逆の電気信号がそれぞれ印加されると、圧電素子５２によって振動板５１がたわみ、音圧が発生する。これは通常の圧電型スピーカの動作と同様である。振動板５１で発生した音圧によって、空室Ｗｂ５内の圧力が変化する。しかしながら、空室Ｗｂ５内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により空室Ｗｂ５内の圧力変化が抑制される。その結果、空室Ｗｂ５の音響スティフネスは減少する。
【０１１１】
一方、振動板５１は、第１の磁気回路５５と第２の磁気回路５８との間に形成された空隙中をｙ軸方向に振動する。このとき、非マグネット部材５１ｇは、第１および第２の磁気回路５５および５８が形成する磁場によって、振動板５１の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。すなわち、本実施形態においては、振動板５１の非マグネット部材５１ｇ、第１の磁気回路５５、および第２の磁気回路５８が負スティフネス発生機構としての役割を果たす。そして、当該負スティフネス発生機構によって、空室Ｗｂ５内の音響スティフネスが減少する。
【０１１２】
以上のように、本実施形態では、圧電型のスピーカ装置において、上述した第１の実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、圧電型のスピーカ装置は、薄型スピーカとして多く使用される。薄型スピーカとして用いられる場合、薄型になるので、振動板の振幅を確保することが難しい。そして、負スティフネス発生機構のマグネットおよび振動板がより近接した位置に配置されることとなる。この場合、負スティフネス発生機構において発生する負スティフネスにおいては、振動板の変位に対して非線形に変化する部分が大きくなる。したがって、従来の負スティフネス発生機構のみで構成されるスピーカ装置においては、低音域の拡大効果を十分に発揮することが困難であった。しかしながら、本実施形態によれば、フレーム５０内部の空きスペースに吸着体１４０を配置することで、当該吸着体１４０に低音域拡大効果を分担させることができる。そして、負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、マグネットを薄く構成することが可能であり、同じ厚さのスピーカ装置でも振動板とマグネットの距離を大きくすることができる。このため、上記負スティフネスの非線形部分を小さくすることができる。これにより、負スティフネス発生機構の動作が安定し、歪の少ない再生音を得ることができる。
【０１１３】
なお、上述では、スピーカ装置の外形を例えば円形状としたが、これに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、図９では、本実施形態に係るスピーカ装置として密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【０１１４】
（第７の実施形態）
図１０を参照して、第７の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第６の実施形態に対して、振動板（振動部）を駆動する変換器（駆動部）として静電型変換器を用いる点で異なる。図１０は、第７の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。なお、図１０は、密閉方式のスピーカ装置を示している。図１０において、当該スピーカ装置は、フレーム６１、吸着体１４０、第１のマグネット６２、第１の電極６３、スペーサ６４、振動板６５、第２の電極６６、および第２のマグネット６７を備える。吸着体１４０は、上述した第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１５】
図１０において、スピーカ装置の外形は、例えば円形状である。フレーム６１は、上面（ｙ軸の正方向）に開口部が形成された筐体である。また、フレーム６１は、後述する振動板６５に対して音響スティフネスを与える筐体である。吸着体１４０は、フレーム６１の内部の底面に配置される。第１のマグネット６２は、多数の開口部が形成されたシート状の部材である。そして、第１のマグネット６２は、フレーム６１の開口部端面に固設される。第１の電極６３は、多数の開口部が形成された板状の導電性部材である。第１の電極６３は、第１のマグネット６２の上面に固設される。振動板６５は、少なくとも一部が非マグネット部材６５ｇで構成される。図１０では、例えば振動板６５が膜状の非マグネット部材６５ｇのみで構成された場合を示している。なお、振動板６５としては、例えばアルミニウムで構成される振動膜の非磁性体に膜状の非マグネット部材６５ｇを少なくとも一部に有するものでもよい。また、例えばアルミニウムの振動膜の両面に、膜状の非マグネット部材６５ｇを接合したものであってもよい。振動板６５は、リング状のスペーサ６４を介して、第１の電極６３の上面側に配置される。なお、振動板６５とフレーム６１とで形成される空室を空室Ｗｂ６とする。第２の電極６６は、第１の電極６３と同様の導電性部材である。第２の電極６６は、スペーサ６４を介して、振動板６５の上面側に配置される。第２のマグネット６７は、第１のマグネット６２と同様の部材である。そして、第２のマグネット６７は、第２の電極６６の上面に固設される。図１０に示すように、スペーサ６４は、振動板６５の振幅を確保するために、振動板６５と各電極（第１および第２の電極６３および６６）との間にそれぞれ配置されている。また、図１０において、第２のマグネット６７は、第１のマグネット６２と空隙（振動板６５、第１の電極６３、および第２の電極６６を含む空隙）を介して対向する位置に配置されている。
【０１１６】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。まず、第１および第２の電極６３および６６と振動板６５との間に直流電圧を印加する。そして、第１および第２の電極６３および６６にインピーダンス整合用のトランス（図示せず）を介して音響電気信号を重畳する。これにより、振動板６５がｙ軸方向に振動し、音圧が発生する。これは、通常の静電型スピーカの動作と同様である。振動板６５で発生した音圧によって、空室Ｗｂ６内の圧力が変化する。しかしながら、空室Ｗｂ６内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により空室Ｗｂ６内の圧力変化が抑制される。その結果、空室Ｗｂ６の音響スティフネスは減少する。
【０１１７】
一方、振動板６５は、第１のマグネット６２と第２のマグネット６７との間に形成された空隙中をｙ軸方向に振動する。このとき、非マグネット部材６５ｇは、第１および第２のマグネット６２および６７が形成する磁場によって、振動板６５の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。すなわち、本実施形態においては、振動板６５の非マグネット部材６５ｇ、第１のマグネット６２、および第２のマグネット６７が負スティフネス発生機構としての役割を果たす。そして、当該負スティフネス発生機構によって、空室Ｗｂ６内の音響スティフネスが減少する。
【０１１８】
以上のように、本実施形態では、静電型のスピーカ装置において、上述した第１の実施形態と同様の効果を発揮することができる。また、静電型のスピーカ装置は、上述した第６の実施形態と同様に薄型スピーカとして多く使用される。そして、本実施形態によれば、上述した第６の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１１９】
なお、上述では、スピーカ装置の外形を例えば円形状としたが、これに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、図１０では、本実施形態に係るスピーカ装置として密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【０１２０】
なお、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、一例として、自動車の車体の内部に配置される。車体内部としては、例えば自動車のドアに搭載される。図１１は、スピーカユニットが自動車のドアに搭載された一例を示す図である。自動車のドアは、窓部７０、ドア本体７１、スピーカユニット７２、および吸着体７３で構成される。
【０１２１】
図１１において、スピーカユニット７２は、例えば上述したスピーカユニット２ａである。スピーカユニット７２は、ドア本体７１に取り付けられる。ドア本体７１内部には、空間が形成されている。つまり、当該ドア本体７１は、スピーカユニット７２の振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。また、吸着体７３は、ドア本体７１の内部に配置される。このように、ドア本体７１、スピーカユニット７２、および吸着体７３によって、上述した第１の実施形態と同様のスピーカ装置が実現される。なお、上述以外にも、第２〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を自動車のドアに適用してもよい。また、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置自体を自動車のドアに適用する場合には、スピーカユニット７２の代わりに第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置のみを取り付ければよい。
【０１２２】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を自動車のドアに適用することで、低音の再生帯域が拡大された車内リスニング環境を提供することが可能となる。また、ドア本体７１の内部には、窓ガラス収納部、窓ガラス自動開閉機構、ドアロック、配線および制御回路などが搭載されているため、ドア本体７１の内部容積が限定されている。したがって、所望の低音再生を実現するためには、ドア本体７１がもつ音響スティフネスを大幅に減少させる必要がある。これに対し、第１〜第７の実施形態によれば、負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、低域再生帯域をさらに拡大することが可能である。
【０１２３】
また、他の例として、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置が、車体内部に配置される車載用のスピーカ装置であってもよい。図１２は、自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の一例を示す図である。図１２において、当該スピーカ装置７５は、例えば座席７４の下に設置される。ここで、スピーカ装置７５は、上述した第１〜第５の実施形態に係るスピーカ装置のいずれかである。なお、第６および第７の実施形態に係るスピーカ装置を設置器具などを用いて設置してもよい。
【０１２４】
このように、スピーカ装置７５を車両に搭載することによって、低音の再生帯域が拡大された車内リスニング環境を提供することが可能となる。また、第１〜第７の実施形態によれば、従来のスピーカ装置と比べ、低域再生帯域の更なる拡大を図ることが可能である。したがって、従来を同じレベルの低音再生を目指すとき、スピーカ装置７５のキャビネットを従来と比べて小型化できる。そして、当該スピーカ装置７５を自動車の車内に搭載することで、より広い車内空間が確保される。また、サブウーファなどの低音用スピーカ装置においては、一般的に容積の大きなキャビネットが必要となるので特に有効である。
【０１２５】
また、他の例として、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置が、図１３に示す車載用のスピーカ装置であってもよい。図１３は、自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の他の例を示す図である。図１３において、スピーカ装置は、キャビネット７６、台座７７、スピーカユニット７８、および吸着体７９を備える。
【０１２６】
図１３において、スピーカユニット７８は、例えば上述したスピーカユニット２ａである。スピーカユニット７８は、円筒形状を有するキャビネット７６に取り付けられる。なお、キャビネット７６の形状は、図１３に示す円筒形状に限定されず、直方体形状などであってもよい。キャビネット７６の内部には、吸着体７９が配置される。このように、キャビネット７６、スピーカユニット７８、および吸着体７９によって、上述した第１の実施形態と同様のスピーカ装置が実現される。なお、上述以外にも、第２〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を図１３に示す車載用のスピーカ装置に適用してもよい。また、第１〜第７の実施形態を図１２に示す車載用のスピーカ装置に適用する場合には、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置自体で実現可能である。
【０１２７】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を車載用のスピーカ装置に適用することで、低音の再生帯域が拡大された車内リスニング環境を提供することが可能となる。また、第１〜第７の実施形態によれば、従来のスピーカ装置と比べ、低域再生帯域の更なる拡大を図ることが可能である。したがって、従来を同じレベルの低音再生を目指すとき、スピーカ装置のキャビネット７６を従来と比べて小型化できる。そして、当該スピーカ装置を自動車の車内に搭載することで、より広い車内空間が確保される。また、サブウーファなどの低音用スピーカ装置においては、一般的に容積の大きなキャビネットが必要となるので特に有効である。
【０１２８】
また、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、例えばＡＶシステムなどに搭載される。一例として、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、映像機器（例えば、ブラウン管テレビ、液晶テレビ、プラズマテレビなど）に搭載される。
【０１２９】
図１４は、上記スピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図である。図１４には、当該薄型テレビの正面図と、その一部を線ＯＡにおける断面図で示した側面図とが示されている。図１４において、当該薄型テレビは、大略的に薄型テレビ本体８５、ディスプレイ８６、および２個のスピーカ装置８７を備える。スピーカ装置８７は、キャビネット８８、スピーカユニット８９、および吸着体９０を備える。
【０１３０】
図１４において、キャビネット８８は、ディスプレイ８６の下部に設けられた機器筐体の内部空間に配置される。スピーカユニット８９は、例えば楕円形状のスピーカユニット２ａである。そして、スピーカユニット８９は、キャビネット８８に取り付けられる。吸着体９０は、キャビネット８８の内部に配置される。このように、キャビネット７６、スピーカユニット７８、および吸着体９０によって、上述した第１の実施形態と同様のスピーカ装置が実現される。なお、上述以外にも、第２〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を薄型テレビに搭載してもよい。また、第１〜第７の実施形態を薄型テレビに搭載する場合には、ディスプレイ８６の下部に設けられた筐体の内部空間に第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を直接取り付ければよい。
【０１３１】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を薄型テレビ本体８５に搭載することで、低音の再生帯域が拡大されたリスニング環境を提供することが可能となる。また、第１〜第７の実施形態によれば、従来を同じレベルの低音再生を目指すとき、スピーカ装置のキャビネット８８を従来と比べて小型化できる。つまり、当該スピーカ装置８７を搭載することによって、薄型テレビの更なる薄型化を図ることができる。
【０１３２】
また、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、例えば携帯電話等の携帯型情報処理装置用のスピーカ装置として用いられる。図１５は、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を携帯電話９１に搭載した構成の一例を示す図である。なお、図１５においては、スピーカ装置９２を破線で示している。図１５において、例えば上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置のいずれかが、スピーカ装置９２として携帯電話９１に設けられた装置筐体の内部に配置される。なお、第１〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を用いる場合においては、スピーカユニットを携帯電話９１の筐体の開口部に取り付け、その筐体内部に吸着体１４０を配置することによっても実現可能である。
【０１３３】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を携帯電話９１に搭載することで、低音の再生帯域が拡大されたリスニング環境を提供することが可能となる。また、例えば図１５に示す携帯電話においては、小型化、薄型化が特に進んでいる。それに伴い、スピーカ装置の占有スペースも大きく制限される。しかしながら、第１〜第７の実施形態係るスピーカ装置によれば、従来と同じ制限されたスペースであっても、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明に係るスピーカ装置は、低音再生帯域をさらに拡大することが可能であり、小型スピーカ装置、液晶テレビやプラズマディスプレイ用のスピーカ装置、オーディオ機器、カーオーディオ機器、車載用スピーカ等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】第１の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図２Ａ】磁場解析を行った磁気回路の構造断面図
【図２Ｂ】図２ＡのＸを変化させたときの非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を示した図
【図２Ｃ】図２ＡのＴを変化させたときの非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を示した図
【図３】第２の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図４】第２の実施形態に係るスピーカ装置の回路ブロック図
【図５】第３の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図６】図５に示すスピーカ装置を線ＡＢで切断して、ｘ軸の正方向から見た断面図
【図７】従来のスピーカ装置および当該スピーカ装置に配置された低音増強装置の構造断面図
【図８】第５の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図９】第６の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図１０】第７の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図１１】スピーカユニットが自動車のドアに搭載された一例を示す図
【図１２】自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の一例を示す図
【図１３】自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の他の例を示す図
【図１４】第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図
【図１５】第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を携帯電話９１に搭載した構成の一例を示す図
【図１６】従来のスピーカ装置の断面構造図
【図１７】３つのスティフネスと可動マグネット１１３の変位との関係を示す図
【符号の説明】
【０１３６】
１、３９、７６、８８ キャビネット
２、７２、７８、８９ スピーカユニット
３ 背面フレーム
４、４５ 前面フレーム
５、３１、５５ 第１の磁気回路
６、１１、２９、３３、５３、５６ ヨーク
７、９、１２、１４、３０、３２、５４、５７、６２、６７ マグネット
８、１３ 磁気プレート
１０、３４、５８ 第２の磁気回路
１４０、７９、７３、９０ 吸着体
１５、２７ エッジ
１６ ダンパー
１７、４６、５１、６５ 振動板
１７ｇ、２６ｇ、５１ｇ、６５ｇ 非マグネット部材
１８、２０ ボイスコイルボビン
１９、２１ ボイスコイル
２２ レーザ変位計
２３ 制御回路２３
２５ ポート
２６ ドロンコーン
３５ 仕切板
３６、３７ 支持部材
３８ 負スティフネス発生機構
４０ 低音増強装置
４７、５９、６０ 支持部材
４８ 可動マグネット
４９ 固定マグネット
５０、６１ フレーム
５２ 圧電素子
６３、６６ 電極
６４ スペーサ
７０ 窓部
７１ ドア本体
７４ 座席
７５、８７、９２ スピーカ装置
７７ 台座
８５ 薄型テレビ本体
８６ ディスプレイ
９１ 携帯電話
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置に関し、より特定的には、小型のキャビネットで低音再生を実現するスピーカ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、オーディオ機器のデジタル化とともに、音楽ソースを再生するプレーヤの小型化やポータブル化が進んでいる。しかしながら、最終的に音を再生するスピーカ装置において、音楽ソースに含まれる低音域の音を十分に再生するには、大きなキャビネットが必要となる。そのため、上記小型化やポータブル化されたプレーヤに搭載されるスピーカ装置では、キャビネットの容積が小さく、キャビネットの呈する音響スティフネスが大きいので、十分な低音再生を実現することは困難であった。
【０００３】
そこで、このようなキャビネットの容積で決定される低音再生限界を改善したスピーカ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。以下、図１６を参照して、当該スピーカ装置について説明する。なお、図１６は当該スピーカ装置の断面構造図である。
【０００４】
図１６において、従来のスピーカ装置は、大略的にキャビネット１０１およびスピーカユニット１０２を備える。スピーカユニット１０２は、フレーム１０３、エッジ１０４、コーン型振動板１０５、ダストキャップ１０６、ボイスコイルボビン１０７、ダンパー１０８、ボイスコイル１０９、マグネット１１０、センターポール１１１、磁気プレート１１２、可動マグネット１１３、および固定マグネット１１４を有する。
【０００５】
図１６において、スピーカユニット１０２は、キャビネット１０１の前面の開口部に取り付けられている。マグネット１１０はリング形状である。マグネット１１０の背面（キャビネット１０１の背面側にあるマグネット１１０の面）は、センターポール１１１の前面に固着される。磁気プレート１１２はリング形状である。磁気プレート１１２の背面は、マグネット１１０の前面に固着される。ボイスコイル１０９は、ボイスコイルボビン１０７における背面側端部の外周面に巻かれる。そして、ボイスコイル１０９は、センターポール１１１における凸部の外周面と磁気プレート１１２の内周面との間に形成される磁気ギャップに配置される。フレーム１０３は、磁気プレート１１２の前面に固着される。フレーム１０３には、音孔１０３ｈが形成されている。ダンパー１０８の外周はフレーム１０３に固着される。ダンパー１０８の内周は、ボイスコイルボビン１０７に固着される。コーン型振動板１０５は、その内周がボイスコイルボビン１０７の前面側端部に固着される。エッジ１０４の内周は、コーン型振動板１０５の外周に固着される。エッジ１０４の外周は、フレーム１０３に固着される。ダストキャップ１０６は、コーン型振動板１０５の前面側中央部に固着される。可動マグネット１１３はリング形状である。可動マグネット１１３の内周面がボイスコイルボビン１０７の外周面に固着される。可動マグネット１１３は、ボイスコイルボビン１０７において、コーン型振動板１０５とダンパー１０８との間に配置される。固定マグネット１１４は、リング形状であり、その内周面と可動マグネット１１３の外周面とが対向して空隙を形成するように配置される。可動マグネット１１３および固定マグネット１１４は、厚み方向（振動方向）で同極に着磁される。
【０００６】
次に、従来のスピーカ装置の動作について説明する。ボイスコイル１０９に電気信号が印加されると駆動力が発生する。この駆動力によって、ボイスコイルボビン１０７に固着されたコーン型振動板１０５が振動する。そして、コーン型振動板１０５から音が発生する。以上の動作は通常の動電型スピーカの動作である。ここで、コーン型振動板１０５には、２つのスティフネスが作用する。これらのスティフネスは、コーン型振動板１０５の変位を減少させる方向に作用する。まず１つ目のスティフネスは、コーン型振動板１０５を支持するエッジ１０４およびダンパー１０８のばね力による復元力（以下、この復元力を支持系スティフネスＳ０とする）である。２つ目のスティフネスは、コーン型振動板１０５の変位によって膨張／収縮したキャビネット１０１内の空気が元に戻ろうとすることにより生じる力であり、コーン型振動板１０５の変位を戻そうとする力（以下、音響スティフネスＳｃとする）である。音響スティフネスＳｃは以下の式で表現される。
【数１】
ここで、ρはキャビネット１０１内の空気の密度、ｃは音速、ａはコーン型振動板１０５の有効半径、Ｖはキャビネット１０１内部の容積である。以上の２つのスティフネスによって、コーン型振動板１０５の変位が抑制される。特にキャビネット内部の容積Ｖが小さいスピーカ装置では、キャビネット内の空気による音響スティフネスが大きくなる。このため、キャビネット内部の容積Ｖが小さいスピーカ装置では低音域の再生が困難となる。
【０００７】
しかし、図１６に示した従来のスピーカ装置は、コーン型振動板１０５に作用する音響スティフネスを減少させる力、すなわち負のスティフネスを発生する機構（以下、負スティフネス発生機構と記載する）を有している。負スティフネス発生機構は、ボイスコイルボビン１０７の外周面に固着された可動マグネット１１３と、これと対向して配置された固定マグネット１１４とで構成される。以下、上記負スティフネス発生機構について詳細に説明する。
【０００８】
静止時（無信号時）において、可動マグネット１１３は、エッジ１０４およびダンパー１０８などの支持系によって支持されて、固定マグネット１１４と磁気的に釣り合う位置（以下、平衡位置と記載する）に位置している。上述したように、ボイスコイル１０９に電気信号を加えると、コーン型振動板１０５はボイスコイル１０９に発生した駆動力によって振動する。このとき、可動マグネット１１３は、ボイスコイルボビン１０７と一体となって、固定マグネット１１４の内周部で振動する。ここで、可動マグネット１１３および固定マグネット１１４は、振動方向に同極に着磁されている。したがって、可動マグネットが変位すると、可動マグネット１１３および固定マグネット１１４が互いに反発するような磁場が形成される。これにより、コーン型振動板１０５が変位すると、可動マグネット１１３には可動マグネット１１３が平衡位置から逃れようとする力、つまり変位を拡大する方向に作用する力が発生する。このように、可動マグネット１１３および固定マグネット１１４は、負スティフネス発生機構を構成する。
【０００９】
以上のように、負スティフネス発生機構は、スピーカユニット１０２の振動系に作用する音響スティフネスを減少させる。これにより、コーン型振動板１０５の変位を減少させる力が減少し、上式（１）の容積Ｖが等価的に拡大する。その結果、特許文献１に開示された従来のスピーカ装置は、あたかも大きなキャビネットにスピーカユニットを搭載したような動作をすることができる。
【特許文献１】特開２０００−３０８１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、再生帯域を所望の低音域まで拡大させる具体的な方法について説明する。スピーカ装置の低音再生帯域は、負スティフネスの作用によって拡大する。ここで、容積Ｖのキャビネットを用いたスピーカ装置において、あたかもＮ倍（Ｎ＞１）の容積をもつキャビネットと同等の低音再生帯域を得ようとする場合を考える。Ｎ倍の容積をもつキャビネットにおいて、音響スティフネスの値は、上式（１）より、以下の式で表現される。
【数２】
したがって、負スティフネス発生機構において必要とされる負スティフネスの大きさ（音響スティフネスの減少量）は、以下に示す式の値となる。
【数３】
なお、上式（３）に示す負スティフネスは、線形成分の値を示している。上式（３）に示すように、容積ＶをＮ倍に拡大する効果（以下、容積拡大効果と記載する）を得ようとする場合、容積Ｖが小さいほど、またはＮの値が大きいほど、負スティフネス発生機構において必要とされる負スティフネスは増加する。なお、負スティフネス発生機構によって、コーン型振動板１０５には、３つのスティフネスが作用することとなる。３つのスティフネスのうち、２つは、支持系スティフネスＳ０と音響スティフネスＳｃである。３つ目は、上式（３）で示した負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスである。これら３つのスティフネスと可動マグネット１１３の変位との関係を図１７に示す。図１７において、横軸は可動マグネット１１３の変位を示す。この変位はコーン型振動板１０５の前面方向を正方向としている。縦軸はコーン型振動板１０５に作用するスティフネスの大きさを示す。図１７に示すＣは、コーン型振動板１０５に作用する音響スティフネスＳｃと支持系スティフネスＳ０との合力を示す。音響スティフネスＳｃは、上記変位に対して線形である。一方、支持系スティフネスＳ０は、上記変位が大きくなるとエッジ１０４およびダンパー１０８が突っ張りを起こすため、非線形のスティフネスを示す。このため、図１７に示すＣは、上記変位の大きいところで非線形となる。次に図１７に示すＤは、負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスを示す。図１７に示す矢印は、Ｄにおいて非線形に変化する部分を示している。なお、この矢印によって示された非線形部分の位置は、固定マグネット１１４の厚さで決まる。図１７に示すＥは、上記ＣとＤとの合力を示す。したがって、コーン型振動板１０５には、図１７のＥに示す大きさのスティフネスが作用することとなる。
【００１１】
ここで、特許文献１に開示された従来のスピーカ装置では、小型のスピーカ装置において低音再生帯域をさらに拡大させるためには、より大きな負スティフネスを発生させる必要がある。ここで、より大きな負スティフネスを発生させる方法としては、負スティフネス発生機構の固定マグネット１１４の外径を大きくするか、もしくはその厚みを減少させる方法が考えられる。固定マグネット１１４の外径を大きくする場合、当該固定マグネット１１４のコストが増加してしまう。また、固定マグネット１１４の外径を大きくすることは、スピーカユニット１０２の大型化を招く。そしてスピーカユニット１０２が大型化すると、小型のスピーカ装置に搭載することが困難となる。
【００１２】
一方、固定マグネット１１４の厚みを減少させる場合、図１７の矢印に示された非線形部分の位置は、変位の小さい方へ移動する。このため、図１７に示したＥにおいて、その線形範囲が狭くなる。ここで、コーン型振動板１０５が線形範囲を超えて振幅すると、再生音の歪が増加するので、再生音質が低下する。また低音再生帯域を拡大させると、一般にコーン型振動板１０５の振幅は増加する。したがって、再生音の歪を抑えるためには、コーン型振動板１０５の振幅を制限する必要がある。すなわち、固定マグネット１１４の厚みを減少させる場合には、振幅を制限する必要があるため、結果的に再生音の最大音圧が低下してしまうという問題があった。
【００１３】
また、より大きな負スティフネスを発生させる方法として、固定マグネット１１４の内径を大きくし、可動マグネット１１３の外径を大きくすることにより、両マグネットの磁力を強力にする方法も考えられる。しかしながら、マグネットの体積が増加するので、コストが増加するとともに振動系の重量が増加する。その結果、スピーカ装置の能率の低下を招く。以上の理由より、図１６に示す従来のスピーカ装置では、小型のスピーカ装置において低音再生帯域をさらに拡大することには限界があり、その実現が困難であった。
【００１４】
それ故、本発明の目的は、低音再生帯域をさらに拡大することが可能なスピーカ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、スピーカ装置において、筐体と、筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、振動板を含み、筐体に形成された開口部に設けられた振動部と、振動板を駆動して、当該振動板から音を発生させる駆動部と、筐体の内部に配置され、振動板に作用する筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える。
【００１６】
第２の発明は、上記第１の発明において、吸着体は、活性炭、ゼオライト、カーボンナノチューブ、フラーレン、シリカゲル、および多孔質シリカのうち、少なくとも１つで構成されることを特徴とする。
【００１７】
第３の発明は、上記第１の発明において、駆動部は、筐体の内部に配置され、振動板側に第１のマグネットを有する第１の磁気回路と、振動板および当該振動板の振動方向に形成された空隙を介して第１のマグネットに対向して配置された第２のマグネットを有する第２の磁気回路とを含み、第１および第２の磁気回路の少なくとも一方には、所定の磁気ギャップが形成されており、振動部は、ボイスコイルと、振動板に固設され、ボイスコイルを磁気ギャップ内に配置して当該ボイスコイルを支持するボイスコイルボビンと、マグネットを含まない磁性体であり、空隙内に配置された振動板の少なくとも一部に設けられた非マグネット部材とを、さらに含み、これらによって、負スティフネス発生機構は、非マグネット部材と、第１の磁気回路と、第２の磁気回路とで構成され、負スティフネス発生機構は、振動板の振動方向に対して非マグネット部材の空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該非マグネット部材に振動方向の離反力を与えることによって、筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする。
【００１８】
第４の発明は、上記第３の発明において、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号をボイスコイルに印加することによって、非マグネット部材の振動方向における振幅の中心が平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００１９】
第５の発明は、上記第１の発明において、負スティフネス発生機構は、筐体の内部空間を第１の空室および第２の空室に分割する仕切板と、仕切板に形成された開口部に配置されるドロンコーンと、その外周が仕切板に固定され、仕切板に対してドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに当該振動方向の離反力を発生させる離反力発生部とを含む。
【００２０】
第６の発明は、上記第５の発明において、離反力発生部は、マグネットを含まない磁性体であり、ドロンコーンの少なくとも一部に設けられた非マグネット部材と、非マグネット部材に対してドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該非マグネット部材と対向して固定的に配置された複数のマグネットとを含む。
【００２１】
第７の発明は、上記第５の発明において、離反力発生部は、ドロンコーンの少なくとも一部に設けられたマグネットと、マグネットを含まない磁性体である複数の非マグネット部材とを含み、複数の非マグネット部材は、マグネットに対してドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該マグネットと対向してそれぞれ固定的に配置されることを特徴とする。
【００２２】
第８の発明は、上記第１の発明において、スピーカ装置は、振動部より筐体の外部側に配置して当該筐体に固設され、環状体の少なくとも一部の形状を有する固定マグネットをさらに備え、振動部は、固定マグネットの内周よりもその外周が小さい環状体の少なくとも一部の形状を有する可動マグネットと、可動マグネットの外周面が固定マグネットの内周面と所定の空隙を介して対向する位置に当該可動マグネットを配置し、当該振動板に固設して共に振動するように当該可動マグネットを支持する支持部材とを、さらに含み、これらによって、負スティフネス発生機構は、固定マグネットおよび可動マグネットで構成され、振動板の振動方向に対して当該可動マグネットの空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に可動マグネットに振動方向の離反力を与えることによって、筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする。
【００２３】
第９の発明は、上記第８の発明において、駆動部には、磁気ギャップが形成されており、振動部は、磁気ギャップ内に配置されて振動板と共に振動するボイスコイルをさらに含み、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号をボイスコイルに印加することによって、可動マグネットの振動方向における振幅の中心が平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００２４】
第１０の発明は、上記第１の発明において、駆動部は、圧電型変換器であることを特徴とする。
【００２５】
第１１の発明は、上記第１０の発明において、振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、駆動部は、振動板に設けられた圧電素子であり、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を圧電素子に印加することによって、非マグネット部材の振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００２６】
第１２の発明は、上記第１の発明において、駆動部は、静電型変換器であることを特徴とする。
【００２７】
第１３の発明は、上記第１２の発明において、振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、駆動部は、振動板の両面に対してそれぞれ空隙を介して配置された電極を含み、スピーカ装置は、振動方向に振動する振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、位置検出部で検出された振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を電極に印加することによって、非マグネット部材の振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える。
【００２８】
第１４の発明は、上記第１の発明において、吸着体と振動部、駆動部、および負スティフネス発生機構との間を仕切るように配置され、当該吸着体を支持する支持部材をさらに備える。
【００２９】
第１５の発明は、低音増強装置において、スピーカ装置の内部に配置される低音増強装置であって、筐体と、筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、筐体に形成された開口部に配置され、当該筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える。
【００３０】
第１６の発明は、上記第１５の発明において、負スティフネス発生機構は、開口部に配置されるドロンコーンと、その外周が開口部に固設され、筐体に対してドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに離反力を与える離反力発生部とを含むことを特徴とする。
【００３１】
第１７の発明は、車両であって、上記第１から第１４のいずれかの発明に記載のスピーカ装置と、スピーカ装置をその内部に配置する車体とを備える。
【００３２】
第１８の発明は、映像機器であって、上記第１から第１４のいずれかの発明に記載のスピーカ装置と、スピーカ装置をその内部に配置する機器筐体とを備える。
【００３３】
第１９の発明は、携帯型情報処理装置であって、上記第１から第１４のいずれかの発明に記載のスピーカ装置と、スピーカ装置をその内部に配置する装置筐体とを備える。
【発明の効果】
【００３４】
上記第１の発明によれば、吸着体の物理吸着効果と負スティフネス発生機構とによって、筐体内部の音響スティフネスが減少することにより、再生帯域の低音域が拡大する。つまり、低音再生帯域の拡大は、吸着体と負スティフネス発生機構とによって実現される。これにより、負スティフネス発生機構において発生させるべき負スティフネスの大きさは、負スティフス発生機構のみで構成される従来のスピーカ装置と比べて小さくて済む。つまり、従来と比べて負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、負スティフネス発生機構に用いられるマグネットの大型化、当該マグネットのコストの増加、再生音の最大音圧の低下、および再生音の歪の発生などを抑えることができ、低音再生帯域をさらに拡大することができる。
【００３５】
上記第２の発明によれば、筐体の容積を等価的に増大させて、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００３６】
上記第３の発明によれば、非マグネット部材は、第１および第２の磁気回路によって空隙中に形成された磁場によって、空隙内の平衡位置から離れる方向に離反力を受ける。つまり、非マグネット部材が少なくとも一部に設けられた振動板は、その振幅が拡大する方向に力を受けて振動する。これにより、筐体内部の音響スティフネスが減少するので、低音再生帯域の拡大を図ることができる。また、非マグネット部材が受ける上記離反力は、第１および第２の磁気回路が空隙中に形成する磁場によって発生する。つまり、非マグネット部材の厚みをある程度薄くしても、第１および第２の磁気回路が空隙中に形成する磁場によって十分な離反力が発生する。したがって、上記離反力を維持したまま、非マグネット部材を薄くすることができ、振動部の軽量化を図ることができる。その結果、スピーカ装置の出力音圧レベルの低下を抑えることができる。また、第１および第２の磁気回路は、自身が形成する磁場によって、非マグネット部材に対して離反力を与える役割と、磁気ギャップを形成してボイスコイルに駆動力を与える役割とを果たすことができる。つまり、第３の発明によれば、非マグネット部材に対して離反力を与えるためのマグネットと、ボイスコイルに対して駆動力を与えるためのマグネットとを１つのマグネットで実現することができるので、スピーカ装置の部品点数を少なくすることができる。
【００３７】
上記第４の発明によれば、振動部の変位の偏りを補正することで、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、非マグネット部材の振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、能率の低下や歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。また、吸着体の効果により、従来に比べて負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスが小さくてもよい。これにより、上記振動部の変位の偏りを補正する力を小さくすることができるため、ボイスコイルに流す制御信号が小さくなり、制御が容易となる。また、増幅回路を含む制御用回路素子のコストにおいても有利である。また、制御信号によるボイスコイルでの発熱が押さえられるので、熱によるボイスコイル断線のおそれが小さくなる。これにより、従来に比べて、細い線径のボイスコイルを用いて振動系重量を軽量化させることが可能となり、スピーカ装置の能率を向上させることも可能である。
【００３８】
上記第５の発明によれば、筐体の内部に配置された負スティフネス発生機構において、離反力発生部が平衡位置から離れる方向の離反力をドロンコーンに与えることで、振動板に作用する筐体内部全体の音響スティフネスを減少させることができる。その結果、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００３９】
上記第６の発明によれば、ドロンコーンの非マグネット部材が、固定的に配置されたマグネットから交互に引力を受けることによって、ドロンコーンに上記離反力を与えることができ、負スティフネスを発生させることができる。
【００４０】
上記第７の発明によれば、ドロンコーンのマグネットが、固定的に配置された非マグネット部材から交互に引力を受けることによって、ドロンコーンに上記離反力を与えることができ、負スティフネスを発生させることができる。
【００４１】
上記第８の発明によれば、可動マグネットに対して平衡位置から離れる方向に振動方向の離反力が与えられることで、筐体内部の音響スティフネスが減少して、低音再生帯域を拡大することができる。また、本発明によれば、可動マグネットと固定マグネットとは、振動方向に対して互いに衝突しない構造であるので、大振幅する大入力用のスピーカ装置としても有用である。
【００４２】
上記第９の発明によれば、振動部の変位の偏りを補正することで、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、可動マグネットの振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。また、吸着体の効果により、従来に比べて負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスが小さくてもよい。これにより、上記振動部の変位の偏りを補正する力を小さくすることができるため、ボイスコイルに流す制御信号が小さくなり、制御が容易となる。また、増幅回路を含む制御用回路素子のコストにおいても有利である。また、制御信号によるボイスコイルでの発熱が押さえられるので、熱によるボイスコイル断線のおそれが小さくなる。これにより、従来に比べて、細い線径のボイスコイルを用いて振動系重量を軽量化させることが可能となり、スピーカ装置の能率を向上させることも可能である。
【００４３】
上記第１０の発明によれば、圧電型変換器を用いたスピーカ装置において、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００４４】
上記第１１の発明によれば、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、非マグネット部材の振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。
【００４５】
上記第１２の発明によれば、静電型変換器を用いたスピーカ装置において、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【００４６】
上記第１３の発明によれば、振動部の変位の偏りを補正することで、スピーカ装置の周囲環境の変化（例えば、温度変化など）に関係なく、非マグネット部材の振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となり、歪の少ない高音質のスピーカ装置を提供することができる。また、吸着体の効果により、従来に比べて負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスが小さくてもよい。これにより、上記振動部の変位の偏りを補正する力を小さくすることができるため、制御が容易となる。その結果、スピーカ装置の動作の安定性が向上する。
【００４７】
上記第１４の発明によれば、吸着体の粒子や繊維が振動部、駆動部、および負スティフネス発生機構部材に接触することを防止することができる。これにより、異音などの動作不良を防止することができる。
【００４８】
上記第１５の発明によれば、従来のスピーカ装置の内部に低音増強装置を配置することで、手軽に当該スピーカ装置の低音域の再生限界を拡大することができる。つまり、ユーザが所有しているスピーカ装置の内部に本発明の低音増強装置を配置するだけで、現存のスピーカシステムに対する低音増強が図れる。
【００４９】
上記第１６の発明によれば、離反力発生部は、ドロンコーンが平衡位置から離れる方向に離反力を与えるため、当該離反力によって、ドロンコーンの振幅が増大されて、筐体内部の音響スティフネスを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。図１において、当該スピーカ装置は、大略的にキャビネット１ａ、スピーカユニット２ａ、および吸着体１４０を備える。なお、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えば密閉方式のスピーカ装置である。
【００５１】
図１において、吸着体１４０は、キャビネット１ａの内部に配置される。吸着体１４０は、気体を物理吸着する多孔性材料であり、例えば活性炭である。活性炭には、粒状の活性炭や繊維状の活性炭などがある。多孔性材料は、ミクロ単位の大きさの細孔で気体を吸着することができる。他の多孔性材料の例として、ゼオライト、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、モレキュラーシーブ、フラーレン、カーボンナノチューブなどでも実現可能である。なお、シリカ（ＳｉＯ２）としては、例えばシリカゲルおよび多孔質シリカなどがある。また、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、および四三酸化鉄は、例えば微粉末化されたものを用いる。
【００５２】
スピーカユニット２ａは、例えば円形状のスピーカユニットであり、キャビネット１ａの前面（図示するｘ軸の正方向）に形成された開口部に取り付けられる。また、キャビネット１ａは、スピーカユニット２ａの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。スピーカユニット２ａは、背面フレーム３、前面フレーム４、第１の磁気回路５、第２の磁気回路１０、エッジ１５、ダンパー１６、振動板１７、第１のボイスコイルボビン１８、第１のボイスコイル１９、第２のボイスコイルボビン２０、および第２のボイスコイル２１を有する。
【００５３】
背面フレーム３は、外周部分に対して内側部分が凸状に突起した形状である。背面フレーム３は、その外周がキャビネット１ａの開口部に取り付けられ、キャビネット１ａの内部側に向いて凸形状となるように配置される。背面フレーム３には、キャビネット１ａ内部と通気する音孔３ｈが形成されている。また、背面フレーム３の上記内側部分の中央には、第１の磁気回路５を取り付けるための開口部が形成されている。前面フレーム４は、背面フレーム３の外周部に固着される。前面フレーム４には、音を前面に放射するための音孔４ｈが形成されている。第１の磁気回路５は、背面フレーム３の上記内側部分の中央に形成された開口部に固着される。第２の磁気回路１０は、前面フレーム４の背面側（ｘ軸の負方向）中央部に固着され、空隙を介して第１の磁気回路５と対向する位置に配置される。また、第１および第２の磁気回路５および１０の外形状は、例えば円柱状である。そして、第２の磁気回路１０は、その中心軸が第１の磁気回路５の中心軸と一致するように配置される。振動板１７は、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙中に配置される。振動板１７は、少なくとも一部が非マグネット部材１７ｇで構成される。第１のボイスコイルボビン１８は、非マグネット部材１７ｇの第１の磁気回路５側に固着される筒状部材である。第１のボイスコイルボビン１８の外周面には、第１のボイスコイル１９が巻かれている。第２のボイスコイルボビン２０は、非マグネット部材１７ｇの第２の磁気回路１０側に固着される筒状部材である。第２のボイスコイルボビン２０の外周面には、第２のボイスコイル２１が巻かれている。エッジ１５の外周は、背面フレーム３の外周に固着される。エッジ１５の内周は、振動板１７の外周に固着される。なお、振動板１７およびエッジ１５が一体のものを用いてもよい。ダンパー１６の外周は、背面フレーム３に固着される。ダンパー１６の内周は、振動板１７に固着される。なお、本発明においては、スピーカユニット２ａにおいて、振動板１７（非マグネット部材１７ｇを含む）と、第１および第２のボイスコイルボビン１８および２０と、第１および第２のボイスコイル１９および２１とは、入力される電気信号によって振動する振動要素とする。また、エッジ１５およびダンパー１６は、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙中で非マグネット部材１７ｇが振動可能となるように、当該振動要素を支持する支持要素とする。そして、本発明においては、振動要素および支持要素を合わせて振動部とする。
【００５４】
第１の磁気回路５は、ヨーク６、第１のマグネット７、磁気プレート８、および第２のマグネット９を有する。ヨーク６は、例えば円筒状の側面を有し、当該側面の一方端に底面が形成されるとともに他方端が開口した形状である。また、開口した他方端の外周には、その外周方向に鍔部が設けられている。ヨーク６は、当該鍔部を利用して、背面フレーム３の内側部分の中央に形成された開口部に固着される。第１のマグネット７は、円柱形状であり、ヨーク６の内部底面の中央部に固着される。磁気プレート８は、円柱形状であり、第１のマグネット７の前面側に固着される。第２のマグネット９は、円柱形状であり、磁気プレート８の前面側に固着される。第１のマグネット７、磁気プレート８、および第２のマグネット９の各外周面とヨーク６の円筒内面との間には、間隙が形成される。そして磁気ギャップは、当該間隙において、磁気プレート８の外周面とヨーク６の内周面との間に形成される。なお、第１のボイスコイル１９は、第１のボイスコイルボビン１８によって、第１の磁気回路５に形成された当該磁気ギャップ中に配置される。また、第１のマグネット７および第２のマグネット９は、それぞれ振動板１７の振動方向（ｘ軸方向）に着磁される。そして、第１のマグネット７および第２のマグネット９の着磁方向は、互いに反対である。
【００５５】
ここで、第２のマグネット９は、自身の磁束を磁気プレート８を介して磁気ギャップに通す。また、第２のマグネット９は、第１のマグネット７と反発する方向に着磁されているので、第１のマグネット７の磁束がより集中して磁気ギャップに通るように作用する。つまり、第２のマグネット９は、磁気ギャップ内の磁束密度を上げて、第１のボイスコイル１９の駆動力を増強させる役割を果たす。
【００５６】
第２の磁気回路１０は、ヨーク１１、第１のマグネット１２、磁気プレート１３、および第２のマグネット１４を有する。ヨーク１１は、円筒状の側面を有し、当該側面の一方端に底面が形成されるとともに他方端が開口した形状である。ヨーク１１は、その底面が前面フレーム４の背面側中央部に固着される。第１のマグネット１２は、円柱形状であり、ヨーク１１の背面側中央部に固着される。磁気プレート１３は、円柱形状であり、第１のマグネット１２の背面側に固着される。第２のマグネット１４は、円柱形状であり、磁気プレート１３の背面側に固着される。ここで、磁気プレート１３の外周面とヨーク１１の内周面との間には、磁気ギャップが形成される。第２のボイスコイル２１は、第２のボイスコイルボビン２０によって、第２の磁気回路１０に形成された当該磁気ギャップ中に配置される。また、第１のマグネット１２および第２のマグネット１４は、それぞれ振動板１７の振動方向（ｘ軸方向）に着磁される。そして、第１のマグネット１２および第２のマグネット１４の着磁方向は、互いに反対である。なお、第２のマグネット１４は、上述した第２のマグネット９と同様に、第２のボイスコイル２１の駆動力を増強させる。
【００５７】
ここで、第２のマグネット９および第２のマグネット１４の着磁方向と、第１および第２のボイスコイル１９および２１の巻き方向とについて説明する。第２のマグネット９の着磁方向を第２のマグネット１４と同方向とする場合は、第１および第２のボイスコイル１９および２１の巻き方向を互いに反対方向となるように設定する。第２のマグネット９の着磁方向を第２のマグネット１４と反対方向とする場合は、第１および第２のボイスコイル１９および２１の巻き方向を互いに同方向となるように設定する。これにより、第１および第２のボイスコイル１９および２１に電流が印加されたとき、同方向の駆動力が得られる。
【００５８】
振動板１７は、コーン形状をした振動板である。また、振動板１７は、少なくとも一部が非マグネット部材１７ｇで構成される。ここで非マグネット部材１７ｇは、マグネット以外の磁性体とする。非マグネット部材１７ｇとしては、マグネットほど強い保磁力を持たない、例えば鉄やパーマロイなどの磁性体が挙げられる。また、非マグネット部材１７ｇは、少なくとも第１および第２の磁気回路５および６との間に形成される空隙中に配置されればよい。したがって、例えば振動板１７の全面が非マグネット部材１７ｇで構成されてもよい。また例えば、振動板１７において、ヨーク６またはヨーク１１の外周円形状の内部に相当する部分のみが非マグネット部材１７ｇで構成されてもよい。また、上記第１および第２の磁気回路５および６の内部にそれぞれ形成される間隙を振動板１７に対して垂直に投影させた領域は、環状の領域となる。当該環状の領域付近の磁場は、非マグネット部材１７ｇに対して、後述する離反力を最も強く発生させることができる。したがって、少なくとも振動板１７の当該環状の領域が非マグネット部材１７ｇで構成されることが好ましい。なお、具体的な振動板１７および非マグネット部材１７ｇの構造例としては、非磁性体の振動板１７の両面または片面に、平板状の上記非マグネット部材１７ｇを接合した構造が考えられる。
【００５９】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。第１のボイスコイル１９および第２のボイスコイル２１に電気信号が印加されると、各ボイスコイルに流れる電流と各磁気ギャップに形成された磁界とにより、各ボイスコイルに対して同方向の駆動力がそれぞれ発生する。そして、当該各駆動力が振動板１７を前背面方向（ｘ軸方向）に振動させて、音圧が発生する。振動板１７で発生した音圧は、キャビネット１ａの内部圧力を変化させる。しかしながら、キャビネット１ａの内部には吸着体１４０が配置されている。このため、吸着体１４０の物理吸着作用によりキャビネット１ａ内の圧力変化が抑制される。これにより、キャビネット１ａがもつ音響スティフネスは減少する。つまり、吸着体１４０は、キャビネット１ａ内の圧力変化を抑制することで、当該キャビネット１ａがもつ音響スティフネスを減少させる役割を果たす。
【００６０】
一方、少なくとも一部が非マグネット部材１７ｇで構成された振動板１７は、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙中を振動する。振動板１７の振動方向は、前背面方向（ｘ軸方向）である。このとき、非マグネット部材１７ｇは、第１および第２の磁気回路５および６が形成する磁場によって、振動板１７の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。例えば、振動板１７が第１の磁気回路５側に変位したとき、第１および第２の磁気回路５および６が形成する磁場によって、非マグネット部材１７ｇはその変位を拡大する方向に力を受ける。換言すれば、非マグネット部材１７ｇは、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙にある平衡位置から離反する方向の力（以下、離反力という）を受けながら振動することとなる。なお、平衡位置とは、第１の磁気回路５と第２の磁気回路１０との間の空隙において、非マグネット部材１７ｇに働く上記離反力が振動方向に釣り合う位置である。
【００６１】
ここで、キャビネット１ａ、振動板１７、およびエッジ１５で仕切られたキャビネット１ａの内部空室の音響スティフネスは、そのバネ力によって振動板１７の振動を抑制する。このバネ力は、上記内部空室の容積が小さいほど大きい。そして、バネ力が大きいほど、振動板１７の振動は大きく抑制される。これに対して、非マグネット部材１７ｇが受ける上記離反力は、音響スティフネスのバネ力を打ち消す方向に作用する。つまり、上記離反力は、音響スティフネスを減少させる負スティフネスとして作用する。そして、非マグネット部材１７ｇ、第１の磁気回路５、および第２の磁気回路１０は、負スティフネスを発生させる機構（負スティフネス発生機構）としての役割を果たす。
【００６２】
このように、吸着体１４０の音響スティフネスの低減効果、および負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスの両作用によって、キャビネット１ａの音響スティフネスが減少する。そして、音響スティフネスが減少することで、キャビネット１ａの内部容積が等価的に拡大する。これにより、振動板１７が振動しやすくなり、スピーカユニット２ａの最低共振周波数が低くなる。その結果、スピーカ装置の低音再生限界が拡大する。
【００６３】
ここで、再生帯域を所望の低音域まで拡大させるための具体的な設定方法について説明する。上述したように、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の各容積拡大効果によって、低音再生帯域が拡大する。したがって、所望の低音域を設定する場合は、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の各容積拡大効果を考慮すればよい。以下、所望の低音域が得られるときの容積拡大効果が、実際の容積のＮ（Ｎ＞１）倍となる場合について考える。
【００６４】
振動板１７に対するキャビネット１ａの音響スティフネスＳ１は、下式（４）と表現される。なお、下式（４）において、Ｖをキャビネット１ａの実際の容積、ａを振動板１７の有効半径、ρを空気の密度、ｃを音速とする。
【数４】
ここで、キャビネット１ａの容積がＮ倍となる（容積がＮＶとなる）音響スティフネスＳ２は、式（４）より下式（５）となる。
【数５】
したがって、式（４）および式（５）より、キャビネット１ａの容積が等価的にＮ倍となるために必要な音響スティフネスの減少量は下式（６）となる。
【数６】
ここで、音響スティフネスがＳ１であるキャビネット１ａにおいて、容積拡大効果がＭ（Ｍ＞１）倍である吸着体１４０を内部に配置したとき、音響スティフネスＳ１の減少量は、下式（７）で表現される。
【数７】
また、音響スティフネスがＳ１であるキャビネット１ａにおいて、容積拡大効果がＬ（Ｌ＞１）倍である負スティフネス発生機構によって、音響スティフネスＳ１が減少する減少量は、下式（８）で表現される。なお、下式（８）は、負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスの線形成分を示した式である。
【数８】
したがって、吸着体１４０と負スティフネス発生機構とによってキャビネット１ａの容積をＮ倍に拡大させるとき、上式（６）〜上式（８）より、下式（９）の関係式が成立する。
【数９】
このように、上式（９）を満たすように、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の各容積拡大効果をそれぞれ設定すればよい。これにより、所望の低音再生帯域を得ることができる。
【００６５】
以下、上記内容を具体的な数値例を挙げて説明する。例えば６倍の容積拡大効果が得られるように設計するとき、必要となる音響スティフネスの減少量は、式（６）においてＮ＝６を代入して、５／６＊Ｓ１となる。ここで、吸着体１４０による容積拡大効果が３倍得られたとすると、吸着体１４０による音響スティフネスの減少量は、式（７）においてＭ＝３を代入して、２／３＊Ｓ１となる。したがって、式（９）より、負スティフネス発生機構において音響スティフネスを減少させる量は、１／６＊Ｓ１となる。つまり、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスが１／６＊Ｓ１となる。このように、負スティフネス発生機構のみで６倍の容積拡大効果を得る場合には、５／６＊Ｓ１分の負スティフネスを発生させる必要がある。しかし、吸着体１４０によってキャビネット１ａの音響スティフネスが２／３＊Ｓ１分減少する。したがって、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスは、負スティフネス発生機構のみで実現する場合に比べ、必要な負スティフネスの大きさは、（５／６＊Ｓ１）／（２／３＊Ｓ１）＝１／６に軽減する。
【００６６】
以上のように、本実施形態では、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の両作用によってキャビネット１ａの容積が等価的に拡大し、低音域の再生限界の拡大を図ることができる。つまり、低音再生帯域の拡大は、吸着体１４０および負スティフネス発生機構の両スティフネス低減効果によって実現される。これにより、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスの大きさは、負スティフス発生機構のみで構成される従来のスピーカ装置と比べて小さくて済む。このように、従来と比べて負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、負スティフネス発生機構に用いられるマグネットの大型化、当該マグネットのコストの増加、再生音の最大音圧の低下、および再生音の歪の発生などを抑えることができ、小型のスピーカ装置において低音再生帯域をさらに拡大することができる。このように本実施形態によれば、従来では実現不可能であった低音再生帯域のさらなる拡大を実現することができる。具体的には、所望の低音再生帯域の拡大を図る場合において、従来と比べて、吸着体１４０の作用の分だけ、負スティフネス発生機構において必要な負スティフネスの大きさを小さくすることができる。これにより、負スティフネス発生機構に用いられるマグネットの大型化、当該マグネットのコストの増加、再生音の最大音圧の低下、および再生音の歪の発生などが抑えられるので、その抑えられる分だけ従来よりも低音再生帯域をさらに拡大することができる。なお、従来と同じ量の低音再生帯域の拡大を図る場合には、従来と比べて再生音の最大音圧の低下や再生音の歪の発生などを抑えることができ、またスピーカ装置の更なる小型化を図ることも可能である。
【００６７】
上記内容を具体的な例を挙げて説明する。図２Ａに磁場解析を行った第１の磁気回路５、第２の磁気回路１０、および非マグネット部材１７ｇを示す。なお、図２Ａに示す第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０は、図１で示した形状とは異なる形状であるが、機能は同じである。振動板１７等は、磁場に影響しないため、省略している。第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０は、非マグネット部材１７ｇを挟んで対称な構造となっている。ここで、第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０の間隔をＸ、非マグネット部材１７ｇの厚さをＴとする。なお、図２Ａに示される各数値（１１．０、１０．０など）は、第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０の各寸法を示すものであり、単位はミリメートルである。なお、φによって示される各数値（φ３．１など）は、直径を示す。
【００６８】
図２Ｂは、非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を示した図である。図２Ｂの横軸は、非マグネット部材１７ｇの変位を示す。縦軸は、非マグネット部材１７ｇに作用する力の大きさを示す。また図２Ｂでは、Ｔ＝０．５ｍｍの条件のもと、Ｘが１１．０ｍｍおよび１３．５ｍｍとなるときの結果を示している。なお、図２Ｂにおいて、非マグネット部材１７ｇの負方向（図２Ａ中、非マグネット部材１７ｇから第２の磁気回路１０へ向かう方向）の変位については、正方向（図２Ａ中、非マグネット部材１７ｇから第１の磁気回路５へ向かう方向）と対象であるので、省略する。この磁場解析結果より、第１の磁気回路５および第２の磁気回路１０の間隔Ｘを増やすことにより、発生する負スティフネスは減少するが、線形性は向上している。これにより、吸着体１４０および負スティフネス発生機構を併用して負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスを減少させた場合、非マグネット部材１７ｇの振幅に対する線形性を向上できることがわかる。その結果、再生音の歪の発生を抑えることができる。
【００６９】
図２Ａに示す磁気回路においてＸ＝１１．０ｍｍの条件のもと、Ｔが０．５ｍｍおよび０．４ｍｍとなるときの非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を図２Ｃに示す。図２Ｃの横軸は、非マグネット部材１７ｇの変位を示す。縦軸は、非マグネット部材１７ｇに作用する力の大きさを示す。この磁場解析結果より、非マグネット部材１７ｇの厚さを減少させると、負スティフネス発生機構で発生する負スティフネスが減少していることがわかる。これにより、非マグネット部材１７ｇの厚さを薄くして、吸着体１４０および負スティフネス発生機構を併用して負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスを減少させた場合、振動系の重量がさらに軽量化し、スピーカ装置の能率を向上させることができる。
【００７０】
また、上記負スティフネス発生機構は、第１および第２の磁気回路が形成する磁場によって非マグネット部材１７ｇが離反力を受ける構造である。したがって、その構造上、非マグネット部材１７ｇの厚みをある程度薄くしても、当該非マグネット部材１７ｇに十分な離反力を発生させることができる。つまり、本実施形態では、振動板１７に接合される非マグネット部材１７ｇを薄く構成することができるので、図１６で示した可動マグネット１１３を用いたスピーカユニットと比べ、振動要素の重量を大幅に軽量化することができる。その結果、本実施形態に係るスピーカ装置では、負スティフネス発生機構をスピーカユニット内部に構成することによって生じる出力音圧レベルの低下を抑えることができる。
【００７１】
また、上記第１の磁気回路５は動電型変換器としての役割を果たし、負スティフネス発生機構は当該第１の磁気回路５を一部共有している。これにより、本実施形態に係るスピーカ装置は、負スティフネス発生機構を構成する磁気回路を新たに設ける場合と比べ、マグネットの体積増大によるスピーカユニットの大型化、作業コストおよび価格コストを抑えることができる。
【００７２】
なお、負スティフネス発生機構において発生させる負スティフネスを大きくし過ぎると、振動板１７が第１の磁気回路５または第２の磁気回路１０に引き寄せられたまま振動できなくなる。これを防止するためには、負スティフネスの大きさが以下の関係を満たすように、負スティフネス発生機構を設定する。
（負スティフネス発生機構の負スティフネス）≦（キャビネット１ａの音響スティフネス）＋（支持系スティフネス）−（吸着体１４０による音響スティフネスの減少量）
【００７３】
なお、上述では、スピーカユニット２ａを例えば円形状のスピーカユニットとしたが、これに限定されない。例えば、楕円形状や矩形形状などの形状であってもよい。また、矩形の対向する２辺のみを半円に置換した、レーストラックのような形状（以下、トラック形状と記載する）であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、スピーカユニット２ａに含まれるマグネット、ヨーク、磁気プレートおよび振動板などの形状についても、スピーカユニット２ａの形状に合わせて適宜設定してもよいことは言うまでもない。例えば、矩形形状のスピーカユニットであれば、振動板を矩形形状とし、マグネットを四角柱状としてもよい。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、図１では密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【００７４】
また、上述では、第１および第２のボイスコイル１９および２１を用いたが、いずれか一方のボイスコイルを省略してもよい。この場合、ボイスコイルが省略された側の磁気回路（第１の磁気回路５または第２の磁気回路６）は、磁気ギャップを形成しない構成であってもよい。具体的には、例えばヨークとマグネットのみで構成した磁気ギャップを形成しない磁気回路としてもよい。
【００７５】
なお、図１に示したスピーカ装置は、スピーカユニット２ａと吸着体１４０との間を仕切るようにキャビネット１ａの内部に配置された、吸着体１４０を支持する支持部材（図示なし）をさらに備えてもよい。支持部材は、例えば布、フィルム、板状部材などで構成される。布としては、繊維と繊維との間の隙間が吸着体１４０の粒や繊維よりも小さいものを用いればよい。例えば支持部材が膜状のフィルムである場合には、支持部材の外周が吸着体１４０とスピーカユニット２ａとの間の位置に固着される。この場合、スピーカユニット２ａから発生した音圧は、支持部材を介して吸着体１４０へ伝達する。このように、吸着体１４０とスピーカユニット２ａとの間を仕切るように支持部材が配置されることによって、スピーカユニット２ａと接触しないように吸着体１４０を支持することができる。その結果、吸着体１４０の粒などが振動板１７を含む振動要素と接触することにより生じる異音や動作不良を防止することができる。また、スピーカユニット２ａの入力端子（図示せず）などに吸着体１４０が接触することで生じる電気的なショートについても防止することができる。なお、支持部材は、袋状に形成された布やフィルムであってもよい。この場合、吸着体１４０は、袋状の支持部材の内部に配置される。また、支持部材が板状部材である場合には、支持部材はスピーカユニット２ａと吸着体１４０との間に固設すればよい。なお、吸着体１４０に音圧を伝達する必要があるため、吸着体１４０とスピーカユニット２ａとの間が完全には仕切られないように、板状部材を固設する。
【００７６】
（第２の実施形態）
図３を参照して、第２の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第１の実施形態に対して、レーザ変位計および制御回路を新たに備える点で異なる。以下、異なる点を中心に説明する。なお、図３は、第２の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。また、図４は、第２の実施形態に係るスピーカ装置の回路ブロック図である。図３において、本実施形態に係るスピーカ装置は、大略的にキャビネット１ａ、スピーカユニット２ａ、レーザ変位計２２、および制御回路２３を備える。なお、スピーカユニット２ａは、上述した第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７７】
図４において、レーザ変位計２２は、振動板１７の振動方向（前背面方向）における変位を検出し、その検出信号を制御回路２３に出力する。また図３において、レーザ変位計２２は例えば背面フレーム３に設置され、制御回路２３と配線で結ばれる。なお、レーザ変位計２２は、振動板１７の変位を検出できる位置であれば、例えば前面フレーム４およびキャビネット１ａなどに配置されてもよい。また、振動板１７の変位を検出する方法としては、レーザ変位計を用いる方法ではなく、例えば振動板１７に小型マグネットを固着して、ホール素子を用いて位置を検出する方法でもよい。
【００７８】
図４において、制御回路２３は、レーザ変位計２２で検出された振動板１７の変位に基づいて、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心が第１および第２の磁気回路５および６との間に形成された空隙における上記平衡位置となるような制御信号を生成する。制御回路２３で生成された制御信号は、入力音響信号に加算される。入力された音響信号および制御信号は、増幅器などで適宜増幅されて、スピーカユニット２ａに印加される。なお、制御信号は、例えば非マグネット部材１７ｇの上記平衡位置からのずれを修正する分の直流電気信号などである。また、図３において、制御回路２３は、キャビネット１ａの内部に設置され、スピーカユニット２ａの入力端子およびレーザ変位計２２とそれぞれ配線で結ばれている。また、制御回路２３は、キャビネット１ａの外部に配置されてもよい。
【００７９】
ここで、キャビネット１ａの内部の温度が上昇した場合を考える。第１および第２のボイスコイル１９および２１は、電流が流れると発熱する。第１および第２のボイスコイル１９および２１の発熱などでキャビネット１ａ内部の温度が上昇した場合、キャビネット１ａ内部の空気が膨張あるいは収縮し、内部圧力が変化する。この圧力変化によって、振動板１７が力を受け、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心は平衡位置からずれる。また、非マグネット部材１７ｇが受ける離反力は、平衡位置を基準として振動方向に対称である。したがって、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心が平衡位置からずれると、上記離反力の対称性が極端に崩れてしまい、再生音の音圧低下や歪が発生する。なお、この平衡位置からのずれが大きくなると、振動板１７が第１の磁気回路５または第２の磁気回路１０に引き寄せられたまま振動できなくなる問題がある。しかしながら、本実施形態では、制御回路２３において非マグネット部材１７ｇの振幅の中心が平衡位置となるような制御信号が生成され、入力音響信号に加算される。これにより、振動板１７は、温度変化などの周囲環境の変化に関係なく、非マグネット部材１７ｇの振幅の中心を平衡位置とした安定な動作が可能となる。その結果、本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第１の実施形態に係るスピーカ装置に対して、音圧低下や歪の発生をさらに抑えた高音質のスピーカ装置を提供することができる。
【００８０】
また、低音再生帯域を拡大させるためには、負スティフネス発生機構に用いるマグネット（第２のマグネット９および１４）をより強力なマグネットにして、非マグネット部材１７ｇが受ける離反力を大きくする必要がある。この場合、上記制御回路２３による制御では、制御回路２３において生成される制御信号によって非マグネット部材１７ｇに与えられる力を大きくする必要がある。つまり、制御回路２３において生成される制御信号を大きな直流電気信号にする必要がある。このとき、第１および第２のボイスコイル１９および２１には大きな直流電流が流れることになり、各ボイスコイルに細い線材を用いれば断線の恐れが生じる。しかし、第１および第２のボイスコイル１９および２１に太い線材を用いれば、振動重量が増加して能率が低下する。また、大きな直流電流を用いて制御を行う場合、制御回路２３を構成する回路素子は大型化、高コスト化する。これに対し、本実施形態に係るスピーカ装置は、従来と同じ量の低音再生帯域の拡大を図る場合には、従来よりも負スティフネス発生機構で発生させる負スティフネスの大きさが小さくて済む。つまり、上記離反力は従来に比べて小さくなる。これにより、本実施形態に係るスピーカ装置では、制御を行うための直流電流を小さくすることができ、上記能率の低下、大型化、および高コスト化を防ぐことができる。
【００８１】
なお、上記レーザ変位計２２および制御回路２３は、第１の実施形態に限らず、後述する第５〜第７の実施形態に係るスピーカ装置に取り付けた構成としてもよい。これにより、周囲の環境変化によって生じる再生音の音圧低下や歪の発生が抑えられた、高音質のスピーカ装置を提供することができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
図５および図６を参照して、第３の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、負スティフネス発生機構がスピーカユニットとは別に設けられる構成を有する。図５は、第３の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。図６は、当該スピーカ装置を図５中の二重点線ＡＢで切断して、ｘ軸の正方向から見た断面図である。
【００８３】
図５において、本実施形態に係るスピーカ装置は、大略的にキャビネット１ｂ、スピーカユニット２ｂ、吸着体１４０、ポート２５、および負スティフネス発生機構３８を備える。スピーカユニット２ｂは、キャビネット１ｂの前面（ｘ軸の正方向）に形成された開口部に取り付けられる。スピーカユニット２ｂは、例えば通常の動電型スピーカである。また、キャビネット１ｂは、スピーカユニット２ｂの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。ポート２５は、キャビネット１ｂの前面に取り付けられる。負スティフネス発生機構３８は、キャビネット１ｂの内部に固設される。なお、キャビネット１ｂの内部空間であって、負スティフネス発生機構３８の前面側の空室を第１の空室Ｗｂ１とする。また、負スティフネス発生機構３８の背面側の空室を第２の空室Ｗｂ２とする。吸着体１４０は、第２の空室Ｗｂ２に配置される。なお、吸着体１４０は上述した第１の実施形態と同様のものである。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えばポート２５の音響負荷を利用したバスレフ方式のスピーカ装置である。
【００８４】
負スティフネス発生機構３８は、ドロンコーン２６、エッジ２７、第１の磁気回路３１、第２の磁気回路３４、仕切板３５、第１の支持部材３６、および第２の支持部材３７を備える。仕切板３５は、板状部材であり、キャビネット１ｂの内部に固設される。そして、仕切板３５は、キャビネット１ｂの内部空室を第１の空室Ｗｂ１と第２の空室Ｗｂ２に分割する。また、仕切板３５には、その中央部に開口部が形成されている。第１の支持部材３６は、仕切板３５の前面側（図示するｘ軸の正方向側）に固設される。第２の支持部材３７は、仕切板３５の背面側（図示するｘ軸の負方向側）に固設される。第１の磁気回路３１は、第１の支持部材３６の背面側中央部に固着される。第２の磁気回路３４は、第２の支持部材３７の前面側中央部に固着され、空隙を介して第１の磁気回路３１と対向する位置に配置される。第１および第２の磁気回路３１および３４の外形状は、例えば円柱状である。また、第２の磁気回路３４は、その中心軸が第１の磁気回路３１の中心軸と一致するように配置される。ドロンコーン２６は、少なくとも一部が非マグネット部材２６ｇで構成される。そして、ドロンコーン２６は、第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４との間の空隙中に配置される。エッジ２７の外周は、仕切板３５に形成された開口部に固着される。エッジ２７の内周はドロンコーン２６の外周に固着される。そして、エッジ２７は第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４との間の空隙中で非マグネット部材２６ｇがｘ軸方向に振動可能となるように、ドロンコーン２６を支持する支持要素（サスペンション）である。なお、ドロンコーン２６およびエッジ２７が一体のものを用いてもよい。また、本実施形態においては、ドロンコーン２６および上記支持要素が振動部である。
【００８５】
第１の磁気回路３１は、ヨーク２９およびマグネット３０を有する。ヨーク２９は、例えば円筒状の側面を有し、当該側面の一方端に底面が形成されるとともに他方端が開口した形状である。ヨーク２９の底面は、第１の支持部材３６の背面側中央部に固着される。マグネット３０は、ヨーク２９の内部底面の中央部に固着される。マグネット３０の外周面とヨーク２９の円筒内面との間には、間隙が形成される。第２の磁気回路３４は、ヨーク３３およびマグネット３２を有する。ヨーク３３は、上述したヨーク２９と同形状である。ヨーク３３の底面は、第２の支持部材３７の前面側中央部に固着される。マグネット３２は、ヨーク３３の内部底面の中央部に固着される。マグネット３２の外周面とヨーク３３の円筒内面との間には、間隙が形成される。上記マグネット３０および３２は、それぞれドロンコーン２６の振動方向（ｘ軸方向）に着磁される。なお、マグネット３０および３２の着磁方向は、同方向であってもよいし、互いに反対であってもよい。
【００８６】
ドロンコーン２６は、例えば円板状をした振動板であり、少なくとも一部が非マグネット部材２６ｇで構成される。非マグネット部材２６ｇの材質、大きさ、および配置位置は、上述した非マグネット部材１７ｇと同様であるので説明を省略する。また、非マグネット部材２６ｇおよびドロンコーン２６の接合構造は、上述した第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット２ｂに電気信号が印加されると、音圧が発生する。スピーカユニット２ｂで発生した音圧は、第１の空室Ｗｂ１を介して、ドロンコーン２６をｘ軸方向に振動させる。ドロンコーン２６が振動することで、第２の空室Ｗｂ２内の圧力が変化する。しかしながら、第２の空室Ｗｂ２内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により第２の空室Ｗｂ２内の圧力変化が抑制される。これにより、第２の空室Ｗｂ２の音響スティフネスが減少する。第２の空室Ｗｂ２の音響スティフネスが減少することで、スピーカユニット２ｂからみた第１の空室Ｗｂ１の音響スティフネスも減少する。つまり、吸着体１４０は、第２の空室Ｗｂ２内の圧力変化を抑制することで、キャビネット１ａ全体がもつ音響スティフネスを減少させる役割を果たす。
【００８８】
一方、負スティフネス発生機構３８において、ドロンコーン２６が第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４との間の空隙中を振動する。ドロンコーン２６の振動方向は、前背面方向（ｘ軸方向）である。このとき、非マグネット部材２６ｇは、第１および第２の磁気回路３１および３４が形成する磁場によって、ドロンコーン２６の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。すなわち、本実施形態においては、第１の磁気回路３１、第２の磁気回路３４、および非マグネット部材２６ｇが負スティフネスを発生させる役割を果たす。ここで、負スティフネス発生機構３８内において、負スティフネスを発生させる第１の磁気回路３１、第２の磁気回路３４、および非マグネット部材２６ｇを離反力発生部とする。つまり、負スティフネス発生機構３８内の離反力発生部によって、第２の空室Ｗｂ２内の音響スティフネスが減少する。第２の空室Ｗｂ２内の音響スティフネスが減少することで、スピーカユニット２ｂからみた第１の空室Ｗｂ１の音響スティフネスも減少する。つまり、負スティフネス発生機構３８によって、キャビネット１ｂ全体がもつ音響スティフネスが減少する。
【００８９】
以上のように、本実施形態では、吸着体１４０と、スピーカユニットと別に構成された負スティフネス発生機構３８との各作用によって、キャビネット１ｂの音響スティフネスが減少する。そして、音響スティフネスが減少することで、キャビネット１ｂの容積が等価的に拡大する。その結果、負スティフネス発生機構３８への負担が軽減されるので、負スティフネス発生機構３８の動作が安定し、低音再生帯域をさらに拡大することができる。
【００９０】
なお、上述の離反力発生部では、振動側を非マグネット部材（非マグネット部材２６ｇ）および固定側をマグネット（マグネット３０および３２）としたが、振動側をマグネットとし固定側を非マグネット部材としてもよい。この場合、マグネットと非マグネットとの間には磁気的な吸引力が発生するので、同様の効果が得られる。また、振動側および固定側の両方をマグネットとしてもよい。この場合、振動側および固定側に用いるすべてのマグネットの着磁方向を同方向とすればよい。また、上述では、第１の磁気回路３１と第２の磁気回路３４とがそれぞれヨークとマグネットを有する構成を示したが、マグネットのみであってもよい。
【００９１】
また、上述では、ドロンコーン２６を円板状としたがこれに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、上述では、第１および第２の磁気回路３１および３４を円柱状としたがこれに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、上述の第１および第２の磁気回路３１および３４は内磁型を構成しているが、外磁型で構成してもよい。また、第１および第２の支持部材３６および３７については、上述した形状の支持部材に限定されない。第１および第２の磁気回路３１および３４が空隙を介して対向する位置に配置されるように、第１および第２の磁気回路３１および３４を支持することが可能な支持部材であればよい。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、図５ではバスレフ方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、密閉方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【００９２】
（第４の実施形態）
図７を参照して、第４の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。第４の実施形態では、一般的な従来のスピーカ装置の内部に、負スティフネス発生機構３８および吸着体１４０をユニット化した低音増強装置を配置することで、当該スピーカ装置の低音再生帯域の拡大を図る。なお、図７は、従来のスピーカ装置および当該スピーカ装置に配置された低音増強装置の構造断面図である。
【００９３】
図７において、本実施形態に係るスピーカ装置は、大略的にキャビネット１ｃ、スピーカユニット２ｂ、ポート２５、および低音増強装置４０を備える。スピーカユニット２ｂは、キャビネット１ｃの前面に形成された開口部に取り付けられる。スピーカユニット２ｂは、例えば通常の動電型スピーカである。キャビネット１ｃは、スピーカユニット２ｂの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。ポート２５は、キャビネット１ｃの前面に取り付けられる。低音増強装置４０は、キャビネット１ｃの内部に配置される。なお、キャビネット１ｃの内部空室であって、低音増強装置４０外部の空室を第１の空室Ｗｂ３とする。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えばポート２５の音響負荷を利用したバスレフ方式のスピーカ装置である。
【００９４】
低音増強装置４０は、キャビネット３９、吸着体１４０、および負スティフネス発生機構３８を有する。負スティフネス発生機構３８は、キャビネット３９に形成された開口部に取り付けられる。負スティフネス発生機構３８は、上述した第３の実施形態と同様のものである。吸着体１４０は、キャビネット３９の内部に配置される。吸着体１４０は上述した第１の実施形態と同様のものである。ここで、キャビネット３９の内部空室を第２の空室Ｗｂ４とする。また、スピーカ装置に対して低音増強装置４０を固定する必要はなく、負スティフネス発生機構３８が第１の空室Ｗｂ３と接する位置であれば、どこに配置されてもよい。
【００９５】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。スピーカユニット２ｂに電気信号が印加されると、音圧が発生する。スピーカユニット２ｂで発生した音圧は、第１の空室Ｗｂ３を介して、ドロンコーン２６をｘ軸方向に振動させる。ドロンコーン２６が振動することで、第２の空室Ｗｂ４内の圧力が変化する。しかしながら、第２の空室Ｗｂ４内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により第２の空室Ｗｂ４内の圧力変化が抑制される。その結果、第２の空室Ｗｂ４の音響スティフネスが減少する。第２の空室Ｗｂ４の音響スティフネスが減少することで、スピーカユニット２ｂからみた第１の空室Ｗｂ３の音響スティフネスも減少する。つまり、吸着体１４０は、第２の空室Ｗｂ４内の圧力変化を抑制することで、キャビネット１ｃ全体がもつ音響スティフネスを減少させる役割を果たす。
【００９６】
一方、上述した第３の実施形態と同様に、上記負スティフネス発生機構３８によって、第２の空室Ｗｂ４の音響スティフネスは減少する。これにより、負スティフネス発生機構３８によって、キャビネット１ｃ全体がもつ音響スティフネスが減少する。
【００９７】
以上のように、本実施形態では、従来のスピーカ装置の内部に低音増強装置４０を配置することで、手軽に当該スピーカ装置の低音域の再生限界を拡大することができる。つまり、ユーザが所有しているスピーカ装置の内部に本発明の低音増強装置４０を配置するだけで、現存のスピーカシステムに対する低音増強が図れる。なお、上述では、バスレフ方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、密閉方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【００９８】
（第５の実施形態）
図８を参照して、第５の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第１の実施形態に対して、負スティフネス発生機構の構成が異なる。以下、異なる点を中心に説明する。図８は、第５の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。図８において、当該スピーカ装置は、大略的にキャビネット１ａ、スピーカユニット２ｃ、および吸着体１４０を備える。なお、本実施形態に係るスピーカ装置は、例えば密閉方式のスピーカ装置である。
【００９９】
スピーカユニット２ｃは、例えば円形状のスピーカユニットであり、キャビネット１ａの前面（図示するｘ軸の正方向）に形成された開口部に取り付けられる。また、キャビネット１ａは、スピーカユニット２ｃの振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。吸着体１４０は、キャビネット１ａの内部に配置される。
【０１００】
図８において、スピーカユニット２ｃは、背面フレーム３、前面フレーム４５、第１の磁気回路５、エッジ１５、ダンパー１６、振動板４６、第１のボイスコイルボビン１８、第１のボイスコイル１９、支持部材４７、可動マグネット４８、および固定マグネット４９を有する。なお、背面フレーム３、第１の磁気回路５、エッジ１５、ダンパー１６、振動板１７、第１のボイスコイルボビン１８、および第１のボイスコイル１９については、上述した第１の実施形態と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。前面フレーム４５は、上述した前面フレーム４に対して、形状のみ異なる。具体的には、円形の開口部である音孔４５ｈが中央部に形成されている。また、第１のボイスコイルボビン１８は、振動板４６に固設される。そして、その固設部分より内側の振動板４６の形状が上述した第１の実施形態と異なる。また、本実施形態においては、振動板４６、第１のボイスコイルボビン１８、第１のボイスコイル１９、支持部材４７、および可動マグネット４８を第１のボイスコイル１９に発生する駆動力によって振動する振動要素とする。また、エッジ１５およびダンパー１６を上記振動要素を支持する支持要素とする。そして、振動要素および支持要素を合わせて振動部とする。
【０１０１】
図８において、可動マグネット４８および固定マグネット４９が負スティフネス発生機構の役割を果たす。支持部材４３は、振動板４６の前面側中央部に固設された筒状部材である。可動マグネット４８の形状は、例えばリング形状である。可動マグネット４８の内周面は、支持部材４７の外周面に固設される。固定マグネット４９は、例えば、その内径が可動マグネット４８の外径より大きいリング形状を有する。固定マグネット４９は、その内周面と可動マグネット４８の外周面とが空隙を形成して対向して配置されるように、前面フレーム４５の背面側に固着される。可動マグネット４８および固定マグネット４９は、振動方向（ｘ軸方向）で同極に着磁される。
【０１０２】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。第１のボイスコイル１９に電気信号が印加されると、第１のボイスコイル１９に流れる電流と磁気ギャップに形成された磁界とにより、駆動力が発生する。そして、当該駆動力が振動板４６をｘ軸方向に振動させて音圧が発生する。以上の動作は通常の動電型スピーカの動作である。ここで、吸着体１４０の物理吸着作用は、上述した第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。以下、可動マグネット４８および固定マグネット４９によって構成される負スティフネス発生機構の作用について説明する。
【０１０３】
振動板４６は、第１のボイスコイル１９に発生した駆動力により振動する。このとき、可動マグネット４８は、支持部材４７と一体となって、固定マグネット４９の内周部で振動する。可動マグネット４８および固定マグネット４９は、振動方向に同方向に着磁されており、変位すると互いに反発する磁場を形成する。したがって、可動マグネット４８が平衡位置（磁気的に釣り合う位置）から外れると、可動マグネット４８が平衡位置から逃れようとする力が作用する。つまり、可動マグネット４８および固定マグネット４９は、平衡位置から外れた位置において、スピーカユニット２ｃの振動部に対して負スティフネスを与えるように作用する。
【０１０４】
以上のように、本実施形態では、吸着体１４０と、可動マグネット４８および固定マグネット４９で構成された負スティフネス発生機構との各作用によって、キャビネット１ａの音響スティフネスが減少する。そして、音響スティフネスが減少することで、キャビネット１ａの容積が等価的に拡大する。その結果、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、振動板４６の振幅が大きくなっても、可動マグネット４８が固定マグネット４９に衝突しない構造である。これにより、振幅が大きい大入力用スピーカとしても有用である。
【０１０６】
なお、上述では、スピーカユニット２ｃを例えば円形状のスピーカユニットとしたが、これに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、上述では、可動マグネット４８および固定マグネット４９をリング形状と、音孔４５ｈを円形とそれぞれ記載したがこれに限定されない。例えば、細長形状のスピーカユニット２ｃにおいて、第１のボイスコイル１９として四角柱状の筒状部材を用いるとする。このとき、第１のボイスコイル１９の開口部が形成する四角形状において、互いに向き合う２つの対辺のいずれか一方の対辺であって、その対辺の各辺に直方体の可動マグネット４８がそれぞれ固着される。固定マグネット４９は、直方体のものを用い、各可動マグネット４８と対向する位置にそれぞれ配置される。前面フレーム４５としては、四角形に開口された音孔４５ｈを用いる。このように、可動マグネット４８、固定マグネット４９、音孔４５ｈは、スピーカユニット２ｃの形状などに合わせて適宜を設定する。また、本実施形態に係るスピーカ装置は、図８では密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【０１０７】
（第６の実施形態）
図９を参照して、第６の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、振動板（振動部）を駆動する変換器（駆動部）として圧電型変換器を用いたスピーカ装置である。図９は、第６の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。なお、図９は、密閉方式のスピーカ装置を示している。図９において、当該スピーカ装置は、フレーム５０、吸着体１４０、振動板５１、圧電素子５２、第１の磁気回路５５、第２の磁気回路５８、第１の支持部材５９、および第２の支持部材６０を備える。吸着体１４０は、上述した第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０８】
図９において、スピーカ装置の外形状は、例えば円形状である。フレーム５０は、上面（ｙ軸の正方向）に開口部が形成された筐体である。また、フレーム５０は、後述する振動板５１に対して音響スティフネスを与える筐体である。吸着体１４０は、フレーム５０の内部の底面に配置される。第１の支持部材５９は、フレーム５０の内部であって、当該吸着体１４０の上面側に固着される。第１の支持部材５９と吸着体１４０との間には、空隙が形成されている。第１の磁気回路５５は、第１の支持部材５９の中央部に固設される。第２の磁気回路５８は、第１の磁気回路５５の上面側であって、第１の磁気回路５５と空隙を介して対向する位置に配置される。第２の支持部材６０は、フレーム５０の内部に固着され、第２の磁気回路５８を上記位置に支持する。なお、第１および第２の支持部材５９および６０には、それぞれ開口部が形成されており、フレーム５０の内部空間を遮蔽するものではない。振動板５１は、少なくとも一部が非マグネット部材５１ｇで構成される。図９では、例えば振動板５１が膜状の非マグネット部材５１ｇのみで構成された場合を示している。なお、振動板５１としては、例えば非磁性体である樹脂の振動膜に、膜状の非マグネット部材５１ｇを少なくとも一部に有するものであってもよい。また、振動板５１は、例えば非磁性体である樹脂の振動膜の両面に、膜状の非マグネット部材５１ｇを接合したものであってもよい。当該振動板５１は、上記第１および第２の磁気回路５５および５８の間に形成された空隙中に配置されるように、その外周がフレーム５０の内部に固定される。なお、振動板５１とフレーム５０とで形成されるスピーカ装置の内部空室を空室Ｗｂ５とする。振動板５１の両面には、圧電素子５２が固着される。また、振動板５１には、圧電素子５２に外部から電気信号を印加するための導電体が接続されている。圧電素子５２には、当該導電体を介して、外部から電気信号が印加される。
【０１０９】
第１の磁気回路５５は、ヨーク５３およびマグネット５４を有する。また、第２の磁気回路５８は、ヨーク５６およびマグネット５７を有する。第１の磁気回路５５および第２の磁気回路５８は、上述した第１の磁気回路３１および第２の磁気回路３４と同じ構成である。
【０１１０】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。振動板５１の両面に固着された圧電素子５２に、正負が逆の電気信号がそれぞれ印加されると、圧電素子５２によって振動板５１がたわみ、音圧が発生する。これは通常の圧電型スピーカの動作と同様である。振動板５１で発生した音圧によって、空室Ｗｂ５内の圧力が変化する。しかしながら、空室Ｗｂ５内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により空室Ｗｂ５内の圧力変化が抑制される。その結果、空室Ｗｂ５の音響スティフネスは減少する。
【０１１１】
一方、振動板５１は、第１の磁気回路５５と第２の磁気回路５８との間に形成された空隙中をｙ軸方向に振動する。このとき、非マグネット部材５１ｇは、第１および第２の磁気回路５５および５８が形成する磁場によって、振動板５１の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。すなわち、本実施形態においては、振動板５１の非マグネット部材５１ｇ、第１の磁気回路５５、および第２の磁気回路５８が負スティフネス発生機構としての役割を果たす。そして、当該負スティフネス発生機構によって、空室Ｗｂ５内の音響スティフネスが減少する。
【０１１２】
以上のように、本実施形態では、圧電型のスピーカ装置において、上述した第１の実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、圧電型のスピーカ装置は、薄型スピーカとして多く使用される。薄型スピーカとして用いられる場合、薄型になるので、振動板の振幅を確保することが難しい。そして、負スティフネス発生機構のマグネットおよび振動板がより近接した位置に配置されることとなる。この場合、負スティフネス発生機構において発生する負スティフネスにおいては、振動板の変位に対して非線形に変化する部分が大きくなる。したがって、従来の負スティフネス発生機構のみで構成されるスピーカ装置においては、低音域の拡大効果を十分に発揮することが困難であった。しかしながら、本実施形態によれば、フレーム５０内部の空きスペースに吸着体１４０を配置することで、当該吸着体１４０に低音域拡大効果を分担させることができる。そして、負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、マグネットを薄く構成することが可能であり、同じ厚さのスピーカ装置でも振動板とマグネットの距離を大きくすることができる。このため、上記負スティフネスの非線形部分を小さくすることができる。これにより、負スティフネス発生機構の動作が安定し、歪の少ない再生音を得ることができる。
【０１１３】
なお、上述では、スピーカ装置の外形を例えば円形状としたが、これに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、図９では、本実施形態に係るスピーカ装置として密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【０１１４】
（第７の実施形態）
図１０を参照して、第７の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。本実施形態に係るスピーカ装置は、上述した第６の実施形態に対して、振動板（振動部）を駆動する変換器（駆動部）として静電型変換器を用いる点で異なる。図１０は、第７の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図である。なお、図１０は、密閉方式のスピーカ装置を示している。図１０において、当該スピーカ装置は、フレーム６１、吸着体１４０、第１のマグネット６２、第１の電極６３、スペーサ６４、振動板６５、第２の電極６６、および第２のマグネット６７を備える。吸着体１４０は、上述した第１の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１５】
図１０において、スピーカ装置の外形は、例えば円形状である。フレーム６１は、上面（ｙ軸の正方向）に開口部が形成された筐体である。また、フレーム６１は、後述する振動板６５に対して音響スティフネスを与える筐体である。吸着体１４０は、フレーム６１の内部の底面に配置される。第１のマグネット６２は、多数の開口部が形成されたシート状の部材である。そして、第１のマグネット６２は、フレーム６１の開口部端面に固設される。第１の電極６３は、多数の開口部が形成された板状の導電性部材である。第１の電極６３は、第１のマグネット６２の上面に固設される。振動板６５は、少なくとも一部が非マグネット部材６５ｇで構成される。図１０では、例えば振動板６５が膜状の非マグネット部材６５ｇのみで構成された場合を示している。なお、振動板６５としては、例えばアルミニウムで構成される振動膜の非磁性体に膜状の非マグネット部材６５ｇを少なくとも一部に有するものでもよい。また、例えばアルミニウムの振動膜の両面に、膜状の非マグネット部材６５ｇを接合したものであってもよい。振動板６５は、リング状のスペーサ６４を介して、第１の電極６３の上面側に配置される。なお、振動板６５とフレーム６１とで形成される空室を空室Ｗｂ６とする。第２の電極６６は、第１の電極６３と同様の導電性部材である。第２の電極６６は、スペーサ６４を介して、振動板６５の上面側に配置される。第２のマグネット６７は、第１のマグネット６２と同様の部材である。そして、第２のマグネット６７は、第２の電極６６の上面に固設される。図１０に示すように、スペーサ６４は、振動板６５の振幅を確保するために、振動板６５と各電極（第１および第２の電極６３および６６）との間にそれぞれ配置されている。また、図１０において、第２のマグネット６７は、第１のマグネット６２と空隙（振動板６５、第１の電極６３、および第２の電極６６を含む空隙）を介して対向する位置に配置されている。
【０１１６】
次に、本実施形態に係るスピーカ装置の動作について説明する。まず、第１および第２の電極６３および６６と振動板６５との間に直流電圧を印加する。そして、第１および第２の電極６３および６６にインピーダンス整合用のトランス（図示せず）を介して音響電気信号を重畳する。これにより、振動板６５がｙ軸方向に振動し、音圧が発生する。これは、通常の静電型スピーカの動作と同様である。振動板６５で発生した音圧によって、空室Ｗｂ６内の圧力が変化する。しかしながら、空室Ｗｂ６内には吸着体１４０が配置されているため、吸着体１４０の物理吸着作用により空室Ｗｂ６内の圧力変化が抑制される。その結果、空室Ｗｂ６の音響スティフネスは減少する。
【０１１７】
一方、振動板６５は、第１のマグネット６２と第２のマグネット６７との間に形成された空隙中をｙ軸方向に振動する。このとき、非マグネット部材６５ｇは、第１および第２のマグネット６２および６７が形成する磁場によって、振動板６５の振動に応じて交互にその振動方向の引力を受ける。すなわち、本実施形態においては、振動板６５の非マグネット部材６５ｇ、第１のマグネット６２、および第２のマグネット６７が負スティフネス発生機構としての役割を果たす。そして、当該負スティフネス発生機構によって、空室Ｗｂ６内の音響スティフネスが減少する。
【０１１８】
以上のように、本実施形態では、静電型のスピーカ装置において、上述した第１の実施形態と同様の効果を発揮することができる。また、静電型のスピーカ装置は、上述した第６の実施形態と同様に薄型スピーカとして多く使用される。そして、本実施形態によれば、上述した第６の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１１９】
なお、上述では、スピーカ装置の外形を例えば円形状としたが、これに限定されない。例えば、楕円形状、矩形形状、およびトラック形状などの形状であってもよい。また、矩形形状としては、例えば縦辺より横辺が長い細長形状であってもよい。また、図１０では、本実施形態に係るスピーカ装置として密閉方式のスピーカ装置を示したが、これに限定されない。例えば、バスレフ方式やドロンコーン方式など、他の方式であってもよい。
【０１２０】
なお、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、一例として、自動車の車体の内部に配置される。車体内部としては、例えば自動車のドアに搭載される。図１１は、スピーカユニットが自動車のドアに搭載された一例を示す図である。自動車のドアは、窓部７０、ドア本体７１、スピーカユニット７２、および吸着体７３で構成される。
【０１２１】
図１１において、スピーカユニット７２は、例えば上述したスピーカユニット２ａである。スピーカユニット７２は、ドア本体７１に取り付けられる。ドア本体７１内部には、空間が形成されている。つまり、当該ドア本体７１は、スピーカユニット７２の振動板に対して音響スティフネスを与える筐体である。また、吸着体７３は、ドア本体７１の内部に配置される。このように、ドア本体７１、スピーカユニット７２、および吸着体７３によって、上述した第１の実施形態と同様のスピーカ装置が実現される。なお、上述以外にも、第２〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を自動車のドアに適用してもよい。また、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置自体を自動車のドアに適用する場合には、スピーカユニット７２の代わりに第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置のみを取り付ければよい。
【０１２２】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を自動車のドアに適用することで、低音の再生帯域が拡大された車内リスニング環境を提供することが可能となる。また、ドア本体７１の内部には、窓ガラス収納部、窓ガラス自動開閉機構、ドアロック、配線および制御回路などが搭載されているため、ドア本体７１の内部容積が限定されている。したがって、所望の低音再生を実現するためには、ドア本体７１がもつ音響スティフネスを大幅に減少させる必要がある。これに対し、第１〜第７の実施形態によれば、負スティフネス発生機構への負担が軽減されるので、低域再生帯域をさらに拡大することが可能である。
【０１２３】
また、他の例として、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置が、車体内部に配置される車載用のスピーカ装置であってもよい。図１２は、自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の一例を示す図である。図１２において、当該スピーカ装置７５は、例えば座席７４の下に設置される。ここで、スピーカ装置７５は、上述した第１〜第５の実施形態に係るスピーカ装置のいずれかである。なお、第６および第７の実施形態に係るスピーカ装置を設置器具などを用いて設置してもよい。
【０１２４】
このように、スピーカ装置７５を車両に搭載することによって、低音の再生帯域が拡大された車内リスニング環境を提供することが可能となる。また、第１〜第７の実施形態によれば、従来のスピーカ装置と比べ、低域再生帯域の更なる拡大を図ることが可能である。したがって、従来を同じレベルの低音再生を目指すとき、スピーカ装置７５のキャビネットを従来と比べて小型化できる。そして、当該スピーカ装置７５を自動車の車内に搭載することで、より広い車内空間が確保される。また、サブウーファなどの低音用スピーカ装置においては、一般的に容積の大きなキャビネットが必要となるので特に有効である。
【０１２５】
また、他の例として、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置が、図１３に示す車載用のスピーカ装置であってもよい。図１３は、自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の他の例を示す図である。図１３において、スピーカ装置は、キャビネット７６、台座７７、スピーカユニット７８、および吸着体７９を備える。
【０１２６】
図１３において、スピーカユニット７８は、例えば上述したスピーカユニット２ａである。スピーカユニット７８は、円筒形状を有するキャビネット７６に取り付けられる。なお、キャビネット７６の形状は、図１３に示す円筒形状に限定されず、直方体形状などであってもよい。キャビネット７６の内部には、吸着体７９が配置される。このように、キャビネット７６、スピーカユニット７８、および吸着体７９によって、上述した第１の実施形態と同様のスピーカ装置が実現される。なお、上述以外にも、第２〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を図１３に示す車載用のスピーカ装置に適用してもよい。また、第１〜第７の実施形態を図１２に示す車載用のスピーカ装置に適用する場合には、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置自体で実現可能である。
【０１２７】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を車載用のスピーカ装置に適用することで、低音の再生帯域が拡大された車内リスニング環境を提供することが可能となる。また、第１〜第７の実施形態によれば、従来のスピーカ装置と比べ、低域再生帯域の更なる拡大を図ることが可能である。したがって、従来を同じレベルの低音再生を目指すとき、スピーカ装置のキャビネット７６を従来と比べて小型化できる。そして、当該スピーカ装置を自動車の車内に搭載することで、より広い車内空間が確保される。また、サブウーファなどの低音用スピーカ装置においては、一般的に容積の大きなキャビネットが必要となるので特に有効である。
【０１２８】
また、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、例えばＡＶシステムなどに搭載される。一例として、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、映像機器（例えば、ブラウン管テレビ、液晶テレビ、プラズマテレビなど）に搭載される。
【０１２９】
図１４は、上記スピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図である。図１４には、当該薄型テレビの正面図と、その一部を線ＯＡにおける断面図で示した側面図とが示されている。図１４において、当該薄型テレビは、大略的に薄型テレビ本体８５、ディスプレイ８６、および２個のスピーカ装置８７を備える。スピーカ装置８７は、キャビネット８８、スピーカユニット８９、および吸着体９０を備える。
【０１３０】
図１４において、キャビネット８８は、ディスプレイ８６の下部に設けられた機器筐体の内部空間に配置される。スピーカユニット８９は、例えば楕円形状のスピーカユニット２ａである。そして、スピーカユニット８９は、キャビネット８８に取り付けられる。吸着体９０は、キャビネット８８の内部に配置される。このように、キャビネット７６、スピーカユニット７８、および吸着体９０によって、上述した第１の実施形態と同様のスピーカ装置が実現される。なお、上述以外にも、第２〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を薄型テレビに搭載してもよい。また、第１〜第７の実施形態を薄型テレビに搭載する場合には、ディスプレイ８６の下部に設けられた筐体の内部空間に第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を直接取り付ければよい。
【０１３１】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を薄型テレビ本体８５に搭載することで、低音の再生帯域が拡大されたリスニング環境を提供することが可能となる。また、第１〜第７の実施形態によれば、従来を同じレベルの低音再生を目指すとき、スピーカ装置のキャビネット８８を従来と比べて小型化できる。つまり、当該スピーカ装置８７を搭載することによって、薄型テレビの更なる薄型化を図ることができる。
【０１３２】
また、上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置は、例えば携帯電話等の携帯型情報処理装置用のスピーカ装置として用いられる。図１５は、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を携帯電話９１に搭載した構成の一例を示す図である。なお、図１５においては、スピーカ装置９２を破線で示している。図１５において、例えば上述した第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置のいずれかが、スピーカ装置９２として携帯電話９１に設けられた装置筐体の内部に配置される。なお、第１〜第５の実施形態に係るスピーカ装置を用いる場合においては、スピーカユニットを携帯電話９１の筐体の開口部に取り付け、その筐体内部に吸着体１４０を配置することによっても実現可能である。
【０１３３】
このように、第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を携帯電話９１に搭載することで、低音の再生帯域が拡大されたリスニング環境を提供することが可能となる。また、例えば図１５に示す携帯電話においては、小型化、薄型化が特に進んでいる。それに伴い、スピーカ装置の占有スペースも大きく制限される。しかしながら、第１〜第７の実施形態係るスピーカ装置によれば、従来と同じ制限されたスペースであっても、低音再生帯域の拡大を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明に係るスピーカ装置は、低音再生帯域をさらに拡大することが可能であり、小型スピーカ装置、液晶テレビやプラズマディスプレイ用のスピーカ装置、オーディオ機器、カーオーディオ機器、車載用スピーカ等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】第１の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図２Ａ】磁場解析を行った磁気回路の構造断面図
【図２Ｂ】図２ＡのＸを変化させたときの非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を示した図
【図２Ｃ】図２ＡのＴを変化させたときの非マグネット部材１７ｇの変位と当該非マグネット部材１７ｇに作用する力との関係を磁場解析によって解析した結果を示した図
【図３】第２の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図４】第２の実施形態に係るスピーカ装置の回路ブロック図
【図５】第３の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図６】図５に示すスピーカ装置を線ＡＢで切断して、ｘ軸の正方向から見た断面図
【図７】従来のスピーカ装置および当該スピーカ装置に配置された低音増強装置の構造断面図
【図８】第５の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図９】第６の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図１０】第７の実施形態に係るスピーカ装置の構造断面図
【図１１】スピーカユニットが自動車のドアに搭載された一例を示す図
【図１２】自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の一例を示す図
【図１３】自動車の車体内部に設置されたスピーカ装置の他の例を示す図
【図１４】第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を薄型テレビに搭載した構成の一例を示す図
【図１５】第１〜第７の実施形態に係るスピーカ装置を携帯電話９１に搭載した構成の一例を示す図
【図１６】従来のスピーカ装置の断面構造図
【図１７】３つのスティフネスと可動マグネット１１３の変位との関係を示す図
【符号の説明】
【０１３６】
１、３９、７６、８８ キャビネット
２、７２、７８、８９ スピーカユニット
３ 背面フレーム
４、４５ 前面フレーム
５、３１、５５ 第１の磁気回路
６、１１、２９、３３、５３、５６ ヨーク
７、９、１２、１４、３０、３２、５４、５７、６２、６７ マグネット
８、１３ 磁気プレート
１０、３４、５８ 第２の磁気回路
１４０、７９、７３、９０ 吸着体
１５、２７ エッジ
１６ ダンパー
１７、４６、５１、６５ 振動板
１７ｇ、２６ｇ、５１ｇ、６５ｇ 非マグネット部材
１８、２０ ボイスコイルボビン
１９、２１ ボイスコイル
２２ レーザ変位計
２３ 制御回路２３
２５ ポート
２６ ドロンコーン
３５ 仕切板
３６、３７ 支持部材
３８ 負スティフネス発生機構
４０ 低音増強装置
４７、５９、６０ 支持部材
４８ 可動マグネット
４９ 固定マグネット
５０、６１ フレーム
５２ 圧電素子
６３、６６ 電極
６４ スペーサ
７０ 窓部
７１ ドア本体
７４ 座席
７５、８７、９２ スピーカ装置
７７ 台座
８５ 薄型テレビ本体
８６ ディスプレイ
９１ 携帯電話
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、
振動板を含み、前記筐体に形成された開口部に設けられた振動部と、
前記振動板を駆動して、当該振動板から音を発生させる駆動部と、
前記筐体の内部に配置され、前記振動板に作用する前記筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える、スピーカ装置。
【請求項２】
前記吸着体は、活性炭、ゼオライト、カーボンナノチューブ、フラーレン、シリカゲル、および多孔質シリカのうち、少なくとも１つで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記駆動部は、
前記筐体の内部に配置され、前記振動板側に第１のマグネットを有する第１の磁気回路と、
前記振動板および当該振動板の振動方向に形成された空隙を介して前記第１のマグネットに対向して配置された第２のマグネットを有する第２の磁気回路とを含み、
前記第１および第２の磁気回路の少なくとも一方には、所定の磁気ギャップが形成されており、
前記振動部は、
ボイスコイルと、
前記振動板に固設され、前記ボイスコイルを前記磁気ギャップ内に配置して当該ボイスコイルを支持するボイスコイルボビンと、
マグネットを含まない磁性体であり、前記空隙内に配置された前記振動板の少なくとも一部に設けられた非マグネット部材とを、さらに含み、これらによって、
前記負スティフネス発生機構は、
前記非マグネット部材と、
前記第１の磁気回路と、
前記第２の磁気回路とで構成され、
前記負スティフネス発生機構は、前記振動板の振動方向に対して前記非マグネット部材の前記空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該非マグネット部材に前記振動方向の離反力を与えることによって、前記筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記ボイスコイルに印加することによって、前記非マグネット部材の前記振動方向における振幅の中心が前記平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記負スティフネス発生機構は、
前記筐体の内部空間を第１の空室および第２の空室に分割する仕切板と、
前記仕切板に形成された開口部に配置されるドロンコーンと、
その外周が前記仕切板に固定され、前記仕切板に対して前記ドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、
前記ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに当該振動方向の離反力を発生させる離反力発生部とを含む、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記離反力発生部は、
マグネットを含まない磁性体であり、前記ドロンコーンの少なくとも一部に設けられた非マグネット部材と、
前記非マグネット部材に対して前記ドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該非マグネット部材と対向して固定的に配置された複数のマグネットとを含む、請求項５に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記離反力発生部は、
前記ドロンコーンの少なくとも一部に設けられたマグネットと、
マグネットを含まない磁性体である複数の非マグネット部材とを含み、
前記複数の非マグネット部材は、前記マグネットに対して前記ドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該マグネットと対向してそれぞれ固定的に配置されることを特徴とする、請求項５に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記スピーカ装置は、前記振動部より前記筐体の外部側に配置して当該筐体に固設され、環状体の少なくとも一部の形状を有する固定マグネットをさらに備え、
前記振動部は、
前記固定マグネットの内周よりもその外周が小さい環状体の少なくとも一部の形状を有する可動マグネットと、
前記可動マグネットの外周面が前記固定マグネットの内周面と所定の空隙を介して対向する位置に当該可動マグネットを配置し、当該振動板に固設して共に振動するように当該可動マグネットを支持する支持部材とを、さらに含み、これらによって、
前記負スティフネス発生機構は、前記固定マグネットおよび前記可動マグネットで構成され、前記振動板の振動方向に対して当該可動マグネットの前記空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に前記可動マグネットに前記振動方向の離反力を与えることによって、前記筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記駆動部には、磁気ギャップが形成されており、
前記振動部は、前記磁気ギャップ内に配置されて前記振動板と共に振動するボイスコイルをさらに含み、
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記ボイスコイルに印加することによって、前記可動マグネットの前記振動方向における振幅の中心が前記平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項８に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、圧電型変換器であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項１１】
前記振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、
前記駆動部は、前記振動板に設けられた圧電素子であり、
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記圧電素子に印加することによって、前記非マグネット部材の前記振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項１０に記載のスピーカ装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、静電型変換器であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項１３】
前記振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、
前記駆動部は、前記振動板の両面に対してそれぞれ空隙を介して配置された電極を含み、
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記電極に印加することによって、前記非マグネット部材の前記振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項１２に記載のスピーカ装置。
【請求項１４】
前記吸着体と前記振動部、前記駆動部、および前記負スティフネス発生機構との間を仕切るように配置され、当該吸着体を支持する支持部材をさらに備える、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項１５】
スピーカ装置の内部に配置される低音増強装置であって、
筐体と、
前記筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、
前記筐体に形成された開口部に配置され、当該筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える、低音増強装置。
【請求項１６】
前記負スティフネス発生機構は、
前記開口部に配置されるドロンコーンと、
その外周が前記開口部に固設され、前記筐体に対して前記ドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、
前記ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに離反力を与える離反力発生部とを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の低音増強装置。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれかに記載のスピーカ装置と、
前記スピーカ装置をその内部に配置する車体とを備える、車両。
【請求項１８】
請求項１から１４のいずれかに記載のスピーカ装置と、
前記スピーカ装置をその内部に配置する機器筐体とを備える、映像機器。
【請求項１９】
請求項１から１４のいずれかに記載のスピーカ装置と、
前記スピーカ装置をその内部に配置する装置筐体とを備える、携帯型情報処理装置。
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、
振動板を含み、前記筐体に形成された開口部に設けられた振動部と、
前記振動板を駆動して、当該振動板から音を発生させる駆動部と、
前記筐体の内部に配置され、前記振動板に作用する前記筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える、スピーカ装置。
【請求項２】
前記吸着体は、活性炭、ゼオライト、カーボンナノチューブ、フラーレン、シリカゲル、および多孔質シリカのうち、少なくとも１つで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記駆動部は、
前記筐体の内部に配置され、前記振動板側に第１のマグネットを有する第１の磁気回路と、
前記振動板および当該振動板の振動方向に形成された空隙を介して前記第１のマグネットに対向して配置された第２のマグネットを有する第２の磁気回路とを含み、
前記第１および第２の磁気回路の少なくとも一方には、所定の磁気ギャップが形成されており、
前記振動部は、
ボイスコイルと、
前記振動板に固設され、前記ボイスコイルを前記磁気ギャップ内に配置して当該ボイスコイルを支持するボイスコイルボビンと、
マグネットを含まない磁性体であり、前記空隙内に配置された前記振動板の少なくとも一部に設けられた非マグネット部材とを、さらに含み、これらによって、
前記負スティフネス発生機構は、
前記非マグネット部材と、
前記第１の磁気回路と、
前記第２の磁気回路とで構成され、
前記負スティフネス発生機構は、前記振動板の振動方向に対して前記非マグネット部材の前記空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該非マグネット部材に前記振動方向の離反力を与えることによって、前記筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項４】
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記ボイスコイルに印加することによって、前記非マグネット部材の前記振動方向における振幅の中心が前記平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項３に記載のスピーカ装置。
【請求項５】
前記負スティフネス発生機構は、
前記筐体の内部空間を第１の空室および第２の空室に分割する仕切板と、
前記仕切板に形成された開口部に配置されるドロンコーンと、
その外周が前記仕切板に固定され、前記仕切板に対して前記ドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、
前記ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに当該振動方向の離反力を発生させる離反力発生部とを含む、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項６】
前記離反力発生部は、
マグネットを含まない磁性体であり、前記ドロンコーンの少なくとも一部に設けられた非マグネット部材と、
前記非マグネット部材に対して前記ドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該非マグネット部材と対向して固定的に配置された複数のマグネットとを含む、請求項５に記載のスピーカ装置。
【請求項７】
前記離反力発生部は、
前記ドロンコーンの少なくとも一部に設けられたマグネットと、
マグネットを含まない磁性体である複数の非マグネット部材とを含み、
前記複数の非マグネット部材は、前記マグネットに対して前記ドロンコーンの振動方向前後にそれぞれ所定の空隙を形成し、当該マグネットと対向してそれぞれ固定的に配置されることを特徴とする、請求項５に記載のスピーカ装置。
【請求項８】
前記スピーカ装置は、前記振動部より前記筐体の外部側に配置して当該筐体に固設され、環状体の少なくとも一部の形状を有する固定マグネットをさらに備え、
前記振動部は、
前記固定マグネットの内周よりもその外周が小さい環状体の少なくとも一部の形状を有する可動マグネットと、
前記可動マグネットの外周面が前記固定マグネットの内周面と所定の空隙を介して対向する位置に当該可動マグネットを配置し、当該振動板に固設して共に振動するように当該可動マグネットを支持する支持部材とを、さらに含み、これらによって、
前記負スティフネス発生機構は、前記固定マグネットおよび前記可動マグネットで構成され、前記振動板の振動方向に対して当該可動マグネットの前記空隙内における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に前記可動マグネットに前記振動方向の離反力を与えることによって、前記筐体内部の音響スティフネスを減少させることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項９】
前記駆動部には、磁気ギャップが形成されており、
前記振動部は、前記磁気ギャップ内に配置されて前記振動板と共に振動するボイスコイルをさらに含み、
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記ボイスコイルに印加することによって、前記可動マグネットの前記振動方向における振幅の中心が前記平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項８に記載のスピーカ装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、圧電型変換器であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項１１】
前記振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、
前記駆動部は、前記振動板に設けられた圧電素子であり、
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記圧電素子に印加することによって、前記非マグネット部材の前記振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項１０に記載のスピーカ装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、静電型変換器であることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項１３】
前記振動板は、マグネットを含まない磁性体である非マグネット部材をその内部に含んだ部材、およびその外部に当該非マグネット部材が設けられた部材のいずれかで構成され、
前記駆動部は、前記振動板の両面に対してそれぞれ空隙を介して配置された電極を含み、
前記スピーカ装置は、
前記振動方向に振動する前記振動部のいずれかの当該振動方向における位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記振動部の位置に基づいた直流成分を所定の音響信号に加えた信号を前記電極に印加することによって、前記非マグネット部材の前記振動方向における振幅の中心が当該非マグネット部材における平衡位置となるように当該振動板の振動を制御する制御部とを、さらに備える、請求項１２に記載のスピーカ装置。
【請求項１４】
前記吸着体と前記振動部、前記駆動部、および前記負スティフネス発生機構との間を仕切るように配置され、当該吸着体を支持する支持部材をさらに備える、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項１５】
スピーカ装置の内部に配置される低音増強装置であって、
筐体と、
前記筐体の内部に配置され、当該筐体内部の気体を物理吸着する吸着体と、
前記筐体に形成された開口部に配置され、当該筐体内部の音響スティフネスを減少させる負スティフネス発生機構とを備える、低音増強装置。
【請求項１６】
前記負スティフネス発生機構は、
前記開口部に配置されるドロンコーンと、
その外周が前記開口部に固設され、前記筐体に対して前記ドロンコーンを振動可能に支持するサスペンションと、
前記ドロンコーンの振動方向における平衡位置を基準として、当該平衡位置から離れる方向に当該ドロンコーンに離反力を与える離反力発生部とを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の低音増強装置。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれかに記載のスピーカ装置と、
前記スピーカ装置をその内部に配置する車体とを備える、車両。
【請求項１８】
請求項１から１４のいずれかに記載のスピーカ装置と、
前記スピーカ装置をその内部に配置する機器筐体とを備える、映像機器。
【請求項１９】
請求項１から１４のいずれかに記載のスピーカ装置と、
前記スピーカ装置をその内部に配置する装置筐体とを備える、携帯型情報処理装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−６４５９（Ｐ２００７−６４５９Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３６８７３（Ｐ２００６−１３６８７３）
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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