JP4399139B2 - 2コイル2磁気空隙の変換器 - Google Patents
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Description
本発明は電気−機械のエネルギー変換器(transducer)に関わり、特に同軸等径の磁気空隙とコイルをそれぞれ2つ持つ変換器に関わっており、電気学における電気−機械のエネルギー変換器という分野に属する。
【0001】
(背景技術)
従来技術のJP6−233380Aは2つの磁気空隙と2つのコイルをもつスピーカを提供しているが、かさが大きすぎるし、感度が低く、2つのコイルのインダクタンスが相殺できないため、スピーカは依然としてノンリニア素子であることに過ぎないし、そのフィディリティもよくないという欠点を有している。CN9426701.9によって提供されるダブルボイスコイル・ダブルフィールド・ダブルプッシュプルのスピーカは、嵩が割と大きくて、感度が低く、コイルの軸方向の行程が短いので高出力・高音圧のスピーカのニーズに合わないという欠点がある。従来技術では永久磁石とフィールドヨークの間が粘着剤で固定されているため、高出力の信号を連続して入力した場合に渦流による熱が過剰に生じるため、磁気回路の粘着剤が脱落し、スピーカが損傷しやすい。
【0002】
その外、従来技術において永久磁石と磁極に使用される粘着剤は磁気回路の抵抗を増強し、その生産行程を煩雑にするというデメリットもある。
(発明の開示)
本発明の目的は従来技術のデメリットを克服し、抵抗負荷の特性、ハイフィデリティ、高感度を持つこと、嵩が小さく、風通しと熱発散の効果が良く、長いストロークまたは超長いストロークであり、永久磁石とフィールドヨークの間に粘着剤の使用されない2コイル2磁気空隙の変換器を提供することにある。
【0003】
本発明の2コイル2磁気空隙の変換器は、永久磁石の磁気回路及びそれと一体化した枠と、2つの同軸かつ等径の環状磁気空隙と、各磁気空隙に挿入されたコイル型と、そのコイル型に平行に巻きつけられる絶縁ワイヤによって形成された2つのコイルとを有し、
a.前記磁気回路の上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが磁性材料で作られた内側に凹形の平板であり、それらは同軸に取り付けられ、対称的に設けられてその外側の中央部に一枚の平台面が設けられ、その平台面の中央部に円形、正方形、または正六角形の軸穴が一つ開孔されており、
b.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの内側の周辺にはそれぞれ凸形のヨーク周辺磁極シュー部が形成され、両ヨーク周辺磁極シュー部の極面の間に、同じ厚さで均等配置されかつ軸方向に磁化された一つ以上の永久磁石が設けられており、
c.非磁性体で作られた中空型が前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの前記凹形平板の内面にはめ込まれて固定されており、前記永久磁石の内側の垂直面が前記中空型の外側の垂直面に取り付けられて固定されており、
d.前記永久磁石の2つの極面が前記上部フィールドヨークと前記下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部の2つの極面に直接係合され、前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの平台面に設けられた貫入孔及び対応するねじ孔と非磁性体で作られた止め具を通じて、当該係合された極面に静圧力を加えることにより一つの磁気回路の外芯が形成されており、
e.上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの凹形平板の中央軸孔と同軸に取り付けられた円筒状或いは柱状の磁性体の外周面とその中央軸孔の垂直周面の間に、2つの同軸で等径の環状磁気空隙が形成され、同軸に取り付けられた2つのコイルがその磁気空隙に挿入され、2つのコイルの巻き付けの方向とコイルを流れる電流の方向が2つのコイルに同時に同一方向の電流力Fが生じるように決められており、
f.前記両コイルと凹形平板の中央軸孔と円筒状または柱状の磁性体とが組み合わせ、その最適横断面を正六角形にし、六角形または正多角形の各内角の頂にも当該内角の両足と接しながら円弧状の線を左右対称的に短く描き、その円心が当該内角の平分線上に位置するようにされ、
g.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部に均等配置された2つ以上の凹形の対流気孔を開孔し、その気孔の最も深い底は前記凹形平板の内面と同一レベルであり、
h.上部フィールドヨークと下部フィールドヨークと永久磁石と中空型の間の粘着剤が前記磁気回路の外芯が完全に組み付けられ後で硬化されている。
【0004】
上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは二枚の円形状の凹形平板であり、前記永久磁石は環状の永久磁石または等厚で均等配置された扇形または円形の薄板状レアメタル製の一つ以上の永久磁石である。
【0005】
上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは2枚の正多角形の凹形平板であり、前記永久磁石は三つ以上の等厚で均等配置された棒状のレアメタル製永久磁石である。
【0006】
記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは2枚の矩形の凹形平板であり、前記永久磁石は四つの等厚で均等配置された棒状のレアメタル製永久磁石である。
【0007】
変換器において、a)前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークと永久磁石の垂直した外側面の周辺において、非磁性体で作られた2段以上のドライバーカバーを設け、一つの一体化した磁気回路となるように、カバーの内側面をフィールドヨークと永久磁石の垂直した外側面としっかりと係合されており、b)非磁性体の剛性材料で作られたブラケットの中央部に軸孔が開き、その中央線が対称軸とされて、軸孔の外側に内側に突出した平台面が設けられて、その平台面の外側に同軸環状の凹形みぞが設けられ、凹形みぞの外側に、前記下部フィールドヨークの外側平台面と適合されて固定されたブラケット取り付け用の平台面が設けられ、同軸に取り付けられた円筒状または柱状の磁性体が一組の非磁性体で作られた止め具によって、前記内側に突出した平台面の軸の中心部に取り付けられて固定され、前記円筒状または柱状の磁性体の外周面と、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの中央軸孔の垂直した周面の間に、2つの同軸でかつ等径の環状磁気空隙が形成され、それによって、一つの完璧な2コイル2磁気空隙変換器のドライバー磁気回路が形成される。
【0008】
前記型の腰部に設けられた同軸の開口円筒体を有する同軸型が前記磁気回路に連結され、円筒体の底の内面に同軸環状みぞが設けられ、当該みぞの内側と外側にそれぞれ2つの同軸環状平台面が設けられ、非磁性体で作られた内側に突出した柱状体が中間平台面の軸位置に設けられ、柱状体の上に円筒状磁性体が固定され、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの垂直な外側面は非磁性体で作られた円筒状の連結盤に包まれて固定され、一体化された磁気回路の外芯が前記型の円筒体の内側に嵌めこまれ、当該型と一体化されたユニットを形成している。
【0009】
永久磁石の磁気回路及びそれと一体化した枠と、2つの同軸でかつ等径の環状磁気空隙と、各磁気空隙に挿入されたコイル型と、前記コイル型に平行に巻きつけられる絶縁ワイヤによって形成された2つのコイルとを有する2コイル2磁気空隙の変換器において、a.前記磁気回路の上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが磁性材料で作られた円形の平板であり、それらは同軸に取り付けられ、対称的に設けられて、その板の外側の中央部に一枚の平台面が設けられ、その平台面の中央部に円形、正方形、または正六角形の軸穴が一つ開孔されており、b.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの中央軸孔の外側周辺部に等厚で均等配置された三組以上の永久磁石が設けられ、各組の永久磁石はそれぞれ軸方向に磁化されかつ連続に積層された2つの環状永久磁石からなり、各組の永久磁石の四つの極面は前記上下部フィールドヨークの2つの内向側極面に直接に係合され、前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが、各組の永久磁石の軸位置に形成された貫入孔、対応ねじ孔及び非磁性材料で作られた止め具により生成された静圧力を、前記各組の永久磁石の前記係合面に加えることによって接続されて、一つの磁気回路の外芯が形成されることと、c.前記2つの同軸等径の環状磁気空隙は上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの中央軸孔と同軸な円筒状或いは柱状の磁性体の外周面と当該中央軸孔の垂直周面との間に形成され、前記同軸な2つのコイルはその磁気空隙に挿入し、コイルの巻き付けの方向とコイルを流れる電流の方向は、両コイルに同時に同一方向の電流力Fが生じるように決められており、d.前記両コイルと前記円形板の中央軸孔とが前記円筒状または柱状の磁性体と組み合わせて、その最適横断面を正六角形にし、六角形または正多角形の各内角の頂にも当該内角の両足と接しながら円弧状の線を左右対称的に短く描き、その円心が当該内角の平分線上に位置するようにされ、e.均等に配置された各組の永久磁石の外面の間に、当該2コイル2磁気空隙変換器のドライバーの熱発散用の対流気道が形成されるように隙間が設けられていることを特徴とする。
【0010】
非磁性体の剛性材料で作られたブラケットの中央部に軸孔が開孔され、軸孔の外側に内側に突出した同軸の平台面が設けられ、その平台面の外側に同軸の環状の凹形みぞが設けられ、凹形みぞの外側に、前記下部フィールドヨークの外側平台面と適合って固定されたブラケット取り付け用の平台面が設けられ、同軸に取り付けられた円筒状または柱状の磁性体が一組の非磁性体で作られた止め具によって、前記内側に突出した平台面の軸の中心部に取り付けられて固定され、前記円筒状または柱状の磁性体の外周面と、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの中央軸孔の垂直な周面の間に、2つの同軸等径の環状磁気空隙が形成され、それによって、2コイル2磁気空隙変換器のドライバーの一つの完璧な磁気回路が形成される。
【0011】
前記型の腰部に設けられた同軸の開口円筒体を有する同軸型が前記磁気回路に連結され、円筒体の底の内面に同軸環状みぞが設けられ、当該みぞの内側と外側にそれぞれ2つの同軸環状平台面が設けられ、非磁性体で作られた内側に突出した柱状体が中間平台面の軸位置に設けられて柱状体の上に環状磁性体が固定され、前記磁気回路の一体化された外芯が前記型の円筒体の内側係合面に嵌めこまれて当該型と一体化されたユニットを形成している。
【0012】
当該変換器が抵抗負荷特性のある電気−機械変換器になるように、当該変換器は永久磁石の軸方向の1/2の高さの等分線X−Xを水平対称軸として有し、外形及び磁気性能について上下に対称的な磁気回路を2組有し、両コイルを直列に連結する際のワイヤの巻き付け方向を正反対にし、そのワイヤの断面積、巻き付け回数及びインダクタンスの絶対値が同じである。
【0014】
(発明の好ましい実施の形態)
本発明の実施の形態について付図に従って説明する。
図2は実施例2のスピーカの縦断面図を示す。上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bは投影平面が等しく且つ対称的に設けられた二枚の内側に凹んだ円形の平板である。中心に中央軸孔210を備えた平板平台面20300が各凹形平板の外側に設けられる。上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bの内向側の周辺部には、それぞれ凸形のヨーク周辺磁極シュー部229Aと229Bが設けられる。非磁性材料で作られた中空型204が上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bと内側面224の間に嵌め込まれる。中空型204の外側面234と上下部フィールドヨークの内側面224がしっかりと適合され、粘着剤001が塗布される。中空型204の外側の中央部に外側垂直面222が設けられ、その上にも粘着剤001が塗布される。永久磁石202の内側垂直面が中空型の外側垂直面222によって位置決めされる。上下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部229A、229Bの極面200の間に、厚さ、広さ、大きさ及び磁気性能の等しい、均等間隔をおいて配置された4つの扇形のレアメタル製永久磁石202が嵌め込まれ、永久磁石202の極面がヨーク周辺磁極シュー部の極面200に直接適合される。上部フィールドヨークの中央軸孔210Aと平台面20300Aの間にある平板の上に、軸孔の外側に沿って均等間隔をおいて配置された三つ以上の貫入孔2061が設けられる(図2には示されていないが図3に示されたねじ孔2071を参照)。下部フィールドヨーク203Bの中央軸孔210Bと平台面20300Bの間にある平板の上に、貫入孔2061と対応するように均等配置された三つ以上のねじ孔2071(図2には示されていないが図3を参照)が設けられる。三つ以上の非磁性止め具2000(たとえば銅ねじ等)によって、上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bの合せられた極面200に、上述の粘着剤が固まるまで一定の静圧力が加えられる。それによってスピーカの全体磁気回路が出来上がる。この磁気回路では、永久磁石と上下のフィールドヨークの極面に粘着剤が塗布されないため、磁気抵抗が小さくなるのである。取り付けの便宜のため、上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bの外側垂直面に、それぞれ非磁性材料で作られた環状でその外径が永久磁石202の外径と等しい連結盤236が粘着される。(環状の連結盤を上下部フィールドヨークと永久磁石の外側垂直面に設けられ、粘着剤001で粘着されることもある)。こうして、スピーカドライバーの磁気回路の外芯が出来上がる。
【0015】
ネオジム磁石の持つ高磁力の強さを十分に生かすため、本実施例では、ネオジム磁石のチップを予め完全磁化してから上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bのヨーク周辺磁極シュー部の間に嵌め込むことにする。詳しくは、本願発明者によるWO98/47312号特許文献を参照。(もちろん、上部フィールドヨーク203A、下部フィールドヨーク203B、永久磁石202、中空型204と環状連結盤236を組み付けて一つの全体磁気回路が形成された後に、永久磁石を磁化してもよい。)
スピーカはアルミ合金等の非磁性剛性材料で作られた型(frame)201を持
っており、その腰部以下は円筒状を呈する。円筒の中軸の底部において内側に突出した平台面が設けられ、この平台面211は軸孔210の軸線に対称的に設けられた環状水平面である。円筒の上中部には凹部係合面233が設けられている。それは内側に突出した平台面211と軸を同じくし、垂直に交差している。環状みぞ235の外側にもう一つの環状平台面2110が設けられており、それも凹部係合面233と軸を同じくし、垂直に交差している。
【0016】
上部フィールドヨーク203A、下部フィールドヨーク203B、永久磁石202、中空型204と環状連結盤等からなるドライバー磁気回路の外芯を型201の外側方向に型の中部にある円筒状の凹部係合面233に嵌め込み、磁性材料で作られた円筒状の磁性体213を内凸平台面211の軸芯部にある内凸柱状体212に嵌め込み、内凸平台面211に粘着固定する。非磁性性材料で作られた内凸柱状体212はアルミ合金型201を作る際、一体化して作られるし、非磁性製止め具でそれを円筒の底部の軸芯に嵌め込んで固定することもできる。図1に示されているように、上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bの中央軸孔の直径が均等配置された四枚の扇形の永久磁石202の投影面の直径より小さいように設計されている。そのため、均整のとれた内凸縁2030Aと2030Bが同軸の凹形平板から径方向内側に突出している。それらの垂直内周面と同軸取付の円筒状磁性体213の外周面の間に、同軸等径の環状磁気空隙210Aと210Bが上下に形成される。円筒状のコイル型207に2つの相独立したコイル209Aと209Bを巻き付る。コイル型207の上端部をスピーカ振動膜206と弾性制動板241に粘着連結する。振動膜206の弾性リム299と弾性制動板241のもう一端をそれぞれ型201の環状受け台242と208に粘着連結する。磁化された永久磁石の極性は図に示された通りである。図2にあるスピーカ中軸線の左側の磁気回路を例にすると、永久磁石の磁化線が202のN極→203A→210A→209A→210→213→210B→209B→210B→203B→202のS極を経由して閉じた磁気回路を形成する。従来のスピーカの環状平板やT字鉄の磁気回路と比べれば、本発明は磁化線の方向を90度切り替えるためのT字鉄を省略したため、磁気回路の等価インダクタンスや磁束漏れ(flux leakage)が大幅に低減し、スピーカの電気−音響変換能率が大幅に向上される。
【0017】
引き続き図2にあるスピーカ中軸線の左側の磁気回路を例にすると、上部磁気空隙210Aの中で、永久磁石の磁化線が左から右へとコイル209Aを通りぬけ、下部磁気空隙210B内で、永久磁石の磁化線が右から左へとコイル209Bを通り抜ける。上下磁気空隙の磁化線の方向がちょうど180度の位相差がある。そのため、コイル209Aと209Bの巻き付け方向を相反対、たとえば209Aを右周りに209Bを左回りに規定すると、電気学のローレンツ法則によれば、上述の2つのコイルに可聴周波電流を同時に通す場合、コイル209Aが生み出した電流力FAとコイル209Bが生み出した電流力FBの方向が同じである。この場合、スピーカのコイルの電流力F=FA+FB。可聴周波電流が逆位相である場合、電流力FAとFBの方向も相反対であり、スピーカの電流力F=FA+FBの方程式は変わらないが、合力Fの方向が反対である。
【0018】
要するに、本実施例にあるスピーカコイルの電気回路の一番簡単な接続方法はコイル209Aとコイル209Bを並列反向で接続することである。この場合、スピーカの等価インダクタンスはコイル並列連結のため1/2減少し、その抵抗−周波数応答プロットは従来のユニコイルスピーカより明らかな改善が見られる。
【0019】
スピーカが強信号の可聴周波電流で連続して動作する場合、上部フィールドヨーク203A、下部フィールドヨーク203Bと円筒状磁性体213は、渦流により生じる熱のために、熱膨張現象が起きるが、上部フィールドヨーク203A、下部フィールドヨーク203Bの外側垂直面が環状連結盤236と型201にしっかりと固定されており、永久磁石202の内側垂直面が中空型204の外側垂直面222に固定されているため、上述の固定部の粘着剤001は、垂直方向の引っ張りと圧縮力しか受けないので、上下部フィールドヨークは水平移動することがない。同様に、粘着固定面211と内凸柱状体212があるため、その上を被っている円筒状磁性体も水平移動できない。
【0020】
上部フィールドヨーク203A、下部フィールドヨーク203Bと中空型204の内側垂直面からなる構造空間263は振動膜の軸方向運動の制動を減らすことに効果的で、スピーカの瞬時反応速度を高め、コイルの風通しと熱発散を効果的に改善できる。
【0021】
二枚の永久磁石の間隔にあるヨーク周辺磁極シュー部に四つの対流気孔を開孔してもよい。気孔の深さは最大でも上下部フィールドヨークの内側底面を超過してはいけない。詳しくは図3及び図12に示される。
【0022】
図1は本発明の実施例1の変換器のドライバーの縦断面図を示す。
上部フィールドヨーク103A、下部フィールドヨーク103B、永久磁石102、中空型104は、粘着剤001、上部フィールドヨーク貫入孔1061、下部フィールドヨーク1071、非磁性止め具1000によって、全体磁気回路に連結され固定されている。その説明は図2実施例2と同じであるため省略する。
【0023】
ネオジム−ホウ素などのレアメタル永久磁石のBr値と最大磁力積が高いため、上述の方法で形成された変換器の外側面にある磁束漏れの磁場の勾配も高い。それで、それは鉄系物質をドライバーの表面に引き付けて付着させやすいので、ドライバーの磁気空隙内の磁束の密度を低くする恐れがある。その他、レアメタル磁石は脆い性質のため、外に晒されると壊れやすい。以上の欠点を直して変換器ドライバーの磁気回路の強度を一層強めるため、本実施例では、二段の非磁性材料で作られたカバー137で上部フィールドヨーク103A、下部フィールドヨーク103B、永久磁石102の垂直外側面に沿って、上述の磁気回路をしっかりと包むようになっている。本実施例では、カバーはプラスチックを加圧して形成されたものを使う。カバー137の内側面138に、永久磁石102の外側垂直面と合せるための内側みぞ139が設けられている。カバー内側面138または磁気回路の垂直外側面に予め粘着剤001を塗布しておく。同時に、外から内へと、図12の矢印方向に静圧力Finを加える。カバーの接続部にも予め粘着剤001を塗布しておく。粘着剤が固まると、強度の強い変換器ドライバーが出来上がる。もちろん、二段式カバー137の接続部に貫入孔かねじ孔を開孔して非磁性材料で作られた止め具をかけても同じ効果のあるドライバーが作れる。
【0024】
実施例2との相違は次の通りである。下部フィールドヨーク103Bの外側平台面10300Bの中央部に非磁性アルミ合金のブラケットが設けられ、そのブラケットは同軸且つ対称設置の環状取付平台面1800を持っている。その平台面の上に、四つのブラケット貫入孔が均等に配置され、ブラケット181は四つのねじによって下部フィールドヨーク外側平台面10300の軸芯部に固定されている。ブラケット181の中央部に軸孔188が設けられており、その外側に同軸の内凸平台面1118が設けられている。内凸平台面1118の外側に同軸の環状みぞ1630があり、同みぞ1630が外側へ伸びることによって変換器のコイル型に必要な下行空間が形成される。円筒状磁性体113の上端面に非磁性材料で作られた円筒状磁性体座金184を取付け、非磁性止めねじ180を座金に通して磁性体113の下端面をブラケット181の内凸平台面1118の軸芯部に粘着固定する。磁性体113の外周面と上部フィールドヨーク103A及び下部フィールドヨーク103Bの軸孔垂直面の間に、2つの同軸等径の環状磁気空隙110Aと110Bが形成される。コイル型107を、環状の磁気空隙に挿入して、その上にコイル109Aと109Bを巻き付ける。巻き付けの方向を相反対、例えばコイル109Aを右回りに、コイル109Bを左回りに規定する。それで、ブラケット構造の変換器が出来上がる。
【0025】
その外、本実施例での振動膜型はねじを利用して直接上部フィールドヨーク103Aの外側平台面10300Aに取り付けることもできる。例えば、従来のアルミ合金のテーパー状型はそれである。勿論、振動膜と挟み板を直接上部フィールドヨーク103Aの外側平台面10300Aに固定することもできる。
【0026】
変換器の軸方向運転による制動効果を低減し、コイルの熱発散効果を改善するため、ブラケットの環状みぞの底部平台面16300に均等配置の気孔182を若干開孔すればいい。詳しくは図11に示す。
【0027】
上述の説明の他、本実施例の構造、動作原理の説明は図2の実施例2と同じなので、繰り返さない。
図3は実施例2の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【0028】
スピーカの上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bは二枚の同軸且つ対称設置の円形の内凹の平板である。厚さ、広さ、大きさと磁気的性質が同じ四枚のネオジム磁石製の扇形薄板202をフィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部229Aと229Bの極面200の間に嵌め込み、各磁石の端に適当な隙間を開け、四周に位置する対流気孔217を設置する。上部フィールドヨーク203Aと下部フィールドヨーク203Bのヨーク周辺磁極シュー部229Aと229Bに四つの矩形の対流気孔217を開け、気孔の深さは内凹の平板の内側の底部と同じようにする。中空型204は本図に描かれていない。
【0029】
その他の部分は実施例2、実施例1の構造や動作原理と同じため、省略する。
図4は実施例3の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
変換器の上部フィールドヨーク803Aと下部フィールドヨーク803Bは二枚の同軸且つ対称配置の円形の内凹平板である。永久磁石802はフィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部829Aと829Bの極面800の間に嵌め込まれた円形のネオジム磁石である。上部フィールドヨークの平台面804に均等に配置された貫入孔806と、それらに対応して下部フィールドヨークの平台面804に均等に配置された三つのねじ孔807は三つの非磁性材料の止め具で変換器ドライバーの磁気回路を連結する際に使われる。中空型804は本図に描かれていない。
【0030】
その他の部分の説明は実施例2、実施例1の構造や動作原理と同じため省略する。
図5は実施例4の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【0031】
スピーカの上部フィールドヨーク503Aと下部フィールドヨーク503Bは二枚の同軸且つ対称設置の円形の内凹の平板である。四枚の厚さ、広さ、大きさと性質が同じようなネオジム磁石の扇形薄板502をフィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部529Aと529Bの極面500の間に嵌め込み、各磁石の端に適当な隙間を開け、四周に位置する対流気孔517を設置する。ヨーク周辺磁極シュー部529Aと529Bに均等に配置された四つの貫入孔5061とそれらに対応するねじ孔5071は、四つの非磁性材料の止め具で変換器ドライバーの磁気回路を連結する際に使われる。中空型504は本図に描かれていない。
【0032】
その他の部分の説明は実施例2、実施例1の構造や動作原理と同じため省略する。
図6は実施例5の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【0033】
変換器の上部フィールドヨーク603Aと下部フィールドヨーク603Bは二枚の同軸且つ対称設置の正方形の内凹の平板である。四枚の厚さ、広さ、大きさと性質が同じようなネオジム磁石の扇形薄板602をフィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部629Aと629Bの極面600の間に嵌め込む。上部フィールドヨーク603Aに均等に配置された四つの貫入孔6061と、それらに対応して下部フィールドヨーク603Bに均等に配置されたねじ孔6071は、四つの非磁性材料の止め具で変換器ドライバーの磁気回路を連結する際に使われる。中空型504は本図に描かれていない。その他の部分の説明は実施例2、実施例1の構造や動作原理と同じため省略する。
【0034】
図7は実施例6の磁気回路A−Aの横断面図を示す。変換器の上部フィールドヨーク703Aと下部フィールドヨーク703Bは二枚の同軸且つ対称設置の矩形の内凹の平板である。矩形の長辺方向に広さも大きさも性質も同じでやや大きな棒状のネオジム磁石の薄板702を、短辺方向に広さも大きさも性質も同じでやや小さな棒状の永久磁石702を配置する。この四つの永久磁石は厚さが同じである。それで、長辺方向の永久磁石の長さを適当に選択すれば、ドライバーの磁気空隙710の中から均一の磁流密度を獲得できる。ヨーク周辺磁極シュー部729Aと729Bに均等に配置された四つの貫入孔7061とそれらに対応するねじ孔7071は、四つの非磁性材料の止め具で変換器ドライバーの磁気回路を連結する際に使われる。中空型704は本図に描かれていない。その他の部分の説明は実施例2、実施例1の構造や動作原理と同じため省略する。
【0035】
図8は本発明の実施例7のスピーカの縦断面図を示す。スピーカの型901と実施例2の型201は同じような構造を持っているため、詳しくい説明は省略する。
【0036】
実施例7と実施例2の違ったところはスピーカの磁気回路の構造にある。上部フィールドヨーク903Aと下部フィールドヨーク903Bは二枚の同軸且つ対称設置の円形の平板である。平板の中央部に、中央軸孔910がある。上下部フィールドヨークの中央軸孔の外周部に均等配置の永久磁石が8組設けられ、各組の永久磁石もそれぞれ2つの高磁力積をもつ円形のフェライト永久磁石が直列重畳して構成されている。これらの磁石はその面積も体積も性質も同じである。それに磁石の厚さも軸孔の直径も等しい。軸孔と対応するのは上部フィールドヨーク903Aに設けられた八つの貫入孔9061と下部フィールドヨーク903Bに設けられた八つのねじ孔もある。(本図では省略される)八本の非磁性止め具9000(例えば銅のねじ)を利用して、上部フィールドヨーク903Aと下部フィールドヨーク903Bと、重なっている8組の永久磁石の接合面900に予め均一の静圧力を加え、それを一つの全体磁気回路の外芯にする。型901の外側から、外芯を型901の凹部係合面933に嵌め込み、予め塗布された粘着剤001によって、外芯の外側垂直面と下部フィールドヨーク903Bの外側平台面90300Bをそれぞれ型の凹部係合面933と型の環状平台面9110に連結し、それらを一体化する。円筒状の磁性体913を、型901の内凸平台面911の軸芯部にある内凸柱状体912に取り付け、それらを同軸かつ対称設置の内凸平台面911に粘着固定する。それで、上部フィールドヨーク903Aと下部フィールドヨーク903Bの中央軸孔910の内側垂直面と円筒状磁性体913の外周面の間に、2つの均整の取れた磁気空隙が上下に形成される。円筒状のコイル型907に2つの相独立したコイル909Aと909Bを巻き付け、弾性制動板941と振動膜906をコイル型907に粘着する。磁気回路の構造、動作原理及び実施効果等に関する他の説明は図2実施例2の説明と同じなので、繰り返さない。
【0037】
図9は本発明実施例7の磁気回路A−Aの横断面図を示す。スピーカの上部フィールドヨーク903Aと下部フィールドヨーク903Bは同軸且つ対称設置の2つの磁性材料で作られた円形平板である。その中央部に中央軸孔910があり、軸孔の周囲に八つの貫入孔9061(上部フィールドヨーク)と八つのねじ孔9071(下部フィールドヨーク)を均等に設置する。隣の2貫入孔またはねじ孔の軸芯ラインの中心角はそれぞれ45度の挟角を成す。貫入孔9061とねじ孔9071に組み合わせる八組の環状永久磁石を上下部フィールドヨークの内向側極面900の間に均等に配置する。相隣の2組の永久磁石の間に熱発散用の対流気道917を設置する。その他の部分の説明は実施例2、実施例1の構造や動作原理と同じため省略する。
【0038】
スピーカの風通しと熱発散の効果を良くするため、型901の円筒体の胴体に対流気道917に対応する通風孔またはカスケードを設置すればよい。
勿論、本実施例所定の磁気回路外芯を図1実施例1のブラケットと円筒状磁性体を組み合わせて、同時に上部フィールドヨーク903Aの外側平台面90300Aに従来の変換器型(例:スピーカのテーパ状型または半球状高音スピーカ及びその型)を取り付ければ、本発明は若干種類の円形平板を持つ変換器を新たに作成できる。
【0039】
図10は抵抗負荷の特性を持つ本発明の変換器の電気回路原理の接続図を示す。本実施例は、図1に示された本発明の実施例1を例に説明し、図1と図2の関連説明も参照する。
【0040】
本実施例は次のようなことを前提とする。つまり、変換器の対称的に設けられた上部フィールドヨーク103Aと下部フィールドヨーク103Bが同じ材質と形状を持っており、2つの環状磁気空隙110Aと110Bも同じ形と同じ磁気誘導度Br値を持つこと;2つのコイル109Aと109Bの巻き付け方向が相反対すること;コイルに巻き付けられるワイヤの横断面積が同じであること;2つのコイルの巻き数が同じであること(Na=Nb);2つのコイルのインダクタンスの絶対値が同じであること(|L109A|=|L109B|)など。即ち、永久磁石102の軸方向高さの1/2等分線X−Xを水平対称軸にすれば、変換器は形も磁気性能も上下に対称的な磁気回路を持つことになる。
【0041】
ローレンツの法則によれば、コイル109Aの後端Yaをコイル109Bの先端Xbに直列連結すれば、コイル109Aの先端Xaとコイル109Bの後端Ybは一対の信号入力端子を成す。同じ磁流環境に運転するため、コイル109Aと109Bのインダクタンスベクトルは位相の180度差のため相殺するが、コイルの電流力はF=F109A+F109Bである。従って、変換器は抵抗負荷の特性を持つようになり、その位相ひずみの現象もなくなる(或いはほとんどなくなる)。
【0042】
勿論、本実施例にある電気回路原理の接続図と対称磁気回路の設置原則は、本発明の実施例に限定されず、当業者であれば各種の磁気回路と電気回路の組み合わせにより構造や抵抗負荷特性の異なる変換器を得ることができる。
【0043】
図11は本発明実施例1のブラケットの平面図を示す。ブラケットには軸孔188がある。軸孔188の外側に同軸の環状内凸の平台面1118が設けられ、平台面1118の外側に同軸の環状みぞ1630が設けられ、みぞの底部平面16300に八つのブラケット気孔が均等に開孔されている。変換器のコイル型107が上下に振動すれば、気孔182はコイル型の制動を低減し、コイルの風通しや熱発散をよくするという二重の役目を持つ。環状みぞ1630の外側に同軸のブラケット取り付け平台面1800が設けられている。それは、下部フィールドヨークの外側平台面10300Bに適合した滑らかな丸い環状平面である。その上に、四つの均等配置の貫入孔187が開孔され、ねじと一緒にブラケット181を下部フィールドヨークに固定する。詳しい説明は、図1の実施例1と同様であるため省略する。
【0044】
勿論、本実施例と同じようなブラケット281〜981は、本発明が提供した如何なる変換器の磁気回路の構造にも合せて、各種類の変換器ドライバに組み合わせることができる。
【0045】
図12は本発明実施例1のカバーに被れたドライバの平面図及び斜視図を示す。本実施例では、ドライバカバー137は2つの半円形のプラスチックから作られ、その内側表面138に粘着剤001が塗布され、上部フィールドヨーク103Aと下部フィールドヨーク103Bと永久磁石102の外側垂直面に合せられ固定されている。各段カバー137の上にも、2つの矩形の通風孔140が開孔され、それらは上下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部129Aと129Bに開孔された対流気孔117と対応して合せられている。カバーの結合したところにも粘着剤001が塗布されている。矢印Finはドライバーを組み合わせる際にカバーに加える静圧力の方向を示す。その他の部分は実施例1、2の関連説明及び本発明素子と表示番号対称表を参照されたい。
【0046】
勿論、本実施例と同じようなカバー237〜837は、本発明が提供した如何なる変換器の磁気回路の構造にも合せて、各種類の変換器ドライバに組み合わせることができる。
【0047】
図13は本発明実施例2のカバーの被ってあるドライバの平面図及び斜視図を示す。それは正方形のフィールドヨークと実施例4図5に示された磁気回路の構造を持つ。本実施例のカバーは4段の棒状のカバー237からなる。カバーの内側面と相隣のカバーの結合したところに粘着剤が塗布されている。矢印Finはドライバーを組み合わせる際カバーに加える静圧力の方向を示す。スピーカの風通しや熱発散を良くするため、各段のカバーにも一つの熱発散孔240が開孔されており、それは図5実施例4に示された対流気孔517に対応する。その他の部分については実施例1、2の関連説明及び本発明素子と表示番号対称表を参照。
【0048】
図14は本発明の中空型の実施例のひとつの平面図を示す。正方形の中空型504は、硬質のプラスチック等の非磁性材料から作られるものである。型には、上下部フィールドヨークの内側面に適合されて、且つ粘着固定されている外側面534がある。外側面の中央よりの部分に外側垂直面522が設けられており、それは永久磁石502の内側垂直面に合せられ固定されている。平らで滑らかな垂直内側面573は上述の円筒状または柱状磁性体の外周面との間に上下部フィールドヨークの構造空間563を為している。その他の部分は実施例1、2の付図1、2、5、6の関連説明及び本発明素子と表示番号対称表を参照。
【0049】
図15は、本発明の中空型の実施例のもう一つの平面図を示す。これは、環状の中空型204である。この型は図2の実施例2に合せられる。各素子と表示番号との対応関係は実施例2の図2の関連説明を参照。
【0050】
図16は、正六角形磁気空隙を持つ実施例の平面図を示す。本実施例のドライバーの柱状磁性体113は、横断面が正六角形をしている柱状のくびきである。上述の上下部フィールドヨーク103は柱状磁性体113に合う正六角形の軸孔であり、それによって一つの均整の取れた正六角形の環状磁気空隙が出来上がる。正六角形は最大の周長があるから、正六角形のコイル型と正六角形のコイルは他の形のコイル型やコイルより、変換器に最大のロレンズ力と最善の熱発散効果を持たせることができる。図16及び図17にあるように、各正六角形の内角の頂にも左右対称の円弧線010が短く描かれている。この円弧線は当該内角の両足に接しながら、その円心が当該内角の角等分線に来る。
【0051】
図18は、柱状磁性体を持つ実施例の平面図を示す。本発明実施例1と比較してみれば分かるように、円柱状の磁性体113’は円筒状の磁性体113に取って代わって、ブラケット軸孔188を通ったねじ180’と粘着剤001によってブラケット181の内凸平台面1118に粘着固定されている。円柱状の磁性体113’は上下部フィールドヨークの軸孔110とふたつの環状磁気空隙110A’と110B’を為している。その他の部分は実施例1、2の関連説明及び本発明素子と表示番号対称表を参照。
【0052】
図1〜図9に示されたすべての磁気回路の構造、違った永久磁石、違った型とブラケットの構造、違った横断面の円筒状または柱状の磁性体及び違ったコイルの連結電気回路によって、様々な種類の電気−機械変換器に組み合わせることができ、本発明はそれらの変更を全て含むことを指摘する。
【0053】
(産業上の利用可能性)
本発明の電気−機械変換器は次のような利点がある。
1.変換器の上下部フィールドヨークと永久磁石の極面の間に粘着剤が使用されないから、組み立てが簡略され、磁気回路の磁気抵抗が小さくなり、渦流熱の出しすぎによる磁気回路の粘着剤脱落やコイルへの損害などのデメリットが克服される。
【0054】
2.ハイフィデリティ。電気抵抗負荷かそれに近い特性を持つ各種類の電気音響変換器を作ることによって、電気音響変換器の低周波端と高周波端の出力音圧を大幅に高め、転換器の位相ひずみを無くし、高調波ひずみを最小限に低めることができる。
【0055】
3.高感度。口径、材質及び技術レベルがほぼ同じ場合、従来の変換器より効率を2〜16倍高められる。
4.長ストロークまたは超長ストロークの電気−機械変換器が製造される。
【0056】
5.こじんまりしており、その構造も簡単であり、高性能の割には値段は安く、量産できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の電気−機械変換器のドライバーの縦断面図を示す。
【図2】本発明の実施例2のスピーカの縦断面図を示す。
【図3】本発明の実施例2の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【図4】本発明の実施例3の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【図5】本発明の実施例4の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【図6】本発明の実施例5の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【図7】本発明の実施例6の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【図8】本発明の実施例7のスピーカの縦断面図を示す。
【図9】本発明の実施例7の磁気回路A−Aの横断面図を示す。
【図10】抵抗負荷の特性を持つ電気−機械変換器の電気回路の接続図を示す。
【図11】本発明の実施例1のブラケットの平面図を示す。
【図12】本発明の実施例1のカバーを持つドライバーの平面図及び斜視図を示す。
【図13】本発明の実施例2のカバーを持つドライバーの平面図及び斜視図を示す。
【図14】本発明の中空型の一つの実施例の平面図及び斜視図を示す。
【図15】本発明の中空型のもう一つの実施例の平面図及び斜視図を示す。
【図16】本発明の正六角形磁気空隙の実施例の平面図を示す。
【図17】本発明の正六角形磁気空隙の一つの実施例の平面図を示す。
【図18】本発明の柱状の磁性体の一つの実施例の平面図及び斜視図を示す。
【符号の説明】
100,200,500,600,700,800,900…極面、
101,201,501,601,701,801,901…型、
1061,2061,5061,7061,8061,9061…型取り付けねじ孔、
133,233,533,633,733,833,933…窪んだ部位の組み合わせ面、
135,235,535,635,735,835,935…環状みぞ、
102,202,502,602,702,802,902…永久磁石、
103,203,503,603,703,803,903…上部フィールドヨーク(下部フィールドヨーク)、
129,229,529,629,729,829…ヨーク周辺磁極シュー部、
117,217,517,717,917…熱発散用対流気孔、
10300,20300,50300,60300,70300,80300,90300…上部フィールドヨーク(下部フィールドヨーク)外側の平台面、
124,224,524,624,724,824…上部フィールドヨーク(下部フィールドヨーク)の内側面、
1061,2061,5061,6061,7061,8061,9061…上部フィールドヨークの貫入孔、
1071,2071,5071,6071,7071,8071,9071…下部フィールドヨークのねじ孔、
1030,2030,5030,6030,7030,8030,9030…内突、
136,236,536,636,736,836…円筒状連結盤、
163,263,563,663,763,863,963…構造空間、
104,204,504,604,704,804…中空型、
134,234,534,634,734,834…中空型の外側面、
173,273,573,673,773,873…中空型の内側面、
122,222,522,622,722,822,922…中空型外側の垂直面、
106,206,506,606,706,806,906…振動膜、
199,299,599,699,799,899,999…弾性カンチレバー、
141,241,541,641,741,841,941…弾性制動板、
107,207,507,607,707,807,907…コイル、
109,209,509,609,709,809,909…コイル、
108,208,508,608,708,808,908…環状受け台、
142,242,542,642,742,842,942…環状受け台、
1630,2630,5630,6630,7630,8630,9630…環状みぞ、
110,210,510,610,710,810,910…環状磁気空隙、
111,211,511,611,711,811,911…内突平台面、
112,212,512,612,712,812,912…内突柱状体、
113,213,513,613,713,813,913…円筒状磁性体、
114,214,314,514,614,714,814,914…中央軸孔、
184,284,584,684,784,884,984…円筒状磁性体のワッシャー、
181,281,581,681,781,881,981…ブラケット、
182,282,582,682,782,882,982…ブラケットの気孔、
187,287,587,687,787,887,987…ブラケットの貫入孔、
1811,2811,5811,6811,7811,8811,9811…ブラケット外側の内凹形平台面、
1118,2118,5118,6118,7118,8118,9118…ブラケットの内凸形平台面、
1800,2800,5800,6800,7800,8800,9800…ブラケットの取り付け台、
188,288,588,688,788,888,988…ブラケットのねじ孔、
183,283,583,683,783,883,983…ナット、
137,237,537,637,737,837…ドライバーカバー、
139,239,539,639,739,839…カバーの内側みぞ、
138,238,538,638,738,838…カバーの内側面、
140,240,540,640,740,840…カバーの熱発散孔、
1000,2000,8000,5000,6000,7000,9000…非磁性止め具、
181,281,581,681,781,881,981…非磁性ボルト、
001…粘着剤。
Claims (18)
- 永久磁石の磁気回路及びそれと一体化した枠と、2つの同軸かつ等径の環状磁気空隙と、各磁気空隙に挿入されたコイル型と、そのコイル型に平行に巻きつけられる絶縁ワイヤによって形成された2つのコイルとを有する、2コイル2磁気空隙の変換器において、
a.前記磁気回路の上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが磁性材料で作られた内側凹形の平板であり、それらは同軸に取り付けられ、対称的に設けられて、その平板の外側の中央部に一つの平台面が設けられ、その平台面の中央部に円形、正方形、または正六角形の軸穴が一つ開孔されており、
b.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの内向側の周辺部にはそれぞれ凸形のヨーク周辺磁極シュー部が形成され、両ヨーク周辺磁極シュー部の極面の間に、同じ厚さで均等配置されかつ軸方向に磁化された一つ以上の永久磁石が設けられており、
c.非磁性体で作られた中空型が前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの前記凹形平板の内面にはめ込まれて固定されており、前記永久磁石の内側の垂直面が前記中空型の外側の垂直面に取り付けられて固定されており、
d.前記永久磁石の2つの極面が前記上部フィールドヨークと前記下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部の2つの極面に直接係合され、前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの平台面に設けられた貫入孔及び対応するねじ孔と非磁性体で作られた止め具を通じて、当該係合された極面に静圧力を加えることにより、一つの磁気回路の外芯が形成されており、
e.上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの凹形平板の中央軸孔と同軸に取り付けられた円筒状或いは柱状の磁性体の外周面と当該凹形平板の中央軸孔の垂直周面との間に、2つの同軸で等径の環状磁気空隙が形成され、同軸に取り付けられた2つのコイルがその磁気空隙に挿入され、2つのコイルの巻き付けの方向とコイルを流れる電流の方向が2つのコイルに同時に同一方向の電流力Fが生じるように決められており、
f.当該変換器が抵抗負荷特性のある電気−機械変換器になるように、当該変換器は永久磁石の軸方向の1/2の高さの等分線X−Xを水平対称軸として有し、外形及び磁気性能について上下に対称的な磁気回路を2組有し、両コイルを直列に連結する際のワイヤの巻き付け方向を正反対にし、そのワイヤの断面積、巻き付け回数及びインダクタンスの絶対値が同じであり、
g.前記両コイルと凹形平板の中央軸孔と円筒状または柱状の磁性体とが組み合わせ、その最適横断面を正六角形にし、六角形または正多角形の各内角の頂にも当該内角の両足と接しながら円弧状の線を左右対称的に短く描き、その円心が当該内角の平分線上に位置するようにされ、
h.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部に均等配置された2つ以上の凹形の対流気孔を開孔し、その気孔の最も深い底は前記凹形平板の内面と同一レベルであり、
i.上部フィールドヨークと下部フィールドヨークと永久磁石と中空型の間の粘着剤が前記磁気回路の外芯が完全に組み付けられ後で硬化されていることを特徴とする2コイル2磁気空隙の変換器。 - 上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは二枚の円形状の凹形平板であり、前記永久磁石は環状の永久磁石または等厚で均等配置された扇形または円形の薄板状レアメタル製の一つ以上の永久磁石であることを特徴とする請求項1の変換器。
- 上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは2枚の正多角形の凹形平板であり、前記永久磁石は三つ以上の等厚で均等配置された棒状のレアメタル製永久磁石であることを特徴とする請求項1の変換器。
- 前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは2枚の矩形の凹形平板であり、前記永久磁石は四つの等厚で均等配置された棒状のレアメタル製永久磁石であることを特徴とする請求項1の変換器。
- 前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークと永久磁石の垂直した外側面の周辺において、非磁性体で作られた2段以上のドライバーカバーを設け、一つの一体化した磁気回路となるように、カバーの内側面をフィールドヨークと永久磁石の垂直した外側面としっかりと係合されており、
非磁性体の剛性材料で作られたブラケットの中央部に軸孔が開き、その中央線が対称軸とされて、軸孔の外側に内側に突出した平台面が設けられて、その平台面の外側に同軸環状の凹形みぞが設けられ、凹形みぞの外側に、前記下部フィールドヨークの外側平台面と適合されて固定されたブラケット取り付け用の平台面が設けられ、同軸に取り付けられた円筒状または柱状の磁性体が一組の非磁性体で作られた止め具によって、前記内側に突出した平台面の軸の中心部に取り付けられて固定され、前記円筒状または柱状の磁性体の外周面と、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの中央軸孔の垂直した周面の間に、2つの同軸でかつ等径の環状磁気空隙が形成され、それによって、一つの完璧な2コイル2磁気空隙変換器のドライバー磁気回路ができあがることを特徴とする請求項1の変換器。 - 前記型の腰部に設けられた同軸の開口円筒体を有する同軸型が前記磁気回路に連結され、円筒体の底の内面に同軸環状みぞが設けられ、当該みぞの内側と外側にそれぞれ2つの同軸環状平台面が設けられ、非磁性体で作られた内側に突出した柱状体が中間平台面の軸位置に設けられ、柱状体の上に円筒状磁性体が固定され、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの垂直な外側面は非磁性体で作られた円筒状の連結盤に包まれて固定され、一体化された磁気回路の外芯が前記型の円筒体の内側に嵌めこまれ、当該型と一体化されたユニットを形成していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項の変換器。
- 永久磁石の磁気回路及びそれと一体化した枠と、2つの同軸かつ等径の環状磁気空隙と、各磁気空隙に挿入されたコイル型と、そのコイル型に平行に巻きつけられる絶縁ワイヤによって形成された2つのコイルとを有する、2コイル2磁気空隙の変換器において、
a.前記磁気回路の上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが磁性材料で作られた内側凹形の平板であり、それらは同軸に取り付けられ、対称的に設けられて、その平板の外側の中央部に一つの平台面が設けられ、その平台面の中央部に円形、正方形、または正六角形の軸穴が一つ開孔されており、
b.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの内向側の周辺部にはそれぞれ凸形のヨーク周辺磁極シュー部が形成され、両ヨーク周辺磁極シュー部の極面の間に、同じ厚さで均等配置されかつ軸方向に磁化された一つ以上の永久磁石が設けられており、
c.非磁性体で作られた中空型が前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの前記凹形平板の内面にはめ込まれて固定されており、前記永久磁石の内側の垂直面が前記中空型の外側の垂直面に取り付けられて固定されており、
d.前記永久磁石の2つの極面が前記上部フィールドヨークと前記下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部の2つの極面に直接係合され、前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの平台面に設けられた貫入孔及び対応するねじ孔と非磁性体で作られた止め具を通じて、当該係合された極面に静圧力を加えることにより、一つの磁気回路の外芯が形成されており、
e.上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの凹形平板の中央軸孔と同軸に取り付けられた円筒状或いは柱状の磁性体の外周面と当該凹形平板の中央軸孔の垂直周面との間に、2つの同軸で等径の環状磁気空隙が形成され、同軸に取り付けられた2つのコイルがその磁気空隙に挿入され、2つのコイルの巻き付けの方向とコイルを流れる電流の方向が2つのコイルに同時に同一方向の電流力Fが生じるように決められており、
f.前記両コイルと凹形平板の中央軸孔と円筒状または柱状の磁性体とが組み合わせ、その最適横断面を正六角形にし、六角形または正多角形の各内角の頂にも当該内角の両足と接しながら円弧状の線を左右対称的に短く描き、その円心が当該内角の平分線上に位置するようにされ、
g.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークのヨーク周辺磁極シュー部に均等配置された2つ以上の凹形の対流気孔を開孔し、その気孔の最も深い底は前記凹形平板の内面と同一レベルであり、
h.上部フィールドヨークと下部フィールドヨークと永久磁石と中空型の間の粘着剤が前記磁気回路の外芯が完全に組み付けられ後で硬化されていることを特徴とする2コイル2磁気空隙の変換器。 - 上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは二枚の円形状の凹形平板であり、前記永久磁石は環状の永久磁石または等厚で均等配置された扇形または円形の薄板状レアメタル製の一つ以上の永久磁石であることを特徴とする請求項7の変換器。
- 上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは2枚の正多角形の凹形平板であり、前記永久磁石は三つ以上の等厚で均等配置された棒状のレアメタル製永久磁石であることを特徴とする請求項7の変換器。
- 前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークは2枚の矩形の凹形平板であり、前記永久磁石は四つの等厚で均等配置された棒状のレアメタル製永久磁石であることを特徴とする請求項7の変換器。
- 前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークと永久磁石の垂直した外側面の周辺において、非磁性体で作られた2段以上のドライバーカバーを設け、一つの一体化した磁気回路となるように、カバーの内側面をフィールドヨークと永久磁石の垂直した外側面としっかりと係合されており、
非磁性体の剛性材料で作られたブラケットの中央部に軸孔が開き、その中央線が対称軸とされて、軸孔の外側に内側に突出した平台面が設けられて、その平台面の外側に同軸環状の凹形みぞが設けられ、凹形みぞの外側に、前記下部フィールドヨークの外側平台面と適合されて固定されたブラケット取り付け用の平台面が設けられ、同軸に取り付けられた円筒状または柱状の磁性体が一組の非磁性体で作られた止め具によって、前記内側に突出した平台面の軸の中心部に取り付けられて固定され、前記円筒状または柱状の磁性体の外周面と、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの中央軸孔の垂直した周面の間に、2つの同軸でかつ等径の環状磁気空隙が形成され、それによって、一つの完璧な2コイル2磁気空隙変換器のドライバー磁気回路ができあがることを特徴とする請求項7の変換器。 - 前記型の腰部に設けられた同軸の開口円筒体を有する同軸型が前記磁気回路に連結され、円筒体の底の内面に同軸環状みぞが設けられ、当該みぞの内側と外側にそれぞれ2つの同軸環状平台面が設けられ、非磁性体で作られた内側に突出した柱状体が中間平台面の軸位置に設けられ、柱状体の上に円筒状磁性体が固定され、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの垂直な外側面は非磁性体で作られた円筒状の連結盤に包まれて固定され、一体化された磁気回路の外芯が前記型の円筒体の内側に嵌めこまれ、当該型と一体化されたユニットを形成していることを特徴とする請求項7の変換器。
- 永久磁石の磁気回路及びそれと一体化した枠と、2つの同軸でかつ等径の環状磁気空隙と、各磁気空隙に挿入されたコイル型と、前記コイル型に平行に巻きつけられる絶縁ワイヤによって形成された2つのコイルとを有する2コイル2磁気空隙の変換器において、
a.前記磁気回路の上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが磁性材料で作られた円形の平板であり、それらは同軸に取り付けられ、対称的に設けられて、その平板の外側の中央部に一枚の平台面が設けられ、その平台面の中央部に円形、正方形、または正六角形の軸穴が一つ開孔されており、
b.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの中央軸孔の外側周辺部に等厚で均等配置された三組以上の永久磁石が設けられ、各組の永久磁石はそれぞれ軸方向に磁化されかつ連続に積層された2つの環状永久磁石からなり、各組の永久磁石の四つの極面は前記上下部フィールドヨークの2つの内向側極面に直接に係合され、前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが、各組の永久磁石の軸位置に形成された貫入孔、対応ねじ孔及び非磁性材料で作られた止め具により生成された静圧力を、前記各組の永久磁石の前記係合面に加えることによって接続されて、一つの磁気回路の外芯が形成されることと、
c.前記2つの同軸等径の環状磁気空隙は上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの中央軸孔と同軸な円筒状或いは柱状の磁性体の外周面と当該中央軸孔の垂直周面との間に形成され、前記同軸な2つのコイルはその磁気空隙に挿入し、コイルの巻き付けの方向とコイルを流れる電流の方向は、両コイルに同時に同一方向の電流力Fが生じるように決められており、
d.当該変換器が抵抗負荷特性のある電気−機械変換器になるように、当該変換器は永久磁石軸方向の1/2の高さの等分線X−Xを水平対称軸として有し、外形及び磁気性能について上下に対称的な磁気回路を2組有し、両コイルを直列に連結する際のワイヤの巻き付け方向を正反対にし、そのワイヤの断面積、巻き付け回数及びインダクタンスの絶対値が同じであり、
e.前記両コイルと前記円形平板の中央軸孔とが前記円筒状または柱状の磁性体と組み合わせて、その最適横断面を正六角形にし、六角形または正多角形の各内角の頂にも当該内角の両足と接しながら円弧状の線を左右対称的に短く描き、その円心が当該内角の平分線上に位置するようにされ、
f.均等に配置された各組の永久磁石の外面の間に、当該2コイル2磁気空隙変換器のドライバーの熱発散用の対流気道が形成されるように隙間が設けられていることを特徴とする2コイル2磁気空隙の変換器。 - 非磁性で剛性のブラケットがその中央部に軸孔を有し、軸孔の外側に内側に突出した同軸の平台面が設けられ、その平台面の外側に同軸の環状の凹形みぞが設けられ、凹形みぞの外側に、前記下部フィールドヨークの外側平台面と適合って固定されたブラケット取り付け用の平台面が設けられ、同軸に取り付けられた円筒状または柱状の磁性体が一組の非磁性体で作られた止め具によって、前記内側に突出した平台面の軸の中心部に取り付けられて固定され、前記円筒状または柱状の磁性体の外周面と、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの中央軸孔の垂直な周面の間に、2つの同軸等径の環状磁気空隙が形成され、それによって、2コイル2磁気空隙変換器のドライバーの一つの完璧な磁気回路が形成されることを特徴とする請求項13の変換器。
- 前記型の腰部に設けられた同軸の開口円筒体を有する同軸型が前記磁気回路に連結され、円筒体の底の内面に同軸環状みぞが設けられ、当該みぞの内側と外側にそれぞれ2つの同軸環状平台面が設けられ、非磁性体で作られた内側に突出した柱状体が中間平台面の軸位置に設けられて柱状体の上に環状磁性体が固定され、前記磁気回路の一体化された外芯が前記型の円筒体の内側係合面に嵌めこまれて当該型と一体化されたユニットを形成していることを特徴とする請求項13の変換器。
- 永久磁石の磁気回路及びそれと一体化した枠と、2つの同軸でかつ等径の環状磁気空隙と、各磁気空隙に挿入されたコイル型と、前記コイル型に平行に巻きつけられる絶縁ワイヤによって形成された2つのコイルとを有する2コイル2磁気空隙の変換器において、
a.前記磁気回路の上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが磁性材料で作られた円形の平板であり、それらは同軸に取り付けられ、対称的に設けられて、その平板の外側の中央部に一枚の平台面が設けられ、その平台面の中央部に円形、正方形、または正六角形の軸穴が一つ開孔されており、
b.前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの中央軸孔の外側周辺部に等厚で均等配置された三組以上の永久磁石が設けられ、各組の永久磁石はそれぞれ軸方向に磁化されかつ連続に積層された2つの環状永久磁石からなり、各組の永久磁石の四つの極面は前記上下部フィールドヨークの2つの内向側極面に直接に係合され、前記上部フィールドヨークと下部フィールドヨークが、各組の永久磁石の軸位置に形成された貫入孔、対応ねじ孔及び非磁性材料で作られた止め具により生成された静圧力を、前記各組の永久磁石の前記係合面に加えることによって接続されて、一つの磁気回路の外芯が形成されることと、
c.前記2つの同軸等径の環状磁気空隙は上部フィールドヨークと下部フィールドヨークの中央軸孔と同軸な円筒状或いは柱状の磁性体の外周面と当該中央軸孔の垂直周面との間に形成され、前記同軸な2つのコイルはその磁気空隙に挿入し、コイルの巻き付けの方向とコイルを流れる電流の方向は、両コイルに同時に同一方向の電流力Fが生じるように決められており、
d.前記両コイルと前記円形平板の中央軸孔とが前記円筒状または柱状の磁性体と組み合わせて、その最適横断面を正六角形にし、六角形または正多角形の各内角の頂にも当該内角の両足と接しながら円弧状の線を左右対称的に短く描き、その円心が当該内角の平分線上に位置するようにされ、
e.均等に配置された各組の永久磁石の外面の間に、当該2コイル2磁気空隙変換器のドライバーの熱発散用の対流気道が形成されるように隙間が設けられていることを特徴とする2コイル2磁気空隙の変換器。 - 非磁性の剛性ブラケットの中央部に軸孔が開孔され、軸孔の外側に内側に突出した同軸の平台面が設けられ、その平台面の外側に同軸の環状の凹形みぞが設けられ、凹形みぞの外側に、前記下部フィールドヨークの外側平台面と適合って固定されたブラケット取り付け用の平台面が設けられ、同軸に取り付けられた円筒状または柱状の磁性体が一組の非磁性体で作られた止め具によって、前記内側に突出した平台面の軸の中心部に取り付けられて固定され、前記円筒状または柱状の磁性体の外周面と、上部フィールドヨーク及び下部フィールドヨークの中央軸孔の垂直な周面の間に、2つの同軸等径の環状磁気空隙が形成され、それによって、2コイル2磁気空隙変換器のドライバーの一つの完璧な磁気回路が形成されることを特徴とする請求項16の変換器。
- 前記型の腰部に設けられた同軸の開口円筒体を有する同軸型が前記磁気回路に連結され、円筒体の底の内面に同軸環状みぞが設けられ、当該みぞの内側と外側にそれぞれ2つの同軸環状平台面が設けられ、非磁性体で作られた内側に突出した柱状体が中間平台面の軸位置に設けられて柱状体の上に環状磁性体が固定され、前記磁気回路の一体化された外芯が前記型の円筒体の内側係合面に嵌めこまれて当該型と一体化されたユニットを形成していることを特徴とする請求項16の変換器。
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