JP3532715B2 - 電磁音響変換器 - Google Patents
電磁音響変換器Info
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- JP3532715B2 JP3532715B2 JP30941596A JP30941596A JP3532715B2 JP 3532715 B2 JP3532715 B2 JP 3532715B2 JP 30941596 A JP30941596 A JP 30941596A JP 30941596 A JP30941596 A JP 30941596A JP 3532715 B2 JP3532715 B2 JP 3532715B2
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- reflow soldering
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R11/00—Transducers of moving-armature or moving-core type
- H04R11/04—Microphones
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を電磁変
換により音響に変換するサウンダ等に用いられる電磁音
響変換器に関する。
換により音響に変換するサウンダ等に用いられる電磁音
響変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３及び図１４は、従来の電磁音響変
換器を示している。この電磁音響変換器は、合成樹脂で
形成された外装ケース１００の内部に非磁性金属等から
なる支持リング１０２が固定され、その上部には磁性材
料板からなる共鳴板１０４が設置されている。共鳴板１
０４には磁片１０６が取り付けられている。この共鳴板
１０４の上面側には外装ケース１００によって共鳴室１
０８が形成され、この共鳴室１０８は外装ケース１００
に開口されている放音孔１１０を以て外気に開放されて
いる。共鳴板１０４の背面側には、ベース１１２及びプ
リント基板１１４が設置され、これらベース１１２及び
プリント基板１１４によって外装ケース１００の背面側
が閉塞されている。ベース１１２の中央には、鉄心１１
６が取り付けられ、その周囲にはコイル１１８が巻回さ
れているとともに、このコイル１１８の周囲側には間隔
を設けてマグネット１２０が設置されている。鉄心１１
６の頂部と共鳴板１０４との間にはエアギャップ１２２
が形成されており、鉄心１１６に巻回されているコイル
１１８の端末は、端子ピン１２４、１２６の基部に半田
付けによって接続されている。各端子ピン１２４、１２
６は、その基部をプリント基板１１４に加締めによって
固定されている。
換器を示している。この電磁音響変換器は、合成樹脂で
形成された外装ケース１００の内部に非磁性金属等から
なる支持リング１０２が固定され、その上部には磁性材
料板からなる共鳴板１０４が設置されている。共鳴板１
０４には磁片１０６が取り付けられている。この共鳴板
１０４の上面側には外装ケース１００によって共鳴室１
０８が形成され、この共鳴室１０８は外装ケース１００
に開口されている放音孔１１０を以て外気に開放されて
いる。共鳴板１０４の背面側には、ベース１１２及びプ
リント基板１１４が設置され、これらベース１１２及び
プリント基板１１４によって外装ケース１００の背面側
が閉塞されている。ベース１１２の中央には、鉄心１１
６が取り付けられ、その周囲にはコイル１１８が巻回さ
れているとともに、このコイル１１８の周囲側には間隔
を設けてマグネット１２０が設置されている。鉄心１１
６の頂部と共鳴板１０４との間にはエアギャップ１２２
が形成されており、鉄心１１６に巻回されているコイル
１１８の端末は、端子ピン１２４、１２６の基部に半田
付けによって接続されている。各端子ピン１２４、１２
６は、その基部をプリント基板１１４に加締めによって
固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電磁音響変換器は、音響発生を必要とする各種電子機器
のプリント基板等にリフロー半田処理によって電気的に
接続されるため、その半田付けの際に加熱される。そこ
で、この熱処理による熱的劣化から電磁音響変換器を防
護するため、その構成部品の耐熱性を高め、音響性能の
劣化を防止する対策が施される。しかしながら、耐熱性
部品は、電磁音響変換器の製造コストを高くする原因に
なる。
電磁音響変換器は、音響発生を必要とする各種電子機器
のプリント基板等にリフロー半田処理によって電気的に
接続されるため、その半田付けの際に加熱される。そこ
で、この熱処理による熱的劣化から電磁音響変換器を防
護するため、その構成部品の耐熱性を高め、音響性能の
劣化を防止する対策が施される。しかしながら、耐熱性
部品は、電磁音響変換器の製造コストを高くする原因に
なる。
【０００４】電磁音響変換器の耐熱性を高める対策とし
ては、磁気回路特性に最も影響するマグネット１２０や
支持リング１０２の耐熱性が問題となる。特に、支持リ
ング１０２の熱的変形は、共鳴板１０４と鉄心１１６と
の間のエアギャップ１２２の幅に影響を与えるため、支
持リング１０２の耐熱性はエアギャップ１２２を一定に
保持する上で必要不可欠である。
ては、磁気回路特性に最も影響するマグネット１２０や
支持リング１０２の耐熱性が問題となる。特に、支持リ
ング１０２の熱的変形は、共鳴板１０４と鉄心１１６と
の間のエアギャップ１２２の幅に影響を与えるため、支
持リング１０２の耐熱性はエアギャップ１２２を一定に
保持する上で必要不可欠である。
【０００５】そして、マグネット１２０は、サウンダの
動作温度である８０℃程度では可逆減磁はするが、不可
逆減磁を生じないため、磁力の常温復帰が可能である。
しかし、リフロー半田付け処理時の温度は、２００℃〜
２５０℃と高く、このような熱を受けると、不可逆減磁
を生じ、常温復帰後では５〜３０％程度の減磁が生じ
る。その程度は、マグネット１２０を構成する材質によ
り大きな差があることは周知であるが、一般に減磁が小
さいものでは、高価となる。要するに、耐熱性が良好な
もの程コスト高となる傾向がある。
動作温度である８０℃程度では可逆減磁はするが、不可
逆減磁を生じないため、磁力の常温復帰が可能である。
しかし、リフロー半田付け処理時の温度は、２００℃〜
２５０℃と高く、このような熱を受けると、不可逆減磁
を生じ、常温復帰後では５〜３０％程度の減磁が生じ
る。その程度は、マグネット１２０を構成する材質によ
り大きな差があることは周知であるが、一般に減磁が小
さいものでは、高価となる。要するに、耐熱性が良好な
もの程コスト高となる傾向がある。
【０００６】図１５は、リフロー半田温度のプロファイ
ルの一例を示す。この場合、測定温度は、標準基板上の
中央の温度であるが、このようなプロファイルから明ら
かなように、基板に実装される電磁音響変換器は、相当
な加熱を受けることになり、マグネット１２０の減磁は
無視できない。
ルの一例を示す。この場合、測定温度は、標準基板上の
中央の温度であるが、このようなプロファイルから明ら
かなように、基板に実装される電磁音響変換器は、相当
な加熱を受けることになり、マグネット１２０の減磁は
無視できない。
【０００７】このような減磁が生じると、共鳴板１０４
と鉄心１１６との間の磁気結合力が低下し、電磁音響変
換器の音響性能が変化することとなる。図１６はリフロ
ー半田処理前の音圧の周波数特性（音響特性）、図１７
はリフロー半田処理後の音圧の周波数特性（音響特
性）、図１８はリフロー処理前の電流の周波数特性を示
しており、図１９はリフロー処理後の電流の周波数特性
を示している。即ち、リフロー半田処理で加熱された電
磁音響変換器では、共鳴板１０４の最低共振周波数Ｆｏ
が低下し、音圧レベルも低下し、音響特性が悪化してい
る。
と鉄心１１６との間の磁気結合力が低下し、電磁音響変
換器の音響性能が変化することとなる。図１６はリフロ
ー半田処理前の音圧の周波数特性（音響特性）、図１７
はリフロー半田処理後の音圧の周波数特性（音響特
性）、図１８はリフロー処理前の電流の周波数特性を示
しており、図１９はリフロー処理後の電流の周波数特性
を示している。即ち、リフロー半田処理で加熱された電
磁音響変換器では、共鳴板１０４の最低共振周波数Ｆｏ
が低下し、音圧レベルも低下し、音響特性が悪化してい
る。
【０００８】ところで、支持リング１０２は、非磁性金
属や樹脂等で形成される。このような材料で形成されて
いる支持リング１０２は、８０℃程度の温度では材質が
持つ線膨張係数に従って伸びを生じるが、常温で元寸法
に収縮する。しかし、リフロー半田処理温度では、樹脂
で形成された支持リング１０２は、アニール効果又は熱
劣化により寸法収縮が生じる。ＬＣＰ材の収縮率を図２
０に示す。その程度は、材質により大きく差があり、一
般に熱収縮率が低いものは高価格である。
属や樹脂等で形成される。このような材料で形成されて
いる支持リング１０２は、８０℃程度の温度では材質が
持つ線膨張係数に従って伸びを生じるが、常温で元寸法
に収縮する。しかし、リフロー半田処理温度では、樹脂
で形成された支持リング１０２は、アニール効果又は熱
劣化により寸法収縮が生じる。ＬＣＰ材の収縮率を図２
０に示す。その程度は、材質により大きく差があり、一
般に熱収縮率が低いものは高価格である。
【０００９】そして、支持リング１０２がリフロー半田
処理の加熱により収縮すると、その分だけ鉄心１１６と
共鳴板１０４との間のエアギャップ１２２が狭くなり、
その分だけ共鳴板１０４と鉄心１１６との間の磁気結合
力が増加することになる。表１は、支持リング１０２の
材質とエアギャップ変化の関係を示しており、図２１
は、リフロー半田処理に伴うエアギャップ変動を示して
いる。
処理の加熱により収縮すると、その分だけ鉄心１１６と
共鳴板１０４との間のエアギャップ１２２が狭くなり、
その分だけ共鳴板１０４と鉄心１１６との間の磁気結合
力が増加することになる。表１は、支持リング１０２の
材質とエアギャップ変化の関係を示しており、図２１
は、リフロー半田処理に伴うエアギャップ変動を示して
いる。
【００１０】
【表１】
【００１１】このようなリフロー処理温度による悪影響
を回避するため、マグネット１２０に不可逆性減磁率の
低い磁石、支持リング１０２に収縮率の低い樹脂又は金
属等を使用することが行われてきた。この結果、電磁音
響変換器の部品コストが高くなるという問題があった。
を回避するため、マグネット１２０に不可逆性減磁率の
低い磁石、支持リング１０２に収縮率の低い樹脂又は金
属等を使用することが行われてきた。この結果、電磁音
響変換器の部品コストが高くなるという問題があった。
【００１２】そこで、本発明は、リフロー半田処理によ
る音響性能の劣化を防止した電磁音響変換器を提供する
ことを目的とする。
る音響性能の劣化を防止した電磁音響変換器を提供する
ことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、図１〜図１２に例示するように、マグネッ
ト（１０）が持つリフロー半田処理温度での不可逆減磁
による減磁性と、支持リング（２０）が持つリフロー半
田処理温度での収縮性とにより、マグネット（１０）の
減磁による共鳴板（２２）の最低共振周波数Ｆｏの低下
と支持リング（２０）の熱収縮による共鳴板（２２）の
最低共振周波数Ｆｏの上昇とを相殺させることにより、
共鳴板（２２）の最低共振周波数Ｆｏの変化を抑制し、
音響性能の安定化を図ったものである。
成するため、図１〜図１２に例示するように、マグネッ
ト（１０）が持つリフロー半田処理温度での不可逆減磁
による減磁性と、支持リング（２０）が持つリフロー半
田処理温度での収縮性とにより、マグネット（１０）の
減磁による共鳴板（２２）の最低共振周波数Ｆｏの低下
と支持リング（２０）の熱収縮による共鳴板（２２）の
最低共振周波数Ｆｏの上昇とを相殺させることにより、
共鳴板（２２）の最低共振周波数Ｆｏの変化を抑制し、
音響性能の安定化を図ったものである。
【００１４】請求項１に記載の電磁音響変換器は、コイ
ル（１８）が巻回された鉄心（１６）と、この鉄心が発
生した振動磁界を受けて振動する共鳴板（２２）と、こ
の共鳴板を前記鉄心との間にエアギャップ（２４）を設
けて支持する支持リング（２０）と、この支持リングの
内側に設けられて前記共鳴板に磁界を作用させるマグネ
ット（１０）とを備え、コイル（１８）に加えられる電
気信号を振動磁界に変換して前記共鳴板に作用させるこ
とにより音響に変換する電磁音響変換器であって、前記
マグネットはリフロー半田処理温度で不可逆減磁を呈す
る磁石材料で形成し、かつ、前記支持リングはリフロー
半田処理温度で収縮する材料で形成したことを特徴とす
る。このように構成したことにより、マグネットの減磁
による共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの低下と支持リング
の熱収縮による共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの上昇とを
相殺させることができ、共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの
変化を抑制し、音響性能の安定化を図ることができる。
ル（１８）が巻回された鉄心（１６）と、この鉄心が発
生した振動磁界を受けて振動する共鳴板（２２）と、こ
の共鳴板を前記鉄心との間にエアギャップ（２４）を設
けて支持する支持リング（２０）と、この支持リングの
内側に設けられて前記共鳴板に磁界を作用させるマグネ
ット（１０）とを備え、コイル（１８）に加えられる電
気信号を振動磁界に変換して前記共鳴板に作用させるこ
とにより音響に変換する電磁音響変換器であって、前記
マグネットはリフロー半田処理温度で不可逆減磁を呈す
る磁石材料で形成し、かつ、前記支持リングはリフロー
半田処理温度で収縮する材料で形成したことを特徴とす
る。このように構成したことにより、マグネットの減磁
による共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの低下と支持リング
の熱収縮による共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの上昇とを
相殺させることができ、共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの
変化を抑制し、音響性能の安定化を図ることができる。
【００１５】請求項２に記載の電磁音響変換器は、前記
マグネットがサマリュームコバルト系磁石、又は、ネオ
ジューム系磁石で形成されていることを特徴とする。こ
のような磁石材料をマグネットに使用することにより、
リフロー半田処理温度による熱で生じる不可逆減磁が、
支持リングの熱収縮と平衡する。
マグネットがサマリュームコバルト系磁石、又は、ネオ
ジューム系磁石で形成されていることを特徴とする。こ
のような磁石材料をマグネットに使用することにより、
リフロー半田処理温度による熱で生じる不可逆減磁が、
支持リングの熱収縮と平衡する。
【００１６】また、請求項３に記載の電磁音響変換器
は、前記支持リングが合成樹脂で形成されたことを特徴
とする。このような樹脂材料を支持リングに使用するこ
とにより、リフロー半田処理温度による熱収縮がマグネ
ットの減磁と平衡する。
は、前記支持リングが合成樹脂で形成されたことを特徴
とする。このような樹脂材料を支持リングに使用するこ
とにより、リフロー半田処理温度による熱収縮がマグネ
ットの減磁と平衡する。
【００１７】そして、請求項４に記載の電磁音響変換器
は、前記リフロー半田処理温度が２００〜２５０℃であ
ることを特徴とする。通常のリフロー半田処理温度が２
００〜２５０℃であり、この程度の温度に対応してマグ
ネットの減磁による共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの低下
と支持リングの熱収縮による共鳴板の最低共振周波数Ｆ
ｏの上昇とを相殺させることができ、共鳴板の最低共振
周波数Ｆｏの変化を抑制することができる。
は、前記リフロー半田処理温度が２００〜２５０℃であ
ることを特徴とする。通常のリフロー半田処理温度が２
００〜２５０℃であり、この程度の温度に対応してマグ
ネットの減磁による共鳴板の最低共振周波数Ｆｏの低下
と支持リングの熱収縮による共鳴板の最低共振周波数Ｆ
ｏの上昇とを相殺させることができ、共鳴板の最低共振
周波数Ｆｏの変化を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
形態を参照して詳細に説明する。
形態を参照して詳細に説明する。
【００１９】図１ないし図４は、本発明の電磁音響変換
器の一実施形態を示しており、図１は一部を切り欠いて
示した電磁音響変換器の平面図、図２はその背面図、図
３は図２の III−III 線断面図、図４はIV−IV線断面図
である。
器の一実施形態を示しており、図１は一部を切り欠いて
示した電磁音響変換器の平面図、図２はその背面図、図
３は図２の III−III 線断面図、図４はIV−IV線断面図
である。
【００２０】外装ケース２は、矩形を成す２つのケース
片４、６を以て構成され、共に合成樹脂の成形体であっ
て、両者は超音波溶着等で一体に固定されている。ケー
ス片４は、種々の成形方法によって形成されるが、例え
ば、リードフレーム上にベース部材として構成される。
この実施形態では、ベース部材としてケース片４が形成
されており、ベース８、マグネット１０及びリード端子
１２、１４がインサート成形されている。
片４、６を以て構成され、共に合成樹脂の成形体であっ
て、両者は超音波溶着等で一体に固定されている。ケー
ス片４は、種々の成形方法によって形成されるが、例え
ば、リードフレーム上にベース部材として構成される。
この実施形態では、ベース部材としてケース片４が形成
されており、ベース８、マグネット１０及びリード端子
１２、１４がインサート成形されている。
【００２１】ベース８は、磁性材料からなる金属板であ
って、平板状である。このベース８の中央には、柱状の
鉄心１６が一体に立設されており、その周囲にはコイル
１８が巻回されている。このコイル１８を包囲するよう
にして、環状のマグネット１０が設置されている。この
マグネット１０の底面はベース８の表面に密着させてあ
る。また、コイル１８の端末は、リード端子１２、１４
に半田付け等によって電気的に接続されている。リード
端子１２、１４間に電気信号が加えられると、その電気
信号に応じてコイル１８に励磁電流が流れ、その結果、
鉄心１６には電気信号が持つ周波数に応じた振動磁界が
発生する。
って、平板状である。このベース８の中央には、柱状の
鉄心１６が一体に立設されており、その周囲にはコイル
１８が巻回されている。このコイル１８を包囲するよう
にして、環状のマグネット１０が設置されている。この
マグネット１０の底面はベース８の表面に密着させてあ
る。また、コイル１８の端末は、リード端子１２、１４
に半田付け等によって電気的に接続されている。リード
端子１２、１４間に電気信号が加えられると、その電気
信号に応じてコイル１８に励磁電流が流れ、その結果、
鉄心１６には電気信号が持つ周波数に応じた振動磁界が
発生する。
【００２２】また、鉄心１６とマグネット１０は同心円
状にあり、マグネット１０の位置決めは、ケース片４の
内側に形成された支持リング２０によって行われてい
る。この支持リング２０は、ケース片４と別部材で構成
してもよいが、この実施形態では、ケース片４と一体に
形成されている。したがって、支持リング２０もケース
片４と同一の合成樹脂で構成されている。ケース片４と
別部材で支持リング２０を構成する場合には、ケース片
４と異なる樹脂材料の選択が可能であり、その場合で
も、インサート成形によってケース片４との一体化が可
能である。
状にあり、マグネット１０の位置決めは、ケース片４の
内側に形成された支持リング２０によって行われてい
る。この支持リング２０は、ケース片４と別部材で構成
してもよいが、この実施形態では、ケース片４と一体に
形成されている。したがって、支持リング２０もケース
片４と同一の合成樹脂で構成されている。ケース片４と
別部材で支持リング２０を構成する場合には、ケース片
４と異なる樹脂材料の選択が可能であり、その場合で
も、インサート成形によってケース片４との一体化が可
能である。
【００２３】そして、支持リング２０の上部には共鳴板
２２が設置されている。共鳴板２２は、振動部材であっ
て、鉄心１６からの磁気に反応させるため、磁性材料で
構成される。この共鳴板２２と鉄心１６との間にはエア
ギャップ２４が形成され、このエアギャップ２４の幅は
支持リング２０と鉄心１６の高さとの相対値によって決
定され、鉄心１６の高さより支持リング２０の高さを大
きくすることで、所望の幅を持つエアギャップ２４が形
成される。
２２が設置されている。共鳴板２２は、振動部材であっ
て、鉄心１６からの磁気に反応させるため、磁性材料で
構成される。この共鳴板２２と鉄心１６との間にはエア
ギャップ２４が形成され、このエアギャップ２４の幅は
支持リング２０と鉄心１６の高さとの相対値によって決
定され、鉄心１６の高さより支持リング２０の高さを大
きくすることで、所望の幅を持つエアギャップ２４が形
成される。
【００２４】このようなエアギャップ２４を通して鉄心
１６からの振動磁界が共鳴板２２に作用するが、共鳴板
２２には共鳴板２２と閉磁路を成すマグネット１０から
の磁界が作用しており、その結果、共鳴板２２は振動磁
界によって上下方向に振動する。この振動質量を増強す
る手段として、共鳴板２２にはその中央部に磁片２６が
取り付けられている。
１６からの振動磁界が共鳴板２２に作用するが、共鳴板
２２には共鳴板２２と閉磁路を成すマグネット１０から
の磁界が作用しており、その結果、共鳴板２２は振動磁
界によって上下方向に振動する。この振動質量を増強す
る手段として、共鳴板２２にはその中央部に磁片２６が
取り付けられている。
【００２５】そして、共鳴板２２の上面側にはケース片
６を以て共鳴空間である共鳴室２８が形成されている。
この共鳴室２８は、ケース片６に形成された放音孔３０
によって外気に開放されている。共鳴板２２の振動によ
って発生する音響は、共鳴室２８に共鳴し、主として放
音孔３０から外部に放出される。
６を以て共鳴空間である共鳴室２８が形成されている。
この共鳴室２８は、ケース片６に形成された放音孔３０
によって外気に開放されている。共鳴板２２の振動によ
って発生する音響は、共鳴室２８に共鳴し、主として放
音孔３０から外部に放出される。
【００２６】このような電磁音響変換器において、マグ
ネット１０は２００℃〜２５０℃程度のリフロー半田処
理温度で不可逆減磁を呈する磁石材料で形成される。そ
の一例を列挙すれば、次の通りである。 ｉ．等方性サマリュームコバルト焼結１−５系 ii．等方性サマリュームコバルト焼結２−１７系 iii.ネオジューム系ボンド iv．サマリューム系ボンド
ネット１０は２００℃〜２５０℃程度のリフロー半田処
理温度で不可逆減磁を呈する磁石材料で形成される。そ
の一例を列挙すれば、次の通りである。 ｉ．等方性サマリュームコバルト焼結１−５系 ii．等方性サマリュームコバルト焼結２−１７系 iii.ネオジューム系ボンド iv．サマリューム系ボンド
【００２７】このような電磁音響変換器において、支持
リング２０は２００℃〜２５０℃程度のリフロー半田処
理温度で収縮する合成樹脂で形成される。即ち、この実
施形態では、ベース部材であるケース片４と一体である
ことから、外装ケース２自体がこの種の合成樹脂で形成
される。その合成樹脂の一例を列挙すれば、次の通りで
ある。 ａ．ＬＣＰ−１，ベクトラＥ１３０ｉ ｂ．ＬＣＰ−２，ベクトラＥ１３０ｉ ｂ．ナイロン６Ｔ，アーレン２３０ ｃ．ＰＰＳ，Ｃ−１００ＨＧ
リング２０は２００℃〜２５０℃程度のリフロー半田処
理温度で収縮する合成樹脂で形成される。即ち、この実
施形態では、ベース部材であるケース片４と一体である
ことから、外装ケース２自体がこの種の合成樹脂で形成
される。その合成樹脂の一例を列挙すれば、次の通りで
ある。 ａ．ＬＣＰ−１，ベクトラＥ１３０ｉ ｂ．ＬＣＰ−２，ベクトラＥ１３０ｉ ｂ．ナイロン６Ｔ，アーレン２３０ ｃ．ＰＰＳ，Ｃ−１００ＨＧ
【００２８】このような材質で形成されるマグネット１
０と支持リング２０の材質は任意に組み合わせることが
できるが、共鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの変動を抑
制する上で最適な組合せが可能である。
０と支持リング２０の材質は任意に組み合わせることが
できるが、共鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの変動を抑
制する上で最適な組合せが可能である。
【００２９】このような構成とすれば、リフロー半田処
理温度による加熱を受けた場合、マグネット１０側では
その不可逆減磁により、共鳴板２２と鉄心１６との間の
磁気結合力が減少し、音響特性が変化する。特に、共鳴
板２２の最低共振周波数Ｆｏの変化、一般的にはその値
が低下し、これが音圧を低下させる結果、音響特性に大
きく影響を与える。
理温度による加熱を受けた場合、マグネット１０側では
その不可逆減磁により、共鳴板２２と鉄心１６との間の
磁気結合力が減少し、音響特性が変化する。特に、共鳴
板２２の最低共振周波数Ｆｏの変化、一般的にはその値
が低下し、これが音圧を低下させる結果、音響特性に大
きく影響を与える。
【００３０】また、リフロー半田処理温度による加熱を
受けた場合、支持リング２０側では熱収縮し、その結
果、エアギャップ２４の幅が減少する。このエアギャッ
プ２４の幅が狭くなると、共鳴板２２と鉄心１６との間
の磁気結合力が高められ、その結果、共鳴板２２の最低
共振周波数Ｆｏが高くなり、即ち、音響特性に大きく影
響を与える。この変化は、マグネット１０の減磁とは逆
の関係となっている。
受けた場合、支持リング２０側では熱収縮し、その結
果、エアギャップ２４の幅が減少する。このエアギャッ
プ２４の幅が狭くなると、共鳴板２２と鉄心１６との間
の磁気結合力が高められ、その結果、共鳴板２２の最低
共振周波数Ｆｏが高くなり、即ち、音響特性に大きく影
響を与える。この変化は、マグネット１０の減磁とは逆
の関係となっている。
【００３１】したがって、マグネット１０側の減磁によ
る最低共振周波数Ｆｏの低下と、支持リング２０側の熱
収縮による最低共振周波数Ｆｏの上昇とが互いに相殺
し、補完する結果となって、マグネット１０及び支持リ
ング２０の材料関係の組合せ効果により、リフロー半田
処理温度による加熱を受けても結果的には最低共振周波
数Ｆｏの変動はないという好ましい結果が得られる。
る最低共振周波数Ｆｏの低下と、支持リング２０側の熱
収縮による最低共振周波数Ｆｏの上昇とが互いに相殺
し、補完する結果となって、マグネット１０及び支持リ
ング２０の材料関係の組合せ効果により、リフロー半田
処理温度による加熱を受けても結果的には最低共振周波
数Ｆｏの変動はないという好ましい結果が得られる。
【００３２】
【実施例】図１〜図４に示した電磁音響変換器の実施例
について説明する。
について説明する。
【００３３】図５は、マグネット１０の材質を変更した
場合のリフロー半田処理前後の共鳴板２２の最低共振周
波数Ｆｏの変動を示す。図５において、Ｍ１は等方性サ
マリュームコバルト焼結１−５系、Ｍ２は等方性サマリ
ュームコバルト焼結２−１７系、Ｍ３はネオジューム系
ボンド、Ｍ４はサマリューム系ボンドを用いた場合の特
性を示し、リフロー半田処理温度の熱を受けたことによ
り、最低共振周波数Ｆｏの変動値はＭ１の場合には２２
Hz、Ｍ２の場合には４２Hz、Ｍ３の場合には９４Hz、Ｍ
４の場合には１０４Hzの減少が見られる。
場合のリフロー半田処理前後の共鳴板２２の最低共振周
波数Ｆｏの変動を示す。図５において、Ｍ１は等方性サ
マリュームコバルト焼結１−５系、Ｍ２は等方性サマリ
ュームコバルト焼結２−１７系、Ｍ３はネオジューム系
ボンド、Ｍ４はサマリューム系ボンドを用いた場合の特
性を示し、リフロー半田処理温度の熱を受けたことによ
り、最低共振周波数Ｆｏの変動値はＭ１の場合には２２
Hz、Ｍ２の場合には４２Hz、Ｍ３の場合には９４Hz、Ｍ
４の場合には１０４Hzの減少が見られる。
【００３４】また、図６は、図５に示す特性に対応した
リフロー半田処理前後の総磁束変動を示す。リフロー半
田処理温度の熱を受けたことにより、最低共振周波数Ｆ
ｏの変動値はＭ１の場合には２．８％、Ｍ２の場合には
５．２％、Ｍ３の場合には１１．７％、Ｍ４の場合には
１３．５％の熱減磁率を生じている。
リフロー半田処理前後の総磁束変動を示す。リフロー半
田処理温度の熱を受けたことにより、最低共振周波数Ｆ
ｏの変動値はＭ１の場合には２．８％、Ｍ２の場合には
５．２％、Ｍ３の場合には１１．７％、Ｍ４の場合には
１３．５％の熱減磁率を生じている。
【００３５】次に、図７は、支持リング２０の材質を変
更した場合のリフロー半田処理前後のエアギャップ２４
の幅変動による共鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの変動
を示す。図７において、Ｃ１はＬＣＰ−１，ベクトラＥ
１３０ｉを使用し、成形射出圧４０kg／cm2 で成形した
場合、Ｃ２はＬＣＰ−２，ベクトラＥ１３０ｉを使用
し、成形射出圧６０kg／cm2 で成形した場合、Ｃ３はナ
イロン６Ｔ、アーレン２３０を使用した場合、Ｃ４はＰ
ＰＳ，Ｃ−１００ＨＧを使用した場合、Ｃ０は黄銅を使
用した場合の各特性を示す。図７において、最低共振周
波数Ｆｏの変動値は、Ｃ１の場合には４０Hz、Ｃ２の場
合には５６Hz、Ｃ３の場合には８０Hz、Ｃ４の場合には
１１２Hzが得られている。
更した場合のリフロー半田処理前後のエアギャップ２４
の幅変動による共鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの変動
を示す。図７において、Ｃ１はＬＣＰ−１，ベクトラＥ
１３０ｉを使用し、成形射出圧４０kg／cm2 で成形した
場合、Ｃ２はＬＣＰ−２，ベクトラＥ１３０ｉを使用
し、成形射出圧６０kg／cm2 で成形した場合、Ｃ３はナ
イロン６Ｔ、アーレン２３０を使用した場合、Ｃ４はＰ
ＰＳ，Ｃ−１００ＨＧを使用した場合、Ｃ０は黄銅を使
用した場合の各特性を示す。図７において、最低共振周
波数Ｆｏの変動値は、Ｃ１の場合には４０Hz、Ｃ２の場
合には５６Hz、Ｃ３の場合には８０Hz、Ｃ４の場合には
１１２Hzが得られている。
【００３６】また、図８に示すように、リフロー半田処
理温度の熱を受けたことによるエアギャップ２４の変動
値は、Ｃ０の場合には０μ、Ｃ１の場合には−５μ、Ｃ
２の場合には−７μ、Ｃ３の場合には−１０μ、Ｃ４の
場合には−１４μが得られており、黄銅の場合には何ら
の変化も生じないのに対し、樹脂で支持リング２０を形
成した場合にはその種類によってエアギャップ２４の値
に顕著な減少が見られる。
理温度の熱を受けたことによるエアギャップ２４の変動
値は、Ｃ０の場合には０μ、Ｃ１の場合には−５μ、Ｃ
２の場合には−７μ、Ｃ３の場合には−１０μ、Ｃ４の
場合には−１４μが得られており、黄銅の場合には何ら
の変化も生じないのに対し、樹脂で支持リング２０を形
成した場合にはその種類によってエアギャップ２４の値
に顕著な減少が見られる。
【００３７】そこで、マグネット１０による総磁束変動
分とエアギャップ２４の変動分とを対応させることによ
り、マグネット１０の減磁による最低共振周波数Ｆｏ値
の減少がエアギャップ２４の減少による最低共振周波数
Ｆｏの増加によって補完されることになる。それらの相
乗効果を見ると、図９に示すようになる。即ち、Ｍ１と
Ｃ１、Ｍ２とＣ２、Ｍ３とＣ３又はＭ４とＣ４を対応さ
せると、マグネット１０の減磁による最低共振周波数Ｆ
ｏの減少とエアギャップ２４の減少による最低共振周波
数Ｆｏの増加とが相殺され、補完される結果、共鳴板２
２の最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦは極めて小さい値
に補正されることとなる。
分とエアギャップ２４の変動分とを対応させることによ
り、マグネット１０の減磁による最低共振周波数Ｆｏ値
の減少がエアギャップ２４の減少による最低共振周波数
Ｆｏの増加によって補完されることになる。それらの相
乗効果を見ると、図９に示すようになる。即ち、Ｍ１と
Ｃ１、Ｍ２とＣ２、Ｍ３とＣ３又はＭ４とＣ４を対応さ
せると、マグネット１０の減磁による最低共振周波数Ｆ
ｏの減少とエアギャップ２４の減少による最低共振周波
数Ｆｏの増加とが相殺され、補完される結果、共鳴板２
２の最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦは極めて小さい値
に補正されることとなる。
【００３８】例えば、図１０に示すように、支持リング
２０の材質をナイロン６Ｔ、マグネット１０の材質をネ
オジューム系ボンドとした場合には、リフロー半田処理
温度による熱を受けてのマグネット１０の減磁による共
鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの減少は、エアギャップ
２４の変動による共鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの増
加によって補完され、その結果、最低共振周波数Ｆｏの
変動幅ΔＦは、極めて小さく、図２０及び図２１に示す
従来品の特性が持つ最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦよ
り小さくなることが分かる。
２０の材質をナイロン６Ｔ、マグネット１０の材質をネ
オジューム系ボンドとした場合には、リフロー半田処理
温度による熱を受けてのマグネット１０の減磁による共
鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの減少は、エアギャップ
２４の変動による共鳴板２２の最低共振周波数Ｆｏの増
加によって補完され、その結果、最低共振周波数Ｆｏの
変動幅ΔＦは、極めて小さく、図２０及び図２１に示す
従来品の特性が持つ最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦよ
り小さくなることが分かる。
【００３９】これに対し、図１１は、図１３及び図１４
に示した電磁音響変換器において、支持リング２０に黄
銅を使用し、マグネット１０にネオジューム系ボンド磁
石を使用した場合における共鳴板２２の最低共振周波数
Ｆｏの変動特性を示す。Ｍ３はリフロー半田処理前後の
マグネット１０の減磁による共鳴板２２の最低共振周波
数Ｆｏの変動、Ｃ０はエアギャップ２４の変動による最
低共振周波数Ｆｏの変動を示す。このような構成では、
最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦが大きくなっているこ
とが分かる。
に示した電磁音響変換器において、支持リング２０に黄
銅を使用し、マグネット１０にネオジューム系ボンド磁
石を使用した場合における共鳴板２２の最低共振周波数
Ｆｏの変動特性を示す。Ｍ３はリフロー半田処理前後の
マグネット１０の減磁による共鳴板２２の最低共振周波
数Ｆｏの変動、Ｃ０はエアギャップ２４の変動による最
低共振周波数Ｆｏの変動を示す。このような構成では、
最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦが大きくなっているこ
とが分かる。
【００４０】また、図１２は、図１３及び図１４に示し
た電磁音響変換器において、支持リング２０に黄銅を使
用し、マグネット１０に等方性サマリュームコバルト焼
結２−１７系磁石を使用した場合における共鳴板２２の
最低共振周波数Ｆｏの変動特性を示す。Ｍ１はリフロー
半田処理前後のマグネット１０の減磁による共鳴板２２
の最低共振周波数Ｆｏの変動、Ｃ０はエアギャップ２４
の変動による最低共振周波数Ｆｏの変動を示す。このよ
うな組合せでは、最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦは図
１０の特性に近いものとなっているが、材質的に高価で
あるという問題がある。
た電磁音響変換器において、支持リング２０に黄銅を使
用し、マグネット１０に等方性サマリュームコバルト焼
結２−１７系磁石を使用した場合における共鳴板２２の
最低共振周波数Ｆｏの変動特性を示す。Ｍ１はリフロー
半田処理前後のマグネット１０の減磁による共鳴板２２
の最低共振周波数Ｆｏの変動、Ｃ０はエアギャップ２４
の変動による最低共振周波数Ｆｏの変動を示す。このよ
うな組合せでは、最低共振周波数Ｆｏの変動幅ΔＦは図
１０の特性に近いものとなっているが、材質的に高価で
あるという問題がある。
【００４１】なお、実施例でマグネット１０及び支持リ
ング２０の材料及びその組合せについて説明したが、本
発明はこのような材料及びその組合せに限定されるもの
ではなく、マグネット１０の減磁による最低共振周波数
Ｆｏの減少が支持リング２０の収縮による最低共振周波
数Ｆｏの増加によって補完されるものであればどのよう
な材料及び組合せであってもよい。
ング２０の材料及びその組合せについて説明したが、本
発明はこのような材料及びその組合せに限定されるもの
ではなく、マグネット１０の減磁による最低共振周波数
Ｆｏの減少が支持リング２０の収縮による最低共振周波
数Ｆｏの増加によって補完されるものであればどのよう
な材料及び組合せであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。ａ．リフロー半田処理温度
による共鳴板と鉄心との間のエアギャップ変動に伴う磁
気結合力の変化とマグネットの減磁変化とを対応させて
補完させることができ、リフロー半田処理温度による音
響性能の低下を防止でき、音響性能の安定化を図ること
ができる。ｂ．リフロー半田処理温度によるマグネット
の熱的劣化である減磁を支持リングの熱収縮による共鳴
板と鉄心との間のエアギャップ変動に伴う磁気結合力の
変化で補うことができ、リフロー半田処理温度に対応す
る加熱により、安定しかつ最適な音圧特性を得ることが
できる。ｃ．リフロー半田処理温度によるマグネットの
減磁や支持リングの熱収縮等の変動を抑制する必要がな
く、安価な材料を使用でき、製造コストの低減を図るこ
とができる。
次のような効果が得られる。ａ．リフロー半田処理温度
による共鳴板と鉄心との間のエアギャップ変動に伴う磁
気結合力の変化とマグネットの減磁変化とを対応させて
補完させることができ、リフロー半田処理温度による音
響性能の低下を防止でき、音響性能の安定化を図ること
ができる。ｂ．リフロー半田処理温度によるマグネット
の熱的劣化である減磁を支持リングの熱収縮による共鳴
板と鉄心との間のエアギャップ変動に伴う磁気結合力の
変化で補うことができ、リフロー半田処理温度に対応す
る加熱により、安定しかつ最適な音圧特性を得ることが
できる。ｃ．リフロー半田処理温度によるマグネットの
減磁や支持リングの熱収縮等の変動を抑制する必要がな
く、安価な材料を使用でき、製造コストの低減を図るこ
とができる。
【図１】本発明の電磁音響変換器の一実施形態を示す一
部を切り欠いて示した平面図である。
部を切り欠いて示した平面図である。
【図２】図１に示す電磁音響変換器の底面図である。
【図３】図２に示す電磁音響変換器の III−III 線断面
図である。
図である。
【図４】図２に示す電磁音響変換器のIV−IV線断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明にかかる電磁音響変換器のリフロー半田
処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変動特性
を示す図である。
処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変動特性
を示す図である。
【図６】本発明の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前後の熱減磁率を示す図である。
処理前後の熱減磁率を示す図である。
【図７】本発明の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前後のエアギャップ変動による最低共振周波数の変
動特性を示す図である。
処理前後のエアギャップ変動による最低共振周波数の変
動特性を示す図である。
【図８】本発明の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前後のエアギャップ変動特性を示す図である。
処理前後のエアギャップ変動特性を示す図である。
【図９】本発明にかかる電磁音響変換器におけるリフロ
ー半田処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変
動とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動との
相乗効果を示す図である。
ー半田処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変
動とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動との
相乗効果を示す図である。
【図１０】本発明にかかる電磁音響変換器におけるリフ
ロー半田処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の
変動とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動と
の相乗効果を示す図である。
ロー半田処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の
変動とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動と
の相乗効果を示す図である。
【図１１】従来の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変動特性
とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動特性を
示す図である。
処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変動特性
とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動特性を
示す図である。
【図１２】従来の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変動特性
とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動特性を
示す図である。
処理前後の総磁束変動による最低共振周波数の変動特性
とエアギャップ変動による最低共振周波数の変動特性を
示す図である。
【図１３】従来の電磁音響変換器を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１４】図１３の電磁音響変換器の底面図である。
【図１５】リフロー半田処理温度のプロファイルを示す
図である。
図である。
【図１６】従来の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前の音圧の周波数特性を示す図である。
処理前の音圧の周波数特性を示す図である。
【図１７】従来の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理後の音圧の周波数特性を示す図である。
処理後の音圧の周波数特性を示す図である。
【図１８】従来の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理前の電流の周波数特性を示す図である。
処理前の電流の周波数特性を示す図である。
【図１９】従来の電磁音響変換器におけるリフロー半田
処理後の電流の周波数特性を示す図である。
処理後の電流の周波数特性を示す図である。
【図２０】電磁音響変換器に使用する支持リングのアニ
ーリングによる熱収縮率を示す図である。
ーリングによる熱収縮率を示す図である。
【図２１】電磁音響変換器におけるリフロー半田処理後
のエアギャップの変動を示す図である。
のエアギャップの変動を示す図である。
１０ マグネット
１６ 鉄心
１８ コイル
２０ 支持リング
２２ 共鳴板
２４ エアギャップ
フロントページの続き
(72)発明者 伏見 功
静岡県静岡市中吉田20番10号 スター精
密株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−102998（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−339197（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−173898（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G10K 9/13 101
H04R 13/00
Claims (4)
- 【請求項１】 コイルが巻回された鉄心と、この鉄心が
発生した振動磁界を受けて振動する共鳴板と、この共鳴
板を前記鉄心との間にエアギャップを設けて支持する支
持リングと、この支持リングの内側に設けられて前記共
鳴板に磁界を作用させるマグネットとを備え、コイルに
加えられる電気信号を振動磁界に変換して前記共鳴板に
作用させることにより音響に変換する電磁音響変換器で
あって、 前記マグネットはリフロー半田処理温度で不可逆減磁を
呈する磁石材料で形成し、かつ、前記支持リングはリフ
ロー半田処理温度で収縮する材料で形成したことを特徴
とする電磁音響変換器。 - 【請求項２】 前記マグネットは、サマリュームコバル
ト系磁石、又は、ネオジューム系磁石で形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の電磁音響変換器。 - 【請求項３】 前記支持リングは、合成樹脂で形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の電磁音響変換
器。 - 【請求項４】 前記リフロー半田処理温度は、２００〜
２５０℃であることを特徴とする請求項１記載の電磁音
響変換器。
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| JP2728622B2 (ja) * | 1993-05-04 | 1998-03-18 | スター精密株式会社 | 電気音響変換器 |
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- 1997-11-12 US US08/968,501 patent/US6023519A/en not_active Expired - Fee Related
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