JP2006196961A - 電気音響変換器用磁気回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気音響変換器用磁気回路を構成するマグネットの形状を生産性の高いものとし、同時に、高い磁気特性が得られる成形法と磁石材料の採用を可能とし、高性能で安価な磁気回路を提供する。
【解決手段】 磁気回路を、ポールピース１１を直立させたほぼ四角形のボトムプレート１２と、ポールピースの周囲に配置したほぼ四角形のマグネット１３と、マグネットの前面に配置して中心孔１４の内周面をポールピース上端部の外周面に対向させることにより磁気ギャップ１６を形成するトッププレート１５とでなり、マグネット１３はそれぞれ棒状または板状の少なくとも４個の磁石材１３ａ，１３ｂをほぼ四角形に組合せた構成とした。
【選択図】 図４

Description

この発明は一般にスピーカ等の電気音響変換器にかかり、特に、液晶テレビ、プラズマテレビ、ＡＶ等に用いるスリム型、薄型等のスピーカ用として好適な磁気回路に関する。

従来のスリム型や薄型のスピーカ等の電気音響変換器用磁気回路においては、関連機器が許容するスピーカの取付け空間の寸法と形状に応じて決まるスピーカ全体の形状が平面図において円形のみでなく、楕円形、長円形、長方形等のいずれかに設定されるため、磁気回路全体の形状も円形以外に楕円形、長円形、長方形等のいずれかに設定され、それに応じて磁気回路が構成する磁気ギャップも円形以外のこれら形状のいずれかに形成される。例えば特開平１１−２０５８９７号公報に開示されるスピーカにおいては、内外周を矩形とする角錐形の振動板と矩形筒状のボイスコイルに合わせて矩形状の磁気ギャップを構成するために、磁気回路はほぼ中心部に直立する断面矩形の柱状のポールピースを一体に成形あるいは結合し、かつ外周を矩形状としたボトムプレートと、矩形の中心孔を有しかつ外周を矩形としてポールピースを取り囲んで配置した環状のマグネットと、同様に矩形の中心孔を有し、かつ外周を矩形としてマグネットの前面に配置すると共に、中心孔の矩形内周面をマグネットのポールピースの矩形外周面に対向させて矩形の磁気ギャップを形成する環状のトッププレートとよりなる。

電気音響変換器は、上記の磁気回路のトッププレートの前面に対してほぼ矩形角錐型に形成したフレームの内端縁を結合し、同様に矩形角錐型とした振動板の外端縁がエッジを介してフレームの外端縁に結合されると共に、振動板の内端縁が、下端外周にボイスコイルを担持する断面矩形で筒状のボビンの上端外周に結合され、かつボビン下端のボイスコイルを磁気ギャップ内に振動自在に挿入し、ボビンの外周のほぼ中央部に内周縁を結合し、かつフレームの内面の一部に外周縁を結合した矩形環状のダンパーによってボビンと振動板内端縁を支持し、更に、ボビン上端にダストキャップを載置してボビンの開口部を覆うことにより構成される。

上記したような従来の電気音響変換器において、磁気回路のマグネットは少なくとも内周を円形、楕円形、長円形、長方形等のいずれかとする環状の板材に形成され、断面を円形または楕円形としたポールピースと組み合わされるが、いずれの場合もマグネットは磁場をかけた金型により磁石粉末を薄板状にプレス成形して一体に製造される。近時小型軽量の電気音響変換器の需要が増大し、磁気回路も高特性で小型軽量のものが求められる。従って、磁気回路のマグネットもそれに応じて、信越化学工業株式会社の技術資料「信越レア・アースマグネット」に見られるとおり、高性能の永久磁石としてネオジム（Ｎｄ）系のものの使用が望まれる。しかしながら、上記のように環状の板材としたマグネットの場合のプレス成形は、プレス方向に対し磁場を平行に印加する平行磁場プレスに限られ、磁石材料もこの平行磁場プレスに適したものに限られ、得られる磁気特性もこれら材料のものに限定される。
特開平１１−２０５８９７号公報 信越化学工業株式会社"信越レア・アースマグネット" 〔２００４年９月６日検索〕、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.shinetsu-rare-earth-magnet.jp/index.shtml＞

上記した従来のスリム化や薄型化の求められる電気音響変換器用磁気回路を構成する環状のマグネットは、粉末材料を環状薄板に一体成形するものであるため、その製造工程は一個づつ個別に行わねばならず、生産性が低い。更に、形状が環状の板材であるため、成形工程は平行磁場プレスによるものに限定されるが、一般には製品の磁気特性はプレス方向に対し磁場を直角に印加する直角磁場プレスによる場合のほうが高くなることが知られているにも拘らず、直角磁場プレスを採用することは出来ない。また、成形工程後に必要な表面処理を行うにあたって、マグネットが環状であるため、割れ、欠けが発生することが多く、多数の成形品を同時に処理することも困難となる。これらの問題のために従来のこの種のマグネットを用いる磁気回路は生産性が低く、磁気特性の向上を図ることが不能であり、しかも製造コストが高いと言う課題を有する。

本発明は上記従来の磁気回路の有する課題を解決し、生産性の高い、磁気特性に優れ、製造コストを低減した電気音響変換器用磁気回路を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明に係る電気音響変換器用磁気回路は、ほぼ中心部に直立する柱状のポールピースを有し、かつ外周をほぼ四角形状としたボトムプレートと、ポールピースを挿通する中心孔を有し、かつ外周をほぼ四角形状としてポールピースの周囲に配したマグネットと、ポールピースを挿通する中心孔を有し、かつ外周を方形としてマグネットの前面に配置すると共に中心孔の内周面をマグネットのポールピースの外周面に対向させて磁気ギャップを形成するトッププレートとよりなり、マグネットはそれぞれ棒状または板状の少なくとも４個の磁石材をほぼ四角形状に組合わせてなることを特徴とする。

この発明に係る電気音響変換器用磁気回路は、ボトムプレートのポールピースは断面を円形、楕円形、長円形、正方形または長方形のいずれかとし、トッププレートの中心孔をポールピースの断面形状に合わせた円形、楕円形、長円形、正方形または長方形のいずれかとし、磁気ギャップを円形、楕円形、長円形、正方形または長方形のいずれかとしたことを特徴とする。

また、この発明に係る電気音響変換器用磁気回路は、マグネットの磁石材がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系またはＮｄ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｂ系の磁石でなることを特徴とする。

更に、この発明に係る電気音響変換器用磁気回路は、マグネットの磁石材が、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系またはＮｄ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｂ系の材料で直角磁場プレスにより棒状または板状で長尺にした成形品から切り出されたものであることを特徴とする。

この発明によれば、電気音響変換器用磁気回路はマグネットを少なくとも４個の棒状または板状の磁石材を方形に組合せて形成するから、それぞれの磁石材は直線状の極めて単純な形態に成形される。したがってワレ、カケも減り、従来よりも多数の磁石材を同時に成形ないし表面処理することが可能となり、生産性が向上し、製造コストが低減される。また、磁石材の成形方法は、従来の環状板材のマグネットの成形が平行磁場プレスに限定されていたのに対して、直角磁場プレスによる方法とすることが可能となり、平行磁場プレスによる場合よりも優れた磁気特性の磁石材ないしマグネットの製造が可能となる。

この発明によれば、また、少なくとも４個の棒状または板状の磁石材を互いに組合せて四角形のマグネットとするので、それぞれの磁石材の長さを同寸としたり、各一対の長寸と短寸の磁石材としたりすることが可能であり、更に、長寸と短寸の比率を変えて多様な縦横比の楕円形、長円形、および長方形の磁気ギャップ形状に対応することが可能となる。

この発明によれば、更に、マグネットを構成する棒状または板状の磁石材が直角磁場プレスにより成形可能となるので、磁気特性がより高くなるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石またはＮｄ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｂ系磁石を採用することが可能となり、長尺に作成した棒状または板状の成形品から所定長さの磁石材を切り出すことが可能となり、製造コストを低減してしかも磁気特性を向上させた磁気回路を提供することができる。

以下にこの発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

図１はこの発明に係る磁気回路を用いた電気音響変換器の概略構成図である。

図１において、電気音響変換器は、後述する磁気回路１０のトッププレート１５の前面側にほぼ円錐形または角錐形等のフレーム２１の内周側端縁を固定結合し、フレーム２１の外周側端縁にはエッジ２２を介してほぼ円錐形または角錐形等の振動板２３の外周端縁が結合され、振動板２３の内周端縁には、下端外周にボイスコイルを巻回した筒状ボビン２４の上端が結合され、ボビン２４は、外周端をフレーム２１の内面に固定したダンパー２５の内周端をボビン２４の外周の中間位置に結合することによって支持されると共に、ボビン２４の下端のボイスコイルは後述する磁気回路１０の磁気ギャップ内に振動可能に保持される。ボビン２４の上端開口はダストキャップ２６によって覆われる。

図２〜図４はこの発明に係る電気音響変換器用磁気回路の一実施例における構成図である。

図２〜図４において、磁気回路１０は、この場合、断面を円形とした柱状のポールピース１１をほぼ中心に直立させ、かつ外形をほぼ四角形としたボトムプレート１２と、ボトムプレート１２上に載置されてポールピース１１を取り囲む環状のマグネット１３と、ほぼ中心に、この場合、円形とした孔１４を有し、かつ外形をほぼ四角形とすると共に孔１４にポールピース１１の上端部を挿通させてマグネット１３上に載置したトッププレート１５とによって構成される。

この実施例において、上記のマグネット１３はそれぞれ断面がほぼ四角形で棒状の２対の磁石材１３ａおよび１３ｂでなり、一方の対の磁石材１３ａは互いに平行に配した短寸とし、他方の対の磁石材１３ｂは長寸として短寸対の磁石材１３ａの両端に接合させ、互いに平行に配置することにより外形をほぼ正方形とし、内側にほぼ正方形の開口を有する環状のマグネットが形成される。

もちろん、各対の磁石材１３ａ，１３ｂは長さを変えることなく同寸とし、各々一端面を他材の一端の側面に直角に接合させることによりほぼ正方形の環状とすることもできる。また、短寸対と長寸対の長さの比が大きくなるように変化させれば、縦横比の異なる各種の長方形にすることが可能である。いずれの場合にも、各磁石材１３ａ，１３ｂは長尺に成形した棒状磁石から設定長さに切り出すことができる。したがって、成形方法も平行磁場プレスに限定されることなく、直角磁場プレスを採用することによって磁気特性の向上を図れる。また、磁石材の数も４個に限定することなく、各対の寸法を適宜に設定して対の数を増やすこともできる。各磁石材の端部における接合も、磁気的な接合や接着剤による固定のいずれでも良い。更に、磁石材の形状も断面四角形の棒状と限らず、必要に応じて板状のものとすることもできる。

この実施例においては、また、トッププレート１５の円形の中心孔１４に断面円形のポールピース１１の上端部を挿通して、孔１４の内周面とポールピース１１の外周面との間に円形の磁気ギャップ１６が形成され、電気音響変換器を構成する振動板２３の内周端に結合した筒状のボビン２４の担持するボイスコイルが、この円形の磁気ギャップ１６内に挿入され、振動可能に支持される。

つまり、この実施例では磁気回路１０のトッププレート１５は、断面を円形としたボビン２４ないしボイスコイルとの組合せに適合した形状の孔１４を備えるが、その場合、ボイスコイルと結合されている振動板２３の外形は円形と限らず、方形、長方形、楕円形、長円形等のいずれとすることも可能である。また、トッププレート１５の外形と孔１４の形状も四角形と円形に限定されず、双方を方形ないし長方形として、振動板２３の外形に合わせて断面を方形、長方形、楕円形、長円形等のいずれかとしたボイスコイルに適合させることが可能である。

磁気回路１０のマグネット１３を構成する磁石材１３ａ，１３ｂの材料としては、磁石材が棒状あるいは板状であるため、プレス成形法を直角磁場プレスとすることが可能となる。その結果、平行磁場プレスに適した材料に限られることなく、直角磁場プレスに適すると共により高磁気特性が得られるＮｄ系の材料、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系またはＮｄ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｂ系の材料を使用することができる。そして、この材料をもって直角磁場プレスにより棒状または板状の成形品を長尺に作成することが可能となり、長尺成形品から所定長さの磁石材１３ａ，１３ｂを大量、迅速に切り出すことによって、従来よりも高い磁気特性の磁気回路を安価に製造することが可能となる。

この発明に係る磁気回路を含む電気音響変換器の一実施例の構成を示す断面図 この発明に係る電気音響変換器用磁気回路の一実施例の構成を示す図３のＩＩ−ＩＩ線断面図 図２の磁気回路の上面図 図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図

符号の説明

１０ 磁気回路
１１ ポールピース
１２ ボトムプレート
１３ マグネット
１３ａ，１３ｂ 磁石材
１４ 孔
１５ トッププレート
１６ 磁気ギャップ
２１ フレーム
２２ エッジ
２３ 振動板
２４ ボビン
２５ ダンパー
２６ ダストキャップ

Claims (4)

1. ほぼ中心部に直立する柱状のポールピースを有し、かつ外周をほぼ四角形状としたボトムプレートと、ポールピースを挿通する中心穴を有し、かつ外周をほぼ四角形状としてポールピースの周囲に配したマグネットと、ポールピースを挿通する中心孔を有し、かつ外周を方形としてマグネットの前面に配置すると共に中心孔の内周面をマグネットのポールピースの外周面に対向させて磁気ギャップを形成するトッププレートとよりなる電気音響変換器用磁気回路において、マグネットはそれぞれ棒状または板状の少なくとも４個の磁石材をほぼ四角形状に組合せてなることを特徴とする電気音響変換器用磁気回路。
2. ボトムプレートのポールピースは断面を円形、楕円形、長円形、正方形または長方形のいずれかとし、トッププレートの中心孔をポールピースの断面形状に合わせた円形、楕円形、長円形、正方形または長方形のいずれかとし、磁気ギャップを円形、楕円形、長円形、正方形または長方形のいずれかとしたことを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器用磁気回路。
3. マグネットの磁石材がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系またはＮｄ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｂ系の磁石でなることを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換器用磁気回路。
4. マグネットの磁石材が直角磁場プレスによる長尺の成形品から切り出されたものであることを特徴とする請求項３記載の電気音響変換器用磁気回路。

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