JP2008177943A - 電磁変換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボイスコイルの導体の幅を細くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようにして、十分な音圧を確保することができる電磁変換器を得ることを目的とする。
【解決手段】フロントマグネット3とリアマグネット4の間に配置されるフレキシブル基板6の両面にボイスコイル7a,7bが形成され、想定しているインピーダンスに応じて両面のボイスコイル7a,7bが直列又は並列に接続されるように構成する。これにより、ボイスコイル7a,7bの導体の幅を細くし過ぎることや太くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようになる。
【選択図】図1
【解決手段】フロントマグネット3とリアマグネット4の間に配置されるフレキシブル基板6の両面にボイスコイル7a,7bが形成され、想定しているインピーダンスに応じて両面のボイスコイル7a,7bが直列又は並列に接続されるように構成する。これにより、ボイスコイル7a,7bの導体の幅を細くし過ぎることや太くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようになる。
【選択図】図1
Description
この発明は、例えば、オーディオ信号を再生する電磁変換器に関するものである。
従来の電磁変換器として、永久磁石板であるシートマグネットとフレキシブル基板(振動板)が組み合わされたものがある(例えば、特許文献1を参照)。
シートマグネットは、帯状の異なる磁極が、一定の間隔をおいて、交互に形成されたものである。
振動板には、永久磁石板の異なる磁極の間隙部分(いわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分)に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるボイスコイルが形成されている。
シートマグネットは、帯状の異なる磁極が、一定の間隔をおいて、交互に形成されたものである。
振動板には、永久磁石板の異なる磁極の間隙部分(いわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分)に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるボイスコイルが形成されている。
上記の電磁変換器において、振動板のボイスコイルに電気信号である電流が流れると、そのボイスコイルとシートマグネットの多極着磁パターンが電磁的に作用し、フレミングの左手の法則にしたがってフレキシブル基板である振動板が音声振動を発生する。
振動板から発生する音声振動は、シートマグネット及びケース(支持部材)に開けられている音放射穴を通って外部に放射される。
振動板から発生する音声振動は、シートマグネット及びケース(支持部材)に開けられている音放射穴を通って外部に放射される。
ここで、電磁変換器の再生周波数や音圧は、振動膜に形成されている導体パターンからなるボイスコイルの幅が大きく影響する。
電磁変換器における音声振動の発生原理は、上述した通りであるため、シートマグネットに多極着磁された着磁パターンに直角に作用する磁束(シートマグネットに対して水平方向の磁束)が最大になる位置にボイスコイルを配置する必要がある。
シートマグネットの着磁面に対して水平方向の磁束が最大な点は、S極とN極、または、N極とS極の境界のニュートラルゾーンである。
電磁変換器における音声振動の発生原理は、上述した通りであるため、シートマグネットに多極着磁された着磁パターンに直角に作用する磁束(シートマグネットに対して水平方向の磁束)が最大になる位置にボイスコイルを配置する必要がある。
シートマグネットの着磁面に対して水平方向の磁束が最大な点は、S極とN極、または、N極とS極の境界のニュートラルゾーンである。
このニュートラルゾーンにおいて、最大の磁束密度の8割以上の磁束密度を有する水平面の幅は、例えば、磁極の間隔が3mm程度であれば、ニュートラルゾーンの中心から1mm程度(磁束密度の最大点を中心にS極側に0.5mm、N極側に0.5mm)の範囲であることが、測定結果から得られている。
したがって、ニュートラルゾーンの中心から±0.5mm以下の位置に、ボイスコイルを的確に配置すれば、入力信号である電気信号を効率的に音声信号に変換することができることになる。
したがって、ニュートラルゾーンの中心から±0.5mm以下の位置に、ボイスコイルを的確に配置すれば、入力信号である電気信号を効率的に音声信号に変換することができることになる。
ただし、磁束密度が十分集中する箇所にボイスコイルを配置するには、ボイスコイルの導体の幅も一定値以下にしないと、入力信号である電気信号を効率的に音声信号に変換することができない。
即ち、磁極の間隔が3mm程度であれば、ボイスコイルの導体をニュートラルゾーンの中心から1mm程度の範囲に配置する必要があるため、ボイスコイルの導体の幅を1mm以下にする必要がある。
なお、ボイスコイルの導体の幅は、電磁変換器のインピーダンスと密接な関係があり、従来の電磁変換器において、目的のインピーダンスを得るには、ボイスコイルの導体の幅と、ボイスコイルの巻き数などで調整するようにしている。
即ち、磁極の間隔が3mm程度であれば、ボイスコイルの導体をニュートラルゾーンの中心から1mm程度の範囲に配置する必要があるため、ボイスコイルの導体の幅を1mm以下にする必要がある。
なお、ボイスコイルの導体の幅は、電磁変換器のインピーダンスと密接な関係があり、従来の電磁変換器において、目的のインピーダンスを得るには、ボイスコイルの導体の幅と、ボイスコイルの巻き数などで調整するようにしている。
従来の電磁変換器は以上のように構成されているので、ボイスコイルの導体の幅と、ボイスコイルの巻き数を調整すれば、目的のインピーダンスを得ることができる。しかし、ボイスコイルの導体の幅を細くし過ぎると、大きな電力をボイスコイルに印加できず、十分な音圧を得ることができなくなることや、経年変化でボイスコイルの抵抗値が変化し易くなる課題があった。
また、ボイスコイルの幅を太くし過ぎるとニュートラルゾーンの磁束の集中している箇所からはずれる部分にもボイスコイルが配置されて電気信号が流れるため、音声信号の変換効率が悪くなる課題もあった。
また、ボイスコイルの幅を太くし過ぎるとニュートラルゾーンの磁束の集中している箇所からはずれる部分にもボイスコイルが配置されて電気信号が流れるため、音声信号の変換効率が悪くなる課題もあった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ボイスコイルの導体の幅を細くし過ぎることや、太くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようにして、十分な音圧を確保することができる電磁変換器を得ることを目的とする。
この発明に係る電磁変換器は、第1のシートマグネットと第2のシートマグネットとの間に配置される振動板の両面にボイスコイルが形成され、想定しているインピーダンスに応じて両面のボイスコイルが直列又は並列に接続されているものである。
この発明によれば、第1のシートマグネットと第2のシートマグネットとの間に配置される振動板の両面にボイスコイルが形成され、想定しているインピーダンスに応じて両面のボイスコイルが直列又は並列に接続されるように構成したので、ボイスコイルの導体の幅を細くし過ぎることや、太くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようになり、その結果、十分な音圧を確保することができる効果がある。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電磁変換器を示す構成図であり、図において、フロントケース1とリアケース2には、フロントマグネット3、リアマグネット4、バッファシート5a,5b及びフレキシブル基板6が収納されている。
フロントマグネット3はS極とN極がストライプ状に同一の間隔で交互に配置されている。
リアマグネット4はS極とN極がストライプ状に同一の間隔で交互に配置されている。
ただし、フロントマグネット3におけるS極とリアマグネット4におけるS極は対向するように配置され、フロントマグネット3におけるN極とリアマグネット4におけるN極は対向するように配置されている。
なお、フロントマグネット3は第1のシートマグネットを構成し、リアマグネット4は第2のシートマグネットを構成している。
図1はこの発明の実施の形態1による電磁変換器を示す構成図であり、図において、フロントケース1とリアケース2には、フロントマグネット3、リアマグネット4、バッファシート5a,5b及びフレキシブル基板6が収納されている。
フロントマグネット3はS極とN極がストライプ状に同一の間隔で交互に配置されている。
リアマグネット4はS極とN極がストライプ状に同一の間隔で交互に配置されている。
ただし、フロントマグネット3におけるS極とリアマグネット4におけるS極は対向するように配置され、フロントマグネット3におけるN極とリアマグネット4におけるN極は対向するように配置されている。
なお、フロントマグネット3は第1のシートマグネットを構成し、リアマグネット4は第2のシートマグネットを構成している。
バッファシート5aはフレキシブル基板6がフロントマグネット3にぶつかった時に発生する異音を軽減するため、フロントマグネット3とフレキシブル基板6の間に挿入されている。
バッファシート5bはフレキシブル基板6がリアマグネット4にぶつかった時に発生する異音を軽減するため、リアマグネット4とフレキシブル基板6の間に挿入されている。
バッファシート5bはフレキシブル基板6がリアマグネット4にぶつかった時に発生する異音を軽減するため、リアマグネット4とフレキシブル基板6の間に挿入されている。
フレキシブル基板6はバッファシート5aとバッファシート5bの間に配置され、電気信号が印加されるボイスコイルが両面に形成されており(図1では、上面に形成されているボイスコイル7aのみが見えており、下面に形成されているボイスコイル7bは見えていない)、ボイスコイル7a,7bは直列又は並列に接続されている。なお、フレキシブル基板6は振動板を構成している。
ボイスコイル7a,7bは蛇行形状の導体パターンであり、フロントマグネット3及びリアマグネット4におけるS極とN極の間隙の中心(着磁のニュートラルゾーン)に対向する位置に形成されている。また、ボイスコイル7a,7bの導体の幅は同一である。
ボイスコイル7a,7bは蛇行形状の導体パターンであり、フロントマグネット3及びリアマグネット4におけるS極とN極の間隙の中心(着磁のニュートラルゾーン)に対向する位置に形成されている。また、ボイスコイル7a,7bの導体の幅は同一である。
次に動作について説明する。
フレキシブル基板6に形成されているボイスコイル7a,7bに電気信号である電流が流れると、ボイスコイル7a,7bとフロントマグネット3及びリアマグネット4の多極着磁パターンが電磁的に作用する。
フレキシブル基板6は、ボイスコイル7a,7bとフロントマグネット3及びリアマグネット4の多極着磁パターンが電磁的に作用すると、フレミングの左手の法則にしたがって、上下方向の力を受けて、音声振動を発生する。
フレキシブル基板6から発生する音声振動は、フロントマグネット3及びフロントケース1に開けられている音放射穴を通って外部に放射される。
フレキシブル基板6に形成されているボイスコイル7a,7bに電気信号である電流が流れると、ボイスコイル7a,7bとフロントマグネット3及びリアマグネット4の多極着磁パターンが電磁的に作用する。
フレキシブル基板6は、ボイスコイル7a,7bとフロントマグネット3及びリアマグネット4の多極着磁パターンが電磁的に作用すると、フレミングの左手の法則にしたがって、上下方向の力を受けて、音声振動を発生する。
フレキシブル基板6から発生する音声振動は、フロントマグネット3及びフロントケース1に開けられている音放射穴を通って外部に放射される。
ここで、図2(a)はこの発明の実施の形態1による電磁変換器におけるマグネットの位置と磁束密度の大きさを示す説明図である。
また、図2(b)はこの発明の実施の形態1による電磁変換器におけるマグネットの位置とボイスコイルの位置を示す説明図である。
図1の電磁変換器は、フレキシブル基板6を中心にして、マグネットとケースが上下で対向するように配置されているが、図2では、説明の便宜上、フロントケース1やフロントマグネット3の記載を省略して、フレキシブル基板6の下側に配置されるリアマグネット4やリアケース2を記載している。
図2において、符号Aは磁束の向きを表しており、符号Bは磁束密度の大きさを絶対値で表している。
また、図2(b)はこの発明の実施の形態1による電磁変換器におけるマグネットの位置とボイスコイルの位置を示す説明図である。
図1の電磁変換器は、フレキシブル基板6を中心にして、マグネットとケースが上下で対向するように配置されているが、図2では、説明の便宜上、フロントケース1やフロントマグネット3の記載を省略して、フレキシブル基板6の下側に配置されるリアマグネット4やリアケース2を記載している。
図2において、符号Aは磁束の向きを表しており、符号Bは磁束密度の大きさを絶対値で表している。
帯状の異なる磁極(S極とN極)が同一の間隔で交互に配置されているリアマグネット4において、水平方向の磁束密度が一番大きくなる箇所は、異なる磁極同士の間隙部分、即ち、いわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分である。
このニュートラルゾーンの磁束密度を測定すると、最大の磁束密度の8割以上の磁束密度を有する水平面の幅は、例えば、磁極の間隔が3mm程度であれば、ニュートラルゾーンの中心から1mm程度(磁束密度の最大点を中心にS極側に0.5mm、N極側に0.5mm)の範囲であることが、測定結果から得られている。
したがって、ニュートラルゾーンの中心から±0.5mm以下の位置に、蛇行形状の導体パターンからなるボイスコイル7a,7bを的確に配置すれば、入力信号である電気信号を効率的に音声信号に変換することができることになる。
このニュートラルゾーンの磁束密度を測定すると、最大の磁束密度の8割以上の磁束密度を有する水平面の幅は、例えば、磁極の間隔が3mm程度であれば、ニュートラルゾーンの中心から1mm程度(磁束密度の最大点を中心にS極側に0.5mm、N極側に0.5mm)の範囲であることが、測定結果から得られている。
したがって、ニュートラルゾーンの中心から±0.5mm以下の位置に、蛇行形状の導体パターンからなるボイスコイル7a,7bを的確に配置すれば、入力信号である電気信号を効率的に音声信号に変換することができることになる。
図2の例では、フレキシブル基板6の上面に形成されているボイスコイル7aと、下面に形成されているボイスコイル7bは、磁束密度のピーク点(磁束密度が最も大きな点)付近に分布している。
したがって、ボイスコイル7a,7bを図2のようにフレキシブル基板6に形成すれば、最大の磁束密度の8割以上の磁束密度を有する位置にボイスコイル7a,7bを配置することができる。
したがって、ボイスコイル7a,7bを図2のようにフレキシブル基板6に形成すれば、最大の磁束密度の8割以上の磁束密度を有する位置にボイスコイル7a,7bを配置することができる。
図3(a)はフレキシブル基板6の上面及びA−A’断面を示し、図3(b)はフレキシブル基板6の下面を示す説明図である。
図4はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bが並列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図3及び図4において、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8aは、ボイスコイル7bの第1の信号入力端9aと接続され、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bは、ボイスコイル7bの第2の信号入力端9bと接続されている。
また、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7bの第2の信号入力端9bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図4はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bが並列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図3及び図4において、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8aは、ボイスコイル7bの第1の信号入力端9aと接続され、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bは、ボイスコイル7bの第2の信号入力端9bと接続されている。
また、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7bの第2の信号入力端9bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図4に示すように、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続すると、フレキシブル基板6の上面6a又は下面6bのいずれか一方にボイスコイル(ボイスコイル7a,7bと導体の幅が同一のボイスコイル)を形成する場合より、ボイスコイル全体のインピーダンスが低くなるため、電磁変換器における所望のインピーダンスが低い場合に適している。
例えば、ボイスコイル7aとボイスコイル7bのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ1.5Ωのインピーダンスになる。
インピーダンスを小さくする場合は、通常ボイスコイルの幅を太くするか、ボイスコイルの導体の厚さを厚くする方法が考えられる。
導体の厚さを厚くする方法は、市販されているフレキシブル基板の材料に委ねられたり、導体の厚さが変わることによる音質や音圧の影響も考慮する必要があり、自由度が低い。ボイスコイルの幅を太くすると、磁極間のニュートラルの磁束が集中している箇所から外れる箇所にも電気信号が流れるため、電気信号を効率的に音声信号に変換できなくなる。
そこで、フレキシブル基板6の両面にボイスコイル7a,7bを設け、磁極間のニュートラルゾーンから磁束が減衰しない箇所に両面のボイスコイル7a,7bを配置し、この両面のボイスコイル7a,7bを並列に接続することにより、ニュートラルゾーンの磁束が集中する箇所にボイスコイル7a,7bを配置し、電気信号を効率的に音声信号に変換する。
例えば、ボイスコイル7aとボイスコイル7bのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ1.5Ωのインピーダンスになる。
インピーダンスを小さくする場合は、通常ボイスコイルの幅を太くするか、ボイスコイルの導体の厚さを厚くする方法が考えられる。
導体の厚さを厚くする方法は、市販されているフレキシブル基板の材料に委ねられたり、導体の厚さが変わることによる音質や音圧の影響も考慮する必要があり、自由度が低い。ボイスコイルの幅を太くすると、磁極間のニュートラルの磁束が集中している箇所から外れる箇所にも電気信号が流れるため、電気信号を効率的に音声信号に変換できなくなる。
そこで、フレキシブル基板6の両面にボイスコイル7a,7bを設け、磁極間のニュートラルゾーンから磁束が減衰しない箇所に両面のボイスコイル7a,7bを配置し、この両面のボイスコイル7a,7bを並列に接続することにより、ニュートラルゾーンの磁束が集中する箇所にボイスコイル7a,7bを配置し、電気信号を効率的に音声信号に変換する。
図5(a)はフレキシブル基板6の上面及びB−B’断面を示し、図5(b)はフレキシブル基板6の下面を示す説明図である。
図6はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bが直列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図5及び図6において、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bは、ボイスコイル7bの第1の信号入力端9aと接続されている。
また、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7bの第2の信号入力端9bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
なお、22はボイスコイル7aとボイスコイル7bとを接続するためのジャンパー線である。
図6はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bが直列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図5及び図6において、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bは、ボイスコイル7bの第1の信号入力端9aと接続されている。
また、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7bの第2の信号入力端9bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
なお、22はボイスコイル7aとボイスコイル7bとを接続するためのジャンパー線である。
図6に示すように、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続すると、フレキシブル基板6の上面6a又は下面6bのいずれか一方にボイスコイル(ボイスコイル7a,7bと導体の幅が同一のボイスコイル)を形成する場合より、ボイスコイル全体のインピーダンスが高くなるため、電磁変換器における所望のインピーダンスが高い場合に適している。
例えば、ボイスコイル7aとボイスコイル7bのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ6Ωのインピーダンスになる。
例えば、ボイスコイル7aとボイスコイル7bのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ6Ωのインピーダンスになる。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、フロントマグネット3とリアマグネット4の間に配置されるフレキシブル基板6の両面にボイスコイル7a,7bが形成され、両面のボイスコイル7a,7bが直列又は並列に接続されるように構成している。
即ち、所望するインピーダンスが大きい場合には、フレキシブル基板6の上面6aまたは下面6bのどちらか一方に設けられたボイスコイル7a,7bの幅を細くして所望のインピーダンスになるようにしていたが、フレキシブル基板6の両面(上面6aおよび下面6b)に2倍の幅のボイスコイル7a,7bを配置し、この両面のボイスコイル7a,7bを直列に接続する方が、同一のインピーダンスでコイルの巻き数が2倍になるため、入力した電気信号を効率的に音声信号に変換できる効果を奏するばかりか、ボイスコイル7a,7bの導体の幅を細くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようになる効果を奏する。
また、所望するインピーダンスが小さい場合には、フレキシブル基板6の上面6aまたは下面6bのどちらか一方のボイスコイル7a,7bの幅を太くして所望のインピーダンスになるようにしていたが、フレキシブル基板6の両面(上面6aおよび下面6b)に1/2の幅のボイスコイル7a,7bを配置し、この両面のボイスコイル7a,7bを並列に接続する方が、ニュートラルゾーンの磁束が集中する箇所にボイスコイル7a,7bを集中して配置できるため、入力した電気信号を効率的に音声信号に変換できる効果を奏する。
即ち、所望するインピーダンスが大きい場合には、フレキシブル基板6の上面6aまたは下面6bのどちらか一方に設けられたボイスコイル7a,7bの幅を細くして所望のインピーダンスになるようにしていたが、フレキシブル基板6の両面(上面6aおよび下面6b)に2倍の幅のボイスコイル7a,7bを配置し、この両面のボイスコイル7a,7bを直列に接続する方が、同一のインピーダンスでコイルの巻き数が2倍になるため、入力した電気信号を効率的に音声信号に変換できる効果を奏するばかりか、ボイスコイル7a,7bの導体の幅を細くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができるようになる効果を奏する。
また、所望するインピーダンスが小さい場合には、フレキシブル基板6の上面6aまたは下面6bのどちらか一方のボイスコイル7a,7bの幅を太くして所望のインピーダンスになるようにしていたが、フレキシブル基板6の両面(上面6aおよび下面6b)に1/2の幅のボイスコイル7a,7bを配置し、この両面のボイスコイル7a,7bを並列に接続する方が、ニュートラルゾーンの磁束が集中する箇所にボイスコイル7a,7bを集中して配置できるため、入力した電気信号を効率的に音声信号に変換できる効果を奏する。
実施の形態2.
上記実施の形態1では、フレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bを直列又は並列に接続するものについて示したが、フレキシブル基板6を多層化して、フレキシブル基板6の各層にボイスコイルを形成し、各層のボイスコイルを直列又は並列に接続するようにしてもよく、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
上記実施の形態1では、フレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bを直列又は並列に接続するものについて示したが、フレキシブル基板6を多層化して、フレキシブル基板6の各層にボイスコイルを形成し、各層のボイスコイルを直列又は並列に接続するようにしてもよく、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
図7はこの発明の実施の形態2による電磁変換器のフレキシブル基板6を3層で構成している場合を示す説明図である。
図において、ボイスコイル7cはフレキシブル基板6の上面層である1/3層目6c1に形成されている蛇行形状の導体パターンである。
ボイスコイル7dはフレキシブル基板6の内層である2/3層目6c2に形成されている蛇行形状の導体パターンである。
ボイスコイル7eはフレキシブル基板6の下面層である3/3層目6c3に形成されている蛇行形状の導体パターンである。
ボイスコイル7c,7d,7eについても、上記実施の形態1におけるボイスコイル7a,7bと同様に、フロントマグネット3及びリアマグネット4におけるS極とN極の間隙の中心(着磁のニュートラルゾーン)に対向する位置に形成されており、ボイスコイル7c,7d,7eの導体の幅は同一である。
図において、ボイスコイル7cはフレキシブル基板6の上面層である1/3層目6c1に形成されている蛇行形状の導体パターンである。
ボイスコイル7dはフレキシブル基板6の内層である2/3層目6c2に形成されている蛇行形状の導体パターンである。
ボイスコイル7eはフレキシブル基板6の下面層である3/3層目6c3に形成されている蛇行形状の導体パターンである。
ボイスコイル7c,7d,7eについても、上記実施の形態1におけるボイスコイル7a,7bと同様に、フロントマグネット3及びリアマグネット4におけるS極とN極の間隙の中心(着磁のニュートラルゾーン)に対向する位置に形成されており、ボイスコイル7c,7d,7eの導体の幅は同一である。
図8はフレキシブル基板6の1/3層目6c1に形成されているボイスコイル7cと、2/3層目6c2に形成されているボイスコイル7dと、3/3層目6c3に形成されているボイスコイル7eとが並列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図8において、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第1の信号入力端12a及びボイスコイル7eの第1の信号入力端13aと接続され、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12b及びボイスコイル7eの第2の信号入力端13bと接続されている。
また、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図8において、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第1の信号入力端12a及びボイスコイル7eの第1の信号入力端13aと接続され、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12b及びボイスコイル7eの第2の信号入力端13bと接続されている。
また、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図8に示すように、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eを並列に接続すると、例えば、フレキシブル基板6の上面だけにボイスコイル(ボイスコイル7c,7d,7eと導体の幅が同一のボイスコイル)を形成する場合より、ボイスコイル全体のインピーダンスが低くなるため、電磁変換器における所望のインピーダンスが低い場合に適している。
例えば、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ1Ωのインピーダンスになる。
例えば、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ1Ωのインピーダンスになる。
図9はこの発明の実施の形態2による電磁変換器のフレキシブル基板6を3層で構成している場合を示す説明図である。
図10はフレキシブル基板6の1/3層目6c1に形成されているボイスコイル7cと、2/3層目6c2に形成されているボイスコイル7dと、3/3層目6c3に形成されているボイスコイル7eとが直列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図9及び図10において、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bは、スルーホール15を介して、ボイスコイル7dの第1の信号入力端12aと接続され、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12bは、スルーホール14を介して、ボイスコイル7eの第1の信号入力端13aと接続されている。
また、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7eの第2の信号入力端13bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図10はフレキシブル基板6の1/3層目6c1に形成されているボイスコイル7cと、2/3層目6c2に形成されているボイスコイル7dと、3/3層目6c3に形成されているボイスコイル7eとが直列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図9及び図10において、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bは、スルーホール15を介して、ボイスコイル7dの第1の信号入力端12aと接続され、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12bは、スルーホール14を介して、ボイスコイル7eの第1の信号入力端13aと接続されている。
また、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aには電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7eの第2の信号入力端13bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図10に示すように、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eを直列に接続すると、例えば、フレキシブル基板6の上面だけにボイスコイル(ボイスコイル7c,7d,7eと導体の幅が同一のボイスコイル)を形成する場合より、ボイスコイル全体のインピーダンスが高くなるため、電磁変換器における所望のインピーダンスが高い場合に適している。
例えば、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ9Ωのインピーダンスになる。
例えば、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ9Ωのインピーダンスになる。
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1の効果に加え、フレキシブル基板6を多層化して、フレキシブル基板6の各層にボイスコイル7c,7d,7eを形成し、各層のボイスコイル7c,7d,7eを直列又は並列に接続するように構成したので、ボイスコイル7c,7d,7eの導体の幅を細くし過ぎることや太くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができる効果を奏する。
なお、この実施の形態2では、フレキシブル基板6を3層で構成しているものについて示したが、フレキシブル基板6の階層数は3層に限るものではなく、例えば、フレキシブル基板6を4層、あるいは、それ以上で構成して、各層にボイスコイルを形成し、各層のボイスコイルを直列又は並列に接続するようにしてもよい。
実施の形態3.
上記実施の形態2では、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eの全てを直列に接続、あるいは、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eの全てを並列に接続するものについて示したが、一部の層のボイスコイルが並列に接続され、その並列に接続されているボイスコイルが残りの層のボイスコイルと直列に接続されているようにしてもよい。
上記実施の形態2では、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eの全てを直列に接続、あるいは、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eの全てを並列に接続するものについて示したが、一部の層のボイスコイルが並列に接続され、その並列に接続されているボイスコイルが残りの層のボイスコイルと直列に接続されているようにしてもよい。
図11はボイスコイル7cとボイスコイル7dを並列に接続して、並列接続のボイスコイル7c,7dとボイスコイル7eを直列に接続している状態を示している。
即ち、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第1の信号入力端12aと接続され、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12bと接続され、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12bは、ボイスコイル7eの第1の信号入力端13aと接続されている。
また、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aには電気信号である電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7eの第2の信号入力端13bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
即ち、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第1の信号入力端12aと接続され、ボイスコイル7cの第2の信号入力端11bは、スルーホールを介して、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12bと接続され、ボイスコイル7dの第2の信号入力端12bは、ボイスコイル7eの第1の信号入力端13aと接続されている。
また、ボイスコイル7cの第1の信号入力端11aには電気信号である電気信号を印加する第1の信号入力端子10aが接続されており、ボイスコイル7eの第2の信号入力端13bには電気信号を印加する第2の信号入力端子10bが接続されている。
図11に示すように、ボイスコイル7cとボイスコイル7dを並列に接続し、並列接続のボイスコイル7c,7dとボイスコイル7eを直列に接続すると、上記実施の形態1,2による場合より、さらにインピーダンスの範囲が拡大でき、要求仕様に柔軟に対応することができる。
例えば、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ4.5Ωのインピーダンスになる。
例えば、ボイスコイル7cとボイスコイル7dとボイスコイル7eのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル全体のインピーダンスは、ほぼ4.5Ωのインピーダンスになる。
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、上記実施の形態1,2の効果に加え、一部の層のボイスコイルを並列に接続し、その並列接続のボイスコイルを残りの層のボイスコイルと直列に接続するように構成したので、ボイスコイル7c,7d,7eの導体の幅を細くし過ぎることなく、目的のインピーダンスを得ることができる効果を奏する。
実施の形態4.
上記実施の形態1では、フレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bを直列又は並列に接続するものについて示したが、ボイスコイル7aとボイスコイル7b間の接続形態を切り換える直並列切替手段を設けるようにしてもよい。
上記実施の形態1では、フレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bを直列又は並列に接続するものについて示したが、ボイスコイル7aとボイスコイル7b間の接続形態を切り換える直並列切替手段を設けるようにしてもよい。
図12はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bが並列に接続されている状態を示す層間接続図である。
図において、切替スイッチ21aはボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続する場合(図中、接点「1」側)、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8a及びボイスコイル7bの第1の信号入力端9aを信号入力端子10aと接続し、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続する場合(図中、接点「2」側)、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bとボイスコイル7bの第1の信号入力端9aを接続する処理を実施する。
切替スイッチ21bは切替スイッチ21aと連動して接点を切り替えるスイッチであり、切替スイッチ21bはボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続する場合(図中、接点「1」側)、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8b及びボイスコイル7bの第2の信号入力端9bを信号入力端子10bと接続し、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続する場合(図中、接点「2」側)、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bと信号入力端子10b間の接続を切り離す処理を実施する。
なお、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bから直並列切替手段が構成されている。
図において、切替スイッチ21aはボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続する場合(図中、接点「1」側)、ボイスコイル7aの第1の信号入力端8a及びボイスコイル7bの第1の信号入力端9aを信号入力端子10aと接続し、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続する場合(図中、接点「2」側)、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bとボイスコイル7bの第1の信号入力端9aを接続する処理を実施する。
切替スイッチ21bは切替スイッチ21aと連動して接点を切り替えるスイッチであり、切替スイッチ21bはボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続する場合(図中、接点「1」側)、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8b及びボイスコイル7bの第2の信号入力端9bを信号入力端子10bと接続し、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続する場合(図中、接点「2」側)、ボイスコイル7aの第2の信号入力端8bと信号入力端子10b間の接続を切り離す処理を実施する。
なお、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bから直並列切替手段が構成されている。
次に動作について説明する。
ボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続する場合、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bの接続先が接点「1」側に切り替えられ、図4の電磁変換器と同様の接続形態になる。
一方、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続する場合、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bの接続先が接点「2」側に切り替えられ、図6の電磁変換器と同様の接続形態になる。
なお、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bは連動しており、同時に「1」側または「2」側に切り替えられる。
ボイスコイル7aとボイスコイル7bを並列に接続する場合、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bの接続先が接点「1」側に切り替えられ、図4の電磁変換器と同様の接続形態になる。
一方、ボイスコイル7aとボイスコイル7bを直列に接続する場合、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bの接続先が接点「2」側に切り替えられ、図6の電磁変換器と同様の接続形態になる。
なお、切替スイッチ21a及び切替スイッチ21bは連動しており、同時に「1」側または「2」側に切り替えられる。
例えば、ボイスコイル7aとボイスコイル7bのインピーダンスが3Ωである場合、ボイスコイル7aとボイスコイル7bの並列接続であれば、ボイスコイル全体のインピーダンスがほぼ1.5Ωのインピーダンスになり、ボイスコイル7aとボイスコイル7bの直列接続であれば、ボイスコイル全体のインピーダンスがほぼ6Ωのインピーダンスになる。
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、フレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bとの間の接続形態を切り換える切替スイッチ21a,21bを設けるように構成したので、切替スイッチ21a,21bの接続先を切り替えるだけでインピーダンスを変更することができるようになり、電磁変換器の利用範囲を広げることができる効果を奏する。
実施の形態5.
図13はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bとの接続方法を説明する説明図である。
即ち、図13では、上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bとを、スルーホールやジャンパー線を用いずに接続する方法を示している。
図において、第1の信号入力端31aはフレキシブル基板6の上面6a,下面6bに形成されているボイスコイル7a,7bの端部であり、ボイスコイル7a,7bの第1の信号入力端8a,9aに相当する信号入力端である。
第2の信号入力端31bはフレキシブル基板6の上面6a,下面6bに形成されているボイスコイル7a,7bの端部であり、ボイスコイル7a,7bの第2の信号入力端8b,9bに相当する信号入力端である。
なお、第1の信号入力端31a及び第2の信号入力端31bは、リード線状に加工されており、ハンダ付け等で端子板32に接続される。
図13はフレキシブル基板6の上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bとの接続方法を説明する説明図である。
即ち、図13では、上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bとを、スルーホールやジャンパー線を用いずに接続する方法を示している。
図において、第1の信号入力端31aはフレキシブル基板6の上面6a,下面6bに形成されているボイスコイル7a,7bの端部であり、ボイスコイル7a,7bの第1の信号入力端8a,9aに相当する信号入力端である。
第2の信号入力端31bはフレキシブル基板6の上面6a,下面6bに形成されているボイスコイル7a,7bの端部であり、ボイスコイル7a,7bの第2の信号入力端8b,9bに相当する信号入力端である。
なお、第1の信号入力端31a及び第2の信号入力端31bは、リード線状に加工されており、ハンダ付け等で端子板32に接続される。
図14は図13のフレキシブル基板6の一部をリード線状に加工する一例を示す説明図である。
図14(a)では、フレキシブル基板6を加工して、フレキシブル基板6の信号入力端にT字状の切れ込み33を施している様子を示している。
図14(b)では、フレキシブル基板6の第1及び第2の信号入力端にT字状の切れ込み33を施すことにより、リード線状の信号入力端31a,31bを90度程度に折り曲げ加工している様子を示している。
図14(a)では、フレキシブル基板6を加工して、フレキシブル基板6の信号入力端にT字状の切れ込み33を施している様子を示している。
図14(b)では、フレキシブル基板6の第1及び第2の信号入力端にT字状の切れ込み33を施すことにより、リード線状の信号入力端31a,31bを90度程度に折り曲げ加工している様子を示している。
図15はフレキシブル基板6の信号入力端の接続を示す詳細図である。
図15では、リード線状になっている信号入力端31a,31bを端子板32に接続する例を示している。
図15において、端子板32のラグ端子32aは外部からの導線を接続するための端子であり、ハトメ32bは端子板32とラグ端子32aを固定する部材である。
また、ハトメ32cは端子板32をフロントケース1に固定する部材である。
図15では、リード線状になっている信号入力端31a,31bを端子板32に接続する例を示している。
図15において、端子板32のラグ端子32aは外部からの導線を接続するための端子であり、ハトメ32bは端子板32とラグ端子32aを固定する部材である。
また、ハトメ32cは端子板32をフロントケース1に固定する部材である。
リード線状の信号入力端31a,31bは、端子板32のハトメ32bの穴を通され、ハンダ付け等でハトメ32bと電気的に接続される。
このとき、フレキシブル基板6の上面6a及び下面6bに形成されているボイスコイル7a,7bは、リード線状の信号入力端31a,31bがハンダ付け等で端子板32に固定されることによって並列に接続される。
このとき、フレキシブル基板6の上面6a及び下面6bに形成されているボイスコイル7a,7bは、リード線状の信号入力端31a,31bがハンダ付け等で端子板32に固定されることによって並列に接続される。
以上で明らかなように、この実施の形態5によれば、フレキシブル基板6に形成されているボイスコイルの信号入力端がリード線状に加工され、リード線状に加工された信号入力端が端子板32に接続されるように構成したので、上面6aに形成されているボイスコイル7aと、下面6bに形成されているボイスコイル7bとを、スルーホールやジャンパー線を用いずに接続することができるようになり、その結果、スルーホールやジャンパー線などによる加工が不要になるため、組立時の作業効率を高めることができる効果を奏する。
1 フロントケース、2 リアケース、3 フロントマグネット(第1のシートマグネット)、4 リアマグネット(第2のシートマグネット)、5a,5b バッファシート、6 フレキシブル基板(振動板)、6c1 フレキシブル基板6の1/3層目、6c2 フレキシブル基板6の2/3層目、6c3 フレキシブル基板6の3/3層目、7a,7b,7c,7d,7e ボイスコイル、8a ボイスコイル7aの第1の信号入力端、8b ボイスコイル7aの第2の信号入力端、9a ボイスコイル7bの第1の信号入力端、9b ボイスコイル7bの第2の信号入力端、10a 信号入力端子、10b 信号入力端子、11a ボイスコイル7cの第1の信号入力端、11b ボイスコイル7cの第2の信号入力端、12a ボイスコイル7dの第1の信号入力端、12b ボイスコイル7dの第2の信号入力端、13a ボイスコイル7eの第1の信号入力端、13b ボイスコイル7eの第2の信号入力端、14,15 スルーホール、21a,21b 切替スイッチ(直並列切替手段)、22 ジャンパー線、31a ボイスコイルの第1の信号入力端、31b ボイスコイルの第2の信号入力端、32 端子板、32a ラグ端子、32b,32c ハトメ、33 T字状の切れ込み。
Claims (7)
- S極とN極がストライプ状に交互に配置されている第1のシートマグネットと、S極とN極がストライプ状に交互に配置されている第2のシートマグネットと、上記第1のシートマグネットと上記第2のシートマグネットとの間に配置され、電気信号が印加されるボイスコイルが形成されている振動板とを備えた電磁変換器において、上記ボイスコイルが上記振動板の両面に形成され、想定しているインピーダンスに応じて両面のボイスコイルが直列又は並列に接続されていることを特徴とする電磁変換器。
- S極とN極がストライプ状に交互に配置されている第1のシートマグネットと、S極とN極がストライプ状に交互に配置されている第2のシートマグネットと、上記第1のシートマグネットと上記第2のシートマグネットとの間に配置され、電気信号が印加されるボイスコイルが形成されている振動板とを備えた電磁変換器において、上記振動板が多層化されており、上記ボイスコイルが多層の振動板に形成され、各層のボイスコイルが直列又は並列に接続されていることを特徴とする電磁変換器。
- 一部の層のボイスコイルが並列に接続され、その並列に接続されているボイスコイルが残りの層のボイスコイルと直列に接続されていることを特徴とする請求項2記載の電磁変換器。
- 第1及び第2のシートマグネットにおけるS極とN極が同一の間隔で配置されており、上記第1及び第2のシートマグネットにおけるS極とN極の間隙の中心に対向する位置にボイスコイルが形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の電磁変換器。
- 複数のボイスコイル間の接続形態を切り換える直並列切替手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の電磁変換器。
- 振動板に形成されているボイスコイルの端部がリード線状に加工され、リード線状に加工された端部が端子板に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の電磁変換器。
- 振動板に形成されているボイスコイルの端部がリード線状に加工され、リード線状に加工された端部が端子板に接続される際、フレキシブル基板の両面に配置された2つのボイスコイルが並列に接続されることを特徴とした請求項1に記載の電磁変換器。
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