JP2010118852A - Electromagnetic transducer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばオーディオ信号を再生する電磁変換器に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic transducer for reproducing an audio signal, for example.
永久磁石と振動膜とを組み合わせた電磁変換器については、さまざまな技術が提案されている。この種の電磁変換器は、永久磁石板とその永久磁石板に対向するように配置された振動膜と、これら永久磁石板と振動膜の間に配置された緩衝部材とを備えている(例えば特許文献1参照)。
永久磁石は、帯状の異なる磁極が一定の間隔を置いて交互に形成されたものである。
また振動膜には、永久磁石板の異なる磁極同士の間隙部分のいわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなる導体が全面に形成されている。
これにより、振動膜の導体に電流(オーディオ信号)が流れると、その導体と永久磁石板の多極着磁パターンとが電磁的に結合し、フレミングの法則に従って振動膜にオーディオ振動が発生する。
上記永久磁石板、振動膜及び緩衝部材は、フレームに覆われてスピーカ筐体に取り付けられている。
Various technologies have been proposed for electromagnetic transducers combining a permanent magnet and a vibrating membrane. This type of electromagnetic transducer includes a permanent magnet plate, a vibration film disposed so as to face the permanent magnet plate, and a buffer member disposed between the permanent magnet plate and the vibration film (for example, Patent Document 1).
Permanent magnets are formed by alternately forming different belt-shaped magnetic poles at regular intervals.
In addition, a conductor made of a meandering conductor pattern is formed on the entire surface of the vibration film at a position facing a so-called neutral zone of so-called magnetization in a gap portion between different magnetic poles of the permanent magnet plate.
As a result, when a current (audio signal) flows through the conductor of the diaphragm, the conductor and the multipolar magnetization pattern of the permanent magnet plate are electromagnetically coupled, and audio vibration is generated in the diaphragm according to Fleming's law.
The permanent magnet plate, the vibration film and the buffer member are covered with a frame and attached to the speaker housing.
平面スピーカは、振動膜の全面が一様にピストン振動することにより平坦な音圧周波数特性が得られる電磁変換器であるというものだが、実際には振動膜全体が一様にピストン振動することは難しいことが知られている。
棒状或いは板状の永久磁石を用いた平面スピーカでは、異なる磁極が一定の間隔をおいて交互に配置されており、永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分に対向する位置に蛇行形状の導体パターンからなる導体が位置するように振動膜が配置される。また、上記永久磁石は蛇行形状の導体パターンが形成された振動膜とともにフレームに保持される。ここで、永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分に対向する位置の磁束密度と、永久磁石とフレームの間隙部分に対向する位置の磁束密度の大きさが異なることから、発生する駆動力が異なり、駆動力のアンバランスが発生するという問題点があった。
A flat speaker is an electromagnetic transducer that obtains a flat sound pressure frequency characteristic by uniformly vibrating the entire surface of the diaphragm, but in reality, the entire diaphragm will vibrate uniformly. It is known to be difficult.
In a flat speaker using rod-shaped or plate-shaped permanent magnets, different magnetic poles are alternately arranged at a fixed interval, and a meandering conductor pattern is formed at a position facing a gap portion between different magnetic poles of the permanent magnet. The vibrating membrane is arranged so that the conductor to be located is located. The permanent magnet is held on the frame together with the vibration film on which the meandering conductor pattern is formed. Here, since the magnitude of the magnetic flux density at the position facing the gap portion between the different magnetic poles of the permanent magnet is different from the magnitude of the magnetic flux density at the position facing the gap portion between the permanent magnet and the frame, the generated driving force is different. There was a problem that unbalanced driving force occurred.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、振動膜上に発生する駆動力を略均一にし、振動膜をより全面駆動に近づける電磁変換器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an electromagnetic transducer in which the driving force generated on the vibrating membrane is made substantially uniform and the vibrating membrane is made closer to the entire driving. .
この発明に係る電磁変換器は、平行に配置された複数の永久磁石に対向配置された振動膜と、磁性体により形成され、永久磁石と振動膜とを保持するフレームと、永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分に対向する振動膜上の位置及び両端に配置された永久磁石とフレームの間隙部分に対向する振動膜上の位置に、蛇行形状の導体パターンとして形成された導体と、を備えた電磁変換器において、導体のうち、永久磁石の長手方向間隙の対向する位置に永久磁石の長手方向に平行に形成される導体の本数は、永久磁石の異なる磁極間及び両端に配置された永久磁石とフレーム間に生じる磁束密度により異なるものである。 An electromagnetic transducer according to the present invention includes a vibration film disposed to face a plurality of permanent magnets arranged in parallel, a frame formed of a magnetic material and holding the permanent magnet and the vibration film, and different magnetic poles of the permanent magnets A conductor formed as a meander-shaped conductor pattern at a position on the diaphragm facing the gap between the permanent magnets at both ends and a position on the diaphragm facing the gap between the frames. In the electromagnetic transducer, the number of conductors formed in parallel to the longitudinal direction of the permanent magnets at positions opposed to the gaps in the longitudinal direction of the permanent magnets is the permanent magnets disposed between the different magnetic poles of the permanent magnets and at both ends. And the magnetic flux density generated between the frames.
この発明によれば、導体のうち、永久磁石の長手方向間隙の対向する位置に永久磁石の長手方向に平行に形成される導体の本数は、永久磁石の異なる磁極間及び両端に配置された永久磁石とフレーム間に生じる磁束密度により異なるように構成することにより、振動膜上で一様な駆動力を得ることができ、音響特性が良好な電磁変換器を得ることができる。 According to the present invention, among the conductors, the number of conductors formed in parallel to the longitudinal direction of the permanent magnets at positions facing the longitudinal gaps of the permanent magnets are permanent between the different magnetic poles and both ends of the permanent magnets. By configuring so as to differ depending on the magnetic flux density generated between the magnet and the frame, a uniform driving force can be obtained on the vibrating membrane, and an electromagnetic transducer having good acoustic characteristics can be obtained.
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10の構成を示す分解斜視図であり、図2は、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10の構成を示す断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an
電磁変換器10は、図1に示すように、上側永久磁石11、下側永久磁石12、振動膜13及びフレーム30から構成されており、永久磁石11,12とフレーム30により磁気回路が構成される。フレーム30には、外部に開口した音放射穴31a,32aが形成される。また、フレーム30の上側フレーム31及び下側フレーム32が永久磁石11,12及び振動膜13を上下方向から覆うように支持している。
As shown in FIG. 1, the
永久磁石11,12は、図2に示すように、表裏で異なる極性で着磁(両面2極着磁)された多数本の棒状の永久磁石であり、一定の間隔を置いて平行かつ振動膜13に対向する面の極性が交互に異なるように配列される。このように配置された永久磁石11,12は、図2に示すように、フレーム30に接着剤等で接着され固定されている。
As shown in FIG. 2, the
振動膜13は、薄い高分子樹脂フィルムからなる樹脂フィルム13aと、樹脂フィルム13aの両面に蛇行形状の導体パターンに形成された導体13bとで構成されている。蛇行形状の導体パターンからなる導体13bは金属箔のプレスやエッチングなどにより形成されるものである。
The
フレーム30は、例えば鉄などの金属からなる磁性体であり、上側フレーム31と下側フレーム32とを合わせたことにより内部に空洞が形成される筐体構造である。上側フレーム31と下側フレーム32は、振動膜13の長手方向両端の一部を挟み込んで接合される。
The
また、図2に示すように、フレーム30には振動膜13に形成される導体13bに対向する位置に外部に開口した円形の音放射穴31a,32aが形成される。この音放射穴31a,32aは、永久磁石11,12の長手方向に平行に形成される導体13bの直線部分に沿って一定の間隔で複数設けられる。
As shown in FIG. 2, circular
図3は、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10の振動膜13に形成される導体13bの導体パターンの配置構成を示す振動膜13の平面図である。
図3に示すように、振動膜13に形成される導体13bの導体パターンは、振動膜13の表面のA点(入力端)から永久磁石11,12の異なる磁極間に対向する位置及び永久磁石11,12のフレーム30間に対向する位置を通るように蛇行形状に形成される。そして、B点で振動膜13の裏面に形成される導体13bと直列に接続される。振動膜13の裏面に形成される導体13bは、B点から点線部を通り、振動膜13の表面に形成される導体13bと同一形状に形成され、振動膜13の裏面のC点(入力端)に接続される。
FIG. 3 is a plan view of the vibrating
As shown in FIG. 3, the conductor pattern of the
ここで、永久磁石11,12の異なる磁極の間隙に対向する位置または永久磁石11,12とフレーム30の間隙に対向する位置に、永久磁石11,12の長手方向に沿って平行に配置される導体13bの本数をターン数と称する。永久磁石11,12の異なる磁極間の磁束密度と比べて、永久磁石11,12とフレーム30間の磁束密度は低くなる。従って、永久磁石11,12とフレーム30との間隙に対向する位置に形成される導体13bのターン数(本数)を、永久磁石11,12の異なる磁極の間隙に対向する位置に形成される導体13bのターン数(本数)より多くする。
この発明の実施の形態1では、永久磁石11,12の異なる磁極間の磁束密度と永久磁石11,12とフレーム30間の磁束密度の比率が2:1であるとして、図3に示すように、永久磁石11,12の異なる磁極間の対向する位置に形成される導体13bのターン数(本数)を2本とし、永久磁石11,12とフレーム30間の対向する位置に形成される導体13bのターン数(本数)を4本としている。
この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10は以上のように構成される。
Here, the
In Embodiment 1 of the present invention, assuming that the ratio of the magnetic flux density between different magnetic poles of the
The
上記のような構成では、導体13bの長手方向の直線部分を振動膜13面に沿って横切るような向きに、永久磁石11,12の異なる磁極により発生する磁路または永久磁石11,12とフレーム30により発生する磁路が通ることになる。従って、振動膜13に形成される導体13bへ電流が供給されると、導体13bと永久磁石11,12とが電磁的に結合し、フレミングの左手の法則に従う電磁力が発生することにより、振動膜13が厚み方向に振動する。この振動によって発生した音波は、永久磁石11,12及びフレーム30に形成された放音孔31a,32aを通って外部に放出される。
In the configuration as described above, the magnetic path generated by the different magnetic poles of the
ここで、永久磁石11,12の異なる磁極及び永久磁石11,12とフレーム30により発生する磁束の振動膜13を通る位置に永久磁石11,12の長手方向に平行に形成される導体13bの1ターン分の長さをLとする。さらに、永久磁石11,12の異なる磁極の間隙に対向する位置に形成される導体13bのターン数をN1とし、永久磁石11,12とフレーム30の間隙の対向する位置に形成される導体13bのターン数をN2とすると、永久磁石11,12の異なる磁極間に対向する位置に形成される導体13bの合計の長さL1及び永久磁石11,12とフレーム30間に対向する位置に形成される導体13bの合計の長さL2は、L1=N1L,L2=N2Lとなる。
また、振動膜13に形成された導体13bに流れる電流をiとし、永久磁石11,12の異なる磁極間での磁束密度(の絶対値)をB1とし、永久磁石11,12とフレーム30間での磁束密度(の絶対値)をB2とする。さらに、永久磁石11,12の異なる磁極間の対向する位置に形成される導体13bに発生する駆動力をF1とし、永久磁石11,12とフレーム30間の対向する位置に形成される導体13bに発生する駆動力をF2とする。
このとき、それぞれの間隙に対向する位置に形成された導体13bに発生する駆動力F1,F2はF1=B1L1i=B1N1Li,F2=B2L2i=B2N2Liで表される。
Here, one of the
In addition, the current flowing through the
At this time, the driving forces F 1 and F 2 generated in the
従って、各間隙に対向する位置に形成される導体13bでの磁束密度B1,B2の差を補正するために永久磁石11,12の異なる磁極間の対向する位置に形成される導体13bのターン数(本数)N1または永久磁石11,12とフレーム30間の対向する位置に形成される導体13bのターン数(本数)N2を調整することにより、各間隙の対向する位置に形成される導体13bにおいて、駆動力F1,F2が等しくすることができ、振動膜13上で略均一な駆動力を得ることができる。
Therefore, in order to correct the difference between the magnetic flux densities B 1 and B 2 in the
なお、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、永久磁石11,12の異なる磁極間に発生する磁束と、永久磁石11,12とフレーム30間に発生する磁束との比率が2:1であるとして、永久磁石11,12の異なる磁極間の対向する位置に配置される導体13bのターン数を2ターンとし、永久磁石11,12とフレーム30間の対向する位置に配置される導体13bのターン数を4ターンとしたが、これに限るものではなく、各間隙で発生する磁束に応じて振動膜13に形成される導体13bのターン数は変更される。
In the
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、永久磁石11,12をそれぞれ2本ずつ配置して説明したが、これに限るものではなく、永久磁石11,12が3本以上配置される場合にも、この発明の実施の形態1を適用することができる。
Further, in the
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、永久磁石11,12の異なる磁極間の磁束密度と、永久磁石11,12及びフレーム30間の磁束密度とが異なる例により説明してきたが、これに限るものではなく、電磁変換器10を構成する上で、構造上の制約などにより、寸法や強さの異なる2種類以上の磁石を使うこと、磁石配列の間隔を同一にできないことなどで永久磁石11,12の異なる磁極同士により発生する磁束密度が各永久磁石11,12間によりそれぞれ異なる場合にも、実施の形態1の振動膜13上に形成される導体13bのターン数の調整による駆動力均一化方策を適用することができる。
Further, in the
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、磁束密度が2種類の場合について説明してきたが、これに限るものではなく、磁束密度が3種類以上異なる場合にも、振動膜13に形成される導体13bのターン数を3種類以上にすることで適応することができる。
Further, in the
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、永久磁石11,12として棒状の永久磁石を用いて構成したが、棒状の永久磁石の替わりに、一定の間隔をおいて極性を交互に異なるように替えて着磁させた板状の永久磁石を用いることも可能である。板状の永久磁石を用いて電磁変換器10を構成することでも、この発明の実施の形態1と同様の効果を得ることができ、さらに十分な機械的強度を持たせることができる。
Further, in the
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、蛇行形状の導体パターンで形成される導体13bを振動膜13の表面と裏面で直列接続する例で説明をしたが、表面と裏面に形成される導体13bを並列接続することによっても、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器と同様の効果を得ることができる。
Further, in the
以上のように、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器10では、駆動力は振動面内で略均一となり、従来にあったような不均一な振動が解消され、良好な音圧特性が得られる。
As described above, in the
10 電磁変換器、11 上側永久磁石、12 下側永久磁石、13 振動膜、13a 樹脂フィルム、13b 導体、30 フレーム、31 上側フレーム、32 下側フレーム、31a,32a 音放射穴。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
磁性体により形成され、上記永久磁石と上記振動膜とを保持するフレームと、
上記永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分に対向する上記振動膜上の位置及び両端に配置された上記永久磁石と上記フレームの間隙部分に対向する上記振動膜上の位置に、蛇行形状の導体パターンとして形成された導体と、
を備えた電磁変換器において、
上記導体のうち、上記永久磁石の長手方向間隙の対向する位置に上記永久磁石の長手方向に平行に形成される上記導体の本数は、上記永久磁石の異なる磁極間及び両端に配置された上記永久磁石と上記フレーム間に生じる磁束密度により異なることを特徴とする電磁変換器。 A diaphragm disposed opposite to a plurality of permanent magnets disposed in parallel;
A frame formed of a magnetic material and holding the permanent magnet and the vibrating membrane;
A serpentine-shaped conductor pattern at a position on the vibration film facing the gap between the different magnetic poles of the permanent magnet and at a position on the vibration film facing the gap between the permanent magnet disposed at both ends and the frame. A conductor formed as
In an electromagnetic transducer with
Among the conductors, the number of the conductors formed in parallel to the longitudinal direction of the permanent magnets at positions opposed to the longitudinal gap of the permanent magnets is the permanent magnets disposed between different magnetic poles of the permanent magnets and at both ends. An electromagnetic transducer characterized by being different depending on a magnetic flux density generated between a magnet and the frame.
上記永久磁石と上記振動膜とを保持するフレームと、
上記永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分の対向する上記振動膜上の位置に蛇行形状の導体パターンとして形成された導体と、
を備えた電磁変換器において、
上記導体のうち、上記永久磁石の長手方向間隙の対向する位置に上記永久磁石の長手方向に平行に形成される上記導体の本数は、それぞれの上記永久磁石の異なる磁極間に生じる磁束密度により異なることを特徴とする電磁変換器。 A diaphragm disposed opposite to a plurality of permanent magnets disposed in parallel;
A frame for holding the permanent magnet and the vibrating membrane;
A conductor formed as a meander-shaped conductor pattern at a position on the vibrating membrane facing a gap portion between different magnetic poles of the permanent magnet;
In an electromagnetic transducer with
Among the conductors, the number of the conductors formed in parallel to the longitudinal direction of the permanent magnets at opposite positions of the longitudinal gap of the permanent magnets varies depending on the magnetic flux density generated between the different magnetic poles of the permanent magnets. An electromagnetic transducer characterized by that.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10028365B2 (en) | 2015-04-28 | 2018-07-17 | Gigaphoton Inc. | Chamber device, target generation method, and extreme ultraviolet light generation system |
| US10548209B2 (en) | 2016-09-30 | 2020-01-28 | Gigaphoton Inc. | Chamber apparatus, target generation method, and EUV light generation apparatus |
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