JP3003402B2 - スピーカ用磁気回路 - Google Patents

スピーカ用磁気回路

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JP3003402B2 JP4225320A JP22532092A JP3003402B2 JP 3003402 B2 JP3003402 B2 JP 3003402B2 JP 4225320 A JP4225320 A JP 4225320A JP 22532092 A JP22532092 A JP 22532092A JP 3003402 B2 JP3003402 B2 JP 3003402B2
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    • H04R9/00Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気空隙内の磁束分布
の上下非対称性を解消して、対称性な磁気分布を保有さ
せることにより、ボイスコイルの上下振動の非対称性に
基づく起電力波形の非対称性を解消して、再生音の歪み
を解消するとともに、高音域輻射の指向特性をブロード
にするスピーカ用磁気回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種のスピーカ用磁気回路(2
1)は、図4に示した様に、円環状主磁石(2)を、セ
ンタポール(13)の下部プレート(14)上に載置し
て、上部プレート(15)をその上に載置して、前記セ
ンタポール(13)との間に円環状磁気空隙(16)を
形成して組み立てた構成としたものが一般的である。そ
して、特に高音の再生を豊富にするスピーカにおいて
は、高音輻射のインピーダンスを整合させるために、セ
ンタポール(13)の前面にイコライザ(12c)を取
り付けてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来のこ
の種スピーカ用磁気回路(21)にあっては、上部プレ
ート(15)の上側と、下側の磁気回路の形状が異なる
ために、磁気空隙(16)の上下方向の磁束分布におい
て、対称を保持出来ないためと、振動するボイスコイル
(19)から発生する交流磁束分が完全にゼロにならな
いために、図1に点線で示すように、上部プレート(2
5)の中心線を中心にして対称形状にならないという問
題があった。そして、ボイスコイル(19)の振動によ
る起電力は、ボイスコイル(19)と磁気空隙(16)
内の磁束との鎖交によって発生する逆起電力であって、
入力波形と逆位相で重畳されるから、逆起電力が空隙磁
束の非対称性により歪むと、結果的にスピーカへの入力
波形も非対称となって歪む。
【0004】 この歪みは、電流歪みとしてスピーカの再
生音に含まれて、磁束分布が非対称の場合は第2調波歪
みとなる。したがって、この第2調波歪みレベルを測定
することで磁束分布の非対称性が分かる。図2に従来例
として点線で示す、基本波に対する第2調波レベルのよ
うに、150Hz近傍で、約−77dBあることが読み
取れる。そこで、本発明は、このような従来の磁気回路
が有していた、磁石を通過する交流磁束成分(φ)を
増大して、歪みを発生するという課題を解決するため
に、例えば図3に示すような、磁気空隙(6)と磁石
(2)を離隔することによって、交流磁束(φ)の
内、ボイスコイルを通る交流磁束成分を減少せしめて、
磁束分布の直線性の向上と、上記歪みの減少を図ったス
ピーカ用の磁気回路(1a),(1b)である。
【0005】 この磁気回路(1a),(1b)は、円環
状主磁石(2)を、センタポール(3)の下部プレート
(4)上に載置して、上部プレート(5)をその上に載
置して、前記センタポール(3)との間に円環状磁気空
隙(6)を形成して組み立てたスピーカ用磁気回路(1
a)において、センタポール(3)の磁気空隙(6)に
面する部分を残して、センタポール(3)を前記上部プ
レート(5)の面より上方に突出して延長部(3a)を
形成し、その延長部(3a)に放熱性を有し、導電性
の、かつ、非磁性体の上部ショートリング(7b)を装
着するとともに、センタポール(3)の下付け根部(3
b)を細く仕上げて、その細く仕上げた部位(3b)
に、放熱性を有し、導電性の、かつ、非磁性体の下部シ
ョートリング(7a)を装着して、上部プレート(5)
の磁気空隙(6)に面する部分以外の部分を、磁気空隙
(6)から離隔せしめて配置してある。
【0006】 本発明は、このような磁気分布の直線性の
向上を図ったスピーカ用磁気回路に、さらに、従来考慮
されていなかった、高音域の輻射インピーダンスの整合
を図つたスピーカ用磁気回路を提供しようとするもので
ある。前記の従来のこの種スピーカ用磁気回路(21)
にあっては、磁気空隙(16)の上下方向の磁束分布に
おいて、対称性を保持出来ないため、振動するボイスコ
イル(19)から発生する交流磁束が、磁石(2)を通
過する交流磁束成分(φ)の増大を図ったスピーカ用
磁気回路がある。その磁気回路(21)においては磁石
の起磁力による直流磁束を(φ)、ボイスコイル起磁
力による交流磁束を(φ)とすると、磁気空隙の磁束
密度(B)は、B=φ+φとなる。この
(φ)はボイスコイル(19)を中心として発生し
て、図6に示すように磁気空隙(6)と磁石(2)が接
近している場合は(φ)の一部が磁石(2)を通る直
流磁束(φ)と同じ磁路を通る。このような状態は、
磁石(2)に対してボイスコイル起磁力すなわち、入力
信号によって変調を受けることになり、磁束密度が変化
して歪みの原因となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】該目的を達成するための
本発明の構成を、実施例に対応する図3を用いて説明す
ると、本発明は、円環状主磁石(2)を、センタポール
(3)の下部プレート(4)上に載置して、上部プレー
ト(5)をその上に載置して、前記センタポール(3)
との間に円環状磁気空隙(6)を形成して組み立てたス
ピーカ用磁気回路(1a)において、センタポール
(3)の磁気空隙(6)に面する部分を残して、センタ
ポール(3)を前記上部プレート(5)の面より上方に
突出して延長部(3a)を形成し、その延長部(3a)
に放熱性を有し、導電性の、かつ、非磁性体の上部ショ
ートリング(7b)を装着するとともに、センタポール
下付け根部(3b)を細く仕上げて、その細く仕上げた
部位(3b)に、放熱性を有し、導電性の、かつ、非磁
性体の下部ショートリング(7a)を装着して、上部プ
レート(5)の磁気空隙(6)に面する部分以外の部分
を、磁気空隙(6)から離隔せしめて配置し、更に、内
径の大きな円環状主磁石(2)と上部プレート(5)と
の間に、内径の大きな補助円環状プレート(8)を挟持
配置することによって、磁気空隙(6)の部分を、円環
状主磁石(2)から離隔せしめて配置してあって、前記
センタポール(3)の延長部(3a)に、導電性の、且
つ、非磁性体の上部ショートリング(7b)とフェイズ
プラグ(12a)とを装着したスピーカ用磁気回路であ
る。
【0008】 上記 スピーカ用磁気回路の、上部ショート
リング(7b)とセンタポール(3)の突出延長部(3
a)に装着したフェイズプラグ(12a)とが、一体に
形成されている前記請求項1に記載のスピーカ用磁気回
路である。
【0009】
【作用】本発明は、このような構成としたものであるか
ら、ショートリング(7a),(7b))を使用し、さ
らに、上部プレート(5)の磁気空隙(6)に面する部
位を薄くして当該空隙部(6)を磁気飽和の状態とする
とともに、磁気空隙部(6)と円環状磁石(2)とを離
隔せしめて、ボイスコイル(9)に流れる信号電流と、
その交流起磁力との影響で空隙磁束密度の変動を極力無
くして、ボイスコイル(9)に発生する駆動力が信号電
流に正確に追随するようにし、また、センタポール
(3)を上下対称構造とすることで磁束の上下方向分布
の対称性を改善し、磁気分布の非直線性に起因する非直
線歪みをなくすることと併せて、再生音の歪みのレベル
を極端に低くすることができる。そして、プレート
(5)の上側、下側の磁気回路の形状が異なるためと、
交流磁束分(φ)が完全にゼロにならないから、図1
に記載の程度に改善されるのである。また、前記したよ
うに、ボイスコイル(9)の振動による起電力は、ボイ
スコイル(9)と磁気空隙(6)内の磁束との鎖交によ
って発生する逆起電力が空隙磁束の非対称性により歪む
と、結果的にスピーカへの入力波形も非対称となって歪
むという従来例の課題も解消される。
【0010】 実施例のように、磁気空隙とマグネットを
離隔すると、交流磁束(φ)は、マグネットを通る交
流磁束成分が減少して、上記歪みは減少することにな
る。さらにセンタポール(3)の延長部(3a)の上端
部に装着したフェィズプラグ(12a)は、ボイスコイ
ル(9)で発生する高音域の振動が、振動板(10)の
付け根を伝って空気中に伝播する際、音路の音響輻射イ
ンピーダンスが高まるので、高域再生音が効率よく拡散
され、指向性がブロードになるという効果をも併せて期
待することが出来る。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。図中、図3は、本発明の実施例の断面を示す
図である。本発明は、図3において、円環状主磁石
(2)を、センタポール(3)の下部プレート(4)上
に載置して、上部プレート(5)をその上に載置して、
前記センタポール(3)との間に円環状磁気空隙(6)
を形成して組み立てたスピーカ用磁気回路(1a)にお
いて、センタポール(3)の磁気空隙(6)に面する部
分を残して、センタポール(3)を前記上部プレート
(5)の面より上方に突出して延長部(3a)を形成
し、その延長部(3a)に放熱性を有し、導電性の、か
つ、非磁性体の上部ショートリング(7b)を装着する
とともに、センタポール(3)下付け根部(3b)を細
く仕上げて、その細く仕上げた部位(3b)に、放熱性
を有し、導電性の、かつ、非磁性体の下部ショートリン
グ(7a)を装着して、センタポール(3)の磁気空隙
(6)に面する部分以外の部分を、磁気空隙(6)から
離隔せしめて配置し、更に、内径の大きな円環状主磁石
(2)と上部プレート(5)との間に、内径の大きな補
助円環状プレート(8)を挟持配置することによって、
磁気空隙(6)の部分を、円環状主磁石(2)から離隔
せしめて配置してあって、前記センタポール(3)の延
長部(3a)に、導電性の、且つ、非磁性体の上部ショ
ートリング(7b)とフェイズプラグ(12a)とを装
着したスピーカ用磁気回路である。
【0012】 上記 のスピーカ用磁気回路において、上部
ショートリング(7b)とフェイズプラグ(12a)
が、一体に形成されているスピーカ用磁気回路である。
【0013】 以上前記した発明が解決しようとする課題
の項において説明した手段によって、交流磁束の発生量
をある程度は減少させることができるが、図4に示す従
来例、図3に示す実施例の各磁気回路構造において、主
磁石(2)の起磁力による直流磁束をφ、ボイスコイ
ル(9)の起磁力による交流磁束をφとすると、磁気
空隙(6)の磁束密度Bは、B=φ+φとな
る。このφはボイスコイル(9)を中心として発生す
るが、図4に示す従来例のように、磁気空隙(16)
主磁石(2)が接近している場合は、φの一部が主磁
石(2)を通過する直流磁束φと同じ磁路を通過す
る。このような状態は、主磁石(2)に対してボイスコ
イル(19)の起磁力の一部が印加されることになるの
で、主磁石(2)の動作点は常にボイスコイル(19)
の起磁力すなわち、入力信号によって変調を受けること
になり、磁束密度が変化して歪みの原因になる。実施例
に示したように磁気空隙(16)と主磁石(2)を離隔
すると、交流磁束φはボイスコイル(19)が存在す
る磁気空隙(16)の近傍に集中し、主磁石(2)を通
過する交流磁束成分が減少して、前記の歪みは減少する
ことになる。
【0014】 図5、図6 に示す飽和状態と不飽和状態と
を基にして、主磁石(2)の起磁力に交流起磁力が重畳
された場合を考えると、磁気回路(1),(1a),
(1b)の全起磁力は、Hを中心としてHとH
の間で変動し、動作点がB−H曲線に沿って変化し、空
隙磁束密度も変化する。この時、例えば図6の不飽和状
態の場合、空隙磁束密度は各起磁力に対応して主磁石
(2)だけの本来の磁束密度B’を中心として、
’とB’との間で変動して、空隙磁束密度は入力
信号の1周期毎に変動し、駆動力すなわち、再生音が歪
む。次に図5の飽和状態の場合も同様に、空隙磁束が飽
和するように設定された起磁力H(主磁石(2)だけ
の本来の磁束密度)を中心として、HとHの間で変
動するが、図5で明らかなように、その変化範囲は前記
図6の不飽和状態よりも少なくなっている。これすな
わち、既に飽和しているところへ、これ以上交流起磁力
が加わってもこれ以上空隙磁束密度の変化範囲は少なく
なるのである。
【0015】 以上本発明の代表的と思われる実施例につ
いて説明したが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造
のみに限定されるものではなく、本発明にいう前記の構
成要件を備え、かつ、本発明にいう目的を達成し、以下
にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施す
ることができるものである。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から既に明らかなように、本
発明は、上下ショートリング(7b),(7a)を使用
して、空隙(2)と主磁石(2)の間を離隔し、上部プ
レート(5)を飽和状態で使用することで、交流起磁力
の悪影響を極力小さくして、入力信号電流によって空隙
磁束密度が変動しないようにして、駆動力が入力信号電
流に比例するようになる。解決すべき課題の項で前記し
たように、磁束分布の非対称性に基づく、基本波に対す
る第2調波レベルを、実線(従来例)と、点線(本発明
実施例)で示す図2において、150Hz近傍で、従来
例で約−77dBあったのが、実施例では−83dBと
なり、約6dB改善されているのが読み取れる。
【0017】 上述したように、入力信号電流に対する駆
動力の直線性を良好にし、さらに前記のセンタポール
(3)の上下対称構造による磁束分布の対称性改善と相
俟って本願発明の実施スピーカの歪みは極端に低くな
る。さらにセンタポール(3)の延長部(3a)の上端
部に装着したフェィズプラグ(12a)は、ボイスコイ
ル(9)で発生する高音域の振動が、振動板(10)の
付け根を伝って空気中に伝播する際、音路の音響輻射イ
ンピーダンスが高まるので、高域再生音が効率よく拡散
され、指向性がブロードになるという効果をも併せて期
待することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】上部プレートの中心線に対する磁気空隙近傍の
磁束分布状態を示す図。
【図2】従来例と本発明実施例の二次歪みの周波数特性
図。
【図3】本発明実施例1の断面図。
【図4】従来例の断面図。
【図5】空隙磁界の強さと磁束密度の関係を、小さい交
流磁束の場合について示す図。
【図6】空隙磁界の強さと磁束密度の関係を、大きい交
流磁束の場合について示す図。
【符号の説明】
(1),(21) 磁気回路 (2) 円環状主磁石 (3),(13) センタポール (3a) センタポール延長部 (3b) センタポール下部つけ根 (4),(14) 下部プレート (5),(15) 上部プレート (5a) 上部プレート磁気空隙部厚さ (6),(16) 円環状磁気空隙 (7a) 下部ショートリング (7b) 上部ショートリング (8) 補助円環状プレート (9),(19) ボイスコイル (10) 振動板 (11) ダンパ (12a) フェイズプラグ (D) 磁気空隙と主磁石との間隔

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円環状主磁石(2)を、センタポール
    (3)の下部プレート(4)上に載置して、上部プレー
    ト(5)をその上に載置して、前記センタポール(3)
    との間に円環状磁気空隙(6)を形成して組み立てたス
    ピーカ用磁気回路(1a)において、センタポール
    (3)の磁気空隙(6)に面する部分を残して、センタ
    ポール(3)を前記上部プレート(5)の面より上方に
    突出して延長部(3a)を形成し、その延長部(3a)
    に放熱性を有し、導電性の、かつ、非磁性体の上部ショ
    ートリング(7b)を装着するとともに、センタポール
    (3)の下付け根部(3b)を細く仕上げて、その細く
    仕上げた部位(3b)に、放熱性を有し、導電性の、か
    つ、非磁性体の下部ショートリング(7a)を装着し
    て、センタポール(3)の磁気空隙(6)に面する部分
    以外の部分を、磁気空隙(6)から離隔せしめて配置
    し、更に、内径の大きな円環状主磁石(2)と上部プレ
    ート(5)との間に、内径の大きな補助円環状プレート
    (8)を挟持配置することによって、磁気空隙(6)の
    部分を、円環状主磁石(2)から離隔せしめて配置して
    あって、前記センタポール(3)の延長部(3a)に、
    導電性の、且つ、非磁性体のフェイズプラグ(12a)
    を装着したスピーカ用磁気回路。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載のスピーカ用磁気回
    路において、上部ショートリング(7b)とセンタポー
    ル(3)の突出延長部(3a)に装着したフェイズプラ
    グ(12a)とが、一体に形成されている前記請求項1
    に記載のスピーカ用磁気回路。
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