JP2008118218A - 電気音響変換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化／薄型化を図った場合にも十分な音圧が得られる電気音響変換装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る電気音響変換装置は、外周部を固定端とする振動板３と、該振動板３に対して垂直の軸を有して該振動板３の中央部に取り付けられたコイル４とを具え、コイル４との間にコイル４の軸方向に空隙を設けて一定位置に固定された直流磁界発生部とを具え、該直流磁界発生部のコイル４側の表面から放射される磁束をコイル４に作用させて振動板３を駆動するものであって、前記直流磁界発生部は、コイル４の軸と同軸上に配置され該軸と直交する方向に磁化されたリング状のアウターマグネット５と、該アウターマグネット５の中央孔部に配置された強磁性体からなるインナーコア６とから構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、スピーカの如く電気信号を音響に変換する電気音響変換装置に関し、特に薄型化に有効な構造を有する電気音響変換装置に関するものである。
スピーカは、振動板に取り付けられたコイルに駆動電流を供給すると共に、マグネットを具えた直流磁界発生部から放射される磁束をコイルに作用させることによって、振動板を振動させるものである。
例えば図３１に示す従来の外磁型のスピーカにおいては、コイル(９)が円筒状に巻回されており、該コイル(９)の外側にリング状のマグネット(90)が配置されると共に内側に円柱状のポール(95)が配置され、更にマグネット(90)の表面にはアッパープレート(97)が取り付けられ、ポール(95)及びマグネット(90)の裏面にはボトムプレート(96)が取り付けられている。
該スピーカにおいては、ポール(95)とアッパープレート(97)の間の円筒状の空隙に形成される磁界中にコイル(９)が配置されて、該コイル(９)が駆動されることになる。
又、図３２に示す従来の内磁型のスピーカにおいては、コイル(９)が円筒状に巻回されており、該コイル(９)の内側に円盤状のマグネット(92)が配置されると共に外側にコップ状のヨーク(99)が配置され、更にマグネット(92)の表面にはプレート(98)が取り付けられている。
該スピーカにおいては、プレート(98)とヨーク(99)の間の円筒状の空隙に形成される磁界中にコイル(９)が配置されて、該コイル(９)が駆動されることになる。
又、図３３に示す従来の外磁型のスピーカにおいては、コイル(91)が角筒状に巻回されており、該コイル(91)の外側に一対の直方体状のマグネット(93)(93)が配置されると共に内側に直方体状のポール(95)が配置され、更にマグネット(93)(93)の表面にはアッパープレート(97)(97)が取り付けられ、ポール(95)及びマグネット(93)の裏面にはボトムプレート(96)が取り付けられている。
該スピーカにおいては、ポール(95)とアッパープレート(97)(97)の間の空隙に形成される磁界中にコイル(91)が配置されて、該コイル(91)が駆動されることになる。
更に、図３４に示す従来の内磁型のスピーカにおいては、コイル(91)が角筒状に巻回されており、該コイル(91)の内側に平板状のマグネット(94)が配置されると共に外側にボックス状のヨーク(99)が配置され、更にマグネット(94)の表面にはプレート(98)が取り付けられている。
該スピーカにおいては、プレート(98)とヨーク(99)(99)の間の空隙に形成される磁界中にコイル(91)が配置されて、該コイル(91)が駆動されることになる。
しかしながら、上述の従来のスピーカは何れも、コイルがヨークの表面から大きく突出しているため、薄型化が困難である問題があった。
そこで、出願人は、図３５に示す薄型のスピーカを提案している(特許文献１参照)。該スピーカは、放音孔(101)を有するフレーム(100)の内部に、該フレーム(100)に外周部が固定された振動板(102)と、該振動板(102)に対して垂直の軸Ｓを有して該振動板(102)の中央部に取り付けられたコイル(104)と、該コイル(104)の軸Ｓと同軸上に配置され該軸と平行な方向に磁化された円盤状のマグネット(103)とを具え、該マグネット(103)とコイル(104)との間にはコイル(104)の軸方向に空隙Ｇが形成されている。
該スピーカにおいては、図３５中に破線で示す様に、マグネット(103)の振動板(102)との対向面から磁束が発生し、該磁束が前記空隙Ｇを経てコイル(104)に作用する。この状態でコイル(104)に駆動電流を供給することにより、振動板(102)が駆動され、コイル(104)の軸方向に振動することになる。
又、同様の構成を有する薄型のスピーカが提案されている(特許文献２、特許文献３)。
この様な薄型のスピーカにおいては、コイルが、その軸方向の積層数よりも軸に直交する方向の積層数が多い扁平な形状を有しているため、図３１〜図３４に示すスピーカよりも、薄型化を図ることが出来る。
特許第３２１３５２１号公報 特許第３２０８３１０号公報 特開２００５−２２３７２０号公報
ところが、図３５に示す如き薄型のスピーカにおいては、マグネットから発生する磁束の内、コイルの軸と直交する方向の磁束成分のみがコイルに対する駆動力として作用し、コイルの軸と平行な磁束成分は、コイルの駆動力として寄与しないため、小型化／薄型化に伴って音圧低下への影響が大きくなる問題が残されていた。
そこで本発明の目的は、小型化／薄型化を図った場合にも十分な音圧が得られる電気音響変換装置を提供することである。
本発明に係る電気音響変換装置は、外周部を固定端とする振動板(３)と、該振動板(３)に対して垂直の軸を有して該振動板(３)の中央部に取り付けられたコイル(４)とを具え、前記コイル(４)との間に前記コイル(４)の軸方向に空隙を設けて一定位置に固定された直流磁界発生部とを具え、該直流磁界発生部から放射される磁束を前記コイル(４)に作用させて振動板(３)を駆動するものである。
本発明に係る第１の電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、コイル(４)の軸と同軸上に配置され該軸と直交する方向に磁化されたリング状のアウターマグネット(５)と、該アウターマグネット(５)の中央孔部に配置された強磁性体からなるインナーコア(６)とから構成されている。
上記本発明の電気音響変換装置においては、アウターマグネット(５)のコイル(４)側の表面とコイル(４)とは反対側の裏面をそれぞれ包囲して、アウターマグネット(５)の中心軸を含む断面上でループを描く磁束ループが形成されるが、アウターマグネット(５)の中央孔部には強磁性体からなるインナーコア(６)が配置されているため、アウターマグネット(５)の表面側の磁束ループは、インナーコア(６)側に引き寄せられて、アウターマグネット(５)の表面に平行な方向に拡がるため、アウターマグネット(５)の表面に平行な長軸とアウターマグネット(５)の表面に垂直な短軸とを有する楕円状のループとなる。そして、この様な楕円状の磁束ループがコイル(４)を貫通するので、コイル(４)内を通過する多くの磁束は、コイル(４)の内周面と外周面の間を軸と直交する方向へ伸び、コイル(４)を構成している大部分の巻線に対して、軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。この結果、振動板(３)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られる。
本発明に係る第２の電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、コイル(４)の軸と同軸上に配置され該軸と直交する方向に磁化されたリング状のアウターマグネット(５)と、該アウターマグネット(５)の中央孔部に配置されたインナーマグネット(51)とから構成され、該インナーマグネット(51)は、前記コイル(４)の軸と平行な方向に磁化されると共に、アウターマグネット(５)の内周側の極性とインナーマグネット(51)のコイル(４)側の極性とが同一となる向きに配置されている。
上記本発明の電気音響変換装置においては、アウターマグネット(５)のコイル(４)側の表面とコイル(４)とは反対側の裏面をそれぞれ包囲して、アウターマグネット(５)の中心軸を含む断面上でループを描く磁束ループが形成されるが、アウターマグネット(５)の中央孔部には、コイル(４)の軸と平行な方向に磁化されたインナーマグネット(51)が配置されているため、アウターマグネット(５)の表面側の磁束ループは、インナーマグネット(51)から発生する磁束と合体して磁束密度が増大すると共に、インナーマグネット(51)側へ引き寄せられて、アウターマグネット(５)の表面に略平行な長軸とアウターマグネット(５)の表面に略垂直な短軸とを有する略楕円状のループとなる。そして、この様な略楕円状の磁束ループがコイル(４)を貫通するので、コイル(４)内を通過する多くの磁束は、コイル(４)の内周面と外周面の間をコイル軸と直交する方向へ伸び、コイル(４)を構成している大部分の巻線に対して、コイル軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。この結果、振動板(３)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られる。
上記第１又は第２の電気音響変換装置において、具体的には、前記アウターマグネット(５)の内周面と前記コイル(４)の内周面との間の前記軸とは直交する方向の間隔Ａは、前記コイル(４)の内周面と外周面の間の前記軸とは直交する方向の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されている。
該具体的構成によれば、アウターマグネット(５)の表面側に形成される磁束ループにおいて磁束水平成分が最大となる部分がコイル(４)の巻線存在領域の中心位置付近に作用するので、コイル(４)全体に作用する磁束水平成分の積分値が最大化される。
本発明に係る第３の電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、コイル(41)の軸と同軸上の中心軸を挟んで両側に配置され該軸と直交する方向に磁化された一対の直方体状のアウターマグネット(７)(７)と、両アウターマグネット(７)(７)の間に配置された強磁性体からなるインナーコア(８)とから構成されている。
上記本発明の電気音響変換装置によれば、両アウターマグネット(７)(７)の振動板(31)側の表面と振動板(31)とは反対側の裏面をそれぞれ包囲して、アウターマグネット(７)(７)の表面に直交すると共にアウターマグネット(７)の磁化方向軸を含む断面上でループを描く磁束ループが形成されるが、両アウターマグネット(７)(７)の内側には強磁性体からなるインナーコア(８)が配置されているため、アウターマグネット(７)の表面側の磁束ループは、インナーコア(８)側に引き寄せられて、アウターマグネット(７)の表面に平行な方向に拡がるため、アウターマグネット(７)の表面に平行な長軸とアウターマグネット(７)の表面に垂直な短軸とを有する楕円状のループとなる。そして、この様な楕円状の磁束ループがコイル(41)を貫通するので、コイル(41)内を通過する多くの磁束は、コイル(41)の内周面と外周面の間を軸と直交する方向へ伸び、コイル(41)を構成している大部分の巻線に対して、軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。この結果、振動板(31)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られる。
本発明に係る第４の電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、コイル(41)の軸と同軸上の中心軸を挟んで両側に配置され該軸と直交する方向に磁化された一対の直方体状のアウターマグネット(７)(７)と、両アウターマグネット(７)(７)の間に配置されたインナーマグネット(71)とから構成され、該インナーマグネット(71)は、前記コイル(41)の軸と平行な方向に磁化されると共に、両アウターマグネット(７)(７)の内側の極性とインナーマグネット(51)のコイル(41)側の極性とが同一となる向きに配置されている。
上記本発明の電気音響変換装置によれば、両アウターマグネット(７)(７)の表面と裏面をそれぞれ包囲して、アウターマグネット(７)(７)の表面に直交すると共にアウターマグネット(７)の磁化方向軸を含む断面上でループを描く磁束ループが形成されるが、両アウターマグネット(７)(７)の内側には、コイル(41)の軸と平行な方向に磁化されたインナーマグネット(71)が配置されているため、アウターマグネット(７)の表面側の磁束ループは、インナーマグネット(71)から発生する磁束と合体して磁束密度が増大すると共に、インナーマグネット(71)側へ引き寄せられて、アウターマグネット(７)の表面に略平行な長軸とアウターマグネット(７)の表面に略垂直な短軸とを有する略楕円状のループとなる。そして、この様な略楕円状の磁束ループがコイル(41)を貫通するので、コイル(41)内を通過する多くの磁束は、コイル(41)の内周面と外周面の間をコイル軸と直交する方向へ伸び、コイル(41)を構成している大部分の巻線に対して、コイル軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。この結果、振動板(31)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られる。
上記第３又は第４の電気音響変換装置において、具体的には、前記アウターマグネット(７)の内側の側面と前記コイル(41)の内周面との間の前記軸とは直交する方向の間隔Ａは、前記コイル(41)の内周面と外周面の間の前記軸とは直交する方向の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されている。
該具体的構成によれば、アウターマグネット(７)の表面側に形成される磁束ループにおいて磁束水平成分が最大となる部分がコイル(41)の巻線存在領域の中心位置付近に作用するので、コイル(41)全体に作用する磁束水平成分の積分値が最大化される。
本発明に係る電気音響変換装置によれば、コイルを振動板の面方向に巻くことによって扁平化することが可能であると共に、コイルに対して高密度の磁束水平成分を作用させることが出来るので、装置全体の薄型化が可能であると共に、小型化／薄型化を図った場合にも十分な音圧が得られる。
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
第１実施例
本発明に係る第１実施例の電気音響変換装置は、図１及び図２に示す如く、扁平な円筒状のフレーム(１)を具え、該フレーム(１)の前面開口部には、複数の放音孔(20)を有する円盤状のカバー(２)が取り付けられている。
図２の如く、フレーム(１)の内部には円盤状の振動板(３)が配備され、該振動板(３)の外周部がフレーム(１)とカバー(２)の間に挟持されている。該振動板(３)の裏面には、振動板(３)上に沿って軸Ｓを中心として巻回された扁平な断面形状のコイル(４)が固定されている。
又、フレーム(１)の内部には、コイル(４)との間に所定の空隙を設けて、リング状のアウターマグネット(５)が固定され、該アウターマグネット(５)の中央孔には、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された円盤状のインナーコア(６)が配備されている。
コイル(４)は、図３(ａ)に示す様に円形、四角形、六角形等の平面形状を有し、図３(ｂ)の如くコイル(４)の軸と同軸上にアウターマグネット(５)が配置されている。ここで、コイル(４)は、その内周面と外周面に挟まれた巻線存在領域がアウターマグネット(５)の内周面と重なることとなる形状寸法に形成されている。尚、アウターマグネット(５)は、複数の扇状のマグネット片(５ａ)(５ｂ)(５ｃ)を組み合わせて構成されており、各マグネット片(５ａ)(５ｂ)(５ｃ)が半径方向に磁化されている。
より具体的には、図２に示す如く、アウターマグネット(５)の内周面とコイル(４)の内周面との間の前記軸とは直交する方向の間隔Ａは、コイル(４)の内周面と外周面の間の前記軸とは直交する方向の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されている。
そして、インナーコア(６)の外周面はアウターマグネット(５)の内周面と密着し、若しくは僅かな隙間をおいて対向している。
アウターマグネット(５)は、図４(ａ)に矢印で示す様に半径方向に磁化されているので、該アウターマグネット(５)から放出される磁力線は、図１０(ａ)に示す如くアウターマグネット(５)の表面側と裏面側でループを描き、表面側の磁束ループがコイル(４)に作用することになる。
ここで、アウターマグネット(５)の中央孔部には強磁性体からなるインナーコア(６)が配置されているため、アウターマグネット(５)の表面側の磁束ループは、インナーコア(６)側に引き寄せられて、アウターマグネット(５)の表面に平行な長軸とアウターマグネット(５)の表面に垂直な短軸とを有する楕円状のループとなる。そして、この様な楕円状の磁束ループがコイル(４)を貫通するので、コイル(４)内を通過する多くの磁束は、コイル(４)の内周面と外周面の間を軸と直交する方向へ伸び、コイル(４)を構成している大部分の巻線に対して、軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。
又、アウターマグネット(５)の内周面とコイル(４)の内周面との間の前記間隔Ａが前記コイル(４)の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されているので、アウターマグネット(５)の表面側に形成される磁束ループにおいて磁束水平成分が最大となる部分がコイル(４)の巻線存在領域の中心位置付近に作用し、コイル(４)全体に作用する磁束水平成分の積分値が最大化される。
この結果、振動板(３)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られることになる。
図４(ｂ)に示す如く、インナーコア(６)の表面をアウターマグネット(５)の表面よりもコイル側へ突出させた構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図１０(ｂ)に示す如き磁束ループが形成され、コイル(４)に対してより高密度の磁束を作用させることが出来る。
又、図５(ａ)に示す如く、インナーコア(６)及びアウターマグネット(５)の裏面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された円盤状のボトムコア(61)を配備した構成や、更に該構成において、図５(ｂ)に示す如くインナーコア(６)の表面をアウターマグネット(５)の表面よりもコイル側へ突出させた構成を採用することも可能である。該ボトムコア(61)はインナーコア(６)と一体構造であっても別体構造であってもよい。
これらの構成によれば、それぞれ図１１(ａ)(ｂ)に示す如くアウターマグネット(５)の裏面側の磁束ループがボトムコア(61)を通過し、ボトムコア(61)にて磁気飽和を起こすため、アウターマグネット(５)の表面側の磁束ループが増大して、コイル(４)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。
第２実施例
本発明に係る第２実施例の電気音響変換装置は、図６(ａ)に示す如く、アウターマグネット(５)の中央孔に円柱状のインナーマグネット(51)が配備されていることを除いて第１実施例の電気音響変換装置と同一の構成を有している。
インナーマグネット(51)は、図６(ａ)に示す如く、軸方向に磁化されており、アウターマグネット(５)の内周側の極性とインナーマグネット(51)のコイル(４)側の極性とが同一となる向きに配置されている。従って、アウターマグネット(５)及びインナーマグネット(51)から放出される磁力線は、図１２(ａ)に示す如くアウターマグネット(５)の表面側と裏面側でループを描き、表面側の磁束ループがコイル(４)に作用することになる。
ここで、アウターマグネット(５)の中央孔部には、軸方向に磁化されたインナーマグネット(51)が配置されているため、アウターマグネット(５)の表面側の磁束ループは、インナーマグネット(51)から発生する磁束と合体して磁束密度が増大すると共に、その多くの磁束がアウターマグネット(５)の表面側でループを描き、表面側の磁束ループは、アウターマグネット(５)の表面に略平行な長軸とアウターマグネット(５)の表面に略垂直な短軸とを有する略楕円状のループとなる。そして、この様な略楕円状の磁束ループがコイル(４)を貫通するので、コイル(４)内を通過する多くの磁束は、コイル(４)の内周面と外周面の間を軸と直交する方向へ伸び、コイル(４)を構成している大部分の巻線に対して、コイル軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。
又、第１実施例と同様に、アウターマグネット(５)の内周面とコイル(４)の内周面との間の前記間隔Ａが前記コイル(４)の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されているので、アウターマグネット(５)の表面側に形成される磁束ループにおいて磁束水平成分が最大となる部分がコイル(４)の巻線存在領域の中心位置付近に作用し、コイル(４)全体に作用する磁束水平成分の積分値が最大化される。
この結果、振動板(３)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られることになる。
図６(ｂ)に示す如く、インナーマグネット(51)の表面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成されたトップコア(62)を配置した構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図１２(ｂ)に示す如く磁束ループをトップコア(62)側へ引き寄せて、コイル(４)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。
又、図７(ａ)に示す如く、インナーマグネット(51)をコイル(４)側へシフトさせて、インナーマグネット(51)の表面をアウターマグネット(５)の表面よりもコイル(４)側へ突出させると共に、インナーマグネット(51)の裏面をアウターマグネット(５)の裏面よりも凹ませた構成や、更に該構成において、インナーマグネット(51)の裏面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された円盤状のボトムコア(63)を配備した構成を採用することも可能である。
これらの構成によれば、それぞれ図１３(ａ)(ｂ)に示す如く磁束ループをコイル(４)側へ引き寄せて、コイル(４)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。特に図１３(ｂ)の場合、ボトムコア(63)を通る磁束が磁気飽和を起こし、これに伴ってアウターマグネット(５)の表面側の磁束が増大することになる。
又、図７(ａ)に示す構成において、図８(ａ)に示す様にインナーマグネット(51)の表面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成される円盤状のトップコア(62)を配備した構成を採用することも可能であり、更に該構成において、図８(ｂ)の如くインナーマグネット(51)の裏面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成される円盤状のボトムコア(63)を配備した構成を採用することも可能である。
これらの構成によれば、それぞれ図１４(ａ)(ｂ)に示す如くトップコア(62)を通過する磁束ループが形成され、これによってコイル(４)を通過する磁束ループを水平磁束成分の大きな分布として、コイル(４)の内周側と外周側に亘って全体に水平磁束成分を作用させることが出来る。特に図１４(ｂ)の場合、ボトムコア(63)を通る磁束が磁気飽和を起こし、これに伴ってアウターマグネット(５)の表面側の磁束が増大することになる。
更に、図７(ｂ)に示す構成において、図９(ａ)に示す様にアウターマグネット(５)の外周面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された円筒状のサイドコア(64)を、アウターマグネット(５)の表面よりもコイル(４)側に突出させて配備した構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図１５(ａ)に示す如くボトムコア(63)及びサイドコア(64)を通過する磁束ループが形成され、これによってコイル(４)側へ磁束ループを引き寄せて、コイル(４)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。
更に図９(ａ)に示す構成において、図９(ｂ)に示す如くインナーマグネット(51)の表面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された円盤状のトップコア(62)を配備した構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図１５(ｂ)に示す如くボトムコア(63)、サイドコア(64)及びトップコア(62)を通過する磁束ループが形成され、これによってコイル(４)側へ磁束ループを引き寄せて、コイル(４)に対して多くの磁束を作用させることが出来、特にトップコア(62)とサイドコア(64)の間の磁力線をコイル(４)の軸と垂直な方向へ軌道修正して、コイル(４)に作用する磁束水平成分を増大させることが出来る。
第３実施例
本発明に係る第３実施例の電気音響変換装置は、図１６及び図１７に示す如く、長円若しくは楕円状の平面形状を有する扁平な筒状のフレーム(11)を具え、該フレーム(11)の前面開口部には、複数の放音孔(20)を有する長円若しくは楕円状の平面形状を有するカバー(21)が取り付けられている。
図１７の如く、フレーム(11)の内部には長円若しくは楕円状の平面形状を有する振動板(31)が配備され、該振動板(31)の外周部がフレーム(11)とカバー(21)の間に挟持されている。該振動板(31)の裏面には、振動板(31)上に沿って軸Ｓを中心として巻回された扁平な断面形状のコイル(41)が固定されている。
又、フレーム(11)の内部には、コイル(41)との間に所定の空隙を設けて、一対の直方体状のアウターマグネット(７)(７)が固定され、両アウターマグネット(７)(７)の間には、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された直方体状のインナーコア(８)が配備されている。
コイル(41)は、図１８(ａ)に示す様に一方向に長い四角形、楕円、トラック形状、六角形等の平面形状を有し、図１８(ｂ)の如くコイル(41)の軸を中心として該軸の両側に一対のアウターマグネット(７)(７)が配置されている。ここで、コイル(41)は、その内周面と外周面に挟まれた巻線存在領域が両アウターマグネット(７)(７)の内側の側面(内面)と重なることとなる形状寸法に形成されている。
より具体的には、図１７に示す如く、アウターマグネット(７)の内面とコイル(41)の内周面との間の前記軸とは直交する方向の間隔Ａは、コイル(41)の内周面と外周面の間の前記軸とは直交する方向の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されている。
そして、インナーコア(８)の両側面はアウターマグネット(７)(７)の内面と密着し、若しくは僅かな隙間をおいて対向している。
アウターマグネット(７)(７)はそれぞれ、図１９(ａ)に矢印で示す様に前記コイルの軸と垂直な方向に互いに逆向きに磁化されており、該アウターマグネット(７)(７)から放出される磁力線は、図２５(ａ)に示す如くアウターマグネット(７)の表面側と裏面側でループを描き、表面側の磁束ループがコイル(41)に作用することになる。
ここで、両アウターマグネット(７)(７)の内側には強磁性体からなるインナーコア(８)が配置されているため、アウターマグネット(７)の表面側の磁束ループは、インナーコア(８)側に引き寄せられて、アウターマグネット(７)の表面に平行な長軸とアウターマグネット(７)の表面に垂直な短軸とを有する楕円状のループとなる。そして、この様な楕円状の磁束ループがコイル(41)を貫通するので、コイル(41)内を通過する多くの磁束は、コイル(41)の内周面と外周面の間を軸と直交する方向へ伸び、コイル(41)を構成している大部分の巻線に対して、軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。
又、アウターマグネット(７)の内面とコイル(41)の内周面との間の前記間隔Ａが前記コイル(41)の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されているので、アウターマグネット(７)の表面側に形成される磁束ループにおいて磁束水平成分が最大となる部分がコイル(41)の巻線存在領域の中心位置付近に作用し、コイル(41)全体に作用する磁束水平成分の積分値が最大化される。
この結果、振動板(31)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られることになる。
図１９(ｂ)に示す如く、インナーコア(８)の表面をアウターマグネット(７)(７)の表面よりもコイル側へ突出させた構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図２５(ｂ)に示す如き磁束ループが形成され、コイル(41)に対してより高密度の磁束を作用させることが出来る。
又、図２０(ａ)に示す如く、インナーコア(８)及びアウターマグネット(７)(７)の裏面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された平板状のボトムコア(81)を配備した構成や、更に該構成において、図２０(ｂ)に示す如くインナーコア(８)の表面をアウターマグネット(７)(７)の表面よりもコイル側へ突出させた構成を採用することも可能である。又、ボトムコア(81)はインナーコア(８)と一体構造であっても別体構造であってもよい。
これらの構成によれば、それぞれ図２６(ａ)(ｂ)に示す如くアウターマグネット(７)の裏面側の磁束ループがボトムコア(81)を通過し、ボトムコア(81)にて磁気飽和を起こすため、アウターマグネット(７)の表面側の磁束ループが増大して、コイル(41)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。
第４実施例
本発明に係る第４実施例の電気音響変換装置は、図２１(ａ)に示す如く、両アウターマグネット(７)(７)の間に直方体状のインナーマグネット(71)が配備されていることを除いて第３実施例の電気音響変換装置と同一の構成を有している。
インナーマグネット(71)は、図２１(ａ)に示す如く、コイル(41)の軸と平行な方向に磁化されて、両アウターマグネット(７)(７)の内側の極性とインナーマグネット(51)のコイル(41)側の極性とが同一となる向きに配置されている。
従って、インナーマグネット(71)及び両アウターマグネット(７)(７)から放出される磁力線は、図２７(ａ)に示す如く両アウターマグネット(７)(７)の表面側と裏面側でループを描き、表面側の磁束ループがコイル(41)に作用することになる。
ここで、両アウターマグネット(７)(７)の内側には、コイル(41)の軸方向に磁化されたインナーマグネット(71)が配置されているため、アウターマグネット(７)の表面側の磁束ループは、インナーマグネット(71)から発生する磁束と合体して磁束密度が増大すると共に、その多くの磁束がアウターマグネット(７)の表面側でループを描き、表面側の磁束ループは、アウターマグネット(７)の表面に略平行な長軸とアウターマグネット(７)の表面に略垂直な短軸とを有する略楕円状のループとなる。そして、この様な略楕円状の磁束ループがコイル(41)を貫通するので、コイル(41)内を通過する多くの磁束は、コイル(41)の内周面と外周面の間を軸と直交する方向へ伸び、コイル(41)を構成している大部分の巻線に対して、軸と直交する方向の磁束水平成分が作用することになる。
又、第３実施例と同様に、アウターマグネット(７)(７)の内面とコイル(41)の内周面との間の前記間隔Ａが前記コイル(41)の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されているので、アウターマグネット(７)(７)の表面側に形成される磁束ループにおいて磁束水平成分が最大となる部分がコイル(41)の巻線存在領域の中心位置付近に作用し、コイル(41)全体に作用する磁束水平成分の積分値が最大化される。
この結果、振動板(31)に大きな駆動力が作用し、大きな音圧が得られることになる。
図２１(ｂ)に示す如く、インナーマグネット(71)の表面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された帯板状のトップコア(82)を配置した構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図２７(ｂ)に示す如く磁束ループをトップコア(82)側へ引き寄せて、コイル(41)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。
又、図２２ａ)に示す如く、インナーマグネット(71)をコイル(41)側へシフトさせて、インナーマグネット(71)の表面をアウターマグネット(７)(７)の表面よりもコイル(41)側へ突出させると共に、インナーマグネット(71)の裏面をアウターマグネット(７)(７)の裏面よりも凹ませた構成や、更に該構成において、インナーマグネット(71)の裏面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された円盤状のボトムコア(83)を配備した構成を採用することも可能である。
これらの構成によれば、それぞれ図２８(ａ)(ｂ)に示す如く磁束ループをコイル(41)側へ引き寄せて、コイル(41)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。特に図２８(ｂ)の場合、ボトムコア(83)を通る磁束が磁気飽和を起こし、これに伴ってアウターマグネット(７)の表面側の磁束が増大することになる。
又、図２２(ａ)に示す構成において、図２３(ａ)に示す様にインナーマグネット(71)の表面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成される帯板状のトップコア(82)を配備した構成を採用することも可能であり、更に該構成において、図２３(ｂ)の如くインナーマグネット(71)の裏面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成される帯板状のボトムコア(83)を配備した構成を採用することも可能である。
これらの構成によれば、それぞれ図２９(ａ)(ｂ)に示す如くトップコア(82)を通過する磁束ループが形成され、これによってコイル(41)を通過する磁束ループを水平磁束成分の大きな分布として、コイル(41)の内周側と外周側に亘って全体に水平磁束成分を作用させることが出来る。特に図２９(ｂ)の場合、ボトムコア(83)を通る磁束が磁気飽和を起こし、これに伴ってアウターマグネット(７)の表面側の磁束が増大することになる。
更に、図２２(ｂ)に示す構成において、図２４(ａ)に示す様に両アウターマグネット(７)(７)の外側の側面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された平板状のサイドコア(84)(84)を、アウターマグネット(７)(７)の表面よりもコイル(41)側に突出させて配備した構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図３０(ａ)に示す如くボトムコア(83)及びサイドコア(84)(84)を通過する磁束ループが形成され、これによってコイル(41)側へ磁束ループを引き寄せて、コイル(41)に対して多くの磁束を作用させることが出来る。
更に図２４(ａ)に示す構成において、図２４(ｂ)に示す如くインナーマグネット(71)の表面に、鉄、パーマロイ等の強磁性体から形成された帯板状のトップコア(82)を配備した構成を採用することも可能である。
該構成によれば、図３０(ｂ)に示す如くボトムコア(83)、サイドコア(84)(84)及びトップコア(82)を通過する磁束ループが形成され、これによってコイル(41)側へ磁束ループを引き寄せて、コイル(41)に対して多くの磁束を作用させることが出来、特にトップコア(82)とサイドコア(84)の間の磁力線をコイル(41)の軸と垂直な方向へ軌道修正して、コイル(41)に作用する磁束水平成分を増大させることが出来る。
上述の如く、本発明の何れの実施例並びに構成例においても、コイルが扁平な形状に巻回されているので、装置全体の薄型化が可能である。又、リング状のアウターマグネットの中央孔若しくは一対のアウターマグネットの間にインナーコア若しくはインナーマグネットが配備されて、アウターマグネットの内周面側若しくは内面側に形成される磁束ループをコイルに有効に作用させて、振動板を大きな力で駆動することが出来るので、装置の小型化／薄型化を図った場合にも十分な音圧が得られる。
本発明に係る円形型の電気音響変換装置の外観を示す斜視図である。 該電気音響変換装置の断面図である。 該電気音響変換装置におけるコイルの各種形状とアウターマグネットとの位置関係を示す平面図である。 該電気音響変換装置における直流磁界発生部の構成例を示す一部破断斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す一部破断斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す一部破断斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す一部破断斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す一部破断斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す一部破断斜視図である。 該電気音響変換装置において直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 本発明に係る長円型の電気音響変換装置の外観を示す斜視図である。 該電気音響変換装置の短軸方向に沿う断面図である。 該電気音響変換装置におけるコイルの各種形状とアウターマグネットとの位置関係を示す平面図である。 該電気音響変換装置における直流磁界発生部の構成例を示す斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す斜視図である。 直流磁界発生部の他の構成例を示す斜視図である。 該電気音響変換装置において直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 他の直流磁界発生部によって形成される磁束ループを示す断面図である。 従来のスピーカの一部破断斜視図である。 従来の他のスピーカの一部破断斜視図である。 従来の他のスピーカの斜視図である。 従来の他のスピーカの斜視図である。 従来の薄型のスピーカの断面図である。
符号の説明
(１) フレーム
(２) カバー
(３) 振動板
(４) コイル
(５) アウターマグネット
(51) インナーマグネット
(６) インナーコア
(61) ボトムコア
(62) トップコア
(63) ボトムコア
(64) サイドコア
(71) インナーマグネット
(11) フレーム
(21) カバー
(31) 振動板
(41) コイル
(７) アウターマグネット
(71) インナーマグネット
(８) インナーコア
(81) ボトムコア
(82) トップコア
(83) ボトムコア
(84) サイドコア

Claims (22)

  1. 外周部を固定端とする振動板(３)と、該振動板(３)に対して垂直の軸を有して該振動板(３)の中央部に取り付けられたコイル(４)とを具え、前記コイル(４)との間に前記コイル(４)の軸方向に空隙を設けて一定位置に固定された直流磁界発生部とを具え、該直流磁界発生部から放射される磁束を前記コイル(４)に作用させて振動板(３)を駆動する電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、前記コイル(４)の軸と同軸上に配置され該軸と直交する方向に磁化されたリング状のアウターマグネット(５)と、該アウターマグネット(５)の中央孔部に配置された強磁性体からなるインナーコア(６)とから構成されていることを特徴とする電気音響変換装置。
  2. 前記直流磁界発生部の前記コイル(４)側の表面において、インナーコア(６)の表面はアウターマグネット(５)の表面よりもコイル(４)側へ突出している請求項１に記載の電気音響変換装置。
  3. 前記直流磁界発生部の前記コイル(４)とは反対側の裏面には、アウターマグネット(５)及びインナーコア(６)に跨って、強磁性体からなるボトムコア(61)が配置されている請求項１又は請求項２に記載の電気音響変換装置。
  4. 外周部を固定端とする振動板(３)と、該振動板(３)に対して垂直の軸を有して該振動板(３)の中央部に取り付けられたコイル(４)とを具え、前記コイル(４)との間に前記コイル(４)の軸方向に空隙を設けて一定位置に固定された直流磁界発生部とを具え、該直流磁界発生部から放射される磁束を前記コイル(４)に作用させて振動板(３)を駆動する電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、前記コイル(４)の軸と同軸上に配置され該軸と直交する方向に磁化されたリング状のアウターマグネット(５)と、該アウターマグネット(５)の中央孔部に配置されたインナーマグネット(51)とから構成され、該インナーマグネット(51)は、前記コイル(４)の軸と平行な方向に磁化されると共に、アウターマグネット(５)の内周側の極性とインナーマグネット(51)のコイル(４)側の極性とが同一となる向きに配置されていることを特徴とする電気音響変換装置。
  5. 前記直流磁界発生部の前記コイル(４)側の表面において、インナーマグネット(51)の表面はアウターマグネット(５)の表面よりもコイル(４)側へ突出している請求項４に記載の電気音響変換装置。
  6. 前記直流磁界発生部の前記コイル(４)とは反対側の裏面において、インナーマグネット(51)の裏面はアウターマグネット(５)の裏面よりも凹んでいる請求項５に記載の電気音響変換装置。
  7. インナーマグネット(51)の裏面には、強磁性体からなるボトムコア(63)が配置されている請求項６に記載の電気音響変換装置。
  8. アウターマグネット(５)の外周面には、アウターマグネット(５)のコイル(４)側の表面よりもコイル(４)側へ突出した筒状のサイドコア(64)が配備されている請求項５乃至請求項７の何れかに記載の電気音響変換装置。
  9. 前記インナーマグネット(51)のコイル(４)側の表面には、強磁性体からなるトップコア(62)が配置されている請求項４乃至請求項８の何れかに記載の電気音響変換装置。
  10. 前記コイル(４)は、その内周面と外周面に挟まれた巻線存在領域がアウターマグネット(５)の内周面と重なる位置に設置されている請求項１乃至請求項９の何れかに記載の電気音響変換装置。
  11. 前記アウターマグネット(５)の内周面と前記コイル(４)の内周面との間の前記軸とは直交する方向の間隔Ａは、前記コイル(４)の内周面と外周面の間の前記軸とは直交する方向の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されている請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の電気音響変換装置。
  12. 外周部を固定端とする振動板(31)と、該振動板(31)に対して垂直の軸を有して該振動板(31)の中央部に取り付けられたコイル(41)とを具え、前記コイル(41)との間に前記コイル(41)の軸方向に空隙を設けて一定位置に固定された直流磁界発生部とを具え、該直流磁界発生部から放射される磁束を前記コイル(41)に作用させて振動板(31)を駆動する電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、前記コイル(41)の軸と同軸上の中心軸を挟んで両側に配置され該軸と直交する方向に磁化された一対の直方体状のアウターマグネット(７)(７)と、両アウターマグネット(７)(７)の間に配置された強磁性体からなるインナーコア(８)とから構成されていることを特徴とする電気音響変換装置。
  13. 前記直流磁界発生部の前記コイル(41)側の表面において、インナーコア(８)の表面はアウターマグネット(７)(７)の表面よりもコイル(41)側へ突出している請求項１２に記載の電気音響変換装置。
  14. 前記直流磁界発生部の前記コイル(41)とは反対側の裏面には、インナーコア(８)及び両アウターマグネット(７)(７)に跨って、強磁性体からなるボトムコア(81)が配置されている請求項１２又は請求項１３に記載の電気音響変換装置。
  15. 外周部を固定端とする振動板(31)と、該振動板(31)に対して垂直の軸を有して該振動板(31)の中央部に取り付けられたコイル(41)とを具え、前記コイル(41)との間に前記コイル(41)の軸方向に空隙を設けて一定位置に固定された直流磁界発生部とを具え、該直流磁界発生部から放射される磁束を前記コイル(41)に作用させて振動板(31)を駆動する電気音響変換装置において、前記直流磁界発生部は、前記コイル(41)の軸と同軸上の中心軸を挟んで両側に配置され該軸と直交する方向に磁化された一対の直方体状のアウターマグネット(７)(７)と、両アウターマグネット(７)(７)の間に配置されたインナーマグネット(71)とから構成され、該インナーマグネット(71)は、前記コイル(41)の軸と平行な方向に磁化されると共に、両アウターマグネット(７)(７)の内側の極性とインナーマグネット(51)のコイル(41)側の極性とが同一となる向きに配置されていることを特徴とする電気音響変換装置。
  16. 前記直流磁界発生部の前記コイル(41)側の表面において、インナーマグネット(71)の表面はアウターマグネット(７)(７)の表面よりもコイル(41)側へ突出している請求項１５に記載の電気音響変換装置。
  17. 前記直流磁界発生部の前記コイル(41)とは反対側の裏面において、インナーマグネット(71)の裏面はアウターマグネット(７)(７)の裏面よりも凹んでいる請求項１６に記載の電気音響変換装置。
  18. インナーマグネット(71)の裏面には、強磁性体からなるボトムコア(83)が配置されている請求項１７に記載の電気音響変換装置。
  19. 両アウターマグネット(７)(７)の両側の側面には、アウターマグネット(７)(７)のコイル(41)側の表面よりもコイル(41)側へ突出した平板板のサイドコア(84)(84)が配備されている請求項１６乃至請求項１８の何れかに記載の電気音響変換装置。
  20. 前記インナーマグネット(71)のコイル(41)側の表面には、強磁性体からなるトップコア(82)が配置されている請求項１５乃至請求項１９の何れかに記載の電気音響変換装置。
  21. 前記コイル(41)は、その内周面と外周面に挟まれた巻線存在領域が両アウターマグネット(７)(７)の内側の側面と重なる位置に設置されている請求項１２乃至請求項２０の何れかに記載の電気音響変換装置。
  22. 前記アウターマグネット(７)の内側の側面と前記コイル(41)の内周面との間の前記軸とは直交する方向の間隔Ａは、前記コイル(41)の内周面と外周面の間の前記軸とは直交する方向の幅寸法Ｌの２分の１の値、若しくはその近似値に設定されている請求項１２乃至請求項２１の何れかに記載の電気音響変換装置。
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