JP2002149162A - 電磁音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数や製造コストの増加を抑制し、組立
て強度および信頼性を向上できる電磁音響変換器を提供
する。 【解決手段】 電磁音響変換器１は、磁性材料で形成さ
れたベース２４と、磁性材料で形成され、ベース２４に
立設する磁心２２と、磁性材料で形成され、磁心先端か
ら空隙を隔てて支持される振動板２０と、ベース２４、
磁心２２および振動板２０と共に磁気回路を構成し、静
磁界を供給するマグネット２５と、磁心周囲に配置さ
れ、該磁気回路に振動磁界を供給するコイル２３と、コ
イル２３を保持するコイルボビン３０と、これらの部材
を収納するハウジング１０などで構成され、コイルボビ
ン３０は磁心２２およびベース２４とともに一体成形さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁音響変換によ
って音響を発生する電磁音響変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁音響変換器は、マグネットからの磁
界がベース部材、磁心および振動板を通過して再びマグ
ネットに戻るまでの磁気回路を有し、磁心周囲に配置さ
れたコイルに電気振動信号を供給すると、コイルが発生
する振動磁界が磁気回路の静磁界に重畳され、振動板の
振動が空気に伝達されることによって音響を発生する。

【０００３】電磁音響変換器にはコイル通電用の端子が
設けられ、他の電子部品と同様に、回路基板の配線パタ
ーンに半田付け等で接続されることが多い。

【０００４】コイルを磁心周囲に実装する場合、a)磁心
にコイルボビンを装着した後、コイルボビンにコイル線
を巻き付ける直巻き法と、b)再利用可能な別のコイルボ
ビンを用いてコイル線を巻き付け、接着等によってコイ
ル単体の形状を固めた後、コイルを取り出して変換器に
装着する別巻き法に大別される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】別巻き法はコイル単体
の量産性に優れるが、コイルを変換器に装着する際、コ
イルのリード線が極めて細いため、リード線を端子に接
続するコイル端末処理に慎重さを要し、生産性向上のネ
ックになる。

【０００６】一方、直巻き法は、コイル巻き付けとコイ
ル端末処理とを同時に実施できるという利点があるが、
コイルボビンが必要になり、部品点数や組立て工数が増
加する。

【０００７】本発明の目的は、部品点数や製造コストの
増加を抑制し、組立て強度および信頼性を向上できる電
磁音響変換器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性材料で形
成されたベース部材と、磁性材料で形成され、ベース部
材に立設する磁心と、磁性材料で形成され、磁心先端か
ら空隙を隔てて支持される振動板と、ベース部材、磁心
および振動板と共に磁気回路を構成し、静磁界を供給す
るためのマグネットと、磁心周囲に配置され、該磁気回
路に振動磁界を供給するためのコイルと、磁心とコイル
との間に介在し、コイルを保持するためのコイルボビン
と、ベース部材、磁心、振動板、マグネット、コイルお
よびコイルボビンを収納するためのハウジング部材とを
備え、コイルボビンは、磁心およびベース部材とともに
一体成形されていることを特徴とする電磁音響変換器で
ある。

【０００９】本発明に従えば、コイルボビンを磁心およ
びベース部材とともにインサート成形等で一体成形する
ことによって、コイルボビンの接着が不要になり、コイ
ルボビンの固定強度を向上でき、部品点数や製造コスト
の低減化が図られる。

【００１０】また本発明は、磁性材料で形成されたベー
ス部材と、磁性材料で形成され、ベース部材に立設する
磁心と、磁性材料で形成され、磁心先端から空隙を隔て
て支持される振動板と、ベース部材、磁心および振動板
と共に磁気回路を構成し、静磁界を供給するためのマグ
ネットと、磁心周囲に配置され、該磁気回路に振動磁界
を供給するためのコイルと、ベース部材、磁心、振動
板、マグネットおよびコイルを収納するためのハウジン
グ部材と、外部からコイルへ電流を供給するための端子
と、ベース部材と端子とを電気的に絶縁するための電気
絶縁部材とを備え、電気絶縁部材は、ベース部材ととも
に一体成形されていることを特徴とする電磁音響変換器
である。

【００１１】本発明に従えば、ベース部材と端子とを電
気的に絶縁する電気絶縁部材をベース部材とともにイン
サート成形等で一体成形することによって、電気絶縁部
材の接着が不要になり、電気絶縁部材の固定強度を向上
でき、部品点数や製造コストの低減化が図られる。

【００１２】また本発明は、電気絶縁部材は、端子とと
もに一体成形されていることを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、電気絶縁部材をベース部
材だけでなく端子とともにインサート成形等で一体成形
することによって、端子の接着が不要になり、端子の固
定強度を向上でき、部品点数や製造コストの低減化が図
られる。

【００１４】また本発明は、ベース部材の外面は、電気
絶縁部材によって覆われていることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、ベース部材と電気絶縁部
材とをインサート成形等で一体成形する際に、ベース部
材の外面を電気絶縁部材で覆うことによって、変換器底
面を封止するための封止剤の使用量を大幅に削減でき
る。また、ベース部材が外部に露出しなくなるため、短
絡や結露、酸化を防止できる。

【００１６】また本発明は、端子は、電気絶縁部材に係
合する抜け止め部を有することを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、端子に電気絶縁部材に係
合する抜け止め部を形成することによって、端子の固定
強度をより向上できる。

【００１８】また本発明は、コイルを保持するためのコ
イルボビンを備え、コイルボビンと電気絶縁部材とが一
体成形されていることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、コイルボビンと電気絶縁
部材とを射出成形等で一体成形することによって、コイ
ルボビンの接着が不要になり、コイルボビンの固定強度
を向上でき、部品点数や製造コストの低減化が図られ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
示す分解斜視図である。図２は、ベース２４の背面側を
示す斜視図である。図３（ａ）は本発明の実施の一形態
を示す垂直中央端面図であり、図３（ｂ）はベース２４
の上にマグネット２５を載置した状態を示す平面図であ
る。

【００２１】電磁音響変換器１は、ハウジング１０の中
にベース２４、磁心２２、コイル２３、マグネット２
５、振動板２０が収納されて構成され、全体として扁平
の円柱形状を成す。全体の寸法はたとえば直径25mm×本
体高さ12mm程度である。

【００２２】ベース２４は、ハウジング１０の内径に緩
く嵌り込む直径を持つ円板形状を成し、中心を挟んで一
定距離隔てて長円状の貫通孔２４ａが２つ形成されてい
る。貫通孔２４ａにはリード端子４１，４２が通過して
おり、両者の短絡を防止するための電気絶縁部３２が装
着されている。

【００２３】ベース２４の中央には円柱状の磁心２２が
立設し、磁心２２の周りにコイル２３が配置される。ベ
ース２４および磁心２２は磁性材料で形成され、両者は
かしめ等によって一体化して単一のポールピース部材と
して構成しても構わない。

【００２４】マグネット２５はリング状を成し、ベース
２４の上に磁心２２に対して同心円に配置される。マグ
ネット２５とコイル２３との間は環状の内部空間が確保
される。

【００２５】マグネット２５は、振動板２０を支持する
支持部材として兼用され、図３（ａ）に示すように、マ
グネット２５の内側には複数の環状段差が形成され、そ
のうち環状に形成された水平な台座２８に円板状の振動
板２０が載置され、振動板２０の周縁部は環状段差によ
って位置決めされる。

【００２６】振動板２０は磁性材料で形成され、振動板
２０の背面中央と磁心２２の先端との間は一定の空隙が
確保される。振動板２０の前面中央には円板状の磁片２
１が固定され、振動板２０の質量を増加させて空気の振
動効率を向上させている。

【００２７】ハウジング１０は、熱可塑性樹脂等の合成
樹脂で形成され、ベース２４の外径形状に合うように円
筒箱状に形成される。ハウジング１０の周壁１２の内面
には、マグネット２５および振動板２０を位置決めする
規制部１３が形成され、接着剤なしでマグネット２５の
位置決めと固定を実現している。

【００２８】ハウジング１０の周壁１２とベース２４と
は、図３（ａ）に示すように、接着剤やモールド樹脂等
の充填部材１９によって封止、接合される。

【００２９】ハウジング１０の天板には、振動板２０と
対向するように磁片２１より小さい直径を有する放音開
口１１が形成される。放音開口１１の下面には、磁片２
１から所定距離隔てて変位規制部１４が形成される。

【００３０】磁心２２には、コイル２３を保持するため
のコイルボビン３０が装着される。コイルボビン３０
は、合成樹脂等の電気絶縁材料で形成され、コイル２３
の上端および下端を規制する上フランジおよび下フラン
ジ３１を有し、さらに電気絶縁部３２も合わせて磁心２
２、ベース２４およびリード端子４１，４２とともにイ
ンサート成形等で一体成形される。こうした一体成形に
よって、コイルボビン３０、電気絶縁部３２およびリー
ド端子４１，４２の接着が不要になり、これらの固定強
度を向上でき、部品点数や製造コストの低減化が図られ
る。

【００３１】リード端子４１，４２は、はんだメッキ銅
線等で形成され、ベース２４の内面側に突出した突出部
４１ａ，４２ａと、突出部４１ａ，４２ａから中心方向
に屈曲した屈曲部４１ｂ，４２ｂと、屈曲部４１ｂ，４
２ｂからベース２４の外面側に突出した露出部４１ｃ，
４２ｃとを有する。

【００３２】突出部４１ａ，４２ａは、コイルボビン３
０にコイル線２３ａを巻き付ける回転軸と、突出部にコ
イル線２３ａを巻き付ける回転軸とがほぼ平行になるよ
うに、コイル軸方向に突出している。

【００３３】こうした構成によって、コイル巻き装置を
用いてまず突出部４１ａにコイル線２３ａを巻き付け、
次にコイルボビン３０にコイル線２３ａを巻き付け、次
に突出部４２ａにコイル線２３ａを巻き付けるという工
程を経ることによって、コイル巻き付けとコイル端末処
理とを一連の手順で実施できるため、製造工程の簡素化
やコスト低減を図ることができる。

【００３４】また、ベース２４の内面側に突出した突出
部４１ａ，４２ａにコイル線２３ａを接続することによ
って、ベース２４の外面側に充填部材１９を充填した場
合、コイル線２３ａが充填部材１９に接触しなくなるた
め、熱衝撃試験時などでコイル線２３ａに加わるストレ
スを解消できる。

【００３５】また、リード端子４１，４２の露出部４１
ｃ，４２ｃに物理的接触や半田付け等でストレスが加わ
っても、ストレスが突出部４１ａ，４２ａまで伝わり難
くなるため、コイル線２３ａに加わるストレスを低減で
きる。

【００３６】コイルボビン３０の下フランジ３１は、突
出部４１ａ，４２ａを包囲するように広く形成してお
り、これによって突出部４１ａ、コイルボビン３０およ
び突出部４２ａにまたがるコイル線２３ａがベース２４
に接触するのを防止している。

【００３７】リード端子４１，４２の屈曲部４１ｂ，４
２ｂは、リード端子４１，４２の抜けを防止する機能
と、突出部４１ａ，４２ａのピッチと露出部４１ｃ，４
２ｃのピッチとを変換する機能とを有する。

【００３８】リード端子４１，４２を真直な形状にした
場合、リード端子４１，４２は電気絶縁部３２との摩擦
だけで固定されるのに対して、途中に屈曲部４１ｂ，４
２ｂを形成すると、電気絶縁部３２との係合が強固にな
り、長手方向への抜けを確実に防止できる。

【００３９】また、突出部４１ａ，４２ａとコイルボビ
ン３０との間隔はコイル巻き装置のアームヘッドが通過
可能なように確保する必要があるため、こうした屈曲部
４１ｂ，４２ｂを設けることによって、露出部４１ｃ，
４２ｃのピッチを外部回路基板のランド形状に柔軟に適
合することができる。

【００４０】次に動作について説明する。マグネット２
５は厚さ方向に磁化されており、たとえばマグネット２
５の底面がＮ極、上面がＳ極に着磁している場合、マグ
ネット２５の底面から出た磁力線はベース２４の周縁部
→ベース２４の中央部→磁心２２→振動板２０の中央部
→振動板２０の周縁部→マグネット２５の上面という経
路で通過して、全体として閉じた磁気回路を構成する。
マグネット２５はこうした磁気回路に静磁界を供給する
機能を有し、この静磁界によって振動板２０は磁心２２
およびマグネット２５側に吸引された状態で安定に支持
される。

【００４１】磁心２２に巻回されたコイル２３は、回路
基板からリード端子４１，４２、コイル線２３ａを経由
して電気振動信号が供給されると、磁気回路に振動磁界
を供給する。すると静磁界と振動磁界との重畳によって
振動板２０が振動し、振動板２０の前面側空気および背
面側空気を振動する。

【００４２】振動板２０の前面側で発生した音響は、放
音開口１１から外界に放出される。振動板２０の背面側
で発生した音響は前面側音響と逆位相であるため、環状
の内部空間に閉じ込めることによって、前面側音響との
干渉をできる限り抑制している。

【００４３】図４（ａ）はベース２４、磁心２２、コイ
ルボビン３０の一体成形の例を示す説明図であり、図４
（ｂ）はその垂直中央断面図である。ベース２４と磁心
２２をかしめによって一体化した後、コイルボビン３０
の成形金型に装着してインサート成形することによっ
て、ベース２４、磁心２２、コイルボビン３０の一体成
形が実現する。

【００４４】図５は、ベース２４、磁心２２の一体成形
の他の例を示す説明図である。ベース２４、磁心２２
は、切削加工、プレス加工、鍛造などによって単一のポ
ールピース部材として一体成形が可能である。

【００４５】図６（ａ）はベース２４、磁心２２、コイ
ルボビン３０の一体成形の他の例を示す説明図であり、
図６（ｂ）はその垂直中央断面図である。図４と同様
に、ベース２４と磁心２２をかしめによって一体化した
後、コイルボビン３０の成形金型に装着してインサート
成形している。ここでは、磁心２２の周面にアンダーカ
ット部２２ａを形成することによって、コイルボビン３
０の抜けを防止している。

【００４６】図７、図８は本発明の実施の他の形態を示
し、図７はベース２４の背面側を示す斜視図、図８
（ａ）は垂直中央端面図、図８（ｂ）はベース２４の上
にマグネット２５を載置した状態を示す平面図である。

【００４７】本実施形態は、図１〜図３に示した構成と
同様であるが、電気絶縁部３２の形状が相違する。

【００４８】電気絶縁部３２は、ベース２４の周縁付近
まで延びる被覆部３２ａを有し、ベース２４および磁心
２２の外側露出面の全体をほぼ覆うようにインサート成
形等で一体成形されている。

【００４９】ハウジング１０の周壁１２とベース２４と
の間には、接着剤やモールド樹脂等の充填部材１９が充
填され、被覆部３２ａと充填部材１９とによって変換器
１の金属露出面が絶縁封止される。

【００５０】図１〜図３の構成では、ベース２４および
磁心２２の一部が外部に露出していたため、用途や製品
仕様に依っては変換器１の底面全体を充填部材１９で封
止することがあり、その際、多量の充填部材１９が必要
になる。

【００５１】一方、図７、図８の構成は被覆部３２ａを
設けているため、充填部材１９はベース２４の周縁部分
で足りることになり、充填部材１９の使用量を大幅に削
減できる。また、ベース２４や磁心２２の外側露出面を
確実に覆うことで、短絡や結露、酸化を防止でき、変換
器１の信頼性や寿命を向上できる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、コ
イルボビンを磁心およびベース部材とともにインサート
成形等で一体成形することによって、コイルボビンの接
着が不要になり、コイルボビンの固定強度を向上でき、
部品点数や製造コストの低減化が図られる。

【００５３】また、ベース部材と端子とを電気的に絶縁
する電気絶縁部材をベース部材とともにインサート成形
等で一体成形することによって、電気絶縁部材の接着が
不要になり、電気絶縁部材の固定強度を向上でき、部品
点数や製造コストの低減化が図られる。

【００５４】また、電気絶縁部材をベース部材だけでな
く端子とともにインサート成形等で一体成形することに
よって、端子の接着が不要になり、端子の固定強度を向
上でき、部品点数や製造コストの低減化が図られる。

【００５５】また、ベース部材の外面を電気絶縁部材で
覆うことによって、変換器底面を封止するための封止剤
の使用量を大幅に削減できる。また、ベース部材が外部
に露出しなくなるため、短絡や結露、酸化を防止でき
る。

【００５６】また、端子に電気絶縁部材に係合する抜け
止め部を形成することによって、端子の固定強度をより
向上できる。

【００５７】また、コイルボビンと電気絶縁部材とを射
出成形等で一体成形することによって、コイルボビンの
接着が不要になり、コイルボビンの固定強度を向上で
き、部品点数や製造コストの低減化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す分解斜視図であ
る。

【図２】ベース２４の背面側を示す斜視図である。

【図３】図３（ａ）は本発明の実施の一形態を示す垂直
中央端面図であり、図３（ｂ）はベース２４の上にマグ
ネット２５を載置した状態を示す平面図である。

【図４】図４（ａ）はベース２４、磁心２２、コイルボ
ビン３０の一体成形の例を示す説明図であり、図４
（ｂ）はその垂直中央断面図である。

【図５】ベース２４、磁心２２の一体成形の例を示す説
明図である。

【図６】図６（ａ）はベース２４、磁心２２、コイルボ
ビン３０の一体成形の他の例を示す説明図であり、図６
（ｂ）はその垂直中央断面図である。

【図７】本発明の実施の他の形態におけるベース２４の
背面側を示す斜視図である。

【図８】図８（ａ）は本発明の実施の他の形態を示す垂
直中央端面図であり、図８（ｂ）はベース２４の上にマ
グネット２５を載置した状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 電磁音響変換器 １０ ハウジング １１ 放音開口 １９ 充填部材 ２０ 振動板 ２１ 磁片 ２２ 磁心 ２３ コイル ２３ａ コイル線 ２４ ベース ２４ａ 貫通孔 ２５ マグネット ３０ コイルボビン ３１ 下フランジ ３２ 電気絶縁部 ３２ａ 被覆部 ４１，４２ リード端子 ４１ａ，４２ａ 突出部 ４１ｂ，４２ｂ 屈曲部 ４１ｃ，４２ｃ 露出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝木 隆雄 静岡県静岡市中吉田20番10号 スター精密 株式会社内 (72)発明者 谷川 進 静岡県静岡市中吉田20番10号 スター精密 株式会社内 (72)発明者 伏見 守正 静岡県静岡市中吉田20番10号 スター精密 株式会社内 Ｆターム(参考） 5D021 BB11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料で形成されたベース部材と、 磁性材料で形成され、ベース部材に立設する磁心と、 磁性材料で形成され、磁心先端から空隙を隔てて支持さ
   れる振動板と、 ベース部材、磁心および振動板と共に磁気回路を構成
   し、静磁界を供給するためのマグネットと、 磁心周囲に配置され、該磁気回路に振動磁界を供給する
   ためのコイルと、 磁心とコイルとの間に介在し、コイルを保持するための
   コイルボビンと、 ベース部材、磁心、振動板、マグネット、コイルおよび
   コイルボビンを収納するためのハウジング部材とを備
   え、 コイルボビンは、磁心およびベース部材とともに一体成
   形されていることを特徴とする電磁音響変換器。
2. 【請求項２】 磁性材料で形成されたベース部材と、 磁性材料で形成され、ベース部材に立設する磁心と、 磁性材料で形成され、磁心先端から空隙を隔てて支持さ
   れる振動板と、 ベース部材、磁心および振動板と共に磁気回路を構成
   し、静磁界を供給するためのマグネットと、 磁心周囲に配置され、該磁気回路に振動磁界を供給する
   ためのコイルと、 ベース部材、磁心、振動板、マグネットおよびコイルを
   収納するためのハウジング部材と、 外部からコイルへ電流を供給するための端子と、 ベース部材と端子とを電気的に絶縁するための電気絶縁
   部材とを備え、 電気絶縁部材は、ベース部材とともに一体成形されてい
   ることを特徴とする電磁音響変換器。
3. 【請求項３】 電気絶縁部材は、端子とともに一体成形
   されていることを特徴とする請求項２記載の電磁音響変
   換器。
4. 【請求項４】 ベース部材の外面は、電気絶縁部材によ
   って覆われていることを特徴とする請求項２または３記
   載の電磁音響変換器。
5. 【請求項５】 端子は、電気絶縁部材に係合する抜け止
   め部を有することを特徴とする請求項２記載の電磁音響
   変換器。
6. 【請求項６】 コイルを保持するためのコイルボビンを
   備え、 コイルボビンと電気絶縁部材とが一体成形されているこ
   とを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の電磁音
   響変換器。