(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心とベースとを有するポールピースと、
前記鉄心の外周側に配置され、導線が巻回されることにより構成されるコイルと、
前記コイルの外周側に配置されたマグネットと、
前記ベースよりも硬度が低い材料からなり、前記導線の端部寄りの部分が前記ベースに接触するのを防ぐための案内部と、を備えていることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
上側ケースと、前記導線の端部が電気的に接続されるコイル側端子部が設けられた下側ケースとからなるケースを更に備え、
前記ベースは、前記下側ケースに配置されており、
前記案内部は、前記下側ケースに設けられ、前記ベースの表面以上の高さを有していることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記ケースは、樹脂材料からなり、
前記案内部は、前記下側ケースに一体に形成されることにより設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記ベースには、前記案内部と係合可能な切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号を音響に変換する電気音響変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電気音響変換器として、たとえば特開平８−６５５８号公報に開示されたようなものが知られている。この特開平８−６５５８号公報に開示された電気音響変換器は、ケースを備えており、このケースの内部には、ベースと鉄心が一体固定されたポールピースが実装されている。鉄心の外周側にはコイルが配置されている。また、このコイルの外周側には間隔を存してマグネットが配置されている。コイルは、導線を鉄心に直接巻回する、あるいは、導線を空芯状に巻回したものを鉄心に装着することにより、鉄心の外周側に配置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような構成の電気音響変換器においては、以下のような問題点を有していることが判明した。導線を鉄心に直接巻回する、あるいは、空芯状に巻回したものを鉄心に装着する等してコイルを配置する場合や、コイルを構成する導線の端部を端子部に電気的に接続する場合において、金属で構成されるベースと導線とが接触して擦れて、導線（絶縁層）が傷付けられる惧れがある。このように、導線（絶縁層）が傷付くと、ベース等の金属部分と接触してショートが起こることになり、電気音響変換器の信頼性、耐久性を低下させる要因となる。
【０００４】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、コイルを構成する導線の傷付きを防ぐことができ、信頼性、耐久性の低下を抑制することが可能な電気音響変換器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電気音響変換器は、鉄心とベースとを有するポールピースと、鉄心の外周側に配置され、導線が巻回されることにより構成されるコイルと、コイルの外周側に配置されたマグネットと、ベースよりも硬度が低い材料からなり、導線の端部寄りの部分がベースに接触するのを防ぐための案内部と、を備えていることを特徴としている。
【０００６】
本発明に係る電気音響変換器では、ベースよりも硬度が低い材料からなる案内部により、導線の端部寄りの部分がベースに接触する事態が回避されることになり、導線（被覆層）がベースに接触して傷付くのを防ぐことができる。これにより、ベース等の金属部分と傷付いた導線（コイル）とが接触してショートが起こる、あるいは導線が断線するようなことはなく、電気音響変換器の信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。
【０００７】
また、上側ケースと、導線の端部が電気的に接続されるコイル側端子部が設けられた下側ケースとからなるケースを更に備え、ベースは、下側ケースに配置されており、案内部は、下側ケースに設けられ、ベースの表面以上の高さを有していることが好ましい。このように、上側ケースと、導線の端部が電気的に接続されるコイル側端子部が設けられた下側ケースとからなるケースを更に備え、ベースが下側ケースに配置され、案内部が、下側ケースに設けられ、ベースの表面以上の高さを有することにより、導線の端部寄りの部分がベースに接触するのを防ぎ得る案内部の構成を簡易且つ低コストで実現することができる。
【０００８】
また、ケースは、樹脂材料からなり、案内部は、下側ケースに一体に形成されることにより設けられていることが好ましい。このように、ケースが樹脂材料からなり、案内部が下側ケースに一体に形成されることにより設けられるので、案内部を構成する部品を新たに新設する必要はなく、また、案内部を下側ケースに接着等により配設する工程が増えるようなことはない。この結果、案内部を簡易且つ低コストで下側ケースに設けることができる。
【０００９】
また、ベースには、案内部と係合可能な切り欠き部が形成されていることが好ましい。このように、ベースに案内部と係合可能な切り欠き部が形成されることにより、ベースの位置決めを確実に行うことができる。また、ベースに切り欠き部を形成することにより、ベースの容積を小さくすることができる。この結果、電気音響変換器の背面空間の容積拡大が可能となり、音圧特性、特に低音域での音圧特性を向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による電気音響変換器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る電気音響変換器の全体の外観を示す斜視図であり、図２は、同じく電気音響変換器を示す断面図であり、図３は、同じく電気音響変換器の構成を示す分解斜視図である。
【００１２】
電気音響変換器Ｔは、図１〜図３に示されるように、熱可塑性樹脂からなるケース１を有している。ケース１は上側ケース１１と下側ケース２１とを含んでおり、上側ケース１１と下側ケース２１とは、超音波溶着技術を用いることにより互いに接合、固定される。上側ケース１１は下面側が開口した略箱形状を呈している。上側ケース１１の上面部には放音口１２が形成されており、この放音口１２に連続して放音筒１３が設けられている。上側ケース１１には、超音波溶着機を当接させるための段部１４が形成されている。上側ケース１１と下側ケース２１とで画成される内部空間には、ポールピース３１、コイル４１、マグネット５１、共鳴板６１等が収容されている。
【００１３】
ポールピース３１は、下側ケース２１上に載置されている。このポールピース３１は、図４及び図５に示されるように、略円柱形状の鉄心３２と、金属材料（たとえば、パーマロイ等）からなるベース３３とを有している。鉄心３２は、ベース３３の中心位置にかしめられて一体固定されている。ベース３３の縁部の所定位置には、切り欠き部３４が形成されている。また、ベース３３の鉄心３２が固定される部分の周囲には、後述するボビン部２４を挿通するための穴部３５が複数（本実施形態においては、３箇所）形成されている。本実施形態においては、ベース３３の厚さは、０．６ｍｍ程度に設定されている。また、ベース３３上面からの鉄心３２の頂部までの長さ（鉄心３２の高さ）は、３．８ｍｍ程度に設定されている。
【００１４】
下側ケース２１の上面部には、図６及び図７に示されるように、ポールピース３１の載置位置を規定するための壁部２２と、コイル４１を構成する導線４２の端部寄りの部分がベース３３に接触するのを防ぐための案内部である突部２３と、導線４２を巻回するためのボビン部２４とが一体に形成されている。壁部２２には、上側ケース１１に形成された突部１５と係合可能な突部２５が形成されており、これらの突部１５，２５同士が係合することにより、上側ケース１１と下側ケース２１との位置決めが成されることになる。壁部２２及び突部２３の高さは、ベース３３の表面の高さよりも大きい値に設定されている。本実施形態においては、壁部２２の高さは、１．２ｍｍ程度に設定されており、突部２３の高さは、０．８ｍｍ程度に設定されている。突部２３は、ベース３３の切り欠き部３４に対して係合可能となっている。
【００１５】
ボビン部２４は、鉄心３２の外周を囲むように下側ケース２１の上面部からケース１の内部空間に向けて延びて形成されており、鉄心３２の周方向に複数（本実施形態においては、３体）に分割されている。ボビン部２４は、基部２６と延出部２７とからなり、基部２６の高さは、ベース３３の表面の高さよりも大きい値（本実施形態においては、０．８５ｍｍ程度）に設定されている。延出部２７の長さは、下側ケース２１にポールピース３１を載置した状態で、鉄心３２の頂部側が延出部２７の端部から突出するような値（本実施形態においては、２．９５ｍｍ程度）に設定されている。また、ボビン部２４（基部２６）の内径は、鉄心３２の外径と略同等の値（本実施形態においては、２．２ｍｍ程度）に設定されている。
【００１６】
基部２６の鉄心３２側の面は、鉄心３２の外周に沿うように湾曲している。延出部２７の鉄心３２側の面及びその裏面（導線４２が巻回される側の面）も、鉄心３２の外周に沿うように湾曲している。基部２６の断面積は、延出部２７のものよりも大きい値に設定されている。これにより、ボビン部２４の機械的な強度が確保でき、下側ケース２１からボビン部２４が取れてしまうのを防ぐことが可能となる。
【００１７】
ポールピース３１（ベース３３）は、ベース３３の穴部３５にボビン部２４（延出部２７）を挿通して鉄心３２の外周にボビン部２４（延出部２７）を位置させた状態で、下側ケース２１の上方から押圧されることにより、下側ケース２１に嵌め込まれ、載置される。このとき、ベース３３の切り欠き部３４と下側ケース２１の突部２３とが係合することにより、下側ケース２１に対するポールピース３１の位置決めがなされる。ポールピース３１が下側ケース２１に嵌め込まれた状態では、ボビン部２４（基部２６）の内径が鉄心３２の外径と略同等の値に設定されているので、鉄心３２がボビン部２４により挟持されることになる。この結果、ポールピース３１が下側ケース２１から容易に外れることはない。
【００１８】
コイル４１は、図８及び図９にも示されるように、ボビン部２４の延出部２７に導線４２が巻回されることにより構成され、基部２６上に配設されることになる。本実施形態においては、導線４２として線径が６０μｍ程度の銅線を用いており、この銅線の外周には絶縁層が設けられている。コイルの高さは、延出部２７の長さ以下の値（本実施形態においては、２．９ｍｍ程度）とされている。
【００１９】
ここで、基部２６の高さがベース３３の厚さよりも大きい値に設定されていることから、コイル４１とベース３３（ポールピース３１）とが当接するようなことはない。また、ボビン部２４（延出部２７）が鉄心３２の周方向に複数に分割されているので、鉄心３２の周方向に見てボビン部２４（延出部２７）が間欠的に配置されることになる。このため、導線４２をボビン部２４（延出部２７）に巻回する場合、分割された延出部２７間の位置においては、導線４２が直線的に巻回されることになる。
【００２０】
下側ケース２１には、コイル４１側端子部としてのリード端子２８，２９が、いわゆる「インサート成形法」によって、一体化された状態で設けられている。コイル４１を構成する導線４２の端部は、図８及び図９に示されるように、下側ケース２１に形成された突部２３上を通して壁部２２に形成された切り欠き部３０からリード端子２８，２９のランド部２８ａ，２９ａ上に引き出され、この状態でランド部２８ａ，２９ａにハンダ付けされる。なお、壁部２２に形成された切り欠き部３０は、シリコーン材（図示せず）によりシールされる。
【００２１】
再び、図２及び図３を参照する。マグネット５１は、環状のプラスチックマグネットからなり、コイル４１の外周側にコイル４１との間に所定の間隙を存した状態で配置されている。マグネット５１は、ポールピース３１のベース３３に当接して載置されており、下側ケース２１の壁部２２に当接することによりその載置位置が規制される。
【００２２】
マグネット５１には、段部５２が形成されており、この段部１４には、共鳴板６１（振動板、又は弾性板ともいう）が載置されている。本実施形態においては、マグネット５１が共鳴板６１を支持する支持部材としても機能する。共鳴板６１の中央部には、付加質量としての磁片６２が備えられている。共鳴板６１は、マグネット５１の静磁界の作用により吸引状態にあり、マグネット５１側に引き付けられて固定状態となる。なお、共鳴板６１の上方への移動は、上側ケース１１の段部１４により規制されている。
【００２３】
共鳴板６１の背面側には背面空間Ａが形成される。また、共鳴板６１の上面側には、上側ケース１１を以って包囲された共鳴空間Ｂが形成される。この共鳴空間Ｂは、上側ケース１１に形成された放音筒１３、すなわち放音口１２を介して外気に開放されている。
【００２４】
次に、上述したように構成された電気音響変換器Ｔの動作について説明する。電気音響変換器Ｔにおいては、ベース３３、鉄心３２、共鳴板６１及びマグネット５１が磁気回路を形成し、マグネット５１による静磁界が共鳴板６１に作用し、着磁した共鳴板６１が鉄心３２側に引き付けられている。マグネット５１は、共鳴板６１に対してバイアス磁界として作用している。
【００２５】
このような静磁界が成す一方向の磁界に対し、リード端子２８，２９間に交流やパルス等の電気信号が加えられると、その信号電流がコイル４１に流れ、鉄心３２には電気信号に応じた振動磁界が発生する。この振動磁界の方向がマグネット５１の静磁界と反対方向になる区間で共鳴板６１は鉄心３２より離れる方向に振れ、静磁界と同一方向になる区間で鉄心３２側に引き付けられる。このような機械的な上下運動は、電気信号の周波数に依存し、その結果、共鳴板６１が振動し、空気を振動させる。この振動が共鳴空間Ｂで共振（共鳴）音響として増幅される。この音響は、主として放音口１２から外部に放出される。
【００２６】
上述したように、本実施形態においては、ベース３３よりも硬度が低い樹脂材料（熱可塑性樹脂）からなる下側ケース２１（ケース１）に一体に形成される突部２３により、導線４２の端部寄りの部分がベース３３に接触する事態が回避されることになり、導線４２（被覆層）がベース３３に接触して傷付くのを防ぐことができる。これにより、ベース３３等の金属部分と傷付いた導線４２（コイル）とが接触してショートが起こる、あるいは導線４２が断線するようなことはなく、電気音響変換器Ｔの信頼性、耐久性の低下を抑制することができる。
【００２７】
また、本実施形態においては、ケース１は、上側ケース１１と、リード端子２８，２９が設けられた下側ケース２１とからなり、ベース３３（ポールピース３１）は下側ケース２１に配置されている。そして、突部２３が下側ケース２１と一体に形成されて設けられ、突部２３の高さがベース３３の表面の高さ以上の値を有すること、特に、突部２３の高さがベース３３の表面の高さよりも大きい値を有することにより、導線４２の端部寄りの部分がベース３３に接触するのを防ぎ得る突部２３の構成を簡易且つ低コストで実現することができる。この際、突部２３の高さとベース３３の表面の高さが同じ場合でも、導線４２のコイル４１からの延出位置がベース３３に接触した位置でない場合、つまりコイル４１の巻き端部がベース３３に接触しない場合には、導線４２は突部２３のみに接触するため、導線４２の端部寄りの部分がベース３３に接触するのを防ぐことが可能となる。
【００２８】
また、突部は、樹脂材料（熱可塑性樹脂）からなる下側ケース２１（ケース１）に一体に形成されることにより設けられるので、突部２３を構成する部品を新たに新設する必要はなく、また、突部２３を下側ケース２１に接着等により配設する工程が増えるようなことはない。この結果、突部２３を簡易且つ低コストで下側ケース２１に設けることができる。
【００２９】
また、ベース３３には、突部２３と係合可能な切り欠き部３４が形成されていることにより、ベース３３（ポールピース３１）を下側ケース２１に載置する際にベース３３（ポールピース３１）の位置決めを確実且つ容易に行うことができる。また、ベース３３に切り欠き部３４を形成することにより、ベース３３の容積を小さくすることができる。この結果、電気音響変換器Ｔの背面空間Ａの容積拡大が可能となり、音圧特性、特に低音域での音圧特性を向上することができる。
【００３０】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、上述した数値や各構成要素の形状等（たとえば、突部２３の形状、分割数）も適宜変更して設定することができる。この突部２３の幅及び高さは、電気音響変換器の背面空間の容積が小さくなって音圧特性が低下するのを抑制するために、導線４２とベース３３との接触を防ぎ得る範囲で可能な限り小さいほうが好ましい。また、突部２３の長さは、導線４２の位置がずれた場合でも導線４２がベース３３と接触するのを防ぎ得るだけの値が必要となるが、上述した音圧特性の低下も考慮して設定することが好ましい。
【００３１】
また、本実施形態においては、突部２３を下側ケース２１（ケース１）と一体に形成しているが、これに限られるものではない。たとえば、突部２３を下側ケース２１（ケース１）と別体に設け、下側ケース２１に接着等により取付け、固定するようにしてもよい。また、突部２３を構成する材料も、樹脂材料（熱可塑性樹脂）に限られるものではなく、ベース３３よりも硬度が低い材料であればよく、導線４２の被覆層よりも硬度が低い材料であれば更に好ましい。
【００３２】
また、本実施形態においては、導線４２を巻回するためのボビン部２４を設けるように構成しているが、これに限られるものではない。ポールピース３１の鉄心３２に導線４２を直接巻回して、コイル４１を構成するようにしてもよく、また、予め導線４２を空芯状に巻回したものを鉄心３２に対して配設するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施形態においては、ベース３３に切り欠き部３４を形成しているが、この切り欠き部３４の大きさは導線４２がベース３３に接触しない程度の広さがよく、これによりベース３３で十分な磁気飽和容量を得ることが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態においては、案内部を突部２３により形成したが、これに限定されるものではなく、一体成形によりベース３３の表面を覆うようなものでもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、コイルを構成する導線の傷付きを防ぐことができ、信頼性、耐久性の低下を抑制することが可能な電気音響変換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電気音響変換器の全体の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気音響変換器を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電気音響変換器の構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含まれる、ポールピースの平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含まれる、ポールピースの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含まれる、下側ケースの平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電気音響変換器に含まれる、下側ケースの斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電気音響変換器において、ボビン部に導線を巻回してコイルを構成した状態を示す平面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電気音響変換器において、ボビン部に導線を巻回してコイルを構成した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｔ…電気音響変換器、１…ケース、１１…上側ケース、２１…下側ケース、２３…突部、２４…ボビン部、３１…ポールピース、３２…鉄心、３３…ベース、３４…切り欠き部、４１…コイル、４２…導線、５１…マグネット、２８，２９…リード端子、６１…共鳴板、６２…磁片。
【図１】
0003662190.tif 000002
【図２】
0003662190.tif 000003
【図３】
0003662190.tif 000004
【図４】
0003662190.tif 000005
【図５】
0003662190.tif 000006
【図６】
0003662190.tif 000007
【図７】
0003662190.tif 000008
【図８】
0003662190.tif 000009
【図９】
0003662190.tif 000010