(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基底部、前記基底部の頂面の中央部から突出する突部、及び、前記基底部の頂面の縁部から延出して前記突部を囲んで前記突部との間にギャップを形成する外殻部、からなる支持ヨークと、
前記ギャップ内に固着せしめられて前記ギャップ内に磁界を形成する磁化マグネットと、からなり、
前記外殻部の内壁面及び前記突部の外壁面の少なくとも一方には、その頂部から前記ギャップの所定高さ位置の段部に達する凹部が形成され、前記磁化マグネットが前記段部に支持されかつ前記凹部に収容されたスピーカ用磁気回路であって、
前記磁化マグネットが前記外殻部の凹部に収容された場合には、前記磁化マグネットの側方に位置する凹部の壁面と前記外殻部の外壁面とで包囲される断面積と、前記磁化マグネットの下方に位置する前記外殻部の内壁面と前記外殻部の外壁面とで包囲される断面積とが、同一であること、
前記磁化マグネットが前記突部の凹部に収容された場合には、前記磁化マグネットの側方に位置する凹部の壁面と前記突部の内壁面とで包囲される断面積と、前記磁化マグネットの下方に位置する前記突部の外壁面と前記突部の内壁面とで包囲される断面積とが、同一であることを特徴とするスピーカ用磁気回路。
【請求項２】
前記ギャップ内に磁束を集中せしめる磁束集中用部材を有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用磁気回路。
【請求項３】
前記磁化マグネットの着磁方向と前記ギャップに形成される磁束の方向とが一致することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用磁気回路。
【請求項４】
前記支持ヨークの基底端部及び外殻部の頂面端部とが面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ用磁気回路。
【請求項５】
前記磁化マグネットが前記外殻部の凹部に収容された場合には、前記外郭部の外壁面に、その頂面から前記段部を超えて前記基底部に近づく位置に第２段部が形成され、前記段部と前記第２段部とで包囲される断面積は、前記磁化マグネットの側方に位置する凹部の壁面と前記外殻部の外壁面とで包囲される断面積と、前記磁化マグネットの下方に位置する前記外殻部の内壁面と前記外殻部の外壁面とで包囲される断面積とに同一であること、
前記磁化マグネットが前記突部の凹部に収容された場合には、前記突部の内壁面に、その頂面から前記段部を超えて前記基底部に近づく位置に第２段部が形成され、前記段部と前記第２段部とで包囲される断面積は、前記磁化マグネットの側方に位置する凹部の壁面と前記突部の内壁面とで包囲される断面積と、前記磁化マグネットの下方に位置する前記突部の外壁面と前記突部の内壁面とで包囲される断面積とに同一であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピーカ用磁気回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ用磁気回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、ラジアル方向磁化マグネット（以下、単にラジアルマグネットと称する）を用いたスピーカ用磁気回路の例としての実開平５−５５６９４号に開示されている磁気回路を示している。
この磁気回路は２つの円筒体を同軸に互いに固定して円環状ギャップを形成した構成の支持ヨーク４と、当該ギャップ内に固定されたラジアルマグネット６とからなっている、そして、該円環状ギャップ内に固定するのに内部キャップ５を使用している。
【０００３】
従ってラジアルマグネット６を固定するための部品が必要であり、磁気回路全体としての部品点数が増えるという不都合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の不都合を除くためになされたものであって、その目的は部品点数の少ないスピーカ用磁気回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるスピーカ用磁気回路は、基底部、前記基底部の頂面の中央部から突出する突部、及び、前記基底部の頂面の縁部から延出して前記突部を囲んで前記突部との間にギャップを形成する外殻部、からなる支持ヨークと、
前記ギャップ内に固着せしめられて前記ギャップ内に磁界を形成する磁化マグネットと、からなり、
前記外殻部の内壁面及び前記突部の外壁面の少なくとも一方には、その頂部から前記ギャップの所定高さ位置の段部に達する凹部が形成され、前記磁化マグネットが前記段部に支持されかつ前記凹部に収容されたスピーカ用磁気回路であって、
前記磁化マグネットが前記外殻部の凹部に収容された場合には、前記磁化マグネットの側方に位置する凹部の壁面と前記外殻部の外壁面とで包囲される断面積と、前記磁化マグネットの下方に位置する前記外殻部の内壁面と前記外殻部の外壁面とで包囲される断面積とが、同一であること、
前記磁化マグネットが前記突部の凹部に収容された場合には、前記磁化マグネットの側方に位置する凹部の壁面と前記突部の内壁面とで包囲される断面積と、前記磁化マグネットの下方に位置する前記突部の外壁面と前記突部の内壁面とで包囲される断面積とが、同一であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図２以下に示される実施例に基づいて説明する。図２に示されるスピーカ用磁気回路において、支持ヨーク２０は円柱状の基底部２２を含んでいる。基底部２２には、その頂面の中央部から突出し且つ基底部２２と同軸の円柱突部２４が植設されている。この実施例においては基底部２２と円柱突部２４とは中央貫通孔２４ａを有し、中央貫通孔２４ａの両端面には面取り２６及び２８が施されている。円柱突部２４の外壁面にはその頂面３０から段部３２に達する環状凹部３６が形成されている。円環状ラジアルマグネット３４は、環状凹部３６に外嵌し、段部３２に支持されている。
【０００７】
また、支持ヨーク２０は、更に基底部２２の頂面の縁部から延出して円柱突部２４を囲む円筒状の外郭部４０を有する。本実施例ではこの外郭部４０は基底部２２と一体としても良いが別体としてもよい。外郭部４０は上方に延出し、その頂面４８の端部は面取り４６が施されている。外郭部４０は円柱突部２４との間に円環状ギャップ４２を形成する。
【０００８】
外郭部４０の内壁面にはその頂面４８の端部から所定高さの環状凹部５１が形成されている。円環状ラジアルマグネット５２は、環状凹部５１に内嵌し、段部５０に支持されている。外郭部４０の外壁面には、その頂面から段部５０を超えて基底部２２に近づく位置に、縮径された縮径段部５６が形成されている。縮径段部５６は段部５０と基底部２２の頂面６０との間に位置する。
【０００９】
図３は、図２のスピーカ用磁気回路の縦断面図である。以下図３について説明する。断面積Ｓ1は、円環状ラジアルマグネット５２の側方に位置する外郭部４０の環状凹部５１の壁面と外郭部４０の外壁面５４とで包囲される面積から形成される。断面積Ｓ2は、段部５０と縮径段部５６とで包囲される面積から形成される。断面積Ｓ3は、円環状ラジアルマグネット５２の下方に位置する外郭部６２の内壁面５３と、外郭部４０の縮径部５８とで包囲される面積から形成される。
【００１０】
本実施例においては断面積Ｓ1と断面積Ｓ2と断面積Ｓ3とが略同一となるように設計されている。
かかる構成により、円環状ラジアルマグネット５２を支持ヨーク２０のみによって保持できる一方、磁束が円環状ラジアルマグネット５２を保持する段部５０の近傍において集中することが回避できて好ましいのである。
【００１１】
図４は、図２及び図３の実施例に係る磁気回路の断面部分の一部を拡大したものである。本図における矢印は磁束密度ベクトルを表し、その方向は矢先部で示され、その大きさは矢印の太さで示されている。
なお、磁束は、磁性体によって生成された磁路に沿って一様に流れると仮定し、更に磁路が曲率をもっている部分では、磁束も同様の曲率で曲がって分布すると仮定している。
【００１２】
従って磁路内の磁束密度を一様にする曲面群でできた磁路を形成する磁気回路が得られるのである。
次に、最適な仕様の支持ヨーク２０を設計するための手法について説明する。図５は以下の説明のための支持ヨーク２０及び円環状ラジアルマグネット５２の断面図であり、説明の便宜上、縮径段部５６の高さ方向をＸ軸とし、軸中心方向をＹ軸とするＸＹ座標軸を用いている。以下、図５を参照しながら、支持ヨーク２０の断面積Ｓ2の決定方法、ひいては最適な仕様の支持ヨーク２０の諸寸法を決定する方法について説明する。
【００１３】
同図において、ｒ1は軸中心から円環状ラジアルマグネット５２の側方に位置する外郭部４０の外壁面５４までの距離である。ｒ2は軸中心から円環状ラジアルマグネット５２の側方に位置する外郭部４０の環状凹部５１の壁面までの距離である。ｒ3は軸中心から円環状ラジアルマグネット５２の下方に位置する外郭部６２の縮径部５８までの距離である。ｒ4は軸中心から円環状ラジアルマグネット５２の下方に位置する外郭部６２の内壁面５３までの距離である。ｈは段部５０と縮径段部５６とのＹ軸方向の寸法である。断面線長さｍとは段部５０と縮径段部５６との直線距離をいい、断面線重心Gとは段部５０と縮径段部５６との中点をいう。
【００１４】
なお、説明の便宜上、凹部５１と段部５０との境界線をＰ、縮径段部５６をＱ、点ＰのＸ軸への投影線をＲとし、軸中心から縮径段部５６迄の距離をｒ5とする。
断面積Ｓ2は、断面線長さｍと断面線重心GのＸ座標の２倍に円周率を乗じたものである。ここで、断面線重心GのＸ座標は（ｒ5+ｒ2）／２である。また断面線長さｍは直角三角形ＰＱＲに着目すると[（ｒ5-ｒ2）2+ｈ2]1/2で表せる。従って、
Ｓ2＝ｍ・[２π（ｒ5+ｒ2）／２]
＝[（ｒ5-ｒ2）2+ｈ2]1/2・π（ｒ5+ｒ2）
が成立し、
Ｓ1＝（ｒ1-ｒ2）・２π（ｒ1+ｒ2）／２、
Ｓ3＝（ｒ3-ｒ4）・２π（ｒ3+ｒ4）／２
が成立する。
【００１５】
従って、Ｓ2がＳ1、Ｓ3と略一致するように磁気回路各部の寸法（ｒ1、ｒ2、ｒ3、ｒ4、ｒ5、ｈ）が決定可能である。
なお、上記実施例においては支持ヨーク２０の円柱突部外壁凹部３６及び外殻部の内壁面の凹部５１の双方にラジアルマグネットを配置するようにしているが、円柱突部の中央貫通孔２４ａと外壁面凹部３６とを省略して後述する第２、第３の実施例（図６、図７）の如く単一のマグネットのみを外殻内壁に固定する実施例も可能である。また、外殻部の内壁面の凹部５１を省略して単一のマグネットのみを外壁面凹部３６に固定することも可能である。
【００１６】
図６に示される第２の実施例にかかるスピーカ用磁気回路では、図２の実施例の円環状ラジアルマグネット３４を省略する一方、磁束を誘導する磁束集中用磁路部材２５２を磁気ギャップに有している。なお、図６では図２に示した実施例の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付している。
本実施例による磁路は、円環状ラジアルマグネット５２の内側磁極面から磁気ギャップ４２に向けて面積が減少するように磁束集中用磁路部材２５２がくさび型の断面を有するが故に磁気ギャップ４２に磁束を集中せしめる構成となっている。なお、本実施例からも明らかなように、本発明においてマグネット表面が磁気ギャップの一部を形成する必要はない。
【００１７】
図７は、本発明を矩形形状のスピーカ用磁気回路に適用した第３の実施例を示す。支持ヨーク１２０は基底部１２２を含んでおり、基底部１２２には、その頂面の中央部から突出し且つ基底部１２２と同軸の突部１２４が植設されている。この実施例においては基底部１２２と突部１２４とは中央に貫通孔１２４ａを有し、貫通孔１２４ａの両端面には面取り１２６及び１２８が施されている。支持ヨーク１２０は、更に基底部１２２の頂面の縁部から延出して突部１２４を囲む外郭部１４０を有する。外郭部１４０は上方に延出し、その頂面１４８の端部には面取り１４６が施されている。外郭部１４０は円柱突部１２４との間にギャップ１４２を形成する。
【００１８】
外郭部１４０の内壁面にはその頂面１４８の端部から所定高さの環状凹部１５１が形成されている。ラジアルマグネット１５２は、凹部１５１に内嵌し、段部１５０に支持され、貫通孔１２４ａ側はＳ極に、外郭側はＮ極に着磁されている。外郭部１４０の外壁面には、その頂面から段部１５０を超えて基底部１２２に近づく位置に、縮径された縮径段部１５６が形成されている。縮径段部１５６は段部１５０と基底部１２２の頂面１６０との間に位置している。なお、図示の如く、対向する２組の突部１２４の間の距離の中点を中央基準点１２４ｍとし、２組の対向する外壁面１５４間の距離をそれぞれ２Ａ、２Ｂ（２Ａ＞２Ｂ）とする。
【００１９】
図８は以下の説明のための支持ヨーク１２０及びラジアルマグネット１５２の断面図であり、説明の便宜上、短辺基底部方向をＸ軸とし、長辺基底部方向をＺ軸とし、中央基準点１２４ｍを通る突部１２４方向をＹ軸とするＸＹＺ座標軸を用い、また、図４に示した実施例の断面積Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3と対応する断面積には同一の符号を用いている。以下、図８を参照しながら、支持ヨーク１２０の断面積Ｓ2の決定方法、ひいては最適な仕様の支持ヨーク１２０の諸寸法を決定する方法について説明する。
【００２０】
同図において、Ｂは、Ｘ軸方向における中央基準点１２４ｍからラジアルマグネット１５２の側方に位置する外郭部１４０の外壁面１５４までの距離である。ｂ2は中央基準点１２４ｍから外郭部１４０の環状凹部１５１の壁面までの距離である。ｂ3は中央基準点１２４ｍから外郭部１６２の縮径部１５８までの距離である。ｂ4は中央基準点から外郭部１６２の内壁面１５３までの距離である。ｈ2は段部１５０と縮径段部１５６とのＹ軸方向の寸法である。断面線長さｍ2は段部１５０と縮径段部１５６との直線距離をいい、断面線重心G2は段部１５０と縮径段部１５６との中点である。
【００２１】
なお、説明の便宜上、凹部１５１と段部１５０との境界線をＰ2、縮径段部１５６をＱ2、点Ｐ2のＸ軸への投影線をＲ2とし、中央基準点１２４ｍから縮径段部１５６までの距離をｂ5とする。同様に、Ａ（図示せず）は、Ｚ軸方向における中央基準点１２４ｍから外郭部１４０の外壁面１５４までの距離であり、既知である。ａ2（図示せず）は、中央基準点１２４ｍから外郭部１４０の環状凹部１５１の壁面までの距離である。ａ3（図示せず）は中央基準点１２４ｍから外郭部１６２の縮径部１５８までの距離である。ａ4（図示せず）は中央基準点１２４ｍから外郭部１６２の内壁面１５３までの距離であり、ａ5（図示せず）は中央基準点１２４ｍから縮径段部１５６までの距離である。なお、段部１５０と縮径段部１５６とのＹ軸方向の寸法ｈ2、断面線長さｍ2、断面線重心G2、点Ｐ2、Ｑ2、Ｒ2の意義については前述したＸ軸方向における場合と同様である。
【００２２】
断面積Ｓ2は、断面線長さｍ2に断面線重心G2の周回距離Ｌを乗じたものである。ここで、断面線重心G2の周回距離Ｌは（ａ2+ａ5）＋（ｂ2+ｂ5）である。また断面線長さｍ2は直角三角形点Ｐ2Ｑ2Ｒ2に着目すると[（ｂ5-ｂ2）2+ｈ2]1/2で表せる。従って、
Ｓ2＝Ｌ・ｍ2＝[（ａ2+ａ5）＋（ｂ2+ｂ5）]・ｍ2
＝[（ａ2+ａ5）＋（ｂ2+ｂ5）][（ｂ5-ｂ2）2+ｈ2]1/2
が成立し、Ｂ-ｂ2＝Ａ-ａ2、ｂ3-ｂ4＝ａ3-ａ4の場合
Ｓ1＝（Ｂ-ｂ2）・[（Ａ+ａ2）＋（Ｂ+ｂ2）]、
Ｓ3＝（ｂ3-ｂ4）・[（ａ3+ａ4）＋（ｂ3+ｂ4）]
が成立する。
【００２３】
従って、Ｓ2がＳ1、Ｓ3と略一致するように磁気回路各部の寸法（Ａ、ａ2、ａ3、ａ4、ａ5、Ｂ、ｂ2、ｂ3、ｂ4、ｂ5、ｈ）が決定可能である。
本実施例からも明らかなように、本発明は矩形形状の磁気回路を始め、多角形状の磁気回路、長円または楕円形状の磁気回路にも適用可能であることが分かる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によるスピーカ用磁気回路においては、磁気ギャップを形成するラジアルマグネットを支持ヨーク自体の段部によって支持する構成を採用したのでラジアルマグネットの支持の為の部品は不要であり、しかも支持ヨークの形状にも工夫をしたので磁束密度の局所的な集中もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の説明断面図である。
【図２】本願発明の実施例に係る磁気回路の全体斜視図である。
【図３】図２のスピーカ用磁気回路の縦断面図である。
【図４】図２及び図３の実施例に係る磁気回路の断面部分の一部拡大図である。
【図５】図２の実施例による磁気回路において、最適な仕様の支持ヨークを設計するための支持ヨーク及びラジアルマグネットの断面図である。
【図６】本願発明の第２の実施例に係る磁気回路の全体斜視図である。
【図７】本願発明の第３の実施例に係る磁気回路の全体斜視図である。
【図８】図７の実施例による磁気回路において、最適な仕様の支持ヨークを設計するための支持ヨーク及びラジアルマグネットの断面図である。
【符号の説明】
２０  支持ヨーク
２２  基底部
２４  円柱突部
４０  円筒状の外郭部
３４、５２  円環状ラジアルマグネット
２５２  磁束集中用磁路部材
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3  支持ヨークの断面積
【図１】
0003966681.tif 000002
【図２】
0003966681.tif 000003
【図３】
0003966681.tif 000004
【図４】
0003966681.tif 000005
【図５】
0003966681.tif 000006
【図６】
0003966681.tif 000007
【図７】
0003966681.tif 000008
【図８】
0003966681.tif 000009