(57)【要約】【課題】基板に実装されたスピーカの音圧を向上できるスピーカの実装構造及び実装方法を提供する。【解決手段】車両用計器の主基板を構成するプリント基板３２にスピーカ１が実装される。スピーカ１の表面２１だけでなく裏面２２にも放音孔２４が設けられる。裏面２２の放音孔２４は、裏面２２から突出するように設けられた放音孔部分２５に形成されている。基板３２には穴３２ｃが形成されており、放音孔部分２５はこの穴３２ｃに差し込まれている。スピーカ１の表面２１から放出された音６と、裏面２２から放出された音７とを基板３２で分離する。また、穴３２ｃの周囲にはランドが形成されている。スピーカ１の実装工程では、穴３２ｃの周囲に形成されたランドにはんだを塗布し、その後、基板３２にスピーカ１をマウントし、その後、リフローを実施してはんだをランドから穴３２ｃに流し込んで、穴３２ｃの内面と放音孔部分２５との隙間をはんだで埋める。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴（３２ｃ）が形成された基板（３２）と、
前記基板に実装されたスピーカ（１）であって、前記スピーカの前記基板に実装される面を裏面（２２）、その反対側の面を表面（２１）として、前記表面及び前記裏面のそれぞれに放音孔（２３、２４）を有するとともに、前記裏面の前記放音孔が形成された部分である放音孔部分（２５）は突出するように形成され、前記放音孔部分が前記穴に差し込まれるように設けられたスピーカと、
前記放音孔部分と前記穴の内面との隙間に設けられた遮蔽部（５）と、
を備えることを特徴とするスピーカの実装構造。
【請求項２】
前記穴の内面は金属により形成され、
前記遮蔽部がはんだであることを特徴とする請求項１に記載のスピーカの実装構造。
【請求項３】
前記放音孔部分の外面が金属により形成されたことを特徴とする請求項２に記載のスピーカの実装構造。
【請求項４】
車両用計器（３）に備えられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカの実装構造。
【請求項５】
表面（３２ｂ）にスピーカ（１）の端子（２６）と接続するためのはんだが設けられる第１ランド（３２ｅ）が形成され、且つ、内面が金属で被覆された穴（３２ｃ）が形成され、且つ、前記穴の周囲の表面（３２ａ）に第２ランド（３２ｄ）が形成された基板（３２）の、前記第１ランド及び前記第２ランドにはんだを設ける第１工程と、
前記スピーカの前記基板に実装される面（２２）をスピーカ裏面、その反対側の面（２１）をスピーカ表面として、前記スピーカ表面及び前記スピーカ裏面のそれぞれに放音孔（２３、２４）を有するとともに、前記スピーカ裏面の前記放音孔が形成された部分である放音孔部分（２５）は突出するように形成され、前記第１工程の後に、前記放音孔部分を前記穴に差し込むようにして、前記基板の前記第１ランドが形成された表面に前記スピーカを配置させる第２工程と、
前記第２工程の後に、前記第１工程で設けたはんだを加熱することで、前記第１ランドに設けられたはんだにより前記スピーカの前記端子と前記基板とを接続するとともに、前記第２ランドに設けられたはんだ（５）を、前記放音孔部分と前記穴の内面との隙間の遮蔽部として機能するように流し込ませる第３工程と、
を備えることを特徴とするスピーカの実装方法。
【請求項６】
前記放音孔部分の外面が金属により形成されたことを特徴とする請求項５に記載のスピーカの実装方法。
【請求項７】
前記基板及び前記スピーカは車両用計器（３）に備えられたことを特徴とする請求項５又は６に記載のスピーカの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に実装されるスピーカの実装構造及び実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スピーカの取付構造として、スピーカが、スピーカの放音孔とケースの放音孔とが対面するように設置され、スピーカとケースとの間にはリング状のクッションを配置した構造が開示されている。これによれば、クッションがスピーカとケースの隙間を埋めることで、スピーカの放音孔から発生した音波がケースの放音孔から放出されずにスピーカとケースの隙間からケースの内部へ音漏れしてしまうことを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スピーカを基板に実装する場合において、スピーカの表面（基板に実装される面と反対側の面）に形成された放音孔から出る音の音圧を向上させるために、スピーカの表面から出る音と、スピーカの裏面（基板に実装される面）から出る音とを分離する必要がある。これら音は逆位相となっているため、これら音が混ざると、逆位相の音が打ち消しあって、音圧が低下する要因となる。
【０００５】
スピーカの両側から出る音を分離するために、スピーカの裏面から突出するように放音孔部分を設けて、その放音孔部分を基板に形成された穴に差し込む実装構造が考えられる。この実装構造では、スピーカの表面から出る音と、裏面から出る音とを、基板で分離している。
【０００６】
しかし、スピーカの裏面に形成された放音孔部分から出た音が、放音孔部分と、基板の穴の内面との隙間から、スピーカが実装された側に漏れてしまい、スピーカ表面から出た音の音圧が低下してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板に実装されたスピーカの音圧を向上できるスピーカの実装構造及び実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスピーカの実装構造は、
穴（３２ｃ）が形成された基板（３２）と、
前記基板に実装されたスピーカ（１）であって、前記スピーカの前記基板に実装される面を裏面（２２）、その反対側の面を表面（２１）として、前記表面及び前記裏面のそれぞれに放音孔（２３、２４）を有するとともに、前記裏面の前記放音孔が形成された部分である放音孔部分（２５）は突出するように形成され、前記放音孔部分が前記穴に差し込まれるように設けられたスピーカと、
前記放音孔部分と前記穴の内面との隙間に設けられた遮蔽部（５）と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のスピーカの実装方法は、
表面（３２ｂ）にスピーカ（１）の端子（２６）と接続するためのはんだが設けられる第１ランド（３２ｅ）が形成され、且つ、内面が金属で被覆された穴（３２ｃ）が形成され、且つ、前記穴の周囲の表面（３２ａ）に第２ランド（３２ｄ）が形成された基板（３２）の、前記第１ランド及び前記第２ランドにはんだを設ける第１工程と、
前記スピーカの前記基板に実装される面（２２）をスピーカ裏面、その反対側の面（２１）をスピーカ表面として、前記スピーカ表面及び前記スピーカ裏面のそれぞれに放音孔（２３、２４）を有するとともに、前記スピーカ裏面の前記放音孔が形成された部分である放音孔部分（２５）は突出するように形成され、前記第１工程の後に、前記放音孔部分を前記穴に差し込むようにして、前記基板の前記第１ランドが形成された表面に前記スピーカを配置させる第２工程と、
前記第２工程の後に、前記第１工程で設けたはんだを加熱することで、前記第１ランドに設けられたはんだにより前記スピーカの前記端子と前記基板とを接続するとともに、前記第２ランドに設けられたはんだ（５）を、前記放音孔部分と前記穴の内面との隙間の遮蔽部として機能するように流し込ませる第３工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のスピーカの実装構造によれば、スピーカ裏面の放音孔部分と、基板の穴の内面との隙間に遮蔽部が設けられるので、放音孔部分から出た音がその隙間からスピーカが実装された領域に漏れてしまうのを抑制できる。これにより、スピーカの音圧を向上できる。
【００１１】
また、本発明のスピーカの実装方法によれば、スピーカと基板との接合と、放音孔部分と基板の穴の内面との隙間の遮蔽を、はんだにより達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スピーカを表面側から見た斜視図である。
【図２】スピーカを裏面側から見た斜視図である。
【図３】スピーカの実装構造の断面図である。
【図４】図３のＡ部の拡大図である。
【図５】プリント基板の、スピーカが実装される部分を、基板の第１表面側から見た図である。
【図６】車両用計器の分解斜視図である。
【図７】プリント基板の全体を、基板の第２表面側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２に示すスピーカ１は、入力された電気信号に応じて振動板を振動させ、その振動板の振動に応じた音波を発生させる装置である。スピーカ１は、スピーカ１の外形を形成する樹脂製の筐体２、その筐体２内に配置された振動板などから構成されている。筐体２の表面２１、裏面２２のそれぞれには、振動板で発生した音波を筐体２外に放出させるための孔である放音孔２３、２４が形成されている。これら放音孔２３、２４は、筐体２の内部と外部とが導通した孔である。表面２１だけでなく裏面２２にも放音孔２４を有することで、振動板の裏側（裏面２２側）の空間を、放音孔２４を介して筐体２外まで拡大でき、これにより振動板を振動させやすくでき、良質な音波を発生できる。
【００１４】
裏面２２には突出部２５が形成されており、放音孔２４はこの突出部２５に形成されている。以下、この突出部２５を放音孔部分という。放音孔部分２５は、裏面２２の複数箇所（図２では４箇所）に形成されている。また、図２では、放音孔部分２５の外周形状が略長方形の例を示しているが、円形、正方形などどのような外周形状であっても良い。
【００１５】
スピーカ１は、車両用計器３（図６参照）に備えられて、例えば警告音（例えば、車速が所定の高速度を超えたことを警告する音など）を出力する。車両用計器３は、車両の運転席前方のインストルメントパネルにおいて運転席の方に向けられて配置される。車両用計器３は、車両の速度やエンジン回転数など各種車両情報を表示する装置である。車両用計器３は、図６に示すように、背面側から、ロアケース３１、プリント基板３２、アッパーケース３３、プリズム３４、文字板３５、見返し板３６及び透明カバー３７を備えている。
【００１６】
図３に示すように、ロアケース３１のスピーカ１に対面する部分には、スピーカ１の表面２１から放出された音６を車両用計器３外に放出させる放音孔３１ａが形成されている。この放音孔３１ａから放出される音６が、車両の乗員に聞かせる音である。なお、スピーカ１の裏面２２の放音孔２４から放出される音７は、スピーカ１の表面２１から放出される音６と逆位相の音であり、車両の乗員にできるだけ聞かせないようにする必要がある。このため、車両用計器３の、プリント基板３２から透明カバー３７までの空間には、放音孔２４から放出される音７を外部に放出させるための孔を有しておらず、すなわち、この音７をこの空間に閉じ込める構造となっている。
【００１７】
プリント基板３２には、車両用計器３に備えられた、電気により作動する各種部品が実装されている。詳しくは、プリント基板３２の文字板３５側の表面３２ａ（図３参照。以下、第１表面という）には、文字板３５や指針３８に光を供給するＬＥＤ（図示外）が実装されている。一方、図７に示すように、プリント基板３２のロアケース３１側の表面３２ｂ（以下、第２表面という）には、例えば図６に示す指針３８を駆動するステッパモータ４１、車両に備えられた他の装置（ＥＣＵやセンサなど）との通信線や電源線を接続する車両コネクタ４２及び車両用計器３を制御するＣＰＵ４３が実装されている。スピーカ１は、プリント基板３２の第２表面３２ｂに実装されている。スピーカ１の実装構造の詳細は後述する。プリント基板３２は、ロアケース３１とアッパーケース３３に挟み込まれるようにしてこれらに支持されている。
【００１８】
アッパーケース３３は、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＡＢＳ樹脂等の遮光性を有する樹脂により形成されて、プリント基板３２に実装されたＬＥＤからの光が外部に漏れてしまうのを防ぐリフレクタの役割を担っている。
【００１９】
プリズム３４は、アクリルなどの導光体で形成されており、プリント基板３２に実装されたＬＥＤからの光が入射されて、その光を、文字板３５や指針３８等の発光部まで導く。
【００２０】
文字板３５は、ポリカーボネート等の透明樹脂にて形成された基材と、その基材の表面又は裏面に遮光性の材料で印刷された遮光印刷層とを有した板である。文字板３５は、車両用計器３の表示部を構成する部分である。詳しくは、文字板３５の表面には、車速、エンジン回転数等の数値及び目盛から構成された指標が円弧状に表示される。この指標が表示される部分には遮光印刷層が形成されていない。これにより、指標は、ＬＥＤからの光により発光可能な発光部を構成している。
【００２１】
文字板３５の表面には指針３８が配置される。この指針３８が、文字板３５に表示される指標を指示することで、現在の車速やエンジン回数などを表示する。また、指針３８は、アクリルなどの導光体で形成された発光部を有しており、この発光部にＬＥＤの光が入射されることで発光可能となっている。
【００２２】
見返し板３６には円形の開口部が形成されており、この開口部に文字板３５や指針３８が配置される。車両のドライバーは、見返し板３６の開口部及び透明カバー３７を通して、文字板３５及び指針３８による表示を視認できる。なお、車両用計器３には、液晶パネル３９及びこれに光を供給するバックライト４０が備えられており、これらにより、車速やエンジン回転数以外の車両情報も表示可能となっている。図７のＣＰＵ４３は、センサから車速やエンジン回転数などの計測値を取得して、その計測値を示す指標を指針３８が指示するようにステッパモータ４１を回転させる。また、ＣＰＵ４３は、ＬＥＤやスピーカ１も制御する。
【００２３】
次に、スピーカ１の実装構造を説明する。上記したように、スピーカ１は、プリント基板３２の第２表面３２ｂに実装されている。図７の例では、長方形状のプリント基板３２における左端側に実装された例を示している。スピーカ１は、表面実装部品（SMD : Surface Mount Device）として第２表面３２ｂに実装されている。より詳しくは、第２表面３２ｂには、スピーカ１の端子２６（図２参照）と接続するためのはんだが設けられるランド３２ｅ（図５参照）が形成されている。このランド３２ｅは、はんだが固着可能な金属（例えば銅）により形成されている。また、ランド３２ｅは、スピーカ１の裏面２２の４隅に対応して４箇所に形成されている。なお、ランド３２ｅが本発明の第１ランドに相当する。
【００２４】
一方、図２に示すように、スピーカ１の裏面２２には、プリント基板３２のランド３２ｅと接続される端子２６が形成されている。この端子２６は、例えば裏面２２の４隅に形成される。端子２６は、はんだが固着可能な金属により形成されている。４つの端子２６のうち２つは、スピーカ１を裏面２２に固定する役割に加えてスピーカ１の振動板を振動させるための電気信号が外部から入力される役割も担った信号入力端子に設定されている。この信号入力端子は、スピーカ１と外部とを電気的に導通させるための端子である。残り２つの端子２６は、スピーカ１を裏面２２に固定する役割のみを担ったダミー端子である。
【００２５】
スピーカ１は、ランド３２ｅの上に端子２６が乗って、これらランド３２ｅ、端子２６がはんだにより接続される形態で実装されている。このとき、スピーカ１の表面２１は、ロアケース３１に形成された放音孔３１ａに対面している。また、スピーカ１の裏面２２は、プリント基板３２の第２表面３２ｂに対面している。
【００２６】
さらに、スピーカ１は、表面２１の放音孔２３から放出される音と、裏面２２の放音孔２４から放出される音とが、プリント基板３２で分離されるように実装されている。詳しくは、図５に示すように、プリント基板３２には、スピーカ１の放音孔部分２５に対応した位置に穴３２ｃが形成されている。穴３２ｃは、放音孔部分２５に対応して４箇所に形成されている。穴３２ｃは、プリント基板３２の第１表面３２ａと第２表面３２ｂの間を貫通する貫通穴である。穴３２ｃは、放音孔部分２５の外周形状と相似した形状（図５の例では長方形）に形成されるとともに、放音孔部分２５よりも若干大きい径に設定されている。また、穴３２ｃは、スルーホールとして形成されている。すなわち、穴３２ｃの内面は銅等の金属で被覆（すなわちメッキ処理）されており、電気が導通可能であるとともに、はんだが固着可能である。なお、図５では、穴３２ｃに差し込まれた放音孔部分２５の図示を省略している。
【００２７】
図３に示すように、放音孔部分２５が穴３２ｃに差し込まれている。このとき、放音孔２４の出口は、穴３２ｃの内部に位置しても良いし、プリント基板３２の第１表面３２ａと同一平面となる位置に位置しても良いし、第１表面３２ａから突出した位置に位置しても良い。図３では、放音孔２４の出口が、車両用計器３のプリント基板３２の第１表面３２ａと同一平面となる位置にある例を示している。この図３の例に代えて、例えば放音孔２４の出口を、第１表面３２ａから突出させることで、後述するリフローの際にはんだ５（図４参照）が放音孔２４に入り込んでしまうのを抑制できる。
【００２８】
また、図４に示すように、穴３２ｃの内面と放音孔部分２５との隙間には、その隙間を遮蔽する遮蔽部として機能するはんだ５が設けられている。図５に示すように、プリント基板３２の穴３２ｃの周囲には、穴３２ｃにはんだ５を設けるためのランド３２ｄが形成されている。ランド３２ｄは、第１表面３２ａにおいて、穴３２ｃの第１表面３２ａ側の開口縁に接触するように設けられている。図５では、ランド３２ｄは、穴３２ｃの全周を囲むように形成された例を示している。これによれば、穴３２ｃの内面と放音孔部分２５との隙間の全周にはんだ５を設けることができる。なお、ランド３２ｄは、穴３２ｃの周りの一部のみに設けられたとしても良い。
【００２９】
なお、図５では、１つの穴３２ｃの周囲に形成されたランド３２ｄを図示し、残りの穴３２ｃの周囲に形成されたランドの図示を省略しているが、実際は、残りの穴３２ｃの周囲にもランドが形成されている。ランド３２ｄは、はんだが固着可能な金属（例えば銅）により形成されている。なお、ランド３２ｄが本発明の第２ランドに相当する。
【００３０】
次に、スピーカ１をプリント基板３２に実装する工程を説明する。先ず、上記したランド３２ｄ、３２ｅ及び穴３２ｃを有したプリント基板３２を準備する。次に、各ランド３２ｄ、３２ｅにはんだを塗布する。なお、はんだ塗布工程が本発明の第１工程に相当する。次に、各端子２６が各ランド３２ｅの上に乗り、且つ、放音孔部分２５が穴３２ｃに差し込まれるように、スピーカ１をプリント基板３２の第２表面３２ｂにマウント（配置）する。このマウント工程が本発明の第２工程に相当する。
【００３１】
次に、スピーカ１がマウントされたプリント基板３２に対してリフローを実施する。すなわち、各ランド３２ｄ、３２ｅに塗布されたはんだを加熱して、ランド３２ｅとスピーカ１の端子２６とをはんだにより接続する。また、リフローを実施することで、図４に示すように、第１表面３２ａのランド３２ｄに塗布されたはんだ５は、溶けて、ランド３２ｄにつながったスルーホールとしての穴３２ｃに流れ込む。そして、はんだ５は、穴３２ｃの内部において、穴３２ｃの金属製の内面に固着する。なお、このリフロー工程が本発明の第３工程に相当する。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、穴３２ｃの内面と放音孔部分２５との隙間をはんだ５で埋めることができるので、スピーカ１の裏面２２から放出された音７が隙間からプリント基板３２の第２表面３２ｂ側の領域に漏れてしまったり、反対に、スピーカ１の表面２１から放出された音６が隙間からプリント基板３２の第１表面３２ａ側の領域に漏れてしまったりするのを抑制できる。これにより、表面２１からの音６の音圧が低下しまうのを抑制できる。
【００３３】
また、はんだ５を穴３２ｃに流し込むための工程（リフロー）と、スピーカ１の端子２６をプリント基板３２のランド３２ｅに接続するための工程（リフロー）とを同一工程にできるので、スピーカ１の実装工程が複雑になってしまうのを抑制できる。
【００３４】
また、スピーカ１は、車両用計器３の主基板３２（ＣＰＵ４３、ステッパモータ４１等が実装された基板）に実装されているので、主基板３２と別の基板に実装される場合に比べて、車両用計器３の構造が複雑になってしまうのを抑制できる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、放音孔部分２５の外面に金属端子を付けるなどして、その外面を金属で構成しても良い。これによれば、放音孔部分２５の外面にもはんだを固着できるので、より一層、放音孔部分２５と穴３２ｃの内面との隙間をはんだで埋めやすくできる。
【００３６】
また、上記実施形態では、ＳＭＤタイプのスピーカ１を例に挙げたが、スピーカにつながるリード端子を基板の孔に通して、片面又は両面にはんだ付けする挿入実装タイプのスピーカに本発明を適用しても良い。
【００３７】
また、スピーカ１は、プリント基板３２の第１表面３２ａに実装されたとしても良い。また、車両用計器３の主基板３２と別に基板を設けて、この別基板にスピーカ１を実装しても良い。
【００３８】
また、ランド３２ｄは、第１表面３２ａに加えて又は代えて第２表面３２ｂに形成されたとしても良い。第１表面３２ａと第２表面３２ｂの両方にランド３２ｄを形成して、両側からはんだを穴３２ｃに流し込むことで、より一層、放音孔部分２５と穴３２ｃの内面との隙間をはんだで埋めやすくできる。
【００３９】
また、放音孔部分と基板の穴の内面との隙間を遮蔽する遮蔽部としては、はんだに限らず、遮蔽機能を有すれば、例えばその隙間の平面形状に沿った形状の樹脂製リングを該隙間に圧入して遮蔽部としてもよいことは勿論である。この場合には、基板の穴をスルーホールとしなくても良い。
【００４０】
また、車両用計器３以外の装置に用いられる、基板実装タイプのスピーカに本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１  スピーカ
２１  スピーカの表面
２２  スピーカの裏面
２３、２４  放音孔
２５  スピーカの裏面の放音孔部分
３２  プリント基板
３２ａ  プリント基板の第１表面
３２ｂ  プリント基板の第２表面
３２ｃ  プリント基板の穴
３２ｄ、３２ｅ  ランド
５  はんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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