JP4885013B2 - 電気音響変換器 - Google Patents

Description

この発明は、例えば携帯電話等の通信機器においてスピーカやマイクロフォンに用いられる電気音響変換器に関するものである。

従来、この種の電気音響変換器においては、例えば特許文献１に開示されるような構成のものが提案されている。この従来構成においては、筐体の内部にベースが固定され、そのベースの内面に磁石が固定されている。筐体には振動板が支持され、その振動板にはボイスコイルがベース及び磁石と対応するように固定されている。前記ベースは、金属板材よりなる長四角形の平板部と、その平板部の長辺に折曲形成された一対の折曲部とから構成されている。折曲部の両端に位置するように、平板部には突起部が延出形成されている。筐体の周壁には、ベースの突起部と対応する複数の長孔状の切欠部が形成されている。そして、ベースの突起部を筐体の切欠部に嵌合させることにより、ベースが筐体に対して磁石の積層方向への所定位置に位置決めされている。
特開２００４−１２８８２２号公報

ところが、この特許文献１の電気音響変換器においては、ベースの折曲部が同ベースの対向する２辺にしか形成されていないために、前記磁石及びボイスコイルを含む磁気回路の駆動効率を向上できないとともに、筐体に対するベースの固定においても問題があった。すなわち、前記ベースの折曲部が対向する２辺にしか形成されていないために、ベースの他の２辺は開放される。このため、その開放された２辺においては、ベースとボイスコイルとの間の距離が長くなり、磁気空隙内の磁束密度が小さくなるため、ボイスコイルの全周に対応する均等な磁気回路を形成できない。このため、前記のように、磁気回路の駆動効率の向上が困難である。しかも、前記折曲部を筐体の内面に対して固定する場合、ベースをその対向する２辺でしか筐体に固定できないため、充分な固定強度を得ることができない。加えて、ベースをその折曲部において筐体に対して位置決めしようとする場合、折曲部が存在しない開放された２辺においては、位置決めが難しい。そして、ベースが筐体に対して正確に位置決めされない場合は、前記と同様に均等な磁気回路形成の障害になり、磁気回路の駆動効率の低下に拍車がかかることになる。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、磁気回路の駆動効率を向上できるとともに、ヨークを筐体に対して所定位置に正確に位置決めすることができる電気音響変換器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、筐体と、その筐体に支持された振動板と、その筐体の内部に固定された四角形の板材よりなるベースと、そのベースを含み、ボイスコイルを有する磁気回路ユニットとを備えた電気音響変換器において、前記ベースの４辺に前記筐体の内側面に沿う折曲部を形成し、それらの折曲部間の角部に突出部を形成するとともに、その突出部の一側面に位置決め面を形成したことを特徴とする。

従って、この発明においては、ベースの４辺に折曲部が形成されているため、ベース，磁石及びボイスコイルのほぼ全周を含む磁気回路が形成されて、その磁気回路の駆動効率を向上できる。また、ベースを４辺の折曲部において筐体の内面に固定できることにより、充分な固定強度を得ることができる。そして、ベースをその４辺の折曲部において筐体に対して位置決めできるため、正確な位置決めを達成でき、均等な磁気回路を形成できて、磁気回路の駆動効率の向上に有効である。

また、前記の構成において、前記筐体の底面に凸部を形成し、前記凸部の頂部と突出部とを当接させることで、ベースを筐体に対して位置決めするとよい。
このようにすれば、ベースを金属板材からプレス成形する際に、ベースの外側縁に設けられた位置決め面の先端部にプレス成形方向への湾曲変形やバリ等が生じている場合でも、位置決め面の先端部を除く部分を筐体側の凸部の頂面に当接させることにより、ベースを筐体に対して磁石の積層方向における所定位置に正確に位置決めして、組み付け固定することが可能になる。よって、筐体に対するベースの組み付け位置の変動を防止でき、磁気回路の駆動効率をさらに向上できるとともに、音響特性にバラツキが発生するおそれを抑制することができる。

さらに、前記の構成において、前記突出部の先端部を前記凸部の外方に位置させるとよい。
このように構成した場合には、突出部の先端部を筐体側の凸部の外方に位置させることによって、位置決め面の先端部が凸部の頂面に当接するのを避けることができる。

さらに、前記の構成において、前記凸部の側面と前記ベースの角部の端縁との間に封止材によって封止可能な細隙を形成するとよい。
このように構成した場合には、凸部の側面とヨークの角部の端縁との間の細隙を封止材にて任意に封止することにより、音響特性を容易に調整することができる。

さらに、前記の構成において、前記細隙を前記凸部の側面と前記突出部の端縁との間に形成するとよい。このように構成した場合は、細隙を封止材にて任意に閉鎖することにより、音響特性を容易に調整することができる。

以上のように、この発明によれば、磁気回路の駆動効率を向上できるとともに、ベースを筐体に対して所定位置に正確に位置決めすることができるという効果を発揮する。

以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
この実施形態の電気音響変換器はスピーカとして具体化されたものであって、図１〜図３に示すように、この電気音響変換器においては、筐体１１が合成樹脂製の絶縁材により四角枠状に形成されている。

筐体１１の内部には鉄系金属板よりなるヨーク材であるベース１２が嵌合されて、接着剤１３により固定されている。図４に示すように、このベース１２は、長四角形の平板部１４と、その平板部１４の四辺に折り曲げ形成された折曲部１５とを備えている。そして、これらの折曲部１５が筐体１１の内側面に沿って延長配置されている。前記接着剤１３は前記筐体１１の内側面と折曲部１５との間に介在されている。

ベース１２の平板部１４の内面１４ａには永久磁石１６が固定され、その永久磁石１６の表面にはヨーク１７が接着により固定されている。
図１及び図３に示すように、筐体１１の開口縁には振動板１８が張設支持されている。ベース１２の折曲部１５と永久磁石１６の外周面との間の磁気空隙内に位置するように、振動板１８の内面にはボイスコイル２０が固定されている。筐体１１の外側面には振動板１８の外側方を覆うためのカバー２１が固定され、そのカバー２１の中央部には透孔２１ａが形成されている。従って、この実施形態は、内磁型のスピーカに具体化されたものである。

図１〜図３に示すように、前記筐体１１における振動板１８の張設位置と反対側の側面（図３の下面側）の四隅には各一対のターミナル２２，２３が埋設固定されている。それらのターミナル２２，２３にはボイスコイル２０から延びるリード線２０ａが接続されている。ターミナル２２，２３上には、板バネ材よりなる一対の端子２４がそれらの固定端部２４ａにおいてハンダ付け２５により固定されている。なお、各端子２４の固定は、ハンダ付け２５に代えて、レーザ溶接や熱圧接等の他の方法を採用することもできる。そして、電気音響変換器が図示しない携帯電話等の機器（図示しない）に装着された状態で、これらの端子２４の自由端部の接触部２６が前記機器における基板（図示しない）上の接触部に接触される。

そして、この電気音響変換器では、前記ベース１２、永久磁石１６、ヨーク１７及びボイスコイル２０により磁気回路が構成されている。そして、両端子２４からボイスコイル２０に駆動電流が流されたとき、その駆動電流に応じた磁気変化により振動板１８が振動されて、音響が発生される。

図２及び図４に示すように、ベース１２おける平板部１４の四隅の角部には、各折曲部１５間に位置するように矩形状の突出部３１が延出形成されている。ベース１２の外側縁に位置するように、各突出部３１の一側面には平板部１４の内面１４ａと連続する位置決め面３１ａが形成されている。

そして、前記ベース１２を組み立てる場合には、図５（ａ）に示すように、帯状の金属フープ材４１がその両側縁の送り孔４２により長手方向に間欠的に送り移動される。そして、停止中の金属フープ材４１に対して貫通孔４３がプレス成形されて、ベース原形部４４が連続的に形成される。これらのベース原形部４４は、四隅において連結部４５を介して金属フープ材４１の両側縁に連結されている。

続いて、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、各ベース原形部４４の周側がプレス成形にて折り曲げられて、ベース１２の平板部１４の四辺に折曲部１５が形成される。それとともに、ベース原形部４４の各連結部４５が所定長さに切断されて、平板部１４の角部に同平板部１４と同一平面上に位置する突出部３１が延出形成される。このプレス成形により、図５（ｃ）に示すように、平板部１４、折曲部１５及び突出部３１を有するベース１２が製造される。

一方、図１、図２及び図６に示すように、前記筐体１１の内側の四面には、各一対の位置決め用突条３２が形成されている。また、筐体１１における端子２４の取付側の側面には、その四隅に位置するように、４つの凸部３３が形成されている。そして、ベース１２が筐体１１の内部に組み付けられたとき、筐体１１側の位置決め用突条３２がベース１２側の折曲部１５の外面に当接される。そして、この当接により、ベース１２が筐体１１に対して平板部１４の延長方向における２方向（図１の上下及び左右方向）において所定位置に位置決めされる。

それともに、ベース１２側の突出部３１が筐体１１側の凸部３３上に先端部を外方へ突出させた状態で配置されて、各突出部３１上の位置決め面３１ａがその先端部を除く部分において凸部３３の頂部に当接される。この当接により、ベース１２が筐体１１に対して平板部１４の厚さ方向、すなわち平板部１４に対する永久磁石１６の積層方向において所定位置に位置決めされる。

この場合、図２及び図６に示すように、各突出部３１の先端部が各凸部３３の外方に配置されて、この各突出部３１上の位置決め面３１ａの先端部が各凸部３３の頂面に当接しないようになっている。よって、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、ベース１２のプレス成形に際して、ベース原形部４４から折曲部１５を折り曲げ形成するとともに、連結部４５から突出部３１を切断形成する場合に、図６に示すように、各突出部３１の先端部にプレス成形方向への湾曲変形等が生じて、位置決め面３１ａの先端部に歪みが生じたり、その先端部にバリが生じたりしていても、その歪みやバリの部分が凸部３３の頂面に当接されることはない。従って、ベース１２は筐体１１に対して永久磁石１６の積層方向における所定位置に正確に位置決めされる。

そして、前記のようにベース１２が筐体１１に対して、縦，横，上下の３方向の所定位置に位置決めされた状態で、ベース１２の折曲部１５の外面と筐体１１の内側面との間の隙間に接着剤１３が充填される。この接着剤１３が硬化することにより、ベース１２が筐体１１に対して固定される。この場合、図３に示すように、接着剤１３の充填は、ベース１２における折曲部１５の基端外面の円弧部１５ａ側から隙間内に向かって、その円弧部１５ａを覆うように行われる。このため、狭い隙間内への接着剤１３の充填作業を容易に行うことができるとともに、接着剤１３の接着面積を拡大して、接着強度を高めることができる。

図２に示すように、筐体１１の内側面の四隅において、筐体１１側の凸部３３の側面とベース１２側の各突出部３１及びその近傍の端縁との間には、筐体１１の内部空間を外部に開放する細隙３４がそれぞれ形成されている。そして、図２に２点鎖線で示すように、適当位置の細隙３４を接着剤やメッシュ材を用いた封止材３５にて閉鎖することにより、スピーカとしての音響特性を調整することができる。

以上のように構成されたこの実施形態の電気音響変換器では、以下に述べる効果がある。
（１） ベース１２の４辺に折曲部１５が形成されているため、この４辺の折曲部１５により永久磁石１６が四方から包囲される。このため、ほぼ閉じられた効率的な磁気回路が形成され、その結果、電気音響機器全体を小型化することが可能となるとともに、磁気回路を効率的に駆動させることができて、音響特性を向上できる。

（２） 前述のように、ベース１２の４辺に折曲部１５が形成されているため、ベース１２と筐体１１との接着領域がベース１２のほぼ全周となり、ベース１２を筐体１１に対して強固に固定できる。従って、この実施形態の音響変換器が組み込まれた携帯電話等の機器が過酷な温度環境に置かれたり、同機器に振動や衝撃が作用したりした場合等において、音響変換器として充分な強度を得ることができる。そして、ベース１２をその４辺の折曲部において筐体１１に対して位置決めできるため、正確な位置決めを達成でき、これによってほぼ３６０度の方向において均等な磁気回路を形成できて、前記と同様に磁気回路の駆動効率の向上に有効である。

（３） ベース１２の平板部１４に金属フープ材４１とベース１２とを連結する連結部４５を設け、さらに連結部４５を加工して突出部３１を形成している。この突出部３１は、凸部３３から突出した先端の切断面が接着剤により覆われるように筐体１１に接着固定されるものである。一方、突出部３１が設けられない場合は、平板部１４の周縁に形成されるバリ等が磁気回路のうち、特に精度の要求される、ボイスコイル２０が動作するベース１２及びヨーク１７との空隙に入り込むおそれがある。これに対し、この実施形態においては、突出部３１が形成されているため、連結部４５の切断時に発生するバリ等が前記空隙に入り込むことがなく、精度の高い製品を製造することが可能となる。

（４） 筐体１１の底面における内周縁の四隅に凸部３３が形成されるとともに、ベース１２の各折曲部１５間の角部に突出部３１が形成されて、それらの突出部３１の一側面にベース１２の平板部１４の内面１４ａと連続する位置決め面３１ａが形成されている。そして、各突出部３１の位置決め面３１ａの先端部を除く部分が各凸部３３の頂面に当接されることにより、ベース１２が筐体１１に対して永久磁石１６の積層方向において位置決めされる。このため、ベース１２を金属フープ材４１からプレス成形する際に、各突出部３１の先端部にプレス成形方向への湾曲変形が生じて、位置決め面３１ａの先端部に歪みが生じていたり、その先端部にバリが生じていたりしても、その歪み部分が凸部３３に当接されることはない。よって、ベース１２を筐体１１に対して永久磁石１６の積層方向への所定位置に正確に位置決めして組み付け固定することができて、筐体１１に対するベース１２の組み付け位置の変動を防止できる。この結果、ベース１２及び永久磁石１６とボイスコイル２０及び振動板１８との位置関係を正確に保つことができ、音響特性にバラツキが発生するおそれを抑制することができる。

（５） 筐体１１側の各凸部３３の側面とベース１２側の各突出部３１及びその付近の端縁との間に、封止材３５によって閉鎖可能な細隙３４がそれぞれ形成されている。よって、任意箇所の細隙３４の一部または全部を封止材３５にて閉鎖することにより、音響特性を容易に調整することができる。

（６） ベース１２における折曲部１５の基端外面の円弧部１５ａ側から折曲部１５と筐体１１との間の隙間内に向かって接着剤１３が充填されて、前記隙間が充填されるとともに、円弧部１５ａが覆われる。このため、狭い隙間内への接着剤１３の充填作業を容易に行うことができるとともに、接着剤１３の接着面積を拡大して、筐体１１とベース１２との接着強度を高めることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ この発明の電気音響変換器をマイクロフォンにおいて具体化してもよい。

・ 前記実施形態では、ベース１２の角部に矩形状の突出部３１がそれぞれ形成されていたが、図７に示すように、各突出部３１の形状を円形状にしてもよい。
・筐体１１の凸部３３を省略し、ベース１２の突出部３１を筐体１１の凸部３３が形成されていない上面、あるいは筐体１１に形成された凹部の底面に支持すること。この場合、筐体１１の上面や凹部の底面には、凸部３３のバリ等との干渉を避けるための凹所を設けることが好ましい。

・ 外磁型のスピーカ等の電気音響変換器においてこの発明を具体化すること。

一実施形態の電気音響変換器を部分的に破断して示す平面図。 図１の電気音響変換器の底面図。 図１の３−３線における断面図。 図１の電気音響変換器のヨークを示す斜視図。 （ａ）〜（ｃ）はヨークの製造過程を順に示す平面図。 筐体に対するヨークの位置決め構成を示す要部分解斜視図。 ヨークの変形例を平面図。

符号の説明

１１…筐体、１２…ベース、１４…平板部、１４ａ…内面、１５…折曲部、１６…磁石、１７…ヨーク、１８…振動板、２０…ボイスコイル、３１…突出部、３１ａ…位置決め面、３３…凸部、３４…細隙、３５…封止材。

Claims (5)

1. 筐体と、
   その筐体に支持された振動板と、
   その筐体の内部に固定された四角形の板材よりなるベースと、
   そのベースを含み、ボイスコイルを有する磁気回路ユニットとを備えた電気音響変換器において、
   前記ベースの４辺に前記筐体の内側面に沿う折曲部を形成し、それらの折曲部間の角部に突出部を形成するとともに、その突出部の一側面に位置決め面を形成したことを特徴とする電気音響変換器。
2. 前記筐体の底面に凸部を形成し、前記凸部の頂部と突出部とを当接させることで、ベースを筐体に対して位置決めしたことを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
3. 前記突出部の先端部を前記凸部の外方に位置させたことを特徴とする請求項２に記載の電気音響変換器。
4. 前記凸部の側面と前記ベースの角部の端縁との間に封止材によって封止可能な細隙を形成したことを特徴とする請求項２または３に記載の電気音響変換器。
5. 前記細隙を前記凸部の側面と前記突出部の端縁との間に形成したことを特徴とする請求項４に記載の電気音響変換器。

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