JPH08223689A - 磁気駆動装置および磁気駆動装置を用いたスピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピーカなどに設けられる磁気駆動装置での
磁場の利用効率を良くし、駆動感度を向上させる。 【構成】 リング状のヨーク２１の外周面の２箇所に高
透磁率の磁性体２２，２３が対向してギャップＧ１，Ｇ
２が形成され、磁性体２２と２３の間に磁石２４が設け
られている。ギャップＧ１とＧ２間にはボイスコイルＣ
１とＣ２が位置し、このコイルＣ１，Ｃ２によりスピー
カの振動板が駆動される。磁石２４の縦磁場は、磁性体
２２と２３の横磁場に変換されるが、接合面２５ａと２
５ｂが縦磁場の方向と横磁場の方向の双方に対して傾斜
しているため、接合面での縦磁場から横磁場への変換効
率がよくなり、磁石２４の外側での磁力線の洩れＨ２が
少なくなる。よってギャップＧ１，Ｇ２での横断磁束の
密度が高くなり、高感度な駆動ができるものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁石にて発生する磁界
と、コイルに流れる電流とで振動体が駆動される磁気駆
動装置、およびこの磁気駆動装置を用いて振動板が駆動
されるスピーカに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、ダイナミック型のスピーカなど
に用いられている磁気駆動装置Ａの従来例を示す断面図
である。この磁気駆動装置Ａは、振動方向を示すＹ軸方
向に軸線を有してリング状に形成されたヨーク１と、Ｙ
軸方向に離れた２箇所にてヨーク１の外周面に対向する
一対のリング状の磁性体２，３と、磁性体２と磁性体３
の間に挟まれているリング状の磁石４とを有している。
ヨーク１および磁性体２，３は共に、軟鉄やフェライト
などの高透磁率の磁性材料により形成されている。

【０００３】ヨーク１と磁性体２との対向部に、円筒状
の空間から成るギャップＧ１が、ヨーク１と磁性体３と
の対向部に、円筒状の空間から成るギャップＧ２がそれ
ぞれ形成されている。円筒状のボビン６は、コーン型の
振動板などに接続されているものであり、このボビン６
に設けられたコイル（ボイスコイル）Ｃ１とＣ２が前記
ギャップＧ１とＧ２内にそれぞれ位置している。

【０００４】磁石４はＹ軸方向に磁気異方性を有して、
接合面５ａ側がＮ極で、接合面５ｂ側がＳ極である。磁
石４にて発生する磁束は、磁性体２からギャップＧ１を
経てヨーク１に向かい、さらにヨーク１からギャップＧ
２を経て磁性体３に向かう。コイルＣ１とＣ２に与えら
れるボイス電流と、ギャップＧ１，Ｇ２を横断する磁束
とによりコイルＣ１とＣ２に電磁力が作用し、ボビン６
と共に振動板がＹ方向へ振動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の磁気
駆動装置Ａでは、磁石４と磁性体２との接合面５ａ、お
よび磁石４と磁性体３との接合面５ｂが、共にＹ軸方向
に対して直交する平面となっている。そして、磁石４で
のＹ軸方向の縦磁場が、高透磁率材料の磁性体２と３に
よりＹ軸方向と直交する方向の横磁場に変換されるもの
となっている。

【０００６】この従来例では、接合面５ａと５ｂがＹ軸
に直交する平面であるため、磁石４の縦磁場から磁性体
２，３への横磁場への変換の効率が悪く、コイルＣ１，
Ｃ２と逆側の外面側での接合面５ａのエッジと接合面５
ｂのエッジの間の磁力線の洩れ（洩れ磁束）Ｈ１が多く
なる。その結果、ギャップＧ１とＧ２を横断する磁束密
度が低下し、コイルＣ１，Ｃ２に与えられるボイス電流
に対する電磁力の作用効率が低下する。すなわち磁石４
の磁場のエネルギーが有効に使用されないものとなる。
したがって、感度の良い駆動を行なうためには、磁石４
を大型のものとしなければならず、その結果磁気駆動装
置Ａおよびスピーカが大型化しまた重量も大きくなる。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、磁石の磁場エネルギーを有効に利用して小型の磁
石により感度の良い磁気駆動を可能とした磁気駆動装置
を提供することを目的としている。

【０００８】また、上記磁気駆動装置を利用して、感度
がよく、小型で軽量のスピーカを提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気駆動装置
は、磁性材料製のヨークと、このヨークの２箇所に対し
てギャップを介して対向する一対の磁性体と、この一対
の磁性体間に挟まれた磁石と、前記ギャップ内に位置す
るコイルと、このコイルに与えられる駆動力により振動
する振動体とを有し、前記一対の磁性体と磁石のそれぞ
れの接合面は、コイルから離れるにしたがって接合面ど
うしが互いに離れる向きの傾斜面となり、前記磁石は一
方の接合面側がＮ極で他方の接合面側がＳ極とされてい
ることを特徴とするものである。

【００１０】あるいは、磁性材料製のヨークと、このヨ
ークの２箇所に対してギャップを介して対向する一対の
磁石と、この一対の磁石間に挟まれた磁性体と、前記ギ
ャップ内に位置するコイルと、このコイルに与えられる
駆動力により振動する振動体とを有し、前記一対の磁石
と磁性体のそれぞれの接合面は、コイルから離れるにし
たがって接合面どうしが互いに離れる向きの傾斜面とな
り、一方の磁石はギャップ側がＮ極で接合面側がＳ極、
他方の磁石はギャップ側がＳ極で接合面側がＮ極とされ
ていることを特徴とするものである。

【００１１】好ましい例では、図２に示すように、ギャ
ップの幅寸法および磁性体の幅寸法（振動体の振動方向
（Ｙ軸方向）の幅寸法）をＷとしたときに、磁性体と磁
石との接合面が、磁性体の前記幅Ｗ方向の一方の側面か
ら他方の側面にかけて連続する傾斜面となるように形成
される。また図３に示すように、ギャップの幅寸法およ
び磁石の幅寸法をＷとしたときに、磁石と磁性体との接
合面は、磁石の前記幅Ｗ方向の一方の側面から他方の側
面にかけて連続する傾斜面となるように形成される。

【００１２】さらにヨーク、磁性体および磁石がリング
状である場合には、前記接合面はテーパ面となる。

【００１３】本発明の磁気駆動装置は、光ヘッドでの対
物レンズのフォーカスおよびトラッキング駆動や、その
他の電気／振動変換を用いた各種装置に使用されるが、
好ましくは、磁気駆動装置がスピーカに使用される。

【００１４】前記磁気駆動装置を使用したスピーカは、
コイルに与えられる駆動力により振動する振動体がコー
ン状などの振動板であり、ヨークと磁石と磁性体がリン
グ状で、円筒状のギャップが形成されており、円筒状の
コイルがこのギャップ内に位置しているものとなる。

【００１５】

【作用】本発明の磁気駆動装置では、図２に示すよう
に、ヨークに対向する一対の磁性体間に磁石が挟まれ、
ヨークと一対の磁性体との間にギャップが形成される。
前記磁石は振動体の振動方向への縦磁場を発生するもの
であり、この縦磁場が磁性体によりギャップ方向へ向か
う横磁場に変換される。ここで、一対の磁性体と磁石と
の接合面は、コイルから離れるにしたがって接合面どう
しが互いに離れる方向への傾斜面となっている。すなわ
ち、接合面は、磁石にて発せられる縦磁場の方向と、ギ
ャップ方向（ヨークと磁性体の並び方向）に向かう横磁
場の方向の双方に対して傾斜した面である。したがっ
て、磁石の縦磁場が磁性体内での横磁場に変換される効
率が良くなり、コイルと逆側の空間での磁力線の洩れが
少なくなる。したがって、ギャップを横断する磁束密度
が高くなり、高感度な磁気駆動が可能になる。

【００１６】また磁場の方向の変換効率がよく、磁場の
エネルギーの利用効率が高くなるため、磁石を小型で軽
量のものにできる。

【００１７】図３に示すように、ヨークに一対の磁石が
対向して、磁石間に磁性体が挟まれている磁気駆動装置
では、一対の磁石にてギャップ方向（ヨークと磁石の並
び方向）の横磁場が発生し、磁石とヨークとのギャップ
間を磁束が横断するが、磁石側では、両磁石間に挟まれ
た磁性体内にて横磁場が縦磁場に変換されて、磁石間の
磁気回路が形成される。この場合も、磁石と磁性体との
接合面が、横磁場の方向および一対の磁石の並び方向
（振動体の駆動方向）である縦磁場の方向の双方に対し
て傾斜して形成されているため、磁石での横磁場が磁性
体内で縦磁場に変換される効率がよくなり、コイル対向
側と逆の側での磁石間の洩れ磁束が減少する。よって、
ギャップでの磁束の利用効率が高くなり、振動体の高感
度の駆動が可能になる。

【００１８】上記の磁気駆動装置を使用したスピーカで
は、ボイス電流に対して振動板の駆動効率がよくなり、
高感度なものとなる。また磁力線の利用効率がよくなる
ため、磁石を小型で軽量なものにでき、スピーカの小型
化、薄型化と軽量化を図ることが可能になる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の一実施例として、車載用などとして使用されるダ
イナミック型のスピーカを示す断面図、図２は上記スピ
ーカに使用されている磁気駆動装置を示す断面図であ
る。図１に示すスピーカでは、フレーム１１がＡＢＳな
どのプラスチック材料により射出成型されたものであ
る。したがって、スピーカ全体が軽量となっている。ま
たフレーム１１はプラスチック以外のアルミニウム合金
や亜鉛合金などの軽量合金によりダイキャスト成型され
たものであってもよい。

【００２０】振動板１２は紙材などにより形成された円
錐形状のコーンであり、その円錐頭部１２ａには球面状
のドーム部１３が接合されている。振動板１２の円錐底
部１２ｂの縁部は変形接合部１４を介してフレーム１１
の開口縁部１１ａに接合されている。変形接合部１４
は、振動板１２とは別体に円錐底部１２ｂの縁部に沿っ
て円周形状に設けられたものであり、その断面形状は所
定曲率半径の半円形状（半円筒形状）である。

【００２１】前記振動板１２の円錐頭部１２ａとフレー
ム１１の内面との間にはダンパー１５が設けられてい
る。このダンパーは同心円状に多重の波形が形成されて
いるものである。前記振動板１２は、前記変形接合部１
４とダンパー１５の変形によりＹ軸方向へ振動可能に支
持されている。フレーム１１の底部１１ｂと、振動板１
２の円錐頭部１２ａとの間に磁気駆動装置Ａ１が設けら
れている。

【００２２】磁気駆動装置Ａ１は、図２に示すように、
リング状の対向ヨーク２１を有している。この対向ヨー
ク２１はソフトフェライトや軟鉄などの高透磁率の磁性
材料により形成されている。ヨーク２１の外周面には、
振動板１２（振動体）の振動方向であるＹ軸方向に所定
間隔を開けて、リング状の磁性体２２と２３の内周面が
対向している。リング状の磁性体２２と２３は、ヨーク
２１と同様のソフトフェライトや軟鉄などの高透磁率の
磁性材料により形成されている。対向ヨーク２１の外周
面と磁性体２２の内周面との対向部および、対向ヨーク
２１の外周面と磁性体２３の内周面との対向部に、それ
ぞれ前記中心線Ｏ−Ｏを中心とした円筒形状空間となる
ギャップＧ１とＧ２が形成されている。

【００２３】ギャップＧ１内にコイルＣ１が、ギャップ
Ｇ２内にコイルＣ２が位置している。両コイルＣ１とＣ
２は円筒形状のボビン１９に固定されており、このボビ
ン１９はコイルＣ１，Ｃ２にて駆動される振動体である
前記振動板１２の円錐頭部１２ａに接合されている。コ
イルＣ１とＣ２の通電方向（巻き方向）は紙面と直交方
向であり、コイルＣ１に流れるボイス電流と、コイルＣ
２に流れるボイス電流とで、コイルＣ１とＣ２に対して
Ｙ軸の同じ方向への電磁力（駆動力）が作用する。

【００２４】また一対の磁性体２２と２３の間にはリン
グ状の磁石２４が挟まれている。この磁石２４は、磁石
粉末を樹脂で結合したボンド磁石（プラスチック磁石）
または焼結磁石などである。磁石２４は、振動板１２
（振動体）の振動方向（Ｙ軸方向）に磁気異方性を有し
ており、例えば図示上側の接合面２５ａ側がＮ極、図示
下側の接合面２５ｂ側がＳ極である。この着磁方向は逆
であってもよい。

【００２５】ここで、磁性体２２と磁石２４との接合面
２５ａと、磁性体２３と磁石２４との接合面２５ｂは、
前記コイルＣ１とＣ２から離れるにしたがって接合面ど
うしが互いに離れる方向へ傾斜するものとなっている。
すなわち、接合面２５ａと２５ｂは、磁石２４の縦磁場
の方向（Ｙ軸方向）と、ギャップＧ１とＧ２の対向方向
（図示左右方向）となる横磁場の方向の双方に対して傾
斜する傾斜面となっている。

【００２６】好ましい実施例は、図２に示すように、ギ
ャップの幅寸法および磁性体２２と２３のＹ軸方向の幅
寸法をＷとしたときに、傾斜面２５ａと２５ｂが、それ
ぞれの磁性体２２と２３の前記幅寸法Ｗ全長にわたって
横断するように形成されている。言い変えると、磁気駆
動装置Ａ１の外周側の上下端のエッジ（イ）の部分にお
いて、磁性体２２と２３にＹ軸方向に延びる面が形成さ
れていないように、すなわちエッジ（イ）にて磁性体２
２，２３と磁石２４の傾斜面どうしが対向しているもの
となっている。また、磁性体２２，２３と磁石２４は共
にリング状であるため、接合面２５ａと２５ｂは共にテ
ーパ面である。

【００２７】次にこの磁気駆動装置Ａ１およびスピーカ
の動作について説明する。図２に示す磁気駆動装置Ａ１
では、磁石２４のＹ軸方向の縦磁場が、高透磁率材料の
磁性体２２と２３により、ギャップＧ１，Ｇ２方向へ向
かう横磁場に変換される。ただし、磁性体２２，２３と
磁石２４との接合面２５ａ，２５ｂは、縦磁場と横磁場
の双方に対して傾斜したものとなっているため、縦磁場
から横磁場への変換効率が良くなる。したがって、磁石
２４のコイルとは逆側の面において、エッジ（イ）間で
の磁力線の洩れ（洩れ磁束）Ｈ２がきわめて少なくな
る。

【００２８】特に図２に示すように、接合面２５ａ，２
５ａが、磁性体２２，２３を幅寸法Ｗの全長にわたって
横断する傾斜面となっているものでは、この接合面２５
ａ、２５ｂによる縦磁場から横磁場への変換が効果的に
発揮されるものとなる。したがって、磁性体２２，２３
内の横磁場での磁束密度が高くなり、ギャップＧ１とＧ
２に効果的に磁束を与えることができる。すなわち、磁
石２４の磁場のエネルギーの利用効率がよくなる。

【００２９】コイルＣ１，Ｃ２に紙面垂直方向へのボイ
ス電流が与えられると、このボイス電流とギャップＧ
１，Ｇ２での横断磁場によりコイルＣ１とＣ２に対しＹ
軸方向への駆動力が与えられる。磁石２４の磁場の利用
効率が高く、ギャップＧ１、Ｇ２への磁束集中度が高い
ため、コイルＣ１とＣ２に、高感度な駆動力が与えられ
るものとなる。

【００３０】図１に示すスピーカでは、コイルＣ１，Ｃ
２に与えられる駆動力によりボビン１９を介して振動板
１２が駆動されるため、スピーカの感度が良好なものと
なる。また、磁石２４の磁場の利用効率が良いために、
磁石２４を小さく軽量のものとすることが可能であり、
その結果、スピーカが小型になり、またフレーム１１も
軽量であるため、スピーカ全体が非常に軽いものとな
る。

【００３１】図３は、スピーカに用いられる磁気駆動装
置の第２実施例を示している。この磁気駆動装置Ａ２で
は、対向ヨーク２１の外周面に対しＹ軸方向に一定の間
隔を有して対向する磁石３１と３２が設けられており、
両磁石３１と３２の間に磁性体３３が挟まれている。磁
石３１，３２はボンド磁石などであり、磁性体３３はソ
フトフェライトや軟鉄などの高透磁率の磁性材料により
形成されている。

【００３２】この実施例では、磁石３１と磁性体３３と
の接合面３４ａ、および磁石３２と磁性体３３との接合
面３４ｂが、コイルＣ１，Ｃ２から離れるにしたがって
対向面どうしが互いに離れる向きの傾斜面である。また
図２に示したのと同様に、磁石３１と３２のＹ軸方向の
幅寸法をＷとしたときに、接合面３４ａと３４ｂは、磁
石３１と３２を前記幅Ｗ方向の全長にわたって横断する
傾斜面となっている。また一方の磁石３１は、ギャップ
Ｇ１側がＮ極で、接合面３４ａ側がＳ極であり、他方の
磁石３２は、ギャップＧ２側がＳ極で接合面３４ｂ側が
Ｎ極である。

【００３３】この磁気駆動装置Ａ２では、磁石３１と３
２がＹ軸方向に直交する横磁場を生じるものであり、磁
石３１と３２の間では、磁性体３３により横磁場がＹ軸
方向に向かう縦磁場に変換されて磁気回路が構成されて
いる。ここで、磁石３１と磁性体３３との接合面３４ａ
および磁石３２と磁性体３３との接合面３４ｂは共に横
磁場と縦磁場の方向に対して傾斜した面となっているた
め、横磁場から縦磁場への変換効率がよくなり、コイル
Ｃ１，Ｃ２と逆の側での磁石３１と３２の間の磁力線の
洩れ（洩れ磁束）Ｈ３が減少できる。よって図２に示し
た実施例と同様に磁場の利用効率がよくなり、高感度の
磁気駆動が可能になる。

【００３４】また、図３に示す磁気回路にて、磁石３
１，３２をボンド磁石（プラスチック磁石）により成型
する場合に、磁性体３３を金型内にインサートしてイン
ジェクション成型により磁石３１と３２を成形するいわ
ゆるインサート成型が可能である。この場合、金型をＹ
軸方向に分離する場合に、磁石３１と３２の部分が邪魔
になり、入子を設ける必要がある。

【００３５】ただし、図４に示すように磁石３１と３２
の間に非磁性材料のスペーサ３５を設けることにより、
磁石３１と３２をインサート成型したときのＹ軸方向へ
の型分離が容易になる。スペーサ３５は金属や耐熱性の
樹脂またはセラミックなどであり、予めスペーサ３５を
磁性体３３に固着し、両者に対して磁石３１と３２をイ
ンサート成型する。このインサート成型は、図２に示す
ものでも実施可能であり、この場合には磁性体２２と２
３を予めスペーサにより連結しておき、これに対しイン
サート成型により磁石２４を成型すればよい。

【００３６】なお、上記実施例では、いずれもボビン１
９の内周側にヨーク２１が、外周側に磁石と磁性体が設
けられているが、これとは逆に、ボビン１９の内周側に
磁石と磁性体が、外周側にヨークが配置されているもの
であってもよい。また上記実施例では円錐形状のコーン
状の振動板１２を有するスピーカを例として説明した
が、振動板の音声振動が、ホーン内の空間を振動させる
方式のものであってもよい。また磁気駆動装置Ａ１，Ａ
２は、スピーカ以外の電流を振動に変換する各種装置に
使用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明では、磁石の磁場方
向を磁性体の磁場方向へ変換する効率がよくなり、洩れ
磁束が少なくなり、ギャップに磁束を集中させることが
可能になる。よって高感度の駆動が可能になる。

【００３８】また磁場の変換効率が良いために、磁石を
小型で軽量なものにでき、よって、磁気駆動装置および
スピーカを小型で軽量なものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気駆動装置およびこれを用いたスピ
ーカの一実施例を示す断面図、

【図２】図１に示す磁気駆動装置の拡大断面図、

【図３】磁気駆動装置の他の実施例を示す断面図、

【図４】インサート成型に適した磁気駆動装置の構造を
示す断面図、

【図５】従来のスピーカに設けられている磁気駆動装置
を示す断面図、

【符号の説明】

１１ フレーム １２ 振動板（振動体） １４ 変形接合部 １５ ダンパー １９ ボビン ２１ ヨーク ２２，２３，３３ 磁性体 ２４，３１，３２ 磁石 ２５ａ，２５ｂ，３４ａ，３４ｂ 接合面 Ａ１，Ａ２ 磁気駆動装置 Ｃ１，Ｃ２ コイル Ｇ１，Ｇ２ ギャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料製のヨークと、このヨークの２
   箇所に対してギャップを介して対向する一対の磁性体
   と、この一対の磁性体間に挟まれた磁石と、前記ギャッ
   プ内に位置するコイルと、このコイルに与えられる駆動
   力により振動する振動体とを有し、前記一対の磁性体と
   磁石のそれぞれの接合面は、コイルから離れるにしたが
   って接合面どうしが互いに離れる向きの傾斜面となり、
   前記磁石は一方の接合面側がＮ極で他方の接合面側がＳ
   極とされていることを特徴とする磁気駆動装置。
2. 【請求項２】 磁性材料製のヨークと、このヨークの２
   箇所に対してギャップを介して対向する一対の磁石と、
   この一対の磁石間に挟まれた磁性体と、前記ギャップ内
   に位置するコイルと、このコイルに与えられる駆動力に
   より振動する振動体とを有し、前記一対の磁石と磁性体
   のそれぞれの接合面は、コイルから離れるにしたがって
   接合面どうしが互いに離れる向きの傾斜面となり、一方
   の磁石はギャップ側がＮ極で接合面側がＳ極、他方の磁
   石はギャップ側がＳ極で接合面側がＮ極とされているこ
   とを特徴とする磁気駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の磁気駆動装置を
   使用し、コイルに与えられる駆動力により振動する振動
   体が振動板であり、ヨークと磁石と磁性体がリング状
   で、円筒状のギャップが形成されており、円筒状のコイ
   ルがこのギャップ内に位置しているスピーカ。