JP7064082B2 - ボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー - Google Patents

Description

本発明は、信号電圧が印加されると音を発し、かつ接触音の発生を防止するとともに、コンパクトな、ボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカーに関する。

マイクロスピーカーは、主に携帯端末、イヤホン、スピーカー等、音を発生することができる装置で応用されている。
従来のマイクロスピーカーは、内部に設置されたボイスコイルが磁石の外部を囲み、該ボイスコイルに信号電圧が印加されると電流が発生し、該ボイスコイルが磁力線を切ることで生じる作用力により、ダイアフラムを動かして上下の振幅運動を生じさせ、該ダイアフラムが空気を動かすことで対応する音を発する。

このようなマイクロスピーカーは体積が小さいため、マイクロスピーカー内部の空間が限られ、ボイスコイルと磁石の間の間隙が小さくなり、この結果、ボイスコイルが磁石に沿って上下の振幅運動を発生するとき、ボイスコイルと磁石がぶつかり合い、マイクロスピーカーが音を発する際に若干の接触音が混じりやすい。

このため、現在、ボイスコイルと磁石の接触を解決する構造と方法が、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等に開示されている。
これらは、ボイスコイルとハウジングの間に弾性連接部材が設置され、該弾性連接部材によってボイスコイルと磁石の間に間隔を保持することで、ボイスコイルが上下の振幅運動を発生する過程で磁石にぶつからないようにしている。
このような方法は、ボイスコイルと磁石の間で発生する接触音を効果的に改善できるが、ボイスコイルとハウジングの間に比較的大きい空間を保持し、弾性連接部材を設置できるようにする必要がある。このため、マイクロスピーカーの体積を十分に小さくすることができない。

米国特許公告第８９９５７０４号明細書 米国特許公告第９８１３８１８号明細書 米国特許公告第１０００３８８７号明細書 米国特許公告第１０４４８１６７号明細書 米国特許公告第１０２９９０４５号明細書

本発明が解決しようとする課題は、通電した時に音を発し、かつ接触音の発生を防止するとともに、体積を小さくできる、ボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカーを提供することにある。

本発明のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカーは、少なくとも、ハウジングと、ダイアフラムと、磁石と、ボイスコイルと、弾性連接部材とを含み、前記ハウジングが中央に収容空間を備え、該収容空間が相対する第１端と第２端を備え、前記ダイアフラムが前記収容空間の該第１端に設置され、前記磁石が、前記ダイアフラムに対して垂直な軸心を備え、前記収容空間の第２端に設置されて、前記ダイアフラムから離隔され、前記ボイスコイルの一端が前記磁石の外側に周設され、他端が前記ダイアフラムと連結され、該ボイスコイルに信号電圧が印加されると、前記ダイアフラムが動かされ、前記軸心の延伸方向に沿って振幅運動を発生し、前記弾性連接部材が、少なくとも１つのフレームと、少なくとも１つの弾性部材を含み、該フレームが前記ボイスコイルの搭載に用いられ、該弾性部材が前記フレームと前記磁石の間に連接されて、前記ボイスコイルと前記磁石の間に間隔を保持させ、前記ボイスコイルが前記振幅運動を行うとき前記軸心に接離する方向への振れ幅を抑制する。

一実施例において、前記フレームが複数の支持枠で構成され、これら各支持枠が相互に離隔され、かつ各支持枠と磁石の間にそれぞれ前記弾性部材が設置される。

一実施例において、相互に離隔された前記各支持枠の間がさらにそれぞれ連接棒を利用して相互に連接される。

一実施例において、前記磁石が平面矩形であり、２つの相対する長辺と２つの相対する短辺を含み、各長辺と各短辺が相互に相隣する箇所に弧形辺が形成される。

一実施例において、各支持枠が各弧形辺の外側に設置され、かつ各弾性部材が各支持枠と各弧形辺の間に連接される。

一実施例において、２つの前記長辺と２つの前記短辺の外側にそれぞれ前記支持枠が設置され、かつ各支持枠と各長辺及び各短辺の間にそれぞれ前記弾性部材が設置される。

一実施例において、前記磁石の外部表面に接着層が設けられる。

一実施例において、前記ハウジングが、積載座体とハウジング本体で構成され、前記第１端が該積載座体に形成され、かつ前記ダイアフラムの搭載に用いられ、前記第２端が前記ハウジング本体に形成され、かつ前記ボイスコイルの外部に周設され、前記積載座体が前記ハウジング本体の上方に取り付けられる。

一実施例において、前記ダイアフラムが前記積載座体と一体成型され、かつ前記ダイアフラムがシリコン材料を射出成型して前記積載座体上に形成される。

本発明によれば、弾性連接部材によってボイスコイルと磁石に間隔を保持させ、ボイスコイルが磁石の外部で振幅運動を行うとき、ボイスコイルと磁石が接触することを回避できるので、接触音の発生を防止できる。
また、ボイスコイルとハウジングの間に弾性連接部材を設けたものに比べて、ボイスコイルとハウジングの間の距離を縮小できるので、マイクロスピーカー全体を小さくし、更なる小型化の要求を満たすことができる。

本発明の実施例１を示すマイクロスピーカーの断面図である。 本発明の実施例１に係る弾性連接部材と磁石の断面図である。 本発明の実施例１に係る弾性連接部材と磁石の斜視図である。 本発明の実施例１に係る弾性連接部材と磁石の平面図である。 本発明の実施例１に係る弾性連接部材と磁石の分解斜視図である。 本発明の実施例２に係る弾性連接部材の斜視図である。 本発明の実施例３に係る弾性連接部材と磁石の斜視図である。 本発明の実施例３に係る弾性連接部材と磁石の分解斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照する等して詳細に説明する。
図１から図５は本発明の実施例１を示す。
本実施例において、ボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー１０は、ハウジング２０と、ダイアフラム３０と、磁石４０と、ワッシャー５０と、ボイスコイル６０と、弾性連接部材７０を含む。

ハウジング２０は中央に収容空間２１を備え、収容空間２１内に第１端２２と第２端２３を有し、第１端２２と第２端２３が相対している。
本実施例において、ハウジング２０は積載座体２４とハウジング本体２５で構成され、第１端２２が積載座体２４に位置し、第２端２３がハウジング本体２５に位置し、積載座体２４がハウジング本体２５の上方になるよう取り付けられる。

ダイアフラム３０は収容空間２１の第１端２２の端縁箇所に設置される。
本実施例において、ダイアフラム３０はシリコン材料を射出成型する方式で積載座体２４と一体成型される。その成型方式は、まず積載座体２４を第１金型（従来技術であり、図示しない）内に入れ、液体状のシリコン材料を該第１金型内に注入し、シリコン材料が該第１金型内で冷却されて成型されることにより、ダイアフラム３０を積載座体２４上に直接成型し、ダイアフラム３０と積載座体２４を一体として成型する。

磁石４０は収容空間２１の第２端２３の箇所に設置され、かつハウジング２０により被覆され、磁石４０とダイアフラム３０が相互に離隔される。また、磁石４０は、ダイアフラム３０に垂直な軸心４１を備える。
本実施例において、磁石４０は概ね平面矩形であり、２つの長辺４２と２つの短辺４３を含み、各長辺４２と各短辺４３は互いに相隣し、かつ相隣する箇所において各長辺４２と各短辺４３の間に弧形辺４４が形成される。
ワッシャー５０は磁石４０上を被覆して設置される。

ボイスコイル６０は収容空間２１内に設置され、ボイスコイル６０の一端がダイアフラム３０に連接され、他端が磁石４０とワッシャー５０の外部を囲み、かつ磁石４０とボイスコイル６０の間に間隔６１が形成される。
ボイスコイル６０は、エナメル線、銅線、アルミ線または銅クラッドアルミ線等の金属ワイヤを巻回して成り、かつ該エナメル線等の二端がそれぞれ外部電源に接続するために用いられる（従来技術であり、ここでは説明を省略する）。
ボイスコイル６０に信号電圧が印加されると電流が発生し、ボイスコイル６０が磁力線を切ることで生じる作用力を利用して、ダイアフラム３０を動かし軸心４１の延伸方向に沿って振幅運動を発生させ、ダイアフラム３０が空気を動かすことで対応する音を出させる。

弾性連接部材７０は磁石４０とボイスコイル６０の間に連接され、弾性連接部材７０により磁石４０とボイスコイル６０の間に適切な該間隔６１を保持させる。
弾性連接部材７０は少なくとも１つのフレーム７１と少なくとも１つの弾性部材７２で構成される。
本実施例において、フレーム７１は４つの支持枠７３で構成されており、各支持枠７３が相互に間隔をあけて設置され、各支持枠７３が磁石４０の各弧形辺４４の外側に相隣して設置され、かつ各支持枠７３と弧形辺４４の間にそれぞれ弾性部材７２が設置される。 各支持枠７３は概ねＬ字形を呈し（図２参照）、連接辺７４と直立辺７５を含み、連接辺７４がボイスコイル６０の下方に位置し、直立辺７５がボイスコイル６０の外側に位置し、各支持枠７３は粘着、高周波または射出成型等の方式でボイスコイル６０に連接される。

各弾性部材７２が連接辺７４と弧形辺４４の間に連接される。本実施例において、弾性部材７２は同様にシリコン材料を利用して射出成型の方式で連接辺７４と弧形辺４４の間に形成される。成型の方法は、まずこれら支持枠７３と磁石４０を第２金型（従来技術であり、図示しない）内に入れ、液体状のシリコン材料を該第２金型の成型空間内に注入し、シリコン材料が該成型空間内で冷却されて成型されることにより、弾性部材７２が形成される。これにより、弾性部材７２を連接辺７４と弧形辺４４の間に効果的に結合させることができ、また弾性部材７２の形状は、成型空間内の形状を変えることにより、変えることができる。

磁石４０と弾性部材７２は異なる材料で製造されるため、成型過程で弾性部材７２を磁石４０と効果的に結合させるために、本実施例では先に磁石４０の外部表面上にコーティングまたは射出成型等の方式で接着層４５を形成する。接着層４５はシリコン材料を利用して形成され、それにより弾性部材７２の成型時、弾性部材７２を接着層４５と効果的に相互に結合させ、弾性部材７２と磁石４０の間の接着力を高めることができる。

このため、ボイスコイル６０に信号電圧が印加された後、ボイスコイル６０が磁石４０上で振幅運動を行うとき、弾性連接部材７０によりボイスコイル６０と磁石４０に間隔６１を保持させ、ボイスコイル６０が軸心４１に対して左右に振れる現象を抑制し、ボイスコイル６０と磁石４０に接触が発生することを効果的に回避できる。

言及すべきは、磁石４０の各弧形辺４４の半径が大きいほど、各弧形辺４４と支持枠７３の間の間隔６１が大きくなり、弾性部材７２の面積も相対して大きくなることである。このため、弧形辺４４の半径を制御することで、弧形辺４４と支持枠７３の間の間隔６１を制御できるため、振幅運動の大きさに応じて、弾性部材７２の形状を変化させ、かつボイスコイル６０と磁石４０の間の間隔６１を効果的に保持することができる。同時に、ハウジング２０とボイスコイル６０の間の距離を縮小し、マイクロスピーカー１０の全体の体積を効果的に縮小できる。

図６は、本発明の実施例２を示す。
複数の支持枠７３と磁石４０の間における複数の弾性部材７２の成型時間を節約するため、本実施例においては、相互に間隔をあけた各支持枠７３の間に連接棒７６が設置され、各連接棒７６の二端がそれぞれ支持枠７３に連接される。
これにより、支持枠７３を前述の第２金型の内部に入れるとき、各支持枠７３を逐一第２金型内に入れる必要なく、同時に第２金型内に入れることができ、支持枠７３を第２金型内に入れる時間を短縮できる。
各連接棒７６は各弾性部材７２の成型後、２つの支持枠７３の間に留めておくか、それら連接棒７６を支持枠７３の間から除去し（図４参照）、フレーム７１の重量を軽くすることを選択できる。
その他の構造は実施例１と同様である。

図７及び図８は実施例３を示す。
本実施例において、磁石４０の２つの長辺４２と２つの短辺４３の外側に支持枠７３’がそれぞれ設置され、各支持枠７３’と、各長辺４２、各短辺４３との間が弾性部材７２’を利用して相互に連接される。
これにより、ボイスコイル６０が磁石４０の外部で振幅運動を行うとき、弾性部材７２’を通じてボイスコイル６０と磁石４０の間に同様に間隔６１を保持させ、接触を発生させないようにし、ボイスコイル６０と磁石４０が相互に接触するために発生する音を効果的に改善することができる。
その他の構造は実施例１と変わるところはない。

上述をまとめると、弾性連接部材７０はボイスコイル６０と磁石４０の間に設置され、複数の支持枠７３、７３’及び複数の弾性部材７２、７２’が磁石４０の複数の弧形辺４４の外側に設置されるか、または磁石４０の２つの長辺４２または２つの短辺４３の外側に設置されるかに関わらず、いずれもボイスコイル６０と磁石４０に間隔を効果的に保持させ、ボイスコイル６０が磁石４０の外部で振幅運動を行うとき、ボイスコイル６０と磁石４０が接触することを効果的に回避できる。同時に、ボイスコイル６０とハウジング２０の間の距離を縮小し、マイクロスピーカー１０の全体の体積を効果的に縮小でき、更なる小型化の要求を満たすことができる。

以上は、本発明の実施例の説明にすぎず、これを以って本願の権利範囲を限定することはできない。本発明の要旨を逸脱しない修飾や変化はいずれも本発明の権利範囲内に含まれる。

１０ マイクロスピーカー
２０ ハウジング
２１ 収容空間
２２ 第１端
２３ 第２端
２４ 積載座体
２５ ハウジング本体
３０ ダイアフラム
４０ 磁石
４１ 軸心
４２ 長辺
４３ 短辺
４４ 弧形辺
４５ 接着層
５０ ワッシャー
６０ ボイスコイル
６１ 間隔
７０ 弾性連接部材
７１ フレーム
７２、７２’ 弾性部材
７３、７３’ 支持枠
７４ 連接辺
７５ 直立辺
７６ 連接棒

Claims (9)

1. ボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカーであって、少なくとも、ハウジングと、ダイアフラムと、磁石と、ボイスコイルと、弾性連接部材と、を含み、
   前記ハウジングが中央に収容空間を備え、該収容空間が相対する第１端と第２端を備え、
   前記ダイアフラムが前記収容空間の該第１端に設置され、
   前記磁石が、前記ダイアフラムに対して垂直な軸心を備え、前記収容空間の第２端に設置されて、前記ダイアフラムから離隔され、
   前記ボイスコイルの一端が前記磁石の外側に周設され、他端が前記ダイアフラムと連結され、該ボイスコイルに信号電圧が印加されると、前記ダイアフラムが動かされ、前記軸心の延伸方向に沿って振幅運動を発生し、
   前記弾性連接部材が、少なくとも１つのフレームと、少なくとも１つの弾性部材を含み、該フレームが前記ボイスコイルの搭載に用いられ、該弾性部材が前記フレームと前記磁石の間に連接されて、前記ボイスコイルと前記磁石の間に間隔を保持させ、前記ボイスコイルが前記振幅運動を行うとき前記軸心に接離する方向への振れ幅を抑制する、
   ことを特徴とする、ボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
2. 前記フレームが複数の支持枠で構成され、これら各支持枠が相互に離隔され、かつ各支持枠と磁石の間にそれぞれ前記弾性部材が設置される、ことを特徴とする、請求項１に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
3. 相互に離隔された前記各支持枠の間がさらにそれぞれ連接棒を利用して相互に連接される、ことを特徴とする、請求項２に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
4. 前記磁石が平面矩形であり、２つの相対する長辺と２つの相対する短辺を含み、各長辺と各短辺が相互に相隣する箇所に弧形辺が形成される、ことを特徴とする、請求項２に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
5. 各支持枠が各弧形辺の外側に設置され、かつ各弾性部材が各支持枠と各弧形辺の間に連接される、ことを特徴とする、請求項４に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
6. ２つの前記長辺と２つの前記短辺の外側にそれぞれ前記支持枠が設置され、かつ各支持枠と各長辺及び各短辺の間にそれぞれ前記弾性部材が設置される、ことを特徴とする、請求項４に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
7. 前記磁石の外部表面に接着層が設けられる、ことを特徴とする、請求項１に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
8. 前記ハウジングが、積載座体とハウジング本体で構成され、前記第１端が該積載座体に形成され、かつ前記ダイアフラムの搭載に用いられ、前記第２端が前記ハウジング本体に形成され、かつ前記ボイスコイルの外部に周設され、前記積載座体が前記ハウジング本体の上方に取り付けられる、ことを特徴とする、請求項１に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。
9. 前記ダイアフラムが前記積載座体と一体成型され、かつ前記ダイアフラムがシリコン材料を射出成型して前記積載座体上に形成される、ことを特徴とする、請求項８に記載のボイスコイルの接触を防止できるマイクロスピーカー。

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