JP2785206B2 - 電気音響変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、スピーカやマイクロホン等の電磁誘導型の
電気音響変換器に関する。

B.発明の概要 本発明は、マグネットを挟んで相対向して配置された
第１及び第２のヨークの相対向する面に磁極片を突設
し、これら磁極片間に構成される磁気ギャップ間に、外
周縁側を磁気回路部に支持され平板状をなす振動板を配
設し、この振動板に設けられた磁気ギャップ中に位置さ
れる導電部に対向して配置された給電コイルに音響信号
に応じた駆動電流を供給することにより、導電部に誘導
電流を誘起させることによって駆動するようにした電磁
誘導型の電気音響変換器であり、振動板の大型化を図
り、音圧周波数特性の改善を図ったものである。

C.従来の技術 従来、導電性を有する材料により形成した振動体を直
流磁界中に進退自在に支持し、この振動体に対向配設し
た誘導コイルに音響信号に応じた駆動電流を供給するこ
とにより、電磁誘導による二次電流を振動体に誘起させ
てて振動体を駆動するようにした電磁誘導型のスピーカ
が提案されている。

この種のスピーカとして、実開昭50−105438号公報に
記載されるようなものが提案されている。

この公報に記載されるスピーカは、導電性の材料によ
り略半球形状のドーム型の振動体を軸方向に進退自在に
支持するとともに、このドーム型振動体の開放側の端部
を磁気回路部により形成される直流磁界中に配置してい
る。振動体の開放側の端部の内側あるいは外側に相対向
するように同心円状に給電コイルが配設されている。こ
のスピーカは、給電コイルに駆動電流を供給することに
より、給電コイルと対向するドーム型振動体の開放側の
端部に二次電流が誘起されることにより振動体が振動す
る。

上記公報に記載されるスピーカは、振動体を良好な導
電性を有する材料で形成する必要がある。そのため、振
動体を構成する材料が限定され、機械的損失、比重等に
ついて音響再生に好適な材料を用いることが困難であ
る。このスピーカにおいて、振動体を金属のように機械
的損失が小さい材料により形成した場合には、特定の周
波数で共振が発生し易い。また、このスピーカは、ドー
ム型振動体の一部分のみが駆動されるため、金属のよう
に比較的比重が大きい材料により形成した場合には、入
力される信号に対する応答性が悪くなり、良好な音圧周
波数特性を得ることができない。

また、特公昭53−25650号公報には、導電性を有する
材料よりなる円環形状の平面振動板を用いた電磁誘導型
のスピーカが示されている。

このスピーカは、円環状の磁気ギャップ内に磁束が放
射状となる直流磁界を形成する磁気回路部を有する。こ
の磁気回路部は、中央部にセンターボールを一体に突設
したヨークと、センターポールを囲むようにヨーク上に
配置される円環状のマグネットと、このマグネット上に
配設される円環状のトッププレートとにより構成され、
センターボールとトッププレートとの間が磁気ギャップ
となされている。磁気ギャップ内には、この磁気ギャッ
プに対応する円環状に形成された平面振動板が直流磁界
に直交する方向に進退自在となるように支持されてい
る。この平面振動板は、内周側をセンターポールの先端
側の外周面に、外周面をトッププレートの内周面に、そ
れぞれダンパ部材を介して支持されている。この平面振
動板に対向するように、給電コイルが配設されている。

このスピーカは、給電コイルに音響信号に応じた駆動
電流が供給されると、給電コイルと平面振動板との間の
電磁誘導により、平面振動板に二次電流が誘起される。
二次電流は、平面振動板の周回り方向に流れることによ
り、平面振動板が このスピーカは、平面振動板が直接的に駆動されるた
め、広い周波数帯域に亘って共振が発生することを抑
え、入力される音響信号に忠実な応答特性を持って振動
させることができる。

ところで、このスピーカの感度を向上するためには、
磁気ギャップ内の磁束密度をより高くする必要がある。
磁気ギャップ内の磁束密度を高くするには、磁気ギャッ
プの幅を狭くすることが望ましい。

特公昭53−25650号公報に開示されるスピーカは、平
面振動板が磁気ギャップの幅に略等しい幅の円環状に形
成されている。そのため、振動板の振幅を大きくするこ
とができず、充分な音圧を有する音響再生を行うことが
できない。

また、円環状に形成された平面振動板は、外周側及び
内周側をトッププレート及びセンターポールに接合等に
よって支持させる必要があるため、平面振動板の取り付
け精度を維持することが困難であるばかりか、組み立て
が複雑となる。

そこで、本願出願人は、円盤状や矩形状をなす平面振
動体を用いた電磁誘導型のスピーカ提案している。

このスピーカは、第12図に示すように、センターポー
ル101が中央部に一体的に突設されたヨーク102と、この
ヨーク102上に配置される円環状のマグネット103と、こ
のマグネット103上に配設される円環状のトッププレー
ト104とにより磁気回路分が構成されている。センター
ポール101と、トッププレート104間の相対向する間隙
は、磁気ギャップ105となされており、この磁気ギャッ
プ105内には直流磁界が形成される。

磁気回路部には、マグネット103の内周側の形状に応
答する円盤状の平面振動板106が磁気ギャップ105内の直
流磁界に直交する方向に進退自在となるように支持され
ている。この平面振動板106は、センターポール101の先
端先端面に接触しないように、一定の間隔を隔て、外周
側をダンパ部材107を介してマグネット103の内周面に支
持されている。この平面振動板106に対向するように、
給電コイル108が配設されている。

このスピーカは、誘導コイル108に音響信号に応じた
駆動電流が供給されると、給電コイル108と平面振動板1
06との間の電磁誘導により平面振動板106に二次電流が
誘起される。この二次電流は、平面振動板106の周回り
方向に流れ、平面振動板106を直流磁界と直交する方向
に振動させる。

このスピーカは、平面振動板106が直接駆動されるた
め、広い周波数帯域に亘って共振が発生することを抑
え、入力される音響信号に忠実な応答性をもって音響再
生を行うことができる。さらに、このスピーカは、平面
振動板106を磁気ギャップ105の幅に制約されることなく
大きな面積を有するものとすることができるので、振幅
を大きくすることができ、充分な音圧を得ることもでき
る。

また、このスピーカは、平面振動板106が外周縁のみ
で支持されているので、組み立ても容易である。

D.発明が解決しようとする課題 ところで、上述した本願出願人が先に提案しているス
ピーカは、平面振動板106が駆動力を受けるのは、磁気
回路部の円環状の磁気ギャップ105に対向する部分のみ
で、センターポール101に対向する中央部分や外周側に
は駆動力を受けない。

そのため、より大きな面積を有する平面振動板を用い
て、より大出力の音響再生を行おうとすると、この平面
振動板の全面を確実に振動させることができなくなり、
駆動力を受ける部分と駆動力を受けない部分との間で分
割振動等の異常振動を生ずる虞がある。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑み、本件出願人が
先に提案している電気音響変換器をさらに改良して提案
されるものであって、より大きな面積の平面振動板を用
いて、より大出力の音響再生を可能となし、入力される
音響信号に応答性のよい音響再生を可能となす電磁誘導
型の電気音響変換器を提供することを目的とする。

E.課題を解決するための手段 上述したような課題を解決し上記目的を達成するた
め、本発明に係る電気音響変換器は、マグネットを挟ん
で相対向して配置された第１及び第２のヨークと、これ
ら第１及び第２のヨークの相対向する一方の面に少なく
とも１つの磁極片が突設されるとともに他方の面に複数
の磁極片が突設され、上記磁極片間に複数の磁気ギャッ
プが形成された磁気回路部と、上記第１及び第２のヨー
ク間に配置され外周縁側が上記磁気回路部に支持される
とともに少なくとも一部に上記複数の磁気ギャップ中に
それぞれ位置される導電部が形成された平板状をなす振
動板と、上記磁気ギャップ中に位置される導電部に対向
して配置された複数の給電コイルとを備えてなるもので
ある。

上記第１及び第２のヨークの少なくとも一方には放音
孔が設けられる。

さらに、複数の給電コイルは、振動板を挟んで相対向
して配置される。

F.作用 本発明に係る電気音響変換器は、平面振動板に設けた
導電部に対向して配設された給電コイルに音響信号に応
じた駆動電流が供給されると、導電部に電磁誘導による
二次電流が誘起され、この導電部に誘起される二次電流
と磁気回路部からの磁界の作用によって振動板の振動が
行われる。

G.実施例 以下、本発明をスピーカに適用した例を挙げて図面を
参照しながら説明する。

本発明に係るスピーカは、第１図及び第２図に示すよ
うに、リング状をなすマグネット４を挟んで第１及び第
２のヨーク3,5を配置した磁気回路部１と、この磁気回
路部１内に配設された平板状をなす平面振動板９と、第
１及び第２の給電コイル11a,11bを備えている。

磁気回路部１を構成する第１及び第２のヨーク3,5
は、高透磁性の金属材料により円盤状に形成されてい
る。第１のヨーク３の中心部には、円柱状をなす第１の
磁極片2aが第２のヨーク５側に向かって突設され、さら
に、第１の磁極片2aを囲むようにリング状をなす第２の
磁極片2bが第２のヨーク５側に向かって突設されてい
る。第１及び第２の磁極片2a,2bは、互いに等しい高さ
を持って同心状に形成されている。第２のヨーク５の第
１のヨーク３と対向する面には、第１及び第２の磁極片
2a,2b間に位置するようにしてリング状をなす第３の磁
極片６が、第２の磁極片2bと同心円をなすように突設さ
れている。第３の磁極片６は、第１及び第２の磁極片2
a,2bと略等距離となる位置に設けられる。

そして、第１のヨーク３側の第１及び第２の磁極片2
a,2bと第２のヨーク５側の第３の磁極片６との間には、
第１図に示すように平面振動板９が配設されるにたる空
間Ｇが形成されている。

また、第２のヨーク５には、後述する平面振動板９か
ら放射される音を磁気回路部１の外方に放音するための
複数の放音孔７が穿設されている。

この磁気回路部１を構成するマグネット４は、第１図
中矢印Ａで示すように、磁束が第２のヨーク５より第１
のヨーク３に向かうように着磁されている。このマグネ
ット４からの磁束は、第１のヨーク３の外周側から第１
の磁極片2a及び第２の磁極片2b内を通り、第１図及び第
２図中矢印Ｂで示すように、これら第１の磁極片2a及び
第２の磁極片2bの先端側から第３の磁極片６に向かい周
面より第３の磁極片６に至り、第２のヨーク５内を経て
マグネット４に戻る磁路を形成する。すなわち、第１の
磁極片2aの先端側周面と第３の磁極片６との間の空隙及
び第２の磁極片2bと第３の磁極片６との間の空隙がそれ
ぞれ磁気ギャップ８を構成し、これら磁気ギャップ８に
は、第１図及び第２図中矢印Ｂ方向に磁束が放射する直
流磁界が形成されている。

このように構成された磁気回路部１に、平面振動板９
が面方向に進退自在となるように支持されている。平面
振動板９は、薄い金属板によりリング状をなすマグネッ
ト４の内周形状に対応する大きさの円形に形成されてい
る。この平面振動板９を構成する材料としては、このス
ピーカの応答性を良好となすために比重が小さく、電流
が流れ易いように比抵抗率が小さい金属を用いすること
が好ましい。このような金属としては、アルミニウム、
チタン、ベリリウム、マグネシウム、銅やこれらの合金
が挙げられる。

平面振動板９は、第１図及び第２の磁極片2a,2bと第
３の磁極片６との間に位置し、振動したときに第１の磁
極片2a、第２の磁極片2b及び第３の磁極片６の先端面に
接触しないようにこれら各先端面との間に一定の間隔を
隔て、外周縁側をマグネット４の内周面4aにダンパ部材
10を介して支持されている。この平面振動板９は、第１
図中矢印Ｆ方向の磁気ギャップ８内の直流磁界と略直交
する方向に進退自在となされている。平面振動板９を支
持するダンパ部材10は、この振動板９を確実に支持する
とともに広い周波数に亘る振動を阻害することがなく、
分割共振が生じにくい材料を用いてより形成される。ダ
ンパ部材10を構成するなす材料としては、軽量で縦弾性
率Ｅと密度ρとの比により表される比縦弾性率E/ρが大
きく、且つ内部損失Tanδが適度に大きな材料が望まし
い。

なお、平面振動板９は、外周部に同心円状の複数の折
り曲げ部を設け、この折り曲げ部を介してマグネット４
に支持させることによりダンパ部材10を省略することが
できる。また、平面振動板９を十分に薄くし、直接外周
縁をマグネット４の内周面4aに支持するようにしてもよ
い。

そして、平面振動板９の磁気ギャップ８内に位置され
た部分の一方の面に近接して対向するように、第１及び
第２の給電コイル11a,11bが支持部材12に支持されて配
置されている。第１の給電コイル11aは、第１の磁極片2
aを囲むようにして平面振動板９の第１の磁極片2aと第
３の磁極片との間に対向するように設けられている。第
２の給電コイル11bは、第２の磁極片2bの内周側に沿っ
て平面振動板９の第３の磁極片６と第２の磁極片2bとの
間に対向するように設けられている。

なお、第１及び第２の給電コイル11a,11bは、それぞ
れ絶縁部材を介して第１の磁極片2aの周面及び第２の磁
極片2bの内周面に取り付けるようにしてもよい。

第１及び第２の給電コイル11a,11bは、互いに直列に
接続され、互いに逆の極性となされている。これら第１
及び第２の給電コイル11a,11bには、一方及び他方の入
力端子13a,13bを介して音響信号に応じた駆動電流が供
給される。

このように構成された本発明に係るスピーカは、第１
及び第２の給電コイル11a,11bに音響信号に応じた駆動
電流が供給されると、各給電コイル11a,11bに音響信号
に応じた周波数の交流磁界が発生する。これら交流磁界
は、平面振動板９の各給電コイル11a,11bに対向した部
分と密接に鎖交し、平面振動板９と各給電コイル11a,11
bとの間の電磁誘電により二次電流が誘起される。この
二次電流は、平面振動板９の各給電コイル11a,11bが対
向する部分を含むリング状の部分、すなわち、各給電コ
イル11a,11bにより形成される交流磁界が鎖交する磁気
結合部において最も電流密度が高くなるように流れる。

ところで、第１の給電コイル11aと第２の給電コイル1
1bとは互いに逆極性に接続されているので、第１の給電
コイル11aにより誘起される二次電流と第２の給電コイ
ル11bにより誘起される二次電流は、平面振動板９の周
回り方向に互いに逆向きに流れる電流となる。そして、
平面振動板９の第１の給電コイル11aが対向している部
分と第２の給電コイル11bが対向している部分とは、互
いに逆極性の直流磁界中に位置されている。したがっ
て、第１の給電コイル11aにより誘起される二次電流
と、第２の給電コイル11bにより誘起される二次電流と
は、それぞれ磁気ギャップ８内に形成されている直流磁
界により同一方向の駆動力を発生させ、平面振動板９を
同一方向に駆動する。このように平面振動板９が振動す
ることによって音響の放射が行われる。

このスピーカは、第１の給電コイル11a及び第２の給
電コイル11bがそれぞれ互いに直列に接続されているた
め、これら各給電コイル11a,11b全体のインダクタンス
が大きくなされているので、これら給電コイル11a,11b
がハイパスフィルタとして機能することが防止され、低
域カットオフ周波数を低くすることができる。したがっ
て、このスピーカは、低域周波数帯域を含む広い周波数
帯域に亘って十分な音圧を有する音響再生を行うことが
できる。

なお、本発明に係るスピーカは、上述したような円環
状のマグネット４及び円形の平面振動板９を用いたもの
に限られず、矩形状のマグネット及び矩形状をなす平面
振動板を用いて構成するようにしてもよく、さらに、そ
の他の形状の平面振動板を用いて構成してもよい。

上述したスピーカは、第３図に示すように、第２のヨ
ーク５にホーン14を取り付けることによりホーン型のス
ピーカとして構成される。

さらに、上述したスピーカは、第４図に示すように、
平面振動板９を挟んで第１及び第２の給電コイル11a,11
bに対向する第３及び第４の給電コイル11c,11dを設ける
ようにしてもよい。これら第３及び第４の給電コイル11
c,11dは、平面振動板９の他方の面側に、この平面振動
板９の磁気ギャップ８内に位置される部分に対向して支
持部材15に支持されて配設される。第３の給電コイル11
cは、第３の磁極片６の内周側に位置して平面振動板９
の第３の磁極片６と第１の磁極片2aとの間の部分に対向
するように配置される。第４の給電コイル11dは、第３
の磁極片６の外周側に位置して平面振動板９の第３の磁
極片６と第２の磁極片2bとの間の部分に対向するように
配置される。

これら第１及び第２の給電コイル11a,11bと第３及び
第４の給電コイル11c,11dとは、それぞれ同一の音響信
号に応じた駆動電流流が供給されるように、互いに並列
あるいは直列に接続されている。これら各給電コイル11
a,11b及び11c,11dの極性は、第１の給電コイル11aと第
３の給電コイル11cとが同一となされ、第２の給電コイ
ル11bと第４の給電コイル11dとが同一となされている。

このように、平面振動板９の両面に対向して給電コイ
ルを設けることにより、振動板９が振動し一方の面側に
配置された給電コイルから遠ざかるときには他方の面側
に配置された給電コイルに接近し、他方の面側に配置さ
れた給電コイルから遠ざかるときには一方の面側に配置
された給電コイルに接近するようになる。そのため、こ
のスピーカは、平面振動板９に誘起される二次電流の量
が、平面振動板９の振動の中点において対称をなし、良
好な音響再生を実現することができる。

上述のように平面振動板９の両面に給電コイルを配設
したスピーカは、平面振動板９と各給電コイルとの間の
空気層の平面振動板９の振動特性に与える影響が振動の
中点において対称となるので、良好な音響再生を実現す
ることができる。

また、本発明に係るスピーカを構成する平面振動板９
は、導電性高分子フィルムにより形成するようにしても
よい。

この導電性高分子フィルムは、高分子材料中にカーボ
ンや金属パウダー等を混入させた材料により形成され
る。また、ポリアセチレンの基材にヨウ素をドーピング
して導電性を付与した材料からなるフィルムも用いるこ
とができる。

このように高分子材料により形成された平面振動板９
を用いたスピーカは、平面振動板９の軽量化を図ること
ができ、さらに平面振動板９の機械的損失を比較適大き
くすることができる。このような振動板を用いたスピー
カは、特定の周波数で共振を発生するようなことを防止
でき、応答性の良い良好な駆動を行うことができる。

そして、高分子フィルムを基材する平面振動板９は、
一部のみに導電性を有するように構成してもよい。この
ような平面振動板９を持ちいたスピーカは、平面振動板
９に設けた導電性を有する部分が各給電コイル11a,11b,
11c,11dに対向するように磁気回路部１に支持される。
このように構成されたスピーカは、平面振動板９の導電
部と各給電コイル11a,11b,11c,11dとが対向する磁気結
合部以外の部分における表層電流の誘起が防止され、磁
気結合部のみに二次電流を集中することができ駆動効率
を一層向上することができる。

そして、本発明に係るスピーカは、平面振動板９の磁
気結合部のみが導電性を有するように構成する場合に
は、絶縁性高分子フィルムに一定形状の導体板を取り付
けた平面振動板９を用いることができる。

このスピーカに用いられる平面振動板９は、第５図に
示すように、絶縁性高分子フィルムを用いて一定形状に
形成された振動板本体16の両面に金属や導電性高分子フ
ィルムによりなる第１及び第２の導体板17,18が接着剤
等を用いて接合されている。各導体板17,18は、磁気回
路部の各磁気ギャップに対応する形状に形成され、振動
板本体16の磁気ギャップ内に位置される部分に取り付け
られる。そして、各給電コイル11a,11bは、第１及び第
２の導体板17,18に対向するように配置される。

さらに、本発明に係るスピーカは、全面が導電性を有
する平面振動板９を用いる場合において、面積あたりの
電気抵抗が異なるようになされた部分を有する平面振動
板９を用いてもよい。この平面振動板９は、第６図に示
すように、各給電コイル11a,11bに対向する部分を含む
磁気結合部9a,9bのみが、面積あたりの電気抵抗が小さ
くなるように両面に膨出するように肉厚部に形成してい
る。

このような一部のみが肉厚となされた平面振動板９を
形成するには、平坦な金属板からなる振動板本体に、こ
の振動板本体と同種あるいは異種の材料からなる各給電
コイルの形状に対応する形状の金属板を導電性を有する
接着剤を用いて接合する。

このように構成された平面振動板９を用いたスピーカ
は、磁気結合部9a,9bのみが肉厚となされていることに
より、磁気結合部9a,9bの面積あたりの電気抵抗が小さ
くなり二次電流がより流れ易くなる。そのため、そのス
ピーカは、平面振動板９をより大きな駆動力で駆動する
ことができ感度が向上し音圧レベルを向上させることが
できる。

なお、磁気結合部9a,9bに取り付けられる金属板を、
金や銀等の比抵抗率の極めて小さい材料により形成すれ
ば、平面振動板９の全体の重量の増加を抑えつつ磁気結
合部の電気抵抗を小さくすることができる。

また、平面振動板９の磁気結合部9a,9bの部分のみを
肉厚とするには、メッキや蒸着、スパッタリング等によ
り、平坦な振動板本体に所定の金属材料を被着するよう
にしてもよい。

さらに、平面振動板９は、磁気結合部9a,9b以外の部
分を、切削やエッチング等により薄くして、面積あたり
の電気抵抗率を大きくすることにより相対的に磁気結合
部9a,9bが肉厚であって電気抵抗が小さくなるようにし
て構成してもよい。この場合には、平面振動板９は、磁
気結合部9a,9b以外の部分を十分に薄くでき全体として
軽量化を図ることができ、音響信号に対し感度よく駆動
することができる。

さらに、平面振動板９において、磁気結合部9a,9b以
外の部分の電気抵抗を大きくするためには、電気抵抗率
を増大させたい部分に酸化膜を形成するようにしてもよ
い。この酸化膜は、平面振動板９の表面より深い部分に
亘って形成するほど電気抵抗を大きくすることができ
る。

この場合には、磁気結合部9a,9b以外の部分における
表層電流の誘起（いわゆる表皮効果）が防止され、磁気
結合部9a,9bのみに二次電流を集中することができ、駆
動効率を一層向上することができる。

また、本発明に係るスピーカは、第７図に示すよう
に、互いに並列する突条に形成された複数の磁極片を設
け、これら磁極片間に磁気ギャップが形成されるように
構成された磁気回路部を用いて構成してもよい。

この磁気回路部は、第７図に示すように、一定の間隔
を隔て互いに平行に配設された棒状をなす一対のマグネ
ット21,22を挟んで平板状をなす第１及び第２のヨーク2
0,23が配設されている。第１のヨーク20の第２のヨーク
23と対向する面側には、断面三角形の突条をなす複数の
第１の磁極片19が互いに平行に突設されている。また、
第２のヨーク23の第１のヨーク20と対向する面側には、
断面三角形の突条をなす複数の第２の磁極片23b,23b
が、第１の磁極片19間に位置するようにして互いに平行
に突設されている。

なお、第２の磁極片23b,23bは、各第１の磁極片19か
ら等距離となるように配置される。

この磁気回路部においては、複数の第１の磁極片19と
複数の第２の磁極片23bとの間に形成される空隙がそれ
ぞれ磁気ギャップとなる。

この磁気回路は、前述した磁気回路１と同様に、第２
の磁極片23bと第１の磁極片との間に、平面振動板24が
振動可能な状態で配設される。そして、スピーカの前面
側となる第２のヨーク23には、平面振動板24から放射さ
れる音響を外部に放音するための複数の放音穴７が穿設
されている。

ここに用いられる平面振動板24は、前述した円形の平
面振動板９と同様の材料より形成され、第１及び第２の
磁極片19,23bに平行となる外周側の二辺を一対のマグネ
ット21,22にダンパ部材を介して支持され、複数の磁気
ギャップ内の磁束に略直交する方向に進退可能となるよ
うに取り付けられる。また、平面振動板24の第１及び第
２の磁極片19,23bの延長方向と直交する両端側の二辺
は、一対のマグネット21,22間に配設される支持板25に
支持されている。これら支持板25は、第２のヨーク20上
に各マグネット21,22の一端側及び他端側間に嵌合する
ように取り付けられ、平面振動板24の平面側を略密閉し
た状態となす。

そして、略矩形の複数の給電コイル26が、複数の第１
の磁極片19の周囲を囲むようにして、平面振動板24の各
磁気ギャップ内に位置する部分に近接対向して配設され
ている。

この第７図に示すスピーカは、前述した第１図に示す
スピーカと同様に、各給電コイル26に音響信号に応じた
駆動電流を供給と、各給電コイル26に駆動電流応じた周
波数の交流磁界が発生し平面振動板24に二次電流が誘起
される。平面振動板24は、二次電流と各マグネット21,2
2からの直流磁界との相互作用により発生する駆動力を
受けて振動する。この平面振動板24が振動することによ
って放射される音響は、複数の透孔７を介して外方へ放
射される。

また、本発明に係るスピーカは、一定部分のみが導電
性を有するようになされた平面振動板を用いるとき、導
電性を有する部分のみが複数の閉ループからなる平面振
動板9,24を用いてもよい。

このスピーカの平面振動板9,24は、第８図及び第９図
に示すように、導電性を有するようになす加工あるいは
導体板を取り付けることにより形成された複数の導電部
27が、平面振動板9,24の片面又は両面の一定の位置の幾
重かの閉ループをなすように形成されている。これら導
電部27は、それぞれ平面振動板9,24の各給電コイルに対
向する部分を含む磁気結合部内に形成される。

このように構成された平面振動板9,24を用いたスピー
カには、二次電流を複数巻回したコイルに誘起させるの
と同等の作用、すなわち、二次電流の流れる部分の直流
磁界内の長さを長くでき、平面振動板9,24を駆動する駆
動力を大きくすることができ、平面振動板9,24をより効
率よく駆動することができる。

さらに、本発明に係るスピーカは、前述した第１図に
示すスピーカと同様に、第10図及び第11図に示すよう
に、リング状をなすマグネット30を挟んで第１及び第２
のヨーク29,31を配置した磁気回路部１と、この磁気回
路部１内に配設された平板状をなす平面振動板34と、第
１及び第２の給電コイル36a,36bを備えている。

磁気回路部１を構成する第１及び第２のヨーク29,31
は、高透磁性を金属材料により円盤状に形成され、第１
及び第２のヨーク29,31の相対向する面には、それぞれ
円錐状の複数の第１の磁極片28及び第２の磁極片32が一
体的に突設されている。第２のヨーク31側に設けられる
各第２の磁極片32は、それぞれ複数の第１の磁極片28に
対し略等距離となるように設けられている。また、前述
した各磁気回路と同様に、第２の磁極片32と第１の磁極
片28との間には平面振動板34が振動可能に配設されるに
足る空間が構成され、この空間内に位置するようにして
平面振動板34が配設される。

また、第２のヨーク31には、平面振動板34から放射さ
れる音を外方へ放音するための複数の透孔７が穿設され
ている。

この磁気回路部１を構成するマグネット30は、第10図
中矢印Ｃで示すように、磁束が第２のヨーク31より第１
のヨーク29に向かうように着磁されている。このマグネ
ット30からの磁束は、第１のヨーク29の外周側から各第
１の磁極片28内を通り、第10図及び第11図中矢印Ｄで示
すように、これら第１の磁極片28の先端側から第２の磁
極片32に至り、第２のヨーク31内を経てマグネット30に
戻る磁路を形成する。すなわち、各第１の磁極片28の先
端側周面と各第２の磁極片32の間の空隙が複数の磁気ギ
ャップ33を構成し、これら各磁気ギャップ33には、第10
図及び第11図中矢印Ｄ方向に磁束が放射する直流磁界が
形成されている。

このように構成された磁気回路部１に、平面振動板34
が面方向に進退自在となるように支持されている。平面
振動板９は、薄い金属板によりリング状をなすマグネッ
ト30の内周形状に対応する大きさの円形に形成されてい
る。

平面振動板34は、第１の磁極片28と第２の磁極片32と
の間に位置し、振動したときに第１の磁極片28及び第２
の磁極片32の先端面に接触しないようにこれら各先端面
との間に一定の間隔を隔て、外周縁側をマグネット30の
内周面にダンパ部材35を介して支持されている。この平
面振動板34は、第10図中矢印Ｇ方向の磁気ギャップ33内
の直流磁界と略直交する方向に進退自在となされてい
る。

なお、平面振動板34は、外周部に同心円状の複数の折
り曲げ部を設け、この折り曲げ部を介してマグネット30
の内周面に支持されることによりダンパ部材35を省略す
ることができる。また、平面振動板34を十分に薄くし、
直接外周縁をマグネット30の内周面に直接支持するよう
にしてもよい。

そして、平面振動板34の磁気ギャップ33内に位置され
た部分の一方の面側に近接対向するようにして複数の第
１及び第２の給電コイル36a,36bが所定の支持部材37に
支持されて配置されている。第１の給電コイル36aは、
各第１の磁極片28の回りを囲むようにして、平面振動板
34の各第１の磁極片28の先端部が対向する部分の周囲に
対向するように設けられている。また、第２の給電コイ
ル36bは、平面振動板34の第２の磁極片32の先端が対向
する部分の周囲に対応するように設けられている。

これら給電コイル36a,36bは、互いに直列に接続さ
れ、第１の給電コイル36aはすべて同極性となされ、第
２の給電コイル36bはすべて第１の給電コイル36aと逆の
極性となされている。これら第１及び第２の給電コイル
36a,36bには、一方及び他方の入力端子を介して音響信
号に応じた駆動電流が供給される。

このように構成されたスピーカは、複数の第１及び第
２の給電コイル36a,36bに駆動電流が供給されると、こ
れら給電コイル36a,36bに駆動電流に応じた周波数の交
流磁界が発生する。これら交流磁界は、平面振動板34の
各給電コイル36a,36bに対向した部分と密接に鎖交し、
平面振動板34と各給電コイル36a,36bとの間の電磁誘導
により、平面振動板34側に二次電流が誘起される。二次
電流は、各給電コイル36a,36bが対向する部分を含むリ
ング状の部分、すなわち、各給電コイル36a,36bにより
形成される交流磁界が鎖交する磁気結合部において最も
電流密度が高くなるように流れる。

ところで、第１の複数の給電コイル36aは、すべて同
極性に接続されているため、それぞれの発生する交流磁
界の極性も同一であり、これら第１の給電コイルにより
形成される交流磁界は互いに強め合うように作用すると
ともに、第１の給電コイル36aにより誘起される二次電
流はすべて同極性となる。また、複数の第２の給電コイ
ル36bは、すべて第１の給電コイル36aとは逆極性になる
ように接続されているので、第２の給電コイル36bによ
り誘起される二次電流はすべて第１の給電コイル36aに
より誘起される二次電流とは逆極性となる。第２の給電
コイル36bは、平面振動板34の各第１の給電コイル36aが
対向する部分における直流磁界とは逆極性の直流磁界中
に位置されている部分に対向して配設されている。した
がって、第１の給電コイル36aにより誘起される二次電
流と第２の給電コイル36bにより誘起される二次電流
は、磁気ギャップ33内に形成されている直流磁界との作
用により同一方向の駆動力を発生させ、平面振動板34を
同一方向に駆動するように作用して平面振動板34を振動
させる。

このスピーカは、第１の複数の給電コイル36a及び第
２の複数の給電コイル36bが、それぞれ互いに直列に接
続されているため、これら複数の給電コイル36a,36b全
体のインダクタンスが大きくなり、複数のコイルのハイ
パスフィルタとしての作用が減殺され、低域カットオフ
周波数を低くすることができる。したがって、このスピ
ーカは、低域周波数帯域を含む広い周波数帯域に亘って
良好な音圧周波数特性を得ることができる。

なお、本発明に係る電気音響変換器は、上述したよう
にスピーカのみならず、マイクロホンとして構成するこ
ともできる。

本発明をマイクロホンに適用したとき、外方より入射
される音響により面振動板が振動され、この平面振動板
の振動と直流磁界との相互作用により平面振動板内に電
流が誘起され、この電流は電磁誘導により誘導コイルに
伝達されて、この誘導コイルの両端より音響検出出力と
して取り出される。

また、本発明に係る電気音響変換器は、第１のヨーク
に適宜透孔等を設けることにより、スピーカとして構成
した場合に平面振動板の背面側の背圧の調整や、マイク
ロホンとして構成した場合の指向性の調整等を行うこと
ができる。

H.発明の効果 上述のように、本発明に係る電気音響変換器は、マグ
ネットを挟んで相対向して配置された第１及び第２のヨ
ーク間に構成される複数の磁気ギャップ中にそれぞれ導
電部を位置させて平面振動板を複数の個所で同時に駆動
するようにしているので、共振や歪みを生ずることな
く、大きな振幅で振動させるようにすることができ、良
好な音圧周波数特性を得ることができる。

特に、平面振動板は、外周部側を支持されて磁気回路
部の磁気ギャップ中に配設されるので、大型化すること
ができ、低減の周波数帯域まで確実に再生することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスピーカを示す斜視図であり、第
２図はその横断面図である。 第３図は、本発明に係るスピーカをホーン型スピーカと
して構成した例を示す縦断面図である。 第４図は平面振動板の両面に給電コイルを配設したスピ
ーカを示す縦断面図である。 第５図は本発明に係るスピーカの他の例を示す縦断面図
であり、第６図は本発明に係るスピーカのさらに他の例
を示す縦断面図である。 第７図は本発明に係るスピーカのさらに他の例を示す斜
視図である。 第８図は本発明に係るスピーカを構成する平面振動板の
他の例を示す平面図であり、第９図は本発明に係るスピ
ーカを構成する平面振動板のさらに他の例を示す平面図
である。 第10図は本発明に係るスピーカのさらに他の例を示す斜
視図であり、第11図はその横断面図である。 第12図は平面振動板を有する従来の電磁誘導型スピーカ
を示す縦断面図である。 １……磁気回路部 9,24,34……平面振動板 11a……第１の給電コイル 11b……第２の給電コイル 11c……第３の給電コイル 11d……第４の給電コイル 16……振動板本体 17……第１の導体板 18……第２の導体板 26……給電コイル 27……導電部 36a……第１の給電コイル 36b……第２の給電コイル

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−187199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−21198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−45516（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−105438（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−79519（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−25650（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マグネットと、上記マグネットを挟んで相
   対向して配置された第１及び第２のヨークと、上記第１
   及び第２のヨークの相対向する一方の面に少なくとも１
   つの磁極片が突設されるとともに他方の面に複数の磁極
   片が突設され、上記磁極片間に複数の磁気ギャップが形
   成された磁気回路部と、 上記第１及び第２のヨーク間に配置され外周縁側が上記
   磁気回路部に支持されるとともに少なくとも一部に上記
   複数の磁気ギャップ中にそれぞれ位置される導電部が形
   成された平板状をなす振動板と、 上記磁気ギャップ中に位置される導電部に対向して配置
   された複数の給電コイルとを備えてなる電気音響変換
   器。
2. 【請求項２】上記第１及び第２のヨークの少なくとも一
   方には放音孔が設けられたことを特徴とする請求項１記
   載の電気音響変換器。
3. 【請求項３】上記複数の給電コイルは、上記振動板を挟
   んで相対向して配置されたことを特徴とする請求項１記
   載の電気音響変換器。