JP2010124094A - Electromagnetic converter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、永久磁石と振動膜の表面に導体パターンを備え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。 The present invention relates to an electromagnetic transducer that is provided with a conductor pattern on the surfaces of a permanent magnet and a diaphragm and reproduces sound from an audio signal.
永久磁石板と振動膜とを用いた矩形状の電磁変換器には、永久磁石板と振動膜を対向配置し、永久磁石板と振動膜との間に緩衝材を配置したものがある。これらの永久磁石板、振動膜及び緩衝部材はフレーム等の部材に覆われ、例えばスピーカ筐体に取り付けられている。
上記永久磁石板は、一定の間隔を置いて極性を交互に替えた帯状の着磁部位を有している。また、振動膜は、永久磁石板の交互に極性を替えて着磁されている部位の間隙の、いわゆる着磁ニュートラルゾーンと称される部分に対向させて、電磁コイルとして作用する蛇行形状の導体パターンを設けたものである。
振動膜に形成される導体パターンにオーディオ信号の電流が流れると、電磁コイルとして作用する導体パターンと永久磁石板が電磁的に結合し、フレミングの法則によって導体パターンを有する振動膜が振動する。この振動によって発生した音波は、永久磁石板とフレームに窄孔された放音孔を通して放射されてオーディオ再生が行われる(例えば、特許文献1参照)。
また、上記電磁変換器と同様な構成の電磁変換器も以前から存在し、「ガムーゾン形」と呼ばれる超薄型スピーカが存在している。これは、上記永久磁石板が棒状永久磁石になったものであり、その他の部材は同一のもので構成できる。棒状永久磁石は、同極を向かい合わせて(N極とN極またはS極とS極)、棒と垂直な配列方向には交互に極が並ぶ構成となる(例えば、非特許文献1参照)。この構成によれば、オーディオ再生の発音動作も上記と同じとなる。
Some rectangular electromagnetic transducers using a permanent magnet plate and a vibrating membrane include a permanent magnet plate and a vibrating membrane arranged opposite to each other, and a cushioning material arranged between the permanent magnet plate and the vibrating membrane. These permanent magnet plate, vibration film, and buffer member are covered with a member such as a frame and attached to, for example, a speaker housing.
The permanent magnet plate has a belt-like magnetized portion where the polarities are alternately changed at regular intervals. The vibrating membrane is a meander-shaped conductor that acts as an electromagnetic coil facing a portion of the gap between the magnetized portions of the permanent magnet plate, which is alternately magnetized, so-called magnetized neutral zone. A pattern is provided.
When an audio signal current flows through a conductor pattern formed on the diaphragm, the conductor pattern acting as an electromagnetic coil and the permanent magnet plate are electromagnetically coupled, and the diaphragm having the conductor pattern vibrates according to Fleming's law. The sound wave generated by this vibration is radiated through a permanent magnet plate and a sound emitting hole confined in the frame, and audio reproduction is performed (see, for example, Patent Document 1).
In addition, an electromagnetic transducer having a configuration similar to that of the above-described electromagnetic transducer has already existed, and there is an ultra-thin speaker called a “gummazone type”. The permanent magnet plate is a rod-shaped permanent magnet, and the other members can be the same. The rod-shaped permanent magnet has a configuration in which the same poles face each other (N pole and N pole or S pole and S pole), and the poles are alternately arranged in the arrangement direction perpendicular to the bars (for example, see Non-Patent Document 1). . According to this configuration, the sound generation operation for audio reproduction is the same as described above.
上記いずれの電磁変換器においても、その振動膜は導体パターンによる駆動力が振動面に一様に発生して、いわゆる全面駆動方式の電気音響変換器となっている。換言すれば、振動膜はピストン音源となり、平坦な音圧周波数特性を呈する電磁変換器が実現できるというものである。しかし実際には、振動膜は全帯域に亘って一様な駆動力が発生してピストン振動することは難しく、特に振動膜の縦横比を大きくするにしたがい振動膜が分割振動を発生しやすくなる。
図3は、従来の電磁変換器100における分割振動を示す断面図である。図3(a)は、振動膜120の分割振動が1/2波長である場合の振動状態を示す断面図であり、図3(b)は、振動膜120の分割振動が1波長である場合の振動状態を示す断面図である。
図3に示すように、従来の電磁変換器100は、振動膜120の縦横比が大きくなるのにしたがい振動膜120が分割振動しやすくなり、部分的な大振幅により振動膜120が永久磁石板110に当たって異音を発生させてしまうという課題があった。また、振動膜120の分割振動によって音圧周波数特性に乱れを生じさせ、音圧が劣化するという課題があった。
In any of the above-described electromagnetic transducers, the vibrating membrane is a so-called full-surface electroacoustic transducer in which a driving force due to the conductor pattern is uniformly generated on the vibration surface. In other words, the vibrating membrane becomes a piston sound source, and an electromagnetic transducer exhibiting flat sound pressure frequency characteristics can be realized. However, in reality, it is difficult for the diaphragm to vibrate with the piston by generating a uniform driving force over the entire band, and in particular, as the aspect ratio of the diaphragm is increased, the diaphragm tends to generate divided vibrations. .
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the divided vibration in the conventional
As shown in FIG. 3, in the conventional
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、振動膜の分割振動を抑制し音圧周波数特性が平坦な電磁変換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic transducer that suppresses divided vibrations of a diaphragm and has a flat sound pressure frequency characteristic.
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、かつ永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分の対向する位置に、蛇行形状の導体コイルパターンからなる導体コイルが形成され、複数の切れ目が設けられた振動膜と、振動膜に設けられた切れ目を介して振動膜に編み込まれる薄膜シートと、永久磁石、振動膜及び薄膜シートを保持するフレームと、を備えたものである。 In the electromagnetic transducer according to the present invention, a conductor coil composed of a meandering conductor coil pattern is disposed at a position opposed to a plurality of permanent magnets arranged in parallel and facing a gap portion between different magnetic poles of the permanent magnet. A vibration film formed and provided with a plurality of cuts, a thin film sheet knitted into the vibration film through the cuts provided in the vibration film, and a frame for holding the permanent magnet, the vibration film and the thin film sheet Is.
この発明によれば、振動膜に設けられた切れ目を介して振動膜に編み込まれる薄膜シートを備えたので、振動膜の分割振動を抑制することができるとともに、音圧周波数特性を平坦にして安定させることができる。また、振動膜自体に重量を付加しないので、振動膜の駆動に与える影響を少なくできる。 According to the present invention, since the thin film sheet knitted into the vibration film through the cut provided in the vibration film is provided, the divided vibration of the vibration film can be suppressed, and the sound pressure frequency characteristic is made flat and stable. Can be made. In addition, since no weight is added to the diaphragm itself, the influence on driving of the diaphragm can be reduced.
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1の構成を示す図である。図1(a)は電磁変換器1の構成を示す薄膜シート21の編み込み位置での断面図であり、図1(b)は電磁変換器1の上部磁気回路(上側永久磁石11及び上側フレーム31)を取り去ったときの振動膜20面を示した平面図である。
図2は、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器1の動作状態を示すための電磁変換器1の長手方向側面の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electromagnetic transducer 1 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view showing the configuration of the electromagnetic transducer 1 at a braided position of the
FIG. 2 is a cross-sectional view of the side surface in the longitudinal direction of the electromagnetic transducer 1 for illustrating the operating state of the electromagnetic transducer 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
電磁変換器1は、図1(a)に示すように、永久磁石10、振動膜20、薄膜シート21及びフレーム30を備えている。永久磁石10は複数の上側永久磁石11及び複数の下側永久磁石12により構成され、フレーム30は上側フレーム31及び下側フレーム32により構成されている。
As shown in FIG. 1A, the electromagnetic transducer 1 includes a
複数の上側永久磁石11及び複数の下側永久磁石12は、それぞれ両面2極着磁された棒状の永久磁石であり、図1(a)に示すように、一定の間隔を置いて平行かつ振動膜20に対向する面の極性が交互に異なるように配列され、上側フレーム31及び下側フレーム32に接着剤等で接着され固定されている。
Each of the plurality of upper
振動膜20は、矩形状の薄い高分子樹脂シートからなる基材20aと、基材20aの両面に蛇行形状の導体コイルパターンに形成された導体コイル20bとで構成されている。蛇行形状の導体コイルパターンからなる導体コイル20b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。振動膜20に形成される導体コイル20bは永久磁石20の異なる磁極の間隙に対向する位置に形成される。
The
また、振動膜20には、振動膜20の長手方向を分割するように配置される薄膜シート21を編み込むための切れ目22が設けられている。この切れ目22は、図1に示すように、振動膜20の短手方向に所定の間隔で振動膜20の長手方向に沿って形成されている。
In addition, the
薄膜シート21は、例えば、振動膜20の基材20aと同じ耐熱性の高い高分子樹脂で形成される。また、薄膜シート21は、振動膜20の短手方向の幅より長く形成し、振動膜20をある程度の振幅までは自由振動させ、それ以上では制振させるように構成する。この薄膜シート21は、振動膜20に所定の間隔で入れられた切れ目22に通して編み込むことで、振動膜20の長手方向を分割する。振動膜20の短手方向の両辺から突出する薄膜シート21の長手方向両端部分は、フレーム30に挟み込まれ支持される。この発明の実施の形態1では、図1に示すように4枚の薄膜シート21により振動膜20を分割する。
The
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り、形成された空洞に永久磁石10、薄膜シート21の編み込まれた振動板20が収納される。また、図示していないが、フレーム30には、オーディオ信号の駆動電流を供給するための入力端子が設けられている。
The
図1(a)に示すように、上側フレーム31及び下側フレーム32には、振動板20が振動したときに外部に音波を放出させるための放音孔31a,32aが形成されている。放音孔31a,32aは、複数の上側永久磁石11及び複数の下側永久磁石12のそれぞれの異なる磁極間のほぼ中間部分に対応する位置に、複数の上側永久磁石11及び複数の下側永久磁石12の長手方向に沿って所定の間隔で設けられている。
As shown in FIG. 1A, the
次に上記のように構成された電磁変換器1の動作について説明する。
複数の上側永久磁石11と上側フレーム31により上部磁気回路が形成され、複数の下側永久磁石12と下側フレーム32により下部磁気回路が形成されている。形成された磁気回路内に配置された振動膜20の両面に形成された導体コイルパターン20bにオーディオ信号の駆動電流が流れると、フレミングの左手の法則により、振動膜20が上下方向に振動する。振動膜20が上下方向に振動することにより発生した音波は上側フレーム31及び下側フレーム32に形成された放音孔31a,32aから放出される。
Next, the operation of the electromagnetic transducer 1 configured as described above will be described.
The plurality of upper
ここで、振動膜20は、薄膜シート21によって編み込まれるようにして分割され、フレーム30に支持されるので、振動膜20の大きな振幅を抑えた複数の振幅でオーディオ振動を発生させることができる。この発明の実施の形態1に係る電磁変換器1では、振動膜20が3/2波長以上の分割振動であるとき永久磁石10に接触しないとして、図2に示すように、4枚の薄膜シート21により分割されている。このように、振動膜20は、永久磁石10に接触しない複数の振幅に分割することで異音は発生せず、音圧周波数特性が平坦になり安定する。
さらに、薄膜シート21は、振動膜20に設けられた切れ目22により編み込むので、振動膜20自体に薄膜シート21の重量を付加することはなくなり、振動膜20の駆動に与える影響を少なくすることができる。
Here, since the
Furthermore, since 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1によれば、分割振動の部分的な大振幅を抑制することができるので、異音や音圧周波数特性の乱れを防止することができる。さらに、振動膜20自体に重量を付加しないので、振動膜20の駆動に与える影響を軽減することができる。
As described above, according to the electromagnetic transducer 1 according to Embodiment 1 of the present invention, the partial large amplitude of the divided vibration can be suppressed, so that abnormal noise and disturbance of the sound pressure frequency characteristics are prevented. be able to. Further, since no weight is added to the
なお、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器1は、4枚の薄膜シート21を振動膜20に編み込み支持することで説明したが、これに限ることなく、電磁変換器1の振動膜20の振幅や電磁変換器1の構成等に応じて薄膜シート21の枚数は変更されるものである。
In addition, although the electromagnetic transducer 1 which concerns on Embodiment 1 of this invention demonstrated it by braiding and supporting the four
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器1の薄膜シート21は、振動膜20の基材20aと同じ高分子樹脂を用いて説明したが、これに限られるものではなく、振動膜20の振動に影響の少ない軽量のアセテートシート、布シート、紙シートなどを用いてよい。また、これらのシートは、少なくとも通電時に高温になる導体コイル20bに接触する部分が耐熱性の高い素材であることが望ましい。
Moreover, although the
また、この発明の実施の形態1に係る電磁変換器1では、永久磁石10として棒状の永久磁石を用いて構成したが、棒状の永久磁石の代わりに、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。上記板状の永久磁石を用いて電磁変換器1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。
Moreover, in the electromagnetic transducer 1 which concerns on Embodiment 1 of this invention, although comprised using the rod-shaped permanent magnet as the
1 電磁変換器、10 永久磁石、11 上側永久磁石、12 下側永久磁石、20 振動膜、20a 基材、20b 導体コイル、21 薄膜シート、22 切れ目、30 フレーム、31 上側フレーム、31a 放音孔、32 下側フレーム、32a 放音孔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic transducer, 10 Permanent magnet, 11 Upper permanent magnet, 12 Lower permanent magnet, 20 Vibration membrane, 20a Base material, 20b Conductor coil, 21 Thin film sheet, 22 Cut, 30 frame, 31 Upper frame, 31a
Claims (1)
上記振動膜に設けられた上記切れ目を介して上記振動膜に編み込まれる薄膜シートと、
上記永久磁石、上記振動膜及び上記薄膜シートを保持するフレームと、
を備えた電磁変換器。 A conductor coil made of a meandering conductor coil pattern is formed at a position opposite to a plurality of permanent magnets arranged in parallel and facing a gap portion between different magnetic poles of the permanent magnet, and a plurality of cuts are provided. A vibrating membrane,
A thin film sheet knitted into the vibrating membrane through the cut provided in the vibrating membrane;
A frame for holding the permanent magnet, the vibrating membrane and the thin film sheet;
Electromagnetic transducer with
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