JP2001086591A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全面駆動型平面スピーカにおいて、特に
中域においてフラットな音圧周波数特性を得る。 【解決手段】 マグネット（３₁，３₃，３₅）が少なく
とも３列並置された構造を有する磁気回路において、並
置された前記マグネット（３₁，３₃，３₅）の両側に軟
磁性体（１１，１２）を配置してなる磁気回路を有する
電気音響変換器１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に全面駆動型平
面スピーカである電気音響変換器（以下、全面駆動型平
面スピーカと呼ぶ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種全面駆動型平面スピーカ
にあっては、スピーカユニットの一対のスピーカ端子間
に、音声信号（駆動電流）を供給することによって、振
動板の主振動部としての複数の頂上部が、紙面に対して
前後に均一に全面振動するように構成されている。とこ
ろで、振動板は軽量化のためにそれ自体を極力薄くし
て、例えば、ポリイミドフィルムで一体成型しているの
で、振動板の形状によっては構造的に機械的強度が劣る
こととなり、その結果、スピーカユニットを駆動するた
めに音声信号（駆動電流）をこれに供給すると、前記し
た主振動部としての複数の頂上部が一体に振動せず、各
頂上部がばらばらに振動してしまい、分割振動による出
力音圧周波数特性上の凹凸を発生する虞れがあった。

【０００３】このため、特に従来の全面駆動型平面スピ
ーカにあって、特に中域（約８００Ｈｚ〜約５ＫＨｚ）
において、図８の如く、音圧周波数特性が最大で５ｄＢ
のディップが生じており、Ｈi−Ｆi再生として求められ
ている、中域においてフラットな音圧周波数特性を得る
ことができなかった。なお図８は、従来の全面駆動型平
面スピーカの音圧周波数特性・指向特性図である。

【０００４】そこで、複数の振動板の各頂上部の内部に
複数の梁を形成することにより剛性（機械的強度）を高
めて、主振動部として頂上部を一体に振動させ、主振動
部における不要な共振の発生を軽減したものもあるが、
これでも中域においてフラットな音圧周波数特性を得る
ことができなかった。それは、次のような理由であると
思われる。以下、図６，図７及び図９を参照して、その
点につき説明する。

【０００５】図６は、従来の全面駆動型平面スピーカ２
０の磁気回路の構成図、図７は、従来の他の全面駆動型
平面スピーカ３０の磁気回路の構成図、図９は、図６の
磁場解析図である。なお、以下の図６，図７の説明にお
いて、同一部分は同一符号を用いているので、一方のみ
を説明し、他方は省略する。両図において、１はリアプ
レート、２，３は、それぞれリアプレート１に立設され
たフレーム、３₁〜３₅（図７においては、３₁，３₃，３
₅）は、例えば、リアプレート１に固着されたマグネッ
ト、４₁〜４₅（図７において４₁，４₂，４₃）は、前記
したマグネット３₁〜３₅（図７においては、マグネット
３₁，３₃，３₅と軟磁性体により構成されたヨーク３₂，
３₄）にそれぞれ固着されたポールピース、５₁〜５
₅は、振動板５の頂部、６₁〜６₆はボイスコイル、７，
８は、それぞれフレーム２，３に連結されたダンパーで
ある。

【０００６】すなわち、従来の複数のセグメントに分け
られた振動板５を複数のボイスコイル６₁〜６₆によって
駆動する方式の全面駆動型平面スピーカ２０，３０の磁
気回路にあっては、個々のセグメントに対して、５個の
マグネットを配置した図６のような磁気回路を用いる
か、又は、図７のように、マグネット（３₁，３₃，
３₅）を１セグメントおきに配置し、マグネット（３₁，
３₃）間及びマグネット（３ ₃，３₅）間のセグメントに
対しては、軟磁性体にてなるヨーク（３₂，３₄）を配置
することで磁気回路が構成されていた。なお、両図のお
いて、各マグネット間等の空隙の間隔（磁気ギャップ）
は、中央部およびそれ以外の部分とも同一間隔（１．
０）に設定してある。

【０００７】しかしながら、このような従来の構成で
は、磁気ギャップの磁束密度が均一とは成らず、ボイス
コイル（６₁〜６₆）に加えられる力がセグメント毎に異
なるという結果となっていた。特に、両端においては磁
束密度の低下が大きく、その為に振動板５が均一に駆動
されることがないという問題点があった。

【０００８】すなわち、図９に明示する如く、マグネッ
ト３₁〜３₅の磁気ギャップを同一として複数個配列した
場合、マグネットに対して両側の磁気抵抗（主にマグネ
ットに乗っているポールピースの両側の条件）が等しけ
れば、このマグネット内部を通過する右回り、左回りの
磁力線の分かれ目（境界）はマグネットの中心に来る。
この図より明らかな如く、中心に近い３個のマグネット
（３₂〜３₄）においては、両側の磁気抵抗条件が等しい
ので、上記の現象が見られる。しかしながら、両側に配
置されているマグネット（３₁、３₅）においては、その
両側の磁気抵抗条件が大いに異なるので、マグネット内
の境界は中心よりも大きく磁気抵抗が大きい方向にずれ
ている。

【０００９】その為に、中心に近い空隙の磁束密度より
もその両側にある空隙の磁束密度が大きくなり、また、
両端のポールピース（４₁、４₅）付近には対向するポー
ルピースやマグネットに類する部材が存在しないため、
磁束密度は３０％程度小さくなっている。駆動力は、こ
の磁束密度に駆動コイルの巻き数を乗じた値に比例する
ものであるから、このような磁気回路を有するスピーカ
の出力音圧特性は平坦ではなくなる。特に、音圧周波数
特性に与える影響としては、中域において特性が平坦に
ならないことや、高い周波数ではスピーカの指向性が狭
くなるという欠点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、マグネッ
トを複数個配置した場合には、スピーカの出力音圧特性
は平坦ではなくなるものであるが、空隙の距離（間隔）
を変える、磁石の強さを変える、ポールピースやプレー
トの厚みを変えて飽和させるなどの方法により、各空隙
の磁束密度の大きさを調整することができる。本発明
は、空隙の距離を調整することにより各空隙の磁束密度
の大きさを均一にするものではなく、両端に近ずくにつ
れて各空隙の磁束密度が若干小さくなるように構成する
ことにより、駆動力の不均衡を是正すると共に、中域に
おける音圧周波数特性を平坦化し、又、高い周波数領域
の指向性を広く保つことによって理想に近い音波放射を
実現しようとすることを目的にするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題に
鑑みなされたものであり、第１の発明として、マグネッ
ト（３₁，３₃，３₅）が少なくとも３列並置された構造
を有する磁気回路において、並置された前記マグネット
（３₁，３₃，３₅）の両側に軟磁性体（１１，１２）を
配置してなる磁気回路を有する電気音響変換器（１０）
を、第２の発明として、マグネット（３₁，３₃，３₅）
がそれと略同形状の軟磁性体（４₁，４₂）を挟んで１個
おきに少なくとも３列並置され、かつ、両端がマグネッ
ト（３₁，３₅）である構造を有する磁気回路において、
並置された前記両端のマグネット（３₁，３₅）の更に外
側に軟磁性体（１１，１２）を配置してなる磁気回路を
有する電気音響変換器（１０）を、第３の発明として、
両側に配置された軟磁性体とその内側に配置されるマグ
ネットとの間隔が当該磁気回路において設定された磁気
ギャップの１．２〜１．５倍である請求項１及び請求項
２記載の電気音響変換器（１０）をそれぞれ提供するも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して本発
明になる全面駆動型平面スピーカ１０の実施の形態につ
き説明する。図１は本発明に係る全面駆動型平面スピー
カの一実施例を示す構成図、図２は図１の磁場解析図、
図３は本発明に係る全面駆動型平面スピーカの音圧周波
数特性・指向特性図、図４は図１の構成において、空隙
の比率を変えたときの各位置における磁束密度を示す説
明図、図５は磁気分布の状態を示す説明図である。な
お、従来と同一部分は、同一符号を付し、その詳細な説
明は省略する。図１において、１１，１２は、リアプレ
ート１上で、フレーム２，３にそれぞれ密着する如く、
例えば、接着剤により固定された磁気誘導用の軟磁性
体、１３，１４は、これら軟磁性体１１，１２上であっ
て、かつ、フレーム２，３にそれぞれ連結する如く配置
されたエッジである。なお、本発明にあっては、ダンパ
ー７，８は、それぞれこのエッジ１３，１４に固定され
るものである。

【００１３】本発明は、基本的には図７の従来構成にお
いて、並置された両端のマグネット（３₁，３₅）の更に
外側に、厚み方向にそれと並置する如く軟磁性体１１，
１２を配置したものである。このように、両端のマグネ
ットの外側に磁気誘導用の軟磁性体１１，１２を、厚み
方向にそれと並置する如く配置することにより、ボイス
コイルが配置される磁気ギャップにおける磁束密度を均
一化でき、従って、駆動力を一定に保つことができる。
その結果、従来の磁気回路を用いたスピーカよりも音圧
周波数特性を平坦化し、高い周波数における指向性もよ
り広くすることができる。

【００１４】すなわち、その点を図２を参照して詳細に
説明する。この図２は、本発明になる全面駆動型平面ス
ピーカ１０の磁気回路の両端のマグネットの外側に、磁
気誘導用の軟磁性体１１，１２が中央部の磁気ギャップ
の、例えば、１．３倍の間隔を持って配置されたときの
磁気分布を示す磁場解析図である。この図２より明らか
な如く、中央部の５個のマグネットと軟磁性体の組合せ
において、磁力線により分割される位置に変化が生じて
いることがわかる。

【００１５】すなわち、マグネット内の境界は、中央部
の３個（３₂，３₃，３₄）においては、マグネット（軟
磁性体）のほぼ中央、その右側のマグネット（３₅）は
若干右、左側のマグネット（３₁）は若干左に偏ってい
る。そして、磁力線の分布（磁束密度）は同図の数値で
示す通り、振動部分の動きを周辺部に近くなるに従って
小さくなるよう構成したものである。これは、振動部分
の周辺部における音響的な不連続を避けることによっ
て、球面波に近い波面を実現することを狙ったことによ
る。このように構成したことによって、後記する如く、
特に中域においてフラットな音圧周波数特性が得られる
と共に高い周波数における指向性を従来にないような広
さにすることができるものである。

【００１６】なお、本発明の一実施例は、両側に配置す
る軟磁性体１１，１２と両端のマグネットの間隔を、他
の磁気ギャップよりも広い間隔である、例えば、他の磁
気ギャップに対して１．３倍の範囲に設定した例で説明
したが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。
実験によれば、この両側に配置する軟磁性体１１，１２
と両端のマグネットの間隔を、例えば、他の磁気ギャッ
プに対して１．２〜１．５倍の範囲になるよう形で配置
した場合、図４、図５に示すように、従来の電気音響変
換器においては実現できないような磁気分布が得られる
ことによって、電気音響変換器の動きを制御できること
が判明した。すなわち、磁気ギャップに対して上記の範
囲に設定したことにより、上記した如くの振動部分の周
辺部における音響的な不連続を避けることができ、これ
により球面波に近い波面が実現できるからなのである。

【００１７】図３は、本発明になる構成で得られる全面
駆動型平面スピーカ１０の音圧周波数特性・指向特性図
である。この図より明らかな如く、本発明によれば、全
面駆動型平面スピーカにおいて、特に中域においてフラ
ットな音圧周波数特性が得られると共に高い周波数にお
ける指向性を従来にないような広さにすることができる
ものである。

【００１８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明になる全面
駆動型平面スピーカは、マグネットが少なくとも３列並
置された構造を有する磁気回路において、並置された前
記マグネットの両側にそれぞれ軟磁性体を配置した構成
としたことにより、振動部分の周辺部における音響的な
不連続を避けることができ、球面波に近い波面を実現す
ることができるものであるから、特に中域においてフラ
ットな音圧周波数特性が得られると共に高い周波数にお
ける指向性を従来にないような広さにすることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る全面駆動型平面スピーカの一実施
例を示す構成図である。

【図２】図１の磁場解析図である。

【図３】本発明に係る全面駆動型平面スピーカの音圧周
波数特性・指向特性図である。

【図４】図１の構成において、空隙の比率を変えたとき
の各位置における磁束密度を示す説明図である。

【図５】磁気分布の状態を示す説明図である。

【図６】従来の全面駆動型平面スピーカの一実施例を示
す構成図である。

【図７】従来の全面駆動型平面スピーカの他の実施例を
示す構成図である。

【図８】従来の全面駆動型平面スピーカの音圧周波数特
性・指向特性図である。

【図９】図６の磁場解析図である。

【符号の説明】

１ リアプレート ２、３ フレーム ３₁，３₃，３₅ マグネット ７，８ ダンパー １０ 全面駆動型平面スピーカ １１，１２ 軟磁性体 １３，１４ エッジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネットが少なくとも３列並置された構
   造を有する磁気回路において、並置された前記マグネッ
   トの両側にそれぞれ軟磁性体を配置してなる磁気回路を
   有する電気音響変換器。
2. 【請求項２】マグネットがそれと略同形状の軟磁性体を
   挟んで１つおきに少なくとも３列並置され、かつ、両端
   がマグネットである構造を有する磁気回路において、並
   置された前記両端のマグネットの更に外側に軟磁性体を
   配置してなる磁気回路を有する電気音響変換器。
3. 【請求項３】両側に配置された軟磁性体とその内側に配
   置されるマグネットとの間隔が、当該磁気回路において
   設定された磁気ギャップの１．２〜１．５倍である請求
   項１及び請求項２記載の電気音響変換器。