JPH08140185A

JPH08140185A - 電気音響変換装置

Info

Publication number: JPH08140185A
Application number: JP24866695A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 宏司佐藤; Akira Yoshino; 晃吉野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: JP3213521B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力が少なく、然も薄型で高効率の電気
音響変換装置を提供する。【解決手段】円筒状のカバー１とフレーム２を接合
することによって扁平なケーシング20が構成され、カバ
ー１の内面には、円盤状の直流磁界発生用マグネット３
が固定されている。ケーシング20の内部には、マグネッ
ト３の下面から空隙Ｇを設けて、円盤状の振動板４が配
置され、該振動板４の外周部がカバー１とフレーム２の
間に挟まれて固定されている。振動板４の下面にはマグ
ネット３と同軸上に、振動板４に対して垂直な巻軸を有
する円筒状の駆動コイル５が固定されている。具体的に
は、駆動コイルの外径を、直流磁界発生用マグネットの
外径の８０％以上１１６％以下とし、内径を、直流磁界
発生用マグネットの外径の６６％以上９４％以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動コイルに電気
信号としての交播電流を流して駆動力を発生させ、該駆
動力によって振動板を振動させて、電気信号を音響に変
換する電気音響変換装置に関し、特に薄型化に有効な構
造を有する電気音響変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気音響変換装置として、フレミ
ングの左手の法則に従う電磁力を利用したダイナミック
型スピーカと、磁気誘導の結果として生じる吸引力及び
反発力を利用したマグネティック型スピーカが知られて
いる。先ず、ダイナミック型スピーカについて説明し、
その後、マグネティック型スピーカについて説明する。

【０００３】図１２は、ダイナミック型スピーカの構造
を示している。一端が開口した円筒状のカバー(14)と、
カバー(14)と外径が等しく一端が開口した円筒状のフレ
ーム(23)を接合することによって、扁平なケーシングが
構成されている。カバー(14)には、放音の為の複数の小
さい孔(15)が円陣に開設されている。ケーシングの中央
部には円盤状の振動板(42)が配置され、該振動板(42)は
カバー(14)とフレーム(23)の間に外周部を挟まれて固定
されている。振動板(42)の下面には、振動板(42)に対し
て垂直の巻軸を有する円筒状の駆動コイル(52)が固定さ
れている。又、フレーム(23)の中央部には内側へ向けて
凹部が形成され、該凹部には円盤状のヨーク(９)が取り
付けられている。ヨーク(９)の中央部には、円盤状の直
流磁界発生用マグネット(31)が固定されている。直流磁
界発生用マグネット(31)の上面にはポールピース(91)が
取り付けられ、該ポールピース(91)とヨーク(９)との間
にリング状の空隙Ｇ′が形成されている。該空隙Ｇ′に
は、前記駆動コイル(52)が余裕を持って収容されてい
る。又、ケーシングには前記駆動コイル(52)に交播電流
を流すための電極(61)が取り付けられている。

【０００４】ダイナミック型スピーカにおいて、直流磁
界発生用マグネット(31)から発生する磁束はヨーク(９)
及びポールピース(91)に導かれて、図中に破線で示す様
に空隙Ｇ′に集束され、これによって空隙Ｇ′には磁界
が発生する。従って、電極(61)を通して駆動コイル(52)
に電気信号(交播電流)を流すことにより、駆動コイル(5
2)には、フレミングの左手の法則に従う電磁力が生じ
る。この結果、振動板(42)は駆動コイル(52)と一体に振
動することとなり、電気信号が音響に変換される。

【０００５】次にマグネティック型スピーカについて説
明する。図１３は、マグネティック型スピーカの構造を
示している。一端が開口した円筒状のカバー(16)と、カ
バー(16)と外径が等しく一端が開口した円筒状のフレー
ム(24)を接合することによって、扁平なケーシングが構
成されている。カバー(16)の内面の中央部には、丸軸状
のポールピース(92)が下向きに突設され、ポールピース
(92)の周囲には放音の為の複数の小さい孔(17)が円陣に
開設されている。又、ポールピース(92)を包囲して駆動
コイル(53)が配置され、カバー(16)の内面に固定されて
いる。更に駆動コイル(53)を包囲して直流磁界発生用マ
グネット(32)が配置され、カバー(16)の内面に固定され
ている。一方、フレーム(24)上には、ポールピース(92)
との間に所定の空隙Ｇ″をおいて振動板(43)が配置さ
れ、その外周部がフレーム(24)の内周壁に固定されてい
る。

【０００６】マグネティック型スピーカにおいて、直流
磁界発生用マグネット(32)から発生する磁束はカバー(1
6)及びポールピース(92)により導かれて、図中に破線で
示す様に空隙Ｇ″に集束され、該空隙Ｇ″を通過して振
動板(43)に至る。これによって、空隙Ｇ″には磁界が発
生し、振動板(43)は磁気誘導によって磁化される。この
結果、振動板(43)は、ポールピース(92)から吸引力を受
けて弾性変形し、吸引力と弾性復帰力とがつり合った力
学的中点にて静止する。ここで、電極(62)を通して駆動
コイル(53)に電気信号(交播電流)を流すと、駆動コイル
(53)によって右ねじの法則に従う磁界が発生する。該磁
界が前記空隙Ｇ″に発生した磁界を変化させるために、
振動板(43)の受ける吸引力が変化し、振動板(43)は前記
力学的中点を中心として振動することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
のダイナミック型スピーカにおいては、振動板(42)の駆
動に寄与しない漏洩磁束が多く、これが損失となるため
に充分な効率は得られない。又、消費電力の点から見る
と、インピーダンスは高い方が有利であり、高いインピ
ーダンスを実現するためには、駆動コイル(52)の巻数を
増大させる必要がある。その方法としては、駆動コイル
(52)の径方向に巻数を増大させる方法と、軸方向に巻数
を増大させる方法が考えられる。前者の方法では、空隙
Ｇ′の幅が拡がることとなるために、損失となる漏洩磁
束が増加し、後者の方法では、駆動コイル(52)の軸方向
の長さの増大に伴って、スピーカ全体の厚さが大きくな
る問題がある。

【０００８】一方、図１３のマグネティック型スピーカ
においては、ポールピース(92)が駆動コイル(53)から突
出して長く形成されているので、スピーカ全体の厚さが
大きくなる問題がある。又、ポールピース(92)と振動板
(43)の間の空隙Ｇ″を狭めることが漏洩磁束の減少、ひ
いては高効率化に有効であるが、空隙Ｇ″を過度に小さ
く設定すると、振動板(43)がポールピース(92)に接触し
て異常音を発する問題が生じる。これを防止するには振
動板(43)として剛性の大きいものを用いる必要がある
が、この場合、低音が発し難く、音域が狭められること
になる。この結果、空隙Ｇ″はある程度大きな値となっ
て、効率が低くなっていた。

【０００９】更に、ダイナミック型スピーカ及びマグネ
ティック型スピーカの何れにおいても、ヨークやポール
ピースが必要であるために部品点数が多く、これが駆動
コイルの設計上の制約となって、低インピーダンスの原
因となることが問題となっている。本発明の目的は、消
費電力が少なく、然も薄型で高効率の電気音響変換装置
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る電気音響変換
装置は、周辺部を固定端とする振動板と、振動板の一方
の面の中央部に固定されると共に該振動板に対して垂直
の巻軸を有する円筒状の駆動コイルと、振動板及び駆動
コイルとの間に所定の空隙を設けて一定位置に固定され
ると共に該駆動コイルと同軸上に配置された円盤状の直
流磁界発生用マグネットとを具えている。そして、直流
磁界発生用マグネットの駆動コイル側の一面全域から放
射される磁束の大部分が、前記空隙を通過して駆動コイ
ルに至っている。

【００１１】上記本発明の電気音響変換装置において、
駆動コイルに交播電流を流すと、駆動コイルには右ねじ
の法則に従う磁束が発生する。一方、直流磁界発生用マ
グネットからは駆動コイルに向けて磁束が放射される。
ここで、駆動コイルは交播磁極を持つ磁石と考えること
が出来るので、駆動コイルには、直流磁界発生用マグネ
ットとの関係で吸引力或いは反発力が作用し、振動板は
駆動コイルと一体に振動することとなる。この結果、電
気信号が音響に変換されるのである。

【００１２】この様に、直流磁界発生用マグネットから
放射される磁束を集束させることなく空隙に放射させる
ので、ヨークやポールピースは不要であり、これによっ
て部品点数が少なくなり、薄型化が可能となる。又、ヨ
ークやポールピースによる設計上の制約がないので、自
由な設計により装置の薄型化を図ることが出来るばかり
でなく、駆動コイルの巻数を増大させることが可能であ
り、これによってインピーダンスが高められる。

【００１３】具体的には、駆動コイルの外径は、直流磁
界発生用マグネットの外径の８０％以上１１６％以下、
望ましくは８８％以上１０７％以下とする。

【００１４】該具体的構成においては、駆動コイルが上
記範囲の外径に形成されているので、直流磁界発生用マ
グネットから放射される磁束は、マグネットの中央部で
はマグネット面から略垂直に放射されて、略垂直に駆動
コイルを貫通するのに対し、マグネットの周辺部ではマ
グネット面から放射状に拡がって、斜めに駆動コイルを
貫通する。従って駆動コイルには、前記の如く略垂直に
貫通する磁束によって吸引力或いは反発力が作用する。
又、これと同時に、前記の如く斜めに貫通する磁束によ
っては、振動板に垂直な成分により前記同様の吸引力或
いは反発力が、水平な成分によりフレミングの左手の法
則に従う電磁力が生じる。この結果、駆動コイルには、
上述の２つの原理に基づく駆動力が同時に作用すること
になり、効率的に振動板が駆動されるのである。

【００１５】又、具体的には、駆動コイルの内径は、直
流磁界発生用マグネットの外径の６６％以上９４％以
下、望ましくは７７％以上８９％以下とする。

【００１６】ところで、前述の斜めに駆動コイルを貫通
する磁束に基づく駆動力は、前述の略垂直に駆動コイル
を貫通する磁束に基づく駆動力と同様に、振動板の駆動
に大きく寄与することが実験的に確認されている。そこ
で、駆動コイルの内径を上記具体的範囲とし、斜めに駆
動コイルを貫通する磁束に基づく駆動力を主体として振
動板を駆動することとする。そして、駆動コイルの重量
の軽減によって振動板を含む振動系の質量を軽減して、
振動系の応答性を改善し、ひいては効率の向上を図るの
である。

【００１７】更に具体的には、駆動コイルは振動板の直
流磁界発生用マグネット側の面、或いはその反対側の面
に固定されており、何れの場合も上述の原理で振動板が
駆動される。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る電気音響変換装置によれ
ば、ヨークやポールピースを省略することが出来るので
装置の薄型化が可能である。又、ヨークやポールピース
の制約を受けない自由な設計により、駆動コイルの巻数
を増大させてインピーダンスを高めることが出来、これ
によって消費電力の削減が可能である。然も、直流磁界
発生用マグネットから発生する磁束を有効に振動板の駆
動に利用するので、電気音響変換の効率を向上させるこ
とが出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、携帯電話機等に
装備される小型のスピーカに実施した形態につき、２つ
の実施例に基づいて、図面に沿って詳述する。第１実施例図１は第１実施例のスピーカの構造を示す断面図であ
り、図２は該スピーカの分解斜視図である。一端が開口
した円筒状のカバー(１)と、カバー(１)と外径が等しく
一端が開口した円筒状のフレーム(２)を接合することに
よって、扁平なケーシング(20)が構成されている。カバ
ー(１)及びフレーム(２)は、例えばポリブチレンテレフ
タレートＰＢＴ、ポリアセタールＰＯＭ等の樹脂から形
成されている。

【００２０】カバー(１)には、放音の為の複数の小さい
孔(11)が円陣に開設されている。カバー(１)の内面に
は、カバー(１)の中心軸上に、ネオジウム、サマリウム
コバルト等を主成分とする外径９.０ｍｍ、厚さ１.０ｍ
ｍの円盤状の直流磁界発生用マグネット(３)が、アクリ
ル系又はエキポシ系等の熱硬化型接着剤によって固定さ
れている。

【００２１】ケーシング(20)の内部には、直流磁界発生
用マグネット(３)の下面から０.６ｍｍの空隙Ｇを設け
て、円盤状の振動板(４)が配置され、該振動板(４)の外
周部がカバー(１)とフレーム(２)の間に挟まれて接着固
定されている。振動板(４)は、５０〜７５μｍの厚さを
有する樹脂シート、例えばポリイミドＰＩ、ポリエーテ
ルイミドＰＥＩ、ポリエチレンテレフタレートＰＥＴ等
から形成されている。振動板(４)の下面には、直流磁界
発生用マグネット(３)と同軸上に、振動板(４)に対して
垂直な巻軸を有する駆動コイル(５)が、ゴム系接着剤に
よって固定されている。該駆動コイル(５)は、線径が
０.０４ｍｍの銅線を巻回することによって内径１.０ｍ
ｍ、外径９.５ｍｍ、厚さ０.２５ｍｍの円筒状に形成さ
れている。

【００２２】又、駆動コイル(５)に交播電流を流すため
の黄銅又は燐青銅等からなる電極(６)が、フレーム(２)
の底面に内周壁に沿って熱融着固定されている。該電極
(６)の端部には駆動コイル(５)から伸びるリード線(図
示省略)がからげられ、半田付けによって接続されてい
る。

【００２３】図中に破線で示す様に、直流磁界発生用マ
グネット(３)から放射される磁束は、マグネット中央部
ではマグネット面から略垂直に放射されて、略垂直に駆
動コイル(５)を貫通するのに対し、マグネット周辺部で
はマグネット面から放射状に拡がって、斜めに駆動コイ
ル(５)を貫通する。

【００２４】図３は、駆動コイル(５)に時計回りに電流
を流した場合に生じる駆動力の方向を示している。ここ
で図３(ａ)は、直流磁界発生用マグネット(３)の中央部
から略垂直に放射されて略垂直に駆動コイル(５)を貫通
する磁束と、その磁束によって生じる駆動コイル(５)に
作用する駆動力の方向を示したものである。駆動コイル
(５)に時計回りに電流を流すと、駆動コイル(５)には右
ねじの法則に従って破線で示す如く下向きの磁束が発生
する。一方、直流磁界発生用マグネット(３)は駆動コイ
ル(５)側がＮ極、その反対側がＳ極であって、破線で示
す如く駆動コイル(５)に向けて下向きに磁束が放射され
る。この結果、駆動コイル(５)には直流磁界発生用マグ
ネット(３)側にＳ極、その反対側にＮ極が現われて、直
流磁界発生用マグネット(３)との間に上向きの吸引力Ｆ
が発生することになる。

【００２５】図３(ｂ)は、直流磁界発生用マグネット
(３)の周辺部から駆動コイル(５)に向けて放射状に拡が
って斜めに駆動コイル(５)を貫通する磁束と、その磁束
によって生じる駆動コイル(５)に作用する駆動力の方向
を示したものである。図中の右側では、直流磁界発生用
マグネット(３)から放射されて斜めに駆動コイル(５)に
至っている磁束Ｂrは、図示の如く振動板(４)に水平な
成分Ｂrxと垂直な成分Ｂryに分解され、垂直成分Ｂryに
よって駆動コイル(５)には図３(ａ)と同様に上向きの吸
引力が生じる。一方、水平成分Ｂrxについては、駆動コ
イル(５)に流れる電流との関係でフレミングの左手の法
則に従う方向、図中においては上向きの電磁力Ｆrが生
じる。又、図中の左側では、直流磁界発生用マグネット
(３)から放射されて斜めに駆動コイル(５)に至っている
磁束Ｂlは、図示の如く振動板(４)に水平な成分Ｂlxと
垂直な成分Ｂlyに分解され、垂直成分Ｂlyによって駆動
コイル(５)には図３(ａ)と同様に上向きの吸引力が生じ
る。一方、水平成分Ｂlxについては、駆動コイル(５)に
流れる電流との関係でフレミングの左手の法則に従う方
向、図中においては上向きの電磁力Ｆlが生じる。

【００２６】従って、駆動コイル(５)は、図３(ａ)に示
す上向きの吸引力と、図３(ｂ)に示す上向きの吸引力及
び電磁力により、全体として上向きの駆動力を受けるこ
ととなる。

【００２７】図４は、駆動コイル(５)に反時計回りに電
流を流した場合に生じる駆動力の方向を示している。こ
こで図４(ａ)は、直流磁界発生用マグネット(３)の中央
部から略垂直に放射されて略垂直に駆動コイル(５)を貫
通する磁束と、その磁束によって生じる駆動コイル(５)
に作用する駆動力の方向を示したものである。駆動コイ
ル(５)に反時計回りに電流を流すと、駆動コイル(５)に
は右ねじの法則に従って破線で示す如く上向きの磁束が
発生する。この結果、駆動コイル(５)には直流磁界発生
用マグネット(３)側にＮ極、その反対側にＳ極が現われ
て、直流磁界発生用マグネット(３)との間に下向きの反
発力Ｆが発生することになる。

【００２８】図４(ｂ)は、直流磁界発生用マグネット
(３)の周辺部から駆動コイル(５)に向けて放射状に拡が
って斜めに駆動コイル(５)を貫通する磁束と、その磁束
によって生じる駆動コイル(５)に作用する駆動力の方向
を示したものである。図中の右側では、直流磁界発生用
マグネット(３)から放射されて斜めに駆動コイル(５)に
至っている磁束Ｂrは、図示の如く振動板(４)に水平な
成分Ｂrxと垂直な成分Ｂryに分解され、垂直成分Ｂryに
よって駆動コイル(５)には図４(ａ)と同様に下向きの反
発力が生じる。一方、水平成分Ｂrxについては、駆動コ
イル(５)に流れる電流との関係でフレミングの左手の法
則に従う方向、図中においては下向きの電磁力Ｆrが生
じる。又、図中の左側では、直流磁界発生用マグネット
(３)から放射されて斜めに駆動コイル(５)に至っている
磁束Ｂlは、図示の如く振動板(４)に水平な成分Ｂlxと
垂直な成分Ｂlyに分解され、垂直成分Ｂlyによって駆動
コイル(５)には図４(ａ)と同様に下向きの反発力が生じ
る。一方、水平成分Ｂlxについては、駆動コイル(５)に
流れる電流との関係でフレミングの左手の法則に従う方
向、図中においては下向きの電磁力Ｆlが生じる。

【００２９】従って、駆動コイル(５)は、図４(ａ)に示
す下向きの反発力と、図４(ｂ)に示す下向きの反発力及
び電磁力により、全体として下向きの駆動力を受けるこ
ととなる。

【００３０】ここで、駆動コイル(５)に電気信号として
流される電流は交播電流であり、駆動コイル(５)に流れ
る電流の向きは時間的に変化するため、駆動コイル(５)
は図３の上向きの駆動力と図４の下向きの駆動力を交互
に受けることとなる。この結果、振動板(４)は駆動コイ
ル(５)と一体に振動し、電気信号が音響に変換されるの
である。

【００３１】図５は、上記第１実施例のスピーカの音圧
レベル−周波数特性を実線で示すと共に、従来のダイナ
ミック型スピーカ及びマグネティック型スピーカの音圧
レベル−周波数特性を夫々破線及び２点鎖線で示したも
のである。一般にスピーカの特性としては、周波数の低
域から高域にかけて音圧レベルが高く、フラットである
ことが要求されており、音圧レベルは効率の目安とされ
る。図示の如く第１実施例のスピーカにおいては、従来
のマグネティック型スピーカと比べて広い周波数範囲で
高い音圧レベルが得られている。又、従来のダイナミッ
ク型スピーカに比べてフラットな周波数特性が得られて
いる。

【００３２】第２実施例図６は第２実施例のスピーカの構造を示す断面図であ
り、図７は該スピーカの分解斜視図である。一端が開口
した円筒状のカバー(12)と、一端が開口した円筒状のフ
レーム(21)を嵌合させることによって、扁平なケーシン
グ(25)が構成されている。カバー(12)はステンレスＳＵ
Ｓ３０４等の金属から形成され、フレーム(21)は液晶ポ
リマー等の樹脂から形成されている。

【００３３】カバー(12)には、放音の為の直径１.０ｍ
ｍの孔(13)が４５°の間隔で８個開設されている。又、
フレーム(21)にも直径０.４ｍｍの孔(22)が４５°の間
隔で８個開設されている。カバー(12)の内面には、カバ
ー(12)の中心軸上に、ネオジウムを主成分とする外径
９.０ｍｍ、厚さ１.０ｍｍの円盤状の直流磁界発生用マ
グネット(３)が、アクリル系の熱硬化型接着剤によって
固定されている。

【００３４】ケーシング(25)の内部には、ポリエチレン
テレフタレートＰＥＴから形成された厚さ７５μｍの円
盤状の振動板(41)が配置され、該振動板(41)の外周部が
カバー(12)とフレーム(21)の間に挟まれて接着固定され
ている。該振動板(41)の上面には、直流磁界発生用マグ
ネット(３)との間に０.６ｍｍの空隙Ｇを設けて、直流
磁界発生用マグネット(３)と同軸上に駆動コイル(51)が
設置され、ゴム系接着剤によって固定されている。該駆
動コイル(51)は、線径が０.０３ｍｍのポリウレタン銅
線を巻回することによって内径７.０ｍｍ、外径９.５ｍ
ｍ、厚さ０.２５ｍｍに形成されている。従って、駆動
コイル(51)は上記第１実施例の駆動コイル(５)と外径及
び厚さは同一であるが、内径が大きくなっているので、
軽量化が図られている。

【００３５】又、しんちゅうに半田メッキを施すことに
よって形成された電極(６)が、フレーム(21)の底部に取
り付けられており、該電極(６)の端部には駆動コイル(5
1)から伸びるリード線(図示省略)がからげられ、半田付
けによって接続されている。

【００３６】カバー(12)の内面には孔(13)を被う位置
に、ポリウレタン及びナイロンから形成されたリング状
の薄い吸音材(７)が接着固定されている。又、フレーム
(21)の底面にも孔(22)を被う位置に同様の吸音材(８)が
接着固定されている。

【００３７】上記第２実施例のスピーカにおいては、駆
動コイル(51)が第１実施例の駆動コイル(５)に比べて内
径が大きく形成されているので、図３(ａ)及び図４(ａ)
に示す略垂直に駆動コイル(51)を貫通する磁束に基づく
駆動力は殆ど発生せず、図３(ｂ)及び図４(ｂ)に示す斜
めに駆動コイル(51)を貫通する磁束に基づく駆動力が主
体となって振動板(41)が駆動される。

【００３８】図８は、上記第２実施例のスピーカにおい
て、吸音材の装着状態での音圧レベル−周波数特性を実
線で示すと共に、吸音材の非装着状態での音圧レベル−
周波数特性を破線で示したものである。第２実施例のス
ピーカは、吸音材の非装着状態において、図５に示す従
来のマグネティック型スピーカの特性に比べて高い音圧
レベルが得られると共に、従来のダイナミック型スピー
カに比べてフラットな特性が得られる。吸音材の装着状
態においては、吸音材の吸音効果によって非装着状態に
比べて音圧レベルは下がっているものの小型スピーカの
音圧レベルとしては充分な値が得られ、然も周波数の低
域から高域にかけてよりフラットな特性が実現されてい
る。

【００３９】図９は、上記本発明のスピーカと、従来の
ダイナミック型スピーカ及びマグネティック型スピーカ
の諸特性を表わす図表である。スピーカの口径は実質的
に同一であるが、全高は第１実施例、第２実施例共に従
来に比べて低くなっている。これは、本発明ではヨーク
やポールピースが省略されているためである。

【００４０】インピーダンスは第１実施例、第２実施例
共にダイナミック型に比べて高くなっている。これは、
本発明では、ヨーク及びポールピースの省略によって自
由な設計が可能となり、駆動コイルの巻数を増大させる
ことが出来たからである。尚、第２実施例の駆動コイル
の外径及び高さは第１実施例と同一で、内径は第１実施
例よりも大きくなっているにも関わらず、同等のインピ
ーダンスが得られているのは、第２実施例における駆動
コイルの銅線の線径が第１実施例に比べて細いためであ
る。

【００４１】音圧レベルは、第１実施例及び第２実施例
の吸音材非装着状態においてマグネティック型に比べて
高い値が得られている。これは、本発明では直流磁界発
生用マグネットから放射される磁束を有効に利用してい
るためである。

【００４２】ここで、図１０及び図１１に基づき本発明
における磁束の有効利用について検討する。図１０は、
横軸に直流磁界発生用マグネットの中心軸上に設けた原
点Ｏからのｘ軸方向の距離、縦軸に直流磁界発生用マグ
ネットに対して平行な磁束密度成分Ｂxをとって、空隙
Ｇａｐが０.３、０.４、０.５ｍｍの場合の磁束密度分
布を示すグラフである。図示の如く、空隙Ｇａｐの値に
関わらず、ｘ軸方向の距離が３.６〜５.２ｍｍの範囲で
８００Ｇを越える高い磁束密度成分Ｂxが得られおり、
ｘ軸方向の距離が４.０〜４.８ｍｍの範囲では更に高い
磁束密度成分が得られ、略４.４ｍｍでピークが現われ
ている。ｘ軸方向の磁束密度成分Ｂxが高くなることに
よって、駆動コイルにおけるフレミングの左手の法則に
従う電磁力が大きくなる。従って、駆動コイルの外径を
７.２〜１０.４ｍｍ、望ましくは８.０〜９.６ｍｍとす
れば、フレミングの左手の法則に基づく電磁力によって
駆動コイルを効率的に駆動することが出来る。そこで、
第１及び第２実施例では駆動コイルの外径を最適点に近
い９.５ｍｍとした。この結果、上述の如く、第１実施
例及び第２実施例の音圧レベルがマグネティック型に比
べて高くなっているのである。

【００４３】又、図９に示す如く、第２実施例の吸音材
非装着状態では、第１実施例に比べて音圧レベルが高く
なっている。以下、この理由について検討する。図１１
は、横軸に直流磁界発生用マグネットの中心軸上に設け
た原点Ｏからのｘ軸方向の距離、縦軸に直流磁界発生用
マグネットに対して垂直な磁束密度成分Ｂyをとって、
空隙Ｇａｐが０.３、０.４、０.５ｍｍの場合の磁束密
度分布を示すグラフである。図示の如く、空隙Ｇａｐの
値に関わらず、ｘ軸方向の距離が０〜４.２ｍｍの範囲
で１０００Ｇを越える高い磁束密度成分Ｂyが得られお
り、ｘ軸方向の距離が３.５〜４.０ｍｍの範囲では更に
高い磁束密度成分が得られ、略３.８ｍｍでピークが現
われている。ｙ軸方向の磁束密度成分Ｂyが高くなるこ
とによって、駆動コイルにおける磁石の吸引力及び反発
力が大きくなる。但し、ｘ軸方向の距離が４.７ｍｍを
越えると磁束密度成分Ｂyが負の値となる。

【００４４】ここで、図１１に図１０を加味すれば、ｘ
軸方向の距離が３.０ｍｍ未満では図１０に示すフレミ
ングの左手の法則に基づく電磁力が小さいため、駆動コ
イルの内径は６.０ｍｍ以上であって、比較的高い磁束
密度成分Ｂyが得られる８.４ｍｍ以下、望ましくは７.
０〜８.０ｍｍとすれば、フレミングの左手の法則に基
づく電磁力に加え、磁石の吸引力及び反発力を補助力と
して、駆動コイルを効率的に駆動することが出来る。そ
こで、第２実施例では駆動コイルの内径を第１実施例の
１.０ｍｍに対して７.０ｍｍとすることにより、駆動コ
イルの効率的駆動と、駆動コイルの軽量化を図った。駆
動コイルが軽量となることによって振動板を含む振動系
の質量が軽減され、振動系の応答性が改善される。この
結果、第２実施例の音圧レベルが第１実施例に比べて高
くなっているのである。但し、第２実施例では吸音材の
装着によって図８の如く音圧レベル−周波数特性をより
フラットなものに改善している。

【００４５】更に、図９に示す如く部品点数が第１実施
例、第２実施例共に従来に比べて少なくなっている。こ
れは、第１実施例及び第２実施例ではヨーク及びポール
ピースが省略されるためである。但し、第２実施例にお
いては吸音材を使用しているために第１実施例に比べて
部品点数が多くなっている。

【００４６】上述の如く、本発明においては、直流磁界
発生用マグネットから放射される磁束を集束させること
なく空隙に放射させるので、ヨークやポールピースは不
要であり、これによって部品点数が少なくなり、薄型化
が可能となる。又、ヨークやポールピースによる設計上
の制約がないので、自由な設計により薄型化を図ること
が出来るばかりでなく、駆動コイルの巻数を増大させる
ことが可能であり、これによって高インピーダンスが実
現され、消費電力が削減される。

【００４７】又、駆動コイルの外径についてはフレミン
グの左手に基づく電磁力を有効に利用できる値に設定す
ることにより、駆動コイルを効率的に駆動し、効率を向
上させている。

【００４８】更に、駆動コイルの内径については第２実
施例において、直流磁界発生用マグネットから放射され
る磁束の有効利用と駆動コイルの軽量化の両方を考え合
わせた値に設定することにより、駆動コイルをより効率
的に駆動し、更なる効率の向上を図っている。

【００４９】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例におけるスピーカの構造を示す断面
図である。

【図２】同上の実施例の分解斜視図である。

【図３】同上の実施例において、駆動コイルに時計回り
に電流を流した場合に生じる駆動力の方向を示す図であ
る。

【図４】同上の実施例において、駆動コイルに反時計回
りに電流を流した場合に生じる駆動力の方向を示す図で
ある。

【図５】同上の実施例と従来のスピーカにおける音圧レ
ベル−周波数特性を表わすグラフである。

【図６】第２実施例におけるスピーカの構造を示す断面
図である。

【図７】同上の実施例の分解斜視図である。

【図８】同上の実施例において、吸音材の装着状態と非
装着状態での音圧レベル−周波数特性を表わすグラフで
ある。

【図９】第１実施例及び第２実施例と従来の諸特性を表
わす図表である。

【図１０】直流磁界発生用マグネットに対して平行な磁
束密度成分の分布を表わすグラフである。

【図１１】直流磁界発生用マグネットに対して垂直な磁
束密度成分の分布を表わすグラフである。

【図１２】従来のダイナミック型スピーカの構造を示す
断面図である。

【図１３】従来のマグネティック型スピーカの構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

(３) 直流磁界発生用マグネット (４) 振動板 (５) 駆動コイル (６) 電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周辺部を固定端とする振動板と、振動板
の一方の面の中央部に固定されると共に該振動板に対し
て垂直の巻軸を有する円筒状の駆動コイルと、振動板及
び駆動コイルとの間に所定の空隙を設けて一定位置に固
定されると共に該駆動コイルと同軸上に配置された円盤
状の直流磁界発生用マグネットとを具え、該直流磁界発
生用マグネットの駆動コイル側の一面全域から放射され
る磁束の大部分が、前記空隙を通過して駆動コイルに至
っている電気音響変換装置。
【請求項２】駆動コイルの外径は、直流磁界発生用マ
グネットの外径の８０％以上１１６％以下である請求項
１に記載の電気音響変換装置。
【請求項３】駆動コイルの外径は、直流磁界発生用マ
グネットの外径の８８％以上１０７％以下である請求項
１に記載の電気音響変換装置。
【請求項４】駆動コイルの内径は、直流磁界発生用マ
グネットの外径の６６％以上９４％以下である請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の電気音響変換装置。
【請求項５】駆動コイルの内径は、直流磁界発生用マ
グネットの外径の７７％以上８９％以下である請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の電気音響変換装置。
【請求項６】駆動コイルは、振動板の直流磁界発生用
マグネット側の面に固定されている請求項１乃至請求項
５の何れかに記載の電気音響変換装置。
【請求項７】駆動コイルは、振動板の直流磁界発生用
マグネットとは反対側の面に固定されている請求項１乃
至請求項５の何れかに記載の電気音響変換装置。