JP3985526B2 - 磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカ - Google Patents
磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種音響機器に使用される磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図３，図４（ａ），（ｂ）により説明する。図３は従来のスピーカの構成を示す半断面図であり、図４（ａ）は同要部であるヨークの構成を示す半断面図であり、図４（ｂ）は同平面図である。
【０００３】
同図によると、１はヨークであり、円筒外周部１ａとヨーク底面部１ｂで構成され、２はマグネット、３はトッププレートであり、これらによって磁気回路Ａが構成されている。また、１ｃはヨークのヨーク底面部に形成された凹部である。
【０００４】
４はボイスコイルであり、磁気回路Ａの磁気空隙部１ｄにボイスコイル４を配置することにより、ボイスコイル４に信号を入力して駆動力を得る。５はフレームであり、磁気回路Ａ、振動板６、ダンパー７を保持している。
【０００５】
なお、ヨークの円筒外周部１ａとヨークのヨーク底面部１ｂの材厚が同一の板材で形成されるとともに、接着や溶接によって一体化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、各種音響機器においても小型軽量化の傾向の中で、スピーカも小形化が要求され、従来技術で説明したマグネット２にフェライトマグネットに比べて磁気エネルギーの高いネオジウムマグネットを採用したものが使われ始めているが、磁気回路Ａの小型化に伴い、更なるスピーカの高効率化が重要な課題となってきている。
【０００７】
本発明は、高磁気効率化した磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明の磁気回路の請求項１に記載のものは、少なくとも鍛造により形成された円筒外周部と平均材厚を円筒外周部より厚く形成した断面が
の突出した部分を設けたヨーク底面部からなるヨークと、前記突出した部分の上面に接着結合されたマグネットと、前記ヨークの円筒外周部とで磁気空隙を形成する前記マグネット上に接着結合されたトッププレートとで磁気回路を構成し、ヨークのヨーク底面部に生じる磁気飽和を低減するという作用効果を有するものであるとともに、前記ヨーク底面部の前記マグネットが接着結合される部分に設けられた環状の凹部の下方の前記ヨーク底面部の前記突出した部分の立ち上り部の内側を曲面状に形成することで凹部下の磁気飽和の発生し易い部分を曲げ加工部分としてヨーク底面部全体の厚みを厚くすることなく磁気飽和を回避し、磁気回路の軽量化に寄与できるものとしたものである。
【００１４】
また、本発明のスピーカの請求項２に記載のものは、請求項１に記載の磁気回路と、この磁気回路のヨークと結合されるフレームと、前記磁気回路の磁気空隙にはめ込まれるボイスコイルを内周に結合し外周を前記フレームに結合する振動板とで構成したものであり、これにより、音圧が向上するなどの高音質化と高効率化という作用効果を有する小型・軽量のスピーカの提供を可能とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図２（ｂ）により説明する。なお、説明にあたっては従来技術と同一部分には同一番号を付して説明を省略して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態スピーカの構成を示す半断面図であり、図２（ａ）は同要部であるヨークの構成を示す半断面図であり、図２（ｂ）は同平面図である。
【００１７】
同図により従来技術との相違点のみ説明すると、磁気回路Ｂを構成するヨーク１０の円筒外周部１０ａの平均材厚に対して断面
の突出した部分を設けたヨーク底面部１０ｂの平均材厚を厚くしたものであり、ヨークのヨーク底面部１０ｂにおける磁束の通過する部分の断面積をヨークの円筒外周部１０ａのそれに対して同一またはそれ以上の大きさになるようにしたものである。
【００１８】
なお、更に詳細に説明すると、本実施形態においては上述のごとくヨーク底面部１０ｂと円筒外周部１０ａの断面積を同一以上となるようにヨーク底面部１０ｂを円筒外周部１０ａより厚くしたが、ヨーク底面部１０ｂの中央の突出部分の凹部１０ｃ下方での磁気飽和を防止するためヨーク底面部１０ｂは更に厚くしている。
【００１９】
即ち、この凹部１０ｃはマグネット２とヨーク底面部１０ｂの結合時に使用する接着剤が磁気空隙１０ｄにはみ出すことを防止するためにリング状に設けられ、前記ヨーク底面部１０ｂを鍛造により作製される時に同時に形成されるものであるが、磁性材料であるヨーク底面部１０ｂは鍛造による圧縮加工で磁性体の透磁率が劣化し、凹部１０ｃの下部周辺に透磁率の劣化による磁気飽和が生じることになるので、この磁気飽和を防止するために、ヨーク底面部１０ｂの厚みは円筒外周部１０ａの断面積と同一以上であり、かつ上記凹部１０ｃ下方の磁気飽和を防止するのに充分な厚みを確保して、更に磁気効率の向上を図っている。
【００２０】
また、ヨーク底面部１０ｂと円筒外周部１０ａはカシメによって一体化を図り、磁気効率の低下を防止している。
【００２１】
また、ヨーク底面部１０ｂの円筒外周部１０ａとの接合部分の面積を前記円筒外周部１０ａの断面積と略同一として磁気効率の低下を防止している。
【００２２】
また、ヨーク底面部１０ｂは、スピーカへの大入力時における大振幅によってボイスコイル４とヨーク底面部１０ｂが接触し破壊せぬように、十分な高さを確保する必要から側壁１０ｅを有しているが、この側壁１０ｅ部分の厚みも厚くして断面積を外周部１０ａの断面積と略同一かまたはそれ以上にしてこの側壁での磁気飽和を防止し、磁気効率の向上を図っている。
【００２３】
また、本実施形態においてヨーク底面部１０ｂの凹部１０ｃを設けた突出部の立ち上り部の内側の曲げ部分１０ｆを曲面状にして磁気効率の向上を図るとともに、凹部１０ｃの下方にこの曲げ部分１０ｆが位置するように構成することで、凹部１０ｃの下方の磁気飽和防止のためのヨーク底面部１０ｂの厚みを厚くすることを抑制し、重量の増加を抑制しながら、効率化を図った磁気回路の提供を可能とするものである。
【００２４】
表１は従来技術および本実施形態のスピーカをボイスコイル口径２５ｍｍの１６ｃｍ口径のものとして作製したものの磁束密度と音圧の測定結果を示すものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１により、磁束密度、音圧の向上が確認され、磁気回路の高磁気効率化とともにスピーカとして音圧の向上したスピーカが提供可能となることが確認された。
【００２７】
なお、更に、ヨークを鋳造、鍛造、切削加工などで一体成形することによって、ヨークの円筒外周部１０ａとヨーク底面部１０ｂの接合部に生じる磁気飽和を解消できるという作用効果が得られることが予想される。
【００２８】
以上のように本実施の形態においては磁気効率の向上した磁気回路の提供が可能となるが、上述した種々の手段
（構成）を全て採用する必要はなく、スピーカの形状等に合わせて適宜選択することで、磁気効率の向上を図れば良いものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカは、ヨーク底面部における磁束の通過する部分の断面積を、ヨークの円筒外周部に対して同一以上の大きさにすることにより、断面積の差によって生じる磁気飽和を低減して、磁気回路の高磁気効率化を可能とするとともに、高出力・小形・軽量化したスピーカの提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピーカの一実施の形態の側半断面図
【図２】（ａ）同要部である磁気回路のヨークの側半断面図
（ｂ）同平面図
【図３】従来のスピーカの側半断面図
【図４】（ａ）同要部である磁気回路のヨークの側半断面図
（ｂ）同平面図
【符号の説明】
２ マグネット
３ トッププレート
４ ボイスコイル
５ フレーム
６ 振動板
７ ダンパー
１０ａ 円筒外周部
１０ｂ ヨーク底面部
１０ｃ 同ヨーク底面部の上面に形成された凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は各種音響機器に使用される磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図３，図４（ａ），（ｂ）により説明する。図３は従来のスピーカの構成を示す半断面図であり、図４（ａ）は同要部であるヨークの構成を示す半断面図であり、図４（ｂ）は同平面図である。
【０００３】
同図によると、１はヨークであり、円筒外周部１ａとヨーク底面部１ｂで構成され、２はマグネット、３はトッププレートであり、これらによって磁気回路Ａが構成されている。また、１ｃはヨークのヨーク底面部に形成された凹部である。
【０００４】
４はボイスコイルであり、磁気回路Ａの磁気空隙部１ｄにボイスコイル４を配置することにより、ボイスコイル４に信号を入力して駆動力を得る。５はフレームであり、磁気回路Ａ、振動板６、ダンパー７を保持している。
【０００５】
なお、ヨークの円筒外周部１ａとヨークのヨーク底面部１ｂの材厚が同一の板材で形成されるとともに、接着や溶接によって一体化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、各種音響機器においても小型軽量化の傾向の中で、スピーカも小形化が要求され、従来技術で説明したマグネット２にフェライトマグネットに比べて磁気エネルギーの高いネオジウムマグネットを採用したものが使われ始めているが、磁気回路Ａの小型化に伴い、更なるスピーカの高効率化が重要な課題となってきている。
【０００７】
本発明は、高磁気効率化した磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明の磁気回路の請求項１に記載のものは、少なくとも鍛造により形成された円筒外周部と平均材厚を円筒外周部より厚く形成した断面が
【００１４】
また、本発明のスピーカの請求項２に記載のものは、請求項１に記載の磁気回路と、この磁気回路のヨークと結合されるフレームと、前記磁気回路の磁気空隙にはめ込まれるボイスコイルを内周に結合し外周を前記フレームに結合する振動板とで構成したものであり、これにより、音圧が向上するなどの高音質化と高効率化という作用効果を有する小型・軽量のスピーカの提供を可能とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図２（ｂ）により説明する。なお、説明にあたっては従来技術と同一部分には同一番号を付して説明を省略して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態スピーカの構成を示す半断面図であり、図２（ａ）は同要部であるヨークの構成を示す半断面図であり、図２（ｂ）は同平面図である。
【００１７】
同図により従来技術との相違点のみ説明すると、磁気回路Ｂを構成するヨーク１０の円筒外周部１０ａの平均材厚に対して断面
【００１８】
なお、更に詳細に説明すると、本実施形態においては上述のごとくヨーク底面部１０ｂと円筒外周部１０ａの断面積を同一以上となるようにヨーク底面部１０ｂを円筒外周部１０ａより厚くしたが、ヨーク底面部１０ｂの中央の突出部分の凹部１０ｃ下方での磁気飽和を防止するためヨーク底面部１０ｂは更に厚くしている。
【００１９】
即ち、この凹部１０ｃはマグネット２とヨーク底面部１０ｂの結合時に使用する接着剤が磁気空隙１０ｄにはみ出すことを防止するためにリング状に設けられ、前記ヨーク底面部１０ｂを鍛造により作製される時に同時に形成されるものであるが、磁性材料であるヨーク底面部１０ｂは鍛造による圧縮加工で磁性体の透磁率が劣化し、凹部１０ｃの下部周辺に透磁率の劣化による磁気飽和が生じることになるので、この磁気飽和を防止するために、ヨーク底面部１０ｂの厚みは円筒外周部１０ａの断面積と同一以上であり、かつ上記凹部１０ｃ下方の磁気飽和を防止するのに充分な厚みを確保して、更に磁気効率の向上を図っている。
【００２０】
また、ヨーク底面部１０ｂと円筒外周部１０ａはカシメによって一体化を図り、磁気効率の低下を防止している。
【００２１】
また、ヨーク底面部１０ｂの円筒外周部１０ａとの接合部分の面積を前記円筒外周部１０ａの断面積と略同一として磁気効率の低下を防止している。
【００２２】
また、ヨーク底面部１０ｂは、スピーカへの大入力時における大振幅によってボイスコイル４とヨーク底面部１０ｂが接触し破壊せぬように、十分な高さを確保する必要から側壁１０ｅを有しているが、この側壁１０ｅ部分の厚みも厚くして断面積を外周部１０ａの断面積と略同一かまたはそれ以上にしてこの側壁での磁気飽和を防止し、磁気効率の向上を図っている。
【００２３】
また、本実施形態においてヨーク底面部１０ｂの凹部１０ｃを設けた突出部の立ち上り部の内側の曲げ部分１０ｆを曲面状にして磁気効率の向上を図るとともに、凹部１０ｃの下方にこの曲げ部分１０ｆが位置するように構成することで、凹部１０ｃの下方の磁気飽和防止のためのヨーク底面部１０ｂの厚みを厚くすることを抑制し、重量の増加を抑制しながら、効率化を図った磁気回路の提供を可能とするものである。
【００２４】
表１は従来技術および本実施形態のスピーカをボイスコイル口径２５ｍｍの１６ｃｍ口径のものとして作製したものの磁束密度と音圧の測定結果を示すものである。
【００２５】
【表１】
表１により、磁束密度、音圧の向上が確認され、磁気回路の高磁気効率化とともにスピーカとして音圧の向上したスピーカが提供可能となることが確認された。
【００２７】
なお、更に、ヨークを鋳造、鍛造、切削加工などで一体成形することによって、ヨークの円筒外周部１０ａとヨーク底面部１０ｂの接合部に生じる磁気飽和を解消できるという作用効果が得られることが予想される。
【００２８】
以上のように本実施の形態においては磁気効率の向上した磁気回路の提供が可能となるが、上述した種々の手段
（構成）を全て採用する必要はなく、スピーカの形状等に合わせて適宜選択することで、磁気効率の向上を図れば良いものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の磁気回路およびこの磁気回路を用いたスピーカは、ヨーク底面部における磁束の通過する部分の断面積を、ヨークの円筒外周部に対して同一以上の大きさにすることにより、断面積の差によって生じる磁気飽和を低減して、磁気回路の高磁気効率化を可能とするとともに、高出力・小形・軽量化したスピーカの提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスピーカの一実施の形態の側半断面図
【図２】（ａ）同要部である磁気回路のヨークの側半断面図
（ｂ）同平面図
【図３】従来のスピーカの側半断面図
【図４】（ａ）同要部である磁気回路のヨークの側半断面図
（ｂ）同平面図
【符号の説明】
２ マグネット
３ トッププレート
４ ボイスコイル
５ フレーム
６ 振動板
７ ダンパー
１０ａ 円筒外周部
１０ｂ ヨーク底面部
１０ｃ 同ヨーク底面部の上面に形成された凹部
Claims (2)
- 少なくとも鍛造により形成された円筒外周部と平均材厚を円筒外周部より厚く形成した断面が
の突出した部分を設けたヨーク底面部からなるヨークと、前記突出した部分の上面に接着結合されたマグネットと、前記ヨークの円筒外周部とで磁気空隙を形成する前記マグネット上に接着結合されたトッププレートとで構成される磁気回路であって、前記ヨーク底面部の前記マグネットが接着結合される部分に環状の凹部が設けられるとともに、この凹部の下方の前記ヨーク底面部の前記突出した部分の立ち上り部の内側が曲面状に形成されている磁気回路。 - 請求項１記載の磁気回路と、この磁気回路のヨークと結合されるフレームと、前記磁気回路の磁気空隙にはめ込まれるボイスコイルを内周に結合し外周を前記フレームに結合する振動板とで構成されるスピーカ。
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