(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを備えたスピーカの設計を支援するスピーカ設計支援装置であって、
ボイスコイルを設計するための必要事項、磁気回路を設計するための必要事項、及び振動板を設計するための必要事項をユーザーが入力する入力手段と、
前記各必要事項に基づいて、少なくとも前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁気回路の磁束密度分布をそれぞれ演算により得るための、コイル計算式、回路計算式及び磁束密度計算式を記憶した計算式記憶手段と、
前記ボイスコイルの形態及び前記磁気回路の形態を基にして、前記磁束密度計算式に適用することができるデータを生成する磁束密度演算用データ生成手段と、
前記入力手段に入力されたデータを前記計算式記憶手段に記憶されている前記各計算式に適用して、少なくとも前記入力されたデータに基づく前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁束密度分布を演算により得る演算手段と、
その演算手段によって得られた結果を表示する表示手段とを備えた
ことを特徴とするスピーカ設計支援装置。
【請求項２】
前記計算式記憶手段は、ボイスコイルに働く力を演算により得るための力計算式を記憶しており、
前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁束密度分布を基にして、前記力計算式に適用することができるデータを生成する力演算用データ生成手段を備え、
前記演算手段は、前記力演算用データ生成手段が生成したデータを前記力計算式に適用して、前記力を演算により得る力演算手段を有する
請求項１に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項３】
前記計算式記憶手段は、ボイスコイルを含む有効振動系質量を演算により得るための有効振動系質量計算式を記憶しており、
前記ボイスコイルの形態及び振動板の形態を基にして、前記有効振動系質量計算式に適用することができるデータを生成する有効質量演算用データ生成手段を備え、
前記演算手段は、前記有効質量演算用データ生成手段が生成したデータを前記有効振動系質量計算式に適用して、前記有効振動系質量を演算により得る質量演算手段を有する
請求項２に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項４】
前記計算式記憶手段は、スピーカの音圧周波数特性を演算により得るための音圧計算式を記憶しており、
前記演算手段は、前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、前記ボイスコイルに働く力、及び前記有効振動系質量に少なくとも基づくとともに、前記音圧計算式を利用して、前記音圧周波数特性を演算により得る音圧演算手段を有する請求項３に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項５】
前記計算式記憶手段は、前記振動板の振幅周波数特性を演算により得るための振動板振幅計算式を記憶しており、
前記演算手段は、前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、前記ボイスコイルに働く力、及び前記有効振動系質量に少なくとも基づくとともに、前記振動板振幅計算式を利用して、前記振幅周波数特性を演算により得る振幅演算手段を有する請求項３に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項６】
前記振幅演算手段は、前記振動板振幅計算式を用いて算出した前記振動板の振幅周波数特性に基づいて、前記振動板の振幅余裕を算出する請求項５に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項７】
前記計算式記憶手段は、スピーカのインピーダンス周波数特性を演算により得るためのインピーダンス計算式を記憶しており、
前記演算手段は、前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、前記ボイスコイルに働く力、及び前記有効振動系質量に少なくとも基づくとともに、前記インピーダンス計算式を利用して、前記インピーダンス周波数特性を演算により得るインピーダンス演算手段を有する請求項３に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項８】
前記音圧計算式、前記振動板振幅計算式、及び前記インピーダンス計算式は、ボイスコイルの形態、磁気回路の形態、振動板の形態、及びスピーカの音響系の形態の相互関係と等価な関係を有する等価回路を利用した計算式である請求項４から７のいずれかに記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項９】
前記等価回路は複数存在し、前記演算手段は、前記複数の等価回路のうちのユーザーにより選択された等価回路を利用した計算式によって演算を行なう請求項８に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１０】
少なくともボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを備えたスピーカの設計を支援するスピーカ設計支援装置であって、
ボイスコイルを設計するための必要事項と、磁気回路を設計するための必要事項との一部をユーザーが入力する入力手段と、
前記各必要事項の残部を記憶している前処理演算用データベースと、
前記必要事項の一部と前記必要事項の残部とに基づいて、前記ボイスコイルの形態と前記磁気回路の形態とを、それぞれコイル計算式、磁気回路計算式によって計算する前処理手段と、
前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態とに基づいて磁気回路の磁束密度分布を得る磁気回路設計手段と、
前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態と、前記磁気回路の磁束密度分布とに基づいて、ボイスコイルに働く力の係数と有効振動系質量とを得る中間処理手段と、
前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、前記ボイスコイルに働く力の係数、及び前記有効振動系質量に基づいて、スピーカの等価回路を得る等価回路設計手段とを備えた
ことを特徴とするスピーカ設計支援装置。
【請求項１１】
振動板を設計するための必要事項に基づいて、スピーカを構成する振動板の最大振幅及び振幅余裕の概算値を計算する簡易振幅計算手段を備えた請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１２】
前記磁気回路設計手段は、前記前処理手段によって得られたボイスコイルの形態及び磁気回路の形態と、所定の磁束密度計算式とを利用して、磁気回路の磁束密度分布を得る請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１３】
前記前処理手段によって得られたボイスコイルの形態及び磁気回路の形態としての、前記ボイスコイル及び前記磁気回路を構成する各構成部位の位置座標が収められた形状ファイルと、
前記磁気回路を構成する各構成部位の材料データと、前記磁気回路が中心軸に対して回転対称体であるという情報に基づいて前記形状ファイルに収められた前記各構成部位の位置座標を利用して前記磁気回路の磁束密度分布を計算させるためのコマンドとが収められた条件ファイルと、を記憶するファイル記憶手段を備え、
前記磁気回路設計手段は、前記形状ファイル及び条件ファイルに基づいて、磁気回路の磁束密度分布を得る請求項１２に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１４】
前記中間処理手段は、前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態と、前記磁気回路の磁束密度分布と、所定の力計算式とを利用して、ボイスコイルに働く力の係数を得る請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１５】
前記中間処理手段は、前記ボイスコイルの形態と、スピーカを構成する振動板の形態と、所定の有効振動系質量計算式とを利用して、ボイスコイルを含む有効振動系質量を得る請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１６】
前記等価回路設計手段は、計算によって得た前記等価回路の所定の事項の値を利用して、スピーカの音圧周波数特性と、スピーカを構成する振動板の振幅周波数特性及び振幅余裕と、スピーカのインピーダンス周波数特性とのうちの少なくとも一つを得る請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１７】
ボイスコイルの形態及び／又は磁気回路の形態を計算するための必要事項の選択肢を複数記憶している選択肢記憶手段と、前記選択肢記憶手段に記憶されている選択肢のいずれかをユーザーが選択する選択手段とを備えた請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１８】
前記音圧演算手段、前記振幅演算手段、前記インピーダンス演算手段の全部又は一部は、汎用されているソフトウェアを利用して演算又は計算を行なう手段である請求項４、５、７のいずれかに記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項１９】
前記磁気回路設計手段、及び前記等価回路設計手段の全部又は一部は、汎用されているソフトウェアを利用して演算又は計算を行なう手段である請求項１０に記載のスピーカ設計支援装置。
【請求項２０】
少なくともボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを備えたスピーカの設計をコンピュータにより支援するスピーカ設計支援方法であって、
ボイスコイルを設計するための必要事項、磁気回路を設計するための必要事項、及び振動板を設計するための必要事項を、ユーザーの入力を受けて記憶する記憶ステップと、
前記コンピュータが、前記各必要事項に基づいて、少なくとも前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁気回路の磁束密度分布を、それぞれコイル計算式、回路計算式及び磁束密度計算式により計算する計算ステップと、
前記コンピュータが、前記ボイスコイルの形態及び前記磁気回路の形態を基にして、前記磁束密度計算式に適用することができるデータを生成する磁束密度演算用データ生成ステップと、
前記コンピュータが、前記入力ステップにて入力されたデータを前記計算ステップに適用して、少なくとも前記入力されたデータに基づく前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁束密度分布を演算により得る演算ステップと、
その演算手段によって得られた結果を前記コンピュータのディスプレイに表示する表示ステップとを備えた
ことを特徴とするスピーカ設計支援方法。
【請求項２１】
前記演算ステップにおいて、前記振動板を設計するための必要事項を振幅計算式に適用して、スピーカを構成する振動板の最大振幅及び振幅余裕の概算値を演算により得る請求項２０に記載のスピーカ設計支援方法。
【請求項２２】
少なくともボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを備えたスピーカの設計をコンピュータにより支援するスピーカ設計支援方法であって、
ボイスコイルを設計するための必要事項と、磁気回路を設計するための必要事項との一部をユーザーの入力を受けて記憶する記憶ステップと、
前記コンピュータが、前記各必要事項の残部を前処理演算用データベースから読み出す読出ステップと、
前記コンピュータが、前記必要事項の一部と前記必要事項の残部とに基づいて、前記ボイスコイルの形態と前記磁気回路の形態とを、それぞれコイル計算式、磁気回路計算式によって計算する前処理ステップと、
前記コンピュータが、前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態とに基づいて磁気回路の磁束密度分布を得る磁気回路設計ステップと、
前記コンピュータが、前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態と、前記磁気回路の磁束密度分布とに基づいて、ボイスコイルに働く力の係数と有効振動系質量とを得る中間処理ステップと、
前記コンピュータが、前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、前記ボイスコイルに働く力の係数、及び前記有効振動系質量に基づいて、スピーカの等価回路を得る等価回路設計ステップとを備えた
ことを特徴とするスピーカ設計支援方法。
【請求項２３】
振動板を設計するための必要事項に基づいて、スピーカを構成する振動板の最大振幅及び振幅余裕の概算値を前記コンピュータが計算する簡易振幅計算ステップを備えた請求項２２に記載のスピーカ設計支援方法。
【請求項２４】
少なくともボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを備えたスピーカの設計を支援するプログラムであって、
ボイスコイルを設計するための必要事項、磁気回路を設計するための必要事項、及び振動板を設計するための必要事項をユーザーが入力する入力手段と、
前記各必要事項に基づいて、少なくとも前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁気回路の磁束密度分布をそれぞれ演算により得るための、コイル計算式、回路計算式及び磁束密度計算式を記憶した計算式記憶手段と、
前記ボイスコイルの形態及び前記磁気回路の形態を基にして、前記磁束密度計算式に適用することができるデータを生成する磁束密度演算用データ生成手段と、
前記入力手段に入力されたデータを前記計算式記憶手段に記憶されている前記各計算式に適用して、少なくとも前記入力されたデータに基づく前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、及び前記磁束密度分布を演算により得る演算手段と、
その演算手段によって得られた結果を表示する表示手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２５】
少なくともボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを備えたスピーカの設計を支援するスピーカの設計を支援するプログラムであって、
ボイスコイルを設計するための必要事項と、磁気回路を設計するための必要事項との一部をユーザーが入力する入力手段と、
前記各必要事項の残部を記憶している前処理演算用データベースと、
前記必要事項の一部と前記必要事項の残部とに基づいて、前記ボイスコイルの形態と前記磁気回路の形態とを、それぞれコイル計算式、磁気回路計算式によって計算する前処理手段と、
前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態とに基づいて磁気回路の磁束密度分布を得る磁気回路設計手段と、
前記ボイスコイルの形態と、前記磁気回路の形態と、前記磁気回路の磁束密度分布とに基づいて、ボイスコイルに働く力の係数と有効振動系質量とを得る中間処理手段と、
前記ボイスコイルの形態、前記磁気回路の形態、前記ボイスコイルに働く力の係数、及び前記有効振動系質量に基づいて、スピーカの等価回路を得る等価回路設計手段
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイスコイルや磁気回路等で構成されるスピーカの設計を支援するスピーカ設計支援装置及びスピーカ設計支援方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スピーカはオーディオ機器セット等に用いられてきたが、最近では携帯電話等様々な機器にも用いられるようになってきた。ところで、例えば携帯電話は小型であることや高性能を有していること等が求められており、携帯電話メーカーは、上記小型及び高性能等の特性を備えた携帯電話を製造するために、携帯電話に用いられるスピーカを製造するメーカーに対して、大きさや音圧やモードパターン等に関する様々な条件（目標仕様）を提示する。それに応じて、スピーカメーカーは、その条件（目標仕様）を満たしたスピーカを製造するのである。
【０００３】
ここで、スピーカの構成を図７を用いて説明する。その図７に示すように、皿状でかつ、断面コ字状のヨーク７４の中央部に、円柱状のマグネット７３が上記ヨーク７４の側壁と所定の間隔を保って配置されており、上記マグネット７３の上には磁気プレート７２が配置されている。そして、そのプレート７２とヨーク７４との間の間隙には、スピーカの振動板７５に対して垂直に取付けられたボビン７６が挿入されており、そのボビン７６に対してコイル７１が巻回されている。上記振動板７５は、中央部の振動板本体７５１と、その周縁部のエッジ７５２とで構成されており、そのエッジ７５２が筐体７７に固定される構成になっている。この構成により、上記マグネット７３、プレート７２、及びヨーク７４で閉じた磁気回路が形成され、上記の間隙に配置されたボビン７６に巻回されたコイル７１に音声電流が流されると、電磁力により、振動板７５が振動するようになっている。
【０００４】
また、図７に示すように、上記筐体７７には、低周波数帯域における振動板７５の振幅を抑える目的で窓孔７７ａが設けられており、その窓孔７７ａを覆う音響抵抗材７７ｂが筐体７７の背面側外部に取付けられている。さらに、スピーカ前面側には振動板７５等を保護するためのプロテクター７８が配置されている。なお、そのプロテクター７８には、多数の貫通孔が設けられている。
【０００５】
このように、スピーカは、ボイスコイル７１と、プレート７２、マグネット７３及びヨーク７４で構成される磁気回路と、振動板７５とを備えており、それらボイスコイル７１、磁気回路、及び振動板７５を設計することがスピーカの設計をする上で重要となる。
【０００６】
そして、設計者は、ボイスコイル７１、磁気回路、及び振動板７５の各設計を行なった後にスピーカを試作し、その試作したスピーカの音圧やモードパターン等が上記条件（目標仕様）を満たしているか否かを評価する。
【０００７】
ここで、上記条件（目標仕様）が満たされていれば、試作したスピーカをサンプルとして上記携帯電話メーカーに出荷し、他方、上記条件（目標仕様）が満たされていなければ、再びボイスコイル、磁気回路、及び振動板の各設計を行なう手順に戻るのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボイスコイル７１は、コイルの径、コイル線材の材質や径、あるいは巻き方や巻き数等によって特性が異なってくる。そのため、設計者は、所定の特性を有するボイスコイル７１を設計する場合、コイルの径、コイル線材の材質や径、あるいはコイル線材の巻き方や巻き数等を適切に決定する必要がある。しかしながら、上記のコイルの径やコイル線材の材質や径等のボイスコイル７１を設計するための各必要事項の具体例は複数考えられるので、上記各必要事項の具体的な組み合わせは多数通り考えられることになる。そのため、上記所定の特性を有するボイスコイル７１を設計することは容易ではなく、短時間でボイスコイル７１の設計を行なうことは難しい。
【０００９】
同様に、磁気回路についても、それを構成するプレート７２、マグネット７３及びヨーク７４それぞれの材質や大きさによって、磁束密度等の特性は異なってくるので、設計者は、上記磁気回路の各構成部材の材質や大きさ等を適切に決定しなければならない。したがって、磁気回路に関しても、短時間で設計を行なうことは難しい。振動板の設計についても同様である。
【００１０】
さらに、スピーカの特性は、ボイスコイルの形態、磁気回路の形態、及び振動板の形態が有機的に関係し合って決まるので、ボイスコイル、磁気回路、及び振動板それぞれの設計が終了したとしても、スピーカの音圧等の特性は、ボイスコイル、磁気回路、及び振動板等の相互関係を検討しないとわからない。そのため、設計に基づいて試作したボイスコイル、磁気回路、及び振動板を組み合わせてスピーカを試作しても、その試作したスピーカが携帯電話メーカーから提示された条件（目標仕様）を満足していない場合もあり、むしろその場合の方が多い。そうすると、あらためてボイスコイル、磁気回路、及び振動板の各設計をし直し、スピーカを試作し直さなければならない。このように、通常はスピーカの試作を複数回行なうため、従来は、スピーカを設計するのに例えば数週間といった相当長期な時間が必要であった。
【００１１】
また、設計者は、自身の経験に基づいてボイスコイル、磁気回路、及び振動板の各設計を行なっているので、未熟練者がスピーカの設計をすると、熟練者が設計する場合に比べてさらに長い設計時間を要するか、あるいは場合によっては設計そのものができない。
【００１２】
そこで、本発明は、上述したように従来ではスピーカの設計を短時間で行なうことができなかったという課題を考慮し、短時間でスピーカの設計を行なうことができるスピーカ設計支援装置及びスピーカ設計支援方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のスピーカ設計支援装置は、ボイスコイルを設計するための必要事項、磁気回路を設計するための必要事項、及び振動板を設計するための必要事項をユーザーが入力する入力手段と、その入力手段に入力されたデータに基づいてスピーカの特性を演算により得る演算手段と、その演算手段によって得られた結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のスピーカ設計支援装置は、ボイスコイルの形態及び磁気回路の形態を計算する前処理手段と、ボイスコイルの形態及び磁気回路の形態に基づいて磁気回路の磁束密度分布を得る磁気回路設計手段と、ボイスコイルの形態、磁気回路の形態、及び磁気回路の磁束密度分布に基づいて、ボイスコイルに働く力の係数と有効振動系質量とを得る中間処理手段と、ボイスコイルの形態、磁気回路の形態、ボイスコイルに働く力の係数、及び有効振動系質量に基づいて、スピーカの等価回路を得る等価回路設計手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
上述した本発明のスピーカ設計支援装置を用いることにより、スピーカの試作回数を従来よりも削減することができ、短時間でスピーカの設計を行なうことができるようになる。さらにいうと、未熟練者であっても、熟練者と同様に、短時間でスピーカの設計を行なうことが可能となる。また、上記構成のスピーカ設計支援装置は、汎用性のあるパーソナルコンピュータで実現可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１におけるスピーカ設計支援装置の構成を、その動作とともに図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に、本実施の形態１におけるスピーカ設計支援装置の概略構成を示す。その図１に示すように、本実施の形態１のスピーカ設計支援装置は、入力手段１と、演算手段２と、ディスプレイ３と、記憶手段４と、判定手段５と、データ作成手段６とで構成されている。また、図２に、本実施の形態１のスピーカ設計支援装置の詳細な構成を示す。さらに、図３に、本実施の形態１におけるスピーカ設計支援装置の動作手順を示す。
【００１９】
まず、スピーカメーカーの設計者等のスピーカ設計支援装置のユーザーは、例えば携帯電話メーカーから提示されたスピーカに関する様々な条件（目標仕様）を、キーボード等の入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、口径、目標厚み、目標ＳＰＬ（目標音圧）、測定距離、最低共振周波数Ｆｓ、定格入力、公称インピーダンス、有効振動直径といった条件（目標仕様）を入力する（ステップ１：なお、そのステップ１は図３におけるステップ１に対応している。以下同様である。）。さらに具体的には、下記表１に示すような、口径が２２ｍｍ、目標厚みが５ｍｍ、目標ＳＰＬ（目標音圧）が８２ｄＢ、測定距離が１ｍ、最低共振周波数Ｆｓが８００Ｈｚ、定格入力が０．５Ｗ、公称インピーダンスが８Ω、有効振動直径が１４．５ｍｍ、であるといった条件（目標仕様）を、ユーザーは入力手段１により入力する。なお、その入力手段１により入力される下記表１の内容はディスプレイ３に表示される。
【００２０】
【表１】
0004243070.tif 000002
【００２１】
ところで、スピーカを構成する振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値がわかれば、上記振動板がスピーカのプロテクターと接触するか否かといったことや、上記振動板とともに振動するボイスコイルが磁気回路に接触するか否かといったことについておおよその判断をすることができる。そこで、上記のように条件（目標仕様）が入力されると、表示手段としてのディスプレイ３は、記憶手段４に記憶されている下記数１及び数２で表わされる２個の簡易振幅計算式を表示する。それら２個の簡易振幅計算式のうちの数１の方は、予め決められた基準の振動板を備えたスピーカに対して、上記条件（目標仕様）を満足させようとしたときの、上記基準の振動板の最大振幅及び振幅余裕（以下、設計基準における最大振幅及び振幅余裕という）を得るための計算式であり、数２の簡易振幅計算式は、予め決められたワーストケースの振動板を備えたスピーカに対して、上記条件（目標仕様）を満足させようとしたときの、上記ワーストケースの振動板の最大振幅及び振幅余裕（以下、ワーストケース（所定の条件範囲内での予め決められた最悪の場合）における最大振幅及び振幅余裕という）を得るための計算式である。
【００２２】
【数１】
0004243070.tif 000003
【００２３】
【数２】
0004243070.tif 000004
【００２４】
さて上記のように数１及び数２で表される２個の簡易振幅計算式がディスプレイ３に表示されたら、ユーザーは、設計基準における最大振幅及び振幅余裕を知ろうとするときには数１を選択手段１１により選択し（ステップ２）、ワーストケースにおける最大振幅及び振幅余裕を知ろうとするときには数２を選択手段１１により選択する（ステップ２）。このように数１又は数２が選択されると、振動板演算手段２１は、上記入力手段１により入力されたデータのうち振動板の最大振幅及び振幅余裕を演算するのに必要なデータを、選択された数１又は数２に代入して演算を行ない、振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値を得て（ステップ３）、その演算結果を上記条件（目標仕様）とともにディスプレイ３に表示させる。例えば、数１が選択された場合、下記表２に示すように、最大振幅が０．４５ｍｍであって、振幅余裕が０．６９ｍｍであるという結果が得られ、その結果がディスプレイ３に表示される。
【００２５】
【表２】
0004243070.tif 000005
【００２６】
なお、ユーザーは、数１及び数２の双方を選択して、設計基準における最大振幅及び振幅余裕と、ワーストケースにおける最大振幅及び振幅余裕とのいずれをもディスプレイ３に表示させるようにしてもよい。
【００２７】
このように、振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値が示されれば、ユーザーは、振動板がスピーカのプロテクターと接触するか否かといったことや、振動板とともに振動するボイスコイルが磁気回路に接触するか否かといったことについておおよその判断をすることが可能となる。
【００２８】
次に、ユーザーは、スピーカを構成するボイスコイルの形態（例えば大きさ）を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項とを、上記入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、下記表３に示すような、公称径が８ｍｍ、線材名が銅線、線径が０．０６ｍｍ、線輪最大外径が０．０８ｍｍ、層数が２層、ボビン材が紙、ボビン厚が５０μｍ、ボビン余白が０．１ｍｍであるという各データを、ユーザーは、ボイスコイルを設計するための必要事項の一例として入力手段１により入力する。なお、その入力手段１により入力されるデータを示す下記表３の内容はディスプレイ３に表示される。
【００２９】
【表３】
0004243070.tif 000006
【００３０】
そうすると、コイル演算手段２２は、上記入力手段１により入力されたボイスコイルの形態を演算するのに必要なデータを、記憶手段４に記憶されている複数のコイル計算式それぞれに代入して演算を行ない、ボイスコイルの形態を得る（ステップ４）。
【００３１】
ここで、上記複数のコイル計算式は例えば下記数３及び数４で表される式であって、それら２個のコイル計算式のうちの数３の方の式はボイスコイルの形態の一例としてのボビンの高さ（Ｈｖｃ）を得るための計算式であり、数４の式は巻幅（Ｗｖｃ）を得るための計算式である。
【００３２】
【数３】
0004243070.tif 000007
【００３３】
【数４】
0004243070.tif 000008
【００３４】
さてこの場合、コイル演算手段２２は、ボイスコイルの形態の一例としてのボビンの高さ（Ｈｖｃ）や巻幅（Ｗｖｃ）がそれぞれ２．９３ｍｍ、１．８４ｍｍであるという演算結果を得て、それをディスプレイ３に表示させる。
【００３５】
ところで、ユーザーは、ボイスコイルを設計するための必要事項を複数パターン入力し、それら複数パターンそれぞれに基づいた演算結果を比較検討することがある。例えば、上記のボビンの高さ（Ｈｖｃ）や巻幅（Ｗｖｃ）を算出する場合であれば、線輪最大外径（Ｄｗｍａｘ）と、１層目の巻数と、ボビン余白（Ｈｂｓ）との具体的な数値の組み合わせを３パターン入力するのである。そのとき、上記ディスプレイ３には、各パターン別にボビンの高さ（Ｈｖｃ）及び巻幅（Ｗｖｃ）の演算結果が表示される。そうすると、ユーザーは、上記３パターンのうちのいずれかを選択手段１２により選択し（ステップ５）、ボイスコイルの大きさ（形態の一例）を確定する。
【００３６】
また、コイル演算手段２２は、入力手段１によりユーザーが入力した「公称径が８ｍｍ、線材名が銅線、線径が０．０６ｍｍ、線輪最大外径が０．０８ｍｍ、層数が２層である」というデータから、直流抵抗（ＤＣＲ）Ｒｅの値が７．３２Ωであり、インダクタンスＬｅの値が０．０００１Ｈであるという演算結果を得る。それら直流抵抗Ｒｅ及びインダクタンスＬｅの各値は、ディスプレイ３に表示される。また、上記直流抵抗Ｒｅ及びインダクタンスＬｅの各値は、後述する等価回路（図６参照）の電気素子部分の抵抗値及びコイルのインダクタンス値として用いられる。
【００３７】
また、コイル演算手段２２は、入力手段１によりユーザーが入力したボイスコイルの形態を演算するのに必要なデータに基づいて、金糸線質量が０．２ｍｇ、総巻数が４５ターン、線長が１．２１ｍ、線輪質量が３４．１ｍｇ、総質量が３７．３４ｍｇ、ボイスコイルの最大外径が８．６９ｍｍであるという演算結果も得る。
【００３８】
このようにしてコイル演算手段２２が演算により得た結果は、下記表４に示す形式で、ユーザーが入力したボイスコイルを設計するための必要事項とともに、ディスプレイ３に表示される。
【００３９】
【表４】
0004243070.tif 000009
【００４０】
なお、上記のコイルの線材の線径の具体例は記憶手段４に記憶されており、ユーザーは、その記憶手段４に記憶されている具体例のいずれかを選択手段１３により選択し、その選択された具体例が、ユーザーが入力手段１により入力したデータとみなされる。例えば記憶手段４に、コイルの線材の線径として、０．０４ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．０６ｍｍといった具体例が記憶されていて、ユーザーが選択手段１３により「０．０６ｍｍ」を選択した場合が上記の例であって（表３等参照）、その「０．０６ｍｍ」が、ユーザーが入力手段１により入力したコイルの線材の線径のデータとみなされるのである。ただし、ユーザーは、記憶手段４に記憶されている具体例以外のデータを、入力手段１により入力してもよい。
【００４１】
また、線材名の具体例も記憶手段４に記憶されていて、ユーザーがその記憶手段４に記憶されている具体例のいずれかを選択手段１３により選択し、その選択された具体例を入力手段１によりユーザーが入力した線材名とみなしてもよい。
【００４２】
次に、ユーザーは、スピーカを構成する磁気回路の大きさ（形態の一例）を提示させるための命令と、磁気回路を設計するための必要事項とを、上記入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、下記表５に示すような、プレート外径が７．９ｍｍ、プレート厚が０．５ｍｍ、プレート材質がＳＳ４１、マグネット外径が７．４ｍｍ、マグネット厚が１．２ｍｍ、マグネット材質がネオジウム（ＢＨｍａｘ＝３５）、ヨーク内径が９ｍｍ、ヨーク厚が０．６ｍｍ、ヨーク材がＳＳ４１であるという各データを、ユーザーは、磁気回路を設計するための必要事項の一例として入力手段１により入力する。なお、その入力手段１により入力されるデータを示す下記表５の内容はディスプレイ３に表示される。
【００４３】
【表５】
0004243070.tif 000010
【００４４】
そうすると、磁気回路演算手段２３は、上記入力手段１により入力された磁気回路の大きさを演算するのに必要なデータを、記憶手段４に記憶されている回路計算式に代入して演算を行ない、磁気回路の大きさを得る（ステップ６）。
【００４５】
ここで、上記回路計算式は例えば下記数５で表される、ヨーク高さ（Ｈｙ）を得るための式である。
【００４６】
【数５】
0004243070.tif 000011
【００４７】
このようにして磁気回路演算手段２３によって得られたヨーク高さ（Ｈｙ）は、下記表６に示す形式で、ユーザーが入力した磁気回路を設計するための必要事項とともに、ディスプレイ３に表示される。
【００４８】
【表６】
0004243070.tif 000012
【００４９】
なお、上記説明では、ボイスコイルの計算手順（ステップ４）及びパターン選択手順（ステップ５）の後に磁気回路の計算手順（ステップ６）を行なうとしたが、磁気回路の計算手順（ステップ６）の後にボイスコイルの計算手順（ステップ４）及びパターン選択手順（ステップ５）を行なってもよい。
【００５０】
さて次に、形状判定手段５１は、上記振動板演算手段２１によって得られた振動板の最大振幅及び振幅余裕と、上記コイル演算手段２２によって得られたボイスコイルの形態（大きさ等）と、磁気回路演算手段２３によって得られた磁気回路の形態（大きさ等）とに基づいて、後述する判定を行なう（ステップ７）。
【００５１】
その判定を図７を用いて説明すると、先ず第１に、ボイスコイル７１の振動に伴って振動板７５が振動したときに、振動板本体７５１と磁気回路を構成するプレート７２とが接触しないかどうかを、形状判定手段５１は判定する。つまり、図７におけるプレート７２と振動板本体７５１との距離▲１▼が、振動板７５が振動したときに、接触しない距離になっているかどうかを判定する。
【００５２】
第２に、ボイスコイル７１の振動に伴って振動板７５が振動したときに、振動板エッジ７５２とヨーク７４とが接触しないかどうかを、形状判定手段５１は判定する。つまり、図７における振動板エッジ７５２とヨーク７４との距離▲２▼が、振動板７５が振動したときに、接触しない距離になっているかどうかを判定する。
【００５３】
第３に、ボイスコイル７１が振動したときに、そのボイスコイル７１の振動方向において、ボビン７６とヨーク７４とが接触しないかどうかを、形状判定手段５１は判定する。つまり、図７におけるボビン７６とヨーク７４との距離▲３▼が、ボイスコイル７１が振動したときに、接触しない距離になっているかどうかを判定する。なお上記では、ボイスコイル７１にボビン７６が取り付けられている場合の判定について説明したが、ボイスコイル７１にボビン７６が取り付けられていない場合、ボイスコイル７１が振動したときに、そのボイスコイル７１の振動方向において、ボイスコイル７１とヨーク７４とが接触しないかどうかを、形状判定手段５１は判定する。
【００５４】
さらに第４に、形状判定手段５１は、ボイスコイル７１の振動方向と直交する方向において、ボイスコイル７１とヨーク７４とが接触しないかどうかを判定する。つまり、図７におけるボイスコイル７１とヨーク７４との距離▲４▼が、接触しない距離になっているかどうかを判定する。
【００５５】
加えて第５に、図７ではボビン７６が設けられているが、ボイスコイル７１と振動板７５とを接続させるためにボビン７６が必要かどうかを、形状判定手段５１は判定する。
【００５６】
それら形状判定手段５１による判定結果は、ディスプレイ３に表示される。その際、上記第１〜第５の判定項目において、いずれか一つでも否定的な判定結果が得られた場合、スピーカの形状が制限範囲外にあるとして、警告がディスプレイ３に表示される（ステップ８）。その場合上記ボイスコイルの計算手順（ステップ４）に戻る。つまり、ユーザーは、ボイスコイルの形態を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項とを、再度上記入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する手順に戻り、上記の形状を判定する手順（ステップ７）を再度行なう。
【００５７】
例えば、形状判定手段５１によって、ボイスコイル７１の振動方向においてボビン７６（又はボイスコイル７１）がヨーク７４に接触するという判定結果が得られた場合、ディスプレイ３には例えば「底当たりします」という警告が表示される。そうすると、上記ボイスコイルの計算手順（ステップ４）に戻り、ユーザーは、表３に示したボイスコイルを設計するための必要事項の少なくとも一部を変更し、新たなボイスコイルを設計するための必要事項を、入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、下記表７に示すように、線径のみを０．０６ｍｍから０．０５２ｍｍに変更するのである。
【００５８】
【表７】
0004243070.tif 000013
【００５９】
そうすると、下記表８に示すように、コイル演算手段２２によって、ボビンの高さ（Ｈｖｃ）が、２．９３ｍｍから２．２９ｍｍに変更されたという、演算結果が得られる。
【００６０】
【表８】
0004243070.tif 000014
【００６１】
その後、形状判定手段５１は、上記形状判定を再度行なう（ステップ７）。この場合、ボイスコイル７１の振動方向においてボビン７６（又はボイスコイル７１）はヨーク７４に接触しないという判定結果を、形状判定手段５１は得る。なお、上記ボイスコイルの計算手順（ステップ４）の後に、パターン選択手順（ステップ５）及び磁気回路の計算手順（ステップ６）を行なってもよいし、上記ボイスコイルの計算手順（ステップ４）の後に、パターン選択手順（ステップ５）及び磁気回路の計算手順（ステップ６）を行なわずに、上記の形状を判定する手順（ステップ７）を行なってもよい。要するに、形状判定手段５１による判定結果に基づいて警告がディスプレイ３に表示されると、ボイスコイルを設計するための必要事項と、磁気回路を設計するための必要事項の一方又は双方の少なくとも一部を変更し、上記の形状を判定する手順（ステップ７）を行ないさえすればよい。
【００６２】
さて、形状判定手段５１によって、上記第１〜第５の判定項目の全てにおいて肯定的な判定結果が得られた場合、その旨の情報がディスプレイ３に表示され、次の磁気回路の磁束密度分布を計算する手順（ステップ９）に進む。なお、後述する磁束密度分布を計算する手順（ステップ９）以降では、上述した磁気回路の計算手順（ステップ６）までに得られたボイスコイルの形態及び磁気回路の形態、並びに別途与えられる振動板の形態及びスピーカの音響系の形態（例えばスピーカを保持する筐体の形態）の相互関係と等価な関係を有する例えば図６に示す等価回路を用いてスピーカの音圧等の周波数特性を評価するための準備、及びその周波数特性の演算や評価等を行なう。なお、図６に示す等価回路は、計算式の一例として記憶手段４に記憶されている。
【００６３】
さて磁束密度分布を計算する手順（ステップ９）において、磁束密度演算用データ作成手段６１は、上記の各演算により得られたボイスコイルの形状及び磁気回路の形状等を基にして、記憶手段４に記憶されている磁束密度計算式に適用することができるボイスコイルの形態データ及び磁気回路の形態データを生成する。
【００６４】
そうすると、磁束演算手段２４は、上記磁束密度演算用データ作成手段６１によって生成されたボイスコイルの形態データ及び磁気回路の形態データを上記磁束密度計算式に代入して、磁気回路の磁束密度分布を演算により得る（ステップ９）。例えば図４に示すような、ボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心軸（図７の直線Ｌ）における磁束密度分布が演算結果として得られ、ディスプレイ３に表示される。なお、図４において、プラス側は、プレート７２（図７参照）の厚みの中心を通る水平面よりもプレート７２の厚みの上方向（スピーカ前面側）の磁束密度の値を示し、マイナス側は、上記プレート７２の厚みの中心を通る水平面よりもプレート７２の厚みの下方向（スピーカ背面側）における磁束密度の値を示している。このように、磁束演算手段２４が行なう演算により、磁気回路の予め決められた部位毎の磁束密度の大きさがわかる。例えば、図８に示す磁気回路を構成するプレート７２の部位Ａにおける磁束密度の大きさがわかる。また、磁束演算手段２４は、演算によって得たマグネット部分の磁束密度分布よりパーミアンス係数を得る（ステップ９）。
【００６５】
次に、力演算用データ作成手段６２は、ボイスコイルの形態と、磁気回路の形態と、磁気回路の磁束密度分布とを基にして、記憶手段４に記憶されている力計算式に適用することができるボイスコイルの形態データ、磁気回路の形態データ、及び磁束密度分布データを生成する。
【００６６】
そうすると、力演算手段２５は、上記力演算用データ作成手段６２によって生成されたボイスコイルの形態データ、磁気回路の形態データ、及び磁束密度分布データを上記力計算式に代入して、ボイスコイルに働く力を演算により得る（ステップ１０）。その演算結果は、例えば図５に示すような、ボイスコイルの静止位置からの振動による移動量と、ボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心点（図７の点Ｃ）に働く力係数Ｂｌの値との関係を示したものであり、ディスプレイ３に表示される。なお、図５において、プラス側はボイスコイル７１が振動板７５（図７参照）側に移動したときの上記巻線部の厚さ方向の中心点（図７の点Ｃ）に働く力係数Ｂｌの演算結果を示し、マイナス側はヨーク７４側に移動したときの上記巻線部の厚さ方向の中心点（図７の点Ｃ）に働く力係数Ｂｌの演算結果を示している。ところで、図５に示すように、ボイスコイルに働く力係数Ｂｌは、ボイスコイルの静止位置からの振動による移動距離によって変化するのであるが、それは、ボイスコイルに入力される信号が周期的交流信号であれば、ボイスコイルに働く力係数Ｂｌは時間とともに周期的に変化することを意味する。そこで、力演算手段２５は、上記周期的に変化するボイスコイルに働く力係数Ｂｌの２乗平均値を求め、それを実効力係数とする（ステップ１１）。なお、その実効力係数は、図６に示す等価回路における結合係数Ｂｌとなる。
【００６７】
次に、ユーザーは、振動板を設計するための必要事項として、振動板厚みのデータと振動板比重のデータとを、入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、下記表９に示すような、振動板厚みが３０μｍであり、振動板比重が１．３ｍｇ／ｍｍ3であるというデータを、入力手段１により入力する。なお、下記表９の内容はディスプレイ３に表示される。
【００６８】
【表９】
0004243070.tif 000015
【００６９】
そうすると、有効振動板面積演算手段２６は、上記入力手段１に入力された条件（目標仕様）の一つの有効振動直径（１４．５ｍｍ；表１参照）から、有効振動面積Ｓｄを演算により求めるとともに（ステップ１２）、その求めた有効振動面積Ｓｄと、上記振動板厚みのデータ及び振動板比重のデータとに基づいて、振動板の質量を求める。それら有効振動板面積演算手段２６が求めた有効振動面積Ｓｄ及び振動板の質量は、上記の振動板厚みのデータ及び振動板比重のデータとともに、下記表１０のような形式でディスプレイ３に表示される。なお、有効振動面積Ｓｄは、図６に示す等価回路における結合係数Ｓｄの値となる。また、有効振動面積Ｓｄ及び振動板の質量は、上記の実効力係数を計算する手順（ステップ１１）の後に計算するものと限定することはない。例えば、最大振幅等を計算する手順（ステップ３）の後に求めてもよい。
【００７０】
【表１０】
0004243070.tif 000016
【００７１】
その後、有効質量演算用データ作成手段６３は、ボイスコイルの形態と、上記の有効振動板面積演算手段２６が求めた振動板の質量と、ボイスコイルと振動板とを接着するための接着剤の情報とを基にして、記憶手段４に記憶されている有効振動系質量計算式に適用することができるボイスコイルの形態データ、振動板の形態データ、及び接着剤のデータを生成する。
【００７２】
そうすると、質量演算手段２７は、上記有効質量演算用データ作成手段６３によって生成されたボイスコイルの形態データ、振動板の形態データ、及び接着剤のデータを上記有効振動系質量計算式に代入して、ボイスコイル等のスピーカにおける振動系の有効質量を、有効振動系質量Ｍｍｄとして演算により得る（ステップ１３）。そして、その演算結果はディスプレイ３に表示される。なお、有効振動系質量Ｍｍｄには、空気等の音響的負荷質量は含まれない。
【００７３】
次に、磁気回路特性判定手段５２は、磁束演算手段２４によって得られた磁気回路の各部位毎の磁束密度と、例えば図９に示す予め記憶手段４に記憶されている磁束密度が飽和しているか否かを判断するためのデータとを比較して、上記磁気回路の各部位毎の磁束密度が飽和しているか否かを判定する（ステップ１４）。例えば図８に示す磁気回路を構成するプレート７２の部位Ａの磁束密度が飽和しているか否かを判定する。また、磁気回路特性判定手段５２は、磁束演算手段２４によって得られたパーミアンス係数と、予め記憶手段４に記憶されているパーミアンス係数とに基づいて、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットの温度変化に起因する減磁が発生する可能性が有るか否かを判定する（ステップ１４）。それらの判定結果はディスプレイ３に表示される。
【００７４】
その際、上記磁気回路のいずれかの部位の磁束密度が飽和していると判定された場合や、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットの温度変化に起因する減磁が発生する可能性が有ると判定された場合、警告がディスプレイ３に表示され、ボイスコイルの計算手順（ステップ４）に戻る。これによって、ユーザーは、ボイスコイルの形状を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項とを、再度上記入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力するステップに戻り、上記の有効振動系質量を計算する手順（ステップ１３）までを繰り返すことになる。
【００７５】
そして、上記磁気回路のいずれの部位の磁束密度も飽和していないと判定され、かつ、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットの温度変化に起因する減磁が発生する可能性が無いと判定された場合、支持系演算手段２８は、上記入力手段１に入力された条件（目標仕様）の一つの最低共振周波数Ｆｓと、上記質量演算手段２７により得られた上記有効振動系質量Ｍｍｄに基づくＭｍｓとを、記憶手段４に記憶されているコンプライアンス計算式に代入して演算を行なう。そして、支持系演算手段２８は、振動板のエッジのコンプライアンス（支持系のバネ定数）Ｃｍｓを演算により得て（ステップ１５）、ディスプレイ３に表示させる。なお、上記コンプライアンス計算式は下記数６で表される式であって、その数６における「Ｍｍｓ」は、上記有効振動系質量Ｍｍｄに音響的な負荷質量を加えたものを意味する。また、振動板のエッジのコンプライアンスＣｍｓは、後述する図６に示す等価回路を用いた計算に用いられる。
【００７６】
【数６】
0004243070.tif 000017
【００７７】
その後、ユーザーは、スピーカの筐体等の音響系のデータを、入力手段１によりスピーカ設計支援装置に入力する（ステップ１６）。上記音響系のデータとは、例えば筐体の大きさや、その筐体に設けられている窓孔の形状や、その窓孔を覆う音響抵抗材の形状や、スピーカ前面側に設けられるプロテクターの形状や、振動板が波板状なのか平板状なのかといった形状に関する情報を意味する。
【００７８】
そうすると、音響的インピーダンス演算手段２９は、上記音響系のデータに基づいて、図６に示す等価回路における振動板前面の音響的インピーダンスＺa1と、振動板背面の音響的インピーダンスＺa2とを演算により求める。
【００７９】
例えば、図６に示す等価回路の「Ｚa1」と記述されている部分が、抵抗とコンプライアンスと音響的質量（イナーダンス）とで構成されているとすると、音響的インピーダンス演算手段２９は、上記の抵抗、コンプライアンス及び音響的質量とで構成される部分の全体のインピーダンスの値を得る。
【００８０】
次に、等価回路演算手段３０は、上記の各演算により得られた各要素の値を図６に示す等価回路の対応する素子の値とみなし、その等価回路の電気系部分の回路における電流値Ｉ、及び機械系の回路部分における速度Ｖを演算により算出する（ステップ１７）。なお、図６の等価回路のＲｍｓの値は、本実施の形態１のスピーカ設計支援装置を使用するユーザーが自身の経験上わかる値であって、そのユーザーが入力手段１により入力した値が用いられる。また、電流値Ｉ及び速度Ｖは、図６の等価回路を解くことで得られるが、それは起電力と逆起電力との相関関係が考慮された形で得られる。
【００８１】
そして、各種周波数特性演算手段３１は、上記等価回路演算手段３０によって得られた速度Ｖを下記の数７に代入し、スピーカを構成する振動板の振幅周波数特性を演算により得る（ステップ１８）。また、各種周波数特性演算手段３１は、算出した振動板の振幅周波数特性の最大振幅に所定の値を付加して振幅余裕を算出する（ステップ１９）。さらに、各種周波数特性演算手段３１は、上記等価回路演算手段３０によって得られた電流値Ｉを下記の数８に代入し、スピーカのインピーダンス周波数特性を演算により得る（ステップ２０）。
【００８２】
【数７】
0004243070.tif 000018
【００８３】
【数８】
0004243070.tif 000019
【００８４】
さらに、上記各種周波数特性演算手段３１は、図６に示す等価回路の「Ｚa1」と記述されている部分の予め決められた素子、例えばコンプライアンスの両端に掛かる電圧値を振動板前面の音圧周波数特性として得る（ステップ２１）。同様に、各種周波数特性演算手段３１は、図６に示す等価回路の「Ｚa2」と記述されている部分の予め決められた素子、例えばコンプライアンスの両端に掛かる電圧値を、振動板背面の音圧周波数特性として得る（ステップ２１）。なお、上記予め決められた素子は、例えば本実施の形態１のスピーカ設計支援装置によって設計されるスピーカが用いられる場所によって決まる。
【００８５】
そして、最終判定手段５３は、上記各種周波数特性演算手段３１によって得られた音圧周波数特性が、上記条件（目標仕様）のうちの目標ＳＰＬ（目標音圧）を満たしているか否かを判定する（ステップ２２）。また、最終判定手段５３は、上記各種周波数特性演算手段３１によって得られた振動板の振幅周波数特性に基づいて決まるスピーカの厚みが、上記条件（目標仕様）のうちの目標厚みを満たしているか否かを判定する（ステップ２２）。それらの判定結果はディスプレイ３に表示される。
【００８６】
その際、上記各演算結果が上記条件（目標仕様）を満足していなかった場合、警告がディスプレイ３に表示される（ステップ２３）。そうすると、ボイスコイルの計算手順（ステップ４）又は音響系の形状を入力する手順（ステップ１６）に戻り、それ以降の手順を繰り返す。例えば上記の演算によって得られた音圧値が上記目標ＳＰＬ（目標音圧）より低い値であった場合、振動系の有効質量を軽くすると音圧が高くなるので、ボイスコイルの質量を軽くするための計算を行なう手順（ステップ４）に戻る。また例えば上記の演算によって得られた振動板の振幅周波数特性に基づいて決まるスピーカの厚みが上記目標厚みより厚すぎた場合、筐体に設けられる窓孔の径を大きくすると振動板の振幅値が小さくなり、スピーカの厚みを薄くすることができるので、窓孔の径を大きくするためのデータを入力する手順（ステップ１６）に戻る。
【００８７】
そして、上記各演算結果が上記条件（目標仕様）を満足しているという判定結果が得られた場合、その旨の情報がディスプレイ３に表示され、スピーカの設計を終了し、設計仕様書をプリントアウトする（ステップ２４）。なお、その設計仕様書には、上記各種周波数特性演算手段３１によって得られたスピーカのインピーダンス周波数特性も含まれる。それは、スピーカのＱ値を知る上での手がかりとなるものである。
【００８８】
上述したように、本実施の形態１のスピーカ設計支援装置を用いれば、スピーカの設計回数が従来よりも減り、所定の条件（目標仕様）を満足するスピーカを短時間で設計することが可能となる。
【００８９】
なお、上述した実施の形態１では、音圧計算式、振動板振幅計算式、及びインピーダンス計算式の一例として図６に示す等価回路を用いたが、その等価回路は、複数存在していてもよい。例えば、音響系回路等について各種補正が考慮された等価回路が複数存在していてもよい。そして、ユーザーがそれら複数の等価回路のいずれかを選択するようにしてもよい。
【００９０】
また、上述した実施の形態１では、スピーカ設計支援装置が磁気回路特性判定手段５２を備えており、その磁気回路特性判定手段５２が、磁束演算手段２４によって得られた磁気回路の各部位毎の磁束密度が飽和しているか否かを判断するとした。また、上記磁気回路特性判定手段５２が、磁束演算手段２４によって得られたパーミアンス係数に基づいて、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットの温度変化に起因する減磁が発生する可能性が有るか否かを判定するとした。しかしながら、スピーカ設計支援装置は磁気回路特性判定手段５２を備えていると限定することはない。磁気回路特性判定手段５２がスピーカ設計支援装置に設けられていない場合は、上述した磁気回路特性判定手段５２が行なう判定をユーザーが行なう。または、上記の磁気回路の各部位毎の磁束密度が飽和しているか否かを判定する項目と、パーミアンス係数に基づいてマグネットの温度変化に起因する減磁が発生する可能性が有るか否かを判定する項目の二つの判定項目の一方をユーザーが判定し、他方を上記磁気回路特性判定手段５２が判定するとしてもよい。
【００９１】
また、上述した実施の形態１における磁束演算手段２４、音響的インピーダンス演算手段２９、等価回路演算手段３０及び各種周波数特性演算手段３１の全部又は一部は、汎用されているソフトウェアを利用して該当する演算を行なう手段であってもよい。
【００９２】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置の構成を、その動作とともに図面を参照して説明する。
【００９３】
図１０に、本実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置の概略構成を示す。図１１に、本実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置の動作手順を示す。さらに、図１２に、本実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置が行なう処理の概要を示す。
【００９４】
さて、図１０に示すように、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、入力手段１０１と、簡易振幅計算手段１０２と、前処理手段１０３と、磁気回路設計手段１０４と、中間処理手段１０５と、等価回路設計手段１０６と、周波数特性計算手段１０７と、スピーカ特性計算手段１０８と、出力データ作成手段１０９と、前処理評価手段１１５と、中間処理評価手段１１６と、最終評価手段１１７と、記憶手段１１８と、ディスプレイ１１９とで構成されている。
【００９５】
まず、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置のユーザーは、例えば携帯電話メーカーから提示されたスピーカに関する様々な条件（目標仕様）を、キーボード等で構成される入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、口径、目標厚み、目標ＳＰＬ（目標音圧）、測定距離（スピーカとそれからの音を検出する手段との距離ｒ）、最低共振周波数Ｆｓ、定格入力、公称インピーダンス、有効振動直径といった条件（目標仕様）を入力する（ステップ１０１）。具体的には、下記表１１に示すような、口径が２２ｍｍ、目標厚みが５ｍｍ、目標ＳＰＬ（目標音圧）が８２ｄＢ、測定距離が１ｍ、最低共振周波数Ｆｓが８００Ｈｚ、定格入力が０．５Ｗ、公称インピーダンスが８Ω、有効振動直径が１４．５ｍｍ、であるといった条件（目標仕様）を、ユーザーは入力手段１０１により入力する。なお、その入力手段１０１により入力される下記表１１の内容はディスプレイ１１９に表示される。
【００９６】
【表１１】
0004243070.tif 000020
【００９７】
ところで、上記実施の形態１でも述べたが、スピーカを構成する振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値がわかれば、上記振動板がスピーカのプロテクターと接触するか否かといったことや、上記振動板とともに振動するボイスコイルが磁気回路に接触するか否かといったことについておおよその判断をすることができる。そこで、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、簡易振幅計算手段１０２において、スピーカを構成する振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値を求める簡易振幅演算を先ず行なう。以下、その簡易振幅演算を説明する。
【００９８】
さて、上記のように条件（目標仕様）が入力されると、ディスプレイ１１９は、記憶手段１１８に記憶されている簡易振幅計算式データベースＤＢ１（図１２参照）のなかの下記数１及び数２で表わされる２個の簡易振幅計算式を表示する。それら２個の簡易振幅計算式は、上記実施の形態１で説明した式であって、数１の方は、設計基準における最大振幅及び振幅余裕を得るための計算式であり、数２の方は、ワーストケース（所定の条件範囲内での予め決められた最悪の場合）における最大振幅及び振幅余裕を得るための計算式である。
【００９９】
【数１】
0004243070.tif 000021
【０１００】
【数２】
0004243070.tif 000022
【０１０１】
このように、数１及び数２で表される２個の簡易振幅計算式がディスプレイ１１９に表示されたら、ユーザーは、設計基準における最大振幅及び振幅余裕を知ろうとするときには数１を選択手段１１１により選択し（ステップ１０２）、ワーストケースにおける最大振幅及び振幅余裕を知ろうとするときには数２を選択手段１１１により選択する（ステップ１０２）。このように数１又は数２が選択されると、簡易振幅計算手段１０２は、上記入力手段１０１により入力されたデータの中の簡易振幅演算を行なうのに必要なデータと、選択された数１又は数２とを利用し、振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値を得て（ステップ１０３）、その演算結果を上記条件（目標仕様）とともにディスプレイ１１９に表示させる。例えば、数１が選択された場合、下記表１２に示すように、最大振幅が０．４５ｍｍであって、振幅余裕が０．６９ｍｍであるという演算結果が得られ、その演算結果がディスプレイ１１９に表示される。また、上記演算結果（下記表１２の内容）は、図１２に示す簡易振幅ファイルＦ−１に収められて記憶手段１１８に格納される。
【０１０２】
【表１２】
0004243070.tif 000023
【０１０３】
なお、ユーザーは、数１及び数２の双方を選択して、設計基準における最大振幅及び振幅余裕と、ワーストケースにおける最大振幅及び振幅余裕とのいずれをもディスプレイ１１９に表示させるようにしてもよい。
【０１０４】
このように、振動板の最大振幅及び振幅余裕のおおよその値が示されれば、ユーザーは、振動板がスピーカのプロテクターと接触するか否かといったことや、振動板とともに振動するボイスコイルが磁気回路に接触するか否かといったことについておおよその判断をすることが可能となる。
【０１０５】
次に、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、前処理手段１０３において、スピーカを構成する磁気回路の磁束密度分布等を求めるためのデータを生成する以下の演算処理を行なう。
【０１０６】
まず、ユーザーは、スピーカを構成するボイスコイルの形態（例えば大きさ）を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項の一部とを、上記入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する（ステップ１０４）。また、ユーザーは、ボイスコイルを設計するための必要事項の残部を、記憶手段１１８に記憶されている前処理演算用データベースＤＢ２（図１２参照）の中から上記入力手段１０１内の選択手段１１１を用いて選択する（ステップ１０４）。
【０１０７】
例えば、ユーザーは、上記前処理演算用データベースＤＢ２の中の、公称径として下記表１３に示す１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、・・・のなかからいずれかを選択する。そうすると、その選択された公称径が記載されている行の他の事項の数値も併せて選択される。例えば公称径として「１０ｍｍ」をユーザーが選択すると、ボイスコイルの実際の内径（ボビン内径）として１０．５ｍｍが、その内径公差として０．１ｍｍが、選択される。また、磁気回路を構成するプレートの外径として９．５ｍｍが、磁気回路を構成するヨークの内径として１２．０ｍｍが、ボイスコイルと振動板とを接着させるための接着剤の質量として４．０ｍｇが、それぞれ選択される。ここでは、以下の説明の便宜上、ユーザーは、公称径として「１０ｍｍ」を選択したとする。なお、上記公称径は、ボイスコイルの内径の概略値を意味する。
【０１０８】
【表１３】
0004243070.tif 000024
【０１０９】
また、ユーザーは、記憶手段１１８に記憶されている上記前処理演算用データベースＤＢ２の中の線材名として下記表１４に示す“銅線１”、“銅線２”、“銅線３”、・・・のなかからいずれかを選択する。そうすると、その選択された線材名が記載されている行の他の事項の数値も併せて選択される。例えば線材名として「銅線２」をユーザーが選択すると、線径として０．０６０ｍｍが、線輪最大外径として０．０６５ｍｍが、選択される。また、比抵抗として３５．０が、比質量として０．０２が、選択される。ここでは、以下の説明の便宜上、ユーザーは、線材名として「銅線２」を選択したとする。
【０１１０】
【表１４】
0004243070.tif 000025
【０１１１】
また、ユーザーは、記憶手段１１８に記憶されている上記前処理演算用データベースＤＢ２の中のボビン材名として下記表１５に示す“ボビンレス”、“樹脂１”、“金属１”、・・・のなかからいずれかを選択する。そうすると、その選択されたボビン材名が記載されている行の他の事項の数値も併せて選択される。例えばボビン材名として「樹脂１」をユーザーが選択すると、比重として下記表１５におけるボビン材名「樹脂１」が記載されている行の０．５が併せて選択される。ここでは、以下の説明の便宜上、ユーザーは、ボビン材名として「樹脂１」を選択したとする。なお、下記表１５におけるボビン材名の列の“ボビンレス”は、ボビンを用いずに振動板とボイスコイルとを直接接合する場合に対応している。
【０１１２】
【表１５】
0004243070.tif 000026
【０１１３】
さらに、ユーザーは、層数が２層、ボビン厚が５０μｍ、ボビン余白が０．１ｍｍであるという各データを、ボイスコイルを設計するための必要事項の一部として入力手段１０１により入力する。
【０１１４】
上述したようにしてユーザーが選択及び入力した内容は、下記表１６のようにまとめられてディスプレイ１１９に表示される。
【０１１５】
【表１６】
0004243070.tif 000027
【０１１６】
そうすると、前処理手段１０３は、上記入力手段１０１により入力されたボイスコイルの形態を演算するのに必要なデータと、上記前処理演算用データベースＤＢ２のなかから選択されたボイスコイルの形態を演算するのに必要なデータとを、記憶手段１１８に記憶されている複数のコイル計算式それぞれに代入して演算を行ない、ボイスコイルの形態を得る（ステップ１０５）。
【０１１７】
ここで、上記複数のコイル計算式は例えば下記数３及び数４で表される式であって、それら２個のコイル計算式のうちの数３の方の式はボイスコイルの形態の一例としてのボビンの高さ（Ｈｖｃ）を得るための計算式であり、数４の式は巻幅（Ｗｖｃ）を得るための計算式である。なお、それら数３及び数４は上記実施の形態１で説明したものと同じものである。
【０１１８】
【数３】
0004243070.tif 000028
【０１１９】
【数４】
0004243070.tif 000029
【０１２０】
さてこの場合、前処理手段１０３は、ボイスコイルの形態の一例としてのボビンの高さ（Ｈｖｃ）や巻幅（Ｗｖｃ）がそれぞれ３．０ｍｍ、２．０ｍｍであるという演算結果を得て、それをディスプレイ１１９に表示させる。
【０１２１】
ところで、ユーザーは、ボイスコイルを設計するための必要事項を複数パターン入力し、それら複数パターンそれぞれに基づいた演算結果を比較検討することがある。例えば、上記のボビンの高さ（Ｈｖｃ）や巻幅（Ｗｖｃ）を算出する場合であれば、例えば線材名として“銅線２”の他に上記表１４に示す“銅線１”を選択するとともに、１層目の巻数及びボビン余白（Ｈｂｓ）の数値として上記のもの以外のものを選び、合計で３パターンを入力するのである。そのとき、上記ディスプレイ１１９には、各パターン別にボビンの高さ（Ｈｖｃ）及び巻幅（Ｗｖｃ）の演算結果が表示される。そして、ユーザーは、上記３パターンのうちのいずれかを選択手段１１１により選択し（ステップ１０６）、ボイスコイルの大きさ（形態の一例）を確定する。ここでは、以下の説明の便宜上、上記表１６に示した内容が選択されたものとする。
【０１２２】
また、前処理手段１０３は、ユーザーが選択及び入力した「公称径が１０ｍｍ、線材名が銅線２、線径が０．０６０ｍｍ、線輪最大外径が０．０６５ｍｍ、層数が２層である」というデータから、直流抵抗（ＤＣＲ）Ｒｅの値が８．５Ωであり、インダクタンスＬｅの値が０．０００１Ｈであるという演算結果を得る。それら直流抵抗Ｒｅ及びインダクタンスＬｅの各値は、ディスプレイ１１９に表示される。また、上記直流抵抗Ｒｅ及びインダクタンスＬｅの各値は、後述する等価回路（図６参照）の所定の電気素子の抵抗値及びコイルのインダクタンス値として用いられる。なお、図６に示す等価回路は、図１２に示す等価回路ファイルＦ−８に収められて記憶手段１１８に格納されている。
【０１２３】
また、前処理手段１０３は、ユーザーが選択及び入力したボイスコイルの形態を演算するのに必要なデータに基づいて、金糸線質量が０．２ｍｇ、総巻数が４５ターン、線長が１．２ｍ、線輪質量が３４ｍｇ、総質量が３７ｍｇ、ボイスコイルの最大外径が８．７ｍｍであるという演算結果も得る。
【０１２４】
このようにして前処理手段１０３が演算により得た結果は、下記表１７に示す形式で、ユーザーが選択及び入力したボイスコイルを設計するための必要事項とともに、ディスプレイ１１９に表示される。また、下記表１７の演算結果は、前処理結果ファイルＦ−２（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。
【０１２５】
【表１７】
0004243070.tif 000030
【０１２６】
次に、ユーザーは、スピーカを構成する磁気回路の大きさ（形態の一例）を提示させるための命令と、磁気回路を設計するための必要事項の一部とを、上記入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する（ステップ１０７）。また、ユーザーは、磁気回路を設計するための必要事項の残部を、記憶手段１１８に記憶されている上記前処理演算用データベースＤＢ２（図１２参照）の中から上記入力手段１０１内の選択手段１１１を用いて選択する（ステップ１０７）。
【０１２７】
例えば、ユーザーは、下記表１８に示すような、プレート外径が７．９ｍｍ、プレート厚が０．５ｍｍ、マグネット外径が７．４ｍｍ、マグネット厚が１．２ｍｍ、ヨーク内径が９ｍｍ、ヨーク厚が０．６ｍｍであるという各データを、磁気回路を設計するための必要事項の一部として入力手段１０１により入力する。
【０１２８】
【表１８】
0004243070.tif 000031
【０１２９】
また、ユーザーは、記憶手段１１８に記憶されている上記前処理演算用データベースＤＢ２の中のプレート及びヨーク材の材料名として下記表１９に示す“金属１”、“金属２”、・・・のなかからいずれかを選択する。ここでは説明の便宜上、「金属１」を選択するものとする。なお、下記表１９中の磁束密度（Ｂ）及び磁界強度（Ｈ）は、プレート及びヨーク材の物性を特定するものである。
【０１３０】
【表１９】
0004243070.tif 000032
【０１３１】
さらに、ユーザーは、記憶手段１１８に記憶されている上記前処理演算用データベースＤＢ２の中のマグネットの材料名として下記表２０に示す“マグネット１”、“マグネット２”、・・・のなかからいずれかを選択する。ここでは説明の便宜上、「マグネット１」を選択するものとする。なお、下記表２０中の磁束密度（Ｂ）及び磁界強度（Ｈ）は、上記表１９におけるそれらと同じ意味を有する。
【０１３２】
【表２０】
0004243070.tif 000033
【０１３３】
上述したようにしてユーザーが入力又は選択した磁気回路を設計するための必要事項の内容は、下記表２１のようにまとめられてディスプレイ１１９に表示される。
【０１３４】
【表２１】
0004243070.tif 000034
【０１３５】
そうすると、前処理手段１０３は、上記入力手段１０１により入力された磁気回路の大きさを演算するのに必要なデータと、上記前処理演算用データベースＤＢ２のなかから選択された磁気回路の形態を演算するのに必要なデータとを、記憶手段１１８に記憶されている磁気回路計算式に代入して演算を行ない、磁気回路の大きさを得る（ステップ１０８）。
【０１３６】
ここで、上記磁気回路計算式は例えば下記数５で表される、ヨーク高さ（Ｈｙ）を得るための式である。
【０１３７】
【数５】
0004243070.tif 000035
【０１３８】
上記数５を利用して前処理手段１０３によって得られたヨーク高さ（Ｈｙ）は、下記表２２に示す形式で、ユーザーが入力又は選択した磁気回路を設計するための必要事項とともに、ディスプレイ１１９に表示される。また、下記表２２の演算結果は、前処理結果ファイルＦ−２（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。
【０１３９】
【表２２】
0004243070.tif 000036
【０１４０】
次に、前処理評価手段１１５は、上記簡易振幅計算手段１０２によって得られた振動板の最大振幅及び振幅余裕と、上記前処理手段１０３によって得られたボイスコイルの形態（大きさ等）、及び磁気回路の形態（大きさ等）とに基づいて、後述する五つの判定項目について判定を行なう（ステップ１０９）。
【０１４１】
その判定を図７を用いて説明すると、先ず第１に、ボイスコイル７１の振動に伴って振動板７５が振動したときに、振動板本体７５１と磁気回路を構成するプレート７２とが接触しないかどうかを、前処理評価手段１１５は判定する。つまり、図７におけるプレート７２と振動板本体７５１との距離▲１▼が、振動板７５が振動したときに、接触しない距離になっているかどうかを判定する。
【０１４２】
第２に、ボイスコイル７１の振動に伴って振動板７５が振動したときに、振動板エッジ７５２とヨーク７４とが接触しないかどうかを、前処理評価手段１１５は判定する。つまり、図７における振動板エッジ７５２とヨーク７４との距離▲２▼が、振動板７５が振動したときに、接触しない距離になっているかどうかを判定する。
【０１４３】
第３に、ボイスコイル７１が振動したときに、そのボイスコイル７１の振動方向において、ボビン７６とヨーク７４とが接触しないかどうかを、前処理評価手段１１５は判定する。つまり、図７におけるボビン７６とヨーク７４との距離▲３▼が、ボイスコイル７１が振動したときに、接触しない距離になっているかどうかを判定する。なお上記では、ボイスコイル７１にボビン７６が取り付けられている場合の判定について説明したが、ボイスコイル７１にボビン７６が取り付けられていない場合、ボイスコイル７１が振動したときに、そのボイスコイル７１の振動方向において、ボイスコイル７１とヨーク７４とが接触しないかどうかを、前処理評価手段１１５は判定する。
【０１４４】
さらに第４に、前処理評価手段１１５は、ボイスコイル７１の振動方向と直交する方向において、ボイスコイル７１とヨーク７４とが接触しないかどうかを判定する。つまり、図７におけるボイスコイル７１とヨーク７４との距離▲４▼が、接触しない距離になっているかどうかを判定する。
【０１４５】
加えて第５に、図７ではボビン７６が設けられているが、ボイスコイル７１と振動板７５とを接続させるためにボビン７６が必要かどうかを、前処理評価手段１１５は判定する。
【０１４６】
それら前処理評価手段１１５による判定結果は、ディスプレイ１１９に表示される。その際、上記第１〜第５の判定項目において、いずれか一つでも否定的な判定結果が得られた場合、スピーカの形状が制限範囲外にあるとして、警告がディスプレイ１１９に表示される（ステップ１１０）。その場合、ユーザーは、ボイスコイルの形態を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項とを、上記入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する手順（ステップ１０４）に戻り、上記の形状を判定する手順（ステップ１０９）を再度行なう。
【０１４７】
例えば、前処理評価手段１１５によって、ボイスコイル７１の振動方向においてボビン７６（又はボイスコイル７１）がヨーク７４に接触するという判定結果が得られた場合、ディスプレイ１１９には例えば「底当たりします」という警告が表示される。そうすると、ユーザーは、表１６に示したボイスコイルを設計するための必要事項の少なくとも一部を変更し、新たなボイスコイルを設計するための必要事項を、入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、下記表２３に示すように、線材名として「銅線１」を選択し直し、線径を「０．０６０ｍｍ」から「０．０５０ｍｍ」に変更するのである。
【０１４８】
【表２３】
0004243070.tif 000037
【０１４９】
このようにデータの一部が変更されると、下記表２４に示すように、前処理手段１０３によって、ボビンの高さ（Ｈｖｃ）が、３．０ｍｍから２．５ｍｍに変更されたという、演算結果が得られる。
【０１５０】
【表２４】
0004243070.tif 000038
【０１５１】
その後、前処理評価手段１１５は、上記形状判定を再度行なう（ステップ１０９）。この場合、ボイスコイル７１の振動方向においてボビン７６（又はボイスコイル７１）はヨーク７４に接触しないという判定結果を、前処理評価手段１１５は得る。
【０１５２】
さて、前処理評価手段１１５によって、上記第１〜第５の判定項目の全てにおいて肯定的な判定結果が得られた場合、その旨の情報がディスプレイ１１９に表示される。またその際、上記前処理結果ファイルＦ−２（図１２参照）内の上記表１７に示す演算結果が、上記表２４に示す演算結果に書き換えられる。
【０１５３】
次に、ユーザーは、振動板を設計するための必要事項として、振動板厚みのデータと振動板比重のデータとを、入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する。例えば、下記表２５に示すような、振動板厚みが３０μｍであり、振動板比重が１．３ｍｇ／ｍｍ3であるというデータを、入力手段１０１により入力する。なお、下記表２５の内容はディスプレイ１１９に表示される。
【０１５４】
【表２５】
0004243070.tif 000039
【０１５５】
そうすると、前処理手段１０３は、入力手段１０１により入力された上記条件（目標仕様）の一つの有効振動直径（１４．５ｍｍ；表１１参照）から、有効振動面積Ｓｄを演算により求めるとともに（ステップ１１１）、その求めた有効振動面積Ｓｄと、上記振動板厚みのデータ及び振動板比重のデータとに基づいて、振動板の質量を求める。それら求められた有効振動面積Ｓｄ及び振動板の質量は、下記表２６に示すように、上記の振動板厚みのデータ及び振動板比重のデータとともに、上記前処理結果ファイルＦ−２（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。また、下記表２６に示す上記有効振動面積Ｓｄ及び振動板の質量と、上記の振動板厚みのデータ及び振動板比重のデータは、ディスプレイ１１９に表示される。なお、有効振動面積Ｓｄは、図６に示す等価回路における結合係数Ｓｄの値となる。
【０１５６】
【表２６】
0004243070.tif 000040
【０１５７】
このように、前処理結果ファイルＦ−２（図１２参照）には、上記の表２４、表２２、及び表２６の内容がファイルされる。
【０１５８】
次に、前処理手段１０３は、図１３に示す磁気回路を構成する各部材の各領域のデータ（以下、節点データ及び要素データという）を作成する（ステップ１１２）。なお、図１３は、磁気回路の一断面の中央部から側部までを示している。
【０１５９】
以下に、磁気回路の構成について図１３を用いて説明する。その図１３に示すように、磁気回路は複数の領域から構成されている。そして、例えば領域Ｆに着目すると、その領域Ｆは長方形であり４つの角部が存在するが、それら４つの角部には、それぞれ符号Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７、Ｐ１８が予め付けられている。同様に領域Ｇに着目すると、その領域Ｇも長方形であり４つの角部が存在し、それら４つの角部にも、それぞれ符号Ｐ１７、Ｐ１８、Ｐ１９、Ｐ２０が予め付けられている。また、Ｐ１５とＰ１７とを結ぶ線分Ｐ１５−Ｐ１７と、Ｐ１７とＰ１９とを結ぶ線分Ｐ１７−Ｐ１９との長さの比が予め定義されている。例えば、線分Ｐ１５−Ｐ１７と線分Ｐ１７−Ｐ１９との長さの比が、２：３であると予め定義されている。上記の符号や予め定義されている事項は、記憶手段１１８に予め記憶されている。
【０１６０】
このように磁気回路を図１３のように示したときの各領域の各角部の符号及び各隣り合う二つの角部の長さの比が予め決められているという条件下で、前処理手段１０３は、下記表２７に示すように上記の節点データ及び要素データを作成し、それらを形状ファイルＦ−３（図１２参照）にまとめて記憶手段１１８に格納する。
【０１６１】
【表２７】
0004243070.tif 000041
【０１６２】
次に、上記表２７を詳述する。まず「要素」についてであるが、はじめの「ＥＬ」は要素名を表わしている。次に、「ＥＬ」の右に記載されている文字“Ａ”〜“Ｆ”は要素番号を意味している。つまり、図１３における磁気回路の対応する各領域“Ａ”〜“Ｆ”を表わしている。次に、それら各要素番号の右に記載されている数字は、その数字が記載されている行の領域の材料が有する物性番号を意味している。さらに、その物性番号の右に記載されている４つの数字は、各領域の角部を示す節点番号である。例えば図１３における磁気回路の領域Ｆを例にとって説明すると、要素番号Ｆの行に記載されているＰ１５、Ｐ１６、Ｐ１７、及びＰ１８それぞれは、図１３における領域Ｆの角部を示すＰ１５、Ｐ１６、Ｐ１７、及びＰ１８それぞれを意味している。なお、上記物性番号は、ユーザーが磁気回路を設計するための必要事項を選択する手順（ステップ１０７）において選択したプレート、ヨーク及びマグネットそれぞれに予め割り振られた数字が用いられる。それら物性番号と、プレート、ヨーク及びマグネットそれぞれが有する物性との対応関係は、記憶手段１１８に予め記憶されている。
【０１６３】
次に、「節点」について説明する。はじめの「ＮＭ」は節点名であり、各要素を構成する節点を意味している。その「ＮＭ」の右の数字は、図１３における磁気回路の各領域“Ａ”〜“Ｆ”の各角部を示す節点番号であり、シーケンシャルに付けられている。そして、その列の右の２列には、上記各節点の座標位置を示すｘ座標及びｙ座標が順に記載されている。一例として、図１３における磁気回路の領域Ｆ及び領域Ｇについて説明すると、領域Ｆの節点Ｐ１５は、ｘ座標が６、ｙ座標が５である、という位置に位置していることを意味している。また、図１３における領域Ｆの節点Ｐ１７は、ｘ座標が６、ｙ座標が３である、という位置に位置していることを意味している。さらに、領域Ｇの節点Ｐ１９は、ｘ座標が６、ｙ座標が０である、という位置に位置していることを意味している。なお、図１３の各領域の節点には座標が付けられている。
【０１６４】
さらに、表２７に示す「ＮＳ」について説明する。その「ＮＳ」は、節点名であって、ボイスコイルが位置する空間における磁束密度の計算位置を示す名称であり、具体的には、プレートとヨークとの間に位置するボイスコイルの、巻線部の厚さ方向の中心軸（図７及び図１３の直線Ｌ）上の各位置座標名を示している。次に、「ＮＳ」の右に記載されている数字は節点番号を意味している。即ち、上記ボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心軸Ｌを構成する複数の点の各位置の番号をそれぞれ表わしている。例えば上記中心軸Ｌの上から（振動板と接する部分側から）、所定の間隔（例えば線輪最大外形の１／２）をおいて順に番号が付されているのである。次に、それら各番号の右に記載されている数字は、上記各節点番号位置のｘ座標、及びｙ座標を意味している。
【０１６５】
上述したようにして前処理手段１０３が形状ファイルＦ−３（図１２参照）を作成して記憶手段１１８に格納すると、上記前処理手段１０３は、次に、磁気回路の磁束密度分布を計算させるための条件ファイルＦ−４（図１２参照）を作成する（ステップ１１３）。その条件ファイルＦ−４の内容は、表２８に記載されている。
【０１６６】
【表２８】
0004243070.tif 000042
【０１６７】
ここで、表２８に記載されている条件ファイルＦ−４の内容について詳述する。その条件ファイルＦ−４は、磁気回路設計手段１０４に対して、磁気回路が図１３のｙ軸を軸とする対称形状であることを想定して上記磁気回路の磁束密度分布を計算させるためのコマンドと、上記磁気回路を設計するための必要事項を入力又は選択する手順（ステップ１０７）において選択された、磁気回路を構成するプレート、ヨーク、及びマグネットの材料のデータとで構成される。
【０１６８】
次に、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、磁気回路設計手段１０４において、スピーカを構成する磁気回路の磁束密度分布等を求める以下の演算処理を行なう。
【０１６９】
さて上述したように、形状ファイルＦ−３及び条件ファイルＦ−４が作成されると、磁気回路設計手段１０４は、上記形状ファイルＦ−３及び条件ファイルＦ−４に基づいて、磁気回路が図１３のｙ軸を軸とする回転対称体であることを想定して上記磁気回路の磁束密度分布を計算する（ステップ１１４）。そうすると、下記表２９に示すような、ボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心軸（図７及び図１３の直線Ｌ）上の各点における磁束密度の演算結果が得られる。その得られた磁束密度の分布結果は、磁気回路演算結果ファイルＦ−５（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納され、その後ディスプレイ１１９に表示される。また、上記磁束密度の分布結果は、図４に示すようにグラフ化されてディスプレイ１１９に表示される。なお、図４については、上記実施の形態１において説明したので、本実施の形態２では詳細な説明を省略する。
【０１７０】
【表２９】
0004243070.tif 000043
【０１７１】
また、磁気回路設計手段１０４は、上述したようにボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心軸上の各点における磁束密度を計算するとともに、磁気回路の予め決められた部位毎の磁束密度の大きさも計算する。その計算により、磁気回路の予め決められた部位毎の磁束密度の大きさがわかる。例えば、図８に示す磁気回路を構成するプレート７２の領域Ａにおける磁束密度の大きさがわかる。なお、上記の磁気回路の予め決められた部位毎の磁束密度の大きさの計算結果も、磁気回路演算結果ファイルＦ−５（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納される。
【０１７２】
また、磁気回路設計手段１０４は、演算によって得たマグネット部分の磁束密度分布よりパーミアンス係数を得る（ステップ１１４）。そのパーミアンス係数は、上記磁束密度分布とともに、磁気回路演算結果ファイルＦ−５（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納される。
【０１７３】
次に、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、中間処理手段１０５において、スピーカの各種周波数特性演算の前段階で行なう等価回路計算をするためのデータを生成する以下の演算処理を行なう。
【０１７４】
さて、中間処理手段１０５は、上記磁気回路演算結果ファイルＦ−５（図１２参照）にファイルされた磁気回路の磁束密度の分布結果を、記憶手段１１８に記憶されている力計算式に代入し、ボイスコイルに働く力を演算する（ステップ１１５）。その演算により、下記表３０に示すような、ボイスコイルの静止位置からの振動による移動量と、ボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心点（図７の点Ｃ）に働く力係数Ｂｌの値との関係が得られる。その得られた関係（下記表３０に示す内容）は、力係数演算結果ファイルＦ−６（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納され、その後ディスプレイ１１９に表示される。また、上記のボイスコイルの静止位置からの振動による移動量と、ボイスコイルの巻線部の厚さ方向の中心点（図７の点Ｃ）に働く力係数Ｂｌの値との関係（下記表３０に示す内容）は、図５に示すようにグラフ化されてディスプレイ１１９に表示される。なお、図５については、上記実施の形態１において説明したので、本実施の形態２では詳細な説明を省略する。
【０１７５】
【表３０】
0004243070.tif 000044
【０１７６】
ところで、上記実施の形態１において説明したように、ボイスコイルに入力される信号が周期的交流信号であれば、ボイスコイルに働く力係数Ｂｌは時間とともに周期的に変化する。そこで、中間処理手段１０５は、上記周期的に変化するボイスコイルに働く力係数Ｂｌの２乗平均値を求め、それを実効力係数とする（ステップ１１６）。そして、中間処理手段１０５は、上記実効力係数を上記中間処理結果ファイルＦ−６（図１２参照）にファイルして記憶手段１１８に格納する。なお、上記実効力係数は、図６に示す等価回路における結合係数Ｂｌとなる。
【０１７７】
次に、中間処理手段１０５は、ボイスコイルの形態と、上記前処理結果ファイルＦ−２（図１２参照）にファイルされた振動板の質量と、ボイスコイルと振動板とを接着するための接着剤の情報とを基にして、記憶手段１１８に記憶されている有効振動系質量計算式に適用することができるボイスコイルの形態データ、振動板の形態データ、及び接着剤のデータを生成する。
【０１７８】
その後、中間処理手段１０５は、生成したボイスコイルの形態データ、振動板の形態データ、及び接着剤のデータを上記有効振動系質量計算式に代入して、ボイスコイル等のスピーカにおける振動系の有効質量を、有効振動系質量Ｍｍｄとして演算により得る（ステップ１１７）。そして、中間処理手段１０５は、その有効振動系質量Ｍｍｄを上記中間処理結果ファイルＦ−７（図１２参照）にファイルして記憶手段１１８に格納する。また、上記の有効振動系質量Ｍｍｄはディスプレイ１１９に表示される。なお、有効振動系質量Ｍｍｄには、空気等の音響的負荷質量は含まれない。
【０１７９】
次に、中間処理評価手段１１６は、磁気回路設計手段１０４によって得られた磁気回路の各部位毎の磁束密度と、例えば図９に示す予め記憶手段１１８に記憶されている磁束密度が飽和しているか否かを判断するためのデータとを比較して、上記磁気回路の各部位毎に、磁束密度が飽和しているか否かを判定する（ステップ１１８）。例えば図８に示す磁気回路を構成するプレート７２の領域Ａの磁束密度が飽和しているか否かを判定する。また、中間処理評価手段１１６は、上記磁気回路演算結果ファイルＦ−５（図１２参照）にファイルされたパーミアンス係数と、予め記憶手段１１８に記憶されている基準のパーミアンス係数とに基づいて、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットに、温度変化に起因して減磁が発生する可能性が有るか否かを判定する（ステップ１１８）。それらの判定結果はディスプレイ１１９に表示される。
【０１８０】
その際、上記磁気回路のいずれかの部位の磁束密度が飽和していると判定された場合や、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットに、温度変化に起因して減磁が発生する可能性が有ると判定された場合、警告がディスプレイ１１９に表示され、ユーザーは、ボイスコイルの形状を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項とを、上記入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する手順（ステップ１０４）に戻り、上記の有効振動系質量を計算する手順（ステップ１１７）までを繰り返す。
【０１８１】
そして、上記磁気回路のいずれの部位の磁束密度も飽和していないと判定され、かつ、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットに、温度変化に起因して減磁が発生する可能性が無いと判定された場合、中間処理手段１０５は、入力手段１０１に入力された条件（目標仕様）の一つの最低共振周波数Ｆｓと、上述したようにして得た有効振動系質量Ｍｍｄに基づくＭｍｓとを、記憶手段１１８に記憶されているコンプライアンス計算式に代入して演算を行なう。そして、中間処理手段１０５は、振動板のエッジのコンプライアンス（支持系のバネ定数）Ｃｍｓを演算により得る（ステップ１１９）。そのコンプライアンスＣｍｓは、上記中間処理結果ファイルＦ−７（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納されるとともに、ディスプレイ１１９に表示される。なお、上記コンプライアンス計算式は下記数６で表される式であって、その数６における「Ｍｍｓ」は、上記有効振動系質量Ｍｍｄに音響的な負荷質量を加えたものを意味する。また、振動板のエッジのコンプライアンスＣｍｓは、図６に示す等価回路を用いた計算に用いられる。
【０１８２】
【数６】
0004243070.tif 000045
【０１８３】
その後、ユーザーは、スピーカの筐体等の音響系のデータを、入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する（ステップ１２０）。上記音響系のデータとは、例えば筐体の大きさや、その筐体に設けられている窓孔の形状（窓孔の径や幅等）や、その窓孔を覆う音響抵抗材の形状や、スピーカ前面側に設けられるプロテクターの形状（プロテクターに設けられている孔の径や幅等）や、振動板が波板状なのか平板状なのかといった形状に関する情報を意味する。
【０１８４】
そうすると、中間処理手段１０５は、上記音響系のデータに基づくとともに、記憶手段１１８に記憶されている補正データベースＤＢ３の中の、下記表３１に示す空気の密度、音速の値、及び補正係数を利用して、振動板前面及び振動板背面の音響的インピーダンスを演算により求める。なお、演算に用いられる補正係数は、例えば下記表３１に示す第１補正係数、第２補正係数、・・・のなかからユーザーによって選択される。
【０１８５】
【表３１】
0004243070.tif 000046
【０１８６】
図６に示す等価回路を例にとって説明すると、中間処理手段１０５は、上記図６の等価回路における振動板前面の音響的インピーダンスＺa1と、振動板背面の音響的インピーダンスＺa2とを演算により求める。ここで、図６に示す等価回路の「Ｚa1」と記述されている部分が、例えば抵抗とコンプライアンスと音響的質量（イナーダンス）とで構成されているとすると、中間処理手段１０５は、上記の抵抗、コンプライアンス及び音響的質量とで構成される部分の全体のインピーダンスの値を、振動板前面の音響的インピーダンスＺa1として得る。
【０１８７】
このようにして得られた振動板前面及び振動板背面の音響的インピーダンスの演算結果は、上記中間処理結果ファイルＦ−７（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納されるとともに、ディスプレイ１１９に表示される。
【０１８８】
次に、ユーザーは、図６の等価回路の抵抗Ｒｍｓの値として、ユーザーが自身の経験上わかる値を、又はユーザーが期待するスピーカの機械系Ｑｍｓ値より逆算される値を、入力手段１０１により本実施の形態２のスピーカ設計支援装置に入力する。その入力された値は、上記中間処理結果ファイルＦ−７（図１２参照）にファイルされて記憶手段１１８に格納される。
【０１８９】
その後、中間処理手段１０５は、上記前処理結果ファイルＦ−２にファイルされている直流抵抗（ＤＣＲ）Ｒｅの値と、インダクタンスＬｅの値と、有効振動面積Ｓｄとを、上記中間処理結果ファイルＦ−７にコピーしてファイルし、記憶手段１１８に格納する。
【０１９０】
このようにして、下記表３２に示すように、上記中間処理結果ファイルＦ−７に、直流抵抗（ＤＣＲ）Ｒｅの値、インダクタンスＬｅの値、結合係数Ｂｌの値、インダクタンスＭｍｄの値、コンデンサーＣｍｓの値、抵抗Ｒｍｓの値、結合係数Ｓｄの値、振動板前面の音響的インピーダンスＺa1の値、及び振動板背面の音響的インピーダンスＺa2の値が、ファイルされる。
【０１９１】
【表３２】
0004243070.tif 000047
【０１９２】
次に、スピーカの各種周波数特性を演算するため、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、等価回路設計手段１０６において、上記中間処理結果ファイルＦ−７にファイルされている各データを用いて等価回路に関する所定の値を求める以下の演算を行なう。
【０１９３】
等価回路設計手段１０６は、上記中間処理結果ファイルＦ−７にファイルされている各値を、図６に示す等価回路の対応する素子の値とみなし、上記等価回路の交流電源の周波数を予め決められた範囲内で変化させて、各周波数毎に、上記等価回路の電気系の回路を流れる電流値Ｉ、及び機械系の回路を流れる電流値Ｖを演算により算出する（ステップ１２１）。なお以下では、機械系の回路を流れる電流値Ｖを振動板の速度Ｖとする。また、電流値Ｉ及び速度Ｖは、図６の等価回路を解くことで得られるが、それは起電力と逆起電力との相関関係が考慮された形で得られる。
【０１９４】
次に、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、等価回路設計手段１０６において、スピーカの各種周波数特性を求める以下の演算を行なう。
【０１９５】
周波数特性計算手段１０７は、上記の演算によって得られた速度Ｖを下記の数７に代入し、予め決められた周波数帯域（例えば可聴周波数帯域）の各周波数における、スピーカを構成する振動板の振幅を演算する（ステップ１２２）。その演算により、下記表３３に示すように、各周波数における振動板の振幅値（振幅周波数特性のデータ）が得られ、その振幅周波数特性のデータは振幅ファイルＦ−９（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。また、上記振幅周波数特性のデータは、図１４に示す形式でグラフ化されてディスプレイ１１９に表示される。
【０１９６】
【数７】
0004243070.tif 000048
【０１９７】
【表３３】
0004243070.tif 000049
【０１９８】
また、周波数特性計算手段１０７は、上記の演算によって得た電流値Ｉを下記の数８に代入し、予め決められた周波数帯域（例えば可聴周波数帯域）の各周波数におけるスピーカのインピーダンスを演算する（ステップ１２３）。つまり、スピーカのインピーダンス周波数特性を演算する。そうすると、下記表３４に示すように、各周波数におけるインピーダンス値（インピーダンス周波数特性のデータ）が得られ、そのインピーダンス周波数特性のデータは、ＺインピーダンスファイルＦ−１０（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。また、上記インピーダンス周波数特性のデータは、図１５に示す形式でグラフ化されてディスプレイ１１９に表示される。
【０１９９】
【数８】
0004243070.tif 000050
【０２００】
【表３４】
0004243070.tif 000051
【０２０１】
さらに、周波数特性計算手段１０７は、図６に示す等価回路の「Ｚa1」と記述されている部分の予め決められた素子、例えばコンプライアンス、の両端に掛かる電圧値を、予め決められた周波数帯域（例えば可聴周波数帯域）の各周波数別に得て、上記予め決められた素子の両端に掛かる各周波数における電圧値を、対応する各周波数における振動板前面の音圧とする音圧周波数特性を得る（ステップ１２４）。
【０２０２】
同様に、周波数特性計算手段１０７は、図６に示す等価回路の「Ｚa2」と記述されている部分の予め決められた素子、例えばコンプライアンス、の両端に掛かる電圧値を周波数毎に得て、上記予め決められた素子の両端に掛かる各周波数における電圧値を、対応する各周波数における振動板背面の音圧とする音圧周波数特性を得る（ステップ１２４）。
【０２０３】
それら振動板前面及び後面の音圧周波数特性の演算結果は、音圧ファイルＦ−１１（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。なお、上記音圧周波数特性の演算結果は、下記表３５に示すように、周波数と音圧とが各周波数別に区別されて得られる。また、上記音圧周波数特性は、例えば図１６に示す形式でグラフ化されてディスプレイ１１９に表示される。なお、上記予め決められた素子は、例えば本実施の形態のスピーカ設計支援装置によって設計されるスピーカが用いられる場所によって決まる。
【０２０４】
【表３５】
0004243070.tif 000052
【０２０５】
次に、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置は、スピーカ特性計算手段１０８において、周波数特性計算手段１０７によって得られた演算結果を利用して、スピーカの各種特性を演算する。
【０２０６】
スピーカ特性計算手段１０８は、先ず、上記振幅ファイルＦ−９（図１２参照）に収められている周波数毎に得られた振動板の振幅値のうちで最大のものを、最大振幅とする（ステップ１２５）。その最大振幅の値は、スピーカ特性ファイルＦ−１２（図１２参照）に収められて記憶手段１１８に格納される。さらに、スピーカ特性計算手段１０８は、上記最大振幅の値に所定の値を付加して振幅余裕を算出する（ステップ１２６）。その振幅余裕の演算結果も、上記スピーカ特性ファイルＦ−１２に収められて記憶手段１１８に格納される。
【０２０７】
また、スピーカ特性計算手段１０８は、上記音圧ファイルＦ−１１（図１２参照）に収められている各周波数における振動板前面の音圧のうちの、予め決められた複数の周波数における音圧を取り出し、それら取り出した音圧の平均値を演算し、それをＳＰＬ（音圧）とする（ステップ１２７）。その得られたＳＰＬは、上記スピーカ特性ファイルＦ−１２に収められて記憶手段１１８に格納される。
【０２０８】
さらに、スピーカ特性計算手段１０８は、上記ＺインピーダンスファイルＦ−１０（図１２参照）に収められているインピーダンスのうちの、ユーザーが条件（目標仕様）を入力する手順（ステップ１０１）において入力した最低共振周波数Ｆｓ（表１１参照）におけるインピーダンスを利用して、上記最低共振周波数ＦｓにおけるスピーカのＱ値を演算する（ステップ１２８）。その得られたＱ値は、上記スピーカ特性ファイルＦ−１２に収められて記憶手段１１８に格納される。このようにＱ値を記憶手段１１８に格納して、スピーカ特性計算手段１０８はスピーカ特性演算を終了する。
【０２０９】
そうすると、最終評価手段１１７は、上記スピーカ特性計算手段１０８によって得られたＳＰＬ（音圧）が、上記条件（目標仕様）のうちの目標ＳＰＬ（目標音圧）を満たしているか否かを判定する（ステップ１２９）。また、最終評価手段１１７は、上記スピーカ特性計算手段１０８によって得られた最大振幅及び振幅余裕に基づいて決まるスピーカの厚みが、上記条件（目標仕様）のうちの目標厚みを満たしているか否かを判定する（ステップ１２９）。それらの判定結果はディスプレイ１１９に表示される。
【０２１０】
その際、上記各演算結果が上記条件（目標仕様）を満足していなかった場合、警告がディスプレイ１１９に表示される（ステップ１３０）。その場合、ボイスコイルの形態を提示させるための命令と、ボイスコイルを設計するための必要事項とを、再度上記入力手段１０１によりスピーカ設計支援装置に入力する手順（ステップ１０４）に戻り、前処理手段１０３に前処理を再び行なわせるか、又は音響系の形状を入力する手順（ステップ１２０）に戻り、中間処理手段１０５に所定の処理を行なわせ、それ以降の手順を繰り返す。例えば上記の演算によって得られたＳＰＬ（音圧値）が上記目標ＳＰＬ（目標音圧）より低い値であった場合、振動系の有効質量を軽くすると音圧が高くなるので、ボイスコイルの質量を軽くするための計算を行なう手順（ステップ１０４）。に戻る。また例えば上記の演算によって得られた振動板の最大振幅及び振幅余裕に基づいて決まるスピーカの厚みが上記目標厚みより厚すぎた場合、筐体に設けられる窓孔の径を大きくすると振動板の振幅値が小さくなり、スピーカの厚みを薄くすることができるので、窓孔の径を大きくするためのデータを入力する手順（ステップ１２０）に戻る。
【０２１１】
そして、上記各演算結果が上記条件（目標仕様）を満足しているという判定結果が得られた場合、その旨の情報がディスプレイ１１９に表示され、スピーカの設計は終了する。そして、出力データ作成手段１０９が、簡易振幅ファイルＦ−１からスピーカ特性ファイルＦ−１２にファイルされている複数のデータのなかから、設計仕様書に記載すべき予め決められた事項のデータを取り出し、下記表３６に示す出力すべき設計仕様書データを作成して、出力ファイルＦ−１３に収めて記憶手段１１８に格納する。そして、出力ファイルＦ−１３内のデータが設計仕様書としてプリントアウトされる（ステップ１３１）。
【０２１２】
【表３６】
0004243070.tif 000053
【０２１３】
上述したように、本実施の形態２のスピーカ設計支援装置を用いれば、スピーカの設計回数が従来よりも減り、所定の条件（目標仕様）を満足するスピーカを短時間で設計することが可能となる。
【０２１４】
なお、上述した実施の形態２では、記憶手段１１８内の等価回路ファイルＦ−８（図１２参照）には、図６に示す等価回路が収められており、等価回路設計手段１０６は、図６に示す等価回路について所定の演算を行なうとした。しかしながら、上記等価回路ファイルＦ−８には、例えば図６に示す等価回路を含む複数の等価回路が収められており、ユーザーがその複数の等価回路のうちのいずれかを選択し、等価回路設計手段１０６は、ユーザーによって選択された等価回路について、上述した実施の形態２で説明したように所定の演算を行なうとしてもよい。
【０２１５】
また、上述した実施の形態２では、スピーカ設計支援装置の中間処理評価手段１１６が、磁気回路設計手段１０４によって得られた磁気回路の各部位の磁束密度が飽和しているか否かを判断するとした。また、上記中間処理評価手段１１６が、磁気回路設計手段１０４によって得られたパーミアンス係数に基づいて、設計しようとする磁気回路を構成するマグネットに、温度変化に起因して減磁が発生する可能性が有るか否かを判定するとした。しかしながら、上記の磁気回路の各部位の磁束密度が飽和しているか否かを判定する項目と、パーミアンス係数に基づいてマグネットに、温度変化に起因して減磁が発生する可能性が有るか否かを判定する項目の二つの判定項目の一方又は双方を、ユーザーが判定するとしてもよい。
【０２１６】
また、上述した実施の形態２では、ボイスコイルを設計するための必要事項を選択する手順（ステップ１０４）及び磁気回路を設計するための必要事項を選択する手順（ステップ１０７）において、ユーザーは、記憶手段１１８に記憶されている表１３、表１４、表１５、表１９、及び表２０それぞれのなかのいずれかの選択肢を選択するとした。ところで、ユーザーは、上記の表１３、表１４、表１５、表１９、及び表２０それぞれに記載されている選択肢を変更したり、追加したりすることも可能である。
【０２１７】
また、上述した実施の形態２では、出力ファイルＦ−１３の内容が設計仕様書としてプリントアウトされるとしたが、簡易振幅ファイルＦ−１からスピーカ特性ファイルＦ−１２等の記憶手段１１８に格納されているデータの全部又は一部の内容が、ユーザーの指示により又は自動的にプリントアウトされてもよい。
【０２１８】
また、上述した実施の形態２における磁気回路設計手段１０４及び／又は等価回路設計手段１０６は、汎用されているソフトウェアを利用して該当する演算を行なう手段であってもよい。
【０２１９】
また、上述した実施の形態１及び２では、スピーカ設計支援装置は、ボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを少なくとも備えたスピーカを設計する際に用いられるとしたが、例えば携帯電話の受話ユニット等に用いられるレシーバを設計する際に用いることも可能である。要するに、本発明のスピーカ設計支援装置は、ボイスコイルと、磁気回路と、振動板とを少なくとも備えた、音を出力する装置を設計する際に用いることができる。
【０２２０】
また、上述した実施の形態１及び２におけるスピーカ設計支援装置の各構成要素は、ハードウェアで構成されていてもよいし、ソフトウェアで構成されていてもよい。
【０２２１】
また、上述した実施の形態１及び２におけるスピーカ設計支援装置の全部又は一部の構成要素としてコンピュータを機能させるためのプログラムを、所定のコンピュータに適用し、そのコンピュータで、上述した実施の形態１及び２におけるスピーカ設計支援装置の全部又は一部の構成要素の機能を実現することも可能である。なお、上記プログラムの実施態様の具体例としては、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に上記プログラムを記録することや、そのプログラムが記録された記録媒体を譲渡することや、インターネット等における通信手段で上記プログラムを通信すること等が含まれる。また、コンピュータに、上記プログラムをインストールすることも含まれる。
【０２２２】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、短時間でスピーカの設計を行なうことができるスピーカ設計支援装置を提供することができる。
【０２２３】
また、本発明のスピーカ設計支援装置を用いると、スピーカの試作回数を従来よりも削減することができるとともに、未熟練者であっても、熟練者と同様にスピーカを設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスピーカ設計支援装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるスピーカ設計支援装置の詳細構成図
【図３】本発明の実施の形態１におけるスピーカ設計支援装置の動作説明図
【図４】本発明の実施の形態における磁束密度分布の演算結果の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるボイスコイルに働く力係数の演算結果の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態におけるスピーカの各種周波数特性を得るための等価回路の一例を示す図
【図７】スピーカの断面図
【図８】磁気回路の領域を示す図
【図９】磁気回路の各部位毎の磁束密度が飽和しているか否かを判断するためのデータを示す図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置の構成図
【図１１】本発明の実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置の動作説明図
【図１２】本発明の実施の形態２におけるスピーカ設計支援装置が行なう処理の概要を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２における磁気回路を構成する各部材の説明図
【図１４】本発明の実施の形態２におけるスピーカの振幅周波数特性を示す図
【図１５】本発明の実施の形態２におけるスピーカのインピーダンス周波数特性を示す図
【図１６】本発明の実施の形態２におけるスピーカの音圧周波数特性を示す図
【符号の説明】
１  入力手段
１１  選択手段
１２  選択手段
１３  選択手段
２  演算手段
２１  振動板演算手段
２２  コイル演算手段
２３  磁気回路演算手段
２４  磁束演算手段
２５  力演算手段
２６  有効振動板面積演算手段
２７  質量演算手段
２８  支持系演算手段
２９  音響的インピーダンス演算手段
３０  等価回路演算手段
３１  各種周波数特性演算手段
３  ディスプレイ
４  記憶手段
５  判定手段
５１  形状判定手段
５２  磁気回路特性判定手段
５３  最終判定手段
６  データ作成手段
６１  磁束密度演算用データ作成手段
６２  力演算用データ作成手段
６３  有効質量演算用データ作成手段
１０１  入力手段
１０２  簡易振幅計算手段
１０３  前処理手段
１０４  磁気回路設計手段
１０５  中間処理手段
１０６  等価回路設計手段
１０７  周波数特性計算手段
１０８  スピーカ特性計算手段
１０９  出力データ作成手段
１１５  前処理評価手段
１１６  中間処理評価手段
１１７  最終評価手段
１１８  記憶手段
１１９  ディスプレイ
【図１】
0004243070.tif 000054
【図２】
0004243070.tif 000055
【図３】
0004243070.tif 000056
【図４】
0004243070.tif 000057
【図５】
0004243070.tif 000058
【図６】
0004243070.tif 000059
【図７】
0004243070.tif 000060
【図８】
0004243070.tif 000061
【図９】
0004243070.tif 000062
【図１０】
0004243070.tif 000063
【図１１】
0004243070.tif 000064
【図１２】
0004243070.tif 000065
【図１３】
0004243070.tif 000066
【図１４】
0004243070.tif 000067
【図１５】
0004243070.tif 000068
【図１６】
0004243070.tif 000069