JP2014099853A

JP2014099853A - 振動素子

Info

Publication number: JP2014099853A
Application number: JP2013230285A
Authority: JP
Inventors: Tzung-Lung Yang; 宗隆楊
Original assignee: Cotron Corp
Current assignee: Cotron Corp
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-05-29
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: CN103813242B; DE102012223590B3; KR20140061200A; CN103813242A; TW201419885A; US20140133690A1; JP5740452B2; KR101399485B1; US8861777B2; EP2731354A1; TWI492641B

Abstract

【課題】ボイスコイルが振動板の振動に影響を与える問題を解決することのできる振動素子を提供する。
【解決手段】振動素子は、振動板およびボイスコイルを含む。振動板は、互いに向かい合う第１表面および第２表面を有し、第１表面は、第１導電領域と、第１導電領域から分離した第２導電領域とを含む。ボイスコイルは、振動板の第１表面に配置され、ボイスコイルの２つの接続端は、それぞれ、第１導電領域および第２導電領域に電気接続され、ボイスコイルの２つの接続端は、第１表面のボイスコイルによって区切られた領域の内側に設置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動素子に関するものであり、特に、スピーカーユニットに使用される振動素子に関するものである。

技術の進歩に伴い、電子機器は全て軽量小型化され、人々は、ラジオやウォークマン（登録商標）等の小型電子機器をいつでもどこでも使用できるようになった。また、一般的なＭＰプレーヤ、携帯電話、ＰＤＦ（personal digital assistant）、ノート型パソコン等の個人デジタル製品の使用率がますます増え、日常生活に不可欠となっている。これらの電子機器のうち、様々な音声や映像のエンターテイメントを提供することのできるスマートフォンが特に人気である。

どの電子機器であるかに関わらず、電子機器が提供する音声情報を他人に迷惑を掛けずに聴くためには、イヤホンが電子機器の必要不可欠なアクセサリとなっている。また、空気中を伝わる不明瞭な音とは異なり、イヤホンは、より優れた音声伝送をリスナーに提供するため、イヤホンを使用することによって、リスナーは、音声内容をはっきりと聞き取り、理解することができる。特に、ユーザーが動き回っている時、例えば、スポーツ、運転、激しい活動をしている時、あるいは、うるさい環境にいる場合でも、音質に影響しない。

従来のイヤホンの場合、スピーカーの振動板(diaphragm)を駆動するボイスコイルの２つの接続端のリード線は、直接振動板を跨いで振動板の周辺で信号源に接続する。リード線は、さらに、リード保護接着剤でコーティングされる。振動板を跨ぐリード線は、振動板の振動の影響を大きく受けるため、スピーカーユニットの周波数応答性能を悪化させ、音質を下げる。そのため、米国特許第７，９３３，４２９号は、図１（ａ）の構造を有する振動素子を提供している。図１（ａ）を参照すると、コイル５は、振動板２の凹部４に配置され、コイル５の２つの接続端６ａおよび６ｂは、振動板２の２つの導電領域３ａおよび３ｂに接触する。そのため、振動板２を跨ぐコイル５の接続端６ａおよび６ｂが振動板２の振動により影響されるのを回避することができ、音質を上げることができる。しかしながら、振動板２の上にコイル５を収容することのできる凹部４を形成するのは容易ではなく、スピーカーユニットのサイズが小さくなれば小さくなるほど、凹部４の形成が難しくなる。

図１（ｂ）は、米国特許出願案第２０１０／０１８３１７３号によるスピーカーユニットの概略図である。図１（ｂ）を参照すると、コイル２０は、振動板１０の上に直接配置され、コイル２０は、振動板１０の金属化面１１に電気接続される。そして、２つの回路１５は、振動板１０の端部で重なり、金属化面１１に電気接続される。しかしながら、振動板１０の端部にある回路１５の重なり部分は、振動板１０の振動コンシステンシー（vibration consistency）に影響を与える。また、コイル２０の２つの接続端２５は、コイル２０の周辺で金属化面１１に接続される。コイルの２つの接続端２５における接続点の硬度は、振動板１０の硬度と全く異なり、振動板は、コイル２０の周辺部分が柔らかくなければ大きく振動して低周波音声を提供することができないため、コイル２０の２つの接続端２５における接続点が上述した領域で振動板１０の振動コンシステンシーを大きく破壊することによって、音質を悪化させる。

したがって、本発明は、ボイスコイルが振動板(diaphragm)の振動に影響を与える問題を解決することのできる振動素子を提供する。

本発明は、スピーカーユニットに適用することができ、振動板(diaphragm)およびボイスコイルを含む振動素子を提供する。振動板は、互いに向かい合う第１表面および第２表面を有する。第１表面は、第１導電領域と、第１導電領域から分離した第２導電領域とを含む。ボイスコイルは、振動板の第１表面に配置される。ボイスコイルの２つの接続端は、それぞれ、第１導電領域および第２導電領域に電気接続され、ボイスコイルの２つの接続端は、第１表面のボイスコイルによって区切られた領域の内側に設置される。

本発明の１つの実施形態では、第１導電領域に配置された第１導電層と、第２導電領域に配置される第２導電層とを含む。

本発明の１つの実施形態では、ボイスコイルの２つの接続端が、それぞれ、導電性接着剤により、第１導電領域および第２導電領域に電気接続される。

本発明の１つの実施形態では、振動素子が、フレームと、第１端子(first terminal)と、第２端子(second terminal)とを含む。フレームは、第１側および第１側と向かい合う第２側を有し、振動板は、フレームの第１側に配置される。第１端子は、フレームの第１側と振動板の間に配置され、第１導電領域に電気接続される。第２端子は、フレームの第１側と振動板の間に配置され、第２導電領域に電気接続される。

本発明の１つの実施形態では、第１端子および第２端子が、フレキシブル回路基板（flexible circuit board）の上にある回路であり、第１端子および第２端子のそれぞれの１つの接続端が、フレキシブル回路基板と共にフレームの第２側に折り込まれる。

本発明の１つの実施形態では、第１端子および第２端子が、フレームに部分的に挿入され、第１端子および第２端子のそれぞれの１つの接続端が、フレームを貫通して、フレームの第２側で露出する。

本発明の１つの実施形態では、フレーム、第１端子および第２端子が、インサート成形工程（insert molding process）で形成される。

本発明の１つの実施形態では、フレームが、さらに、複数のスルーホールを有する。

本発明の１つの実施形態では、第１端子および第２端子が、それぞれ、第１導電領域および第２導電領域に面接触する。

以上のように、本発明の振動素子は、ボイスコイルの２つの接触端が振動板上のボイスコイルによって区切られた領域の内側に設置される。区切られた領域は、音の振幅が小さく、且つ剛性の高い高周波音発生領域であるため、ボイスコイルの接触点をこの領域に設置すると、振動板の振動および発音する部分が影響を受けず、音質を向上させることができる。

（ａ）は、米国特許第７，９３３，４２９号のスピーカーユニットの概略図である。（ｂ）は、米国特許出願案第２０１０／０１８３１７３号のスピーカーユニットの概略図である。本発明の１つの実施形態に係る振動素子の正面図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る２つの異なる角度から見た振動素子の展開図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る２つの異なる角度から見た振動素子の展開図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る２つの異なる角度から見た振動素子の一部の展開図である。

図２は、本発明の１つの実施形態に係る振動素子の正面図である。図２を参照すると、本実施形態の振動素子１００は、振動板１１０と、ボイスコイル１２０とを含む。振動板１１０は、互いに向かい合う第１表面１１２および第２表面を有する。図２において、視覚は、第１表面１１２に垂直であるため、第２表面は図中に見えない。第１表面１１２は、互いに分離した第１導電領域１１２Ａと、第２導電領域１１２Ｂとを含む。ボイスコイル１２０は、振動板１１０の第１表面１１２に配置される。ボイスコイル１２０の１つの接続端１２２は、第１導電領域１１２Ａに電気接続され、ボイスコイル１２０の別の接続端１２４は、第２導電領域１１２Ｂに電気接続される。ボイスコイル１２０の２つの接続端１２２および１２４は、第１表面１１２のボイスコイル１２０によって区切られた領域の内側に設置される。

本実施形態の振動素子１００において、ボイスコイル１２０の２つの接続端１２２および１２４は、ボイスコイル１２０によって区切られた領域の内側に設置されるため、振動板１１０が振動している間、ボイスコイル１２０によって区切られた領域の内側部分のみがボイスコイル１２０の２つの接続端１２２および１２４の影響を受け、振動板１１０が振動している間の音質への影響を大幅に減らすことができる。また、振動板１１０のボイスコイル１２０によって区切られた領域の内側の振動可能な振幅は、振動板１１０の他の部分の振幅よりも少ない。つまり、振動板１１０のボイスコイル１２０によって区切られた領域は、本来の剛性が比較的高い。ボイスコイルの２つの接続端が振動板のボイスコイルによって区切られた領域の外側に配置される先行技術と比較して、ボイスコイル１２０の２つの接続端１２２および１２４は、振動板１１０のボイスコイル１２０によって区切られた領域に与える影響が比較的小さい。

本実施形態の第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂは、直線状の非導電領域によって分離され、第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂは、それぞれ、半円形状である。もちろん、第１表面１１２、第１導電領域１１２Ａまたは第２導電領域１１２Ｂの形状は、必要に応じて他の形状であってもよい。第１導電領域１１２Ａの一部および第２導電領域１１２Ｂの一部は、ボイスコイル１２０によって区切られた領域の内側に設置され、ボイスコイル１２０の２つの接続端１２２および１２４をそれぞれ第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂに電気接続しやすくする。第１導電層１１４Ａは、第１導電領域１１２Ａに配置され、第２導電層１１４Ｂは、第２導電領域１１２Ｂに配置される。第１導電層１１４Ａおよび第２導電層１１４Ｂは、例えば、蒸気蒸着、スパッタリング、電気メッキまたはその他のプロセスを用いて、振動板１１０に形成される。しかしながら、第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂは、全て導電材料で形成されてもよい。ボイスコイル１２０の２つの接続端１２２および１２４は、それぞれ、例えば、導電性接着剤（銀の接着剤等）により第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂに電気接続される。

以下に、別の実施形態について説明する。注意すべきこととして、下記の実施形態で提供する構成要素の符号および構造の部分詳細は、上述した実施形態と同じまたは類似する場合には同じ符号により同じまたは類似する構成要素を示し、詳細については上述の実施形態を参照することができるため、繰り返し説明しない。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の別の実施形態に係る２つの異なる角度から見た振動素子の展開図である。図３（ａ）および図３（ｂ）を参照すると、本実施形態の振動素子２００は、図２と同じ振動板１１０およびボイスコイル１２０を有し、さらに、フレーム２１０と、第１端子２２０と、第２端子２３０とを含む。フレーム２１０は、互いに向かい合う第１側２１２および第２側２１４を有する。振動板１１０は、フレーム２１０の第１側２１２に配置される。第１端子２２０は、フレーム２１０の第１側２１２と振動板１１０の間に配置され、第１導電領域１１２Ａに電気接続される。第２端子２３０は、フレーム２１０の第１側２１２と振動板１１０の間に配置され、第２導電領域１１２Ｂに電気接続される。

フレーム２１０は、振動板１１０を支持するよう構成され、外部音源の信号は、第１端子２２０、第２端子２３０、第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂによって形成された導電経路を介して、ボイスコイル１２０に入力またはボイスコイル１２０から出力される。本実施形態において、第１端子２２０は、第１導電領域１１２Ａに面接触し、第２端子２３０は、第２導電領域１１２Ｂに面接触する。第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂを振動板１１０の上に配置した本実施形態の設計は、さらに、後のプロセスでの組み立てが容易であるという利点を有する。

本実施形態の第１端子２２０および第２端子２３０は、フレキシブル回路基板２４０の上にある回路である。その結果、第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂに接触していない第１端子２２０の接続端と第２端子２３０の接続端は、それぞれ、フレキシブル回路基板２４０と共にフレーム２１０の第２側２１４に折り込むことができる。その後、フレーム２１０の第２側２１４にある第１端子２２０および第２端子２３０の両方の接続端は、さらに、外部音源に接続される。本実施形態のフレーム２１０の側端は、フレキシブル回路基板２４０を折り込んで通過させるためのノッチ２１６を有する。また、フレーム２１０は、振動板１１０が振動している間に気体を通過させることのできる複数のスルーホール２１８を有する。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、本発明のさらに別の実施形態に係る２つの異なる角度から見た振動素子の一部の展開図である。本実施形態の振動素子は、上述した実施形態と同様に、図２で示した振動板１１０およびボイスコイル１２０を有するが、本実施形態の第１端子３２０および第２端子３３０は、フレーム３１０に挿入され、第１端子３２０の接続端および第２端子３３０の接続端は、フレーム３１０を貫通して、フレーム３１０の第２側３１４で露出する。その結果、フレーム３１０の第１側３１２に設置された第１端子３２０および第２端子３３０の一部を第１導電領域１１２Ａおよび第２導電領域１１２Ｂ（図２に示す）に電気接続し、フレーム３１０の第２側３１４で露出した第１端子３２０および第２端子３３０の別の接続端を外部音源に電気接続することができる。本実施形態の第１端子３２０および第２端子３３０は、例えば、金属で作られ、その後、インサート成形工程でフレーム３１０を形成している間、第１端子３２０および第２端子３３０をフレーム３１０に挿入する。

以上のように、本発明の振動素子は、ボイスコイルの２つの接続端が振動板の上のボイスコイルによって区切られた領域の内側に設置されるため、振動板が振動および発音している間、振動および発音への影響が少ない。イヤホン等の製品のスピーカーユニットにこの振動素子を適用することによって、本発明は、さらに優れた音質を有する。

本発明は、イヤホンのスピーカーユニットに適用することのできる振動素子に関するものである。

２、１０振動板
３ａ、３ｂ導電領域
４凹部
５、２０コイル
６ａ、６ｂ、２５コイルの接続端
１１金属化面
１５回路
１００振動素子
１１０振動板
１１２第１表面
１１２Ａ第１導電領域
１１２Ｂ第２導電領域
１１４Ａ第１導電層
１１４Ｂ第２導電層
１２０コイル
１２２、１２４コイルの接続端
２１０、３１０フレーム
２１２第１側
２１４第２側
２１６ノッチ
２１８スルーホール
２２０、３２０第１端子
２３０、３３０第２端子
２４０フレキシブル回路基板

Claims

スピーカーユニットに適用する振動素子であって、
互いに向かい合う第１表面および第２表面を有し、前記第１表面が、第１導電領域および前記第１導電領域から分離した第２導電領域を含む振動板と、
前記振動板の前記第１表面に配置されたボイスコイルと
を含み、前記ボイスコイルの２つの接続端が、それぞれ、前記第１導電領域および前記第２導電領域に電気接続され、前記ボイスコイルの前記２つの接続端が、前記第１表面の前記ボイスコイルによって区切られた領域の内側に設置された振動素子。
前記第１導電領域に配置された第１導電層と、前記第２導電領域に配置された第２導電層とを含む請求項１に記載の振動素子。
前記ボイスコイルの前記２つの接続端が、それぞれ、導電性接着剤により前記第１導電領域および前記第２導電領域に電気接続された請求項１に記載の振動素子。
第１側および前記第１側と向かい合う第２側を有し、前記振動板が前記第１側に配置されたフレームと、
前記フレームの前記第１側と前記振動板の間に配置され、前記第１導電領域に電気接続された第１端子と、
前記フレームの前記第１側と前記振動板の間に配置され、前記第２導電領域に電気接続された第２端子と
を含む請求項１に記載の振動素子。
前記第１端子および前記第２端子が、フレキシブル回路基板の上にある回路であり、前記第１端子および前記第２端子のそれぞれの１つの接続端が、前記フレキシブル回路基板と共に前記フレームの前記第２側に折り込まれた請求項４に記載の振動素子。
前記第１端子および前記第２端子が、前記フレームに部分的に挿入され、前記第１端子および前記第２端子のそれぞれの１つの接続端が、前記フレームを貫通して前記フレームの前記第２側で露出する請求項４に記載の振動素子。
前記フレーム、前記第１端子および前記第２端子が、インサート成形工程で形成された請求項６に記載の振動素子。
前記フレームが、さらに、複数のスルーホールを有する請求項４に記載の振動素子。
前記第１端子および前記第２端子が、それぞれ、前記第１導電領域および前記第２導電領域に面接触する請求項４に記載の振動素子。