JP2006050410A - 電気音響変換装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気音響変換装置において、ヨークとボイスコイルとの位置関係を自動的に決めることができる技術を提供する。
【解決手段】 振動板１２４を支えるフレーム部１２１を筒状の構造とし、その内側に断面が凸状の張り出し部１２６を形成する。他方で、磁気駆動系ユニット１１０を構成するマグネット１１１の外径よりヨーク１１５の外径を小さくし、段差構造１１７を形成する。張り出し部１２６が段差構造１１７に組み合うようにすることで、磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０に差し込んで組み合わせた際に、両者の相対的な位置調整が自動的に行われる。こうして、ヨーク１１３とボイスコイル１２５との位置関係を自動的に決めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話等に搭載される電気音響変換装置に係り、小型化に有利であり、低コストで生産性に優れた構成に関する。

携帯電話等は、音声情報を出力するための電気音響変換装置を備えている。一般に電気音響変換装置は、スピーカあるいはレシーバと呼ばれており、電気信号を音響信号（音波）に変換する機能を有している。

携帯電話の小型軽量化および低価格化は目を見張るものがあり、それに応じて電気音響変換装置にも小型軽量化および低コスト化が求められている。小型化および組み立てコストの低減を図るための構造を有する電気音響変換装置として、特許文献１に記載された構造が公知である。

特許文献１には、振動系とは別に、一体構造の磁気回路系を構成し、両者を接合することで、組み立てを簡略化できる構成が記載されている。

実用新案出願公開 昭６３−２３８９７号公報

製造コストを低減するには、難しい角度での部品の装着や部品同士の位置合わせ作業を無くし、さらに作業手順を極力少なくすることが重要となる。たとえば、携帯電話に搭載するような電気音響変換装置は、薄型の構造が追求されるのであるが、薄型を追求した構造では、構成部品を順番に積み重ねてゆくことで組み立てが完了するような構造とすることが好ましい。なぜなら、小型で薄型の構造における組み立てにおいては、全体の厚さが薄くなるので、立体的に部品を配置してゆくような作業が困難になるからである。

この点において、特許文献１に記載されている技術には改善すべき点がある。本発明は、組み立てが簡単である薄型の電気音響変換装置を提供することを課題とする。

本発明の電気音響変換装置は、ベース部と、このベース部上に配置されたマグネットと、このマグネット上に配置されたヨーク部とを備えた磁気駆動系ユニットと、ボイスコイルと、このボイスコイルが固定された振動板と、この振動板を支えるフレーム部とにより構成され、一端が開放された筒構造を有するフレームユニットとを備え、前記ヨーク部の周囲縁部分と前記マグネットの周囲縁部分を利用して段差構造が形成されており、前記フレームユニットの筒構造内側には、断面凸型の張り出し部が形成されており、前記磁気駆動系ユニットは、前記フレームユニットの筒構造内部にその開放端から挿入されており、前記張り出し部に前記段差部分が押し当てられることで、前記フレームユニットに対する前記磁気駆動系ユニットの位置が決められていることを特徴とする。

この構造によれば、ヨークの縁部とマグネットの縁部とによって構成された段差部に、筒構造のフレームユニットの内側に突出させた張り出し部を合わせることで、磁気振動ユニットとフレームユニットとの位置合わせを行った状態で両者を結合することができる。

すなわち、この構成においては、磁気振動系ユニットに設けられた段差部とフレームユニット内側の張り出し部とを、磁気振動系ユニットとフレームユニットとの位置あわせ手段として利用することができる。この構造によれば、磁気駆動系ユニットを筒構造のフレームユニットの内部に差し込むだけで、磁気駆動系ユニットとフレームユニットとの間の相対的な位置関係を決めることができる。このため、製造工程を簡略化しつつ、品質を確保することができ、品質を低下させずに低コストを実現することができる。

本発明の電気音響変換装置において、ヨーク部は、マグネットに溶接によって固定されていることは好ましい。例えばレーザ光を用いた溶接方法を利用することで、平面的な構造において、無駄な突起等が存在しない構造を得ることができる。

本発明の電気音響変換装置において、ベース部の周囲縁部分とマグネットの周囲縁部分を利用して段差構造が形成されており、フレームユニットの筒構造内側面と前記段差構造とで構成される溝部に接着部材が充填され、この接着部材により磁気駆動系ユニットとフレームユニットとが接着固定されている構造とすることは好ましい。

この構成によれば、溝部に接着剤やロウ材といった接着機能を有する材料を流し込み、接着力を発現させることで、磁気振動系ユニットをフレームユニットに対して固定することができる。この構造では、溝に接着部材が収まるので、表面に余計な盛り上がり等が形成されてしまう不都合を回避することができる。全体を薄型に構成した場合、接着剤の盛り上がりが、電気音響変換装置を電子部品として電子機器（例えば携帯電話）に組み込む際に障害になる場合がある。上記態様によれば、このような不都合の発生が防止される。また、薄型化には不利な接着層を形成しなくても、溝の内部において接着面積を確保することができるので、薄型化を追求しつつ接着力を確保することができる。

本発明は、電子音響変換装置の製造方法として把握することもできる。すなわち、本発明の電子音響変換装置の組み立て方法は、（１）ベース部と、このベース部上に配置されたマグネットと、このマグネット上に配置されたヨーク部とを備えた磁気駆動系ユニットを製造する工程と、（２）ボイスコイルと、このボイスコイルが固定された振動板と、この振動板を支えるフレーム部とにより構成され、一端が開放された筒構造を有するフレームユニットを製造する工程と、（３）前記磁気駆動系ユニットを、前記フレームユニットの筒構造内部にその開放端から挿入する組み立て工程とを備え、前記ヨーク部の周囲縁部分と前記マグネットの周囲縁部分を利用して段差構造が形成されており、前記フレームユニットの筒構造内側には、断面凸型の張り出し部が形成されており、前記組み立て工程において、前記段差部分を前記張り出し部に押し当てることで、前記フレームユニットに対する前記磁気駆動系ユニットの位置が決められることを特徴とする。

上記電気音響変換装置の製造方法によれば、筒構造を有するフレームユニットの内部に磁気駆動系ユニットを差し込むことで、磁気駆動系ユニットの段差部とフレームユニット内部の張り出し部とが接触し、磁気駆動系ユニットとフレームユニットとの相対的な位置合わせが自動的に行われる。したがって、組み立てと同時にボイスコイルの位置を正確に決めることができる。

本発明によれば、電気音響変換装置を組み立てる際に、振動板を保持した筒構造のフレームユニットの内部に磁気駆動系ユニットを差し込むことで、自動的に両者の位置合わせを行うことができる。このため、組み立てが簡単である薄型の電気音響変換装置を得ることができる。

特に本発明を利用した場合、簡単に組み立てを行える構造でありながら、ボイスコイルの位置を正確に確保できるので、薄型化、小型化、軽量化および部品点数の削減を追求しつつ、性能のバラツキの少ない電気音響変換装置を得ることができる。

（実施形態の構成）
図１は、本発明を利用した電気音響変換装置の断面構造を示す断面図である。図１（ａ）は、完成状態を示し、図１（ｂ）〜（ｄ）は各構成ユニットを示す。

図１（ａ）に示す電気音響変換装置１０１は、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように３つのユニットから構成されている。すなわち、電気音響変換装置１０１は、図１（ｄ）に示す磁気駆動系ユニット１１０、図１（ｃ）に示すフレームユニット１２０、および図１（ｂ）に示す保護ケース１３０から構成されている。

図２は、磁気駆動系ユニット１１０の外観を示す斜視図である。図１（ｄ）および図２に示されるように、磁気駆動系ユニット１１０は、マグネット（永久磁石）１１１、ベース部１１２およびヨーク１１３により構成されている。なお、図２のＡ−Ａ’で切った断面の様子を示したものが図１（ｄ）である。

磁気駆動系ユニット１１０には、ベース部１１２の外周縁部１４１より外側にマグネット１１１の外周縁部１４２が位置する寸法関係に設定されることで、段差構造１４３が設けられている。この段差構造１４３が存在することで、磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０の開口部１２２に差し込んだ際に、図１（ａ）の符号１０２によって示される部分に凹部（溝部）が形成される。

そしてこの溝部に接着剤を充填し、その接着力を発現させることで、磁気駆動系ユニット１１０とフレームユニット１２０とを一体化させることができる。

マグネット１１１は、ベース部１１２およびヨーク１１３を介して、隙間１１４に磁界を発生させる。後述するように、隙間１１４にボイスコイルが位置し、ボイルコイルに信号電流が流れると、マグネット１１１から隙間１１４に加えられる磁界と相互作用が発生し、信号電流に応じてボイスコイルがその軸方向に振動する。

また、円環構造（リング構造）のヨーク１１３の外周縁部１１５の外側に、マグネット１１１の外周縁部１１６が位置するように寸法が選定され、段差構造１１７が形成されている。

図３は、フレームユニット１２０の外観を示す斜視図である。図３に示す状態を上下反転させ、さらにＢ−Ｂ’で切った断面を見たものが図１（ｃ）の断面図である。（図３と図１（ｃ）とでは、振動板１２４の位置が上下逆になっている）

フレームユニット１２０は、筒状のフレーム部１２１の一端１２２が開放され、この筒状のフレーム部１２１の他端に振動板１２４が固定されている。振動板１２４の中央部には、音響特性を調整するための薄い金属板１２３が貼り付けられ、その裏面にはボイスコイル１２５が固定されている。振動板１２４が、可動部分１２７（図１参照）を介して、フレーム部１２１に対して相対的に振動運動することにより、音波が発生する。

また、図３に示されるように、ボイスコイル１２５からは、その巻き始めと巻き終わりから配線２０１および２０２が引き出され、それぞれ端子電極２０３および２０４に接続されている。

筒状のフレーム部１２１の内部には、断面凸型の張り出し部１２６が形成されている。張り出し部１２６は、フレーム部１２１と一体に成型されて構成されている筒構造内面の周方向に延在した鍔状あるいは庇状の突出部である。図３に示されるように、断面凸型の張り出し部１２６は、フレーム部１２１内部の２ヶ所に形成されている。

保護ケース１３０は、振動板１２４を保護する部材であり、図示しない開口が数カ所形成されている。振動板１２４が振動すると、この開口から音波が放出される。

フレームユニット１２０の張り出し部１２６の内径は、磁気駆動系ユニット１１０の段差構造１１７に合致するように寸法の設定がされている。これにより、張り出し部１２６の縁が段差構造１１７に接触し、フレームユニット１２０と磁気駆動系ユニット１１０との位置関係が決まる構造が実現される。

図１〜３に示す実施形態においては張り出し部１２６の内径と円周構造を有する段差構造１１７（図２参照）の径を合わし、段差構造１１７が張り出し部１２６の内側に組み合わさってはまり込むようにしている。こうすることで磁気駆動ユニット１１０をフレームユニット１２０に差し込んだ際に、両者の相対的な位置関係を自動的に決めることができる。

このように、磁気駆動系ユニット１１０が、マグネット１１１とベース部１１２およびヨーク１１３をあらかじめ一体化させた構造であるので、磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０に差し込むのみで、磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０に対して位置決め固定することが可能となる。また、張り出し部１２６に対してマグネット１１１を突き当てることができるため、フレームユニット１２０に対してヨーク１１３を挿入方向で突き当てるものに比べ薄型化がはかれる。

（実施形態の製造方法）
まず、磁気駆動系ユニット１１０の製造方法について説明する。まず、円環構造（リング構造）のマグネット（永久磁石）１１１を用意する。そしてこのマグネット１１１の片面に円環構造の磁性体金属によって構成されるヨーク１１３をレーザ溶接によって固定する。またマグネット１１１の他方の面に断面Ｌ型の円環構造を有した磁性体金属によって構成されるベース部１１２をレーザ溶接によって固定する。こうして、図１（ｄ）および図２に示す磁気駆動系ユニット１１０を得る。

レーザ溶接による部材の固定は、部材の一部にレーザを照射し、接合する部材間の境界面付近を部分的に溶融させることで溶接を行うので、表面に凹凸を形成せずに部材間の溶接を行うことができる。本実施形態で示す電気音響変換装置は、携帯電話に装着するような小型・薄型構造であるので、磁気駆動ユニット１１０のような積層構造を製造する際にレーザ溶接を用い、表面に凹凸が形成されないようにすることは好ましい。

次に、フレームユニット１２０を製造する。まず、薄型の筒構造を有し、筒構造の内面に張り出し部１２６が一体に形成されたフレーム部１２１を製造する。フレーム部１２１は、プラスチックを材料とし、モールド成型法を用いて製造する。

次に振動板として用いるフィルム状のプラスチック材料を用意し、その一方の面に薄い金属板１２３を接着し、他方の面にボイスコイル１２５を接着する。こうして、振動板１２４を得、それをフレーム部１２１の一方の開放部に塞ぐように接着する。こうして、図１（ｃ）および図３に示すフレームユニット１２０を得る。

次に磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０の開放部１２２に挿入する。この作業は、図２に示す磁気駆動系ユニット１１０を上下反転させ、筒状構造を有するフレームユニット１２０の開口部１２２に挿入する作業として理解することができる。

この際、段差構造１１７が張り出し部１２６に接触し、段差構造１１７に張り出し部１２６の円弧状の縁が接触することで、磁気駆動系ユニット１１０とフレームユニット１２０との相対的な位置関係が自動的に決まる。すなわち、隙間１１４内におけるボイスコイル１２５の位置関係を組み立てと同時に決めることができる。

磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０の開口部１２２に挿入したら、図１の符号１０２によって示される部分に形成される溝部（凹部）に接着剤を充填し、それを硬化させることで、磁気駆動系ユニット１１０とフレームユニット１２０とを一体化させる。

このように、溝に接着剤を充填し、接着を行う構造とすることで、磁気駆動系ユニット１１０とフレームユニット１２０とを接着した際に、接着剤がベース部１１２より盛り上がってしまうことがなく、余分な段差や出っ張りが形成されない構造を実現することができる。この構造は、薄型構造を阻害しない優位性がある。

磁気駆動系ユニット１１０とフレームユニット１２０とを一体化させたら、金属製の保護ケース１３０を被せて図１（ａ）にその断面構造を示す電気音響変換装置１０１を完成させる。

なお、保護ケース１３０をフレームユニット１２０に被せた後に、磁気駆動系ユニット１１０をフレームユニット１２０内に組み込んでも良い。

（実施形態の動作）
図１に示す構造に組上げた状態において、図２に示す端子電極２０３および２０４に駆動信号を流すと、ボイスコイル１２５に信号電流が流れ、マグネット１１１が発生する磁界と相互作用を起こし、フレミングの左手の法則に従って、ボイスコイル１２５がその軸方向に振動する。この振動が振動板１２４を振動させ、音波が発生する。

本発明は、携帯電話等の小型電子機器に搭載される電気音響変換装置に利用することができる。

発明を利用した電気音響変換装置の概要を示す断面図である。 発明を利用した電気音響変換装置を構成する磁気駆動系ユニットの概要を示す斜視図である。 発明を利用した電気音響変換装置を構成するフレームユニットの概要を示す斜視図である。

符号の説明

１０１…電気音響変換装置、１０２…接着剤が充填される溝部分、１１１…マグネット、１１２…ベース部、１１３…ヨーク、１１４…隙間、１１５…ヨーク１１３の外周縁部、１１６…マグネット１１１の外周縁部、１１７…段差構造、１２０…フレームユニット、１２１…フレーム部、１２２…フレーム部１２１の開放された一端、１２３…薄い金属板、１２４…振動板、１２５…ボイスコイル、１２６…断面凸型の張り出し部、１２７…可動部分、１３０…保護ケース、１４１…ベース部１１２の外周縁部、１４２…マグネット１１１の外周縁部、１４３…段差構造、２０１…配線、２０２…配線、２０３…端子電極、２０４…端子電極。

Claims (4)

1. ベース部と、このベース部上に配置されたマグネットと、このマグネット上に配置されたヨーク部とを備えた磁気駆動系ユニットと、
   ボイスコイルと、このボイスコイルが固定された振動板と、この振動板を支えるフレーム部とにより構成され、一端が開放された筒構造を有するフレームユニットと
   を備え、
   前記ヨーク部の周囲縁部分と前記マグネットの周囲縁部分を利用して段差構造が形成されており、
   前記フレームユニットの筒構造内側には、断面凸型の張り出し部が形成されており、
   前記磁気駆動系ユニットは、前記フレームユニットの筒構造内部にその開放端から挿入されており、
   前記張り出し部に前記段差部分が押し当てられることで、前記フレームユニットに対する前記磁気駆動系ユニットの位置が決められていることを特徴とする電気音響変換装置。
2. 前記ヨーク部は、前記マグネットに溶接によって固定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装置。
3. 前記ベース部の周囲縁部分と前記マグネットの周囲縁部分を利用して段差構造が形成されており、
   前記フレームユニットの筒構造内側面と前記段差構造とで構成される溝部に接着部材が充填され、この接着部材により前記磁気駆動系ユニットと前記フレームユニットとが接着固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気音響変換装置。
4. ベース部と、このベース部上に配置されたマグネットと、このマグネット上に配置されたヨーク部とを備えた磁気駆動系ユニットを製造する工程と、
   ボイスコイルと、このボイスコイルが固定された振動板と、この振動板を支えるフレーム部とにより構成され、一端が開放された筒構造を有するフレームユニットを製造する工程と、
   前記磁気駆動系ユニットを、前記フレームユニットの筒構造内部にその開放端から挿入する組み立て工程と
   を備え、
   前記ヨーク部の周囲縁部分と前記マグネットの周囲縁部分を利用して段差構造が形成されており、
   前記フレームユニットの筒構造内側には、断面凸型の張り出し部が形成されており、
   前記組み立て工程において、前記段差部分を前記張り出し部に押し当てることで、前記フレームユニットに対する前記磁気駆動系ユニットの位置が決められることを特徴とする電気音響変換装置の製造方法。
   

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