JP2004343527A

JP2004343527A - 電気音響変換装置

Info

Publication number: JP2004343527A
Application number: JP2003138938A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Suzuki; 勝二鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】本発明は、薄型化が可能であると共に振動板を音声信号に対応して確実に振動させることができる電気音響変換装置を提供すること。
【解決手段】本発明の電気音響変換装置は、平面状の振動板５と、この振動板５の上下に所定の隙間を有して配設された上板１と下板２とを備え、振動板５の所定位置には、中心部に円形空間６ａを有すると共に上板１および下板２と平行な平面部６ｂを有するリング状の磁石６が配設され、この磁石６の平面部６ｂと対向する位置の上板１には、磁石６の平面部６ｂと平行方向に渦巻き状に巻回した第１コイル７が配設され、磁石６を挟んで第１コイル７と対向する位置の下板２には、第１コイル７と同形状に巻回した第２コイル８が配設されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気音響変換装置に係わり、特に平面状で奥行き寸法が小さい薄型の電気音響変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ノート型のパーソナルコンピュータや薄型のテレビ、もしくは携帯電話機等種々の電子機器に用いられるスピーカ、またはマイクロホン等として、薄型の電気音響変換装置が採用されている。
【０００３】
このような従来の電気音響変換装置を、図３に基づいて説明すると、フェライト磁石等の永久磁石からなるリング状磁石２１は、中心部に円形空間２２を有して外形がリング状に形成され、その内縁部にＳ極と外縁部にＮ極とが形成されている。
また、リング状磁石２１の上方には、所定の隙間を有して薄膜状の振動板２３が配設され、その一面にはコイル２４がリング状磁石２１の形状に対応する範囲に渦巻き状に巻回されて、接着剤２５により振動板２３に固着されている。
【０００４】
前記振動板２３は、弛みの無い状態でハウジング２６内部に張設されて、リング状磁石２１の平らな面と対向する上方の振動板２３にコイル２４が接着されて配設されている。
また、リング状磁石２１は、所定厚さの軟鉄製のヨーク２７を介してハウジング２６の底板２６ａに接着剤等で固着されている。
そして、リング状磁石２１の内縁部のＳ極と外縁部のＮ極とに生じる磁束によって、従来の電気音響変換装置がスピーカの場合に、コイル２４に音声電流を流すことにより、磁界が発生して、コイル２４とリング状磁石２１との間に反発力、または吸引力が発生する。
その結果、振動板２３が振動して音声を再現することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２１１４９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したような従来の電気音響変換装置は、渦巻き状に巻回したコイル２４を接着剤２５で振動板２３に固着していたので、コイル２４と接着剤２５との重みによって、振動板２３が下方に弛むおそれがあった。
前記振動板２３に弛みが発生すると、振動板２３を適正に振動させることができなくなり、音声を正常に再現できなくなるおそれがあった。
また、コイル２４および接着剤２５の重みで振動板２３が弛んでも、振動板２３がリング状磁石２１に接しないように、振動板２３とリング状磁石２１との間の隙間を大きくしなければいけないので薄型化が難しかった。
また、リング状磁石２１は、所定の厚さ寸法からなるフェライト磁石等の永久磁石で形成され、所定厚さのヨーク２７を介して底板２６ａに取り付けられているので、振動板２３と底板２６ａとの間隔が大きくなり、従来の電気音響変換装置の厚さが略２ｍｍ程度と厚くなる問題があった。
本発明は、前述したような課題に鑑みてなされたものであり、薄型化が可能であると共に振動板を音声信号に対応して確実に振動させることができる電気音響変換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の解決手段として本発明の電気音響変換装置は、平面状の振動板と、この振動板を挟んで上下に所定の隙間を有して対向配設された上板と下板とを備え、前記振動板の所定位置には、中心部に円形空間を有すると共に前記上板および下板と平行な平面部を有するリング状の磁石が配設され、前記磁石の前記平面部と対向する位置の前記上板には、前記磁石の平面部と平行方向に渦巻き状に巻回した第１コイルが配設され、前記磁石を挟んで前記第１コイルと対向する位置の前記下板には、前記第１コイルと同形状に巻回した第２コイルが配設されていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記課題を解決するための第２の解決手段として、前記磁石は、磁性粉が練り込みされた磁性体ペーストを前記振動板の表面に印刷形成したことを特徴とする。
【０００９】
また、前記課題を解決するための第３の解決手段として、前記磁石は、内周縁と外周縁とにおいて相互に磁極が異なるラジアル方向に着磁されていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記課題を解決するための第４の解決手段として、前記第１コイルまたは／および前記第２コイルは、前記渦巻き状の内周側と外周側とにヨークが配設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記課題を解決するための第５の解決手段として、前記内周側と外周側との前記ヨークを含む前記第２コイルのリング状の幅寸法は、前記ラジアル方向に着磁されている前記磁石の幅寸法と同寸法に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関する電気音響変換装置の実施の形態を図１、図２に基づいて説明する。図１は本発明に関する実施の形態を説明する要部断面図であり、図２は本発明に係わる磁石を説明する平面図である。
まず、本発明の１実施の形態の電気音響変換装置は、図１に示すように、外形が円形状で板厚が略０．１ｍｍのステンレス板等からなる上板１が配設されている。また、後述する振動板５を挟んで上下に所定の隙間を有して下板２が対向配置されている。
【００１３】
前記下板２は、上板１と同材質で外形が同形状に形成され、所定位置に複数の孔２ａが貫通形成されている。
また、上板１と下板２との間には、環状の第１、第２スペーサ３、４が配設され、この第１、第２スペーサ３、４に上板１と下板２の外周部が支持されて、上板１と下板２とに挟めれた内部が空洞状になっている。
【００１４】
前記第１、第２スペーサ３、４との間には、ＰＥＴフィルム等の高分子材料からなり厚さが略１０μｍの振動板５が狭持されて配設されている。
前記振動板５は、円形状の外周端部に均等に張力が加えられた状態で、第１、第２スペーサ３、４に圧接狭持されて支持されているので、どの位置においても弛みがないようになっている。
また、振動板５の上面には、中心部に円形空間６ａを有して外形がリング状の磁石６が形成されている。
【００１５】
前記磁石６は、ＳｍＦｅＮ等からなる磁性粉をポリエステル樹脂等のバインダーに練り込みして製造した磁性体ペーストを、振動板５にリング状に印刷して形成されている。そして、上板１と対向する磁石６の上面が平面状に形成されて平面部６ｂとなっている。
また、磁石６は、磁性体ペーストを印刷することにより、厚さが略０．１ｍｍの薄肉に形成されて、重さが略０．０２ｇと非常に軽くすることができる。
そのために、磁石６の重みで振動板５に弛みが発生することがない。また、磁石６は、図２に示すように、その内周側と外周側とで磁極が異なるラジアル方向に着磁されて、例えば、内周側がＳ極、外周側がＮ極となっている。
【００１６】
また、磁石６と対向する位置の上板１には、導線を磁石６の着磁方向と同方向のラジアル方向に渦巻き状に複数ターン巻回した第１コイル７が接着剤等により固着されて配設されている。
また、磁石６を挟んで第１コイル７と対向する位置の下板２には、第１コイル７と同形状に巻回した第２コイル８が接着剤等により固着されて配設されている。
【００１７】
また、第１、第２コイル７、８と磁石６との間のギャップは、振動板５が最大に振動しても接触しないような略０．２ｍｍになるように、第１、第２スペーサ３、４の厚さが設定されている。
また、第１、第２コイル７、８と磁石６との間のギャップを略０．２ｍｍと小さくすることにより、磁石６と第１、第２コイル７、８間の磁界の漏れを少なくできるようになっている。
また、第２コイル８には、内周側にインナーヨーク９が外周側にアウターヨーク１０がそれぞれ密着して配設されている。前記インナーヨーク９およびアウターヨーク１０を含む第２コイル８のリング状の幅寸法は、ラジアル方向に着磁されている磁石６の幅寸法と略同寸法に形成されている。
【００１８】
前記インナーヨーク９およびアウターヨーク１０は、材料が軟鉄等の磁性材料で形成されて、第２コイル８に密着しているので、インナーヨーク９およびアウターヨーク１０と第２コイル８間の磁界の漏れを少なくすることができる。
そのために、本発明の電気音響変換装置がスピーカの場合だと、第２コイル８に通電する電流が小さくても、大きな磁束密度を得ることができ、振動板５を効率よく振動させることができる。
【００１９】
このような本発明の電気音響変換装置がスピーカの場合は、第１、第２コイル７、８に音信号を電気信号とした交流電流を通電すると、フレーミングの法則に従い、第１、第２コイル７、８に発生する磁場と磁石６の磁場とが作用して、磁石６が第１コイル７に吸引されると共に第２コイル８に反発、または、第１コイル７に反発する共に第２コイル８に吸引されることにより、振動板５が図示上下方向に所定の周波数で振動する。
【００２０】
この振動板５が振動することで、所定の音域の音を再現して外部に出力するようになっている。
また、本発明の電気音響変換装置がマイクロホンの場合は、外部からの音によって振動板５が振動すると、この振動板５の振動に同期して磁石６が振動する。
そして、第１、第２コイル７、８に誘導起電力が発生し、この誘導起電力によって生じた電流の電気信号を音信号として入力できるようになっている。
【００２１】
このような本発明の電気音響変換装置の用いている磁石６の製造方法を説明すると、まず、振動板５に印刷するための磁性体ペーストは、ポリエステル樹脂等のバインダーに、ＳｍＦｅＮ等からなる磁性粉を所定の混合比で混合させて、所定の粘度を有して製造されている。前記ＳｍＦｅＮ等からなる磁性粉の粒径は略０．１ｍｍに形成されているものを用いている。
そして、振動板５の幅広な母材（図示せず）を所定の温度と時間でアニールを行い、この振動板５の母材上に、リング状の磁石６の印刷パターンが複数形成されたメタルマスク版（図示せず）を位置させて、磁性体ペーストを振動板５の表面に印刷する。
その後、所定の温度と時間で磁性体ペーストを乾燥させることで、振動板５の母材上に、厚さが０．１ｍｍ以下と薄い着磁前のリング状の磁石６が複数形成される。
【００２２】
次に、複数の磁石６が印刷形成された幅広の振動板５の母材を、図２に示すような円形状に切断して切り離して、着磁機械（図示せず）によりラジアル方向に着磁して着磁後の磁石６が形成されている。
このようにラジアル方向に着磁されて磁石６は、反磁界を小さくすることができ、パーミアンス（導磁度）を大きくすることができるので、厚さが０．１ｍｍ以下と薄くても、強い磁力を得ることができる。
そのために、磁石６の厚さが０．１ｍｍ以下と薄肉化が可能となった。
【００２３】
このような、振動板５上に印刷形成された磁石６は、磁性粉の粒径に対応して厚さを決めることができ、本実施の形態では磁性粉の粒径が０．１ｍｍと大きなものを用いて磁石６の厚さが０．１ｍｍに形成したもので説明したが、必要に応じて磁性粉の粒径を替えることにより、磁石６の厚さを変更可能になっている。
また、電気音響装置を薄型にする必要のない場合は、磁性体ペーストを印刷して形成した磁石６の上に繰り返し磁性体ペーストを多層印刷することにより、磁石の厚さを厚くして更に強い磁力を得ることも可能である。
【００２４】
また、本発明の実施の形態では、内周側と外周側とで磁極の異なるようなラジアル方向に着磁した磁石６で説明したが、厚さ方向に着磁した磁石（図示せず）でも良い。
また、第２コイル８に形成したインナーヨーク９とアウターヨーク１０とは、第１コイル７に形成、あるいは両方に形成したものでも良い。
または、インナーヨーク９およびアウターヨーク１０を、第１、第２コイル７、８のどちらにも形成しないものでも良い。
【００２５】
即ち、第１コイル７および／または第２コイル８には、渦巻き状に巻回された内周側と外周側とにヨーク９、１０が配設されたものであれば良い。
または、第１、第２コイル７、８のどちらにも、インナーヨーク９およびアウターヨーク１０を形成してないものでも良い。
また、本発明における第１、第２コイル７、８は、渦巻き状に巻回した導線からなるもので説明したが、上板１、下板２に渦巻き状に印刷形成した導電パターン（図示せず）からなるものでも良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、磁石と対向する位置の上板には、磁石の平面部と平行方向に渦巻き状に巻回した第１コイルが配設され、磁石を挟んで第１コイルと対向する位置の下板には、第１コイルと同形状に巻回した第２コイルが配設されているので、本発明の電気音響変換装置がスピーカの場合は、第１、第２コイルに音信号を電気信号とした交流電流を通電することにより、振動板を音信号に対応して確実に効率よく振動させることができる。
そして、振動板が確実に効率良く振動することで、音を忠実に再現して外部に出力できる高性能な電気音響変換装置を提供できる。
【００２７】
また、磁石は、磁性粉が練り込みされた磁性体ペーストを振動板の表面に印刷形成したので、磁性分の粒径を替えることにより、厚さが薄い磁石を形成することができ、本発明の電気音響変換装置を薄型にできる。
【００２８】
また、磁石は、内周縁と外周縁とにおいて相互に磁極が異なるラジアル方向に着磁されているので、薄い磁石でも強い磁力を得ることができる。
【００２９】
また、第１コイルまたは／および第２コイルには、渦巻き状の内周側と外周側とにヨークが配設されているので、コイルに通電する電流が小さくても大きな磁束密度を得ることができる。
【００３０】
また、内周側と外周側とのヨークを含む第２コイルのリング状の幅寸法は、ラジアル方向に着磁されている磁石の幅寸法と同寸法に形成されているので、第２コイルに発生する磁束を効率よく磁石に作用させて、音信号に対応して振動板を確実に振動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する実施の形態を説明する要部断面図である。
【図２】本発明に係わる磁石を説明する平面図である。
【図３】従来の電気音響変換装置を説明する要部断面図図である。
【符号の説明】
１上板
２下板
３第１スペーサ
４第２スペーサ
５振動板
６磁石
６ａ円形空間
６ｂ平面部
７第１コイル
８第２コイル
９インナーヨーク
１０アウターヨーク

Claims

平面状の振動板と、この振動板を挟んで上下に所定の隙間を有して互いに対向配設された上板と下板とを備え、前記振動板には、中心部に円形空間を有すると共に前記上板および下板と平行な平面部を有するリング状の磁石が配設され、前記磁石の前記平面部と対向する位置の前記上板には、前記磁石の平面部と平行方向に渦巻き状に巻回した第１コイルが配設され、前記磁石を挟んで前記第１コイルと対向する位置の前記下板には、前記第１コイルと同形状に巻回した第２コイルが配設されていることを特徴とする電気音響変換装置。
前記磁石は、磁性粉が練り込みされた磁性体ペーストを前記振動板の表面に印刷形成したことを特徴とする請求項１記載の電気音響変換装置。
前記磁石は、内周縁と外周縁とにおいて相互に磁極が異なるラジアル方向に着磁されていることを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換装置。
前記第１コイルまたは／および前記第２コイルは、前記渦巻き状の内周側と外周側とにヨークが配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気音響変換装置。
前記内周側と外周側との前記ヨークを含む前記第２コイルのリング状の幅寸法は、前記ラジアル方向に着磁されている前記磁石の幅寸法と同寸法に形成されていることを特徴とする請求項４記載の電気音響変換装置。