(57)【要約】【課題】電気音響変換器にＲＦノイズ対策等を行う電子部品を配置する回路基板を搭載し、かつ、音響特性を損なわない電気音響変換器を提供するものである。【解決手段】フレームに磁気回路を構成する磁石と、ボイスコイルを有する振動板とを保持した電気音響変換器において、電子部品を実装した回路基板８をフレーム１に取り付けるとともにフレーム１に凹部１ｃ、１ｄを形成し、凹部１ｃ、１ｄに回路基板８に実装した電子部品を収納したことを特徴とする電気音響変換器。【選択図】図６
2009088741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに磁気回路を構成する磁石と、ボイスコイルを有する振動板とを保持した電気音響変換器において、電子部品を実装した回路基板を前記フレームに取り付けるとともに前記フレームに凹部を形成し、前記凹部に前記回路基板に実装した電子部品を収納したことを特徴とする電気音響変換器。  
【請求項２】
前記回路基板には一方の面に電子部品を実装し、他方の面に駆動信号供給電極が形成されており、電子部品の実装面側を前記フレームに被着することにより、前記電子部品を前記フレームの凹部に収納した請求項１記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記回路基板は両面電極基板である請求項２に記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種音響機器や情報通信機器に使用される電気音響変換器に関し、特に携帯電話機等に使用される小型の電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信機器分野において、携帯電話機は、薄型化、軽量化が進むとともに、多機能化が更に進んできている。その携帯電話機の音声出力機器である電気音響変換器においても、薄型化と小型化そして良好な音質が求められている。
【０００３】
また、携帯電話機に電気音響変換器を組み込む際には、ＲＦノイズ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｏｉｓｅ）対策が必須である。このため、携帯電話機側で、電気音響変換器と電気的に接続している近傍に、コンデンサ、インダクタンス、抵抗等の電子部品を実装した回路基板を設けることによって、ＲＦノイズ対策を行っている。
【０００４】
しかし、電気音響変換器の機種ごとに仕様の異なるボイスコイルと、ＲＦノイズ対策のコンデンサ、インダクタンス、抵抗等の特性とのマッチングが必要であるから、携帯電話機側で電気音響変換器の機種ごとに異なるコンデンサ、インダクタンス等の実装部品を準備せねばならず、コスト、組み立て性、互換性の問題があった。
【０００５】
また、携帯電話機側にＲＦノイズ対策の電子部品を設けることで、回路基板が大きくなり、携帯電話機の小型化が図れないというデメリットもある。このため、電気音響変換器側に配線用基板として元々配置してある回路基板、即ちボイスコイルに駆動電流を供給するための駆動信号供給電極がパターニングされている回路基板に、ＲＦノイズ対策のコンデンサ、インダクタンス等の電子部品を実装することが求められている。
【０００６】
電気音響変換器に電子部品を実装した回路基板を設ける従来技術として、特許文献１のような例が提案されている。
【０００７】
特許文献１に示す従来技術における電気音響変換器は、パワーＩＣやボイスコイルの温度上昇を検知するために、アンプの回路基板を電気音響変換器のフレーム底壁にネジ止めし固定して、フレームと回路基板の間に電子部品を配置する。その結果、ボイスコイルとパワーＩＣの温度上昇が検知しやすくなり、ボイスコイルの熔融やパワーＩＣの破損が防止できるものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８７９７号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示す従来の電気音響変換器は、電子部品を配置した回路基板を電気音響変換器に搭載してはいるが、大型の電気音響変換器を対象とするもので携帯電話機に搭載が可能となるような、小型薄型を考慮した構造ではなかった。
【００１０】
また図９，図１０は携帯電話機に搭載が可能な小型薄型の電気音響変換器に電子部品を実装していない場合と、実装している場合との参考例を示すものである。詳細構造については本願において後述するが、図９は電子部品を実装していない状態、図１０は電子部品を実装している状態における、従来の小形電気音響変換器の裏側を示す斜視図である。
図９に示す従来の電気音響変換器４０は、ボイスコイルに携帯電話機から駆動電流を供給するための駆動信号供給電極、即ちボイスコイル電極８ｃ、８ｄと駆動信号電極８ａ、８ｂ、だけがパターニングされた回路基板４８が被着されて使われてきた。そして、音響特性に影響を与える後方放音孔１ａを出来るだけ数多く配置していた。
【００１１】
これに対し本願の目的であるＲＦノイズ対策の電子部品を、電気音響変換器の回路基板に搭載しようとすると、図１０の参考例に示すように、回路基板５８は、その外形形状がＲＦノイズ対策の電子部品であるコンデンサ９、インダクタ１０を搭載するに要する面積の分だけ拡大延長して、電気音響変換器５０に被着される。従って、回路基板５８の外形形状が、図９の回路基板４８の外形形状より拡大延長した増量相当分、後方放音孔１ａを塞いで、音響特性を損なうことになる。
【００１２】
（発明の目的）
本発明の目的は、ＲＦノイズ対策等の電子部品を配置する回路基板を搭載し、かつ、音響特性を損なわない電気音響変換器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の電気音響変換器は、フレームに磁気回路を構成する磁石と、ボイスコイルを有する振動板とを保持した電気音響変換器において、電子部品を実装した回路基板をフレームに取り付けるとともにフレームに凹部を形成し、凹部に回路基板に実装した電子部品を収納したことを特徴とする。
【００１４】
また、回路基板には一方の面に電子部品を実装し、他方の面に駆動信号供給電極が形成されており、電子部品の実装面側をフレームに被着することにより、電子部品をフレームの凹部に収納したことを特徴とする。
【００１５】
また、回路基板は両面電極基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の電気音響変換器は、回路基板の一方の面に駆動信号供給電極を形成し、反対側の面に電子部品を搭載するとともに、電子部品搭載面側をフレームに被着することにより、電子部品をフレームの凹部に収納したので、回路基板が小さく出来て、電気音響変換器の後方放音孔を塞ぐことなく、音響特性を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の具体的実施形態について、図面に基づき説明する。図１と図２は本発明の第１実施形態に係る電気音響変換器の構成を示す図面であり、図１は電気音響変換器２０の裏面側の平面図であり、図２は図１の電気音響変換器２０のＡ−Ａ断面の図を示している。
【００１８】
図１、図２に示すように、電気音響変換器２０は、樹脂製のフレーム１と樹脂製のプロテクタ７、後述する磁気回路と、振動板５とボイスコイル６と回路基板８により構成されている。
【００１９】
磁気回路は、ヨーク２と磁石３とトッププレート４により構成されている。ヨーク２は、樹脂製のフレーム１の裏面側に、浅いナベ型形状の磁性材料からなり、インサート成型或いは接着や圧入によりフレーム１と一体化している。円板形状からなる磁石３は、ヨーク２の内側に同心円状に位置決め接着して固定され、磁性材料からなる円板形状のトッププレート４は、磁石３の上に同心円状に位置決めして接着され固定されている。
【００２０】
振動板５は樹脂フィルムを所望の形状に成型することにより形成され、その周縁部がフレーム１の表面側に固定されている。ボイスコイル６は、その上端が振動板５に接着して固着され、ヨーク２と磁石３とトッププレート４からなる磁気回路により形成された円環状の磁気ギャップの中で、振動板５により可動自在に支持されている。そして、ボイスコイル６の巻線の始終端は、回路基板８のボイスコイル電極８ｃ、８ｄに半田付けにより接続されている。
【００２１】
樹脂製のプロテクタ７は、振動板５を保護するためにその上部を覆い、フレーム１の表面側に嵌合し、振動板５の周縁部とフレーム１が固定されている部分で接着固定されている。このプロテクタ７には、空気流通用の放音孔７ａが設けられていて、振動板５の表面側の空気を外側に連通するように設定されており、振動板５の振幅運動に伴う空気の流通を円滑に行っている。
【００２２】
フレーム１の裏面側に設けられた空気流通用の後方放音孔１ａは、フレーム１の周縁に同形状でほぼ等間隔に複数個設けられ、振動板５の裏面側の空気を効率よく外側に連通するように設定されている。
【００２３】
両面基板からなる回路基板８はフレーム１の裏面側に設けられ、回路基板８の表面側には、駆動信号供給電極としての駆動信号電極８ａ、８ｂとボイスコイル６へ電流を供給するボイスコイル電極８ｃ、８ｄを備えている。回路基板８は、裏面側がフレーム１に位置決めして接着することにより固定される。
【００２４】
図３と図４は、図１で示した両面基板からなる回路基板８に、電子部品を搭載した形態を説明する回路基板の斜視図であり、図３は回路基板８の表面側の斜視図、図４は回路基板８の裏面側の斜視図である。
【００２５】
図３において、回路基板８の表面側は、駆動信号電極８ａ、８ｂとボイスコイル電極８ｃ、８ｄと、電極間を結ぶ配線パターンで基板面積のほとんどが占められている。駆動信号電極８ａ、８ｂは携帯電話機のセット側基板からの接続プローブ（後述する）と接触し、導通を取るための面積を要し、ボイスコイル電極８ｃ、８ｄはボイスコイル６の巻線の始終端を半田付けで接続する面積を要する。即ち、回路基板８の面積は、各電極の面積と配線パターンの面積で占められた、必要最小の面積である。
【００２６】
図４は、回路基板８の裏面側を示し、ＲＦノイズ対策で搭載した電子部品のコンデンサ９、インダクタ１０を配線パターンに半田付けした形態を示す図である。駆動信号電極８ａと８ｂをコンデンサ９で接続し、駆動信号電極８ａとボイスコイル電極８ｄをインダクタ１０で接続し、駆動信号電極８ｂとボイスコイル電極８ｃもインダクタ１０で接続して、ＲＦノイズの対策を施した回路基板８を実現している。
【００２７】
図５は、電気音響変換器２０が携帯電話機３０に組み込まれている形態を示す断面図であり、電気音響変換器２０と携帯電話機３０の電気的接続を説明する図である。
携帯電話機３０のケース３１に設けられた凹部３２に電気音響変換器２０を収納し、クッション３３を介してセット側基板３４で電気音響変換器２０を押圧することにより、携帯電話機３０に電気音響変換器２０を位置決めして固定する。セット側基板３４に予め設けられている接続プローブ３５が、回路基板８に設けられている駆動信号電極８ａ、８ｂに圧接し、電気音響変換器２０と携帯電話機３０が電気的に接続される。
【００２８】
図６は、本発明の電気音響変換器２０と回路基板８の分解斜視図であり、電子部品とフレーム１の凹部、貫通穴の関係を説明する図である。
【００２９】
図１で説明したごとく、フレーム１の裏面側には後方放音孔１ａが設けてあり、図１では回路基板８に隠れて見えなかった位置に、ボイスコイル６の巻線の終始端が通るリード線貫通穴１ｂ、そして凹部１ｃ、貫通穴１ｄが設けられている。
【００３０】
このフレーム１の凹部１ｃと貫通穴１ｄは、回路基板８に実装されたコンデンサ９やインダクタ１０等の電子部品の出っ張りを収納するために設けられている。コンデンサ９のような高さの低い電子部品に対しては凹部１ｃを、インダクタ１０のような高さのある電子部品に対しては貫通穴１ｄを対応して配置することにより、フレーム１に電子部品を内蔵することが可能となっている。
【００３１】
このような立体配置を採用することで、回路基板８は電子部品を搭載しても、電極パターンを配置するに必要な最小面積を実現して、後方放音孔１ａの数を少なくすることがないので、音響特性を損なうことなく、ＲＦノイズ対策を施した電気音響変換器２０を提供することが可能となる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係るＲＦノイズ対策の電子部品を搭載する回路基板の第２の実施形態について説明する。図７は第２実施形態を示す回路基板の斜視図であり、片面基板からなる回路基板１８の表面側の斜視図、図８は回路基板１８の裏面側の斜視図である。図７に示すように本実施形態における回路基板１８は外形形状が、図３に示す回路基板８と同一であるが、異なる種類の電子部品を搭載した点が回路基板８と異なっている。
【００３３】
図７で示す片面基板からなる回路基板１８の表面側は、図３で示した回路基板８とほぼ同じ配線パターンが設けられている。即ち、図５で説明したように、携帯電話機の回路基板からの接続プローブと接触し、導通を取るための面積を有する駆動信号電極１８ａ、１８ｂと、ボイスコイル６の巻線の始終端を半田付けする面積を有するボイスコイル電極１８ｃ、１８ｄと、それぞれの電極を電気的に結ぶ配線パターンが設けられている点は回路基板８と同じであるが、回路基板１８が回路基板８と異なるところは、回路基板８が両面基板を用いて両面に設けられた電極の間を導電性のスルーホールで接続していたのに対し、回路基板１８は、片面基板を用いて回路基板の両面を電子部品のリード線を通すための単なる貫通孔で接続していることである。
【００３４】
図８は、回路基板１８の裏面側に、アキシャル電子部品であるコンデンサ９ａ、インダクタ１０ａを搭載し半田付けをした図である。コンデンサ９ａとインダクタ１０ａは、リード線を持った部品であるから、回路基板１８の裏面側には配線パターンを必要としない。
【００３５】
即ち、回路基板１８の表面側にパターニングされた駆動信号電極１８ａと駆動信号電極１８ｂには、回路基板１８の裏面側にあるコンデンサ９ａのリード線が回路基板１８の貫通孔を通して半田付けされることにより接続され、同様に駆動信号電極１８ａとボイスコイル電極１８ｄには、インダクタ１０ａが、さらに駆動信号電極１８ｂとボイスコイル電極１８ｃには、インダクタ１０ａのリード線が各々回路基板１８の貫通孔を通して半田付けされることにより接続されている。
【００３６】
上記の如く回路基板１８においては、電子部品としてリード線付きの部品を採用することにより、電子部品のリード線によって回路基板の両面を接続している。従って、ＲＦノイズ対策の電子部品を搭載した回路基板１８は、アキシャル電子部品を採用することで電子部品のリード線が配線パターンを兼ねるので、片面基板を用いることが可能となり、コストダウンが図れる。
【００３７】
以上のように本発明によれば、回路基板の表面側に駆動信号電極とボイスコイル電極等の駆動信号供給電極を集中的に配置し、裏面側に電子部品を配置することで、小さい回路基板を用いて、各社の携帯電話機に互換性を保ちつつ、ＲＦ対策した電気音響変換器が提供可能となり、かつ、電気音響変換器の音響特性も劣化させることが無い。
【００３８】
各実施形態において、電気音響変換器の磁気回路を内磁型で説明したが、外磁型でもよく、さらに電子部品はＲＦノイズ対策用としてのコンデンサ、インダクタに限定されるものではなく、他の回路を構成する半導体や抵抗であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態における電気音響変換器の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における電気音響変換器の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における回路基板の構成を示し、回路基板の表面側の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における回路基板の構成を示し、回路基板の裏面側の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における電気音響変換器を携帯電話機に組込んだ概略構成図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における電気音響変換器と回路基板の分解斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における回路基板の構成を示し、回路基板の表面側の斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における回路基板の構成を示し、回路基板の裏面側の斜視図である。
【図９】従来の電気音響変換器の裏側を示す斜視図である。
【図１０】従来の電気音響変換器の裏側を示す斜視図で、電子部品を設けた参考例である。
【符号の説明】
【００４０】
１  フレーム
１ａ  後方放音孔
１ｂ  リード線貫通穴
１ｃ  凹部
１ｄ  貫通穴
２  ヨーク
３  磁石
４  トッププレート
５  振動板
６  ボイスコイル
７  プロテクタ
７ａ  放音孔
８  回路基板
８ａ、８ｂ  駆動信号電極
８ｃ、８ｄ  ボイスコイル電極
９  コンデンサ
９ａ  アキシャルコンデンサ
１０  インダクタ
１０ａ  アキシャルインダクタ
１８  回路基板
１８ａ、１８ｂ  駆動信号電極
１８ｃ、１８ｄ  ボイスコイル電極
２０  電気音響変換器  
３０  携帯電話機
３１  ケース
３２  凹部
３３  クッション
３４  セット側基板
３５  接続プローブ
４０  従来の電気音響変換器
４８  回路基板
５０  従来の電気音響変換器
５８  回路基板
【図１】
2009088741.tif 000003
【図２】
2009088741.tif 000004
【図３】
2009088741.tif 000005
【図４】
2009088741.tif 000006
【図５】
2009088741.tif 000007
【図６】
2009088741.tif 000008
【図７】
2009088741.tif 000009
【図８】
2009088741.tif 000010
【図９】
2009088741.tif 000011
【図１０】
2009088741.tif 000012