JP2003199190A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い音圧レベルで良好な特性の音響再生がで
きるのは勿論のこと、小型軽量化を図ると共に、十分な
冷却効果を得る。 【解決手段】 音源からの駆動信号が供給される一次コ
イル２と該一次コイル２に磁気的に結合された二次コイ
ル３とを備えたコイル結合体を含む磁気回路４と、磁気
回路４の磁気ギャップに配置された磁石６と、磁石６を
保持した状態で振動可能な振動板７とを具備するスピー
カ装置であって、二次コイル３を超電導部材により形成
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マグネット方式（Ｍ−Ｍ
方式）のスピーカ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に家庭用や車載用のオーディオ装置
として一般に用いられるスピーカ装置の一例を示す。

【０００３】このスピーカ装置は、ムービングコイル方
式によるものであり、ポールヨーク１０６の上部に環状
磁石１０４が配置され、該磁石の上部に環状プレート１
０５が配置されており、これらのポールヨーク１０６、
磁石１０４及び環状プレート１０５によって磁気回路１
０７が形成されている。

【０００４】磁気回路１０７の磁気ギャップ１０７ａに
はボイスコイルボビン１０３の端部に巻回されたボイス
コイル１０２が配置されており、ボイスコイルボビン１
０３は略円錐形状のコーン形振動板１０１の中央孔に固
着され、該中央孔にはキャップ１１３が取り付けられて
いる。振動板１０１はエッジ１０８及びダンパ１０９を
介してフレーム１１２に弾性的に支持されており、これ
により、振動板１０１、ボイスコイル１０２及びボイス
コイルボビン１０３が一体となった状態でスピーカ装置
の中心軸Ｘ方向に振動可能とされたムービングコイル方
式のスピーカ装置を構成している。

【０００５】また、フレーム１１２には正負の入力端子
１１０が取り付けられており、正負の入力端子１１０に
はボイスコイル１０２の両端がそれぞれリード線（線状
線）１１１を介して電気的に接続されている。

【０００６】そして、該入力端子１１０に駆動信号（駆
動電流）が供給されることにより、磁気回路１０７の磁
気ギャップ１０７ａ内でボイスコイル１０２が駆動信号
に応じた電磁駆動力を受け、これにより、ボイスコイル
１０２がボイスコイルボビン１０３及び振動板１０１と
一体となってスピーカ装置の中心軸Ｘ方向に振動し、振
動板１０１から駆動信号に応じた音響エネルギが放射さ
れる。

【０００７】ところで、近年、室内のみならず車内でも
臨場感あふれる大音量の音を再生できるスピーカ装置が
要望されており、かかる要望に応えるべく、ボイスコイ
ルを電気抵抗が略零の超電導部材で形成してボイスコイ
ルに大きな駆動電流を供給できるようにし、これによ
り、高い効率で振動板を振動させて高い音圧レベルで良
好な特性の音響再生を行うことができるようにしたスピ
ーカ装置が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボイス
コイルを超電導部材で形成した従来のムービングコイル
方式のスピーカ装置においては、ボイスコイルが振動す
るため、駆動電流によって発熱するボイスコイルを液体
窒素等で冷却するための冷却装置が大型で且つ複雑な構
造となるばかりか十分な冷却効果を得ることが難しく、
この結果、スピーカ装置の大型化及び重量化を招くと共
に、ボイスコイルの熱がスピーカ装置に悪影響を及ぼす
という問題がある。

【０００９】本発明はこのような問題を解消するために
なされたものであり、高い音圧レベルで良好な特性の音
響再生を行うことができるのは勿論のこと、小型軽量化
を図ることができると共に、十分な冷却効果を得ること
ができるスピーカ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスピーカ装
置は、請求項１に記載したように、駆動信号が供給され
る一次コイルと該一次コイルに電磁気的に結合された二
次コイルとを備えたコイル結合体を含む磁気回路と、前
記磁気回路の近傍に配置された磁石と、前記磁石を保持
した状態で振動可能な振動板とを具備し、前記磁石が前
記磁気回路によって電磁駆動されて前記振動板が振動す
るスピーカ装置であって、前記二次コイルを超電導部材
により形成したことを特徴とする。

【００１１】上記構成によって、駆動信号が供給される
固定側の一次コイルに電磁気的に結合された二次コイル
を超電導部材で形成して、二次コイルに発生した無限大
の誘導電流と磁石による直流磁界との相互作用により、
磁石を振動板と一体に振動させるようにしているため、
振動板を高い効率で振動させることができ、高い音圧レ
ベルで良好な特性の音響再生を行うことができる。

【００１２】また、二次コイルは一次コイルと同様に固
定側で動かないため、駆動電流によって発熱する二次コ
イルを液体窒素等の中に封入して十分に冷却するための
冷却装置を小型で且つ簡単な構造のものにすることがで
きる。

【００１３】また、本発明に係るスピーカ装置は、請求
項２に記載したように、前記磁石は前記コイル結合体の
径方向の外側又は内側に配置することができる。

【００１４】さらに、本発明に係るスピーカ装置は、請
求項３に記載したように、前記二次コイルは前記一次コ
イルの前記磁石を向く側の表面に巻回するのが好まし
い。

【００１５】また、二次コイルは、請求項４に記載した
ように、冷却装置により冷却することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスピーカ装置
の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】なお、各実施の形態に示すスピーカ装置
は、固定の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マグネット方式（Ｍ−
Ｍ方式）である。

【００１８】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態であるスピーカ装置を説明するための一部
を破断した図である。

【００１９】まず、図１に示すように、第１の実施の形
態のスピーカ装置１０は、熱伝導性に優れた部材からな
る碗状のカバー１内の略中央に絶縁被膜を有する電線を
複数巻回して形成された円筒状の一次コイル２が固定さ
れ、一次コイル２の外周側に電気抵抗が略零の超電導部
材からなる電線を複数巻回して形成された円筒状の二次
コイル３が装着されている。

【００２０】本実施の形態では、二次コイル３は一次コ
イル２の外周面に直接巻回されて、一次コイル２に磁気
的に結合されており、一次コイル２及び二次コイル３か
らなるコイル結合体によってオープン型の磁気回路４を
形成している。

【００２１】また、一次コイル２の両端は、直接又は例
えばリード線２ａ等を介してカバー１の外部に引き出さ
れた後、端子を介して駆動信号供給手段（共に図示せ
ず）に電気的に接続されている。

【００２２】磁気回路４の外周近傍にはボビン５の端部
に固定されたリング状の磁石６が二次コイル３の外周面
に径方向に対向した状態で配置される。ボビン５は略円
錐形状のコーン形振動板７の中央孔に固着されている。
該中央孔にはキャップ８が取り付けられている。

【００２３】磁石６は、例えば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り、径方向
に磁化されて内周面と外周面とで一対の磁極Ｎ，Ｓを形
成している。

【００２４】振動板７はエッジ９及びダンパ１２を介し
てカバー１の上端に固定された熱伝導性に優れた部材か
らなるフレーム１１に弾性的に支持されており、これに
より、振動板７、ボビン５及び磁石６が一体となった状
態でスピーカ装置の中心軸Ｘ方向に振動可能とされたム
ービングマグネット方式のスピーカ装置を構成してい
る。

【００２５】そして、駆動信号供給手段から一次コイル
２に音響再生のための駆動信号（駆動電流）が供給され
ると、一次コイル２に供給された駆動電流に応じた周波
数の磁界が超電導部材で形成された二次コイル３に無限
大の誘導電流を発生させ、この誘導電流と磁石６による
直流磁界との相互作用により、磁石６が電磁駆動され、
ボビン５及び振動板７と一体となってスピーカ装置の中
心軸Ｘ方向に振動し、これにより、振動板７から駆動信
号に応じた音響エネルギが放射される。

【００２６】上記構成のスピーカ装置においては、音源
からの駆動信号が供給される固定側の一次コイル２に磁
気的に結合された二次コイル３を超電導部材で形成して
該二次コイル３に発生した無限大の誘導電流と磁石６に
よる直流磁界との相互作用により、磁石６をボビン５及
び振動板７と一体に振動させるようにしているため、振
動板７を高い効率で振動させることができ、高い音圧レ
ベルで良好な特性の音響再生を行うことができる。

【００２７】また、二次コイル３は一次コイル２と同様
に固定側で動かないため、駆動電流によって発熱する二
次コイル３を液体窒素等の中に封入して十分に冷却する
ための冷却装置を小型で且つ簡単な構造のものにするこ
とができ、この結果、スピーカ装置の小型化及び軽量化
を図ることができると共に、スピーカ装置内の冷却を十
分なものにすることができる。

【００２８】また、磁石６はボビン５に固定される小型
のもので足り、従来のように磁気回路に配置される大型
の磁石を必要としないため、磁気回路４の小型軽量化ひ
いてはスピーカ装置の更なる小型軽量化を図ることがで
きる。

【００２９】さらに、超電導部材で形成された二次コイ
ル３が一次コイル２の外周面に直接巻回されて該一次コ
イル２に磁気的に結合されているため、二次コイル３に
効率よく誘導電流を発生させることができる（相互誘導
定数Ｋ≒１）。

【００３０】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態を説明する。図２は本発明の第２の実施の形態であ
るスピーカ装置を説明するための一部を破断した図であ
る。

【００３１】前述の第１の実施の形態は、一次コイル２
及び二次コイル３からなるコイル結合体によってオープ
ン型の磁気回路４を形成した場合であるが、第２の実施
の形態のスピーカ装置２０は、図２に示すように、カバ
ー１に代えて、熱伝導性の優れた軟鉄等の軟磁性材料か
らなる有底円筒状のヨーク２２と該ヨーク２２の底部中
央にヨーク２２と一体或いは別体に構成されるセンター
ポール２１を備え、センターポール２１に一次コイル２
を外嵌固定して一次コイル２、超伝導部材より成る二次
コイル３及びセンターポール２１、ヨーク２２によって
クローズ型の磁気回路２３を構成したものもある。ヨー
ク２２の外周と一次コイル２，二次コイル３との間には
磁気ギャップ２３ａが形成され、この磁気ギャップ２３
ａに磁石６が配置される。

【００３２】この実施の形態では、一次コイル２に駆動
電流を供給することにより、一次コイル２、二次コイル
３、センターポール２１、ヨーク２２により駆動電流に
応じた磁束ループが形成される。そして、この磁束ルー
プ内の磁気ギャップ２３ａに磁石６が配置されることに
より、磁石６が電磁駆動され磁石６と協働して振動板７
が振動する。

【００３３】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態を説明する。図３は本発明の第３の実施の形態であ
るスピーカ装置を説明するための要部断面図である。

【００３４】第３の実施の形態のスピーカ装置の要部３
０は、図３に示すように、円筒状のヨーク３４の内周面
に一次コイル３２を取り付けると共に、一次コイル３２
の内周面側に液体窒素が封入された冷却装置３６を配置
する。そして、冷却装置３６内に超電導部材で形成した
二次コイル３３を収容し、一次コイル３２及び二次コイ
ル３３からなる円筒状のコイル結合体の径方向内側に、
磁石６をヨーク３４の底部の中央に構成されるセンター
ポール３１と二次コイル３３との間（磁気ギャップ３５
ａ）に位置させて、配置するようにしたものである。ま
た、図３に示した要部以外の部分は、第１の実施の形態
と同様の構成である。

【００３５】なお、図３では、一次コイル３２、二次コ
イル３３及びセンターポール３１、ヨーク３４によって
クローズ型の磁気回路３５を形成しているが、オープン
型の磁気回路とする場合はセンターポール３１は不要と
なる。

【００３６】なお、本発明の磁気回路、磁石及び振動板
等の構成は、前述の各実施の形態に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更
可能である。

【００３７】また、例えば、図５に示すように、一次コ
イルと二次コイルを扁平状に巻装した扁平コイルをヨー
クの底部に配置するように構成してもよい。また、一次
コイルと二次コイルはヨークの外側、内側あるいはセン
ターポールに巻装するように構成する他に他の箇所に取
り付けるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上詳記したように、請求項１に記載し
た発明によれば、高い音圧レベルで良好な特性の音響再
生を行うことができるのは勿論のこと、小型軽量化を図
ることができると共に、十分な冷却効果を得ることがで
きるスピーカ装置を提供することができる。

【００３９】また、請求項２に記載した発明によれば、
磁石はコイル結合体の径方向の外側又は内側に配置する
ことができる。

【００４０】さらに、請求項３に記載した発明によれ
ば、二次コイルは一次コイルの磁石を向く側の表面に巻
回するのが好ましい。

【００４１】また、請求項４に記載した発明によれば、
二次コイルは冷却装置により冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であるスピーカ装置
を説明するための一部を破断した図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態であるスピーカ装置
を説明するための一部を破断した図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態であるスピーカ装置
を説明するための要部断面図である。

【図４】従来のスピーカ装置を説明するための断面図で
ある。

【図５】本発明において、一次コイルと二次コイルを扁
平状に巻装した扁平コイルをヨークの底部に配置した構
成の（ａ）は断面模式図、（ｂ）は扁平コイルの巻装の
模式図である。

【符号の説明】

２，３２ 一次コイル ２ａ リード線 ３，３３ 二次コイル ４，２３ 磁気回路 ５ ボビン ６ 磁石 ７ 振動板 ８ キャップ ９ エッジ １０，２０ スピーカ装置 １１ フレーム １２ ダンパ ２１，３１ センターポール ２２，３４ ヨーク ２３ａ，３５ａ 磁気ギャップ ３０ スピーカ装置の要部 ３５ 冷却装置 ３６ 磁気回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動信号が供給される一次コイルと該一
   次コイルに電磁気的に結合された二次コイルとを備えた
   コイル結合体を含む磁気回路と、 前記磁気回路の近傍に配置された磁石と、 前記磁石を保持した状態で振動可能な振動板とを具備
   し、前記磁石が前記磁気回路によって電磁駆動されて前
   記振動板が振動するスピーカ装置であって、 前記二次コイルを超電導部材により形成したことを特徴
   とするスピーカ装置。
2. 【請求項２】 前記コイル結合体の径方向の外側又は内
   側に前記磁石を配置したことを特徴とする請求項１に記
   載のスピーカ装置。
3. 【請求項３】 前記二次コイルを、前記一次コイルの前
   記磁石を向く側の表面に巻回したことを特徴とする請求
   項１又は２に記載のスピーカ装置。
4. 【請求項４】 前記二次コイルを冷却する冷却装置を備
   えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載
   のスピーカ装置。