JPS603274B2

JPS603274B2 - 動電型スピ−カ

Info

Publication number: JPS603274B2
Application number: JP13562579A
Authority: JP
Inventors: 雅晴大野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1979-10-19
Publication date: 1985-01-26
Also published as: JPS5658398A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、従来に無い大出力の音響パワーが取り出せる
高音用の動電型スピーカを提供するものである。

従来の高音用の勤露型スピーかま、大出力時に低域歪が
非常に多く発生する欠点があるとともに、ボイスコイル
が容易に温度上昇し焼損する欠点があった。

上記低城歪の原因は、振動板の外周部を支持する環状の
エッジ部が、振中に対し非直線な弾性復元力を発生させ
るためである。

そこで種々の材料と形状のエッジが考案されているが原
理的に大きな改善は不可能である。環状のエッジ部をな
くす試みとして、振動板をワイヤ一で支持する構造も提
案されているが、次に述べる問題点が解消されていない
。従来提案されているものは、ドーム振動板をワイヤ‐
のみで多点支持するものであり、従って振動板を安定に
中心保持するにはバネ定数が大きく硬いワイヤ‐が必要
であり、コンブライアンスが小さくなり、最低共振周波
数ｆｏを下げることはできない。この場合、環状のエッ
ジが振動板背面を音響的に密閉している機館を代替する
ことばできず、振動板外周部のすき間からもれた音が干
渉し、低域音圧周波数特性の凹凸を生ずる。また、一体
化されたエッジ部による補強効果がなくドーム振動板の
剛性が低下するため、高域共振のピーク周波数ｆｈが下
がったり、ドームつけ根のたわみ振動やコイルボビンの
変形によるギャップこすりが生じる。アルミハニカム等
の平板振動板を用いれば、エッジを一体化せずに十分な
振動板の剛性を得ることができるが、振動板の横ゆれ振
動によるギャップこすりは発生する。従ってワイャー支
持により低減高調波歪を除去できても、その代りｆ特の
平担性が損なわれギャップこすりも生じ易くなる欠点が
発生する。またｆｏが下がらずｆｈが下がるため再生帯
域は拡大しない。更に、大振中が可能になっても、ボイ
スコイル温度上昇による電気抵抗の増加と焼損により最
大出力音圧の上限が制限されるものであった。本発明は
、バネ定数の小さいワイヤ‐で振動板のダンパー機能を
果たし、磁性流体によってコイルボビンの安定な支持機
能を果たし、更に磁性流体の封止機能によって振動板背
面を音響的にしや断するものであり、ｆ特の平坦性を損
なわずに、低域歪の低減と大振中化を実現することがで
きる。

ボイスコイルを配置する磁気空隙中に磁性流体あるいは
磁性流体によって封止された冷却液を充填するため、ボ
イスコイルの熱が磁気回路に放散しボイスコイルの焼損
が防止されるものであり、本発明によれば大出力の高音
用スピーカが美現できるものである。以下に本発明の一
実施例について第１図，第２図とともに説明する。

第１図，第２図において、１はセンターポール２が一体
に形成されたヨークであり、上記センターポール２、ョ
ークーの中心部に貫通孔３が形成されている。

４はョークーに固定された環状のマグネット、５はマグ
ネット４の上面に固定されたヨークであり、このヨーク
５の内周面と上記センターポール２の外周面との間に環
状の磁気空隙が形成される。

６はヨーク５の上面に固定された環状のフレームであり
、このフレーム６の上面に凹溝７が形成されるとともに
、この凹溝７内に複数個の突起８が形成されている。

９は平板振動板であり、金属発泡体からなる平板振動板
、ハニカム材の両面に表面材を接着した平板振動板、発
泡ウレタンからなる平板振動板等が用いられる。

１０は上記平板振動板９に固定されたコイルボビンであ
り、このコイルボビン１０にボイスコイル１１が巻回さ
れている。

１２はアルミニウム、紙、高分子フィルム等からなる中
空円錐台状のカップリングコーンであり、このカップリ
ングコーン１２は、コイルボビン１０と平板振動板９に
接着され駆動点を増やして平板振動板の分割振動を押さ
えると共にコイルボビン１０のたわみを防ぐ効果もある
。

コイルボビン１０に巻回されたボイスコイル１１は上記
環状の磁気空隙中に配置され、音声電流が流れると、音
声電流に応じて平板振動板９を駆動する。磁気空隙中に
充填した磁性流体１３は入力電流によるボイスコイル１
１の発熱をヨーク５およびセンターポール２に伝えると
共に、磁束密度の高い磁極近傍に集まろうとする磁性流
体の体積力によってコイルボビン１０を磁気空隙の中央
に支持する働きとする。この働きはボイスコイル１１の
大振中に対しても機能しギャップこすりが生じない。従
って平板振動板９およびコイルボビン１０は磁性流体１
３だけで振動方向に垂直な方向が十分に支持される。こ
の磁性流体１３は、ェステル等の不揮発性の溶媒中に３
００Ａ〜１００Ａ以下の蓬の酸化鉄等の磁性超徴粉をコ
ロイド状に均一に分散したものであり、表面が界面活性
剤で保護され動や１０ＫＧ以上の強磁場中でも粒子の凝
集は生じない。この磁性流体の飽和磁束密度は１００〜
３０のａ船ｓであり、磁性流体の飽和磁束密度が高いほ
ど磁気空隙中の磁場勾配が大きくし、ほど振動板を中心
保持する力が大きい。ボイスコイル１１の口径を大き
くすれば中心保持力は大きくなるが振動系のその慣性力
も比例的に大きくなるためギャップこすりを防ぐ中心保
持能力はあまり変わらない。磁性流体の粘度は７５〜２
００センチボィズの低粘度のものを用い粘性抵抗による
音圧低下を防止する。

平板振動板９の周囲に巻きつけたワイヤ−１４は非磁性
のフレーム６の突起８に端部を巻きつけ固定してあり、
平板振動板９のダンパーの機能を果たす。このワイヤ‐
１４は振動板の中心保持の機能を果たす必要がなく、０
．３肋以下の隆の細し・金属線、ガラス繊維線、高分子
ワイヤ一等を用いたため従来品に比べコンブラィアンス
が大きく２５０の口径の振動板のッィータで最低共振周
波数ｆｏを５０皿以下に設計することが可能である。上
記２本のワイヤ‐１４を平板振動板９の周囲にそわせ、
張力の弱い８本のワイヤーダンパ−が振動板の接線方向
に伸びているのと等価な構造になる。突起８と振動板９
に接する点との間のワイヤ一長は３０〜５仇岬であり、
振動板が１肋の振中で振動しても歪を−３比旧以下にす
ることができる。一般に材料が同じであれば支持長に対
する垂直方向の振中の割合が小さい方が歪が少ない。こ
れはエッジの曲げ変位および伸び変位に共通の考えであ
る。従釆のドームッィータのエッジ部の長さは５肌以下
であり、モデル的には５肋以下の長さのワイヤ一を無数
に並べて振動板の外周部を支持したのとほぼ等価であり
、１側の振中を得ることは非常に困難である。無限大バ
ッフル上の２５◇の円板の振動板を氷位で１側振中させ
ると１肌の距離で測定すれば１１４服の出力音圧ピーク
値が得られる。一方狐ＨＺで能率９４ｄＢ（１仇，が入
力）のスピ一対こ５肌の正弦波入力を加えるとボイスコ
イル温度上昇が無い場合で１１１船の音圧実効値、従っ
て１１４ｄＢの出力音圧が得られる。上記実施例では５
０Ｗの正弦波入力に対しボイスコイル径２５０の小口径
にかかわらずボイスコイル温度上昇を１０びＣ以下にす
ることができる。これはボイスコイル１１の発熱が空気
の熱伝導率の５〜６倍である磁性流体１３を介してヨー
ク５およびセンターポール２に放熱するためである。従
来のチタンドームッイータでアルミボビンのスピーカの
代表例では約２肌の正弦波入力でボイスコイルが破断し
てしまう。従って本実施例によれば耐入力および出力音
圧の電気抵抗変化による非直線性の両者に有効な解決手
段を与える。第３図，第４図は本発明の他の実施例を示
している。

本実施例は、磁気回路内部および環状の磁気空隙にグリ
コール等の伝熱用液体１５を充填しグリコール等の伝熱
用液体と相溶性の無い磁性流体１３で封止した構造であ
る。ボイスコイル１１を配置する環状の磁気空隙の前面
に封止用の磁性流体１３を吸引するもう一つの環状の磁
気空隙を設けてある。この実施例の場合も磁性流体１３
でコィルボピン１０が安定に中心保持される。儀熟用液
体１５は磁性流体１３より熱伝導率が大きいため前記実
施例よりボイスコイル温度上昇が小さく高耐入力である
。振動板をアルミ，チタン等のドームにしたため前記実
施例より軽量であるが変形しやすいためダンパー用のワ
イヤ一１４を巻きつけず、コイルボビン１川こ４つの貫
通孔を設けて接着部１６でワイヤ‐１４とコイルボビン
１０を結合している。この貫通孔は接着部１６で密閉さ
れる。６葦熱用液体１５の潤滑性と磁性流体１３の中心
保持力により前記実施例と同様にギャップこすりは生じ
ない。

第５図に示す実施例は密閉容器１７で振動板９の背面に
完全に密閉したものであり、密閉された空間１８が空気
ダンパーの働きをする。従って第１図に示す実施例と同
じワイヤ−１４の張力を更に弱くして補助的なダンパー
とし空気バネのダンパによるコンブラィアンスより大き
なコンブライアンスに設計することも可能である。この
様にすると振動系の最低共振周波数ｆｏは振動系の質量
と空気バネのコンブラィアンスでほぼ決定される。空気
の弾性圧縮率の非線型性は非常に小さく、ワイヤ１４の
みをダンパーとする場合よりも低歪となる。空気ダンパ
のみの構造にすれば長期間の使用あるいは大振中によっ
てわずかな空気もれが生じ、振動板の位置がズレて来る
ため、ワイヤ１４によるダンパーは必要である。１９は
吸音材である。

第６図，第７図に示す実施例は封止用磁気空隙とボイス
コイル駆動用磁気空隙の中間の部分の位置でコイルボビ
ン１０とワイヤ‐１４とを結合したものであり、ワイヤ
‐１４はコイルボビン１０に１回以上巻きつけてある。

更に、ヨーク５に設けた蓬方向の４つの貫通孔２０の中
にワイヤ‐１４を配置し、固定用ボルト２１で張力を調
整してある。またこの固定用ボルト２１は６毒熱用液体
１５のもれを封じる働きをし、組立後ボルト２１をゆる
めた状態で伝熱用液体を注入することができる。本実施
例によれば、ワイヤ‐１４がイｂ学的に安定な伝熱用液
体１５中に浸鏡され空気に触れないため防錆が可能であ
りダンバーとしての信頼性が向上する。またヮィャ‐の
共振等の考慮は民熱用液体１５でダンピングされ不要と
なる。第７図は、ヨーク５にコイルボビン１０をワイヤ
一１４によって固定した図であり、この状態でギヤッブ
スべ−サーを用いて位置決めしヨーク５とマグネット４
を接着しその後振動板９を俵着すれば組立可能である。
ワイヤ‐１４は張力が小さくて良いので、ボイスコイル
１１のリード線を兼ねる構造とすることも可能である。
本発明は上記のような構成であり、環状のエッジ部材が
不要であるため大振中に対しても低域歪が４・なくなり
、またワイヤ一は振動系の復元力のみを与えればよいた
めコンブラィアンスが大きくなり、低減再生帯城が拡大
し、また磁性流体によってコイルボビンの中心保持を行
うため、ギャップこすりや音圧周波数特性の乱れが生じ
ないものである。また、本発明では振動板の外周部にコ
イルボビンを結合しているため、振動板背面に放射され
た音が前面に回り込むことがなくなり、音圧周波数特性
が平坦となる利点を有する。さらに本発明ではボイスコ
イルの熱が磁性流体を介して放熱されるため、比較的小
口径のスピーカで大振中および大昔圧が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における鰯電型スピーカの断
面図、第２図は同上面図、第３図は本発明の他の実施例
の断面図、第４図は同上面図、第５図は本発明の他の実
施例の断面図、第６図は本発明のさらに他の実施例の断
面図、第７図は同上面図である。１…ヨーク、２…センターポール、３…貫通孔Ｌ４…
マグネット、５…ヨーク、６…フレーム、７・・・凹溝
、８・・・突起、９・・・振動板、１０・・・コイルボ
ビン、１１…ボイスコイル、１２…カップリングコーン
、１３…磁性流体、１４…ワイヤ−、１５・・・伝熱用
液体、１６・・・接着部、１７・・・密閉容器、１８…
空間、１９・・・吸音材、２０・・・貫通孔、２１・・
・固定用ボルト。第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

１環状の磁気空隙を有する磁気回路と、振動板の外周
部に結合されたコイルボビンと、上記振動板またはコイ
ルボビンを支持する複数本のワイヤーと、上記コイルボ
ビンに巻回され上記磁気空隙に充填され上記コイルボビ
ンを上記磁気空隙の中央に保持する磁性流体とからなる
動電型スピーカ。