JP2015159552A - イヤホンドライバ及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】イヤホンドライバ組付体を提供する。【解決手段】バランスドアーマチャモータ組付体150は、アーマチャ156と、上部及び下部磁石158A、158Bと、磁極片160と、ボビン162と、コイルと、ドライブピン174と、可撓性基板167とからなる。磁石158A、158Bは、磁極片160に固定され、複数の接着剤ドット182によって磁極片160に接触保持される。複数の接着剤ドット182は、ボビン162から延びる一対の「T」字形ポスト184に対して弾性力を与える。磁石158A、158Bは、所定位置に保持されている間、磁極片160に溶接される。可撓性基板167は可撓性プリント回路基板である。可撓性基板167はボビン162に取り付けられ、コイルを形成するワイヤの自由端が可撓性基板167に固定される。【選択図】図3A
Description
本明細書の開示は音響再生の分野に関し、詳しくはイヤホンを使用する音声再生の分野に関する。本開示の側面は、補聴器から高品質オーディオリスニング装置まで、消費者リスニング装置までの範囲にわたるインイヤー型リスニング装置のためのイヤホンに関する。
個人用「インイヤー型」モニタリングシステムが、音楽家、録音スタジオエンジニア、及びライブサウンドエンジニアによって、ステージ上の及び録音スタジオ内の演奏をモニタリングするべく利用されている。インイヤー型システムは、音楽家又はエンジニアの耳にミュージックミックスを、ステージ又はスタジオの他音声との競合なく直接送達する。当該システムは、楽器及びトラックのバランス及び音量に対する音楽家又はエンジニアの制御性を増加させ、音楽家又はエンジニアが、低音量設定において良好な音質を介して聴くことを保護するべく機能する。インイヤーモニタリングシステムは、従来型フロアウェッジ又はスピーカの改善代替物を提供し、今や、ステージ上及びスタジオ内での音楽家及びサウンドエンジニアの仕事の仕方を著しく変えることとなっている。
さらに、多くの消費者が、音楽、DVDサウンドトラック、ポッドキャスト、又は携帯電話の会話のいずれを聴くにも高品質オーディオ音声を所望している。ユーザは、当該ユーザの外部環境からのバックグラウンド周囲音声を有効にブロックする小型イヤホンを所望している。
補聴器、インイヤーシステム、及び消費者リスニング装置は典型的に、少なくとも一部がリスナーの耳の内側に係合するイヤホンを利用する。典型的なイヤホンは、ハウジング内に取り付けられた一以上のドライバ又はバランスドアーマチャを有する。典型的には、円筒音声ポート又はノズルを介して一の又は複数のドライバの出力から音声が伝達される。
本開示は、イヤホンドライバ組付体に関し、詳しくはバランスドアーマチャドライバ組付体に関する。イヤホンドライバ組付体は、補聴器、高品質オーディオリスニング装置、又は消費者リスニング装置のいずれかにおいて使用することができる。例えば、本開示は、本明細書に全体が参照として組み入れられる「イヤホン組付体」という名称の代理人ドケット第010886.01320号及び「トランスデューサのためのドライブピン形成方法及び組付体」という名称の代理人ドケット第010886.01328号に開示されるイヤホン組付体、ドライバ、及び方法において実装され又はこれらに関連し得る。
以下に、いくつかの側面の基本的理解を与えるべく本開示の簡略な概要を提示する。本発明のキーとなる若しくは決定的な要素を特定すること又は本発明の範囲の境界線を描くことは意図されない。以下の概要は単に、下で与えられる詳細な説明への導入として、本開示のいくつかの概念を簡略化された形式で提示するにすぎない。
一実施例において、可撓性リードを有するアーマチャと、一対の磁石を包含する磁極片と、第1切り抜き、第2切り抜き、及び中心ポストを含むボビンと、当該ボビンを囲んで第1端及び第2端を有するワイヤコイルと、当該ボビンに取り付けられる回路基板とを含むバランスドアーマチャモータ組付体が開示される。回路基板は、第1端子及び第2端子を含む。ドライブピンがリードとパドルの間に動作可能に接続される。ワイヤコイルの第1端が、回路基板の第1端子に固定されてボビンの第1切り抜きを貫通し、ワイヤコイルの第2端が、回路基板の第2端子に固定されてボビンの第2切り抜きを貫通する。ワイヤコイルの第1端が、ボビンの中心ポストの接線方向にある第1線に沿って配向され、ワイヤコイルの第2端が、ボビンの中心ポストの接線方向にある第2線に沿って配向される。回路基板は第1及び第2ノッチを含み、ワイヤコイルの第1端が、回路基板の第1ノッチに位置特定され、ワイヤコイルの第2端が、回路基板の第2ノッチに位置特定される。ボビンの第1切り抜き及び第2切り抜きがL字形に形成される。
他実施例において、可撓性リードを有するアーマチャと、一対の磁石を包含する磁極片と、ボビンと、ワイヤコイルと、ドライブピンと、パドルと、第1及び第2端子を有する回路基板とを含むバランスドアーマチャモータ組付体を形成する方法が開示される。本方法は、ボビンに位置する中心ポストのまわりにワイヤの第1端を巻くことと、ワイヤの第1端の一部をボビンに位置する第1切り抜きに配置することと、ボビンの中心部分にワイヤを巻いてワイヤコイルを形成することと、ワイヤの第2端の一部をボビンに位置する第2切り抜きに位置特定することと、中心ポストのまわりにワイヤの第2端を巻くことと、ワイヤの第1端を第1端子に及びワイヤの第2端を第2端子に固着することとを含む。本方法はさらに、ワイヤの第1端を第1端子と中心ポストの間で切断することと、中心ポストのまわりに巻かれる第1端の第1残り部分を捨てることと、ワイヤの第2端を第2端子と中心ポストの間で切断することと、中心ポストのまわりに巻かれる第2端の第2残り部分を捨てることとを含む。ワイヤの第1及び第2端は、熱圧縮又ははんだ付けプロセスにより第1及び第2端子に取り付けることができる。
他実施例において、可撓性リードを有するアーマチャと、第1磁石及び第2磁石を収容する磁極片と、少なくとも一つのポストが延びるボビンと、ボビンを囲むワイヤコイルと、ボビンに取り付けられる回路基板と、リードに及びパドルに動作可能に接続されるドライブピンとを含むバランスドアーマチャモータ組付体が開示される。被圧縮ポリマー材料が第1磁石とポストの間に及び第2磁石とポストの間に介在される。ポリマー材料は、第1及び第2磁石に力を加えて磁極片に接触するように強制する。ポリマー材料は、第1磁石及び第2磁石のそれぞれに固定される少なくとも一つの接着剤ドット、又は第1磁石及び第2磁石のそれぞれに位置特定される複数の接着剤ドットを含む。少なくとも一つのポストは、一対のT字形ポストを含み得る。第1磁石上の少なくとも一つの接着剤ドットは、T字形ポストの第1側面上に載置され、第2磁石上の少なくとも一つの接着剤ドットは、T字形ポストの第2側面上に載置される。第1磁石及び第2磁石はさらに、磁極片に溶接される。
他実施例において、可撓性リードを有するアーマチャと、第1磁石及び第2磁石を包含する磁極片と、ボビンと、ワイヤコイルと、ドライブピンと、パドルと、回路基板とを含むバランスドアーマチャモータ組付体を形成する方法が開示される。本方法は、ポリマー材料を第1磁石及び第2磁石に配置することと、第1磁石及び第2磁石を、ボビンから延びる少なくとも一つのポストにポリマー材料が接触するように位置決めすることと、磁極片を第1磁石及び第2磁石の上に配置してポリマー材料を圧縮し、第1磁石及び第2磁石に力を加え磁極片に接触するように当該ポリマー材料に強制することと、第1磁石及び第2磁石を磁極片に固定することとを含む。ポリマー材料は接着剤を含む。接着剤は、第1磁石及び第2磁石のそれぞれ上にある複数の接着剤ドットを含み得る。ポリマー材料を圧縮するステップは、当該磁石を互いに内向きに動かすことを含み得る。固定するステップは、第1及び第2磁石を磁極片に溶接することを含み得る。少なくとも一つのポストは、ボビンから延びる一対のT字形ポストを含み得る。加えて、リードは第1及び第2磁石間を通り、第1及び第2磁石から等距離とされる。
本開示は例示により説明され、添付図面に限定されない。
バランスドアーマチャモータ組付体の分解図が図3Aから3Gに示され、バランスドアーマチャモータ組付体150の完成図が図4A、4B、及び4Cに示される。かかるバランスドアーマチャモータ組付体150は、補聴器から高品質オーディオリスニング装置まで、消費者リスニング装置までの範囲にわたる任意のイヤホンとともに使用することができる。
図3A及び4Aに示されるように、バランスドアーマチャモータ組付体150は一般に、アーマチャ156と、上部及び下部磁石158A、158Bと、磁極片160と、ボビン162と、コイル164と、ドライブピン174と、可撓性基板167又は任意の適切なタイプの回路基板とからなる。磁石158A、158Bは、磁極片160に固定され、複数の接着剤ドット182によって磁極片160に接触保持される。複数の接着剤ドット182は、本明細書において詳細に記載されるように、ボビン162から延びる一対の「T」字形ポスト184に対して弾性力を与える。磁石158A、158Bは、所定位置に保持されている間、本明細書において詳細に記載されるように、磁極片160に溶接される。可撓性基板167は可撓性プリント回路基板である。可撓性基板167はボビン162に取り付けられ、コイル164を形成するワイヤの自由端が可撓性基板167に固定される(本明細書においてさらに詳細に記載される)。
アーマチャ156は、頂部から見ると一般にE字形である。他実施例において、アーマチャ156、U字形又は他の任意の周知かつ適切な形を有し得る。アーマチャは可撓性金属リード166を有する。可撓性金属リード166は、上部磁石158Aと下部磁石158Bの間にあるボビン162及びコイル164を通って延び、上部及び下部磁石158A、158Bから等距離に位置特定される。アーマチャ156はまた、2つの外部脚168A、168Bを有する。これらは一般に、互いに平行であって、接続部品170により一端が相互接続される。図4Aに示されるように、リード166は、磁石158A、158Bにより形成される空気ギャップ172の中に位置決めされる。2つの外部アーマチャ脚168A及び168Bは、ボビン162、コイル164、及び磁極片160に沿って外部側面沿いを延びる。コイル164は、2つのフランジ171A、171B間に形成され得る。2つの外部アーマチャ脚168A及び168Bは磁極片160に固着される。リード166は、ドライブピン174によってパドル152に接続され得る。ドライブピン174は、ステンレス鋼ワイヤ又は他の任意の周知かつ適切な材料から形成することができる。
電気入力信号が、2つの導体からなる信号ケーブルを介して可撓性基板167まで引き回される。各導体は、図5A1に示される対応端子178A、178Bに(可撓性基板167のトレースを介して)電気接続される可撓性基板167上の一以上パッドが、はんだ付け接続又は任意の適切な固定方法を介して終端とされる。一実施例において、パッドは端子178A、178Bよりも大きいので、コイル164を形成するワイヤよりも相対的に大きい信号ケーブル導体を接続するための大きな表面積を与える目的に役立つ。一実施例において、パッドは、図5A及び5A1に示されるように、端子178A、178Bから一般に対向する、可撓性基板167の一端に位置特定される。各端子178A、178Bは、コイル164の各端の対応導線165A又は165Bに電気接続される。信号電流が信号ケーブルを通りコイル164の巻線まで流れると、コイル164が巻かれている軟磁性リード166の中に磁束が誘導される。信号電流の極性が、リード166に誘導される磁束の極性を決定する。リード166の自由端が2つの永久磁石158A、158Bの間に懸架される。これら2つの永久磁石158A、158Bの磁軸は双方とも、リード166の長手軸に対して垂直に整合する。上部磁石158Aの下面が磁場S極として作用し、下部磁石158Bの上面が磁場N極として作用する。
入力信号電流が正極性と負極性の間で振れると、リード166の自由端の挙動は、磁場N極挙動とS極挙動それぞれの間で振れる。リード166の自由端は、磁場N極として作用すると、下部磁石のN極面から反発して上部磁石のS極面に引き寄せられる。当該リードの自由端がN極とS極挙動の間で振れると、空気ギャップ172におけるその物理的位置も同様に振れる。このため、当該物理的位置は、電気入力信号の波形を反映することとなる。リード166の動き自体は、その最小表面積及びその前面と後面の間の音響的シール欠如ゆえに、極めて非効率的な音響放射体として機能する。当該モータの音響効率を改善するにはドライブピン174が利用される。ドライブピン174は、当該リード自由端の機械的動きを、音響的シールされ、かつ、著しく大きな表面積を有する軽量パドル152に結合させる。得られる音響体積速度はその後、イヤホンノズル212を通って究極的にはユーザの外耳道まで伝達される。これにより、電気入力信号の、ユーザにより検知される音響エネルギーへの変換が完了する。
図5Aに示されるように、可撓性基板167は第1及び第2端子178A、178Bとともに形成される。一実施例において、組み付け中、コイル164を形成するワイヤの両端が可撓性基板167の第1及び第2端子178A、178Bに固定される。別の言い方をすれば、コイル164の開始導線165A又は第1端及びコイル164の終了導線165B又は第2端が端子178A、178Bに固着される。可撓性基板167はオプションとして第1及び第2ノッチ169A、169Bを含む。第1及び第2ノッチ169A、169Bは、コイル164の開始及び終了導線165A、165Bを、下側のボビン162にある近くのノッチ(又は本明細書において後に記載される「L字形切り抜き」176A、176B)に、可撓性基板167を歪め又は圧力印加をすることなく載置することを許容する。
ボビン162は、第1ポスト180Aを伴うスプール163と、第2ポスト又は中心ポスト180Bと、第3ポスト180Cとを有する。第1、第2、及び第3ポスト180A、180B、180Cは、可撓性基板167をボビン162に位置特定するべく使用され、第2ポスト又は中心ポスト180Bはさらに、コイル巻きプロセス中にワイヤを固定するべく使用される。詳しくは、第2ポスト180Bは、本明細書において後に記載されるL字形切り抜き176A、176Bと関連して使用され、開始及び終了導線165A、165Bを、これらが固着される第1及び第2端子178A、178Bと相対的に適切な場所に位置特定する。中心ポスト180Bはまた、ひとたび組み付けられるとイヤホンハウジングに接触して、モータ組付体150が当該イヤホンハウジング内側で動くのを防止する安定性を与えるように構成することもできる。加えて、中心ポスト180Bは、モータ組付体150を、必要なクリアランスを維持しつつパドル152平面と平行にしたままにするノズル基体201のレベリングを補助することもできる。図5Bに示されるように、第1及び第2L字形切り抜き176A、176Bが、開始導線165A及び終了導線165Bを適切に第1及び第2端子178A、178B上に位置特定するべく、ボビン162に設けられる。
具体的には、導線165A、165Bを形成するコイル164のワイヤの両端が、L字形切り抜き176A、176Bを貫通し、可撓性基板167のノッチ169A、169Bを貫通し、可撓性基板167の端子178A、178上を直交して通り、及び、中心ポスト180Bのまわりに巻かれる。ノッチ169A、169Bはオプションであって、導線165A、165Bと可撓性基板167との干渉を回避するためにいくつかの実施例において存在することを理解すべきである。他実施例において、可撓性基板167は、ノッチ169A、169Bを有しない代わりに、導線165A、165Bが可撓性基板167のいずれの縁とも接触することなくL字形切り抜き176A、176Bを貫通して端子178A、178B上を通るような、異なる形状及び配列に構成することができる。
中心ポスト180B、及びボビン164のL字形切り抜き176A、176Bは、開始導線165A及び終了導線165Bが、導線165A、165Bが端子178A、178Bに固定されつつ、端子上に適切に配置されることを維持する補助となる。これにより、モータ組付体150の製造能力を改善することができる。その結果、コイル164がボビン162のまわりに形成されるとき、コイル164の端子導線165A、165Bが、適切にかつ一貫して可撓性基板167上に位置特定されて端子178A、178Bに固着される。L字形切り抜き176A、176Bという固定構造物と中心ポスト180Bの間に導線165A、165Bを位置特定することにより、導線165A、165Bからの適切かつ十分な量のワイヤが、端子165A、165Bと確実に接触する。
一実施例において、製造中、コイル164を形成するべくワイヤが、ボビン162の中心部分又はスプール163のまわりに巻かれる。この巻き付けプロセスは、手動で行っても、自動化された機械駆動プロセスを使用して行っても、又は、手動ステップと自動化ステップとの組み合わせを含んでもよい。まず、ワイヤが中心ポスト180Bのまわりに約2から4回巻かれる。次に、ワイヤが、ボビン162に位置特定される第1L字形切り抜き176Aに取り込まれ、第1ノッチ169Aを貫通する。次に、ワイヤが、一層当たり特定の巻数で、スプール163のまわりに複数層巻かれる。一実施例において、ワイヤは、スプール163のまわりに8層巻かれる。各層は、一層当たり31巻数のワイヤを有する。ワイヤはその後、ボビン162に位置特定されるL字形切り抜き176Bに取り込まれ、第2ノッチ169Bを貫通する。ワイヤはその後、中心ポスト180Bのまわりに再び、約2から4回巻かれる。ワイヤはその後、切断されて終了導線165Bが形成される。このプロセスにより、開始及び終了導線165A、165Bが、端子178A、178B上に最適に位置決めされ、本明細書に記載されるように、開始及び終了導線165A、165Bが端子178A、178Bに固定される。
ひとたび開始及び終了導線165A、165Bが端子178A、178B上に適切に位置決めされると、これらは、はんだ付け又は熱圧縮プロセスのようなワイヤを金属端子に接続する任意の周知かつ適切な方法により、可撓性基板167上の端子178A、178Bに固定することができる。ひとたび導線165A、165Bが端子178A、178Bに固定されると、開始及び終了導線165A、165Bのワイヤは、第2ポスト180Bの近くで切断される。中心ポスト180Bのまわりに残っている過剰なワイヤが、除去され及び捨てられるようにトリミングされる。一実施例において、ワイヤの第1端165Aが第1端子178Aと中心ポスト180Bの間で切断されて中心ポストのまわりに巻かれた第1端の第1残り部分が捨てられ、ワイヤの第2端165Bが第2端子178Bと中心ポスト180Bの間で切断されて中心ポスト180Bのまわりに巻かれた第2端の第2残り部分が捨てられる。
すなわち、結果的な可撓性基板167、及び端子178A、178Bに固定された終了導線165A、165Bを有するボビン162は図5A1に示されるように見える。図5A1の結果的な組付体に示されるように、ワイヤコイル164の第1端165Aは、ボビン162の中心ポスト180Bの接線方向にある第1線に沿って配向され、ワイヤコイル164の第2端165Bは、ボビン162の中心ポスト180Bの接線方向にある第2線に沿って配向される。
図1及び2は、磁石58をドライバ組付体内に設置する従来技術の組付体方法を示す。図1及び2に示されるように、10個の磁極片60が固定具ブロック40内に装填される一方、取り外し可能な柔軟スペーサ80を使用して、磁石58が各磁極片60の内部壁に対して設置かつ保持される。上部及び下部磁極片60の壁に沿って磁石の中心合わせをするべく、側方スペーサ10も使用される。固定具ブロック40はその後、レーザ溶接機に設置され、2つのスポット溶接部61により各磁石が磁極片60に対して正確に溶接される。次に、10個の磁極片60が除去及び裏返しにされ、磁石の固定を完全にするべく他端に同じ溶接動作が行われる。コイル及びボビンがその後、接着剤により磁極片磁石サブ組付体に締結される。
本発明の様々な側面に係る実施例において、図3G及び7に示されるように、複数の接着剤ドット182が磁石158上に配置される。複数の接着剤ドット182は、磁石を磁極片160に溶接している間、磁石158の磁極片160に対して保持を補助する。図3Gは磁石158A、158B上に4つの接着剤ドット182を示し、図7は磁石158A、158B上に2つの接着剤ドット182を示すが、適切な任意数の接着剤ドット182が意図される。図8は、磁石158A、158B上の接着剤ドット182の側面プロファイルを示す。図8に示されるように、一実施例において、接着剤ドット182は一般に半球形状を有する。他実施例において、接着剤ドット182は、様々な形状及び構成をとり得る。
図5A及び5Bに示されるように、ボビン162は、2つの「T」字形ポスト184を含む。2つの「T」字形ポスト184は、ボビン162上の前方フランジ171Aから延びて磁石158及び磁極片160の位置特定及びサポートをする。「T」字形ポスト184は、磁石158の磁極片160への組み付けを補助する。図9は、「T」字形ポスト184の対向表面又は側面上の接着剤ドット接触点187を示す。図6Aに示されるように、「T」ポスト184は第1側面185A及び第2側面185Bを有し、磁石158A、158Bは、「T」字形ポスト184の第1側面185A及び第2側面185Bそれぞれに位置決めされる。接着剤ドット182は、T字形ポスト184の第1及び第2側面185A、185Bと接触する。この実施例においては接着「ドット」が記載されるが、使用される弾性接着剤は、接着剤の細片又は線のような他の形状及び構成をとり得る。加えて、接着剤ドットの代わりに他のタイプの適切なポリマーも意図される。加えて、磁石158ではなく、「T」字形ポスト184第1及び第2側面185A、185B又は他の適切な位置に、接着剤を配置し得ることも意図される。加えて、「T」ポストの他の形状及び構成が意図される。例えば、ポスト184は、直線ポスト、脚、又は平坦な狭細片として形成することができる。
接着剤ドット182の目的は、磁石158の磁極片160内への組み付けを補助し、バランスドアーマチャドライバ組付体150に全体的に改善された構造を与えることにある。磁石158は、磁極片160の上部及び下部壁に緊密に保持されるのが望ましい。磁束経路を完全にするには、性能上の理由により、磁極片160と磁石158の間の任意空気ギャップの存在を最小化又は排除することが好ましい。接着剤ドット182が、磁石158を磁極片160に溶接している間、磁石158を磁極片160の内部に対して緊密に保持する弾性かつばね状の構造を与える。図6Bに示される一実施例において、複数の溶接部161AからDが磁石158A、158Bと磁極片160の間に配置される。すなわち、一側面において、接着剤ドット182が、従来技術における柔軟スペーサ80(図1及び2参照)の機能を代替してこれを行う。接着剤に加え、硬化シリコンゴムのような他の適切なポリマーを磁石に固定して、この弾性機能を与えることもできる。
図11Aから11Kに示される本発明の一実施例によれば、組み付け中、磁石158は、「T」字形ポスト184のいずれかの側面上に位置決めされ、前方端が圧縮及び/又は「前方に傾動」され、並びに、その後磁石158上をスライドする際に磁極片160に取り込まれる。一実施例において、磁石158のボビン162及び磁極片160への組み付けを補助すべく、組付固定具186を使用することができる。一実施例において、磁石158のボビン162及び磁極片160への組み付けを補助すべく、組付固定具186を使用することができる。特に、組付固定具186は、磁極片160が付加される際に磁石158を保持及び操作する。
図11Aは、組付固定具186全体及びガイドフォーク188を示す。図11Bは、ボビン162を受け入れる前の組付固定具186を示す。図11Dに示されるように、ガイドフォーク188は、第1広大エリア191、遷移エリア192、及び狭小エリア193を有する。これらはすべて、ガイドフォーク188が内向きに動く際に、複数の磁石158が内向きにともに近くなるように動くことを許容する。図11Bに示されるように、組付固定具186は、磁石158及び磁極片160がボビン162に組み付けられている間ボビン162をサポートするノッチ190を有する。
まず、図11Cに示されるように、ボビン162が固定具186に設置される。次に、図11Dに示されるように、ガイドフォーク188がボビン162を越えて動く。次に、図11Eに示されるように、磁石158が挿入され、接着剤ドット182が、ガイドフォーク188の第1広大エリア191上にあるボビン「T」字形ポスト184上に位置特定される。図11F及び11Gは、ガイドフォーク188が内向きに(左側へ)、磁石158が遷移エリア192と接触する位置まで動くところを示す。磁石158が、ガイドフォーク188の狭小エリア193に入る際に圧縮される。このため、複数の磁石158はともに、磁極片160の配置を目的として近接する。弾性接着剤ドット182もまた、組み付け中に圧縮される。磁石158には磁極片に対する力が加えられ、磁石158はまた、ガイドフォーク188により及ぼされる力に対抗する。
図11Hに示されるように、磁極片160は次に、磁石158上に設置される。この時点で、磁極片160は、ガイドフォーク188の頂部に載置され、磁石158上を半分のみ下りたところに位置特定される。その結果、磁石158の磁極片160内への挿入が補助される。図11Iから11Kに示されるように、ガイドフォーク188が後退し(右側に動き)、磁極片160が、磁石158上をすべて下りたところまで押される。接着剤ドット182は圧縮されて磁石158を、ボビン「T」字形ポスト184と磁極片壁の間にトラップする。組付体全体がその後、固定具186から除去される。そして、磁石158は後に、レーザ溶接のような任意の適切かつ周知な溶接方法を使用して磁極片160に溶接され得る。図6Bは、磁石158A、158Bと磁極片160の間にある、おおよその溶接位置161AからDを示す。すなわち、接着剤ドット182は双方とも、複数の磁石158を磁極片160の所定位置に固定し、後の溶接動作が行われるまで、これらを適切な位置に保持する。
一実施例において、接着剤は、完全に硬化すると、十分な圧縮性を与える150%の伸び率特性を有し得る。製造及び動作の一貫性を目的として、接着剤ドット182は、一貫した高さ(±0.025センチメートル(0.001インチ))を有し、磁石158上に正確に位置特定されるのが好ましい。これは、適切な固定及び接着剤の制御された分与により達成することができる。接着剤ドット182の柔軟性は、組み付け公差を吸収する一方、磁石158を磁極片160に対して維持するのに十分な力を与える。
接着剤ドット182を形成するべく使用される適切な接着剤は、Dymax(登録商標)3013−Tである。これは、柔軟性エラストマー接着剤である。しかしながら、他の接着剤及び適切なポリマーも意図される。一実施例において、接着剤ドット182は、分与後ほぼ半球形状とされ、図11Aから11Kに記載される組み付けプロセス中に圧縮されて「パンケーキ状」となる。
各接着剤ドットにより与えられる相対的な力は、各ドットの材料特性、圧縮量、及びサイズのような因子に基づく。図10に示されるように、接着剤ドット182は、半径(R)を有する半球として成形され得る。力の量は、線形ばねのように扱うことができる。ただし、ボビンと磁石のギャップ(zgap)が線形的に減少するときは、体積変化が以下の式に従い指数関数的に(3乗で)変化する。図10において、接着剤ドット182は、非圧縮状態で示されるが、磁石158及びポスト184の一部は、半径R未満のzgapを示す典型的な圧縮間隔にあることが示される。最適設計により、接着剤ドットサイズの適応性は、当該ギャップに強い影響を与えるシステム公差に整合される。
接着剤ドットにより与えられる力の推定は、変位体積(vcomp)にばね因子(例えば弾性率)を乗算することにより計算することができる。正確な力は、システム挙動の複雑な性質及び不完全な「半球」に起因して容易に予測することはできないが、設計目的上、図12に示されるグラフが、システム公差(ボビン、磁石、磁極片)の例を、異なる接着剤ドット高さの様々な影響とともに示す。
グラフは、接着剤ドットの圧縮率を、x軸上のパーセンテージ(%)に対するy軸上の力(N)で示す。上の線(破線)は、ドットサイズ0.01センチメートル(0.004インチ)に対する圧縮を示し、中間の線(一点鎖線)はドットサイズ0.008センチメートル(0.003インチ)に対する圧縮を示し、下の線(実線)は、ドットサイズ0.005センチメートル(0.002インチ)に対する圧縮を示す。最小材料条件「LMC」(ボビン及び磁石間の最大ギャップ)と最大材料条件「MMC」(ボビン及び磁石間の最小ギャップ)の中に、機能する実現可能領域が存在する。部品がギャップを確立するLMC/MMC範囲が、図12に目標設計窓として示される。目標設計窓は、接着剤ドット182の許容可能範囲を示す。
代替実施例において、「つぶれリブ」として知られる構造をボビンに成形して複数の磁石を磁極片に配列することができる。当該リブは、ボビンのポストの長さ沿いを半分下りた、複数の磁石の外部縁の下のエリアに位置特定することができる。これはまた、磁極片が当該磁石上に設置される際に、前方において当該磁石を互いに傾動させる。磁極片が完全に設置されると、当該磁石は、つぶれリブまわりに後方に枢動して平行位置となり、当該つぶれリブにより磁極片の壁に対して押し付けられる。この実施例においては、当該磁石を磁極片に対して緊密に保持する当該磁石への圧力を維持するべく、所定タイプのばね又はゴム部品も必要とされる。
本発明の側面が、その説明的な実施例により記載されてきた。この開示全体を検討することによって、開示された本発明の範囲及び要旨の中にある多くの他実施例、修正例、及び変形例が当業者に想到される。例えば、当業者は、説明的な図面に説明されたステップを記載の順序以外でも行うことができること、及び説明された一以上のステップが本開示の側面に関してオプションとなり得ることを理解する。
Claims (20)
- バランスドアーマチャモータ組付体であって、
可撓性リードを有するアーマチャと、
一対の磁石を包含する磁極片と、
第1切り抜き、第2切り抜き、及び中心ポストを含むボビンと、
前記ボビンを囲む、第1端及び第2端を有するワイヤコイルと、
前記ボビンに取り付けられる、第1端子及び第2端子を含む回路基板と、
前記リードとパドルの間に動作可能に接続されるドライブピンと
を含み、
前記ワイヤコイルの第1端は、前記回路基板の第1端子に固定されて前記ボビンの第1切り抜きを貫通し、前記ワイヤコイルの第2端は、前記回路基板の第2端に固定されて前記ボビンの第2切り抜きを貫通する組付体。 - 前記ワイヤコイルの第1端は前記ボビンの中心ポストの接線方向にある第1線に沿って配向され、前記ワイヤコイルの第2端は前記ボビンの中心ポストの接線方向にある第2線に沿って配向される、請求項1に記載の組付体。
- 前記回路基板は第1及び第2ノッチを含み、前記ワイヤコイルの第1端は前記回路基板の第1ノッチに位置特定され、前記ワイヤコイルの第2端は前記回路基板の第2ノッチに位置特定される、請求項1に記載の組付体。
- 前記ボビンの第1切り抜き及び第2切り抜きは双方ともL字形である、請求項2に記載の組付体。
- バランスドアーマチャモータ組付体を形成する方法であって、
前記組付体は、
可撓性リードを有するアーマチャと、
一対の磁石を包含する磁極片と、
ボビンと、
ワイヤコイルと、
ドライブピンと、
パドルと、
第1及び第2端子を有する回路基板と
を含み、
前記方法は、
ワイヤの第1端を前記ボビンに位置特定される中心ポストのまわりに巻くことと、
前記ワイヤの第1端の一部を前記ボビンに位置特定される第1切り抜きに配置することと、
前記ボビンの中心部分に前記ワイヤを巻いて前記ワイヤコイルを形成することと、
前記ワイヤの第2端の一部を、前記ボビンに位置特定される第2切り抜きに位置特定することと、
前記ワイヤの第2端を前記中心ポストのまわりに巻くことと、
前記ワイヤの第1端を前記第1端子に及び前記ワイヤの第2端を前記第2端子に固着することと
を含む方法。 - 前記ワイヤの第1端を前記第1端子と前記中心ポストの間で切断することと、
前記中心ポストのまわりに巻かれる前記第1端の第1残り部分を捨てることと
をさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記ワイヤの第2端を前記第2端子と前記中心ポストの間で切断することと、
前記中心ポストのまわりに巻かれる前記第2端の第2残り部分を捨てることと
をさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記ワイヤの第1及び第2端は、熱圧縮又ははんだ付けプロセスによって前記第1及び第2端子に取り付けられる、請求項4に記載の方法。
- バランスドアーマチャモータ組付体であって、
可撓性リードを有するアーマチャと、
第1磁石及び第2磁石を収容する磁極片と、
少なくとも一つのポストが延びるボビンと、
前記ボビンを囲むワイヤコイルと、
前記ボビンに取り付けられる回路基板と、
前記リード及びパドルに動作可能に接続されるドライブピンと、
前記第1磁石と前記ポストの間に及び前記第2磁石と前記ポストの間に介在され、前記第1及び第2磁石に力を加えて前記磁極片に接触するように強制する被圧縮ポリマー材料と
を含む組付体。 - 前記ポリマー材料は、前記第1磁石及び前記第2磁石それぞれに固定される少なくとも一つの接着剤ドットを含む、請求項9に記載の組付体。
- 前記ポリマー材料は、前記第1磁石及び前記第2磁石それぞれに位置特定される複数の接着剤ドットを含む、請求項10に記載の組付体。
- 前記少なくとも一つのポストは一対のT字形ポストを含み、
前記第1磁石上の前記少なくとも一つの接着剤ドットは、前記T字形ポストの第1側面上に載置される、請求項10に記載の組付体。 - 前記第2磁石上の前記少なくとも一つの接着剤ドットは、前記T字形ポストの第2側面上に載置される、請求項12に記載の組付体。
- 前記第1磁石及び前記第2磁石はさらに、前記磁極片に溶接される、請求項9に記載の組付体。
- バランスドアーマチャモータ組付体を形成する方法であって、
前記組付体は、
可撓性リードを有するアーマチャと、
第1磁石及び第2磁石を包含する磁極片と、
ボビンと、
ワイヤコイルと、
ドライブピンと、
パドルと、
回路基板と
を含み、
前記方法は、
ポリマー材料を第1磁石及び第2磁石に配置することと、
前記第1磁石及び前記第2磁石を、前記ボビンから延びる少なくとも一つのポストに前記ポリマー材料が接触するように位置決めすることと、
前記磁極片を前記第1磁石及び第2磁石の上に配置して前記ポリマー材料を圧縮し、前記第1磁石及び第2磁石に力を加え前記磁極片に接触するようにポリマー材料に強制することと、
前記第1磁石及び第2磁石を前記磁極片に固定することと
を含む方法。 - 前記ポリマー材料は接着剤を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記接着剤は、前記第1磁石及び前記第2磁石それぞれにある複数の接着剤ドットを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記ポリマー材料を圧縮するステップは、前記磁石を互いに内向きに動かすことを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記固定するステップは、前記第1及び第2磁石を前記磁極片に溶接することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記少なくとも一つのポストは、前記ボビンから延びる一対のT字形ポストを含む、請求項15に記載の方法。
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