JP4448070B2 - 電気音響変換器 - Google Patents

Description

本願発明は、いわゆる動電型の電気音響変換器に関するものである。

一般に、動電型スピーカ等の電気音響変換器は、下面にボイスコイルが固定されたダイヤフラムと、このダイヤフラムをその外周縁平面部において固定支持するフレームとを備えた構成となっている。

その際、フレームによるダイヤフラムの固定支持は、例えば「特許文献１」に記載されているように、フレームの一般部から上方へ突出する環状フランジ部の上面において接着により行われるのが一般的である。

また、このような動電型の電気音響変換器においては、そのフレームに、ボイスコイルから延出する１対のコイル端末を導通固定するための１対の端子部材が取り付けられているが、これら各コイル端末と各端子部材との導通固定は、上記「特許文献１」にも記載されているように、ダイヤフラムとフレームとの接着位置を避けるようにして、環状フランジ部の内周側または外周側において行われている。

特開２００２−３５４５８２号公報

上記「特許文献１」に記載された２種類の電気音響変換器のうち、各コイル端末と各端子部材との導通固定が環状フランジ部の内周側で行われる電気音響変換器においては、そのフレームによるダイヤフラムの固定支持のための接着剤のほかに、各コイル端末と各端子部材との導通固定部にも、各コイル端末の断線を防止するための保護用の接着剤が点着されており、また、環状フランジ部に形成されたコイル端末挿通用のガイド溝部とダイヤフラムの外周縁平面部との間の空間にも、目張り用の接着剤が充填された構成となっている。しかしながら、これら各接着剤の供給は異なる工程で各々独立して行われるので、電気音響変換器の製造効率が悪くかつその製造コストが高くついてしまう、という問題がある。

一方、導通固定供用部が環状フランジ部の外周側に配置された電気音響変換器においては、各コイル端末と各端子部材との導通固定部に点着される保護用の接着剤と、フレームのガイド溝部とダイヤフラムの外周縁平面部との間の空間に充填される目張り用の接着剤とは、その供給を同時に行うことが可能であるが、フレームによるダイヤフラムの固定支持のための接着剤については、これとは別の工程で供給されるようになっているので、この点においてまだ電気音響変換器の製造効率が悪くかつその製造コストが高くついてしまう、という問題がある。

なお、この場合において、保護用の接着剤と目張り用の接着剤と固定支持用の接着剤とを同時に供給することも可能ではあるが、このようにした場合には接着剤の塗布範囲がかなり広くなってしまうので、接着剤の供給に時間が掛かってしまい、また多くの接着剤が必要となってしまう、という問題がある。このため、たとえこのようにした場合においても、電気音響変換器の製造効率が悪くかつその製造コストが高くついてしまうこととなる。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、動電型の電気音響変換器において、その製造効率向上および製造コスト低減を図ることができる電気音響変換器を提供することを目的とするものである。

本願発明は、各コイル端末と各端子部材との導通固定位置に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る電気音響変換器は、
下面にボイスコイルが固定されたダイヤフラムと、このダイヤフラムを該ダイヤフラムの外周縁平面部において固定支持するフレームと、このフレームに取り付けられ、上記ボイスコイルから延出する１対のコイル端末が導通固定された１対の端子部材と、を備えてなる電気音響変換器において、
上記フレームによる上記ダイヤフラムの固定支持が、該フレームの一般部から上方へ突出する環状フランジ部の上面において接着により行われており、
この環状フランジ部の周方向２箇所に、１対の切欠き部が形成されており、
上記各コイル端末と上記各端子部材との導通固定が、上記各切欠き部の底面において行われており、
上記各切欠き部に、該切欠き部と上記ダイヤフラムの外周縁平面部との間の空間を閉塞する接着剤が充填されている、ことを特徴とするものである。

上記構成において「下面」等の方向性を示す用語は、電気音響変換器を構成する各部材相互間の位置関係を明確にするために便宜上用いたものであって、これにより電気音響変換器を実際に使用する際の方向性が限定されるものではない。

上記「導通固定」とは、電気的に接続される態様で固定することを意味するものであって、その具体的方法は特に限定されるものではなく、例えば、ハンダ付けや熱圧着等が採用可能である。

上記「各端子部材」の「フレームへの取付け」の具体的構成は特に限定されるものではなく、例えば、圧入、嵌合、インサート成形等による取付けが採用可能である。

上記構成に示すように、本願発明に係る電気音響変換器は、動電型の電気音響変換器として構成されており、そのフレームによるダイヤフラムの固定支持が、該フレームの一般部から上方へ突出する環状フランジ部の上面において接着により行われているが、この環状フランジ部にはその周方向２箇所に１対の切欠き部が形成されるとともに、これら各切欠き部の底面において各コイル端末と各端子部材との導通固定が行われており、また、これら各切欠き部には、該切欠き部とダイヤフラムの外周縁平面部との間の空間を閉塞する接着剤が充填されているので、フレームによるダイヤフラムの固定支持のために供給される接着剤により、各コイル端末と各端子部材との導通固定部の保護と、ダイヤフラムとフレームとの間の空間の目張りとを同時に行うことができる。このため接着剤塗布工程を単一化することができ、これにより製造効率を向上させることができるとともに製造コスト低減を図ることができる。

このように本願発明によれば、動電型の電気音響変換器において、その製造効率向上および製造コスト低減を図ることができる。

しかも、本願発明に係る電気音響変換器においては、各コイル端末と各端子部材との導通固定が各切欠き部の底面で行われているので、この導通固定が環状フランジ部の内周側で行われる場合に比して、導通固定時にボイスコイルを損傷させてしまうおそれを低減することができ、また、この導通固定が環状フランジ部の外周側で行われる場合に比して、フレームにおけるダイヤフラムから外周側へ突出する部分を小さくして、電気音響変換器のコンパクト化を図ることができる。

上記構成において、フレームを合成樹脂成形品からなる構成とし、各端子部材を、その導通固定供用部を各切欠き部の底面に露出させた状態で、インサート成形によりフレームと一体的に形成された構成とすれば、各端子部材のフレームへの取付強度を十分に高めることができ、また、各端子部材の一部を電気音響変換器の外部空間に臨ませることが容易に可能となる。ここで「導通固定供用部」とは、端子部材において、コイル端末との導通固定を行うために供用される部分を意味するものである。

上記構成において、各コイル端末と各端子部材との導通固定を熱圧着により行うようにすれば、電気音響変換器の製造工程において、この熱圧着を行うためのステーションで、熱圧着に引き続いて接着剤の供給を行うことが可能となり、これにより製造効率を一層向上させることができる。

上記構成において、１対のコイル端末を、ボイスコイルと環状フランジ部との間において、互いに近づく方向に屈曲させるようにして引き回すように構成すれば、１対の切欠き部が周方向に互いに近接して形成されている場合においても、これら各切欠き部に対して各コイル端末を直角に近い角度で挿通させることができ、これにより各コイル端末の挿通配置を容易に行うことが可能となり、これら各コイル端末と各端子部材との導通固定を無理なく確実に行うことができる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器１０を示す平面図である。また、図２は、図１のII-II 線断面図であり、図３は、図１のIII 方向矢視図である。さらに、図４は、図２のIV部詳細図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、小型（具体的には外径２０〜３０ｍｍ程度）の動電型のスピーカであって、例えば自動車等に搭載された状態で使用されるようになっている。

この電気音響変換器１０は、フレームサブアッセンブリ１２に、その上面側からダイヤフラム１４が装着されるとともに、その下面側から磁気回路ユニット１８が装着され、さらに、このフレームサブアッセンブリ１２に１対の端子ピン１６が装着されてなっている。なお、本実施形態においては、便宜上、図２において、ダイヤフラム１４側を「上側」、磁気回路ユニット１８側を「下側」として説明する。

図５は、フレームサブアッセンブリ１２を単品で示す平面図である。

同図にも示すように、フレームサブアッセンブリ１２は、フレーム２０と、１対の端子部材２２と、ボイスコイル２４とからなっている。

フレーム２０は、合成樹脂製の射出成形品であって、その中央部には、ボイスコイル２４よりもやや大径の円形開口部２０ａが形成されている。このフレーム２０は、円形開口部２０ａの周囲に位置する円環状の一般部２０Ａと、この一般部２０Ａの外周縁から上方へ延びる環状フランジ部２０Ｂと、一般部２０Ａの外周縁から外周側へタブ状に張り出す端子埋設部２０Ｄとからなっている。

一般部２０Ａには、該一般部２０Ａを上下方向に貫通する複数の円形孔２０ｂが、周方向に所定間隔をおいて形成されており、また、この一般部２０Ａにおける端子埋設部２０Ｄの近傍部位には、該環状底面部２０Ａを上下方向に貫通する１対の長孔２０ｃが、円周接線方向に所定間隔をおいて円周接線方向に延びるように形成されている。

環状フランジ部２０Ｂは、その上面が階段状に形成されている。すなわち、この環状フランジ部２０Ｂの上面は、その内周寄りの略半分が下段部、その外周寄りの残り略半分が上段部として構成されており、その下段部がダイヤフラム１４を支持するためのダイヤフラム支持面２０ｄを構成している。

この環状フランジ部２０Ｂの周方向２箇所には、１対の切欠き部２０ｅが形成されている。これら１対の切欠き部２０ｅは、環状フランジ部２０Ｂの中心点を基準にして互いに中心角２０〜４０°（例えば３０°）程度の間隔をおいて端子埋設部２０Ｄに臨む位置に形成されている。その際、これら各切欠き部２０ｅは、その底面が一般部２０Ａの上面よりもやや高い位置となるように形成されている。

この環状フランジ部２０Ｂの上面における上段部は、１対の切欠き部２０ｅを跨ぐようにして所定の中心角で切り欠かれている。この切欠き部２０ｉは、その底面が各切欠き部２０ｅの底面よりもやや高い位置となるように形成されている。

端子埋設部２０Ｄは、その上面が各切欠き部２０ｅの底面と面一で形成されている。この端子埋設部２０Ｄには、該端子埋設部２０Ｄを上下方向に貫通する１対の小孔２０ｆが円周接線方向に所定間隔をおいて形成されており、これら１対の小孔２０ｆの円周接線方向両側に位置する端子埋設部２０Ｄの端面には、上下方向に延びる１対のＵ字溝２０ｇが形成されている。

１対の端子部材２２は、いずれも金属板の加工品として構成されており、インサート成形によりフレーム２０と一体的に形成されている。これら各端子部材２２は、フレーム２０の端子埋設部２０Ｄにおいて該フレーム２０に部分的に埋設されており、該端子埋設部２０Ｄの上面において導通固定供用部を構成するランド部２２ａとして露出するとともに、その下面においてランド部２２ｂとして露出している。その際、各ランド部２２ａは、各切欠き部２０ｅの底面において、端子埋設部２０Ｄの上面と面一で形成されており、ダイヤフラム支持面２０ｄの外周縁を径方向に跨ぐようにして、環状フランジ部２０Ｂよりも多少外周側の位置まで延びている。

ボイスコイル２４は、その上端がフレーム２０のダイヤフラム支持面２０ｄと面一となるようにして円形開口部２０ａ内に配置されている。そして、このボイスコイル２４の上端部から延出する１対のコイル端末２４ａの各々が、各端子部材２２に対してそのランド部２２ａにおいて熱圧着により導通固定されている。この熱圧着は、ダイヤフラム支持面２０ｄの外周縁を径方向に跨ぐ位置で行われるようになっている。

その際、図５に示すように、フレーム２０を図示しない位置決め手段で位置決めするとともに、ボイスコイル２４をマンドレル１０２で支持し、その１対のコイル端末２４ａを切欠き部２０ｅに挿通させた状態で、１対の可動ピン１０４をフレーム２０に形成された１対の長孔２０ｃに下方から挿入して、１対のコイル端末２４ａに係合させた後、これら１対の可動ピン１０４により１対のコイル端末２４ａを互いに近づく方向に付勢して緊張させるようになっている。そしてこれにより、各コイル端末２４ａを各切欠き部２０ｅに対して直角に近い角度で挿通させた状態で、熱圧着が行われるようになっている。

その後、１対の可動ピン１０４を互いに離れる方向に少し移動させることにより、これら各可動ピン１０４を各コイル端末２４ａから離間させた後、これら各可動ピン１０４を各長孔２０ｃから下方へ離脱させるようになっている。

フレーム２０の端子埋設部２０Ｄにおけるランド部２２ａの下方に位置する部分には、この熱圧着の際の受け治具となる金属ピン（図示せず）を挿入するための円形孔２０ｈが形成されている。

そして、図１に示すように、完成した電気音響変換器１０においては、１対のコイル端末２４ａが、ボイスコイル２４と環状フランジ部２０Ｂとの間において、互いに近づく方向に屈曲するようにして引き回された状態となっている。

ダイヤフラム１４は、可視光透過性を有する合成樹脂製フィルム（例えばポリエーテルイミド製フィルム等）に熱プレス成形を施すことにより形成されており、平面視において円形の外形形状を有している。

このダイヤフラム１４は、円環状に形成された外周縁平面部１４Ａと、この外周縁平面部１４Ａの内周側に該外周縁平面部１４Ａと所定間隔をおいて同心円環状に形成された中間平面部１４Ｂと、この中間平面部１４Ｂの内周側において上方へ向けて球面状に膨出する中央ドーム部１４Ｃと、外周縁平面部１４Ａと中間平面部１４Ｂとの間において上方へ向けて円環面状に膨出する環状ドーム部１４Ｄとからなっている。そして、このダイヤフラム１４は、その外周縁平面部１４Ａにおいてフレーム２０の環状フランジ部２０Ｂのダイヤフラム支持面２０ｄに接着されるとともに、その中間平面部１４Ｂにおいてボイスコイル２４の上端に接着されている。

フレーム２０の各切欠き部２０ｅには、該切欠き部２０ｅとダイヤフラム１４の外周縁平面部１４Ａとの間の空間を閉塞する接着剤４０が充填されている。後述するように、この接着剤４０は、ダイヤフラム１４とフレーム２０との接着の際に供給される接着剤であって、コイル端末２４ａの熱圧着部分を覆うように充填されている。

１対の端子ピン１６は、いずれも逆Ｊ字形に形成されており、対称配置でフレーム２０に装着されている。具体的には、各端子ピン１６を、端子埋設部２０Ｄに形成された各小孔２０ｆに下方から挿入して上方へ突出させた後、その突出部分を各Ｕ字溝２０ｇに沿わせるようにして下方へ折り曲げることにより、フレーム２０への装着が行われるようになっている。その際、これら各端子ピン１６は、その頭部１６ａが各端子部材２２のランド部２２ｂと当接して、各端子部材２２との導通が図られるようになっている。

磁気回路ユニット１８は、鋼製のベース２８と、マグネット３０と、鋼製のヨーク３２とからなっている。

ベース２８は、背の低い有底円筒状に形成されており、その上端外周部には環状段差部２８ａが形成されている。また、マグネット３０およびヨーク３２は、いずれもディスク状に形成されており、ベース２８の底面にこの順で互いに同心となるように載置されるとともに順次接着されている。そしてこれにより、ヨーク３２の外周面とベース２８の内周面との間に、ボイスコイル２４の下端部を収容する円筒状磁気間隙を全周同一幅で形成するようになっている。

磁気回路ユニット１８のフレーム２０への装着は、ベース２８の環状段差部２８ａをフレーム２０の円形開口部２０ａに下方から嵌合させた状態で、ベース２８の外周面とフレーム２０の環状底面部２０Ａの下面との環状コーナ部に接着剤３４を供給することにより行われるようになっている。

図６は、ダイヤフラム１４がフレーム２０およびボイスコイル２４に接着される際の様子を示す側断面図である。

同図（ａ）に示すように、この接着は、フレーム２０の環状フランジ部２０Ｂのダイヤフラム支持面２０ｄに可視光硬化型の接着剤４０を円環状に供給するとともに、ダイヤフラム１４の中間平面部１４Ｂの下面に可視光硬化型の接着剤４２を円環状に供給した状態で、ダイヤフラム１４をフレーム２０に載置し、その外周縁平面部１４Ａをダイヤフラム支持面２０ｄに当接させるとともに、その中間平面部１４Ｂをボイスコイル２４の上端に当接させ、その後、同図（ｂ）に示すように、ダイヤフラム１４の上方から該ダイヤフラム１４越しに、ダイヤフラム１４とフレーム２０との当接面およびダイヤフラム１４とボイスコイル２４との当接面に可視光を照射して、接着剤４０、４２を硬化させることにより行われるようになっている。

この接着工程において、接着剤４０の供給はロボットにより自動的に行われるようになっている。この接着剤４０は、環状フランジ部２０Ｂのダイヤフラム支持面２０ｄに沿って円環状に供給されるが、その際、各切欠き部２０ｅの位置で接着剤４０の供給ノズルを一時的に停止させることにより、フレーム２０の各切欠き部２０ｅとダイヤフラム１４の外周縁平面部１４Ａとの間の空間を閉塞するのに十分な接着剤４０を各切欠き部２０ｅに供給するようになっている。

以上詳述したように、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、動電型のスピーカとして構成されており、そのフレーム２０によるダイヤフラム１４の固定支持が、該フレーム２０の一般部２０Ａから上方へ突出する環状フランジ部２０Ｂのダイヤフラム支持面２０ｄにおいて接着により行われているが、この環状フランジ部２０Ｂにはその周方向２箇所に１対の切欠き部２０ｅが形成されるとともに、これら各切欠き部２０ｅの底面において各コイル端末２４ａと各端子部材２２との導通固定が行われており、また、これら各切欠き部２０ｅには、該切欠き部２０ｅとダイヤフラム１４の外周縁平面部１４Ａとの間の空間を閉塞する接着剤４０が充填されているので、フレーム２０によるダイヤフラム１４の固定支持のために供給される接着剤４０により、各コイル端末２４ａと各端子部材２２との導通固定部の保護と、ダイヤフラム１４とフレーム２０との間の空間の目張りとを同時に行うことができる。このため接着剤塗布工程を単一化することができ、これにより製造効率を向上させることができるとともに製造コスト低減を図ることができる。

このように本実施形態によれば、動電型の電気音響変換器１０において、その製造効率向上および製造コスト低減を図ることができる。

しかも、本実施形態に係る電気音響変換器１０においては、各コイル端末２４ａと各端子部材２２との導通固定が各切欠き部２０ｅの底面で行われているので、この導通固定が環状フランジ部２０Ｂの内周側で行われる場合に比して、導通固定時にボイスコイル２４を損傷させてしまうおそれを低減することができ、また、この導通固定が環状フランジ部２０Ｂの外周側で行われる場合に比して、フレーム２０におけるダイヤフラム１４から外周側へ突出する部分を小さくして、電気音響変換器１０のコンパクト化を図ることができる。

また本実施形態においては、フレーム２０が合成樹脂成形品で構成されており、各端子部材２２は、その導通固定供用部を構成するランド部２２ａを各切欠き部２０ｅの底面に露出させた状態で、インサート成形によりフレーム２０と一体的に形成されているので、各端子部材２２のフレーム２０への取付強度を十分に高めることができ、また、各端子部材２２の一部を各端子ピン１６との導通を図るためのランド部２２ｂとして電気音響変換器１０の外部空間に臨ませることが容易に可能となる。

さらに本実施形態においては、各コイル端末２４ａと各端子部材２２との導通固定が熱圧着により行われているので、電気音響変換器１０の製造工程において、この熱圧着を行うためのステーションで、熱圧着に引き続いて接着剤４０の供給を行うことが可能となり、これにより製造効率を一層向上させることができる。

特に本実施形態のように、熱圧着により各コイル端末２４ａと各端子部材２２との導通固定が行われる場合には、各コイル端末２４ａが熱圧着の際に変形して部分的に若干弱くなるが、この弱くなった部分を、ダイヤフラム１４の接着工程において供給される接着剤４０により保護することが可能となる。

また本実施形態においては、１対のコイル端末２４ａが、ボイスコイル２４と環状フランジ部２０Ｂとの間において、互いに近づく方向に屈曲するようにして引き回されているので、１対の切欠き部２０ｅが周方向に互いに近接して形成されているにもかかわらず、これら各切欠き部２０ｅに対して各コイル端末２４ａを直角に近い角度で挿通させることができ、これにより各コイル端末２４ａの挿通配置を容易に行うことが可能となり、これら各コイル端末２４ａと各端子部材２２との導通固定を無理なく確実に行うことができる。

なお、上記実施形態においては、ダイヤフラム１４が平面視において円形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状を有している場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

また、上記実施形態においては、電気音響変換器１０がスピーカであるものとして説明したが、レシーバ等のようなスピーカ以外の電気音響変換器である場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器を示す平面図 図１のII-II 線断面図 図１のIII 方向矢視図 図２のIV部詳細図 上記電気音響変換器のフレームサブアッセンブリを単品で示す図 上記電気音響変換器において、そのダイヤフラムがフレームおよびボイスコイルに接着される際の様子を示す側断面図

符号の説明

１０ 電気音響変換器
１２ フレームサブアッセンブリ
１４ ダイヤフラム
１４Ａ 外周縁平面部
１４Ｂ 中間平面部
１４Ｃ 中央ドーム部
１４Ｄ 環状ドーム部
１６ 端子ピン
１６ａ 頭部
１８ 磁気回路ユニット
２０ フレーム
２０Ａ 一般部
２０Ｂ 環状フランジ部
２０Ｄ 端子埋設部
２０ａ 円形開口部
２０ｂ、２０ｈ 円形孔
２０ｃ 長孔
２０ｄ ダイヤフラム支持面
２０ｅ、２０ｉ 切欠き部
２０ｆ 小孔
２０ｇ Ｕ字溝
２２ 端子部材
２２ａ ランド部（導通固定供用部）
２２ｂ ランド部
２４ａ コイル端末
２４ ボイスコイル
２８ ベース
２８ａ 環状段差部
３０ マグネット
３２ ヨーク
３４、４０、４２ 接着剤
１０２ マンドレル
１０４ 可動ピン

Claims (4)

1. 下面にボイスコイルが固定されたダイヤフラムと、このダイヤフラムを該ダイヤフラムの外周縁平面部において固定支持するフレームと、このフレームに取り付けられ、上記ボイスコイルから延出する１対のコイル端末が導通固定された１対の端子部材と、を備えてなる電気音響変換器において、
   上記フレームによる上記ダイヤフラムの固定支持が、該フレームの一般部から上方へ突出する環状フランジ部の上面において接着により行われており、
   この環状フランジ部の周方向２箇所に、１対の切欠き部が形成されており、
   上記各コイル端末と上記各端子部材との導通固定が、上記各切欠き部の底面において行われており、
   上記各切欠き部に、該切欠き部と上記ダイヤフラムの外周縁平面部との間の空間を閉塞する接着剤が充填されている、ことを特徴とする電気音響変換器。
2. 上記フレームが、合成樹脂成形品からなり、
   上記各端子部材が、該端子部材の導通固定供用部を上記各切欠き部の底面に露出させた状態で、インサート成形により上記フレームと一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
3. 上記各コイル端末と上記各端子部材との導通固定が、熱圧着により行われている、ことを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換器。
4. 上記１対のコイル端末が、上記ボイスコイルと上記環状フランジ部との間において、互いに近づく方向に屈曲するようにして引き回されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電気音響変換器。

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