JP3970077B2

JP3970077B2 - 電気音響変換器

Info

Publication number: JP3970077B2
Application number: JP2002100603A
Authority: JP
Inventors: 睦桑原; 勉小島
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003299175A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカやレシーバ等の電気音響変換器、さらに詳しくはその外部接続端子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年電子機器の小型化に伴い、電子部品を回路基板に表面実装する技術が開発され、各種電子部品に応用されている。また、この実装に当たってはなるべく半田付けをしないで電気的導通をとる半田レスの要求がある。携帯電話やボイスメモ等に用いられているスピーカやレシーバ等の電気音響変換器もこのような電子部品の一つである。このような従来の電気音響変換の一例を図面により説明する。図１０は従来の電気音響変換の一つであるスピーカの三面図である、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図である。
【０００３】
まず、このスピーカの構成について説明する。図１０において、５０はスピーカである。５１は外周の一部に膨出部５１ａを持つ樹脂フレームであり、５２はフレーム５１中央に固定された磁性体から成る皿形のヨークである。ヨーク５２の底面中央には上下に磁極を持つ円柱形の永久磁石が固定されている。永久磁石の他方の磁極側の面には円板型のトッププレートが固定されている。永久磁石によりヨーク５２上端部とトッププレート周縁部との間の間隙を通って磁気回路が形成されている。
【０００４】
プラスチック材料で一体成形された略球面状の振動板の周縁部は平面を成し、フレーム５１の外周段部に接着固定されている。エナメル被覆された銅線であるコイル巻線を断面長方形に整列巻きし塗料で固めた環状の空芯コイルであるボイスコイルの上面は振動板の下面に接着固定されている。ボイスコイルはトッププレート周縁部とヨーク５２上端部との間の間隙にコイル丈の略半分の深さに嵌入している。５９は放音孔を持つカバーであり、外周段部５１ｃに固定されている。
【０００５】
図１１は、図１０の側面図（ｂ）の左側の断面である、図１０下面図（ｃ）のＣ−Ｃ断面を示している拡大断面図である。５７はフレーム５１にインサートモールドで埋設されたボイスコイルの巻線端末と外部接続端子とを接続するための一対のリードフレームであり、その一端はフレーム５１の膨出部５１ａに形成された一対の挿入孔５１ｄ内に露出している。ボイスコイルの巻線端末５６ａは端部５７ｂの上側において半田付けされている。５８は挿入孔５１ｄに挿入された外部接続端子としての圧縮コイルバネであり、上端５８ａが端部５７ｂの孔に挿入され半田付けされている。
【０００６】
図１２はスピーカ５０を電子機器の回路基板へ搭載する模様を示す要部断面図である。図１２において、８１は回路基板であり、コイルバネ５８は圧縮されて下端が回路基板８１の配線パターン上に接触し電気的接続が図られる。コイルバネ５８を通してスピーカ５０のボイスコイルに音声信号が入力されると、ボイスコイルに電磁力がはたらいて振動板が駆動され、上下に振動して音を発する。
【０００７】
図１３は従来の他のスピーカの外部接続端子を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。図１３において、６０はスピーカ本体であり、６１はその樹脂フレームである。６２は断面「く」の字型の板バネであり、その図示しない端部がフレーム６１にインサートモールドされたリードフレームに半田付けされている。８２は回路基板である。スピーカ本体６０が回路基板８２に搭載されるときは、板バネ６２がＤに示す位置までたわんで凸部６２ａが回路基板８２上の回路パターンに接触して電気的接続が図られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのようなスピーカ構造では、バネ加圧時にバネの位置が安定せず、回路基板の配線パターン寸法を大きくしないと接触不良を起こす可能性があった。従ってバネのストロークを長くすることができず、いずれもバネの接触位置までガイドを設けてやらないと、電話機等の落下試験等の衝撃試験において外部接続端子の電気的接続不良を発生させてしまった。また、量産において、コイルバネや板バネの組込時に、高精度な半田付け治具を必要とした。更に、作業中にコイルバネや板バネの変形が発生し易いため、工数も多くかかっていた。また、コイルバネや板バネのストロークが短いために、回路基板位置等の精度が必要であった。
【０００９】
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、信頼性が高く多くの組立工数を要しない外部接続端子構造を持つ電気音響変換器を提供することである。
【００１０】
【課題を解決しようとする手段】前記課題を解決するための手段は、永久磁石と、ヨークと、コイルと、前記永久磁石と前記コイルの電磁力により駆動される振動板とから成り、前記コイルは巻線端末から外部へ接続する外部接続端子を備えた電気音響変換器において、前記外部接続端子は板バネ材をコイル状に巻き込んでタケノコ状に形成したバネ部を両端に有しているタケノコバネから成ることを特徴とする。
【００１１】
また、前記タケノコバネは前記コイルの巻線端末が接続されている金属平板部材に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
また、永久磁石と、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨークと、他方の磁極側に固定したトッププレートと、前記ヨークを固定したフレームと、該フレームに固定した振動板と、該振動板に固定したボイスコイルと、該ボイスコイルの巻き線端末から外部へ接続する外部接続端子とを備えた電気音響変換器において、前記フレームに埋設されたリードフレームの一部を前記フレームに形成した挿入孔内に露出させると共に、前記挿入孔内に板バネ材をコイル状に巻き込んでタケノコ状に形成したバネ部を両端に有しているタケノコバネが挿入され、該タケノコバネと前記リードフレームとが電気的に接続されていることを特徴とする
【００１４】
また、前記タケノコバネの外周から連続して略直角方向に曲折してタブが設けられており、該タブが前記フレームの前記挿入孔から放射方向に設けられたスリットに挿入されると共に、前記タケノコバネ本体は前記バネ挿入孔に挿入されていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記タブには凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記コイル端末は前記タケノコバネに半田又は溶接で電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施の形態であるスピーカの（ａ）は上面図、（ｂ）は部分断面側面図、（ｃ）は下面図である。図２は図１（ｃ）の一部を拡大した部分拡大下面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面を示す部分拡大側面図である。
【００１９】
まず、このスピーカの構成について説明する。スピーカとしての基本構成は従来技術で説明したものと同様であるから、同じ構成要素には同じ名称を用いて詳細な説明は省略する。図１において、１はスピーカ、２はこのスピーカ１の土台である略円環状のフレームであり、膨出部２ａを有している。フレーム２の中央穴２ｂにはヨーク３が埋設され、永久磁石、トッププレートがヨーク３に順次積層固着されている。フレーム２の外周にはボイスコイルを固定した振動板が接着されている。８はフレーム２の外周に固定された放音孔を持つカバーである。図２に示すように、膨出部２ａには一対の貫通孔であるバネ挿入孔２ｄが形成されている。挿入孔２ｄから放射方向にスリット２ｅが形成されている。９はフレーム２にインサートモールドされたボイスコイル端末と後述の外部接続端子とを接続する金属平板部材の一対のリードフレームであり、両挿入孔２ｄ内の上端付近にその一部が露出している。
【００２０】
１０は、図３にも示すように、挿入孔２ｄに圧入された外部接続端子であり、本発明の第一の実施の形態であるタケノコバネである。図４はタケノコバネ１０の詳細を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、タケノコバネ１０には、両端にバネ部１０ｃを有しており、最外周の一部が径方向に曲げられて形成されたタブ１０ａを有している。図４（ｂ）に示すように、タブ１０ａには、タブ１０面から突出する凸部である、タブ１０面の一部が切り起こされたリブ１０ｂが形成されている。
【００２１】
次に、図２により、タケノコバネ１０を挿入孔２ｄへ組み込む方法について説明する。挿入孔２ｄの内径はタケノコバネ１０の外径よりやや大きく、下方の口元には面取り又は丸め加工が施されている。タケノコバネ１０をフレーム２に組み込む際には、タブ１０ａの位置をスリット２ｅに合わせて、バネ本体をバネ挿入孔２ｄに挿入してバネ部１０ｃの先端部が挿入孔２ｄの上端のリードフレーム９に当接するまで圧入すればよい。このときにリブ１０ｂのバネ力がスリット２ｅにはたらいてタケノコバネ１０がバネ挿入孔２ｄに係止される。
【００２２】
次に、本発明の第一の実施の形態であるタケノコバネ１０の製造方法を図面を用いて説明する。図５はタケノコバネ１０の展開図であり、図示の都合上長さ方向より幅方向の尺度を極端に大きく表してある。図５において、１１はバネ材料から成る略Ｙ字形の板バネ材である。板バネ材１１の一端には既にリブ１０ｂが加工されており、他端側は両バネ部１０ｃとなるように二股に分かれている。板バネ材１１を矢印で示した方向に向かって心棒に巻き付けて行き、最後にタブ１０ａとなる部分を直角に曲げて形を整えてから、歪み取り焼鈍をする。タケノコバネ１０には金メッキが施され、酸化・腐食防止がなされる。
【００２３】
次に、タケノコバネ１０の作用について図面を用いて説明する。図６はタケノコバネ１０を組み込んだスピーカ１を電話機等の回路基板へ実装したところを示す部分拡大断面図である。図６において、１２は電話機等の回路基板である。タケノコバネ１０の両バネ部１０ｃが、リードフレーム９と回路基板１２との間に挟まれて各々に圧接するので、双方の電気的接続が確実になる。なおリードフレーム９側において圧接の代わりに、半田付け、溶接、かしめ、動電性接着剤等で固着し電気的に接続するようにしてもよいことは勿論である。
【００２４】
次に、本発明の第一の実施の形態であるタケノコバネ１０の効果について説明する。外部接続端子としてタケノコバネ１０を用いたので、バネを加圧したときバネ端部の位置がバネ挿入孔２ｄの中心寄りにあるので、接触位置のバラツキが小さく、携帯電話等客先回路基板の配線パターンとの間に安定した接触が確保できる。また、タケノコバネ１０は回路基板へ実装された場合に、スピーカ１の厚みの中へほぼ収納されてしまうので、携帯電話等の薄型化へ適応できる。両バネ部１０ｃを有するタケノコバネ１０を使用するので、リードフレームとの接続においても、半田レスの接続が可能である。更に、タケノコバネ１０にタブ１０ａを設けたので、バネ挿入孔２ｄのスリット２ｅにタブ１０ａを挿入することによって、タケノコバネ１０の係止が確実になる。更にタブ１０ａにリブ１０ｂを設けることによって、スリット２ｅ内でのリブ１０ａの係止がより一層確実になる。
【００２５】
次に、本発明の第二の実施形態としての外部接続端子について図面を用いて説明する。図７は本発明の第二の実施形態としての外部接続端子の側面図である。図７において、２０はタケノコバネであり、タケノコバネ１０と異なる構成はリブを持たないことのみで、その他の構成はタケノコバネ１０と同様であるから、タケノコバネ２０の作用、製法等もタケノコバネ１０の場合と同じであり詳細な説明は省く。なお、タケノコバネ２０をバネ挿入孔２ｄに組み込むには、バネ挿入孔２ｄの内径をタケノコバネ２０の外径より僅かに小さく設定しておけば、バネ挿入孔２ｄへ軽圧入してタケノコバネ２０を係止させるころができる。従ってバネ挿入孔２ｄには必ずしもスリット２ｅは必要ではなくなる。
【００２６】
次に、本実施の形態の効果について説明する。タケノコバネ２０にはタブを持たず、簡単な形状のバネなので、第一の実施の形態の場合と同様の効果に加えて、更に外部接続端子のコストが削減できる。
【００２７】
次に、本発明の第三、第四の実施の形態である外部接続端子について説明する。図８（ａ）は第三の実施の形態において使用する外部接続端子の側面図、図８（ｂ）は同じく第四の実施の形態において使用する外部接続端子の側面図である。図９は今まで説明したスピーカ１と同じスピーカの部分拡大断面図である。図８（ａ）において、３０はタケノコバネであり、バネ部３０ｃを一方にしか持っていない。また、図８（ｂ）において、３１は、タブを持たないタケノコバネであり、タブが無くてもよいことは第一の実施の形態の図７で説明したことと同様である。そしてタケノコバネ３０又は３１をスピーカに組み込む場合に、リードフレーム側にはバネ部を持たないので圧接による接続の他、第一の実施の形態の場合に説明したように、半田付け、溶接、かしめ、動電性接着剤等で固着し電気的に接続するようにしてもよい。
【００２８】
図９は、タケノコバネをリードフレームへ接続するその他の方法を示す電気音響変換器の部分拡大断面図である。図９（ａ）において、１９はコイルの巻線端末が接続されている金属平板部材のリードフレームであり、その一部を切り起こした押さえバネ部１９ａを用いて、タケノコバネ３０又は３１の壁面をバネ挿入孔２ｄの内壁に押さえ込んで係止したものである。図９（ｂ）において、２９はやはり金属平板部材のリードフレームであり、タケノコバネ３２のタブ３２ａから延在している延長部３２ｃが、リードフレーム２９の貫通孔から上面に突出したところを、半田付け、又は溶接等の方法で電気的に接続したものである。なお、タケノコバネがリードフレームを介さずに、コイルの巻線端末に直接電気的に接続されていてもよい。
【００２９】
なお、以上の各実施の形態において、スピーカを例にして説明してきたが、これに限定するものではなく、電磁発音体をも含む電気音響機器一般に広く適用できることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気音響変換器において、外部接続端子としてタケノコバネを採用し、フレームに埋設されたリードフレームの一部を前記フレームに形成したバネ挿入孔内に露出させると共に、前記バネ挿入孔内に前記タケノコバネが挿入され、該タケノコバネと前記リードフレームとが電気的に接続されるようにしたので、外部接続端子の組み込みの容易化が図られ、リードフレームとの接続において半田付け作業を省略でき鉛フリー化と工数削減が計られる。そして、タケノコバネの優れた耐衝撃性のために信頼性が向上する。また、高精度な治具を用いる必要がないので設備費の低減にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるスピーカの三面図である。
【図２】本発明の実施の形態である外部接続端子部の部分拡大下面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態である外部接続端子を示す側面図及び部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態である外部接続端子の展開図である。
【図６】回路基板へ実装した本発明の実施の形態の外部接続端子を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態の外部接続端子を示す側面図である。
【図８】本発明の第三及び第四の実施の形態の外部接続端子を示す側面図である。
【図９】本発明の外部接続端子を挿入孔に係止する他の実施の形態を示す部分拡大断面図である。
【図１０】従来の電気音響変換器であるスピーカを示す三面図である。
【図１１】従来のスピーカの外部接続端子を示す部分拡大断面図である。
【図１２】従来のスピーカの外部接続端子を回路基板へ実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【図１３】他の従来の電気音響変換器であるスピーカを示す（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図である。
【符号の説明】
１スピーカ（電気音響変換器）
２フレーム
２ｄ挿入孔
２ｅスリット
３ヨーク
９、１９、２９リードフレーム（金属平板部材）
１０、２０、３０、３１、３２タケノコバネ（外部接続端子）
１０ａ、３０ａ、３２ａタブ
１０ｂリブ（凸部）
１０ｃ、３０ｃ、３１ｃバネ部
１１板バネ材

Claims

永久磁石と、ヨークと、コイルと、前記永久磁石と前記コイルの電磁力により駆動される振動板とから成り、前記コイルは巻線端末から外部へ接続する外部接続端子を備えた電気音響変換器において、前記外部接続端子は板バネ材をコイル状に巻き込んでタケノコ状に形成したバネ部を両端に有しているタケノコバネから成ることを特徴とする電気音響変換器。
前記タケノコバネは前記コイルの巻線端末が接続されている金属平板部材に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
永久磁石と、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨークと、他方の磁極側に固定したトッププレートと、前記ヨークを固定したフレームと、該フレームに固定した振動板と、該振動板に固定したボイスコイルと、該ボイスコイルの巻き線端末から外部へ接続する外部接続端子とを備えた電気音響変換器において、前記フレームに埋設されたリードフレームの一部を前記フレームに形成した挿入孔内に露出させると共に、前記挿入孔内に板バネ材をコイル状に巻き込んでタケノコ状に形成したバネ部を両端に有しているタケノコバネが挿入され、該タケノコバネと前記リードフレームとが電気的に接続されていることを特徴とする電気音響変換器。
前記タケノコバネの外周から連続して略直角方向に曲折してタブが設けられており、該タブが前記フレームの前記挿入孔から放射方向に設けられたスリットに挿入されると共に、前記タケノコバネ本体は前記バネ挿入孔に挿入されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電気音響変換器。
前記タブには凸部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の電気音響変換器。
前記コイル端末は前記タケノコバネに半田又は溶接で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電気音響変換器。