JP2010021782A

JP2010021782A - 電磁変換器

Info

Publication number: JP2010021782A
Application number: JP2008180240A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Akaha; 正光赤羽; Daisuke Kitagawa; 大祐北川
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】簡易な構造で磁石をフレームに正確に位置決めし、確実に固定された電磁変換器を提供することを目的とする。
【解決手段】所定の間隔をあけて交互に異なる帯状の磁極で並べられた永久磁石と、永久磁石に対向して配置され、表面に蛇行コイルパターンが形成された振動膜と、振動膜の振動を外部に放射する音放射穴を上記蛇行コイルパターンに対向する位置に設けたフレームと、永久磁石をフレームの音放射穴同士の間隔に位置決めする溝を有する磁石配置板とを備えた。
【選択図】図２

Description

この発明は、永久磁石と表面にコイルパターンを形成した振動膜とを組み合わせてオーディオ信号から音声再生を行う電磁変換器に関するものである。

従来から、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、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、永久磁石板とその永久磁石板に対向するように配置した振動膜と、これら永久磁石板と振動膜との間に配置された緩衝部材とを備えた電磁変換器において、この永久磁石板、振動膜、緩衝部材がそれぞれ四隅に設けた穴に支持棒を挿通して支持されており、永久磁石板がナットにより機械的に強固に固定されているのに対して、振動膜、緩衝部材が厚み方向へ自由に変位できるように取り付けられた構成の電磁変換器が開示されている。
永久磁石板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、平行縞状の着磁パターンを形成しており（以下、この平行縞状の着磁パターンを多極着磁パターンとも言う）、振動膜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コイル（以下、この蛇行形状の導体パターンを蛇行コイルパターンとも言う）が全面に形成されている。
また、緩衝部材は、振動膜のパターンに傷がつくことを防止するためや、振動膜が永久磁石板に接触した場合の異音を防止するための不織布等の緩衝部材が、振動膜と永久磁石板との間に設けられている。
これら永久磁石板、振動膜および緩衝部材は、フレームに覆われてスピーカ筺体に取付けられている。
この電磁変換器において、振動膜のコイルに電流（オーディオ信号）が流れると、そのコイル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したがって振動膜にオーディオ振動が発生する。

特許第３１９２３７２号公報

しかしながら、従来の電磁変換器では、帯状の磁石をフレームに固定する際に着磁済みの磁石をフレームに固定するため、所定の間隔で並んだ磁石同士が互いに引き合ってしまい正確な位置決めが難しいという課題があった。また、治具を用いて位置決めをして接着剤で固定しなければならず、組み立て作業に時間がかかるなど、作業効率が悪いという課題があった。

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、簡易な構造で磁石をフレームに正確に位置決めし、確実に固定された電磁変換器を提供することを目的とする。

この発明に係る電磁変換器は、所定の間隔をあけて交互に異なる帯状の磁極で並べられた永久磁石と、永久磁石に対向して配置され、表面に蛇行コイルパターンが形成された振動膜と、振動膜の振動を外部に放射する音放射穴を上記蛇行コイルパターンに対向する位置に設けたフレームと、永久磁石をフレームの音放射穴同士の間隔に位置決めする溝を有する磁石配置板とを備えたものである。
また、この電磁変換器の製造方法において、永久磁石の磁石材料が溝に嵌め込まれた磁石配置板を振動膜に対向する方向からフレームに嵌め込んで位置決めした後、磁石配置板の上から磁石材料を着磁するものである。

この発明によれば、各永久磁石を溝に嵌め込んだ磁石配置板を振動膜に対向する方向からフレームに嵌め込んで永久磁石をフレームに固定するように構成したので、
接着剤を用いることなく、正確に位置決めされ固定されるので、作業性が上がり、コストを低下させることができる。

以下、この発明をより詳細に説明するためにこの発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電磁変換器１０の外観を示す全体斜視図であり、図２は、この発明の実施の形態１による電磁変換器１０の構成を説明するための分解斜視図である。
図３は、電磁変換器１０と着磁した永久磁石１１，１２および永久磁石を固定する樹脂フレーム１３の配置を示すＡ−Ａ断面図であり、図４は、電磁変換器１０と着磁した永久磁石１１，１２および永久磁石を固定する樹脂フレーム１３の配置を示すＢ−Ｂ断面図である。
図５は、永久磁石１１と磁石配置板１３との構成を示す上面図である。

図１、図２に示すように、電磁変換器１０は、永久磁石１１，１２、磁石配置板１３，１４、振動膜１５、フレーム３０から構成されており、フレーム３０は、永久磁石１１，１２、磁石配置板１３，１４、振動膜１５を上下フレーム３１，３２で覆うように支持されている。

永久磁石１１，１２は、長い帯状に成形された磁石材料を着磁したものであり、例えば、磁石材料は、磁性体粉（ネオジム粉、フェライト粉、サマリウム−コバルト粉等）とバインダー（プラスチック材料、ゴム材料等）とを混合し射出成形等で成形した所謂ボンド磁石を用いるのが好ましい。
この永久磁石１１，１２は、所定の間隔をあけて交互に異なる磁極で平行に並べられており、その一面が磁力によりフレーム３０に貼り付けられている。

磁石配置板１３，１４は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂で成形され、所定の間隔をあけて複数の磁石配置溝（溝）１３ｂ，１４ｂと、この各溝１３ｂ，１４ｂに沿って複数の穴部１３ａ，１４ａとが形成されている。
両面に通じた穴部１３ａ，１４ａは、各磁石配置溝１３ｂ，１４ｂの間隔に配列されており、各磁石配置溝１３ｂ，１４ｂには永久磁石１１，１２が嵌め込まれている。

振動膜１５は、磁石配置板１３，１４に対向して配置され、薄く柔軟な樹脂フィルム１５ａの両面に、蛇行形状の導体パターンからなるコイル（以下、蛇行コイルパターンとも言う）１５ｂを有しており、このコイル１５ｂは金属箔をプレスやエッチングなどによって形成されたものである。コイル１５ｂは、樹脂フィルム１５ａの長手方向に所定の間隔を持って互いに平行に配置された長い直線部分と、短手方向の折り返し部分とからなる蛇行形状で形成されている。また、このコイル１５ｂの直線部分は、永久磁石１１，１２の異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士のほぼ中間の位置に設けられている。

フレーム３０は、例えば鉄などの金属からなる上側フレーム３１と下側フレーム３２とを重ね合わせた空洞の内部を持つ筺体構造であり、振動膜１５の振動を放射音として外部に放射させる音放射穴３１ａ，３２ａが磁石配置板１３，１４の穴部１３ａ，１４ａに対向する位置に形成されている。
この上側フレーム３１と下側フレーム３２とが、磁石配置板１３，１４及び振動膜１５を覆うように収納しており、また、上側フレーム３１と下側フレーム３２との接合面は、振動膜１５の両端の少なくとも一部を挟み込んで支持している。

次に電磁変換器１０の製造方法について説明する。
図６は、電磁変換器１０における（ａ）永久磁石１１の固定方法を示す説明図であり、（ｂ）永久磁石の着磁方法を示す説明図ある。
永久磁石１１，１２は、図６（ａ）に示すように、未着磁の帯状磁石（磁石材料）を磁石配置板１３，１４の溝１３ｂ，１４ｂに嵌め込み、この磁石配置板１３をフレーム３１の振動膜１５に対向する面、磁石配置板１４をフレーム３２の振動膜１５に対向する面に嵌め合わせ配置される。

その後、図６（ｂ）に示すように、これらを磁石配置板１３，１４側から専用の着磁ヨーク１００などにより未着磁の帯状磁石に対して交互に異なる磁極を着磁すると、フレーム３１，３２と着磁された永久磁石１１，１２とが接する部分も着磁され、永久磁石１１，１２がフレーム３１，３２に貼り付けられる。これは、例えば永久磁石１１，１２の各磁石材料が振動膜１５に対向する面をＮ極に着磁され、他方の面をＳ極に着磁されると、このＳ極に接するフレーム３１の部分がＮ極に着磁される。このように永久磁石１１，１２の磁極の影響を受けて磁性体材料からなるフレーム３１，３２が永久磁石１１，１２と引き合うことで、永久磁石１１，１２が磁石配置板１３，１４の溝１３ｂ，１４ｂの位置で、フレーム３１，３２に固定される。

ここで、未着磁の永久磁石１１，１２（磁石材料）は、その寸法が磁石配置板１３，１４に設けられた溝１３ｂ，１４ｂの寸法とほぼ同じであり、この未着磁の永久磁石１１，１２を溝１３ｂ，１４ｂに嵌め込むことで樹脂からなる磁石配置板１３，１４の溝１３ｂ，１４ｂの開口面以外の方向を支持されている。

また、磁石配置板１３，１４は、その面寸法がフレーム３１，３２の振動膜１５に対向する面の枠内の寸法とほぼ同じであり、磁石配置板１３，１４がフレーム３１，３２により覆い被されるように嵌め込まれることで、磁石配置板１３，１４が鉄のフレーム３１，３２に固定されるとともに着磁された永久磁石１１，１２の磁力により鉄のフレーム３１，３２に貼り付けられる。

このように永久磁石１１，１２を固定することで、磁石配置板１３，１４により、所定の間隔に並んだ磁石が互いに引き合っても、それらが密着することを防ぐので接着剤を用いることなく永久磁石を固定することができる。
また、上記のような磁石着磁方法により、永久磁石１１，１２は磁石フレーム３１，３２と貼り付けられるので、作業性の向上、コスト削減にもなる。

なお、上側フレーム３１と下側フレーム３２との接合面により振動膜１５が支持される部分は、これに限られるものではなく、電磁変換器１０の使用目的などにより適宜決められるものであってもよい。

なお、磁石配置板１３，１４とフレーム３１，３２とは、嵌め込んで固定するとしているが、図示しない係合部などで固定するものであってもよい。

以上のように、本発明の電磁変換器は、永久磁石を位置決めする溝を有する磁石配置板を設けたので、永久磁石を正確に位置決めすることができる。
また、磁石配置板の溝に帯状の磁石材を嵌め込んで位置決めし、この磁石配置板をフレームに嵌め込んでから、永久磁石を着磁しフレームに固定するようにしたので、接着剤を用いることなくフレームに固定することができる。
また、このように正確に位置決めして、接着剤を用いることなく固定するようにしたので、作業性が向上し、低コスト化される。

本発明の電磁変換器の外観を示す全体斜視図である。実施の形態１の電磁変換器の構成を説明するための分解斜視図である。実施の形態１の電磁変換器の構造を説明するためのＡ−Ａ線断面図である。実施の形態１の電磁変換器の構造を説明するためのＢ−Ｂ線断面図である。実施の形態１の電磁変換器における樹脂フレームの構成を示す上面図である。実施の形態１の電磁変換器における（ａ）永久磁石の固定構造を示す断面図であり、（ｂ）永久磁石の着磁方法を示す断面図ある。

符号の説明

１０電磁変換器、１１上側永久磁石（永久磁石）、１２下側永久磁石（永久磁石）、１３，１４磁石配置板、１３ａ，１４ａ穴部、１３ｂ，１４ｂ磁石配置溝（溝）、１５振動膜、１５ａ樹脂フィルム、１５ｂ蛇行形状の導体パターンからなるコイル（蛇行コイルパターン）、３０フレーム、３１上側フレーム（フレーム）、３２下側フレーム（フレーム）、３１ａ，３２ａ音放射穴、１００着磁ヨーク。

Claims

所定の間隔をあけて複数の溝と上記各溝に沿って複数の穴部とが形成され、上記複数の溝に交互に異なる磁極の帯状の永久磁石を嵌合した磁石配置板と、
上記磁石配置板に対向して配置され、表面に蛇行コイルパターンが形成された振動膜と、
上記磁石配置板と上記振動膜を収納し、上記振動膜の振動を放射音として外部に放射する音放射穴が上記磁石配置板の穴部に対向する位置に形成されたフレームとを備えた電磁変換器。
所定の間隔をあけて複数の溝と上記各溝に沿って複数の穴部とが形成され、上記複数の溝に交互に異なる磁極の帯状の永久磁石を嵌合した磁石配置板と、
上記磁石配置板に対向して配置され、表面に蛇行コイルパターンが形成された振動膜と、
上記磁石配置板と上記振動膜を収納し、上記振動膜の振動を放射音として外部に放射する音放射穴が上記磁石配置板の穴部に対向する位置に形成されたフレームとを備えた電磁変換器の製造方法において、
上記複数の溝に着磁前の磁石材料を嵌合した磁石配置板を、上記フレーム内に配置してから、上記磁石材料に対して交互に異なる磁極を着磁することを特徴とする電磁変換器の製造方法。