專利名稱：電磁聲音變換器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于音響器等的利用電磁變換把電信號轉(zhuǎn)換為聲音的電磁聲音變換器。


圖13和圖14表示現(xiàn)有的電磁聲音變換器。該電磁聲音變換器設有在用合成樹脂形成的外殼100的內(nèi)部固定的由非磁性金屬等構(gòu)成的支撐部件102，固定在其上部用磁性材料板構(gòu)成的共鳴板104。在共鳴板104上裝有磁片106。在該共鳴板104的上面形成利用外殼100的共鳴室108，該共鳴室108利用開在外殼100中的放音孔110向外界開放。在共鳴板104的背面，設置有底板112和印刷電路板114，利用這些底板112和印刷電路板114，封閉外殼100的背面。在底板112的中央，裝有鐵心116，在其周圍纏繞線圈118，同時在該線圈118的周圍還留有間隔地設置有磁鐵120。在鐵心116的頂部和共鳴板104之間形成氣隙122，通過焊接使鐵心116中纏繞的線圈118的末端與引線管腳124、126的基部連接。將各引線管腳124、126的基部連接在印刷電路板114上來固定各引線管腳。
可是，由于要利用焊接處理電氣連接作為發(fā)生聲音的各種必要電子部件的印刷電路板等，所以在焊接時會加熱這樣的電磁聲音變換器。因此，為防護電磁聲音變換器因這種熱處理而造成熱劣化，就要提高其構(gòu)成部件的耐熱性，實施防止音響性能劣化的對策。但是，耐熱性部件成為了電磁聲音變換器制造成本變高的原因。
作為提高電磁聲音變換器耐熱性的對策，應考慮對磁路特性最有影響的磁鐵120和支撐部件102的耐熱性問題。具體地說，由于支撐部件102的熱變形影響共鳴板104與鐵心116之間的氣隙122的寬度，所以要使氣隙122保持一定，支撐部件102的耐熱性就是必不可缺少的。
而且，由于磁鐵120在音響器的工作溫度為80℃左右時是可逆退磁的，不發(fā)生不可逆退磁，所以磁力的常溫恢復是可能的。但是，回流焊接處理時的溫度高達200℃～250℃，如果受到這樣的熱，就會產(chǎn)生不可逆退磁，在常溫恢復后會退磁5～30％左右。眾所周知這種程度對構(gòu)成磁鐵120的材料有較大差異的這種情況來說變化是很大的，一般來說，退磁較小的磁鐵材料價格較高?？傊?，耐熱性良好的磁鐵材料其成本有好高的傾向。
圖15是表示回流焊接溫度曲線的一例。這種情況下，測量溫度為標準電路板上的中央溫度，但正如從這種溫度曲線中可明顯看到的那樣，在電路板上安裝的電磁聲音變換器因受到相當大的加熱，所以不能無視磁鐵120的退磁。
如果發(fā)生這樣的退磁，那么共鳴板104和鐵心116之間的磁結(jié)合力就降低，使電磁聲音變換器的音響性能發(fā)生變化。圖16表示回流焊接處理前聲壓的頻率特性(音響特性)，圖17表示回流焊接處理后聲壓的頻率特性(音響特性)，圖18表示回流焊接處理前電流的頻率特性，圖19表示回流焊接處理后電流的頻率特性。也就是說，在用回流焊接處理加熱過的電磁聲音變換器中，共鳴板104的最低共振頻率較低，聲壓等級也較低，音響特性惡化。
再有，支撐部件102由非磁性金屬和樹脂等形成。用這種材料形成的支撐部件102在80℃左右的溫度下其材料隨其具有的線性膨脹系數(shù)產(chǎn)生膨脹，但在常溫下按原尺寸收縮。但是，在回流焊接處理溫度下，用樹脂形成的支撐部件102由于熱處理作用或熱劣化產(chǎn)生尺寸收縮。LCP材料的收縮率如圖20所示。這種程度對于材質(zhì)來說變化是大的，一般來說，熱收縮低的材料價格高。
而且，如果支撐部件102因回流焊接處理的加熱產(chǎn)生收縮，那么該部分的鐵心116與共鳴板104之間的氣隙122就會變窄，該部分的共鳴板104與鐵心116之間的磁結(jié)合就會增加。表1表示支撐部件102的材質(zhì)與氣隙變化的關系，圖12表示隨著回流焊接處理氣隙的變化。
表1
為避免因這種回流焊接處理溫度造成的不良影響，應采用不可逆退磁率低的磁鐵作磁鐵120和收縮率低的樹脂或金屬等作支撐部件102。其結(jié)果，存在電磁聲音變換器的部件成本高的問題。
因此，本發(fā)明的目的在于提供可防止因回流焊接處理導致的音響性能劣化的電磁聲音變換器。
為實現(xiàn)上述目的，如圖1～圖12所示，本發(fā)明利用在回流焊接處理溫度下磁鐵(10)具有的不可逆退磁的退磁性和在回流焊接處理溫度下支撐部件(20)具有的收縮性，把因磁鐵(10)退磁造成的最低共振頻率Fo的降低與因支撐部件(20)的熱收縮造成的共鳴板(22)最低共振頻率Fo的上
相互抵消，抑制共鳴板(22)的最低共振頻率Fo的變化，實現(xiàn)音響性能的穩(wěn)定化。
根據(jù)方案1所述的電磁聲音變換器，包括纏繞線圈(18)的鐵心(16)；接收該鐵心產(chǎn)生的振動磁場而振動的共鳴板(22)；支撐共鳴板的支撐部件，它使所述鐵心與所述共鳴板之間設有氣隙(24)；和磁鐵，它設在該支撐部件的內(nèi)側(cè)，使磁場作用于所述共鳴板，通過使加給線圈的電信號轉(zhuǎn)換為振動磁場并作用于所述共鳴板，將電信號轉(zhuǎn)換為聲音，其特征在于，用在回流焊接處理溫度下呈現(xiàn)不可逆退磁的磁性材料形成所述磁鐵，并且，用在回流焊接處理溫度下有收縮的材料形成所述支撐部件。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠把因磁鐵退磁造成的共鳴板最低共振頻率Fo的降低與因支撐部件的熱收縮使共鳴板最低共振頻率Fo的上
相互抵消，能夠抑制共鳴板的最低共振頻率Fo的變化，實現(xiàn)音響性能的穩(wěn)定化。
根據(jù)方案2所述的電磁聲音變換器，其特征在于，用釤鈷系列磁鐵或用釹系列磁鐵形成所述磁鐵。通過使用這樣的磁鐵材料作磁鐵，利用支撐部件的熱收縮可平衡因回流焊接處理溫度的加熱而產(chǎn)生的不可逆退磁。
此外，根據(jù)方案3所述的電磁聲音變換器，其特征在于，用合成樹脂形成所述支撐部件。通過使用這樣的樹脂材料作支撐部件，利用磁鐵的退磁可平衡使因回流焊接處理溫度的加熱而產(chǎn)生的熱收縮。
而且，根據(jù)方案4所述的電磁聲音變換器，其特征在于，所述回流焊接處理溫度為200～250℃。通常的回流焊接處理溫度為200～250℃，對于這種范圍的溫度，能夠把因磁鐵退磁造成的共鳴板最低共振頻率Fo的降低與因支撐部件的熱收縮使共鳴板最低共振頻率Fo的上
相互抵消，能夠抑制共鳴板最低共振頻率Fo的變化。
再有，通過參照下面詳細說明的實施例和實例及附圖，將體會進一步明確本發(fā)明的目的、特征、優(yōu)點等。
圖1是表示本發(fā)明電磁聲音變換器一實施例的局部切開的平面圖。
圖2是表示圖1所示的電磁聲音變換器的底視圖。
圖3是表示沿圖2所示電磁聲音變換器的III-III線的剖視圖。
圖4是表示沿圖2所示電磁聲音變換器的IV-IV線的剖視圖。
圖5是表示由于本發(fā)明的電磁聲音變換器的回流焊接處理前后的總磁通量變動產(chǎn)生的最低共振頻率的變動特性的圖。
圖6是表示本發(fā)明的電磁聲音變換器的回流焊接處理前后的熱退磁率的圖。
圖7是表示因本發(fā)明的電磁聲音變換器的回流焊接處理前后的氣隙變動產(chǎn)生的最低共振頻率變動特性的圖。
圖8是表示本發(fā)明的電磁聲音變換器的回流焊接處理前后的氣隙變動特性圖。
圖9是表示本發(fā)明的電磁聲音變換器的回流焊接處理前后因總磁通量變動使最低共振頻率變動和因氣隙變動使最低共振頻率變動協(xié)合效果的圖。
圖10是表示因本發(fā)明的電磁聲音變換器的回流焊接處理前后總磁通量變動使最低共振頻率變動和因氣隙變動使最低共振頻率變動協(xié)合效果的圖。
圖11是表示因現(xiàn)有電磁聲音變換器的回流焊接處理前后總磁通量變動產(chǎn)生的最低共振頻率變動的特性和因氣隙變動使最低共振頻率變動的特性的圖。
圖12是表示因現(xiàn)有電磁聲音變換器的回流焊接處理前后總磁通量變動所產(chǎn)生的最低共振頻率變動的特性和因氣隙變動使最低共振頻率變動的特性的圖。
圖13是表示現(xiàn)有電磁聲音變換器的縱向剖視圖。
圖14是表示圖13的電磁聲音變換器的底視圖。
圖15是表示回流焊接處理溫度的溫度曲線圖。
圖16是表示現(xiàn)有電磁聲音變換器的回流焊接處理前聲壓的頻率特性圖。
圖17是表示現(xiàn)有電磁聲音變換器的回流焊接處理后聲壓的頻率特性圖。
圖18是表示現(xiàn)有電磁聲音變換器的回流焊接處理前電流的頻率特性圖。
圖19是表示現(xiàn)有電磁聲音變換器的回流焊接處理后電流的頻率特性圖。
圖20是表示電磁聲音變換器中使用的支撐部件的熱處理產(chǎn)生的熱收縮的圖。
圖21是表示電磁聲音變換器中回流焊接處理后的氣隙變動的圖。
下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明實施例的電磁聲音變換器。
圖1至圖4表示本發(fā)明電磁聲音變換器的一實施例，圖1表示切開一部分的電磁聲音變換器的平面圖，圖2是其背面圖，圖3是圖2的III-III線的剖視圖，圖4是IV-IV線的剖視圖。
外殼2用制成矩形的兩個殼片4、6構(gòu)成，都為合成樹脂的成形體，用超聲波焊接等將兩者固定為一體。殼片4可用各種成形方法形成，比如，構(gòu)成為引線框架上的底板部件。本實施例中，將殼片4形成為底板部件，并插入成形底板8、磁鐵10和引線端子12、14。
底板8是由磁性材料構(gòu)成的金屬板，呈平板狀。在該底板8的中央，立設著為一體的柱狀鐵心16，在其周圍纏繞著線圈18。設置包圍該線圈18的環(huán)狀磁鐵10。該磁鐵10的底面與底板8的表面貼緊。此外，利用焊接等將線圈18的末端電連接在引線端子12、14上。如果在引線端子12、14之間加上電信號，那么在線圈18中就流過對應于該電信號的勵磁電流，結(jié)果，在鐵心16中就產(chǎn)生與電信號具有的頻率相應的振動磁場。
再有，鐵心16與磁鐵10為同心圓狀，磁鐵10的位置由在殼片4內(nèi)側(cè)形成的支撐部件20確定。該支撐部件20也可以用不同于殼片4的其他部件構(gòu)成，在本實施例中，支撐部件與殼片4形成為一體。因而，支撐部件20與殼片4也用同一合成樹脂構(gòu)成。在用與殼片4不同的部件構(gòu)成支撐部件20的情況下，可以選擇與殼片4不同的樹脂材料，在那種情況下，通過插入成形也可以與殼片4一體化。
而且，在支撐部件20的上部設置共鳴板22。共鳴板22為用磁性材料構(gòu)成的振動部件，用于響應來自鐵心16的磁性。在該共鳴板22和鐵心16之間形成氣隙24，該氣隙24的寬度由支撐部件20與鐵心16的高度的相對值決定，利用使鐵心16的高度比支撐部件20的高度高，可形成具有期望寬度的氣隙24。
通過這樣的氣隙24，由鐵心16產(chǎn)生的振動磁場作用于共鳴板22，在共鳴板22中共鳴板22與形成閉磁路的磁鐵10產(chǎn)生的磁場發(fā)生作用，其結(jié)果，由于振動磁場共鳴板22在上下方向上振動。作為增強這種振動質(zhì)量的裝置，在共鳴板22的中央部分安裝磁片26。
而且，在共鳴板22的上面，形成以殼片6為共鳴空間的共鳴室28。該共鳴室28利用在殼片6中形成的放音孔30向外開放。由共鳴板22的振動產(chǎn)生的聲音在共鳴室28中共鳴，主要從放音孔30向外放出。
對于這種電磁聲音變換器來說，用在200℃～250℃左右的回流焊接處理溫度下呈現(xiàn)不可逆退磁的磁性材料形成磁鐵10。作為其一例，列舉如下。
i.各向同性釤鈷燒結(jié)1-5系列ii.各向同性釤鈷燒結(jié)2-17系列
iii.釹系列粘結(jié)磁體iv.釤系列粘結(jié)磁體在這樣的電磁聲音變換器中，用在200℃～250℃左右的回流焊接處理溫度下收縮的合成樹脂形成支撐部件20。也就是說，在本實施例中，由于與為底板部件的殼片4一體，外殼2本身就用這種合成樹脂形成。作為其合成樹脂的一例，列舉如下a.LCP-1，維克特拉(Vectra)AE130ib.LCP-2，維克特拉(Vectra)AE130ib.尼龍6T，芳烴230c.PPS，C-100HG用這樣的材質(zhì)形成的磁鐵10和支撐部件20的材質(zhì)能夠任意地組合，但在抑制共鳴板22的最低共振頻率Fo的變動上可能有最合適的組合。
按照這樣的結(jié)構(gòu)，在受到回流焊接處理溫度加熱的情況下，利用在磁鐵10中的不可逆退磁，使共鳴板22與鐵心16之間的磁結(jié)合力減小，音響特性變化。具體地說，共鳴板22的最低共振頻率Fo的變化，一般來說是其值降低，由此產(chǎn)生降低聲壓的結(jié)果，并對音響特性有較大影響。
此外，在受到回流焊接處理溫度加熱的情況下，在支撐部件20中產(chǎn)生熱收縮，其結(jié)果，使氣隙24的寬度減小。如果該氣隙24的寬度變窄，就會使共鳴板22與鐵心16之間的磁結(jié)合力提高，其結(jié)果，使共鳴板22的最低共振頻率Fo變高，也就是說，對音響特性有較大影響。這種變化與磁鐵10的退磁有相反的關系。
因而，利用磁鐵10的退磁使最低共振頻率Fo降低和利用支撐部件20的熱收縮使最低共振頻率Fo上
相互抵消，變?yōu)榛パa的結(jié)果，利用磁鐵10和支撐部件20的材料關系的組合效果，即使受到回流焊接處理溫度的加熱，也可以獲得有效地不使最低共振頻率Fo變動的良好結(jié)果。
下面，說明圖1～圖4所示的電磁聲音變換器的實施例。
圖5表示在變更磁鐵10材質(zhì)的情況下回流焊接處理前后的共鳴板22的最低共振頻率Fo的變動。圖5中，M1表示采用各向同性釤鈷燒結(jié)1-5系列情況下的特性，M2表示采用各向同性釤鈷燒結(jié)2-17系列情況下的特性，M3表示采用釹系列粘結(jié)磁體情況下的特性，M4表示采用釤系列粘結(jié)磁體情況下的特性，由于受到回流焊接處理溫度的加熱，最低共振頻率Fo的變動值在M1情況下減小22Hz，在M2情況下減小42Hz，在M3情況下減小94Hz，在M4情況下減小104Hz。
此外，圖6表示對應圖5所示特性的回流焊接處理前后的總磁通量變動。由于受到回流焊接處理溫度的加熱，其熱退磁率在M1情況下是2.8％，在M2情況下是5.2％，在M3情況下是11.7％，在M4情況下是13.5％。
接著，圖7表示在變更支撐部件20材質(zhì)的情況下因回流焊接處理前后的氣隙24的寬度變動產(chǎn)生的共鳴板22的最低共振頻率Fo的變動。圖7中，C1表示采用LCP-1、維克特拉(Vectra)E130i，按成形射出壓為40kg/cm3成形的情況下的各特性，C2表示采用LCP-2、維克特拉(Vectra)E130i，按成形射出壓為130kg/cm3成形的情況下的各特性，C3表示使用尼龍6T、芳烴230情況下的各特性，C4表示使用PPS、C-100HG情況下的各特性，C0表示使用黃銅情況下的各特性。圖7中，最低共振頻率Fo的變動值在C1情況下是40Hz，在C2情況下是56Hz，在C3情況下是80Hz，在C4情況下是112Hz。
此外，如圖8所示，由于受到回流焊接處理溫度的加熱造成的氣隙24的變動在C0情況下為0(，在C1情況下為-5(，在C2情況下為-7(，在C3情況下為-10(，在C4情況下為-14(，在黃銅情況下不發(fā)生任何變化，但可看出，在用樹脂形成支撐部件20的情況下，根據(jù)其種類氣隙24的值會明顯減小。
因此，由磁鐵10產(chǎn)生的總磁通量變動部分與氣隙24的變動部分對應，于是因磁鐵10的退磁造成的最低共振頻率Fo值的減小可利用氣隙24的減小使最低共振頻率Fo增加來補償。若要看到這種協(xié)合效果，可參看圖9。也就是說，如果使M1與C1、M2與C2、M3與C3或M4與C4對應，那么因磁鐵10的退磁造成的最低共振頻率Fo的減小與因氣隙24的減小造成的最低共振頻率Fo的增加相互抵消，補償?shù)慕Y(jié)果使共鳴板22的最低共振頻率Fo的變動幅度ΔF變?yōu)榉浅Ｐ〉难a正值。
例如，如圖10所示，在支撐部件20的材質(zhì)為尼龍6T、磁鐵10的材質(zhì)為釹系列粘結(jié)磁體的情況下，因受到回流焊接處理溫度的加熱造成磁鐵10退磁使共鳴板22的最低共振頻率Fo的減小，可通過利用氣隙24的變動使共鳴板22的最低共振頻率Fo增加來補償，其結(jié)果，最低共振頻率Fo的變動幅度ΔF非常小，明顯小于圖20和圖21所示的具有現(xiàn)有品質(zhì)特性的最低共振頻率Fo的變動幅度ΔF。
因此，在圖11、圖13和圖14所示的電磁聲音變換器中表示了在支撐部件20上使用黃銅、在磁鐵10上使用釹系列磁體情況中的共鳴板22的最低共振頻率Fo的特性。M3表示因回流焊接處理前后磁鐵10的退磁造成的共鳴板22的最低共振頻率Fo的變動，C0表示因氣隙24的變動造成的最低共振頻率Fo的變動。在這種結(jié)構(gòu)中，最低共振頻率Fo的變動幅度ΔF明顯變大。
此外，在圖12、圖13和圖14所示的電磁聲音變換器中表示了在支撐部件20上使用黃銅、在磁鐵10上使用各向同性釤鈷燒結(jié)2-17系列磁鐵情況中的共鳴板22的最低共振頻率Fo的特性。M1表示因回流焊接處理前后磁鐵10的退磁造成的共鳴板22的最低共振頻率Fo的變動，C0表示因氣隙24的變動造成的最低共振頻率Fo的變動。在這種組合中，最低共振頻率Fo的變動幅度ΔF變得接近圖10所示的特性，但存在材質(zhì)價格高的問題。
再有，雖然在實施例中對磁鐵10和支撐部件20的材料及其組合進行了說明，但本發(fā)明并不限于這些材料和其組合，還可以采用下列材料和其組合，即因磁鐵10的退磁造成的最低共振頻率Fo的減小可通過利用支撐部件20的收縮率使最低共振頻率Fo增加進行補償?shù)牟牧霞捌浣M合。
如上面的說明，按照本發(fā)明，可獲得下面的效果。
a.能夠使因回流焊接處理溫度造成的共鳴板和鐵心之間的氣隙變動所伴隨的磁結(jié)合力的變化與磁鐵的退磁變化相對應地來補償，能防止因回流焊接處理溫度造成的音響性能的降低，能夠?qū)崿F(xiàn)音響性能的穩(wěn)定化。
b.通過支撐部件的熱收縮，能夠用共鳴板和鐵心之間的氣隙變動所引起的磁結(jié)合力的變化來補償因回流焊接處理溫度造成的磁鐵熱劣化中的某些退磁。
c.由于不必抑制因回流焊接處理溫度造成的磁鐵退磁和支撐部件的熱收縮等的變動，所以能夠使用價格便宜的材料，降低制造成本。
而且，雖論述了本發(fā)明優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)、作用和效果，但本發(fā)明的電磁聲音變換器并不限于上述實施例和實例，它包括根據(jù)本發(fā)明的目的和實施例能夠推測出的各種結(jié)構(gòu)、變形，和本領域技術(shù)人員能夠預測的所有結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種電磁聲音變換器，包括纏繞線圈的鐵心；接收該鐵心產(chǎn)生的振動磁場而振動的共鳴板；支撐共鳴板的支撐部件，它使所述鐵心與所述共鳴板之間設有氣隙；和磁鐵，它設在該支撐部件的內(nèi)側(cè)，使磁場作用于所述共鳴板，通過使加給線圈的電信號轉(zhuǎn)換為振動磁場并作用于所述共鳴板，將電信號轉(zhuǎn)換為聲音，其特征在于，用在回流焊接處理溫度下呈現(xiàn)不可逆退磁的磁性材料形成所述磁鐵，并且，用在回流焊接處理溫度下有收縮的材料形成所述支撐部件。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁聲音變換器，其特征在于，用釤鈷系列磁鐵或用釹系列磁鐵形成所述磁鐵。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁聲音變換器，其特征在于，用合成樹脂形成所述支撐部件。
4.如權(quán)利要求1所述的電磁聲音變換器，其特征在于，所述回流焊接處理溫度為200～250℃。
全文摘要
本發(fā)明提供可防止因回流焊接處理造成的音響性能劣化的電磁聲音變換器。利用磁鐵在回流焊接處理溫度下具有的不可逆退磁的退磁性和支撐部件在回流焊接處理溫度下具有的收縮性,通過把因磁鐵退磁造成的最低共振頻率Fo的降低與利用支撐部件的熱收縮使共鳴板的最低共振頻率Fo上相互抵消,使該電磁聲音變換器能夠抑制共鳴板的最低共振頻率Fo的變化,實現(xiàn)音響性能的穩(wěn)定化。
文檔編號H04R11/00GK1193885SQ97126389
公開日1998年9月23日 申請日期1997年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月20日
發(fā)明者田島和茂, 今堀能男, 曾根高裕, 伏見功 申請人:星精密株式會社