WO2008072332A1

WO2008072332A1 - スピーカ用磁気回路及びスピーカ

Info

Publication number: WO2008072332A1
Application number: PCT/JP2006/324964
Authority: WO
Inventors: Kenya Watanabe; Masanori Ito; Shoichi Toyoda
Original assignee: Pioneer Corporation; Tohoku Pioneer Corporation
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19

Abstract

　スピーカの薄型化に対応しながら、高温環境下でも所望の再生出力が得られるスピーカを提供する。磁気回路１０において、磁気ギャップＧの内側に配置される内磁石１１と、磁気ギャップＧの外側に配置され、内磁石１１とは着磁方向が逆になる外磁石１２と、を備え、内磁石１１と外磁石１２の一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にすると共に、磁気回路１０と振動体２とを支持するフレーム３に通気孔３Ａ，３Ｂを設けた。

Description

スピーカ用磁気回路及びスピーカ

技術分野

[0001] 本発明は、スピーカ用磁気回路及びスピーカに関するものである。

背景技術

[0002] スピーカは、一般に、一定方向の磁界が形成される磁気ギャップを有する磁気回路と、磁気ギャップ内に配置されたボイスコイルを伝わる音声電流に磁束が作用することによって生じる電磁気力（ローレンツ力）によって駆動される振動体と、磁気回路及び振動体を支持するフレームとを基本構成として備えている。振動体は振動板、ボイスコイルボビンとボイスコイルを備える。磁気回路は、磁気ギャップの内側に永久磁石を配置したものを内磁型磁気回路と呼び、磁気ギャップの外側に永久磁石を配置したものを外磁型磁気回路と呼んでいる。また、小型電子機器搭載用のスピーカ等では、小型化，薄型化された永久磁石でも所望の駆動力（電磁気力）を得るために、磁気ギャップの内外両側に永久磁石を配置した磁気回路を採用する場合がある（例えば、下記特許文献 1参照)。

[0003] 図 1は、この内外両側に永久磁石を配置した磁気回路の従来技術を示す説明図である。これによると、磁気回路 Jは、筒状の外磁石 Jl、その内側に同心に位置する円筒状又は円柱状の内磁石 J2、外磁石 J1と内磁石 J2の一方の面に密着してこれらを一体に保持する第 1の磁性体 J3、外磁石 J1の他方の面に密着する円環板状の第 2 の磁性体 J4、内磁石 J2の他方の面に密着する円環板状又は円板状の第 3の磁性体 J5からなり、第 2の磁性体 J4の内側面 J4aと第 3の磁性体 J5の外側面 J5aとの間に磁気ギャップ JGが形成されて、る。外磁石 J1と内磁石 J2とは前述した内側面 J4a或ヽは外側面 J5aに沿った方向で互いに逆方向に着磁した磁極を有して、る。

[0004] 特許文献 1 :実開昭 58— 599号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] このような従来技術では、スピーカの薄型化に対応するためには、外磁石及び内磁石の厚みを小さくせざるを得な、状況にある。このように薄厚の磁石を用いた場合にも、外磁石と内磁石の両方を備える磁気回路では、外磁石と内磁石の両方の表面積を併せると比較的大きな表面積を有しており、高温環境下にスピーカが曝された場合には、その表面力も熱を受けて外磁石と内磁石が加熱されることになる。そして、特に薄厚の磁石を用いる場合には、加熱によって各磁石の磁力が低下する減磁現象が起こり易ぐ例えば、厚みのカゝなり小さい外磁石と内磁石とで磁気回路を形成したスピーカを 100°C以上の環境に置いた場合には、この減磁現象によってスピーカの駆動力が低下して所望の再生音を出力できなくなる問題が生じる。

[0006] 本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、スピーカの薄型化に対応しながら、高温環境下でも所望の再生出力が得られるスピ一力を提供すること、高温環境下でも駆動力が低下しない磁気回路を提供すること、等が本発明の目的である。

課題を解決するための手段

[0007] このような目的を達成するために、本発明によるスピーカ用磁気回路及びスピーカは、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

[0008] [請求項 1]ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有し、前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギャップの外側に配置され、前記内磁石とは着磁方向が逆になる外磁石と、を備え、前記内磁石と前記外磁石の一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にしたことを特徴とするスピーカ用磁気回路。

[0009] [請求項 7]ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有し、前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギャップの外側に配置され、前記内磁石とは着磁方向が逆になる外磁石と、を備え、前記内磁石と前記外磁石の一方を、他方に比べて、その保持力と残留磁束密度の積が大きい磁石にしたことを特徴とするスピーカ用磁気回路。

[0010] [請求項 8]磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、該ボイスコイルに作用する駆動力によって振動する振動体と、前記磁気回路の外周縁部及び前記振動体の外周縁部を支持するフレームとを備え、前記磁気回路は、前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギャップの外側に配置され、前記内磁石とは着磁方向が逆になる外磁石と、を備え、前記内磁石と前記外磁石の一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にしたことを特徴とするスピーカ。

[0011] [請求項 15]磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、該ボイスコイルに作用する駆動力によって振動する振動体と、前記磁気回路の外周縁部及び前記振動体の外周縁部を支持するフレームとを備え、前記磁気回路は、前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギャップの外側に配置され、前記内磁石とは着時方向が逆になる外磁石と、を備え、前記内磁石と前記外磁石の一方を、他方に比べて、その保持力と残留磁束密度との積が大き V、磁石にしたことを特徴とするスピーカ。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]従来技術の説明図である。

[図 2]本発明の実施形態に係るスピーカ用磁気回路又はスピーカを示す説明図（断面図）である。

[図 3]本発明の実施形態に係るスピーカ用磁気回路又はスピーカを示す説明図（平面図及び背面図）である。

[図 4]本発明の他の実施形態に係るスピーカ用磁気回路又はスピーカを示す説明図 (平面図及び断面図）である。

[図 5]本発明の他の実施形態に係るスピーカ用磁気回路又はスピーカを示す説明図 (平面図）である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図 2及び図 3は、本発明の一実施形態に係るスピーカ用磁気回路或いはスピーカを説明する説明図（図 2は全体断面図、図 3は振動体を除いた状態の平面図（同図 (a) )及び背面図（同図 (b) ) ) である。なお、以下の説明では、スピーカが音を放射する方向を「前」又は「前方」とし、その逆方向を「後」又は「後方」として説明する。

[0014] スピーカ 1は、磁気ギャップ Gを形成する磁気回路 10と、磁気ギャップ G内に配置されるボイスコイル 20と、振動板 21と、磁気回路 10の外周縁部と振動板 21の外周縁部とを支持するフレーム 3とを備えている。ここでは、ボイスコイル 20と振動板 21とがボイスコイル 20に作用する駆動力によって振動する振動体 2を構成して、る。

[0015] 図示の実施形態では、振動板 21は、磁気回路 10の前方全体を覆うように配置され、中央ドーム部 21aとその周囲に形成される外周ドーム部 21bと力なり、中央ドーム部 21aと外周ドーム部 21bの境部分にボイスコイル 20の前端部が接続されている。また、フレーム 3の外周縁部には、グリルフレーム 4が必要に応じて装着されている。フレーム 3及びグリルフレーム 4は、例えば榭脂を用いて、射出成形等によって形成することができる。また、磁気回路 10とフレーム 3とはインサート成形等で一体成形することができる。

[0016] そして、磁気回路 10は、磁気ギャップ Gの内側に配置される内磁石 11と、磁気ギヤップ Gの外側に配置される外磁石 12とを備えており、内磁石 11と外磁石 12とは、共に前又は後方向に向力う着磁方向を有すると共に互、に逆方向の着磁方向を有している。図示の例では、内磁石 11は中央に通気孔 11aを有する長円状の永久磁石であり、外磁石 12は、その外側に磁気ギャップ Gを介して配置され、外形が長円状で且つ環状の永久磁石である。

[0017] また、図示の例では、内磁石 11及び外磁石 12の後面に密着するように、中央に通気孔 13aを有する板状のヨーク (磁性体） 13が設けられると共に、内磁石 11の前面に密着するように中央に通気孔 14aを有する内プレート 14 (磁性体）が設けられ、外磁石 12の前面に密着するように円環板状の外プレート 15 (磁性体）が設けられて、内プレート 14の外周面 14bと外プレート 15の内周面 15aの間に磁気ギャップ Gが形成されている。前述の通気孔 11a, 13a, 14aは同軸上に貫通して設けられ、振動板 21 aの中央部における背圧を後方に逃がすために設けられて、る。

[0018] ここで、本発明の実施形態に係る磁気回路 10は、内磁石 11と外磁石 12の一方を他方に比べて磁力性能の高、磁石にして、る。ここで、う磁力性能が高、か低!、かを判断する際、磁石の磁力特性の可逆性が維持される温度範囲を考慮する場合がある。

[0019] 一般に磁石には磁力特性が維持される温度範囲（可逆温度範囲又は使用温度とも呼称されるが、以下では可逆温度範囲と呼称する）があり、例えば可逆温度範囲が 0 °C〜80°Cである磁石を常温から 100°Cの高温に加熱させた後、常温まで冷却した場合を想定する。この時、昇温過程での磁石の温度磁力曲線と、 100°Cから常温に向力つて冷却していく冷却過程での磁石の温度磁力曲線との間に大きな相違 (不可逆性)が見られる。結果として、加熱前後における常温での磁石の磁力に大きな差が生じる、つまり、加熱前よりも加熱後の方が磁力は小さくなる (減磁現象)。

[0020] よって、該可逆温度範囲が大きければ、その磁石の磁力性能は高いことになる。また前記可逆温度範囲が形状等によって前記可逆温度範囲は変わってくるものの、一般的にフェライト磁石の可逆温度範囲は常温〜 300°C程度、アルニコ磁石では常温〜450°C程度、サマコバ磁石では常温〜 300°C程度、ネオジゥム磁石では 0°C〜80°C 程度とされている。

[0021] また、例えばフェライト磁石には、磁石の温度を常温から 40°Cまで冷却し、再び常温にした場合には、冷却後の残留磁束密度が冷却前よりも小さくなるという現象（低温減磁)がある。

[0022] また、例えば希土類系磁石の中で、構成成分等を変えて可逆温度範囲を大きくした磁石もあり、これら磁石に共通し保持力が大きい傾向がある。このような保磁力に加え、磁力（残留磁束密度）と保磁力の積 (BHmaxと以下では呼称する）が大きい磁石もあり、このような磁石も磁力性能が高いと言える。

[0023] 一般に薄厚の永久磁石は、その永久磁石が高温 (80°C以上）に曝されると、着磁された磁石の磁力が低下する減磁現象が生じることが知られている。し力しながら、この減磁現象は、例えば希土類系磁石の中で、大きい保持力を有する磁石では顕著に表れるが、小さい保持力を有する磁石では起こり難い傾向にある。したがって、大きい保持力を有する永久磁石をスピーカ用磁気回路に用いると、減磁現象による駆動力の低下を抑えることが可能になる。

[0024] 当然ながら、スピーカ用磁気回路に用いる永久磁石を、その磁力が小さいが磁力性能の高い磁石にすると、振動体を駆動するための駆動力が低くなるが、内磁石 11 と外磁石 12からなる磁気回路において、その一方を他方に比べて磁力が大きく磁力性能が小さい磁石にすることで、所望の駆動力を担保しながら、減磁現象による駆動力の低下を抑えることが可能になり、高温環境下でのスピーカの性能低下を起こさないスピーカ用磁気回路又はスピーカを得ることができる。

[0025] また、内磁石 11と外磁石 12のうち表面積の大きい方を磁力性能の高い磁石にすることで、より効果的に減磁現象による性能低下を抑えたスピーカ用磁気回路又はスピ一力を得ることができる。すなわち、周辺環境が高温になった場合には永久磁石の表面積が大きい方が熱の影響を受けやすくなるので、内磁石 11と外磁石 12のうち表面積の大きヽ方を磁力性能の高、磁石にすることで、熱の影響を受けやすヽ方を減磁現象が起こり難い磁石にして、効果的に減磁現象によるスピーカの性能低下を抑えることができる。

[0026] また、このスピーカ 1では、フレーム 3に振動体 2の背圧を逃がす通気孔 3A, 3Bが設けられている。

[0027] これによると、通気孔 3A, 3Bが振動体 2の背圧を逃がすことで、振動体 2を振動させる際の空気抵抗力、さくなり、所望の振動を得るための駆動力を低減させることができる。したがって、内磁石 11と外磁石 12からなる磁気回路において、その一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にした場合であっても、この通気孔 3A, 3Bを設けることで、振動体 2を所望の振幅或いは振動速度で振動させることができ、所望の出力を発揮できるスピーカ 2を得ることができる。

[0028] 図 3は、振動体 2を除いた状態の磁気回路 10及びフレーム 3の平面図（同図（a) )と背面図（同図（b) )であるが、図示の例では、通気孔 3A, 3Bは磁気回路 10の周囲に分散して複数設けている。そして、その内の通気孔 3Bは、フレーム 3に取り付けられたボイスコイル 20に音声信号を供給するための端子部 5に重ねて設けている。通気孔 3A, 3Bを磁気回路 10の周囲に分散して配置することで、振動体 2の振動時の抵抗を振動体 2全周に渡って均一に低減することができ、所望の振幅にて振動体 2を振動させることができる。また、通気孔 3Bを端子部 5に重ねて設けることで、スペース効率良く通気孔を配置することができる。

[0029] また、フレーム 3の背面側には、通気孔 3Aを覆う網状部材 6が貼り付けられている。

この網状部材 6を設けることで、通気孔 3Aを設けた場合にも振動体 2の内側に塵等が進入することがなくなり、磁気ギャップ G内でのボイスコイル 20の振動を円滑に行うことができる。 [0030] 図 4は、本発明の他の実施形態を示す説明図である（同図（a)は平面図、同図 (b) は X— X断面図;前述の説明と同等箇所には同一符号を付して重複説明を省略する )。この実施形態では、内磁石 11の外形を平面視円形又は長円形にし、外磁石 12 の外形を隅部が欠けた平面視略矩形にして、通気孔 3Aを外磁石 12の隅部が欠けたスペースに設けたものである。

[0031] この図 4に示した磁気回路 10は、前述した実施形態と同様に、内磁石 11及び外磁石 12の後面に密着するように、板状のヨーク (磁性体） 13が設けられると共に、内磁石 11の前面に密着するようにその外形が円状又は長円状である内プレート 14 (磁性体)が設けられ、外磁石 12の前面に密着するように隅部が欠けた略矩形状の外プレート 15 (磁性体）が設けられて、内プレート 14の外周面 14bと外プレート 15の内周面 15aの間に磁気ギャップ Gが形成されている。そして、内磁石 11と外磁石 12の一方を他方に比べて磁力性能の高、磁石にして、る。

[0032] この実施形態によると、前述した実施形態と同様に、内磁石 11と外磁石 12からなる磁気回路において、その一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にすることで、所望の駆動力を確保しながら、減磁現象による駆動力低下を抑えることが可能になり、高温環境下での性能低下を起こさないスピーカ用磁気回路又はスピーカを得ることができる。

[0033] また、通気孔 3Aが振動体の背圧を逃がすことで、振動体を振動させる際の空気抵抗が小さくなり、所望の振動を得るための駆動力を低減させることができるので、内磁石 11と外磁石 12からなる磁気回路において、その一方を他方に比べて磁力性能の高!ヽ磁石にした場合であっても、振動体を所望の振幅或いは振動速度で振動させることができる。

[0034] また、通気孔 3Aを設けることで、振動体の振動により、スピーカ内の空気と外部の冷たい空気とを入れ替えられるので、磁気回路内の温度が非常に高くなることを抑止することができ、減磁現象が発生することで駆動力が低下することを抑止することができる。

また、外部の空気を、通気孔 3Aを介してスピーカ内に取り込むことで、磁気回路を構成する磁石、プレートやヨーク及び振動体を構成するボイスコイルを冷却することもでき、長時間にわたってスピーカを使用しても音を再現良く再生することができる。

[0035] また、通気孔 3Aの大きさなどを変えることで、共振鋭度を所望の大きさにすることが可能となる。

[0036] そして、この通気孔 3Aを外磁石 12の隅部が欠けたスペースに設けているので、通気孔 3Aを確保するためにフレームを幅広にする必要が無くなり、限られたスペースを有効に活用したスピーカを得ることができる。

[0037] 前述の実施形態では、内磁石又は該外磁石の一方が他方よりも、その磁力が小さいものの、磁力性能が高いことで記載されているが、当然ながら磁力が小さく保持力が大きくても構わない。

[0038] また、前述の実施形態では、内磁石又は該外磁石の一方が他方よりも、その磁力が小さいものの、磁力性能が高いことで記載されているが、これらの実施形態に限定されることはない。例えば、内磁石又は該外磁石の一方が他方よりも、磁力性能が高い又は保持力が大きぐ内磁石と外磁石の磁力がほぼ同じであっても構わない。また、（BHmax)を考慮し、（BHmax)がほぼ同じである内磁石及び外磁石を選択しても構わない。また、内磁石又は外磁石の一方が他方よりも、磁力性能が高いか又は保持力が大きく、磁力が大きくても構わない。さらに、内磁石又は外磁石の一方が他方よりも、磁力性能が高い又は保持力が大きぐ（BHmax)が大きくても構わない。

[0039] 図 5(a)〜(c)は、本発明の他の実施形態を示す説明図である（同図は平面図；前述の説明と同等箇所には同一符号を付して重複説明を省略する)。図 5(a)に示される実施形態では、内磁石 11及び外磁石 12の外形を平面視矩形にしている。図 5(b)に示される実施形態では、内磁石 11及び外磁石 12の外形を平面視長円にしている。図 5(c)に示される実施形態では、内磁石 11及び外磁石 12の外形を平面視円形にしている。その他の部分は図 4とほぼ同様にしている。つまり、図 4に示される内磁石 11 及び外磁石 12の外形に限定されず、矩形、円形や長円形等の外形であっても構わない。また、内磁石 11の外形が長円であり、外磁石の外形が円形である場合などの、内磁石と外磁石の外形が異なっていても構わない。

[0040] 以上説明したように、本発明の各実施形態によると、スピーカの薄型化に対応しながら、高温環境下でも所望の再生出力が得られるスピーカを提供することができ、また、高温環境下でも駆動力が低下しない磁気回路を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有し、

前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギャップの外側に配置され、前記内磁石とは着磁方向が逆になる外磁石と、を備え、

前記内磁石と前記外磁石の一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にしたことを特徴とするスピーカ用磁気回路。

[2] 前記内磁石と前記外磁石のうち表面積の大きい方を前記磁力性能の高い磁石にしたことを特徴とする請求項 1に記載のスピーカ用磁気回路。

[3] 前記内磁石の外形を対向する直線部と対向する曲線部とで囲まれた形状にしたことを特徴とする請求項 1又は 2に記載のスピーカ用磁気回路。

[4] 前記内磁石の外形を円形、長円形又は矩形にしたことを特徴とする請求項 1又は 2 に記載のスピーカ用磁気回路。

[5] 前記外磁石の外形を対向する直線部と対向する曲線部とで囲まれた形状にしたことを特徴とする請求項 1から請求項 4の何れかに記載のスピーカ用磁気回路。

[6] 前記外磁石の外形を円形、長円形又は矩形にしたことを特徴とする請求項 1から請求項 4の何れかに記載のスピーカ用磁気回路。

[7] ボイスコイルが配置される磁気ギャップを有し、

前記内磁石と前記外磁石の一方を、他方に比べて、その保持力と残留磁束密度の積が大きい磁石にしたことを特徴とするスピーカ用磁気回路。

[8] 磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと、該ボイスコイルに作用する駆動力によって振動する振動体と、前記磁気回路の外周縁部及び前記振動体の外周縁部を支持するフレームとを備え、前記磁気回路は、前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギャップの外側に配置され、前記内磁石とは着磁方向が逆になる外磁石と、を備え、前記内磁石と前記外磁石の一方を他方に比べて磁力性能の高い磁石にしたことを特徴とするスピーカ。

[9] 前記フレームに通気孔を設けたことを特徴とする請求項 8に記載のスピーカ。

[10] 前記フレームに、前記ボイスコイルに音声信号を供給する端子部を取り付け、前記通気孔を前記端子部に重ねて設けることを特徴とする請求項 9に記載のスピーカ。

[11] 前記外磁石の外形を隅部が欠けた略矩形にして、前記通気孔を前記外磁石の隅部が欠けたスペースに設けることを特徴とする請求項 9に記載のスピーカ。

[12] 前記外磁石の外形を、対向する直線部と対向する曲線部とで囲まれた形状にして

、前記通気孔を該曲線部の外側に設けることを特徴とする請求項 9に記載のスピー力。

[13] 前記外磁石の外形を円形や長円形にして、前記通気孔を前記外磁石の周囲に複数設けることを特徴とする請求項 9に記載のスピーカ。

[14] 前記通気孔を網状部材で覆うことを特徴とする請求項 9〜13のいずれかに記載のスピーカ。

[15] 磁気ギャップを有する磁気回路と、前記磁気ギャップ内に配置されるボイスコイルと該ボイスコイルに作用する駆動力によって振動する振動体と、前記磁気回路の外周縁部及び前記振動体の外周縁部を支持するフレームとを備え、

前記磁気回路は、前記磁気ギャップの内側に配置される内磁石と、前記磁気ギヤップの外側に配置され、前記内磁石とは着時方向が逆になる外磁石と、を備え、前記内磁石と前記外磁石の一方を、他方に比べて、その保持力と残留磁束密度との積が大き、磁石にしたことを特徴とするスピーカ。