JPH04268900A - 低ひずみダイナミックスピーカー - Google Patents

低ひずみダイナミックスピーカー

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JPH04268900A
JPH04268900A JP3296128A JP29612891A JPH04268900A JP H04268900 A JPH04268900 A JP H04268900A JP 3296128 A JP3296128 A JP 3296128A JP 29612891 A JP29612891 A JP 29612891A JP H04268900 A JPH04268900 A JP H04268900A
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JP
Japan
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pole piece
cylindrical
front plate
dynamic speaker
air gap
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Withdrawn
Application number
JP3296128A
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English (en)
Inventor
Gelder Carl Van
カール　バン　ゲルダー
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MCINTOSH LAB Inc
Original Assignee
MCINTOSH LAB Inc
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/025—Magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/06—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2209/00—Details of transducers of the moving-coil, moving-strip, or moving-wire type covered by H04R9/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2209/022—Aspects regarding the stray flux internal or external to the magnetic circuit, e.g. shielding, shape of magnetic circuit, flux compensation coils

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイナミックスピーカ
ー、特に出力が大きく高調波ひずみが小さいダイナミッ
クスピーカーに係わる。
【０００２】
【発明の背景】従来のダイナミックスピーカーではボイ
スコイルを巻着した磁極片の前方に振動コーンを設け、
前記ボイスコイルを磁極片と前板の間の磁気エアギャッ
プに配置する。音声信号を供給されると、ボイスコイル
は磁極片を中心とする磁気エアギャップ内で軸方向に往
復運動する。
【０００３】スピーカーの作動中に磁気エアギャップに
発生する非対称磁束相互作用がダイナミックスピーカー
の出力を低下させ、高調波ひずみを発生させることは周
知の通りである。
【０００４】本発明は磁極片と前板の間の磁気エアギャ
ップに発生する非対称磁束相互作用からボイスコイルを
シールドしようとするものである。
【０００５】ダイナミックスピーカーにおいて、ひずみ
を極力小さくして音声を再生するには磁場が線形でなけ
ればならないが、コーン及びボイスコイルの振幅が大き
い低周波高出力レベルの場合、この条件を満たすのは極
めて困難である。磁極片を階段状に、即ち、一体的な第
１及び第２円筒部で形成し、上方の円筒部を下方の円筒
部よりも太くすることによって性能を改善することがで
きる。
【０００６】しかし、階段状磁極片を使用しても、２次
高調波を排除することは従来困難であった。この２次高
調波はボイスコイルが発生させる磁場と前板と磁極片の
間のエアギャップに発生する他方の磁場との間の非対称
相互作用に起因する。この他方の磁場は前板及び磁極片
の近傍に配置されるセラミックマグネットから発生する
。
【０００７】シールド技術を採用した例はすでに公知で
あり、それぞれある程度の成果を収めている。これら公
知の従来技術は銅メッキ磁極片を利用したり、エアギャ
ップに銅の円筒体を配置したりするものである。しかし
、銅メッキ磁極片は極く薄いシールド層を提供するだけ
で余り効果的ではない。また、銅の円筒体をエアギャッ
プに配置する方法ではエアギャップが広くなり、スピー
カーの出力を低下させることになる。エアギャップ及び
磁極片先端から離し、後板に近い位置で磁極の周りに磁
束安定化リングを配置するように構成したスピーカーも
提案されている。このリングはボイスコイルギャップに
おける磁気エネルギーを一定レベルに抑える効果を持つ
と主張されている。
【０００８】
【発明の概要】本発明は磁気エアギャップに近い位置で
、段付き磁極片を構成している太い方の部分の上下両側
に２つの高導電非強磁性部材を配置することによってス
ピーカーの出力を高め、２次高調波ひずみを軽減した。 スピーカーのその他の構成部材を注意深く選択する一方
で上記高導電非強磁性部材を配置することによって高出
力低ひずみ、特に２次高調波ひずみの小さい１２インチ
（３０．５ｃｍ）ウーハが得られる。
【０００９】本発明の構成に使用される高導電非強磁性
部材はエアギャップ近傍に位置する段付き磁極片を、ボ
イスコイルから発生する磁場との非対称相互作用から実
質的にシールドする。本発明が採用するサンドイッチ構
成はボイスコイルのインダクタンスを効果的に軽減して
出力を高めると同時にインダクタンス対称を増大させて
非対称ひずみを軽減する。このことは可聴ひずみ、特に
２次高調波の軽減につながる。
【００１０】本発明は高出力低ひずみを特徴とするダイ
ナミックスピーカーを提供する。本発明のダイナミック
スピーカーは前板上に支持されたバスケット内に可動的
に支持されたコーンを備える。前板の背後に後板を配置
し、前板と後板の間に環状マグネットを介在させる。環
状マグネット内に円筒形の段付き磁極片を配置し、これ
を後板によって支持する。磁極片は前板との間に磁束発
生エアギャップを形成する。磁極片と前板との間のエア
ギャップ内にボイスコイルを配置する。一対の第１及び
第２高導電非強磁性シールド部材をそれぞれ磁極片の近
くに配置する。具体的には、第１シールド部材を磁極片
の上側に、第２シールド部材を磁極片の下側にそれぞれ
配置する。第１及び第２シールド部材はエアギャツプに
発生する非対称磁束相互作用からボイスコイルをシール
ドすることにより、ダイナミックスピーカーの出力を高
め、ひずみを軽減する。
【００１１】
【実施例の説明】添付の図面に示す実施例に沿って本発
明をさらに詳細に説明する。
【００１２】本発明は高出力にして２次高調波ひずみの
小さいダイナミックスピーカーに係わり、その作用特性
の改善はスピーカーの磁極片を囲み、保護する２つのシ
ールド部材によって達成される。即ち、本発明に係るス
ピーカーの高調波ひずみは５０Ｈｚないし２００Ｈｚの
２オクターブバンドに亘って１０デシベル以上軽減され
る。
【００１３】図３に従来のスピーカー３００を示した。 このスピーカーはペーパーコーン２にフェルトのダスト
キャップ１を取付け、コーン２及び１２インチの鋼製バ
スケット５に設けた絶縁端子（図示せず）に多重撚り金
糸リード３を接続したものである。
【００１４】段付き磁極片１１と　０．５インチ（１．
３ｃｍ　）の鋼製前板８との間のエアギャップ１４に分
割アルミボビンボイスコイル６が配置されている。
【００１５】バスケット５とコーン２の基部との間には
フェノール樹脂含浸布スパイダー４を介在させてあり、
３／８インチ（３０．５ｃｍ）の鋼製前板８と後板１２
の間に環状セラミックマグネット９が介在して中央の磁
極片１１を囲んでいる。ボルト１３がこの磁極片１１を
後板１２に固定している。図示のように、バスケット５
の底面と前板８の頂面との間に紙製のバズ音防止ウォッ
シャー１５を介在させてある。
【００１６】従来スピーカーの上記各構成部分を注意深
く選択することによって低ひずみの１２インチウーハ、
具体的には３次高調波ひずみの少ないスピーカーが得ら
れる。
【００１７】このような従来スピーカーでは図４にグラ
フで示すように“平均以下”のレベルの２次高調波を伴
なう。グラフによれば、８０Ｈｚにおいて基本出力Ａは
１０１．５デシベルよりやや高く、２次高調波出力Ｂは
８４デシベルに達する。このことは２次高調波ひずみが
約１３％であることを意味する。
【００１８】上記従来スピーカーの２次高調波を改善す
るため、本発明はサンドイッチ方式シールドを開発した
。図１に示す本発明の第１実施例では、ディスク７及び
リング１０から成る２つのアルミ製シールド部材をスピ
ーカー１００に組込んだ。リング１０は段付き磁極片１
１を構成している太い方の拡径部分１６の下、エアギャ
ップ１４に近い磁極片部分の周りに嵌着する。アルミニ
ウム製のディスク７は図示のように拡径部分１６の頂面
に嵌着する。ディスク７とリング１０が磁極片を挟み、
磁極片１１のステムをボイスコイル６から発生する磁場
から効果的にシールドする。サンドイッチ方式のシール
ド構成はインダクタンスを低下させることによってスピ
ーカー出力を高めると同時に非対称ひずみを軽減する。 その結果、特に２次高調波に関連する可聴ひずみが軽減
される。
【００１９】本発明の上記サンドイッチ方式シールド構
成の長所の１つは磁極片の周りに大容量のシールド部材
を配置できることである。前板を段付磁極片と同様の好
適な非強磁性導電材で挟めば上記の実施例以上にひずみ
を軽減することができる。大容量のシールド部材を配置
するからエアギャップ内にシールド部材を設けて出力低
下を招かなくてもよい。
【００２０】図２には図１のサンドイッチ方式シールド
部材７，１０を含むスピーカー１００とは異なる実施例
を示した。図２に示すスピーカー２００ではシールド部
材を構成するディスク７及びリング１０の代わりに２つ
の銅管１８，１９からなる管状部材をそれぞれ使用して
いる。銅管１８は磁極片１１の頂面１７に配置されてデ
ィスク７に代わる機能を果し、銅管１９は磁極片１１の
拡径部１６の下面に配置されてリング１０に代わる機能
を果す。この２つの銅管１８，１９は図１の実施例と同
様に磁極片１１を効果的に挟む。
【００２１】図１及び図２に示した２つの実施例は図５
のグラフから明らかなように出力を高め、２次高調波ひ
ずみを軽減する。上方の曲線Ａ′は出力が　１０３．５
デシベルに近づくことを示し、下方の曲線Ｂ′は２次高
調波出力が６５デシベル以下に軽減されることを示して
いる。これは２次高調波ひずみが約　１．２％であるこ
とを意味する。
【００２２】この実施例ではエアギャップ１４を　５．
５キロガウス円筒状エアギャップとして設定しているが
、本発明はこの値に制限されるものではなく、これとは
異なるエアギャップ磁束レベルのスピーカーとして実施
することも可能である。
【００２３】各部の、特にサンドイッチ方式シールド部
材７，１０の寸法はスピーカー１００の設計に応じて任
意に設定することができる。同様に、銅管１８，１９の
寸法もスピーカー２００の設計に応じて任意に選択すれ
ばよい。シールド部材の素材としてはアルミや銅のよう
な非強磁性導電材を使用すればよいが、それ以外の素材
も利用できる。
【００２４】本発明によれば、ボイスコイルへの給電に
伴なって発生する磁場と磁極片を形成している強磁性材
に作用する静磁場とによって形成される小さいヒステリ
シスループの非対称に起因する２次高調波ひずみが軽減
される。また、非強磁性シールド部材の配設によるイン
ダクタンスの低下が出力増大につながる。
【００２５】なお、特定の使用条件及び環境に適応させ
るため種々の変更を加えることは当業者にとって容易で
あり、従って本発明は以上に述べた実施態様に制限され
ず、本来の思想及び範囲を逸脱しないすべての実施態様
を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイナミックスピーカーの第１実
施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係るダイナミックスピーカーの第２実
施例を示す断面図である。
【図３】サンドイッチ方式シールド部材を採用していな
い従来のダイナミックスピーカーを示す断面図である。
【図４】図３に示した従来スピーカーと同様に構成され
たダイナミックスピーカーの出力及びひずみ特性を示す
グラフである。
【図５】本発明に係るサンドイッチ方式磁束シールド方
法を採用した、図２に示したスピーカーと同様に構成さ
れたダイナミックスピーカーの出力及びひずみ特性を示
すグラフである。
【符号の説明】
１　　ダストキャップ ２　　コーン ３　　撚り線金糸リード ４　　スパイダー ５　　バスケット ６　　ボイスコイル ７　　ディスク ８　　前板 ９　　マグネット １０　　リング １１　　磁極片 １２　　後板 １４　　エアギャップ １６　　磁極片の拡径部 １７　　頂面 １８，１９　　銅管 Ａ，Ａ′　　基本出力 Ｂ，Ｂ′　　２次高調波出力

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　前板上に支持されたバスケット内に可
    動的に支持されたコーンと、前板の背後に設けた後板と
    、前板と後板の間に介在させた環状マグネットと、環状
    マグネット内に配置され後板によって支持されて前板と
    の間に磁束発生エアギャップを形成する円筒形段付き磁
    極片と、円筒形段付き磁極片と前板の間のエアギャップ
    内に設けたボイスコイルと、それぞれが円筒形段付き磁
    極片の近傍に配置された一対の第１及び第２シールド部
    材から成り、第１シールド部材を円筒形段付き磁極片と
    コーンの間に介在させ、第２シールド部材を円筒形段付
    き磁極片と環状マグネットの間に介在させ、第１及び第
    ２シールド部材がエアギャップ内に発生する磁束相互作
    用から円筒形段付き磁極片をシールドして非対称ボイス
    コイルインダクタンスを軽減することによって出力を増
    大させる一方、ひずみを軽減するようにしたことを特徴
    とするダイナミックスピーカー。
  2. 【請求項２】　　円筒形段付き磁極片が後板の近傍に設
    けた第１円筒部と、第１円筒部に一体的に重ねた第１円
    筒部よりも太い第２円筒部から成り、第２円筒部の外面
    が前板との間にエアギャップを形成したことを特徴とす
    る請求項１記載のダイナミックスピーカー。
  3. 【請求項３】　　第１及び第２シールド部材がエアギャ
    ップの付近で円筒形磁極片の太い方の第２円筒体を挟ん
    で互いに間隔を保つ管状部材から成ることを特徴とする
    請求項２記載のダイナミックスピーカー。
  4. 【請求項４】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ高導
    電非強磁性材から成ることを特徴とする請求項３記載の
    ダイナミックスピーカー。
  5. 【請求項５】　　第１及び第２シールド部材がそれぞれ
    高導電非強磁性材から成ることを特徴とする請求項１記
    載のダイナミックスピーカー。
  6. 【請求項６】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ銅か
    らなることを特徴とする請求項３記載のダイナミックス
    ピーカー。
  7. 【請求項７】　　第１及び第２シールド部材がそれぞれ
    銅からなることを特徴とする請求項１記載のダイナミッ
    クスピーカー。
  8. 【請求項８】　　前板上に支持されたバスケット内に可
    動的に支持されたコーンと、前板の背後に設けた後板と
    、前板と後板の間に介在させた環状マグネットと、互い
    に段差のある円筒体を形成する第１及び第２円筒部を有
    し、第１円筒部が環状マグネット内に配置されて後板に
    よって支持され、第２円筒部が前板との間に磁束発生エ
    アギャップを形成する円筒形磁極片と、磁極片と前板と
    の間のエアギャップ内に配置されたボイスコイルと、そ
    れぞれが磁極片の近傍に配置された一対の第１及び第２
    管状部材から成り、第１管状部材を前記磁極片の第１円
    筒部とコーンの間に介在させ、第１及び第２管状部材が
    磁極片をエアギャップに発生する磁束相互作用からシー
    ルドすることにより出力を増大させる一方、ひずみを軽
    減するようにしたことを特徴とするダイナミックスピー
    カー。
  9. 【請求項９】　　第１及び第２管状部材がエアギャップ
    の付近で円筒形磁極片の第１円筒部を挟んで互いに間隔
    を保つことを特徴とする請求項８記載のダイナミックス
    ピーカー。
  10. 【請求項１０】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ高
    導電非強磁性材から成ることを特徴とする請求項９記載
    のダイナミックスピーカー。
  11. 【請求項１１】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ高
    導電非強磁性材から成ることを特徴とする請求項８記載
    のダイナミックスピーカー。
  12. 【請求項１２】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ銅
    から成ることを特徴とする請求項１０記載のダイナミッ
    クスピーカー。
  13. 【請求項１３】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ銅
    から成ることを特徴とする請求項８記載のダイナミック
    スピーカー。
  14. 【請求項１４】　　環状の前板上に支持されたバスケッ
    ト内に可動的に支持されたコーンと、前板の背後に設け
    た後板と、環状前板と後板の間に介在させた環状マグネ
    ットと、互いに段差のある円筒体を形成する第１及び第
    ２円筒部を有し、第１円筒部が環状マグネット内に配置
    されて後板によって支持され、第２円筒部が環状前板と
    の間に磁束発生エアギャップを形成する円筒形磁極片と
    、磁極片と前板との間のエアギャップ内に配置されたボ
    イスコイルと、それぞれが円筒形磁極片の第２円筒部の
    両側にエアギャップに近く配置された一対の第１及び第
    ２管状部材から成り、第１管状部材を磁極片の第２円筒
    部とコーンの間に配置し、第２管状部材を磁極片の第１
    円筒部と環状マグネットの間及び磁極片の第２円筒部と
    後板の間に配置し、第１及び第２管状部材が磁極片をエ
    アギャップに発生する磁束相互作用からシールドするこ
    とにより出力を増大させる一方、ひずみを軽減するよう
    にしたことを特徴とするダイナミックスピーカー。
  15. 【請求項１５】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ高
    導電非強磁性材から成ることを特徴とする請求項１４記
    載のダイナミックスピーカー。
  16. 【請求項１６】　　第１及び第２管状部材がそれぞれア
    ルミニウムから成ることを特徴とする請求項第１４記載
    のダイナミックスピーカー。
  17. 【請求項１７】　　第１及び第２管状部材がそれぞれ銅
    から成ることを特徴とする請求項第１４記載のダイナミ
    ックスピーカー。
  18. 【請求項１８】　　前板上に支持されたバスケット内に
    可動的に支持されたコーンと、前板の背後に設けた後板
    と、前板と後板の間に介在させた環状マグネットと、環
    状マグネット内に配置されて後板によって支持され、前
    板との間に磁束発生エアギャップを形成する円筒形段付
    き磁極片と、それぞれが磁極片の近傍に配置された一対
    の第１及び第２磁束シールド部材から成り、第１磁束シ
    ールド部材を磁極片とコーンの間に配置し、第２磁束シ
    ールド部材を磁極片と環状マグネットの間に配置し、第
    １及び第２磁束シールド部材がエアギャップに発生する
    磁束相互作用を軽減することにより出力を増大させる一
    方、ひずみを軽減するようにしたことを特徴とするダイ
    ナミックスピーカー。
  19. 【請求項１９】　　円筒形段付き磁極片が後板の近傍に
    位置する第１円筒体と第１円筒体にこれと一体的に重ね
    た第１円筒体よりも太い第２円筒体から成り、第２円筒
    体の外面が前板との間にエアギャップを形成することを
    特徴とする請求項第１８記載のダイナミックスピーカー
    。
  20. 【請求項２０】　　第１及び第２磁束シールド部材がエ
    アギャップの付近で円筒形磁極片の太い方の第２円筒体
    を挟んで互いに間隔を保つことを特徴とする請求項第１
    ９記載のダイナミックスピーカー。
  21. 【請求項２１】　　第１及び第２磁束シールド部材がそ
    れぞれ高導電非強磁性材から成ることを特徴とする請求
    項第２０記載のダイナミックスピーカー。
  22. 【請求項２２】　　第１及び第２磁束シールド部材がそ
    れぞれ高導電非強磁性材から成ることを特徴とする請求
    項第１８記載のダイナミックスピーカー。
  23. 【請求項２３】　　第１及び第２磁束シールド部材がそ
    れぞれアルミニウムから成ることを特徴とする請求項第
    ２０記載のダイナミックスピーカー。
  24. 【請求項２４】　　第１及び第２磁束シールド部材がそ
    れぞれアルミニウムから成ることを特徴とする請求項第
    １８記載のダイナミックスピーカー。
  25. 【請求項２５】　　第１磁束シールド部材が実質的には
    中実の円板から成り、第２磁束シールド部材が環状部材
    から成ることを特徴とする請求項第１８記載のダイナミ
    ックスピーカー。
  26. 【請求項２６】　　第１及び第２磁束シールド部材がそ
    れぞれ中空円筒体から成ることを特徴とする請求項第２
    １記載のダイナミックスピーカー。
JP3296128A 1990-11-13 1991-11-13 低ひずみダイナミックスピーカー Withdrawn JPH04268900A (ja)

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US07/611552 1990-11-13
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