JP2008199116A - 電磁変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石板に切り欠きを設けることなく、また、接続部分に大きなストレスが発生することを抑えて振動膜のコイルパターンとフレームに設けられた接続端子とを容易に接続する電磁変換器を得る。
【解決手段】板面に着磁パターンを有する永久磁石板２，６と、膜面に有する蛇行コイルパターン１６を永久磁石板２，６の着磁パターンに対向させた振動膜４と、永久磁石板２，６及び振動膜４の間隙に配置される緩衝部材３，５と、永久磁石板２，６、緩衝部材３，５、及び、振動膜４を積層させて覆い支持する下側フレーム１及び上側フレーム７と、下側フレーム１に配置されて外部接続を行う端子板１２とを備え、振動膜４に、蛇行コイルパターン１６の端部を有して膜面縁端から水平に延設され端子板１２に備えられた接続端子１１に接続する電極１７を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、振動膜を振動させてオーディオ信号等の音声再生を行う電磁変換器に関するものである。

電磁変換器は、帯状のＮ極とＳ極が交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンを有する平板状の永久磁石板と、樹脂フィルムにコイルパターンを形成させた振動膜とを対向配置し、緩衝部材等と共に積層して構成されている。
振動膜のコイルパターンにオーディオ信号の電流が流れると、当該コイルパターンと永久磁石板の多極着磁パターンが電磁的に結合し、フレミングの法則に則って振動膜にオーディオ振動が発生する（例えば、特許文献１参照）。このような電磁変換器は、例えばフレームに備えた接続端子を用いて、振動膜に設けたコイルパターンと当該電磁変換器の外部との配線接続を行っている。

図４は、従来の電磁変換器の構成を示す説明図である。この図は、従来の電磁変換器の構成例を示す分解斜視図である。この電磁変換器は、下側フレーム５１に永久磁石板５２を装着し、永久磁石板５２の上に緩衝部材５３を載せ、緩衝部材５３の上に振動膜５４を載せ、振動膜５４の上に緩衝部材５５を載せ、上側フレーム５７に永久磁石板５６を装着して、上記の緩衝部材５５の上方から永久磁石板５６を載せるように下側フレーム５１と上側フレーム５７とを接合して構成させている。また、図示したものでは、下側フレーム５１の縁端部近傍に、当該下側フレーム５１の板面を貫通する二つの端子接続穴６２が設けられている。

下側フレーム５１ならびに上側フレーム５７は、永久磁石板５２，５６の周縁部分に対して数ミリメートル程度のクリアランスが生じる寸法で形成されている。振動膜５４は、自ら備えるコイルパターン６４の端部を接続端子６０へ接続するため、振動膜５４の縁端部分に略Ｔ字状の切れ込みを入れ、この切れ込み部分を広げるように曲げることにより、振動膜５４の下方へ二つの舌状片が突出するように構成されている。この舌状片にはコイルパターン６４の端部が配置され、この部分を振動膜５４の電極６３として設けている。また、このように電極６３を振動膜５４の下方へ突出させて接続端子６０へ接続するため、後述するように接続端子６０を備える下側フレーム５１と振動膜５４との間に配置される永久磁石板５２には、電極６３と接続端子６０との間を遮らないように切り欠き６５が設けられ、また、緩衝部材５３には切り欠き６６が設けられている。

図５は、従来の電磁変換器の断面図である。この図は、図４に示したＢ−Ｂ’線の部分の縦断面を示したもので、図４に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。
前述のように下側フレーム５１に永久磁石板５２を載せ、さらに緩衝部材５３と振動膜５４とを載置する。下側フレーム５１に設けられている端子接続穴６２には、当該下側フレーム５１の下方から端子板６１が取り付けられている。この取り付けは、端子板６１に固定されている接続端子６０の突起部分を端子接続穴６２に挿通させ、下側フレーム５１の板面上に露出させる。この露出している部分に、前述のように下方へ突出させた振動膜５４の電極６３をハンダ７０によって固定し、コイルパターン６４と接続端子６０が導通するように接続している。

特開平９−３３１５９６号公報（第３〜５頁、図１，２）

従来の電磁変換器は以上のように構成されているので、振動膜と接続端子との間に配置される永久磁石板の一部分に切り欠きを設け、この切り欠き部分に振動膜の電極を通して振動膜のコイルパターンを接続端子に接続していた。あるいは、外部との接続ケーブルをコイルパターンの端部に直接接続していた。そのため、当該電磁変換器の内部に配線スペースを確保しなければならず、また、組み立ての作業性が著しく悪くなり、不良発生率も高いという課題があった。
また、前述のように永久磁石板の一部分を切り欠くと振動膜を効率よく振動させることができなくなり、発生音圧の低下を招くという課題があった。
また、振動膜に設けた切れ込み部分を概ね９０度曲げて電極とし、この電極を接続端子へ接続固定していたので、上記の曲げ部分にストレスが生じて、振動へ悪影響を与える、及び、接続固定部分に不具合が生じるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、永久磁石板に切り欠きを設けることなく、また、接続部分に大きなストレスが発生することを抑えて振動膜のコイルパターンとフレームに設けられた接続端子とを容易に接続する電磁変換器を得ることを目的とする。

この発明に係る電磁変換器は、振動膜に、コイルパターンの端部を有して膜面縁端から水平に延設され、端子板に備えられた接続端子にコイルパターンの端部を接続させる接続部を備えたものである。

この発明によれば、コイルパターンの端部を有して膜面縁端から水平に延設され、端子板に備えられた接続端子にコイルパターンの端部を接続する接続部を振動膜に備えたので、振動膜と接続端子との接続作業性が向上するという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電磁変換器の構成を示す説明図である。この図は、実施の形態１による電磁変換器の分解斜視図で、下側フレーム１及び上側フレーム７、また下側フレーム１と上側フレーム７が接合すると、これらに覆われて支持される永久磁石板２，６、緩衝部材３，５、及び、振動膜４の配置構成を表している。
下側フレーム１及び上側フレーム７は、強磁性体の例えば鉄板を板金加工によって形成したもので、平板状の下側フレーム１が上側フレーム７と接合すると略直方体の箱状のフレームとなるように構成され、このフレームの上面ならびに底面が長方形を成すように形成されている。下側フレーム１には永久磁石板２が自らの磁力によって装着される。永久磁石板２の図中上方には緩衝部材３が重ねられ、その上方に振動膜４が重ねられている。振動膜４の上方には緩衝部材５が重ねられ、その上方に永久磁石板６が重ねられている。永久磁石板６は、自らの磁力によって箱状の上側フレーム７の内側上面に装着される。

下側フレーム１は平板状に形成され、四辺形を成す板形状の例えば短辺近傍に接続端子１１を有する端子板１２を備えている。接続端子１１は、後述する電極１７と各々接続するように二つ備えられ、絶縁素材から成る端子板１２に固定されている。端子板１２は下側フレーム１の上面、即ち当該下側フレーム１と上側フレーム７とを接合したとき内側となる下側フレーム１の内面上に取り付けられ、接続端子１１の先端部分が下側フレーム１の縁端部から外側へ突出するように設置されている。接続端子１１は、下側フレーム１及び上側フレーム７と接触してショートを起さないように、少なくとも接触の可能性がある部分に絶縁性を有するレジストコーティングを施している。

また、上記のように下側フレーム１の縁端部に設置された端子板１２の後方には、永久磁石板２が装着される。即ち、下側フレーム１は、端子板１２ならびに永久磁石板２を同一面上に配置することができる寸法で構成されている。上側フレーム７も、下側フレーム１と接合することにより、当該下側フレーム１に取り付けられている端子板１２を含めて振動膜４などの各構成部材を覆う寸法で構成されている。このように、下側フレーム１の板面及び上側フレーム７の上面の寸法は、振動膜４の膜面、当該振動膜４と積層配置される永久磁石板２，６の板面、及び、緩衝部材３，５の上下面等の寸法よりも大きく構成されている。なお、ここで説明する永久磁石板２，６の板面、緩衝部材３，５の上下面、及び振動膜４の膜面は、下側フレーム１及び上側フレーム７の形状に対応させて、例えば長方形に形成されている。

振動膜４は、一般的なフレキシブル基板のようにポリイミドなどの樹脂フィルム１５に導体パターンを有しているものである。この導体パターンは、一本のパターン線を樹脂フィルム１５の概ね面全体に渡って蛇行させたもので、例えば長方形を成す振動膜４の長手方向に長い直線部分を設けた蛇行パターンを形成し、電磁コイルとして作用するように構成したものである。以下、この導体パターンを蛇行コイルパターン１６と記載する。また、振動膜４は、端子板１２との接続部として蛇行コイルパターン１６の端部を各々有する二つの電極１７を備えている。

電極１７は、振動膜４の膜面と面一に設けられ、例えば、図１に示したように四辺形の振動膜４の舌状片として構成されたもので、蛇行コイルパターン１６を有する膜面と一体形成されて当該膜面の縁端から水平に延設されている。前述のように蛇行コイルパターン１６の各端部となる電極１７は、例えば振動膜４の縁端のうち、一つの短辺の略両端に各々配置され、振動膜４の縁端の長辺の延設方向に向って突出している。電極１７を設ける位置は、振動膜４の振動に対する影響を抑えるため蛇行コイルパターン１６を有する膜面の四隅が好ましく、舌形状の幅も振動に影響を与えないように設定する。
また、電極１７は、電磁変換器を組み立てたとき下側フレーム１の端部に備えられている二つの接続端子１１と各々接続することができるように、上記の縁端からの突出量を適当に定めて設けられている。なお、この突出量は、後述するように電極１７を端子板１２の接続端子１１へ接続固定したとき、当該電極１７が適当にたわむように設定し、振動膜４の配置と接続端子１１の配置に多少の段差等が生じているときでも良好に接続することができるように構成する。

永久磁石板２，６は、例えば板状の焼結フェライト磁石から成るもので、これら二つの磁石板は同様な形状ならびに寸法で構成されている。永久磁石板２，６は、振動膜４の蛇行コイルパターン１６が設けられている部分、即ち振動膜４の実際に振動する全ての部分に重ね合わせることができる形状ならびに大きさに形成されている。
永久磁石板２，６の板面には長手方向に延設された帯状の着磁部位を有している。この着磁部位は、Ｓ極とＮ極とを交互に並べた平行縞状となるように設けられたもので、以下、この着磁部位を多極着磁パターンと記載する。また、永久磁石板２には、多極着磁パターンを避けた位置に複数の音放射穴１３が設けられ、同様に永久磁石板６には複数の音放射穴１４が設けられている。

前述のように下側フレーム１に装着される永久磁石板２は、端子板１２と共に当該下側フレーム１の上面に搭載される。永久磁石板２などに積層される振動膜４は、その縁端から水平に突出している電極１７を端子板１２へ接続するように構成されているので、永久磁石板２などは下側フレーム１の上面において端子板１２と重なることがないように隣り合わせて配置される。即ち、永久磁石板２等には、端子板１２と重なって接触することを避けるための切り欠き等を備える必要がないので、永久磁石板２と永久磁石板６は同様な形状で構成され、かつ、振動膜４の蛇行コイルパターン１６を有する膜面全体に積層させることできるように形成され、上記の膜面全体に多極着磁パターンがくまなく対向するように構成されている。
永久磁石板６は、前述のように緩衝部材３、振動膜４、緩衝部材５、及び、下側フレーム１に装着された永久磁石板２の上方に積層され、また、これらが積層されたとき自らの多極着磁パターンが永久磁石板２の多極着磁パターンと重なり合うように、詳しくは同極同士が対向するように上側フレーム７の内側に装着される。

上側フレーム７は、前述のように鉄板等の板金によって形成されたもので、上面には永久磁石板６を装着したとき当該永久磁石板６の音放射穴１４と連通する音放射穴１８を備えている。なお、下側フレーム１と上側フレーム７には、例えば各々に凹状または凸状の嵌合部が設けられ、接合したときに当該嵌合部の嵌め合わせにより下側フレーム１と上側フレーム７が互いに接合固定されるように構成されている。

図２は、実施の形態１による電磁変換器の構成を示す断面図である。この図は、図１に示したＡ−Ａ’線における縦断面を示したもので、図１に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。前述のように下側フレーム１には永久磁石板２が自らの磁力によって装着され、また、上側フレーム７の各音放射穴１８と永久磁石板６の音放射穴１４が連通するように永久磁石板６の位置決めを行って、上側フレーム７に永久磁石板６が自らの磁力によって装着される。このように永久磁石板２，６が装着された下側フレーム１及び上側フレーム７は、当該永久磁石板２，６のヨーク材として作用する。

下側フレーム１に装着された永久磁石板２の上面には緩衝部材３を重ねて、さらにその上に振動膜４を積層して緩衝部材５を重ねている。上側フレーム７を下側フレーム１に接合すると緩衝部材５の上に永久磁石板６が配置され、振動膜４は緩衝部材３，５を介して永久磁石板２と永久磁石板６との間に配置される。このように各部が配置されるとき、振動膜４の実際に振動する部分、即ち蛇行コイルパターン１６が備えられている部分は、緩衝部材３，５を介して永久磁石板２及び永久磁石板６に挟まれている。また、振動膜４の電極１７は、永久磁石板２，６及び緩衝部材３，５によって上下方向から挟まれることなく、換言すると永久磁石板２、緩衝部材３、振動膜４、緩衝部材５、及び、永久磁石板６を積層したとき、その側面部分から突出して、例えばハンダ２０によって接続端子１１にハンダ付けされている。このように電極１７が接続端子１１に接続固定されることにより、振動膜４の配置位置が保持される。なお、振動膜４の位置がずれないように緩衝部材３，５等へテープを貼り付けて固定する、あるいは振動膜４に、縁端から突出する突起を設けて、下側フレーム１と上側フレーム７とを接合するとき当該突起をこれらの間に挟み込んで位置を固定するようにしてもよい。

図３は、一般的な電磁変換器の振動膜の構成を示す説明図である。この図は、振動膜５４にＴ字型の切れ込みＣを入れ、この部分を開くように下方へ曲げて電極６３を成すようにした態様を示したものである。振動膜５４は、図１等に示した振動膜４の蛇行コイルパターン１６と同様なコイルパターン６４を有しており、コイルパターン６４の端部が上記の電極６３となるように構成されている。図３に示したように、緩衝部材５３に切り欠き６６を設け、また永久磁石板５２に切り欠き６５を設けて、振動膜５４を緩衝部材５３及び永久磁石板５２へ積層させたとき、下方へ曲げた電極６３の妨げとならないようにし、上記のように曲げた電極６３を例えば下側フレーム５１に設置されている接続端子６０へ接続している。このように構成したとき、電極６３は振動膜５４の膜面に対して概ね９０度曲げられるため、例えばハンダなどを用いて電極６３を接続端子６０へ接続固定すると上記の曲げ部分にストレスが生じ、振動膜５４の振動に悪影響を及ぼす、接続固定部分の劣化や破損が生じ易くなるなどの弊害が発生する。

図１及び図２に示した電磁変換器は、前述のように電極１７を接続端子１１へ接続するため、即ち、電極１７を曲げることなく当該電極１７の延設方向に配置されている接続端子１１へハンダ付けするので、大きなストレスを生じさせないで接続固定することができる。また、永久磁石板２，６は、端子板１２と上下方向において重なるなどの干渉を避けて配置することが可能なため、永久磁石板２，６の多極着磁パターンを有する板面を全て振動膜４に重ねて蛇行コイルパターン１６に対向させることができる。そのため、当該永久磁石板２，６と振動膜４との電磁結合を良好に作用させることができるようになり、高い音圧で音声再生を行うことが可能になる。

以上のように実施の形態１によれば、振動膜４の一辺の略両端から水平方向に突出し、蛇行コイルパターン１７の端部が設けられている舌状の電極１７を該振動膜４に備え、下側フレーム１の端部に配置されている端子板１２の接続端子１１へ電極１７を接続固定するようにしたので、振動膜４の電極１７と端子板１２の接続端子１１との接続が容易になり、接続作業性を著しく向上させることができるという効果がある。
また、下側フレーム１に装着される永久磁石板２と上側フレーム７に装着される永久磁石板６とを、二つの抜型を用いて異なる形状に形成する必要がなくなり、一つの抜型を用いて永久磁石板２，６を形成することができるようになるという効果がある。
また、永久磁石板２，６の多極着磁パターンを備えた面を切り欠くことなく全て振動膜４との電磁結合に利用することができ、振動膜のサイズが同一であれば、これまでよりも発生する音圧レベルの向上を図ることができ、また、不要な振動の乱れが解消されることから音質の向上を図ることができるという効果がある。

なお、実施の形態１による電磁変換器は、端子板１２を下側フレーム１と上側フレーム７とを接合したときその内部に配置されるように構成しているが、本発明は、電極１７の突出量を適当に設定することにより、必ずしも下側フレーム１と上側フレーム７とを接合したフレーム内部に端子板１２を配置する構成に限定されるものではない。

この発明の実施の形態１による電磁変換器の構成を示す説明図である。 実施の形態１による電磁変換器の構成を示す断面図である。 一般的な電磁変換器の振動膜の構成を示す説明図である。 従来の電磁変換器の構成を示す説明図である。 従来の電磁変換器の構成を示す断面図である。

符号の説明

１，５１ 下側フレーム、２，６，５２，５６ 永久磁石板、３，５，５３，５６ 緩衝部材、４，５４ 振動膜、７，５７ 上側フレーム、１１，６０ 接続端子、１２，６１ 端子板、１３，１４，１８ 音放射穴、１５ 樹脂フィルム、１６，６４ 蛇行コイルパターン、１７，６３ 電極、２０，７０ ハンダ、６２ 端子接続穴、６５，６６ 切り欠き、Ｃ 切れ込み。

Claims (4)

1. 板面に着磁パターンを有する永久磁石板と、膜面に有するコイルパターンを前記永久磁石板の着磁パターンに対向させた振動膜と、前記永久磁石板及び振動膜の間隙に配置される緩衝部材と、前記永久磁石板、緩衝部材、及び、振動膜を積層させて覆い支持するフレームと、前記フレームに配置されて外部接続を行う端子板と、を備える電磁変換器において、
   前記振動膜に、コイルパターンの端部を有して膜面縁端から水平に延設され前記端子板に備えられた接続端子に前記コイルパターンの端部を接続する接続部を備えることを特徴とする電磁変換器。
2. 接続部は、舌状に突出してコイルパターンの電極を成すことを特徴とする請求項１記載の電磁変換器。
3. 接続部は、接続端子にハンダ付けされて振動膜の位置を保持することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁変換器。
4. 永久磁石板は、振動膜のコイルパターンを有する膜面全体に対向するように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電磁変換器。

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