JP5465550B2 - 小型スピーカユニットおよびその多数個取り製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄型全面駆動スピーカのような多数個取りを可能とする小型スピーカユニットを多数個同時に製造して、生産性を飛躍的に向上させる小型スピーカユニットとその多数個取りの製造方法に関する。

従来、例えば携帯電話機等に広く用いられる小型スピーカは一般に１個取りの工程を介して製造されるため、各構成部品の製作から加工、組立までの工数が増えると共に、治具の組合せや作業員の手作業に依存する工程数も増え、加えて部品ごとの品質のばらつきも多くなり、製造コストの削減は困難であった。そのため、多数個取りの生産方式を採用して工数を削減し、品質を安定化できるマイクロスピーカとその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。この文献によれば、マイクロスピーカはその磁気回路がヨークの中心軸に磁石とトッププレートの中心穴を挿通してなり、製造方法は、多数個取りできる集合状態のフレーム部材に、個別に組み立てた磁気回路部材を個々に組み込み、この集合状態のフレーム部材に、振動板を多数個取りできる集合状態の振動板部材を組み込み、集合状態の振動板部材の各々に、個別に組み立てたボイスコイルを個々に組み込み、それによって得た集合状態のマイクロスピーカを個々に分割する各工程でなることが示されている。

特開２００６−２２２６９７号公報

上記特許文献１が開示するマイクロスピーカでは、磁気回路のヨークの中心軸を磁石とトッププレートの中心穴に挿通するので、部材数と工程数がむしろ増加し、方法においては、フレーム及び振動板のみが多数個取り可能な集合状態で用いられるが、それぞれ別の工程において用意され、別の工程において別の部材の個々と組み合わされた後、多数個取りのスピーカユニットとなるため、フレームと振動板のそれぞれについては多数個取りが行われているとしても、スピーカユニットそのものが実質的に多数個取りされているとは言えず、それぞれの部材の組立て工程数も実質的に削減されていないという課題があった。これは、小型のスピーカユニットにおいて磁気駆動方式を形成する磁気回路とボイスコイルの構成がそのまま多数個取り方式に適合し得るものではないことにも起因する。

本発明は上記の課題を解決して、多数個取り方式に適合し得る構成の磁気駆動方式を採用したスピーカユニットを提供すると共に、スピーカユニットの全構成要素のそれぞれをｍ行ｎ列で多数個取り可能な集合体として用意し、積層してｍ×ｎ個のスピーカユニットを一度に製造可能な方法を提供することを目的とする。

上記の目的達成のため、請求項１に係る本発明の小型スピーカユニットは、所定単位領域内に所定数のコイルターンを一筆書きで展開してプリントしたボイスコイルを備える振動板と、四辺を振動板の周縁に当接して振動板の振動スペースを確保するフレームと、振動板のボイスコイルターンの各々に対応する開口穴を有すると共に厚さ方向に着磁した板状の磁石層と、磁石層の開口穴に挿入されると共に実質的に磁石層の厚さと同じ高さの突起を有する導磁体とをスピーカユニットの集合体として記載順序で積層した積層体でなることを特徴とする。
請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の小型スピーカユニットにおいて、積層体はフレームと磁石層との間に不織布を挿入してなることを特徴とする。
また、上記目的達成のため、請求項３に係る本発明の小型スピーカユニットの多数個取り製造方法は、それぞれ所定単位領域内に所定数のコイルターンを一筆書きで展開してｍ行ｎ列にプリントしたｍ×ｎ個の単位ユニットのボイスコイルを備えるｍ行ｎ列の振動板集合体と、ｍ行ｎ列のそれぞれの振動板の周縁に四辺を当接するｍ行ｎ列のフレーム集合体と、それぞれ振動板の単位ユニットのボイスコイルターンのおのおのに対応する開口穴を有するｍ行ｎ列の磁石層集合体と、それぞれ磁石層の開口穴に挿入されて磁石層の厚さと実質的に同じ高さの突起を有するｍ行ｎ列の導磁体集合体とを、スピーカユニットの集合体として記載の順序に積層して積層体集合体を作製する工程と、積層体集合体を単位ユニットごとにｍ×ｎ個の積層体に切断する工程と、各積層体の板状の磁石層をその厚さ方向に着磁する工程とよりなることを特徴とする。
請求項４に係る本発明は、請求項３に記載の小型スピーカユニットの多数個取り製造方法において、ｍ行ｎ列の積層体集合体がフレーム集合体と磁石層集合体との間にｍ行ｎ列の不織布集合体を介在させてなることを特徴とする。

本発明によれば、小型スピーカユニットを構成する磁気駆動方式の、特にボイスコイルを単位ごとに所定数のコイルターン（巻き）の一筆書きで接続展開したパターン（型）でフィルム状の振動板上にプリントしたものとして薄型平板化し、同様に薄型平板化した磁石層とヨークによる磁気回路と組合わせて、構成要素のそれぞれを平板化し、スピーカユニットごとに積層体として構成することを可能とした。それによって積層体の各要素を多数個のスピーカユニットの各要素をユニット単位でm行ｎ列形式で備える集合体とし、これら集合体を積層した後、ｍ×ｎ個の積層体に切断することにより、小型スピーカユニットの多数個取りを可能とし、生産性を向上させることができる。

本発明による小型スピーカユニットの積層体集合体の構成を示すと同時に、その小型スピーカユニットの多数個取り製造方法の積層工程を示す斜視図。 図１の積層体集合体を個々の小型スピーカユニットに切断する態様と、切断したその１個をやや拡大して一筆書きボイスコイルパターンの１例を示す平面図。 本発明の小型スピーカユニットにおけるボイスコイルパターンの更に他の１例を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は磁気回路を含むその断面図。 本発明の小型スピーカユニットにおけるボイスコイルパターンの更に別の例を示す平面図。 本発明の小型スピーカユニット磁気駆動方式として採用する磁気回路における駆動力発生のメカニズムを示し、（ａ）は単なる板状磁石の場合、（ｂ）は板状磁石に多数の開口穴を設けた場合、（ｃ）は開口穴に導磁体の突起を挿入した場合、（ｄ）は（ｃ）の漏洩磁束ループにボイスコイルを組み込んだ場合を示す。

本発明の実施に当たって、先ずボイスコイルとして平面構成を特徴とする全面駆動スピーカに係る本発明者による先発明（特願２００９−０８８９４６）に提案したものを採用している。そのボイスコイルの構成の概略を述べれば、ボイスコイルは、それぞれ隣接する小径円の磁気ギャップの円形の一方の半部を次々に列の一端からたどり、列の他端で磁気ギャップの円形の他方の半部に繋いで列の始めの一端まで他方の半部を次々にたどる一筆書きパターンで形成され、振動板上にプリントされる。つまり、従来は円筒状に積み重ねられたコイルターンは、交差する箇所がないように一筆書きして平面に展開されたことになる。

図１に、本発明の多数個取りを可能とする小型スピーカユニット製造方法の主要な工程である積層工程を示し、平面に展開した所定数のターンのボイスコイル１１をプリントした振動板１と、振動板の振動スペースを確保する開口２１を有するフレーム２と、振動板１の過大な振動を抑える不織布３と、ボイスコイル１１の各ターンに対応する開口穴４１を要する磁石層４と、開口穴４１に挿入される突起５１を有するヨークとしての導磁体５とを、それぞれ複数のスピーカユニットの集合体として、記載の順序で下層として、つまり、振動板１を最上層として積層する。各層は何れも任意の複数のスピーカユニット分の要素をｍ行ｎ列の配列で含む集合体として形成され、それぞれ集合体のまま積層され、積層体を形成する。

ここで、製造するスピーカユニットに過大な振動が見込まれないときなどには、不織布３は省略しても良い。磁石層４としては、薄さと切り出し加工の容易さから見てボンド磁石板またはラバー磁石板を用いることが望ましい。また、ヨークとして用いる導磁体５には薄鉄板や鉄箔などに例えばプレス加工により磁石層の厚さと同じ高さの突起５１を設けるが、突起５１は開口穴４１より径の小さい円柱、円錐またはこれらに近似する形状でよい。

図２に、ｍ行ｎ列の積層体をスピーカユニット（１〜５）ｍｎごとに切断して、一挙にｍ×ｎ個のスピーカユニットを製造する切断工程を示す。切断工程後、図５に見られるように、各スピーカユニットの磁石層４ｍｎをその厚さ方向に着磁する着磁工程を経て、振動板上のボイスコイル１１の各ターンを通る磁束ループを発生させ、本発明の製造方法は完了する。

図１または図２に示す振動板集合体１は、例として、４行４列に配列した各スピーカユニット用のボイスコイル１１と、各ボイスコイル１１のコイルパターンとして、平面に展開して一筆書きで接続した４個の円形コイルターンとでなる。図２中、集合体のスピーカユニット（１〜５）においてはコイルパターンは簡略に模式的に示すが、切断後のやや拡大して示すスピーカユニット（１〜５）ｍｎでは一筆書きの１例が示してある。ボイスコイル１１の始端と終端は外部配線との接続部１２として、各スピーカユニットの縁部に引き出される。

本発明により製造される小型スピーカユニットの外形とボイスコイルパターンの配列は図１または２に示すものに限定されない。図３（ａ），（ｂ）に示す一例では、小型スピーカユニットの振動板１は外形を正方形とし、その表面に３行３列で合計９個のコイルターンを一筆書きで接続してなるボイスコイル１１をプリントし、接続部１２を２つのコーナーに引出している。磁石層４の開口穴４１と導磁体５の突起５１が、フレーム２の開口２１と不織布３を介して、ボイスコイルの各ターンに対応し、磁気駆動方式が形成される。

更に、図４に示す他の例では、振動板１は外形を正六角形とし、その表面の６個のコーナーに対応する６個と中央の１個の合計７個のコイルターンを一筆書きで接続したボイスコイル１１が用いられ、この正六角形のコイルパターンのパターンに適合するパターンで磁石層４に設けた開口穴４１と、同様に導磁体５に設けた突起５１が各コイルターンに対応する。

ここで図５（ａ）〜（ｄ）を参照して本発明が用いる磁気駆動方式のメカニズムについて述べる。前述のスピーカユニットの積層体に用いる磁石層４はボンド磁石またはラバー磁石でなることが望ましいが、この磁石層４が単に板状で開口穴がない場合には、板の厚さ方向に着磁しても、発生する磁束ループは板状磁石の周縁にできるもののみであり、磁気駆動方式としては効率が悪い。そこで図５（ｂ）に示すように多数の開口穴４１を設けると、磁束ループは開口穴の周縁にも発生するので、方式として効率が上がる。更に、図５（ｃ）のように、例えば薄鉄板による導磁体５にプレスなどで磁石層の厚さと同程度の高さに設けた円柱、円錐またはこれらに近似する形状の突起５１を開口穴４１に挿入すると、外磁型磁気回路でプレートがない場合に近似した状態が得られる。このときの磁束ループの水平部分に、図５（ｄ）のように、一筆書きボイスコイル１１を錯交させれば、コイル電流に応じてコイルと振動板が振動する。

１ 振動板集合体
１１ ボイスコイル
１２ 接続部
２ フレーム集合体
２１ 開口
３ 不織布
４ 磁石層集合体
４１ 開口穴
５ 導磁体集合体
５１ 突起

Claims (4)

1. 所定単位領域内に所定数のコイルターンを一筆書きで展開してプリントしたボイスコイルを備える振動板と、四辺を振動板の周縁に当接して振動板の振動スペースを確保するフレームと、振動板のボイスコイルターンの各々に対応する開口穴を有すると共に厚さ方向に着磁した板状の磁石層と、磁石層の開口穴に挿入されると共に実質的に磁石層の厚さと同じ高さの突起を有する導磁体とをスピーカユニットの集合体として記載順序で積層した積層体でなることを特徴とする小型スピーカユニット。
2. 積層体はフレームと磁石層との間に不織布を挿入してなることを特徴とする、請求項１に記載の小型スピーカユニット。
3. それぞれ所定単位領域内に所定数のコイルターンを一筆書きで展開してｍ行ｎ列にプリントしたｍ×ｎ個の単位ユニットのボイスコイルを備えるｍ行ｎ列の振動板集合体と、ｍ行ｎ列のそれぞれの振動板の周縁に四辺を当接するｍ行ｎ列のフレーム集合体と、それぞれ振動板の単位ユニットのボイスコイルターンのおのおのに対応する開口穴を有するｍ行ｎ列の磁石層集合体と、それぞれ磁石層の開口穴に挿入されて磁石層の厚さと実質的に同じ高さの突起を有するｍ行ｎ列の導磁体集合体とを、スピーカユニットの集合体として記載の順序に積層して積層体集合体を作製する工程と、積層体集合体を単位ユニットごとにｍ×ｎ個の積層体に切断する工程と、各積層体の板状の磁石層をその厚さ方向に着磁する工程とよりなることを特徴とする、小型スピーカユニットの多数個取り製造方法。
4. ｍ行ｎ列の積層体集合体がフレーム集合体と磁石層集合体との間にｍ行ｎ列の不織布集合体を介在させてなることを特徴とする、請求項３に記載の小型スピーカユニットの多数個取り製造方法。

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