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発明の名称 スピーカの磁気回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−61189(P2003−61189A)
公開日 平成15年2月28日(2003.2.28)
出願番号 特願2001−246110(P2001−246110)
出願日 平成13年8月14日(2001.8.14)
代理人 【識別番号】100078134
【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5D012
【Fターム(参考)】
5D012 BB03 BB05 FA03 
発明者 島村 直樹 / 田辺 景
要約 課題
軸線方向にずらして2か所に設けた磁気ギャップ内の磁束密度分布がアンバランスにならず、信号電流のレベルに対するリニアリティを損なうことなく振幅領域の拡大が図れるスピーカの磁気回路を提供すること。

解決手段
軸線方向に着磁された主マグネット4と、この主マグネット4の磁路が形成されるヨーク1とを備え、軸線方向にずらした上下2か所に、ボイスコイル5が配置される上部磁気ギャップG1と下部磁気ギャップG2とを設けたスピーカの磁気回路において、上部磁気ギャップG1は通過するが下部磁気ギャップG2は通過しない磁路の途中に、該磁路に沿って着磁されて上部磁気ギャップG1に磁束を供給する補助マグネット14を設けることにより、下部磁気ギャップG2内の磁束量と上部磁気ギャップG1内の磁束量とが略同等となるように設定した。
特許請求の範囲
【請求項1】 軸線方向に着磁されたマグネットと、ボイスコイルが配置された円筒状の空間を有するヨークとを備え、前記空間内の軸線方向にずらした上下2か所に、前記マグネットに近い下部磁気ギャップと該マグネットから遠い上部磁気ギャップとを設けたスピーカの磁気回路において、前記上部磁気ギャップは通過するが前記下部磁気ギャップは通過しない磁路の途中に、該磁路に沿って着磁されて前記上部磁気ギャップに磁束を供給する補助マグネットを設け、該補助マグネットによって前記下部磁気ギャップ内の磁束量と前記上部磁気ギャップ内の磁束量とが略同等となるようにしたことを特徴とするスピーカの磁気回路。
【請求項2】 請求項1の記載において、前記補助マグネットが、径方向に着磁されて磁極面を前記上部磁気ギャップに対向させた環状のマグネットからなることを特徴とするスピーカの磁気回路。
【請求項3】 請求項1の記載において、前記補助マグネットが、軸線方向に着磁されて前記上部磁気ギャップと前記下部磁気ギャップとの間に存する空間を包囲するように配置させた環状のマグネットからなることを特徴とするスピーカの磁気回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動電型のスピーカの磁気回路に係り、特に、上下2か所に設けた磁気ギャップ内にボイスコイルを配置させることによってリニアな振幅領域の拡大を図ったスピーカの磁気回路に関する。
【0002】
【従来の技術】磁路の途中に設けられた磁気ギャップ内にボイスコイルを配置し、このボイスコイルに信号電流(音声電流)を通電して振動させることにより振動板を駆動するようにした動電型のスピーカでは、信号電流のレベルに対してボイスコイルの振幅をリニアに変化させないと音のひずみが発生してしまうので、振動中のボイスコイルに作用する磁気ギャップ内の磁束を一定に保っておく必要がある。
【0003】しかしながら、図6に示すように、マグネット4の磁路が形成されるヨーク1のポールピース部2と上部プレート3とが磁気ギャップGを介して対向し、かつ上部プレート3の内周面の厚さ寸法よりも巻き幅の小さいボイスコイル5を磁気ギャップG内に配置させているスピーカの場合、ボイスコイル5を磁気ギャップGの図示上方もしくは図示下方まで変位させると、このボイスコイル5に作用する磁束が急減してしまうので、音のひずみを防止するためにはボイスコイル5の振幅領域を小さく設定しておかねばならない。つまり、音量を大きくすると音のひずみが発生してしまうという不具合があった。なお、ボイスコイル5の巻き幅を上部プレート3の内周面の厚さ寸法よりも大きくしておけば、リニアな振幅領域を拡大させることは可能であるが、この場合、ボイスコイル5の重量が増加して電気音響変換効率が悪くなってしまう。
【0004】そこで従来、図7に示すように、軸線方向にずらした上下2か所に上部磁気ギャップG1と下部磁気ギャップG2を設け、これら両磁気ギャップG1,G2内にボイスコイル5を配置させたスピーカが提案されている。同図に示すスピーカの磁気回路を構成しているヨーク1は、外周部に厚さ寸法が等しい上凸部6aおよび下凸部6bを設けた環状内壁部6と、内周部にこれら両凸部6a,6bと同じ厚さ寸法の上凸部7aおよび下凸部7bを設けた環状外壁部7と、この環状外壁部7と一体に形成されている底部プレート8とからなり、相対向する上凸部6a,7a間に上部磁気ギャップG1が形成されていると共に、相対向する下凸部6b,7b間に下部磁気ギャップG2が形成されている。また、軸線方向に着磁された環状のマグネット4は、環状内壁部6と底部プレート8との間に配置されている。そして、円筒状のボビン9に巻装された巻き幅Lのボイスコイル5が、上部および下部磁気ギャップG1,G2内に配置されていて、このボイスコイル5は非通電時に、上凸部6a,7aの図示下半分および下凸部6b,7bの図示上半分と対向するように位置決めされている。ボビン9の図示上端部は、円錐状のコーン紙等からなる振動板10の内周部に接合されている。また、環状外壁部7上にはフレーム11が固定されていて、このフレーム11は、変形接合部12を介して振動板10の外周部を支持していると共に、ダンパー13を介してボビン9を振動自在に支持している。
【0005】このように構成されるスピーカでは、マグネット4から底部プレート8を経て環状外壁部7へ供給される磁束が、上凸部7aへ向かう磁束と下凸部7bへ向かう磁束とに分岐して、前者が上部磁気ギャップG1内を通過し後者が下部磁気ギャップG2内を通過するので、仮に両磁気ギャップG1,G2内へ同量の磁束が振り分けられるとすると、ボイスコイル5に作用する磁気回路の磁束は、図7に示す非通電時の状態でも、ボイスコイル5の図示上端が高さ位置Pまで上昇した状態でも、ボイスコイル5の図示下端が高さ位置Qまで下降した状態でも、すべて同等となる。したがって、ボイスコイル5の重量を不所望に増大させなくても、リニアな振幅領域を拡大させることが可能となり、スピーカの性能向上が図れる。なお、かかる従来例に関連する技術は、例えば実開平1−65592号公報等に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図7に示す如き磁気回路を採用したスピーカは、図6に示す如き磁気回路を採用したスピーカに比べて、効率よくリニアな振幅領域を拡大させることができるが、磁束発生源であるマグネット4に対して下部磁気ギャップG2のほうが上部磁気ギャップG1よりも近いので、下部磁気ギャップG2を通過する磁路のほうが上部磁気ギャップG1を通過する磁路よりも経路が短く、それゆえ上部磁気ギャップG1よりも下部磁気ギャップG2へ多くの磁束が供給されてしまうという不具合があった。すなわち、図3に破線で示すように、下部磁気ギャップG2内の磁束量が上部磁気ギャップG1内の磁束量よりも多くなってしまうので、かかる磁束密度分布のアンバランスによって、ボイスコイル5の振幅が信号電流のレベルに対してリニアに変化しなくなる危険性があった。つまり、図7に示す如き磁気回路を採用してボイスコイル5の振幅領域を拡大すると、信号電流のレベルに対するリニアリティが損なわれやすいので、音のひずみが発生しやすくなるという問題があった。
【0007】本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、軸線方向にずらして2か所に設けた磁気ギャップ内の磁束密度分布がアンバランスにならず、信号電流のレベルに対するリニアリティを損なうことなく振幅領域の拡大が図れるスピーカの磁気回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、軸線方向にずらして2か所に設けた磁気ギャップのうち、主マグネットに近い下部磁気ギャップは通過しないが主マグネットから遠い上部磁気ギャップは通過する磁路の途中に、該上部磁気ギャップに磁束を供給する補助マグネットを設けることとした。これにより、下部磁気ギャップ内の磁束量と上部磁気ギャップ内の磁束量とを略同等に設定して、両磁気ギャップ内の磁束密度分布のアンバランスを解消することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明では、軸線方向に着磁されたマグネットと、ボイスコイルが配置された円筒状の空間を有するヨークとを備え、前記空間内の軸線方向にずらした上下2か所に、前記マグネットに近い下部磁気ギャップと該マグネットから遠い上部磁気ギャップとを設けたスピーカの磁気回路において、前記上部磁気ギャップは通過するが前記下部磁気ギャップは通過しない磁路の途中に、該磁路に沿って着磁されて前記上部磁気ギャップに磁束を供給する補助マグネットを設け、該補助マグネットによって前記下部磁気ギャップ内の磁束量と前記上部磁気ギャップ内の磁束量とが略同等となるようにした。
【0010】例えば、補助マグネットとして、径方向に着磁されて磁極面を上部磁気ギャップに対向させた環状のマグネットが好適である。あるいは、補助マグネットとして、軸線方向に着磁されて上部磁気ギャップと下部磁気ギャップとの間に存する空間を包囲するように配置させた環状のマグネットが好適である。
【0011】このように構成されるスピーカの磁気回路において、主たる磁束発生源であるマグネット(主マグネット)から供給される磁束の量は、該マグネットに近い下部磁気ギャップ内のほうが該マグネットから遠い上部磁気ギャップ内よりも多くなるが、その不足分を補助マグネットから上部磁気ギャップ内へ供給される磁束によって補うことができるので、上部磁気ギャップ内の磁束量と下部磁気ギャップ内の磁束量とを略同等に設定することができる。したがって、上部および下部磁気ギャップ内の磁束密度分布のアンバランスに起因する音のひずみを解消でき、それゆえ、信号電流のレベルに対するリニアリティを損なうことなく、巻き幅を抑えた軽量のボイスコイルの振幅領域を拡大することができる。
【0012】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、図1は本発明の第1実施例に係るスピーカの断面図、図2は図1に示す磁気回路の要部説明図、図3は該実施例における磁気ギャップ内の磁束を従来例と比較して示す特性図であり、図7と対応する部分には同一符号が付してある。
【0013】図1,2に示すスピーカの磁気回路は、環状内壁部6や環状外壁部7や底部プレート8を備えたヨーク1と、軸線方向に着磁された主マグネット4と、径方向に着磁されて上部磁気ギャップG1に磁束を供給する補助マグネット14とによって構成される。ヨーク1の環状内壁部6の外周部には、厚さ寸法が等しい上凸部6aおよび下凸部6bが設けられており、ヨーク1の環状外壁部7の内周面には、下凸部6bと同厚で相対向する下凸部7bが設けられている。これら環状内壁部6と環状外壁部7との間には、円筒状のボビン9に巻装されたボイスコイル5を配置させるための円筒状の空間が画成されており、この空間の上端部を上部磁気ギャップG1となし、下端部(下凸部6b,7b間)を下部磁気ギャップG2となしている。底部プレート8は環状外壁部7と一体に形成されており、この底部プレート8と環状内壁部6との間に底面側をN極となした主マグネット4が配置されている。補助マグネット14は、径方向に着磁されて環状外壁部7の内周面上端部に固設された環状のマグネットであり、その厚さ寸法は上凸部6aや下凸部6b,7bと同等である。この補助マグネット14の内周側磁極面であるN極は環状内壁部6の上凸部6aと対向させてあり、両者14,6a間のすき間を上部磁気ギャップG1となしている。これにより、上部磁気ギャップG1には、主マグネット4からの磁束に加えて補助マグネット14からの磁束が供給されることになるので、上部磁気ギャップG1内の磁束量を下部磁気ギャップG2内の磁束量と同程度まで増大させることが可能となる。
【0014】つまり、主マグネット4から供給される磁束は、上部磁気ギャップG1を通過する磁路よりも下部磁気ギャップG2を通過する磁路のほうが経路が短いという理由から、下部磁気ギャップG2に多く供給されてしまうので、本実施例では、磁気エネルギーを適宜選択した補助マグネット14を付設することにより、上部磁気ギャップG1に不足分の磁束を供給するようにしてある。その結果、図3に実線で示すように、上部磁気ギャップG1内の磁束量と下部磁気ギャップG2内の磁束量とがほぼ同じ値になり、これら両磁気ギャップG1,G2内の磁束密度分布のアンバランスを解消することができる。
【0015】なお、図1において、上部および下部磁気ギャップG1,G2内に配置されているボイスコイル5は、非通電時に、上凸部6aの図示下半分および下凸部6bの図示上半分と対向するように位置決めされている。また、ボビン9の図示上端部は、円錐状のコーン紙等からなる振動板10の内周部に接合されている。さらに、環状外壁部7上にはフレーム11が固定されており、このフレーム11は、変形接合部12を介して振動板10の外周部を支持していると共に、ダンパー13を介してボビン9を振動自在に支持している。
【0016】このように構成されたスピーカでは、ボイスコイル5に信号電流を通電して振動させると、ボイスコイル5が振動板10を駆動して信号電流に対応する音が発生するようになっている。その際、ボイスコイル5を磁気ギャップG1の図示上方から磁気ギャップG2の図示下方までの広い振幅領域で振動させたとしても、補助マグネット14を付設して磁気ギャップG1,G2内の磁束密度分布をバランスさせているため、音のひずみは生じにくくなっている。すなわち、信号電流のレベルに対するリニアリティを損なうことなく、広い振幅領域でボイスコイル5を振動させることができ、スピーカの性能を高めることができるようになっている。上記実施例では、主マグネット4を内周側に配置したいわゆる内磁型の磁気回路について説明したが、主マグネット4をボイスコイル5の外周側に配置し、補助マグネット14をボイスコイル5の内周側(上凸部6aの部分)に配置することも可能である。
【0017】図4は本発明の第2実施例に係るスピーカの断面図、図5は図4に示す磁気回路の要部説明図であり、図1,2と対応する部分には同一符号が付してある。
【0018】図4,5において、符号15,16はそれぞれヨーク1の上部プレートと中間プレート、17は補助マグネットを示している。すなわち、本実施例では、ヨーク1が、上凸部6aおよび下凸部6bを有する環状内壁部6と、一体品の底部プレート8および環状外壁部7と、環状外壁部7上に配置された環状の中間プレート16と、フレーム11が固定される環状の上部プレート15とによって構成されており、中間プレート16と上部プレート15との間に、軸線方向に着磁された環状の補助マグネット17が介設されている。そして、環状内壁部6の上凸部6aと上部プレート15の内周面との間に上部磁気ギャップG1が形成され、かつ、環状内壁部6の下凸部6bと中間プレート16の内周面との間に下部磁気ギャップG2が形成されているので、上部プレート15と中間プレート16との間に配置させた補助マグネット17によって、上部磁気ギャップG1内に不足分の磁束が供給できるようになっている。このように、軸線方向に着磁された補助マグネット17であっても、これを両磁気ギャップG1,G2間に存する空間を包囲するように配置させれば、上部磁気ギャップG1内の磁束量を増大させることができる。したがって、磁気エネルギーを適宜選択した補助マグネット17を採用することにより、前記第1実施例と同様に、上部磁気ギャップG1内の磁束量を下部磁気ギャップG2内の磁束量と同程度に設定することができる。上記実施例では、主マグネット4を内周側に配置した、いわゆる内磁型の磁気回路について説明したが、主マグネット4をボイスコイル5の外周側に配置し、補助マグネット17をボイスコイル5の内周側(環状内壁部6側)に配置することも可能である。
【0019】なお、補助マグネットの形状や取付位置等は上述した実施例に限定されるものではなく、要は、上部磁気ギャップG1は通過するが下部磁気ギャップG2は通過しない磁路の途中に、その磁路に沿って着磁された補助マグネットを配置すれば、上部磁気ギャップG1内の磁束量を増大させることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0021】上部磁気ギャップは通過するが下部磁気ギャップは通過しない磁路の途中に、該磁路に沿って着磁されて上部磁気ギャップに磁束を供給する補助マグネットを設けたので、主たる磁束発生源であるマグネット(主マグネット)から供給される磁束の量が下部磁気ギャップに比べて少ない上部磁気ギャップに対し、その不足分の磁束を補助マグネットで補って、下部磁気ギャップ内の磁束量と上部磁気ギャップ内の磁束量とが略同等となるように設定することができる。それゆえ、軸線方向にずらして2か所に設けた磁気ギャップ内の磁束密度分布がアンバランスにならず、信号電流のレベルに対するリニアリティを損なうことなく振幅領域の拡大が図れるスピーカの磁気回路を提供することができる。




 

 


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