JPH11122694A - スピーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボビンの内周側に配置されているヨークを省
略し、軽量化に好適で再生音の高調波歪を大幅に低減す
ることができるスピーカの提供。 【解決手段】 ボビン５に巻回した２つのボイスコイル
６，７の外周にそれぞれ空隙を介してリング形状のプレ
ート９，１０を設けるとともに、これら２つのプレート
９，１０の間に、軸線方向に磁化されて各プレート９，
１０と内径を略合致させたリング形状のマグネット１１
を設けることにより、ボビン５の内周側にヨークが存在
しなくとも各ボイスコイル６，７に十分な磁束を通過さ
せることができる磁気回路を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動ボイスコイル
を組み込んだムービングコイル型のスピーカに係り、特
に、その磁気回路構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、車載用などとして使用される従
来のムービングコイル型のスピーカを示す断面図であ
る。このスピーカは、いわゆるツイータと呼ばれるもの
で、主に高周波数帯域の音声を再生するために用いられ
る。

【０００３】図７において、ドーム形状の振動板２１
は、その外周縁部が円弧状の断面を有する弾性エッジ２
２を介して後述するフレーム２３に弾性的に支持されて
いる。この振動板２１の外周下部には、紙材や合成樹脂
材などの非磁性材を円筒状に形成してなるボビン２４が
接着されており、このボビン２４の外周面にボイスコイ
ル２５が巻回されている。また、ボビン２４の内周側に
は、高透磁性を有する鉄などの導電性材料からなる円柱
状のインナーヨーク２６が配置されている。このインナ
ーヨーク２６の下端面には、ボビン２４の軸線方向（図
示上下方向）に着磁されたマグネット２７が固着されて
おり、このマグネット２７の下端面が断面コ字状のアウ
ターヨーク２８の上面に固着されている。このアウター
ヨーク２８もインナーヨーク２６と同様に高透磁性を有
する導電性材料からなり、その周縁部には図示上方へ起
立した環状部２８ａが一体に形成されている。そして、
この環状部２８ａの内周面とインナーヨーク２６の外周
面との間に、マグネット２７からの直流磁束を収束させ
る磁気ギャップ２９が形成されていて、この磁気ギャッ
プ２９内に前記ボイスコイル２５が配置されている。

【０００４】一方、前記フレーム２３は、合成樹脂材を
略リング状に形成してなるもので、アウターヨーク２８
の環状部２８ａに外嵌されている。このフレーム２３に
は、外部のアンプなどから音声電流が供給される一対の
入力端子３０が固着されており、この入力端子３０に、
ボイスコイル２５の両末端から引き出されたリード線３
１が接続されている。

【０００５】このように構成されたスピーカは、入力端
子３０とリード線３１を介してボイスコイル２５に交流
の音声電流を供給することにより、磁気ギャップ２９内
に位置するボイスコイル２５に電磁力が働き、このボイ
スコイル２５を駆動源として、ボビン２４および振動板
２１が図示上下方向に振動するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種のスピー
カは、磁気ギャップ２９を形成するインナーヨーク２６
およびアウターヨーク２８の材料として、高透磁性を有
する鉄などの導電性材料を使用する必要があるが、この
ような材料からなるヨーク２６，２８は交流磁束が通過
すると渦電流を生じてしまうので、ボイスコイル２５に
流れる音声電流に悪影響を及ぼす虞がある。すなわち、
入力端子３０から音声電流が通電されるとボイスコイル
２５から交流磁束が発生するが、この交流磁束が近傍の
インナーヨーク２６やアウターヨーク２８を通過すると
渦電流が発生するので、この渦電流により、ボイスコイ
ル２５に流れる音声電流に歪が生じて、再生音に高調波
歪が現れやすくなる。また、インナーヨーク２６および
アウターヨーク２８の透磁率の非直線性に伴うヒステリ
シス損により、音声電流に高調波成分が生じるため、そ
の影響で再生音に高調波歪が現れることもある。

【０００７】特に、ボイスコイル２５の内周側に位置す
るインナーヨーク２６は、その磁気ギャップ形成面がア
ウターヨーク２８の磁気ギャップ形成面よりも小径で表
面積も小さいため、ボイスコイル２５からの交流磁束の
磁束密度が相対的に大きく、それゆえ渦電流およびヒス
テリシス損の発生の大きな要因となっている。なお、言
うまでもないが再生音の高調波歪は、高周波数帯域の音
声を再生するツイータにおいて顕著に現れるものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボビンに巻回
した２つのボイスコイルの外周にそれぞれ空隙を介して
リング形状のプレートを設けるとともに、これら２つの
プレートの間に、軸線方向に磁化されて各プレートと内
径を略合致させたリング形状のマグネットを設けること
により、ボビンの内周側にヨークが存在しなくとも各ボ
イスコイルに十分な磁束を通過させることができる磁気
回路を構成した。したがって、ボビンの内周側にヨーク
を配置させた場合に懸念される渦電流やヒステリシス損
の発生を抑制することができ、再生音の高調波歪を大幅
に低減することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明によるスピーカは、非磁性
材からなる円筒形状のボビンと、このボビンの外周面の
うち軸線方向に所定量離間させた２箇所にそれぞれが巻
回されている２つのボイスコイルと、磁性材からなり前
記２つのボイスコイルの外周に空隙を介してそれぞれの
内周面を対向させているリング形状の２つのプレート
と、これら２つのプレートの間に介設され軸線方向に磁
化されているリング形状のマグネットとを備え、前記マ
グネットの外径を各プレートよりも大きく設定するとと
もに、該マグネットの内径を各プレートと同等に設定
し、前記ボビンの内周側にヨークが存在しない構成とし
た。

【００１０】このように構成されるスピーカは、マグネ
ットの軸線方向両端面を通過する磁束がプレートの内周
面を通過しやすくなり、磁気ギャップを横切る磁束量を
高めることができるので、ボビンの内周側にヨークが存
在しなくとも各ボイスコイルに十分な磁束を通過させる
ことができる。

【００１１】また、かかる構成において、前記２つのボ
イスコイルをそれぞれ前記ボビンに逆向きに巻き回して
おけば、通電時にこれら２つのボイスコイルに同一方向
の駆動力を与えることができる。

【００１２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本発明によるスピーカの第１実施例を示す断面
図、図２はこの第１実施例におけるボイスコイルのリー
ド線処理構造を示す斜視図、図３は図２に示すボイスコ
イルの要部断面図である。

【００１３】図１に示すスピーカは、いわゆるツイータ
と呼ばれるもので、高周波数帯域の音声を再生するため
に用いられる。図中符号１は合成樹脂材や紙材、金属薄
板などから形成されたドーム形状の振動板で、その外周
縁部が円弧状の断面を有する弾性エッジ２の内周縁に接
着されているので、振動板１は弾性エッジ２によって振
動可能に支持されている。また、この弾性エッジ２の外
周縁は合成樹脂材などの非磁性材からなるフレーム３に
接着されており、このフレーム３が同じく非磁性材から
なるケース４上に嵌め込まれている。

【００１４】振動板１の外周縁下部には、紙材や合成樹
脂材などの非磁性材を図２に示すような円筒状に形成し
てなるボビン５が接着されており、このボビン５の外周
面には、軸線方向（図示上下方向）に所定量離間させた
２箇所にそれぞれボイスコイル６，７が巻回されてい
る。これらのボイスコイル６，７は、１本の導線を途中
で逆向きに巻き回して形成したものであるが、逆巻きし
た２本の導線を電気的に接続してボイスコイル６，７と
なしてもよい。そして、ボイスコイル６，７から引き出
された２本のリード線８が、図２に示すように、ボビン
５のつなぎ目間隙５ｂを利用して該ボビン５の内周側へ
取り出してある。なお、紙材等からなるボビン５には一
般に、周方向に不連続なつなぎ目間隙５ｂが存在する。

【００１５】ボイスコイル６，７の外周側にはそれぞ
れ、磁気ギャップとなる微少な空隙Ｇを介して、磁性材
からなるリング形状のプレート９，１０の内周面が対向
している。また、これらのプレート９，１０の間には、
例えば上端面がＮ極で下端面がＳ極というように、軸線
方向に磁化されているリング形状のマグネット１１が介
設されている。ただし、このマグネット１１は図１に示
すように、その外径は各プレート９，１０よりも大きい
が内径は各プレート９，１０と同等であり、マグネット
１１の内周面をプレート９，１０の内周面に対してほぼ
揃えた構成にしてある。これにより、マグネット１１の
軸線方向両端面（上下端面）を通過する磁束がプレート
９，１０の内周面を通過しやすくなり、磁気ギャップＧ
を横切る磁束量を高めることができるので、ボビン５の
内周側にヨークが存在しなくとも各ボイスコイル６，７
に十分な磁束を通過させることができる。

【００１６】つまり、マグネット１１の内径よりもプレ
ート９，１０の内径を小さくし、このプレート９，１０
の内周縁部がマグネット１１の内周面よりも内側へ大き
く突出するようにした場合、ボビン５の内周側にヨーク
が存在しないため、磁束は各プレート９，１０の内周縁
部間で軸方向（図示上下方向）に収束してしまい、ボイ
スコイル６，７を横切る方向（径方向）への磁束が大幅
に減少してしまう。また、各プレート９，１０の外径を
マグネット１１の外径と同等とすると、磁束は各プレー
ト９，１０の外周面間でも収束してしまい、やはりボイ
スコイル６，７を横切る磁束が大幅に減少してしまう。

【００１７】本発明では、上記の如く各プレート９，１
０の内径をマグネット１１の内径とほぼ等しくすると共
に、各プレート９，１０の外径はマグネット１１の外径
よりも小さくしたことにより、各プレート９，１０の内
周面を通過し、ボイスコイル６，７を貫く径方向への磁
束を充分に確保できるようにしたものである。

【００１８】マグネット１１の上下端面にプレート９，
１０を固着してなるリング体は、非磁性材からなる前記
フレーム３および前記ケース４に挟み込まれて位置決め
固定されている。そして、ボビン５等を下から蓋閉して
いるケース４の底部に、外部のアンプなどから音声電流
が供給される一対の入力端子１２が固着され、これらの
入力端子１２にボビン５の内周側へ取り出された前記リ
ード線８が半田付けなどにより接続される。

【００１９】このように構成されたスピーカは、入力端
子１２およびリード線８を介して各ボイスコイル６，７
に交流の音声電流を供給するが、ボイスコイル６，７は
それぞれボビン５に逆向きに巻き回されているので、通
電時にこれら２つのボイスコイル６，７には同一方向の
駆動力が作用することになる。すなわち、音声電流を供
給すると磁気ギャップＧ内に位置する各ボイスコイル
６，７に向きが同じ電磁力が働き、これら両ボイスコイ
ル６，７を駆動源として、ボビン５および振動板１が図
示上下方向に振動するようになっている。

【００２０】上述したスピーカの磁気回路は、ボビン５
の内周側に導電性のヨークを存在させない構成になって
いるので、ボビン５の内周側にヨークを配置させた場合
に懸念される渦電流やヒステリシス損を抑制することが
でき、それゆえ再生音の高調波歪を大幅に低減すること
ができる。また、その結果として、このスピーカにはボ
ビン５の内周側に比較的広い空間が確保されているの
で、リード線８をボビン５の上縁部に干渉させることな
く該ボビン５の内周側へ余裕をもって配置させることが
でき、良好な組立性が期待できる。つまり、振動板１が
接着されるボビン５の上縁部を跨ぐようにしてリード線
８を内方へ取り出すと再生音の特性に悪影響を及ぼす虞
があるが、ボビン５に形成されているつなぎ目間隙５ｂ
を利用してリード線８をボビン５内へ取り出してやれば
その心配はなく、こうしてボビン５内に配置させたリー
ド線８と入力端子１２との接続も容易に行える。

【００２１】また、上述したスピーカでは、ボイスコイ
ル６，７の外周面の位置精度を高めるため、通常のコイ
ルに用いられる断面が円形の導線（丸線）の代わりに、
図３に示すように断面が長方形の導線（平角線）をボビ
ン５に複数ターン巻き回してボイスコイル６，７となし
ている。このような平角線は、所望の形状に重ね巻きす
ることが容易なので、これをボビン５に複数ターン巻き
つけたときに得られる全体の厚みが管理しやすい。その
ため、平角線を巻き回して形成されるボイスコイル６，
７の外周面の径寸法は、高精度に設定することができ
る。

【００２２】なお、磁気ギャップＧの磁束密度はマグネ
ット１１に近い側が高くなっているので、本実施例では
図３に示すように、駆動効率の高いボイスコイル６，７
を形成するために、細めの平角線を階段状に重ね巻きし
て磁束の強い部分の巻き数が多くなるように設定してあ
る。ただし、図４に示すように、各プレート９，１０の
厚みと同等の長手幅を有する太めの平角線を重ね巻きし
てボイスコイル６，７を形成してもよい。

【００２３】図５は本発明によるスピーカの第２実施例
を示す断面図、図６はこの第２実施例におけるボイスコ
イルのリード線処理構造を示す斜視図である。

【００２４】図５，６に示すスピーカは、渦電流やヒス
テリシス損の発生を低減するために前記第１実施例と同
じくボビン５の内周側に導電性のヨークを存在させない
構成にしてはあるが、該内周側スペース内の空気量を減
らすため、そこに非磁性材からなるブロック体１３を配
置させている。すなわち、ボビン５の内周側が空洞にな
っていると、そこに存在する多量の空気の弾性によって
振動板１の振動が影響を受け、例えば低音域で歪を生じ
る虞がある。しかるに、非磁性のブロック体１３を付設
してボビン５の内周側に多量の空気が存在しないように
してあれば、渦電流やヒステリシス損の発生が抑制でき
るだけでなく、振動板１の振動に対するボビン５内の空
気の悪影響を未然に回避することもできる。

【００２５】ただし、この場合、ボイスコイル６，７か
ら引き出されるリード線８をボビン５の内周側へ余裕を
もって取り出すことはできないので、本実施例では図６
に示すように、リード線８を一旦、前記実施例と同様に
つなぎ目間隙５ｂに挿通してボビン５の内周側へ導いた
後、このリード線８を、ボビン５の切欠き５ａに差し込
んで保持させてから該ボビン５の外周側へ取り出してい
る。このようにしてボイスコイル６，７の端末処理を行
うと、リード線８のうちボビン５の近傍に位置する部分
は、つなぎ目間隙５ｂと切欠き５ａとの間の短寸部分
も、切欠き５ａから外方へ延出する部分も、共に該切欠
き５ａに保持されてぶれを起こしにくくなるので、ボイ
スコイル６，７に音声電流が供給されてボビン５が振動
しても、リード線８がボビン５に対し小刻みに接離する
心配がなくなって異音の発生が防止でき、また、振動板
１が接着されるボビン５の上縁部に対してリード線８を
逃がすことができるので、再生音の特性に悪影響を及ぼ
す心配もない。

【００２６】なお、本実施例では部品点数を増やさない
ためにブロック体１３とケース４を一体成形品としてい
るが、ブロック体１３がケース４と別部品であってもよ
い。また、ブロック体１３は磁気回路の構成部品ではな
いので特に高い寸法精度は要求されず、それゆえブロッ
ク体１３の外周面とボビン５の内周面との間にはリード
線８の前記短寸部分を無理なく配置させうる十分なスペ
ースが確保できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。非磁性
材からなる円筒形状のボビンと、このボビンの外周面の
うち軸線方向に所定量離間させた２箇所にそれぞれが巻
回されている２つのボイスコイルと、磁性材からなり前
記２つのボイスコイルの外周に空隙を介してそれぞれの
内周面を対向させているリング形状の２つのプレート
と、これら２つのプレートの間に介設され軸線方向に磁
化されているリング形状のマグネットとを備え、前記マ
グネットの外径を各プレートよりも大きく設定するとと
もに、該マグネットの内径を各プレートと同等に設定
し、前記ボビンの内周側にヨークが存在しないように構
成すると、マグネットの軸線方向両端面を通過する磁束
がプレートの内周面を通過しやすくなり、磁気ギャップ
を横切る磁束量を高めることができるので、ボビンの内
周側にヨークが存在しなくとも各ボイスコイルに十分な
磁束を通過させることができる。したがって、ボビンの
内周側にヨークを配置させた場合に懸念される渦電流や
ヒステリシス損の発生を抑制することができ、再生音の
高調波歪を大幅に低減することができるのみならず、ボ
ビンの内周側に重いヨークが存在しなくなるため、スピ
ーカの軽量化を図ることも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスピーカの第１実施例を示す断面
図である。

【図２】第１実施例におけるボイスコイルのリード線処
理構造を示す斜視図である。

【図３】図２に示すボイスコイルの要部断面図である。

【図４】ボイスコイルの変形例を示す要部断面図であ
る。

【図５】本発明によるスピーカの第２実施例を示す断面
図である。

【図６】第２実施例におけるボイスコイルのリード線処
理構造を示す斜視図である。

【図７】従来のスピーカを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 振動板 ２ 弾性エッジ ３ フレーム ４ ケース ５ ボビン ６，７ ボイスコイル ８ リード線 ９，１０ プレート １１ マグネット １２ 入力端子 １３ ブロック体 Ｇ 磁気ギャップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性材からなる円筒形状のボビンと、
   このボビンの外周面のうち軸線方向に所定量離間させた
   ２箇所にそれぞれが巻回されている２つのボイスコイル
   と、磁性材からなり前記２つのボイスコイルの外周に空
   隙を介してそれぞれの内周面を対向させているリング形
   状の２つのプレートと、これら２つのプレートの間に介
   設され軸線方向に磁化されているリング形状のマグネッ
   トとを備え、前記マグネットの外径を各プレートよりも
   大きく設定するとともに、該マグネットの内径を各プレ
   ートと同等に設定し、前記ボビンの内周側にヨークが存
   在しないことを特徴とするスピーカ。
2. 【請求項２】 前記２つのボイスコイルをそれぞれ前記
   ボビンに逆向きに巻き回して、通電時にこれら２つのボ
   イスコイルに同一方向の駆動力が与えられるようにした
   ことを特徴とするスピーカ。