スピーカのボイスコイルおよびスピーカの磁気回路

【課題】能率よく有効電磁力を増大させるスピーカのボイスコイルを提供する。
【解決手段】ヨーク付き反発磁気回路に用いられるボイスコイル５ｂにおいて、ヨーク底面側となる下側のコイル巻線密度を上側のコイル巻線密度より大きくした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はスピーカのボイスコイルに係わり、特に、ヨーク付き反発磁気回路に用いられるボイスコイルおよび磁気回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からボイスコイル内周側にマグネットを同極（＋極）同士が磁性体プレートを挟むように対向配置する反発磁気回路が軽量化・省スペース化を達成するものとして実用化されている。図１（ａ）はヨーク付き反発磁気回路の中心線より右側部分を示す断面図である。なお、図１（ａ）に一点鎖線で示す中心線は図に示す回転体である各部材の回転中心軸となっている。
【０００３】
図１（ａ）に示すマグネット１とマグネット２は同極同士が対向するようにして磁性体のプレート３を挾持するように配置されている。そして、マグネット１の下面にヨーク４の底板の上面を密着させる。ヨーク４の周縁からプレート３の周囲を覆う位置までリング形状部が立上がっている。
【０００４】
上記マグネット１，２、プレート３、ヨーク４は磁気回路を形成しており、このヨーク付き磁気回路の磁束密度分布が図１（ｂ）に示されている。この磁気回路では図１（ｂ）に示すように、プレート３の肉厚中心において、最大＋磁界が生じ、これより高さが増減するにつれ、磁界の強さすなわち磁束密度が減じて所定の位置より高い部分は斜線で示す−磁界が生じている。この場合、＋磁界は磁気回路中心から外側に向かう磁界であり、−磁界は外側から磁気回路中心に向かう磁界としている。
【０００５】
このようなヨーク付き磁気回路に用いられるボイスコイルとして従来は図５に示すボイスコイル５ａが用いられていた。ボイスコイル５ａとしてボイスコイルボビン６の下方の位置に巻線密度の長さ方向の分布が一様なものが用いられていた。図５ではボイスコイル５ａを２重巻線として示している。
【０００６】
ボイスコイル５ａは電流が供給されず、電磁力が発生しないときに高さ方向の中心位置が最大＋磁界位置（図１（ｂ）に水平線で示す位置）となるように配置される。すなわち、ボイスコイルボビン６の上部が振動板の内周に接着され、さらに、ボイスコイルボビン６の中間部がダンパーの内周に接着され、これらの振動板およびダンパーの外周は磁気回路に固定されたフレームに固定支持されている。そして、これら振動板およびダンパーはボイスコイル５ａを自然状態で最大＋磁界位置に保持する。
【０００７】
上記した従来のボイスコイル５ａはボイスコイル５ａの振動範囲全体に渡って十分に電磁力が得られなかった。その理由については後述する。
【０００８】
実開平７−２０７９９号公報に開示されたボイスコイルは最大＋磁界位置に配置されたボイスコイルから上下にずれた位置に前記ボイスコイルとは逆向きに巻かれたコイルがボイスコイルと直列接続されるように巻かれている。これらの逆向きに巻かれたコイルは−磁界位置にくると、ボイスコイルと同方向の電磁力を発生する。
【０００９】
しかしながら、−磁界は空気中を広い範囲に亘り長い距離に延びているので、磁束が弱い。そして、逆向きに巻かれたコイルが＋磁界に入るときに急激にブレーキが掛かる。さらに、逆向きに巻かれたコイルは−磁界で有効な駆動力を得るために設けられているが、これにより得られる駆動力に比べて逆巻き分のコイル重量が振動の加速度に対するイナーシャとなり結果的に駆動力を能率よく増大させることはできなかった。
【特許文献１】実開平７−２０７９９号公報、要約、図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、能率よく有効電磁力を増大させるスピーカのボイスコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のスピーカのボイスコイルは、ヨーク付き反発磁気回路に用いられるボイスコイルにおいて、ヨーク底面側となる下側のコイル巻線密度を上側のコイル巻線密度より大きくしたものである。
【００１２】
また、この発明のスピーカの磁気回路は、前記スピーカのボイスコイルを用いる磁気回路において、前記上側のコイルの部分がボイスコイルの可動範囲において−磁界に突入するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のボイスコイルによれば、ボイスコイル振動範囲の全体として、コイルに作用する電磁力が従来のボイスコイルよりも大きいので、同一の巻き数で比較すると、従来のボイスコイルに比べ利用できる駆動力が増加して効率よく電磁力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）はヨーク付き反発磁気回路の中心線より右側部分を示す断面図、図１（ｂ）はヨーク付き反発磁気回路の磁束密度分布を示すグラフ、図１（ｃ）は反発磁気回路中のボイスコイルの駆動力をボイスコイル中心位置を縦軸として従来のボイスコイルとこの発明のボイスコイルとで比較して示すグラフである。
【図２】この発明の実施例であるボイスコイルを示す断面図である。
【図３】図３（ａ）はヨーク付き反発磁気回路の比較磁束密度を簡略化して示す図、図３（ｂ）は従来のボイスコイルについて反発磁気回路の３位置でのコイル巻線数と駆動力（電磁力）を比較的に示す図、図３（ｃ）はこの発明のボイスコイルについて反発磁気回路の３位置でのコイル巻線数と駆動力（電磁力）を比較的に示す図である。
【図４】ヨーク付き反発磁気回路で発生する駆動力マップを示す図である。
【図５】従来のボイスコイルの例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下この発明を実施するための形態を実施例に即して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図２はこの発明の実施例であるボイスコイル５ｂを示す部分断面図である。図２に示すボイスコイル５ｂはボイスコイルボビン６の下方に巻かれており、下半分が２重巻きとなっており、上半分が１重巻きとなっている。このボイスコイル５ｂは図１（ａ）に示す磁気回路の磁界中に従来例のボイスコイル５ａと同様に配置される。
【００１７】
ボイスコイル５ｂとボイスコイル５ａとの総巻き数および通電する電流が同じとしてそれに発生する電磁力の大きさを比較する。比較を簡単とするために、磁束密度を図３（ａ）に示すように段階的に変化するとしてボイスコイル５ｂとボイスコイル５ａの相対電磁力を計算する。
【００１８】
図３（ｂ）にボイスコイル５ａの上中下の３位置における４か所の巻線数を示し図３（ｃ）にボイスコイル５ｂの上中下の３位置における３か所の巻線数を示している。電磁力の大きさは磁束密度×コイル長さ×電流の強さであるが、ボイスコイル５ａとボイスコイル５ｂのコイル長さを全巻数を同一として全体電磁力を計算すると、ボイスコイル５ａでは上中下の３位置で夫々２４、６、１８となり、ボイスコイル５ｂでは上中下の３位置で夫々２４、１２、１６とななる。
【００１９】
ボイスコイル５ａの電磁力の和は４８となり、ボイスコイル５ｂの電磁力の和は５２となる。ボイスコイルの励振力は各位置の電磁力を移動方向長さで積分したものであるから、この発明のボイスコイル５ｂの励振力は従来のボイスコイル５ａの励振力よりも大きい。
【００２０】
図４に図３により計算したボイスコイル５ａの電磁力を点線で示しボイスコイル５ｂの電磁力を実線で示している。なお、図４の横軸にボイスコイル中心位置高さを示している。実際には磁束密度は滑らかに変化するので電磁力のグラフは図１（ｃ）のように滑らかとなる。図１（ｃ）では縦軸にボイスコイル中心位置高さを示し、横軸方向に従来のボイスコイルの電磁力を実線で示し、この発明のボイスコイルの電磁力を点線で示している。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明のスピーカのボイスコイルは能率よく有効電磁力を増大させるので省スペース化が要求される車載用音響機器に有用である。
【符号の説明】
【００２２】
１マグネット
２マグネット
３プレート
４ヨーク
５ａボイスコイル、５ｂボイスコイル
６ボイスコイルボビン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク付き反発磁気回路に用いられるボイスコイルにおいて、ヨーク底面側となる下側のコイル巻線密度を上側のコイル巻線密度より大きくしたことを特徴とするスピーカのボイスコイル。
【請求項２】
請求項１のボイスコイルの上側のコイルの部分がボイスコイルの可動範囲において−磁界に突入するように配置したスピーカの磁気回路。

【図１】