(57)【要約】【課題】磁界をよぎるようにコイル１４を該磁界に対して相対的に移動可能に配置し、該コイル１４に駆動電流ｉを流して該コイル１４を磁界に対して相対的に移動させる電磁駆動装置において、コイル１４に効率良く駆動電流ｉ或いは駆動電圧を供給するようにして、無駄な電気的ロスが生じるのを防止する。【解決手段】コイル１４の磁界をよぎる部分のみに駆動電流ｉを流すようにする。【効果】コイル１４の磁界をよぎる部分のみに駆動電流ｉ（又は駆動電圧）が供給され、それ以外の部分には電流が流れないので、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界をよぎるようにコイルを、該磁界に対して相対的に移動可能に配置し、該コイルに駆動電流を流して該コイルを磁界に対して相対的に移動させる電磁駆動装置において、
上記コイルの上記磁界をよぎる部分のみに、或いはそのよぎる部分とその両側の近傍のみに駆動電流（又は駆動電圧）が供給されるようにした
ことを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項２】
磁界をよぎるようにコイルを、該磁界に対して相対的に移動可能に配置し、該コイルに駆動電流を流して該コイルを磁界に対して相対的に移動させる電磁駆動装置において、
上記磁界内に、該磁界による所定の基準磁束密度を有する磁気的有効領域が設定され、
上記コイルの上記磁気的有効領域をよぎる部分のみに駆動電流が流れるように駆動電流（又は駆動電圧）の供給ポイントを切り換える供給ポイント切換手段を有している
ことを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項３】
上記供給ポイント切換手段は、
上記コイルに、その移動方向に沿う上記供給ポイント毎に配設されたタップと、
上記磁界を形成する磁界形成部材側に、上記タップと接触可能に設けられたブラシと、
からなり、
上記ブラシから上記コイルの磁気的有効領域にのみ上記タップを通じて駆動電流が流れるようにしてなる
ことを特徴とする請求項２記載の電磁駆動装置。
【請求項４】
上記供給ポイント切換手段は、
上記コイルに、その移動方向に沿うように上記供給ポイント毎に配設された複数の引き出し端子と、
上記コイルの上記各引き出し端子に対応して設けられ、該引き出し端子と接続された切換端子を有するスイッチング手段と、
からなり、
上記スイッチング手段により、その切換端子から上記コイルの上記磁気的有効領域内の部分の引き出し端子に駆動電流（又は駆動電圧）を供給するようにしてなる
ことを特徴とする請求項２記載の電磁駆動装置。
【請求項５】
磁界に対するコイルの相対的位置関係を検出する位置検出手段を有し、
上記位置検出手段による位置検出結果に基づいて上記コイルの上記磁気的有効領域内に位置する部分を判定し、その部分に駆動電流を流すようにしてなる
ことを特徴とする請求項２、３又は４記載の電磁駆動装置。
【請求項６】
駆動電流又は駆動電圧の供給を、電流供給ポイントの変化による変動をなくすためのモーショナルフィードバック手段を用いて制御するようにした
ことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の電磁駆動装置。
【請求項７】
磁界をよぎるようにコイルを、該磁界に対して相対的に移動可能に配置し、該コイルに駆動電流を流して該コイルを磁界に対して相対的に移動させる電磁駆動装置において、
上記磁界として、複数個互いに磁気方向の異なるように隣接して配設し、
上記コイルの上記各磁界をよぎる部分に、その隣接する部分どうし駆動電流（又は駆動電圧）をその方向が互いに逆方向になるように供給するようにしてなる
ことを特徴とする電磁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁駆動装置、特に磁界をよぎるようにコイルを、該磁界に対して相対的に移動可能に配置し、該コイルに駆動電流を流して該コイルを磁界に対して相対的に移動させる電磁駆動装置、例えばスピーカ、リニアモータ等の電磁駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁駆動装置として、スピーカ、リニアモータ等、磁界内のコイルに電流を流し、磁界に対してコイルを相対的に移動させる駆動力を得るものがある。例えば、特公平７−３２５２２号公報に記載されたものが、そのようなスピーカの例であり、特許第２５２２１８４号公報、特許第２５２８９１５号公報に記載されたものが、そのようなリニアモータの例である。
【０００３】
このような電磁駆動装置は、磁界内にコイルを該磁界に対して相対的に移動可能に配置し、該コイルをそれに駆動電流を流して該磁界に対して相対的に移動させるようにされており、一般的に、駆動電流はそのコイル全体に流されるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コイルの磁界に対する相対的移動距離、ストロークを必要な長さ確保しようとすると、その分、磁界の長さを長くするか、或いはコイルの長さを長くすることが必要である。その場合、一般的に、磁界の長さを長くするよりもコイルを長くすることの方が得策である。というのは、磁界の形成には一般に永久磁石が用いられ、磁界の長さを長くするには、充分に強い磁力で着磁された部分の長さを長くする必要があるが、そのように強い磁力で着磁された部分の長い永久磁石は高価であり、また、或る程度以上の磁束密度を持った磁界を長く形成した場合、その磁界による他の部分への電磁的悪影響も生じ得るからである。
【０００５】
従って、コイルを長くすることによりコイルの磁界に対する相対的移動距離、ストロークを必要な長さ確保するようにすることが好ましいと言え、本願発明者は長い相対的移動距離、ストロークを確保するためにコイルを長くする方を選ぶこととした。
ところで、本願発明者は、そのような技術について開発を進めて行く過程で、電気的ロスの大きさが無視できないという問題があることに気がついた。その点について詳しく説明すると、次の通りである。
【０００６】
コイルを長くすることによりその移動距離、ストロークを長くしようとした場合、当然に、コイルは磁界よりも長く、一部のみが磁界内に位置し、残りは磁界外に位置することになるが、コイルにはその全部に電流が流れるように電流（又は電圧）の供給をするのが普通であり、そのようにした場合、コイルの磁界外の部分に流れた電流は磁界との相互作用に寄与せず、無駄になるから問題なのである。
即ち、コイルが磁界に対して相対的に移動する移動力が生じるのは、コイルの磁界内に位置する部分に電流が流れ、その磁界内を流れる電流と磁界とが相互に作用し合うからである。従って、コイルの磁界外にある部分を流れる電流は、その相互作用に全く寄与しない。しかし、電流が流れる以上、コイルの磁界外の部分においても銅損（ジュール熱等による損失）、鉄損（励磁等による損失）が生じてしまう。従って、無駄な電気的損失が生じるのである。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、磁界をよぎるようにコイルが該磁界に対して相対的に移動可能に配置され、該コイルに駆動電流が流されて該コイルが磁界に対して相対的に移動するようにした電磁駆動装置において、コイルに効率良く駆動電流（又は駆動電圧）を供給するようにして、無駄な電気的ロスが生じるのを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電磁駆動装置は、コイルの上記磁界をよぎる部分のみに、或いはそのよぎる部分とその両側の近傍のみに駆動電流が流れるようにしたことを特徴とする。
従って、請求項１の電磁駆動装置によれば、コイルの磁界をよぎる部分或いはその部分とその近傍のみに駆動電流が流れ、それ以外の部分に電流が流れないので、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。
依って、電気的効率を高め、同じ駆動力を得るのに必要な駆動電流を少なくすることができる。また、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を強めることができる。
【０００９】
請求項２の電磁駆動装置は、コイルがよぎる磁界内に、該磁界による所定の基準以上の磁束密度を有する磁気的有効領域が設定され、該コイルの上記磁気的有効領域をよぎる部分のみに駆動電流が流されるように駆動電流（又は駆動電圧）の供給ポイントを切り換える供給ポイント切換手段を有していることを特徴とする。
従って、請求項２の電磁駆動装置によれば、上記コイルの磁気的有効領域をよぎる部分のみに駆動電流が流され、それ以外の部分に電流が流れず、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。
依って、電気的効率を高め、同じ駆動力を得るのに必要な駆動電流を少なくすることができる。また、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を強めることができる。
【００１０】
請求項７の電磁駆動装置によれば、磁界として、複数個互いに磁気方向の異なるように隣接して配設し、コイルの上記各磁界をよぎる部分に、その隣接する部分どうし駆動電流（又は駆動電圧）の方向が逆方向になるように駆動電流（又は駆動電圧）を供給するようにしてなるので、各磁界毎に同じ方向で同じ力の駆動力が生じる。
従って、同じ駆動電流による駆動力がその磁界数倍増大する。従って、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を顕著に増大させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、基本的には、コイルの、磁界をよぎる部分或いはそのよぎる部分及び近傍のみに、又は、コイルの、磁界の磁気的有効領域をよぎる部分のみに駆動電流が流れるようにしたものであり、コイルの駆動電流が流れる領域が切り換わるように供給ポイントを切り換えるのである。コイルの磁界をよぎる部分のみに電流を流すようにしても良いが、コイルの磁界をよぎる部分とその両側の近傍にも流れすようにしても良い。磁界をよぎる部分の両側の近傍にも電流が流れるようにした場合、若干無駄な電気的ロスが生じるが、その反面において駆動電流（又は駆動電圧）の供給ポイントの変化による変動が軽減されるという利点があるからである。
【００１２】
上記コイルの上記供給ポイントを切り換える供給ポイント切換手段としては、第１に、コイルには複数のタップをその長手方向に沿って配設し、磁界形成側（例えば永久磁石側）には一対のブラシを上記タップと接触可能に形成し、ブラシとそれに接するタップを通じてコイルの一部分に電流が流れるようにしたものが挙げられる。
第２に、コイルに、その移動方向に沿うように複数の引き出し端子を配設し、更に、該コイルの上記各引き出し端子と接続されたスイッチング手段（スイッチング回路）を設け、該スイッチング手段により、その切換端子から上記コイルの上記磁気的有効領域内の部分の引き出し端子に駆動電流（又は駆動電圧）を供給するようにしたものが挙げられる。
【００１３】
コイルの磁界をよぎる部分のみに、或いは磁気的有効領域をよぎる部分等のみに駆動電流（又は駆動電圧）を供給する前提として、現在、コイルが磁界に対してどのような相対的位置関係にあるかを検出する位置検出手段があることが好ましい。
その位置検出手段の典型例としてフォトカプラを用いたものが挙げられ、その第１の例として、例えばコイル側に、該コイルの長手方向に沿って例えば幅等が異なる位置検出用シャッターを設け、一方、磁界形成側には、該位置検出用シャッターを挟むようにフォトカプラを設けたものが挙げられる。この位置検出手段は、該位置検出用シャッターがフォトカプラの発光部・受光部間を遮る部分の例えば幅の違いによって光路を遮る面積が異なり、延いては受光部の受光量が異なることを利用してその受光部の受光量によって位置を判定するようになっている。
【００１４】
また、シャッターとして、円筒体の軸方向に沿う３本以上の列上に複数の検出光通過孔を等間隔で、且つ、隣接列の検出光通過孔配置位置が互いに所定量ずつずれるように配設したものを用い、各列毎にその列を挟むようにフォトカプラを配置するようにしても良い。
このタイプの位置検出手段の場合、例えば３個あるフォトカプラの出力パルスを検出し、その３個のフォトカプラ（第１のフォトカプラ、第２のフォトカプラ、第３のフォトカプラ）における、光を検出するフォトカプラの順序が、第１、第２、第３、第１、・・・なのか、第３、第２、第１、第３、・・・なのかを検出し、それによりコイルの移動方向を判定し、各フォトカプラ或いは特定のフォトカプラの出力パルスのパルス数をカウントすることにより移動量を判定するのである。
尚、シャッターを、円筒状にするのではなく、矩形平板状にし、上述したと同様に、検出光通過孔を形成するようにしても良い。
【００１５】
また、シャッターとして、コイルの移動ストロークの範囲内において１ポイントにおいてのみ光の通過を許容する検出光通過孔を配置したものを、或いは、１ポイントにおいてのみ光を遮断する部分を有するものを、用いるようにしても良い。この場合には、多数のフォトカプラを、コイルの移動方向に沿ってストローク全域に渡って配置する必要がある。
上記各例においては、フォトカプラを用いていたが、フォトカプラに代えてホール素子を用いるようにしても良い等、位置検出ができればどのような手段を用いても良い。
【００１６】
ところで、コイルの電流供給ポイントの変化によって駆動電流が変動するおそれがあるので、駆動電流（又は駆動電圧）の供給を、モーショナルフィードバック手段を介して制御するようにするようにすると良い。
尚、電磁駆動装置には、磁界が、換言すれば磁界形成部材（例えば、永久磁石）側が固定で、コイルが移動する態様と、その逆に、コイルが固定で、磁界形成部材側が移動する態様があり得るが、本発明はどの態様のものにも実施することができる。
また、本発明は、スピーカ、リニアモータ等、磁界をよぎるようにコイルが該磁界に対して相対的に移動可能に配置され、該コイルに駆動電流を流して該コイルを磁界に対して相対的に移動させる電磁駆動装置一般に適用することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明電磁駆動装置をスピーカに適用した第１の実施例を示すもので、（Ａ）はスピーカ（電磁駆動装置）の縦断面図、（Ｂ）は基本的原理説明図である。
先ず、図１（Ａ）を参照してスピーカの説明をする。図面において、２はスピーカ、４はその円板状の下部プレートで、例えば鉄等の磁性材料からなる。
【００１８】
６は該下部プレート４の上面の中央部に一体に形成されたセンターポール（中央の柱状部。ヨークとして機能する。）、８は上記下部プレート４の上面周辺部に、上記センターポール６をそれと離間して囲繞するように設けられたリング状マグネット、１０は該リング状マグネット８の上面上に設けられたリング状の上部プレートで、上記リング状マグネット８の内径よりも小さい内径を有し、内端部がリング状マグネット８の内面より内側に突出しており、その内周面と上記センターポール６との間には、後述するボイスコイル保持筒（１２）及びその外周面に設けられたボイルコイル（１４）並びにブラシ（２０ａ、２０ｂ）が入る間隙が存在するようにされている。
【００１９】
そして、この上部プレート１０の内周面と、上記センターポール（ヨーク）６との間に上記リング状マグネット８による磁界が生じるのである。１２はボイスコイル保持筒で、上記センターポール６に外嵌状に遊嵌されており、センターポール６の軸方向に移動可能である。１４は該ボイスコイル保持筒１２に外嵌状に固定されたボイスコイルであり、図１（Ａ）では図示しないが、タップ（Ｔ０〜Ｔｎ  但し、ｎ：正の整数）が多数個コイル１４の軸方向に沿って配設されている。この点については、後で図１（Ｂ）を参照して説明する。
【００２０】
１６はコーン状の振動版で、下端が上記ボイスコイル保持筒１２に一体に固定されている。１８はフレームで、下端部が上記上部プレート１０の上面に固定されており、上端部には上記振動板１６の上部のエッジが固定され、主として該振動板１６を保持する役割を果たす。
２０ａ、２０ｂは上記上部プレート１０の内周面の上部及び下部に設けられたブラシであり、従って、該ブラシ２０ａと２０ｂとの間隔は上部プレート１０の厚みと略同じであり、また、上記マグネット８により、上部プレート１０の内周面からと上記センターポール６との間に形成される磁界の上下方向（コイルの移動方向）における長さである。
【００２１】
本実施例においては、上部プレート１０の内周面の上部及び下部との間が磁気的有効領域として設定されており、その上部プレート１０の内周面の上部には一方のブラシ２０ａが、下部には他方のブラシ２０ｂとの間が設けられている。
尚、上部プレート１０の内周面の上部から稍上に離間した位置にブラシ２０ａを、下部から稍下に離間した位置にブラシ２０ｂを配置するようにし、ブラシ２０ａ・２０ｂ間の距離を磁界の上下方向における長さよりも適宜長くするようにしても良い。というのは、そのようにすると、磁界をよぎる部分の両側の近傍にも電流が流れるようにできるので、若干無駄な電気的ロスが生じることになるが、その反面において駆動電流（又は駆動電圧）の供給ポイントの変化による変動が軽減されるという利点があるからである。
【００２２】
また、逆に磁気的有効領域といえるための基準磁束密度を強めに設定し、上部プレート１０の内周面の上部から稍下寄りのところにブラシ２０ａを、下部から稍上に寄った位置にブラシ２０ｂを配置するようにし、無駄な電気的ロスをより完全になくすようにしても良い。
このように、磁気的有効領域といえるための基準磁束密度は任意に設定できる。
【００２３】
次に、本発明の原理を図１（Ｂ）を参照して説明する。
上記ボイスコイル１４は、図１（Ａ）では図示しなかったが、図１（Ｂ）に示すように、その長手方向に沿ってタップＴ０〜Ｔｎ（ｎ：正の整数。尚、図１（Ｂ）ではｎが１２になっているが、これは飽くまで一例であり、実際はこれよりも例えば大きい。）が等間隔で配設されている。これは、一つのボイスコイル１４を各タップＴにて実質的に分割したことに他ならない。そこで、ボイスコイル１４の各隣接タップＴ・Ｔ間に存在する分割コイル部分に、符号としてＬ１、Ｌ２、・・・を付した。各分割コイル部分Ｌ１、Ｌ２、・・・は互いに同じ巻数、特性を有する。
【００２４】
そして、ボイルコイル１４は、そのタップＴに上記ブラシ２０ａ、２０ｂが接触し、該ブラシ２０ａ、２０ｂ及びそれと接するタップＴ、Ｔを通じてそのボイスコイル１４のそのブラシ２０ａ・２０ｂと接するタップＴ・Ｔ間の分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌが駆動電流（本実施例では、音声出力電流）ｉ［又は駆動電圧（本実施例では、音声出力電圧）］の供給を受け、その駆動電流によりボイスコイル１４が移動する。
尚、図１（Ｂ）では各ブラシ２０ａ、２０ｂは一つのタップに接触した後、隣りのタップに接触するまでにどのタップとも接触してない状態があるかのように示したが、実際は、スパーク防止のために、常にいずれかのタップに接触するようにされている。これは、ブラシを使用した各種発電機、電動機では周知の確立された技術である。
【００２５】
図１（Ｂ）の左側の図は、ボイスコイル１４が比較的上昇した状態を示し、中央の図は、駆動電流ｉによりそのボイスコイル１４が稍下降した状態を示し、右側の図は、その駆動電流ｉによりそのボイスコイル１４が更に下降した状態を示す。
【００２６】
この図から明らかなように、スピーカ２の動作中、ボイスコイル１４は、常に、ブラシ２０ａ、２０ｂからそのブラシ２０ａ、２０ｂと接するタップＴ、Ｔを通じてそのタップＴ・Ｔ間の分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌにのみ駆動電流ｉが流れる。
例えば、図１（Ｂ）の左の図に示す状態のときには、分割コイル部分Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６にのみ、中央の図に示す状態のときには、分割コイル部分Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８にのみ、右の図に示す状態のときには、分割コイル部分Ｌ９、Ｌ１０、Ｌ１１にのみ駆動電流ｉが流れる。
【００２７】
このブラシ２０ａ、２０ｂは上述したように磁界の磁気的有効領域として設定された領域の上端及び下端に位置されている。
従って、ボイスコイル１４は常にコイルの磁界をよぎる部分或いはその磁気的有効領域として設定された領域内に或る部分のみに駆動電流ｉが流れることになり、それ以外の部分（換言すれば、流れても電磁的駆動力の発生に寄与しない部分）には駆動電流ｉが流れず、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。
依って、電気的効率を高め、同じ駆動力を得るのに必要な駆動電流を少なくすることができる。また、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を強めることができる。
【００２８】
ちなみに、従来と比較してどの程度電気的ロスがなくなるかについて考察すると次の通りである。
磁界のボイスコイル１４の移動方向における長さをＬｍ、ボイスコイル１４の長さをＬｃとすると、従来は駆動電流ｉがＬｃ全体に渡って流れるようにされており、そのうちの有効に作用する部分はＬｍなので、電気的効率は概ねＬｍ／Ｌｃといえ、（Ｌｃ−Ｌｍ）／Ｌｃが無駄な電流のロス率となっていたのであるが、本実施例によればその無駄なロスが一切なくなるのである。
【００２９】
尚、図２はモーショナルフィードバック回路で、例えば図１に示す電磁駆動装置に付加するようにしても良い。その場合、例えば振動系等の位置、速度、加速度或いは音等を検出するセンサを設けることが必要である。
該モーショナルフィードバック回路は、駆動電流ｉ（又は駆動電圧）の供給ポイントの変動による電気的効率の変動を軽減するためのものであり、Ａはアンプ等で、その非反転入力端子に音声信号を受ける。Ｂはボイスコイル１４のブラシ２０ａ、２０ｂにそれとタップＴ、Ｔを通じて接続された分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌである［図４（Ｂ）参照］。Ｃは位置、速度、加速度或いは音等を検出する上記センサで、その検出結果により上記アンプＡへ負帰還をかける。また、通常、センサの特性、ＭＦＢの量、音質等を最適化するため、及び発振阻止のために、レベル、周波数特性（Ｆ特）、位相等を変化させる加工部Ｄを持つ。上記センサＣの検出結果は該加工部Ｄに入力され、該加工部Ｄの出力が上記アンプＡの反転入力端子に印加される。
【００３０】
図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明電磁駆動装置の第２の実施例２ａを示すもので、図３（Ａ）は断面図、（Ｂ）は要部拡大断面図、（Ｃ）はスイッチング回路の回路図、図４（Ａ）は位置検出用シャッターの正面図、（Ｂ）は位置検出回路の回路図である。
本実施例２ａは、図１に示す実施例とは、ボイスコイルが位置固定され、磁界（マグネット）側が可動するという点と、ボイスコイルへの駆動電流（又は駆動電圧）の供給はスイッチング回路により為されるという点と、磁界のボイスコイルに対する位置を検出する位置検出手段を必要とし、その位置検出結果に基づいてボイスコイルの駆動電流を流す分割コイル部分を切り換えるという点で、相違している。
【００３１】
図３において、３０は例えばアルミニウム等の非磁性体からなる台、３２は該台３０の中央部に形成された凹部、３４は該凹部３２の中央部に突出形成された、例えば鉄等の磁性体からなるセンターポールで、台３０の上面よりも相当に高く形成されている。３６は該センターポール３４に外嵌状に固定されたボイスコイルである。
３８はコーン状の振動板、４０は該振動板３８の下部の筒状部分に内嵌状に固定されたリング状のマグネットで、このマグネット４０の磁力により磁界が形成され、その磁界がボイルコイル３６の一部によってよぎられた状態になる。そして、振動板３８が動くと、それに伴って磁界が動くので、相対的にボイスコイル３６の磁界をよぎる部分が移動することになる。４２はそのマグネット４０の磁力による磁力線を示す。
【００３２】
４４は上記振動板３８にそこから下方に延びるように固定された位置検出用シャッターで、図４（Ａ）に示すように、幅が、上から下方向に従って狭くなるように形成されている。ＬＥＤはフォトカプラの発光ダイオード、ＰＤはそのフォトカプラの受光ダイオードで、上記位置検出用シャッター４４の通るところを挟んで対向するように配置されている。
位置検出用シャッター４４は、幅が上から下へ行くに従って狭くなっており（逆に、上から下に行くに従って広くなるようにすることもできる。）、フォトカプラの発光ダイオードＬＥＤ・受光ダイオードＰＤ間を遮る位置により光を遮る量が変化する。従って、フォトカプラの受光ダイオードＰＤの出力が、位置検出用シャッター４４の高さ、そしてマグネット３６の高さに応じて変化する。従って、受光ダイオードＰＤの出力から位置検出用シャッター４４の高さ、そしてマグネット３６の高さを判定することができるのである。
【００３３】
図４（Ｂ）は上記受光ダイオードＰＤの出力を処理して位置検出する位置検出回路の回路構成を示している。
該位置検出回路においては、＋Ｂ電源端子と、アースとの間に負荷抵抗ＲＬと上記フォトカプラの受光ダイオードＰＤによる直列回路が接続され、その負荷抵抗ＲＬと受光ダイオードＰＤとの接続部がアンプＡの入力端子に接続されており、受光ダイオードＰＤの受光量が多くなる程、換言すると、受光ダイオードＰＤを流れる電流が大きくなる程その接続部の電位が低くなる。
【００３４】
また、上記＋Ｂ電源端子とアースとの間には、分圧用抵抗Ｒ１〜Ｒｍ（：正の整数）を直列に接続した電圧分圧回路も接続されており、該電圧分圧回路により、異なる値のｍ種の比較用電圧がつくられる。そして、その比較用電圧に対応して比較器ＣＯＭ１〜ＣＯＭｍが設けられ、該各比較器ＣＯＭ１〜ＣＯＭｍにおいて、自己と対応する比較用電圧と、上記アンプＡの出力電圧（受光ダイオードＰＤの出力を増幅したもの）との比較を行う。
【００３５】
従って、どの比較器ＣＯＭから比較出力が発生したかによって、位置検出ができるのである。具体的には、受光ダイオードＰＤの受光量が最も少ないときには、全部の比較器ＣＯＭ１〜ＣＯＭｍから比較出力が発生し、受光ダイオードＰＤの受光量が多くなるほど、上位［図４（Ｂ）における上］の比較器ＣＯＭから順に出力が発生しなくなり、最も受光量が多くなると、全比較器ＣＯＭ１〜ＣＯＭｍから出力がでない状態になる。
尚、図４（Ｂ）に示した位置検出回路は飽くまで一例であり、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３６】
このように、そのフォトカプラの受光ダイオードＰＤの出力の大きさを図４（Ｂ）に示した位置検出回路の出力により判定することができる。従って、該位置検出回路により、マグネット４０のボイスコイル３６に対する高さを位置検出することができ、延いては、ボイスコイル３６のマグネット４０による磁界をよぎる部分がどこにあるかを検出することができる。そして、その検出結果に基づいてボイスコイル３６のどの分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌに駆動電流（又は駆動電圧）を供給するかを判断するのである。
【００３７】
上記ボイスコイル３６は、図３（Ｃ）に示すように、所定間隔で引き出し端子Ｔａ、Ｔａ、・・・が設定されることによって複数の分割コイル部分Ｌ１〜Ｌｎに分割され、各分割点、即ち上記引き出し端子Ｔａ、Ｔａ、・・・が例えば半導体からなるスイッチング回路５２に接続されている。
本実施例においては、上記フォトカプラ４８の出力に基づいて、上記ボイスコイル３６のどの分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌが磁界内に位置しているかを検出し、その分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌに駆動電流ｉが流れるように、スイッチング回路５２により駆動電流ｉ（又は駆動電圧）の供給ポイントを切り換える。Ｔｂ、Ｔｂ、・・・はスイッチング回路５２の切換端子、Ｔｃ、Ｔｃは共通端子であり、該共通端子Ｔｃ、Ｔｃから駆動電流ｉ（又は駆動電圧）が供給され、その駆動電流ｉ（又は駆動電圧）はその切換端子Ｔｂ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｔｂ及び該切換端子Ｔｂ、Ｔｂ、Ｔｂ、Ｔｂと接続されたボイスコイル３６の引き出し端子Ｔａ、Ｔａ、Ｔａ、Ｔａを通じて分割コイル部分Ｌ、Ｌ、Ｌに供給される。
【００３８】
本実施例によっても、図１に示す第１の実施例と同様の効果を得ることができる。即ち、ボイスコイル３６は常にマグネット４０による磁界をよぎる部分或いはその磁気的有効領域として設定された領域内に在る部分のみに駆動電流ｉが流され、それ以外の部分（換言すれば、流れても電磁的駆動力の発生に寄与しない部分）には駆動電流ｉが流れず、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。
依って、電気的効率を高め、同じ駆動力を得るのに必要な駆動電流を少なくすることができる。また、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を強めることができる。
尚、本実施例においても図２に示すＭＦＢ回路を付加して駆動電流ｉの供給ポイントの変動による電気的効率の変動を軽減するようにすることができる。
【００３９】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は図３の電磁駆動装置に用いられた位置検出手段とは別の位置検出手段の例を説明するものであり、（Ａ）は筒状の位置検出用シャッター４４ａを展開した展開図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は移動方向検出原理説明図である。
マグネット４０（図３参照。図５では図示しない。）に固定された位置検出用シャッター４４ａは、その移動方向（これはとりもなおさずマグネット４０の移動方向である。）に沿う３列（３列には限定されず、３列以上であれば例えば４列でも、５列でも、或いはそれ以上でも良い。）に検出光通過孔４６、４６、・・・を等間隔で、且つ、隣接列の検出光通過孔の配置位置が互いに所定量ずつずれるように配設されている。
【００４０】
そして、その筒状の位置検出用シャッター４４ａの各検出光通過孔配置列に対応してフォトカプラＬＥＤ（発光ダイオード）、ＰＤ（受光ダイオード）を同じ高さに（移動方向における位置が同じになるように）配置している。ＬＥＤ１、ＰＤ１は、第１列に対応し、ＬＥＤ２、ＰＤ２は第２列に対応し、ＬＥＤ３、ＰＤ３は、第３列に対応するフォトカプラの発光部、受光部である。
このような位置検出手段においては、位置検出用シャッター４４ａが例えば上昇すれば、図４（Ｃ）において実線の矢印で示すようにＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ！、・・・の順で受光する。また、位置検出用シャッター４４ａが下降すれば、破線の矢印で示すようにＰＤ３、ＰＤ２、ＰＤ１、ＰＤ３、ＰＤ２、ＰＤ１、・・・の順で受光する。従って、各受光ダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の出力の順序を検出することにより位置検出用シャッター４４ａの移動方向を、各受光ダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３（又はいずれか一つ受光ダイオードＰＤ）の出力パルス数をカウントすることにより移動量を判定することができる。
【００４１】
尚、本実施例において、シャッター４４ａを筒状にするのではなく、図５（Ａ）に示すように板状のままにし、そのシャッター４４ａの一方の側にＬＥＤ１〜３を、他方の側に受光ダイオードＰＤ１、２、３を配置するようにしても良い。
【００４２】
図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｂ’）は、位置検出手段の更に別の例を説明するものであり、図６に示すものは、シャッターを挟んでフォトカプラＬＥＤ、ＰＤを多数個シャッターの移動方向に沿って配設したものであり、（Ａ）に示すものは、１個の検出光通過孔４６ａを有するシャッター４４ｂを用いたものの縦断面図である。本位置検出手段は上記検出孔通過孔４６ａと位置整合したフォトカプラの受光ダイオードＰＤが受光し、出力を発するので、どのフォトカプラの受光ダイオードＰＤが受光するかによってシャッター４４ｂの位置を検出することができる。
【００４３】
図６（Ｂ）、（Ｂ’）に示したものは、一部にフォトカプラの発光ダイオードＬＥＤ・受光ダイオードＰＤ間を遮る突片４８を有するものをシャッター４４ｃとして用い、その突片４８によってどのフォトカプラが発光ダイオードＬＥＤ・受光ダイオードＰＤ間を遮られるかを検出し、それによってシャッター４４ｃの位置を検出するものである。
ところで、上記各位置検出手段においては、フォトカプラが使用されていたが、それに代えて例えばホール素子の如き他の検出手段を用いるようにしても良いこというまでもない。
このように、位置検出手段には種々のものがあり得る。勿論、これ以外の位置検出手段を用いるようにしても良いことはいうまでもない。
【００４４】
図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明電磁駆動装置の第３の実施例の各別の例２ｂ、２ｃの要部を示す構成図であり、（Ａ）は磁界側が固定で、コイルが移動するタイプの例２ｂを示し、（Ｂ）はその逆のコイル側が固定で磁界側が移動するタイプの例２ｃを示す。
本実施例２ｂ、２ｃは、互いに磁力線の向きが逆の複数の磁界を移動方向に沿って併設し、併設された複数の磁界に同じ駆動電流ｉが互いに逆の向きに流れるようにしたものである。それにより同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を顕著に増大（約２倍）することができる。
【００４５】
即ち、前記各実施例２は、一つの磁界を形成し、相対的にコイルがその磁界をよぎるようにし、基本的にそのよぎる部分或いはその近傍に駆動電流ｉが流れるようにしていた。従って、同じ駆動電流ｉによって得ることのできる駆動力は増大するのに限界があったのである。
それに対して、本実施例２ｂ、２ｃはその限界を超えて駆動力を増大させるようにしたものである。
【００４６】
図７（Ａ）、（Ｂ）において、６０ａ、６０ｂは互いに向きの異なる二つの磁界６２ａ、６２ｂを並んで形成するマグネットである。図において、一方の磁界６２ａを一方向の斜めのハッチングを施し、他方の磁界６２を該一方向と直交する方向の斜めのハッチングを施した。６４はコイル（ボイスコイルとは限らない。）で、二つの磁界６２ａ、６２ｂをよぎるように配置されている。該マグネット６０ａ、６０ｂとコイル６４のいずれか一方が固定され、他方がその一方に対して移動可能である。６６はコイル６４を挟んでマグネット６０ａ、６０ｂの反対側に設けた磁性体で、マグネット６０ａ、６０ｂによる磁界６２ａ、６２ｂの磁束密度を高める役割を果たす。
【００４７】
尚、図７（Ａ）に示すもの２ｂは、コイル６４が移動するので、磁性体６６はマグネット６０ａ、６０ｂと対応する部分に固定されており、当然にコイル６４とは間隙をおいて設ける必要がある。しかし、その長さはそのマグネット６０ａ、６０ｂと同程度の長さで良い。
それに対して、図７（Ｂ）に示すもの２ｃは、マグネット６０ａ、６０ｂが移動し、コイル６４が固定なので、磁性体６６はコイル６４と一体に形成しても良く、磁性体６６・コイル６４間に間隙は設ける必要はない。しかし、その磁性体６６の長さはコイル６４と同程度にする必要がある。
【００４８】
本実施例２ｂ、２ｃにおいても、図１或いは図３に示した第１、第２の実施例と同様に、コイル６４は複数の分割コイル部分Ｌ１〜Ｌｎに分割されており、その分割コイル部分の選択したものに駆動電流ｉ（又は駆動電圧）を供給することができる。しかも、上記第１、第２の実施例とは異なり、隣接する複数の磁界６２ａ、６２ｂをよぎる複数の部分に互いに逆方向の駆動電流ｉ（又は駆動電圧）を供給することができる。従って、その磁界６２ａ、６２ｂと、それをよぎる複数の部分とには同じ方向の駆動力が生じ、その駆動力は２倍になる。
従って、同じ駆動電流ｉに対して得られる駆動力は２倍になる。更に、マグネットの数を増やし、それによって磁界の数を増やすと、その分駆動力は増え、同じ駆動電流ｉで得られる駆動力を２倍、３倍、４倍と増やすことができる。
上記第１、上記第２の実施例は本発明をスピーカに適用したものであるが、本実施例はスピーカに適用できるし、リニアモータにも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の電磁駆動装置によれば、コイルの磁界をよぎる部分或いはその部分とその近傍のみに駆動電流が流され、それ以外の部分に電流が流されないので、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。
依って、電気的効率を高め、同じ駆動力を得るのに必要な駆動電流を少なくすることができる。また、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を強めることができる。
【００５０】
請求項２の電磁駆動装置によれば、コイルの磁気的有効領域をよぎる部分のみに駆動電流が流され、それ以外の部分に電流が流されないので、該部分にて無駄な電気的ロスが生じるおそれがない。
依って、電気的効率を高め、同じ駆動力を得るのに必要な駆動電流を少なくすることができる。また、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を強めることができる。
【００５１】
請求項３の電磁駆動装置によれば、発電機、電動機等において確立したコイルのタップと、ブラシとの接触により電流又は電圧の供給ポイントの切換を為し得るので、信頼度の高い供給ポイント切換手段を得ることができる。
請求項４の電磁駆動装置によれば、供給ポイント切換をスイッチング回路により行うので、簡単に供給ポイント切換手段を構成することができる。
【００５２】
請求項５の電磁駆動装置によれば、磁界に対するコイルの相対的位置を検出する位置検出手段により検出するので、上記コイルの上記磁気的有効領域内に位置する部分を的確に判定することができ、延いては、その部分のみに駆動電流が流れるようにすることができる。
【００５３】
請求項６の電磁駆動装置によれば、駆動電流或いは駆動電圧の供給を、供給ポイントの変化による電流効率の変動をなくすためのモーショナルフィードバック手段を介して制御するようにしたので、供給ポイント切換による電流効率の変動を抑止し、動作の安定性を高めることができる。
【００５４】
請求項７の電磁駆動装置によれば、磁界として、複数個互いに磁気方向の異なるように隣接して配設し、コイルの上記各磁界をよぎる部分に、その隣接する部分どうし供給電流（又は供給電圧）の方向が逆方向になるように駆動するようにしてなるので、各磁界毎に同じ方向で同じ力の駆動力が生じるようにできる。
従って、同じ電流による駆動力がその磁界の数倍増大し、同じ駆動電流で得ることのできる駆動力を顕著に増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明電磁駆動装置をスピーカに適用した第１の実施例を示すもので、（Ａ）はスピーカ（電磁駆動装置）の縦断面図、（Ｂ）は基本的原理説明図である。
【図２】上記実施例に付加され得るＭＦＢ回路の一例を示す回路ブロック図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明電磁駆動装置の第２の実施例を示すもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は要部拡大断面図、（Ｃ）はスイッチング回路である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は上記第２の実施例の位置検出用シャッターの正面図、（Ｂ）は位置検出回路の回路図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は位置検出手段の別の例を説明するためのもので、（Ａ）は位置検出用シャッターの展開図、（Ｂ）は位置検出用シャッターの平面図、（Ｃ）は移動方向の検出原理の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｂ’）は位置検出手段の更に別の例を説明するためのもので、（Ａ）は、１個の検出光通過孔を有するシャッターを用いたものの縦断面図、（Ｂ）は１個の検出光遮断用突辺を有するシャッターを用いたものの縦断面図、（Ｂ’）は（Ｂ）の断面と９０度異なる面で切断した断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は本発明電磁駆動装置の第３の実施例の各別の例の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ・・・電磁駆動装置（第１〜３の実施例）、
８・・・マグネット、１４・・・コイル（ボイスコイル）、
２０ａ、２０ｂ・・・ブラシ、Ｔ０〜Ｔｎ・・・タップ、
Ｌ１〜Ｌｎ・・・分割コイル部分、Ｔａ・・・引き出し端子、
３６・・・コイル（ボイスコイル）、４０・・・マグネット、
４４、４４ａ、４４ｂ・・・位置検出用シャッター、４６・・・検出光通過孔、
５２・・・スイッチング手段（スイッチング回路）、
６０ａ、６０ｂ・・・マグネット、６２ａ、６２ｂ・・・磁界、
６４・・・コイル、ｉ・・・駆動電流、
ＬＥＤ・・・フォトカプラの発光部（発光ダイオード）、
ＰＤ・・・フォトカプラの受光部（受光ダイオード）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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