JPH1013990A - スピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過大電流の入力によって生ずる過大振幅に起
因する振動系の破損を防止する。 【解決手段】 フィールドコイル６ａ，６ｂを固定と
し、これと対向する２つのマグネット５ａ，５ｂを振動
可能に支持したムービングマグネット方式のスピーカと
し、フィールドコイル６ａ，６ｂが取り付けられるイン
ナーヨーク７と各マグネット５ａ，５ｂとの間の磁気的
吸引力により、振動系を構成するマグネット５ａ，５ｂ
がインナーヨーク７の端面を越えて移動しようとした際
に制動力を与えて振動系の設定振幅量以上の過大振幅を
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカの改良に
関し、さらに詳しくは、瞬時の過大電流が印加された場
合に生じる振動系の過振幅によるスピーカの破損を防止
可能としたスピーカに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスピーカのほとんどは、ムービン
グコイル方式と言われる、マグネットとヨークとで筒状
空隙部（磁気ギャップ）に磁界を発生させ、該空隙部内
に振動系と結合されたリング状コイルを可動可能に配置
し、該リング状コイルに音声電流を通電し、振動系を振
動させ音声を得るものであり、通常の音声周波数帯域の
再生の場合は特に問題はないが低音域の再生の場合、
中、高音域と同等の音圧を得るためには、駆動電流を大
きくして振動系のストロークを大きくする必要がある。
駆動電流を大きくすることはコイルからの熱の発生を大
きくすることを意味しており、放熱性を良くして温度上
昇を押さえたり、スピーカへの入力電力を制限する等、
スピーカの焼損防止策を講じなければならない。また、
瞬時の過大電流により、振動系のストロークがオーバス
トロークとなりこの振動系の破損を引き起こす危険性が
あるため、電気回路の工夫によるオーバストローク防止
策等も講じる必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のスピーカの磁気
回路構成の１例は次のようなものである。図４にしめす
ように軸方向に異方性を付した焼結フェライト磁石１０
を使用して、その上下に鉄部材（ヨーク）１１，１２を
配置させて磁気ギャップ部１３を形成する。符号１４は
ボイスコイルであり、磁気ギャップ部１３内に位置して
いる。ボイスコイル１４に音声電流を流すことによりコ
ーン紙１５を振動させ、電流を音に変換する。このと
き、ボイスコイル１４に流れた電流による推力とダンパ
ー１６の復元力とがバランスして、コーン紙１５の振幅
が決まる。この従来のスピーカは次のような欠点を有す
る。ボイスコイル１４に突発的な過大電流が流れた場
合、振幅を制限するのは本スピーカの構成上ダンパー１
６の復元力のみであり、ボイスコイル１４に働く推力が
ダンパー１６の復元力より大きい場合、例えばボイスコ
イル１４が巻回されているボビン１７がヨーク１２の内
底面に衝突する等してスピーカの破損に至る。特に低音
再生用のスピーカは必要な音圧を得るために中、高音再
生用スピーカと比較して大きいストロークを必要とする
ため、過大振幅によるスピーカの破損は重要な問題であ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は従来のボイスコ
イル可動方式（ムービングコイル方式）に替え、ボイス
コイル固定のマグネット可動方式（ムービングマグネッ
ト方式）とし、固定ヨークに対して可動マグネットをそ
の振幅の範囲内において磁気的に結合し、振動系の振幅
に制限を加えてかかる従来技術の問題点を解決せんとす
るものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】磁性材料から円筒状に形成された
可動ヨークの内周面の両端部に２つのリング状のマグネ
ットが固着され、この可動ヨークが振動板に接続された
スリーブに固着されて振動系が構成され、この振動系が
ダンパーにより振動可能に支持される。また、磁性材料
から円筒状に形成された固定ヨークに、２つのマグネッ
トの内周面に各々対向する２つのコイルが密着して取り
付けられる。固定ヨークの両端面は、非通電状態での２
つのマグネットの振動方向における各端面よりも同方向
へ長く突出しており、その突出量が振動系の設定ストロ
ークと同等もしくは設定ストロークよりも短くなってい
る。

【０００６】このように構成されたスピーカは、非通電
状態および各マグネットが固定ヨークの長さの範囲内で
振動しているときには、各マグネット、即ち振動系に固
定ヨークの中心方向への磁気的吸引力が働くが、コイル
に規格以上の過電流が流れ各マグネットが固定ヨークの
端面を越えてさらに移動しようした際には、上記磁気的
吸引力が振動系の振幅を抑制する方向へ働き、この時点
で振動系に緩やかな制動力、いわゆるソフトクリップが
かかり、よって振動系が設定ストローク以上の過振幅に
て振動することが防止される。なお、上記形態とは逆
に、可動ヨークの外周面の両端部に２つのリング状のマ
グネットが固着され、その外周側に配置される固定ヨー
クに２つのマグネットの外周面に各々対向する２つのコ
イルが密着して取り付けられている形態とした場合で
も、同様の作用が得られるものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例であるスピーカを
示す断面図、図２は同スピーカの磁気回路を示す要部断
面図である。図中符号１は、アルミダイキャスト等によ
り形成され、略円錐形の上部フレーム１ａと略腕状の下
部フレーム１ｂとがネジ１ｃにより結合されて成るフレ
ームである。下部フレーム１ｂの中央部には図示上方に
向かって円筒状に突出する突出部１ｄが一体に形成され
ており、この突出部１ｄの小径部１ｅの外周面に鉄等の
磁性材料から円筒状に形成されたインナーヨーク７の内
周面が嵌合し、且つ接着固定されている。インナーヨー
ク７の外周面には、各々逆巻きに巻き回されて形成され
た２つのフィールドコイル６ａ，６ｂが上下方向に間隙
を有してこのインナーヨーク７に密着した状態で接着固
定されている。なお、フィールドコイル６ａ，６ｂはイ
ンナーヨーク７をボビン代わりとしてこのインナーヨー
ク７に直接巻き付けても良い。

【０００８】フィールドコイル６ａ，６ｂの外周には、
僅かな空隙を介してリング状の２つのマグネット５ａ，
５ｂの内周面が対向している。マグネット５ａ，５ｂは
それぞれラジアル方向（放射方向）に磁化されたもので
あり、一方のマグネット５ａは内周側がＮ極、外周側が
Ｓ極に着磁され、逆に他方のマグネット５ｂは内周側が
Ｓ極、外周側がＮ極に着磁されている。これらのマグネ
ット５ａ，５ｂは外周面が磁性材料製の円筒状のアウタ
ーヨーク４の内周面にそれぞれ接着固定されて一体化さ
れている。アウターヨーク４の外周面は円筒状のスリー
ブ８の内周面に接着され、さらに、スリーブ８の上部が
振動板２に接着等により接続されている。振動板２の外
周部はフレーム１の周縁部に柔軟なエッジ９を介して弾
性支持されている。また、スリーブ８の外周面は、断面
波形状を有する２つのダンパー３ａ，３ｂの内周部に接
着固定され、このダンパー３ａ，３ｂの外周部がフレー
ム１に固着されることよりマグネット５ａ，５ｂ、アウ
ターヨーク４、スリーブ８、振動板２から成る振動系が
図示上下方向に振動可能に支持されている。

【０００９】本実施例のスピーカは、非通電時におい
て、図２に示すようにインナーヨーク７の上端面と上方
のマグネット５ａの上端面との高さ方向の間隔ｈと、イ
ンナーヨーク７の下端面と下方のマグネット５ｂの下端
面との高さ方向の間隔ｈは、それぞれ８ｍｍに設定され
ている。即ち、インナーヨーク７は上下方向（振動系の
振動方向）において各マグネット５ａ，５ｂよりも８ｍ
ｍ突出するように高さ寸法および取付位置が設定されて
いる。そして、各マグネット５ａ，５ｂとインナーヨー
ク７との間には常に直流磁場による磁気的吸引力が働い
ている。この状態からフィールドコイル６ａ，６ｂに音
声電流を供給すると、各フィールドコイル６ａ，６ｂが
逆巻きに形成され、且つ、これと対向する各マグネット
５ａ，５ｂの内周面がそれぞれ逆極性に着磁されている
ことから、各マグネット５ａ，５ｂに同一方向の駆動力
が働き、このマグネット５ａ，５ｂを含む振動系が図示
上方または下方に移動する。

【００１０】今、過大電流がフィールドコイル６ａ，６
ｂに供給され、振動系が図示上方へ急激に駆動された場
合、マグネット５ａがインナーヨーク７の上端面を越え
て上方へ移動しようとするが、マグネット５ａとインナ
ーヨーク７との間の磁気的吸引力により、マグネット５
ａがインナーヨーク７の上端面を越えて僅かに（約２ｍ
ｍ）移動した時点でそれ以上の振幅が抑制され、いわゆ
るソフトクリップが働き、ダンパー３ａ，３ｂの突っ張
りによる振動系各部の接着部の剥がれ等の故障の発生、
および歪み音の発生が防止される。上記と逆方向の過大
電流がフィールドコイル６ａ，６ｂに供給された場合も
同様に、マグネット５ｂとインナーヨーク７との間の磁
気的吸引力により、マグネット５ｂがインナーヨーク７
の下端面を越えて僅かに（約２ｍｍ）移動した時点でソ
フトクリップが働き、ダンパー３ａ，３ｂの突っ張り、
スリーブ８の下部フレーム１ｂの内底面への衝突等によ
る振動系の故障の発生、および異音や歪み音の発生が防
止されるようになっている。

【００１１】図３は、上記実施例のスピーカにおける入
力電流と振動系の振幅との関係を示す特性図である。な
お、縦軸の振幅量はマグネット５ａ，５ｂ等の振動系の
上下方向（±方向）の各振幅量の和を示している。この
特性図から明らかなように、入力電流が約３Ａ（アンペ
ア）で振幅量が約２０ｍｍ付近に達するまで、入力電流
に対し振動系の振幅量が比例して増加するが、それ以上
の入力電流に対しては振幅量はほとんど横這いの傾向を
示している。これは、上述したように非通電時における
インナーヨーク７のマグネット５ａ，５ｂの各端面から
上下方向へ突出する突出量がそれぞれ約８ｍｍであり、
通電時、即ち振動系の振動時には、マグネット５ａ，５
ｂがインナーヨーク７の上下端面を越えてさらに約２ｍ
ｍ移動した時点で、換言すれば、非通電時の状態から振
動系が上下一方方向へ約１０ｍｍ（両方向で約２０ｍ
ｍ）移動した時点で、その振幅が磁気的に抑制されるた
めである。

【００１２】上記の如く、本実施例のスピーカによれ
ば、上下方向にそれぞれ１０ｍｍ、両方向で２０ｍｍと
いう予め設定された振幅量を越えた振動系のオーバスト
ロークを防止するための特別な安全装置を付加すること
なく、振動系を構成するマグネット５ａ，５ｂと磁気回
路を構成するインナーヨーク７との間の磁気的吸引力に
より、過大電流入力時の振動系等の破損を防止すること
ができる。また、磁気的吸引力により振動系の振幅は緩
やかに抑制（ソフトクリップ）されるので、振動系の振
幅方向が急激に逆転することによる歪み音の発生も防止
され、音質が向上する。また、フィールドコイル６ａ，
６ｂがインナーヨーク７に間隙を介することなく直接取
り付けられているので、従来のようなムービングコイル
方式のスピーカに比べて磁気ギャップ（マグネット５
ａ，５ｂの内周面とインナーヨーク７の外周面との間の
空隙）の間隔を狭くすることが可能であり、よって、マ
グネット５ａ，５ｂから発生する磁束の線積率が向上し
て一定の音声電流に対する駆動エネルギーが増加する。
さらにフィールドコイル６ａ，６ｂで発生する熱がイン
ナーヨーク７に直接的に伝わり、且つ下部ヨーク１ｂに
も伝達されてこれらの外表面から放熱されるので、放熱
効率が格段に上昇して耐入力値を大幅に向上できるもの
である。

【００１３】さらに、２つのマグネット５ａ，５ｂは内
外周面がそれぞれ相異なる極性に着磁されてアウターヨ
ーク４に取り付けられているので、マグネット５ａ，５
ｂ、アウターヨーク４、およびインナーヨーク７間での
漏洩磁束が減少し、この点でも駆動エネルギーの増加に
寄与している。また、下部フレーム１ｂの底部中央に円
筒状に突出部１ｄが形成され、この突出部１ｄの小径部
１ｅにインナーヨーク７が嵌合されているので、組立時
に基準となるインナーヨーク７の芯出しおよび上下方向
の位置決めを容易に行うことができ、組立作業性が向上
するものである。

【００１４】なお、上記実施例では、アウターヨーク
（可動ヨーク）４の内周面に２つのマグネット５ａ，５
ｂを固着し、その内周側に配置されるインナーヨーク
（固定ヨーク）７の外周面に、２つのマグネット５ａ，
５ｂの内周面に各々対向する２つのフィールドコイル６
ａ，６ｂを密着して取り付けた構成例を示したが、これ
とは逆に、可動ヨークの外周面に２つのマグネットを固
着し、その外周側に配置される固定ヨークの内周面に、
２つのマグネットの外周面に各々対向する２つのコイル
を密着して取り付けるように構成した場合でも、上記と
同様の作用が得られるものである。

【００１５】

【発明の効果】本発明のスピーカによれば、コイルに過
大電流が入力されることによって生ずる過振幅に起因す
る振動系の破損を、特別な安全装置を付加することなく
防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すスピーカの断面図。

【図２】図１に示すスピーカの磁気回路を示す要部断面
図。

【図３】図１に示すスピーカにおける入力電流と振動系
の振幅との関係を示す特性図。

【図４】従来のスピーカを示す断面図。

【符号の説明】

１ フレーム、 １ｄ 突出部、 ２ 振動板、 ３
ａ，３ｂ ダンパー、４ アウターヨーク（可動ヨー
ク）、 ５ａ，５ｂ マグネット、６ａ，６ｂ フィー
ルドコイル、 ７ インナーヨーク（固定ヨーク）、８
スリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 景 東京都品川区西五反田１丁目１番８号アル パイン株式会社内 (72)発明者 島村 直樹 東京都品川区西五反田１丁目１番８号アル パイン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射状に磁化された２つのリング状のマ
   グネットと、磁性材料から円筒状に形成されその内周面
   もしくは外周面の両端部に前記マグネットが固着された
   可動ヨークと、該可動ヨークに固着されると共に振動板
   に接続されたスリーブとから振動系が構成され、前記ス
   リーブまたは前記振動板に接続されるダンパーにより前
   記振動系が振動可能に支持されるスピーカであって、前
   記２つのマグネットの内周面もしくは外周面とそれぞれ
   空隙を介して対向する２つのコイルと、磁性材料から円
   柱もしくは円筒状に形成されその外周面もしくは内周面
   に前記コイルが密着して取り付けられる固定ヨークとを
   有し、該固定ヨークの両端面が、非通電状態での前記２
   つのマグネットの振動方向における各端面よりも前記振
   動方向へ長く突出しており、その突出量が前記振動系の
   設定振幅量と同等もしくは該設定振幅量よりも短いこと
   を特徴とするスピーカ。
2. 【請求項２】 前記２つのマグネットの前記コイルと対
   向する周面は、Ｎ極またはＳ極にそれぞれ相異なって着
   磁され、且つ、前記２つのコイルはそれぞれ逆方向に巻
   き回されており、通電時に前記２つのマグネットに同一
   方向の駆動力が与えられる請求項１記載のスピーカ。
3. 【請求項３】 前記振動系を収容するフレームの底部に
   円柱もしくは円筒状に突出する突出部が形成され、該突
   出部に前記固定ヨークが嵌合されて位置決めされている
   請求項１記載のスピーカ。