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JP3902066B2 - Magnetic circuit for speakers - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気信号を音響に変換するスピーカ用磁気回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来よりスピーカの改良に関し多数の提案がなされている。例えば特開平9−284888号公報には、最低共振周波数における共振鋭度が小さくなされ、低域周波数帯域における音響再生が良好に行えるようにされたスピーカ(図8)が記載されている。
図8のスピーカは、磁気回路と、この磁気回路上に支持されたフレーム208とを有して構成されている。この磁気回路は、センターポール部201を有する円盤状のヨーク202aと、ヨーク202aの前面に配置された円環状の第1のマグネット216と、第1のマグネット216上に配置された円盤状のプレート202bと、プレート202b上に配置された円環状の第2のマグネット203と、第2のマグネット203上に配置された円盤状のプレート204とからなる。第1及び第2のマグネット216、203はそれぞれ軸方向に磁化されており、両者の前面部及び後面部に形成された磁極は軸方向において逆極性になっている。プレート202b及び204とセンターポール部201とが磁気ギャップ214b、214aを介して対向している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、スピーカの高性能化の要求は益々過酷になり、大型化を極力抑えつつ大出力を得られる高性能スピーカが求められている。即ち大出力型のスピーカに適した新規構造のスピーカ用磁気回路が求められている。
本発明者の検討から、図8に代表される従来のスピーカ用磁気回路ではボイスコイルの鎖交する領域の磁気ギャップの有効磁束の密度(空隙部磁束密度)がほぼ上限値に達しており、スピーカ用磁気回路構造に新規な改良を加えないと磁気ギャップの空隙部磁束密度を現状以上に高められないことがわかった。
【0004】
したがって本発明が解決しようとする課題は、スピーカの大型化、大重量化、及び高コスト化を招来せずに、空隙部磁束密度を顕著に高めたスピーカ用磁気回路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のスピーカ用磁気回路は、強磁性材料により円板状に形成された第1のヨークと、厚み方向が磁化方向であり、第1のヨークの前面に配設されたリング状の第1の永久磁石と、強磁性材料によりリング状に形成され、第1の永久磁石の前面に配設された第2のヨークと、厚み方向が磁化方向であり、第1の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、第2のヨークの前面に配設されたリング状の第2の永久磁石と、強磁性材料により円柱状に形成され、第1のヨークの前面に配設され、第1の永久磁石及び第2のヨークの内周面とギャップを介して対向するセンターポールと、厚み方向が磁化方向であり、第2の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、センターポールの前面に配設され、第2の永久磁石の内周面とギャップを介して対向する第3の永久磁石とを備えたことを特徴とする。
【0007】
又本発明のスピーカ用磁気回路は、強磁性材料により円板状に形成された第1のヨークと、厚み方向が磁化方向であり、第1のヨークの前面に配設されたリング状の第1の永久磁石と、強磁性材料によりリング状に形成され、第1の永久磁石の前面に配設された第2のヨークと、厚み方向が磁化方向であり、第1の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、第2のヨークの前面に配設されたリング状の第2の永久磁石と、強磁性材料によりリング状に形成され、第2の永久磁石の前面に配設された第3のヨークと、強磁性材料により円柱状に形成され、第1のヨークの前面に配設され、第1の永久磁石及び第2のヨークの内周面とギャップを介して対向するセンターポールと、厚み方向が磁化方向であり、第2の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、センターポールの前面に配設され、第2の永久磁石の内周面とギャップを介して対向する第3の永久磁石と、強磁性材料により円板状に形成され、第3の永久磁石の前面に配設され、第3のヨークの内周面とギャップを介して対向する第4のヨークとを備えたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明のスピーカ用磁気回路の一例を示す縦断面図である。
図1において、1は強磁性材料からなる円板状の第1のヨークであり、第1のヨーク1の前面の中心部に強磁性材料からなる円柱状のセンターポール4が同軸に配設されている。第1のヨーク1とセンターポール4とは図示されない締結具(ボルト)により螺着されている。又第1のヨーク1の前面にはヨーク1と同軸に厚み方向に磁化されたリング状の第1の永久磁石2が配設され、その内周面がギャップ8を介してセンターポール4と対向している。第1の永久磁石2の前面には強磁性材料からなるリング状の第2のヨーク3が第1の永久磁石2と同軸に配設され、第2のヨーク3の内周面が磁気ギャップ7を介してセンターポール4と対向している。センターポール4の前面には厚み方向に磁化された円板状の第3の永久磁石12がセンターポール4と同軸に配設されている。第2のヨーク3の前面には厚み方向に磁化されたリング状の第2の永久磁石5が配設され、その内周面がギャップ9を介して第3の永久磁石12の外周面と対向している。第1、2及び3の永久磁石2、5、及び12にはそれぞれ図1中に示される極性の磁極が形成されている。
【0009】
このような磁気回路構成としたことにより、矢印13及び14で例示される閉磁路が形成され、磁気ギャップ7の空隙部磁束密度が顕著に高められる。矢印13は第1の永久磁石2から出て第2のヨーク3、磁気ギャップ7、センターポール4、及びヨーク1を通る主磁束13である。これに加え、第2の永久磁石5から出て第2のヨーク3、磁気ギャップ7、センターポール4、第3の永久磁石12を通る補磁束14を生じる。図8の従来のスピーカ用磁気回路でも第2のマグネット203から出てプレート204、磁気ギャップ214a、センターポール201、磁気ギャップ214b、プレート202bを通る補磁束を生じるがこの補磁束発生量は、図1の補磁束14の発生量よりも少ない。この差は図1の第3の永久磁石12の寄与分であり、具体的に後述の図5の実施例1に示されている。このように図1のスピーカ用磁気回路の構造にすると磁気ギャップ7における空隙部磁束密度を顕著に高められ、ボイスコイル11に大きな駆動力が発生し、ボイスコイル11に接続されたスピーカの振動板(図示省略)が振動し、大出力の音を発生することができる。
尚、図1で磁気ギャップ7とはセンターポール4の外周面と第2のヨーク3の内周面とが対向する領域のギャップをいい、ボイスコイル11が駆動されるストローク領域である。
【0010】
図2は参考例のスピーカ用磁気回路を示す縦断面図である。
図2において、21は強磁性材料からなる円板状の第1のヨークであり、第1のヨーク21の前面の中心部に強磁性材料からなる円柱状のセンターポール24が同軸に配設されている。第1のヨーク21とセンターポール24とは図示されない締結具(ボルト)により螺着されている。第1のヨーク21の前面にはヨーク21と同軸に厚み方向に磁化されたリング状の第1の永久磁石22が配設され、ギャップ26を介してセンターポール24と対向している。第1の永久磁石22の前面には強磁性材料からなるリング状の第2のヨーク23が第1の永久磁石22と同軸に配設され、第2のヨーク23の内周面が磁気ギャップ27を介してセンターポール24の外周面と対向している。センターポール24の前面には厚み方向に磁化された円板状の第2の永久磁石28がセンターポール24と同軸に突設されている。第1、2の永久磁石22、28にはそれぞれ図2中に示される極性の磁極が形成されている。
【0011】
このような磁気回路構成としたことにより、図2中の矢印で例示するように、第1の永久磁石22から出て第2のヨーク23、磁気ギャップ27、センターポール24、及び第1のヨーク21を通る主磁束18を生じる。これに加えて、第2のヨーク23、磁気ギャップ27、センターポール24、及び第2の永久磁石28を通る補磁束25を生じる。図2のスピーカ用磁気回路では図8の従来のスピーカ用磁気回路における第2のマグネット203に相当する永久磁石が無いがその無い分を第2の永久磁石28から発生した磁束が補う。その結果、図8の従来のスピーカ用磁気回路の磁気ギャップ214bの磁束密度に比べ、図2のスピーカ用磁気回路の磁気ギャップ27における空隙部磁束密度が大きくなる。図2のスピーカ用磁気回路は小型、軽量の高性能スピーカに好適である。
尚、図2で磁気ギャップ27とはセンターポール24の外周面と第2のヨーク23の内周面とが対向する領域のギャップをいい、図示省略のボイスコイルが駆動されるストローク領域である。
【0012】
図3は本発明のスピーカ用磁気回路の他の例を示す断面図である。
図3において、51は強磁性材料からなる円板状の第1のヨークであり、第1のヨーク51の前面の中心部に強磁性材料からなる円柱状のセンターポール54が同軸に配設されている。第1のヨーク51とセンターポール54とは図示されない締結具(ボルト)により螺着されている。第1のヨーク51の前面にはヨーク51と同軸に厚み方向に磁化されたリング状の第1の永久磁石52が配設され、その内周面がギャップ58を介してセンターポール54の外周面と対向している。第1の永久磁石52の前面には強磁性材料からなるリング状の第2のヨーク53が第1の永久磁石52と同軸に配設され、第2のヨーク53の内周面が磁気ギャップ57を介してセンターポール54の外周面と対向している。センターポール54の前面には厚み方向に磁化された円板状の第3の永久磁石62がセンターポール54と同軸に配設されている。第2のヨーク53の前面には厚み方向に磁化されたリング状の第2の永久磁石55が配設され、その内周面がギャップ59を介して第3の永久磁石62の外周面と対向している。第3の永久磁石62の前面には強磁性材料により円板状に形成された第4のヨーク67が第3の永久磁石62と同軸に配設されている。第2の永久磁石55の前面には強磁性材料によりリング状に形成された第3のヨーク56が配設され、その内周面がギャップ60を介して第4のヨーク67の外周面と対向している。第1、2及び3の永久磁石52、55、及び62にはそれぞれ図3中に示される極性の磁極が形成されている。図3の磁気回路構成は、図1のスピーカ用磁気回路に第3、4のヨークを付加した構造に相当する。
【0013】
図3中の矢印で示すように、第1の永久磁石52から出て第2のヨーク53、磁気ギャップ57、センターポール54、第1のヨーク51を通る主磁束63を生じる。これに加えて、第2の永久磁石55から出て第2のヨーク53、磁気ギャップ57、センターポール54、第3の永久磁石62、第4のヨーク67、ギャップ60、第3のヨーク56を通る補磁束64を生じる。図3のスピーカ用磁気回路の有効性を後述の図5の実施例2に具体的に示す。
図3で磁気ギャップ57とはセンターポール54の外周面と第2のヨーク53の内周面とが対向する領域のギャップをいい、図示省略のボイスコイルが駆動されるストローク領域である。なお、ギャップ60の磁束密度は磁気ギャップ57より小さいがギャップ58、59より大きいので、ギャップ60にもボイスコイルを配置し、磁束を鎖交させるようにすればボイスコイルの駆動力をより高めることできる。
【0014】
図4は本発明のスピーカ用磁気回路の更に他の例を示す断面図である。
図4において、111は強磁性材料からなる円板状の第1のヨークであり、第1のヨーク111の前面の中心部に強磁性材料からなる円柱状のセンターポール114が同軸に配設されている。センターポール114の第1のヨーク111との接合面には、テーパ部114aが設けられている。第1のヨーク111とセンターポール114とは図示されない締結具(ボルト)により螺着されている。第1のヨーク111の前面にはヨーク111と同軸に厚み方向に磁化されたリング状の第1の永久磁石112が配設され、その内周面がギャップ118を介してセンターポール114の外周面と対向している。第1の永久磁石112の前面には強磁性材料からなるリング状の第2のヨーク113が第1の永久磁石112と同軸に配設され、第2のヨーク113の内周面が磁気ギャップ117を介してセンターポール114の外周面と対向している。センターポール114の前面には厚み方向に磁化された円板状の第3の永久磁石122がセンターポール114と同軸に配設されている。第2のヨーク113の前面には厚み方向に磁化されたリング状の第2の永久磁石115が配設され、その内周面がギャップ119を介して第3の永久磁石122の外周面と対向している。第3の永久磁石122の前面には強磁性材料により円板状に形成された第4のヨーク127が第3の永久磁石122と同軸に配設されている。第2の永久磁石115の前面には強磁性材料によりリング状に形成された第3のヨーク116が配設され、その内周面がギャップ120を介して第4のヨーク127の外周面と対向している。第1、2及び3の永久磁石112、115、及び122にはそれぞれ図4中に示される極性の磁極が形成されている。図4の磁気回路構成は、図3のスピーカ用磁気回路のセンターポール54の第1のヨーク51との接合面に、テーパ部が設けられたものである。
【0015】
図4中の矢印で示すように、第1の永久磁石112から出て第2のヨーク113、磁気ギャップ117、センターポール114、第1のヨーク111を通る主磁束123を生じる。これに加えて、第2の永久磁石115から出て第2のヨーク113、磁気ギャップ117、センターポール114、第3の永久磁石122、第4のヨーク127、ギャップ120、第3のヨーク116を通る補磁束124を生じる。図4のスピーカ用磁気回路の有効性を後述の図5の実施例3−1に具体的に示す。
図4で磁気ギャップ117とはセンターポール114の外周面と第2のヨーク113の内周面とが対向する領域のギャップをいい、図示省略のボイスコイルが駆動されるストローク領域である。なお、ギャップ120の磁束密度は磁気ギャップ117より小さいがギャップ118、119より大きいので、ギャップ120にもボイスコイルを配置し、磁束を鎖交させるようにすればボイスコイルの駆動力をより高めることできる。
【0016】
本発明のスピーカ用磁気回路に配設される永久磁石は一体ものでなくても良く、例えば分割した複数個の永久磁石を接着して構成することができる。リング状磁石、円柱状磁石、又は円板状磁石が分割した永久磁石の集合体から構成される場合、集合体の永久磁石の外周又は内周形状は円弧に限定されず、部分的に直線部分を有しても良い。
【0017】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、それら実施例により本発明が限定されるものではない。
【0018】
(実施例1)
図1に示す本発明のスピーカ用磁気回路を、第1のヨーク1、第1の永久磁石2、第2のヨーク3、及び第2の永久磁石5の外径:D1=173mmとし、第1の永久磁石2、第2のヨーク3、及び第2の永久磁石5の内径:D2=93mmとし、センターポール4及び第3の永久磁石12の外径:D12=75mmとし、第1のヨーク1の厚み:L1=30mmとし、センターポール4の厚み:L4=52.5mmとし、第1の永久磁石2の厚み:L2=25mmとし、第2のヨーク3の厚み:L3=27.5mmとし、第2、3の永久磁石5、12の厚み:L5=25mmとし、構成した。なお、第1、2及び3の永久磁石2、5、及び12にはいずれもR−Fe−B系異方性焼結磁石(RはNdを主体とする希土類元素の少なくとも1種であり、日立金属社製のHS-46CH)を用いた。又第1のヨーク1、センターポール4、及び第2のヨーク3はいずれもJISG3101一般構造用圧延鋼材SS400製とした。
以上のように構成した図1のスピーカ用磁気回路において、磁気ギャップ7の半径方向の中心位置O(磁気ギャップ7の下端位置)から磁気ギャップ7の軸方向xに沿う空隙部磁束密度を測定した。結果を図5の実施例1に示す。図5より1.25 T以上の高い空隙部磁束密度を得られたことがわかる。
【0019】
(実施例2)
図3に示す本発明のスピーカ用磁気回路を、第1のヨーク51、第1の永久磁石52、第2のヨーク53、第2の永久磁石55、及び第3のヨーク56の外径:D51=173mmとし、第1の永久磁石52、第2のヨーク53、第2の永久磁石55、及び第3のヨーク56の内径:D52=93mmとし、センターポール54、第3の永久磁石62、及び第4のヨーク67の外径:D62=75mmとし、第1のヨーク51の厚み:L51=30mmとし、センターポール54の厚み:L54=52.5mmとし、第1の永久磁石52の厚み:L52=25mmとし、第2のヨーク53の厚み:L53=27.5mmとし、第2、3の永久磁石55、62の厚み:L55=25mmとし、第3、4のヨーク56、67の厚み:L56=25mmとし、構成した。なお、第1、2及び3の永久磁石52、55、及び62にはいずれもR−Fe−B系異方性焼結磁石(RはNdを主体とする希土類元素の少なくとも1種であり、日立金属社製のHS-46CH)を用いた。又第1、2、3のヨーク51、53、56、及びセンターポール54はいずれもJISG3101一般構造用圧延鋼材SS400製とした。
以上のように構成した図3のスピーカ用磁気回路において、磁気ギャップ57の半径方向の中心位置O(磁気ギャップ57の下端位置)から磁気ギャップ57の軸方向xに沿う空隙部磁束密度を測定した。結果を図5の実施例2に示す。図5より1.30T超の高い空隙部磁束密度を得られたことがわかる。
【0020】
(実施例3−1)
図4に示す本発明のスピーカ用磁気回路を、第1のヨーク111、第1の永久磁石112、第2の永久磁石115、及び第3のヨーク116の外径:D111=173mmとし、第2のヨーク113の外径:D113=155mmとし、第1の永久磁石112、第2のヨーク113、第2の永久磁石115、及び第3のヨーク116の内径:D112=93mmとし、センターポール114、第3の永久磁石122、及び第4のヨーク127の外径:D122=75mmとし、第1のヨーク111の厚み:L111=60mmとし、センターポール114の厚み:L114=105mmとし、第1の永久磁石112の厚み:L112=50mmとし、第2のヨーク113の厚み:L113=55mmとし、第2、3の永久磁石115、122の厚み:L115=25mmとし、第3、4のヨーク116、127の厚み:L116=20mmとし、テーパ部114aの外径:D114a=93mmとし、テーパ部114aの厚み:L114a=20mmとし、構成した。なお、第1、2及び3の永久磁石112、115、及び122にはいずれもR−Fe−B系異方性焼結磁石(RはNdを主体とする希土類元素の少なくとも1種であり、日立金属社製のHS-46CH)を用いた。又第1、2、3のヨーク111、113、116、及びセンターポール114はいずれもJISG3101一般構造用圧延鋼材SS400製とした。
以上のように構成した図4のスピーカ用磁気回路において、磁気ギャップ117の半径方向の中心位置O(磁気ギャップ117の下端位置)から磁気ギャップ117の軸方向xに沿う空隙部磁束密度を測定した。結果を図5の実施例3-1に示す。図5より実施例2よりも高い1.35T超の空隙部磁束密度を得られたことがわかる。
【0021】
このように高い空隙部磁束密度を得られた理由として、図3に示す実施例2では主磁束63がセンターポール54から第1のヨーク51に流れる時にその接合部、特に空隙58側において磁束が集中する。そのため、この部分の部材が磁気飽和を起こし磁気抵抗が大きくなっていた。これに対し本実施例では主磁束123がセンターポール114から第1のヨーク111に流れる時、テーパ部114aを流れることができ、主磁束123が第1の永久磁石112へ近道を通って行けるので、磁気飽和現象が緩和され、磁気抵抗が低減されて磁気損失が減り、その結果として磁気ギャップ117の空隙部磁束密度が高くなったものと考えられる。尚、テーパ部の代わりに円弧で結んだアール部による接続でも良い。
【0022】
(従来例)
図7に示すスピーカ用磁気回路は図8の従来のスピーカ用磁気回路と実質的に同じ構造である。図7のスピーカ用磁気回路を、第1のヨーク91、第1の永久磁石92、第2のヨーク93、第2の永久磁石95、及び第3のヨーク96の外径:D91=173mmとし、第1の永久磁石92、第2のヨーク93、第2の永久磁石95、及び第3のヨーク96の内径:D96=93mmとし、センターポール94の外径:D94=75mmとし、第1のヨーク91の厚み:L91=30mmとし、センターポール94の厚み:L94=102.5mmとし、第1の永久磁石92の厚み:L92=25mmとし、第2のヨーク93の厚み:L93=27.5mmとし、第2の永久磁石95の厚み:L95=25mmとし、第3のヨーク96の厚み:L96=25mmとし、構成した。なお、第1、2の永久磁石92、95にはいずれもR−Fe−B系異方性焼結磁石(RはNdを主体とする希土類元素の少なくとも1種であり、日立金属社製のHS-46CH)を用いた。又第1、2、3のヨーク91、93、96、及びセンターポール94はいずれもJISG3101一般構造用圧延鋼材SS400製とした。
以上のように構成した図7のスピーカ用磁気回路において、磁気ギャップ97の半径方向の中心位置O(磁気ギャップ97の下端位置)から磁気ギャップ97の軸方向xに沿う空隙部磁束密度を測定した。結果を図5中の従来例に示す。図5より実施例1、2に比べて空隙部磁束密度が低いことがわかる。
【0023】
(比較例)
図6に示す比較例のスピーカ用磁気回路を、第1のヨーク71、第1の永久磁石72、第2のヨーク73、及び第3の永久磁石75の外径:D71=173mmとし、第1の永久磁石72、第2のヨーク73、及び第3の永久磁石75の内径:D75=93mmとし、第2の永久磁石89、第3のヨーク74、及び第4の永久磁石82の外径:D82=75mmとし、第1のヨーク71の厚み:L71=30mmとし、第1、2の永久磁石72、89の厚み:L72=25mmとし、第2、3のヨーク73、74の厚み:L73=27.5mmとし、第3、4の永久磁石75、82の厚み:L75=25mmとし、構成した。なお、第1、2、3及び4の永久磁石72、89、75及び82にはいずれもR−Fe−B系異方性焼結磁石(RはNdを主体とする希土類元素の少なくとも1種であり、日立金属社製のHS-46CH)を用いた。又第1、2、3のヨーク71、73、74はいずれもJISG3101一般構造用圧延鋼材SS400製とした。
以上のように構成した図6のスピーカ用磁気回路において、磁気ギャップ77の半径方向の中心位置O(磁気ギャップ77の下端位置)から磁気ギャップ77の軸方向xに沿う空隙部磁束密度を測定した。結果を図5中の比較例に示す。図5より実施例1、2に比べて比較例の空隙部磁束密度が低いことがわかる。
【0024】
この理由を以下に説明する。両実施例と比較例を比べてみて異なる点としては、両実施例ではセンターポール4、54全体がSS400で構成されているが、比較例では前記センターポール4、54に相当する部分(以下、「センターポール部」と記述する)が、その一部が第2の永久磁石89で構成されていることである。従って、この点について、磁気的な特性を比較すると、SS400の飽和磁化は約2.0Tであるのに対し、第2の永久磁石の磁束発生量、即ち、残留磁束密度は高々1.3T程度である。ここで第1の永久磁石が発生した磁束量をΦ1、第1の永久磁石の軸方向断面積をS1、センターポール4、54あるいはセンターポール部を流れる磁束量をΦ2、センターポール4、54あるいはセンターポール部の軸方向断面積をS2とすると、Φ1は第1のヨークを通過しセンターポール4、54あるいはセンターポール部に集中し、Φ2=Φ1×S1÷S2となり(但し漏洩および磁気飽和は無いものと仮定して)、且つ第1のヨークはセンターポール4、54あるいはセンターポール部より外側に配置されていることから、S1はS2に比べはるかに大きいので、Φ2の値も大きなものとなり、大型スピーカになると第2の永久磁石の残留磁束密度以上となって、磁気抵抗を増やすことになる。このため比較例のようにセンターポール部の一部が第2の永久磁石で構成されていると磁気抵抗が増え、空隙部磁束密度が低下する。逆に両実施例のように第2の永久磁石の残留磁束密度より高い飽和磁化を持つSS400で構成されたセンターポールを配設した場合はセンターポール内での磁気抵抗が減少するため高い空隙部磁束密度を得られる。
【0025】
実施例1、2(図1、3のスピーカ用磁気回路)の検討結果と比較例(図6のスピーカ用磁気回路)の検討結果から、センターポールの少なくとも一部を強磁性材料から前記強磁性材料よりも低い残留磁束密度を有する永久磁石に替えると、磁気抵抗が増大し空隙部磁束密度が低下することがわかった。
実施例2(図3のスピーカ用磁気回路)の検討結果と、実施例3−1(図4のスピーカ用磁気回路)の検討結果から、図3のスピーカ用磁気回路のセンターポール54の第1のヨーク51との接合面に、テーパ部が設けられた図4のスピーカ用磁気回路では、磁気抵抗が低減し空隙部磁束密度が高くなることがわかった。
【0026】
上記各実施例ではセンターポール及び各ヨークを構成する強磁性材料として、JISG3101一般構造用圧延鋼材SS400を使用した場合を記載したが特に限定されるものではなく、例えば前記SS400より飽和磁化の高い電磁材料を使用すると多くの磁束量を流すことができるので好ましい。前記電磁材料の例として日立金属社製の鉄―コバルト系軟磁性材料YEP27COを使用して図4のスピーカ用磁気回路のセンターポール及び各ヨークを構成したものを実施例3−2とし、日立金属社製の鉄―コバルト―バナジウム系軟磁性材料YEP-2Vを使用して図4のスピーカ用磁気回路のセンターポール及び各ヨークを構成したものを実施例3−3とした。それらの磁気ギャップ117の半径方向の中心位置O(磁気ギャップ117の下端位置)から磁気ギャップ117の軸方向xに沿う空隙部磁束密度を測定した結果を図5に示す。図より実施例3−1に対し実施例3−2は約2%、実施例3−3は約3%空隙部磁束密度を増やすことができた。
【0027】
上記実施例では、永久磁石としてR−Fe−B系異方性焼結磁石を用いた場合を記載したが特に限定されず、公知の永久磁石を使用することができる。
又上記実施例1、2ではいずれも各リング状永久磁石と各リング状ヨークの外径、内径、及び厚みが同一であり、かつセンターポール及び円板状永久磁石の外径が同一の場合を記載したがこれらに限定されるものではない。例えば、図1で第1のヨーク1の外径を第1の永久磁石2の外径より大きくしたり、あるいは小さくすることは任意に行うことができる。又図1の第2のヨーク3の外径を第1の永久磁石2の外径より大きくしたり、あるいは小さくすることも任意である。
【0028】
上記実施の形態では第1のヨークとセンターポールとが別体の場合を記載したが、第1のヨークとセンターポールとが一体もので形成された場合も本発明に包含される。
【0029】
【発明の効果】
以上記述の通り、本発明によれば、スピーカの大型化、大重量化、及び高コスト化を招来せずに、磁気ギャップの磁束密度を顕著に高めたスピーカ用磁気回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のスピーカ用磁気回路の一態様を示す縦断面図である。
【図2】 参考例のスピーカ用磁気回路の態様を示す縦断面図である。
【図3】 本発明のスピーカ用磁気回路の他の態様を示す縦断面図である。
【図4】 本発明のスピーカ用磁気回路の更に他の態様を示す縦断面図である。
【図5】 磁気ギャップにおける測定位置xと空隙部磁束密度との相関の一例を示す図である。
【図6】 比較例のスピーカ用磁気回路の態様を示す断面図である。
【図7】 従来例のスピーカ用磁気回路の態様を示す断面図である。
【図8】 従来のスピーカを示す縦断面図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker magnetic circuit for converting an electric signal into sound.
[0002]
[Prior art]
Many proposals have been made for improvement of speakers. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-284888 describes a speaker (FIG. 8) in which the resonance sharpness at the lowest resonance frequency is reduced and sound reproduction in a low frequency band can be performed satisfactorily.
The speaker shown in FIG. 8 includes a magnetic circuit and a frame 208 supported on the magnetic circuit. This magnetic circuit includes a disk-shaped yoke 202a having a center pole portion 201, an annular first magnet 216 disposed on the front surface of the yoke 202a, and a disk-shaped plate disposed on the first magnet 216. 202b, an annular second magnet 203 disposed on the plate 202b, and a disk-shaped plate 204 disposed on the second magnet 203. The first and second magnets 216 and 203 are each magnetized in the axial direction, and the magnetic poles formed on the front and rear surface portions of both are opposite in the axial direction. The plates 202b and 204 and the center pole portion 201 are opposed to each other through the magnetic gaps 214b and 214a.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the demand for higher performance of speakers has become increasingly severe, and there is a demand for high performance speakers capable of obtaining high output while minimizing the increase in size. That is, there is a demand for a speaker magnetic circuit having a novel structure suitable for a large output type speaker.
From the study of the present inventors, in the conventional speaker magnetic circuit represented by FIG. 8, the effective magnetic flux density (gap magnetic flux density) of the magnetic gap in the interlinked region of the voice coil has almost reached the upper limit value. It was found that the gap magnetic flux density of the magnetic gap could not be increased beyond the current level unless new improvements were made to the speaker magnetic circuit structure.
[0004]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a speaker magnetic circuit in which the gap magnetic flux density is remarkably increased without increasing the size, weight and cost of the speaker.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A magnetic circuit for a speaker according to the present invention that has solved the above-described problems is provided with a first yoke formed in a disk shape from a ferromagnetic material, a magnetization direction in the thickness direction, and disposed on the front surface of the first yoke. A ring-shaped first permanent magnet, a second yoke formed in a ring shape from a ferromagnetic material and disposed on the front surface of the first permanent magnet, a thickness direction is a magnetization direction, and the first permanent magnet A magnetic pole having a polarity opposite to that of the magnet is formed on the front surface portion and the rear surface portion, and is formed in a cylindrical shape by a ring-shaped second permanent magnet disposed on the front surface of the second yoke, and a ferromagnetic material, A center pole disposed on the front surface of the first yoke and facing the inner surfaces of the first permanent magnet and the second yoke via a gap; a thickness direction is a magnetization direction; and a second permanent magnet Is formed with magnetic poles of opposite polarity on the front and rear surfaces, Disposed in front of, it is characterized in that a third permanent magnet that faces through the inner peripheral surface and the gap of the second permanent magnet.
[0007]
The magnetic circuit for a speaker according to the present invention includes a first yoke formed in a disk shape from a ferromagnetic material, and a ring-shaped second yoke disposed in front of the first yoke, the thickness direction being a magnetization direction. 1 permanent magnet, a second yoke formed in a ring shape with a ferromagnetic material and disposed on the front surface of the first permanent magnet, and the thickness direction is the magnetization direction, opposite to the first permanent magnet A magnetic pole having a polarity is formed on the front surface portion and the rear surface portion, and is formed in a ring shape by a ring-shaped second permanent magnet disposed on the front surface of the second yoke and a ferromagnetic material. A third yoke disposed on the front surface of the magnet, a cylindrical shape made of a ferromagnetic material, disposed on the front surface of the first yoke, and an inner peripheral surface of the first permanent magnet and the second yoke; The center pole facing the gap and the thickness direction is the magnetization direction, and the second permanent A magnetic pole having a polarity opposite to that of the stone is formed on the front surface portion and the rear surface portion. The third permanent magnet is disposed on the front surface of the center pole and faces the inner peripheral surface of the second permanent magnet through a gap. And a fourth yoke formed of a ferromagnetic material and disposed on the front surface of the third permanent magnet and facing the inner peripheral surface of the third yoke with a gap interposed therebetween. And
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a speaker magnetic circuit according to the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a disk-shaped first yoke made of a ferromagnetic material, and a columnar center pole 4 made of a ferromagnetic material is coaxially disposed at the center of the front surface of the first yoke 1. ing. The first yoke 1 and the center pole 4 are screwed together by a fastener (bolt) (not shown). In addition, a ring-shaped first permanent magnet 2 magnetized in the thickness direction coaxially with the yoke 1 is disposed on the front surface of the first yoke 1, and an inner peripheral surface thereof faces the center pole 4 through a gap 8. is doing. A ring-shaped second yoke 3 made of a ferromagnetic material is disposed coaxially with the first permanent magnet 2 on the front surface of the first permanent magnet 2, and the inner peripheral surface of the second yoke 3 is a magnetic gap 7. Through the center pole 4. A disc-shaped third permanent magnet 12 magnetized in the thickness direction is disposed coaxially with the center pole 4 on the front surface of the center pole 4. A ring-shaped second permanent magnet 5 magnetized in the thickness direction is disposed on the front surface of the second yoke 3, and the inner peripheral surface thereof opposes the outer peripheral surface of the third permanent magnet 12 through the gap 9. is doing. The first, second, and third permanent magnets 2, 5, and 12 are formed with magnetic poles having the polarities shown in FIG.
[0009]
With such a magnetic circuit configuration, a closed magnetic path exemplified by arrows 13 and 14 is formed, and the gap magnetic flux density of the magnetic gap 7 is significantly increased. An arrow 13 is a main magnetic flux 13 that exits from the first permanent magnet 2 and passes through the second yoke 3, the magnetic gap 7, the center pole 4, and the yoke 1. In addition to this, a supplementary magnetic flux 14 exiting from the second permanent magnet 5 and passing through the second yoke 3, the magnetic gap 7, the center pole 4, and the third permanent magnet 12 is generated. The conventional speaker magnetic circuit of FIG. 8 also generates a supplementary magnetic flux that exits from the second magnet 203 and passes through the plate 204, the magnetic gap 214a, the center pole 201, the magnetic gap 214b, and the plate 202b. It is less than the amount of one auxiliary magnetic flux 14 generated. This difference is the contribution of the third permanent magnet 12 of FIG. 1, and is specifically shown in Example 1 of FIG. 5 described later. 1, the magnetic flux density in the magnetic gap 7 is remarkably increased, a large driving force is generated in the voice coil 11, and the speaker diaphragm connected to the voice coil 11 is constructed. (Not shown) vibrates and can generate a high output sound.
In FIG. 1, the magnetic gap 7 is a gap in a region where the outer peripheral surface of the center pole 4 and the inner peripheral surface of the second yoke 3 face each other, and is a stroke region where the voice coil 11 is driven.
[0010]
  Figure 2Magnetic circuit for speaker of reference exampleFIG.
  In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a disk-shaped first yoke made of a ferromagnetic material, and a cylindrical center pole 24 made of a ferromagnetic material is coaxially disposed at the center of the front surface of the first yoke 21. ing. The first yoke 21 and the center pole 24 are screwed together by a fastener (bolt) (not shown). A ring-shaped first permanent magnet 22 magnetized in the thickness direction coaxially with the yoke 21 is disposed on the front surface of the first yoke 21 and faces the center pole 24 through a gap 26. A ring-shaped second yoke 23 made of a ferromagnetic material is disposed coaxially with the first permanent magnet 22 on the front surface of the first permanent magnet 22, and the inner peripheral surface of the second yoke 23 is a magnetic gap 27. Is opposed to the outer peripheral surface of the center pole 24. A disc-shaped second permanent magnet 28 magnetized in the thickness direction is provided on the front surface of the center pole 24 so as to protrude coaxially with the center pole 24. The first and second permanent magnets 22 and 28 are respectively formed with magnetic poles having the polarities shown in FIG.
[0011]
With such a magnetic circuit configuration, the second yoke 23, the magnetic gap 27, the center pole 24, and the first yoke come out of the first permanent magnet 22 as illustrated by the arrow in FIG. A main magnetic flux 18 passing through 21 is generated. In addition, a supplementary magnetic flux 25 is generated that passes through the second yoke 23, the magnetic gap 27, the center pole 24, and the second permanent magnet 28. In the speaker magnetic circuit of FIG. 2, there is no permanent magnet corresponding to the second magnet 203 in the conventional speaker magnetic circuit of FIG. 8, but the magnetic flux generated from the second permanent magnet 28 compensates for the absence. As a result, the gap magnetic flux density in the magnetic gap 27 of the speaker magnetic circuit of FIG. 2 is larger than the magnetic flux density of the magnetic gap 214b of the conventional speaker magnetic circuit of FIG. The speaker magnetic circuit of FIG. 2 is suitable for a small, lightweight, high-performance speaker.
In FIG. 2, the magnetic gap 27 is a gap in a region where the outer peripheral surface of the center pole 24 and the inner peripheral surface of the second yoke 23 face each other, and is a stroke region where a voice coil (not shown) is driven.
[0012]
  FIG. 3 shows a magnetic circuit for a speaker according to the present invention.Other examplesFIG.
  In FIG. 3, reference numeral 51 denotes a disk-shaped first yoke made of a ferromagnetic material, and a cylindrical center pole 54 made of a ferromagnetic material is coaxially disposed at the center of the front surface of the first yoke 51. ing. The first yoke 51 and the center pole 54 are screwed together by a fastener (bolt) (not shown). A ring-shaped first permanent magnet 52 magnetized in the thickness direction coaxially with the yoke 51 is disposed on the front surface of the first yoke 51, and an inner peripheral surface thereof is an outer peripheral surface of the center pole 54 via a gap 58. Is facing. A ring-shaped second yoke 53 made of a ferromagnetic material is disposed coaxially with the first permanent magnet 52 on the front surface of the first permanent magnet 52, and the inner peripheral surface of the second yoke 53 is a magnetic gap 57. Is opposed to the outer peripheral surface of the center pole 54. A disc-shaped third permanent magnet 62 magnetized in the thickness direction is disposed coaxially with the center pole 54 on the front surface of the center pole 54. A ring-shaped second permanent magnet 55 magnetized in the thickness direction is disposed on the front surface of the second yoke 53, and its inner peripheral surface faces the outer peripheral surface of the third permanent magnet 62 through a gap 59. is doing. On the front surface of the third permanent magnet 62, a fourth yoke 67 formed in a disk shape from a ferromagnetic material is disposed coaxially with the third permanent magnet 62. A third yoke 56 formed in a ring shape from a ferromagnetic material is disposed on the front surface of the second permanent magnet 55, and the inner peripheral surface thereof faces the outer peripheral surface of the fourth yoke 67 through the gap 60. is doing. The first, second, and third permanent magnets 52, 55, and 62 are formed with magnetic poles having the polarities shown in FIG. The magnetic circuit configuration in FIG. 3 corresponds to a structure in which third and fourth yokes are added to the speaker magnetic circuit in FIG.
[0013]
As shown by the arrows in FIG. 3, a main magnetic flux 63 is generated that exits from the first permanent magnet 52 and passes through the second yoke 53, the magnetic gap 57, the center pole 54, and the first yoke 51. In addition to this, the second yoke 53, the magnetic gap 57, the center pole 54, the third permanent magnet 62, the fourth yoke 67, the gap 60, and the third yoke 56 are removed from the second permanent magnet 55. A complementary magnetic flux 64 is generated. The effectiveness of the speaker magnetic circuit of FIG. 3 is specifically shown in Example 2 of FIG. 5 described later.
In FIG. 3, the magnetic gap 57 is a gap in a region where the outer peripheral surface of the center pole 54 and the inner peripheral surface of the second yoke 53 face each other, and is a stroke region where a voice coil (not shown) is driven. Note that the magnetic flux density of the gap 60 is smaller than the magnetic gap 57 but larger than the gaps 58 and 59. Therefore, if a voice coil is arranged in the gap 60 and the magnetic flux is linked, the driving power of the voice coil can be further increased. it can.
[0014]
FIG. 4 is a sectional view showing still another example of the speaker magnetic circuit of the present invention.
In FIG. 4, reference numeral 111 denotes a disk-shaped first yoke made of a ferromagnetic material, and a columnar center pole 114 made of a ferromagnetic material is coaxially disposed at the center of the front surface of the first yoke 111. ing. A taper portion 114 a is provided on the joint surface of the center pole 114 with the first yoke 111. The first yoke 111 and the center pole 114 are screwed together by a fastener (bolt) (not shown). A ring-shaped first permanent magnet 112 magnetized in the thickness direction coaxially with the yoke 111 is disposed on the front surface of the first yoke 111, and an inner peripheral surface thereof is an outer peripheral surface of the center pole 114 via a gap 118. Is facing. A ring-shaped second yoke 113 made of a ferromagnetic material is disposed coaxially with the first permanent magnet 112 on the front surface of the first permanent magnet 112, and the inner peripheral surface of the second yoke 113 is a magnetic gap 117. It faces the outer peripheral surface of the center pole 114 via A disc-shaped third permanent magnet 122 magnetized in the thickness direction is disposed coaxially with the center pole 114 on the front surface of the center pole 114. A ring-shaped second permanent magnet 115 magnetized in the thickness direction is disposed on the front surface of the second yoke 113, and its inner peripheral surface faces the outer peripheral surface of the third permanent magnet 122 through the gap 119. is doing. On the front surface of the third permanent magnet 122, a fourth yoke 127 formed in a disk shape from a ferromagnetic material is disposed coaxially with the third permanent magnet 122. A third yoke 116 formed in a ring shape with a ferromagnetic material is disposed on the front surface of the second permanent magnet 115, and the inner peripheral surface thereof faces the outer peripheral surface of the fourth yoke 127 through the gap 120. is doing. The first, second, and third permanent magnets 112, 115, and 122 are formed with magnetic poles having the polarities shown in FIG. In the magnetic circuit configuration of FIG. 4, a taper portion is provided on the joint surface of the center pole 54 of the speaker magnetic circuit of FIG. 3 with the first yoke 51.
[0015]
As shown by the arrows in FIG. 4, a main magnetic flux 123 is generated that exits from the first permanent magnet 112 and passes through the second yoke 113, the magnetic gap 117, the center pole 114, and the first yoke 111. In addition, the second yoke 113, the magnetic gap 117, the center pole 114, the third permanent magnet 122, the fourth yoke 127, the gap 120, and the third yoke 116 are removed from the second permanent magnet 115. A complementary magnetic flux 124 is generated. The effectiveness of the speaker magnetic circuit of FIG. 4 is specifically shown in Example 3-1 of FIG. 5 described later.
In FIG. 4, the magnetic gap 117 is a gap in a region where the outer peripheral surface of the center pole 114 and the inner peripheral surface of the second yoke 113 face each other, and is a stroke region where a voice coil (not shown) is driven. Note that the magnetic flux density of the gap 120 is smaller than the magnetic gap 117 but larger than the gaps 118 and 119. Therefore, if the voice coil is also arranged in the gap 120 and the magnetic flux is linked, the driving power of the voice coil can be further increased. it can.
[0016]
The permanent magnets disposed in the magnetic circuit for speaker according to the present invention may not be integrated, and for example, a plurality of divided permanent magnets can be bonded together. When the ring-shaped magnet, cylindrical magnet, or disk-shaped magnet is composed of an assembly of permanent magnets, the outer periphery or inner periphery of the assembly's permanent magnet is not limited to an arc, and is partially a linear portion You may have.
[0017]
【Example】
  Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.ofThe present invention is not limited to the examples.
[0018]
  Example 1
  The speaker magnetic circuit of the present invention shown in FIG. 1 has an outer diameter D of a first yoke 1, a first permanent magnet 2, a second yoke 3, and a second permanent magnet 5.1= 173 mm, the inner diameter of the first permanent magnet 2, the second yoke 3, and the second permanent magnet 5: D2= 93 mm, outer diameter of center pole 4 and third permanent magnet 12: D12= 75 mm, thickness of first yoke 1: L1= 30 mm, center pole 4 thickness: LFour= 52.5 mm, thickness of first permanent magnet 2: L2= 25 mm, thickness of second yoke 3: LThree= 27.5 mm, thickness of the second and third permanent magnets 5 and 12: LFive= 25 mm and configured. The first, second and third permanent magnets 2, 5, and 12 are all R-Fe-B anisotropic sintered magnets (R is at least one rare earth element mainly composed of Nd, Hitachi Metals HS-46CH) was used. The first yoke 1, the center pole 4, and the second yoke 3 were all made of JISG3101 general structural rolled steel SS400.
  In the speaker magnetic circuit of FIG. 1 configured as described above, the air gap magnetic flux density along the axial direction x of the magnetic gap 7 was measured from the radial center position O of the magnetic gap 7 (the lower end position of the magnetic gap 7). . The results are shown in Example 1 in FIG. From Figure 51.25 T or moreIt can be seen that a high gap magnetic flux density was obtained.
[0019]
(Example 2)
The speaker magnetic circuit of the present invention shown in FIG. 3 has the first yoke 51, the first permanent magnet 52, the second yoke 53, the second permanent magnet 55, and the outer diameter of the third yoke 56: D51= 173 mm, the inner diameter of the first permanent magnet 52, the second yoke 53, the second permanent magnet 55, and the third yoke 56: D52= 93 mm, outer diameter of center pole 54, third permanent magnet 62, and fourth yoke 67: D62= 75 mm, thickness of first yoke 51: L51= 30 mm, center pole 54 thickness: L54= 52.5mm, thickness of first permanent magnet 52: L52= 25 mm, thickness of second yoke 53: L53= 27.5mm, thickness of second and third permanent magnets 55 and 62: L55= 25 mm, thickness of third and fourth yokes 56 and 67: L56= 25 mm and configured. The first, second and third permanent magnets 52, 55 and 62 are all R-Fe-B anisotropic sintered magnets (R is at least one rare earth element mainly composed of Nd, Hitachi Metals HS-46CH) was used. The first, second, and third yokes 51, 53, and 56 and the center pole 54 are all made of JISG3101 general structural rolled steel SS400.
In the speaker magnetic circuit of FIG. 3 configured as described above, the air gap magnetic flux density along the axial direction x of the magnetic gap 57 was measured from the radial center position O of the magnetic gap 57 (the lower end position of the magnetic gap 57). . The results are shown in Example 2 in FIG. From FIG. 5, it can be seen that a high gap magnetic flux density exceeding 1.30 T was obtained.
[0020]
(Example 3-1)
The magnetic circuit for a speaker of the present invention shown in FIG. 4 has the outer diameter of the first yoke 111, the first permanent magnet 112, the second permanent magnet 115, and the third yoke 116: D111= 173 mm, outer diameter of the second yoke 113: D113= Inner diameter of the first permanent magnet 112, the second yoke 113, the second permanent magnet 115, and the third yoke 116: D112= 93 mm, outer diameter of center pole 114, third permanent magnet 122, and fourth yoke 127: D122= 75 mm, thickness of first yoke 111: L111= 60 mm, center pole 114 thickness: L114= 105 mm and the thickness of the first permanent magnet 112: L112= 50 mm, thickness of second yoke 113: L113= 55 mm, the thickness of the second and third permanent magnets 115 and 122: L115= 25 mm, thickness of third and fourth yokes 116 and 127: L116= 20mm, outer diameter of tapered part 114a: D114a= 93mm, taper 114a thickness: L114a= 20 mm and configured. The first, second, and third permanent magnets 112, 115, and 122 are all R-Fe-B anisotropic sintered magnets (R is at least one rare earth element mainly composed of Nd, Hitachi Metals HS-46CH) was used. The first, second, and third yokes 111, 113, and 116, and the center pole 114 are all made of JISG3101 general structural rolled steel SS400.
In the speaker magnetic circuit of FIG. 4 configured as described above, the air gap magnetic flux density along the axial direction x of the magnetic gap 117 was measured from the radial center position O of the magnetic gap 117 (the lower end position of the magnetic gap 117). . The results are shown in Example 3-1 in FIG. FIG. 5 shows that a gap magnetic flux density higher than 1.35 T higher than that in Example 2 was obtained.
[0021]
The reason why such a high air gap magnetic flux density is obtained is that, in the second embodiment shown in FIG. 3, when the main magnetic flux 63 flows from the center pole 54 to the first yoke 51, the magnetic flux is generated at the junction, particularly at the air gap 58 side. concentrate. For this reason, the member in this portion is magnetically saturated and the magnetic resistance is increased. In contrast, in the present embodiment, when the main magnetic flux 123 flows from the center pole 114 to the first yoke 111, it can flow through the tapered portion 114a, and the main magnetic flux 123 can go to the first permanent magnet 112 through a shortcut. It is considered that the magnetic saturation phenomenon is alleviated, the magnetic resistance is reduced, the magnetic loss is reduced, and as a result, the gap magnetic flux density of the magnetic gap 117 is increased. In addition, the connection by the round part connected with the circular arc instead of the taper part may be sufficient.
[0022]
(Conventional example)
The speaker magnetic circuit shown in FIG. 7 has substantially the same structure as the conventional speaker magnetic circuit of FIG. The speaker magnetic circuit of FIG. 7 has the same outer diameter as the first yoke 91, the first permanent magnet 92, the second yoke 93, the second permanent magnet 95, and the third yoke 96: D91= 173 mm, the inner diameter of the first permanent magnet 92, the second yoke 93, the second permanent magnet 95, and the third yoke 96: D96= 93 mm, outer diameter of center pole 94: D94= 75 mm, thickness of first yoke 91: L91= 30 mm, center pole 94 thickness: L94= 102.5mm, thickness of first permanent magnet 92: L92= 25 mm, thickness of second yoke 93: L93= 27.5mm, thickness of second permanent magnet 95: L95= 25 mm, thickness of third yoke 96: L96= 25 mm and configured. Each of the first and second permanent magnets 92 and 95 is an R-Fe-B anisotropic sintered magnet (R is at least one rare earth element mainly composed of Nd, manufactured by Hitachi Metals, Ltd. HS-46CH) was used. The first, second, and third yokes 91, 93, 96, and the center pole 94 are all made of JISG3101 general structural rolled steel SS400.
In the speaker magnetic circuit of FIG. 7 configured as described above, the air gap magnetic flux density along the axial direction x of the magnetic gap 97 was measured from the radial center position O of the magnetic gap 97 (the lower end position of the magnetic gap 97). . The results are shown in the conventional example in FIG. FIG. 5 shows that the gap magnetic flux density is lower than in Examples 1 and 2.
[0023]
(Comparative example)
The speaker magnetic circuit of the comparative example shown in FIG. 6 includes the outer diameters of the first yoke 71, the first permanent magnet 72, the second yoke 73, and the third permanent magnet 75: D71= 173 mm, the inner diameter of the first permanent magnet 72, the second yoke 73, and the third permanent magnet 75: D75= 93 mm, outer diameters of the second permanent magnet 89, the third yoke 74, and the fourth permanent magnet 82: D82= 75 mm, thickness of first yoke 71: L71= 30 mm, thickness of first and second permanent magnets 72 and 89: L72= 25 mm, thickness of second and third yokes 73 and 74: L73= 27.5mm, thickness of third and fourth permanent magnets 75 and 82: L75= 25 mm and configured. The first, second, third and fourth permanent magnets 72, 89, 75 and 82 are all R-Fe-B anisotropic sintered magnets (R is at least one rare earth element mainly composed of Nd). And HS-46CH manufactured by Hitachi Metals, Ltd. was used. The first, second and third yokes 71, 73 and 74 were all made of JISG3101 general structural rolled steel SS400.
In the speaker magnetic circuit of FIG. 6 configured as described above, the air gap magnetic flux density along the axial direction x of the magnetic gap 77 was measured from the radial center position O of the magnetic gap 77 (the lower end position of the magnetic gap 77). . The results are shown in the comparative example in FIG. FIG. 5 shows that the gap magnetic flux density of the comparative example is lower than that of Examples 1 and 2.
[0024]
The reason for this will be described below. The difference between the two examples and the comparative example is that the center poles 4 and 54 are entirely composed of SS400 in both examples, but in the comparative example, the portion corresponding to the center poles 4 and 54 (hereinafter referred to as the center poles 4 and 54). A part of which is described as “center pole portion” is composed of the second permanent magnet 89. Therefore, when comparing the magnetic characteristics with respect to this point, the saturation magnetization of SS400 is about 2.0T, while the magnetic flux generation amount of the second permanent magnet, that is, the residual magnetic flux density is about 1.3T at most. . Here, the amount of magnetic flux generated by the first permanent magnet is Φ1, the axial sectional area of the first permanent magnet is S1, the amount of magnetic flux flowing through the center pole 4, 54 or the center pole portion is Φ2, the center pole 4, 54 or If the axial cross-sectional area of the center pole is S2, Φ1 passes through the first yoke and concentrates on the center pole 4, 54 or the center pole, so that Φ2 = Φ1 x S1 ÷ S2 (however, leakage and magnetic saturation are Since the first yoke is arranged outside the center pole 4, 54 or the center pole, S1 is much larger than S2, so the value of Φ2 is also large. When it becomes a large speaker, it becomes more than the residual magnetic flux density of the second permanent magnet, and the magnetic resistance is increased. For this reason, when a part of center pole part is comprised with the 2nd permanent magnet like a comparative example, a magnetic resistance will increase and a space | gap part magnetic flux density will fall. On the contrary, when a center pole composed of SS400 having a saturation magnetization higher than the residual magnetic flux density of the second permanent magnet is provided as in both embodiments, the magnetic resistance in the center pole is reduced, so that a high gap portion Magnetic flux density can be obtained.
[0025]
From the examination results of Examples 1 and 2 (the magnetic circuit for the speaker in FIGS. 1 and 3) and the examination result of the comparative example (the magnetic circuit for the speaker in FIG. 6), at least part of the center pole is made of a ferromagnetic material and the ferromagnetic It has been found that replacing with a permanent magnet having a residual magnetic flux density lower than that of the material increases the magnetic resistance and decreases the gap magnetic flux density.
From the examination result of Example 2 (speaker magnetic circuit of FIG. 3) and the examination result of Example 3-1 (speaker magnetic circuit of FIG. 4), the first of the center pole 54 of the speaker magnetic circuit of FIG. In the speaker magnetic circuit of FIG. 4 in which the taper portion is provided on the joint surface with the yoke 51, the magnetic resistance is reduced and the gap magnetic flux density is increased.
[0026]
In each of the above embodiments, the case where JISG3101 rolled steel for general structure SS400 is used as the ferromagnetic material constituting the center pole and each yoke is not particularly limited. For example, electromagnetic waves having higher saturation magnetization than SS400 are described. It is preferable to use a material because a large amount of magnetic flux can flow. As an example of the electromagnetic material, an iron-cobalt soft magnetic material YEP27CO manufactured by Hitachi Metals Co., Ltd. and the magnetic pole circuit center pole and each yoke shown in FIG. An iron-cobalt-vanadium soft magnetic material YEP-2V manufactured by the company was used to construct the center pole and each yoke of the speaker magnetic circuit of FIG. FIG. 5 shows the result of measuring the gap magnetic flux density along the axial direction x of the magnetic gap 117 from the radial center position O of the magnetic gap 117 (the lower end position of the magnetic gap 117). As can be seen from the figure, the magnetic flux density in the gap portion was increased by about 2% in Example 3-2 and about 3% in Example 3-3.
[0027]
In the said Example, although the case where the R-Fe-B type anisotropic sintered magnet was used as a permanent magnet was described, it does not specifically limit, A well-known permanent magnet can be used.
In the first and second embodiments, the outer diameter, the inner diameter, and the thickness of each ring-shaped permanent magnet and each ring-shaped yoke are the same, and the outer diameters of the center pole and the disk-shaped permanent magnet are the same. Although described, it is not limited to these. For example, in FIG. 1, the outer diameter of the first yoke 1 can be arbitrarily made larger or smaller than the outer diameter of the first permanent magnet 2. It is also optional to make the outer diameter of the second yoke 3 in FIG. 1 larger or smaller than the outer diameter of the first permanent magnet 2.
[0028]
Although the case where the first yoke and the center pole are separate from each other has been described in the above embodiment, the present invention includes a case where the first yoke and the center pole are integrally formed.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a speaker magnetic circuit that significantly increases the magnetic flux density of the magnetic gap without increasing the size, weight, and cost of the speaker. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an aspect of a magnetic circuit for a speaker according to the present invention.
[Figure 2]Magnetic circuit for speaker of reference exampleIt is a longitudinal cross-sectional view which shows the aspect of.
FIG. 3 shows a speaker magnetic circuit according to the present invention.otherIt is a longitudinal cross-sectional view which shows an aspect.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the speaker magnetic circuit of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a correlation between a measurement position x in a magnetic gap and a gap magnetic flux density.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a mode of a magnetic circuit for a speaker of a comparative example.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an aspect of a conventional speaker magnetic circuit.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional speaker.

Claims (3)

強磁性材料により円板状に形成された第1のヨークと、
厚み方向が磁化方向であり、第1のヨークの前面に配設されたリング状の第1の永久磁石と、
強磁性材料によりリング状に形成され、第1の永久磁石の前面に配設された第2のヨークと、
厚み方向が磁化方向であり、第1の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、第2のヨークの前面に配設されたリング状の第2の永久磁石と、
強磁性材料により円柱状に形成され、第1のヨークの前面に配設され、第1の永久磁石及び第2のヨークの内周面とギャップを介して対向するセンターポールと、
厚み方向が磁化方向であり、第2の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、センターポールの前面に配設され、第2の永久磁石の内周面とギャップを介して対向する第3の永久磁石とを備えたことを特徴とするスピーカ用磁気回路。
A first yoke formed into a disk shape from a ferromagnetic material;
A ring-shaped first permanent magnet disposed in front of the first yoke, the thickness direction being the magnetization direction;
A second yoke formed in a ring shape from a ferromagnetic material and disposed in front of the first permanent magnet;
A ring-shaped second permanent magnet in which the thickness direction is a magnetization direction and magnetic poles having opposite polarities to the first permanent magnet are formed on the front surface portion and the rear surface portion, and disposed on the front surface of the second yoke. When,
A center pole formed in a cylindrical shape from a ferromagnetic material, disposed on the front surface of the first yoke, and opposed to the inner peripheral surfaces of the first permanent magnet and the second yoke via a gap;
The thickness direction is the magnetization direction, and magnetic poles having opposite polarities to those of the second permanent magnet are formed on the front surface portion and the rear surface portion. The magnetic poles are disposed on the front surface of the center pole, and the inner peripheral surface of the second permanent magnet A speaker magnetic circuit, comprising: a third permanent magnet facing through a gap.
強磁性材料により円板状に形成された第1のヨークと、A first yoke formed into a disk shape from a ferromagnetic material;
厚み方向が磁化方向であり、第1のヨークの前面に配設されたリング状の第1の永久磁石と、A ring-shaped first permanent magnet disposed in front of the first yoke, the thickness direction being the magnetization direction;
強磁性材料によりリング状に形成され、第1の永久磁石の前面に配設された第2のヨークと、A second yoke formed in a ring shape from a ferromagnetic material and disposed in front of the first permanent magnet;
厚み方向が磁化方向であり、第1の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、第2のヨークの前面に配設されたリング状の第2の永久磁石と、A ring-shaped second permanent magnet in which the thickness direction is a magnetization direction and magnetic poles having opposite polarities to the first permanent magnet are formed on the front surface portion and the rear surface portion, and disposed on the front surface of the second yoke. When,
強磁性材料によりリング状に形成され、第2の永久磁石の前面に配設された第3のヨークと、A third yoke formed in a ring shape from a ferromagnetic material and disposed in front of the second permanent magnet;
強磁性材料により円柱状に形成され、第1のヨークの前面に配設され、第1の永久磁石及び第2のヨークの内周面とギャップを介して対向するセンターポールと、A center pole formed in a cylindrical shape from a ferromagnetic material, disposed on the front surface of the first yoke, and opposed to the inner peripheral surfaces of the first permanent magnet and the second yoke via a gap;
厚み方向が磁化方向であり、第2の永久磁石とは反対極性の磁極を前面部及び後面部に形成してなり、センターポールの前面に配設され、第2の永久磁石の内周面とギャップを介して対向する第3の永久磁石と、The thickness direction is the magnetization direction, and magnetic poles having opposite polarities to those of the second permanent magnet are formed on the front surface portion and the rear surface portion. The magnetic poles are disposed on the front surface of the center pole, and the inner peripheral surface of the second permanent magnet A third permanent magnet facing through the gap;
強磁性材料により円板状に形成され、第3の永久磁石の前面に配設され、第3のヨークの内周面とギャップを介して対向する第4のヨークとを備えたことを特徴とするスピーカ用磁気回路。It is formed in a disk shape with a ferromagnetic material, and is provided on the front surface of the third permanent magnet, and includes a fourth yoke facing the inner peripheral surface of the third yoke with a gap interposed therebetween. Magnetic circuit for speaker.
請求項1又は2に記載のスピーカ用磁気回路において、前記第1のヨークとセンターポールとの接続部をテーパ面あるいはアール面で接続したことを特徴とするスピーカ用磁気回路。3. The speaker magnetic circuit according to claim 1, wherein a connecting portion between the first yoke and the center pole is connected by a taper surface or a round surface.
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