JPH10276490A

JPH10276490A - 音響変換器

Info

Publication number: JPH10276490A
Application number: JP8074597A
Authority: JP
Inventors: Masao Fujihira; 正男藤平; Akira Yamagishi; 亮山岸; Jun Kishigami; 純岸上; Ikuo Shinohara; 幾夫篠原; Takahiro Muraguchi; 高弘村口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】小型かつ低コストで、高感度かつ大入力・大
出力の、全帯域型または低音専用の、電磁結合形の音響
変換器を実現できるようにする。【解決手段】ヨーク１４の中央部前面にマグネット２
０を取り付け、マグネット２０の前面にポールピース１
５を取り付け、ヨーク１４の周辺部前面にプレート３０
を取り付ける。ポールピース１５の外径をプレート３０
の内径より若干小さくして、ポールピース１５の外周端
部１５ａの前面とプレート３０の内周端部３８の後面と
を、軸心方向（前後方向）および水平方向の双方に対し
て斜めの方向に対向させて、両者間に軸心方向に僅かな
間隔のギャップ５を形成する。プレート３０の内周端部
３８の後面に扁平に巻回した駆動コイル１を取り付け
る。ギャップ５に通して水平方向に振動板５０を取り付
け、ギャップ５の位置において振動板５０にショートさ
れた二次コイル７を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電磁結合形（電
磁誘導形）の音響変換器、すなわち、スピーカやヘッド
ホンなどのように電気信号を音響に変換する電気音響変
換器、およびマイクロホンなどのように音響を電気信号
に変換する音響電気変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁結合形の音響変換器は、外磁型の場
合を例にとると、プレートとセンターポール・ヨークと
によってマグネットを挟んで、プレートとセンターポー
ル・ヨークのセンターポールとの間にギャップを有する
磁気回路を形成し、その磁気回路のギャップ内におい
て、プレートまたはセンターポールに第１コイルを固定
し、これと対向するように振動板に固定して磁気回路の
ギャップ内に、ショートされた第２コイルを配置する。

【０００３】スピーカやヘッドホンなどの電気音響変換
器では、第１コイルを駆動コイル（一次コイル）とし
て、これに信号電流を供給すると、二次コイルとなる第
２コイルに、電磁結合により信号電流に応じた二次電流
が誘起されて、フレミングの左手の法則により、第２コ
イルに信号電流に応じた駆動力を生じ、第２コイルが固
定された振動板が振動して、信号電流に応じた音圧が発
生する。

【０００４】マイクロホンなどの音響電気変換器では、
音圧によって振動板が振動することにより、振動板に固
定された、一次コイルとなる第２コイルに、音圧に応じ
た一次電流が誘起され、出力コイル（二次コイル）とな
る第１コイルに、音圧に応じた出力電流が発生する。

【０００５】図１４および図１５は、それぞれ従来の電
磁結合スピーカの一例を示し、図１４はプレートに、図
１５はセンターポールに、それぞれ駆動コイルを取り付
けた場合である。

【０００６】すなわち、図１４の電磁結合スピーカで
は、センターポール・ヨーク１０の底部前面にマグネッ
ト２０を取り付け、マグネット２０の前面にプレート３
０を取り付けて、センターポール・ヨーク１０のセンタ
ーポール１１の先端部の外周面とプレート３０の内周面
との間にギャップ５を有する磁気回路６を形成し、プレ
ート３０の内周面に駆動コイル１を取り付ける。

【０００７】センターポール・ヨーク１０の底部に穴１
２を形成し、背面に入力端子３を取り付けた端子板４を
取り付けて、駆動コイル１の引出線２を、穴１２に挿入
して入力端子３に半田付けによって接続する。引出線２
は駆動コイル１の巻き始めおよび巻き終りにそれぞれ設
けて、それぞれを別個の入力端子に接続する。

【０００８】ギャップ５内には、二次コイル７を挿入す
る。二次コイル７は、非磁性の導電材料、例えばアルミ
ニウムからなる１ターンのショートされた円筒体とし、
または複数ターンにわたって巻回してショートさせた巻
き線とする。

【０００９】プレート３０の前面にはフレーム４０の底
部を取り付け、コーン紙などの振動板５０の外周部のエ
ッジ５１およびガスケット４５をフレーム４０の外周部
に取り付ける。また、ダンパー４７の外周部をフレーム
４０に取り付け、振動板５０の内周部およびダンパー４
７の内周部を二次コイル７に取り付け、センターキャッ
プ４９を振動板５０の内周部または二次コイル７の先端
部に取り付ける。

【００１０】図１５の電磁結合スピーカでは、センター
ポール・ヨーク１０のセンターポール１１の先端部の外
周面に凹部を形成し、この凹部に嵌め込んでセンターポ
ール１１に駆動コイル１を取り付ける。その他は、図１
４の電磁結合スピーカと同じである。

【００１１】そして、図１４または図１５の電磁結合ス
ピーカでは、駆動コイル１に信号電流を供給すると、電
磁結合により二次コイル７に信号電流に応じた二次電流
が誘起されて、フレミングの左手の法則により、二次コ
イル７に信号電流に応じた駆動力を生じ、二次コイル７
が固定された振動板５０が振動して、信号電流に応じた
音圧が発生する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
または図１５に示して上述した従来の電磁結合スピーカ
は、磁気回路６のギャップ５内に駆動コイル１を配置す
るため、駆動コイル１の厚み分だけ、ギャップ５の長さ
（スピーカの軸心に垂直な方向の長さ）を小さくするこ
とができず、ギャップ５での磁気力が弱くなって、スピ
ーカの感度が低くなる。ギャップ５での磁気力を強く
し、スピーカの感度を高くするために、マグネット２０
として大きなものを用いると、スピーカが大型化すると
ともに、スピーカのコストアップをきたす。

【００１３】しかも、駆動コイル１のインダクタンスを
大きくするために駆動コイル１のターン数を多くする
と、それだけギャップ５の長さが大きくなり、スピーカ
の感度が低下するので、駆動コイル１のインダクタンス
を大きくすることができない。そのため、駆動コイル１
と二次コイル７との電磁結合力が２ｋＨｚ程度以下の低
域で小さくなって、低音の再生ができない。そのため、
従来の電磁結合スピーカは、高音再生用としてしか用い
ることができない。

【００１４】また、駆動コイル１の外周面または内周面
はプレート３０またはセンターポール１１と接するが、
その接触面積が小さいため、駆動コイル１からの放熱が
瞬時になされない。そのため、駆動コイル１として太い
線材を使用できないことと相まって、駆動コイル１に急
激に大電流を流すことができず、スピーカの許容入力信
号レベルを大きくすることができない。

【００１５】以上は、スピーカの場合であるが、ヘッド
ホンなどの他の電気音響変換器でも、同様である。ま
た、マイクロホンなどの音響電気変換器でも、入出力が
逆になるだけで、同様である。

【００１６】すなわち、従来の電磁結合形の音響電気変
換器は、変換器としての感度が低く、これを高くするた
めにマグネットとして大きなものを用いると、変換器が
大型化するとともに、変換器のコストアップをきたす。
しかも、一次コイル（第２コイル）と出力コイル（二次
コイル、第１コイル）との電磁結合力が低域で小さくな
って、低音の採取ができないとともに、出力コイルの放
熱などの点から、変換器の許容入力音圧レベルを大きく
することができない。

【００１７】そこで、この発明は、電磁結合形の音響変
換器において、第１に、変換器の大型化やコストアップ
をきたすことなく、変換器としての感度を高くすること
ができ、第２に、低音の再生または採取が可能となっ
て、全帯域型の変換器または低音専用の変換器を実現す
ることができ、第３に、第１コイルの放熱などの点か
ら、変換器の許容入力レベルを大きくすることができ
る、ようにしたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明では、マグネッ
トとともに磁気回路を構成する第１磁性体部品および第
２磁性体部品の端部を、当該音響変換器の軸心方向、お
よびこれに垂直な方向である水平方向の、双方に対して
斜めの方向に対向させて、これら端部間にギャップを形
成し、その少なくとも第１磁性体部品の端部の前記ギャ
ップに臨む面に、扁平に巻回した第１コイルを配置し、
前記ギャップに通して前記水平方向に振動板を配置し、
前記ギャップ位置において前記振動板にショートされた
第２コイルを固定する。

【００１９】ここで、扁平というのは、外径に比べて厚
みが十分に小さいことである。

【００２０】

【発明の実施の形態】スピーカやヘッドホンなどの電気
音響変換器では、マグネットとともに磁気回路を構成す
る第１磁性体部品および第２磁性体部品の端部を、電気
音響変換器の軸心方向（前後方向）および水平方向に対
して斜めの方向に対向させて、これら端部間にギャップ
を形成し、その少なくとも第１磁性体部品の端部のギャ
ップに臨む面に、扁平に巻回した駆動コイル（一次コイ
ル）を配置し、ギャップに通して水平方向に振動板を配
置し、ギャップ位置において振動板にショートされた二
次コイルを固定する。

【００２１】内磁型の場合には、第１磁性体部品をプレ
ートとし、第２磁性体部品をマグネットを介してヨーク
に取り付けるポールピースとするか、逆に、第１磁性体
部品をマグネットを介してヨークに取り付けるポールピ
ースとし、第２磁性体部品をプレートとする。この場
合、プレートとヨークを一体とすることができる。

【００２２】外磁型の場合には、第１磁性体部品をプレ
ートとし、第２磁性体部品をセンターポール・ヨークの
センターポールとするか、逆に、第１磁性体部品をセン
ターポール・ヨークのセンターポールとし、第２磁性体
部品をプレートとする。

【００２３】上記の構成の電気音響変換器では、プレー
トの内周端部とポールピースまたはセンターポールの外
周端部が、軸心方向および水平方向に対して斜めの方向
に対向して、これら間にギャップが形成され、そのギャ
ップに臨んで、プレートの内周端部の後面（変換器の後
方側に向いた面）、またはポールピースまたはセンター
ポールの外周端部の前面（変換器の前方側に向いた面）
に、扁平に巻回された駆動コイルが配置されるととも
に、そのギャップ内において、ギャップ位置にショート
された二次コイルが固定された振動板が水平方向に配置
される。

【００２４】したがって、駆動コイルに信号電流を供給
すると、電磁結合により二次コイルに信号電流に応じた
二次電流が誘起され、ギャップを通る斜め方向の磁束の
水平方向成分によって、フレミングの左手の法則によ
り、二次コイルに信号電流に応じた駆動力を生じ、二次
コイルが固定された振動板が振動して、信号電流に応じ
た音圧が発生する。

【００２５】プレートの内周端部の後面、またはポール
ピースまたはセンターポールの外周端部の前面に配置す
る１枚の駆動コイルは、軸心方向に１層（１ターン）ま
たは複数層（複数ターン）に巻回したものとすることが
できる。また、１枚の駆動コイルを、水平方向に分割し
て巻回した複数のコイルで構成することができ、その場
合、その複数のコイルを直列または並列に接続すること
ができる。

【００２６】プレートの内周端部の後面、またはポール
ピースまたはセンターポールの外周端部の前面に、それ
ぞれ扁平に巻回した２枚以上の駆動コイルを重ねて配置
することもでき、その場合、その２枚以上の駆動コイル
を直列または並列に接続することができる。

【００２７】また、その２枚以上の駆動コイルを、それ
ぞれ水平方向に分割して巻回した複数のコイルで構成
し、その複数のコイルを、２枚以上の駆動コイル内で全
て直列または並列に接続し、または１枚の駆動コイル内
で並列に接続した上で２枚以上の駆動コイル内で直列に
接続し、もしくは１枚の駆動コイル内で直列に接続した
上で２枚以上の駆動コイル内で並列に接続することがで
きる。

【００２８】ただし、それぞれ扁平に巻回した２枚以上
の駆動コイルを設ける場合には、プレートの内周端部の
後面とポールピースまたはセンターポールの外周端部の
前面とに分けて、扁平に巻回した駆動コイルを配置する
方が、駆動コイルの放熱などの点からは望ましい。

【００２９】そして、この発明の電気音響変換器におい
ては、駆動コイルはギャップに臨んで、プレートの内周
端部の後面、またはポールピースまたはセンターポール
の外周端部の前面に配置されるが、軸心方向には著しく
扁平なものとすることができる。したがって、磁気回路
のギャップ長を小さくすることができ、マグネットとし
て大きなものを用いなくても、ギャップでの磁気力を強
くすることができ、電気音響変換器の感度を高くするこ
とができる。

【００３０】しかも、駆動コイルのインダクタンスを大
きくするために駆動コイルのターン数を多くしても、ギ
ャップ長がそれほど大きくならず、電気音響変換器の感
度がそれほど低下しないので、駆動コイルのインダクタ
ンスを大きくすることができる。そのため、駆動コイル
と二次コイルとの電磁結合力を低域でも大きくすること
ができ、低音の再生が可能となる。そのため、全帯域型
または低音専用の電気音響変換器を実現することができ
る。

【００３１】また、駆動コイルは変換器の前方側または
後方側に向いた広い面において、プレート、ポールピー
スまたはセンターポールと接するので、駆動コイルから
の放熱が瞬時になされる。そのため、駆動コイルとして
太い線材を使用できることと相まって、駆動コイルに急
激に大電流を流すことができ、変換器の許容入力信号レ
ベルを大きくすることができる。

【００３２】スピーカやヘッドホンなどの電気音響変換
器では、後述するように駆動コイルをデジタル音声信号
によって駆動することができる。

【００３３】マイクロホンなどの音響電気変換器では、
上記の扁平に巻回したコイルを出力コイル（二次コイ
ル）とし、振動板に固定したショートされたコイルを一
次コイルとする。第１磁性体部品および第２磁性体部品
については、電気音響変換器の場合と同じである。

【００３４】したがって、音圧によって振動板が振動す
ることにより、振動板に固定されたショートされた一次
コイルに音圧に応じた一次電流が誘起され、扁平に巻回
された出力コイルに音圧に応じた出力電流が発生する。

【００３５】音響電気変換器の場合にも、電気音響変換
器の場合と同様に、１枚の出力コイルを、水平方向に分
割して巻回した複数のコイルで構成することができると
ともに、それぞれ扁平に巻回した２枚以上の出力コイル
を設けることができる。

【００３６】そして、この発明の音響電気変換器によれ
ば、電気音響変換器について上述したのと同様の理由に
よって、第１に、マグネットとして大きなものを用いな
くても、音響電気変換器の感度を高くすることができ、
第２に、低音の採取が可能となって、全帯域型または低
音専用の音響電気変換器を実現することができ、第３
に、出力コイルの放熱などの点から、変換器の許容入力
音圧レベルを大きくすることができる。

【００３７】この発明の音響変換器の振動板は、例え
ば、スピーカの場合には平板状のものとし、ヘッドホン
またはマイクロホンの場合にはドーム部およびエッジ部
を有するものとするなど、用途に応じて適宜、その形状
を選択することができる。

【００３８】以下に、この発明の幾つかの実施例を示
す。ただし、これら実施例は、この発明の一例にすぎ
ず、この発明は、これら実施例に限るものではない。ま
た、以下の実施例は、いずれも内磁型の場合であるが、
上述したところから明らかなように、この発明の音響変
換器は外磁型として構成することもできるものである。

【００３９】

【実施例】

〔実施例１〕図１は、この発明の音響変換器の第１の例
を示し、内磁型の電磁結合スピーカで、かつプレートに
駆動コイルを設ける場合である。

【００４０】この例では、周辺部が前方側に突出したヨ
ーク１４の中央部前面にマグネット２０を取り付け、マ
グネット２０の前面にポールピース１５を取り付け、ヨ
ーク１４の周辺部前面にプレート３０を取り付けて、後
述のようにポールピース１５の外周端部とプレート３０
の内周端部との間にギャップ５を有する磁気回路６を形
成し、そのプレート３０の内周端部の後面に扁平に巻回
した駆動コイル（一次コイル）１を配置し、ギャップ５
に通して水平方向に振動板５０を配置し、ギャップ５の
位置において振動板５０にショートされた二次コイル７
を固定する。

【００４１】ポールピース１５の外径は、マグネット２
０の外径と等しいか、それより若干大きい程度にする。
そのポールピース１５の外径をプレート３０の内径、す
なわちプレート３０の中心孔３５の径より若干小さくす
ることによって、ポールピース１５の外周端部の前面と
プレート３０の内周端部の後面とを、軸心方向（前後方
向）および水平方向の双方に対して斜めの方向に対向さ
せて、両者間に軸心方向に僅かな間隔のギャップ５を形
成する。

【００４２】図６（同図は変換器を前方側から見た平面
図である）に示すように、プレート３０には、窓３６を
形成するとともに、所定角度位置にスリット３７を形成
する。

【００４３】図８に示すように、駆動コイル１は、内周
側を巻き始めとし、外周側を巻き終りとして、環状に巻
回し、巻き始めおよび巻き終りに引出線１ｓおよび１ｅ
を設ける。

【００４４】また、図９に示すように、駆動コイル１
を、水平方向に分割して巻回した、例えば３個のコイル
１Ｐ，１Ｑ，１Ｒで構成することができる。この場合、
それぞれのコイル１Ｐ，１Ｑ，１Ｒは、内周側を巻き始
めとし、外周側を巻き終りとして、巻き始めおよび巻き
終りに引出線１ｓおよび１ｅを設ける。

【００４５】この場合、それぞれのコイル１Ｐ，１Ｑ，
１Ｒを並列に接続することによって、細い線材を使用し
た駆動コイル１に、より大きな入力電流を流すことがで
きるとともに、電気音響変換器の一次側の抵抗が小さく
なることにより、電気音響変換器を駆動する増幅器との
整合が容易となる。

【００４６】このとき、コイル１Ｐ，１Ｑ，１Ｒのター
ン数は、ほぼ同一でよいが、コイル１Ｐ，１Ｑ，１Ｒの
抵抗が同一となって、コイル１Ｐ，１Ｑ，１Ｒに同一の
電流が流れるように、内側のコイル１Ｐより中間のコイ
ル１Ｑは、さらに中間のコイル１Ｑより外側のコイル１
Ｒは、より太い線材を使用することが望ましい。

【００４７】図１および図６に示すように、図８のよう
に分割されない、または図９のように分割した駆動コイ
ル１を、プレート３０の内周端部の後面に接着剤によっ
て取り付け、駆動コイル１の引出線１ｓおよび１ｅを、
プレート３０のスリット３７内に接着剤によって固定し
て、プレート３０の外周側に引き出す。

【００４８】図１に示すように、例えば、ヨーク１４の
外周面に入力端子３を取り付けた端子板４を取り付け、
プレート３０の外周側に引き出した引出線１ｓおよび１
ｅを、入力端子３に半田付けによって接続する。引出線
１ｓおよび１ｅは、別個の入力端子に接続する。ただ
し、入力端子３を取り付けた端子板４をプレート３０の
外周面などに取り付けてもよい。

【００４９】振動板５０は、ポリエステルフィルムなど
の絶縁薄板によって形成し、この例では、図７にも示す
ように平板状のものとする。この振動板５０のギャップ
５を横切る位置に、金属箔の貼付や金属の蒸着などによ
って、扁平かつ環状のショートされた二次コイル７を形
成し、振動板５０の最外周部にダイヤフラムリング５５
を取り付ける。

【００５０】そして、この二次コイル７が固定された振
動板５０を、二次コイル７がポールピース１５の外周端
部の前面とプレート３０の内周端部の後面との間に位置
してギャップ５を横切るように、ヨーク１４の周辺部に
接着剤によって取り付ける。

【００５１】上述した電磁結合スピーカでは、駆動コイ
ル１に信号電流を供給すると、電磁結合により二次コイ
ル７に信号電流に応じた二次電流が誘起され、ギャップ
５を通る斜め方向の磁束の水平方向成分によって、フレ
ミングの左手の法則により、二次コイル７に信号電流に
応じた駆動力を生じ、二次コイル７が固定された振動板
５０が振動して、信号電流に応じた音圧が発生する。

【００５２】そして、この例によれば、駆動コイル１
は、ギャップ５に臨んでプレート３０の内周端部の後面
に配置されるが、軸心方向には著しく扁平なものとする
ことができる。したがって、ギャップ５の長さを小さく
することができ、マグネット２０として大きなものを用
いなくても、すなわちスピーカの大型化やコストアップ
をきたすことなく、ギャップ５での磁気力を強くするこ
とができ、スピーカの感度を高くすることができる。

【００５３】しかも、駆動コイル１のインダクタンスを
大きくするために駆動コイル１のターン数を多くして
も、ギャップ５の長さがそれほど大きくならず、スピー
カの感度がそれほど低下しないので、駆動コイル１のイ
ンダクタンスを大きくすることができる。そのため、駆
動コイル１と二次コイル７との電磁結合力を低域でも大
きくすることができ、低音の再生が可能となる。そのた
め、全帯域型または低音専用のスピーカを実現すること
ができる。

【００５４】実施例の電磁結合スピーカを低音専用スピ
ーカとするには、振動板５０または二次コイル７の厚み
を多少大きくして、振動板５０または二次コイル７を重
くし、スピーカ支持系をハイコンプライアンスとして、
スピーカ振動系の最低共振周波数を下げるようにした方
が望ましい。

【００５５】さらに、実施例の電磁結合スピーカによれ
ば、駆動コイル１はスピーカの前方側に向いた広い面に
おいてプレート３０と接するので、駆動コイル１からの
放熱が瞬時になされる。そのため、駆動コイル１とし
て、例えば０．２５ｍｍ径というような太い線材を使用
できることと相まって、駆動コイル１に急激に大電流を
流すことができ、スピーカの許容入力信号レベルを大き
くすることができる。

【００５６】以上を総合すると、実施例の電磁結合スピ
ーカによれば、小型かつ低コストで、高感度かつ大入力
・大出力の、全帯域型または低音専用のスピーカを実現
することができる。

【００５７】図１の電磁結合スピーカは、以下のような
方法によって組み立てることができる。まず、駆動コイ
ル１を上記のように巻回して、プレート３０の内周端部
の後面に接着剤によって取り付け、引出線１ｓおよび１
ｅをプレート３０のスリット内に接着剤によって固定し
て、プレート３０の外周側に引き出しておく。また、振
動板５０には上記のように二次コイル７を形成し、ダイ
ヤフラムリング５５を取り付けておく。

【００５８】次に、ヨーク１４の中央部前面に接着剤を
塗布してマグネット（正確には着磁前のもの）２０を乗
せる。このとき、マグネット２０の外径がヨーク１４に
形成したマグネットガイド１３の内径に入るようにし
て、ヨーク１４の中心とマグネット２０の中心が同心と
なるようにする。ヨーク１４には、あらかじめ入力端子
３を取り付けた端子板４を取り付けておく。

【００５９】次に、マグネット２０の前面に接着剤を塗
布してポールピース１５を乗せ、ポールピース１５の外
径がヨーク１４の内径と同心円状になるように、図示し
ていないギャップガイドをポールピース１５に差し込
む。そして、接着剤の乾燥後、ギャップガイドをポール
ピース１５から抜き取る。

【００６０】次に、上記のように二次コイル７を形成
し、ダイヤフラムリング５５を取り付けた振動板５０
を、接着剤によってヨーク１４の周辺部に取り付ける。
あらかじめ二次コイル７を振動板５０の所定位置に形成
しておくことによって、このとき、ギャップ５の所定位
置に二次コイル７が位置するようになる。

【００６１】次に、上記のように駆動コイル１を内周端
部の後面に取り付け、引出線１ｓおよび１ｅを外周側に
引き出したプレート３０を、接着剤によってヨーク１４
の周辺部前面に取り付ける。これによって、ポールピー
ス１５の外周端部の前面とプレート３０の内周端部の後
面との間にギャップ５が形成される。この段階で、駆動
コイル１の引出線１ｓおよび１ｅを入力端子３に接続す
ることができる。

【００６２】その接着剤の乾燥後、マグネット２０を、
前方側がＮ極となり、後方側がＳ極となるように、ある
いは逆に、後方側がＮ極となり、前方側がＳ極となるよ
うに、着磁すれば、スピーカの組み立てが完了する。

【００６３】駆動コイル１は、図８に示すような、それ
ぞれ扁平に巻回した３枚の駆動コイル１Ｓ，１Ｔおよび
１Ｕを重ねたものとすることができる。この場合、駆動
コイル１Ｓ，１Ｔ，１Ｕは、それぞれ内周側を巻き始め
とし、外周側を巻き終りとして、環状に巻回し、それぞ
れの巻き始めおよび巻き終りに引出線１ｓおよび１ｅを
設ける。

【００６４】この場合、駆動コイル１Ｓ，１Ｔおよび１
Ｕを直列に接続することができ、その場合には、全体と
して一つの駆動コイルのターン数をより多くし、インダ
クタンスをより大きくすることができる。

【００６５】また、駆動コイル１Ｓ，１Ｔおよび１Ｕを
並列に接続することもできる。その場合には、全体とし
て一つの駆動コイルに、より大きな入力電流を流すこと
ができるとともに、スピーカの一次側の抵抗が小さくな
ることにより、スピーカを駆動する増幅器との整合が容
易となる。

【００６６】さらに、図１０に示すように、それぞれの
駆動コイル１Ｓ，１Ｔ，１Ｕを、水平方向に、互いにタ
ーン数の等しい５個のコイル１Ｅ〜１Ａ，１Ｊ〜１Ｆ，
１Ｏ〜１Ｋに分割することができる。この場合も、それ
ぞれのコイル１Ｅ〜１Ａ，１Ｊ〜１Ｆ，１Ｏ〜１Ｋは、
内周側を巻き始めとし、外周側を巻き終りとして、その
巻き始めおよび巻き終りに引出線１ｓおよび１ｅを設け
る。

【００６７】また、図１１に示すように、それぞれの駆
動コイル１Ｓ，１Ｔ，１Ｕを、水平方向に、ターン数の
比がＮ：Ｎ／２：Ｎ／４：Ｎ／８：Ｎ／１６となる５個
のコイル１Ｅ〜１Ａ，１Ｊ〜１Ｆ，１Ｏ〜１Ｋに分割す
ることもできる。この場合も、それぞれのコイル１Ｅ〜
１Ａ，１Ｊ〜１Ｆ，１Ｏ〜１Ｋは、内周側を巻き始めと
し、外周側を巻き終りとして、その巻き始めおよび巻き
終りに引出線１ｓおよび１ｅを設ける。

【００６８】そして、図１０または図１１のように駆動
コイルを総計１５個のコイル１Ａ〜１Ｏに分割する場合
には、後述する実施例６で示すように、駆動コイルを１
６ビットのデジタル音声信号によって駆動することがで
きる。

【００６９】〔実施例２〕図２は、この発明の音響変換
器の第２の例を示し、図１の実施例１と同様に、内磁型
の電磁結合スピーカで、かつプレートに駆動コイルを設
ける場合である。

【００７０】この例では、プレート３０の内周端部３８
を後方側に突出させ、その突出端面に扁平に巻回した駆
動コイル１を取り付けるとともに、ポールピース１５の
外周端部１５ａを前方側に突出させる。その他は、図１
の実施例１と同じである。

【００７１】この実施例２によれば、プレート３０の後
方側に突出した内周端部３８およびポールピース１５の
前方側に突出した外周端部１５ａに磁束が集中するの
で、ギャップ５での磁気力をより強くすることができ、
スピーカの感度をより高くすることができる。

【００７２】〔実施例３〕図３は、この発明の音響変換
器の第３の例を示し、内磁型の電磁結合スピーカで、か
つポールピースに駆動コイルを設ける場合である。

【００７３】この例では、図１の実施例１とは逆に、ポ
ールピース１５の外周端部の前面に扁平に巻回した駆動
コイル１を取り付ける。この場合、例えば、ヨーク１４
の底部に穴１２を形成し、背面に入力端子３を取り付け
た端子板４を取り付け、駆動コイル１の引出線１ｓおよ
び１ｅを、接着剤によってポールピース１５およびマグ
ネット２０の外周面に接着して、穴１２に通して入力端
子３に接続する。その他は、図１の実施例１と同じであ
る。

【００７４】この実施例３によっても、実施例１と同様
に、小型かつ低コストで、高感度かつ大入力・大出力
の、全帯域型または低音専用のスピーカを実現すること
ができる。

【００７５】〔実施例４〕図４は、この発明の音響変換
器の第４の例を示し、図３の実施例３と同様に、内磁型
の電磁結合スピーカで、かつポールピースに駆動コイル
を設ける場合である。

【００７６】この例では、ポールピース１５の外周端部
１５ａを前方側に突出させ、その突出端面に扁平に巻回
した駆動コイル１を取り付けるとともに、プレート３０
の内周端部３８を後方側に突出させる。

【００７７】この実施例４によれば、図２の実施例２と
同様に、ギャップ５での磁気力をより強くすることがで
き、スピーカの感度をより高くすることができる。

【００７８】〔実施例５〕図５は、この発明の音響変換
器の第５の例を示し、内磁型のマイクロホンで、かつプ
レートに駆動コイルを設ける場合である。

【００７９】この例では、図１の実施例１と同様に、ヨ
ーク１４の中央部前面にマグネット２０を取り付け、マ
グネット２０の前面にポールピース１５を取り付け、ヨ
ーク１４の周辺部前面にプレート３０を取り付けて、ポ
ールピース１５の外周端部の前面とプレート３０の内周
端部の後面との間にギャップ５を形成する。

【００８０】そして、プレート３０の内周端部の後面に
出力コイル（二次コイル）８を取り付け、ギャップ５に
通して水平方向に振動板５０を取り付け、ギャップ５の
位置において振動板５０に一次コイル９を固定する。出
力コイル８は、実施例１〜４の駆動コイル１と同様に扁
平かつ環状に巻回したものであり、一次コイル９は、実
施例１〜４の二次コイル７と同様に扁平かつ環状のショ
ートされたものである。

【００８１】ただし、この例では、振動板５０はドーム
部５２およびエッジ部５３を有するものとし、ヨーク１
４の底部に窓１４ａを形成する。さらに、ヨーク１４の
内周面には、スティフネスを上げるような空間を形成す
るための部材として、ＡＢＳなどの非磁性体からなる、
前方側にポールピース１５を通す中心孔８１ａを有する
部材８１を取り付ける。また、プレート３０の中心孔３
５には中心孔８２ａを有するカバー８２を取り付ける。

【００８２】上述した電磁結合マイクロホンでは、カバ
ー８２の中心孔８２ａおよびプレート３０の窓３６から
入射した音圧によって振動板５０が振動することによ
り、振動板５０に固定されたショートされた一次コイル
９に音圧に応じた一次電流が誘起され、扁平に巻回され
た出力コイル８に音圧に応じた出力電流が発生する。

【００８３】そして、この例の電磁結合マイクロホンに
よれば、小型かつ低コストで、高感度かつ大入力・大出
力の、全帯域型または低音専用のマイクロホンを実現す
ることができる。

【００８４】〔実施例６〕実施例１において上述したよ
うに、例えば、図１〜図４の実施例１〜４の駆動コイル
１を、図８に示すような、それぞれ扁平に巻回した３枚
の駆動コイル１Ｓ，１Ｔおよび１Ｕを重ねたものとする
とともに、それぞれの駆動コイル１Ｓ，１Ｔ，１Ｕを、
図１０に示したように、水平方向に、互いにターン数の
等しい５個のコイル１Ｅ〜１Ａ，１Ｊ〜１Ｆ，１Ｏ〜１
Ｋに分割し、または図１１に示したように、水平方向
に、ターン数の比がＮ：Ｎ／２：Ｎ／４：Ｎ／８：Ｎ／
１６となる５個のコイル１Ｅ〜１Ａ，１Ｊ〜１Ｆ，１Ｏ
〜１Ｋに分割する場合には、駆動コイル１を１６ビット
のデジタル音声信号によって駆動することができる。

【００８５】この発明の電気音響変換器、例えばスピー
カを、このようにデジタル音声信号によって駆動する場
合の例を、実施例６として示す。

【００８６】図１２は、駆動装置部を含むスピーカ装置
の一例を示し、ＣＤプレーヤやＤＡＴ（デジタルオーデ
ィオテープレコーダ）などからの、例えば４４．１ｋＨ
ｚまたは４８ｋＨｚのサンプリング周波数で１６ビット
にデジタル化された、シリアルデータのデジタル音声信
号Ｄｓが、シリアルパラレル変換器１１０によって、パ
ラレルデータのデジタル音声信号Ｄｐに変換される。

【００８７】そのパラレルデータとされた１６ビットの
デジタル音声信号Ｄｐは、図１３に示すような２’ｓコ
ンプリメントコードで、かつ直線的に量子化されたもの
で、そのデジタル音声信号Ｄｐから、デコーダ１２０に
よって、デジタル音声信号ＤｐのＭＳＢ（最上位ビッ
ト）をサインビットとして、ＭＳＢを除く下位１５ビッ
トである２ＳＢ〜ＬＳＢ（最下位ビット）のそれぞれに
つき、後述するような４個の制御信号Ｇ１〜Ｇ４を生成
する。

【００８８】スピーカは、例えば、図１０または図１１
のように駆動コイルを総計１５個のコイル１Ａ〜１Ｏに
分割したもので、図１３に示すように、コイル１Ａをデ
ジタル音声信号ＤｐのＬＳＢに対応させ、以下、コイル
１Ｂ，１Ｃ‥‥１Ｎ，１Ｏをデジタル音声信号Ｄｐの１
５ＳＢ，１４ＳＢ‥‥３ＳＢ，２ＳＢに対応させて、図
１２に示すように、それぞれのコイル１Ａ‥‥１Ｎ，１
Ｏに対して、コイル駆動回路６０Ａ‥‥６０Ｎ，６０Ｏ
を設ける。

【００８９】コイル駆動回路６０Ａは、例えば、定電流
源６５Ａと、それぞれスイッチング素子としての４個の
ＦＥＴ６１〜６４と、対応するコイル１Ａとを、ブリッ
ジ接続して構成し、ＦＥＴ６１，６３がオン、ＦＥＴ６
２，６４がオフのときには、定電流源６５Ａの電流Ｉａ
がコイル１Ａにプラス方向に流れ、ＦＥＴ６１，６３が
オフ、ＦＥＴ６２，６４がオンのときには、定電流源６
５Ａの電流Ｉａがコイル１Ａにマイナス方向に流れ、Ｆ
ＥＴ６１〜６４がすべてオンまたはオフのときには、コ
イル１Ａに電流が流れないようにする。他のコイル駆動
回路も、同様である。

【００９０】そして、デコーダ１２０からの、デジタル
音声信号Ｄｐの２ＳＢ，３ＳＢ‥‥ＬＳＢのそれぞれに
ついての制御信号Ｇ１〜Ｇ４を、対応するコイル駆動回
路６０Ｏ，６０Ｎ‥‥６０ＡのそれぞれのＦＥＴ６１〜
６４のゲートに供給する。

【００９１】制御信号Ｇ１〜Ｇ４は、デジタル音声信号
ＤｐのＭＳＢが０で、対応する下位ビットが１のときに
は、制御信号Ｇ１，Ｇ３がＦＥＴ６１，６３をオンにす
るレベル、制御信号Ｇ２，Ｇ４がＦＥＴ６２，６４をオ
フにするレベルとなり、ＭＳＢが０で、対応する下位ビ
ットも０のとき、またはＭＳＢが１で、対応する下位ビ
ットも１のときには、制御信号Ｇ１〜Ｇ４がＦＥＴ６１
〜６４をオフにするレベルとなり、ＭＳＢが１で、対応
する下位ビットが０のときには、制御信号Ｇ１，Ｇ３が
ＦＥＴ６１，６３をオフにするレベル、制御信号Ｇ２，
Ｇ４がＦＥＴ６２，６４をオンにするレベルとなるもの
である。

【００９２】したがって、ＭＳＢが０のときには、ある
下位ビットが１のときにのみ、これに対応するコイルに
プラス方向に信号電流が流れ、逆にＭＳＢが１のときに
は、ある下位ビットが０のときにのみ、これに対応する
コイルにマイナス方向に信号電流が流れる。

【００９３】電磁結合スピーカなどの電磁結合形の電気
音響変換器の振動系の駆動力Ｆは、二次コイルに誘起さ
れる二次電流ｉと、磁気回路のギャップに生じる磁束の
密度Ｂと、磁気回路のギャップ内にある二次コイルの長
さＬとの積として、Ｆ＝ＢＬｉで表され、磁束密度Ｂお
よび長さＬは一定であるので、振動系の駆動力Ｆは、二
次コイルに誘起される二次電流ｉに比例することにな
る。そして、二次コイルに誘起される二次電流ｉは、駆
動コイル（一次コイル）に流れる信号電流と駆動コイル
のターン数との積に比例する。

【００９４】そして、図１０のように１５個のコイル１
Ａ〜１Ｏのターン数を等しくする場合には、デジタル音
声信号Ｄｐの１５ＳＢ，１４ＳＢ，１３ＳＢ‥‥に対応
するコイル１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ‥‥に対応するコイル駆動
回路６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ‥‥の定電流源６５Ｂ，６
５Ｃ，６５Ｄ‥‥の電流Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ‥‥を、デジ
タル音声信号ＤｐのＬＳＢに対応するコイル１Ａに対応
するコイル駆動回路６０Ａの定電流源６５Ａの電流Ｉａ
との関係で、Ｉｂ＝２Ｉａ，Ｉｃ＝２Ｉｂ＝４Ｉａ，Ｉ
ｄ＝２Ｉｃ＝８Ｉａ‥‥とする。

【００９５】したがって、この場合、図１〜図４のよう
に二次コイル７が固定された振動板５０が、デジタル音
声信号ＤｐのＭＳＢの値に応じた方向に、１５個のコイ
ル１Ａ〜１Ｏのそれぞれに対応するビットの重みに比例
した量だけ偏位し、デジタル音声信号Ｄｐに忠実に音声
が再生されることになる。

【００９６】また、図１１のように１５個のコイル１Ａ
〜１Ｏ中のコイル１Ｅ，１Ｊ，１Ｏとコイル１Ｄ，１
Ｉ，１Ｎとコイル１Ｃ，１Ｈ，１Ｍとコイル１Ｂ，１
Ｇ，１Ｌとコイル１Ａ，１Ｆ，１Ｋとのターン数の比を
Ｎ：Ｎ／２：Ｎ／４：Ｎ／８：Ｎ／１６とする場合に
は、デジタル音声信号Ｄｐの１５ＳＢ，１４ＳＢ，１３
ＳＢ１２ＳＢ，１１ＳＢ，１０ＳＢ，９ＳＢ，８ＳＢ，
７ＳＢ，６ＳＢ，５ＳＢ，４ＳＢ，３ＳＢ，２ＳＢに対
応するコイル１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１
Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｏに対応
するコイル駆動回路６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，
６０Ｆ，６０Ｇ，６０Ｈ，６０Ｉ，６０Ｊ，６０Ｋ，６
０Ｌ，６０Ｍ，６０Ｎ，６０Ｏの定電流源６５Ｂ，６５
Ｃ，６５Ｄ，６５Ｅ，６５Ｆ，６５Ｇ，６５Ｈ，６５
Ｉ，６５Ｊ，６５Ｋ，６５Ｌ，６５Ｍ，６５Ｎ，６５Ｏ
の電流Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ，Ｉｅ，Ｉｆ，Ｉｇ，Ｉｈ，Ｉ
ｉ，Ｉｊ，Ｉｋ，Ｉｌ，Ｉｍ，Ｉｎ，Ｉｏを、デジタル
音声信号ＤｐのＬＳＢに対応するコイル１Ａに対応する
コイル駆動回路６０Ａの定電流源６５Ａの電流Ｉａとの
関係で、Ｉａ＝Ｉｂ＝Ｉｃ＝Ｉｄ＝Ｉｅ，Ｉｆ＝Ｉｇ＝
Ｉｈ＝Ｉｉ＝Ｉｊ＝３２Ｉａ，Ｉｋ＝Ｉｌ＝Ｉｍ＝Ｉｎ
＝Ｉｏ＝３２Ｉｆ＝３２×３２Ｉａとする。

【００９７】したがって、この場合にも、図１〜図４の
ように二次コイル７が固定された振動板５０が、デジタ
ル音声信号ＤｐのＭＳＢの値に応じた方向に、１５個の
コイル１Ａ〜１Ｏのそれぞれに対応するビットの重みに
比例した量だけ偏位し、デジタル音声信号Ｄｐに忠実に
音声が再生されることになる。しかも、この場合には、
最小の電流値と最大の電流値との間の電流値の比を、
１：３２×３２というように小さくすることができる。

【００９８】スピーカ振動系は、２０ｋＨｚを超えるよ
うな高い周波数の成分はほとんど再生しない。したがっ
て、上述した各例のように駆動コイルの各コイル１Ａ〜
１Ｏを４４．１ｋＨｚまたは４８ｋＨｚのサンプリング
周波数のデジタル音声信号Ｄｐで駆動しても、そのサン
プリング周波数成分はほとんど再生されない。かりに微
小な音圧で再生されても、２０ｋＨｚを超える音は人間
の耳でほとんど聞き取ることができないので、音楽を聴
く時などでも支障を生じない。

【００９９】そして、上述した各例によれば、Ｄ／Ａコ
ンバータおよびパワーアンプを使用しないで、デジタル
音声信号によって直接、音声を再生する、歪みの小さ
い、最大出力の大きいスピーカを実現することができ
る。

【０１００】なお、上述したように駆動コイルをデジタ
ル音声信号によって駆動する場合、駆動電流の小さいビ
ットに対応する駆動コイルは相対的に細くし、駆動電流
の大きいビットに対応する駆動コイルは相対的に太くす
ることによって、歪みが小さく効率の良い駆動を行うこ
とができる。

【０１０１】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、小
型かつ低コストで、高感度かつ大入力・大出力の、全帯
域型または低音専用の音響変換器を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の音響変換器を示す断面図である。

【図２】実施例２の音響変換器を示す断面図である。

【図３】実施例３の音響変換器を示す断面図である。

【図４】実施例４の音響変換器を示す断面図である。

【図５】実施例５の音響変換器を示す断面図である。

【図６】実施例１の音響変換器を示す平面図である。

【図７】振動板の一例を示す平面図および断面図であ
る。

【図８】第１コイルの一例を示す平面図および断面図で
ある。

【図９】第１コイルの他の例を示す平面図および断面図
である。

【図１０】第１コイルのさらに他の例を示す平面図およ
び断面図である。

【図１１】第１コイルのさらに他の例を示す平面図およ
び断面図である。

【図１２】この発明の電気音響変換器をデジタル音声信
号によって駆動する場合の駆動装置部を含む変換器装置
の一例を示す接続図である。

【図１３】図１２の変換器装置におけるデジタル音声信
号の各ビットと各コイルとの関係を示す図である。

【図１４】従来の電磁結合スピーカの一例を示す断面図
である。

【図１５】従来の電磁結合スピーカの他の例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１，１Ｓ，１Ｔ，１Ｕ…駆動コイル、１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１
Ｋ，１Ｌ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｏ，１Ｐ，１Ｑ，１Ｒ…コイ
ル、１ｓ，１ｅ…引出線、３…入力端子、４…端子板、
５…ギャップ、６…磁気回路、７…二次コイル、８…出
力コイル、９…一次コイル、１４…ヨーク、１５…ポー
ルピース、１５ａ…外周端部、２０…マグネット、３０
…プレート、３７…スリット、３８…内周端部、５０…
振動板、６０Ａ〜６０Ｏ…コイル駆動回路、６５Ａ〜６
５Ｏ…定電流源、１１０…シリアルパラレル変換器、１
２０…デコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠原幾夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者村口高弘東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネットとともに磁気回路を構成する第
１磁性体部品および第２磁性体部品の端部を、当該音響
変換器の軸心方向、およびこれに垂直な方向である水平
方向の、双方に対して斜めの方向に対向させて、これら
端部間にギャップを形成し、その少なくとも第１磁性体部品の端部の前記ギャップに
臨む面に、扁平に巻回した第１コイルを配置し、前記ギャップに通して前記水平方向に振動板を配置し、
前記ギャップ位置において前記振動板にショートされた
第２コイルを固定した音響変換器。
【請求項２】請求項１の音響変換器において、前記第１コイルが一次コイルとしての駆動コイルであ
り、当該音響変換器が電気音響変換器である音響変換
器。
【請求項３】請求項１の音響変換器において、前記第１コイルが二次コイルとしての出力コイルであ
り、当該音響変換器が音響電気変換器である音響変換
器。
【請求項４】請求項１の音響変換器において、前記第１磁性体部品がプレートであり、前記第２磁性体
部品がセンターポール・ヨークのセンターポールまたは
前記マグネットを介してヨークに取り付けたポールピー
スである音響変換器。
【請求項５】請求項１の音響変換器において、前記第１磁性体部品がセンターポール・ヨークのセンタ
ーポールまたは前記マグネットを介してヨークに取り付
けたポールピースであり、前記第２磁性体部品がプレー
トである音響変換器。
【請求項６】請求項１の音響変換器において、前記第１コイルを分割して巻回した複数のコイルで構成
し、その複数のコイルを直列または並列に接続した音響
変換器。
【請求項７】請求項２の音響変換器において、前記駆動コイルをデジタル音声信号によって駆動する音
響変換器。