JPH01235500A - 動電型電気音響交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野］ 本発明は、スピーカ、マイクロフォン、イヤホン、電話
等の動電型電気音響交換器に関し、その特徴とするとこ
ろは、ボイスコイルが固定されていて、界磁マグネット
が移動する構造になっており、可動体の重量を軽く出来
、その結果、応答速度を向上させてその振動を音響ある
いは電流に変換する効率を高め、低音の音響も容易に発
生でき、リード線を引きずらずに済むようにして長寿命
のものが期待でき、ｉ造を簡単にして安価に量産できる
ようにした。効率の良い電気音響交換器となっているこ
とにある。

［技術背景をその問題点］ 動電型電気音響交換器２例えば、スピーカーは、ボイス
コイルを磁界内に移動自在に配置させて音声電流を流す
と、ボイスコイルが電流変化につれて振動するようにし
たものである。この場合、コイルで振動体を動かして音
波を再現するスピーカをダイナミック・スピーカという
。そしてコイルを円錐（コーン）状の紙等に直結して音
波を放射するものをダイナミック・コーン・スピーカと
いう、またボイスコイルで小さな振動体を動かし、その
前面にホーンくいうなればラッパ）をつけて効率良く音
波を放射するようにしたものをダイナミック・ホーン　
スピーカという９マイクロフオン、例えば、ダイナミッ
ク　マイクロフォンは、ダイナミック・スピーカと同様
な構造で。

逆に音波を受けて振動体が動くと、これにつけたボイス
コイルが磁界内で振動して電流を発生するようにしたも
のである。これらの動電型電気音響交換器は、何れも同
じような構造なので、以下においてスピーカについて説
明することＹする。

従来の多くのダイナミック　コーン　スピル力１は、第
６図に示すように構成されている。

即ち、センターボール（中心磁極）２を備えたヨークプ
レート３に円筒状のフェライトマグネットからなる永久
磁石４．同じく円筒状の上部ヨークプレート５を配置し
、これらを接着剤等によって固定して界磁部６を構成し
て固定側を構成している。ここで示す界磁部６は、外磁
型と呼ばれるものであるが、ヨークを用い、このヨーク
の内部の中央に柱状の永久磁石とセンターボールを組み
込んだ内磁型と呼ばれるものであっても良い。

この界磁部６には、コーン状のフレーム７が結合され、
このフレーム７の周縁部には、カスヶノト（矢紙）８と
共にコーン状の振動体９の周縁部が接着剤などによって
結合されている。この振動体９の中央部には円筒状に形
成されたボイスコイル１０を下部に巻装した紙や薄プラ
スチック等で形成されたコイルボビン１１が結合されて
いる。

このコイルボビン１１の中間部は、ボイスコイル１０を
磁極間中央に保持し、振動に適宜なダンピング（制動）
をがけるためのダンパー１２により支持し、ボイスコイ
ル１ｏを界磁部６の磁気空隙１３内に正しく位置させる
ようにしている。また、上記振動体９の中央部上面には
、空気中の塵埃が環状の磁気空隙１３内に侵入しないよ
うに防塵布などのダストキャップ１４を取り付けている
。

このような従来のスピーカｌによると、ボイスコイル１
０がリード線３引きずって振動するため、長時間の使用
によっては、リード線が切断したり、リード線の半田外
れが生じたりして、破損する惧れがあり、また寿命が短
くなる欠点があった。

また、ボイスコイル１０のリード線１５は、第７図に示
すようにその両端子を磁気空隙１３を通してその上部か
ら引き出し、振動体９（またはフレーム７であってもよ
い）に導いて、その位置に半田付けしているため、　■
磁気空隙１３内にボイスコイルｌＯのリード線１５の両
端子を通すために、厚みの制限されたボイスコイル′１
ｏを用いることにより、リード線１５の厚み分だけ磁気
空隙１３内の磁束密度を高めることができず、効率の悪
いものになっていた。　■磁気空隙１３内にボイスコイ
ルｌＯのリード線１５の両端子を通すため、及びこのリ
ード４１１５の両端子を振動体９等に半田付けしなけれ
ばならないため、量産性が優れず、高価なものになって
いた。　■また振動体９は、昨今の薄膜プラスチックで
形成した場合には、これにリード線１５の端子を半田付
けすると、その時の熱により穴が明き、不良率が多くな
り、望ましい薄膜プラスチックで振動体９を形成できず
、安価に量産できなかった。　■また磁気空隙１３内に
ボイスコイル１０のリード線１５の両端子を通している
ため、ボイスコイル１０の振動時にリード線１５が固定
側と接触する惧れかあり、かなり精度良く製作しなけれ
ばならないものにあっては不良率も非常に多いものとな
っていた。

また従来のスピーカｌの場合、ボイスコイル１０が振動
する方式である為、　■ボイスコイル１０を構成する導
線は、その比重（銅の比重は。

約７）が重いために負荷が大きく、応答速度が遅く２幅
広い範囲に渡って、より精度良く音声信号を収り出すこ
とができない欠点かあった。特にダイナミックな低音を
取り出すのに十分なものになっていなかった。　■また
ボイスコイル１０を形成するための導線が非常に重い事
による上記■の欠点が少しでもなくなるように、すなわ
ち、ボイスコイル１０の重量が重くならないように且つ
磁気空隙１３を広くして当該磁気空隙１３における磁束
密度を低下させないようにするために、導線が重ならな
いように密接して１列に密巻き（または、整列巻きとい
われる）に巻線形成しなければならない、このように１
列に密巻きされたボイスコイル１０の巻線製造は、非常
に精度を要して大変なため、不良率も高く、非常に高価
になる欠点を持っていた。　■上記■及び■の欠点の生
ずる原因の１つは、従来のスピーカ１等では、規格によ
って、ボイスコイル１０の抵抗値が１例えは。

８Ω等のように定められていることによる。しかし、そ
の抵抗値に合わせてボイスコイル１０を製造することは
非常にやっかいで、ｆｆｉ産性に浸れない欠点をもって
いた。

また、上記のようにボイスコイル１０は、１列に密巻き
して形成しなければならないため、導線を多数ターン巻
線形成できず、ボイスコイルｌＯを振動させるための大
きな駆動力を発生させることができず、低音の場合には
、精度良く音声信号を出すことができなかった。また、
特に２低音を精度良く出そうとすると、非常に高精度に
なり。

安価に精度の良い低音を出すことのできるスピーカ等を
形成することが出来なかった。

なお、ボイスコイル１０を振動させるための大きな駆動
力Ｔは。

Ｔ＝ｔ−１ ｔ：導線のターン数 ■：雷電 流与えられるが、従来では、上記理由により導線の巻線
ターン数ｔを大きな値にすることが出来ないため、上記
のように大きな駆動力を得ることかできないはかりか、
電流Ｉの値も大きくなり、効率の悪いスピーカ１になる
欠点があった。

［本発明の課題］ 本発明の課題は、従来の動電型電気音響交換器の概念を
全く変えて、ボイスコイルは動かさないで、界磁マグネ
ットを動かすようにすることで。

ボイスコイルがリード線を引きずって振動することによ
るリード線の切断や半田外れによる破損を無くし長寿命
で信頼性の高い動電型電気音響交換器を得ることを課題
に成されたものである。またリード線を磁気空隙１３に
通さないで済むようにし、しかもリード線の両端子を振
動体等に半田付けする厄介な工程を省略し、量産性に潰
れたものにし、安価に製造できるようにすることを課題
に成されたものである。また本発明の課題では、ボイス
コイルを動かさない構成にすることで、リード線が固定
側と接触する事をなくシ、シかも界磁マグネットとして
導線よりも比重の小さなマグネット材（例えば、比重４
のもの）を用いて構成し、これを動かすようにすること
で、振動子の重量を軽くシ、応答速度を速くし２広い範
囲に渡って、より精度良く音声信号を収り出すことがで
きるようにし、特にダイナミックな低音を取り出すのこ
とが出来るものを安価に構成できるようにすることを課
題に成されたものである。またボイスコイルを動かさな
いで済む構成にすることにより、非常に製造の厄介な導
線が重ならないように密接して１列に巻線する密巻き巻
線方法を採用しないで済むガラ巻きを採用できるように
して９巻線製造を極めて容易にし、不良率を減らし当該
ボイスコイルを安価且つ容易に量産できるようにするこ
とを課題に成されたものである。また、多数ターン巻線
したボイスコイルを収納できる十分なスペースを構成で
きる構造にすると共に、ボイスコイルは、１列に密巻き
巻線形成しないで済むようにして、導線を多数ターン巻
線形成したボイスコイルを用いて、当該界磁マグネット
を振動させるための大きな駆動力を発生させることがで
きるようにして、低音の場合にも、精度良い音声信号を
取り出すことができるようにすることを課題に成された
ものである。このようにすることによって、界磁マグネ
ットを振動させるための大きな駆動力Ｔ Ｔ＝ｔ・■ ｔ：導線のターン数 ■・電流 において、導線の巻線ターン数ｔを大きな値に成るよう
に形成することで、大きな駆動力Ｔを得ることができる
ようにし、また電流Ｉの値も小さくできるようにするこ
とで、効率の良いスピーカ等の動電型電気音響交換器が
得られるようにすることを課題になされたものである。

［本発明の課題達成手段」 かかる本発明の課題は、磁気回路の環状磁気空隙内に円
筒状に形成したステータボイスコイルを固定して設け、
該ステータボイスコイルと径方向の磁気空隙を介して当
該磁気空隙内をその軸方向に移動自在になるように内外
面が異極に着磁された円筒状の界磁マグネットを設け１
該界磁マグネツトの軸方向の振動移動によって連動若し
くは当接する振動体を直接若しくは間隔をおいて設ける
ことによって達成される。

［本発明の実施例］ Ｅ本発明の第１実施例］ 第１図は本発明のダイナミック・コーン・スピーカ１６
の一部を欠切省略した分解斜視図、第２図は同縦断面図
である。第１図及び第２図を参照して、以下に１本発明
の第１実施例を説明する。

本発明の第１実施例を示すダイナミック・コーン・スピ
ーカ１６は、磁性体２例えば、プラスチック粉入り磁性
体のモールド成形手段により。

センターボール（中心磁極）１７．ヨークプレート１８
及びフレーム１９を一体形成することで。

界磁部となる固定子２０を形成している。センターボー
ル１７は、カップ型のヨークプレート１８の底面中央部
１８ａに上方に向がって円柱状に延びて一体形成され、
その外周１７ａとヨークプレート１８の内周面１８ｂと
の間に１円筒状の磁気空隙３０を形成している。そして
、カップ型のヨークプレート１８の外周１８ｃの上端部
にコーン状のフレーム１９を一体形成している。フレー
ム１９の上端周縁部には１図示しないガスケットと共に
コーン状の振動体２１の周縁部が接着剤などによって結
合されている。この振動体２１の下端中央部には上端部
がコーン状部２２ａとなっている厚みが１ｍｍ以下（こ
れは、スピーカ１６の仕様や大きさなどによって異なる
が、小型のスピーカ１６などでは、０．５ｍｍ位に形成
すると良い）の円筒状に形成された界磁マダイ・ット２
２が結合され、磁気空隙３０内において、その軸線方向
に往復振動ができるようになっている０円筒状の界磁マ
グネット２２は、適宜なマグネット及びその適宜な形成
方法によって本発明の趣旨を満足できるものを容易に形
成できる。ここに、最適な界磁マグネット２２を形成す
るマグネット材としては、形成される界磁マグネット２
２が、後記するステータボイスコイル２３の比重よりも
軽く１強い磁束密度が得られ、しかも加工あるいは形成
が極めて容易な物が望ましい、この為１本発明者が選択
して試作した界磁マグネット２２は、マグネットとして
強力な磁力が得られ、しかも極めて厚みの薄いものを容
易に得ることができるように、比重が４くらいのネオジ
ューム　ボロン・鉄系樹脂マグネットを用い、これをモ
ールド成形手段によって円筒状に形成している。界磁マ
グネット２２は、内外周で互いに異極となるように単極
に着磁されたものとなっており、この実施例では、内周
がＮ極に、外周がＳ極に着磁形成された単極のものとな
っている。界磁マグネット２２の中間部は１当該界磁マ
グネツト２２を磁極中央部に保持し、振動に適宜なダン
ピング（制動）をかけるための図示しないタンパ−によ
り支持し、界磁マグネット２２を界磁部の磁気空隙３０
内に正しく位置させるようにしている。また、上記振動
体２１の中央部上面には、空気中の塵埃が磁気空隙３０
内に侵入しないように防塵布などのダストキャップ２４
を取り付けている。ヨークプレート１８の内周面１８ｂ
には、導線を適宜ターン数はどガラ巻線して円筒状に形
成したステータボイスコイル２３を接着剤を用いて固定
し、該ステータボイスコイル２３のリード線２５をヨー
クプレート１８の下方部に設けた透孔２６から引き出し
て外部に導いている。

［発明の第２実施例］ 第３図は本発明のダイナミック・コーン・スピーカ１６
°の主要部の分解斜視図、第４図は同縦断面図である。

第３図及び第４図を参照して。

以下に１本発明の第２実施例を説明する。なお。

第１実施例と共通する箇所には、同一符号を符してその
説明を省略すると共に、対応する箇所には、ダラシを符
すこととする。

本発明の第２実施例を示すダイナミック　コーン・スピ
ーカ１６“は、鉄板などの磁性体をプレス手段などによ
り２ＭＩ断面カップ型のセンターボール１７°、ヨーク
プレート１８°及びフレーム１９°を一体形成すること
で、界磁部となる固定子２０°を形成している。センタ
ーボール１７°は、軽量化及びコストの低減化を図るた
めにカップ型のヨークプレート１８′の底面中央部に内
部が空胴となるようにプレス手段によりカップ型に一体
形成されてその上部に延びている。センターボール１７
°の外周とヨークプレート１８°の内周面との間に１円
筒状の磁気空隙３０を形成している。そして、カップ型
のヨーク１８′の外周の上端部にコーン状のフレーム１
９°を一体形成している。フレーム１９°には、プレス
手段により透孔２７を形成している。

またフレーム１９′の上端周縁部には１図示しないカス
ケラトと共にコーン状の振動体２１’の周縁部を螺子等
で結合するために透孔２８を持つフランジ２９を形成し
ている。なお、この実施例における振動体２１°では、
その振動効率を高めるために、途中に蛇腹部３１を形成
したものとなっている。このスピーカ１６°の他の部分
の構成は、第１実施例で示したと同じなので、その説明
を省略する。なお符号２６′は、透孔を示す。

Ｌ本発明の第３実施例］ この第３実施例は、第５図を参照して、振動体２１°°
と界磁マグネット２２をプラスチックとプラスチックマ
グネットとの２色成形によるモールド成形によって同時
に、又はいずれか一方を先にモールド形成した後に他方
をモールドして一体化形成した例を示す、なお第５図に
おいては、振動体２１パは、プラスチックで形成される
ことは言うまでもない。

［発明の作用］ 本発明において、その作用原理は、全て同じなので、第
１実施例を参照して説明すると、スピーカ１において、
ボイスコイル２３に音響信号に基づいた大きさの交番電
流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、磁気空
隙３０の軸線方向に沿って往復振動する力を発生するの
で、界磁マグネット２２は磁気空隙３０内をその軸線方
向に沿って往復振動する。このため、界磁マグネット２
２に固定された振動体２１が振動し文、適宜な波長の且
つ大きさの音響信号音を発生させることができる。

［発明の効果〕 本発明は上記構成からなるため、ボイスコイルは動かさ
ないで、界磁マグネットが動くようになっているため、
リード線を引きずって振動することによるリード線の切
断や半田外れによる破損がなくなり信頼性の高く且つ長
寿命の動電型電気音響交換器を得ることができる。また
リード線の両端子を振動体等に半田付けする厄介な工程
を省略できるため、量産性に優れ、安価に製造できる効
果がある。また振動体には、リード線の端子を半田付け
しないで済むので、望ましい薄膜プラスチックを用いて
振動体を安価且つ容易に量産できる効果がある。また界
磁マグネットは導線よりも比重が軽くしかも磁力を強く
できるマグネット材で構成できるため、振動子の重量が
軽くなり、応答速度を遠くなり広い範囲に渡って、より
精度良く音声信号を取り出すことができるため、従来に
おいて困難であった。特にダイナミックな低音を取り出
すのことが出来る効率の良好なものを安価に構成できる
効果がある。更にまた十分なスペースが取れることと、
ボイスコイルを動かさないで済むため、非常に製造の厄
介な導線が重ならないように密接して１列に巻線する密
巻き巻線方法を採用しないで済むガラ巻きを採用できる
ため１巻線製造を極めて容易にし、不良率を減らし当該
ボイスコイルを安価且つ容易に量産できる効果がある。

更にまた。厚みが薄くても強い磁力を発生できる（特に
昨今の技術はこれを可能にしている）マグネット材で界
磁マグネットを形成すると共に多数ターン巻線したボイ
スコイルを用いることができるので、導線を多数ターン
巻線形成したボイスコイルを用いて、当該界磁マグネッ
トを振動させるための大きな駆動力を発生させるること
ができるようにして、低音の場合にも、精度良い音声信
号を取り出すことができる効果がある。すなわち、界磁
マグネットを振動させるための大きな駆動力Ｔ Ｔ＝ｔ−１ ｔ：導線のターン数 Ｉ：電流 において、導線のターン数ｔを大きな値にできるので、
大きな駆動力Ｔを得ることができ、また電流Ｉの値も小
さくできるので、効率の良いスピーカ等の動電型電気音
響交換器を得ることができる効果がある。なお９本発明
の実施例では、主にスピーカについて説明したが、構造
原理の共通するマイクロフォン等の動電型電気音響交換
器にも本発明は当然適用があるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のダイナミック・コーン・
スピーカの一部を欠切省略した分解斜視図、第２図は同
縁断面図、第３図は本発明の第２実施例のダイナミック
・コーン・スピーカの主要部の分解斜視図、第４図は同
縁断面図、第５図は本発明の第３実施例を説明するため
の部分説明図、第６図は従来のダイナミック・コーン・
スピーカの縦断面図、第７図は同部分説明図である。 ［符号の説明コ ト・・ダイナミック・コーン・スピーカ。 ２・・・センターボール（中心磁極）。 ３・・・センターボール、４・・・永久磁石。 ５・・・上部ヨークプレート、６・・・界磁部。 ７・・・フレーム。 ８・・・ガスケット（矢紙）、９・・・振動体。 １０・・・ボイスコイル。 ｌｌ・・・コイルボビン、１２・・・ダンパー。 １３・・・磁気空隙。 １４・・・ダストキャップ。 １５・・・リード線。 １６．１６’　、１６°°　・・・ダイナミック・コー
ン・スピーカ。 １７．１７’　　・・・センターボール。 １７ａ・・・外周。 １８．１８’　　・・・ヨークプレート、１１８ａ・・
・底面部、１８ｂ・・・内周面。 １８ｃ・・・外周。 １９．１９’　　・・・フレーム。 ２０．２０°　・・・固定子。 ２１．２１’　　・・・振動体。 ２２・・・界磁マグネット。 ２２ａ・・・コーン状部。 ２３・・・ステータボイスコイル。 ２４・・・ダストキャップ。 ２５・・・リード線。 ２６．２７．２８・・・透孔。 ２９・・・フランジ、３０・・・磁気空隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気回路の環状磁気空隙内に円筒状に形成したステータ
   ボイスコイルを固定して設け、該ステータボイスコイル
   と径方向の磁気空隙を介して当該磁気空隙内をその軸方
   向に移動自在になるように内外面が異極に着磁された円
   筒状の単極の界磁マグネットを設け、該界磁マグネット
   の軸方向の振動移動によって連動若しくは当接する振動
   体を直接若しくは間隔をおいて設けてなる、動電型電気
   音響交換器。