JP2002084595A - スピーカ - Google Patents

スピーカ

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JP2002084595A
JP2002084595A JP2000272763A JP2000272763A JP2002084595A JP 2002084595 A JP2002084595 A JP 2002084595A JP 2000272763 A JP2000272763 A JP 2000272763A JP 2000272763 A JP2000272763 A JP 2000272763A JP 2002084595 A JP2002084595 A JP 2002084595A
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yoke
voice coil
gap
speaker
magnetic
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JP2000272763A
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Toshiaki Yoshida
聡明 吉田
Hisayoshi Sugawara
久芳 菅原
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Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のスピーカでは、変換効率が低く且つ振
動膜の歪率が高かった。 【解決手段】 振動膜17は、その両端が第1のヨーク
11の端面11a,11bと第3のヨーク13,14の
端面13c,14cとの間にそれぞれ挟持されて支持さ
れている。振動膜17上に形成されたボイスコイルC
(導線)をギャップG1,G2内の磁束に方向に対して
傾斜して配置することにより、このギャップG1,G2
内にボイスコイルCを位置させることができ、駆動力F
への変換効率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスピーカの駆動装置
に関し、特に電気信号を振動膜を駆動する力に変換する
際の効率を高めたスピーカの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の平板形のスピーカを示し、
(A)は平面図,(B)はb−b線断面図である。
【0003】図5(A),(B)に示すように、スピー
カ1はポールピース2と、2つの永久磁石m,mと、2
つのプレート3A,3Bおよびボイスコイル4が形成さ
れた振動膜5とから構成されている。
【0004】前記ポールピース2は、中央に支柱2aを
有する断面T字形状をしており、その底板2b上に前記
永久磁石m,mがそれぞれ固設されている。また永久磁
石m,m上にはプレート3A,3Bが設けられている。
支柱2aとプレート3A,3Bの対向する部分には一定
の隙間寸法からなるギャップg1,g2が形成されてい
る。
【0005】前記ポールピース2およびプレート3A,
3Bは磁性材料から形成されており、図5(B)に示す
ような第1および第2の磁路6A,6Bが形成されてい
る。
【0006】プレート3Aとプレート3Bとの間には、
例えばポリイミドなどの樹脂材料からなる振動膜5が固
定されている。前記振動膜5には、銅箔などを渦巻き状
にしたボイスコイル4が形成されている。上記スピーカ
1では、ボイスコイル4の銅箔線が前記ギャップg1,
g2間に位置するように配設されている。
【0007】上記ボイスコイル4に電気信号を流すと、
前記銅箔線にはギャップg1,g2間の磁束密度Bと前
記電気信号の電流Iとの間にフレミングの左手の法則に
従う駆動力Fが作用する。この駆動力Fは、前記電流I
および磁界の各方向と直交する方向(Z方)に生じ振動
膜5が励振させられるため、スピーカ1から音が発せら
れる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5(B)に示すよう
に上記スピーカ1では、プレート3A,3Bの上面とそ
の間に位置する支柱2aの端面とがほぼ同一面となるよ
うに設定されている。このため、厳密にはボイスコイル
4は前記ギャップg1,g2間には存在しておらず、前
記ボイスコイル4はギャップg1,g2の漏れ磁束を受
けて励振させられる。
【0009】しかし、一般にフレミングの左手の法則で
生じる駆動力Fは、電気信号の電流Iと磁束密度Bの外
積(F=I×B)で示されるが、漏れ磁束の磁束密度は
ギャップg1,g2間の磁束密度に比べ小さいため、発
生する駆動力Fも小さくなる。このため、一定の音量を
出力するためには、電気信号の電流Iを大きく設定しな
ければならず消費電力が大きくなる。すなわち、上記ス
ピーカ1では、電気信号を駆動力Fに変換する際の変換
効率が低いという問題がある。
【0010】また一般に、前記漏れ磁束はギャップg
1,g2からの距離に対する直線性が低い。このため、
ボイスコイル4を流れる電流Iは、磁束分布の不均一な
部分(漏れ磁束)と交叉することになり、ボイスコイル
4の位置によって発生する駆動力Fが異なる。よって、
上記スピーカ1では、歪んだ駆動力で振動膜5が励振さ
せられやすいという問題がある。
【0011】本発明は上記従来の問題を解決するための
ものであり、電気信号を駆動力に変換する際の変換効率
を高め、且つ低歪率化を可能したスピーカを提供するこ
とを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、発音機能を有
する振動膜と、前記振動膜に形成され且つ電気信号が与
えられるボイスコイルと、磁石が発生する磁束が通る磁
路を形成するヨークおよび前記磁路内に形成されたギャ
ップとからなり前記ボイスコイルに磁界を与える磁気回
路と、からなるスピーカにおいて、前記ボイスコイルの
各導線の並び方向が、前記ギャップ内の磁界の方向に対
し所定の傾斜角を持って配置されていることを特徴とす
るものである。
【0013】上記スピーカにおける振動膜の配置状態と
しては、例えば前記振動膜が、前記ギャップを挟んで対
向する一方のヨークと他方のヨークとの間に傾斜するよ
うに配置されているものである。
【0014】さらには、前記一方のヨークと他方のヨー
クとが、高さ方向に位置ずれした状態で対向しているも
のである。
【0015】本発明では、ボイスコイルを磁気回路内の
ギャップ内に配置することができるため、ボイスコイル
に対し最適な磁束を直接交叉させることができる。すな
わち、従来のように漏れ磁束が交叉するものではないた
め、駆動力の変換効率を高めることができる。またボイ
スコイルが、主としてギャップ内に位置する状態で振動
膜を励振させることができるため、歪んだ駆動力の発生
を防止できる。またギャップ内はほぼ均一な磁束密度で
あるため、ボイスコイルを傾斜させて得ることができる
駆動力は、ギャップ内にボイスコイルを水平状態で配置
した場合の駆動力と変わることがない。むしろ、ギャッ
プ内に配設可能なボイスコイルの捲数を多くできるた
め、一定の電流を流した時に得ることができる駆動力を
大きくできる。
【0016】また本発明は、発音機能を有する振動膜
と、この振動膜に渦巻き状に形成されたボイスコイル
と、前記ボイスコイルに磁界を与える磁石と、前記磁界
を通過させる磁気回路の一部を形成する第1のヨーク
と、前記磁石に固設された第2のヨークと、前記第1の
ヨークと第2のヨークとの間に介設され、この第2のヨ
ークとの間でギャップを形成する第3のヨークとを有
し、前記ギャップ内に前記ボイスコイルが配設されてお
り、前記振動膜の端部が、前記第1のヨークと第3のヨ
ークとの間に挟持固定されていることを特徴とするもの
である。
【0017】上記構成では、振動膜を簡単な構成で固定
することができる。また振動膜の外縁部のみを固定すれ
ばよいため、振動膜全体を振動させることができ、音圧
の低下を防止できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。
【0019】図1は本発明におけるスピーカの第1の実
施の形態を示す斜視図、図2は図1のII−II線断面
図、図3は第2の実施の形態を示し、図2と同様の方向
からの断面図、図4は第2の実施の形態における磁界の
様子を部分的に示す図である。なお、図4は中央の第2
のヨークと第1のヨークの一方のみとの関係を示してい
る。
【0020】図1および図2に示すように、第1の実施
の形態で示すスピーカ10には、図示Y方向に伸びる断
面コの字形状の第1のヨーク11が設けられている。前
記第1のヨーク11の中央には、図示Y方向に伸びる直
方形状の永久磁石Mが固定されている。この実施の形態
における永久磁石Mは、図示Z1側がN極、Z2側がS
極に磁着されている。そして、この永久磁石Mの上に
は、プレート状の第2のヨーク12が固定されている。
また前記第1のヨークの両端面11a,11bには、プ
レート状の第3のヨーク13,14が固定されている。
前記第2のヨーク12の一方の側面12bと前記第3の
ヨーク13の側面13bとの間には第1のギャップG1
が形成され、前記第2のヨーク12の他方の側面12c
と前記第3のヨーク14の側面14bとの間には第2の
ギャップG2が形成されている。すなわち、このスピー
カ10では、永久磁石M→第2のヨーク12→第1のギ
ャップG1→第3のヨーク13→第1のヨーク11→永
久磁石Mの経路で第1の磁路15が形成され、永久磁石
M→第2のヨーク12→第2のギャップG2→第3のヨ
ーク14→第1のヨーク11→永久磁石Mの経路で第2
の磁路16が形成されている。このように、永久磁石
M、第1のヨーク11、第2のヨーク12および第3の
ヨーク13,14によって磁気回路が構成されている。
【0021】なお、第2のヨーク12と第3のヨーク1
3,14の高さ方向の肉厚寸法は同寸法に形成され、且
つこれら各ヨーク全体の高さ寸法は同一寸法に形成され
ている。
【0022】前記第1のヨーク11の一方の端面11a
と他方の端面11bとの間には、ポリイミドフィルムな
ど耐熱性を有する樹脂材料からなるシート状の振動膜1
7が設けられている。前記振動膜17は、一端が第1の
ヨーク11の一方の端面11aと第3のヨーク13の下
面13cとの間に挟持され、他端は第1のヨーク11の
他方の端面11bと第3のヨーク14の下面14cとの
間に挟持されている。なお、振動膜17の中央領域17
Aは、第2のヨーク12の上面に対して振幅以上の隙間
を介して対向している。
【0023】前記振動膜17の中央領域17Aの外側に
は、前記中央領域17Aに沿って略渦巻き状に巻かれた
ボイスコイルCが形成されている。前記ボイスコイルC
は、振動膜17に銅箔線などの導線をフォトエッチング
手段などによりプリントしたものであり、前記中央領域
17Aを取り囲むように形成されている。振動膜17の
前記中央領域17Aを挟むX方向両側は、下方に向かっ
て傾く傾斜面17B,17Bとされており、この傾斜面
17B,17B上に位置するボイスコイルCの導線の一
部は前記第1のギャップG1および第2のギャップG2
内に配設されている。そして、ボイスコイルCの各導線
の並び方向(T方向)と前記第1,第2のギャップG
1,G2内の磁界の方向X2,X1方向とは所定の傾斜
角θ1を有して交差している。
【0024】上記第1の実施の形態では、磁界が内側の
第2のヨーク12から外側の第3のヨーク13,14の
方向(X方向)に生じており、ボイスコイルCに流れる
電流はこれに直交する方向(紙面と垂直な方向)とな
る。このため、各導線にはフレミングの左手の法則に従
う駆動力Fを第1のギャップG1および第2のギャップ
G内とで同一方向(Z方向)に同時に生じさせることが
できる。よって、ボイスコイルCに交流の電気信号を与
えることにより、振動膜17をZ方向に励振させること
ができ、振動膜17から音を発することができる。
【0025】また振動膜17は、その外縁部のみが各ヨ
ークに支持されているため、実際に振動する振動膜17
の有効面積を大きくとることがきる。このため、低音域
側の音圧の低下を防止できる。また、前記第1,第2の
ギャップG1,G2内に配設可能なボイスコイルC(導
線)の捲数は、振動膜17を水平に設ける場合に比べ多
くすることが可能となるため、単位電流当たりの駆動力
Fを大きくすることができる。
【0026】次に、図3に示す第2の実施の形態のスピ
ーカ20では、第1のヨーク21および第3のヨーク2
3,24が前記第1の実施の形態と同様であるが、永久
磁石M上に第2のヨーク22を加えた高さ寸法hが、振
動膜27の振幅を確保するために前記第1のヨーク21
の端面21a,21bの高さ寸法Hよりも小さくなるよ
うに設定されている。
【0027】そしてスピーカ20では、この第1のヨー
ク21の端面21aと第3のヨーク23との間、および
第1のヨーク21の端面21bと第3のヨーク24との
間で振動膜27の両端が固定され、振動膜27が折れ曲
がることなく一平面で形成されている。
【0028】このスピーカ20では、第2のヨーク22
の両端面22b,22cがN極、第3のヨーク23,2
4の端面23b,24bがS極となっている。そして、
第2のヨーク22の端面22b,22cと第3のヨーク
23,24の端面23b,24bの間は高さ方向(Z方
向)にそれぞれ位置ずれしており、この間がそれぞれ第
1,第2のギャップG1,G2とされている。
【0029】図4に示すように、前記第1のギャップG
1内では、振動膜27、すなわちボイスコイルCの導線
の並び方向にに対し磁界がほぼ一定の傾斜角θ2を持っ
て交叉している。よって、第1の実施の形態同様に、電
気信号に応じて振動膜27をZ方向に励振させることが
できる。
【0030】また第1および第2の実施の形態において
は、第1のギャップG1および第2のギャップG2での
磁界が一定であり、このギャップG1,G2内にボイス
コイルCを配置できるため、ボイスコイルCに均一な磁
束を通過させることができる。このため、ボイスコイル
Cに生じる駆動力Fが、ギャップ内の位置の違いにより
ばらつくことを防止できる。よって、歪んだ駆動力で振
動膜が励振させられることを防止できる。
【0031】さらに第1と第2の両方の実施の形態にお
いて、各振動膜17,27をその外縁部のみで支持する
ことができるため、振動膜17,27全体をZ方向に振
動させることが可能であり、低域の音圧低下を防止で
き、且つ簡単な構成で振動膜を固定することができる。
【0032】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、時に平板
形状の振動膜上にボイスコイルが形成されるスピーカの
電気−音響変換効率を高め、且つ低歪率化を達成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるスピーカの第1の実施の形態を
示す斜視図、
【図2】図1のII−II線断面図、
【図3】第2の実施の形態を示し、図2と同様の方向か
らの断面図、
【図4】第2の実施の形態における磁界の様子を部分的
に示す図、
【図5】従来のスピーカを示し、(A)は平面図,
(B)はb−b線断面図、
【符号の説明】
10,20 スピーカ 11,21 第1のヨーク 12,22 第2のヨーク 13,14,23,24 第3のヨーク 17,27 振動膜 17A 中央領域 C ボイスコイル M 磁石 G1 第1のギャップ G2 第2のギャップ F 駆動力

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発音機能を有する振動膜と、前記振動膜
    に形成され且つ電気信号が与えられるボイスコイルと、
    磁石が発生する磁束が通る磁路を形成するヨークおよび
    前記磁路内に形成されたギャップとからなり前記ボイス
    コイルに磁界を与える磁気回路と、からなるスピーカに
    おいて、 前記ボイスコイルの各導線の並び方向が、前記ギャップ
    内の磁界の方向に対し所定の傾斜角を持って配置されて
    いることを特徴とするスピーカ。
  2. 【請求項2】 前記振動膜が、前記ギャップを挟んで対
    向する一方のヨークと他方のヨークとの間に傾斜するよ
    うに配置されている請求項1記載のスピーカ。
  3. 【請求項3】 前記一方のヨークと他方のヨークとが、
    高さ方向に位置ずれした状態で対向している請求項1又
    は2記載のスピーカ。
  4. 【請求項4】 発音機能を有する振動膜と、この振動膜
    に渦巻き状に形成されたボイスコイルと、前記ボイスコ
    イルに磁界を与える磁石と、前記磁界を通過させる磁気
    回路の一部を形成する第1のヨークと、前記磁石に固設
    された第2のヨークと、前記第1のヨークと第2のヨー
    クとの間に介設され、この第2のヨークとの間でギャッ
    プを形成する第3のヨークとを有し、前記ギャップ内に
    前記ボイスコイルが配設されており、前記振動膜の端部
    が、前記第1のヨークと第3のヨークとの間に挟持固定
    されていることを特徴とするスピーカ。
JP2000272763A 2000-09-08 2000-09-08 スピーカ Withdrawn JP2002084595A (ja)

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