動電型スピーカー
【課題】 音響再生のための動電型スピーカー、特に磁気回路の軽量化を図る動電型スピーカーに関し、軽量化と、能率の向上を両立させ、好ましい音響特性を実現し、かつ、良好な音声再生が可能な動電型スピーカーを提供する。
【解決手段】 本発明の動電型スピーカーは、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている。
【解決手段】 本発明の動電型スピーカーは、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響再生のための動電型スピーカー、特に磁気回路の軽量化を図る動電型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
動電型スピーカーにおいては、フレームに固定された磁気回路に対して、振動板、ボイスコイル（巻回されたボイスコイルおよびコイルボビンを含む）及びダンパーを含む振動体が振動して、音声を再生する。例えば、内磁型磁気回路の場合には、磁気回路は、磁石と、ポールと、ヨークとを備え、ポールとヨークとが規定する磁気空隙中に振動体のボイスコイルが配置され、ボイスコイルに音声信号が印加されると、振動体は駆動力を受けて振動する。磁気回路の磁路を構成するポールおよびヨークは鉄等の軟磁性材料であり、磁気回路の重量が動電型スピーカーの全重量の内で占める割合が高いので、磁気回路の形状等を工夫することにより、動電型スピーカーの軽量化を図るものが従来から検討されている。
【０００３】
軽量化を図るスピーカーでは、ポールの上下両面に２つの磁石の同極側を対向するように設置する反発磁気回路や、一の磁石の２つの磁極面にそれぞれポールを設置する磁気回路を備えるものがある。これらにおいては、軽量化のために磁路および磁気空隙を構成するためのヨークが省略され、いわば開放型の磁気回路が構成される。ボイスコイルは、磁束が集中するポールに対峙するように配置される。このとき、ヨークが省略された開放型磁気回路では、ボイスコイルの位置における磁束密度が低下するという問題がある。磁力線が空気中を通過する距離が長くなって磁路の磁気抵抗が高くなることに加えて、ボイスコイルの位置に磁力線が集束しなくなる影響を受けて、ボイスコイルの位置における磁束密度はさらに低下する。したがって、磁気回路の軽量化により動電型スピーカーの能率が低下し、好ましい音響特性が得られない。
【０００４】
従来には、磁気回路の軽量化に伴って生じる上記のような問題を、動電型スピーカーのボイスコイルの外周に非晶質金属から成る薄肉の環状心（磁性体）を設け、この非晶質金属から成る薄肉の環状心に磁力線が集束するように図った動電型スピーカーがある（特許文献１）。また、ボイスコイルの線材自体に磁性体の鉄等を配置し、これに銅、アルミ等の導電材をメッキ加工で付着させるものがある（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−７１３６０号公報 （第１図、第１ａ図、第２図）
【特許文献２】特開平６−２３３３７９号公報 （第６図、第９図、第１０図）
【０００６】
しかしながら、従来技術の動電型スピーカーでは、軽量化の問題と、好ましい音響特性の実現とを、両立させるには不十分な点がある。すなわち、ボイスコイルの外周面に磁性体を配置すると、もしくは、ボイスコイルの線材を磁性体で構成すると、磁力線が集中するポールに対峙するように配置されたボイスコイルは、ポールに近い磁性体が磁気回路の直流磁束による磁力に捉えられて、ボイスコイルに音声信号が印加されても十分に振動できない、という問題がある。コイルボビンの強度が不足する場合には、磁性体に働く磁力によって、コイルボビンとポールとが接触して動作不良が発生することがあるという問題がある。その結果、従来技術の動電型スピーカーでは、軽量化に伴って能率が低下し、好ましい音響特性が得られないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、音響再生のための動電型スピーカー、特に磁気回路の軽量化を図る動電型スピーカーに関し、軽量化と、能率の向上を両立させ、好ましい音響特性を実現し、かつ、良好な音声再生が可能な動電型スピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の動電型スピーカーは、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている。
【０００９】
好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、コイルボビンにおいて、磁気回路の磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着される。
【００１０】
さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状に成形して構成される。
【００１１】
また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料と、樹脂とを含む磁性シートを略環状に成形して構成される。
【００１２】
さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、磁石の上面に接合する第１ポールと、磁石の下面に接合する第２ポールと、を備え、振動体が、第１ポールに対峙して巻回される第１ボイスコイルと、第２ポールに対峙して巻回される第２ボイスコイルと、を備え、磁性部材が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間に配置される。
【００１３】
また、さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、振動体が、振動板を備え、振動板の内周端が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間に配置される磁性部材に固着される。
【００１４】
また、さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、第１ボイスコイルの上部と、第２ボイスコイルの下部に、配置される。
【００１５】
また、さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、第１ポールの上面に接合する第１副磁石と、第２ポールの下面に接合する第２副磁石と、をさらに備える。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、ポールの上面に接合する第１磁石と、ポールの下面に接合する第２磁石と、を備え、磁性部材が、ボイスコイルの上部と、ボイスコイルの下部とに、それぞれ配置される。
【００１７】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１８】
本発明の動電型スピーカーは、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている。したがって、本発明の動電型スピーカーは、例えば、軽量化を図ってヨークを省略した開放型の磁気回路であっても、コイルボビンに固着された磁性部材によって磁力線が集束されるので、ポールに対峙するボイスコイルの位置における磁束密度を高めることができる。したがって、磁気回路の軽量化によっても動電型スピーカーの能率を高くすることができ、好ましい音響特性が得られる。
【００１９】
この磁性部材は、ボイスコイルと分離してコイルボビンに固着される。磁性部材は、コイルボビンにおいて、磁気回路の磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着されるのが好ましい。つまり、磁性部材は、磁気回路のポールと対峙するボイスコイルの外周面に接して設置されるのではなく、コイルボビン上に、ポールおよびボイスコイルとは分離、離隔して設置される。磁性部材に作用する磁力は、ポールとの距離に反比例して低下するものであり、その結果、コイルボビン上の磁性部材が磁気回路の直流磁束から受ける磁力を低く抑えることができる。したがって、ボイスコイルに音声信号が印加されると、振動体は十分に振動可能となり、コイルボビンの強度が不足する場合であっても、磁性部材に働く磁力によって、コイルボビンとポールとが接触して動作不良が発生するような問題を生じず、本発明の動電型スピーカーでは、好ましい音響特性ならびに音声再生が得られる。
【００２０】
磁性部材は、例えば、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状に成形して構成されていてもよく、また、これらの軟磁性材料と、樹脂とを含む磁性シートを略環状に成形して構成されていてもよい。磁性部材には、開放型の磁気回路の磁力線を集束する透磁率が高い軟磁性材料が含まれていればよい。磁性部材は、振動体を構成するコイルボビン上に固着されることから、軽量で薄い部材であることが好ましく、上記の磁性シートの他にも、パンチングメタルもしくは細い繊維状に加工した軟磁性材料を使用してもよい。したがって、本発明の動電型スピーカーは、軽量化した磁気回路を採用するものであっても、能率を高く向上させることができる。
【００２１】
具体的には、磁気回路が磁石の上面に接合する第１ポールと磁石の下面に接合する第２ポールとを備え、振動体が第１ポールに対峙して巻回される第１ボイスコイルと第２ポールに対峙して巻回される第２ボイスコイルとを備える、いわゆる２ボイスコイルタイプの動電型スピーカーの場合には、磁性部材が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間のコイルボビン上に配置される。振動体がコーン形状、もしくは平板形状の振動板を備え、振動板の内周端が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間に配置される磁性部材に固着されていてもよい。磁性部材が磁力線を集束し、第１ボイスコイルおよび第２ボイスコイルの位置における磁束密度を高め、その一方で、磁力線が集中する第１ポールおよび第２ポールとは離隔して磁性部材が固着されているので、直流磁束による磁力の影響が少なく、振動体は振動可能となる。また、磁性部材は、磁気回路の第１ポールおよび第２ポールに挟まれた磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着されているので、第１ポールならびに第２ポールのそれぞれからの直流磁束による磁力により、磁気回路に対してバランスがとれた位置で中心保持される。したがって、振動体のボイスコイルの静止位置が、磁気回路のポールとの相対関係において明確になり、その結果、磁性部材に固着された振動板を含めた振動体の動作が安定し、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカーが実現される。
【００２２】
２ボイスコイルタイプの動電型スピーカーの場合には、さらに好ましくは、磁性部材が、第１ボイスコイルの上部と第２ボイスコイルの下部とに、配置されていてもよい。これらの磁性部材をコイルボビン上に設けることにより、第１ボイスコイルおよび第２ボイスコイルの位置における磁束密度を高めることができ、より能率が高い動電型スピーカーが実現される。また、磁気回路が、第１ポールの上面に接合する第１副磁石と第２ポールの下面に接合する第２副磁石とをさらに備えて、第１ポールおよび第２ポールにおいて反発磁界を構成し、さらに第１ボイスコイルおよび第２ボイスコイルの位置における磁束密度を高めてもよい。さらに好ましい音響特性ならびに音声再生が得られる動電型スピーカーが実現される。
【００２３】
また、いわゆる１ボイスコイルタイプの動電型スピーカーの場合であっても、その磁気回路が、ポールの上面に接合する第１磁石とポールの下面に接合する第２磁石とを備える反発型磁気回路であれば、振動体のコイルボビンにボイスコイルと分離して磁性部材が固着され、具体的には、磁性部材がボイスコイルの上部とボイスコイルの下部とにそれぞれ配置される。その結果、軽量化を図って磁気回路のヨークが省略されていても、好ましい音声再生が可能な軽量化された動電型スピーカーが実現される。ボイスコイルの上部と下部とに配置された磁性部材によって磁力線が集束されるので、ボイスコイルの位置における磁束密度を高めることができ、磁力線が集中するポールとは離隔して磁性部材が固着されているので、直流磁束による磁力の影響が少なく、振動体は振動可能となるからである。また、ボイスコイルの上部と下部とに配置された磁性部材に作用する直流磁束による磁力で、振動体のボイスコイルはポールに対峙するようにバランスがとれた位置で中心保持され、その結果、本発明の動電型スピーカーは、安定した動作ならびに好ましい音響特性が実現される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の動電型スピーカーは、軽量化と能率の向上を両立させることができ、好ましい音響特性を実現し、良好な音声再生が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の動電型スピーカーは、軽量化と能率の向上を両立させて、好ましい音響特性を実現し、良好な音声再生が可能な動電型スピーカーを提供するという目的を、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材を固着することにより、実現した。
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１について説明する概略断面図であり、中心軸O−O’に対して略軸対称な左半分は省略されている。本実施例の動電型スピーカー１は、磁石を含む磁気回路１０と、２つのボイスコイルを含む振動体２０とを備え、これらがベース１６およびフレーム１７に固着されている、いわゆる２ボイスコイルタイプの動電型スピーカーであり、磁気回路１０を軽量化することにより、動電型スピーカー全体の重量の軽量化が図られている。
【００２８】
具体的には、磁気回路１０は、マグネット１１と、マグネット１１の上面に接合する第１ポール１２と、マグネット１１の下面に接合する第２ポール１３と、第１ポール１２の上面に接合するマグネット１４と、第２ポール１３の下面に接合するマグネット１５と、から構成されている。つまり、磁気回路１０は、内磁型磁気回路もしくは外磁型磁気回路に見られるような磁路を形成する磁性材料のヨークを備えない、開放型の磁気回路である。比重の重い鉄のヨークを備えないので、磁気回路１０の軽量化が実現されている。マグネット１１とマグネット１４とは、第１ポール１２の上下両面にそれぞれのマグネットの同極側が対向するように配置され、第１ポール１２の周囲側面に反発磁界Ｓ１（図示しない）を形成する。同様に、マグネット１１とマグネット１５とは、第２ポール１３の上下両面にそれぞれのマグネットの同極側が対向するように配置され、第２ポール１３の周囲側面に反発磁界Ｓ２（図示しない）を形成する。したがって、反発磁界Ｓ１と反発磁界Ｓ２では磁力線の向きが逆になり、磁気回路１０の直流磁力線は、反発磁界Ｓ１と反発磁界Ｓ２を結ぶように形成される。なお、本実施例では、マグネット１１、マグネット１４およびマグネット１５は、ネオジウム磁石である。
【００２９】
振動体２０は、コイルボビン２１と、第１ボイスコイル２２と、第２ボイスコイル２３と、コーン振動板２４と、ダンパー２５と、エッジ２６と、ダストキャップ２７と、磁性部材３０とから構成されている。第１ボイスコイル２２は、第１ポール１２に対峙して巻回されてコイルボビン２１に固着されており、第２ボイスコイル２３は、第２ポール１３に対峙して巻回されてコイルボビン２１に固着されている。したがって、第１ボイスコイル２２に音声信号電流が供給されると、反発磁界Ｓ１による駆動力Ｆ１が作用し、同様に、第２ボイスコイル２３に音声信号電流が供給されると、反発磁界Ｓ２による駆動力Ｆ２が作用し、これらの駆動力の総和Ｆ（＝Ｆ１＋Ｆ２）で振動体２０が振動する。駆動力Ｆにより、振動体２０のダンパー２５およびエッジ２６で内周端及び外周端を中心支持されたコーン振動板２４と、コイルボビンの一方端を塞ぐダストキャップ２７とが振動し、音声を再生する。なお、反発磁界Ｓ１と反発磁界Ｓ２では磁界の向きが逆になることから、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３とに流れる音声信号電流の向きは相互に逆向きになるように設定される。
【００３０】
振動体２０において、コイルボビン２１には、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３との間に、これらのボイスコイルとは分離して、磁性部材３０が固着されている。磁性部材３０は、軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成した部材であり、具体的には、ノイズ抑制シート、磁性シートもしくは電波吸収体として機能する薄くて柔軟な電磁シールド部材（例：ＴＤＫ製 ノイズ抑制シート ＩＲＬ材、ＩＲＪ材、ＩＶＭ材、ＩＲＢ材、ＩＲＥ材：厚さ０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍ）を、接着剤でコイルボビン２１の外周面に固着している。磁性部材３０の透磁率は、空気の透磁率よりも高い（つまり比透磁率が高い）ので、磁気回路１０の直流磁力線は磁性部材３０に集束されるようになり、その結果、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められる。
【００３１】
図２は、ボイスコイルの位置における磁気回路が形成する磁界の磁束密度分布を表すグラフであり、横軸は振動系のコイルボビンに沿った軸方向の距離を示し、縦軸は磁束密度の絶対値を示している。図２（ａ）は、本発明の実施例の動電型スピーカー１の場合であり、直径がφ２５ｍｍのコイルボビン２１に、幅５．０ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの磁性シートを一周の円環状に成形した磁性部材３０が接着剤で固着されている。なお、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の巻幅はそれぞれ５．０ｍｍで、ボイスコイルと磁性部材３０とは０．５ｍｍの間隔を空けている。また、マグネット１１の厚みは７．０ｍｍ、第１ポール１２および第２ポール１３の厚みは４．０ｍｍ、マグネット１４および１５の厚みは２．０ｍｍである。また、図２（ｂ）は、従来の開放型の磁気回路を備える動電型スピーカーの比較例の場合であり、磁性部材３０を備えない他は、磁気回路１０および振動体２０の構成は、実施例と同等である。
【００３２】
実施例の動電型スピーカー１の場合には、第１ポール１２に対峙して巻回されている第１ボイスコイル２２の範囲Ｖ１と、第２ポール１３に対峙して巻回されている第２ボイスコイル２３の範囲Ｖ２とで、安定して磁束密度が高められている。また、直流磁力線が、第１ボイスコイル２２および第２ボイスコイル２３の間の駆動力Ｆとして作用しない範囲Ｖ３（つまり、範囲Ｖ１と範囲Ｖ２との中間の範囲）では、磁束密度が低くなる。一方で、比較例の場合には、範囲Ｖ１と範囲Ｖ２における磁束密度分布に乱れがあり、範囲Ｖ１と範囲Ｖ２との中間の範囲Ｖ３の磁束密度が高くなる。このように、実施例の動電型スピーカー１は、磁気回路１０を開放型の磁気回路として軽量化しても、ボイスコイル位置での磁束密度分布を高くすることができ、能率が向上する。
【００３３】
図３は、動電型スピーカーの軸上１ｍでの１Ｗ入力時の音圧周波数特性を表すグラフであり、図３（ａ）は実施例の動電型スピーカー１の場合であり、図３（ｂ）は比較例の場合である。図２に示されるように、実施例の場合にボイスコイルにおける磁束密度分布が高められているのに対応して、実施例の動電型スピーカー１の音圧レベルは約８８ｄＢであり、比較例の場合の約８４ｄＢに比べて約４ｄＢ高くなる。したがって、実施例の動電型スピーカー１は、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカーとなる。
【００３４】
磁性部材３０の幅は５．０ｍｍであり、磁気回路１０の第１ポール１２および第２ポール１３に挟まれた厚み７．０ｍｍのマグネット１１に対峙する位置ならびに範囲に固着されている。磁性部材３０は、第１ボイスコイル２２ならびに第２ボイスコイル２３の外周面近傍に配置されないので、直流磁束による強い磁力に捉えられて十分に振動できないという問題、もしくは、動作不良が発生するというような問題を生じない。磁性部材３０は、第１ボイスコイル２２ならびに第２ボイスコイル２３と分離、離隔して設置していればよく、離隔距離がほとんど無い場合であっても、これらが重ね合わされてなければよい。磁性部材３０は、第１ポール１２ならびに第２ポール１３のそれぞれからの直流磁束による磁力により、磁気回路１０に対してバランスがとれた位置で中心保持される。その結果、第１ボイスコイル２２ならびに第２ボイスコイル２３の静止位置が、磁気回路１０の第１ポール１２ならびに第２ポール１３との相対関係において明確になり、振動体２０の動作が安定し、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカー１が実現される。
【００３５】
振動体２０のコーン振動板２４は、その内周端が第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３との間に配置される磁性部材３０に固着されている。振動体２０への駆動力Ｆは、第１ボイスコイル２２における駆動力Ｆ１と第２ボイスコイル２３における駆動力Ｆ２との総和であるので、それぞれのボイスコイルの中間に位置する磁性部材３０にコーン振動板２４の内周端を固着することにより、より効率よく駆動力をコーン振動板２４に伝達可能になる。したがって、音質的に好ましい動電型スピーカー１が実現される。また、振動体２０のダンパー２５も、その内周端が磁性部材３０に固着されている。ダンパー２５は、振動体２０の重心に近い磁性部材３０を支持するので、より動作の安定した動電型スピーカー１が実現される。
【００３６】
本実施例では、磁性部材３０を軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成して構成したが、例えば、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状（リング形状）に成形して構成してもよい。磁性部材３０の略環状もしくはリング形状は、閉じていなくてもよく、分割された円弧状の部材を配置するものであってもよい。上記の磁性材料に限定されず、磁性部材３０には開放型の磁気回路１０の直流磁力線を集束する透磁率が高い軟磁性材料が含まれていればよい。磁性部材３０は、振動体２０を構成するコイルボビン２１上に固着されることから、軽量で薄い部材であることが好ましい。磁性部材３０には、パンチングメタルもしくは細い繊維状に加工した軟磁性材料を使用してもよい。磁性部材３０の材料および形状、重量を調整することにより、動電型スピーカー１は、軽量化と能率の向上を両立させることができ、好ましい音響特性を実現し、良好な音声再生が可能となる。本実施例の磁性部材３０は約０．６ｇであり、好ましくは磁性部材３０の重量が約０．１ｇ〜２．０ｇの範囲であればよい。磁性部材３０は、動電型スピーカー１の低域再生限界周波数を規定する最低共振周波数ｆ０を調整するためのウェイトリングとして、使用してもよい。
【００３７】
マグネット１１、マグネット１４およびマグネット１５は、内磁型磁気回路もしくは反発型磁気回路で使用される希土類系磁石のアルニコマグネット、ネオジウムマグネット、等であればよく、もちろんフェライト系磁石のフェライトマグネットや、樹脂と細分化された磁石粉体とから構成されるボンド磁石であってもよい。また、磁気回路１０を固定するベース１６、および振動体２０を支持するフレーム１７は、開放型の磁気回路１０の直流磁力線に影響を与えない非磁性の樹脂材料を使用することが好ましいが、漏洩磁束を低減するために鉄等の軟磁性材料を使用してもよい。また、ベース１６は、磁気回路１０を固定する強度を確保するため、もしくは、磁気回路１０の放熱のためにアルミ合金等の金属材料を使用してもよい。また、コーン振動板２４は、コーン型の形状に限定されず、平面型振動板であってもよい。
【実施例２】
【００３８】
図４は、本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカー４について説明する概略断面図であり、中心軸O−O’に対して略軸対称な左半分は省略されている。本実施例の動電型スピーカー４は、磁石を含む磁気回路４０と、２つのボイスコイルを含む振動体２０とを備え、磁気回路４０を軽量化することにより、動電型スピーカー全体の重量の軽量化が図られている。なお、実施例１の動電型スピーカー１と共通するベース１６、フレーム１７および振動体２０のコーン振動板２４、等については、説明を省略する。
【００３９】
磁気回路４０は、具体的には、マグネット４１と、マグネット４１の上面に接合する第１ポール４２と、マグネット４１の下面に接合する第２ポール４３と、から構成されている。つまり、磁気回路４０も磁性材料のヨークを備えない、開放型の磁気回路である。比重の重い鉄のヨークを備えないことに加えて、実施例１の磁気回路１０で使用された反発磁界を構成するマグネット１２およびマグネット１３も備えないので、さらなる磁気回路の軽量化が実現される。なお、本実施例では、マグネット４１はネオジウムマグネットである。
【００４０】
また、振動体２０は、コイルボビン２１と、第１ボイスコイル２２と、第２ボイスコイル２３と、コーン振動板２４と、ダンパー２５と、エッジ２６と、ダストキャップ２７と、磁性部材３０と、第１副磁性部材３１と、第２副磁性部材３２と、とから構成されている。第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２は、磁性部材３０と同一厚みの軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成した部材であり、第１副磁性部材３１は第１ボイスコイル２２の上側に分離して、第２副磁性部材３２は第２ボイスコイル２３の下側に分離して、接着剤でコイルボビン２１の外周面に固着されている。
【００４１】
磁性部材３０を第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の中間に配置することにより、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められるのに加えて、第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２を配置することにより、さらに磁束密度を高くすることができる。開放型の磁気回路では、直流磁力線が透磁率の低い空気中を通過するので磁気抵抗が大きく、そのために第１ポール４２および第２ポール４３の周辺では直流磁力線が漏洩してショートループを形成するが、第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２の透磁率は空気の透磁率よりも高い（つまり比透磁率が高い）ので、漏洩した直流磁力線も第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２に集束されるようになり、その結果、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められ、動電型スピーカー４は、軽量で能率が高くなる。
【００４２】
第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２は、磁性部材３０と同一厚みの磁性シートを使用してもよく、異なった厚みもしくは材料の磁性シートでもよい。もちろん、他の軟磁性材料を略環状に形成された磁性部材を使用してもよい。また、磁気回路４０は、実施例１の磁気回路１０と同様に、反発磁界を形成する副磁石を一つもしくは二つ備えていてもよい。その場合において、第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２は、これらの副磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着されていればよい。第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められる結果、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカー４が実現される。
【実施例３】
【００４３】
図５は、本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカー５について説明する概略断面図であり、中心軸O−O’に対して略軸対称な左半分は省略されている。本実施例の動電型スピーカー５は、２つの磁石を含む反発磁気回路５０と、１つのボイスコイルを含む振動体２０とを備え、反発磁気回路５０を軽量化することにより、さらに動電型スピーカー全体の重量の軽量化を図っている。なお、実施例１の動電型スピーカー１と共通するベース１６、フレーム１７および振動体２０のコーン振動板２４、等については、実施例２と同様に説明を省略する。
【００４４】
反発磁気回路５０は、具体的には、ポール５１と、ポール５１の上面に接合する第１マグネット５２と、ポール５１の下面に接合する第２マグネット５３と、から構成されている。つまり、反発磁気回路５０も磁性材料のヨークを備えない、開放型の磁気回路である。比重の重い鉄のヨークを備えないことに加えて、第１マグネット５２および第２マグネット５３に効率の高い希土類磁石（本実施例ではネオジウムマグネット）を使用することにより、実施例１の磁気回路１０、もしくは、実施例２の磁気回路４０よりも重量を軽くすることができる。したがって、動電型スピーカー４は、全体の重量がさらに軽量化される。
【００４５】
第１マグネット５２と第２マグネット５３とは、ポール５１の上下両面にそれぞれのマグネットの同極側が対向するように配置され、ポール５１の周囲側面に反発磁界Ｓ５（図示しない）を形成する。振動体２０のボイスコイル２２は、ポール５１に対峙して巻回されてコイルボビン２１に固着されており、ボイスコイル２２に音声信号電流が供給されると、反発磁界Ｓ５による駆動力Ｆが作用して、振動体２０は振動する。その結果、コイルボビン２１に内周端が固着されているコーン振動板２４が振動して音声再生される。
【００４６】
コイルボビン２１に巻回されるボイスコイル２２の上下には、ボイスコイル２２とは分離して磁性部材が配置される。具体的には、上側磁性部材３３がボイスコイル２２の上側に分離して、下側磁性部材３４がボイスコイル２２の下側に分離して、接着剤でコイルボビン２１の外周面に固着されている。上側磁性部材３３および下側磁性部材３４は、実施例１もしくは実施例２で説明した磁性部材と同様のものであればよく、好ましくは、軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成したものであればよい。上側磁性部材３３および下側磁性部材３４をボイスコイル２２と分離してコイルボビン２１に固着しているので、ボイスコイル２２の位置における磁束密度が高められ、動電型スピーカー５は、軽量で能率が高くなる。さらに、上側磁性部材３３および下側磁性部材３４は、ボイスコイル２２の外周面近傍に配置されないので、直流磁束による強い磁力に捉えられて十分に振動できないという問題、もしくは、動作不良が発生するというような問題を生じない。
【００４７】
上側磁性部材３３および下側磁性部材３４は、同一の材料、形状および重量を備える磁性部材であることが好ましく、また、ボイスコイル２２と離隔する距離もほぼ等しく設定することが好ましい。上側磁性部材３３および下側磁性部材３４には、ポール５１からの直流磁束による磁力がそれぞれ作用するため、反発磁気回路５０に対してバランスがとれた位置で、振動体２０が中心保持されるからである。ボイスコイル２２の静止位置が、磁気回路５０のポール５１との相対関係において明確になり、振動体２０の動作が安定し、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカー５が実現される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の動電型スピーカーは、軽量化が求められる携帯用電子機器や、車載用のオーディオ機器に使用されるスピーカーに適用が可能であり、家庭用のステレオ再生もしくはマルチチャンネルサラウンド再生に用いられる動電型スピーカーにも適用が可能である。また、動電型スピーカー限られず、動電型マイクロホンにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明する概略断面図である。（実施例１）
【図２】ボイスコイルの位置における磁気回路が形成する磁界の磁束密度分布を表すグラフである。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーの音圧周波数特性を表すグラフである。（実施例１）
【図４】本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明する概略断面図である。（実施例２）
【図５】本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明する概略断面図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００５０】
１、４、５ 動電型スピーカー
１０、４０、５０ 磁気回路
１１、１４、１５ マグネット
１２、１３ ポール
１６ ベース
１７ フレーム
２０ 振動体
２１ コイルボビン
２２、２３ ボイスコイル
２４ コーン振動板
２５ ダンパー
２６ エッジ
２７ ダストキャップ
３０ 磁性部材
３１、３２ 副磁性部材
３３、３４ 磁性部材
４１、５２、５３ マグネット
４２、４３、５１ ポール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響再生のための動電型スピーカー、特に磁気回路の軽量化を図る動電型スピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
動電型スピーカーにおいては、フレームに固定された磁気回路に対して、振動板、ボイスコイル（巻回されたボイスコイルおよびコイルボビンを含む）及びダンパーを含む振動体が振動して、音声を再生する。例えば、内磁型磁気回路の場合には、磁気回路は、磁石と、ポールと、ヨークとを備え、ポールとヨークとが規定する磁気空隙中に振動体のボイスコイルが配置され、ボイスコイルに音声信号が印加されると、振動体は駆動力を受けて振動する。磁気回路の磁路を構成するポールおよびヨークは鉄等の軟磁性材料であり、磁気回路の重量が動電型スピーカーの全重量の内で占める割合が高いので、磁気回路の形状等を工夫することにより、動電型スピーカーの軽量化を図るものが従来から検討されている。
【０００３】
軽量化を図るスピーカーでは、ポールの上下両面に２つの磁石の同極側を対向するように設置する反発磁気回路や、一の磁石の２つの磁極面にそれぞれポールを設置する磁気回路を備えるものがある。これらにおいては、軽量化のために磁路および磁気空隙を構成するためのヨークが省略され、いわば開放型の磁気回路が構成される。ボイスコイルは、磁束が集中するポールに対峙するように配置される。このとき、ヨークが省略された開放型磁気回路では、ボイスコイルの位置における磁束密度が低下するという問題がある。磁力線が空気中を通過する距離が長くなって磁路の磁気抵抗が高くなることに加えて、ボイスコイルの位置に磁力線が集束しなくなる影響を受けて、ボイスコイルの位置における磁束密度はさらに低下する。したがって、磁気回路の軽量化により動電型スピーカーの能率が低下し、好ましい音響特性が得られない。
【０００４】
従来には、磁気回路の軽量化に伴って生じる上記のような問題を、動電型スピーカーのボイスコイルの外周に非晶質金属から成る薄肉の環状心（磁性体）を設け、この非晶質金属から成る薄肉の環状心に磁力線が集束するように図った動電型スピーカーがある（特許文献１）。また、ボイスコイルの線材自体に磁性体の鉄等を配置し、これに銅、アルミ等の導電材をメッキ加工で付着させるものがある（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−７１３６０号公報 （第１図、第１ａ図、第２図）
【特許文献２】特開平６−２３３３７９号公報 （第６図、第９図、第１０図）
【０００６】
しかしながら、従来技術の動電型スピーカーでは、軽量化の問題と、好ましい音響特性の実現とを、両立させるには不十分な点がある。すなわち、ボイスコイルの外周面に磁性体を配置すると、もしくは、ボイスコイルの線材を磁性体で構成すると、磁力線が集中するポールに対峙するように配置されたボイスコイルは、ポールに近い磁性体が磁気回路の直流磁束による磁力に捉えられて、ボイスコイルに音声信号が印加されても十分に振動できない、という問題がある。コイルボビンの強度が不足する場合には、磁性体に働く磁力によって、コイルボビンとポールとが接触して動作不良が発生することがあるという問題がある。その結果、従来技術の動電型スピーカーでは、軽量化に伴って能率が低下し、好ましい音響特性が得られないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、音響再生のための動電型スピーカー、特に磁気回路の軽量化を図る動電型スピーカーに関し、軽量化と、能率の向上を両立させ、好ましい音響特性を実現し、かつ、良好な音声再生が可能な動電型スピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の動電型スピーカーは、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている。
【０００９】
好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、コイルボビンにおいて、磁気回路の磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着される。
【００１０】
さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状に成形して構成される。
【００１１】
また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料と、樹脂とを含む磁性シートを略環状に成形して構成される。
【００１２】
さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、磁石の上面に接合する第１ポールと、磁石の下面に接合する第２ポールと、を備え、振動体が、第１ポールに対峙して巻回される第１ボイスコイルと、第２ポールに対峙して巻回される第２ボイスコイルと、を備え、磁性部材が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間に配置される。
【００１３】
また、さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、振動体が、振動板を備え、振動板の内周端が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間に配置される磁性部材に固着される。
【００１４】
また、さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁性部材が、第１ボイスコイルの上部と、第２ボイスコイルの下部に、配置される。
【００１５】
また、さらに好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、第１ポールの上面に接合する第１副磁石と、第２ポールの下面に接合する第２副磁石と、をさらに備える。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の動電型スピーカーは、磁気回路が、ポールの上面に接合する第１磁石と、ポールの下面に接合する第２磁石と、を備え、磁性部材が、ボイスコイルの上部と、ボイスコイルの下部とに、それぞれ配置される。
【００１７】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１８】
本発明の動電型スピーカーは、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている。したがって、本発明の動電型スピーカーは、例えば、軽量化を図ってヨークを省略した開放型の磁気回路であっても、コイルボビンに固着された磁性部材によって磁力線が集束されるので、ポールに対峙するボイスコイルの位置における磁束密度を高めることができる。したがって、磁気回路の軽量化によっても動電型スピーカーの能率を高くすることができ、好ましい音響特性が得られる。
【００１９】
この磁性部材は、ボイスコイルと分離してコイルボビンに固着される。磁性部材は、コイルボビンにおいて、磁気回路の磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着されるのが好ましい。つまり、磁性部材は、磁気回路のポールと対峙するボイスコイルの外周面に接して設置されるのではなく、コイルボビン上に、ポールおよびボイスコイルとは分離、離隔して設置される。磁性部材に作用する磁力は、ポールとの距離に反比例して低下するものであり、その結果、コイルボビン上の磁性部材が磁気回路の直流磁束から受ける磁力を低く抑えることができる。したがって、ボイスコイルに音声信号が印加されると、振動体は十分に振動可能となり、コイルボビンの強度が不足する場合であっても、磁性部材に働く磁力によって、コイルボビンとポールとが接触して動作不良が発生するような問題を生じず、本発明の動電型スピーカーでは、好ましい音響特性ならびに音声再生が得られる。
【００２０】
磁性部材は、例えば、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状に成形して構成されていてもよく、また、これらの軟磁性材料と、樹脂とを含む磁性シートを略環状に成形して構成されていてもよい。磁性部材には、開放型の磁気回路の磁力線を集束する透磁率が高い軟磁性材料が含まれていればよい。磁性部材は、振動体を構成するコイルボビン上に固着されることから、軽量で薄い部材であることが好ましく、上記の磁性シートの他にも、パンチングメタルもしくは細い繊維状に加工した軟磁性材料を使用してもよい。したがって、本発明の動電型スピーカーは、軽量化した磁気回路を採用するものであっても、能率を高く向上させることができる。
【００２１】
具体的には、磁気回路が磁石の上面に接合する第１ポールと磁石の下面に接合する第２ポールとを備え、振動体が第１ポールに対峙して巻回される第１ボイスコイルと第２ポールに対峙して巻回される第２ボイスコイルとを備える、いわゆる２ボイスコイルタイプの動電型スピーカーの場合には、磁性部材が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間のコイルボビン上に配置される。振動体がコーン形状、もしくは平板形状の振動板を備え、振動板の内周端が、第１ボイスコイルと第２ボイスコイルとの間に配置される磁性部材に固着されていてもよい。磁性部材が磁力線を集束し、第１ボイスコイルおよび第２ボイスコイルの位置における磁束密度を高め、その一方で、磁力線が集中する第１ポールおよび第２ポールとは離隔して磁性部材が固着されているので、直流磁束による磁力の影響が少なく、振動体は振動可能となる。また、磁性部材は、磁気回路の第１ポールおよび第２ポールに挟まれた磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着されているので、第１ポールならびに第２ポールのそれぞれからの直流磁束による磁力により、磁気回路に対してバランスがとれた位置で中心保持される。したがって、振動体のボイスコイルの静止位置が、磁気回路のポールとの相対関係において明確になり、その結果、磁性部材に固着された振動板を含めた振動体の動作が安定し、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカーが実現される。
【００２２】
２ボイスコイルタイプの動電型スピーカーの場合には、さらに好ましくは、磁性部材が、第１ボイスコイルの上部と第２ボイスコイルの下部とに、配置されていてもよい。これらの磁性部材をコイルボビン上に設けることにより、第１ボイスコイルおよび第２ボイスコイルの位置における磁束密度を高めることができ、より能率が高い動電型スピーカーが実現される。また、磁気回路が、第１ポールの上面に接合する第１副磁石と第２ポールの下面に接合する第２副磁石とをさらに備えて、第１ポールおよび第２ポールにおいて反発磁界を構成し、さらに第１ボイスコイルおよび第２ボイスコイルの位置における磁束密度を高めてもよい。さらに好ましい音響特性ならびに音声再生が得られる動電型スピーカーが実現される。
【００２３】
また、いわゆる１ボイスコイルタイプの動電型スピーカーの場合であっても、その磁気回路が、ポールの上面に接合する第１磁石とポールの下面に接合する第２磁石とを備える反発型磁気回路であれば、振動体のコイルボビンにボイスコイルと分離して磁性部材が固着され、具体的には、磁性部材がボイスコイルの上部とボイスコイルの下部とにそれぞれ配置される。その結果、軽量化を図って磁気回路のヨークが省略されていても、好ましい音声再生が可能な軽量化された動電型スピーカーが実現される。ボイスコイルの上部と下部とに配置された磁性部材によって磁力線が集束されるので、ボイスコイルの位置における磁束密度を高めることができ、磁力線が集中するポールとは離隔して磁性部材が固着されているので、直流磁束による磁力の影響が少なく、振動体は振動可能となるからである。また、ボイスコイルの上部と下部とに配置された磁性部材に作用する直流磁束による磁力で、振動体のボイスコイルはポールに対峙するようにバランスがとれた位置で中心保持され、その結果、本発明の動電型スピーカーは、安定した動作ならびに好ましい音響特性が実現される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の動電型スピーカーは、軽量化と能率の向上を両立させることができ、好ましい音響特性を実現し、良好な音声再生が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の動電型スピーカーは、軽量化と能率の向上を両立させて、好ましい音響特性を実現し、良好な音声再生が可能な動電型スピーカーを提供するという目的を、磁気回路を構成する磁石と、磁石と接合するポールと、振動体を構成するコイルボビンと、ポールに対峙して巻回されてコイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、振動体のコイルボビンに、ボイスコイルと分離して磁性部材を固着することにより、実現した。
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカー１について説明する概略断面図であり、中心軸O−O’に対して略軸対称な左半分は省略されている。本実施例の動電型スピーカー１は、磁石を含む磁気回路１０と、２つのボイスコイルを含む振動体２０とを備え、これらがベース１６およびフレーム１７に固着されている、いわゆる２ボイスコイルタイプの動電型スピーカーであり、磁気回路１０を軽量化することにより、動電型スピーカー全体の重量の軽量化が図られている。
【００２８】
具体的には、磁気回路１０は、マグネット１１と、マグネット１１の上面に接合する第１ポール１２と、マグネット１１の下面に接合する第２ポール１３と、第１ポール１２の上面に接合するマグネット１４と、第２ポール１３の下面に接合するマグネット１５と、から構成されている。つまり、磁気回路１０は、内磁型磁気回路もしくは外磁型磁気回路に見られるような磁路を形成する磁性材料のヨークを備えない、開放型の磁気回路である。比重の重い鉄のヨークを備えないので、磁気回路１０の軽量化が実現されている。マグネット１１とマグネット１４とは、第１ポール１２の上下両面にそれぞれのマグネットの同極側が対向するように配置され、第１ポール１２の周囲側面に反発磁界Ｓ１（図示しない）を形成する。同様に、マグネット１１とマグネット１５とは、第２ポール１３の上下両面にそれぞれのマグネットの同極側が対向するように配置され、第２ポール１３の周囲側面に反発磁界Ｓ２（図示しない）を形成する。したがって、反発磁界Ｓ１と反発磁界Ｓ２では磁力線の向きが逆になり、磁気回路１０の直流磁力線は、反発磁界Ｓ１と反発磁界Ｓ２を結ぶように形成される。なお、本実施例では、マグネット１１、マグネット１４およびマグネット１５は、ネオジウム磁石である。
【００２９】
振動体２０は、コイルボビン２１と、第１ボイスコイル２２と、第２ボイスコイル２３と、コーン振動板２４と、ダンパー２５と、エッジ２６と、ダストキャップ２７と、磁性部材３０とから構成されている。第１ボイスコイル２２は、第１ポール１２に対峙して巻回されてコイルボビン２１に固着されており、第２ボイスコイル２３は、第２ポール１３に対峙して巻回されてコイルボビン２１に固着されている。したがって、第１ボイスコイル２２に音声信号電流が供給されると、反発磁界Ｓ１による駆動力Ｆ１が作用し、同様に、第２ボイスコイル２３に音声信号電流が供給されると、反発磁界Ｓ２による駆動力Ｆ２が作用し、これらの駆動力の総和Ｆ（＝Ｆ１＋Ｆ２）で振動体２０が振動する。駆動力Ｆにより、振動体２０のダンパー２５およびエッジ２６で内周端及び外周端を中心支持されたコーン振動板２４と、コイルボビンの一方端を塞ぐダストキャップ２７とが振動し、音声を再生する。なお、反発磁界Ｓ１と反発磁界Ｓ２では磁界の向きが逆になることから、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３とに流れる音声信号電流の向きは相互に逆向きになるように設定される。
【００３０】
振動体２０において、コイルボビン２１には、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３との間に、これらのボイスコイルとは分離して、磁性部材３０が固着されている。磁性部材３０は、軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成した部材であり、具体的には、ノイズ抑制シート、磁性シートもしくは電波吸収体として機能する薄くて柔軟な電磁シールド部材（例：ＴＤＫ製 ノイズ抑制シート ＩＲＬ材、ＩＲＪ材、ＩＶＭ材、ＩＲＢ材、ＩＲＥ材：厚さ０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍ）を、接着剤でコイルボビン２１の外周面に固着している。磁性部材３０の透磁率は、空気の透磁率よりも高い（つまり比透磁率が高い）ので、磁気回路１０の直流磁力線は磁性部材３０に集束されるようになり、その結果、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められる。
【００３１】
図２は、ボイスコイルの位置における磁気回路が形成する磁界の磁束密度分布を表すグラフであり、横軸は振動系のコイルボビンに沿った軸方向の距離を示し、縦軸は磁束密度の絶対値を示している。図２（ａ）は、本発明の実施例の動電型スピーカー１の場合であり、直径がφ２５ｍｍのコイルボビン２１に、幅５．０ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの磁性シートを一周の円環状に成形した磁性部材３０が接着剤で固着されている。なお、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の巻幅はそれぞれ５．０ｍｍで、ボイスコイルと磁性部材３０とは０．５ｍｍの間隔を空けている。また、マグネット１１の厚みは７．０ｍｍ、第１ポール１２および第２ポール１３の厚みは４．０ｍｍ、マグネット１４および１５の厚みは２．０ｍｍである。また、図２（ｂ）は、従来の開放型の磁気回路を備える動電型スピーカーの比較例の場合であり、磁性部材３０を備えない他は、磁気回路１０および振動体２０の構成は、実施例と同等である。
【００３２】
実施例の動電型スピーカー１の場合には、第１ポール１２に対峙して巻回されている第１ボイスコイル２２の範囲Ｖ１と、第２ポール１３に対峙して巻回されている第２ボイスコイル２３の範囲Ｖ２とで、安定して磁束密度が高められている。また、直流磁力線が、第１ボイスコイル２２および第２ボイスコイル２３の間の駆動力Ｆとして作用しない範囲Ｖ３（つまり、範囲Ｖ１と範囲Ｖ２との中間の範囲）では、磁束密度が低くなる。一方で、比較例の場合には、範囲Ｖ１と範囲Ｖ２における磁束密度分布に乱れがあり、範囲Ｖ１と範囲Ｖ２との中間の範囲Ｖ３の磁束密度が高くなる。このように、実施例の動電型スピーカー１は、磁気回路１０を開放型の磁気回路として軽量化しても、ボイスコイル位置での磁束密度分布を高くすることができ、能率が向上する。
【００３３】
図３は、動電型スピーカーの軸上１ｍでの１Ｗ入力時の音圧周波数特性を表すグラフであり、図３（ａ）は実施例の動電型スピーカー１の場合であり、図３（ｂ）は比較例の場合である。図２に示されるように、実施例の場合にボイスコイルにおける磁束密度分布が高められているのに対応して、実施例の動電型スピーカー１の音圧レベルは約８８ｄＢであり、比較例の場合の約８４ｄＢに比べて約４ｄＢ高くなる。したがって、実施例の動電型スピーカー１は、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカーとなる。
【００３４】
磁性部材３０の幅は５．０ｍｍであり、磁気回路１０の第１ポール１２および第２ポール１３に挟まれた厚み７．０ｍｍのマグネット１１に対峙する位置ならびに範囲に固着されている。磁性部材３０は、第１ボイスコイル２２ならびに第２ボイスコイル２３の外周面近傍に配置されないので、直流磁束による強い磁力に捉えられて十分に振動できないという問題、もしくは、動作不良が発生するというような問題を生じない。磁性部材３０は、第１ボイスコイル２２ならびに第２ボイスコイル２３と分離、離隔して設置していればよく、離隔距離がほとんど無い場合であっても、これらが重ね合わされてなければよい。磁性部材３０は、第１ポール１２ならびに第２ポール１３のそれぞれからの直流磁束による磁力により、磁気回路１０に対してバランスがとれた位置で中心保持される。その結果、第１ボイスコイル２２ならびに第２ボイスコイル２３の静止位置が、磁気回路１０の第１ポール１２ならびに第２ポール１３との相対関係において明確になり、振動体２０の動作が安定し、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカー１が実現される。
【００３５】
振動体２０のコーン振動板２４は、その内周端が第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３との間に配置される磁性部材３０に固着されている。振動体２０への駆動力Ｆは、第１ボイスコイル２２における駆動力Ｆ１と第２ボイスコイル２３における駆動力Ｆ２との総和であるので、それぞれのボイスコイルの中間に位置する磁性部材３０にコーン振動板２４の内周端を固着することにより、より効率よく駆動力をコーン振動板２４に伝達可能になる。したがって、音質的に好ましい動電型スピーカー１が実現される。また、振動体２０のダンパー２５も、その内周端が磁性部材３０に固着されている。ダンパー２５は、振動体２０の重心に近い磁性部材３０を支持するので、より動作の安定した動電型スピーカー１が実現される。
【００３６】
本実施例では、磁性部材３０を軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成して構成したが、例えば、鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状（リング形状）に成形して構成してもよい。磁性部材３０の略環状もしくはリング形状は、閉じていなくてもよく、分割された円弧状の部材を配置するものであってもよい。上記の磁性材料に限定されず、磁性部材３０には開放型の磁気回路１０の直流磁力線を集束する透磁率が高い軟磁性材料が含まれていればよい。磁性部材３０は、振動体２０を構成するコイルボビン２１上に固着されることから、軽量で薄い部材であることが好ましい。磁性部材３０には、パンチングメタルもしくは細い繊維状に加工した軟磁性材料を使用してもよい。磁性部材３０の材料および形状、重量を調整することにより、動電型スピーカー１は、軽量化と能率の向上を両立させることができ、好ましい音響特性を実現し、良好な音声再生が可能となる。本実施例の磁性部材３０は約０．６ｇであり、好ましくは磁性部材３０の重量が約０．１ｇ〜２．０ｇの範囲であればよい。磁性部材３０は、動電型スピーカー１の低域再生限界周波数を規定する最低共振周波数ｆ０を調整するためのウェイトリングとして、使用してもよい。
【００３７】
マグネット１１、マグネット１４およびマグネット１５は、内磁型磁気回路もしくは反発型磁気回路で使用される希土類系磁石のアルニコマグネット、ネオジウムマグネット、等であればよく、もちろんフェライト系磁石のフェライトマグネットや、樹脂と細分化された磁石粉体とから構成されるボンド磁石であってもよい。また、磁気回路１０を固定するベース１６、および振動体２０を支持するフレーム１７は、開放型の磁気回路１０の直流磁力線に影響を与えない非磁性の樹脂材料を使用することが好ましいが、漏洩磁束を低減するために鉄等の軟磁性材料を使用してもよい。また、ベース１６は、磁気回路１０を固定する強度を確保するため、もしくは、磁気回路１０の放熱のためにアルミ合金等の金属材料を使用してもよい。また、コーン振動板２４は、コーン型の形状に限定されず、平面型振動板であってもよい。
【実施例２】
【００３８】
図４は、本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカー４について説明する概略断面図であり、中心軸O−O’に対して略軸対称な左半分は省略されている。本実施例の動電型スピーカー４は、磁石を含む磁気回路４０と、２つのボイスコイルを含む振動体２０とを備え、磁気回路４０を軽量化することにより、動電型スピーカー全体の重量の軽量化が図られている。なお、実施例１の動電型スピーカー１と共通するベース１６、フレーム１７および振動体２０のコーン振動板２４、等については、説明を省略する。
【００３９】
磁気回路４０は、具体的には、マグネット４１と、マグネット４１の上面に接合する第１ポール４２と、マグネット４１の下面に接合する第２ポール４３と、から構成されている。つまり、磁気回路４０も磁性材料のヨークを備えない、開放型の磁気回路である。比重の重い鉄のヨークを備えないことに加えて、実施例１の磁気回路１０で使用された反発磁界を構成するマグネット１２およびマグネット１３も備えないので、さらなる磁気回路の軽量化が実現される。なお、本実施例では、マグネット４１はネオジウムマグネットである。
【００４０】
また、振動体２０は、コイルボビン２１と、第１ボイスコイル２２と、第２ボイスコイル２３と、コーン振動板２４と、ダンパー２５と、エッジ２６と、ダストキャップ２７と、磁性部材３０と、第１副磁性部材３１と、第２副磁性部材３２と、とから構成されている。第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２は、磁性部材３０と同一厚みの軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成した部材であり、第１副磁性部材３１は第１ボイスコイル２２の上側に分離して、第２副磁性部材３２は第２ボイスコイル２３の下側に分離して、接着剤でコイルボビン２１の外周面に固着されている。
【００４１】
磁性部材３０を第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の中間に配置することにより、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められるのに加えて、第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２を配置することにより、さらに磁束密度を高くすることができる。開放型の磁気回路では、直流磁力線が透磁率の低い空気中を通過するので磁気抵抗が大きく、そのために第１ポール４２および第２ポール４３の周辺では直流磁力線が漏洩してショートループを形成するが、第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２の透磁率は空気の透磁率よりも高い（つまり比透磁率が高い）ので、漏洩した直流磁力線も第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２に集束されるようになり、その結果、第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められ、動電型スピーカー４は、軽量で能率が高くなる。
【００４２】
第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２は、磁性部材３０と同一厚みの磁性シートを使用してもよく、異なった厚みもしくは材料の磁性シートでもよい。もちろん、他の軟磁性材料を略環状に形成された磁性部材を使用してもよい。また、磁気回路４０は、実施例１の磁気回路１０と同様に、反発磁界を形成する副磁石を一つもしくは二つ備えていてもよい。その場合において、第１副磁性部材３１および第２副磁性部材３２は、これらの副磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着されていればよい。第１ボイスコイル２２と第２ボイスコイル２３の位置における磁束密度が高められる結果、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカー４が実現される。
【実施例３】
【００４３】
図５は、本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカー５について説明する概略断面図であり、中心軸O−O’に対して略軸対称な左半分は省略されている。本実施例の動電型スピーカー５は、２つの磁石を含む反発磁気回路５０と、１つのボイスコイルを含む振動体２０とを備え、反発磁気回路５０を軽量化することにより、さらに動電型スピーカー全体の重量の軽量化を図っている。なお、実施例１の動電型スピーカー１と共通するベース１６、フレーム１７および振動体２０のコーン振動板２４、等については、実施例２と同様に説明を省略する。
【００４４】
反発磁気回路５０は、具体的には、ポール５１と、ポール５１の上面に接合する第１マグネット５２と、ポール５１の下面に接合する第２マグネット５３と、から構成されている。つまり、反発磁気回路５０も磁性材料のヨークを備えない、開放型の磁気回路である。比重の重い鉄のヨークを備えないことに加えて、第１マグネット５２および第２マグネット５３に効率の高い希土類磁石（本実施例ではネオジウムマグネット）を使用することにより、実施例１の磁気回路１０、もしくは、実施例２の磁気回路４０よりも重量を軽くすることができる。したがって、動電型スピーカー４は、全体の重量がさらに軽量化される。
【００４５】
第１マグネット５２と第２マグネット５３とは、ポール５１の上下両面にそれぞれのマグネットの同極側が対向するように配置され、ポール５１の周囲側面に反発磁界Ｓ５（図示しない）を形成する。振動体２０のボイスコイル２２は、ポール５１に対峙して巻回されてコイルボビン２１に固着されており、ボイスコイル２２に音声信号電流が供給されると、反発磁界Ｓ５による駆動力Ｆが作用して、振動体２０は振動する。その結果、コイルボビン２１に内周端が固着されているコーン振動板２４が振動して音声再生される。
【００４６】
コイルボビン２１に巻回されるボイスコイル２２の上下には、ボイスコイル２２とは分離して磁性部材が配置される。具体的には、上側磁性部材３３がボイスコイル２２の上側に分離して、下側磁性部材３４がボイスコイル２２の下側に分離して、接着剤でコイルボビン２１の外周面に固着されている。上側磁性部材３３および下側磁性部材３４は、実施例１もしくは実施例２で説明した磁性部材と同様のものであればよく、好ましくは、軟磁性材料と樹脂とを含む磁性シートを円環状に形成したものであればよい。上側磁性部材３３および下側磁性部材３４をボイスコイル２２と分離してコイルボビン２１に固着しているので、ボイスコイル２２の位置における磁束密度が高められ、動電型スピーカー５は、軽量で能率が高くなる。さらに、上側磁性部材３３および下側磁性部材３４は、ボイスコイル２２の外周面近傍に配置されないので、直流磁束による強い磁力に捉えられて十分に振動できないという問題、もしくは、動作不良が発生するというような問題を生じない。
【００４７】
上側磁性部材３３および下側磁性部材３４は、同一の材料、形状および重量を備える磁性部材であることが好ましく、また、ボイスコイル２２と離隔する距離もほぼ等しく設定することが好ましい。上側磁性部材３３および下側磁性部材３４には、ポール５１からの直流磁束による磁力がそれぞれ作用するため、反発磁気回路５０に対してバランスがとれた位置で、振動体２０が中心保持されるからである。ボイスコイル２２の静止位置が、磁気回路５０のポール５１との相対関係において明確になり、振動体２０の動作が安定し、能率が高くて好ましい音声再生が可能な動電型スピーカー５が実現される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の動電型スピーカーは、軽量化が求められる携帯用電子機器や、車載用のオーディオ機器に使用されるスピーカーに適用が可能であり、家庭用のステレオ再生もしくはマルチチャンネルサラウンド再生に用いられる動電型スピーカーにも適用が可能である。また、動電型スピーカー限られず、動電型マイクロホンにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明する概略断面図である。（実施例１）
【図２】ボイスコイルの位置における磁気回路が形成する磁界の磁束密度分布を表すグラフである。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による動電型スピーカーの音圧周波数特性を表すグラフである。（実施例１）
【図４】本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明する概略断面図である。（実施例２）
【図５】本発明の他の好ましい実施形態による動電型スピーカーについて説明する概略断面図である。（実施例３）
【符号の説明】
【００５０】
１、４、５ 動電型スピーカー
１０、４０、５０ 磁気回路
１１、１４、１５ マグネット
１２、１３ ポール
１６ ベース
１７ フレーム
２０ 振動体
２１ コイルボビン
２２、２３ ボイスコイル
２４ コーン振動板
２５ ダンパー
２６ エッジ
２７ ダストキャップ
３０ 磁性部材
３１、３２ 副磁性部材
３３、３４ 磁性部材
４１、５２、５３ マグネット
４２、４３、５１ ポール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路を構成する磁石と、該磁石と接合するポールと、
振動体を構成するコイルボビンと、該ポールに対峙して巻回されて該コイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、
該振動体の該コイルボビンに、該ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている、
動電型スピーカー。
【請求項２】
前記磁性部材が、前記コイルボビンにおいて、前記磁気回路の前記磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着される、
請求項１に記載の動電型スピーカー。
【請求項３】
前記磁性部材が、
鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状に成形して構成された、
請求項１または２に記載の動電型スピーカー。
【請求項４】
前記磁性部材が、
鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料と、樹脂とを含む磁性シートを略環状に成形して構成された、
請求項１または２に記載の動電型スピーカー。
【請求項５】
前記磁気回路が、前記磁石の上面に接合する第１ポールと、該磁石の下面に接合する第２ポールと、を備え、
前記振動体が、該第１ポールに対峙して巻回される第１ボイスコイルと、該第２ポールに対峙して巻回される第２ボイスコイルと、を備え、
前記磁性部材が、該第１ボイスコイルと該第２ボイスコイルとの間に配置される、
請求項１から４のいずれかに記載の動電型スピーカー。
【請求項６】
前記振動体が、振動板を備え、該振動板の内周端が、前記磁性部材に固着される、
請求項５に記載の動電型スピーカー。
【請求項７】
前記磁性部材が、前記第１ボイスコイルの上部と、前記第２ボイスコイルの下部に、さらに配置される、
請求項５または６に記載の動電型スピーカー。
【請求項８】
前記磁気回路が、前記第１ポールの上面に接合する第１副磁石と、前記第２ポールの下面に接合する第２副磁石と、を備える、
請求項５から７のいずれかに記載の動電型スピーカー。
【請求項９】
前記磁気回路が、前記ポールの上面に接合する第１磁石と、該ポールの下面に接合する第２磁石と、を備え、
前記磁性部材が、前記ボイスコイルの上部と、前記ボイスコイルの下部とに、それぞれ配置される、
請求項１から４のいずれかに記載の動電型スピーカー。
【請求項１】
磁気回路を構成する磁石と、該磁石と接合するポールと、
振動体を構成するコイルボビンと、該ポールに対峙して巻回されて該コイルボビンに固着されるボイスコイルと、を備え、
該振動体の該コイルボビンに、該ボイスコイルと分離して磁性部材が固着されている、
動電型スピーカー。
【請求項２】
前記磁性部材が、前記コイルボビンにおいて、前記磁気回路の前記磁石に対峙する位置ならびに範囲に固着される、
請求項１に記載の動電型スピーカー。
【請求項３】
前記磁性部材が、
鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料を略環状に成形して構成された、
請求項１または２に記載の動電型スピーカー。
【請求項４】
前記磁性部材が、
鉄、電磁軟鉄、珪素鋼、電磁ステンレス、アモルファス、パーマロイ、パーメンジュールもしくはフェライトのいずれかから選択される軟磁性材料と、樹脂とを含む磁性シートを略環状に成形して構成された、
請求項１または２に記載の動電型スピーカー。
【請求項５】
前記磁気回路が、前記磁石の上面に接合する第１ポールと、該磁石の下面に接合する第２ポールと、を備え、
前記振動体が、該第１ポールに対峙して巻回される第１ボイスコイルと、該第２ポールに対峙して巻回される第２ボイスコイルと、を備え、
前記磁性部材が、該第１ボイスコイルと該第２ボイスコイルとの間に配置される、
請求項１から４のいずれかに記載の動電型スピーカー。
【請求項６】
前記振動体が、振動板を備え、該振動板の内周端が、前記磁性部材に固着される、
請求項５に記載の動電型スピーカー。
【請求項７】
前記磁性部材が、前記第１ボイスコイルの上部と、前記第２ボイスコイルの下部に、さらに配置される、
請求項５または６に記載の動電型スピーカー。
【請求項８】
前記磁気回路が、前記第１ポールの上面に接合する第１副磁石と、前記第２ポールの下面に接合する第２副磁石と、を備える、
請求項５から７のいずれかに記載の動電型スピーカー。
【請求項９】
前記磁気回路が、前記ポールの上面に接合する第１磁石と、該ポールの下面に接合する第２磁石と、を備え、
前記磁性部材が、前記ボイスコイルの上部と、前記ボイスコイルの下部とに、それぞれ配置される、
請求項１から４のいずれかに記載の動電型スピーカー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２７９７９７（Ｐ２００６−２７９７９７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９８８００（Ｐ２００５−９８８００）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（００００００２７３）オンキヨー株式会社 (502)
【Ｆターム（参考）】
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