JPH0270196A

JPH0270196A - スピーカの磁気回路

Info

Publication number: JPH0270196A
Application number: JP22277688A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Saito; 斉藤　晴久
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1988-09-06
Publication date: 1990-03-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、スピーカの磁気回路に関するものである。

［従来の技術］第７図（ａ）は、例えば実開昭６１−７２９９３号公報
に開示された従来のスピーカの磁気回路の半部分を示す
断面図、第７図（ｂ）は、例えば実開昭４７−１２９２
３号公報に開示された従来のスピーカの磁気回路の半部
分を示す断面図である。図において、１はセンタポール
２を有するボトムプレート、４はボトムプレート１上に
固定された第１マグネット、５は第１マグネット４上に
固定されたトッププレート、３はセンタポール２の近傍
て、かつボトムプレート１とトッププレート５との間に
挟持された導電性リング、６は第１マグネット４とは磁
化方向を逆にしてボトムプレート１の下面に固定された
第２マグネット、７は第２マグネット６の下面に固定さ
れて椀状をなし、その上縁間口部がトッププレート５の
外周部に対向するシールドカバー　８はセンタポール２
とトッププレート５との間に形成される磁気ギャップ９
内に挿入されたボイスコイルである。

第８図は第７図（ａ）の磁気回路における交流磁束の流
れを示す説明図、第９図は第７図（ａ）の磁気回路にお
ける交流磁力線を示す説明図である。

次に、上記従来のスピーカの磁気回路の動作について説
明する。上記磁気回路においては、第１マグネット４．
第２マグネット６により磁気ギャップ９に直流磁束を形
成している。ｉノかるに、磁気ギャップ９内に挿入され
たボイスコイル８に音声電流が流れると交流磁束が発生
し、この交流磁束が上記直流磁束を変調していた。

第８図に示すように、上記磁気回路の交流磁束の流れを
有限要素法を用いて解析した結果、この交流磁束の流れ
は４つのループを持っていることが分かった。第８図中
、Φ１は磁気ギャップ９の近傍を回るループの交流磁束
、φ２はセンタポール２．ボトムプレートｌ、第１マグ
ネット４．トッププレート５を回るループの交流磁束、
Φ３はセンタポール２、ボトムプレート１．シールドカ
バー７、トッププレート５を回るループの交流磁束、φ
４はセンタポール２．ボトムプレートｌ。

第２マグネット６、シールドカバー７、トッププレート
５を回るループの交流磁束である。

第９図には、上記磁気回路の交流磁束を有限要素法を用
いて解析した結果の交流磁力線の分布が示されている。

本解析では、ボイスコイル８に５０Ｈｚ、ＩＷ相当の人
力を与えた場合の交流磁力線の分布を表わしている。こ
こで、上記磁気回路では、例えばセンタポール２の径が
ａ６ｍｍ、　　第１マグネット４の径が９０　Ｘ　５０
ｍｍ、　　第２マグネット６の径が８０Ｘ３２ｍｍ、）
ツブプレート５の厚さが８ｍｍ、　　磁気ギャップ９の
長さが１゜２ｍｍである。

また、各周波数における磁気ギャップ９の磁束密度の変
化１△Ｂ、、　　第１マグネット４の磁束密度の変化量
ΔＢ、１．第２マグネット６の磁束密度の変化量ΔＢＩ
１２に着目して解析した結果を、後記第４図に示してい
る。第４図において、α−りは従来例１の第７図（ａ）
に示す磁気回路の交流磁束の解析結果を示し、Ｅ−一七
は従来例２の第７図（ｂ）に示す磁気回路の交流磁束の
解析結果を示している。

磁気ギャップ９の磁束密度の変化量ΔＢ９は交流磁束φ
１．Φ２．Φ３．Φ４により支配される。特に、影響の
大きい交流磁束Φ１は、センタポール２からトッププレ
ート５に流れろ方向を十とすると、交流磁束φ１の中心
が磁気ギャップ９のセンタより下方にあるために上下非
対称となり、このことが磁気ギヤ・ツブ９の磁束密度の
変化量ΔＢｇの大きさに影響を与えることになる。また
、第１マグネット４の磁束密度の変化量ΔＢ１は交流磁
束φ２に支配される。また、第２マグネット６の磁束密
度の変化量△Ｂｍ２は交流磁束φ４に支配される。

［発明が解決しようとする課題］上記従来のスピーカの磁気回路は以上のように構成され
ているので、磁気回路における交流磁束Φ１が磁気ギャ
ップ９に対して非対称磁束を構成し、交流磁束Φ１．φ
２．φ３．φ４が磁気ギャップ９の直流磁束密度を変調
し、交流磁束φ２が第１マグネット４の動作点の磁束密
度を変調し、交流磁束Φ４が第２マグネット６の動作点
の磁束密度を変調し、これにより磁気回路の動作を不安
定にするという問題点があった。また、第７図（ｂ）に
示す磁気回路のように、センタポール２の近傍で、かつ
ボトムプレートｌとトッププレート５との間に導電性リ
ング３を挟持した磁気回路も提案されているが、このよ
うな磁気回路においても、磁気回路の動作を満足できる
程度に十分に安定化することはできないという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、交流磁束の影響を抑制し、磁気回路の動作を
安定化できるスピーカの磁気回路を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］この発明に係るスピーカの磁気回路は、この磁気回路に
おけるトッププレートと第１マグネットとボトムプレー
トと第２マグネットとシールドカバーとで囲まれた空間
に、あるいはボトムプレートと第２マグネットとシール
ドカバーとで囲まれた空間に、もしくはこれら両方の空
間に、導電性材料で作られた導電ウールを充填したもの
である。

また、この発明に係るスピーカの磁気回路は、この磁気
回路におけるセンタポールとして、その下側より順次に
非磁性材で、かつ導電性材からなる導電性リングを１個
又は複数個、磁性材からなる磁性リングを１個又は複数
個、非磁性材で、かつ導電性材からなる導電性リングを
１個又は複数個積み重ねて集合リングを形成し、この集
合リングをセンタポールの外周部に嵌着して成る構成と
なし、さらにセンタポールの上面を対向するトッププレ
ートの上面より突出延長させたものである。

［作用］この発明におけるスピーカの磁気回路は、この磁気回路
の空間に充填され、かつ導電性材料で作られた導電ウー
ルは、磁気回路の交流磁束φ３゜Φ４によって逆起電力
が誘起され、この逆起電力によって導電ウールに電流が
流れ、この電流で生ずる磁束で元の交流磁束φ３．φ４
を打ち消す作用をする。すなわち、磁気回路の交流磁束
φ３．φ４を導電ウールによりうず電流として消費させ
ることができ、これにより安定した磁気回路が得られる
。

また、この発明におけるスピーカの磁気回路は、この磁
気回路におけるセンタポールとして、その下側より順次
に導電性リング、磁性リング、導電性リングを積み重ね
て集合リングを形成し、この集合リングをセンタポール
の外周部に嵌着して成る構成となし、さらにセンタポー
ルの上面を対向するトッププレートの上面より突出延長
させた構成としたので、磁気回路の磁気ギャップにおけ
る上下非対称な交流磁束φ１を対称となし、かつ交流磁
束Φ１〜φ４を上記構成のセンタポールによりうず電流
として消費させることができ、これにより安定した磁気
回路が得られる。

［実施例］第１図はこの発明の実施例であるスピーカの磁気回路の
半部外を示す断面図である。図において、ｌはセンタポ
ール２を有するボトムプレート、４はボトムプレートｌ
上に固定された第１マグネット、５は第１マグネット４
上に固定されたトッププレート、６は第１マグネット４
と磁化方向を逆にしてボトムプレートｌの下面に固定さ
れた第２マグネット、７は第２マグネット６の下面に固
定されて椀吠をなし、その上縁間口部がトッププレート
５の外周部に対向するシールドカバー　８はセンタポー
ル２とトッププレート５との間に形成される磁気ギャッ
プ９内に挿入されたボイスコイルである。また、１０ａ
及び１０ｂは磁気回路を構成する磁性材料、一般には鉄
よりも導電率の低い材料、例えば、銅、アルミニウム等
の導電性材料で作られた導電ウールであり、導電ウール
１０ａはトッププレート５と第１マグネット４とボトム
プレート１と第２マグネット６とシールドカバー７とで
囲まれた空間に充填され、また導電ウール１０１）はボ
トムプレート１と第２マグネット６とシールドカバー７
とで囲まれた空間に充填されている。

次に、上記第１図に示すこの発明の実施例であるスピー
カの磁気回路の動作について説明する。

上記した磁気回路においては第１マグネ・ント４゜第２
マグネット６により磁気ギャップ９に直流磁束を形成し
ている。しかるに、磁気ギャップ９内に挿入されたボイ
スコイル８に音声電流が流れると交流磁束が発生し、こ
の交流磁束が上記直流磁束を変調していた。

上記第８図に示すように、上記磁気回路の交流磁束の流
れを有限要素法を用いて解析した結果、この交流磁束の
流れは４つのループを持っていることが判った。この４
つのループの交流磁束は第８図に示すφ１．Φ２．φ３
．φ４である。この交流磁束φ１〜φ４は磁気ギャップ
９の直流磁束密度を変調させ、また交流磁束Φ４は第２
マグネット６の動作点の磁束密度を変調させる。そして
、磁気ギャップ９の直流磁束密度が変調されることによ
り、スピーカから発生する再生音には２次以上の高次高
調波歪が発生する。また、第２マグネット６の動作点の
磁束密度が変調されることにより、第２マグネット６の
磁束は減磁される。

この発明は上述のような問題点を解消するためになされ
たものであり、４つのループの交流磁束Φ１〜Φ４の内
で、主として交流磁束Φ３．Φ４を低減させるために構
成されたものである。すなわち、第１図に示すように磁
気回路の空間に充填された導伝ウール１０　ａ、　　１
０　ｂを交流磁束φ３．Φ４の経路中又は経路近傍に設
置することにより、交流磁束φ３．φ４をうず電流とし
て導伝ウール１０ａ。

１０ｂで消費させるものである。しかして、導電ウール
１０ａ、１０ｂはその性質上から磁気回路の異形状空間
にも容易になじみ、かつ挿入も容易である。また、導電
ウール１０　ａ、　　１０　ｂ間の空気、あるいは導電
ウール１０ａ、１０ｂ内の空気は吸音、制振作用をする
利点がある。

また、第２図はこの発明の実施例であるスピーカの磁気
回路の手部分を示す断面図である。図において、１はセ
ンタポール２を有するボトムプレート、４はボトムプレ
ートｌ上に固定された第１マグネット、５は第１マグネ
ット４上に固定されたトッププレート、６は第１マグネ
ット４と磁化方向を逆にしてボトムプレートｌの下面に
固定された第２マグネット、７は第２マグネット６の下
面に固定されて椀状をなし、その上８閏口部がトッププ
レート５の外周部に対向するシールドカバー　８はセン
タポール２とトッププレート５との間に形成される磁気
ギャップ９内に挿入されたボイスコイルである。また、
１１は磁性材からなる磁性リング、１２．１３は非磁性
材で、かつ導電性材、例えば鋼、アルミニウム等の導電
性リングであり、磁性リング１１と導電性リング１２，
１３は各々１個又は複数個をセンタポール２の下側より
順次に導電性リング１２．磁性リング１１゜導電性リン
グ１３の順序で積み重ねて集合リング１４を形成し、こ
の集合リング１４をセンタポール２の外周部に嵌着して
成る構成とする。さらに、磁性リング１１はトッププレ
ート５とほぼ対向面に位置するようになし、また集合リ
ング１４を外周部に嵌着されたセンタポール２の上面を
対向するトッププレート５の上面より突出延長させてい
る。

第３図は第２図の磁気回路における交流磁力線を示す説
明図、第４図はこの発明と従来例とを比較して示す、各
周波数における磁気ギャップの離遠密度の変化量ΔＢ　
Ｑ　Ｔ　　第１マグネット及び第２マグネットの離遠密
度の変化量ΔＢ、１．ΔＢ、２に着目して解析した結果
の特性図である。

次に、上記第２図に示すこの発明の実施例であるスピー
カの磁気回路の動作について説明する。

上記した磁気回路の基本的な動作は第１図に示す磁気回
路と同じであるので、その詳細な説明は省略する。第２
図に示す磁気回路においては、センタポール２の上面を
トッププレート５の上面より突出延長させたことにより
、４つのループの交流離遠φ１〜Φ４のうち、交流離遠
φ１の磁気ギャップ９内での上下対称性は改善されて良
くなる。また、導電性リング１２．１３により交流離遠
Φ１〜φ４は導電性リング１２．１３内でうず電流とし
て消費される。この導電性リング１２．１３には交流離
遠Φ１〜Φ４により逆起電力が誘起され、この逆起電力
によって導電性リング１２．１３に電流が流れ、この電
流によって生ずる磁束で元の交流離遠Φ１〜φ４が打ち
消される作用がある。

第３図には、上記磁気回路の交流離遠を有限要素法を用
いて解析した結果の交流磁力線の分布が示されている。

本解析では、ボイスコイル８に１００Ｈｚ、ＩＷ相当の
人力を与えた場合の交流磁力線の分布を表わしている。

ここで、導伝性リング１２．１３には銅を使用している
。

第４図に示すように、ｋ−一色は第２図に示すこの発明
による磁気回路の交流離遠の解析結果を示しており、こ
のようにΔ代で示すこの発明による磁気回路の交流離遠
の解析結果によれば、α−一つで示す従来例１．ロー−
って示す従来例２の磁気回路の交流離遠の解析結果と比
べて明らかに改善されている様子が判る。

また、第２図に示すこの発明による磁気回路では、セン
タポール２はストレートとしているために加工が容易で
ある。また、センタポール２の外周部に嵌着される集合
リング１４を形成する磁性リング１１及び導電性リング
１２．１３は、打ち抜き可能な薄板材を使用して積層す
る構成とされるため、トッププレート５の厚み及び第１
マグネット４の厚みの異なる磁気回路への転用も可能で
ある。また、第２マグネット６の動作点の磁束密度が変
調されることも軽減され、従って第１マグネット４及び
第２マグネット６の全体の動作は安定し、減磁も抑制さ
れる。

なお、上記実施例では、防磁形の磁気回路を実例として
示しているが、この発明の他の実施例として、第５図（
ａ）及び（ｂ）に示すように第１マグネット４にフェラ
イト磁石を使用した外磁形の磁気回路、及びアルニコ磁
石４ａとヨークｌａを使用した内磁形の磁気回路にも十
分に適用が可能であり、上記実施例と同様な効果を奏す
る。

また、第６図（ａ）及び（ｂ）は、第２図に示す磁気回
路において、第１マグネット４を厚くした場合の他の実
施例、及び第１マグネット４とトッププレート５を薄く
した場合の他の実施例を示しており、これらの磁気回路
の構成及び動作の説明は第２図に示す磁気回路と同様で
あるため、その詳細な説明は省略する。

［発明の効果］以上のように、この発明のスピーカの磁気回路によれば
、この磁気回路におけるトッププレートと第１マグネッ
トとボトムプレートと第２マグネットとシールドカバー
とで囲まれた空間に、あるいはボトムプレートと第２マ
グネットとシールドカバーとで囲まれた空間に、もしく
はこれら両方の空間に、導電性材料で作られた導電ウー
ルを充填した構成としたので、磁気ギャップの直流磁束
密度の変調、及び第２マグネットの動作点の磁束密度の
変調を抑制することができ、これにより安定した磁気回
路が得られるという優れた効果を奏する。

また、この発明のスピーカの磁気回路によれば、この磁
気回路におけるセンタポールとして、その下側より順次
に導電性リング、磁性リング、導電性リングを積み重ね
て集合リングを形成し、この集合リングをセンタポール
の外周部に嵌着して成る構成となし、さらにセンタポー
ルの上面を対向するトッププレートの上面より突出延長
させた構成としたので、磁気ギャップにおける直流磁束
密度を変調する交流磁束の上下非対称性を改善し、かつ
交流磁束そのものを減少させることができ、これにより
スピーカから発生する再生音の直線性を向上できる安定
した磁気回路が得られるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の実施例であるスピーカの
磁気回路の手部分を示す断面図、第３図は第２図の磁気
回路における交流磁力線を示す説明図、第４図はこの発
明と従来例とを比較して示す、各周波数における磁気ギ
ャップの磁束密度の変化量△ＢＱ＋　　第１マグネット
及び第２マグネットの磁束密度の変化量ΔＢ□１．ΔＢ
□２に着目して解析した結果の特性図、第５図（ａ）及
び（ｂ）と第６図（ａ）及び（ｂ）は、第２図の磁気回
路における変形例を示す断面図、第７図（ａ）及び（ｂ
）は従来のスピーカの磁気回路の手部分を示す断面図、
第８図は第７図（ａ）の磁気回路における交流磁束の流
れを示す説明図、第９図は第７図（ａ）の磁気回路にお
ける交流磁力線を示す説明図である。図において、１・・・ボトムプレート、１ａ・・・ヨー
ク、２・・・センタポール、３・・・導電性リング、４
・・・第１マグネット、４ａ・・・アルニコ磁石、５・
・・トッププレート、６・・・第２マグネット、７・・
・シールドカバー　８・・・ボイスコイル、９・・・磁
気ギャップ、１０ａ、１０ｂ・・・導電ウール、１１・
・・磁性リング、１２．１３・・・導電性リング、１４
・・・集合リングである。なお、示す。代理図中、人同−符号は同− 又は相当部分を大岩　　増　　雄第１Ｎ第２凶ホ゛トムフレートでン７ホ゛−ル羊１マグネ、７トトッププレート第２マグネ・ソトシーｒＬ４：ｎバー８：　ホーイスコイ］し９゛檻九−Ｎ”γソフ。Ｔｏｏ、１０ｂ：　　’！Ｊ、！”７−）Ｌホ゛トムブ
レートてン７ボ°−）し第１マグネ、７トＦソブフ０レート第２マグネ、７トシーフレ戸刀パーボ“イスコイ）し祖先ギヤ１，７フ。橋・Ｉ生りンク゛導電性リンク゛集合リングホ″トムブレート亡ン７ボ°−）しＳ電性リンフ第１マグネソＨト・・７７°プレート第２マグネット第図シー）レドカノマー鉱気Ａ゛−−ノブ伍・庄リング導電′庄リング′ ■−ｎぐコＵＵｉ′″″″Ｌｌｌｌｉ＆ｆ［Ｈｚ〕− ９；：ｂヨ虹１．九六？ヤ　、、フ。第８　図ポ゛トムプレートてンクボーンレ第１マグネットトッププレート６：　第２マダ主・ント７：　シールドカバ。８：　爪゛イスコイ）し９−　モミ箋］虹で・ソフ。

Claims

【特許請求の範囲】１、中央にセンタポールを有するボトムプレートと、こ
のボトムプレート上に固定された第１マグネットと、こ
の第１マグネット上に固定されると共に、上記センタポ
ールとの間にボイスコイルが挿入される磁気ギャップを
形成するトッププレートと、上記第１マグネットとは磁
化方向を逆にして上記ボトムプレートの下面に固定され
た第２マグネットと、この第２マグネットの下面に固定
されて椀状をなし、その上縁開口部が上記トッププレー
トの外周部に対向するか、あるいは上記トッププレート
の下面に対向するシールドカバーとから成る磁気回路に
おいて、上記トッププレートと上記第１マグネットと上記ボトム
プレートと上記第２マグネットと上記シールドカバーと
で囲まれた空間に、あるいは上記ボトムプレートと上記
第２マグネットと上記シールドカバーとで囲まれた空間
に、もしくはこれら両方の空間に、導電性材料で作られ
た導電ウールを充填したことを特徴とするスピーカの磁
気回路。２、中央にセンタポールを有するボトムプレートと、こ
のボトムプレート上に固定された第１マグネットと、こ
の第１マグネット上に固定されると共に、上記センタポ
ールとの間にボイスコイルが挿入される磁気ギャップを
形成するトッププレートと、上記第１マグネットとは磁
化方向を逆にして上記ボトムプレートの下面に固定され
た第２マグネットと、この第２マグネットの下面に固定
された椀状をなし、その上縁間口部が上記トッププレー
トの外周部に対向するか、あるいは上記トッププレート
の下面に対向するシールドカバーとから成る磁気回路に
おいて、上記センタポールとして、その下側より順次に非磁性材
で、かつ導電性材からなる導電性リングを１個又は複数
個、磁性材からなる磁性リングを１個又は複数個、非磁
性材で、かつ導電性材からなる導電性リングを１個又は
複数個積み重ねて集合リングを形成し、この集合リング
を上記センタポールの外周部に嵌着して成る構成となし
、さらに上記センタポールの上面を対向する上記トップ
プレートの上面より突出延長させたことを特徴とするス
ピーカの磁気回路。