JP3323345B2 - スピーカ用磁気回路 - Google Patents

スピーカ用磁気回路

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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、スピーカ用磁気回路の
改良に関し、さらに詳しくは高調波歪を低減するスピー
カ用磁気回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気回路はスピーカユニットの駆動源を
構成する重要な構成メンバーであるが、現在のスピーカ
は金属部品を多く使い様々な不具合点が残されている。
実開昭62-186596に記載されているような現在のスピー
カはボイスコイルの内外径に近接しヨークとなる鉄が配
置されており、この場合この鉄に発生する渦電流がスピ
ーカ音声の歪みの発生原因にもなっている。磁気ギャッ
プ部に鉄部品を使用する場合、鉄の導電性に起因し渦電
流歪発生の原因となり、また自由な形状になりにくく、
曲げ絞り抜き設計できる形状に限られる為磁気回路の効
率を悪化させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のスピーカの磁気
回路構成の一例は次のようなものである。図７に示すよ
うに軸方向（Ｙ方向）異方性を付した燒結フェライト磁
石７４を使用して、その上下に鉄部材（ヨーク）７３、
７７を配置させて磁気ギャップ部７９を形成する。この
従来スピーカは磁気ギャップ部７９に鉄部材（ヨーク）
７３、７７が存在するので次のような欠点を有する。 １）スピーカの動作は、ボイスコイル７６に音声電流
（交流）を流すことにより、動作させるが、このボイス
コイル７６の磁界により鉄部材（ヨーク）７３、７７に
渦電流が発生し歪みの原因となっている。（鉄部材は軟
鉄であり導電性であり、ここに交流磁界が横切ることに
より、その変化を妨げる方向に渦電流を発生する） ２）ボイスコイル７６自体は、非常に低インダクタンス
であるが、スピーカ磁気回路（内外周軟鉄）に近接して
配置されると、高インダクタンスとなり中〜高域にかけ
てインピーダンスが上昇し、変換効率が減少する。ま
た、同時にインピーダンスルーカスによる位相回転も大
きくなり出力信号に位相歪みを発生させる。 ３）磁石の発生する磁場を、鉄の高透磁率性のみで磁場
を変換させている為、変換効率が悪く漏洩磁束も多かっ
た。本発明の目的は、スピーカの磁気回路による歪みを
減らすと共に軽量安価なスピーカの磁気回路を提供する
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる従来技術
の問題点を、スピーカ用磁気回路において、フレームに
固定したリング状フェライトコア周面と、フレームに固
定したリング状磁石周面との間に磁気ギャップ部を形成
し、その磁気ギャップ部に振動板に連動するボイスコイ
ルを配置し軸方向に駆動する、という技術手段を採用す
ることにより解決せんとするものである。
【０００５】
【作用】本発明では、従来必須と考えられていた磁気ギ
ャップ部を形成する鉄ヨークを排し、新規な磁気回路構
成とした。フェライトコアは軽量であり酸化物であるＭ
ｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等を使用するの
で渦電流は発生しない。磁石としてはネオジウム・鉄・
ボロン磁石等を使用することにより高い磁束密度を磁気
ギャップ部に発生できる。リング状磁石として希土類金
属磁石粉末を含有するボンド磁石を使用することにより
磁石に発生する渦電流も防止できる。フェライトコア周
面とリング状磁石周面との間で磁気ギャップを構成する
ことにより漏洩磁束は少なく、高効率化できる。磁石の
内部を通過する磁束の方向は着磁を工夫することによっ
て自由に形成する。フレームを樹脂等の成形によって形
成し、その底部に、リング状フェライトコアまたはリン
グ状磁石の内周部を保持する凸部とリング状磁石または
リング状フェライトコアの外周部を保持する凹部を設け
るようにすれば、リング状フェライトコアの周面とリン
グ状磁石の周面との間で形成する磁気ギャップ部を精度
よく形成しうる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 （実施例１） 図１は本発明を組み込んだスピーカの断面図である。Ａ
ＢＳ等の合成樹脂から成るフレーム１１の底部には凸部
１２を形成し、リング状ソフトフェライトコア１３の内
周部１３１を接着固定する。フレーム１１の凹部１１４
の内周部でＮｄＦｅＢ磁石粉末を樹脂で結合したボンド
磁石１４の外周部１４１を接着固定する。ボンド磁石１
４の内周部１４２及び１４３とソフトフェライトコア１
３の外周部１３２とで磁気ギャップ１５２及び１５３を
形成し、磁気ギャップ１５２及び１５３にはコイル１６
２及び１６３が各々配置されてコイル１６２及び１６３
の駆動方向は同一となる様に通電される。磁石１４には
図示の如くＮＳ着磁が施される。２つのボイスコイルは
シリーズ接続（直列接続）またはパラ接続（並列接続）
のどちらの形態で接続しても良く、シリーズ接続の場合
はボイスコイルの巻方向をそれぞれ逆方向とすれば通電
による駆動方向が同一となる。尚、ボイスコイルをパラ
接続させたこの例の場合シリーズ接続した場合よりもイ
ンダクタンスが更に１／２となり、より高域まで低イン
ピーダンス化がはかれる。本実施例の磁気回路を組み込
んだスピーカと図７に示した従来磁気回路を組み込んだ
スピーカとについて出力音圧特性、インピーダンス特
性、高調波２次歪特性、高調波３次歪特性を測定して各
々図８、図９、図１０、図１１に示した。これらの図に
おいて実線（Ａ）は従来スピーカについてのものであ
り、点線（Ｂ）は本発明を利用したスピーカについての
ものである。図８によれば、本発明を利用したスピーカ
は特に高周波帯域において音圧レベルの低下の少ないも
のとなっている。図９では、本発明を利用したスピーカ
は全周波数帯域において従来スピーカよりもインピーダ
ンスの変動が少ないことが明かである。また、図１０及
び図１１に示すように、本発明を利用したスピーカは高
調波２次歪、高調波３次歪とも従来に比べて大きく低減
されている。図１２および図１３は各々本発明を利用し
たスピーカ用磁気回路、従来磁気回路について漏洩磁束
のシュミレーション結果を図示したものである。本発明
による磁気回路では漏洩磁束が少ないものとなってい
る。上記実施例によれば、磁気回路を非導電性部材であ
るソフトフェライトコア１３とボンド磁石１４とから構
成したので、ボイスコイル１６２及び１６３の通電時に
生ずる交流磁界によって磁気回路内に渦電流が発生する
ことがない。また、例えば本実施例のスピーカを車両の
ドアに埋設するような場合、スピーカの外部に鉄板等の
強磁性体で且つ導電性の高い部材が近接配置されること
が想定され、この場合鉄板等にボイスコイル１６２及び
１６３の交流磁界が及んで渦電流が発生する恐れがある
が、磁気回路部分を覆っているフレーム１１をアルミダ
イキャスト、銅、真鍮等の非磁性体で且つ導電性の高い
材料から形成することにより、ボイスコイル１６２及び
１６３の交流磁界がフレーム１１でショートされ、この
フレーム１１から外部に漏れることが防止される。よっ
て、フレーム１１内の磁気回路部分及びスピーカ外部近
傍において渦電流の発生を防止でき、音声信号の歪を低
減できるものである。なお、フレーム１１が非磁性体で
あるため、ボンド磁石１４の磁束はフレーム１１に漏洩
することがなく、磁気ギャップ１５２及び１５３の磁束
密度が低下する恐れはない。 （実施例２） 図２は本発明を組み込んだスピーカの断面図である。フ
レーム２１の底部には凸部を形成し、リング状ソフトフ
ェライトコア２３の内周部を接着固定する。フレーム２
１の凹部の内周部でＮｄＦｅＢ磁石粉末を樹脂で結合し
たボンド磁石２４６、２４８の内、２４８の外周部を接
着固定する。ボンド磁石２４６はボンド磁石２４８に対
してリング状のソフトフェライトコア２４７を介して接
合してある。ボンド磁石２４６、２４８の各々の内周部
とソフトフェライトコア２３の外周部とで磁気ギャップ
２５２及び２５３を形成し、磁気ギャップ２５２及び２
５３にはコイル２６２及び２６３が各々配置されてコイ
ル２６２及び２６３の駆動方向は同一となる様に通電さ
れる。磁石２４６、２４８には図示の如くＮＳ着磁が施
され、ソフトフェライトコア２４７内を磁束が通過する
ようになっている。尚、ソフトフェライトコア２４７の
代わりにリング状のボンド磁石を設け、このボンド磁石
の上下にリング状ソフトフェライトコアを配置しても良
い。２つのボイスコイルをパラ接続させたこの例の場合
インダクタンスが更に１／２となり、より高域まで低イ
ンピーダンス化がはかれる。 （実施例３） 図３は本発明を組み込んだスピーカの断面図である。フ
レーム３１の底部には凸部３１２を形成し、リング状Ｎ
ｄＦｅＢ磁石３４の内周部を固定する。フレーム３１の
凹部の内周部でリング状ソフトフェライトコア３３の外
周部を固定する。磁石３４の外周部とソフトフェライト
コア３３の内周部とで２つの磁気ギャップを形成し、こ
れら磁気ギャップにはコイル３６２及び３６３が各々配
置されてコイル３６２及び３６３の駆動方向は同一とな
る様に通電される。磁石３４は図示の如くＮＳ着磁が施
される。２つのボイスコイルをパラ接続させたこの例の
場合インダクタンスが更に１／２となり、より高域まで
低インピーダンス化がはかれる。図３においてリング状
ＮｄＦｅＢ磁石とリング状ソフトフェライトコアとを入
れ替えした構造のものも本発明の別の実施例である。 （実施例４） 図４は本発明を組み込んだスピーカの断面図である。フ
レーム４１の底部には凸部４２を形成し、リング状ボン
ド磁石４４の内周部を固定する。フレーム４１の凹部４
１４の内周部でリング状ソフトフェライトコア４３の外
周部を固定する。ボンド磁石４４の外周部とソフトフェ
ライトコア４３の内周部とで磁気ギャップ４５２及び４
５３を形成し、これら磁気ギャップにはコイル４６２及
び４６３が各々配置されてコイル４６２及び４６３の駆
動方向は同一となる様に通電される。磁石４４には図示
の如くＮＳ着磁が施される。２つのボイスコイルをパラ
接続させたこの例の場合インダクタンスが更に１／２と
なり、より高域まで低インピーダンス化がはかれる。 （実施例５） 図５は本発明の別の実施例を組み込んだスピーカの断面
図である。フレーム５１の底部には凸部５２を形成し、
リング状ソフトフェライトコア５３の内周部５３１を固
定する。フレーム５１の凹部の内周部でＮｄＦｅＢ磁石
粉末をガラスで結合したボンド磁石５４の外周部５４１
を固定する。ボンド磁石５４の内周部５４２とソフトフ
ェライトコア５３の外周部とで磁気ギャップ５５２を形
成し、磁気ギャップ５５２にはコイル５６２がダイヤフ
ラムに連結するボビン５８に巻回されて配置される。 （実施例６） 図６は本発明の別の実施例を組み込んだスピーカの断面
図である。アルミダイキャストからなるフレーム７１の
底部には凸部を形成し、リング状ソフトフェライトコア
７３の内周部を接着固定する。このリング状ソフトフェ
ライトコア７３の外周側には２つのリング状ＮｄＦｅＢ
焼結磁石７４６、７４８を配置する。この２つのリング
状ＮｄＦｅＢ焼結磁石７４６、７４８はそれぞれ外周面
（磁気ギャップ７５２、７５３側と反対側の周面）が鉄
製のリング状ヨーク７９の内周面に接着固定されて連接
されている。そして、フレーム７１の凹部の内周部にリ
ング状ヨーク７９の外周面を固定する。ＮｄＦｅＢ焼結
磁石７４６、７４８の各々の内周部とリング状ソフトフ
ェライトコア７３の外周部とで磁気ギャップ７５２、７
５３を形成し、磁気ギャップ７５２、７５３にはコイル
７６２、７６３が各々配置されてコイル７６２、７６３
の駆動方向は同一となる様に通電される。本実施例では
リング状磁石としてＮｄＦｅＢ系焼結磁石を用いた例を
示したが、ＮｄＦｅＢ磁石粉末を樹脂で結合したボンド
磁石を用いても良い。またリング状磁石を２個、リング
状ヨークと連接した例を示したが、２個以上複数個でも
良い。本実施例ではフレームの材質をアルミダイキャス
トとしたが、ＡＢＳ等の合成樹脂でも対応できる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によって、スピーカの磁気回路に
よる歪みを減らすと共に軽量化を極めて安価に達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の縦断面図である。
【図２】実施例２の縦断面図である。
【図３】実施例３の縦断面図である。
【図４】実施例４の縦断面図である。
【図５】実施例５の縦断面図である。
【図６】実施例６の縦断面図である。
【図７】従来スピーカの縦断面図である。
【図８】従来スピーカと本発明を利用したスピーカにつ
いて出力音圧特性を示す図である。
【図９】従来スピーカと本発明を利用したスピーカにつ
いてインピーダンス特性を示す図である。
【図１０】従来スピーカと本発明を利用したスピーカに
ついて高調波２次歪特性を示す図である。
【図１１】従来スピーカと本発明を利用したスピーカに
ついて高調波３次歪特性を示す図である。
【図１２】本発明を利用したスピーカ用磁気回路につい
て漏洩磁束のシミュレーション結 果を図示したものであ
る。
【図１３】従来スピーカ用磁気回路について漏洩磁束の
シミュレーション結果を図示したものである。
【符号の説明】１１，２１，３１，４１，５１，７１ フレーム、 １２，３１２，４２，５２ 凸部、 １１４，４１４ 凹部、 １３，２３，３３，４３，５３，７３ ソフトフェラ
イトコア、 １４，２４６，２４８，３４，４４，５４，７４６，７
４８ 磁石、 １５２，１５３，２５２，２５３，４５２，４５３，５
５２，７５２，７５３磁気ギャップ、 １６２，１６３，２６２，２６３，３６２，３６３，４
６２，４６３，５６２，７６２，７６３ ボイスコイ
ル、 ２４７ ソフトフェライトコア ７９ ヨーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−155822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−50891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−80100（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−80999（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−109695（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 9/02 102 H04R 9/02 101 H04R 9/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレームに固定したリング状フェライト
    コア周面と、フレームに固定したリング状磁石周面との
    間に磁気ギャップ部を形成し、その磁気ギャップ部に振
    動板に連動するボイスコイルを配置し軸方向に駆動する
    ことを特徴とするスピーカ用磁気回路。
  2. 【請求項２】 前記磁気ギャップ部は、前記リング状フ
    ェライトコアの軸方向両側の端部と前記リング状磁石の
    軸方向両側の端部との間に一対形成され、これら磁気ギ
    ャップ部の各々に振動板に連動するボイスコイルが配置
    されており、各ボイスコイルの駆動方向が同一方向にな
    るようにこれらボイスコイルの巻方向が規定されている
    請求項１記載のスピーカ用磁気回路。
  3. 【請求項３】 前記リング状磁石は、フェライトコア
    と、このフェライトコアの軸方向両側の端部に接合され
    た一対の磁石とで構成されている請求項２記載のスピー
    カ用磁気回路。
  4. 【請求項４】 前記リング状磁石は、磁石と、この磁石
    の軸方向両側の端部に接合された一対のフェライトコア
    とで構成されている請求項２記載のスピーカ用磁気回
    路。
  5. 【請求項５】 前記リング状磁石は、各磁気ギャップ部
    に面する一対の磁石と、これら磁石の磁気ギャップ部と
    反対側の周面に接合されたヨーク材とで構成されている
    請求項２記載のスピーカ用磁気回路。
  6. 【請求項６】 前記磁気ギャップは、前記リング状フェ
    ライトコアの外周部と前記リング状磁石の内周部との間
    に形成され、かつ、前記フレームの底部に、前記リング
    状フェライトコアの内周部を保持する凸部と前記リング
    状磁石の外周部を保持する凹部とが形成されている請求
    項１または２記載のスピーカ用磁気回路。
  7. 【請求項７】 前記磁気ギャップは、前記リング状磁石
    の外周部と前記リング状フェライトコアの内周部との間
    に形成され、かつ、前記フレームの底部に、前記リング
    状磁石の内周部を保持する凸部と前記リング状フェライ
    トコアの外周 部を保持する凹部とが形成されている請求
    項１または２記載のスピーカ用磁気回路。
  8. 【請求項８】 前記リング状磁石は、希土類金属磁石粉
    末を含有するボンド磁石である請求項１または２記載の
    スピーカ用磁気回路。
  9. 【請求項９】 前記フレームは非磁性体で且つ導電性材
    料から形成されており、このフレームによって前記リン
    グ状磁石及び前記リング状フェライトコアが覆われてい
    る請求項１または２記載のスピーカ用磁気回路。
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