(57)【要約】【課題】円球状磁極ヨークを用いたマグネットを使用することにより高音質・高効率を得ることのできる内磁型ピーカを提供する。【解決手段】センター磁石、センターポールピース及び磁極ヨークからなるマグネットと、磁気ヨークに取付けられた枠体と、該枠体に取付けたフレームと、前記センターポールピースと磁気ヨーク間の磁気ギャップに移動可能に配置したボイスコイルを巻回したボイスコイルボビンと、該ボイスコイルボビンに結合したコーン振動板と、該コーン振動板とフレーム間に配したダンパーとを備えるスピーカにおいて、上記磁極ヨークをフリーエアーの磁力線に沿ったＲ曲線に近似せしめた円球状磁極ヨークで構成することにより、磁路中に直線部分をなくし漏洩磁束を１％以下に抑え、音声再生の磁気ギャップ部に最大磁束を供給可能とした優れた作用効果を奏せしめることが出来る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石、センターポールピース及び磁極ヨークからなるマグネットと、磁気ヨークに取付けられた枠体と、該枠体に取付けたフレームと、前記センターポールピースと磁気ヨーク間の磁気ギャップに移動可能に配置したボイスコイルを巻回したボイスコイルボビンと、該ボイスコイルボビンに結合したコーン振動板と、該コーン振動板とフレーム間に配したダンパーとを備えるスピーカにおいて、
上記磁極ヨークをフリーエアーの磁力線に沿ったＲ曲線に近似せしめた円球状磁極ヨークで構成したことを特徴とする内磁型スピーカ。
【請求項２】
上記ボイスコイルを巻回するボイスコイルボビン及び該ボイスコイルボビンに結合されるコーン振動板を和紙にて形成したことを特徴とする請求項１記載の内磁型スピーカ。
【請求項３】
上記ボイスコイルを巻回するボイスコイルボビンをガンビ和紙で構成し、該ボイスコイルボビンに結合されるコーン振動板をコーゾ和紙にて形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の内磁型スピーカ。
【請求項４】
上記コーン振動板に和紙製のサブコーン及びドーム状ダイアフラムを結合してフルレンジの音域を再生可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の内磁型スピーカ。
【請求項５】
上記サブコーンをコーゾ和紙で構成し、上記ドーム状ダイアフラムを純金製薄板で形成したことを特徴とする請求項４記載の内磁型スピーカ。
【請求項６】
上記ドーム状ダイアフラムを錫製薄板で形成したことを特徴とする請求項４記載の内磁型スピーカ。
【請求項７】
上記ドーム状ダイアフラムをアルミニウム薄板で形成したことを特徴とする請求項４記載の内磁型スピーカ。
【請求項８】
上記ボイスコイルを、真四角線をボイスコイルボビンに巻回して形成したことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の内磁型スピーカ。
【請求項９】
上記磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項１乃至8の何れか１項に記載の内磁型スピーカ。
【請求項１０】
上記磁石が励磁型磁石であることを特徴とする請求項１乃至8の何れか１項に記載の内磁型スピーカ。
【請求項１１】
磁石、センターポールピース、磁極ヨーク及びトッププレートからなるスピーカ用マグネットにおいて、
磁極ヨークをフリー・エアの磁力線に沿ったR曲線とした円球状磁極ヨークで構成したことを特徴とする内磁型スピーカ用マグネット。
【請求項１２】
上記円球状磁極ヨークを、ポールピースと、上半球部と及び下半球部とで構成したことを特徴とする請求項１１記載の内磁型スピーカ用マグネット。
【請求項１３】
上記磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の内磁型スピーカ用マグネット。
【請求項１４】
上記磁石が励磁型磁石であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の内磁型スピーカ用マグネット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ及びスピーカ用マグネットに関し、さらに詳細には、円球状磁極ヨークを備えたマグネットと軽量振動板との組み合わせによって低入力、高音声出力を可能とした円球構造を採用した内磁型スピーカ及び内磁型スピーカ用マグネットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可聴周波数のスピーカとして、再生音の高効率化、高忠実度化を図る目的のために、マグネット、振動板等の構成に幾多の改良がなされてきたが、基本的には、マグネットを用いた磁気回路中で振動板に連結されたボイスコイルに音声信号電流を流すことにより振動板を振動させ、再生音を得る構成に変りはないものの、上記再生音の高効率化、高忠実度化の目的を達成するためには、スピーカの各構成素子のより良い素材の開発が重要な課題の一つであった。
【０００３】
最も一般的に、音楽再生、音声再生等において使用されているスピーカは、コーン状に成形した振動板をボイスコイルと永久磁石を採用したマグネットとを用いて振動させる型式のもので、高出力、高忠実度で音声の再生が可能なスピーカを得るためには、高磁束密度が必要とされることから、従来、高磁束密度が得られる強力な永久磁石の開発に多くの努力が払われてきた。しかしながら、再生音の高効率化、高忠実度化の目的の達成のために、未だ満足出来るほどの高磁束密度が得られるスピーカ用マグネットは実現されないでいる。
【０００４】
図１は、従来型のマグネットを使用したムービングコイル型スピーカの一例を示すもので、このスピーカ装置１００は、ポール磁極ヨーク１０６の上部に環状マグネット１０４が配置され、この環状マグネット１０４の上部に環状プレート１０５が配置されて磁気回路１０７が形成されている。
【０００５】
磁気回路１０７の磁気ギャップ１０７ａには、コーン状振動板１０１の中央孔に固着されているボイスコイルボビン１０３の端部に巻回されたボイスコイル１０２が配置されている。また、中央孔部分にはキャップ１１３が設けられ、コーン状振動板１０１の外周部はエッジ１０８がを介してフレーム１１２の外周部に固着されている。
【０００６】
また、コーン状振動板１０１の中央部は、ダンパ１０９を介してフレーム１１２に支持されている。これにより、コーン状振動板１０１、ボイスコイル１０２およびボイスコイルボビン１０３が一体となってスピーカ装置１００の中心軸Ｘ方向に振動するように構成されている。
【０００７】
ボイスコイル１０２には、フレーム１１２に設けられた入力端子１１０に印加される駆動信号がリード線１１１を介して供給されることにより、ボイスコイル１０２が駆動信号に応じて磁束を発生し、磁気回路１０７の磁気ギャップ１０７ａの磁界との相互作用によって電磁駆動力を受け、これにより、コーン状振動体１０１がスピーカ装置１００の中心軸Ｘ方向に振動し、入力された駆動信号に応じた音声が再生される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題としては、従来技術において得ることの出来なかった高磁束密度を、磁極ヨークに円球構造を採用し、磁極ヨークを通る磁路を改良することにより実現し、かかる磁極ヨークの改良により得た小型で漏洩磁束の少ない強力なマグネットをスピーカに適用する点にある。従来技術によるスピーカ用マグネットでは、トッププレートの断面形状やヨーク側面部分の断面形状が直線的で接合、折り曲げ部分で磁気抵抗が劣化し、リーケージ・フラックスが比較的多く、内磁型マグネットは、いわゆるポット状のヨークでしか実現されていない。また、従来技術では磁束密度を上げるためマグネットの大型化は免れず、使用に際して重量、容積等種々の問題が生じていた。
【０００９】
一方、初期のスピーカでは励磁型のマグネットを採用したものがラジオ、レコードプレーヤ等の音響機器に採用されていたが、強力な永久磁石の開発に伴って、殆どの励磁型スピーカは姿を消していった。しかし、最近になって重量と容積の巨大化を招くことなく、強力なスピーカマグネットを得るために、励磁型マグネットが見直され、超電導コイルを励磁コイルとして採用して高磁束密度を得るようにしたスピーカも開発されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる内磁型マグネットでは、内磁型のマグネットに新たな知見に基づき、従来のポット状のヨークとの差別化をはかるため、磁気回路の断面形状を直線系ポット状のヨークからＲ曲線で構成した円球状磁極ヨークへ変更し、磁気抵抗が低くなるように配慮し、最適な形状として、フリー・エアの磁力線に近似する自然で無理のない高効率磁気回路を構成することにより従来装置における永久磁石とポット状の磁極ヨークを採用したスピーカ用マグネットでは達成することの出来なかった高磁束密度を実現するものであり、本発明の内磁型マグネットでは、ポールピースの形状も、円球状磁極ヨークの形状と同様に、曲線形状で構成し、直線構造を排除することでポールピースと円球状磁極ヨーク間のギャップにスムースな磁力線を形成することが出来、最大限の磁束を形成できる構成としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるスピーカは、磁気回路を構成する内磁型マグネットおよび磁極ヨークを大型化することなく、目的達成のための強力な磁束密度を得るために、磁極ヨークとして円球状磁極ヨークを採用して漏洩磁束を極力減らすと共に、磁気抵抗を少なくして従来技術による永久磁石とポット状の磁極ヨークを採用したスピーカ用マグネットでは必要としていた板状のトッププレートが介在しないため、コーン振動板の背圧が効率良く背後に抜け（図４（Ｂ）の矢印参照）、コーン紙等の振幅運動に対して背圧空気負荷が減少し振幅運動の自由度が向上することで、コンプライアンスが向上し、よりＨｉＦｉ音の再生が可能となる。本発明によるスピーカでの再生音は、高分解能の極めて透明感のある今までに体験したことのない再生音であり、円球状磁極ヨークの採用による内磁型マグネットを採用したことによる再生音は際立っており、一度聴取するとその再生音は決して忘れることができない音域をもっている。
【００１２】
内磁型マグネットの改善に加えて、本発明では、略円錐形状をした手漉きコーゾ和紙からなるコーン状振動板の中央孔部分にガンビ和紙からなるボイスコイルボビンを固着して振動体系の軽量化を図り、振動体系のコンプライアンスを最善の状態に迄近づけることにより、再生音の高忠実度化をさらに実現することが可能となり、かかる振動体系を本発明の励磁型マグネットとの組み合わせることによって、予想以上の音響再生効果を奏せしめることが出来、本発明によれば、例えば、直径１６．５１ｃｍ（６．５インチ）の単一のスピーカによって、従来の２ウエイ、３ウエイのスピーカシステムの音域を超える再生音を実現することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明にかかる実施の形態について図面に基づいて説明する。図２は本発明にかかるスピーカの断面図、図３は円球状磁極ヨークの構造を示す分解断面図、図４は本発明の円球状磁極ヨークとフリー・エア磁力線との関係を示す図、図５は本発明の内磁型マグネットを用いたスピーカの全体図である。
【００１４】
本発明にかかるスピーカは、中央の円柱状の磁石、該磁石上のセンターポールピースからなる中央部構体を取り囲んで円球状磁極ヨークを配置し、センターポールピースと円球状磁極ヨークとの間に磁気ギャップを形成して磁気回路を構成している。
【００１５】
図２（Ａ）及び図３において、１は永久磁石又は励磁磁石からなる磁石、２はセンターポールピース、３は円球状磁極ヨーク、４はねじ孔、１３は円球状磁極ヨークに直接取付けたフレーム基台、５は円球状磁極ヨークとセンターポールピース間の磁気ギャップ、６はボイスコイル、７はボイスコイルボビン、８はボイスコイルボビンに結合したコーン振動板、９はダンパーを示す。
【００１６】
本発明の特徴とする円球状磁極ヨークは図３にその構造の詳細を示すように、円球状磁極ヨークは上下二つの半円球状磁極ヨークを位置合わせの孔１８及びピン１９を介して接合し、下円球状磁極ヨークの中央部の取付孔を介して中央部の磁石に取付けると共に、上円球状磁極ヨークに設けた取付孔１５、１５を介して下円球状磁極ヨークから延びる支持ねじ１７、１７及びナット１６、１６と、基台１３を貫通するねじ１４、１４とによって、基台１３に強固にねじ止めされている。
【００１７】
本発明では、磁極ヨークの形状を、磁石１から出るフリー・エアーの磁力線に近似せしめることにより、即ち、磁石からの磁束が通る磁極ヨークの磁路をフリー・エアの磁力線に沿ったＲ曲線に近似せしめることにより、磁極ヨーク内の磁路から直線部分からなる角部をなくして、磁石から出た磁束がスムースに磁極ヨーク内を通るようにしたため、直線部からなる角部で生じやすい漏洩磁束を１％以下に極力減少せしめ、全ての磁束が磁気ギャップを通過するようにし、総磁束エネルギーもこれに比例して向上することが出来、理想に近い内磁型マグネットを形成することが出来た。本発明の内磁型マグネットとして永久磁石を使用した実施例を説明したが、励磁型磁石を使用しても同様の作用効果を奏することは勿論である（図２（Ｂ）参照）。
【００１８】
これら内磁型マグネットの改善に加えて、本発明では、内磁型マグネットの磁気回路中に形成される磁気ギャップに、細い真四角線または丸線の銅線などからなるボイスコイルが巻回される例えばガンビ和紙にて形成したボイスコイルボビンを位置せしめ、このボイスコイルボビンを略円錐形状をした手漉きコーゾ和紙からなるコーン状振動板の中央孔部分に固着して振動体系の軽量化を図り、もってコンプライアンスを最善の状態に迄近づけることにより、再生音の高忠実度化をさらに実現することが可能となり、加えて、従来技術による永久磁石とポット状の磁極ヨークを採用したスピーカ用マグネットでは必要としていた板状のトッププレートが介在しないため、コーン振動板の背圧が効率良く背後に抜け（図４（Ｂ）の矢印参照）、コーン紙等の振幅運動に対して背圧空気負荷が減少し振幅運動の自由度が向上することで、更にコンプライアンスが向上し、予想以上の音響再生効果を奏せしめることが出来た。
【００１９】
本発明の前記手漉き和紙のコーン振動板に、さらにガンビ和紙製のサブコーン及び純金製、錫製又はアルミニウム製薄板からなるドーム状のキャップを結合することによって、フルレンジの音域を再生することが可能となり、本発明によれば、図５に示すような径１６．５１ｃｍ（６．５インチ）の単一のスピーカにも拘わらず、従来の２ウエイ、３ウエイのスピーカシステムの音域をはるかに超える再生音を実現することが出来、さらには、音響再生の高能率化と共に、分解能が大変良くなり、アンプ電源の良い部分、悪い部分までもが一段と聞き分け出来るようになり、結果として、アンプ自体の電源環境の改善が必要となった。アンプ電源の電源環境を改善した上で、再度視聴を行なった結果、本発明のスピーカは、今まで体験したことのない再生音で鳴り響き、その楽音情報の多さは感動ものであった。
【００２０】
なお、本発明のスピーカは、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。例えば、前述の実施形態においては、コーン形のスピーカ装置について説明したが、ドーム形のスピーカ装置にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来型のスピーカ装置を示す断面図。
【図２】本発明にかかる内磁型マグネットを用いたスピーカの断面図で、（Ａ）は内磁型マグネットとして永久磁石を使用した例、（Ｂ）は励磁型磁石を使用した例。
【図３】本発明の円球状磁極ヨークの分解断面図。
【図４】本発明の円球状磁極ヨークとフリー・エア磁力線との関係を示す図で、（Ａ）はフリー・エア磁力線を示す図、（Ｂ）はフリー・エアの磁力線に沿ったＲ曲線に近似せしめた円球状磁極ヨークを示す図。
【図５】本発明の内磁型マグネットを用いたスピーカの全体図。
【符号の説明】
【００２２】
１    磁石
２    ポールピース  
３    円球状磁極ヨーク
４    取付孔
５    磁気ギャップ
６    ボイスコイル
７    ボイスコイルボビン
８    振動版
９    ダンパー
１０  フレーム（筐体）
１１  サブコーン
１２  ドーム状ダイアフラム（薄板）
１３  基台
【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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