JP2005244730A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部との導通を取れる場所をフレーム内で自由に変えることができ、コストを低減することが可能な電気音響変換器を提供する。
【解決手段】 振動板２０と、振動板２０に固定されたボイスコイル２２と、ボイスコイル２２を動かすための磁界を形成する磁気回路ユニット３０と、振動板２０を支持するフレーム１０とを備えた電気音響変換器１において、フレーム１０に、複数の端子孔を設け、各端子孔に挿入可能で、かつボイスコイル２２の端末線を接続可能な一対の端子ピン部材４０を設け、各端子孔の中から各端子ピン部材４０の挿入位置を変更できるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音声を出力する電気音響変換器に関する。

従来から、音声を出力する電気音響変換器として、スピーカがあり、その一形態としてダイナミックスピーカが知られている。一般に、ダイナミックスピーカはボイスコイルが固定された振動板と、ボイスコイルを動かすための磁界を形成する磁石等からなる磁気回路ユニットとを有し、さらに振動板の外周端部を保持するフレームと、磁気回路ユニットを保持する有底円筒状のベースとを有している。例えば、特許文献１には、フレームに一対の端子部材が取り付けられ、各端子部材にボイスコイルから延出する一対のリード線が導通固定されたスピーカが開示されている。
特開２００２−３５４５８２号公報

この種の電気音響変換器は、ボイスコイルに電流を流して磁界を形成する必要があり、そのための電流を外部から供給する必要がある。このため、従来の電気音響変換器の中には、フレームに板状のターミナル（端子）を設け、そのターミナルの片側端面にボイスコイルの端末線を接続する一方、反対側の端面にリード線等を接続して外部との導通をとるようにしたものがあった。
しかし、このような電気音響変換器は、フレームがターミナルとともにインサート成形により形成されたターミナル付きフレームであったため、フレームにおけるターミナルの位置が固定され、ターミナルの位置を変更できなくなっていた。そのため、従来の電気音響変換器は、電子機器に実装する際になって、外部と導通をとるリード線の場所や他の部品との関係でターミナルの位置を変更したいときは、電気音響変換器自体の方向や場所を変える他なかった。したがって、従来の電気音響変換器は、電子機器に実装する作業で手間取ることが多く、特に携帯電話機のような小型の電子機器の場合は、電気音響変換器を実装する場所の余裕が少ないため、一層問題であった。
しかも、このようなターミナル付フレームは、インサート成形により製造していたため製造コストがかかり、このことが、電気音響変換器のコストを高くする一因にもなっていた。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、外部との導通を取れる場所をフレーム内で自由に変えることができ、コストを低減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。

上記課題を解決するため、本発明は、振動板と、その振動板に固定されたボイスコイルと、そのボイスコイルを動かすための磁界を形成する磁気回路ユニットと、振動板を支持するフレームとを備えた電気音響変換器であって、フレームが複数の端子孔を有し、各端子孔に挿入可能で、かつボイスコイルの端末線を接続可能な一対の端子部材を有する電気音響変換器を特徴とする。
この電気音響変換器は、フレームに複数の端子孔が形成されているから、その中で各端子部材を挿入する場所を自由に変更することできる。また、各端子孔に挿入した一対の端子部材にボイスコイルの端末線を接続することができる。

上記各端子部材は、ボイスコイルの端末線と接続するための頭部と、その頭部から延び、端子孔に挿入される胴体部とを有し、胴体部における頭部の反対側端部がフレームから突出して、外部に導通される外部導通部材の接続用端子部になるようにするとよい。
こうすると、端子孔に挿入した後で、端子部材の頭部にボイスコイルの端末線を接続し、接続用端子部に外部導通部材を接続することができる。

各端子部材は、頭部が端子孔よりも大きい鍔状に形成されているとよい。
これにより、端子孔に挿入した後で、端子部材の頭部にボイスコイルの端末線を確実に接続することができる。

また、接続用端子部の端面に外部導通部材を挟み込むための溝が形成されていることが好ましい。
こうすると、接続用端子部の端面に接続する際に、外部導通部材を溝に挟み込んで位置決めすることができる。

さらに、各端子部材の胴体部が、頭部と接続用端子部との間に端子孔の内径よりも幅広で端子孔に圧入可能な大きさの拡径部を有することが好ましい。
こうすると、端子部材を端子孔に圧入することができる。

そして、フレームは、磁気回路ユニットからの距離が異なる位置に各端子孔が配置された変位配置構造を有することが好ましい。
このようにすると、磁気回路ユニットからの距離が異なる端子孔が確保されるから、ターミナルの場所を変更し得る範囲を拡大することができる。

本発明によれば、外部との導通を取れる場所をフレーム内で自由に変えることができ、コストを低減することが可能な電気音響変換器が得られる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明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、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る電気音響変換器１を上向きに配置した状態で示す断面図である。本実施形態に係る電気音響変換器１は、外径１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の小径のダイナミックスピーカであって、携帯電話機や携帯用ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の小型の電子機器に搭載して使用されるようになっている。
電気音響変換器１は、フレーム１０に、その上面側から振動板２０およびカバー２１を装着するとともに、その下面側から磁気回路ユニット３０を装着して構成されている。

フレーム１０は、例えばポリアミド系の合成樹脂などを材料に用いて射出成形により形成され、図２に示すように、対向する直線状の縁部１０ａ，１０ａと、湾曲した縁部１０ｂ，１０ｂとを有する変形楕円板状であって、その中央に、後述するボイスコイル２２の外形よりも大きい大きさの円形開口部１０ｃを有している。また、フレーム１０は、後述する各端子孔１３が磁気回路ユニット３０を取り囲めるように配置され、磁気回路ユニット３０からの距離をｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４にして異ならせた変移配置構造を有している。

図１に示すように、このフレーム１０は、環状平坦部１１と、周壁部１２と、端子孔１３とを有し、周壁部１２がカバー２１側を向くように配置した状態で、振動板２０およびカバー２１が装着されるようになっている。環状平坦部１１は円形開口部１０ｃを取り囲むように配置された平坦な板状の部分であり、複数（図では１４個）の端子孔１３が周方向に沿って並んで形成されている。周壁部１２は環状平坦部１１の外周縁における環状平坦部１１よりも高さを高くした部分であり、その外側に振動板２０の周縁部を保持し得るように突出した突部１２ａを有している。

各端子孔１３は、後述する一対の端子部材である端子ピン部材４０，４０を挿入固定するために設けられていて、環状平坦部１１を貫通するほぼ一様な内径（大きさＷ）を有する円管状に形成され、フレーム１０内において、すべて同じ大きさで形成されている。また、各端子孔１３は、図７に示すように、環状平坦部１１の周壁部１２を有する上面側における周縁部分が適宜削り取るなどして加工された面取加工部１３ｂとなっている。この面取加工部１３ｂは、端子ピン部材４０における後述の胴体部４２の付根部分に対応した形状になっている。
また、各端子孔１３は、振動板２０の背面空間（振動板２０が放音孔２１ｄと対向する面の反対面）が密閉されることを防止するための通気孔の役目も果たしている。これにより、振動板２０の背面空間のエアダンパ効果を低減することができる。

各端子ピン部材４０は、導電性の良好な金属からなり、図４および図５，６に示すように、薄板鍔状の頭部４１と、胴体部４２とを有している。頭部４１は、端子孔１３の内径よりも大きい大きさの薄い概ね円板状に形成され、周縁部の一部を直線状に切り欠いた切欠部４１ａを有し、片面中央に胴体部４２が形成されている。

胴体部４２は、頭部４１の片面に形成されていて、フレーム１０における環状平坦部１１の厚さよりも大きい長さを有し、径太部４３、径細部４４および接続用端子部４５を有して軸に交差する方向の断面が概ね楕円形状になっている。径太部４３は、端子孔１３の内径Ｗよりも幾分幅広で、端子孔１３の内壁面１３ａに圧入可能な幅Ｗ１に形成され、端子孔１３に挿入固定する際の圧入代となっている。径細部４４は端子孔の内径Ｗよりも幾分幅狭の幅Ｗ２に形成されている（Ｗ１＞Ｗ＞Ｗ２）。

接続用端子部４５は、端子ピン部材４０を端子孔１３に挿入したときに環状平坦部１１から突出する部分であって、外部導通部材であるリード線やコイルスプリングを接続して、電気音響変換器１と外部との導通をとるためのターミナルとなるものである。この接続用端子部４５は、適度な厚さを有し、端面の中央に切欠部４１ａに沿って、リード線やコイルスプリングを挟み込める幅に形成された溝部４６を有している。

そして、各端子ピン部材４０は、端子孔１３に圧入することによってフレーム１０に挿入固定することができ、その状態で、ボイスコイル２２の端末線２２ａを頭部４１に熱圧着などして導通固定する一方、リード線やコイルスプリングを接続用端子部４５に導通固定できるようになっている。

この端子ピン部材４０は、溝部４６の代わりに、図９（ａ）に示すような十字交差状の溝部４７を有していてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、端子ピン部材４０の代わりに、角型の頭部４８ａと、胴体部４８ｂとを有する端子ピン部材４８を用いてもよい。さらに、図９（ｃ）に示すように、頭部４１を有しない端子ピン部材４９を用いてもよい。なお、図示はしないが、いずれの端子ピン部材も、胴体部にローレット加工を施したものを用いることができる。なお、溝部４６や溝部４７などを形成せずに、圧接や溶着などにより外部導通部材を直接端子ピン部材４０に取り付けても、接続用端子部４５を外部と導通を取るためのターミナルとして使用することは可能である。
また、図９（ｄ）に示すように、本発明における端子部材として、板材を折り曲げて形成した端子部材５０を用いてもよい。この端子部材５０は胴体部５０ａを有し、この胴体部５０ａに端子孔１３の孔径よりも幅の広い幅広部５０ｂを有することが好ましい。これにより、端子孔１３から端子部材５０が脱落することを防止することができる。

振動板２０は、複数の凹凸を有し、フレーム１０の外形に適合するように形成されたダイヤフラム状の部材であって、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）製の合成樹脂フィルムに熱プレス成形を施すことによって形成されている。振動板２０は、周縁に形成された平坦な周端部２０ａと、フレーム１０よりも内側で、磁気回路ユニット３０よりも外側に環状平坦部２０ｂとを有し、そのそれぞれは、前者が周壁部１２の上面に接着して固定でき、後者がボイルコイル２２の上端を接着して固定できるようになっている。なお、周端部２０ａと、環状平坦部２０ｂとは、同じ水平面内に配置されるように形成されている。

カバー２１は、ステンレス鋼製金属板のプレス成形により形成されていて、フレーム１０の形状に対応した変形楕円板状を呈し、頂面部２１ａと、壁部２１ｂと、鍔部２１ｃとを有している。頂面部２１ａは複数の放音孔２１ｄを有する平坦な板状に形成されている。壁部２１ｂは頂面部２１ａの周縁から交差方向に延びており、鍔部２１ｃは壁部２１ｂの周縁から交差する方向に外向きに延びている。そして、カバー２１は、鍔部２１ｃが振動板２０の周端部２０ａとともに周壁部１２に接着して固定できるように形成されている。

ボイスコイル２２は磁石３１およびヨーク３２の外形よりも大きい大きさを有し、上端が振動板２０に固定された状態で、下端が磁石３１およびヨーク３２と、ベース３５（の周壁部３５ｂ）との間に納まる大きさになっている。
磁気回路ユニット３０は、磁石３１およびヨーク３２と、ベース３５とを有している。この磁石３１とヨーク３２は、いずれもボイスコイル２２の内側に配置可能な大きさの円板状に形成され、ベース３５の底部３５ａに磁石３１、ヨーク３２の順で互いに同心になるように接着して固定されるようになっている。

ベース３５は、磁性材により、有底円筒状に形成され、底部３５ａと、周壁部３５ｂとを有している。底部３５ａは磁石３１およびヨーク３２の外形よりも適宜大きい大きさの平板状に形成され、その中央に磁石３１とヨーク３２を固定できるようになっている。周壁部３５ｂは、磁石３１およびヨーク３２の厚みに対応した高さを有し、その上端部にフレーム１０に嵌合可能な段差部３５ｃが形成されている。
そして、このヨーク３２と、ベース３５の間にボイスコイル２２を配置可能な円環状の間隙が確保され、その間隙により、ボイスコイル２２の下端部を収容する円環状の磁気間隙が確保されるようになっている。

そして、電気音響変換器１は以上の各部材を用いて次のように構成されている。すなわち、電気音響変換器１は、フレーム１０の周壁部１２に対して、ボイスコイル２２を固定した振動板２０およびカバー２１が所定の接着剤を用いて接着固定されている。また、磁石３１およびヨーク３２がベース３５の底部３５ａに接着して固定され、さらに、磁石３１およびヨーク３２がボイスコイル２２の内側に納まるようにして、ベース３５がフレーム１０に嵌合されている。

また、一対の端子ピン部材４０を各端子孔１３のいずれかに圧入することによって、各端子ピン部材４０がフレーム１０に挿入固定され、その端子ピン部材４０の頭部４１に対して、ボイスコイル２２の端末線２２ａが熱圧着で固定されて電気音響変換器１が得られている。
さらに、電気音響変換器１は、端末線２２ａが導通固定された各端子ピン部材４０に対し、その接続用端子部４５にリード線２７を導通固定することができ、これによって外部との導通を確保することができる。このとき、リード線２７は図８（ａ）に示すように、端子ピン部材４０における溝部４６に半田ａによる半田付けで接続される。リード線２７の代わりにコイルスプリングを接続するときも、図８（ｂ）に示すように、半田ａによる半田付けで接続される。
また、リード線２７の代わりに、図１０（ａ），（ｂ）に示すような板ばね５２を用いてもよい。この板ばね５２は、接続用端子部４５を嵌合可能な孔（図示せず）を有していて、その孔に接続用端子部４５が嵌合されて、半田ａによる半田付けで導通固定されている。この板ばね５２を用いる場合は、図１０（ｂ）とは異なり、接続用端子部４５には溝部４６を設けなくてもよい。さらに、板ばね５２を溝部４６に嵌め込み可能な形状に形成し、半田ａや圧着などにより導通固定することもできる。

このような構成を有する電気音響変換器１は、フレーム１０が複数の端子孔１３を有しているから、端子ピン部材４０の挿入場所を複数設定することができる。そして、各端子孔１３に端子ピン部材４０を挿入固定するにあたって、電子機器に実装するときのほかの電子部材との配置関係や、電気音響変換器１の向きなどを考慮して、最も適切な場所に存在する端子孔１３を選択し、その端子孔１３に端子ピン部材４０を挿入することができる。この端子ピン部材４０は、ボイスコイル２２の端末線２２ａと、外部につながるリード線２７とを接続することができ、外部と導通をとるためのターミナルとして機能するものである。そのため、電気音響変換器１は、外部との導通を取る場所をフレーム１０内の各端子孔１３の中で自由に変えることができ、外部と導通をとるためのターミナルの位置変更自由度が高くなっている。

また、端子ピン部材４０と、フレーム１０とが別々の部材になっているから、従来のように端子付きフレームを設けるのと比較して製造コストがかからず、したがって、電気音響変換器１の製造コストを低減することができる。
さらに、端子ピン部材４０は、頭部４１を有し、その頭部４１が端子孔１３よりも大きい鍔状に形成されているから、端子孔１３に挿入した後でも、ボイスコイルの端末線の接続が簡易かつ確実に行え、フレーム１０よりも突出する接続用端子部４５があるから、外部と導通をとるためのリード線を確実に接続することができる。しかも、接続用端子部４５にリード線を挟み込める溝部４６が形成されているので、接続しようとするリード線を溝部４６に挟み込ませて位置決めを行い、その上で、リード線を接続用端子部４５に導通固定することができる。これによって、リード線の接続を簡易かつ確実に行えるようになっている。

一方、端子ピン部材４０は径太部４３を有し、この径太部４３が端子孔１３に挿入する際の圧入代となるため、端子ピン部材４０を端子孔１３に圧入することができる。したがって、その圧入によって、端子ピン部材４０がフレーム１０に確実に固定されるようになっている。また、端子孔１３が面取加工部１３ｂを有しているから、製造段階で胴体部４２の付根にバリが形成されても、端子ピン部材４０を端子孔１３に密接させ確実に挿入固定することができる。
さらに、フレーム１０を上述したような変形楕円形状にすることによって、端子孔１３の位置が異なる変位配置構造にしているため、磁気回路ユニット３０から距離が異なる端子孔１３が確保されるようになっている。これにより、フレーム１０の中でターミナルの配置場所を変更可能な範囲が拡大され、ターミナルの位置変更自由度が高められている。

本発明における電気音響変換器１は、このフレーム１０のような変形楕円形状のフレームを有する場合だけに限られるものではない。例えば、図３に示すような円形状のフレーム１５を用いた電気音響変換器についても適用可能である。このフレーム１５は、フレーム１０と比較して、環状平坦部１１と形状の異なる円形状の環状平坦部１６を有し、各端子孔１３の磁気回路ユニット３０からの距離が同じで、各端子孔１３の個数が異なる（１２個になっている）他は同じ構成を有している。このフレーム１５を用いるときは、その形状に合わせて、振動板やカバー等の部材の形状を変更すればよい。
フレーム１０、フレーム１５のいずれも端子孔１３の個数は上記に限定されない。端子ピン部材４０の大きさを考慮して増やしてもよいし、少なくしてもよいが、磁気回路ユニット３０を取り囲める程度の個数を設けることが好ましい。これにより、ターミナルの配置場所を変更可能な範囲が適度に拡大されるようになる。

本発明の実施形態に係る電気音響変換器を上向きに配置した状態で示す断面図である。 図１の電気音響変換器で用いられるフレームを示す平面図である。 別のフレームを示す平面図である。 図１の電気音響変換器で用いられる端子ピン部材を示す斜視図である。 同じく、端子ピン部材を示す側面図である。 同じく、端子ピン部材を示す平面図である。 フレームにおける端子ピン部材が挿入固定された部分を示す断面図である。 （ａ）は外部と導通をとるためのリード線を端子ピン部材に半田付けして接続した状態を示す平面図、（ｂ）は同じく、コイルスプリングを半田付けして接続した状態を示す平面図である。 （ａ）は十字交差状の溝部を有する端子ピン部材を示す平面図、（ｂ）は別の端子ピン部材を示す斜視図、（ｃ）は頭部を有しない端子ピン部材を示す斜視図、（ｄ）は別の端子部材を示す斜視図である。 （ａ）は板ばねに端子ピン部材を固定した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の板ばねを示す平面図である。

符号の説明

１…電気音響変換器、１０，１５…フレーム
１３…端子孔、１３ｂ…面取加工部
２０…振動板、２０ａ…周端部
２２…ボイスコイル、２２ａ…端末線
２７…リード線、３０…磁気回路ユニット
４０，４８，４９…端子ピン部材
４１，４８ａ…頭部、４２，４８ｂ…胴体部
４５…接続用端子部、４６，４７…溝部
４３…径太部、４４…径細部、５０…端子部材
５２…板ばね

Claims (6)

1. 振動板と、該振動板に固定されたボイスコイルと、該ボイスコイルを動かすための磁界を形成する磁気回路ユニットと、前記振動板を支持するフレームとを備えた電気音響変換器であって、
   前記フレームが複数の端子孔を有し、
   前記各端子孔に挿入可能で、かつ前記ボイスコイルの端末線を接続可能な一対の端子部材を有することを特徴とする電気音響変換器。
2. 前記各端子部材は、前記ボイスコイルの端末線と接続するための頭部と、該頭部から延び、前記端子孔に挿入される胴体部とを有し、
   前記胴体部における前記頭部の反対側端部が前記フレームから突出して、外部に導通される外部導通部材の接続用端子部になることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
3. 前記各端子部材は、前記頭部が前記端子孔よりも大きい鍔状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の電気音響変換器。
4. 前記接続用端子部の端面に前記外部導通部材を挟み込むための溝が形成されていることを特徴とする請求項２または３記載の電気音響変換器。
5. 前記各端子部材の胴体部が、前記頭部と前記接続用端子部との間に前記端子孔の内径よりも幅広で前記端子孔に圧入可能な大きさの拡径部を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の電気音響変換器。
6. 前記フレームは、前記磁気回路ユニットからの距離が異なる位置に前記各端子孔が配置された変位配置構造を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の電気音響変換器。

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