磁石を使用する家電製品には、音響モジュール、モーターモジュール、磁気吸引モジュールの3つの主要モジュールがある。

1.音響モジュール

その名の通り、音響モジュールは一般的にラウドスピーカーとして知られる発音ユニットです。スピーカーの性能は音質に大きな影響を与えます。

通電された電線には磁界が発生します。交流オーディオ電流がスピーカーのコイル(つまりボイスコイル)を通過すると、ボイスコイルに対応する磁界が発生します。この磁界は、スピーカーのマグネットから発生する磁界と相互作用します。この力によって、ボイスコイルは、スピーカーに付属する永久磁石の磁界の中で、音声電流とともに振動します。スピーカーの振動板とボイスコイルはつながっています。スピーカーのボイスコイルと振動板が一緒に振動すると、周囲の空気が押されて振動し、スピーカーから音が出ます。これがホーンの原理です。

3Cコンシューマー・エレクトロニクスの磁石用途

異なる3C製品の音響モジュールに使用されるネオジム磁石の要件も異なります。

iPhoneのような携帯電話製品は使用頻度が高く、携帯電話の重量にも一定の要求があるため、軽量化という目的を達成するためには、小型で高性能(54SH)の電磁鋼板が必要となる
MacやiPadなどのパソコンでは、音質を考慮する必要がある反面、携帯電話よりも体積が大きく、より多くのスペースを使用できるため、体積が大きく形状が多いやや低性能(52SH)を使用することになる。多様化する電磁鋼板
ウオッチなどの時計製品は小型であり、ユーザーの要望は一般的に音が出ることで、音質への要求は高くない。そのため、低性能(50H)で小型のマグネットが使用されている。

3Cコンシューマー・エレクトロニクスの磁石用途

2.モーターモジュール:VCMボイスコイルモーターとリニア振動モーター

VCMボイスコイルモーターは、AF(オートフォーカス)カメラモジュールの重要な部分です。レンズを上下に動かしてニアフォーカスとファーフォーカスを切り替え、写真をより鮮明にすることができる。スピーカーの原理と同様に、磁性鋼はカメラモジュールに永久磁場を提供し、通電したコイルは磁場で力を受け、それによってレンズを前後に引きずります。レンズによって機能が異なり、内部の磁性鋼の形状や性能も全く異なる。

リニア振動モーターは、携帯電話製品の振動機能を実現するための主要な装置である。通電されたコイルに磁界(ネオジム・鉄・ボロン磁石から供給される)中でアンペア力を与え、モーターを駆動して振動させる。中でもLRA(Linear Resonance Actuator、線形共振アクチュエーター)は、スマートフォンで広く使われているモーターで、触覚効果によって触覚フィードバックを提供する。LRAの性能の良し悪しは、ユーザーの触覚体験に直接影響する。LRAは交流電流によって駆動される。交流電流は瞬間的に高電圧を発生させることができるため、モーターの始動と停止が非常に速く、振動はまるで手のように感じられる。交流電流の周波数を変えることで、様々な振動を実現し、携帯電話の様々な使用シーンにマッチします。モーターの種類によって、マグネットの形状や性能は全く異なります。

3Cコンシューマー・エレクトロニクスの磁石用途3Cコンシューマー・エレクトロニクスの磁石用途

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3.磁気モジュール

磁気吸引力は最も理解しやすい。磁石が強磁性体に引き寄せられる性質を利用することである。主に各種ワイヤレス充電吸着部品、携帯電話時計などの各種吸着部品に使用され、例えば、パソコン画面の開閉部、タブレット すべての支持体に磁石があり、吸着の役割を果たしています。これらの吸着部品は、最終製品によって形状や性能が異なり、実際のニーズに応じてカスタマイズすることができます。

3Cコンシューマー・エレクトロニクスの磁石用途3Cコンシューマー・エレクトロニクスの磁石用途

磁石のその他の用途

一般に磁石と呼ばれるものは、鉄、コバルト、ニッケルなどの原子から構成され、磁場を発生させることができる物質である。形状によって、四角形磁石、円柱磁石、円盤磁石、リング磁石、タイル磁石などに分けられ、性質によって、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石などに分けられ、磁気的な持続性によって、永久磁石と非永久磁石に分けられます。その中でも永久磁石は天然磁石とも呼ばれ、永久的な磁性を持ちますが、非永久磁石は特定の条件下でのみ磁性を示します。現在、磁石は工業、軍事、医療、天文などの分野で広く使われているので、以下に詳しく紹介する。

1. 磁石の応用 - 産業
従来の産業分野では、発電には発電機が使われ、送電には変圧器が使われ、テレビにはスピーカーが使われ、電気機械にはモーターや電話、ラジオが使われ、計器類にも磁性鋼が使われている。コイル構造もそうであるように、磁性材料なくして電化はありえない。

2.磁石の応用 - 軍事
通常の機雷や地雷は、目標に接触したときにしか爆発しないが、磁気センサーを追加すれば、目標(戦車や軍艦などの鋼鉄製物体に適している)に接触していない状態で磁場の変化を検知し、機雷や地雷の爆発を誘発することができ、致死率が大幅に向上する。

飛行中の航空機は敵のレーダーに探知されやすい。敵のレーダーの監視を回避するためには、レーダーが発する電磁波を吸収する特殊な磁性体(吸収体)の層を機体表面にコーティングすることで、機体表面で反射する電磁波はわずかな量になり、敵のレーダーはレーダーエコーを検知できず、機体を探知できないため、機体を見えなくすることができる。

3. 磁石の応用 - - 医療
医療分野における磁石の最も重要な応用は核磁気共鳴である。この核磁気共鳴イメージング技術を使えば、人体の異常組織を診断し、病気を診断することができる。また、磁場と人体の経絡との相互作用により、磁気治療も実現できる。現在、磁気治療枕、磁気治療ベルトなどの製品がある。

4.磁石の応用 - 天文学
天文学におけるオーロラは、実際には太陽風の粒子と地球の磁場との相互作用の結果である。太陽風とは、太陽から放出される高エネルギーの荷電粒子の流れを指す。それらが地球に到達すると、ちょうど電流を流した電線が磁場の中で強制的に動かされるように、地磁気と相互作用し、これらの粒子を北極と南極に向かって移動させ、集め、地球の高い高度にある薄いガスと衝突させ、その結果、ガス分子が励起されて発光する。

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