JP6629460B2 - 発音装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アーマチュアの基部側の固定部が、磁石を支持するヨークの外面に固定された構造の発音装置に関する。

特許文献１に発音装置であるレシーバとその製造方法に関する発明が記載されている。

特許文献１では、従来はアーマチュアとマグネチックスタックとが抵抗溶接で固定されていたと説明され、抵抗溶接は、溶接個所にダメージを与えやすく、また、この種のレシーバは小さいため溶接個所を制御するのが難しいと指摘されている。

そこで、特許文献１に記載された発明では、アーマチュアの端部の２つの縁部と、マグネチックスタックとを、レーザ溶接により２か所で溶接している。特許文献１では、この方法によると、溶接個所が、アーマチュア周縁部に限定されるため、マグネチックスタックに与えられる熱量を低減できる利点がある、と説明されている。

ＵＳ ６，６５４，４７７Ｂ１ 公報

特許文献１に記載されたレシーバとその製造方法は、アーマチュアの縁部をレーザ溶接で固定することで、最少の熱でアーマチュアとマグネチックスタックとを固定することができる。

しかしながら、アーマチュアの最も基部側の端部に近い２か所で、アーマチュアの縁部とマグネチックスタックとが溶接されているため、磁気駆動回路によってアーマチュアが板厚の向く方向へ駆動される際に、アーマチュアの基部と、マグネチックスタックの表面との間の磁気ギャップの厚さが変動しやすくなる。その結果、インピーダンスが不安定になり、所定の周波数領域で共振が発生しやすくなり、発音状態で、いわゆる音引き現象などのノイズが発生しやすくなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、アーマチュアとヨークとの溶接点を最少にし、しかもインピーダンスを安定させて、いわゆる音引き現象などのノイズを低減できるようにした発音装置およびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、ケース内に、磁性材料で形成されたヨークと、前記ヨークに支持された磁石と、前記磁石に並ぶコイルと、磁性材料の板材で形成されたアーマチュアと、振動体と、が設けられている発音装置において、 前記アーマチュアに、第１の方向に向けられて前記ヨークの外面に重ねられる固定部と、前記固定部から第１の方向と逆向きの第２の方向へ延び出る延出部と、前記延出部から曲げられて第１の方向へ延びる可動部とが形成され、前記可動部が前記コイルの内部を通過して前記磁石に対向し、前記可動部と前記振動体とが連結されており、 第１の方向および第２の方向と直交する直交方向に離れた２か所の基準溶接部において、前記固定部の対向する２つの縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とがスポット溶接され、 前記基準溶接部よりも第１方向に離れて位置する少なくとも１か所の付加溶接部で、前記固定部の縁部と前記外面とがスポット溶接されていることを特徴とするものである。

本発明の発音装置は、前記固定部の前記基準溶接部が形成されているのと同じ２つの前記縁部のそれぞれと、前記外面とが溶接されて、前記付加溶接部が形成されていることが好ましい。

すなわち、本発明の発音装置は、前記付加溶接部は、２か所以上で偶数箇所に形成されているものである。

本発明の発音装置は、前記基準溶接部は、前記ヨークの第２の方向側の端部とほぼ一致した位置に設けられていることが好ましい。

また本発明は、ケース内に、磁性材料で形成されたヨークと、前記ヨークに支持された磁石と、前記磁石に並ぶコイルと、磁性材料の板材で形成されたアーマチュアと、振動体と、が設けられている発音装置の製造方法において、 前記アーマチュアに、第１の方向に向く固定部と、前記固定部から第１の方向と逆向きの第２の方向へ延び出る延出部と、前記延出部から曲げられて第１の方向へ延びる可動部とを形成し、 前記可動部を前記コイルの内部に挿入させ前記磁石に対向させて、前記固定部を前記ヨークの外面に重ね、 前記固定部の第１の方向および第２の方向と直交する直交方向に位置する２つの縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接し、 前記ヨークを溶接装置に対して相対的に第１の方向または第２の方向へ移動させて、さらに前記固定部の２つの前記縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接して、前記固定部を前記ヨークの外面に固定し、 その後に、前記可動部と前記振動体とを連結することを特徴とするものである。

本発明の発音装置の製造方法では、最初に、前記固定部の２つの前記縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接して、基準溶接部を形成し、その後に、前記ヨークを溶接装置に対して相対的に第２の方向へ移動させ、前記基準溶接部から第１の方向へ離れた位置で、前記固定部の対向する２つの前記縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接して、付加溶接部を形成することが好ましい。

本発明の発音装置の製造方法は、前記付加溶接部を、２か所以上で偶数箇所に形成するものである。

本発明の発音装置の製造方法は、例えば、前記溶接装置は、前記直交方向に対向する２か所のレーザ発光部を有しており、２か所の前記レーザ発光部から、前記固定部の２つの前記縁部に向けて、レーザ光を互いに接近する向きに傾けて照射し、溶接を行うものである。

本発明の発音装置は、アーマチュアの基部側に設けられた固定部の対向する２つの縁部とヨークの外面との間で２か所の基準溶接部を形成することで、アーマチュアの振動に寄与する部分の長さを規定することができる。これにより、アーマチュアの振幅などを均一化できる。

さらに、基準溶接部よりも第１の方向へ離れた位置で、固定部の縁部とヨークの外面とを付加溶接部で溶接することにより、アーマチュアの固定部とヨークの外面との間に形成される磁気ギャップの厚さを管理でき、磁気ギャップの変動を抑制できるようになるため、インピーダンスの変動が少なくなり、いわゆる音引きなどのノイズを低減できるようになる。

また、本発明の発音装置の製造方法は、基準溶接部を形成した後に、溶接装置に対してヨークとアーマチュアを相対的に移動させて付加溶接部を形成しているため、溶接装置に設けられるレーザ発光部の数が最少であっても、複数箇所の溶接部を高精度な位置に形成できるようになる。

本発明の実施の形態の発音装置の外観を示す斜視図、 本発明の実施の形態の発音装置を示す分解斜視図、 図１に示す発音装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図、 図３に示す発音装置を分解した状態で示す断面図、 実施の形態の発音装置において、フレームに振動板と第１ヨークおよびアーマチュアが取り付けられた状態を示す平面図、 図３に示す発音装置をＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図、 （Ａ）は、本発明の第１実施例の発音装置の溶接部を説明する平面図、（Ｂ）はその側面図、 （Ａ）は、本発明の第２実施例の発音装置の溶接部を説明する平面図、（Ｂ）はその側面図、 （Ａ）は、本発明の第３実施例の発音装置の溶接部を説明する平面図、（Ｂ）はその側面図、 （Ａ）は、比較例の発音装置の溶接部を説明する平面図、（Ｂ）はその側面図、 レーザ光を照射して溶接作業を行う工程を図６と同じ方向から示す断面図、 アーマチュアの長さと振幅との関係を示す線図、 （Ａ）は第１実施例の発音装置の音圧とインピーダンスの特性を示す線図、（Ｂ）はノイズの変動率を示す線図、 （Ａ）は第３実施例の発音装置の音圧とインピーダンスの特性を示す線図、（Ｂ）は第２実施例と第３実施例のノイズの変動率を示す線図、 （Ａ）は比較例の発音装置の音圧とインピーダンスの特性を示す線図、（Ｂ）はノイズの変動率を示す線図、 溶接部の数とノイズの変動率との関係を示す線図、 いわゆる音引きのノイズのレベルを示すものであり、（Ａ）は第１実施例、（Ｂ）は第３実施例、（Ｃ）は比較例をそれぞれ示す線図、

＜発音装置１の構造＞
図１と図２などに示すように、本発明の実施の形態の発音装置１は、ケース２を有している。ケース２は第１ケース３と第２ケース４とから構成されている。第１ケース３は下ケースで、第２ケース４は上ケースであり、共に非磁性金属板または磁性金属板からプレス加工されて形成されている。

図２に示すように、第１ケース３は、底部３ａと、４側面を囲む側壁部３ｂと、側壁部３ｂの上端の開口端部３ｃを有している。第２ケース４は天井部４ａと、４側面を囲む側壁部４ｂと、側壁部の下端の開口端部４ｃを有している。第１ケース３の内部空間は、第２ケース４の内部空間よりも広く、第２ケース４は第１ケース３の蓋体として機能している。

図３と図６に示すように、第１ケース３の開口端部３ｃと第２ケース４の開口端部４ｃとの間にフレーム５が挟まれている。図２に示すように、フレーム５は、Ｚ方向の厚さ寸法が均一な非磁性材料または磁性材料の金属板材で形成されている。フレーム５の中央部に、開口部５ｃが上下に貫通して形成されている。開口部５ｃは矩形状の穴である。

フレーム５は、図示上面の前記開口部５ｃの周辺部分が振動体取付け面５ｂとなっている。振動体取付け面５ｂは枠形状の平面である。フレーム５では、振動体取付け面５ｂの周囲全周に厚さ寸法が薄くなった被挟持部６が一体に形成されている。図３と図４および図６に示されるように、被挟持部６において振動体取付け面５ｂと同じ側を向く上面が上側接合接触面６ｂである。振動体取付け面５ｂと上側接合接触面６ｂとの間には段差部７が形成されている。

このフレーム５は、厚さ寸法が均一な金属板材をプレス加工することで製造される。開口部５ｃは、金属板材を打ち抜くことで形成される。また、振動体取付け面５ｂの周囲部分を、Ｚ方向の厚さ寸法が薄くなるようにつぶし加工して被挟持部６が形成される。このつぶし加工を行うことで、被挟持部６を形成するとともに、フレーム５の剛性を高めることもできる。

フレーム５の図示下面は、開口部５ｃの周囲部分が駆動機構取付け面５ａであり、前記被挟持部６の図示下側に向く面が下側接合接触面６ａである。駆動機構取付け面５ａと下側接合接触面６ａは同一平面である。ただし、駆動機構取付け面５ａと下側接合接触面６ａとの間にも段差部を設けることができる。

図３と図４に示すように、フレーム５の図示上側の振動体取付け面５ｂに振動体１０が取り付けられている。振動体１０は、振動板１１と振動支持シート１２とで構成されている。振動板１１はアルミニウムやＳＵＳ３０４などの薄い金属材料で形成されており、必要に応じて曲げ強度を増強するためのリブがプレス成形されている。なお、図６には振動板１１に形成されたリブの隆起形状が示されているが、図２ではリブの図示を省略している。振動支持シート１２は振動板１１よりも撓み変形しやすいものであり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やナイロンあるいはポリウレタンなどの樹脂シート（樹脂フィルム）で形成されている。

振動板１１と振動支持シート１２は矩形状であり長方形である。振動板１１の面積は、フレーム５の開口部５ｃの開口面積よりも小さく、振動支持シート１２の面積は振動板１１よりも大きい。図６に示すように、振動板１１は振動支持シート１２の下面に接着剤を用いて接着されて固定されている。振動支持シート１２の外周縁部１２ａは振動板１１の外周縁よりも周囲に突出しており、この外周縁部１２ａが、フレーム５の枠形状の上面である振動体取付け面５ｂに接着剤を介して固定されている。振動板１１は、振動支持シート１２の撓みと弾性によって、支点側端部１１ｃを支点として、自由端１１ｂがＺ方向へ変位するように振動可能である。支持側端部１１ｃと自由端１１ｂは、図２と図３および図４に現れている。

図２および図３と図４に示すように、フレーム５に磁界発生ユニット２０とコイル２７およびアーマチュア３２が取り付けられている。磁界発生ユニット２０は、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とを有している。第１ヨーク２１と第２ヨーク２２を構成する軟磁性材料は、Ｎｉ−Ｆｅ合金であり、Ｎｉが１７質量％以上で５０質量％以下含まれている。

図２に示すように、第２ヨーク２２はＵ字形状に曲げられており、底面部２２ａと、Ｘ方向の両側で上向きに折り曲げられた一対の側面部２２ｂ，２２ｂとが形成されている。側面部２２ｂ，２２ｂの上端部が、平板形状の第１ヨーク２１の内面２１ａに接合され、レーザースポット溶接などで、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とが固定されている。第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とが固定されると、第２ヨーク２２の底面部２２ａの内面と、第１ヨーク２１の内面２１ａとが平行に対向する。

図２ないし図４および図６に示すように、磁界発生ユニット２０では、第１ヨーク２１の内面２１ａに第１磁石２４が固定され、第２ヨーク２２の底面部２２ａの内面に第２磁石２５が固定されている。第１磁石２４の着磁面２４ａと第２磁石２５の着磁面２５ａは、互いに逆の極性となるように、各磁石２４，２５が着磁されている。第１磁石２４の着磁面２４ａと第２磁石２５の着磁面２５ａとの間には、Ｚ方向に間隔δが設定されている。

図２と図３に示すように、磁界発生ユニット２０と並ぶ位置にコイル２７が設けられている。コイル２７はＹ方向に延びる巻き軸を中心として被覆導線が周回するように巻かれている。コイル２７は、Ｙ方向に向く巻き端部２７ａが、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２に接着されて固定されている。なお、第1ヨーク２１の下向きの外面に非磁性材料で形成された支持板が固定され、コイル２７の下向きの巻き外側部が、支持板上に接着されていてもよい。

図２と図３および図４に示すように、発音装置１にアーマチュア３２が設けられている。アーマチュア３２は厚さが均一な磁性材料の金属板材で形成されており、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ合金で形成されている。アーマチュア３２はプレス加工で金属板材から切り出され折り曲げられて形成されている。

各図では、Ｙ１方向が第１の方向で、Ｙ２方向が第２の方向である。アーマチュア３２のＹ１側の基部は、第１ヨーク２１の上向きの外面２１ｂに重ねられる部分となる固定部３２ａである。固定部３２ａからはＹ２方向に延びる延出部３２ｂが一体に形成されている。固定部３２ａと延出部３２ｂはＸ方向の幅寸法が均一である。ただし、固定部３２ａと延出部３２ｂとで幅寸法が相違してもよい。延出部３２ｂのＹ２側の端部は曲げ部３２ｃでＵ字形状に曲げられ、曲げ部３２ｃよりも下の部分が、Ｙ１方向に延びる可動部３２ｄとなっている。固定部３２ａおよび延出部３２ｂと、可動部３２ｄは互いに平行である。図２に示すように、アーマチュア３２の可動部３２ｄの自由端側すなわちＹ１側の先部３２ｅはＸ方向の幅寸法が小さくなっており、先部３２ｅに連結穴３２ｈが上下に貫通して形成されている。

図３と図４および図５に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａは、第１ヨーク２１の上向きの外面２１ｂに固定されている。図７ないし図９に示すように、固定部３２ａと外面２１ｂとは、レーザースポット溶接で形成される複数箇所の溶接部で固定される。アーマチュア３２の可動部３２ｄは、コイル２７の巻き空間２７ｃの内部に挿入され、さらに第１磁石２４と第２磁石２５との間隔δ内に挿入されて、両磁石２４，２５に対向している。アーマチュア３２の先部３２ｅは、第１磁石２４と第２磁石２５よりもＹ１側に飛び出している。

図３と図４に示すように、第１ヨーク２１の上向きの外面２１ｂがフレーム５の下面の駆動機構取付け面５ａに接合されて固定されている。図５と図６に示すように、第１ヨーク２１は、フレーム５の開口部５ｃをＸ方向へ横断するように設置され、第１ヨーク２１のＸ方向の両端部が、フレーム５の駆動機構取付け面５ａに接合されて、第１ヨーク２１とフレーム５とがレーザースポット溶接で固定されている。第１ヨーク２１とフレーム５とが固定されることにより、磁界発生ユニット２０は、フレーム５の駆動機構取付け面５ａを基準として固定される。

図５に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａと延出部３２ｂを合わせた面積は、フレーム５の開口部５ｃの開口面積よりも小さい。したがって、第１ヨーク２１の外面２１ｂが、フレーム５の下面である駆動機構取付け面５ａに固定されると、図６に示すように、前記外面２１ｂに固定されているアーマチュア３２の固定部３２ａおよび延出部３２ｂが、フレーム５の開口部５ｃの内部に入り込む。固定部３２ａおよび延出部３２ｂのＺ方向の厚さ寸法は、フレーム５のＺ方向の厚さ寸法よりも小さくなっており、同じく開口部５ｃ内に位置する振動板１１と、アーマチュア３２の固定部３２ａおよび延出部３２ｂとの間に、振動板１１がＺ方向に振動できるようにＺ方向の隙間が空けられている。

図４に示すように、振動板１１の自由端１１ｂと、アーマチュア３２の可動部３２ｄのＹ１側の先部３２ｅは、伝達体３３で連結されている。伝達体３３は金属または合成樹脂で形成された針状部材であり、例えばＳＵＳ２０２のピン材で形成されている。伝達体３３の上端３３ａは振動板１１に形成された取付け穴１１ｅに挿入されて、振動板１１と伝達体３３とが接着剤または半田付けで固定されている。伝達体３３の下端部３３ｂは、可動部３２ｄの先部３２ｅに形成された連結穴３２ｈに挿入されて、伝達体３３と先部３２ｅとがレーザースポット溶接あるいは接着剤または半田付けで固定されている。伝達体３３はフレーム５の開口部５ｃ内を上下に横断しており、伝達体３３の一部が開口部５ｃの内部に位置している。

図３と図６に示すように、フレーム５の外周に一体に形成された被挟持部６が、第１ケース３の開口端部３ｃと第２ケース４の開口端部４ｃとの間に挟まれて固定される。第１ケース３の開口端部３ｃは、被挟持部６の下面である下側接合接触面６ａに突き当てられ、第２ケース４の開口端部４ｃは、被挟持部６の上面である上側接合接触面６ｂに突き当てられる。第１ケース３および第２ケース４と被挟持部６とがレーサースポット溶接で固定されて、あるいは樹脂封止で固定されて、図１に示す発音装置１が完成する。

フレーム５は、その周囲全域に被挟持部６が一体に形成され、振動体取付け面５ｂと被挟持部６の上面である上側接合接触面６ｂとの間の段差部７が形成されている。そのため、上側接合接触面６ｂと第２ケース４の開口端部４ｃとの接合部と、振動体取付け面５ｂとが段差部７を介して不連続となる。前記段差部７の存在により、振動体取付け面５ｂにおいて振動支持シート１２の外周縁部１２ａを接着する接着剤が、上側接合接触面６ｂと開口端部４ｃとの接合部に付着するのを防止できるようになる。

第１ケース３と第２ケース４との間にフレーム５が挟まれて固定されると、振動板１１と振動支持シート１２とによって、ケース２の内部の空間が上下に区分される。振動板１１および振動支持シート１２よりも上側であって第２ケース４の内部の空間が発音側空間であり、発音側空間は、第２ケース４の側壁部４ｂに形成された発音口４ｄから外部空間に通じている。

図３に示すように、ケース２の外側には、前記発音口４ｄに通じる発音ノズル４１が固定されている。図２と図３に示すように、第１ケース３の底部には吸排気口３ｄが形成されており、振動板１１および振動支持シート１２よりも下側であって第１ケース３の内部空間が、吸排気口３ｄによって外気に通じている。図２に示すように、第１ケース３の側壁部３ｂには一対の配線穴３ｅが開口しており、図３に示すように、コイル２７を構成する導線の一対の端末部２７ｂがそれぞれ配線穴３ｅから外部に引き出されている。ケースの側壁部３ｂの外部には基板４２が固定され、端末部２７ｂが基板４２に形成された小穴内を通過している。この小穴が塞がれることで、配線穴３ｅが外側から閉鎖される。
＜発音装置１の動作＞
次に、発音装置１の動作を説明する。

ボイス電流がコイル２７に与えられると、コイル２７で誘導された磁界と、第１磁石２４の着磁面２４ａと第２磁石２５の着磁面２５ａとの間に生成される磁界とで、アーマチュア３２の可動部３２ｄにＺ方向への振動力が与えられる。この振動は伝達体３３を介して振動板１１に伝達される。振動支持シート１２で支持されている振動板１１は、支点側端部１１ｃを支点として自由端１１ｂがＺ方向へ振れて振動し、振動板１１に振動が伝達されて、第２ケース４の内部の発音空間に音圧が生成され、この音圧が発音口４ｄから外部へ出力される。

＜第１ヨーク２１とアーマチュア３２との固定＞
図７は第１の実施の形態（第１実施例）を示している。

アーマチュア３２は、Ｙ１方向が第１の方向でＹ２方向が第２の方向である。第１の方向と第２の方向と直交する向きであるＸ方向が直交方向である。図７（Ａ）に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａは直交方向（Ｘ方向）で対向する縁部３２ｆ，３２ｆを有している。それぞれの縁部３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂとの間に、基準溶接部５１，５１と付加溶接部５２，５２が形成されている。

基準溶接部５１，５１は、Ｘ方向に延びる基準線Ｌａ上でＸ方向に間隔を空けて配置されている。基準線Ｌａは、第１ヨーク２１のＹ２方向に向く端辺２１ｃに一致し、あるいは端辺２１ｃにきわめて接近する位置に設定されることが好ましい。基準線Ｌａ上に基準溶接部５１，５１が設けられていると、基準線Ｌａの位置からのアーマチュア３２のＹ２方向への突出長さを規定することが可能になる。基準線Ｌａからアーマチュア３２の曲げ部３２ｃまでの突出長さを規定することで、アーマチュア３２の振幅と固有振動数を設定できる。

図１２は、基準溶接部５１，５１を形成する基準線Ｌａを、第１ヨーク２１のＹ２方向に向く端辺２１ｃにきわめて接近させた位置に形成した発音装置１において、基準線Ｌａからアーマチュア３２の曲げ部３２ｃまでの自由長を変えたときの可動部３２ｄの最大振幅の変化を示している。発音装置１は小型であるため、ここでは、図４と図７（Ｂ）に示すように、第１ヨーク２１のＹ１側の端部からアーマチュア３２の曲げ部３２ｃまでのＹ方向の寸法Ａを変えることで、基準溶接部５１，５１が形成された基準線Ｌａから曲げ部３２ｃまでのアーマチュア３２の突出寸法を変化させた。

前記寸法Ａを３．８１４ｍｍから３．９４３ｍｍまで変化させた発音装置１を試作した。図１２には、コイル２７に１００Ｈｚの駆動電流を与えたときのアーマチュア３２の可動部３２ｄのＺ方向の振幅の最大値が示されている。寸法Ａを３．８１４ｍｍとしたときの最大振幅は３１．５μｍであり、寸法Ａを３．９４３ｍｍとしたときの最大振幅は５６μｍであった。このように、基準線Ｌａから曲げ部３２ｃまでの距離が０．１２９ｍｍ変化しただけで、可動部３２ｄの振幅が１．７８倍も変化する。したがって、寸法Ａを管理しつつ基準溶接部５１，５１をＸ方向に間隔を空けて基準線Ｌａ上に形成することで、アーマチュア３２の基準線ＬａからＹ２方向へ延び出る部分、すなわちＺ方向へ振動する部分の長さのばらつきを小さくできる。その結果、可動部３２ｄの最大振幅を最適値に一致させて振幅の均一化を実現できるようになる。

次に、発音装置１では、図７に示すように、基準溶接部５１，５１よりも第１の方向（Ｙ１方向）へ離れた位置で、アーマチュア３２の固定部３２ａの縁部３２ｆ，３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂとの間に付加溶接部５２，５２が形成されている。基準溶接部５１，５１に加えて付加溶接部５２，５２を形成することにより、アーマチュア３２の固定部３２ａを第１ヨーク２１の外面２１ｂに対して確実に固定することができ、固定部３２ａの下面と第１ヨーク２１の外面２１ｂとの間に形成される磁気ギャップを安定して形成することができる。その結果、ヨーク２１，２２と磁石２４，２５とコイル２７およびアーマチュア３２で構成される磁気駆動回路のインピーダンスの変動を低下させることができ、いわゆる音引きなどのノイズを低減することができる。

アーマチュア３２の固定部３２ａの全体を第１ヨーク２１の外面２１ｂに安定して固定するためには、基準溶接部５１，５１が形成されている基準線Ｌａを、第１ヨーク２１のＹ２側の端辺２１ｃに接近した位置に設定するとともに、付加溶接部５２，５２を、固定部３２ａのＹ１側に向く縁部３２ｇに接近した位置に形成することが好ましい。

付加溶接部５２は、固定部３２ａのＹ１方向に向く縁部３２ｇのＸ方向の中央部に１か所だけ形成することによっても、基準溶接部５１，５１と付加溶接部５２とで、固定部３２ａを第１ヨーク２１の外面２１ｂに安定して固定できる効果がある。ただし、図７（Ａ）に示すように、付加溶接部５２，５２を偶数設け、付加溶接部５２，５２がＸ方向に並ぶ列の中心線と、基準線Ｌａとを平行に設定することで、さらに、固定部３２ａを第１ヨーク２１の外面２１ｂに安定して固定することができる。

図８は第２の実施の形態（第２実施例）を示している。

この発音装置１は、第１ヨーク２１のＹ２側に向く縁辺２１ｃに一致しまたはきわめて接近した位置においてＸ方向に延びる基準線Ｌａ上で、固定部３２ａの２つの縁部３２ｆ，３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂとが溶接されて、基準溶接部５１，５１が形成されている。また、基準線ＬａよりもＹ１側では、固定部３２ａのＹ１方向に向く縁部３２ｇに近い位置に２つの付加溶接部５２ａ，５２ａが形成されている。さらに、基準溶接部５１，５１と、付加溶接部５２ａ，５２ａとの間に、付加溶接部５２ｂ，５２ｂが形成されている。

図９は第３の実施の形態（第３実施例）を示している。

この発音装置１は、第１ヨーク２１のＹ２側に向く縁辺２１ｃに一致しまたはきわめて接近した位置においてＸ方向に延びる基準線Ｌａ上で、固定部３２ａの２つの縁部３２ｆ，３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂとが溶接されて、基準溶接部５１，５１が形成されている。また、基準線ＬａよりもＹ１側では、固定部３２ａのＹ１方向に向く縁部３２ｇに近い位置に２つの付加溶接部５２ａ，５２ａが形成されている。さらに、基準溶接部５１，５１と、付加溶接部５２ａ，５２ａとの間に、付加溶接部５２ｂ，５２ｂと付加溶接部５２ｃ，５２ｃが形成されている。すなわち、図８に示す第２の実施の形態は、付加溶接部が４か所に形成されており、図９に示す第３の実施の形態は、付加溶接部が６か所に形成されている。

図１１に、発音装置１の製造方法において、アーマチュア３２の固定部３２ａを第１ヨーク２１の外面２１ｂに固定する工程が示されている。

ヨーク２１，２２と磁石２４，２５とから成る磁界発生ユニット２０とコイル２７が一体化された磁気駆動部を、Ｙ方向へ移動するステージ５５に設置して治具で固定する。アーマチュア３２は、可動部３２ｄを、コイル２７の巻き空間２７ｃの内部に挿入して、第１磁石２４と第２磁石２５に対向させ、固定部３２ａを、第１ヨーク２１の外面２１ｂに治具などで位置決めして仮固定する。

溶接装置の２つのレーザ発光部５６，５６からレーザ光５７，５７を照射する。固定部３２ａの２つの縁部３２ｆ、３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂの双方に対して、２つのレーザ光５６，５６を、照射方向に向かうにしたがってレーザ光どうしが互いに接近する向きとなるように斜めに照射し、基準溶接部５１，５１を形成する。最初に、基準溶接部５１，５１を形成することで、図４に示すアーマチュア３２の曲げ部３２ｃまでの長さ寸法Ａを決めることができる。

基準溶接部５１，５１を形成した後に、ステージ５５をＹ２方向へ移動させて、同じレーザ発光部５６，５６から、２つの縁部３２ｆ、３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂの双方に対して、２つのレーザ光５７，５７を照射して、図７に示す付加溶接部５２，５２を形成する。または、図８に示すように、付加溶接部５２ａ，５２ａと付加溶接部５２ｂ，５２ｂを形成する。あるいは、図９に示すように、および付加溶接部５２ａ，５２ａと付加溶接部５２ｂ，５２ｂおよび付加溶接部５２ｃ，５２ｃを形成する。

発音装置１の製造方法では、アーマチュア３２を第１ヨーク２１に固定した後に、さらに、図４に示すように、第１ヨーク２１を、振動板１１を有するフレーム５に固定する。そして、フレーム５を第１ケース３と第２ケース４の間に挟むようにして組み立てる。

図１１に示す溶接方法では、溶接装置にレーザ発光部５６，５６を２個装備すればよく、レーザ発光部５６，５６の数を最少にできる。また、ステージ５５をＹ２方向へ移動させることによって、基準溶着部５１と付加溶着部５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）を、同じレーザエネルギーを用いて同じ接合強度で形成することができる。また、固定部３２ａの２つの縁部３２ｆ，３２ｆと第１ヨーク２１の外面２１ｂとの接合部に、レーザ光５７，５７を斜めの向きで照射することにより、縁部３２ｆ，３２ｆの縁端面と外面２１ｂとを精度良く強固に溶接することが可能になる。

また、最初に基準溶接部５１，５１を形成して、基準線Ｌａからアーマチュア３２のＹ２方向の突出長を決めてから、付加溶着部５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）を形成することで、前記突出長を精度良く決めることができるとともに、固定部３２ａと第１ヨーク２１の外面２１ｂとの間の磁気ギャップを安定させることができる。ただし、本発明では、先に付加溶着部５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）を形成してから、基準溶接部５１，５１を形成してもよい。
（１）第１実施例
第１実施例となる発音装置１は、図７に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａと第１ヨーク２１の外面２１ｂとが２か所の基準溶接部５１，５１と２か所の付加溶接部５２，５２で固定されたものである。溶接部は合計で４か所である。

第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の板厚を０．３５ｍｍとし、図２に示すヨーク２１，２２のＹ方向での幅寸法Ｗ１を１．６ｍｍ、第２ヨーク２２のＸ方向の幅寸法Ｗ２を２．７ｍｍ、磁界発生ユニット２０のＺ方向の高さ寸法Ｈを１．８ｍｍとした。第１磁石２４と第２磁石として、ＡｌＮｉＣｏ磁石を使用した。コイル２７の巻き数を２００ターンとした。

アーマチュア３２は、ＰＢパーマロイ、すなわちＮｉが４５質量％含まれたＦｅ−Ｎｉ合金であって、板厚が０．１５ｍｍ、図２に示すＸ方向の幅寸法Ｗａが１．８ｍｍ、図４に示すＹ方向の長さＡが３．９４ｍｍ、高さｈが１．１２５ｍｍのものを使用した。

振動板１１は、板厚が０．０５ｍｍのアルミニウム材で形成した。
（２）第２実施例
第２実施例となる発音装置１は、図８に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａと第１ヨーク２１の外面２１ｂとが２か所の基準溶接部５１，５１と合計４か所の付加溶接部５２ａ，５２ａ，５２ｂ，５２ｂで固定されたものである。溶接部は合計で６か所である。

その他の寸法などは第１実施例と同じである。
（３）第３実施例
第３実施例となる発音装置１は、図９に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａと第１ヨーク２１の外面２１ｂとが２か所の基準溶接部５１，５１と合計６か所の付加溶接部５２ａ，５２ａ，５２ｂ，５２ｂおよび５２ｃ，５２ｃで固定されたものである。溶接部は合計で８か所である。

その他の寸法などは第１実施例と同じである。
（４）比較例
図１０に示すように、アーマチュア３２の固定部３２ａと第１ヨーク２１の外面２１ｂとを２か所の溶接部５３，５３のみで固定したものを比較例とした。溶接部５３，５３は第１ヨーク２１のＹ方向の中心位置に形成した。

その他の寸法などは第１実施例と同じである。
（５）インピーダンスとノイズ変動
図１３に第１実施例の発音装置の特性が示されている。図１３（Ａ）の破線グラフは、１ｍＷで駆動したときの周波数（横軸：Ｈｚ）に対する音圧の変化（縦軸：ｄＢ）を示している。実線グラフは、１ｍＷで駆動したときの、周波数（左側縦軸：Ｈｚ）に対するインピーダンスの変化（右側縦軸：Ω）を示している。図１３（Ｂ）は、インピーダンスの変化率を示している。横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は無変動を「１」としたときのインピーダンスの変動比を示している。

図１４（Ａ）に、第３実施例の音圧レベルの変化（破線グラフ）とインピーダンス変化（実線グラフ）が示されている。図１４（Ｂ）には、第２実施例と第３実施例のインピーダンスの変化率が示されている。

図１５（Ａ）（Ｂ）には、比較例の発音装置の特性が示されている。

図１３（Ａ）、図１４（Ａ）、図１５（Ａ）に示す実線グラフのインピーダンス変化では、（ｉ）で示すように、４．５ｋＨｚ付近に共振が発生する。また図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）において（ｉｉ）で示すように、同じ４．５ｋＨｚ付近の周波数帯域でインピーダンスの変化率が大きくなっている。

このインピーダンスの共振は、アーマチュア３２がＺ方向へ振動駆動されたときの、固定部３２ａと、第１ヨーク２１の外面２１ａとの間の磁気ギャップの変動が原因であると予測できる。

図１５に示す比較例では、（ｉ）で示すインピーダンスの共振が大きく現れ、（ｉｉ）で示すインピーダンスの変動比も大きくなっている。これは、アーマチュア３２が振動したときに、２か所の溶接部５３，５３のみで溶接された固定部３２ａが、図１０（Ｂ）に破線で示すように、不安定に動きやすく、固定部３２ａと第１ヨーク２１の外面２１ｂとの磁気ギャップが変動しやすいためである。これに対し、図１３に示すように、第１実施例では、インピーダンスの共振や変動比が抑制されており、図１４に示すように、第２実施例と第３実施例では、さらにインピーダンスの共振や変動比が抑制されている。

図１６では、横軸に溶接部の数が示され、縦軸に図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ），図１５（Ｂ）に示す（ｉｉ）の領域のインピーダンスの変動比が示されている。溶接点数を増やすことで、インピーダンスの変動比を抑制できていることを確認できる。
（６）音引きとノイズ
図１７に、発音装置１を駆動して発音したときの音響効果として、いわゆる音引きのノイズのレベルが示されている。（Ａ）は第１実施例、（Ｂ）は第３実施例、（Ｃ）は比較例である。

図１７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、横軸が発音周波数、縦軸が音圧レベルを示している。また奥行きが時間を示しており、奥側が発音時（時間ゼロ）であり、手前側が発音後の１０．３ｍｓ経過後を意味している。

図１７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）において（ｉｉｉ）で示しているのが、いわゆる音引きノイズである。図１７（Ｃ）に示す比較例では、音引きノイズの音圧レベルと音引き時間が長くなっているのに対し、図１７（Ａ）に示す第１実施例と図１７（Ｂ）に示す第３実施例では、音引きノイズが低減されている。

本特許出願は２０１６年１０月２６日に出願した日本国特許出願第２０１６−２０９１３４号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１６−２０９１３４号の全内容を本願に援用する。

１ 発音装置
２ ケース
３ 第１ケース
４ 第２ケース
４ｄ 発音口
５ フレーム
５ａ 駆動機構取付け面
５ｂ 振動体取付け面
１０ 振動体
１１ 振動板
１１ｂ 自由端
１１ｃ 支点側端部
１２ 振動支持シート
２１ 第１ヨーク
２２ 第２ヨーク
２４ 第１磁石
２５ 第２磁石
２７ コイル
２７ａ 巻き端部
３２ アーマチュア
３２ａ 固定部
３２ｂ 延出部
３２ｃ 曲げ部
３２ｄ 可動部
３２ｆ 縁部
３３ 伝達体

Claims (8)

1. ケース内に、磁性材料で形成されたヨークと、前記ヨークに支持された磁石と、前記磁石に並ぶコイルと、磁性材料の板材で形成されたアーマチュアと、振動体と、が設けられている発音装置において、
   前記アーマチュアに、第１の方向に向けられて前記ヨークの外面に重ねられる固定部と、前記固定部から第１の方向と逆向きの第２の方向へ延び出る延出部と、前記延出部から曲げられて第１の方向へ延びる可動部とが形成され、前記可動部が前記コイルの内部を通過して前記磁石に対向し、前記可動部と前記振動体とが連結されており、
   第１の方向および第２の方向と直交する直交方向に離れた２か所の基準溶接部において、前記固定部の対向する２つの縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とがスポット溶接され、
   前記基準溶接部よりも第１方向に離れて位置する少なくとも１か所の付加溶接部で、前記固定部の縁部と前記外面とがスポット溶接されていることを特徴とする発音装置。
2. 前記固定部の前記基準溶接部が形成されているのと同じ２つの前記縁部のそれぞれと、前記外面とが溶接されて、前記付加溶接部が形成されている請求項１記載の発音装置。
3. 前記付加溶接部は、２か所以上で偶数箇所に形成されている請求項２記載の発音装置。
4. 前記基準溶接部は、前記ヨークの第２の方向側の端部とほぼ一致した位置に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の発音装置。
5. ケース内に、磁性材料で形成されたヨークと、前記ヨークに支持された磁石と、前記磁石に並ぶコイルと、磁性材料の板材で形成されたアーマチュアと、振動体と、が設けられている発音装置の製造方法において、
   前記アーマチュアに、第１の方向に向く固定部と、前記固定部から第１の方向と逆向きの第２の方向へ延び出る延出部と、前記延出部から曲げられて第１の方向へ延びる可動部とを形成し、
   前記可動部を前記コイルの内部に挿入させ前記磁石に対向させて、前記固定部を前記ヨークの外面に重ね、
   前記固定部の第１の方向および第２の方向と直交する直交方向に位置する２つの縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接し、
   前記ヨークを溶接装置に対して相対的に第１の方向または第２の方向へ移動させて、さらに前記固定部の２つの前記縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接して、前記固定部を前記ヨークの外面に固定し、
   その後に、前記可動部と前記振動体とを連結することを特徴とする発音装置の製造方法。
6. 最初に、前記固定部の２つの前記縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接して、基準溶接部を形成し、その後に、前記ヨークを溶接装置に対して相対的に第２の方向へ移動させ、前記基準溶接部から第１の方向へ離れた位置で、前記固定部の対向する２つの前記縁部のそれぞれと前記ヨークの前記外面とをスポット溶接して、付加溶接部を形成する請求項５記載の発音装置の製造方法。
7. 前記付加溶接部を、２か所以上で偶数箇所に形成する請求項６記載の発音装置の製造方法。
8. 前記溶接装置は、前記直交方向に対向する２か所のレーザ発光部を有しており、２か所の前記レーザ発光部から、前記固定部の２つの前記縁部に向けて、レーザ光を互いに接近する向きに傾けて照射し、溶接を行う請求項５ないし７のいずれかに記載の発音装置の製造方法。

Images