JP2002186095A

JP2002186095A - 電気音響変換器

Info

Publication number: JP2002186095A
Application number: JP2000382313A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Tsuchikiri; 好和土切
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-28
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: US20020074878A1; US6587397B2; JP3662190B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コイルを構成する導線の傷付きを防ぐことが
でき、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】ケース１は、熱可塑性樹脂からなり、上
側ケース１１と下側ケース２１とを含む。ケース１内に
は、ポールピース３１、コイル４１、マグネット５１、
共鳴板６１等が収納されている。ポールピース３１は、
鉄心３２とベース３３とを有し、下側ケース２１上に載
置されている。下側ケース２１の上面部には、ポールピ
ース３１の載置位置を規定するための壁部２２と、コイ
ル４１を構成する導線４２の端部寄りの部分がベース３
３に接触するのを防ぐための突部２３と、導線４２を巻
回するためのボビン部２４とが一体に形成されている。
突部２３の高さは、ベース３３の表面の高さ以上の値に
設定されており、この突部２３により、導線４２のベー
ス３３への接触が回避される。

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、あるいは、空芯状に巻回したものを鉄心に
装着する等してコイルを配置する場合や、コイルを構成
する導線の端部を端子部に電気的に接続する場合におい
て、金属で構成されるベースと導線とが接触して擦れ
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、ベース等の金属部分
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】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、コイルを構成する導線の傷付きを防ぐことができ、
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。

【０００５】

【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
の外周側に配置され、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、ベースよりも硬度が低い材料からなり、導線の端
部寄りの部分がベースに接触するのを防ぐための案内部
と、を備えていることを特徴としている。

【０００６】本発明に係る電気音響変換器では、ベース
よりも硬度が低い材料からなる案内部により、導線の端
部寄りの部分がベースに接触する事態が回避されること
になり、導線（被覆層）がベースに接触して傷付くのを
防ぐことができる。これにより、ベース等の金属部分と
傷付いた導線（コイル）とが接触してショートが起こ
る、あるいは導線が断線するようなことはなく、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。

【０００７】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、ベースは、下側ケースに配
置されており、案内部は、下側ケースに設けられ、ベー
スの表面以上の高さを有し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、ベースが下側ケースに配置され、案内
部が、下側ケースに設けられ、ベースの表面以上の高さ
を有することにより、導線の端部寄りの部分がベースに
接触するのを防ぎ得る案内部の構成を簡易且つ低コスト
で実現することができる。

【０００８】また、ケースは、樹脂材料からなり、案内
部は、下側ケースに一体に形成されることにより設けら
れていることが好ましい。このように、ケースが樹脂材
料からなり、案内部が下側ケースに一体に形成されるこ
とにより設けられるので、案内部を構成する部品を新た
に新設する必要はなく、また、案内部を下側ケースに接
着等により配設する工程が増えるようなことはない。こ
の結果、案内部を簡易且つ低コストで下側ケースに設け
ることができる。

【０００９】また、ベースには、案内部と係合可能な切
り欠き部が形成されていることが好ましい。このよう
に、ベースに案内部と係合可能な切り欠き部が形成され
ることにより、ベースの位置決めを確実に行うことがで
きる。また、ベースに切り欠き部を形成することによ
り、ベースの容積を小さくすることができる。この結
果、電気音響変換器の背面空間の容積拡大が可能とな
り、音圧特性、特に低音域での音圧特性を向上すること
ができる。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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、コイル４１を構成する導線４
２の端部寄りの部分がベース３３に接触するのを防ぐた
めの案内部である突部２３と、導線４２を巻回するため
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の表面の高さよりも大き
い値に設定されている。本実施形態においては、壁部２
２の高さは、１．２ｍｍ程度に設定されており、突部２
３の高さは、０．８ｍｍ程度に設定されている。突部２
３は、ベース３３の切り欠き部３４に対して係合可能と
なっている。

【００１５】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の表面の高さよりも大きい値
（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２７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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。コイルの高さは、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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】上述したように、本実施形態においては、
ベース３３よりも硬度が低い樹脂材料（熱可塑性樹脂）
からなる下側ケース２１（ケース１）に一体に形成され
る突部２３により、導線４２の端部寄りの部分がベース
３３に接触する事態が回避されることになり、導線４２
（被覆層）がベース３３に接触して傷付くのを防ぐこと
ができる。これにより、ベース３３等の金属部分と傷付
いた導線４２（コイル）とが接触してショートが起こ
る、あるいは導線４２が断線するようなことはなく、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。

【００２７】また、本実施形態においては、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、ベース３３（ポールピ
ース３１）は下側ケース２１に配置されている。そし
て、突部２３が下側ケース２１と一体に形成されて設け
られ、突部２３の高さがベース３３の表面の高さ以上の
値を有すること、特に、突部２３の高さがベース３３の
表面の高さよりも大きい値を有することにより、導線４
２の端部寄りの部分がベース３３に接触するのを防ぎ得
る突部２３の構成を簡易且つ低コストで実現することが
できる。この際、突部２３の高さとベース３３の表面の
高さが同じ場合でも、導線４２のコイル４１からの延出
位置がベース３３に接触した位置でない場合、つまりコ
イル４１の巻き端部がベース３３に接触しない場合に
は、導線４２は突部２３のみに接触するため、導線４２
の端部寄りの部分がベース３３に接触するのを防ぐこと
が可能となる。

【００２８】また、突部は、樹脂材料（熱可塑性樹脂）
からなる下側ケース２１（ケース１）に一体に形成され
ることにより設けられるので、突部２３を構成する部品
を新たに新設する必要はなく、また、突部２３を下側ケ
ース２１に接着等により配設する工程が増えるようなこ
とはない。この結果、突部２３を簡易且つ低コストで下
側ケース２１に設けることができる。

【００２９】また、ベース３３には、突部２３と係合可
能な切り欠き部３４が形成されていることにより、ベー
ス３３（ポールピース３１）を下側ケース２１に載置す
る際にベース３３（ポールピース３１）の位置決めを確
実且つ容易に行うことができる。また、ベース３３に切
り欠き部３４を形成することにより、ベース３３の容積
を小さくすることができる。この結果、電気音響変換器
Ｔの背面空間Ａの容積拡大が可能となり、音圧特性、特
に低音域での音圧特性を向上することができる。

【００３０】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、突部２３の形状、分割数）も適宜変更して設定
することができる。この突部２３の幅及び高さは、電気
音響変換器の背面空間の容積が小さくなって音圧特性が
低下するのを抑制するために、導線４２とベース３３と
の接触を防ぎ得る範囲で可能な限り小さいほうが好まし
い。また、突部２３の長さは、導線４２の位置がずれた
場合でも導線４２がベース３３と接触するのを防ぎ得る
だけの値が必要となるが、上述した音圧特性の低下も考
慮して設定することが好ましい。

【００３１】また、本実施形態においては、突部２３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、突部２３を下
側ケース２１（ケース１）と別体に設け、下側ケース２
１に接着等により取付け、固定するようにしてもよい。
また、突部２３を構成する材料も、樹脂材料（熱可塑性
樹脂）に限られるものではなく、ベース３３よりも硬度
が低い材料であればよく、導線４２の被覆層よりも硬度
が低い材料であれば更に好ましい。

【００３２】また、本実施形態においては、導線４２を
巻回するためのボビン部２４を設けるように構成してい
るが、これに限られるものではない。ポールピース３１
の鉄心３２に導線４２を直接巻回して、コイル４１を構
成するようにしてもよく、また、予め導線４２を空芯状
に巻回したものを鉄心３２に対して配設するようにして
もよい。

【００３３】また、本実施形態においては、ベース３３
に切り欠き部３４を形成しているが、この切り欠き部３
４の大きさは導線４２がベース３３に接触しない程度の
広さがよく、これによりベース３３で十分な磁気飽和容
量を得ることが可能となる。

【００３４】また、本実施形態においては、案内部を突
部２３により形成したが、これに限定されるものではな
く、一体成形によりベース３３の表面を覆うようなもの
でもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、コイルを構成する導線の傷付きを防ぐことがで
き、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、２３…突部、２４…ボビン部、３１
…ポールピース、３２…鉄心、３３…ベース、３４…切
り欠き部、４１…コイル、４２…導線、５１…マグネッ
ト、２８，２９…リード端子、６１…共鳴板、６２…磁
片。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心とベースとを有するポールピース
と、前記鉄心の外周側に配置され、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、前記ベースよりも硬度が低い材料からなり、前記導線の
端部寄りの部分が前記ベースに接触するのを防ぐための
案内部と、を備えていることを特徴とする電気音響変換
器。
【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、前記ベースは、前記下側ケースに配置されており、前記案内部は、前記下側ケースに設けられ、前記ベース
の表面以上の高さを有し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。
【請求項３】前記ケースは、樹脂材料からなり、前記案内部は、前記下側ケースに一体に形成されること
により設けられていることを特徴とする請求項２に記載
の電気音響変換器。
【請求項４】前記ベースには、前記案内部と係合可能
な切り欠き部が形成され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。