JPH05260595A - 横ギャップを備えた平衡化された電機子変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、非常に小型で銅損の抑制さ
れた電機子変換器を提供することである。 【構成】 本発明の電機子変換器６２は、主にポール間
の範囲にバイアス領域を形成する永久磁石手段と、その
範囲内の第一部分と範囲外の第二部分及びとをもつ振動
可能な電機子１２と、横ギャップをおいて前記第二部分
及びと対峙する部分を含んでいるスリーブ３４と、前記
スリーブ３４を収容するケーシング１と、ピン３８と、
復元バネ１９と、ダイヤフラム７とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概して平衡化された電
機子電気機械変換器に方向付けられ、さらに特定する
と、本出願と同一日付けで”Non-Occuludable Transduc
ers For In-the-Ear Applications ”と題して出願され
たGeorge C. TibbettsとPeter L. Madaffariの同時係属
特許出願に開示された型の実用的な電気音響変換器に適
応できる比較的高い効率と結合係数の変換器に関する。

【０００２】

【従来技術と解決課題】本発明の変換器は、また多くの
他の潜在的な応用を有する。平衡化された電機子変換器
は、信号フラックスを運ぶことを意図した磁気的に軟質
の材料の電機子をもち、そして変換器への電気的及び磁
気的な信号がない場合にこのフラックスが電機子の磁気
的飽和と比較して小さいときには、電機子はほぼ平衡状
態にある。

【０００３】人の耳の穴に挿入できる非閉塞の電気音響
変換器に応用としての小型の細長い電気機械変換器を構
成することが要求されていた。これまで、これらの変換
器は電気力学型のもので、これでは信号電流を運ぶいわ
ゆるボイスコイルが静磁界内で動く。このような変換器
は、本出願に要求される非常に小型の大きさには、非常
に高い銅損、結果として非常に低い効率及び電気音響感
度の特性の電気力学装置となるために実用的な使用には
適応できないことが明白である。

【０００４】平衡化された電機子変換器は、動作の受容
可能な線形性を維持している間に受容可能なレベルまで
銅損を抑制するには、出願のこの型が好ましい（電機子
の飽和限界内）。しかしながら、従来技術の平衡化され
た電機子モーター装置は、前記同時係属出願で開示され
た型の変換器に必要な小型構成、細長形状、作動方向い
ずれももたない。

【０００５】従来の現在の技術の平衡化された電機子変
換器において、磁気的に軟質の材料の電機子は、またそ
れ自身復元バネとして機能し、電機子の一部は実質的に
固定されてバネとして機能し且つ電機子と磁気構造物の
他の部材との間で信号フラックスを伝達する。前記同時
係属出願の変換器では、有用な信号フラックスの可能出
力を供給するだろう構造のこの結合型の電機子を使用し
て降伏点以下まで電機子の歪みを制限するには不十分な
部屋である。

【０００６】

【発明の解決手段】従来技術の変換器を使って上記問題
を解決するために、本発明は、好ましい実施例におい
て、一対の対峙した主要面をもつ第一中央部と、少なく
とも部分的に中央部を囲み且つ中央部の主要面に対し垂
直方向の実質的突出部もしくは延長部をもつ囲み部分
と、中央部分及び囲み部分を相互結合する磁気的に透過
性の材料部と、から構成される電機子を使用する。好ま
しくは、磁気的に軟質の材料は、中央部分もしくは囲み
部分、または両方と一体になっている。一対の磁石、ま
たは磁石に結合された任意のポール片は、中央部の主要
面と対峙して、電機子の振動につれて変化する作業ギャ
ップを形成する。磁石もしくはポール片は、作業ギャッ
プの範囲内に偏波フラックスを提供する。実質的に静磁
気的に透過性の構成物は、作業ギャップを横断する一つ
のギャップもしくは複数のギャップをおいて囲み部分と
対峙している。好ましくは、一つもしくは複数の横ギャ
ップの磁気抵抗は、電機子が好ましい作動方向に振動す
るにつれてあまり変化しない。静磁気構成物は、磁石
と、作業ギャップと、中央部と、相互結合の磁気的に軟
質材料部と、囲み部分と、横ギャップとを含んでいる部
分的に閉じた磁気ループ内にある。電気信号コイルは、
このループを通されて、わずか一つの作業ギャップと実
質的に結合されるフラックスの振動に結合される。好ま
しくは、少なくとも一対のこのような信号コイルがあ
り、このような信号コイルは、任意に電気的に並列もし
くは直列に接続してもよいし、あるいは変換器の電気端
子に独立して接続してもよい。電機子は、少なくとも一
つの別個の復元バネによって磁気スナップオーバーに対
して安定化される。好ましくは、電機子は、中央部分へ
もしくは中央部分を通って延長し、さらに復元バネまで
延長する中央ピンによって支持される。復元バネは、電
機子から遠隔することもできる。電機子との機械結合
は、また、電気機械変換器機能をもたせるために、中央
ピンによって達成できる。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の電気機械変換器が適応でき
る前記同時係属出願の開示に従う電気音響変換器の一例
を示す。この変換器のケーシングは、実質的に円筒状の
円断面であり、フランジ付きチューブ１とフランジ付き
端部カップ２とを有する。これらのフランジは互いに溶
接され、この溶接は、フランジ間に固定される（後に説
明する）復元バネ１９の周縁を通って延長できる。カッ
プ２は、端子板３を備えており、この端子板３は、電気
端子パッド４及び５をもつ。大気ベント６は、カップ２
の開口部を挿通されてここで接着結合される。ダイヤフ
ラム組立体７は、管１の反対端部を密閉して接着剤でこ
こに封止される。このダイヤフラム組立体７は、実質的
な円形のダイヤフラム補強部９によって提供される中央
部８をもつ。高強度ポリマーフィルムが、ダイヤフラム
補強部９を覆って加熱接着される。このフィルムは、加
熱形成によって内側に弓形に曲げられたフリーダイヤフ
ラム囲み１１まで延長する。囲み１１を越えて、このフ
ィルムは、管１の内壁に実質的に接着される覆い（スカ
ート）に加熱形成される。ダイヤフラム組立体７を貫通
する通路がないため、ダイヤフラム組立体７の各々の側
における必要な静圧の均等化は大気ベント６でもたらさ
れる。

【０００８】図２は、図１の電気音響変換器に適応され
る円形電機子の斜視図である。電機子１２は、平面形式
の中央部１４と、六つのスポーク１８によって中央部１
４に結合される囲み縁１６とをもつ。中央部１４は、電
機子１２を機械的に結合するための開口部２０をもつ。
電機子１２は、ストリップからカップを絞り加工し、開
口部２０及び六つの開口部２２を打ち抜き、縁１６に関
する中央軸２４に沿ってほぼ中心に中央部１４を位置付
けるためにカップの底に開口部を形成し、その磁気的に
軟質の特性を上げるために電機子を焼きなましすること
によって製造される。スポーク１８の形成は、また電機
子１２をかなり堅固にするとともに共鳴周波数を増大さ
せる。開口部２２は、電機子１２の質量を減少し、そし
てまた電機子１２の飽和信号フラックスの可能出力を制
御し、それによって電機子を組み込んだ電気機械変換器
のいくつかの安定特性とをスポーク１８に信号フラック
スを収縮することによって制御する。軸２４は、中央部
１４に垂直であり、そして電機子１２とその接続開口部
２０の所望の作動方向でもある。

【０００９】図３、４および５は、変換器固定物の他の
部材と結合した電機子１２を示す。永久磁石２６および
２８は、作業ギャップ３０および３２それぞれを挟んで
電機子１２の中央部１４の主要面に面している。渦電流
損を最小にするために、磁石２６および２８は、フェラ
イトセラミック磁石でもよいが、この材料は比較的大き
な温度係数の欠点をもっている。磁石２６および２８
は、軸２４と実質的に平行で同一向きに磁化され、中央
部１４の厚さを通して延長する作業ギャップ３０および
３２内に偏波フラックスを作る。囲み縁１６とスポーク
１８は、中央部１４から作業ギャップの範囲の実質的外
部に延長する電機子の第二部分を構成する。電機子１２
の囲み縁１６は、名目上の平面である中央部１４に対し
て垂直に延長し、円周の横ギャップ３６をおいて磁気的
軟質材料のスリーブ３４に対峙する。スリーブ３４は、
適当なニッケル−鉄の合金の継ぎ目なしに引き伸ばし加
工された管から製造してもよい。その開口部２０におい
て、電機子１２は、軸２４に沿って延長し適当な非磁性
ニッケル合金の継ぎ目なし硬質引き伸ばし加工された管
から製造できる管状中央ピン３８を支持している。磁石
２６および２８は、参照番号４０および４２それぞれで
穴を開けられて中央ピン３８の通過を可能にしている。
スリーブ３４のスロット４３、４４および４６は、変換
器内のコイルリード線のための通路を提供する。開口部
４８（図４）は、管１内にスリーブ３４を適当に位置付
ける際の止め金機能を果たす。スリーブ３４は、バンド
５０においてスエージで直径を小さく曲げられており、
この部分でスリーブは、電機子の囲み縁１６に対峙す
る。バンド５０の小さい直径は、スロット４３および４
４の間のコイルリード線のための連絡を果たし、その得
た形状が広めに穴の開けられたスリーブ３４をいくらか
強固にしている。スロット４３、４４および４６は、ま
たスリーブ３４内の渦電流損をかなり減少させる。

【００１０】図３の詳細において、変換器の信号コイル
内の電流、もしくは軸２４に沿う電機子１２の移動、も
しくはその両方、により生じる信号フラックスは、スポ
ーク１８において信号フラックスの外側へ向けられた部
分５２として明確に示される。対応する信号フラックス
５４は、囲み縁１６からスリーブ３４のバンド５０へ横
ギャップ３６内を放射状に外側へ延長する。原理的には
信号フラックスの一つは矢印５６もしくは５８により指
示されるものと符号が異なるかもしれないが、典型的
に、信号フラックスは、矢印５６および５８それぞれに
よって質的に示されるようにギャップ３０および３２の
間で分れる。しかしながら、信号フラックスが指示番号
５６及び５８として方向付けられて、且つ初期偏波フラ
ックスが矢印６０によって指示されるように磁石によっ
て生じると、信号フラックス５４は、中央部１４の上面
のギャップ３０内の全フラックスの牽引力を増大させ、
中央部１４の下面のギャップ３２内の全フラックスの牽
引力を減少させるという結果を得る。対峙する牽引力の
間のこの不均衡が、中央部１４に正味上向き力を生じさ
せる。信号フラックスが矢印５４のものと反対の符号を
持つ場合には、正味下向き力が中央部１４に現れる。

【００１１】図４は、中心軸に沿う図１の電気音響変換
器の断面を示す。この変換器６２は、図２の電機子１２
を組み込んでおり、図５は、図４の一部の詳細図であ
る。

【００１２】図４及び５を参照すると、二つの糸巻きの
ような芯片６４及び６６が磁石２６及び２８それぞれを
支持し、スリーブ３４への各磁気経路を完結させる。芯
片６４及び６６のフランジは、スリーブ３４内で滑りば
めとなっており、接着結合によってそこに固定される。
同様に、磁石２６及び２８は、接着剤によって芯片に接
着される。典型的に、芯片６４及び６６は、磁気的に透
過性のマンガン−亜鉛フェライトセラミック材料から製
造されて、十分なフラックス密度の可能出力を提供して
いる間渦電流損を最小にする。電気信号のコイル６８及
び７０は、自己結合ワイヤと巻き技術を使用して、芯片
６４及び６６それぞれに巻かれる。コイル６８及び７０
は、一体的に巻かれたリード線をもつことができる。も
しそうであれば、各コイルの外側のリード線はコイル本
体の周囲を覆って外側リード線自身をコイルに固定して
いる。このように、外側リード線１５は、コイル６８の
周囲を覆い、そしてスリーブ３４のスロット４３に沿っ
て延長していて、バンド５０と管１との間をスロット４
４に沿ってさらに延長し、音響キャビティ７８を通り、
その後端子パッド５へ至る。ここでリード線１５は半田
付けされる（半田付けは図示されていない）。コイル７
０の対応する外側リード線８０は、コイルの周囲を覆
い、そしてスリーブ３４のスロット４６に沿って延長し
ていて、音響キャビティ７８へと通ずる。この延長は、
図４には選択断面図であるため示されていない。コイル
７０の内側リード線１７は、またスロット４６に沿って
延長してキャビティ７８を通って端子パッド４へ至る。
ここでリード線１７は半田付けされる（半田付けは図示
されていない）。コイル６８の対応する内側リード線も
選択断面図であるため図４には図示されていないが、外
側リード線１５と大体平行に延長してキャビティ７８へ
至る。この実施例では、コイル６８及び７０は電気的に
直列に接続されているので、各コイルの電流は横ギャッ
プ３６内の信号フラックスを同一方向に方向付ける。こ
の変換器は、コイル６８だけかコイル７０だけのような
唯一つの電気信号コイルさえあれば動作する。この場
合、しかしながら、変換器の電気機械結合係数はかなり
下がる。このため、組になった電気信号コイルの方が好
ましい。ここまで記述したコイルは二つのリード線をも
つけれども、いくつかの応用は、６８もしくは７０のよ
うな各コイル組立体が少なくとも三つのリード線をもっ
ていて準二本巻きの組のコイルであることが必要かもし
れない。この場合、二つのコイル組立体は、従来の三端
子プッシュプル増幅器との接続として普通に電気的に平
行に接続される。

【００１３】管状ピン３８は、圧印加工されるスラグ８
２によって電機子１２にしっかり固定される。スラグ８
２を圧印加工する圧力は、開口部２０付近の中央部１４
の各々の側でピン３８を外側へ永久的に膨らませて、ピ
ンを電機子に固定する。スラグ８２は、高強度アルミニ
ウム合金製ワイヤーから切断し、その後この位置で圧印
加工される前に焼きなまししてもよい。好ましくは、ア
ルミニウム合金は、圧印作業に続く室温の時効硬化のた
めに選択される。

【００１４】芯片６４及び６６は、磁石２６及び２８の
開口部４０及び４２に一致する中央開口部８４及び８６
それぞれをもち、ピン３８の通過を可能にしている。ピ
ン３８は、ダイヤフラム組立体７と結合するために開口
部８４を通り、そして復元バネ１９と結合するために開
口部８６を通って延長する。電機子１２は、磁気的スナ
ップオーバに対しては復元バネ１９により安定化され
る。

【００１５】こうして、復元バネ１９は、管１とカップ
２との間に溶接される周縁をもつ。この周縁は、主にた
わみに関して動作する四つのスポーク８８によって一体
的な轂に接続される。復元バネ１９の縁と轂は、実質的
に同一平面上にあるが、しかし、スポーク８８は軸２４
に沿って形成されて復元バネ１９の力／たわみ特性に対
し十分な程度の線形性を提供する。付加すると、別のス
ポーク８８は反対方向に形成されて復元バネ１９のこの
特性をより精密に調和させている。そうであっても、得
られるバネの特性はいくらか非線形である。しかし、残
留非線形性はモータ装置の全体的な安定を改善するよう
に開発できる。信号電流のない場合の電機子の負の磁力
（スナップオーバー力）が電機子のたわみに関して同様
に非線形であるので、これは事実である。復元バネ１９
は、ホトエッチングされた後、マレージング型硬化機構
をもつステンレス鋼のような高い疲労強度の材質から形
成されて硬化できる。復元バネ１９の轂は、アイレット
９０のフランジとワッシャー９２との間で抵抗溶接され
て、強い、調和し、安定した結合をピン３８に提供す
る。この結合は、９４で理想化して示されているよう
に、アイレット９０及び管状ピン３８の対応端部間にレ
ーザー溶接によって完成される。アイレット９０とワッ
シャー９２とは、ピン３８との溶接の両立性のために選
択されたニッケル合金から製造できる。

【００１６】ここまでの図３、４および５の記述は、主
に電気音響変換器６２内に含まれる電気機械モーター装
置に方向付けられた。変換器６２は、ダイヤフラム組立
体７と、管１とピン３８とのダイヤフラム組立体７の結
合とにより、またカップ２の端部壁を貫通する大気ベン
ト６の提供によって完成される。ダイヤフラム組立体
は、図１を参照することによって部分的に説明された。
ダイヤフラムのフィルムの加熱形成された覆いは、また
ダイヤフラム組立体７の製造中にリング状ダイヤフラム
フレーム９６に加熱接着され、管１とフレーム９６との
隣接壁に接着され封止され、これらの壁の間に詰められ
る。ダイヤフラムフィルムによって被覆されたダイヤフ
ラム補強部９は、管状ピン３８へ挿入されて接着結合さ
れる一体的なステム９８をもっていて、ダイヤフラム組
立体７と電気機械モーター装置との結合を完成する。

【００１７】この実施例において、ダイヤフラム囲み１
１は、復元バネ１９と結合して、ピン３８と付着電機子
１２に対して側部位置選定を行って電機子の縁１６をス
リーブ３４のバンド５０内にほぼ集中するように制限す
る。ダイヤフラム囲み１１と復元バネ１９とまたピン２
４の曲げ振動との側部弾性によるこの制限は、絶対では
ないが、実用的な変換器６２には十分である。別の実施
例では、側部の位置選定は、１１のようなダイヤフラム
囲み以外の手段によって適所に位置付けできる。例え
ば、３８のようなピンの各端部付近に１９のような復元
バネを二つ置いたものでもよい。

【００１８】図４の変換器の実施例６２において、主要
な内部の音響容積は、キャビティ７８によって提供され
る。図５で示されるように、ダイヤフラム補強部９と囲
み１１が振動すると、ダイヤフラムの容積変位は下方ダ
イヤフラムキャビティ１００によって集積されるが、し
かしこのほとんどはキャビティ７８へもしくはキャビテ
ィ７８から流れる傾向にある。スリーブ３４は、普通管
１に接着結合され、結果として実質的には封止される。
こうして、芯片６４及び６６それぞれの開口部８４及び
８６と、それと一致する磁石２６及び２８の開口部４０
及び４２とは、キャビティ１００及び７８を補助的に接
続するピン３８を囲んでいる環状の流れ通路１０２及び
１０４を提供する。例えば、ダイヤフラム補強部９が図
４及び５の下方方向に移動すると、大気の流れは、通路
１０２を下り、作業ギャップ３０で放射状に外側へ向か
い、経路１０６によって図示されるように電機子１２の
スポーク１８間を通って、作業ギャップ３２で放射状に
内側へ向かい、キャビティ７８に達するように通路１０
４を下がる傾向にある。いくらかの平行な流れは、また
経路１０８によって指示されるように横ギャップ３６に
沿って軸方向に発生する。制限された通路１０２及び１
０４は、減衰が線形になるまで、電気音響変換器６２に
有用な音響的減衰を提供する。しかし通路１０２及び１
０４により流れに提供される断面領域と作業ギャップ３
０及び３２とは、ジェットと乱流の効果による非線形の
歪みを受容限界内に維持するのに十分でなけらばならな
い。

【００１９】電気音響変換器６２の製造は、好ましくは
芯片６４及び６６にフランジがスリーブ内に接着結合さ
れる時に、フランジ付き管１と細長い穴を開けられてス
エージで曲げられたスリーブ３４と、スリーブ３４によ
って捕捉される全ての部材とから構成される小組立体を
形成することによって完成される。キャビティ７８内に
おいて、コイル６８の内部リード線は、リード線８０に
接続されて、コイル６８及び７０を電気的に直列に接続
する。この小組立体において、スリーブ３４は、管１内
に適当に配置されるため、操作時にスリーブが脱落する
ことはない。同様に、電機子１２とこれに接着された管
状ピン３８とは、ある程度までがたがたという音を無縁
にしている。この点では、磁石は磁化されない。

【００２０】組立体は、復元バネ１９の周縁を管１のフ
ランジに抵抗溶接することによって固定物に留まる。ピ
ン３８はアイレット９０に通して滑りこませる。電機子
１２が所望される軸の位置に配置されると、管状ピン３
８とアイレット９０は参照番号９４で互いにレーザー溶
接される。溶接前に、ピン３８の端部は、溶接のための
充填材料を提供するためにアイレット９０の端部を越え
て延長してある。その後、端子カップ２は、リード線１
７及び１５が端子パッド４及び５それぞれを通り、カッ
プ２及び管１のフランジがフランジ間に復元バネ１９の
周縁を挟んで互いに抵抗溶接されるように位置付けられ
る。この溶接は、周縁を通って延長する。もし所望する
なら、抵抗溶接は、レーザー溶接で代用もしくは補強で
きる。フランジの結合された縁がレーザー溶接のような
溶接によって完全に封止されない場合、溶接後の残留継
ぎ目は継ぎ目へ毛細管現象される接着剤で封止される。

【００２１】この点において、リード線１７及び１５
は、それらの各端子パッドに半田付けが可能で、そして
組立体内の磁石２６及び２８は、組立体を囲み軸２４に
沿って方向づけられた軸をもつ磁化コイルによってパル
ス磁化できる。磁化コイルを電流パルスの一部が流れて
いる間、スリーブ３４の大部分が磁気的に飽和され、そ
の結果、スリーブ３４は磁石の磁化をあまり妨害しな
い。磁化した後、組立体は、図６の通り装置調節の準備
ができる。

【００２２】次に図６を参照することによって説明され
るべき装置調整動作に続いて、大気ベント６を端子カッ
プ２の開口部１１０内に挿入しこのベント６を適所に接
着接合することは都合が良い。その後、前もって製造さ
れたダイヤフラム組立体７が挿入されて、電気音響変換
器６２を完成する。ダイヤフラム補強部の一体的なステ
ム９８は、管状ピン３８の隣接端部へ滑り込ませて、前
もって載せていた接着剤によってピン内に接着される。
同様に、ダイヤフレーム９６のフィルムで被覆した縁
は、管１へ滑り込ませ、前もって載せていた接着剤によ
ってここへ接着されて管１のその端部を封止する。

【００２３】図６は、電気機械変換器１１２の装置調整
を示す。管１の壁から内側へ形成されたボス１１４は、
スリーブ３４の開口部４８にかみ合わせて管１に対して
スリーブを適当に配置する。スリーブは、開口部４８に
よって設定される制限内での移動が自由である。上記の
小組立体において、ボス１１４は、既に適所で開口部４
８へスナップされている。

【００２４】図６を参照すると、管１は固定物（図示な
し）内に保持され、固定物の調節ピン１１６及び１１８
はスリーブ３４の縁１２０及び１２２それぞれを支持し
ている。調節ピン１１８は開口部１１０を通って縁１２
２に至る。電機子１２は、復元バネ１９によって管１に
対し弾性をもって保持される。復元バネ１９はピン３８
によって電機子１２に結合される。開口部４８によって
許される制限内で、磁石２６及び２８に対する電機子の
中央部１４の軸上の位置が、調節ピン１１６もしくは１
１８を押すことによって所望のように調整できる。この
調節を繰り返すことで、磁石２６及び２８は、磁石２６
及び２８を磁化するのに以前使用した磁化コイルと同様
の減磁コイルによって部分的に減磁される。この減磁
は、電機子１２が適所に安定に復元バネ１９によって保
持され且つ所望の電気機械結合係数が達成されるまで実
行される。

【００２５】結合係数を達成し、電機子１２を磁石２６
及び２８との間に所望のように配置すると、スリーブ３
４は、例えば、管１の壁を通してレーザ溶接によって管
１に取り付けできる。好ましくは、スリーブ３４は、さ
らに管１に接着接合され、もし望むなら、これは、電気
音響変換器６２のダイヤフラムフレーム９６が管１に接
着接合された後に実施できる。

【００２６】本発明の変換器が、実質的に円筒形状のケ
ーシングをもつ必要はなく、そしてこのケーシングがフ
ランジを持つ必要もない。しかし、この変換器はいくら
か有用な形状のケーシングを持てばよい。しかしなが
ら、長円形断面をもつ実質的に円筒形状の変換器のケー
シングは、多くの出願において特に有用であり、製造が
比較的簡単である。他の手段が端子端部でケーシングを
密閉もしくは完成するのに使用できるが、図７の前記同
時係属出願は、フランジが使用されるこのようなケーシ
ングをもつ変換器を示している。

【００２７】図７は、前記同時係属出願の図７のものと
同様のもので電気音響変換器において有用である長円形
形状の電機子１２４を示している。磁気的に軟質材料の
電機子１２４は、共に長円形形状の平面中央部１２６と
囲み縁１２８とをもつ。この平面中央部１２６と囲み縁
１２８とは、八本からなるスポーク１３０によって結合
される。中央部１２６は、例えば円形ピンによって開口
部１２４へ機械的接続するための円形開口部１３２もし
くは任意の多角形開口部をもつ。スポーク１３０は八つ
の開口部１３４の打ち抜きによって得られる。軸１３６
は、中央部１２６に垂直であって、電機子１２４とその
接続開口部１３２の所望の作動方向である。

【００２８】図８は、磁気的に軟質の材料の長円形スリ
ーブ１３８と結合した電機子１２４を示す。長円形スリ
ーブ１３８は、長円形の管状ケーシング１４０内にあ
る。図８は断面ではないが、電機子１２４のケーシング
１４０、スリーブ１３８及び囲み縁１２８がより明確に
なるようにクロスハッチされて示される。スリーブ１３
８は、スエージで寸法を小さくされるのではなく、実質
的に円筒状で横ギャップ１４２を挟んで電機子の囲み縁
１２８に面する。任意のフランジをもたないように示さ
れるケーシング１４０は、スリーブ１３８よりも断面が
細長い。ケーシング１４０内のスリーブ１３８の配置
は、図６のボス１１４と類似の八つ（その内の四つが図
示されている）からなるボス１４４によって完成され
る。スリーブ１３８とケーシング１４０との間を縦に長
く延長する通路１４６は、スリーブ１３８の隣接スロッ
ト１４８と共に、上方の信号コイル（図示なし）から延
長するリード線のために提供される。円形開口部１５２
をもつ一対の長円形磁石１５０は、作業ギャップを挟ん
で電機子１２４の中央部１２６の各面と対峙している。
管状ピン１５４は、図７の開口部１３２で電機子の中央
部１２６に接着される。ピン３８のようなピン１５４
は、上方端部１５５付近でいくらか外方へせり出され
る。図４のように、管状ピン１５４は、圧印加工される
スラグ１５６によって電機子１２４に固定される。

【００２９】図８には示されていないが、ピン１５４
は、少なくとも一つの復元バネに結合されていて、この
復元バネは、復元バネ１９と同様のものでも良い。円形
電機子を使用する本発明の変換器のようなものではな
く、図８の構成は、ピン１５４が軸１３６での回転に関
し十分良く電機子１２４を位置付けて囲み縁１２８とス
リーブ１３８との間のすれ合いを避けることが必要であ
る。こうして、軸１３６での回転に関して中央部１２６
にピン１５４を止めることは、接着結合によって、また
は好ましくは中央部１２６に図７の円形開口部１３２の
代わりに六角形開口部のような非円形の開口部を打ち抜
くことによって改善できる。スラグ１５６が適所で圧印
加工されると、ピン１５４の管は、非円形開口部のほと
んどに膨張されて回転に関してこれを電機子１２４にし
っかり止める。また、図８の構成に必要とされること
は、９４のようなレーザー溶接によるように復元バネに
ピン１５４の接着時のスリーブ１３８に対する電機子１
２４の初期回転位置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を組み入れた電気音響変換
器の合成図である。

【図２】第一実施例の電機子の詳細図である。

【図３】作業及び横ギャップの領域内の第一実施例の電
機子の部分を示すセクションの拡大された断片の断面立
面図である。

【図４】図１の電気音響変換器の直径での縦断面図であ
る。

【図５】内部音響の流路を示す図４の部分の拡大断面の
立面図である。

【図６】第一実施例の装置調整を示す直径での縦断面の
斜視図である。

【図７】電機子の別の実施例の詳細図である。

【図８】図７の電機子の実施例を組み込んだ電気機械モ
ーター装置の断片図である。

【符号の説明】

１ 管 ２ カップ ３ 端子板 ４、５ 端子パッド ６ 大気ベント ７ ダイヤフラム組立体 ８ 中央部 ９ ダイヤフラム補強部 １１ 囲み １２、１２４ 電機子 １４ 中央部 １５、１７ リード線 １６、１２８ 縁 １８ スポーク １９ 復元バネ ２０、２２、１３２ 開口部 ２４、１３６ 軸 ２６、２８ 磁石 ３０、３２ 作業ギャップ ３４、１３８ スリーブ ３６、１４２ 横ギャップ ３８、１５４ ピン ４３、４４、４６、１４８ スロット ４８ 開口部 ５４ 信号フラックス ６２ 変換器 ６４、６６ 芯片 ６８、７０ 電気信号コイル ７８ 音響キャビティ ８０ 外側リード線 ８４、８６ 開口部 ９０ アイレット ９２ ワッシャー ９６ ダイヤフラム ９８ 一体ステム １４０ ケーシング １４６ 通路 １５６ スラグ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のポールをもち、該一対のポール間
   の範囲内にバイアス領域を形成する永久磁石手段と、 磁気的に透過性の第一及び第二の部分をもつ電機子であ
   って、前記第一部分は前記範囲内に延長していて且つ作
   業ギャップをおいてその各々が前記ポールの一つに対峙
   する一対の主要面をもっており、前記第二部分は前記第
   一部分から実質的に前記範囲の外側へ延長している、前
   記電機子と、 作業ギャップが変化するにつれて振動し且つ前記第一部
   分を前記範囲内の前もって決定した位置まで弾性的に回
   復する傾向をもたせるための、前記電機子を支持する手
   段と、 横ギャップをおいて前記第二部分に対峙する部分をもつ
   磁気的に透過性の構成物であって、前記第二部分が前記
   部分に対して振動性があり、前記構成物が第一及び第二
   部分と、一つの前記作業ギャップとその結合ポールと、
   前記横ギャップと、を含んでいる閉じた磁気ループ内に
   含まれる前記磁気的に透過性の構成物と、 前記ループを通される電気信号コイルと、 を結合して含んでいる電気機械変換器。
2. 【請求項２】 前記磁気的に透過性の構成物が一対の閉
   じた磁気ループ内に含まれており、前記ループの各々が
   前記第一及び第二の部分と、一つの作業ギャップ及びそ
   の結合ポールと、前記横ギャップとを含んでいる請求項
   １に記載の変換器。
3. 【請求項３】 前記永久磁石手段が反対の磁極性の対峙
   する面をもち、前記対のループによってそれぞれ通され
   る一対の電気信号コイルを含んでいる一対の磁石を有す
   る請求項２に記載の変換器。
4. 【請求項４】 前記構成物が、前記範囲の外側に前記磁
   石間の磁気的に透過性の結合を形成する請求項３に記載
   の変換器。
5. 【請求項５】 前記コイルの各々との電気接続を含んで
   おり、前記電気接続が前記コイル内に信号電流を供給し
   て前記横ギャップ内に信号フラックスを付加的に発生す
   る請求項３に記載の変換器。
6. 【請求項６】 電機子の前記第二部分が、制限される部
   分をもち磁気的飽和によって磁束を前記横ギャップ内に
   実質的に制限する請求項１に記載の変換器。
7. 【請求項７】 電機子の前記第一部分が、平面状形状で
   あり、前記第一部分に接合され且つ名目上平面に対して
   実質的に垂直に延長する細長いピンを含んでいる請求項
   １に記載の変換器。
8. 【請求項８】 電機子の前記第二部分が、前記横ギャッ
   プに面し且つ前記ピンの延長に沿って実質的な突出部を
   もつ周囲囲みをもつ請求項７に記載の変換器。
9. 【請求項９】 前記周囲囲みが実質的に円筒状である請
   求項８に記載の変換器。
10. 【請求項１０】 前記第二部分が、電機子の前記第一部
    分を前記周囲囲みに実質的に結合する複数のスポークを
    含んでいる請求項８に記載の変換器。
11. 【請求項１１】 永久磁石手段は、ピンが挿通して延長
    する中央開口部をもつプレート状の一対の磁石を有する
    請求項７に記載の変換器。
12. 【請求項１２】 磁気的に透過性のスリーブと、該スリ
    ーブ内に離れた関係で挿入される一対の磁気的に透過性
    の芯片とを有しており、前記スリーブの一部が前記横ギ
    ャップをおいて電機子の前記第二部分に対峙する請求項
    １に記載の変換器。
13. 【請求項１３】 電機子を支持する手段が、前記ピンと
    係合する轂部分と、前記轂から延長する弾性的で撓みや
    すい複数のスポークとを含んでいる請求項７に記載の変
    換器。
14. 【請求項１４】 その端部付近に前記ピンを係合し、前
    記ピンの横方向に延長するダイヤフラム手段を含んでい
    る請求項７に記載の変換器。
15. 【請求項１５】 永久磁石手段が一対の開口部付き磁石
    をもっており、前記ピンが磁石の開口部を通り、前記開
    口部が変換器内の音響的な流れのための通路を提供する
    請求項１４に記載の変換器。
16. 【請求項１６】 空洞の管状形状の壁とその一方の端部
    付近でケーシングを実質的に密閉するダイヤフラム手段
    とをもつ前記ケーシングと、 前記ケーシング内に収容される磁気的に透過性のスリー
    ブと、 前記スリーブ内で離された関係で挿入される一対の糸巻
    き状の磁気的に透過性の芯片と、 前記芯片にそれぞれ接合されており、該芯片の間の範囲
    内にバイアス領域を形成する複数の永久磁石と、 ダイヤフラムに結合され、磁気的に透過性の第一及び第
    二部分とをもつ電機子であり、前記第一部分は前記範囲
    内に延長し作業ギャップをおいてその各々が前記磁石の
    一つと対峙する一対の主要面をもっており、前記第二部
    分は前記第一部分から実質的に前記範囲の外側へ延長し
    横ギャップをおいて前記スリーブの一部と対峙する、前
    記電機子と、 前記作業ギャップが変化するにつれて振動するための前
    記電機子を支持し、前記範囲において前記第一部分を前
    もって決めた位置まで弾性的に回復させる傾向を持つ手
    段と、 前記第一及び第二部分と、一つの前記作業ギャップ及び
    その結合磁石と、前記横ギャップとを有する閉じた磁気
    ループを通された電気信号コイルと、 を結合して持つ電気音響変換器。
17. 【請求項１７】 前記電機子の前記第二部分が、前記横
    ギャップと対峙する周囲囲みをもつ請求項１６に記載の
    変換器。
18. 【請求項１８】 前記電機子の前記第二部分が、また前
    記電機子の前記第一部分と結合する複数のスポークを含
    んでおり、前記スポークが前記横ギャップ内の磁気フラ
    ックスを磁気飽和によって実質的に制限する請求項１７
    に記載の変換器。
19. 【請求項１９】 前記スリーブが、適当な位置に穴を開
    けられて前記信号コイルから延長する電気リード線を収
    容する請求項１７に記載の変換器。