JP2003242199A - スピーカ設計支援装置及びスピーカ設計支援方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、スピーカの設計をするには、何度も繰
り返し行なわなければならず長時間かかっていた。 【解決手段】 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
１と、その入力手段１により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２と、その
演算手段２によって得られた結果を表示するディスプレ
イ３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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７
４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７
１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Ｓ
ＰＬ（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ＳＰ
Ｌ（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】

【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】

【００２３】

【数２】

【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１
１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】

【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】

【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】

【００３３】

【数４】

【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（Ｈｖ
ｃ）や巻幅（Ｗｖｃ）がそれぞれ２．９３ｍｍ、１．８
４ｍｍ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（Ｈｂ
ｓ）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０．０８ｍ
ｍ、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０．２ｍ
ｇ、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】

【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１
３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、０．０４ｍ
ｍ、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「０．０６
ｍｍ」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７．９ｍ
ｍ、プレート厚が０．５ｍｍ、プレート材質がＳＳ４
１、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＝３
５）、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】

【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】

【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】

【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】

【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】

【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２
４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７
１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Ｂ
ｌ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】

【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Ｓ
ｄ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】

【００７１】その後、有効質量演算用データ作成手段６
３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】

【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Ｚ
_a1と、振動板背面の音響的インピーダンスＺ_a2とを演算
により求める。

【００７９】例えば、図６に示す等価回路の「Ｚ_a1」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】

【００８３】

【数８】

【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「Ｚ_a1」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「Ｚ_a2」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２
２）。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２
４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】

【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】

【０１００】

【数２】

【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１
０２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１
２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】

【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Ｄ
Ｂ２（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】

【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０．０６５ｍ
ｍ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】

【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１
５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】

【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】

【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１０
５）。

【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】

【０１１９】

【数４】

【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（Ｈｂ
ｓ）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（Ｈｖ
ｃ）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０．０６５ｍ
ｍ、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８．７ｍ
ｍ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】

【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１
１１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０．５
ｍｍ、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０．６ｍ
ｍ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】

【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】

【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】

【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】

【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】

【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１１
８に格納される。

【０１３９】

【表２２】

【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１
１５は判定する。つまり、図７における振動板エッジ７
５２とヨーク７４との距離が、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７
６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１０
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「０．０５０ｍ
ｍ」に変更するのである。

【０１４８】

【表２３】

【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】

【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／ｍ
ｍ³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】

【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Ｓ
ｄ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２
６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Ｓ
ｄ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】

【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２
６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Ｐ１
５、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−Ｐ
１７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】

【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Ｐ
１９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１
１８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】

【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】

【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】

【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１０
５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１１
９）。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「Ｍｍ
ｓ」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】

【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３
１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】

【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Ｚ_a1と、振動板背
面の音響的インピーダンスＺ_a2とを演算により求める。
ここで、図６に示す等価回路の「Ｚ_a1」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Ｚ_a1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（Ｄ
ＣＲ）Ｒｅの値、インダクタンスＬｅの値、結合係数Ｂ
ｌの値、インダクタンスＭｍｄの値、コンデンサーＣｍ
ｓ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Ｚ_a1の値、及び振動板背面の
音響的インピーダンスＺ_a2の値が、ファイルされる。

【０１９１】

【表３２】

【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】

【０１９７】

【表３３】

【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】

【０２００】

【表３４】

【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「Ｚ_a1」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「Ｚ_a2」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】

【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１２
６）。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Ｆ
ｓにおけるスピーカのＱ値を演算する（ステップ１２
８）。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Ｓ
ＰＬ（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１
０４）。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１０
９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】

【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１０
６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１０
４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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｒ 9/02 １０２ Ｈ０４Ｒ 9/02 １０２Ｚ 9/04 １０２ 9/04 １０２ 31/00 31/00 Ａ (72)発明者 本田 一樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐野 浩司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5B046 AA07 GA01 JA03 5D012 GA01 5D016 HA07 5D017 AA20

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 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スピーカ設計支援装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、 前記ボイスコイルを設計するための必要事項に基づいて
   ボイスコイルの形態を演算により得るコイル演算手段
   と、 前記磁気回路を設計するための必要事項に基づいて磁気
   回路の形態を演算により得る磁気回路演算手段と、 前記振動板を設計するための必要事項に基づいて振動板
   の形態を演算により得る振動板演算手段とを有する請求
   項１に記載のスピーカ設計支援装置。
3. 【請求項３】 前記ボイスコイルを設計するための必要
   事項、前記磁気回路を設計するための必要事項、及び前
   記振動板を設計するための必要事項が与えられたとき
   に、その与えられたデータに基づいてスピーカの特性を
   演算により得るための計算式を記憶した計算式記憶手段
   を備え、 前記演算手段は、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計算式に適用し
   て、前記入力されたデータに基づくスピーカの特性を演
   算により得る請求項１又は２に記載のスピーカ設計支援
   装置。
4. 【請求項４】 前記各必要事項の具体例を複数記憶して
   いる具体例記憶手段を備え、 前記入力手段は、前記具体例記憶手段に記憶されている
   具体例のいずれかをユーザーが選択する選択手段を有す
   る請求項１又は２に記載のスピーカ設計支援装置。
5. 【請求項５】 前記演算手段は、前記振動板を設計する
   ための必要事項を前記計算式としての振幅計算式に適用
   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３に記載のスピーカ
   設計支援装置。
6. 【請求項６】 前記振幅計算式は複数存在し、それらの
   うちの一つは、所定の条件範囲内での予め決められた最
   悪の場合における前記振動板の最大振幅及び振幅余裕を
   演算により得ることができる計算式である請求項５に記
   載のスピーカ設計支援装置。
7. 【請求項７】 前記演算手段は、前記ボイスコイルを設
   計するための必要事項を前記計算式としての少なくとも
   一つのコイル計算式に適用して、スピーカを構成するボ
   イスコイルの形態を演算により得る請求項３に記載のス
   ピーカ設計支援装置。
8. 【請求項８】 前記演算手段は、前記磁気回路を設計す
   るための必要事項を前記計算式としての少なくとも一つ
   の回路計算式に適用して、スピーカを構成する磁気回路
   の形態を演算により得る請求項７に記載のスピーカ設計
   支援装置。
9. 【請求項９】 前記演算手段は、前記磁気回路を設計す
   るための必要事項を前記計算式としての少なくとも一つ
   の回路計算式に適用して、スピーカを構成する磁気回路
   の形態を演算により得る請求項３に記載のスピーカ設計
   支援装置。
10. 【請求項１０】 前記演算手段は、前記ボイスコイルを
    設計するための必要事項を前記計算式としての少なくと
    も一つのコイル計算式に適用して、スピーカを構成する
    ボイスコイルの形態を演算により得る請求項９に記載の
    スピーカ設計支援装置。
11. 【請求項１１】 前記コイル計算式及び前記回路計算式
    を用いることによって得られたボイスコイルの形態及び
    磁気回路の形態を基にして、前記計算式としての磁束密
    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を備え、 前記演算手段は、前記磁束密度演算用データ生成手段が
    生成したデータを前記磁束密度計算式に適用して、磁気
    回路の磁束密度分布を演算により得る磁束演算手段を有
    する請求項８又は１０に記載のスピーカ設計支援装置。
12. 【請求項１２】 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、前記計算
    式としての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、ボイスコイルに働
    く力を演算により得る力演算手段を有する請求項１１に
    記載のスピーカ設計支援装置。
13. 【請求項１３】 前記ボイスコイルの形態及び振動板の
    形態を基にして、前記計算式としての有効振動系質量計
    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、ボイスコイルを含む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１２に記載のスピーカ設
    計支援装置。
14. 【請求項１４】 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、前記計算式としての音圧計算式を利用して、スピー
    カの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１３に記載のスピーカ設計支援装置。
15. 【請求項１５】 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、前記計算式としての振動板振幅計算式を利用して、
    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
    り得る振幅演算手段を有する請求項１３に記載のスピー
    カ設計支援装置。
16. 【請求項１６】 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１５
    に記載のスピーカ設計支援装置。
17. 【請求項１７】 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、前記計算式としてのインピーダンス計算式を利用し
    て、スピーカのインピーダンス周波数特性を演算により
    得るインピーダンス演算手段を有する請求項１３に記載
    のスピーカ設計支援装置。
18. 【請求項１８】 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
    である請求項１４から１７のいずれかに記載のスピーカ
    設計支援装置。
19. 【請求項１９】 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て演算を行なう請求項１８に
    記載のスピーカ設計支援装置。
20. 【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支援するスピー
    カ設計支援装置であって、 ボイスコイルの形態と、磁気回路の形態を計算する前処
    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。
21. 【請求項２１】 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２０に記載のスピーカ設計支援装置。
22. 【請求項２２】 前記前処理手段は、ボイスコイルを設
    計するための必要事項に基づいて、スピーカを構成する
    ボイスコイルの形態を計算する請求項２０に記載のスピ
    ーカ設計支援装置。
23. 【請求項２３】 前記前処理手段は、磁気回路を設計す
    るための必要事項に基づいて、スピーカを構成する磁気
    回路の形態を計算する請求項２０に記載のスピーカ設計
    支援装置。
24. 【請求項２４】 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２０に記載のスピーカ設
    計支援装置。
25. 【請求項２５】 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２４に記載のスピーカ設計支援装置。
26. 【請求項２６】 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２０に記載のスピーカ
    設計支援装置。
27. 【請求項２７】 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２０に記載のスピーカ
    設計支援装置。
28. 【請求項２８】 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
    ２０に記載のスピーカ設計支援装置。
29. 【請求項２９】 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２０に記載のスピーカ設計支援装
    置。
30. 【請求項３０】 前記磁束演算手段、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、
    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１１、１４、１
    ５、１７、２０のいずれかに記載のスピーカ設計支援装
    置。
31. 【請求項３１】 請求項１から３０のいずれかに記載の
    スピーカ設計支援装置によって設計されたスピーカ。
32. 【請求項３２】 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
    要事項を入力する入力ステップと、 その入力ステップにおいて入力し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ステップと、 その演算ステップにおいて得た結果を表示する表示ステ
    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。
33. 【請求項３３】 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３２に記載のスピーカ設計
    支援方法。
34. 【請求項３４】 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
    カ設計支援方法であって、 ボイスコイルの形態と、磁気回路の形態を計算する前処
    理ステップと、 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ステ
    ップと、 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ステ
    ップと、 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。
35. 【請求項３５】 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ステップを備えた
    請求項３４に記載のスピーカ設計支援方法。
36. 【請求項３６】 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
    手段としてコンピュータを機能させるためのプログラ
    ム。
37. 【請求項３７】 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、 ボイスコイルの形態及び磁気回路の形態を計算する前処
    理手段と、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、前記磁気回路の
    形態、及び前記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及び有効振動系質量を得る中
    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。