JP3311471B2 - 電磁音響変換器及びその巻線の巻回方法 - Google Patents
電磁音響変換器及びその巻線の巻回方法Info
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Description
れる電気信号を音響に変換する電磁音響変換器及びその
巻線の巻回方法に関する。
な内部構造を示している。この電磁音響変換器は、ケー
ス102、ヨーク104、ポール106、巻線108、
マグネット110及び振動板112を備えている。振動
板112の上面側中央部には、振動板112の実質的な
振動質量を増強する手段として磁片114が取り付けら
れ、その上面側にはケース102によって共鳴室116
が形成されている。ケース102には、この共鳴室11
6で生じた共鳴音を外部に放出させる手段として放音筒
118が形成されている。この放音筒118には、共鳴
室116を外気に開放するための放音孔120が形成さ
れている。
背面側にヨーク104が設置され、このヨーク104の
中央部には磁心を成すポール106の基端部107が圧
入等の手段で取り付けられており、このポール106に
は巻線108が巻回されている。この巻線108の周囲
部には円筒上を成すマグネット110が設置されてお
り、このマグネット110の上面側には振動板112が
設置されている。振動板112は磁性材料板で形成され
ており、マグネット110の磁力によって保持されてい
る。そして、振動板112の下面とポール106の端面
との間には、振動板112の機械的な振動の許容空間を
成すギャップ122が形成されている。
ト110、ヨーク104、ポール106、ギャップ12
2、振動板112及び磁片114を以て閉磁路が形成さ
れており、マグネット110が持つ磁力を以て、振動板
112にはバイアス磁界が与えられている。そして、巻
線108には、図示しない端子が形成されており、この
端子から音響に変換すべき電気信号が加えられる。この
電気信号を以て巻線108を励磁させると、ポール10
6には交番磁界が発生し、これが振動板112を振動さ
せる。この結果、共鳴室116に共鳴振動が生じ、放音
孔120から音響が外部に放音されることになる。この
音響のレベルや周波数は入力信号に依存することは勿論
であるが、電磁音響変換器が持つ音響特性がその特性に
大きく影響を与えることが知られている。
106に発生する磁界は巻線108の巻回数に依存して
いる。発生磁界を大きくするには、巻線108の巻回数
を増加させることが必要であるが、電磁音響変換器には
小型化の要求があり、巻線108の巻回数の増大には自
ずと限界がある。
ように、巻線108は、ポール106の先端側の巻回壁
面124をフラット化することが行われて来た。このよ
うなフラット化は、ポール106に直巻きする場合やボ
ビンを用いる場合に行われてきたものであり、このよう
な形態が一般的であった。
「電磁音響変換器」は、ポールの先端面に巻線を合わせ
て巻回し、その巻回壁面を外周面側に後退させるように
円錐面状にしたものである。このような円錐面に巻回壁
面を形成した場合、振動板の振動は、周囲に行くに従っ
て振動振幅が小さくなることから、巻線の有効スペース
が問題となる。
の自動化の要請がある。従来の電磁音響変換器では、個
別部品を機械加工し、その組み立ては手作業で行うのが
主流であった。製造コスト低減の要求から、個別部品の
形成工程を連続的にし、その組立の自動化を図ろうとす
る試みがある。
もに、その振動特性や巻線が発生する磁力は低下させな
いという相反する要請にも応えなければならない。
巻回数を増大させるとともに、自動化にも寄与すること
ができる電磁音響変換器を提供することを第1の目的と
する。
回数を増大させ、その自動化を実現した電磁音響変換器
の巻線の巻回方法を提供することを第2の目的とする。
は、第1の目的を達成するため、図1及び図2に例示す
るように、入力される電気信号に応じて発生させた磁界
によって振動板(18)を振動させることにより、前記
電気信号を音響に変換する電磁音響変換器であって、ヨ
ーク(4)と、前記振動板との間にギャップ(22)を
設けて前記ヨークの上面に設けられたポール(6)と、
このポールに巻回された巻線(10)と、この巻線の周
囲面との間に隙間を設けて設置されたマグネット(1
6)とを備え、前記巻線の上面(巻回壁面14)と前記
振動板との間にギャップ(22)が形成され、前記巻線
の上面の外縁は前記ポールの先端部とほぼ同一平面であ
り、前記巻線の上面の内縁が外縁高より低く、前記ポー
ルの先端部の周囲面を露出させたことを特徴とする。
前記巻線の巻回壁面(14)は、ポールの先端側の周面
部を露出させるテーパ面を成す第1の壁面(14a)
と、前記ポールの先端面と同一又は近傍に設定されたフ
ラット面を成す第2の壁面(14b)とから構成したこ
とを特徴とする。
巻回方法は、第2の目的を達成するため、図3に例示す
るように、入力される電気信号に応じて発生させた磁界
によって振動板(18)を振動させることにより、前記
電気信号を音響に変換する電磁音響変換器の巻線(1
0)の巻回方法であって、ヨーク(4)とヨークの上面
に延出するポール(6)とを含むポールピース部(2)
のヨーク側を保持部材(31)により保持するととも
に、前記ポールの先端部側に成形部材(32)を設置
し、この成形部材は、前記ポールの先端部が挿入される
凹部(38)を備え、この凹部を中心に前記ヨーク側に
突出するテーパ面からなる第1の成形面(第1の成形面
40a)と、前記ポールの先端面(12)と同一又は近
傍に設定されたフラット面を成す第2の成形面(第2の
成形面40b)とを備え、前記ポールピース部のヨーク
の内面と、前記成形部材の前記第1の成形面及び前記第
2の成形面との間で規制された空間内で、前記ポールの
周面に巻き付けた線材(44)によって巻線(10)を
形成することを特徴とする。
の周囲面を巻線から露出させながら、巻線はポールを覆
うように巻回されているため、ポールに密着状態に巻き
込んだ場合と同等の巻回数が確保される。即ち、ポール
の一部を巻線から露出させながら、従来の巻線と同等以
上の巻回数を確保でき、発生磁界を低下させることがな
い。また、振動板の振動は、その中心部が最大で周囲に
行くに従って減少しているので、このような巻線の形態
は振動板の振動姿態に対応したものとなり、巻線の巻回
スペースを拡大でき、効率的に磁力を発生させることが
できる。その結果、従来品以上の音響出力を実現しなが
ら電磁音響変換器の小型化に寄与することができる。
先端面と同一又はその近傍に巻回壁面を設定しており、
ここで、同一又は近傍の意味は、巻回壁面をポールの先
端面に合致させた場合の他、ポールの先端面から突出又
は後退した状態を含むことを意味している。巻線の巻回
壁面をポールの先端面から突出させたとしても、ポール
の中心、即ち、振動板の中心から離れた位置では、振動
板の振動が小さくなっているので、その振動を妨げるこ
とはなく、両者間の接触等も生じないという経験則に基
づくものである。
る第1の壁面と、ポールの先端面と同一又は近傍に設定
したフラット面からなる第2の壁面とから構成すること
により、画一的な巻回壁面を形成でき、磁気特性を揃え
ることができる等、音響特性の安定した製品の製造に寄
与することができる。
法では、ヨーク側を保持し、ポールの先端側に成形部材
を取り付けて巻線を巻回すればよく、成形部材の成形面
の形態が、巻線の巻回壁面となる。即ち、成形部材はポ
ールの先端面と同一又は近傍に設定される成形面を持っ
ているから、巻線には ポールの先端面と同一又は近傍
に巻回壁面が形成される。このような成形部材を用いた
製造方法では、ポールに対する巻線の巻回処理の自動化
を図ることができ、巻回数の管理のみで特性が安定した
均一な特性を持つ巻線が得られ、結果として信頼性が高
く、特性の揃った電磁音響変換器が得られ、その小型化
にも貢献することができる。特に、小型の電磁音響変換
器の場合には、製造上、歩留りの向上に寄与する。
て詳細に説明する。
を示し、図2は、図1の電磁音響変換器に用いられるポ
ールピース部を示している。
は、円板状を成すヨーク4とポール6とから構成されて
おり、ポール6は基端部8側を径小にし、その基端部8
をヨーク4の中心部に圧入等の固定手段によって取り付
けている。
れており、その周面部はポール6と同心円筒を成してい
る。この巻線10は、ポール6の基端部8側をヨーク4
に当てられて一様な面とされ、また、ポール6の先端面
12側には従来と異なった巻回壁面14が形成されてい
る。即ち、この巻回壁面14は、異なる形態を成す第1
及び第2の壁面14a、14bを以て形成されている。
即ち、第1の壁面14aは、ポール6の先端側の一部を
露出させるためにテーパ面とされ、また、第2の壁面1
4bは、ポール6の先端面と同一又は近傍の平面を成す
ようにフラット面とされている。この結果、図2に破線
で示すように、従来の巻線108(図4)に比較してポ
ール6の軸方向の高さDだけ巻線10の有効巻回数が増
加しているのである。従来の巻線108と、巻線10の
外周径及び線材を同一とすると、高さDで与えられた分
は、その分だけ発生時磁界が増強することになる。
音響変換器(図4)と同様の構成であり、ポールピース
部2の上部にはポール6を中心にして円環状を成すマグ
ネット16が設置されて固定されている。このマグネッ
ト16の上には、振動板18が設置され、振動板18の
中心部には振動板18の実質的な振動質量を増大させる
ための手段として磁片20が取り付けられている。この
実施例では、マグネット16の高さをポール6より高く
設定することにより、振動板18とポール6の先端面1
2との間に振動板18の振動を共用する空間を形成する
手段として、ギャップ22が形成されている。また、振
動板18及び磁片20は磁性材料で形成されており、振
動板18は、マグネット16が持つ磁力作用によってマ
グネット16の上に固定されているとともに、磁界振動
を生じさせるための一つの要素としてマグネット16に
よりバイアス磁界が加えられている。従来の電磁音響変
換器と同様に、ポールピース部2、マグネット16、ギ
ャップ22、振動板18及び磁片20は単一の閉磁路を
形成しており、巻線10は、ヨーク4及びポール6とと
もに外部からの電気信号を磁界に変換して振動板18に
作用させる磁気駆動部を構成している。
板18の上面部には、ケース24が被せられている。ケ
ース24は、合成樹脂等の非磁性材料からなる成形体で
あって、振動板18の上面側には共鳴室26が形成され
ている。また、ケース24には、共鳴筒28が形成さ
れ、この共鳴筒28には、共鳴室26を外気に開放し、
共鳴音を放出する手段として放音孔30が形成されてい
る。この実施例の場合、共鳴筒28及び放音孔30は振
動板18の中心に形成されているが、振動板18の中心
以外の位置に形成してもよい。
10に形成された端子に対して外部から電気信号を付与
すると、それによって巻線10がそのレベルに応じて励
振される。この結果、ポール6には交番磁界が発生し、
この交番磁界が振動板18及び磁片20に作用する。振
動板18にはマグネット16によるバイアス磁界が作用
しているので、このバイアス磁界に重畳した交番磁界の
周波数に応じ、そのレベルに応じて振動板18は上下方
向の振動力を受ける。その結果、振動板18は振動し、
その振動は振動板18の上下側の空気を振動させ、共鳴
室26には共鳴が生じる。この振動板18の振動音及び
共鳴室26の共鳴音が放音孔30を通して外部に放出さ
れることになる。このような共鳴音の周波数は音声帯域
に分布しており、電磁音響変換器がブザー等の発音手段
として利用される所以である。
0の巻回数は、従来の電磁音響変換器の巻線108に比
較して高さDの分だけ多く、結果として発生磁界が大き
い。これは、同一入力であれば、振動板18を励振する
磁力が大きくなることを意味する。従って、電磁音響変
換器の音圧の増強が図られることになる。
の同様の磁界発生を基準にした場合、入力や電磁音響変
換器に変化をもたらすものである。即ち、従来の電磁音
響変換器(図4)と同様の磁界を発生させる場合には、
巻線10に与えるべき入力電力を抑制できることにな
る。また、同一入力及び同一発生磁界を想定した場合に
は、その分だけポール6の高さを短縮できる。この高さ
の短縮は、高さDの巻線10の巻回数に対応したものと
なり、その結果、電磁音響変換器の高さを短縮でき、外
形を小さくすることができる。
8の背面空間を有効に利用しており、振動板18の振動
を何ら妨げるものではない。なぜなら、振動板18の振
動は、その中心部が最大であり、その周囲部に向かって
減少する振動姿態を以ているからである。そのため、巻
線10を高さDだけ増大させたことは、振動板18に従
来と同様の振動を生じさせながら、その駆動力を増強さ
せたことになる。
では、巻線10の壁面14bをポール6の先端面12に
一致させているが、ポール6の先端面12の近傍に設定
すればよく、先端面12より振動板18側に突出させ、
又はポール10の先端面12より後退させて設定しても
よい。
の電磁音響変換器の巻線の巻回方法の一実施例を示して
いる。
持するための保持部材31が用いられる。保持部材31
は、巻線10を巻回すべきポールピース部2を保持する
チャックである。この保持部材31には、その前面側に
ポールピース部2のヨーク4を保持する凹部34が形成
されているとともに、その背面側に軸部36が設けられ
ている。軸部36には、図示しないモータ等の回転駆動
手段が連結され、巻線10の巻回数に応じて矢印Nで示
すように回転が与えられる。
ピース部2のポール6の端面側に巻回壁面14を形成す
る成形部材32が設けられている。この成形部材32に
は、ポール6の先端面12に対応する位置に凹部38が
形成されているとともに、この凹部38を中心に成形面
40が形成されている。この実施例の場合、成形面40
は、第1の成形面40a及び第2の成形面40bを備え
ている。成形面40aは、巻回壁面14の第1の壁面1
4aに対応してテーパ面を成し、その高さは巻線10の
第1の壁面14aに対応する高さDである。また、成形
面40bは、巻回壁面14の第2の壁面14bに対応し
てフラット面を成している。図3の(B)は、成形部材
32の成形面40a、40bを示している。そして、こ
の成形部材32の背面部には、軸部42が設けられてい
る。軸部42は、ポールピース部2の回転に応じて回転
可能に支持されている。
ルピース部2は、ヨーク4にポール6を取り付けて一体
化する。このポールピース部2は、ヨーク4を保持部材
31の凹部34に嵌め込んで把持させるとともに、ポー
ル6の先端面12側に成形部材32の凹部38を当て
る。
側からポール6側に導き、保持部材31を軸部36を通
じて回転させる。これにより、ポール6には、線材44
が巻き付き、回転により巻線10が徐々に形成され、ポ
ール6の先端面12側には成形部材32の成形面40に
沿って巻回壁面14a、14bが形成される。この場
合、巻線10には、絶縁性接着剤等の形状固定剤を滴下
させ、巻線10の形状を固定するようにしてもよい。な
お、線材44に形状固定剤が塗布されていて、巻回形状
が安定する場合には、このような形状固定剤の滴下は不
要である。
を巻回すれば、成形部材32による保持のための巻回ス
ペースを無駄にすることがなく、巻線10の巻回数が高
められるとともに、ポール6に対する巻線10の巻回効
率を高くすることができる。また、ポールピース部2の
組み立てと巻線10の巻回とを連続した処理とし、その
自動化を図ることができる。
成形面40bを凹部38の内面と一致させているが、こ
れらは一致させる必要はなく、巻線10の巻回壁面14
bとポール6の先端面12とを同一にしない場合には、
それに応じて前後させるものとする。
壁面14a、14bに限らず、すり鉢状の一つのテーパ
面としてもよく、複数の凹凸面によって構成してもよ
い。
変換器によれば、ポールにおける巻線の巻回数を増大さ
せ、特別に巻線の巻回スペースを確保する必要がなく、
現存する空間を巻線の巻回に有効に利用して音圧の高い
電磁音響変換器が得られるとともに、電磁音響変換器の
小型化、偏平化を図ることができ、巻線処理の自動化に
寄与することができる。
回方法によれば、ポールへの巻線の巻回数を増大させる
とともに効率的な巻線処理ができ、巻線の形状性を高め
ることができる。
図である。
ルピース部を示す断面図である。
す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 入力される電気信号に応じて発生させた
磁界によって振動板を振動させることにより、前記電気
信号を音響に変換する電磁音響変換器であって、ヨークと、 前記振動板との間にギャップを設けて前記ヨークの上面
に設けられたポールと、 このポールに巻回された巻線と、 この巻線の周囲面との間に隙間を設けて設置されたマグ
ネットと、 を備え、前記巻線の上面と前記振動板との間にギャップ
が形成され、前記巻線の上面の外縁は前記ポールの先端
部とほぼ同一平面であり、前記巻線の上面の内縁が外縁
高より低く、前記ポールの先端部の周囲面を露出させた
ことを特徴とする電磁音響変換器。 - 【請求項2】 前記巻線の巻回壁面は、前記ポールの先
端側の周面部を露出させるテーパ面を成す第1の壁面
と、前記ポールの先端面と同一又は近傍に設定されたフ
ラット面を成す第2の壁面とから構成したことを特徴と
する請求項1記載の電磁音響変換器。 - 【請求項3】 入力される電気信号に応じて発生させた
磁界によって振動板を振動させることにより、前記電気
信号を音響に変換する電磁音響変換器の巻線の巻回方法
であって、ヨークとヨークの上面に延出するポールとを含むポール
ピース部のヨーク側を保持部材により保持するととも
に、前記ポールの先端部側に成形部材を設置し、 この成形部材は、前記ポールの先端部が挿入される凹部
を備え、この凹部を中心に前記ヨーク側に突出するテー
パ面からなる第1の成形面と、前記ポールの先端面と同
一又は近傍に設定されたフラット面を成す第2の成形面
とを備え、 前記ポールピース部のヨークの内面と、前記成形部材の
前記第1の成形面及び前記第2の成形面との間で規制さ
れた空間内で、前記ポールの周面に巻き付けた線材によ
って巻線を形成する ことを特徴とする電磁音響変換器の
巻線の巻回方法。
Priority Applications (6)
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