JP2005057422A - 導電性接続体およびそれを用いた電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 より少ない部品点数で構成され、使用や振動等で電気接続部にダメージが生じることの少ない電気音響変換器を提供する。
【解決手段】 フレーム３とフレーム３に装備されるボイスコイル２と、フレーム３に設けられた貫通孔４に挿入される金属キャップ５とからなり、ボイスコイル２からの導線６が金属キャップ５の一端に接続され、金属キャップ５の他端に導電エラストマー接点７が設けられていることを特徴とする電気音響変換器である。ボイスコイル２からの導線６と金属キャップ５の一端との接続がハンダ付けであり、金属キャップ５が有底中空状あるいは柱状であり、導電エラストマー接点７が成形体接点であって、前記成形体導電エラストマー接点８が金属キャップ５の中空部に挿入されている、あるいは接触または接着されている形態であることができる。
【選択図】 図１−ｂ

Description

本発明は、移動体電話機（携帯電話や自動車電話）等に用いられて好適な導電性接続体およびそれを用いた電気音響変換器に関する。

移動体電話機（携帯電話や自動車電話）等の通信機器に用いられる電気音響変換ユニットとしては、図７−ａおよび図７−ｂに示すような、フレーム５１の片面側に配線基板５２が配備され、この配線基板５２の導体箔５３に、上記フレーム５１の他面側に保持されたダイアフラム５４に装備されるボイスコイル５５から導き出された導体５６が接続（ハンダ付け５７）されているユニット本体と、ユニット本体に装着可能でかつ装着状態で上記配線基板５２の導体箔５３に臨まされる開口を備えたキャップ体５８と、長手方向中間部の所定箇所がキャップ体５８に固定される（例えば突起５９に係合することによる）接片部材６２とを有し、キャップ体５８に固定される上記中間部の所定箇所から延び出た一端部が上記キャップ体５８の開口に挿入配備されて上記配線基板５２の導体箔５３に対応する第１端子部６０となされ、上記中間部の所定箇所から延び出た他端部が、電気音響変換機器側に配備される機器側配線基板の面電極（図示せず）に対応する弾性を備える第２端子部６１となされたものが知られている（特許文献１参照）。なお、第１端子部６０と導体箔５３とは、通常、ハンダ付けされる。

しかし、この従来の電気音響変換ユニットは、部品点数が多く、組み立てに多くの工数を必要とし、それだけコスト高となる上に、故障モードも多様化する欠点があった。同時に、最近特に要望される小型化、軽量化、薄型化に応えることも難しかった。また、第２端子部６１を有する接片部材６２が金属製であるので、接続のための接触や、振動等によって、機器側配線基板の面電極に摩耗や傷等のダメージを与えることが多いという欠点があった。

特開平０８−１６８０９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、より少ない部品点数で構成され、使用や振動等で電気接続部にダメージが生じることの少ない電気音響変換器を提供し、併せて全体の小型化、軽量化、薄型化を図ることのできる電気音響変換器ならびにその接続構造部材（導電性接続体）を提供することにある。

本発明の導電性接続体は、一端にボイスコイルからの導線が接続され、他端に導電エラストマーを有する金属キャップからなることを最も主要な特徴とし、前記金属キャップが有底中空状あるいは柱状であり、前記導電エラストマーが成形体接点であって、前記導電エラストマー成形体接点が金属キャップの中空部に挿入されている、あるいは接触または接着されている形態であることができる。
また、本発明の電気音響変換器は、フレームと前記フレームに保持されるダイアフラムと、前記ダイアフラムに装備されるボイスコイルと、前記フレームに設けられた貫通孔に挿入される金属キャップとからなり、前記ボイスコイルからの導線が前記金属キャップの一端に接続され、前記金属キャップの他端に導電エラストマー接点が設けられていることを最も主要な特徴とし、前記ボイスコイルからの導線と前記金属キャップの一端との接続がハンダ付けであり、前記金属キャップが有底中空状あるいは柱状であり、前記導電エラストマーが成形体接点であって、前記成形体導電エラストマー接点が金属キャップの中空部に挿入されている、あるいは接触または接着されている形態であることができる。

本発明は、電気音響変換器で常用されている、ボイスコイルからの導体が接続（ハンダ付け）される導体箔および導体箔が設けられる配線基板を用いる必要がないので、移動体電話機（携帯電話や自動車電話）等の電気音響機器に用いられる電気音響変換器の部品点数を減少させることができ、組み立ての工数を削減できると同時に、小型化、軽量化、薄型化を図ることができる上に、電気音響変換器とそれが電気的に接続される電気音響機器の機器側配線基板の面電極との接続部分の接続や振動に起因するダメージをも大幅に減少させることができるという利点がある。

図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１（図１−ａと図１−ｂを包括して図１という。以下、枝番のある図において同様）は、本発明の電気音響変換器の一実施の形態を示す図である。
図２は、本発明の金属キャップ装入タイプの成形体導電エラストマー接点の諸態様を示す説明図である。
図３は、本発明の金属キャップに導電エラストマー接点を形成する態様を示す説明図である。
図４は、本発明の電気音響変換器におけるボイスコイルからの導線を金属キャップへ結線する態様を示す図である。
図５は、本発明の電気音響変換器の一実施の形態の実装例を示す分解斜視説明図である。
図６は、本発明の電気音響変換器の他の実施の形態を示す図である。

図１−ａは、本発明の電気音響変換器の一実施の形態を示す斜視説明図であり、図１−ｂはその分解斜視説明図である。
図１−ｂにおいて、１は、ボイスコイル２が設けられるダイヤフラムであり、ダイヤフラム１は、フレーム３の下面に保持される。フレーム３には貫通孔４が形成され、その貫通孔４には金属キャップ５が挿入される。金属キャップ５の一端（下端、面を構成している）には、ボイスコイル２からの導線６が接続され、他端（上端）には導電エラストマー接点７が設けられる。図１に示す実施の形態では、金属キャップ５は有底中空状をなしており、導電エラストマー接点７は、絶縁性エラストマーに導電体（導電粉末）を混入させて成形体として固化させた成形体導電エラストマー接点８である例であり、成形体導電エラストマー接点８が金属キャップ５の中空部に挿入される。必要があれば、接着固定することもできる。なお、ボイスコイルの周辺には、通例通り、マグネットが配置される。

図１では、導電エラストマー接点７たる成形体導電エラストマー接点８は、直方体状に描かれているが、この形状に限られない。円柱状とか、三角柱状、六角柱状等、適宜の形状のものであって差し支えない。要は、金属キャップ５の他端（上端）から適宜の高さだけ突出していて、組み立ての際に高さの公差に対応できればよい。
また、成形体導電エラストマー接点８は、図１ないし図２−ａに図示されるような、絶縁性エラストマーに導電粉末を全体に均等に混入させて成形体として固化させた成形体導電エラストマー接点８に限られるものではない。図２−ｂに示されるように、絶縁エラストマー９に線状導体（導電線）１０を整列させた成形体導電エラストマー接点１１、図２−ｃに示されるように、絶縁エラストマー１２と導電エラストマー１３とが交互に積層されて、いわゆるゼブラタイプとされた成形体導電エラストマー接点１４等も使用され得る。

また、導電エラストマー接点は、成形体導電エラストマー接点を金属キャップ５の中空部に挿入するものに限られない。図３−ａに示されるように、金属キャップ５の中空部内に液状導電性エラストマー１５を注入し、表面張力で金属キャップ５の他端（上端）の縁から上方に盛り上げて固化させたもの、図３−ｂに示されるように、他端（上端）も塞がれている金属キャップ５の他端（上端）の上に液状導電性エラストマー１５を盛り上げて固化させたもの、同じく他端（上端）も塞がれている金属キャップ５の他端（上端）の上に、導電性接着剤１９を用いて適宜の高さの成形体導電エラストマー接点１７を接着したもの（図３−ｃ）、等も好適に利用することができる。
成形体導電エラストマー接点を用いるものにおいては、金属キャップ５からの突出量を自由に設定することができるので、組み立ての際に高さの公差に対応させることの自由度がより大きくすることが可能となる。

ボイスコイル２からの導線６と金属キャップ５との接続態様としては、通常の接続に多用されるハンダ１８付け（図４−ａ）、導電性接着剤１９による接着、クランプ２０による機械的な接続（図４−ｃ）等が好適に利用できる。
金属キャップ５には、図１−ａに示すように、外周面に金属キャップ固定用リブ２６を設けることが好ましい。図１−ａに示す例では、固定用リブ２６部分がフレーム３の上面に載置されて、位置決め固定される。固定用リブ２６部分でフレーム３に接着することもできる。金属キャップの固定態様としては、このほか、フレーム３に設ける貫通孔４を段付貫通孔とし、金属キャップ５をフレーム３の下面から挿入し、固定用リブ２６部分で段付貫通孔内に接着することもできる。後者によれば、ボイスコイル２からの導線６を事前に金属キャップ５に接合しておいて、電気音響変換器２１（図１−ａ、図５）の組み立て時には接合操作をしないようにすることができる。

あるいは、フレーム３に設ける貫通孔４に、フレーム３の外周部に達するスリットを設けておくことによって、下面からの装入と同じように、電気音響変換器２１の組み立て時には接合操作をしないようにすることもできる。
本発明の電気音響変換器２１は、図５に示されるように、移動体電話機等の通信機器の筐体２２中の電気音響変換器ホルダー２３中に装着され、導電エラストマー接点７は、筐体２２中に装着される機器側基板２４の機器側基板電極２５に押圧圧縮接続される。

本発明の導電性接続体を構成する部材の材料は、公知の諸材料がそのまま利用でき、特に制限はない。
金属キャップの材料としては、例えば、銅、銅系合金、鉄系合金、ニッケル、アルミニウム等を例示することができる。更に、表面には耐腐食性、半田のヌレ性を考慮し、金めっき、半田めっき、錫めっき、ニッケルめっき等を施してよい。
絶縁性エラストマーとしては、例えば、シリコーンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等を例示することができる。
絶縁性エラストマーに混合して導電性エラストマーとするための導電粉末としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、カーボン単体あるいは金属、樹脂粒子の表面をこれらの金属で被覆したもの等を例示することができる。
導電接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂に銀粉末を配合したもの、シリコーンゴムに銀粉末を配合したもの等を例示することができる。

図６に、本発明の電気音響変換器の他の実施の形態を示す。本発明の電気音響変換器の一実施の形態では、ボイスコイル２からの導線６を接合するのに金属キャップ５を用いたが、図６に示す他の実施の形態では、端部封止金属片を取り付けた樹脂製キャップを用いる。
図６−ａにおいて、１は、ボイスコイル２が設けられるダイヤフラムであり、ダイヤフラム１は、フレーム２７の下面に保持される。フレーム２７には、扇形の肉厚部２８を有し、その扇形肉厚部２８に貫通孔２９が設けられている。貫通孔２９にはボイスコイル２からの導線６が接合された樹脂製キャップ３０が挿入され、樹脂製キャップ３０の中空部には導電エラストマー接点７（成形体導電性エラストマー接点８）が挿入される。

貫通孔２９は、図６−ｂに示すとおり、段付き貫通孔となっており、その段部に樹脂製キャップ３０の外周に設けられた拡径部３１が係合して位置決めされる。
樹脂製キャップ３０は、図６−ｃに示すように、１端部が肉厚となっている筒状体であって、外周に拡径部３１が設けられている。樹脂製キャップ３０の肉厚部に係合して、端部封止金属片３２が取り付けられている。そして、この端部封止金属片３２にボイスコイル２からの導線６が接合される。
樹脂製キャップ３０は、拡径部３１までの高さ（図６−ａ、ｂ）でも良いし、拡径部３１を越えて上方に伸びていても良い。
成形体導電エラストマー接点８に対する前述の変更例、導電エラストマー接点の前述の変形例、ボイスコイル２からの導線６と端部封止金属片３２との接続態様等は、一実施の形態の場合同様、適宜採用することができることが言うまでもない。

表面に半田めっきを施した黄銅製の外径１．５ｍｍφで長さ２ｍｍの、一端（下端）から１ｍｍの位置に固定用リブを有する有底中空体状（中空部分の径１．３ｍｍ、深さ１．５ｍｍ）の金属キャップを用い、成形体導電エラストマー接点は、シリコーンゴムを絶縁性エラストマーとし、導電粉末を銀粉末とし、体積抵抗率１×１０４Ωｃｍで、成形体形状１×１×２ｍｍの直方体形状のものを用いて、図１に示されるタイプの電気音響変換器を作製した。携帯電話機に実装テストを行った。
市販の、図７−ａのタイプの電気音響変換ユニットは、部品点数７個、全高さ３．５ｍｍであり、１００時間の振動テストで機器側配線基板の面電極のめっきが剥がれたのに対して、本発明品では、部品点数６個、全高さ２．５ｍｍであり、５００時間の振動テストでもめっきの剥がれが確認されなかった。
振動テスト条件
ＪＩＳ Ｃ００４０（ＩＥＣ６８−２−６）
振動数範囲 ：１０Ｈｚ〜５００Ｈｚ
サイクル時間：１２分／１サイクル
振動振幅 ：１００ｍ／ｓｅｃ２（１０Ｇ）

本発明によれば、少ない部品点数で構成され、使用や振動等で電気接続部にダメージが生じることの少ない電気音響変換器を提供できるので、移動体電話機（携帯電話や自動車電話）等の通信機器に用いられる電気音響変換器として、きわめて有用である。

本発明の電気音響変換器の一実施の形態を示す斜視説明図である。 本発明の電気音響変換器の一実施の形態を示す分解斜視説明図である。 導電性樹脂からなる成形体導電エラストマー接点の態様を示す説明図である。 絶縁性樹脂中に金属細線を配置する成形体導電エラストマー接点の態様を示す説明図である。 ゼブラ型導電接点からなる成形体導電エラストマー接点の態様を示す説明図である。 中空タイプの金属キャップに導電性樹脂を鋳入して導電エラストマー接点を形成する態様を示す説明図である。 封止タイプの金属キャップに導電性樹脂を盛り上げて導電エラストマー接点を形成する態様を示す説明図である。 封止タイプの金属キャップに導電性接着剤で接着する導電エラストマー接点の態様を示す説明図である。 ハンダ付けによるボイスコイルからの導線を金属キャップへ結線する結線例を示す分解斜視説明図である。 導電性接着剤によるボイスコイルからの導線を金属キャップへ結線する結線例を示す分解斜視説明図である。 クランプによるボイスコイルからの導線を金属キャップへ結線する結線例を示す分解斜視説明図である。 本発明の電気音響変換器の一実施の形態の実装例を示す分解斜視説明図である。 本発明の電気音響変換器の他の実施の形態を示す分解斜視説明図である。 図６−ａのＡ−Ａ線における切断説明図である。 本発明の電気音響変換器の他の実施の形態における樹脂製キャップを示す断面説明図である。 従来の電気音響変換ユニットの全体を示す斜視説明図である。 従来の電気音響変換ユニットを示す分解斜視説明図である。

符号の説明

１：ダイヤフラム
２：ボイスコイル
３：フレーム
４：貫通孔
５：金属キャップ
６：（ボイスコイルからの）導線
７：導電エラストマー接点
８、１１、１４、１７：成形体導電エラストマー接点
９：絶縁エラストマー
１０：線状導体（導電線）
１２：絶縁エラストマー
１３：導電エラストマー
１５：液状導電性エラストマー
１６、１９：導電性接着剤
１８：ハンダ
２０：クランプ
２１：（本発明の）電気音響変換器
２２：（移動体電話機等の通信機器の）筐体
２３：電気音響変換器ホルダー
２４：機器側基板
２５：機器側基板電極
２６：（金属キャップ）固定用リブ
２７；（他の実施の形態の）フレーム
２８：扇形肉厚部
２９：貫通孔
３０：樹脂製キャップ
３１：（樹脂製キャップの外周に設けられた）拡径部
３２：端部封止金属片
５１：フレーム
５２：配線基板
５３：導体箔
５４：ダイアフラム
５５：ボイスコイル
５６：導体
５７：ハンダ付け
５８：キャップ体
５９：突起
６０：第１端子部
６１：第２端子部
６２：接片部材

Claims (4)

1. 一端にボイスコイルからの導線が接続され、他端に導電エラストマー接点を有する金属キャップからなる導電性接続体。
2. 前記金属キャップが有底中空状あるいは柱状であり、前記導電エラストマー接点が成形体接点であって、前記成形体導電エラストマー接点が金属キャップの中空部に挿入あるいは接触または接着されている請求項１に記載の導電性接続体。
3. フレームと前記フレームに装備されるボイスコイルと、前記フレームに設けられた貫通孔に挿入される金属キャップとからなり、前記ボイスコイルからの導線が前記金属キャップの一端に接続され、前記金属キャップの他端に導電エラストマー接点が設けられていることを特徴とする電気音響変換器。
4. 前記ボイスコイルからの導線と前記金属キャップの一端との接続がハンダ付けであり、前記金属キャップが有底中空状あるいは柱状であり、前記導電エラストマーが成形体接点であって、前記成形体導電エラストマー接点が金属キャップの中空部に挿入、あるいは接触または接着されている請求項３に記載の電気音響変換器。
   

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