JP3771165B2 - 電気音響変換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話装置などに用いられる電気音響変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の電気音響変換器の断面図である。図６において、コイル２が巻回された鉄心３の基端部はベース４に固定され、このベース４は合成樹脂材料から成るケース５に固定される。ケース５には振動板６が配置され、カバー７によって覆われる。コイル２を囲んで環状のマグネット８が配置され、このマグネット８はベース４に固定される。マグネット８と振動板６との間には、磁性材料から成る磁束案内体９が配置される。磁束案内体９は、コイルの励磁によるマグネット８、磁束案内体９、振動板６、鉄心３およびベース４を通る磁束の磁気抵抗を低減し、振動板６を駆動する電磁力を増大させる。このような磁束案内体に関して、たとえば特許３１４９４１２号などの先行技術が存在する。上記先行技術では、振動板６はケース５に支持され、磁束案内体９はマグネット８上面に直接固定されている。磁束案内体９のマグネット８への固定方法として、接着剤による方法と、マグネット８に磁束案内体９をインサート成形する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気音響変換器において製品毎の音響特性を一定に保持するためには、コイル２の非励磁状態における磁束案内体９と振動板６との間の間隔ｇ１を厳密に管理することが重要である。しかしながら、上記先行技術では、磁束案内体９はマグネット８に固定されているのに対し、振動板６はケース５によって支持されている。そのため、磁束案内体９と振動板６との間の間隔ｇ１には、マグネット８の高さ寸法と、ケース５における振動板受座部の高さ寸法が影響することになる。したがって、マグネット８とケース５の寸法公差が累積されるので、間隔ｇ１の高精度な寸法管理は非常に困難になる。
【０００４】
また、上記先行技術に開示された、磁束案内体９をマグネット８の上面に接着剤を用いて固定する方法では、接着剤の付着量が間隔ｇ１に直接影響を及ぼすため、接着剤の使用量を高精度に管理する必要がある。また、一般にこの種の電気音響変換器には、コイル２の非励磁状態時に十分な磁束量を確保するため、最大エネルギー積ＢＨｍａｘの高いマグネット、たとえば焼結マグネットが使用される。しかし、焼結マグネットはその性質上寸法精度が出にくいため、マグネット８の高さ寸法を高精度に管理するためには研磨などの後加工が欠かせない。このように、磁束案内体９をマグネット８の上面に接着剤を用いて固定する方法では、接着工程に加え、接着剤付着量の高精度な管理およびマグネット後加工が必要となることから、製造工程が増加し、コストの上昇を来す。
【０００５】
上記先行技術に開示されたもう１つの固定方法である、マグネット８に磁束案内体９をインサート成形する方法によれば、磁束案内体９は成形金型によってマグネット８に正確に位置決めされるため、上記接着による固定方法のように頻雑な製造工程を必要とせず、間隔ｇ１を高精度に管理することができる。しかしながら、磁束案内体９をマグネット８にインサート成形するためには、マグネット８は射出成形材料を使用する必要があり、材料の流動性や成形性を考慮し、一般的にはプラスチックマグネットが使用される。プラスチックマグネットは焼結マグネットと比較して最大エネルギー積ＢＨｍａｘが低く、コイル２の非励磁状態時に十分な磁束量を確保するためには、マグネット体積を増やす必要がある。
【０００６】
そうすると、振動板６の背面側の空間容積が減少し、エアダンパー効果により振動板６の振動が阻害され、十分な振動が得られず音圧が低下してしまう。逆に振動板６の背面側の空間容積を十分に確保しようとすれば、製品が大型化してしまう。加えてインサート成形品は部品価格、設備面でのコスト的デメリットが大きい点も無視できない。
【０００７】
また、磁束案内体９は振動板６の直下に配置されるため、コイル２の励磁時に振動板６が振動する際、磁束案内体９が壁となりエアダンパー効果により空気の流れが阻害され、十分な振動が得られず音圧が低下してしまう。そのため、磁束案内体９に空気孔を形成し、振動板６と磁束案内体９で挟まれた空間１２と、マグネット８によって囲まれた空間１１とを連通させることが考えられる。しかしながら、上記先行技術では、磁束案内体９はマグネット８の上面に直接固定されているため、磁束案内体９に空気孔を形成するだけでなく、マグネット８にもその空気孔に対応して切欠き等を形成しなければならない。均一な環状ではない異形状を成すマグネット８では、マグネット８から発生する磁束が振動板６に均一に流込まなくなり、それによって振動板６が異常振動を起こしてしまう恐れがある。さらに、焼結マグネットのように最大エネルギー積ＢＨｍａｘの高いマグネットは加工性に劣るため、切欠き等を形成するのは非常に困難である。
【０００８】
そこで本発明では、小型化、低コスト化を実現し、製品毎の音響特性のばらつきを抑制するとともに信頼性を高めた電気音響変換器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースと、ベースに立設する鉄心と、鉄心周囲に配置されたマグネットと、非磁性材料で形成され、マグネット周囲に配置された振動板支持部材と、振動板支持部材に支持される振動板と、マグネットと振動板との間に配置され、磁性材料から成り、振動板支持部材に固定される磁束案内体とを備えたことを特徴とする電気音響変換器である。
【００１０】
本発明に従えば、振動板支持部材には、振動板が支持されるとともに磁気抵抗を減少する磁束案内体が固定される。したがって、振動板と磁束案内体が共通の部品によって支持されるため、コイル非励磁状態における振動板と磁束案内体との間隔を、予め定める一定の値に高精度に管理することが容易に可能となる。よって、製品毎の音響特性のばらつきが抑制され、信頼性が向上されることになる。また、マグネットには磁束案内体は固定されないため、最大エネルギー積ＢＨｍａｘの高いマグネットを利用することができ、低コストで十分な磁束量を確保することができる。
【００１１】
また本発明は、振動板支持部材には突部が形成され、磁束案内体には開孔または切欠きが形成され、開孔または切欠きを突部に嵌合させることで位置規制するとともに、突部を塑性変形させることにより磁束案内体を振動板支持部材に固定することを特徴とする電気音響変換器である。
【００１２】
本発明に従えば、磁束案内体に形成された開孔または切欠きと振動板支持部材に設けられた突部により、磁束案内体は振動板支持部材の規定の場所に正確に位置規制される。したがって、磁束案内体の振動板支持部材への取付位置精度を高めた固定構造を容易に得ることができる。また、磁束案内体は振動板支持部材に設けられた突部を塑性変形することにより機械的に固定されるため、高い固定強度を得ることができ、外部衝撃等の影響による位置ずれや脱落を確実に防止することができる。
【００１３】
また本発明は、マグネットと磁束案内体との間に、空気が通る間隔が形成され、磁束案内体には開孔または切欠きが形成されることを特徴とする電気音響変換器である。
【００１４】
本発明に従えば、マグネットと磁束案内体との間に空気が通る間隔が形成され、磁束案内体には開孔または切欠きが形成され、この開孔または切欠きを経て空気が流れる。このような空気が通る間隔をマグネットと磁束案内体との間に形成することによって、マグネットを異形状にすることなく、エアダンパー効果を低減できるため、振動板の異常振動を起こすことなく、製品の信頼性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の電気音響変換器２１の簡略化した断面図である。図２は図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た簡略化した断面図であり、図３は図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た簡略化した断面図である。コイル２２は、鉄心２３の鉄心本体２４に巻回される。この鉄心本体２４に連なる基端部の固定部２５は、強磁性材料から成るベース２６のかしめ孔２７を貫通し、かしめ加工によって固定される。ベース２６は、振動板支持部材としての合成樹脂製ケース２８にインサート成形して固定される。ケース２８の振動板受座部２９には、振動板３１の周縁部が乗載される。カバー３２はケース２８に固定される。振動板３１は、それ自体強磁性材料から成ってもよく、またこの振動板３１には、強磁性材料から成る質量体３４が、図示の実施例のように固定されてもよい。ベース２６には、コイル２２の半径方向外方に間隔をあけて囲むマグネット３５が固定される。マグネット３５は、鉄心２３と同軸に、環状に形成される。マグネット３５は、たとえばネオジ粉末を圧縮成形した構成を有する。振動板３１は、鉄心本体２４の遊端部３６に臨んで対向する。
【００１６】
ケース２８は、たとえばＬＣＰ樹脂などの熱可塑性合成樹脂から成る。
強磁性材料から成る磁束案内体３８は、マグネット３５の上端部３９と、振動板３１との間に配置される。磁束案内体３８は、たとえばパーマロイなどの材料から成り、剛性であり、扁平な板状である。この磁束案内体３８の周縁部４１は、ケース２８に形成された取付突部４２に嵌まり込む取付孔を有し、この嵌合状態によって、磁束案内体３８がケース２８に固定される。こうしてケース２８に振動板３１の周縁部が振動板受座部２９で支持され、また磁束案内体３８の周縁部４１がケース２８に固定されるので、コイル２２の非励磁状態における振動板３１と磁束案内体３８との間の間隔ｇ１を正確に設定することができ、製品毎のばらつきを抑制することができる。これによって各製品毎のコイル２２の駆動時における発生共振周波数のばらつきを抑制することができ、品質の向上が図られる。
【００１７】
次に、磁束案内体３８とケース２８の固定構造について説明する。図４は、カバー３２および振動板３１取り付け前の電気音響変換器１の簡略化した断面図である。ケース２８の上面には取付突部４２がケース２８と一体に形成されている。取付突部４２は鉄心２３の軸線周方向に間隔をあけて複数、本実施例では３個形成されている。また、磁束案内体３８には、取付突部４２に対応した位置に取付孔が形成されている。磁束案内体３８をケース２８に固定する場合、ケース２８の取付突部４２と磁束案内体３８の取付孔を位置合わせし、ケース２８の上面に磁束案内体３８を載置する。これにより取付突部４２と取付孔が嵌合し、ケース２８の上面に磁束案内体３８が位置規制される。したがって、治具などによる位置決めが不要であり、また取付工程において位置ずれを起こす心配もなく、容易に取付位置精度を高めることができる。
【００１８】
取付突部４２の高さは磁束案内体３８の厚みより大きく設定されており、ケース２８の上面に磁束案内体３８を載置した状態で、取付突部４２の先端は磁束案内体３８の上面に突出する。この突出部分をたとえばプレス機により加圧し、塑性変形させることで、磁束案内体３８をケース２８に固定することができる。したがって、磁束案内体３８はケース２８に機械的に固定されるため、高い固定強度を得ることができ、外部衝撃等の影響による位置ずれや脱落を確実に防止することができる。
【００１９】
マグネット３５によって囲まれるコイル２２を含む空間４３は、マグネット３５の上端部と磁束案内体３８との間の間隔Ｌを経て、空気が通ることができる。この磁束案内体には、空気孔４６が形成される。空気孔４６は、間隔Ｌに臨むとともに、空間４３に連なる。空気孔４６は、鉄心２３の軸線まわりに周方向に間隔をあけて複数、形成される。カバー３２によって覆われる振動板３１よりも図１の上方の空間４８は、通気孔４９を経て大気開放される。またこのマグネット３５によって囲まれる空間４３は、通気孔５１が、ケース２８に形成されることによって、大気開放される。こうして空気による振動板３１の振動が抑制される恐れはない。マグネット３５の上端部３９と磁束案内体３８との間に、前述の間隔Ｌが存在し、またこの磁束案内体３８に空気孔４６が形成されることによって、マグネット３５を異形状にすることなく、空気の流通を良好にできるためエアダンパー効果の低減を図ることができる。
【００２０】
図５は、本発明の実施の他の形態の電気音響変換器２１ａの簡略化した断面図である。この実施の形態は、前述の図１〜図４の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、ケース本体２８ａには、ベース２６が固定され、このケース本体２８ａに、振動板支持部材としての受け部材５３が固定される。受け部材５３には、振動板受座部５４が形成され、振動板３８の周縁部が、振動板受座部５４に乗載される。また磁束案内体３８の周縁部５６は、受け部材５３の支持肩部５７に受けられてたとえば溶接等にて固定される。こうして受け部材５３には、振動板３１の周縁部と磁束案内体３８の周縁部５６とが共通に支持・固定される。このことによって振動板３１と磁束案内体３８との間隔ｇ１を、電気音響変換器２１ａの製品毎のばらつきを抑制し、正確に設定することができ、これによって発生される共振周波数のばらつきを防ぐことができ、品質の向上が図られる。マグネット３５の上端部３９と磁束案内体３８との間に間隔Ｌが形成され、また空気孔４６が形成される構成は、前述の実施の形態と同様である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、振動板と磁束案内体とを振動板支持部材に共通に支持・固定するようにしたので、振動板と磁束案内体との間の間隔を正確に設定することができ、製品毎の音響特性のばらつきが抑制され、信頼性の向上を図ることができる。また、マグネットには磁束案内体は固定されないため、最大エネルギー積ＢＨｍａｘの高い焼結マグネットを利用することができ、低コストで十分な磁束量を確保することができる。
【００２２】
また本発明によれば、磁束案内体に形成された開孔または切欠きと振動板支持部材に設けられた突部により、磁束案内体は振動板支持部材の規定の場所に正確に位置規制されるので、磁束案内体の振動板支持部材への取付位置精度を高めた固定構造を容易に得ることができる。また、磁束案内体は振動板支持部材に設けられた突部を塑性変形することにより機械的に固定されるため、高い固定強度を得ることができ、外部衝撃等の影響による位置ずれや脱落を確実に防止することができる。
【００２３】
また本発明によれば、マグネットと磁束案内体との間に空気が通る間隔が形成され、磁束案内体に形成された開孔または切欠きを経て空気が流れるので、マグネットを異形状にすることなく、エアダンパー効果を低減できるため、振動板の異常振動を起こすことなく、製品の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の電気音響変換器２１の簡略化した断面図である。
【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た簡略化した断面図である。
【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た簡略化した断面図である。
【図４】カバー３２および振動板３１取り付け前の電気音響変換器１の簡略化した断面図である。
【図５】本発明の実施の他の形態の電気音響変換器２１ａの簡略化した断面図である。
【図６】先行技術の電気音響変換器１の断面図である。
【符号の説明】
２１ 電気音響変換器
２２ コイル
２３ 鉄心
２６ ベース
２８ ケース
３１ 振動板
３５ マグネット
３８ 磁束案内体
４３ 空間
４６ 空気孔
５３ 受け部材

Claims (3)

1. ベースと、
   ベースに立設する鉄心と、
   鉄心周囲に配置されたマグネットと、
   非磁性材料で形成され、マグネット周囲に配置された振動板支持部材と、
   振動板支持部材に支持される振動板と、
   マグネットと振動板との間に配置され、磁性材料から成り、振動板支持部材に固定される磁束案内体とを備えたことを特徴とする電気音響変換器。
2. 振動板支持部材には突部が形成され、磁束案内体には開孔または切欠きが形成され、開孔または切欠きを突部に嵌合させることで位置規制するとともに、突部を塑性変形させることにより磁束案内体を振動板支持部材に固定することを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
3. マグネットと磁束案内体との間に、空気が通る間隔が形成され、磁束案内体には開孔または切欠きが形成されることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。

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