JP2000224694A

JP2000224694A - スピーカ装置

Info

Publication number: JP2000224694A
Application number: JP11025649A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Watanabe; 茂渡辺
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】コイルに大入力を供給して振動板が大振幅で
振動してもコイル断線することのないスピーカ装置を提
供することを目的とする。【解決手段】駆動電流供給手段が、振動板の駆動方向
に各々のコイル軸が沿うように配列されてフレームに取
りつけられる複数のコイルの中から駆動電流を供給する
ためのコイルを適宜選択し、選択したコイルに駆動電流
を供給して磁界を形成させて磁石に付与することにより
該磁界により生じた磁気を磁石に付与し、この磁気と、
磁石の磁極により形成される磁界によって生じる磁気と
の反発・吸引力を生じさせることにより磁石を駆動して
振動板をコイル軸に沿った駆動方向に駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカ装置に関
し、特に励磁コイルから得られる磁界によって磁石を振
動板と共に駆動するムービング磁石駆動（Ｍ−Ｍ駆動）
方式によるスピーカ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スピーカ装置はオーディオ信号
（電気信号）を入力して振動板を機械振動させ、当該振
動板の振動を音響エネルギに変換する、いわゆる電気−
音響変換器である。

【０００３】スピーカ装置の代表例であるムービングコ
イル方式のダイナミックスピーカ（動電型スピーカ）の
構造を図４に示す。周知のごとく、ダイナミックスピー
カは、例えば略円錐形状（コーン形状）を有する振動板
１０１の中央部分の孔に、ボイスコイル１０２が卷回さ
れたボイスコイルボビン１０３が嵌合固着し、フレーム
１１２に取り付けられたエッジ１０８及びダンパ１０９
によって、振動板１０１、ボイスコイル１０２、ボイス
コイルボビン１０３が一体に弾性支持されることにより
振動板１０１がダイナミックスピーカの中心軸Ｘ方向に
おける所定の静止位置において支持されると共に、ボイ
スコイル１０２及びボイスコイルボビン１０３が磁石１
０４、プレート１０５、ポールヨーク１０６からなる磁
気回路１０７の磁気空隙内の所定の静止位置において空
間支持される。

【０００４】また、ボイスコイル１０２はその両端がフ
レーム１１２に設けられた正負の入力端子１１０にそれ
ぞれリード線１１１を介して電気的に接続されていて、
該入力端子１１０からオーディオ信号が供給されること
により磁気ギャップ内のボイスコイル１０２がオーディ
オ信号に応じた電磁駆動力を受けて振動板１０１と共に
ピストン振動方向に沿って前後に駆動する。その結果、
振動板１０１からオーディオ信号に応じた音響エネルギ
が放射される。

【０００５】このように、ムービングコイル方式のダイ
ナミックスピーカは、その構造上ボイスコイルが振動板
１０１と共に振動するので、フレーム１１２に設けられ
た正負の入力端子１１０とボイスコイル１０２をつなぐ
リード線１１１は、入力端子１１０から供給される電気
入力をボイスコイル１０２に常に供給する必要がある。

【０００６】また、リード線１１１は、振動中の振動板
１０１の有効ストロークを確保すると共に振動板１０１
の振動姿態に影響をおよぼさないようにするために、耐
屈曲性を有し、適度に柔らかく且つ自己の姿勢維持が可
能な程度の硬さを有する材料で形成されるのが望まし
い。

【０００７】また、リード線１１１は、振動板１０１の
有効ストロークに対し突っ張らないように振動板１０１
の振幅に対しある程度余裕ある長さを有する必要がある
が、振動中にリード線１１１が振動板１０１、ダンパ１
０９、フレーム１１２等にぶつかって不要な音を出さな
いようにするためにはリード線１１１の長さをあまり余
裕を持たせて形成することができない。

【０００８】従って、従来、ムービングコイル方式のダ
イナミックスピーカでは、正負の各リード線１１１は、
上述した範囲の長さを有し、その一端を入力端子１１０
側に固定し、他方端を振動板１０１の表面上に引き出さ
れたボイスコイル１０２の両端に振動板１０１の裏側か
らそれぞれ接続して該接続部分が振動板１０１上に固定
すると共に、中間部分をややたるませた状態で振動板１
０１やボイスコイル１０２、フレーム１１２等と接する
ことがないように、振動板１０１の背面側とフレーム１
１２との間において空中配線（図４参照）によってスタ
イリングされるのが通常である。

【０００９】上述のように、ムービングコイル方式のダ
イナミックスピーカは、静磁界内に空間配置された質量
の小さいボイスコイル及びボイスコイルボビンが振動板
に固着されて軽量の振動系を構成し、当該ボイスコイル
に電気入力を与えることによりボイスコイルが電磁駆動
して、振動板を前後に振動させるので、電気−音響変換
効率の主要構成要素となる振動系の付加質量を容易に小
さく設定でき、したがって電気−音響変換効率を高める
上で比較的有利である。

【００１０】従来のムービングコイル方式のダイナミッ
クスピーカは概略以上のように構成され、簡単な構造と
音響変換の効率良さからスピーカ装置の主流として広く
用いられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記ムービングコイル
方式のダイナミックスピーカに代表されるスピーカ装置
は、近年、家庭用のオーディオ装置等に用いられるのみ
ならず、車載用としても用いられることが多く、使用者
が臨場感あふれる大音量の再生音を望むため、スピーカ
装置に大入力が供給される場合が多い。

【００１２】ところが、上述したムービングコイル方式
のダイナミックスピーカでは、リード線１１１をスタイ
リングする必要からリード線１１１の長さに自ずと限り
があり、リード線１１１が突っ張らない範囲での振幅し
か得ることができない。

【００１３】つまり、スピーカ装置に大入力を供給した
場合に、振動板１０１やボイスコイル１０２の振動に伴
ってリード線１１１の両端部分が繰り返し突っ張ったり
大きく屈曲したりするので、その結果リード線１１１の
両端部分が屈曲疲労して断線してしまう場合がある。そ
の結果、スピーカ装置のコイルに電気入力が供給されな
い状態（コイル断線状態）を引き起こしてしまう場合が
ある。

【００１４】また、ムービングコイル方式のダイナミッ
クスピーカのボイスコイルに供給される電気入力は、そ
の一部がボイスコイルに流れる駆動電流よって熱エネル
ギーに変換されてジュール熱となって放熱されて消費さ
れ、残りが振動系の駆動エネルギとなる。

【００１５】従って、上述した、ムービングコイル方式
のダイナミックスピーカに大入力が供給されて、振動板
１０１やボイスコイル１０２が大振幅で振動する場合
に、リード線１１１が上述の理由によって即座に断線し
ない場合であっても、振動板１０１の大振幅に伴ってリ
ード線１１１のある部分が繰り返し屈曲し、その屈曲動
作によって材料に疲労が生じて僅かであってもその屈曲
部分が集中的に損傷する場合があり、その場合には、屈
曲部分のリード線の断面積が減少するのでリード線の抵
抗値が局所的に増すこととなる。

【００１６】このような状態において、スピーカ装置に
さらに大入力を供給し続けた場合には、リード線１１１
の損傷部分に集中的にジュール熱が放熱または蓄積され
るのでリード線１１１が急激に温度上昇してその部分が
軟化してさらに屈曲し易くなり、結果的にリード線１１
１を加速的に損傷させることとなり断線を引き起こす場
合がある。その結果、スピーカ装置のコイルに電気入力
が供給されない状態（コイル断線状態）を引き起こして
しまう場合がある。

【００１７】そのため、従来ではリード線１１１に機械
的、電気的な負荷がかからない範囲内においてスピーカ
装置に電気入力を供給する必要があり、スピーカ装置に
大入力を供給して振動板を大振幅で振動させることには
自ずと限界があった。

【００１８】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
のであり、コイルに大入力を供給して振動板が大振幅で
振動してもコイル断線することのないスピーカ装置を提
供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決する手段】請求項１に記載の発明は、磁石
が取り付けられた振動板と、該振動板を弾性支持するフ
レームと、前記磁石に磁界を付与する磁界付与手段とを
有するスピーカ装置であって、前記磁石は、一対の磁極
が前記振動板の駆動方向に沿って配列されるものであ
り、前記磁界付与手段は、コイル軸が前記振動板の駆動
方向に沿うように配列されて前記フレームに取り付けら
れる複数のコイルと、前記複数のコイルに選択的に駆動
電流を供給する駆動電流供給手段を含むことを特徴とす
る。

【００２０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のスピーカ装置において、前記駆動電流供給手段
は、前記複数のコイルのうち２つのコイルを選択し、こ
れら２つのコイルに互いに逆方向の駆動電流を供給する
ことにより前記磁石に磁界を付与して前記振動板を前記
駆動方向に沿って駆動することを特徴とする。

【００２１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載のスピーカ装置において、磁界付与手段
は、複数のコイルを挟んで固定配置する複数の凸部を有
するヨークをさらに備え、複数のコイル及びヨークは、
励磁型の磁気回路を構成することを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明によれば、駆動電流供給手段が、振動板
の駆動方向に各々のコイル軸が沿うように配列されてフ
レームに取りつけられる複数のコイルの中から駆動電流
を供給するためのコイルを適宜選択し、選択したコイル
に駆動電流を供給して磁界を形成させて磁石に付与する
ことにより該磁界により生じた磁気を磁石に付与し、こ
の磁気と、磁石の磁極により形成される磁界によって生
じる磁気との反発・吸引力を生じさせることにより磁石
を駆動して振動板をコイル軸に沿った駆動方向に駆動す
るようにしたので、振動板が大振幅で振動しても各コイ
ル及びそれらに接続されるリード線は振動板に引っ張ら
れることがなく、従って、振動板の振幅に起因してコイ
ルが断線することがない。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施形態に
ついて図をもとに説明する。図１は、本発明に好適な実
施形態におけるスピーカ装置の主要断面構造図である。
同図において、スピーカ装置は、励磁コイルを用いた励
磁型の磁気回路から得られる交流磁界によって生じる磁
気と、振動板に固着された磁石によって生じる磁気の反
発・吸引力を用いたムービング磁石駆動（Ｍ−Ｍ駆動）
方式によるスピーカ装置であり、以下これを説明する。

【００２４】図１に示すように、スピーカ装置は、略円
錐形状（コーン形状）を有する振動板１の中央部分の孔
に中心軸Ｘを中心としたリング状の磁石２の外周面が嵌
合して固着される。

【００２５】磁石２は、例えば５５〜６５ＭＧ・Ｏｅ程
度もしくはそれ以上の高い磁気エネルギ（Ｂ・Ｈ積）を
有するネオジウム系金属化合物やサマリウム系金属化合
物などの材料からなるリング状（ここでは円筒形状）の
希土類磁石であり、中心軸Ｘ方向に磁化されて、上面側
及び下面側が一対の磁極に対応する。

【００２６】磁石２が固着された振動板１は、フレーム
３に取り付けられたエッジ４によって外周縁部が中心軸
Ｘ方向において弾性支持されると共に、フレーム３に取
り付けられたダンパ５及びダンパ６によって内周縁部が
中心軸Ｘ方向において弾性支持される。

【００２７】これにより、振動板１及び磁石２は、フレ
ーム３に取り付けられたエッジ４及びダンパ５、６によ
ってスピーカ装置の中心軸Ｘ方向における所定の静止位
置に弾性支持され、磁石２は、上記一対の磁極が振動板
１の駆動方向（即ち中心軸Ｘ方向）に沿うように配列さ
れて該駆動方向に沿った静磁界を形成する。

【００２８】また、フレーム３は、例えば鉄や銅やアル
ミニウムやイリジウムやマグネシウムまたはそれらを含
む合金等の優れた熱伝導性を有する金属材料からなり、
中心軸Ｘを中心に底面から中心軸Ｘ方向に立設する円筒
状のヨーク７が取りつけられて固定されている。

【００２９】ヨーク７は、熱伝導性の優れた軟鉄等の軟
磁性材料からなり、リング状の磁石２の内径よりもやや
小さい外径を有し、図１に示すようにヨーク７には、そ
の円筒側面部分から水平方向（駆動方向に垂直な方向）
に突出する複数（ここでは５つ）のリング状の凸部７ａ
が振動板１の駆動方向に沿って等間隔に形成されてい
て、中心軸Ｘを同軸とする複数の円筒状のコイル（ここ
では、４つのコイル８、９、１０、１１で示す。）がこ
れら凸部７ａに挟まれて上下に固定配置されている。

【００３０】コイル８、９、１０、１１は、絶縁被膜を
有する電線がそれぞれ同方向に１または複数回巻かれて
形成される円筒状の励磁コイルであり、凸部１７ａを挟
んでそれぞれヨーク７の円筒側面及び凸部７ａと接する
状態でヨーク７に固定されることによりフレーム３に取
りつけられ、各コイルの中心軸（コイル軸）が振動板１
の駆動方向に沿うように配列される。

【００３１】なお、各コイルは、必ずしも線材、巻き
幅、巻き数などが同一である必要はないが、ここでは、
４つのコイルは同一（同一線材を用いた１層当たり４回
巻きの４層コイル）として説明する。また、各コイルの
外径は、凸部７ａの外径よりもやや小さく形成されてい
る。

【００３２】したがって、円筒状のヨーク７及びコイル
８、９、１０、１１は、振動板１と共にエッジ４、ダン
パ５及びダンパ６によって弾性支持される磁石２に挿通
した状態でフレーム３に固定されている。

【００３３】また、コイル８、９、１０、１１の各両端
は、直接または例えばリード線等によりヨーク７の外部
に引き出されて、フレームなどに設けられた図示せぬ端
子を介して駆動電流供給手段１２の出力側にそれぞれ各
両端毎に独立して電気的に接続される。

【００３４】また、ヨーク７が有する各凸部７ａの外周
側面は、図１に示すように、磁石２の内周側面と所定の
空隙を介して対向する。また、ヨーク７は、スピーカ装
置の初期状態（つまり、入力端子に電気入力が供給され
ない状態）において、上記静止位置で弾性支持される磁
石２の上面と下面の略中間位置が、コイル９とコイル１
０の間に配される凸部７ａの中間の高さ位置とが同じ高
さ位置となるように配される。

【００３５】ヨーク７及びコイル８、９、１０、１１は
隣接する凸部７ａの間にそれぞれ磁路を形成するための
空隙が形成された励磁型の磁気回路を構成する。

【００３６】また、磁石２は、駆動方向に沿って上下に
移動した場合でも少なくとも２つ以上のコイルと対向す
るようにその高さが設定される。尚、本実施形態では、
磁石２は、隣接するコイルピッチのおよそ１．５倍の寸
法に設定され、磁石２が駆動方向に沿って上下に移動し
ても必ず２つまたは３つのコイルと対向するように構成
され、両磁極が互いに異なるコイルと対向する。

【００３７】また、ヒートシンク１３は、熱伝導性を有
する部材からなる放熱フィン等によって構成される放熱
器であり、フレーム３またはヨーク７に固定されること
により、フレーム３及びヨーク７からの熱を伝えて外部
空間に放熱する。

【００３８】一方、駆動電流供給手段１２には、音響再
生のためのオーディオ信号が供給され、該オーディオ信
号の大きさ（レベル値）を逐次検出し、この検出したレ
ベル値に応じてコイル８、９、１０、１１の中から駆動
電流を供給するためのコイルを適宜選択する。

【００３９】駆動電流供給手段１２は、この選択したコ
イルに対し駆動電流を供給して選択したコイルを励磁し
て該コイルを挟んで互いに隣接する凸部７ａ間の空隙に
交流磁界を生じさせ、該コイルと対向する磁石２に対し
上記駆動方向に沿った交流磁界を付与する。

【００４０】従って、駆動電流供給手段１２により交流
磁界が付与された磁石２は、交流磁界により生じた磁気
と磁石２が形成する静磁界により生じた磁気との反発・
吸引力を受け、磁石２が振動板１と一体で駆動方向に沿
って駆動される。その結果、振動板１からオーディオ信
号に応じた音響エネルギが放射される。

【００４１】スピーカ装置は、概略以上のように構成さ
れ、駆動電流供給手段１２に供給されるオーディオ信号
に応じた音響エネルギが振動板１から放射される。

【００４２】図２は、駆動電流供給手段１２から磁気回
路７の各コイルに駆動電流を供給することにより磁石２
が駆動方向に沿って大きく振幅する様子を示した図であ
り、ここでは、磁石２を駆動方向に沿って静止位置から
スピーカ装置の前方（つまり図２では紙面に沿って上方
向）に大きく振幅させた場合の様子を（ａ）〜（ｇ）に
よって順次示している。以下これを説明する。

【００４３】先ず、（ａ）は、スピーカ装置の初期状態
における磁石２の静止位置を示している。この場合、磁
石２は、先に述べたように、磁石２の上面と下面の略中
間位置が、コイル９とコイル１０の間に位置する凸部７
ａの外周側面の中間位置とほぼ同じ位置となるように配
される。

【００４４】この状態から、駆動電流供給手段１２にオ
ーディオ信号が供給されると、駆動電流供給手段１２
は、例えば所定の周期で信号のレベルをサンプリング抽
出する。

【００４５】なお、ここではオーディオ信号は例えば単
一の周波数を有する正弦波として説明する。従って、駆
動電流供給手段１２にこのオーディオ信号が０から正の
レベルの半波長分だけ供給開始される場合は、駆動電流
供給手段１２は、供給される信号のレベルを順次サンプ
リング開始し、最初のサンプリングレベルが正のレベル
であることを検出して、コイル９を選択し、コイル９に
対し検出されたレベルに応じた駆動電流を図2（ｂ）に
示す方向で供給し、コイル９の上面側に隣接する凸部７
ａをＮ極としコイル９の下面側に隣接する凸部７ａをＳ
極とする磁界を形成する。

【００４６】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル９の上面側に隣接する凸部７
ａ側によって駆動方向に沿って上方に磁気吸引され、磁
石２の下面側（Ｎ極側）がコイル９の上面側に隣接する
凸部７ａ側によって同じく駆動方向に沿って上方に磁気
吸引される。その結果、磁石２はコイル９に供給される
駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向に沿って上方に
駆動される。

【００４７】磁石２は、コイル９に供給される駆動電流
の大きさに応じて（ｃ）に示す高さ位置（つまり、磁石
２の上面と下面の略中間位置が、コイル９の略中間位置
とほぼ同じ位置となる高さ位置）まで駆動される。

【００４８】駆動電流供給手段１２は、上述のようにオ
ーディオ信号のレベルを逐次検出し、磁石２を（ｃ）に
示す高さ位置よりもさらに上方に駆動する必要があると
判断した場合に、コイル９の代りにコイル８を選択し、
コイル８に対し検出されたレベルに応じた駆動電流を
（ｄ）に示す電流方向で供給し、コイル８の上面側に隣
接する凸部７ａをＮ極としコイル８の下面側に隣接する
凸部７ａをＳ極とする磁界を形成する。

【００４９】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル８の上面側に隣接する凸部７
ａ側によって駆動方向に沿って上方に磁気吸引され、磁
石２の下面側（Ｎ極側）がコイル８の上面側に隣接する
凸部７ａ側によって同じく駆動方向に沿って上方に磁気
吸引される。

【００５０】その結果、磁石２はコイル８に供給される
駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向に沿って上方に
駆動される。このようにして、磁石２は、駆動電流供給
手段１２に供給される正弦波の１／４波長分の信号に応
じて駆動される。

【００５１】次に、駆動電流供給手段１２は、オーディ
オ信号のレベルを逐次検出し、コイル８によって駆動中
の磁石２を上方から下方に駆動方向を切替えて駆動する
必要があると判断した場合に、コイル８の代りにコイル
９を選択し、コイル９に対し検出されたレベルに応じた
駆動電流を（ｅ）に示す電流方向で供給し、コイル９の
上面側に隣接する凸部７ａをＮ極としコイル８の下面側
に隣接する凸部７ａをＳ極とする磁界を形成する。

【００５２】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル９の上面側に隣接する凸部７
ａ側によって駆動方向に沿って下方に磁気吸引され、磁
石２の下面側（Ｎ極側）がコイル９の上面側に隣接する
凸部７ａ側によって同じく駆動方向に沿って下方に磁気
吸引される。その結果、磁石２はコイル９に供給される
駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向に沿って下方に
駆動される。

【００５３】磁石２は、コイル９に供給される駆動電流
の大きさに応じて、磁石２の上面と下面の略中間位置
が、コイル９の略中間位置とほぼ同じ位置となる高さ位
置（（ｆ）に示す磁石２の高さ位置）まで駆動される。

【００５４】駆動電流供給手段１２は、さらにオーディ
オ信号のレベルを逐次検出し、磁石２を（ｆ）に示す高
さ位置よりもさらに下方に駆動する必要があると判断し
た場合に、コイル９の代りにコイル１０を選択し、コイ
ル１０に対し検出されたレベルに応じた駆動電流を
（ｆ）に示す電流方向で供給し、コイル１０の上面側に
隣接する凸部７ａをＮ極としコイル１０の下面側に隣接
する凸部７ａをＳ極とする磁界を形成する。

【００５５】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
下面側（Ｎ極側）がコイル１０の上面側に隣接する凸部
７ａ側（Ｎ極側）によって駆動方向に沿って下方に磁気
反発されると共に、コイル１０の下面側に隣接する凸部
７ａ側によって駆動方向に沿って下方に磁気吸引され
る。

【００５６】その結果、磁石２はコイル１０に供給され
る駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向に沿って下方
に駆動される。（ｇ）は、このようにして磁石２が再び
静止位置まで駆動された状態を示している。

【００５７】以上のようにして、磁石２は、駆動電流供
給手段１２に供給される正弦波の半波長分の信号に応じ
て駆動される。

【００５８】尚、ここではオーディオ信号は例えば単一
の周波数を有する正弦波とし、駆動電流供給手段１２に
このオーディオ信号が０から正のレベルの半波長分だけ
供給開始される場合で説明したが、０から正のレベルの
半波長分によって磁石２を静止位置から下方に大きく振
幅し再び静止位置の戻す駆動を行う場合も、コイルと磁
石の作用によって同様に行われるので、ここでは説明を
省略する。

【００５９】以上述べたように、駆動電流供給手段１２
は、逐次検出する信号のレベルに応じてコイルを選択
し、選択されたコイルに駆動電流を供給することによっ
て磁石２に磁界を付与して磁石２を磁気反発・吸引して
駆動する。また、選択されたコイルが磁石２を駆動する
範囲（高さ位置）においては、検出する信号のサンプリ
ングレベルに応じた駆動電流を当該コイルに流すことに
より、磁石２を当該サンプリングレベルに応じた振幅で
駆動することができる。

【００６０】また、駆動電流供給手段１２は、選択中の
コイルによって駆動可能な磁石２の高さ位置の範囲を超
えるサンプリングレベルを検出した場合は、駆動電流を
供給するコイルを選択中のコイルから隣接するコイルに
代えて選択する。

【００６１】つまり、選択中のコイルの代りに該コイル
の上方側に隣接するコイルを切替選択して当該サンプリ
ングレベルに応じた駆動電流を流すことにより、磁石２
をさらに上方に駆動することができる。

【００６２】また、選択中のコイルの代りに該コイルの
下方側に隣接するコイルを切替選択して当該サンプリン
グレベルに応じた駆動電流を流すことにより、磁石２を
さらに下方に駆動することができる。

【００６３】このように、駆動電流供給手段１２は、オ
ーディオ信号のレベルを逐次検出し、検出された信号の
レベルに応じて駆動電流を供給するためのコイルを選択
し、選択されたコイルに駆動方向に応じた方向の電流を
信号のレベルに応じた大きさで流すことにより磁石２に
必要な高さ位置まで駆動することができる。

【００６４】この場合に、磁石１２は、ダンパ５、６及
びエッジ４に弾性支持されているので、駆動電流の大き
さと磁石２の変位は必ずしも一次比例しない。また、各
コイルによって形成される磁束も磁石２に対し駆動方向
に一様に付与されるわけではない。

【００６５】そのため、実際には、駆動電流手段１２
は、例えば、サンプリングレベルと磁石２の変位が１次
比例するように、予め、選択したコイルに供給する駆動
電流の大きさを記憶しておく。

【００６６】これにより、スピーカ装置は、大振幅のオ
ーディオ信号が供給されても、振動板１を取りつけた磁
石２を駆動方向に沿ってリニアに駆動することができ
る。その結果、振動板１からオーディオ信号に応じた音
響エネルギが正確に放射される。

【００６７】また、各コイルは、ヨーク７に固定される
ことによりフレーム３に固定され、各コイルの各両端
は、直接または例えばリード線等によりヨーク７の外部
に引き出されて、フレームなどに設けられた図示せぬ端
子を介して駆動電流供給手段１２の出力側にそれぞれ各
両端毎に独立して電気的に接続され、駆動電流供給手段
１２から駆動電流が供給されるので、スピーカ装置が動
作中は、各コイル及びそれに接続された各リード線が振
動板１を含むスピーカ装置の振動系によって突っ張った
り屈曲したりすることがないので、各コイル及び各リー
ド線に機械的負荷がかからない。したがって、スピーカ
装置に大入力を供給して振動板１が大振幅で振動しても
コイル断線を生じない。

【００６８】また、各コイルは、熱伝導性の優れたヨー
ク７に固定されていて、ヨーク７が熱伝導性の優れたフ
レーム３に固定されていて、さらにヒートシンク１３が
フレーム３またはヨーク７に固定されるので、選択され
たコイルに駆動電流が大入力で供給された場合でも、コ
イルに生じたジュール熱は、ヨーク７、フレーム３、ヒ
ートシンク１３に伝わり速やかに外部空間に放熱され
る。

【００６９】したがって、各コイルは、供給される駆動
電流が大きい場合でもコイル自体にジュール熱が蓄積し
ないので過熱状態にならない。その結果、スピーカ装置
に大入力を供給しても、各コイルまたは各コイルに接続
されるリード線は熱による断線を生じることがない。

【００７０】また、上述した実施形態では、駆動電流供
給手段１２は、複数のコイルの中から１つのコイルを選
択し、選択されたコイルに駆動電流供給することにより
磁石を駆動するようにしたが、本発明は、これに限ら
ず、駆動電流供給手段は、複数のコイルの中から適宜１
または複数のコイルを選択し、選択されたコイルにそれ
ぞれ磁石を駆動するための駆動電流を供給するようにし
てもよい。

【００７１】その場合に、選択された各コイルに供給さ
れる駆動電流は、それぞれ磁石に磁界を付与することに
よって該磁石に磁気反発力または磁気吸引力を付与する
ことによって該磁石を同時に同一方向に駆動するように
電流方向が設定され、磁石は、各コイルによって駆動さ
れる力の合成力により駆動される。

【００７２】図３は、駆動電流供給手段１２によって、
２つの隣接するコイルが選択されて駆動電流を供給する
ことにより磁石２が駆動方向に沿って大きく振幅する様
子を示した図であり、ここでは、磁石２を駆動方向に沿
って静止位置からスピーカ装置の前方（つまり図２では
紙面に沿って上方向）に大きく振幅させた場合の様子を
（ａ）〜（ｇ）によって順次示している。以下これを説
明する。

【００７３】先ず、（ａ）は、図２の（ａ）と同じ状態
であり、スピーカ装置の初期状態における磁石２の静止
位置を示している。この場合、磁石２は、先に述べたよ
うに、磁石２の上面と下面の略中間位置が、コイル９と
コイル１０の間に位置する凸部７ａの外周側面の中間位
置とほぼ同じ位置となるように配される。

【００７４】この状態から、駆動電流供給手段１２にオ
ーディオ信号が供給されると、駆動電流供給手段１２
は、例えば所定の周期で信号のレベルをサンプリング抽
出する。

【００７５】なお、オーディオ信号は図２と同様に例え
ば単一の周波数を有する正弦波として説明する。先ず、
駆動電流供給手段１２にこのオーディオ信号が０から正
のレベルの半波長分だけ供給開始される場合は、駆動電
流供給手段１２は、供給される信号のレベルを順次サン
プリング開始し、最初のサンプリングレベルが正のレベ
ルであることを検出して、隣接するコイル９及びコイル
１０を選択し、コイル９及びコイル１０に対し検出され
たレベルに応じた駆動電流を（ｂ）に示す様に、これら
コイルに対し各々逆方向となる電流方向で供給すると、
コイル９の上面側に隣接する凸部７ａをＮ極とし、コイ
ル９の下面側に隣接する凸部７ａ（つまりコイル１０の
上面側に隣接する凸部７ａ）をＳ極とし、コイル１０の
下面側に隣接する凸部７ａをＮ極とする磁界を形成す
る。

【００７６】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル９の上面側に隣接する凸部７
ａ側によって駆動方向に沿って上方に磁気吸引され、磁
石２の下面側（Ｎ極側）がコイル９の上面側に隣接する
凸部７ａ側によって同じく駆動方向に沿って上方に磁気
吸引され、磁石２のコイル１０の下面側に隣接する凸部
７ａ側によって駆動方向に沿って上方に磁気反発され
る。その結果、磁石２はコイル９及びコイル１０に供給
される駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向に沿って
上方に駆動される。

【００７７】このようにして、磁石２は、コイル９及び
コイル１０に供給される駆動電流の大きさに応じて
（ｃ）に示す高さ位置（つまり、磁石２の下面が、コイ
ル９とコイル１０の間の凸部７ａの高さとほぼ同じ位
置）まで駆動される。

【００７８】駆動電流供給手段１２は、上述のようにオ
ーディオ信号のレベルを逐次検出し、磁石２を（ｃ）に
示す高さ位置よりもさらに上方に駆動する必要があると
判断した場合に、コイル９及びコイル１０の代りにコイ
ル８及びコイル９を選択し、コイル８及びコイル９に対
し検出されたレベルに応じた駆動電流をそれぞれ（ｄ）
に示す電流方向で供給し、コイル８の上面側に隣接する
凸部７ａをＮ極としコイル８の下面側に隣接する凸部７
ａ（つまりコイル９の上面側に隣接する凸部７ａ）をＳ
極とし、コイル９の下面側に隣接する凸部７ａをＮ極と
する磁界を形成する。

【００７９】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル８の上面側に隣接する凸部７
ａ側によって駆動方向に沿って上方に磁気吸引され、磁
石２の下面側（Ｎ極側）がコイル８の上面側に隣接する
凸部７ａ側によって同じく駆動方向に沿って上方に磁気
吸引され、磁石２の下面側（Ｎ極側）がコイル９の下面
側（Ｓ極側）に隣接する凸部７ａ側によって駆動方向に
沿って上方に磁気反発される。

【００８０】その結果、磁石２はコイル８及びコイル９
に供給される駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向に
沿って上方に駆動される。このようにして、磁石２は、
駆動電流供給手段１２に供給される正弦波の１／４波長
分の信号に応じて駆動される。

【００８１】次に、駆動電流供給手段１２は、オーディ
オ信号のレベルを逐次検出し、駆動中の磁石２を上方か
ら下方に駆動方向を切替えて駆動する必要があると判断
した場合に、コイル８及びコイル９に供給する駆動電流
の方向をそれぞれ逆向きに切替えてコイル８及びコイル
９に対し検出されたレベルに応じた駆動電流を（ｅ）に
示す電流方向で供給し、コイル８の上面側に隣接する凸
部７ａをＮ極としコイル９の上面側に隣接する凸部７ａ
をＮ極としコイル８の下面側に隣接する凸部７ａをＳ極
とする磁界を形成する。

【００８２】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル９の上面側に隣接する凸部７
ａ側によって駆動方向に沿って下方に磁気反発され、磁
石２の上面側（Ｓ極側）がコイル８の下面側に隣接する
凸部７ａ側によって駆動方向に沿って下方に磁気吸引さ
れ、磁石２の下面側（Ｎ極側）がコイル９の上面側に隣
接する凸部７ａ側によって駆動方向に沿って下方に磁気
反発され、磁石２の下面側（Ｎ極側）がコイル９の下面
側に隣接する凸部７ａ側によって駆動方向に沿って下方
に磁気吸引される。その結果、磁石２はコイル８及びコ
イル９に供給される駆動電流に応じた高さ位置まで駆動
方向に沿って下方に駆動される。

【００８３】このようにして、磁石２は、コイル８及び
コイル９に供給される駆動電流の大きさに応じて（ｆ）
に示す高さ位置（つまり、磁石２の上面が、コイル８と
コイル９の間の凸部７ａの高さとほぼ同じ位置）まで駆
動される。

【００８４】駆動電流供給手段１２は、さらにオーディ
オ信号のレベルを逐次検出し、磁石２を（ｆ）に示す高
さ位置よりもさらに下方に駆動する必要があると判断し
た場合に、コイル８及びコイル９の代りにコイル９及び
コイル１０を選択し、コイル９及びコイル１０に対し検
出されたレベルに応じた駆動電流をそれぞれ（ｆ）に示
す電流方向で供給し、コイル９の上面側に隣接する凸部
７ａをＳ極としコイル９の下面側に隣接する凸部７ａ
（つまりコイル１０の上面側に隣接する凸部７ａ）をＮ
極としコイル１０の下面側に隣接する凸部７ａをＳ極と
する磁界を形成する。

【００８５】この磁界は磁石２に付与されて、磁石２の
上面側（Ｓ極側）がコイル９の上面側に隣接する凸部７
ａ側（Ｓ極側）によって駆動方向に沿って下方に反発さ
れると共にコイル９の下面側に隣接する凸部７ａ側によ
って駆動方向に沿って下方に磁気吸引され、磁石２の下
面側（Ｎ極側）がコイル１０の上面側に隣接する凸部７
ａ側（Ｎ極側）によって駆動方向に沿って下方に磁気吸
引されると共にコイル１０の下面側に隣接する凸部７ａ
側（Ｓ極側）によって駆動方向に沿って下方に磁気吸引
される。

【００８６】その結果、磁石２はコイル９及びコイル１
０に供給される駆動電流に応じた高さ位置まで駆動方向
に沿って下方に駆動される。（ｇ）は、このようにして
磁石２が再び静止位置まで駆動された状態を示してい
る。

【００８７】以上のようにして、磁石２は、駆動電流供
給手段１２に供給される正弦波の半波長分の信号に応じ
て駆動される。

【００８８】尚、ここではオーディオ信号は例えば単一
の周波数を有する正弦波とし、駆動電流供給手段１２に
このオーディオ信号が０から正のレベルの半波長分だけ
供給開始される場合で説明したが、０から正のレベルの
半波長分によって磁石２を静止位置から下方に大きく振
幅し再び静止位置の戻す駆動を行う場合も、コイルと磁
石の作用によって同様に行われるので、ここでは説明を
省略する。

【００８９】以上述べたように、駆動電流供給手段１２
は、逐次検出する信号のレベルに応じて２つの隣接する
コイルを選択し、選択されたコイルに各々逆向きの駆動
電流を供給することによって磁石２に磁界を付与して磁
石２を磁気反発・吸引して駆動する。また、選択された
コイルが磁石２を駆動する範囲（高さ位置）において
は、検出する信号のサンプリングレベルに応じた駆動電
流を当該コイルに流すことにより、磁石２を当該サンプ
リングレベルに応じた振幅で駆動することができる。

【００９０】尚、上述した実施形態では、４つのコイル
８、９、１０、１１により複数のコイルを構成したが、
本発明はこれに限らず、複数のコイルは、２つ以上のコ
イルであれば良い。

【００９１】また、上述した実施形態では、磁石２は、
上面側と下面側に一対の磁極を有する磁石で構成した
が、本発明は、これに限らず、高さ方向に異なる磁極を
交互に有する磁石で構成しても良い。

【００９２】その場合も、磁石の隣接する磁極間は、隣
接するコイルのピッチのおよそ１．５倍の寸法に設定さ
れるのが望ましい。

【００９３】

【発明の効果】本発明によれば、磁石が取り付けられた
振動板と、振動板を弾性支持するフレームと、磁石に磁
界を付与する磁界付与手段とを有するスピーカ装置にお
いて、磁石は一対の磁極が振動板の駆動方向に沿って配
列されるものであり、磁界付与手段はコイル軸が振動板
の駆動方向に沿うように配列されてフレームに取り付け
られる複数のコイルと、複数のコイルに選択的に駆動電
流を供給する駆動電流供給手段を含んで構成されている
ので、振動板が大振幅で振動しても各コイル及びそれら
に接続されるリード線は振動板に引っ張られることがな
く、従って、振動板の振幅に起因してコイルが断線する
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適な実施形態におけるスピーカ装置
の主要断面構造図である。

【図２】駆動電流供給手段から磁気回路の各コイルに駆
動電流を供給することにより磁石が駆動方向に沿って大
きく振幅する様子を示した図である。

【図３】駆動電流供給手段によって、２つの隣接するコ
イルが選択されて駆動電流を供給することにより磁石が
駆動方向に沿って大きく振幅する様子を示した図であ
る。

【図４】従来のムービングコイル方式のダイナミックス
ピーカ（動電型スピーカ）の構造を示す図である。

【符号の説明】

１・・・・振動板２・・・・磁石３・・・・フレーム４・・・・エッジ５、６・・・・ダンパ７・・・・ヨーク７ａ・・・・凸部８、９、１０、１１・・・・コイル１２・・・・駆動電流供給手段１３・・・・ヒートシンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁石が取り付けられた振動板と、該振動
板を弾性支持するフレームと、前記磁石に磁界を付与す
る磁界付与手段とを有するスピーカ装置であって、前記磁石は、一対の磁極が前記振動板の駆動方向に沿っ
て配列されるものであり、前記磁界付与手段は、コイル軸が前記振動板の駆動方向
に沿うように配列されて前記フレームに取り付けられる
複数のコイルと、前記複数のコイルに選択的に駆動電流
を供給する駆動電流供給手段を含むことを特徴とするス
ピーカ装置。
【請求項２】前記駆動電流供給手段は、前記複数のコ
イルのうち２つのコイルを選択し、これら２つのコイル
に互いに逆方向の駆動電流を供給することにより前記磁
石に磁界を付与して前記振動板を前記駆動方向に沿って
駆動することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装
置。
【請求項３】前記磁界付与手段は、前記複数のコイル
を挟んで固定配置する複数の凸部を有するヨークをさら
に備え、前記複数のコイル及びヨークは、励磁型の磁気
回路を構成することを特徴とする請求項１または２に記
載のスピーカ装置。