JPH1127793A - スピーカーの磁気回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板状の磁路材もしくは線状の磁路材をボイス
コイルや永久磁石の作る磁力線の向きと平行になるよう
に配した磁極による、スピーカーの磁気回路を提供する
こと。 【解決手段】 外側磁極として板状の磁性体が複数枚、
各枚を図１（ｂ）上で上下方向に立てて、図１（ｂ）の
左右方向に並べて積層されている。また、図１（ａ）で
見られるように、矩形の外側磁極２の中央部に、円形の
内側磁極４が配されており、その空隙に円筒状のボイス
コイル１０が配されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動電型スピーカー
の電気音響変換時の歪みを低減する磁気回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】動電型のスピーカーにおいては、その磁
気回路での磁気異極同士が対向してなる磁気空隙を有
し、その空隙中に可動的に配設されたボイスコイルに音
声電流を流し、上記の磁気空隙中の磁束との電磁相互作
用により駆動力を得て、これによって、ボイスコイルに
連結された振動板を駆動し、その結果、音響を発生す
る。従来はその対向する磁極として一体からなる磁路材
をそれぞれに用いている。また、磁気回路の歪みの原因
になる渦電流を減らす方策として、板状の磁路材を複数
枚積層し、これをボイスコイルが発生する磁束と直角方
向に向けて磁極とした先例がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スピーカーは、印加さ
れた音声信号に比例した歪みのない音響を出力すること
が要求されているものである。磁極に使用されている磁
性材の磁力は一定つまり空隙磁束密度は一定であるの
で、磁気回路の駆動力はボイスコイルに流れる音声電流
に比例する。従って、スピーカーにおいては、ボイスコ
イルに流れる音声電流が音声信号に比例することが必要
になる。しかし、従来のスピーカーではボイスコイルの
近傍の磁極材料に非直線性があることにより、この音声
電流に歪みが発生し、結果としてスピーカーの発する音
響出力に歪みが発生している。

【０００４】この原因は、ボイスコイルに流れる電流が
生じる交番磁界が磁極を横切り、磁極に渦電流が発生す
ることである。つまり、磁極中の磁束変化に伴って起電
力が発生するが、これが磁極材料の非直線性により歪ま
され、この歪んだ電圧による渦電流が発生する磁束がボ
イスコイル電流を歪ませることになる。このことからス
ピーカーの歪みを減らすためには、渦電流を減らせば良
いことになる。

【０００５】従来、広く使われている磁気回路は、渦電
流の発生する磁極部分が、例えば冷間鍛造や厚板のプレ
ス打ち抜きなどで製作された一体のものである。この構
造だと渦電流が全体を流れることができるために、渦電
流が流れ易いという欠点があった。

【０００６】また、渦電流を減らす方策として、板状の
磁路材をボイスコイルが発生する磁束と直角方向に向け
て複数枚、積層しこれを磁極とした先例があるが、これ
はその方向の透磁率が低いことを利用したものである。
透磁率が低ければボイスコイルが発生する起電力による
磁束が低くなり、その結果、渦電流が減ることを狙った
ものである。しかし、この構成によると永久磁石による
直流磁束に対して、磁気抵抗が増大しやすいという欠点
があった。つまり、磁気回路において磁気を効率的に伝
達するには磁気回路を構成する部品同士が面で接触する
のが望ましいが、この構成によると円環状の空隙の場
合、部品同士の接触が円の内周と外周とのすり合わせと
なり、組立精度の要求から隙間がどうしても必要となっ
た。またこれを避けようとして面で接触する構成にする
と必然的に透磁率の低い方向を使用する結果となった。

【０００７】本発明は、このスピーカーの磁気回路にお
ける、渦電流の発生を低減し、その結果、音声電流の歪
みを低減し、もって歪みの少ない音響出力を得ることを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
スピーカーの磁気回路において、相対向する磁極のうち
少なくとも１つの磁極の一部もしくは全部を、相互に電
気的絶縁を施した、もしくは、相互に電気的に高抵抗化
した板状の磁路材を複数枚、その面方向がボイスコイル
の発生する磁力線の向きと平行になるように積層し構成
することを特徴とするスピーカーの磁気回路である。請
求項２記載の発明は、請求項１記載のスピーカーの磁気
回路において、上記板状の磁路材の面方向が、さらに磁
気回路の直流磁化力の向きにも平行となることを特徴と
することを特徴としている。請求項３記載の発明は、請
求項１記載のスピーカーの磁気回路において、上記板状
の磁路材を全て同一の形状のもので構成したことを特徴
としている。請求項４記載の発明は、請求項２記載のス
ピーカーの磁気回路において、上記板状の磁路材を全て
同一の形状のもので構成したことを特徴としている。請
求項５記載の発明は、外側磁極もしくは内側磁極のいず
れか一方もしくは両方の一部に、相互に電気的絶縁を施
した、もしくは、相互に電気的に高抵抗化した同一の形
状の板状の磁路材を複数枚、その面方向がボイスコイル
の発生する磁力線の向きと平行、かつ、直流磁化力の向
きに平行になるようにボイスコイルの中心を中心として
放射状に複数箇所に配置し、上記外側磁極もしくは上記
内側磁極における上記板状の磁路材以外の場所を上記磁
路材とは異なる磁路材で補間して構成することを特徴と
する。請求項６記載の発明は、スピーカーの磁気回路に
おいて、相対向する磁極のうち少なくとも１つの磁極の
一部もしくは全部を、相互に電気的絶縁を施した、もし
くは、相互に電気的に高抵抗化した線状の磁路材を複数
本、その軸方向がボイスコイルの発生する磁力線の向き
と平行になるように束線状にして構成することを特徴と
するスピーカーの磁気回路。請求項７記載の発明は、請
求項６記載のスピーカーの磁気回路において、上記線状
の磁路材は円形の断面を持つことを特徴としている。請
求項８記載の発明は、請求項６記載のスピーカーの磁気
回路において、上記線状の磁路材は矩形の断面を持つこ
とを特徴としている。請求項９記載の発明は、請求項６
記載のスピーカーの磁気回路において、上記線状の磁路
材は六角形の断面を持つことを特徴としている。請求項
１０記載の発明は、請求項１ないし９記載のスピーカー
の磁気回路において、上記磁路材は圧延珪素鋼であるこ
とを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるスピーカーの
磁気回路を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明
の第１の実施形態によるスピーカーの磁気回路の磁極部
分を断面図によって示したものである。また、図２は、
この磁気回路をスピーカーに組み込んだ際の側方向から
見た断面図である。この図１において、図１（ａ）は、
磁気回路を水平に置いた場合にその上方から見た図であ
り、図１（ｂ）は、同様に置いた磁気回路を側方から見
た図であり、視点は図２におけるものと同位置である。

【００１０】最初に図２において、符号１は、永久磁石
である。符号２は、強磁性体からなる外側磁極であり、
符号３は、ヨークであり、符号４は、内側磁極である。
符号５はフレームであり、符号７はコーン紙であり、コ
ーン紙７は可撓性を持って成型されたエッジ６およびダ
ンパー９によって、上記フレーム５に上下方向に振動自
在に吊り下げられている。符号８は、キャップであり、
コーン紙７の上にあって、コーン紙７と共に発音部とし
ての役割を果たすと同時に、エッジ６と共にこのスピー
カーが箱に取り付けられた際の、この箱の内外の空気の
流出入を遮断する。内側磁極４と外側磁極２とは対向す
る場所において、磁気空隙を形成している。この磁気空
隙には、ボイスコイルボビン１１を介して、コーン紙７
と一体に運動可能なボイスコイル１０が配設されてい
る。

【００１１】次に、外側磁極として板状の磁性体が複数
枚、各枚を図１（ｂ）上で上下方向に立てて、図１
（ｂ）の左右方向に並べて積層されている。また、図１
（ａ）で見られるように、矩形の外側磁極２の中央部
に、円形の内側磁極４が配されており、その空隙に円筒
状のボイスコイルが配される。

【００１２】次に、この第１の実施形態の動作につい
て、説明する。まず、スピーカーを駆動する図示されて
いないアンプから、ボイスコイル１０に音声電流が流さ
れると、この音声電流と直交する磁気空隙中の磁束と、
音声電流との電磁作用によって、ボイスコイル１０は、
図２の上下方向に駆動力を受け、これによって、コーン
紙７およびキャップ８が音声電流に従って、振動をし、
その結果、ここから発せられた音響が空中を伝搬して聴
取者の耳に到達する。

【００１３】以下に続く各実施形態の説明において、上
述した第１実施形態の説明におけるものと同じ部品につ
いては同一の符号を付し、その再述を避け、説明を割愛
する。また、磁気回路において、各実施形態の特徴とな
る部分以外の構造は、共通するものについては、その説
明を割愛してある。

【００１４】図３は、本発明の第２の実施形態によるス
ピーカーの磁気回路の磁極部分を断面図によって示した
ものである。この図３は、磁気回路を水平に置いた場合
にその上方から見た図である。また、図４は、この磁気
回路をスピーカーに組み込んだ際の側方向から見た断面
図である。最初に図４において、外側磁極２と内側磁極
４との間の磁気空隙は直線状であって、外側磁極２と内
側磁極４のそれぞれを板状の磁路材を積層して構成した
ものである。図３を参照すると明快な様に、板状の磁路
材２は、ボイスコイル１０の作る磁束に平行であって永
久磁石１の作る直流磁束にも平行となっている。また、
各々の磁路材の形状および寸法は同一となっており、打
ち抜き型等で容易に多量に生産が可能である。

【００１５】本発明の第３の実施形態を、図５ないし図
７とを用いて説明する。図７は、磁気回路を水平に置い
た場合の側方図であり、図５は、上記磁気回路を上方か
ら見た場合の外側磁極の図である。図６は上記磁気回路
を上方から見た場合の内側磁極の図である。ここで、符
号１２は、複数からなる同一の平面形状を持つ板状の磁
路材であり、円環状空隙を形成する外側磁極において、
放射状方向に積層されて配されている。その面方向が、
内側磁極４と外側磁極２との間に図示されずに配された
ボイスコイルの作る磁束と、永久磁石１の作る磁束との
両方に共に平行になる様に構成されている。さらに、外
側磁極２の渦電流の発生しやすいボイスコイル付近のほ
とんどを板状の磁路材１２で構成することができる。そ
して、図５における複数の磁路材１２同士の間隙は別の
磁路材１３で補間してある。本例では、板状の磁路材１
２からなる磁路と、補間用の磁路材１３は各々８組ずつ
であるが、この円周上の分割数はこれに限られるもので
はなく、任意に設定可能である。

【００１６】さらに、図６は内側磁極を上記の外側磁極
と同様にして、積層した板状の磁路材を放射状に配した
もので、この例では４個の積層部と８個の補間部とから
構成されている。また、積層部の板状材はもちろん、補
間部同士もお互いに同形状のものが使用される。上述の
外側磁極の説明におけるのと同様に、内側磁極の積層部
の分割数は本図の例に限られるものではなく、任意に設
定可能である。そして、本実施形態の上記の外側磁極と
上記の内側磁極とは組み合わせて磁気回路を構成しても
よいし、一方のみ用いて、他方は本実施形態によるのと
は異なる構成のものを用いることも可能である。また、
本例に用いる各磁路材の形状および寸法は同一となって
おり、打ち抜き等で容易に多量に生産可能である。

【００１７】図８と図９は、本発明の第４の実施形態で
あり、図９は、磁気回路を水平に置いた場合の側方図で
あり、図８は、上記磁気回路を上方から見た図である。
本実施形態においては、その構造は、上述した第３の実
施形態において、内側磁極４に円形の断面を持つ線状の
磁路材１４を用いたものであり、他の構造は上記の第３
の実施形態に準じている。この線状の磁路材１４は、そ
の軸方向がボイスコイルの発生する磁力線に平行になる
ように束線状に形成配置して構成されている。

【００１８】次に、本発明の第５の実施形態を、図１０
と図１１とを用いて説明する。図１１（ａ）は、磁気回
路を水平に置いた場合の側方図であり、図１０は、上記
磁気回路を上方から見た図である。ここでは、内側磁極
の構造を、上記の第４の実施形態に記した線状の磁路材
をその上方先端を向きを変えて、図示していないボイス
コイルおよび外側磁極の方向に向けてある。これによっ
てさらに直流磁束が形成され易くなっている。この場合
に注意すべき点は、内側磁極４を抜き出して図示した図
１１（ｂ）において、内側磁極４の基部のＳ１で示す断
面の面積と、内側磁極４が外側磁極２に対向する上部側
面の周囲Ｓ２の面積とが等しいことである。これによ
り、上記第４の実施形態を、この第５の実施形態に変更
することが可能となる。

【００１９】図１２と図１３は、本発明の第６の実施形
態であり、図１３は、磁気回路を水平に置いた場合の側
方図であり、図１２は、上記磁気回路を上方から見た図
である。本実施形態においては、ここで、外側磁極２と
内側磁極４とを、相互に電気的絶縁を施した、もしくは
相互に電気的に高抵抗化した矩形の断面を持つ線状の磁
路材を用いて実現している。そして、その線状の磁路材
の軸方向が、外側磁極２と内側磁極４との間に配される
図示されていないボイスコイルの発生する磁力線に平行
になるように束線状に形成し配置したものを用いてい
る。これにより、線間の空隙が減ることによって、直流
磁束に対する磁気抵抗を減らすことが可能となる。

【００２０】本発明の第７の実施形態として、図１４と
図１５とを掲げて説明する。ここで、図１５は、磁気回
路を水平に置いた場合の側方図であり、図１４は、上記
磁気回路を上方から見た図である。ここで、内側磁極４
を、相互に電気的に高抵抗化した六角形の断面を持つ線
状の磁路材を用いて実現してある。そして、その上記の
線状磁路材の軸方向が、内側磁極４と外側磁極２との間
に配される図示されていないボイスコイルの発生する磁
力線の方向に平行になるように束線状に形成配置してあ
る。その他の構成部品は上記の第３の実施形態の場合と
同様である。これにより、線間の空隙が減り、直流磁束
に対する磁気抵抗を減らすことが可能となる。

【００２１】次に、本発明の第８の実施形態を、図１６
と図１７とを使って説明する。本実施形態では、外側磁
極２の内側磁極４と対向する一部の円周部分１５に、相
互に電気的に高抵抗化した円形の断面を持つ線状の磁路
材を用いて実現してある。そして、その上記の円形の断
面を持つ線状の磁路材をその軸方向が、外側磁極２の内
側磁極４との間に配される、図示されてないボイスコイ
ルの発生する磁力線に平行となるように束線状に形成配
置してある。

【００２２】なお、上記において説明した各種実施形態
において、磁路材として板状のものを使用した例は、渦
電流は板状材料の断面中を流れることになり、渦電流の
通るべき電気的経路が、磁路が一体のときに比べて増大
し、全体として電気抵抗が増した効果となり、渦電流が
減少する。つまり板状体の厚さは可及的に薄いほど効果
的であり、材料として、電気抵抗が比較的高くヒステリ
シス損の比較的少ない珪素鋼板を用いるとさらに効果的
である。また、このようにしてなる磁路材の積層方向は
間に絶縁層を含むため一般に磁気抵抗が高い、このため
この方向では永久磁石による直流磁束に対する磁気抵抗
が大きくなる傾向にある。磁気回路全体としてこれを少
なくする手段としては板状の磁路材の面方向がボイスコ
イルの発生する磁力線に平行となるように保ちながら更
に別の面方向を直流磁束の通る方向にできるだけ平行と
なるようにすると、直流磁束に対する磁気抵抗をを可及
的に小さくでき、効果的である。

【００２３】さらに、上述したごとく、この板状の磁路
材の代わりに、相互に電気的絶縁を施したもしくは相互
に電気的に高抵抗化した線状の磁路材を軸方向がボイス
コイルの発生する磁力線に平行となるように束線状に形
成配置してもよい。更に、この線状の材料の断面を全体
の形状に合わせて四角形、六角形等とすることにより、
磁路材の占積率が向上し直流磁束に対する磁気低抗を小
さくできる。そして、この板状磁路材、線状磁路材の二
つの方法共に磁気回路の他の部品との接触部は面となる
ので接触部での磁気抵抗を低くすることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によるス
ピーカーの磁気回路によれば、下記の効果を得ることが
できる。 １．磁気回路の磁極部をボイスコイル電流の作る磁束の
向きに平行な板状の磁路材を積層構造で、もしくは、線
状の磁路材を束線状で構成することにより、この磁束が
作る渦電流が低減され、ボイスコイル電流の歪みが低く
なり、結果として音響出力の歪みを減らすことが可能と
なる。この際に、板状の磁路材の場合は、その面の別の
向きを直流磁束の向きに平行な向きに近づけると、さら
に直流磁束に対する磁気抵抗を少なくすることができ
る。また、線状の磁路材の場合には、最終的な外形に合
わせて矩形あるいは円形や六角形にすることにより、占
有面積率を向上させ、直流磁束に対しての起磁力損失を
少なくすることが可能となる。

【００２５】２．板状もしくは線状の磁路材に電気抵抗
の比較的高い圧延珪素鋼を使用することにより、渦電流
をさらに少なくし、ボイスコイル電流の歪みを減らし、
音響出力の歪みを減少させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による第１実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図２】 本発明による第１実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図３】 本発明による第２実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図４】 本発明による第２実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図５】 本発明による第３実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図６】 本発明による第３実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図７】 本発明による第３実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図８】 本発明による第４実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図９】 本発明による第４実施形態によるスピーカー
の磁気回路である。

【図１０】 本発明による第５実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１１】 本発明による第５実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１２】 本発明による第６実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１３】 本発明による第６実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１４】 本発明による第７実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１５】 本発明による第７実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１６】 本発明による第８実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【図１７】 本発明による第８実施形態によるスピーカ
ーの磁気回路である。

【符号の説明】

１…永久磁石、 ２…外側磁極、 ３…ヨーク、 ４…内側磁極、 ５…フレーム、 ６…エッジ、 ７…コーン紙、 ８…キャップ、 ９…ダンパー、 １０…ボイスコイル、 １１…ボイスコイルボビン。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピーカーの磁気回路において、 相対向する磁極のうち少なくとも１つの磁極の一部もし
   くは全部を、相互に電気的絶縁を施した、もしくは、相
   互に電気的に高抵抗化した板状の磁路材を複数枚、その
   面方向がボイスコイルの発生する磁力線の向きと平行に
   なるように積層し構成することを特徴とするスピーカー
   の磁気回路。
2. 【請求項２】 上記板状の磁路材の面方向が、さらに磁
   気回路の直流磁化力の向きにも平行となることを特徴と
   する請求項１記載のスピーカーの磁気回路。
3. 【請求項３】 上記板状の磁路材を全て同一の形状のも
   ので構成したことを特徴とする請求項１記載のスピーカ
   ーの磁気回路。
4. 【請求項４】 上記板状の磁路材を全て同一の形状のも
   ので構成したことを特徴とする請求項２記載のスピーカ
   ーの磁気回路。
5. 【請求項５】 スピーカーの磁気回路において、 外側磁極もしくは内側磁極のいずれか一方もしくは両方
   の一部に、相互に電気的絶縁を施した、もしくは、相互
   に電気的に高抵抗化した同一の形状の板状の磁路材を複
   数枚、その面方向がボイスコイルの発生する磁力線の向
   きと平行、かつ、直流磁化力の向きに平行になるように
   ボイスコイルの中心を中心として放射状に複数箇所に配
   置し、上記外側磁極もしくは上記内側磁極における上記
   板状の磁路材以外の場所を上記磁路材とは異なる磁路材
   で補間して構成することを特徴とするスピーカーの磁気
   回路。
6. 【請求項６】 スピーカーの磁気回路において、 相対向する磁極のうち少なくとも１つの磁極の一部もし
   くは全部を、相互に電気的絶縁を施した、もしくは、相
   互に電気的に高抵抗化した線状の磁路材を複数本、その
   軸方向がボイスコイルの発生する磁力線の向きと平行に
   なるように束線状にして構成することを特徴とするスピ
   ーカーの磁気回路。
7. 【請求項７】 上記線状の磁路材は円形の断面を持つこ
   とを特徴とする請求項６記載のスピーカーの磁気回路。
8. 【請求項８】 上記線状の磁路材は矩形の断面を持つこ
   とを特徴とする請求項６記載のスピーカーの磁気回路。
9. 【請求項９】 上記線状の磁路材は六角形の断面を持つ
   ことを特徴とする請求項６記載のスピーカーの磁気回
   路。
10. 【請求項１０】 上記磁路材は圧延珪素鋼であることを
    特徴とする請求項１ないし９記載のスピーカーの磁気回
    路。