バリウムフェライト磁石を用いたスピーカ磁気回路

(1)

∪.D.C.る81.84.08る:る21.395.る23.7

バリウムフェライト磁石を用し､たスピーカ磁気回路

Magnetic

Circuit

for Speaker

_with

Barium

Ferrite

Magnet

見

二

_郎*

Tir∂Futami

内

容

梗

概

スピー∵ノブの特性のうらニトーンのピストン運動領域に二別ナる,出力音拝レベ′し,振幅ひずみ矧隼,過渡特性に

対してはその磁気1d路の空げき磁束緯度,磁極空げきの大きさが重要な量となる｡Ba.フェライト磁ホを用い

た軸対称,外磁石形磁気回路において,中心磁極の径と空げき長を-･克とし,磁石の州至,外径,高さを3要

内,3水準にとった｡空間をラプラス方程式,磁石内部を階段積分法を用いて数値計算し,空げき磁束密度に

対する3要因の設計式を求める過程を解説し,その計算結果を3元配置の組合せで示した｡

計算結果から磁石の厚さ3,6,9mmと内径1臥5,20,21･5￠の各組合せを基準にして外径を30,36,42￠と変

えたらどのような磁石の動作点になるかを図示し,各要因と水準に対する磁極空げき磁束密度月ヴ(ガウス)と

漏えい係数を一覧表にまとめた｡

これにより動作点を見ながらβ〝を7,000ガウスから12,000ガウスまで得る適当な磁石の形状が決定される

ことを示し,最後に実験計画の組合せを用いて数値計算をするとβ〝に関する設計式が得られることを示した｡

βダ=8,140＋382(A-6)-287(β-20)＋469(C-36)＋40(A-6)(C-36)(ガウス)

ここに

A:磁石の高さ3∼9mm,β‥

磁石の内径は5∼21･5￠,C:磁石の外径30∼46ゥろ

】.精

白

現在の永久磁石材料JIS-C2502は1954年制定されたものである

が,当時に比べて業界の技術的進歩が著しく,通産省の依託によf)

昨年12月マグネット工業会技術委員会がJIS政吉†原案をまとめた｡

それによれば2種乙(鋳造磁石異方性)と3種乙(Ba.フェライト磁

石異方性)とに重点がおかれたと判定できる｡磁石使用の大きな分

野であるスピーカにおいても逐次Ba.フェライト磁石使用の傾向が

見られる｡

鋳造磁石をり‖いた内磁石形スピーカ磁気もkJl路についてほ文献1に

て詳論してあるので,ここにほBa.フェライト政友石を用いた磁気回

路の磁界分布を数値計算することにより,解析する手段とその結果

の一例をもって磁石の使用状態を紹介する｡

2.スピーカ特性と磁気回路特性との関係

磁気桝路の特性は出力音圧レベル,振幅ひずみ特性,過渡特性に

関係し空げき磁束密度β(7とボイスコイルの体積ⅤⅤを入れる磁極

空げきの体積Ⅴりが問題である｡

2.1出力音庄レベル(2)

無限大バッフル内で振動する実効半梓〟Cmのスピーカが低音域

でスピーカの軸上dcmのノ如こ生ずるH力音什の絶対伯♪ほ

♪=一志J′昔109(七｡

ここに,

Er:スピーカに加Jっる電圧(Ⅴ)

ガリ:スピーカの電気的抵抗

Hl)

′′Jo:振動系の等価質量(g)

叫):振動系の共振角速度

￠0:振動系の等価的なQ

￠ノ.∴

_{振動系の機械舐抗によるり}

〝:空気の密度g/cll13

(1)式な書きかえると

♪=君J誓･妥〃∂αr

半

日立製作所横浜工場工博

--￡′`∂αr

..(1)

(2)

ここに,

_{βぴ:磁極坐げきの磁束密度(ガウス)}

ⅤⅤ:ボイスコイルの体積(cm3)

Py:ボイスコイルの密度(g/cm3)

げ:ボイスコイルの比抵抗(丘1/cm)

(2)式から出力を増すためには有効磁気エネルギーβ(′2Vrの伯

を大にすればよいことがわかる(〕ボイスコイルの体積Vrの磁極繋

げき中占有率cほボイスコイルの変形をある程度見込んで設計する

必要があるので,あまり大きな値をとることができない(C=0.1∼

0.2)｡

したがってβヴをあげることが有効である｡

2.2 _{振幅ひずみ特性(8)}

振幅ひずみの原因ほ主として駆動プJと支持部のステイフネスの非

直線性であるが,ここでは駆動力についてのみ着目すると,磁極空げ

き中の磁束密度の不均一性によりひずみが発生すると考えられる｡

簡単なためにボイスコイルが分布の中心に位置すると仮定すれば

スピーカのひずみほ第二,第三高調波が主であることから音旺に換

算したひずみほ,九より高い周波数でピストン運動領域における第

二,第三高調波をそれぞれβ2,β写とすれば

β2=塙志祭(′刀3%･‥

=(3)

〟｡=+竺土竺二し些し-(Jノー)2%

16ゐ椚02(〃4

哉ゐ

αトト

′--叫

に

ここ

_{磁束分布の平たん部の磁火密度}

磁束分布の平たん部の長さ

磁極空げき左右端の磁束密度減少率

ボイスコイルの長さ

ボイスコイルを流れる電流

(4)

タ〃0:スピーカの等価質量

となる｡(3)(4)式から磁束の分布としては左右の傾斜がなるべく

ゆるく,かつ平たん部の長いものがひずみが少ないことが才っかる｡

よた,分布が左右対称の場合は

βヱ=0…

βさ=

αβ0

8ゐ桝02α,4

‥(_5)

(J刀2 %

となり第二高調波は発生しない｡

-139-‥(6)

(2)

1150

_{昭和40年6月}

七_ 意

占

N

目

立

†5,000ノ _･5.000 N

丁￣

】

丁】￣￣丁

｢￣￣丁￣0

ll

L二

/ノrl

▼｢_J._

l

1-

巾+----,0001

言

F+:

l 事 Il

｢￣

二__￣_￣+

GH一

(!旦些

rb)

l

叶

乱

】l

J ー‥丁￣￣▼￣￣￣T￣【▼

1十

￣---1

-1-_l ----+----＋---_】

---ト

--･ト

十1---0.￣5

十￣￣

l

1__

坦-∼一宮

二+

ノ牧彬(0)′

給‡車重較主j

挺;′琵琶芸

内部

A■

_一軒■-I

章冴蛋紛:

(0)′′//:K M l

-れ-ト

2 l

!l

lL

▲￣￣†

+r

I U 一寸

iト十--l

】.t}

5▼0抑

11紬

(印00)

第1図

Ba.フェライト磁石スピーカ磁気回路

計算すべき磁気

回路の形状寸法

をあたえる

手囁1

空げきを基準

として適当な

網目hを与える

手順2

糾良3

蝿界に磁†詩二

を与･える

Il回 m担1 ユZ9=0をL｡iebmannの

加速遥二大近似式で解〈

F順4

各綱目の磁界の強き△Hを

△Hi=-grad￠.で求める

手順5

各網目のパーミアンス△P-を

△n=旦且一型旦些垂昼型

で求める

中一

△P‥h,-△P.,h2の誤差

Rl<α%

早川貞6

辛川貞7

/B【dS=0に対し

誤差Rz<α% yeS

階段積分法により磁石の

動作点を計算する

別貞8

使剛オ料のB-H特性と

昆くらペてf=二村する磁

位をあたえる

捲二大帽正境界値誤差

R3<α%

yeS

⊂≡垂直□

第2国

磁気回路計算の'′ローナヤート

2.3 過

渡

特

性(4〉

スピーカを単一共振回路として考えれほ,その過渡特性も比較的

簡単に電気回路と等価的に表現できる｡その減衰率ノヨは

β,.丘f

/3=---2(∽+一桝α)

ここで'

(7)

札∫=若芽蒙･昔･･‥(8)

評

論

_鶉47巻

_第6号

⊥"ふ

⊥-_←⊇且

㍗■■血

..■+ト...卜…..-㌣血 P.-u ■+■.1-㌣㌣ r㌣ .ト

[

←.也

■■′極/

ノ廠パ.

外′ノ

/ 心磁

庫

†鳩

〃有山 -仇 _+山

｢￣ナ

一-♭

一一｢P一斗 +

ヤ￣￣1二

｢一

_{千卜￣￣トナ世}

羊

-下山T室･卜･♭

+....山:

山■:.桓■

..㍗.■■.叫■.+ト.+｢

.+｢

十

上.+

r.■E.

第3搾1磁†二√6x42￠スピーカ外部の磁位分布

チ

心磁界

′孝

rイ･

外

磁

_也

/ 1 磁石

彩

/

1〆

:孝㌢

′//-//: //′

ノ÷二

.L朴 k】ゝL≠.州, _L, L】,. L 1 b 仙+ + 作,+. L +.】山 ++ ₊₊ + L.+.__ Ⅵ+■ 力L二.h屯1Lh l _l l l __血 l , +u

軌七_

l ___且__ l

←---十±且Ⅶ一 l

1,,l

L l

】

(

卜

イ∴′

.//一′…∴′心;シ三′ニプニ:ニニ′工′∠筑ユズ∴‡/ノ′∴′/′∴

第4図

磁石3×18.591(内径)内部の磁位分布

ただし,

_{凡ナ:ボイスコイルの抵抗}

(3)

ー140-′ノ係数二鴬一

兵空管の内部耗杭

州ノJトランスのインダクタンノ､

トランスの巻線比

となり,凡用言の大きいぼうが望ましい｡したがってムで過渡矧隼を

改善するためには磁束得度卑′を大にすることが最も有効な手段と

いえる｡これほ等価的00からも容易に推定される｡

￠｡=---一丁聖賢丁--一二丁㌃

_{(β甘ん)2･10}

β0＋ガ

すなわち

..(9)

ここi･こ,

_{7′,,王:振動系の機械的抵抗}

月:ボイスコイノLの電気抵抗

3.磁気回路の磁束分布計算(1J

磁極空げきの磁界分布の状況,空げき磁束密度βど′を知るために

ほ,磁気回路空間に対し境界の磁位を想定しスカラーポテンシャル

rの場としてLaplaceの方程式を解けばよい｡磁石内部の磁化に関

しては磁石を適当の区域に分け,等価平均磁化を考えて階段積分法

を用いて計算するとよい｡Ⅰ∋礼フェライト磁石を用いた磁気回路は

0.5mm -一一! ノ

_旦旦享年_

_号L狸

9,572 朋一丁 4一 ”r

｢/㌣梅林

/

第5凶

7.25fトーー‡---:7,746

Xo

】6,748

9.25【乙

_旦2竺旦

_2し野旦

9,744 1,001 1.020 1,052 1,068

七夕今夕

8,752

Z㍉畢

5,668

-∈∈∽.〇

‖什㍉他称

晰1r∵化してン+七

磁極空けき￣下端部の磁束緯度

第1衷

磁石厚さ3mlll州羊18.5ゥ与111m磁気l司路〝)

ヒ部磁極パ】ミアンス

】く二域点 ∬0 二rl ズ2 ∬3 ユー4 J5 ∫6 ∫7 ∬8 ∬9 rぶ-r.｡′=けr 10,000-8,411=1,589 10,000-8,863=l,137 10,000-9,099=901 10,000-9,242=758 10,000-9,338=667 10,000-9,409=591 10,000-9,413=587 】_0,000-9,507=493 10,000-9,546=454 10,000-9,195=805 ∬10 ∬11 ∬12 ∬13 ∬11 ∬15 ∬16 ズ1T ∬18 ∬19 ∬20 431 10,000-9,272=728 10,000-9,332=628 10,000-9,380=620 10,000-9,419=581 10,000-9,451=540 10,000-9,479=521 10,000-9,504=496 10,000-9.525=476 10,000-9,545=455 10,000-9,562=435 10,000-9,576=424

ゐ/2

mm カ=0.125 mm ゐ=0.125 mm ゐ=0.125 mm ゐ=0.125 0.964 0.833 0.741 0.703 0.649 0.575 1.048 0.956 仇859 0.803 0.787 0.750

ゐ=0.詣訂

0･718

ゐ=0.器㌢l

o･693

ゐ=0.詣㌢l

o･673

ゐ=0.B訂

0･653

ゐ=0.謁㌢l

o･636

ゐ=0.岩㌢l

o･622 P(J卜∬0-P(.γ2一∫1) P(J3-√2-P(∬4-J3) P(.r5一√い P(J6-J5) PりトJ6) クー.相-.r7〉 Pr∬9一∬8) P(JlO-∬9) P(∬1卜∬10J P(ぷ12-J11) P(∬13-J12J P(∬14-∬13) ア(∬15-ぷ14) P(∬18-∬15) P(正17-∬16〉 P(∬18-∬17) P(∬19-よ18) P(∬20一方19)

∑f㌔豆=16,397

乞三1

第l図のように軸対称の外磁石形である｡以下弟l図について弟2

図の計算フローチャートにしたがって行なった計算例を示す｡

3.1磁位分布の計算手順

境界の磁位は第l図において外磁瞳を10,000,中心磁板を0とお

き,磁石の内側BA,外側JKの磁位降下は10,000から0まで線形

に降下するとおいた｡磁極鉄心の飽和を考えなければこの仮定は実

川上支障はない｡もし精度を上げたければ手順8から手順2に磁性

体磁化に対応した磁位降下の修正磁位をあたえればよい｡

3,2

_{磁位分布の計算}

軸対称であるからLaplaceの方程式は(10)式となる｡

一芸㌃十謡-＋⊥･A=O

r

∂γ

数値計算式は(11)式となる｡

J王 r ｢/￣,Z)

l･･ウ〔

十∼〔

J才一-】

‥(10)

ふ壷トンニ10,000

x-∴.∴｡//+ぺ15//二t∴,Xl∴1,ノ′x2｡

如野訂

Xo

け二世曽J

:1_!--¶

L旦一上

早耳句ち

_{写呼〟了淫j旦準町世々狙旦粗野!幣旦!}

Ⅹ9:xl1.X13

X.5 -,ト1--トーー｢----し--+--一丁一-一十一一一⊥一一-1 I l l ●

第6図

磁気回路内部磁位分布の一部拡大図

-141-562

磁化

_9,576 _古壷 9,166､､￣ 8,748､￣＼イJ 8,333＼￣､､＼り￣,Z-ゐ) け＋/J,Z_)

■卜9つ;こヵ′)＋卦′∴こ,∠一

-P｡r_カ,ZJ)卜

･(11)

この計算結果の磁トト分仰の

_▲例な弟

3,4図に示す｡

3･3

_{空げき部の磁界分布}

たとえば弟4図で磁極竹ナきl勺柿の

磁位分布が求まったのでその磁界の威

さ,すなわち坐げき磁束緯度は〟=-grad∼クの関係から求められる｡

計算例は厚さ3mm,内径18.5mmの

磁石の場合である｡第5図にその計算

(4)

窮4蓑

_{磁石3×21.5ゥ∼×(30￠,36￠,42￠)の動作点の決定}

21,890 22,200 23,270 23,490 23,370 22,990 22,390 22,050 11.166 11.166 11.166 11.166 11.166 11.166 11,166 11.166 2,080 2,100 2,090 2,060 2,010 1,970 -8.173 -9.263 -1.179 十0.458 ＋1.120 ＋1.469 ＋仇775 6 3 6 2 ハU 2 f〉=49.23

第3衰

_{磁石3×20￠×(309i,36ゥ∼,42￠)の動作点の決定}

寸

法

▼′グネット

の高さ

ゐ=3mm スピーカ

内

径 rl=

20￠mm

外径 γ2= 30∼みmm 区

域

1 2 3 4 5 6 7

磁

束

￠ 10,960 11,090 11,530 11,630 11,580 11,450 11,220 11,090

断面街

A

磁束

密度

βm

…茸…≡≡

ヨ≡三≡≡:

Ⅴ豆= d‰Jm 区域パーミアこ/ス』β糀 -5,811 -6.763 -0.969 ＋0.314 十0.771 ＋1.071 ＋0.545 l′×』P ==』￠ー130 -442 -100 44 136 231 129 P=47.10

慧妻

重責

γ2=

42￠mm

16,890 17.100 17,820 18,010 17,890 17,660 17,270 17,040 21,750 22,060 23,140 23,410 23,350 23,060 22,510 22,180

許……l…菩

-6.611 -7.859 -1.258 ＋0.603 ＋0.866 ＋1.237 ＋0.667 3 1八丁ワ】 2 1 2

竺l竺

珊

=49.20 -8.23 -9.615 -1.491 ＋0.230 ＋0.910 ＋1.374 ＋0.763

10･713【2,0701p′=名器一=51･11

P=49.34 一 311 -1,080 -274 58 ＋ ₂₉₆ ＋ 546 十 331 f〉=50.95 870

､jI法

･′ケネソト

の試さ

/ヱ=3mm スピーカ l勺

往

rl= 21.5ゥらmlT】外経 r2= 30￠lmI¶ マグネット

の高さ

カ=3mm スピーカ【勺径 γ1=

21.対mm

外

径 r2=

36￠mm

lメニ

域

拉長

束

￠ 9,930 10,050 10,450 10,540 10,52() 10,410 10,210 10,100 16,290 16,480 17,170 17,350 17,260 17,060 16,710 16,500 磁束

何度

β,-と

喜…董董§】喜妻§…§ち

…:三……i;;;;:

3･428j2,940

磁石の長さ J7化

;;:r:::…5

Ⅴ七=

d〟-化んと

20.0

J粘

【5.854 -6.845 -1.041 ＋0.208 ＋仇703 ＋1.028 ＋0.550 =d￠ -117 -400 -95 26 109 194 114 rま×Jん d‰ん.. P=48.91

強要喜一…苦

-7.941-6.654 -1.330 ＋0.497 ＋0.866 ＋1.194 ＋0.672

6･548L2,520L

p′=一驚=51･23

P=51.15 釦 10 90 90 40 00

菱L董

21,570 21,880 22,930 23,200 23,170 22,910 22,300 21,980

……;≡……l≡;…喜…

10.224 10.224 10.224 10.224 1仇224 2,270 2,270 2,240 2,180 2,150 1,460 1,440 1,380 1,350 1,360 1,380 1,420 7106176別631638 417.5 -302 -1,052 277 30 263 616 320 870 2,600 4,250 5,870 7,500 9,150 10,000

第5表

_{磁石6×18.5￠×(30￠,36￠,42￠)の動作点の決定}

こj￣法区域磁

束

￠

断面前

A

磁束

密度

β椛

葦……≡葦L……重責…

4.381 4.381 l′i= d‰Jm

苧警ご三LvxdP

P豆×dゐ d仇J押上

ヨ……喜子

＋1.717 ＋ 2.224 ＋ 2.123 ＋ 0.961 550 900 320910 830 000 P=43.02

菱ち…

マグネット

の高さ

カ=6mm スピーカ lノっ往 7′lこ= 18.5￠mm

外

径

γ2= 42￠mm 22,320 22,890 22.790 22,310 21,570 20,660 20,】90

至ヨ………≡

ヨ……喜子

28,920 30,160 31,110 31,030 30,350 29,220 27,830 27,120

吾妻吾妻……1≡……宴…

-142-7190006(hU5一･l(‖09 95849392035n入U 1 2 3 415 5

】■】一

〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇■U P=45.51 1,238 954 87 677 1,132 1,387 712 P=46.07 93 55 00 50 11 96 00 920

(5)

第8末

磁訂9×18.5ゥix(ニう0ゥう,36れ42ゥち)〝￣)動作ノ∴ミの決〉i三

寸

法

てグネット

の高さ

カニ6Imm l ピーーカ

山

作れ=

2叫mm

外

径 γ2= 30￠mm ー√グネット

の高さ

/7=6mm スピーカ

山

行

γl=

2叫mlⅥ

外

行 γ2= 36￠mm てグネット

萄

l丈城 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 71 12,310 12,820 13,150 13,130 】2,930 12,610 12,200 11,970 20,130 21,000 21,630 21,630 21,280 20,740 20,020 19,590 27,800 29,050 30,070 30,120 29,630 28,760 27,620 26,970

磁束

密度

βm

苦言至言…

要害萱享プ要言≡享

享三重…董…!喜妻享……

;:二;;;書…:;…:

10.713!2,520

葦ほデ

軍

単二

第7未

磁石6×21.対×(3(対,36￠,42￠)

l′′ナこJP =J小 -504 -335 21 199

￠i.×Jん

些払

V` 1,050 2,720 4,n90 5,490 318.7,04け

_出買

P=44.33 2 9 .4 4 3 5 P=46.82 73 00 P=47.38

の動作点の決定

､J▲淡てグ▲トソト

〝〕高さ

ん=6mm ノ､ピーーカ l勺育子 γ1= 21.5わmm

外

繹 ,′2=

30巾11†n

-,′ダ￣トソト

ク)高さ

力=6mlT】ス _ピーカ

憩

区域磁

束

￠ 10,830 11.330 11,680 11,690 11,550 11,290 】0,960

断巾す杭

ノ4

磁束

何度

β,化

三三董喜…F宣…董喜§き

ぎ…………j

竺L竺苧岳‡_ヲ･二?0戸

20,190 19,720 19,100 18,720

喜喜喜重宝∃…妻…書萱

320■仇1 360:0.1

43()!0.1

520 仇05

………一語壬￣享

………r…‡‡

J

770;0･05

P/=-マグネットの点さカ=6mm スピーカ

ノう径

γ1=

21.対mm

外

径 γ2= 42ゥImm 26,790 28,030 29,080 29,200 28,S20 28,040 27,030 26,420

董…妻董…妻戸書…妻妾三

2,540 2,580

…ヨ…三三

1,…;:｢::こ5

Ⅴェ= +〟ナ”ノウ花 28.0

!q,ヱ与P

239.0 52.5 区域ノミーーミフ'ソ′二1 +Jつ′ルー17.959 -4.885 -0.144 -1-1.057 ＋1.497 十1.564 ト 0.875 =45.00 ー21.57f5 - 5.946 - 0.316 十1.160

二;:;…;j

＋ 0.987㌻ l′×+P =J￠ -503 -342 -15 142 255 333 209 riXJゐ

些らム土!

r l,170 2,9:う∩ 4,27(1 5,6】(I 7,110 8,910 10,OnO f}=45.21

⊇二…;…】

53 261 469 615 388 1,020 2,750 4,240 5,720 7,290 9,020 10,000 f)=47.70

昔董喜

80 40 60 40 60 00

寸

法

マグネット

の高さ

/J=9mnl スピーー _カ

l勺経

れ=

18.5￠mm

外

径 γ2= 30(∂mm ￣7グネット

の高1写

/∼=29mm

≡l磁ゆ東

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

慧才童

10 てケネソト

の高さ

ゐ=9mm スピーカ lノ+得れ=

18.5￠mm

外

行

γ2弓榊mlニ)

14,520 14,970 15,360 15,420 15,320 15,110 14,790 14,370 13,850 13,290 13,060 23,220 23,980 24,740 24,940 24,750 24,390 23,850 23,110 22,220 21,260 20,840 32,330 33,460 34,650 34,940 34,760 34,260 33,480 32,420 31,140 29,72()

断赫積

ノ1

磁束

密度

β耽

委ヨ享葦

姜ヨ享葦

磁石の長与 J川

許

l′l￣ J打,7上J?r′ 区域･ニノ / +乃7と一22.176 -7.863 -0.854 ＋l.101 十1.233 十 2.188 ＋ 2.378 十 2.372 十 2.036 ＋ 0.773 ー444 -393 【62 102 213 313 421 522 558 237 ゞ宮入+/z J‰んよレ P=42.03

許

享姜三ヨ

30 00 70 70 30 00 90 70 川 00 6 7 5 3 2 2 2 5 1 爪U 1 2 3 4 5 6 7 9 (U P=43.58

妻……享≡…1………

11.166 11.166 11.166 11.1(ミ6 2,790 2,660

1常

P′= 63乳0

些_些

草書享

＋ 2.229 十 2.510 十 2.578 一卜2.401 ＋1.012 =45.58 781 1,055 1,285 1,411 646 P=45.51 620 1,720 2,660 3,570 4,49() 5,49(I 6,590 7,810 9,210 10,000

緋果をホす｡yi〝線が空げきの中央部でボイスコイルの｢トbがくる

仕損二であるrl数仙ほF￣-1祝を便なFっしめるたが)二､ド等磁朴11;分を10,000

ガウスと我準化してある｡これによf)磁界分伽〝)傾斜々明確に加Zj

ことができ振幅ひずム♂)検討が而柑巨である｡

3.4 _{パーミアンスタの計算}

計笥:方法の一例として磁{i厚さ3mlll,ト朋子18.51T】mの場介の外

磁極かドJ･こトL磁挿に対するパーミ7ソス不二第d図iこより計笥二して

′九る｢)

パーミアンスの計算式(･上(1_2)ユ℃となる｡

+Jl′=ヰー虹=一旦唾∼･｢り

×トく域末耐朽

灯り

r■り

ここに,d(ノ｢･りほ区域∬りにおける漏えい磁如

灯りはぎノ点における磁位

第る図に二机､て磁梅空げき付近ほ鮎位降1､■がノ○しゅんであるか

ら,それに対応して網目も小さくする｡すなわち磁梼端∬-,点から

0.5mmぐらいまで∬Rの点まで網Hは0.0625mmとし,∬｡から∬2-,

までは網目/‡=0.125mm

_{として磁仕分布を計等した｡こjtより各}

徴′川東域に分けて終部のパーミ7ソスを(12)式により求めれば第1

表のようになる｡

(6)

帆143---1154

_{耶和4∩咋6月}

R

_＼/.

評

論

第47

巻

第G弓･

第9表

_{磁石9×20￠×(30￠,36￠,42￠)の動作点の決定}

l法

区域

登ゝを

13,040 13,460 13,790 13,850 13,790 13,630 13,400 13,090 12,700 12,290 12,090

断面積

A

磁束

密聴

β丁稚磁石の艮､二子 J万∼ Ⅴ才= J〟刊J刑区域バーミ 7■ソス J凸′と l′×dP =d￠ ?毛×Jゐ

些拠

l′

きヨき琵

390 290 210 200 210 250 310 380 470 570 加 29 57 62 53 33 13 糾 11 98 A-3 1 2 3 3 A一 l 一一 Ⅷ 730 480 200 950 紺 950 300 980 009

P′=普=43･19

P=岨12 てグ￣Iソト

の高さ

カニ9mm スl二'- カ

内

径 γl=

2叫mm

外

径

γ2=

3印mm

ー′グネット

の高さ

ゐ=9mm スピーカ内径 γ1=

2坤mm

外

径

γ2=

40￠mm

1 2 3 4 5 6 7 8 8 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 21,820 22,560 23,230 23,420 23,300 23,030 22,610 22,040 21,340 20,580 20,210 31,070 32,180 33,250 33,530 33,440 33,070 32,460 31,630 30,620 29,480 28,940

をヨき葦

…‡………』…≡≡

508011121詣15940199如拙502935735066416詑454 56 m 36 72 00 伽 70 00 80 50 50 10 00 00 丘U 7 6 5 3 3 AT 7 1 0

ク′=一驚諾-=44･52

ア=仏67

………萱弓……享≡

董董§⊆§…圭5

2.000 川00 1,200 800 400 0

Hrしエル_1テ･ノド1

17 00 71 8 np 1 2 一一一＋ 0.405 ＋1.304 ＋1.761 ＋ 2.009 ＋ 2.085 1,014 1,139 538 P=46.60 40 00 40 80 20 10 00 00 別 00

第7囲

磁石3×

18.5￠×(30￠,

36￠,42￠)動作

範囲

第10蓑

磁石9×21.5￠×(30￠,36￠,42￠)

動作点の決定

J法

Ⅸ 域

}′ゲートソト13

′∼三軍L三

,七￣径￣〃

れ=

21.対mm

】;

タ′2芸0￠≡ml三

てクニーヅ

の高さ

カ=9mI11 磁束￠断面荷 A 磁束

帝度

β恥磁石の長さん乙 γ豆= d‰J仇区域バーミ 7■一/ス df㌔↓ Ⅴ×』P =』￠ γ豆×Jゐ d‰Jm l′

;二:;…岳;;;:-…;:

12,180 12,110 12,110 11,870 11,640 11,350 11,030 10,860 3.438 3.438 0 ∧U (U 爪U ハU O JT 2 9 5 8 0 0.05 0.1 仇1 0.1 仇1 仇1 0.1 0.1 仇1 0.05 18.0 53白UlqUOOO3370331459 2416182川2122153184222別 730 450 210 020 紬 020 350 000 ㈹ =43,63 fl=43.82

1120,570

⊆…弓………;

外径 r2=

36￠mm

8 9 10 2l,760 21,570 21,290 20,840 20,300 19,670 19,340

賢ヨ要望

570【0.05 460 380 380 390 420 460 520 600 690 0.1 0.1 0.1 0.1 仇1 0.1 0.1 00 50 50 和 00 50 和 90 00

i2￠mm】9

10 マグネットの高さゐ=9mm スピーカ 1人】径 γ1=

21.対mm

外

径 r2= 32,020 31,890

31,630!10.22413,090

31,220 30,540 29,710 28,720 28,170 3,050 2,990 2,910 770 670 580 570 580 610 640 700 780 38.5

67郡部郡部郡部鮮那避許

議

著≡

=47.35 ア=47.30 2,000 1.600 1,200 800 400 ‖｢/ェ′+てテリト

ー144-ドr∴七しエ 77 75 71 幽 71 78 96 27 00

第8図

磁石3×

20￠×(30申,

36￠,42￠)動作

範蹄

(7)

バリ

_ウ

ムフェ

ラ

イト

磁石を用いたス

ピ

ー

カ

磁気回路

不慮有高さ3ロIrn

内径21.5rnロl

やむ

l

･ホ㌧♂■

ヽ

て

-ゝ

一-､ト替一

′′ し寸

＼＼＼＼

＼

/

＼＼

＼

＼＼

札＼

乱

l 1､600 1,200 ₈₀₀ ₄₀₀ 1】･.1･■弓て′†■1 r r卜 L■] 4.仰0 3.500 nU ハU n‖U nU ∧‖V 5()0

祈9卜亘1†泣=J3､･`r21.5く′･■;Y(ニー叫,3叫,山42tこ`1､)和一′F:範囲

帖￣r†冶iさ61nm

I勺作1臥5少‖m

､ホ＼..んしヾ丹■■乃

在､1

ノゆ吋

＼.

が

＼

ヽ

＼

1l

＼

＼ヽ＼＼

＼＼＼

＼＼＼､＼

" ＼

＼＼

＼

＼＼＼＼

1､

＼

_￣1

≠＼

＼＼

￣さ､¶

＼

､㌔

＼

J

＼

製＼

J

_馳

J

Y 4,000 3,500 3,000 l,000 500 2,000 1.600 1,200 800 400 0 ‖(lエ/してテ/rJ

筍1〔)阿

_{磁ホ6×18.5っろ×(3(対,36ゥ1,42ゥり動作範囲}

このようにして各磁柏咋げき閃と終磁￣f了F域の漏えいパーミアン

スかンiさめ-こ-riき次単一ハように僻段枯ケ上目こに上り鮎￣riの軌作J暮､く1㌔二･滋

.＼7)る√､

4･Bq･フェライト磁石を用いた磁気回路の計算

磁気回路計皆の矧大lほ磁了イの惇さ,｢J祥,外径の三つである｡い

まf滋石のl勺行を18･5,20,21･5ゥ1,外径を30,36,42ヶ),高さを3,6,9

1-1nlに変えて計算する｡中心磁梅な13.5m叫i一定とし,外磁極の

厚さを3mnl,空げき長む0.5111mとする｡これらの糾合せは27通

りとなる｡

f遥f】■高さ6m-1l

内繕20如m l ＼硬､毎弘也`

､ホ阜･

も

少や

ぎ

l

ー￣￣＼

1 ＼

/

＼≠ ≠

≠＼

＼確1

斗 1

＼ll

馳

4.0()0 3,500 3.0()0 2,500 P ･い 2,000＼ノ式 1,500 l,000 500 2,0仙 1,600 _l.200 _別)0 400 け▼ 11トT′しソ､トノ】J

第11L窒l磁日61イ2∩￠※(3(対,36￠,42ゥち)動r｢;範囲

斤i乙.下葛き6mnl

r叫羊21.5￠■¶n-

･′七ゝ♂､

やむ′

ふむ

跡勾

▲/

ユ

l

"

_･1

＼ "

l

≠

1 ＼

h

≠ ≠

≠≠l

≠

＼馬

も＼

ll

馳

4,000 3,50q 3,000 2.500/-ト′ t､イ､ 2-000

_忘

1.500 1.000 500 0

1155

2,000 1,600 1,200 800 400 0

‖c(エルフ､テッド)

第12国

磁れ6×21.5￠×(30￠,36ヴ;,42￠)動作範囲

ん1階段積分法による動作点の決定

JIS改訂案の特性より,スピーカ磁石用としてはBr:3,760ガウ

ス,Hc:1.680エルステッド,BxH:3.07×106程度が実用上標準

と考えられる｡第3章3.4の手段により求められた漏えいパーミア

ンスを用い要因3,水準3の組合せ磁気回路の計筍結果を舞2･∼10

表に示す｡表の区域は磁石を等分に分割したもので底面よi)の番号

である｡

区域パーミアンス』凡王の数字に(-)符号のある区域は磁束の流

入するl東城であることを示している｡

舞2､10表によF)磁石減磁曲線上に動作点の範囲(各区域で磁束

(8)

…145-1156

_{昭和40年6月}

_日

_立

_評

_論

_第4･7巻

第6号

磁イf高さ恥Im

内径18.5￠mnl

l

､ホ串

恥辱

リ辞■■

やむ

悼む

＼

て+

l

l l

し_

＼＼ l

l

l l l

l

＼＼

＼l

＼

､＼

l

＼＼ l

l

ヽ

､＼

ヽl

＼＼l

＼l

" ＼l

＼1＼l

'＼人

いl

＼

叱Il

覗

4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,0(10 500 0 2,()00 1,600 1,200 800 400 0 1l(〔ェ凡てテ/lJ

第13[村

_{磁イ｢9×18.5ゥ;×(30￠,36￠,42ヴり動作範開}

第11末

Ba.フェライト磁れスピーカの磁気回路計貸結果

磁什十日三ぐm111)

両石京市

5m

月刀,l

Sダ 18.5 0 2 21.5 5 只り 0 2 ーLJ 2 5 8 5 2〇一 2 30 36 42 3036 42一30 36 42 30 36 42一303642一303642 303642一30 36 42一30 36 42 3.44 6.55 10.22 1.37 1.37 1.37 ガタ 5,300 7,430 9,080 4,770 7,000 8,830 仇58 0.55 0.53 仇56 0.53 仇52 P 45.83 47.63 49.23 49.10 49.34 50.95

杓

27.72 27.72 27.72 27.71 27.71 27.71 3,070 2,650 2,270 1.37 1.37 1.37 4,190 6,540 8,450 0.54 0.52 0.50 48.91 51.15 52.75 27.71 27.71 27.71 4.38 7.49 11.17 3.93 7.04 10.71 3.44 6.55 10.22 4.38 7.49 11.17 3.93 7.04 10.71 3.44 6.55 10.22 3,130√1.37 2,860 3,520 3,330 3,130 3,538 3,330 3,130 3,550 3,340 3,130 1.37 1.37 1.37 1.37 1.37 1.37 1.37 6,060 8,990 11,920 5,480 8,490 11,540 4,800 7,910 11,040 6,280 9,690 12,950 5,680 9,160 12,580 仇57 0.54 仇52 0.57 0.54 0.52 0.56 0.52 0.52 0.56 0.53 0.51 0.56 0.54 0.51 43.02 45.51 46.07 44.33 46.82 47.38

⊆45･21

岳三…:芸3

42.03 43.58 45.51 43.12 44.67 46.60 1.37 1.37 1.37 5,000 8,600 12,010 0.56 0.54 0.51 43.82 45.37 47.30 27.68 27.68 27.68 27.71 27.71 27.71 27.56 27.56 27.56 27.70 27.70 27.70 27.67 27.67 27.67 27.56 27.56 27.56

帖巧`5州,5す:磁石,三栄げきの断面宥icmZ

且′1,βグ:磁石,ツたげきの磁束密度か〉ス

け:利用率有効空げきβ真如/全磁束

P:磁拝聞仝パ【ミ7ンス

乃/:有効空げきパーー

ノ'ンフ･

照度が違うため)を求めると第7∼13図となる｡

これにより磁石の厚さと磁石の直径により動作点がどのように変

わるかがよくわかる｡β-′を小心とした計竿結果の総まとめを第11

表に示す｡

イi立†f由さ9m【n

内径20如m

ー､卜＼

勺＼辞､

_少々

ゆキ

￠勾

＼

＼ l

1

l l 1 ＼＼

＼

＼＼l

＼l

＼＼.

＼＼l

＼

＼ll

＼＼＼､

＼

l

＼

＼＼

J

､＼

＼

l

J

､＼＼

＼1

J

＼

1＼l

､Ⅶ

ド亡ノ七■ L℃ 4,00(〉 3,500 ▲爪U <U <‖リ 3 1,000 500 0 2,000 1.600 1,200 800 400 0 肘(ユノし7､テ･リ【■

筍14阿

磁れ9×20￠×(30ヴ1,36￠,42￠)動作範閃

帖イr出さ9T■l川

l勺子≠21.5￠l-■【n

l

七)､避

ゆ

丸々

､ホ

跡む

l

＼

＼ l

l

l 【＼

_＼

l

= ＼l

＼ l

＼

＼l

＼

＼.

＼､l

＼＼

l

l ＼

＼

＼＼＼

l

＼＼

l

/

＼＼

l

＼

＼l＼

ll

､.Y＼l

ll

＼

札l

l

胤l

､Ⅷ

Y 4,000 3.500 3月00 2,500 Tイ t 2,000 {､立 1,500 1.000 500 0 2,000 1,600 1,200 800 400 0 IIc†ェル乙テノト)

第15図

磁石9×21.5￠×(30￠,36ゥ∼,42ゥり動rF範圃

4.2 結果の検討

この数値計算は3要因,3水準で27偶の組合せであるから三元配

揖の形で分析できる｡また各変数の関係式も求めることができる｡

要内分析続果を第12表に示す｡この裏は空げき磁束密度を増す

要田としてほ磁石外径を増すことが一番効果があることを示して

いる｡

この分析結果からβヴを得る各変数の関係式を求めると(13)式と

なる｡

βf′=8,140＋382(A-6)-287(β-20)＋469(C-36)＋4()

(A-6)(C-36)ガウス….

ー146-(13)

(9)

バリ

_ウ

ム _フェ

ラ

イト磁石を用いたス

ピ

ー

カ磁克凹路

1157

第12表

磁石寸法の空げき磁束密度に関する要因分析表

要

因

】

SS

lf

_mS I F

_{寄与率(%〕}

A

高さ

B

l勺径

C

外径

交

互

作

用

一次

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二次

一次

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