法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2011-12-14
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H04R13/00 授权公告日:20020710 终止日期:20101003 申请日:19951003
专利权的终止
2002-07-10
授权
授权
1998-01-14
实质审查请求的生效
实质审查请求的生效
1996-09-11
公开
公开
本发明涉及适合于回流焊接的电磁声音变换器及使用电磁声音变换器的电子装置。
以往,电磁声音变换器装在便携式电话机、寻呼机(ペ-ジx-)、袖珍等小型电子仪器上作为通知手段。装在这样电子仪器上的电磁声音变换器本身是小型的,其构成部件也都微型化,而且电子仪器上的电连接采用回流焊接的方法。这种回流焊接是通过应该与加热熔化的焊锡连接的部分使焊锡连接的方法。其回流温度高达300℃,此热当然加到连接部分,但连接部分以外的部分,特别是电磁声音变换器的磁驱动部分的线圈也受到回流产生的热的影响。
但设置在磁驱动部的线圈其形态有骨架型和无骨架型。对要求小型化的电磁声音变换器来说是以使用无骨架型为主。这是因为位于电磁声音变换器上的线圈的设置空间狭小,为确保设置在狭小空间的线圈有足够的匝数,有必要增大实际线圈所占的比例。此外,构成线圈的金属线使用热粘砂型也能实现线圈的无骨架化。
但在对这样的电磁声音变换器进行回流焊接时,因焊锡回流产生的热使线圈变形,特别是该线圈的高度增加,其影响不止形状变化,结果,声特性恶化,存在使所产生的音色变化导致最终的产品质量下降的问题。这样一来,就存在不得不使用骨架型线圈的情况,还有必要尽可能采取降低回流温度进行焊接的对策。
本发明的目的是提供一种不受回流焊接加热造成的不良影响而能利用该加热实现最佳特性的电磁声音变换器。
本发明的电磁声音变换器如图1和图2所示,是配备有将线圈(24)绕制在垂直设置在基座(20)上的磁心(22)上的磁驱动部(10)的电磁声音变换器,其特征在于在制造时使线圈高度(L3)只低线圈因回流焊接时的热膨胀变高的部分(L2)来设定线圈长度(L1)。
本发明的电磁声音变换器其因回流焊接而被加热的线圈膨胀其高度变化,结果,使电磁声音变换器的特性变化,特别是使音响特性恶化。本发明的电磁声音变换器其回流焊接温度和处理时间大致是一定的,这时线圈膨胀的大小(高度)在制造时能准确地得知。因此,本发明的电磁声音变换器按只低线圈膨胀出的高度部分来设定制造时的线圈高度。结果,接受因回流焊接造成的加热时,由于线圈高度膨胀而变成最佳高度,电磁声音变换器的特性从制造时的特性因回流焊接加热而提高。换言之,产品出库时其特性为半成品的电磁声音变换器接受回流处理的加热而变成最佳的最后产品。
电磁音声变换器即使在制造时未处于最佳状态,在安装到电子仪器上时因回流焊接而使音响特性变化,如果得不到所要求的特性,就违背了作为产品的使命。但是本发明的电磁声音变换器承受回流焊接产生的加热能获得最佳特性,对作为最终产品的电子仪器的贡献超过予想。
本发明的电磁声音变换器如图1和图2所示,它是配备有磁驱动部(10)的电磁声音变换器,所说的磁驱动部(10)其线圈(24)绕制在垂直设置在基座(20)上的磁心(22)上,其特征是在制造时要按只大线圈(24)因回流焊接时的热膨胀变高的部分(H2)来设定从线圈(24)突出出来的磁心的突出长度(H1)(设定H3作为最后的突出长度)。
也就是说在本发明的电磁声音变换器中,当制造时即使只按线圈因回流温度而膨胀变长的部分来加长设定磁心从线圈突出的长度,也能与权利要求1的发明一样经过回流焊接得到最佳特性。
图1示出本发明的电磁声音变换器的一实施例的纵剖视图。
图2示出极靴部的结构的放大的剖视图。
图3是线圈所用的金属线的截面图。
图4是线圈的绕制状态的放大的剖视图。
图5示出本发明的电磁声音变换器的一实施例的纵剖视图。
图6是表示极靴部结构的的放大的剖视图。
图7A是便携式电话机外壳上侧部的俯视图。
图7B是上述便携式电话机外壳上侧部的主视图。
图7C是上述便携式电话机外壳上侧部的侧视图。
图7D是上述便携式电话机外壳上侧部的后视图。
图8A是上述便携式电话机基板部的主视图。
图8B是上述便携式电话机基板的侧视图。
图9A是上述便携式电话机外壳背面的主视图。
图9B是上述便携式电话机的外壳背面的侧视图。
下面将参照图示的实施例详细说明本发明。
图1示出本发明的电磁声音变换器的纵剖视图。
此电磁声音变换器其封装外壳2是合成树脂成形体,使圆筒形外壳主体4与呈碗形的外壳盖6接合,共鸣板8和磁驱动部10安装在其内部,同时在共鸣板8上侧形成共鸣室12。而且向内部突出的呈圆筒形的放音孔14形成在外壳盖的中央部。此放音孔14与共鸣板8的中央部分相对,受到共鸣板8的振动,向外部发出该共鸣声。
共鸣板8是由磁性材料构成的圆板,在其中央部分固定着用以增强共鸣板8的质量的磁片16。此共鸣板8设置在位于外壳主体4上的台阶部18上,外壳盖6侧的端面部相隔一定的间距与此台阶部18相对,结果可防止共鸣板8脱离台阶部18。
磁驱动部10是使共鸣板8磁振动的驱动源。在此磁驱动部10上设置基座20作为基板部件,此基座20是由磁性材料构成的圆板。呈圆柱形的磁心22垂直设置在此基座20的中央部分,线圈24设置在此磁心22的周围,同时与该线圈24成同心圆的环形磁体26以间隔空间27设置在线圈24外围的空间。
在磁心22的顶部与共鸣板8之间形成一定的空隙28。此空隙28成为容许共鸣板8振动的空间。而通过此空隙28由基座20、磁心22、共鸣板8和环形磁体26形成闭合磁路。在此闭合磁路上环形磁体26所具有的磁力作为偏磁磁场起作用,将共鸣板8吸引到环形磁体26侧,结果,共鸣板8固定在外壳主体4侧的台阶部18上。而且因在线圈24上通过端子30、32所加的交流电输入而产生交变磁场,通过此交变磁场与偏磁场的相互作用使共鸣板8沿空隙28的前后方向振动,该振动取决于加到端子30、32上的交流电输入所具有的频率。这种振动的结果在共鸣室12产生音响,该音响由放音孔14放出。
端子30、32是棒形端子,它贯通设置在封装外壳2背面的基板34,通过其端部铆接和焊接垂直设置。图中未绘出的线圈24的端部通过焊接等手段与端子30、32电连接。图中也未示出,端子30、32焊接到电子仪器的印刷线路板上的导电图案上进行电连接,这种连接是使用回流焊接。
如图2所示,呈圆柱形的磁心22垂直设置在基座20上构成极靴部。即比磁心22主体部直径小的固定孔36形成在基座20的中央部分,磁心22上形成的小直径部分38压入此固定孔36,相互垂直相交那样设定磁心22的中心轴和基座20。在此实施例中,磁心22压入基座20,但基座20和磁心22不限于这样的固定形态。基座20与磁心22也可能是由一个部件构成,例如成形加工构成基座20的金属板能使磁心22突出。即使两者由不同部件构成时,也能通过焊接结合。无论用哪种方法,只要能使基座20与磁心22两者实现磁耦合状态,都是可以的。
线圈24固定到磁心22上。此线圈24的设置形态除在磁心22上串联绕制外,也可采取予先绕制成圆筒形再安装等方法。线圈24的高度(制造时的高度)是L1。回流焊接作为成品的电磁声音变换器时,如由该回流温度加热膨胀而增加的高度即膨胀高度为L2,膨胀后最合适的线圈高度(最终高度)为L3时,则线圈高度L1成为从向电子仪器安装时的最佳线圈高度L3只减去膨胀高度L2,即L1=L3-L2。
在磁心22侧可以见到这种关系,如将磁心22由线圈24突出的高度即突出长度(制造时的长度)作为H1,将线圈24因回流温度加热膨胀时的膨胀高度作为L2,将向电子仪器安装时的最适当的突出长度(最终长度)作为H3,则在制造时磁心22从线圈24的端面突出的长度H1设定为H1=H2+H3。即,在磁心22与线圈24的端面间,制造时在磁心22侧设定突出长度H1,则此突出长度H1成为磁心22与线圈24的端面间的错位差。
下面对其线圈高度为L1的线圈24的形成方法进行说明。为了进行比较,设传统的线圈24的高度为L3时,第一种方法是按该线圈高度L3使匝数减少来设定线圈高度L1的方法。而第二种方法是使匝数相同,而构成线圈24的金属线的直径减少的设定方法。
图3示出此线圈24所用的金属线40。在此金属线40上使用热粘砂磁性金属线等热熔接性或溶剂粘合性的金属线。即,此金属线40是在由其截面的圆形的铜构成的导体24周围形成由聚氨酯等构成的绝缘被膜44,再在其表面上形成由尼龙丝、其它热塑性树脂等组成的热粘砂保护膜46。
图4示出线圈24的实施例。此实施例的线圈24为复绕组。由于热粘砂保护膜46形成在金属线40的表面上,用热熔接性金属线通过一边绕制一边加热能使其融熔、硬化,而用溶剂粘合性金属线通过一边绕制一边用乙醇等溶剂也能使其溶解、硬化。然后,已绕制成的线圈成形作为线圈24。因此,能够在绕制到磁心22上后再使之硬化,或者能将用另外方法绕制并使之硬化后的线圈24安装固定到磁心22上。
这样构成的电磁声音变换器作为产品出库,安装到便携式电话机等电子仪器上,通过回流焊接进行电连接。这时,内装的线圈24被回流温度加热,产生热膨胀。
此热膨胀的结果如图5所示,磁驱动部10的线圈24沿轴方向伸长,如图6所示,线圈24的高度L1加上膨胀高度L2成为最佳高度L3。结果,磁心22的突出长度H1只减去线圈24热膨胀的膨胀高度H2,变成最佳的突出长度H3。
下面作为使用这种电磁声音变换器的电子仪器,对便携式电话机的概况进行说明。图7A-7D、图8A、8B和图9A、9B示出一个实例。如图7A-图7D所示,在便携式电话机中,用铰链机构像箭头A所示那样能折叠的可动外壳部102安装在作为合成树脂成形体的外壳上侧部100上。设置在内面的受话器104的放音孔106形成在外壳上侧部100上。用以设置电磁声音变换器的空间108形成在与该放音孔106邻接的左部。显示窗110形成在外壳上侧部100上,同时设置有键盘112。送话器114的吸音孔116形成在外壳可动部102上。
空间部108借助放音孔118的外部大气开放,防水片120设置在其内部,同时用粘结剂等固定手段与此防水片120相对地安装呈环形的橡皮垫圈122。
图8A和图8B所示的基板200设置在此外壳上侧部100的背面。在此基板200上安装电话机的电子电路部202、204和显示元件206,同时电磁声音变换器300作为呼叫声的发音手段设置在外壳上侧部的空间部108的与橡皮垫圈122对应的位置处。橡皮垫圈122是作为抑制来自与电磁声音变换器相对的外部的无用的振动的手段而设置,防水片120是作为防止来自外部的雨滴等防水手段而设置。
为从背面防护基板200,图9A和图9B所示的外壳背面部400设置在外壳上侧部100的背面上。用以可转动地安装可动外壳部102的铰链片402形成在外壳背面部400上。
由这样的实施例可知,本发明的电磁声音变换器用作产生便携式电话机的呼叫声的手段。本发明的电磁声音变换器还可设置在这样的电话机以外的各种电子仪器上。
下面将对本发明的电磁声音变换器的实验结果,列举出有特征的事项进行说明。
a.线圈匝数的减少
只线圈24因热膨胀伸长的部分减少金属线40的匝数,使用这样设高度L1的线圈24制成电磁声音变换器。例如线圈长度L1从1.4mm变为1.25mm,作为膨胀高度,使其降低0.15mm。以这样减少线圈24的匝数来减少线圈长度L1时,只该部分,线圈24侧的磁动势(安匝数)变低。但是通过扩大共鸣室12的容积能提高共鸣效果,这时,能补偿该磁动势的降低。
b.使用导体直径相同,绝缘被膜44和热粘砂保护模46变薄,外径变细的金属线40,缩短线圈长度L1。
当使用这样的金属线40时,不减少匝数来设定线圈长度L1。作为该方法,由于使用金属线40,在线圈24的高度方向少绕一层,在线圈24的外周方向多绕一层。在这种情况下外径不变化。按照实验,将线圈高度L1从1.4mm变更为1.3mm,能使之降低0.1mm左右。这时像a的情况那样,线圈24产生的磁动势无变化,共鸣室12等也不要调整,就能获得与传统的电磁声音变换器相同的声压特性。
c.回流前后的声压特性
a和b的情况下声压将都无问题,在用与回流温度相同的温度加热时,不会随着线圈24形状变化而产生次品。金属线40使用热风粘结型聚氨酯铜线的线圈24的膨胀高度L2是10-15%,例如线圈长度L1=1.4mm的线圈24,具膨胀高度L2是140-210μm,线圈24的外径侧几乎看不出变化。
进一步参照表1-表6对本发明的电磁声音变换器的特征的特性进行说明。表1示出回流前后声压的工程能力(Cpk)。在此实验中,当产品的环形磁体26的总磁通量的值分别为89-90[KMXT](类型I)、90-91[KMXT](类型II)、和91-92[KMXT](类型III)时观测到回流前后的Cpk值结果可见类型I-III中的任何一种其Cpk值都大幅度地改善。
表2A-表2C示出类型I的回流前和回流后声压等的变化。在表2B和表2C中表示出度数。结果,线圈高度L1在回流前后发生变化,可看到声压显著地改善了。表2B是用度数分布表示回流前的声压分布,表2C是由度数分布表示回流后的声压分布。表3A-表3C示出类型II的回流前后的声压等的变化。表4A-表4C类型III的回流前后的声压等的变化。即使在任何一种类型中都可看到在回流前后都发生变化,声压获得显著改善。
表5和表6是使线圈24的匝数一定,观察回流前后的变化。表5中,线圈24的匝数设定为182匝,在表6中线圈24的匝数设定为190匝,回流前的圆周方向的高度、平均高度和外形的各值、它们的平均值、最大值、最小值和标准偏差,与回流后(一次导通后)的这些值进行比较可明显看出只平均高度突出并伸长。所以由回流前后高度变化和外径变化可见,只是高度发生显著变化。
表1 回流前后声压的Cpk值的变化
表2A
表2B 回流前声压分布
表2C 回流后声压分布
表3A
表3B 回流前声压分布
表3C 回流后声压分布
表4A
表4B 回流前声压分布
表4C 回流后声压分布
表5 回流评价[匝数182个]
表6 回流评价[匝数190个]
如以下所述,按照本发明可获得下述效果:
a.由于通过用回流温度进行加热处理能使线圈高度最佳化,出库时的产品呈通常特性,当安装到电子装置上时,因回流焊接被加热,能使之变成具有最佳特性的电磁声音变换器,装到电子仪器上后能发挥其最佳特性。
b.能确实防止以往出库时产品呈最佳特性的电磁声音变换器装到电子仪器上时因回流焊接的加热产生的特性变化和产品的劣化。
c.构成线圈的金属线不必使用热变形小的,只要管理其变形就可以,由于能使用由普通的金属线制成的线圈,所以能降低电磁声音变换器的制造成本,同时在制造时金属丝的质量管理也变得容易。
d.当使用热变形小的金属制线圈时,可以予计出热膨胀,能使线圈小型化,也能提高成品率。
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