(57)【要約】  コンプライアンス特性をもつ部材（１６）を有する装置を形成する方法は、少なくとも部分的に硬化させられた１つ以上の弾性層を有する膜（２２）を生成することを含む。別の弾性層（２６）が、未硬化状態で上記膜（２２）上に提供される。ボビン（３０）とハウジング（２８）は、ボビン若しくはハウジングの端、又はボビン及びハウジングの双方の端が、少なくとも部分的に未硬化の弾性層（２６）の中に延びるように、位置決めされる。そして、未硬化の弾性層（２６）は、硬化させられて、膜（２２）に及びハウジング（１８）又はボビン（３０）又はハウジングとボビンの双方にそれ自体を固定する。方法は、この装置の製作又は使用の間に形成する可能性のある孔の形成を実質的に低減し又は除去する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に硬化された１つ以上の弾性層を有する膜を生成することと、
前記膜上に、未硬化状態にある別の弾性層を提供することと、
それぞれ端を有するボビン及びハウジングのうちの１つ以上を、前記ハウジング及び／又は前記ボビンの前記端が少なくとも部分的に前記別の弾性層の中に延びるように、位置決めすることと、
前記別の弾性層が前記膜に並びに前記ハウジング及び／又は前記ボビンに固定されるように前記別の弾性層を硬化させることと、を含む、コンプライアンス特性をもつ部材を有する装置を形成する方法。
【請求項２】
前記弾性層のうちの少なくとも１つの層がシリコーンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の弾性層の厚さは前記別の弾性層の厚さよりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記端に開口を有するチューブである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ボビン及びハウジングのうちの１つ以上を位置決することは前記ハウジング内に前記ボビンを位置決めすることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ハウジングはチューブである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の弾性層及び前記別の弾性層のそれぞれは弾性材料を含み、前記１つ以上の弾性層及び前記別の弾性層のうちの少なくとも１つの層の前記弾性材料は、前記１つ以上の弾性層及び前記別の弾性層のうちの別の弾性層の前記弾性材料とは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
実質的に平坦な形状を有するコンプライアンス特性をもつ部材であって、
前記コンプライアンス特性をもつ部材は、
弾性材料の第１の層と、
前記第１の層の上に設けられた弾性材料の第２の層と、を含む、部材と、
少なくとも部分的に前記第２の層の中に延びる端を有するボビン及びハウジングのうちの１つ以上と、を備え、前記第２の層は、前記ハウジング及び／又は前記ボビンの前記端で前記第１の層に並びに前記ハウジング及び／又は前記ボビンの部分に付着している、装置。
【請求項９】
前記ボビンは前記ハウジング内に配置されて、前記ボビンの端が少なくとも部分的に前記第２の層の中に延びている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは前記端に開口を有するチューブである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の層及び前記第２の層のそれぞれは厚さを有し、前記第１の層の前記厚さは前記第２の層の厚さよりも大きい、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の層の前記弾性材料は前記第２の層の前記弾性材料とは異なる、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記コンプライアンス特性をもつ部材は前記第１の層と前記第２の層との間に設けられた少なくとも１つの中間層を更に備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの中間層は、前記第１の層の前記弾性材料及び前記第２の層の前記弾性材料よりも粘性の大きい弾性材料で形成された層を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の層及び前記第２の層のうちの少なくとも１つの層の前記弾性材料はシリコーンである、請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の層は、前記ボビン又は前記ハウジングの表面に形成されたメニスカスを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
実質的に平坦な形状を有する音響振動板であって、
前記音響振動板は、
弾性材料の第１の層と、
前記第１の層の上に設けられた弾性材料の第２の層と、を含む、音響振動板と、
少なくとも部分的に前記第２の層の中に延びる端を有するハウジングであって、前記第２の層が前記ハウジングの前記端で前記第１の層に及び前記ハウジングの部分に付着する、ハウジングと、
表面を有し前記ハウジング内に設けられ、少なくとも部分的に前記第２の層の中に延びる端を有するボビンであって、前記第２の層が前記ボビンの前記端で前記ボビンの部分に付着している、ボビンと、
前記ボビンの前記表面に巻かれたコイルと、を備える、マイクロスピーカ装置。
【請求項１８】
前記音響振動板は前記第１の層と前記第２の層との間に設けられた少なくとも１つの中間層を更に備える、請求項１７に記載のマイクロスピーカ装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの中間層は粘性のある弾性材料で形成されている、請求項１８に記載のマイクロスピーカ装置。
【請求項２０】
前記第１の層は前記第２の層の厚さよりも大きい厚さを有する、請求項１７に記載のマイクロスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている「Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  ａｎ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｄｉａｐｈｒａｇｍ」という表題が付された２０１６年６月１４日出願の米国特許出願第１５／１８２，０６９号の優先権及び利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、コンプライアンス特性をもつ部材を有する小型装置に関する。より詳細には、本開示は、小型装置に音響振動板を製作する方法に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一態様では、コンプライアンス特性をもつ部材を有する装置を形成する方法は、少なくとも部分的に硬化された１つ以上の弾性層を有する膜を生成することを含む。別の弾性層は、未硬化状態で膜の上に提供される。それぞれ端を有するボビン及び／又はハウジングは、その端又は端（複数）が少なくとも部分的に未硬化の弾性層の中に延びるように位置決めされる。未硬化の弾性層は、膜に並びにハウジング及び／又はボビンに固定されるように硬化される。
【０００４】
例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい。
弾性層のうちの少なくとも１つの層は、シリコーンを含んでもよい。ハウジングは、上記端に開口を有するチューブであってもよい。
【０００５】
１つ以上の弾性層の厚さは、未硬化の弾性層の厚さよりも大きくてもよい。
【０００６】
ボビン及び／又はハウジングを位置決めすることは、ハウジング内にボビンを位置決めすることを更に含み得る。
【０００７】
１つ以上の弾性層及び別の弾性層のうちの少なくとも１つの層の弾性材料は、１つ以上の弾性層及び別の弾性層のうちの別の弾性層の弾性材料とは異なってもよい。
【０００８】
他の態様によれば、装置は、コンプライアンス特性をもつ部材と、ボビンとハウジングのうちの１つ以上とを含む。コンプライアンス特性をもつ部材は、実質的に平坦な形状を有し、弾性材料の第１の層と、第１の層の上に設けられた弾性材料の第２の層とを含む。ボビンとハウジングのうちの１つ以上は、少なくとも部分的に第２の層の中に延びる端を有する。第２の層は、ハウジング及び／又はボビンの上記端で、第１の層に並びにハウジング及び／又はボビンの部分に付着している。
【０００９】
例は、以下の特性のうちの１つ以上を含んでいてもよい。
ボビンは、ボビンの端が少なくとも部分的に第２の層の中に延びるようにハウジング内に配置されてもよく、ハウジングは、上記端に開口を有するチューブであってもよい。
【００１０】
第１の層の厚さは、第２の層の厚さよりも大きくてもよい。
【００１１】
第１の層の弾性材料は、第２の層の弾性材料と異なっていてもよい。
【００１２】
コンプライアンス特性をもつ部材は、第１の層と第２の層との間に設けられた少なくとも１つの中間層を更に含んでいてもよい。少なくとも１つの中間層は、第１の層の弾性材料と第２の層の弾性材料よりも粘性が大きい弾性材料で形成された層を含んでいてもよい。
【００１３】
第１の層と第２の層のうちの少なくとも１つの層の弾性材料は、シリコーンである。
【００１４】
第２の層は、ボビン又はハウジングの表面に形成されたメニスカスを含んでいてもよい。
【００１５】
他の態様によれば、マイクロスピーカ装置は、音響振動板、ハウジング、ボビン及びコイルを含む。音響振動板は、実質的に平坦な形状を有し、弾性材料の第１の層と弾性材料の第１の層の上に設けられた弾性材料の第２の層を含む。ハウジングは、少なくとも部分的に第２の層の中に延びる端を有し、ここで、第２の層は、ハウジングの上記端で、第１の層に及びハウジングの部分に付着している。ボビンは、表面を有し、ハウジング内に設けられている。ボビンは、少なくとも部分的に第２の層の中に延びる端を有し、ここで、第２の層は、ボビンの上記端でボビンの部分に付着している。コイルは、ボビンの表面に巻かれている。
【００１６】
例は、次のうちの１つ以上を含んでもよい。
音響振動板は、第１の層と第２の層との間に設けられた少なくとも１つの中間層を更に含んでいてもよい。少なくとも１つの中間層は、粘性のある弾性材料で形成されてもよい。
【００１７】
第１の層は、第２の層の厚さよりも大きい厚さを有していてもよい。
【００１８】
本発明の概念に関する例の上記及び更なる利点は、添付の図面と共に下記の記述を参照することによって一層よく理解できるであろう。様々な図において同一の数字は同一の構造的要素及び特徴を示す。図面は必ずしも一定の縮尺では描かれておらず、むしろ、特徴及び実装形態の原理を説明することに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】小型のイヤーバッド用のマイクロスピーカの例の斜視図である。
【図１Ｂ】小型のイヤーバッド用のマイクロスピーカの例の断面斜視図である。
【図１Ｃ】小型のイヤーバッド用のマイクロスピーカの例の分解断面図である。
【図２】コンプライアンス特性をもつ部材を有する装置を形成する方法のフローチャート図である。
【図３Ａ】図２の方法がマイクロスピーカ装置の製作にどのように応用されるかを順を追って示す断面図である。
【図３Ｂ】図２の方法がマイクロスピーカ装置の製作にどのように応用されるかを順を追って示す断面図である。
【図３Ｃ】図２の方法がマイクロスピーカ装置の製作にどのように応用されるかを順を追って示す断面図である。
【図３Ｄ】図２の方法がマイクロスピーカ装置の製作にどのように応用されるかを順を追って示す断面図である。
【図３Ｅ】図２の方法がマイクロスピーカ装置の製作にどのように応用されるかを順を追って示す断面図である。
【図４】図３Ｄのマイクロスピーカ装置の端の部分の拡大図である。
【図５】代替のマイクロスピーカ装置の部分の拡大断面図を示す。
【図６】図５のマイクロスピーカの中間層が３つの個々の層として形成されたマイクロスピーカの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
当今のインイヤーヘッドホン又はイヤーバッドは、一般的にマイクロスピーカを含んでいる。マイクロスピーカは、直接に又はコイルが巻かれているボビンを介して音響振動板に取り付けられたコイルを含むこともある。コイルに与えられる電気信号による振動板の動きは、結果として電気信号に応答する音響信号の生成することになる。マイクロスピーカは、スリーブ又はチューブ（ボビンを収容する）などのハウジング、コイル及び磁気構造を一般的に含む。イヤーバッドの大きさが減少するにつれ、ボビン（又はコイル）及びハウジングの一端に弾性のあるサスペンションをもつ音響振動板を製作することはだんだんと難しくなってきている。
【００２１】
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは、それぞれ、小型のイヤーバッドに使用されることができるマイクロスピーカ１０の例の、斜視図、断面斜視図及び分解断面図である。マイクロスピーカ１０は、両端に開口を有する円筒状のハウジング１２を含む。ハウジング１２の内部には、形状がほぼ円筒状であり、少なくとも一方の端で開口しているボビン１４がある。ハウジング１２とボビン１４は、それらの端のうちの１つの端でコンプライアンス特性をもつ部材１６に固定されている。いくつかの例では、ハウジング１２は、ステンレス鋼製であり、ボビン１４はポリイミド（例えば、カプトン（KAPTON）（登録商標））又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（例えば、マイラー（MYLAR）（登録商標））で作られている。磁石組立体１８は、ハウジングの、コンプライアンス特性をもつ部材１６の反対側の端で、プラットフォーム１９に固定されている。磁石組立体１８は、コイン１８Ｃによって隔離された２つの磁石片１８Ａと１８Ｂを含む。磁石組立体１８は、ハウジング１２の軸２０に沿い、ボビン１４内の開放領域の中へ、延びている。１つの例では、磁石片１８Ａと１８Ｂは、円柱状のネオジム磁石である。コイル２２は、ボビン１４の外表面上に巻きつけられている。ボビン１４は、コイル２２に流される電流に応答してハウジング軸２０に実質的に沿って動く。一方、コンプライアンス特性をもつ部材１６の中央円形部分は、軸方向に動き空気を変位させて音響信号を生成する。
【００２２】
コンプライアンス特性をもつ部材１６を製作する１つの技術は、ハウジング１２の開放端とボビン１４の開放端を液体シリコーンの単一の薄い層の中に置くことを含む。それから、液状シリコーンは硬化させられてコンプライアンス特性をもつ部材１６を形成する。ボビンの端領域内に位置するコンプライアンス特性をもつ部材１６の中央領域は、その中央領域を囲む環状の領域がコンプライアンス特性を維持しつつ、硬化させられることができる。液体シリコーンが液体をハウジング１２とボビン１４の壁に付着させて「はい上がらせて」メニスカスを形成する表面張力をもっているので、この技術には問題が生ずる。その結果は、コンプライアンス特性をもつ部材１６内の孔に結び付くことになる、シリコーンの硬化層の厚さの減少である。コンプライアンス特性をもつ部材１６は薄い領域で弱いので、孔が離型処理中に生じることになる。薄くなった領域は、マイクロスピーカの動作中に生ずる孔又は亀裂の結果となるおそれがある。
【００２３】
図２は、コンプライアンス特性をもつ部材を有する装置を形成する方法１００の例のフローチャート図である。コンプライアンス特性をもつ部材１６がその後処理されて音響振動板と周縁を形成することができる、マイクロスピーカ装置２０の製作に応用される方法１００を、順を追って示す側断面図である図３Ａから３Ｅについても、説明される。
【００２４】
方法１００によれば、少なくとも部分的に硬化された１つ以上の弾性層を有する膜が生成される（１１０）。本明細書で用いられているように、用語「部分的に硬化された」は、弾性層上に、その層の弾性材料が部分的に硬化された層上に堆積された液体弾性材料の新しい層と共に流れたり混ざり合ったりしない程度に、皮膜層が形成されることを意味する。代替として、硬化の程度は２つの層の界面で起こるいくらかの混合があるように制御されることができる。
【００２５】
図３Ａに示されたように、膜は、サブストレート２４の表面上の液体シリコーンなどの液体弾性材料の層２２を堆積することによって形成されることができる。シリコーンの粘度は、一般に、表面が実質的に平坦になるまで時間の経過と共に表面の特徴及びバンプが典型的に消失するが、付加された層の厚さが顕著に変化しなければ、十分である。そして、液体弾性材料は、部分的に又は完全に硬化される。一例では、シリコーンは、白金触媒を用いて１５０℃の環境で約４５分間硬化させられる。図示されてはいないが、このステップが繰り返されて、液体弾性材料の１つ以上の付加層を堆積しそして付加層を付加する前にこれらの層のそれぞれを部分的に又は完全に硬化させることによって、多層膜が形成されてもよい。これらの後続の層は、同様に１５０℃でだがより長い時間（例えば、数時間以上）の間硬化させられてもよい。代替の方法では、紫外線（ＵＶ）硬化が用いられてもよいし又は室温硬化型（ＲＴＶ）シリコーンが用いられてもよい。
【００２６】
方法１００は、図３Ｂに示されたように、層２２上に未硬化の付加弾性層２６を設けることによって（１２０）、続けられる。図３Ｃを参照すると、ハウジング２８（端の部分のみが示されている）は、ハウジング２８の端が少なくとも部分的に未硬化の弾性層２６の中に延びるように、位置決めされる（１３０）。いくつかの例では、ハウジング２８は、その端が部分的に又は完全に硬化させられた弾性材料の層２２の上側の表面２９に接するように位置決めされてもよい。ボビンなどの構造体３０（端の部分のみが示されている）は、構造体３０の端が少なくとも部分的に未硬化の弾性層２６の中に延びるように、ハウジング２８内に位置決めされる。次に、未硬化の弾性層２６は、層２６が、ハウジング２８とボビン３０の各端に固定され、膜２２に付着するように、硬化させられる（１４０）。一例では、ハウジング２８は円筒状チューブの形状であり、ボビン３０はそのチューブの軸に沿った方向に動くように構成される。
【００２７】
最終の層２６が硬化させられた後に、図３Ｄに示されたように、マイクロスピーカ装置はサブストレート２４から取り外されてもよい。取り外しは、（層２２と２６の組合せによって規定された）コンプライアンス特性をもつ部材が、装置の外径から開始して中心に向かって進行するように、サブストレート２４から徐々に離される離型処理を含んでもよい。コンプライアンス特性をもつ部材２２と２６の、ハウジング２８の外径を越えて延びる部分は、図３Ｅに示されたように、ハウジング２８の外径とほぼ等しくなるように、直径を制限する他の手段によって、トリムされ又は除去されることができる。静止しているときに、方法１００にしたがって形成されたコンプライアンス特性をもつ部材は、実質的に平坦な形状を有する。ボビン３０とボビン３０の外表面に巻かれたコイル（図示されていない）は、コンプライアンス特性をもつ部材によって十分に支持されており、すなわち、ボビン３０は何れの他の構造にも接触していない。上述のように、コンプライアンス特性をもつ部材の中央領域、つまり、ボビン３０の直径内に画定された領域は、周囲の環状領域が、音響振動板が軸方向に動くことを可能として音響信号を生成する、コンプライアンス特性をもつ周縁を画定しつつ、音響振動板を形成するように、硬化させられることができる。
【００２８】
いくつかの例では、層２２と層２６を形成するために用いられる液体弾性材料は、液体シリコーンである。代替的に、１つの層２２は、ハウジング２８とボビン３０を固定するために用いられた他の層２６の弾性材料とは異なる弾性材料で形成されることができる。そのような実装形態では、材料は、層２２と層２６との間に良好な付着性を確保する化学的適合性のために選択される。
【００２９】
以下の例では、層２２の厚さは、層２６の厚さよりも大きい。しかし、他の実装形態では、層２２の厚さは、層２６の厚さと同じかそれよりも小さくてもよい。非限定的な特定の数値例としては、層２２の厚さは３０μｍの厚さであってもよいし、付加層２６の厚さは２０μｍであってもよい。
【００３０】
ハウジング２８とボビン３０の端の拡大図を示す図４を参照すると、硬化前の付加層２６の深さは、所望の大きさの、ハウジング２８の端に形成された液体メニスカス３６とボビン３０の端に形成された別の液体メニスカス３８を、得るように選択されてもよい。付加層２６に対してより薄い厚さを用いることは、ハウジング２８とボビン３０に沿うメニスカス３６とメニスカス３８の広がりを制限することができる。また、付加層２６を薄くすることは、基層２２の厚さが付加層２６の厚さよりも実質的に大きいとき、重要性が薄れる。ハウジング２８とボビン３０に沿うメニスカス３６とメニスカス３８の広がりは、基層２２に適切な付着性を与えつつボビン３０とコイルの支持を可能とするのに十分であるべきである。
【００３１】
いくつかの例では、コンプライアンス特性をもつ部材から吊られたボビンは、揺れ又は他の軸方向のではない動きなどの望ましくない動きを示すこともある。この状況に対処するために、コンプライアンス特性をもつ部材は、サスペンションに減衰又は消散を提供するように形成されてもよい。例えば、図５に示されたように、コンプライアンス特性をもつ部材は、３つの層で形成されてもよい。具体的には、２つの弾性シリコーン層４０と４２は、低クリープシリコーンで形成されてもよいし、中間層４４は、より粘性の大きいシリコーンゲルで形成されてもよい。非限定的な特定の例としては、上層４２及び下層４０は、エラストジル（ELASTOSIL）（登録商標）３０７０／ＯＯ−２０  ＳＭなどの低クリープシリコーンエラストマから形成されてもよいし、中間層４４は、ドイツ、ミュンヘンのＷａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧから入手可能なＰＯＷＥＲＳＩＬ（登録商標）シリコーンゲルで形成されてもよい。ボビン３０の外径の外側にある周縁部分は、粘性のある中間層４４がないコンプライアンス特性をもつ部材に比べて損失が増大するが、このコンプライアンス特性をもつ部材は、共振ピークの高さを制限し、不要な揺れや横向きの動きを低減するという利点を有する。
【００３２】
図６は、中間層４４が３つの個々の層４４Ａ、４４Ｂ及び４４Ｃとして形成された代替例を示す。中間層４４を「構築する」ために任意の数の層が使用されることができることを認識されたい。未硬化の状態の低粘度の弾性材料を使用するときには、より多い層が好ましい。
【００３３】
上述の例は、弾性材料の単一の層から形成されたコンプライアンス特性をもつ部材に対して優位性を提供する。コンプライアンス特性をもつ部材とハウジング及び／又は他の構造体の界面における境界は、より良好に制御される。一般に、界面領域の近傍で部材のフィレットができることや薄くなることはより少ない。薄くなることが低減されると、結果的に、コンプライアンス特性をもつ部材を裂くことなしに平坦なサブストレートから離型することがより容易であるより強い装置となる。更に、コンプライアンス特性をもつ部材によって提供されるサスペンションの固さは、製造工程の間、単一層のコンプライアンス特性をもつ部材に比較して、より一貫している。
【００３４】
いくつかの実装形態を説明してきた。それにもかかわらず、先の記述は、特許請求の範囲によって定義されている本発明の概念の範囲を説明しようとするものであり、それらを制限しようとするものではないことが理解されよう。他の例は下記の特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【００３５】
１０  マイクロスピーカ
１２  ハウジング
１４  ボビン
１６  コンプライアンス特性をもつ部材
１８  磁石組立体
１８Ａ、１８Ｂ  磁石辺
１８Ｃ  コイン
１９  プラットフォーム
２０  ハウジング軸
２２  コイル
２４  サブストレート
２６  付加弾性層
２８  ハウジング
２９  弾性材料の層の上側の表面
３０  構造体
３６、３８  液体メニスカス
４０、４２  弾性シリコーン層
４４  中間層
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ  個々の層
【図１Ａ】
2019522414.tif 000003
【図１Ｂ】
2019522414.tif 000004
【図１Ｃ】
2019522414.tif 000005
【図２】
2019522414.tif 000006
【図３Ａ】
2019522414.tif 000007
【図３Ｂ】
2019522414.tif 000008
【図３Ｃ】
2019522414.tif 000009
【図３Ｄ】
2019522414.tif 000010
【図３Ｅ】
2019522414.tif 000011
【図４】
2019522414.tif 000012
【図５】
2019522414.tif 000013
【図６】
2019522414.tif 000014
【国際調査報告】
2019522414.tif 000015
2019522414.tif 000016
2019522414.tif 000017