JP2002186094A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音圧特性の低下を抑制すると共に、コイルを
構成する導線の傷付きを防いで信頼性、耐久性の低下を
抑制することが可能な電気音響変換器を提供すること。 【解決手段】 ポールピース３１は、鉄心３２とベース
３３とを有する。ボビン部２４は、鉄心３２の外周を囲
むように下側ケース２１からケース１の内部空間に向け
て延びて形成されており、鉄心３２の周方向に複数分割
されている。ボビン部２４は、基部２６と延出部２７と
からなる。ポールピース３１は、ベース３３の穴部３５
にボビン部２４を挿通して鉄心３２の外周にボビン部２
４を位置させた状態で、下側ケース２１に嵌め込まれて
載置される。コイル４１は、ボビン部２４の延出部２７
に導線４２が巻回されることにより構成される。ボビン
部２４（延出部２７）が鉄心３２の周方向に複数に分割
されているので、分割された延出部２７間の位置におい
ては、導線４２が直線的に巻回される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を音響に
変換する電気音響変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電気音響変換器として、たとえ
ば特開平８−６５５８号公報に開示されたようなものが
知られている。この特開平８−６５５８号公報に開示さ
れた電気音響変換器は、ケースを備えており、このケー
スの内部には、ベースと鉄心が一体固定されたポールピ
ースが実装されている。鉄心の外周側にはコイルが配置
されている。また、このコイルの外周側には間隔を存し
てマグネットが配置されている。コイルは、導線を鉄心
に直接巻回する、あるいは、導線を空芯状に巻回したも
のを鉄心に装着することにより、鉄心の外周側に配置さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような構成の電気音響変換器においては、以下のよう
な問題点を有していることが判明した。導線を鉄心に直
接巻回する場合、金属である鉄心により導線（絶縁層）
が傷付けられる惧れがある。また、導線を空芯状に巻回
したものを鉄心に装着する場合においても、導線と鉄心
とが擦れて、導線（絶縁層）が傷付けられる惧れがあ
る。このように、導線（絶縁層）が傷付くと、鉄心と接
触してショートが起こることになり、電気音響変換器の
信頼性、耐久性を低下させる要因となる。

【０００４】上述した導線の傷付き等の問題を解消する
ために、導線を巻回するボビン部を鉄心の外側に設ける
という構成が考えられる。しかしながら、ボビン部を設
けた場合、電気音響変換器の背面空間の容積が小さくな
ってしまい、音圧特性、特に低音域での音圧特性を低下
させることになる。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、音圧特性の低下を抑制すると共に、コイルを構成す
る導線の傷付きを防いで信頼性、耐久性の低下を抑制す
ることが可能な電気音響変換器を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電気音響変
換器は、鉄心とベースとを有するポールピースと、鉄心
の外周を囲むように配置されたボビン部と、ボビン部に
導線が巻回されることにより構成されるコイルと、コイ
ルの外周側に配置されたマグネットと、を備え、ボビン
部は、鉄心の周方向に複数分割されていることを特徴と
している。

【０００７】本発明に係る電気音響変換器では、ボビン
部に導線が巻回されることによりコイルが構成されるの
で、導線を巻回する際に導線（被覆層）が傷付くのを防
ぐことができる。これにより、鉄心と傷付いた導線（コ
イル）とが接触してショートが起こるようなことはな
い。この結果、電気音響変換器の信頼性、耐久性の低下
を抑制することができる。

【０００８】また、本発明に係る電気音響変換器では、
ボビン部が鉄心の周方向に複数分割されているので、鉄
心の周方向に見てボビン部が間欠的に配設されることに
なり、ボビン部の容積を小さくすることができる。これ
により、電気音響変換器の背面空間の容積が小さくなる
のを可能な限り抑制して、音圧特性の低下を抑制するこ
とができる。

【０００９】また、上側ケースと、導線の端部が電気的
に接続されるコイル側端子部が設けられた下側ケースと
からなるケースを更に備え、ボビン部は、下側ケースに
一体に形成されていることが好ましい。このように、上
側ケースと、導線の端部が電気的に接続されるコイル側
端子部が設けられた下側ケースとからなるケースを更に
備え、ボビン部が下側ケースに一体に形成されることに
より、ボビン部が下側ケースと一体に形成されるので、
導線を巻回するための別部品が新たに増えるようなこと
はない。これにより、部品新設によるコストアップや工
程増を伴うことなくボビン部を設けることができ、導線
（被覆層）の傷付きを防ぎ得る構成を簡易且つ低コスト
で実現することができる。

【００１０】また、ボビン部は、鉄心の外周を囲むよう
に下側ケースから延びて形成されており、ボビン部によ
り、鉄心が挟持されることが好ましい。このように、ボ
ビン部が鉄心の外周を囲むように下側ケースから延びて
形成され、ボビン部により鉄心が挟持されることによ
り、ポールピースが下側ケースから外れるのを防ぐこと
ができる。

【００１１】また、ベースは、下側ケースに載置され、
ボビン部が挿通するための穴部を有していることが好ま
しい。このように、ベースが、下側ケースに載置されて
おり、ボビン部が挿通するための穴部を有することによ
り、ベースをボビン部と干渉することなく下側ケースに
容易に載置し得る構成を極めて簡易に実現することがで
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による電気音響変換器の好適な実施形態について詳細に
説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同
一の符号を付しており、重複する説明は省略する。

【００１３】図１は、本発明の実施形態に係る電気音響
変換器の全体の外観を示す斜視図であり、図２は、同じ
く電気音響変換器を示す断面図であり、図３は、同じく
電気音響変換器の構成を示す分解斜視図である。

【００１４】電気音響変換器Ｔは、図１〜図３に示され
るように、熱可塑性樹脂からなるケース１を有してい
る。ケース１は上側ケース１１と下側ケース２１とを含
んでおり、上側ケース１１と下側ケース２１とは、超音
波溶着技術を用いることにより互いに接合、固定され
る。上側ケース１１は下面側が開口した略箱形状を呈し
ている。上側ケース１１の上面部には放音口１２が形成
されており、この放音口１２に連続して放音筒１３が設
けられている。上側ケース１１には、超音波溶着機を当
接させるための段部１４が形成されている。上側ケース
１１と下側ケース２１とで画成される内部空間には、ポ
ールピース３１、コイル４１、マグネット５１、共鳴板
６１等が収容されている。

【００１５】ポールピース３１は、下側ケース２１上に
載置されている。このポールピース３１は、図４及び図
５に示されるように、略円柱形状の鉄心３２と、金属材
料（たとえば、パーマロイ等）からなるベース３３とを
有している。鉄心３２は、ベース３３の中心位置にかし
められて一体固定されている。ベース３３の縁部の所定
位置には、切り欠き部３４が形成されている。また、ベ
ース３３の鉄心３２が固定される部分の周囲には、後述
するボビン部２４を挿通するための穴部３５が複数（本
実施形態においては、３箇所）形成されている。本実施
形態においては、ベース３３の厚さは、０．６ｍｍ程度
に設定されている。また、ベース３３上面からの鉄心３
２の頂部までの長さ（鉄心３２の高さ）は、３．８ｍｍ
程度に設定されている。

【００１６】下側ケース２１の上面部には、図６及び図
７に示されるように、ポールピース３１の載置位置を規
定するための壁部２２と、ベース３３の切り欠き部３４
と係合可能な突部２３と、コイル４１を構成するための
ボビン部２４とが一体に形成されている。壁部２２に
は、上側ケース１１に形成された突部１５と係合可能な
突部２５が形成されており、これらの突部１５，２５同
士が係合することにより、上側ケース１１と下側ケース
２１との位置決めが成されることになる。壁部２２及び
突部２３の高さは、ベース３３の厚さよりも大きい値に
設定されている。本実施形態においては、壁部２２の高
さは、１．２ｍｍ程度に設定されており、突部２３の高
さは、０．８ｍｍ程度に設定されている。

【００１７】ボビン部２４は、鉄心３２の外周を囲むよ
うに下側ケース２１の上面部からケース１の内部空間に
向けて延びて形成されており、鉄心３２の周方向に複数
（本実施形態においては、３体）に分割されている。ボ
ビン部２４は、基部２６と延出部２７とからなり、基部
２６の高さは、ベース３３の厚さよりも大きい値（本実
施形態においては、０．８５ｍｍ程度）に設定されてい
る。延出部２７の長さは、下側ケース２１にポールピー
ス３１を載置した状態で、鉄心３２の頂部側が延出部２
７の端部から突出するような値（本実施形態において
は、２．９５ｍｍ程度）に設定されている。また、ボビ
ン部２４（基部２６）の内径は、鉄心３２の外径と略同
等の値（本実施形態においては、２．２ｍｍ程度）に設
定されている。

【００１８】基部２６の鉄心３２側の面は、鉄心３２の
外周に沿うように湾曲している。延出部２７の鉄心３２
側の面及びその裏面（導線４２が巻回される側の面）
も、鉄心３２の外周に沿うように湾曲している。基部２
６の断面積は、延出部２７のものよりも大きい値に設定
されている。これにより、ボビン部２４の機械的な強度
が確保でき、下側ケース２１からボビン部２４が取れて
しまうのを防ぐことが可能となる。

【００１９】ポールピース３１（ベース３３）は、ベー
ス３３の穴部３５にボビン部２４（延出部２７）を挿通
して鉄心３２の外周にボビン部２４（延出部２７）を位
置させた状態で、下側ケース２１の上方から押圧される
ことにより、下側ケース２１に嵌め込まれ、載置され
る。このとき、ベース３３の切り欠き部３４と下側ケー
ス２１の突部２３とが係合することにより、下側ケース
２１に対するポールピース３１の位置決めがなされる。
ポールピース３１が下側ケース２１に嵌め込まれた状態
では、ボビン部２４（基部２６）の内径が鉄心３２の外
径と略同等の値に設定されているので、鉄心３２がボビ
ン部２４により挟持されることになる。この結果、ポー
ルピース３１が下側ケース２１から容易に外れることは
ない。

【００２０】コイル４１は、図８及び図９にも示される
ように、ボビン部２４の延出部２７に導線４２が巻回さ
れることにより構成され、基部２６上に配設されること
になる。本実施形態においては、導線４２として線径が
６０μｍ程度の銅線を用いており、この銅線の外周には
絶縁層が設けられている。コイル高さは、延出部２７の
長さ以下の値（本実施形態においては、２．９ｍｍ程
度）とされている。

【００２１】ここで、基部２６の高さがベース３３の厚
さよりも大きい値に設定されていることから、コイル４
１とベース３３（ポールピース３１）とが当接するよう
なことはない。また、ボビン部２４（延出部２７）が鉄
心３２の周方向に複数に分割されているので、鉄心３２
の周方向に見てボビン部２４（延出部２７）が間欠的に
配置されることになる。このため、導線４２をボビン部
２４（延出部２７）に巻回する場合、分割された延出部
２７間の位置においては、導線４２が直線的に巻回され
ることになる。

【００２２】下側ケース２１には、コイル４１側端子部
としてのリード端子２８，２９が、いわゆる「インサー
ト成形法」によって、一体化された状態で設けられてい
る。コイル４１を構成する導線４２の端部は、図８及び
図９に示されるように、下側ケース２１に形成された突
部２３上を通して壁部２２に形成された切り欠き部３０
からリード端子２８，２９のランド部２８ａ，２９ａ上
に引き出され、この状態でランド部２８ａ，２９ａにハ
ンダ付けされる。なお、壁部２２に形成された切り欠き
部３０は、シリコーン材（図示せず）によりシールされ
る。

【００２３】再び、図２及び図３を参照する。マグネッ
ト５１は、環状のプラスチックマグネットからなり、コ
イル４１の外周側にコイル４１との間に所定の間隙を存
した状態で配置されている。マグネット５１は、ポール
ピース３１のベース３３に当接して載置されており、下
側ケース２１の壁部２２に当接することによりその載置
位置が規制される。

【００２４】マグネット５１には、段部５２が形成され
ており、この段部１４には、共鳴板６１（振動板、又は
弾性板ともいう）が載置されている。本実施形態におい
ては、マグネット５１が共鳴板６１を支持する支持部材
としても機能する。共鳴板６１の中央部には、付加質量
としての磁片６２が備えられている。共鳴板６１は、マ
グネット５１の静磁界の作用により吸引状態にあり、マ
グネット５１側に引き付けられて固定状態となる。な
お、共鳴板６１の上方への移動は、上側ケース１１の段
部１４により規制されている。

【００２５】共鳴板６１の背面側には背面空間Ａが形成
される。また、共鳴板６１の上面側には、上側ケース１
１を以って包囲された共鳴空間Ｂが形成される。この共
鳴空間Ｂは、上側ケース１１に形成された放音筒１３、
すなわち放音口１２を介して外気に開放されている。

【００２６】次に、上述したように構成された電気音響
変換器Ｔの動作について説明する。電気音響変換器Ｔに
おいては、ベース３３、鉄心３２、共鳴板６１及びマグ
ネット５１が磁気回路を形成し、マグネット５１による
静磁界が共鳴板６１に作用し、着磁した共鳴板６１が鉄
心３２側に引き付けられている。マグネット５１は、共
鳴板６１に対してバイアス磁界として作用している。

【００２７】このような静磁界が成す一方向の磁界に対
し、リード端子２８，２９間に交流やパルス等の電気信
号が加えられると、その信号電流がコイル４１に流れ、
鉄心３２には電気信号に応じた振動磁界が発生する。こ
の振動磁界の方向がマグネット５１の静磁界と反対方向
になる区間で共鳴板６１は鉄心３２より離れる方向に振
れ、静磁界と同一方向になる区間で鉄心３２側に引き付
けられる。このような機械的な上下運動は、電気信号の
周波数に依存し、その結果、共鳴板６１が振動し、空気
を振動させる。この振動が共鳴空間Ｂで共振（共鳴）音
響として増幅される。この音響は、主として放音口１２
から外部に放出される。

【００２８】上述したように、本実施形態においては、
ボビン部２４（延出部２７）に導線４２が巻回されるこ
とによりコイル４１が構成されるので、導線４２を巻回
する際に導線４２（被覆層）が傷付くのを防ぐことがで
きる。これにより、鉄心３２と傷付いた導線４２（コイ
ル４１）とが接触してショートが起こるようなことはな
い。この結果、本実施形態にあっては、電気音響変換器
Ｔの信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。

【００２９】また、ボビン部２４（基部２６及び延出部
２７）が鉄心３２の周方向に複数分割されているので、
鉄心３２の周方向に見てボビン部２４（基部２６及び延
出部２７）が間欠的に配設されることになり、ボビン部
２４の容積を小さくすることができる。これにより、電
気音響変換器Ｔにおける背面空間Ａの容積が小さくなる
のを可能な限り抑制して、音圧特性の低下を抑制するこ
とができる。

【００３０】また、分割されているボビン部２４（延出
部２７）間の位置においては、導線４２が直線状に巻回
されることになる。これにより、上側ケース１１と下側
ケース２１とを超音波溶着するときのように、コイル４
１に何らかの振動が伝わった場合においても、コイル４
１がボビン部２４回りに揺動するのが規制されることに
なり、コイル４１の鉄心３２の中心軸方向への移動が抑
制されて、コイル４１を構成する導線４２が傷付き、あ
るいは断線するのを防ぐことができる。

【００３１】また、ケース１は、上側ケース１１と、リ
ード端子２８，２９が設けられた下側ケース２１とから
なり、ボビン部２４（基部２６及び延出部２７）が下側
ケース２１と一体に形成されているので、ボビン部２４
（基部２６及び延出部２７）と下側ケース２１（ケース
１）とを一度に成形することができ、導線４２を巻回す
るための別部品が新たに増えるようなことはない。これ
により、部品新設によるコストアップや工程増を伴うこ
となくボビン部２４を設けることができ、導線４２（被
覆層）の傷付きを防ぎ得る構成を簡易且つ低コストで実
現することができる。

【００３２】また、ボビン部２４（基部２６及び延出部
２７）は、鉄心３２の外周を囲むように下側ケース２１
から延びて形成されており、このボビン部２４により、
鉄心３２が挟持されるので、ポールピース３１が下側ケ
ース２１から外れるのを簡易な構成で防ぐことができ
る。

【００３３】また、ポールピース３１のベース３３はボ
ビン部２４（基部２６及び延出部２７）が挿通するため
の穴部３５を有しているので、ポールピース３１を下側
ケース２１に嵌め込んで載置する際に、ボビン部２４
（基部２６及び延出部２７）とベース３３とが干渉する
ことはない。これにより、ポールピース３１を下側ケー
ス２１に対して容易に載置し得る構成を極めて簡易に実
現することができる。

【００３４】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではなく、上述した数値や各構成要素の形状等（た
とえば、ボビン部２４の形状、分割数）も適宜変更して
設定することができる。また、本実施形態においては、
ボビン部２４を基部２６と延出部２７とで構成するよう
にしているが、これに限られることなく、延出部２７に
相当する部分のみで構成するようにしてもよい。

【００３５】また、本実施形態においては、ボビン部２
４を下側ケース２１（ケース１）と一体に形成している
が、これに限られるものではない。たとえば、ボビン部
２４を下側ケース２１（ケース１）と別体に設け、下側
ケース２１に接着等により取付け、固定するようにして
もよい。

【００３６】また、本実施形態においては、ポールピー
ス３１を下側ケース２１に嵌め込んで載置するように構
成しているが、これに限られるものではない。たとえ
ば、ポールピース３１を、リード端子２８，２９と同様
に、インサート成形法によって下側ケース２１に一体化
して設けるように構成してもよい。この場合には、ボビ
ン部２４は、ポールピース３１の鉄心３２の外周を被覆
するように形成されることになる。

【００３７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、音圧特性の低下を抑制すると共に、コイルを構
成する導線の傷付きを防いで信頼性、耐久性の低下を抑
制することが可能な電気音響変換器を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電気音響変換器の全体
の外観を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態に係る電気音響変換器を示す
断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る電気音響変換器の構成
を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含ま
れる、ポールピースの平面図である。

【図５】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含ま
れる、ポールピースの斜視図である。

【図６】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含ま
れる、下側ケースの平面図である。

【図７】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含ま
れる、下側ケースの斜視図である。

【図８】本発明の実施形態に係る電気音響変換器におい
て、ボビン部に導線を巻回してコイルを構成した状態を
示す平面図である。

【図９】本発明の実施形態に係る電気音響変換器におい
て、ボビン部に導線を巻回してコイルを構成した状態を
示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｔ…電気音響変換器、１…ケース、１１…上側ケース、
２１…下側ケース、２４…ボビン部、２６…基部、２７
…延出部、２８，２９…リード端子、３１…ポールピー
ス、３２…鉄心、３３…ベース、４１…コイル、４２…
導線、５１…マグネット、６１…共鳴板、６２…磁片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 陽一 静岡県静岡市中吉田20番10号 スター精密 株式会社内 Ｆターム(参考） 5D021 BB03 BB17 BB19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心とベースとを有するポールピース
   と、 前記鉄心の外周を囲むように配置されたボビン部と、 前記ボビン部に導線が巻回されることにより構成される
   コイルと、 前記コイルの外周側に配置されたマグネットと、を備
   え、 前記ボビン部は、前記鉄心の周方向に複数分割されてい
   ることを特徴とする電気音響変換器。
2. 【請求項２】 上側ケースと、前記導線の端部が電気的
   に接続されるコイル側端子部が設けられた下側ケースと
   からなるケースを更に備え、 前記ボビン部は、前記下側ケースに一体に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
3. 【請求項３】 前記ボビン部は、前記鉄心の外周を囲む
   ように前記下側ケースから延びて形成されており、 前記ボビン部により、前記鉄心が挟持されることを特徴
   とする請求項２に記載の電気音響変換器。
4. 【請求項４】 前記ベースは、前記下側ケースに載置さ
   れ、前記ボビン部が挿通するための穴部を有しているこ
   とを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電気音響
   変換器。