(57)【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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るスピーカの断面図である。
【図２】図１に示す磁気回路の要部説明図である。
【図３】第１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る。
【図４】本発明の第２実施例に係るスピーカの断面図である。
【図５】図４に示す磁気回路の要部説明図である。
【図６】スピーカの磁気回路の一例を示す要部説明図である。
【図７】従来例に係るスピーカの断面図である。
【符号の説明】
１  ヨーク
４  主マグネット
５  ボイスコイル
６  環状内壁部
７  環状外壁部
８  底部プレート
９  ボビン
１０  振動板
１１  フレーム
１４，１７  補助マグネット
１５  上部プレート
１６  中間プレート
Ｇ１  上部磁気ギャップ
Ｇ２  下部磁気ギャップ
【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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