JPH0879890A - 可動鉄片型スピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、可動鉄片型スピーカに関し、振動
板の外周部を弾性支持体で保持して当該振動板の全体を
ほぼ一様に振動させ、音波の発生効率を高め、小型かつ
高周波帯域を広げて音質を良好にした可動鉄片型スピー
カを実現することを目的とする。 【構成】 リング状の永久磁石６、リング状の駆動コイ
ル７、中心に円柱状の磁性体の突極４、および可動鉄片
１からなる磁気回路と、可動鉄片１に接合して上記磁気
回路の磁性体に接触しないで振動し得るように保持する
と共に全体がほぼ一様に振動して音声を発生する振動板
２と、この振動板２を外周部で保持して当該振動板２の
全体をほぼ一様に振動させる弾性体である弾性支持体３
とからなる可動鉄片型スピーカである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可動鉄片型スピーカに
関するものである。電話の受話器や携帯用のＯＡ機器な
どに使用されている小型の薄型であって、軟磁性体に働
く電磁力によって振動板を駆動する可動鉄片型スピーカ
がある。この可動鉄片型スピーカは、音響用に広く使用
され、磁界中に置かれた可動コイルに作用する電磁力を
利用した動電型スピーカに比べて、音質や再生可能周波
数帯域では劣っている。しかし、この形式では、可動部
は軟磁性体の鉄片と振動板だけであり、駆動コイルは静
止側にあるため、構造が簡単で耐久性に富み小型薄型化
が要求される電話の受話器や携帯用のＯＡ機器の発音体
として利用されている。近年、ＯＡ機器のマルチメディ
ア化や電話の音質品位の向上に伴って、可動鉄片型スピ
ーカの特徴を備えたままで、小型化や音質や再生可能周
波数帯域の向上が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】従来の可動鉄片型スピーカは、例えば図
４の（ａ）から（ｅ）に示すような部品によって構成さ
れている。軟磁性体の磁気回路３１上に設けた突極３２
には、駆動コイル３３を巻く。この駆動コイル３３の外
側に円環状で円環の厚み方向に磁化した永久磁石３４を
配置する。更にその外側に非磁性体のスペーサ３５を設
け、このスペーサ３５に弾性体の軟磁性体の薄板の振動
板３６と可動鉄片３７を組み上げ、可動鉄片３７と突極
３２との間隙寸法が適当な間隔になるように振動板３６
の外周をスペーサ３５が保持している。

【０００３】図５は、図４で説明したようにして組み上
げた可動鉄片型スピーカの断面図および上面図を示す。
永久磁石３４から発生する磁束は、可動鉄片３７−突極
３２−磁気回路３１を通ってループを描き、可動鉄片３
７を永久磁石３４および突極３２の方向に吸引する電磁
力を発生している。この電磁力による吸引力により、可
動鉄片３７を接合した振動板３６は図示のようにたわん
だ状態で組み上げられている。駆動コイル３３に音声信
号に対応した交流電流を流すと、可動鉄片３７と突極３
２との間に働く吸引力が増減して、振動板３６が振動し
て音波を発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、可動
鉄片型スピーカにおいて、同じ駆動電流で大きな出力を
得るには、永久磁石３４による起磁力を強くする必要が
ある。永久磁石３４による起磁力を強くすると、当該永
久磁石３４によって可動鉄片３７が吸引される吸引力も
強くなり、この結果、可動鉄片３７を保持する振動板３
６の変形が大きくなり、次の問題が発生する。

【０００５】（１） 大きな変形では作用する力と変位
との比例関係がずれ、歪みが増加する。 （２） 可動鉄片３７と突極３２との空隙を正確に設定
することが困難となる。

【０００６】（３） 振動板３６の変形を小さくなるよ
うに当該振動板３６の厚さを増せば、（１）および
（２）の問題を低減できるが、吸引力による変位が小さ
くなり、大きな音響出力を得ることができなくなる。

【０００７】（４） また、可動鉄片３７を設けた振動
板３６の中央部分のみの振動が大きくて周辺の部分では
振動しないように保持しているので、音波を出力する効
率が悪い。

【０００８】本発明は、これらの問題を解決するため、
振動板の外周部を弾性支持体で保持して当該振動板の全
体をほぼ一様に振動させ、音波の発生効率を高め、小型
かつ高周波帯域を広げた可動鉄片型スピーカを実現する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１および図３を参照し
て課題を解決するための手段を説明する。図１および図
３において、可動鉄片１は、駆動コイル７に電流を流し
て磁束を発生させときに、振動するものであって、振動
板２に接合されたものである。

【００１０】振動板２は、可動鉄片１が接合され一様に
振動して音声を発生するものであって、外周部を弾性支
持体３によって保持されるものである。弾性支持体３
は、振動板２の全体がほぼ一様に振動するように外周部
を保持するものである。

【００１１】突極４は、可動鉄片１と磁気回路５との間
に所定のギャップを設けるためのものである。磁気回路
５は、永久磁石６、可動鉄片１、突極４との間に磁気ル
ープを形成するための磁気回路である。

【００１２】永久磁石６は、可動鉄片１、突極４、およ
び磁気回路５を形成するループに磁束を発生させるもの
である。駆動コイル７は、可動鉄片１、突極４、磁気回
路５、永久磁石６によって発生された磁気ループ中の磁
束を変化させ、可動鉄片１を振動させるものである。

【００１３】スペーサ８は、非磁性体であって、弾性支
持体３を介して振動板１を所定位置に保持するものであ
る。補強部１１は、振動板２を薄くしたときに補強する
ものである。

【００１４】

【作用】本発明は、図１に示すように、永久磁石６によ
って発生した磁束により、当該永久磁石６、可動鉄片
１、突極４、および磁気回路５によって磁気ループを形
成すると共に、磁気ループ中にギャップを設けて振動板
２に接合した可動鉄片１を弾性支持体３によって一様に
振動し得る状態で保持する。この状態で、駆動コイル７
に音声電流を流し、磁気ループ中に発生している磁束を
変化させると、可動鉄片１が振動し、この振動によって
振動板２の全体がほぼ一様に振動し、音声を高効率に発
生する。

【００１５】この際、弾性支持体３を弾性体材料のリン
グあるいは中空のリングで作成して振動板２の外周部で
全体を保持して振動板２の全体をほぼ一様に振動させる
ようにしている。

【００１６】また、弾性支持体３を弾性体材料のリン
グ、中空のリングあるいは螺旋状のコイルで作成して振
動板２の外周部の複数点を保持して振動板２の全体をほ
ぼ一様に振動させるようにしている。

【００１７】また、図３に示すように、振動板２を薄く
すると共にリング状あるいはリブ状の補強部１１を設け
て補強するようにしている。従って、振動板２の外周部
を弾性支持体３で保持して振動板２の全体をほぼ一様に
振動させることにより、音波の発生効率を高め、小型か
つ高周波帯域を広げた音質の良好な可動鉄片型スピーカ
を実現することが可能となった。

【００１８】

【実施例】次に、図１から図３を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
図１の（ａ）は断面図を示し、図１の（ｂ）から（ｇ）
は弾性支持体の例を示す。

【００２０】図１の（ａ）において、可動鉄片１は、軟
鉄のリング状の薄板であって、振動板２に接合するもの
である。この可動鉄片１は、駆動コイル７に音声電流を
流すと、磁束が変化して当該可動鉄片１が振動する。こ
の可動鉄片１の振動に伴い接合されている振動板２の全
体をほぼ一様に振動させ、音声を高効率に発生する。

【００２１】振動板２は、外周部を弾性支持体３で保持
し、全体がほぼ一様に振動するものであって、中心付近
にリング状の可動鉄片１を接合し、この可動鉄片１が音
声電流に伴って振動すると、振動板２の全体がほぼ一様
に振動し、音声を発生する。

【００２２】弾性支持体３は、ほぼ一様に振動する振動
板２を外周部で保持するものであって、ゴムなどの弾性
体のリングなどである（図１の（ｂ）から（ｇ）参
照）。突極４は、磁気ループ中にギャップを設けて可動
鉄片１を挿入できるようにするためのものである。

【００２３】磁気回路５は、永久磁石６および駆動コイ
ル７によって発生された磁束について、可動鉄片１、突
極４および当該磁気回路５で閉ループを形成するための
ものである。

【００２４】永久磁石６は、可動鉄片１、突極４、磁気
回路５からなる磁気ループに磁束を発生させるものであ
る。駆動コイル７は、音声電流を流して永久磁石６によ
って発生された磁束を変動させて、可動鉄片１を振動さ
せるものである。

【００２５】スペーサ８は、弾性支持体３を介して振動
板２に接合した可動鉄片１を磁気ループのギャップ中に
突極４に接触しないように所定位置に保持させる非磁性
のスペーサである。

【００２６】図１の（ｂ）は、リング状の弾性支持体の
例を示す。これは、リング状の弾性体（例えばゴム）で
作成した弾性支持体３であって、図１の（ａ）のスペー
サ８の部分に載せ、その上から振動板２を載せている。
振動板２に接合されている可動鉄片１が振動すると、振
動板２の外周部の弾性支持体３の部分で振動で、振動板
２の全体が後述する図２の点線のように振動し、振動板
２の全体から音声が発生し、高効率に音声を発生でき
る。

【００２７】図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）の弾性支持
体の断面形状例を示す。断面形状としては、図示のよう
に、 ・矩形 ・三角形 ・円 などからなる多角形や円から形成されている。また、中
空の場合には、図示のように、 ・矩形の中空 ・三角形の中空 ・円筒 ・くの字型 などのように中空あるいはくの字型にし、弾性支持体３
に振動板２を載せたときに振動しやすくしている。

【００２８】図１の（ｄ）は、リング状の一部を切断し
た弾性支持体の例を示す。この場合には、リング状の弾
性支持体の形状が固定でないので、図１の（ａ）のスペ
ーサ８の溝の部分に簡易に挿入できる。断面形状は、図
１の（ｃ）と同様である。

【００２９】図１の（ｅ）は、波型のワッシャ状の弾性
支持体の例を示す。これは、薄いバネ材をリング状にカ
ットした後、更に波型にしたものである。図１の（ｆ）
は、スプリングを伸ばしてリング状にした弾性支持体の
例を示す。これは、図１の（ｆ−１）の拡大図で示すよ
うに、スプリングを伸ばしてリング状にした弾性支持体
であって、破線部の点は振動板２との接触点を表す。こ
のように、スプリングを伸ばしてリング状にして弾性支
持体３を作成し、良好なバネ材を使用し、振動板２の全
体をほぼ一様に振動させるのに都合がよい、弾性支持体
３を作成できる。

【００３０】図１の（ｇ）は、スプリングをそのまま弾
性支持体にした例を示す。この場合には、振動板２の外
周部の大きさでコイルをまいたスプリングを作成し、弾
性支持体３としている。

【００３１】次に、図１の構成の動作を説明する。 （１） 図１の（ａ）に示すように組み上げた状態で
は、永久磁石６によって発生した磁束が、可動鉄片１、
突極４、および磁気回路５を介して閉ループを形成し、
可動鉄片１が突極２および永久磁石６の方向に吸引さ
れ、当該可動鉄片１の接合した振動板２の外周部がスペ
ーサ８の溝に入れた弾性支持体３によって保持されてい
る。

【００３２】（２） 駆動コイル７に音声電流を流す
と、発生した磁束変化によって可動鉄片１が突極４およ
び永久磁石６の方向に吸引される吸引力が変動する。こ
の変動に伴って可動鉄片１が変位すると、当該可動鉄片
１を接合した振動板２は、弾性支持体３の部分で振動し
て当該振動板２の全体がほぼ一様に振動し、音波を放射
する。この振動板２の振動は、図２の点線で示すよう
に、振動板２の全体が振動するので、音声の発生効率が
極めて良好である。従来の振動板は、図２の実線で示す
ように、振動板の外周が固定されていたため、可動鉄片
１の接合した中心部が振動し、外周部に向かうに従い徐
々に変位が小さくなり、外周部では完全に零となる。

【００３３】以上のように、図１の構成の可動鉄片型ス
ピーカは、振動板２の外周部に弾性支持体３によって当
該振動板２が全体にほぼ一様に振動できる構成としたた
め、高効率に音声を発生することが可能となった。

【００３４】図２は、本発明の振動板の変位概念説明図
を示す。ここで、横軸は振動板２の断面の位置を示し、
縦軸は振動板２の変位量を示す。実線は従来の振動板の
外周部を固定した場合の振動板の変位量を示し、点線は
本発明の振動板２の外周部を弾性支持体３で振動可能状
態に保持した場合の振動板２の変位量を示す。ここで
は、振動板の中心の可動鉄片の変位量を同じとした。

【００３５】点線の本発明品は、図示のように、振動板
２の中心部も外周部もほぼ一様に振動している。これ
は、振動板２の中心付近に接合した可動鉄片１によって
振動され、振動板２の外周部を弾性支持体３で保持して
当該振動板２の全体がほぼ一様に振動可能な状態に保持
しているので、振動板２の中央付近を振動させると当該
振動板２の全体が点線のように振動するので、極めて高
効率に音声を放射できる。

【００３６】一方、実線の従来品は、図示のように、振
動板２の外周部が固定されているため、中心付近は振動
するが、外周部は振動が零となる。このため、振動板２
の音声の発生効率が点線の本発明品に比べて良くない。

【００３７】図３は、本発明の振動板の補強例を示す。
これは、振動板２を薄くし軽くして剛性を増した場合に
補強する例である。図３の（ａ）は、振動板の外周部に
リング状の補強部１１を接合した例を示す。振動板２の
中心部付近に平板リング状の可動鉄片１を設け、外周部
に平板リング状の補強部１１を設けている。これによ
り、振動板２を薄く軽くした状態で外周部を補強し、全
体として軽くして剛性を増し、周波数帯域を広域側に広
げることが可能となる。

【００３８】図３の（ｂ）は、振動板の外周部と中心と
の中間に平板リング状の補強部１１を接合した例を示
す。振動板２の中心部付近に平板リング状の可動鉄片１
を設け、外周部と中心の中間に平板リング状の補強部１
１を設けている。これにより、振動板２を薄く軽くした
状態で中間部を補強し、全体として軽くして周波数帯域
を広域側に広げることが可能となる。

【００３９】図３の（ｃ）は、振動板の外周部および中
間部に平板リング状の補強部１１をそれぞれ接合した例
を示す。振動板２の中心部付近に平板リング状の可動鉄
片１を設け、外周部および中間部に平板リング状の補強
部１１をそれぞれ図示のように設けている。これによ
り、振動板２をより薄く軽くした状態で外周部および中
間部を補強し、全体として軽くして剛性を増し、周波数
帯域を広域側に広げることが可能となる。

【００４０】図３の（ｄ）は、振動板の外周部に補強部
およびリブ状の補強部を接合した例を示す。振動板２の
中心部付近に平板リング状の可動鉄片１を設け、外周部
に平板リング状の補強部１１を設け、かつ両者の間をリ
ブ状の補強部１１で橋渡して接合する。これにより、中
心付近の可動鉄片１と外周部に設けた補強部１１との間
をリブ状の補強部１で接続し全体として枠組みを作り、
これに薄い非磁性体の軽量な膜を張りつけて振動板２を
形成し、一層薄く軽くした振動板２２を作成でき、全体
として軽くして剛性を増し、周波数帯域を広域側に広げ
ることが可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動板２の外周部を弾性支持体３で保持して振動板２の
全体をほぼ一様に振動させる構成を採用しているため、
音波の発生効率を高め、小型かつ高周波帯域を広げて音
質を良好にした可動鉄片型スピーカを実現できる。これ
らにより、 （１） 可動鉄片型スピーカにおいて、入力信号に対す
る出力音量の割合を増して効率を大幅に向上させること
ができる。

【００４２】（２） （１）で効率を大幅に向上できる
ので、同じ出力音量を得るためには、小型にすることが
できる。 （３） 振動板２の軽量化および剛性を高め、周波数帯
域を高域側に広げて音質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例構成図である。

【図２】本発明の振動板の変位概念説明図である。

【図３】本発明の振動板の補強例である。

【図４】従来技術の説明図（その１）である。

【図５】従来技術の説明図（その２）である。

【符号の説明】

１：可動鉄片 ２：振動板 ３：弾性支持体 ４：突極 ５：磁気回路 ６：永久磁石 ７：駆動コイル ８：スペーサ １１：補強部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リング状の永久磁石（６）、リング状の駆
   動コイル（７）、中心に円柱状の磁性体の突極（４）、
   および可動鉄片（１）からなる磁気回路と、 可動鉄片（１）に接合して上記磁気回路の磁性体に接触
   しないで振動し得るように保持すると共に全体がほぼ一
   様に振動して音声を発生する振動板（２）と、 この振動板（２）を外周部で保持して当該振動板（２）
   の全体をほぼ一様に振動させる弾性体である弾性支持体
   （３）とからなる可動鉄片型スピーカ。
2. 【請求項２】上記弾性支持体（３）を弾性体材料のリン
   グあるいは中空のリングで作成して上記振動板（２）の
   外周部で全体を保持して当該振動板（２）の全体をほぼ
   一様に振動させるように構成したことを特徴とする請求
   項１に記載の可動鉄片型スピーカ。
3. 【請求項３】上記弾性支持体（３）を弾性体材料のリン
   グ、中空のリングあるいは螺旋状のコイルで作成して上
   記振動板（２）の外周部の複数点を保持して当該振動板
   （２）の全体をほぼ一様に振動させるように構成したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の可動鉄片型スピーカ。
4. 【請求項４】上記振動板（２）を薄くすると共にリング
   状あるいはリブ状の補強部（１１）を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の可動鉄片型スピーカ。