JP6256066B2

JP6256066B2 - 動電型スピーカーの磁気回路及び動電型スピーカー

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Publication number: JP6256066B2
Application number: JP2014021264A
Authority: JP
Inventors: 長岡　聡史; 聡史長岡
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2034-02-06
Also published as: JP2015149597A

Description

本発明は、動電型スピーカーの磁気回路及び動電型スピーカーに係り、特に、薄型化に適した磁気回路と、それを用いた動電型スピーカーに関する。

動電型スピーカーの薄型化を図る技術として、特許文献１には、コーン型の振動板の凹側に磁気回路を設ける技術と、磁気回路における磁気空隙の範囲に磁束の流れを効果的に集めるために主マグネットとともに反発マグネットを設けることが開示されている。

例えば、特許文献１には、動電型スピーカーとして、コーン型の振動板の凹側に磁気回路を設け、磁気回路として、同一の磁極性を有する面同士がポールを主マグネットと共に挟んで対峙するように配置される反発マグネットを含む反発型磁気回路を用いる構成が開示されている。

また、特許文献２には、反発マグネットを用いるスピーカーとして、ヨークと、ヨークの内側に結合された主マグネットと、主マグネットのヨークと反対側に結合された上部プレートに配置した反発マグネットとを含み、上部プレートとヨークが対向する空隙を磁気空隙として磁気回路を構成することが開示されている。ここでは、反発マグネットの反発力で位置ずれが生じるのを抑制するために、マグネットの外周方向に拡開する傾斜をつけたマグネットガイドを設け、その傾斜をつけた窪みの中に反発マグネットを配置する。

特開２０１１−２２３１６５号公報特開２００４−３２８２１０号公報

ボイスコイルを用いる動電型スピーカーはボイスコイルが磁気回路の磁気空隙においてボイスコイルが可動するので、その薄型化を図るには、磁気空隙における磁束密度を大きくしボイスコイルの可動範囲における磁束密度の対称性を確保しながらボイスコイルが振動板等に接触しないようにすることが必要である。

本発明の目的は、磁気空隙における磁束密度を大きくしボイスコイルの可動範囲における磁束密度の対称性を確保しながらボイスコイルが振動板等に接触しないようにする磁気回路及びこれを用いる動電型スピーカーを提供することである。

本発明に係る動電型スピーカーの磁気回路は、円盤状のポールと、ポールと共に磁気空隙を規定するヨークと、ポールおよびヨークの中央部を連結する主マグネットと、同一の磁極性を有する面同士がポールを主マグネットと共に挟んで対峙するように配置される副マグネットと、を含み、ポールの外周端部が、主マグネットおよび副マグネットの外形寸法よりも大きく形成されて突出し、かつ副マグネットが取り付けられている方向に折れ曲がった断面形状を有し、磁気空隙を規定するヨークの外縁部の全高寸法が、ヨークの中央部の厚み寸法と主マグネットの厚み寸法との和寸法以下に設定されて、側面視した場合にポールの外周端部が全て露出する。

本発明に係る動電型スピーカーの磁気回路において、ポールの外周端部と、ヨークの外縁部とが、磁気空隙を規定する最も相対的に近づく角部分に、それぞれ傾斜面を有することが好ましい。

本発明に係る動電型スピーカーの磁気回路において、ポールの外周端部の副マグネットが取り付けられている方向に折れ曲がった断面形状を規定する突出寸法が、ポールの厚み寸法の１／５に設定されていることが好ましい。

本発明に係る動電型スピーカーの磁気回路において、ポールの外周端部の傾斜面、並びにヨークの外縁部の傾斜面を規定するＣ面寸法が、ポールの厚み寸法の１／３に規定されていることが好ましい。

本発明に係る動電型スピーカーは、コーン型の振動板と、コーン型の振動板の凹側に配置される磁気空隙を有する上記のいずれか一つに記載の磁気回路と、コイルを磁気回路の磁気空隙に配置してコーン型の振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、コーン型の振動板の外周端を支持するエッジと、コーン型の振動板の内周端側を支持するダンパーと、磁気回路およびエッジの外周端およびダンパーの外周端をそれぞれ固定するフレームと、を備え、磁気回路のヨークの外縁部とコーン型の振動板との間の離間距離は、コーン型の振動板が振動したときにヨークの外縁部に接触しない大きさに設定されている。

本発明に係る動電型スピーカーにおいて、磁気回路を含む中央部の全高寸法が、フレームの外周端を含む外周部の全高寸法以下であることが好ましい。

上記構成による動電型スピーカーの磁気回路は、ポールの外周端部が、主マグネットおよび副マグネットの外形寸法よりも大きく形成されて突出し、かつ副マグネットが取り付けられている方向に折れ曲がった断面形状を有するので、この折れ曲がりにより、ヨークに向かい合うポールの外周端部の面積が広くなり、磁束がより多く磁気空隙に集められる。これによって、ボイスコイルが振動板等に接触しないようにしながら、磁気空隙における磁束密度を大きくし可動範囲における磁束密度の対称性を確保できる。

また、動電型スピーカーの磁気回路において、ポールの外周端部と、ヨークの外縁部とが、磁気空隙を規定する最も相対的に近づく角部分に、それぞれ傾斜面を有することで、磁気空隙において互いに向かい合う面積をより広くでき、磁気空隙における磁束密度をより大きくでき、可動範囲における磁束密度の対称性をより改善できる。

また、動電型スピーカーの磁気回路において、ポールの外周端部の副マグネットが取り付けられている方向に折れ曲がった断面形状を規定する突出寸法が、ポールの厚み寸法の１／５に設定される。突出寸法についてこの設定を行うことで、磁気空隙における磁束密度をより大きくでき、可動範囲における磁束密度の対称性をより改善できる。

また、動電型スピーカーの磁気回路において、ポールの外周端部の傾斜面、並びにヨークの外縁部の傾斜面を規定するＣ面寸法が、ポールの厚み寸法の１／３に規定される。Ｃ面寸法についてこの設定を行うことで、磁気空隙における磁束密度をより大きくでき、可動範囲における磁束密度の対称性をより改善できる。

また、本発明に係る動電型スピーカーは、上記構成のいずれか一つの磁気回路を用い、磁気回路のヨークの外縁部とコーン型の振動板との間の離間距離は、コーン型の振動板が振動したときにヨークの外縁部に接触しない大きさに設定されるので、磁気空隙における磁束密度を大きくし可動範囲における磁束密度の対称性を確保しながらボイスコイルが振動板等に接触せず、接触による異音が発生しない。

また、動電型スピーカーにおいて、磁気回路を含む中央部の全高寸法が、フレームの外周端を含む外周部の全高寸法以下であるので、薄型化を実現できる。

本発明に係る実施の形態における動電型スピーカーの構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。本発明に係る実施の形態における動電型スピーカーの磁気回路の構成図である。比較のため従来技術について磁気空隙における磁気特性を示す図で、（ａ）は磁束分布を示し、（ｂ）は磁気空隙に沿った位置と磁束密度の関係を示す図である。本発明に係る実施の形態の動電型スピーカーの磁気回路について磁気空隙における磁気特性を示す図で、（ａ）は磁束分布を示し、（ｂ）は磁気空隙に沿った位置と磁束密度の関係を示す図である。本発明に係る実施の形態における他の構成の磁気回路について、磁気空隙における磁気特性を示す図で、（ａ）は磁束分布を示し、（ｂ）は磁気空隙に沿った位置と磁束密度の関係を示す図である。図３に対応し、磁気回路についてシミュレーションを行うときのパラメータの値と、シミュレーションの結果をまとめた図表である。本発明に係る実施の形態の動電型スピーカーの磁気回路についてシミュレーションを行った結果を示す図で、Ａの値を変化させたときの磁束密度と位置の関係を示す図である。図７に対し、別のＢの値において、Ａの値を変化させたときの磁束密度と位置の関係を示す図である。本発明に係る実施の形態の動電型スピーカーの磁気回路についてシミュレーションを行った結果を示す図で、Ｂの値を変化させたときの磁束密度と位置の関係を示す図である。本発明に係る実施の形態の動電型スピーカーの磁気回路についてシミュレーションを行った結果を示す図で、Ｄの値を変化させたときの磁束密度と位置の関係を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下で述べる寸法、形状、材質等は説明のための例示であって、動電型スピーカーの仕様に応じ適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、動電型スピーカー１０を示す構成図である。以下では、動電型スピーカー１０を単にスピーカー１０と呼ぶ。スピーカー１０は、後述するコーン型の振動板１８を有する略円盤状の音声発生装置である。（ａ）は振動板１８の凹側の方向から見た上面図で、（ｂ）は（ａ）の任意の中心線に沿った断面図である。

スピーカー１０は、外形を形作るフレーム１２を備える。また、一つは、フレーム１２の内部空間において、コーン型の振動板１８と、振動板１８のコーン型の凹側に配置され磁気空隙６０を有する磁気回路３０と、ボイスコイル５０と、コーン型の振動板１８の外周端を支持するエッジ２０と、ボイスコイル５０と連結してコーン型の振動板１８の内周端側を支持するダンパー２２とを備える。

フレーム１２は、上面側の上フレーム１４と、裏面側の下フレーム１６で構成される。上フレーム１４には、音波を外部に放射する窓部１５が設けられる。図１（ａ）の例では、６つの窓部１５が設けられる。下フレーム１６には、スピーカー１０を外部に取り付けるための取付フランジ１７が設けられる。図１（ａ）の例では、４つの取付フランジ１７が設けられる。上フレーム１４と下フレーム１６は、それぞれの外周端においてエッジ２０の外周端を挟み込み、カシメ等の固定手段で一体化固定される。また、上フレーム１４には磁気回路３０が固定され、下フレーム１６にはダンパーの外周端が固定される。

かかるフレーム１２としては、適当な強度を有する材料を所定の形状に成形したものを用いることができる。例えば、樹脂成形品を用いることができる。これに代えて金属板を所定の形状に成形したものを用いてもよい。金属板を用いるときは、アルミニウム板等の非磁性板を用いることが好ましいが、ＳＰＣＣ等の鋼板を用いてもよい。

振動板１８は、コーン型に成形された樹脂製で、コーン状に拡がる上面側の外周端は、エッジ２０を介してフレーム１２に取り付けられ、コーン状に絞られる底面側の内周端は、ボイスコイル５０の下端部と接続される。ボイスコイル５０に音声に応じた電気信号を供給することで、振動板１８はボイスコイル５０によって移動駆動され、それによって振動し、外部に音波を放射する。

振動板１８の板厚は、スピーカー１０の仕様に応じて設定される。一例を述べると、約０．１ｍｍから約０．４ｍｍ程度とすることができる。かかる振動板１８は、熱可塑性樹脂を所定の形状に成形したものを用いることで得ることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることができ、例えば、発泡ポリプロピレンを用いることができる。もちろん、振動板１８は、抄紙工程によりコーン型に成形された紙部材で構成されてもよい。

エッジ２０は、振動板１８の外周端に沿って配置される円環状形状の可撓性薄板で、振動板１８をフレーム１２に振動自在に支持する。エッジ２０は、フレーム１２に連結固定される外周側のガスケット部分と、ガスケット部分の内周側部分で振動板１８の外周端に取り付けられる薄肉のロール部分で構成される。ロール部分はフレーム１２に対し可動でき、これによって振動板１８を振動自在に支持できる。かかるエッジ２０としては、熱可塑性樹脂を用い、柔軟性を有する所定の形状に成形したものを用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂を用いることができ、例えば、発泡性ポリウレタン樹脂を用いることができる。また、エッジ２０の材料として、ゴムや発泡ゴムやコーティング布等でもよい。

エッジ２０のガスケット部分とフレーム１２との間の連結固定手段、エッジ２０のロール部分と振動板１８との間の接続手段としては、それぞれ適当な接着剤を用いることができる。このように、振動板１８とエッジ２０は、個別に製造されたものを接着剤によって接続して用いることができるが、これに代えて、異なる樹脂を一体化成形する二色成形法によって振動板１８とエッジ２０を一体化したものを用いてもよい。

ダンパー２２は、円環状の形状を有し、ボイスコイル５０を磁気空隙６０の所定位置に配置するためのもので、円環状の内周端が振動板１８の内周側の底面に固定され、外周端がフレーム１２に固定される。「所定位置に配置する」とは、スピーカー１０が初期状態にあるときに、ボイスコイル５０のコイル５４の位置が次に述べる磁気回路３０を構成するポール３２の中心線ＣＬの位置に配置し、これを中立位置とすることである。ダンパー２２の固定手段としては、適当な接着剤を用いることができる。かかるダンパー２２としては、柔軟性を有する材料を所定の形状に成形したものを用いることができる。例えば、不織布にフェノール樹脂を含浸させたものを材料として、これを所定の形状に成形して用いることができる。

ボイスコイル５０は、円環状形状に形成されるボビン５２と、ボビン５２の円環状形状に沿って巻回されるコイル５４と、コイル５４から引き出される２本の錦糸線を含んで構成される。図１では、錦糸線の図示を省略した。

ボビン５２は、円環状形状に形成される薄い絶縁体の筒部材である。ボビン５２の内周側の筒状空間には、磁気回路３０のポール３２と、ポール３２を挟んで取り付けられる主マグネット３６と副マグネット３８が配置され、ボビン５２の円環状形状の外側には磁気回路３０のヨーク３４が配置される。内側のポール３２と主マグネット３６と副マグネット３８と、外側のヨーク３４との間に形成される円環状の隙間空間は、磁気回路３０における磁気空隙６０である。換言すれば、ボビン５２は、磁気回路３０における円環状の磁気空隙６０に挿入されて配置される。ボビン５２の厚みは、これに巻回されるコイル５４を支持でき、円環状形状を維持できる強度を有すれば、薄いほど好ましい。

かかるボビン５２は、薄板を所定の円環状形状に曲げて成形したものを用いることができる。薄板としては、適当な強度と耐熱性を有する金属箔または樹脂フィルムを用いることができる。金属箔としては、アルミニウム箔を用いることができる。樹脂フィルムとしては、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ガラス入りポリエーテルイミド（ＴＩＬ）フィルム等を用いることができる。

コイル５４は、絶縁被膜付き銅線をボビン５２の円環状形状の外周面に沿って所定の巻数で巻回して形成される。絶縁被膜付き銅線を積層巻としてもよい。ボビン５２の上に配置されるコイル５４の厚みは、（絶縁被膜付き銅線の外径×積層数）となる。ボビン５２上のコイル５４の巻回を固定する手段としては、適当な接着剤を用いることができる。

コイル５４の所定の巻数は、スピーカー１０の仕様に応じて設定される。一例を挙げると、約４０ターンから約１００ターン程度である。絶縁被膜付き銅線としては、断面が円形の銅線を絶縁ワニスで被膜したものを用いることができる。絶縁被膜付き銅線の外径は、一つにおける振動板１８の動作範囲等から設定することができる。

（ボビン５２の厚み＋コイル５４の厚み）は、磁気空隙６０の隙間寸法に比べ十分小さいことが必要である。例えば、（ボビン５２の厚み＋コイル５４の厚み）を、磁気空隙６０の隙間寸法の約２０％から約３５％程度とすることができる。

磁気回路３０は、円盤状のポール３２と、ポール３２と共に磁気空隙６０を規定するヨーク３４と、主マグネット３６と、副マグネット３８を含んで構成される内磁形磁気回路である。図２は、磁気回路３０の対称軸の半分の部分を抜き出した詳細図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は、磁気空隙６０を規定する部分として、ポール３２の折れ曲がり部４０とこれに向かい合うヨーク３４の部分の拡大図である。なお、図２において、±Ｌは中立状態のときのボイスコイル５０の両端の位置、±Ｓはボイスコイル５０が移動駆動されるときにおける最大ストロークの両端の位置を模式的に図示するものである。

ポール３２は、円板形状の本体部３１と、本体部３１の外周端で副マグネット３８側に折れ曲がった折れ曲がり部４０を有する折れ曲がり付き円盤形状の部品である。ポール３２の外径は、主マグネット３６の外径よりも大きく、副マグネット３８の外径よりも大きい。すなわち、ポール３２の外周端は、主マグネット３６の外径からも、副マグネット３８の外径からも突き出す。この突き出した部分が副マグネット３８側に折れ曲がって折れ曲がり部４０が形成される。

折れ曲がり部４０は、ヨーク３４に向かい合うポール３２の対向面積を増加させてポール３２を通る磁束をできるだけ磁気空隙６０に集中させるために設けられる。ポール３２の外周端部に設けられる折れ曲がり部４０の角部分に設けられるポール側の傾斜部４１は、角部分の面に対し傾斜角度θでＤの長さを面取りしたもので、ヨーク３４に向かい合うポール３２の対向面積をさらに増加させる。折れ曲がり部４０の角部分とは、折れ曲がり部４０とヨーク３４の外縁部３５に向かい合って磁気空隙６０を規定するときに、互いに最も相対的に近づく角部分である。傾斜部４１の傾斜角度θは４５度とすることが好ましい。傾斜角度４５度として面取りされた面はＣ面と呼ばれ、そのときのＤの長さはＣ面の大きさを示す代表寸法としてＣ面寸法と呼ばれる。

かかるポール３２としては、磁性体で構成され、所定の形状に成形されたものを用いることができる。成形法としては、プレス加工、切削加工、鍛造等が用いられる。

ヨーク３４は、円板形状の中央部３３と、中央部３３の外径よりも大きな内径を有する円環状の外縁部３５と、中央部３３と外縁部３５とを接続する接続部とを有するカップ型形状の部品である。接続部の厚みは、中央部３３の厚みよりも薄く、外縁部３５の厚みよりも薄い。ここで、厚みとは、ヨーク３４の軸方向に沿った寸法である。したがって、ヨーク３４において、中央部３３の外周端と外縁部３５の内周端との間に円環状の溝部が形成される。磁気空隙６０は、この溝部の一部を利用して形成される。

ヨーク３４の外縁部３５の先端部でポール３２の折れ曲がり部４０に向かい合う角部に設けられるヨーク側の傾斜部４３は、ポール側の傾斜部４１と同様に、角部の面に対し傾斜角度θでＣ面寸法を面取りしたもので、ポール３２に向かい合うヨーク３４の対向面積を増加させる。ヨーク３４の外縁部３５の角部分とは、ポール３２の折れ曲がり部４０に向かい合って磁気空隙６０を規定するときに、互いに最も相対的に近づく角部分である。ヨーク側の傾斜部４３における傾斜角度θは、ポール側の傾斜部４１と同様に４５度とすることが好ましい。ポール側の傾斜部４１とヨーク側の傾斜部４３を合わせて、磁気空隙６０における傾斜部４２と呼ぶ。傾斜部４２は、ポール３２の外周端部の折れ曲がり部４０と、ヨーク３４の外縁部３５とが、磁気空隙６０を規定するときに、最も相対的に近づく双方の角部分にそれぞれ設けられる傾斜部である。

カップ型形状の外底面に相当するヨーク３４の上面は平坦面で、フレーム１２に固定される。なお、図２に示すザグリ部３７は、場合によっては省略できる。かかるヨーク３４としては、磁性体で構成され、所定の形状に成形されたものを用いることができる。成形法としては、プレス加工、切削加工、鍛造等が用いられる。

主マグネット３６は、上面がヨーク３４の中央部３３の下面に連結され、下面がポール３２の本体部３１の上面に連結される磁石である。副マグネット３８は、上面側がポール３２の本体部３１の下面に連結される磁石である。ポール３２の上面側に連結される主マグネット３６の下面の磁極性と、ポール３２の下面に連結される副マグネット３８の上面の磁極性は同じである。例えば、主マグネット３６の上面の磁性極がＳ極、下面の磁性極がＮ極とすると、副マグネット３８の上面の磁性極がＮ極、下面の磁性極がＳ極である。このように、副マグネット３８は、同一の磁極性を有する面同士がポール３２を主マグネット３６と共に挟んで対峙するように配置される。

主マグネット３６と副マグネット３８とは、同じ磁石材料を用い、同じ形状に成形したものを用いることができる。磁石材料としては、アルミニウムニッケルコバルトの合金であるアルニコ系磁石、ネオジムを含むネオジム系磁石を用いることができる。

磁気回路３０において、ヨーク３４とフレーム１２との間、ヨーク３４と主マグネット３６の間、主マグネット３６とポール３２の間、副マグネット３８とポール３２の間の固定手段としては、適当な接着剤を用いることができる。

磁気回路３０における磁気空隙６０は、ポール３２の外周端部に設けられる折れ曲がり部４０と、ヨーク３４の円環状の内径側端部との間に円環状形状で形成される隙間である。この磁気空隙６０に、ボイスコイル５０が挿入される。磁気空隙６０の隙間寸法は、スピーカー１０の仕様等によって設定される。一例を挙げると、約０．８ｍｍから約１．５ｍｍ程度である。

磁気回路３０における各要素の寸法関係としては、ヨーク３４の磁気空隙６０を規定する外縁部３５の全高寸法Ｈ₁が、ヨーク３４の中央部３３の厚み寸法と主マグネット３６の厚み寸法との和寸法Ｈ₂以下に設定されて、側面視した場合にポール３２の外周端部が全て露出するように設定される。ここで、ヨーク３４の中央部３３の厚み寸法としては、ザグリ部３７の窪み寸法を差し引かない最大厚み寸法を用いる。

また、スピーカー１０の構成要素と磁気回路３０の要素の間の寸法関係としては、磁気回路３０におけるヨーク３４の外縁部３５とコーン型の振動板１８との間の離間距離Ｈ₃は、コーン型の振動板１８が振動したときにヨーク３４の外縁部３５に接触しない大きさに設定される。これにより、振動板１８が振動したときにヨーク３４の外縁部３５に接触して異音を生じることがない。

また、スピーカー１０と磁気回路３０との間の寸法関係としては、磁気回路３０の中央部における全高寸法Ｈ₄は、フレーム１２の外周端を含む外周部の全高寸法Ｈ₀以下に設定される。

図３から図５は、磁気回路３０における各要素の構成の仕方と、磁気空隙６０の磁気特性との関係をみるためにシミュレーションを行った結果を示す図である。各図において（ａ）は、図２で説明した磁気回路３０の構成図にシミュレーションで得られる磁束分布を重ねた図である。（ａ）におけるＣＬは、ポール３２の厚みについての中心線である。（ｂ）は、（ａ）の結果に基づいて、磁気空隙６０におけるボイスコイル５０の移動方向に沿った位置に対する磁束密度の関係を示す図である。縦軸は規格化した磁束密度、横軸はボイスコイル５０の移動方向に沿った位置で、ＣＬの位置はポール３２の中心線の位置である。（３６）として示される位置は、ＣＬの位置よりも主マグネット３６側の位置である。（３８）として示される位置は、ＣＬの位置よりも副マグネット３８側の位置である。

図３は、比較のために、従来技術の構成におけるシミュレーションの結果を示す図である。この構成では、ポール３２に折れ曲がり部が設けられず、代わりに、副マグネット３８の下面が第２ポール３９に連結される。シミュレーションの結果は、（ａ）に示されるように、ポール３２を通る磁束の多くがヨーク３４側に向かっている。そして（ｂ）に示されるように、磁束密度の最大値はかなり高い値となっているが、磁束密度が最大値を取る位置は、ＣＬの位置よりも主マグネット３６の側にずれている。このように、磁束密度の最大値は高い値であるが、ボイスコイル５０の移動方向に沿った磁束密度の対称性がよくない。

図４は、図２の構成についてのもので、ポール３２に折れ曲がり部４０が設けられ、磁気空隙６０における傾斜部４２も設けられる。シミュレーションの結果は、（ａ）に示されるように、ポール３２を通る磁束が折れ曲がり部４０の広い面積に渡り均一化されてヨーク３４側に向かっている。そして（ｂ）に示されるように、磁束密度の最大値が図３に比べて低く押えられているが、磁束密度が最大値を取る位置は、ＣＬの位置である。このように、磁束密度の最大値と、ボイスコイル５０の移動方向に沿った磁束密度の対称性とのバランスがよく取れている。

図５は、図４の構成に対し、ヨーク３４の外縁部３５の全高寸法Ｈ₁を短くし、側面視したとき、ポール３２が完全に露出し、さらに主マグネット３６も露出するようにしたものである。シミュレーションの結果は、図４とほぼ同じである。すなわち、（ａ）に示されるように、ポール３２を通る磁束が折れ曲がり部４０の広い面積に渡り均一化されてヨーク３４側に向かっている。また、（ｂ）に示されるように、磁束密度の最大値が図３に比べて低い値に押えられていて、磁束密度が最大値を取る位置は、ＣＬの位置となっている。このように、磁束密度の最大値と、ボイスコイル５０の移動方向に沿った磁束密度の対称性とのバランスがよく取れている。

図３から図５の結果から、図４、図５のように、ポール３２に折れ曲がり部４０を設け、折れ曲がり部４０とヨーク３４の外縁部３５にそれぞれ傾斜部４１、４３を設けることで、磁束密度と対称性のバランスが取れることが分かった。そこで、図２に示す各寸法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの最適値を求めるために、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの１つの値を変数として、シミュレーションを行った。Ａは、ポール３２において、本体部３１から突き出す折れ曲がり部４０の突出寸法である。Ｂは、主マグネット３６の本体部３１の厚み寸法で、副マグネットの厚み寸法も同じＢである。Ｃはポール３２の本体部３１の厚み寸法である。Ｄは、ポール側の傾斜部４１のＣ面寸法で、ヨーク側の傾斜部４３のＣ面寸法も同じである。なお、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値は、規格化した値である。

図６は、シミュレーションに用いたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値と、シミュレーションの結果をまとめた図である。図７から図１０は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの影響度を見るために、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの１つの値を変数とし、それ以外のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値を固定して、シミュレーションを行った結果を示す図である。これらの図は、磁気空隙６０におけるボイスコイル５０の移動方向に沿った位置に対する磁束密度の関係を示す図で、縦軸は規格化した磁束密度、横軸はボイスコイル５０の移動方向に沿った位置で、ＣＬの位置はポール３２の厚みについての中心線の位置である。

図７は、Ｂ＝６、Ｃ＝３、Ｄ＝１として、折れ曲がり部４０の突出寸法Ａを変数としたときのシミュレーション結果を示す図である。図７に示されるように、Ａ＝０からＡ＝３へ向かってＡの値を増加させるにつれて、磁束密度の最大値が低下する。また、対称性は、Ａ＝０．６が最もよく、その他は対称性があまり良くない。

図８は、Ｂ＝６、Ｃ＝４、Ｄ＝１．３４として、折れ曲がり部４０の突出寸法Ａを変数としたときのシミュレーション結果を示す図である。図８に示されるように、Ａ＝０．６からＡ＝２へ向かってＡの値を増加させるにつれて、磁束密度の最大値が低下する。また、対称性は、Ａ＝０．８が最もよく、その他は対称性があまり良くない。

図９は、Ａ＝０．６、Ｃ＝３、Ｄ＝１として、主マグネット３６と副マグネット３８の厚み寸法Ｂを変数としたときのシミュレーション結果を示す図である。図９に示されるように、Ｂ＝６からＢ＝７へＢの値を増加させると、対称性を損なわずに、磁束密度の最大値が増加する。

図１０は、Ａ＝０．８、Ｂ＝６、Ｃ＝４として、傾斜部４２のＣ面寸法Ｄを変数としたときのシミュレーション結果を示す図である。図１０に示されるように、Ｄ＝１．３４からＤ＝１とすると、磁束密度が増加するが対称性が悪くなる。

再び図６に戻り、シミュレーションの結果のまとめを見ると、各寸法は、ポール３２の厚み寸法Ｃを基準として、磁束密度の分布形における対称性のよいものは、Ａ／Ｃ＝１／５、Ｄ／Ｃ＝１／３であることが分かる。これ以外は、対称性がよくない。また、Ｂの値を大きくすることで対称性を損なわずに磁束密度の最大値を増加させることができる。これらのことから、磁束密度と対称性のバランスを取るには、Ａ／Ｃ＝１／５、Ｄ／Ｃ＝１／３とし、その上でＢの値を変更して磁束密度の最大値を所望の値とすることがよい。このようにして、一つにおいて、磁気空隙６０における磁束密度を大きくしボイスコイル５０の可動範囲における磁束密度の対称性を確保しながら、ボイスコイル５０が振動板１８等に接触しないように薄型化を図ることができる。

１０（動電型）スピーカー、１２フレーム、１４上フレーム、１５窓部、１６下フレーム、１７取付フランジ、１８振動板、２０エッジ、２２ダンパー、３０磁気回路、３１（ポールの）本体部、３２ポール、３３（ヨークの）中央部、３４ヨーク、３５（ヨークの）外縁部、３６主マグネット、３７ザグリ部、
３８副マグネット、３９第２ポール、４０（ポールの）折れ曲がり部、４１、４２、４３傾斜部、５０ボイスコイル、５２ボビン、５４コイル、６０磁気空隙。

Claims

円盤状のポールと、
該ポールと共に磁気空隙を規定するヨークと、該ポールおよび該ヨークの中央部を連結する主マグネットと、
同一の磁極性を有する面同士が該ポールを該主マグネットと共に挟んで対峙するように配置される副マグネットと、
を含み、
該ポールの外周端部が、該主マグネットおよび該副マグネットの外形寸法よりも大きく形成されて突出し、かつ該副マグネットが取り付けられている方向に折れ曲がった断面形状を有し、
該磁気空隙を規定する該ヨークの外縁部の全高寸法が、該ヨークの該中央部の厚み寸法と該主マグネットの厚み寸法との和寸法以下に設定されて、側面視した場合に該ポールの該外周端部が全て露出する、動電型スピーカーの磁気回路。
前記ポールの前記外周端部と、前記ヨークの前記外縁部とが、前記磁気空隙を規定する最も相対的に近づく角部分に、それぞれ傾斜面を有する、請求項１に記載の動電型スピーカーの磁気回路。
前記ポールの前記外周端部の前記副マグネットが取り付けられている方向に折れ曲がった断面形状を規定する突出寸法が、前記ポールの厚み寸法の１／５に設定されている、請求項１または２に記載の動電型スピーカーの磁気回路。
前記ポールの前記外周端部の前記傾斜面、並びに前記ヨークの前記外縁部の前記傾斜面を規定するＣ面寸法が、前記ポールの厚み寸法の１／３に規定されている、請求項２に記載の動電型スピーカーの磁気回路。
コーン型の振動板と、
該コーン型の振動板の凹側に配置される前記磁気空隙を有する請求項１から４のいずれか一つに記載の磁気回路と、
コイルを該磁気回路の該磁気空隙に配置して該コーン型の振動板の内周端と連結するボビンを有するボイスコイルと、
該コーン型の振動板の外周端を支持するエッジと、
該コーン型の振動板の内周端側を支持するダンパーと、
該磁気回路および該エッジの外周端および該ダンパーの外周端をそれぞれ固定するフレームと、
を備え、
該磁気回路の前記ヨークの前記外縁部と該コーン型の振動板との間の離間距離は、該コーン型の振動板が振動したときに該ヨークの該外縁部に接触しない大きさに設定されている、動電型スピーカー。
前記磁気回路を含む中央部の全高寸法が、前記フレームの前記外周端を含む外周部の全高寸法以下である、請求項５に記載の動電型スピーカー。