(57)【要約】【課題】  従来のスピーカーにおいて可動コイルに柔軟な良導体の細線を用いているため細線に大電流が流れると発熱により断線したり変形したりすることがあった。【解決手段】  一次コイル７と、磁気空隙中に配置され、前記一次コイル７と磁気結合させたムービングリング２と、を具備し、前記一次コイル７に電気信号を加えて、磁気結合により前記ムービングリング２に電流を生じさせ、該電流と磁気空隙中の磁界との相互作用により前記ムービングリング２を振動させる。【選択図】  図２
2009010709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイルと、
磁気空隙中に配置され、前記一次コイルと磁気結合させたムービングリングと、
を具備し、
前記一次コイルに電気信号を加えて、磁気結合により前記ムービングリングに電流を生じさせ、該電流と磁気空隙中の磁界との相互作用により前記ムービングリングを振動させることを特徴とする電気音響変換装置。
【請求項２】
前記一次コイルとムービングリングとは、主ヨークとマグネットと飽和ヨークと不飽和ヨークとで構成される磁気回路中の主ヨークに中心軸を共通にして配置され、
前記ムービングリングは、前記飽和ヨークと前記主ヨークとの間で形成される磁気飽和した磁気空隙中に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカー等の電気音響変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のスピーカー装置の構造を示す概略断面図である。
【０００３】
このスピーカー装置３０は、ヨーク３４、マグネット３５、及びボトムヨーク３６からなる磁気回路と、この磁気回路中に形成された磁気空隙に配置した可動コイル３２と、この可動コイル３２を固着させた振動板３１により構成される。
【０００４】
かかる構成において、可動コイル３２に信号電流を流すと磁気空隙中の磁界と信号電流との相互作用により可動コイル３２が振動する。可動コイル３２の振動に伴い振動板が振動して、スピーカーとしての機能を発揮する。
【０００５】
上述のように、従来のスピーカー装置では可動コイル３２自身が振動する構造となっているので、スピーカーの特性をよくするために可動コイル３２から引き出すリード線を細く軽くする必要がある一方、磁界との相互作用を確保する必要上から可動コイル３２部に流す電流密度も一定以上とする必要がある。
【０００６】
そこで、可動コイル３２に柔軟な良導体の細線を用いて巻き数を増やすことにより一定以上の電流密度を確保している。そして、リード線をスピーカー装置の端子まで引き出し、この端子で外部の信号源と接続させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来のスピーカー装置では、可動コイルに柔軟な良導体の細線を用いており、細線に大電流が流れると発熱により断線したり変形したりすることがある。
【０００８】
また、この細線が振動するため、可動コイル及びコイルからの端子までのリード線において機械的な損傷や断線が起こりやすい。
【０００９】
さらに、可動コイルの巻き数と重量との関係から、コイルのインピーダンスも設計上の制約を受ける。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、可動コイルをムービングリングに置き換え、ムービングリングと電磁的に結合する一次コイルを設けて一次コイルに電気信号を加え、磁気空隙中に配置されたムービングリングに電流を生じさせる。そして、この電流と磁気空隙中の磁界との相互作用により前記ムービングリングを振動させる電気音響変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電気音響変換装置は、一次コイルと、磁気空隙中に配置され、前記一次コイルと磁気結合させたムービングリングと、を具備し、前記一次コイルに電気信号を加えて、磁気結合により前記ムービングリングに電流を生じさせ、該電流と磁気空隙中の磁界との相互作用により前記ムービングリングを振動させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る電気音響変換装置は、前記一次コイルとムービングリングとは、主ヨークとマグネットと飽和ヨークと不飽和ヨークとで構成される磁気回路中の主ヨークに中心軸を共通にして配置され、前記ムービングリングは、前記飽和ヨークと前記主ヨークとの間で形成される磁気飽和した磁気空隙中に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、本発明に係る電気音響変換装置によれば、電気信号を印加する主ヨークに固定した一次コイルと、振動するムービングリングとを分離して設置した。すなわち、柔軟な良導体の細線を多数回巻いた可動コイルをムービングリングに置き換えたために次のような効果が得られる。すなわち、電気信号を供給するためにリード線を可動コイルから引き出す必要がないため、軽量な良導体であるアルミ円環をムービングリングとして使用することができる。また、アルミは、従来可動コイルに用いていた銅に比べて比重が小さいので、軽量化による能率の向上が見込める。さらに、従来の可動コイルに比べ、円環形状のムービングリングは変形しにくく頑丈である。
【００１４】
また、電気信号を印加する一次コイルを振動系とは独立にしたので、次のような効果が得られる。すなわち、振動系に直接電気信号を印加しないため、振動系が単純になり音質が向上する。また、スピーカーのインピーダンス値を幅広く設計できる。さらに、一次コイルの巻線空間が広いため、太い巻線が使用できるので、大入力に耐えられる。また、プッシュプル動作用に巻線を構成することができる。さらに、フィードバック巻線を設けて、磁気回路で発生する歪を減少させることができる。また、一次コイルとして複数のコイルを設け，ディジタル信号に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は、円対称である本発明の実施の形態に係るスピーカー装置の中心軸に沿った断面を示す概略構造図である。
【００１６】
本実施の形態にかかるスピーカー装置１０において、中央が円柱状に垂直に突き出た主ヨーク６と、突き出た円柱に固定した一次コイル７と、一次コイル７の外周を取り巻くように置かれた中央に円筒状の貫通穴を設けた円柱形状のマグネット５と、マグネット５の上部にマグネット５と外周面を共通にして中央を同心円状に切り欠いた円盤形状の飽和ヨーク４と、さらにその上部に同形状の不飽和ヨーク３とが軸を共通にして設置されている。さらに、アルミニウム等の良導体で作られ短絡環を形成するするムービングリング２を、主ヨーク６の円柱状に突き出た部分の軸方向に可動自在に設けている。また、円筒形状と円錐形状とを組み合わせた形状の振動板１がムービングコイル２と軸を共通にして設置されており、ムービングリング２と振動板１の円筒部とは接着されている。そして、ムービングリング２は、水平高さを飽和ヨーク４の水平高さとほぼ一致させ、飽和ヨーク４と主ヨーク６とのなすギャップ中にムービングコイル２が位置するよう設置されている。
【００１７】
ここで、一次コイル７とムービングリング２とは主ヨーク６を磁心として磁気結合しており、一次コイル７に電気信号を流すと電磁誘導によりムービングリング２に誘導電流が流れる。
【００１８】
また、主ヨーク６、不飽和ヨーク３、飽和ヨーク４、及びマグネット５により、磁気回路が構成されている。ここで、主ヨーク６、飽和ヨーク４、及びマグネット５を通る磁路において、飽和ヨーク４は磁気飽和している。すなわち、飽和ヨーク４が磁気飽和するように飽和ヨーク４と主ヨーク６との距離、飽和ヨーク４の寸法及び材質、マグネット５の起磁力等を定めている。一方、主ヨーク６、不飽和ヨーク３、及びマグネット５を通る磁路においてどの部分も磁気飽和していない。ここでは、不飽和ヨーク３と主ヨーク６との距離を飽和ヨーク４と主ヨーク６との距離より大きくすることで、不飽和ヨーク３が磁気飽和することを避けている。
【００１９】
このような構成としたため、飽和ヨーク４と主ヨーク６とギャップ間は磁気飽和しているので、一次コイル７に流した信号電流により主ヨーク６での磁束に変動が生じても、飽和ヨーク４と主ヨーク６とギャップ間の磁束密度は変化しない。つまり、信号電流による主ヨーク６での磁束の変動分は、磁気飽和していない主ヨーク６、不飽和ヨーク３、及びマグネット５を通る磁路を通るので、飽和ヨーク４と主ヨーク６とのギャップでの磁束密度を変動させることはない。
【００２０】
ここで、飽和ヨーク４と主ヨーク６とのギャップに置かれているムービングリング２に流れる電流とこの電流に鎖交する磁束との間で生じる電磁力は、ギャップでの磁束密度が一定なのでムービングリング２に流れる電流にのみ依存する。一方、ムービングリング２に流れる電流は、一次コイル７に流れる電流に比例するので、ムービングリング２に働く力は一次コイル７に流れる電流に比例する。したがって、一次コイル７に流れる信号電流に比例した力がムービングリング２に働き、この力が振動板１に伝わって音響を発生する。
【００２１】
つまり、従来のスピーカーにおける可動コイル３２をムービングリング２に置き換えても、可動コイル３２に信号電流を流したのと同等の効果が得られることになる。
【００２２】
ここで、ムービングリング2の電気抵抗は、通常１ミリオーム程度であるから、一次コイル７の巻線数を加減して希望するインピーダンスに合致させる。図2の構造は、外磁型としているが、内磁型であっても動作は同じである。
【００２３】
なお、本実施の形態では、スピーカーに応用した例を示したが、本発明はスピーカーに限定されるものではなく、ヘッドフォン、イヤフォン、マイクロフォンにも同様に本発明を用いることができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
上記のように、本発明に係る電気音響変換装置によれば、従来のスピーカーと略同じ構造であるから、従来の材料や製造設備を用いて本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のスピーカー装置の構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るスピーカー装置の構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  振動板
２  ムービングリング
３  不飽和ヨーク
４  飽和ヨーク
５  マグネット
６  主ヨーク
７  一次コイル
【図１】
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【図２】
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