(57)【要約】      （修正有）【課題】歪みを低減した電磁石型音響変換器を提供する。【解決手段】音響変換用のドライバ４０６は実質的にエアギャップ４３６に等しい長さの可動コイル４２０を有する。エアギャップそのものは、上側リップ４４２または下側リップ４４４またはその両方を用いることにより長さを伸ばしてもよい。固定コイル４１８もまた備えられる。可動コイルと固定コイルは好適な制御ブロックによって制御されて、歪みを低減した電磁石型変換器が形成される。【選択図】図４
2014017805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響変換器用のドライバであって、
可動振動板と、
磁性材料から構成されるドライバ本体であって、センターポストと、前記ドライバ本体の下部を経由して前記センターポストに結合した外側壁と、前記外側壁から前記センターポストに向かって内方向に延びる環状板と、を含むドライバ本体と、
前記環状板と前記センターポストとの間に形成されるエアギャップ内に少なくとも部分的に配置された、前記振動板に結合した可動コイルと、
前記環状板と、外側壁と、底部とセンターポストとによって画定される空洞の内部に配置された固定コイルと、
を備えるドライバ。
【請求項２】
前記環状板は、前記環状板の内側端部に配置された上側リップを備え、前記上側リップは前記空洞の外へ向かって延伸して前記エアギャップを延長させている、請求項１に記載のドライバ。
【請求項３】
前記エアギャップは、前記環状板の中央部分におけるよりも前記上側リップの外側部分においてより大きな幅を有する、請求項２に記載のドライバ。
【請求項４】
前記上側リップの幅は、前記上側リップが前記環状板から延伸して離れるのに従って狭くなるように傾斜がついている、請求項２または３に記載のドライバ。
【請求項５】
前記環状板は、前記環状板の内側端部に配置された下側リップを備え、前記下側リップは前記空洞の中へ向かって延伸して前記エアギャップを延長させている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項６】
前記エアギャップは、前記環状板の中央部分におけるよりも前記下側リップの外側部分においてより大きな幅を有する、請求項５に記載のドライバ。
【請求項７】
前記下側リップの幅は、前記下側リップが前記環状板から延伸して離れるのに従って狭くなるように傾斜がついている、請求項５または６に記載のドライバ。
【請求項８】
前記可動コイルは、前記エアギャップのエアギャップ長と実質的に等しい可動コイル長を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項９】
前記可動コイル長は前記可動コイルの最大行程の少なくとも４００％である、請求項８に記載のドライバ。
【請求項１０】
前記ドライバ本体は、前記底部と前記外側壁との間に傾斜のついた外側コーナを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項１１】
前記ドライバ本体は、前記外側壁と前記環状板との間に傾斜のついた外側コーナを有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項１２】
前記ドライバ本体は、前記センターポストに傾斜のついた上部内側部分を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項１３】
前記環状板の内向きの面は前記センターポストとは平行でない、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項１４】
前記エアギャップは、前記エアギャップの外側部分で広く、かつ前記エアギャップの中央部分で狭くなっている、請求項１３に記載のドライバ。
【請求項１５】
少なくとも１つの追加の環状板をさらに備え、前記少なくとも１つの追加環状板は、少なくとも１つの追加のエアギャップと少なくとも１つの追加の空洞とを画定する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のドライバ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの追加の環状板の内向き部分は前記センターポストの上側部分に結合し、さらに前記少なくとも１つの追加の空洞内に配置された追加の固定コイルを備え、前記追加の固定コイルは前記固定コイルの磁路とは反対の方向に回転する追加の磁路を有する、請求項１５に記載のドライバ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの追加のエアギャップ内にそれぞれ配置された少なくとも１つの追加の可動コイルと、前記少なくとも１つの追加の空洞内にそれぞれ配置された少なくとも１つの追加の固定コイルとをさらに備える、請求項１５に記載のドライバ。
【請求項１８】
入力音響信号を受信するための音響入力端子と、
前記音響入力信号に対応する、少なくとも１つの時間変化する固定コイル信号を生成し、前記音響入力信号と前記固定コイル信号に対応する、少なくとも１つの時間変化する可動コイル信号を生成するための制御システムと、
前記制御システムと電気的に結合した、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のドライバと、
を備える音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、音響変換器に関する。特に、記載された実施形態は音響変換器に使用されるドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの音響変換器すなわちドライバは音波生成のために可動コイル式ダイナミックドライバを利用する。殆どの変換器の設計においては、磁石によってエアギャップを有する磁路が提供される。可動コイルがエアギャップ中の磁束と反応してドライバを動かす。初期のころは、電磁石を利用して固定された磁路が生成された。この電磁石を基本とするドライバは、電力消費量と損失が大きいという問題があった。音響ドライバは永久磁石で作ることも可能である。永久磁石は電力を消費しない一方で、ＢＨ積に限界があり、大型となり易く、また磁性材料によっては高価となる場合がある。これに対し、電磁石を基本とするドライバはそのようなＢＨ積の制約は受けない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近、より効率のよい電磁石型の音響変換器が開発された。これは電磁石の短所のいくつかを低減し、その長所を組み込んだものである。しかし、電磁石型の音響変換器は、エアギャップを横切る磁束の非線形性により再生される音の中に望ましくない不自然な効果が導入される可能性がある。そのような非線形性の最小化または除去が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
広範な態様で音響変換器用ドライバが提供され、これは、可動振動板と、磁性材料から構成されるドライバ本体であって、センターポストとドライバ本体の底部を経由してセンターポストに結合した外側壁と外側壁からセンターポストに向かって内方向に延びる環状板とを含むドライバ本体と、環状板とセンターポストとの間に形成されるエアギャップ内に少なくとも部分的に配置された振動板に結合した可動コイルと、環状板と外側壁と底部とセンターポストとによって画定される空洞の内部に配置された固定コイルと、を備える。
【０００５】
ある場合にはこの環状板は、環状板の内側端部に配置された上側リップを備え、上側リップは空洞から外へ向かって延伸してエアギャップを延長させている。ある場合には、エアギャップは環状板の中央部分におけるよりも上側リップの外側部分においてより大きな幅を有する。ある場合には上側リップの幅は、上側リップが前記環状板から延伸して離れるのに従って狭くなるように傾斜がつけられている。
【０００６】
ある場合にはこの環状板は、環状板の内側端部に配置された下側リップを備え、下側リップは空洞の中向かって延伸してエアギャップを延長させている。ある場合には、エアギャップは環状板の中央部分におけるよりも下側リップの外側部分においてより大きな幅を有する。ある場合には下側リップの幅は、下側リップが環状板から延伸して離れるのに従って狭くなるように傾斜がつけられている。
【０００７】
ある場合には可動コイルは、エアギャップのエアギャップ長と実質的に等しい可動コイル長を有する。可動コイル長は可動コイルの最大行程の少なくとも４００％である。
【０００８】
ある場合にはドライバ本体は、底部と外側壁との間に傾斜のついた外側コーナを有する。ある場合にはドライバ本体は、外側壁と環状板の間に傾斜のついた外側コーナを有する。ある場合にはドライバ本体は、センターポストに傾斜のついた上部内側部分を有する。
【０００９】
ある場合には環状板の内向きの面は、センターポストとは平行でない。ある場合にはエアギャップは、エアギャップの外側部分で広く、エアギャップの中央部分で狭くなっている。
【００１０】
ある実施形態ではドライバは、さらに少なくとも１つの追加の環状板を備え、その少なくとも１つの追加の環状板は、少なくとも１つの追加のエアギャップと少なくとも１つの追加の空洞とを画定する。
【００１１】
ある場合には少なくとも１つの追加の環状板の内向き部分は、センターポストの上側部分に結合し、さらに少なくとも１つの追加の空洞内に配置された追加の固定コイルを備え、ここで追加の固定コイルは、固定コイルの磁路とは反対の方向に回転する追加の磁路を有する。
【００１２】
ある実施形態ではドライバは、少なくとも１つの追加のエアギャップ内にそれぞれ配置された少なくとも１つの追加の可動コイルと、少なくとも１つの追加の空洞内にそれぞれ配置された少なくとも１つの追加の固定コイルとをさらに備える。
【００１３】
別の広範な態様において音響変換器が提供され、これは、入力音響信号を受信するための音響入力端子と、音響入力信号に対応する少なくとも１つの時間変化する固定コイル信号を生成し、音響入力信号と固定コイル信号に対応する少なくとも１つの時間変化する可動コイル信号を生成するための制御システムと、制御システムと電気的に結合した本明細書の実施形態に記載のドライバと、を備える。
【００１４】
様々な態様及び実施形態の追加的な特徴は以下で説明する。
【００１５】
次に、本発明のいくつかの実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電磁石型の音響変換器の一例の断面図である。
【図２】図１の音響変換器の一例の斜視図である。
【図３Ａ】様々な例示的実施形態による音響変換器のエアギャップの詳細断面図である。
【図３Ｂ】様々な例示的実施形態による音響変換器のエアギャップの詳細断面図である。
【図３Ｃ】様々な例示的実施形態による音響変換器のエアギャップの詳細断面図である。
【図４】例示的一実施形態によるドライバ実施例の透視図である。
【図５】図４のドライバの断面図である。
【図６Ａ】図４のドライバの様々な代替形状の断面図である。
【図６Ｂ】図４のドライバの様々な代替形状の断面図である。
【図６Ｃ】図４のドライバの様々な代替形状の断面図である。
【図６Ｄ】図４のドライバの様々な代替形状の断面図である。
【図６Ｅ】図４のドライバの様々な代替形状の断面図である。
【図６Ｆ】図４のドライバの様々な代替形状の断面図である。
【図７】別のドライバの実施例の断面図である。
【図８】さらに別のドライバの実施例の断面図である。
【図９】さらに別のドライバの実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下で説明する実施形態の様々な態様を図示するために、図面の種々の特徴は縮尺どおりにはなっていない。図面においては、対応する要素は一般的に類似または対応する参照番号で識別されている。
【００１８】
先ず、電磁石型の音響変換器１００の一例を示す図１と２を参照する。変換器１００は、入力端子１０２と制御ブロック１０４とドライバ１０６とを有する。図１は、ドライバ１０６を断面で示し、変換器１００のその他の部分をブロック形式で示す。図２は、ドライバ１０６を含む変換器１００の部分を斜視図で詳細に示す。
【００１９】
制御ブロック１０４は、固定コイル信号発生ブロック１０８と、可動コイル信号発生ブロック１１０とを含んでいる。固定及び可動のコイル信号発生ブロックはいずれも入力端子１０２に接続されている。動作時には、入力音響信号Ｖｉが入力端子１０２で受信され、固定コイル信号発生ブロック１０８と可動コイル発生ブロック１１０の両方に伝送される。固定コイル信号発生ブロック１０８は、入力信号Ｖｉに応答してノード１２６において固定コイル信号Ｉｓを生成する。同様に、可動コイル信号発生ブロック１１０は、入力信号Ｖｉに応答してノード１２８において可動コイル信号Ｉｍを生成する。
【００２０】
ドライバ１０６は、磁性材料１１２、振動板１１４、可動コイル型１１６、固定コイル１１８、及び可動コイル１２０から成るドライバ本体を含んでいる。ドライバ１０６はまた、任意選択の振動板支持すなわちスパイダ１２２と縁部１２３も含む。
【００２１】
磁性材料１１２で形成されているドライバ本体は通常ドーナツ形状であり、ドーナツ型空洞１３４を持っている。特にドライバ本体は、センターポスト１６０と底部１４９と外側壁１４８から成っていてもよい。固定コイル１１８は空洞１３４の内部に配置される。様々な実施形態において、磁性材料１１２は１つまたは複数の部分から構成され、固定コイル１１８がより簡単に空洞１３４内部に挿入または形成されるようになっていてもよい。磁性材料１１２は固定コイル信号に応答して磁化され、磁性材料中に磁束を生成する。磁性材料は磁気回路１３８中に環状またはドーナツ状のエアギャップ１３６を有し、エアギャップ１３６を貫通して、またはその近傍に磁束が流れる。
【００２２】
磁性材料１１２は、磁場の存在によって磁化され得る任意の材料で形成されてよい。様々な実施形態において、磁性材料１１２は２つ以上のそのような材料で形成されてよい。ある実施形態では、磁性材料は積層体で形成されてもよい。ある実施形態では、積層体が半径方向に組み立てられるくさび形状であって、この複合磁性材料が積層体同士の間でギャップを持たないように構成されてもよい。
【００２３】
可動コイル１２０は可動コイル型１１６上に取り付けられる。可動コイル１２０は可動コイル信号発生ブロック１１０に接続されていて、可動コイル信号Ｉｍを受信する。振動板１１４は可動コイル型１１６に取り付けられて、可動コイル１２０及び可動コイル型１１６と一緒に振動板１１４が運動する。可動コイル１２０と可動コイル型１１６は、可動コイル信号Ｉｍおよびエアギャップ内の磁束に応答してエアギャップ１３６内で動く。可動コイル型と一緒に動く音響変換の部品を可動部品と呼ぶことがある。可動コイル型が運動している間に静止している部品を固定部品と呼ぶことがある。音響変換器の固定部品には、磁性材料１１２と固定コイル１１８が含まれる。
【００２４】
様々な実施形態において、音響変換器は防塵キャップ１３２と磁性材料１１２の間の空間を通気できるようになっていてもよい。例えば、磁性材料内に開口が設けられ、あるいはまた可動コイル型内に複数の開口が設けられて空間を通気し、それによって空気圧が振動板の運動に影響することを低減または防止するようになっていてもよい。
【００２５】
制御ブロック１０４は入力信号Ｖｉに応じて固定コイル及び可動コイルの信号を生成し、その結果振動板１１４が入力信号Ｖｉに応じた音波１４０を生成する。
【００２６】
固定コイル信号及び可動コイル信号は、入力信号に対応しかつまた相互に対応する。両者の信号は時間変化する信号であり、信号の振幅は音響変換器の動作中に１つの振幅に固定される必要はない。固定コイル信号Ｉｓの変化が、磁性材料１１２とエアギャップ１３６にレベルの異なる磁束を生成する。可動コイル信号Ｉｍの変化は、振動板１１４を動かし、入力音響信号Ｖｉに対応する音を生成する。ここに示した実施形態において、固定コイル信号発生ブロックと可動コイル信号発生ブロックは相互に結合されている。固定コイル信号Ｉｓまたは固定コイル信号の一変形が、可動コイル信号発生ブロック１１０に供給される。可動コイル信号発生ブロック１１０は、入力信号Ｖｉと共に固定コイル信号Ｉｓにも部分的に応答して可動コイル信号Ｉｍを生成するようになっている。
【００２７】
別の実施形態において、固定コイル信号が可動コイル信号と入力信号とに応答して生成されてもよい。別の実施形態のあるものにおいて、可動コイルと固定コイルの信号発生ブロックは相互に結合されていなくて、ブロックの片方または両方がもう一方の側のブロックで生成されたコイル信号を推定または模擬するようになっており、その模擬したコイル信号と入力信号とに応答して自分自身の個別のコイル信号を生成してもよい。
【００２８】
電磁石型音響変換器の設計と動作については米国特許第８，１３９，８１６号明細書に、その可動コイルと固定コイルの信号発生ブロックの詳細を含めて記載されている。参照によりその全体を本明細書に援用する。
【００２９】
通常、音響変換器においては可動コイルに対して“オーバハング”形状が利用されていて、可動コイル１２０の長さがエアギャップ１３６の長さよりも大きい。逆に、他の音響変換器のあるものにおいては、可動コイルに対して“アンダーハング”形状が利用されていて、可動コイル１２０の長さがエアギャップ１３６の長さよりも小さい。
【００３０】
図３Ａ〜３Ｃを参照すると、さまざまな実施形態による音響変換器１００のエアギャップの詳細断面図が示されている。
【００３１】
図３Ａは、音響変換器３００Ａの駆動部のアンダーハング形態を示す。変換器３００Ａにおいては、エアギャップ１３６が一般的に長さＧ１を有する。可動コイル１２０Ａの長さがＬ１であり、これはＧ１より小さい。一般的には長さＬ１は長さＧ１よりもはるかに小さく、例えばＧ１の８０％未満である。
【００３２】
アンダーハング形態の性能は一般的に、磁性材料１１２の頂部プレートの厚さで制限され、これが物理的に可能な変位を制限することになる。さらに、アンダーハング形態においては可動コイルの巻線が短いことが、動作時の高温に繋がり易いが、その一方で、コアの存在及び磁性材料１１２の外径により、高インダクタンス及び磁束変調をもたらし易い。
【００３３】
しかし通常可動コイルの行程は限られており、さらに可動コイルは全体またはその殆どがエアギャップ内のほぼ線形的な磁束領域に留まるので、アンダーハング形態は相対的に性能の線形特性がよい。
【００３４】
図３Ｂは、音響変換器３００Ｂの駆動部のオーバハング形態を示す。変換器３００Ｂにおいても、エアギャップ１３６が長さＧ１を持つ。ただし、可動コイル１２０Ｂの長さはＬ２であり、これはＧ１より大きい。一般的に長さＬ２は長さＧ１よりもはるかに大きく、例えばＧ１の１２０％超である。
【００３５】
アンダーハング形態とは対照的に、オーバハング形態は巻線が長いためにより低温で運転可能であり、相対的により大きな行程用に設計できる。しかし、エアギャップ１３６の両端部における磁束の非線形性のために、さらにはエアギャップの外側の非線形性または弱い磁束のために、オーバハング可動コイルでは性能の非線形特性による顕著な歪みが経験されることがある。
【００３６】
図３Ｃは、音響変換器３００Ｃの駆動部の長さがバランスした、すなわち均等ハング形態を示す。変換器３００Ｃでは、エアギャップ１３６は長さＧ１であり、可動コイル１２０Ｃは長さＬ３であり、これはＧ１の長さに実質的に（例えば、Ｇ１の長さの約５〜１０％以内で）等しい。
【００３７】
Ｇ１が目標の行程に比べて大きいので、バランス型の形態は従来のオーバハング設計のものと同様の線形性能を持つ（すなわち歪みが小さい）が、その一方で、アンダーハング設計のものよりも大きな行程を提供し、かつ温度性能が優れている。さらには、エアギャップと可動コイルの長さが一致しているので、同一の線形行程に対してリラクタンスが小さく、このため、同じ全磁束を得るのに磁化電流が大幅に小さくて済む。ただし、大きなＧ１、Ｌ３を有するバランス型の形態においては、磁性材料１１２の頂部プレートが相対的に厚くなり、その結果変換器の重量とコストが顕著に増大する可能性がある。
【００３８】
従って必要なことは、変換器の頂部プレートを非現実的に厚くすることなしに、可動コイルの長さをオーバハング設計と同じように延ばし、エアギャップの長さをアンダーハング設計のものと同じように延ばす方法である。
【００３９】
次に図４、５には、バランス型形態のドライバ４００を有する電磁石型音響変換器の一例が図示されている。図４はドライバ４０６の透視図であり、図５はドライバ４０６の断面図を示す。
【００４０】
ドライバ４０６は図１及び図２のドライバ１０６とほぼ類似している。特に、ドライバ４０６は、磁性材料４１２、振動板４１４、可動コイル型４１６、固定コイル４１８、及び可動コイル４２０を含んでいる。
【００４１】
磁性材料４１２は一般的にドーナツ型をしており、ドーナツ状の空洞４３４を持っている。空洞４３４の内部に固定コイル４１８が配置される。様々な実施形態において、磁性材料４１２は１つまたは複数の部分から構成されており、固定コイル４１８がより簡単に空洞４３４内部に挿入または形成される様になっていてもよい。磁性材料４１２は固定コイル信号に応答して磁化され、磁性材料中に磁束を生成する。磁性材料は磁気回路４３８中にドーナツ状のエアギャップ４３６を有し、エアギャップ４３６を貫通するかまたはその近傍に磁束が流れる。
【００４２】
磁性材料４１２は、磁場の存在によって磁化され得る任意の材料で形成されてもよい。様々な実施形態において、磁性材料４１２は２つ以上のそのような材料で形成されてもよい。ある実施形態では、磁性材料は積層体で形成されてもよい。ある実施形態では、積層体が半径方向に組み立てられてくさび形状を成し、この複合磁性材料が積層体同士の間にギャップを持たないように構成されてもよい。ある実施形態では、磁性材料４１２は２つ以上の個片から成り、摩擦嵌合または他の好適な組立方法で組み立てられてもよい。
【００４３】
ある実施形態では、磁性材料にはその頂部プレートや底部プレートや側壁に１つまたは複数の開口４５２があって、制御ブロックからの配線を通したり、通気に利用したりすることができる。
【００４４】
可動コイル４２０は可動コイル型４１６上に取り付けられる。可動コイル４２０は、変換器１００のブロック１１０のような可動コイル信号発生ブロックに接続されていてもよい。振動板４１４は可動コイル型４１６に取り付けられて、可動コイル４２０及び可動コイル型４１６と一緒に振動板４１４が運動する。可動コイル４２０と可動コイル型４１６は、可動コイル信号およびエアギャップ内の磁束に応答してエアギャップ４３６内で動く。可動コイル型と一緒に動くドライバの部品を、可動部品と呼ぶことがある。可動コイル型が運動している間に静止している部品を、固定部品と呼ぶことがある。音響変換器の固定部品には、磁性材料４１２と固定コイル４１８が含まれる。
【００４５】
磁性材料４１２には頂部プレート４４０があり、これは磁性材料４１２の最外部から内側に向かってセンターポスト４６０の方向に広がっている。エアギャップ４３６の近くでは、環状板の内側端にあって空洞４３４及び頂部プレート４４０から外へ延伸してエアギャップ４３６の長さを延長させる上側リップ４４２、または環状板の内側端にあって空洞４３４の中の方向に延伸してこれまたエアギャップ４３６の長さを延長させる下側リップ４４４、あるいは図に示すようにその両方を、頂部プレート４４０が備えている。頂部プレート４４０は一般的に、磁性材料４１２のドーナツ型に対応した環状すなわちドーナツ型プレートである。上側リップ４４２と下側リップ４４４の両者もまた一般的に環状すなわちドーナツ型であり、頂部プレートの厚さをエアギャップ近傍で増大させ、これによりエアギャップの実効長を増加させる役目をする。場合によっては、上側リップまたは下側リップは頂部プレートから離れるにしたがって傾斜していてもよい。
【００４６】
歪みを緩和するために、可動コイル４２０は、所望の行程長の少なくとも４００％、一般的には４００％〜５００％の長さであってよい。それに代わって、あるいはそれに加えて、エアギャップを長くして歪みを緩和してもよい。同様にその他の手法を利用して、本明細書で詳細を述べるように、磁束の形状を整えてもよい。
【００４７】
次に図６Ａ〜６Ｆを参照すると、ドライバ用のさまざまな代替幾何形状の断面図が示されている。これらの図では、可動コイル４２０、固定コイル４１８などのさまざまなドライバ要素の表示を省略して、個別の幾何形状が隠れないようにしてある。
【００４８】
図６Ａにおいては、センターポスト４６０を備える磁性材料４１２を持つドライバ６０６Ａが図示されている。ドライバ６０６Ａには上側リップ４４２Ａがあり、これは一般的に下側リップ４４４Ａよりも短くて幅が狭い。
【００４９】
図６Ｂにおいては、センターポスト４６０を備える磁性材料４１２を持つドライバ６０６Ｂが図示されている。ドライバ６０６Ｂには上側リップ４４２Ｂがあり、これは任意選択で下側リップ４４４Ｂよりも短くい。ドライバ６０６Ｂの磁性材料４１２は、６１２、６１４、６１６において一部が除去され、底部と外側壁の間、及び外側壁と環状板との間がテーパの付いた外周コーナとなっている。センターポストの内側上部にもテーパが付いている。この除去された部分は、磁性材料４１２の他の部分に比べて磁束密度が比較的小さい部分に相当する。従って、磁束密度の低い部分を除去することは磁束すなわちドライバの性能への影響がほとんどないかまたは全くなく、また同時に材料の重量とコストを低減する。
【００５０】
次に図６Ｃにおいては、センターポスト４６０を備える磁性材料４１２を持つドライバ６０６Ｃが図示されている。ドライバ６０６Ｃには上側リップ４４２Ｃと下側リップ４４４Ｃがある。ドライバ６０６Ｃにはさらに成形されたエアギャップ４３６Ｃがあり、センターポスト４６０から上側リップ４４２Ｃの外側端部へのエアギャップ、または下側リップ４４４Ｃの外側端部へのエアギャップ、あるいはその両方が、各外側端部の内側に位置するエアギャップ４３６Ｃ’よりも大きくなっている。従って、エアギャップは環状板の中央部分におけるよりも上側リップ（または下側リップ）の外側部分においてより大きな幅を有する。さらに、環状板と上側リップまたは下側リップのいずれかによって形成される内側面はセンターポストに対して平行ではなく、結果として、エアギャップはその外側で広く、エアギャップの中央部分で狭くなっている。
【００５１】
図６Ｃには滑らかな曲線の、凸形または楕円形が示されているが、他の幾何形状を利用してエアギャップの中央部分でエアギャップ距離が小さくなるようにしてもよい。例えば、三角形、段差形、放物線形、ガウス曲線形またはそのほかの形を用いてもよい。
【００５２】
エアギャップが曲線またはテーパの付いた形状をしていることで、エアギャップの中央部分における磁束密度が相対的に高くなる。この結果、中央部においてＢＬ（すなわち可動コイル長×磁束密度）が可動コイルにより連結を維持されるので、高行程における線形性が一般的に向上する。これは、高行程長に対してＢＬを上げる効果も持つ。
【００５３】
次に図６Ｄにおいては、センターポスト４６０Ｄを備える磁性材料４１２Ｄを持つドライバ６０６Ｄが図示されている。ドライバ６０６Ｄには上側リップ４４２Ｄと下側リップ４４４Ｄがある。ドライバ６０６Ｄのセンターポスト４６０Ｄと磁性材料４１２Ｄは両方とも半径方向に丸められた外形をしている。図６Ｃのドライバ６０６Ｃと同じように、外形が丸められると、磁束が相対的に低い磁性材料部分が除去される。
【００５４】
図６Ｅにおいては、磁性材料４１２とセンターポスト４６０を持つドライバ６０６Ｅが図示されている。ドライバ６０６Ｅには下側リップ４４４Ｅしかない。
【００５５】
図６Ｆにおいては、磁性材料４１２とセンターポスト４６０を持つドライバ６０６Ｆが図示されている。ドライバ６０６Ｆには上側リップ４４４Ｆしかない。
【００５６】
図７においては、磁性材料４１２とセンターポスト４６０を持つドライバ７０６が図示されている。図４のドライバ４０６に比べて、ドライバ７０６は複数の環状板７４０Ａ、７４０Ｂ、７４０Ｃを持っており、それぞれが各下側リップ７４４Ａ、７４４Ｂ、７４４Ｃを備えている。ある実施形態において、各環状板７４０Ａ、７４０Ｂ、７４０Ｃは、上側リップ（図示せず）を単独で、あるいは各下側リップとの組み合わせで備えていてもよい。
【００５７】
環状板の下側リップで、あるいは上側リップがある場合には上側リップで形成される空洞部分７３４Ａ、７３４Ｂ、７３４Ｃは個別の固定コイル（図示せず）を備えていてもよい。同様に、センターポスト４６０と下側リップ７４４Ａ、７４４Ｂ、７４４Ｃとの間に形成される個別のエアギャップ７３６Ａ、７３６Ｂ、７３６Ｃに対応して、複数の可動コイル（図示せず）があってもよい。
【００５８】
隣接するコイル間での磁場の相殺を防ぐために、空洞部７３４Ａから７３４Ｃに向かって次第に固定コイル用の巻線枠の大きさを増大させて、“頂部”から“底部”に向かって固定コイルの大きさが増加するようになっている。これにより、磁束がドライバ７０６の中心へ流れる。
【００５９】
図８においては、磁性材料４１２とセンターポスト４６０を持つドライバ８０６が図示されている。ドライバ８０６は、環状板８４０Ａ、８４０Ｂ、８４０Ｃに上側リップも下側リップもないことを除けば、総じてドライバ７０６と類似している。
【００６０】
ドライバ８０６においては、固定コイル８１８Ａ、８１８Ｂ、８１８Ｃのそれぞれの高さに対して、相対的に大きなエアギャップ８３６Ａ、８３６Ｂ、８３６Ｃとなっている。そのような大きなエアギャップとすることで、磁束のフリンジを作ることができ、それによってエアギャップ全体に亘る磁束密度の平滑化を図ることができる。
【００６１】
図９においては、磁性材料９１２とセンターポスト９６０を持つドライバ９０６が図示されている。ドライバ９０６は、ドライバ９０６の頂部がセンターポストに接触しており、エアギャップ９３６がドライバ９０６の中に閉じ込められていることを除けば、総じてドライバ４０６と類似している。
【００６２】
ドライバ９０６は２つの固定コイル９１８Ａ、９１８Ｂから成り、これらはプッシュプル方式に構成されている。従って、固定コイル９１８Ａは磁路９９１に寄与し、固定コイル９１８Ｂは、磁路９９１とは反対方向に回転する対向磁路９９２に寄与する。その結果、磁束のほとんどあるいはすべてが磁性材料９１２の内部に完全に閉じ込められ、それが可動コイル（図示せず）を貫通する。これにより、開放型エアギャップの場合に比べて効率が２０〜３０％向上する。ただし、ボイスコイルのスピーカコーンへの取り付けを適切に行うことが必要となり、例えば磁性材料中に１つまたは複数の開口を設けてそこを貫通する１つまたは複数の柱を備えることが必要になる。
【００６３】
これまでの様々な実施形態は、ブロック図程度で記述し、いくつかの個別要素を利用して実施形態を説明した。これまでに説明した実施形態も含めて本発明の実施形態はデジタル信号処理装置に実装されてもよい。
【００６４】
本発明をここに例示としてのみ説明した。本発明の精神と範囲から逸脱することなしにこれらの例示的実施形態に対して種々の変形と変更を行うことができる。本発明の精神と範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2014017805000001.pdf