JP2004266410A - 電気音響変換器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気音響変換器装置において、その電気音響変換器をスピーカとレシーバとで兼用した場合にも、十分な音質を確保した上で、スピーカとしての使用時に所要の音圧を確保可能とする。
【解決手段】電気音響変換器１２を収容するハウジング１４の内部空間を、ダイアフラム２２を境にして前方側空間Ｃｆと後方側空間Ｃｒとに仕切り、後方側空間Ｃｒを、後部放音孔１４Ｂｂに臨む第１空間Ｃｒ１とそれ以外の第２空間Ｃｒ２とに仕切る。そして、前部放音孔１４Ａｂから放射される音をスピーカの音として、後部放音孔１４Ｂｂから放射される音をレシーバの音として使用する。その際、前方側空間Ｃｆおよび第１空間Ｃｒ１の容積は小さくし、その共鳴効果により、スピーカおよびレシーバとしての十分な音質を確保する。一方、第２空間Ｃｒ２の容積は十分大きくし、ダイアフラム２２の振幅が大きくなっても背圧を十分に吸収して所要の音圧を確保する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ハウジング内に電気音響変換器が収容されてなる電気音響変換器装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話機等の携帯用通信機器には、通話用のレシーバや着信報知用のスピーカ等の電気音響変換器が設けられている。
【０００３】
その際、特許文献１には、携帯用通信機器のケーシングを、電気音響変換器を収容するハウジングとして利用した電気音響変換器装置が記載されている。
【０００４】
この特許文献１に記載された電気音響変換器装置においては、ケーシングの内部空間が、電気音響変換器のダイアフラムを境にして前方側空間と後方側空間とに仕切られており、ケーシングの前面壁および後面壁には、これら前方側空間および後方側空間をケーシングの外部空間と連通させる前部放音孔および後部放音孔が各々形成されている。そして、このような構成を採用することにより、電気音響変換器で発生した音をケーシングの前後両方向へ放射させることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３０８４１号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載された電気音響変換器装置は、スピーカとしての機能を有する構成となっているが、これにレシーバとしての機能を付加することも可能である。すなわち、前部放音孔から放射される音をスピーカの音として使用する一方、後部放音孔から放射される音をレシーバの音として使用すれば、１つの電気音響変換器をスピーカとレシーバとで兼用することが可能となる。
【０００６】
その際、ハウジングの共鳴効果により十分な音質を確保するためには、スピーカとしては前方側空間をある程度小さくすることが好ましく、レシーバとしては後方側空間をある程度小さくすることが好ましい。しかしながら、このように前方側空間も後方側空間も小さくした場合には、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、電気音響変換器をレシーバとして使用する場合には、携帯用通信機器のケーシングの後面壁に耳を当てて通話することとなるので、その入力信号の電力を小さいものとすることができる。そしてこの場合には、ダイアフラムの振幅も小さく抑えることができるので、特に問題は生じない。一方、電気音響変換器をスピーカとして使用する場合には、携帯用通信機器から離れた位置で着信音等を聞くこととなるので、その入力信号の電力をかなり大きなものとする必要がある。そしてこの場合には、ダイアフラムの振幅もかなり大きくなるので、その後方側空間が小さいと背圧を十分に吸収することができず、このため所要の音圧を確保することができなくなってしまう、という問題がある。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ハウジング内に電気音響変換器が収容されてなる電気音響変換器装置において、その電気音響変換器をスピーカとレシーバとで兼用するようにした場合にも、十分な音質を確保した上で、スピーカとしての使用時に所要の音圧を確保することができる電気音響変換器装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、後方側空間の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る電気音響変換器装置は、
ハウジング内に電気音響変換器が収容されてなる電気音響変換器装置において、
上記ハウジングの内部空間が、上記電気音響変換器のダイアフラムを境にして前方側空間と後方側空間とに仕切られており、
上記ハウジングの前面壁に、上記前方側空間を該ハウジングの外部空間と連通させる前部放音孔が形成されるとともに、上記ハウジングの後面壁に、上記後方側空間を該ハウジングの外部空間と連通させる後部放音孔が形成されており、
上記後方側空間の容積が、上記前方側空間の容積よりも大きい値に設定されており、
上記後方側空間が、上記後部放音孔に臨む第１空間とこの第１空間以外の第２空間とに略仕切られている、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「電気音響変換器」の駆動形式は特に限定されるものではなく、例えば、動電型の電気音響変換器あるいは電磁型の電気音響変換器等が採用可能である。
【００１２】
上記「ハウジングの内部空間」とは、該ハウジング内において電気音響変換器の外側に位置する空間のみを意味するものではなく、これに電気音響変換器の内側に位置する空間をも含めた空間を意味するものである。
【００１３】
上記「後方側空間の容積」は、前方側空間の容積よりも大きい値に設定されていれば、その具体的な値は特に限定されるものではないが、スピーカとしての使用時に発生する背圧を十分に吸収させるという観点からは、構造上許容される範囲でできるだけ大きな値とすることが好ましい。
【００１４】
上記「略仕切られている」とは、レシーバとしての使用時に、実質的に第１空間のみが共鳴効果に関与する程度に仕切られていることを意味するものである。
【００１５】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る電気音響変換器装置は、ハウジング内に電気音響変換器が収容された構成となっているが、ハウジングの内部空間は電気音響変換器のダイアフラムを境にして前方側空間と後方側空間とに仕切られており、そして、ハウジングの前面壁には前方側空間を該ハウジングの外部空間と連通させる前部放音孔が形成されるとともに、ハウジングの後面壁には後方側空間を該ハウジングの外部空間と連通させる後部放音孔が形成されており、また、後方側空間の容積は前方側空間の容積よりも大きい値に設定されており、さらに、後方側空間は後部放音孔に臨む第１空間とこの第１空間以外の第２空間とに略仕切られているので、前部放音孔から放射される音をスピーカの音として使用する一方、後部放音孔から放射される音をレシーバの音として使用するようにすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００１６】
すなわち、前方側空間の容積をある程度小さくすれば、該前方側空間の共鳴効果により、スピーカとしての十分な音質を確保することができる。このようにした場合においても、後方側空間の容積は前方側空間の容積よりも大きい値に設定されているので、ダイアフラムの振幅が大きくなっても背圧を十分に吸収することが可能となり、これによりスピーカとしての所要の音圧を確保することができる。
【００１７】
一方、後方側空間において後部放音孔に臨む第１空間の容積をある程度小さくすれば、該第１空間の共鳴効果により、レシーバとしての十分な音質を確保することができる。なお、レシーバとして使用する場合には、ダイアフラムの振幅は小さいので、前方側空間の容積が小さくても特に問題が生じることはない。
【００１８】
このように本願発明によれば、ハウジング内に電気音響変換器が収容されてなる電気音響変換器装置において、その電気音響変換器をスピーカとレシーバとで兼用するようにした場合にも、十分な音質を確保した上で、スピーカとしての使用時に所要の音圧を確保することができる。
【００１９】
上記構成において、後方側空間を構成する第１および第２空間の具体的な大きさは特に限定されるものではないが、第２空間の容積を第１空間の容積よりも大きい値に設定するようにすれば、レシーバとして使用時には、第１空間の容積をある程度小さくしてその共鳴効果によりレシーバの音質を高めるようにした上で、スピーカとしての使用時には十分な背圧吸収空間を確保することができる。
【００２０】
また上記構成において、第１空間と第２空間とを、電気音響変換器の外側において完全に仕切る一方、電気音響変換器の内側において互いに連通させるようにすれば、後部放音孔の近傍において第１空間の形状を確定させることができるので、第１空間の共鳴効果の算定を容易に行うことが可能となる。
【００２１】
あるいは、このようにする代わりに、第１空間と第２空間とを、電気音響変換器の外側において所定の連通孔を介して互いに連通させるとともに、第１空間をダイアフラムに臨むように形成すれば、第１空間と第２空間とを電気音響変換器の内側において互いに連通させる必要がなくなるので、電気音響変換器に形成されるべき放音孔の数を減らすことができ、これにより電気音響変換器の構成を簡素化することができる。この場合において、上記「所定の連通孔」は、レシーバとしての使用時に、その共鳴効果に実質的に影響を及ぼさない範囲内であれば、その大きさ、形状、数量、配置等の具体的構成は特に限定されるものではない。
【００２２】
ところで、本願発明に係る電気音響変換器装置は、これをユニットとして携帯用通信機器に組み込むようにしてもよいが、該電気音響変換器装置のハウジングを、携帯用通信機器のケーシングの一部として構成するようにすれば、携帯用通信機器の構成を簡素化することができるとともに、そのケーシングをコンパクトに構成することができる。この場合において、上記「携帯用通信機器」は、携帯可能な通信機器であれば、その種類は特に限定されるものではなく、携帯電話機、ＰＨＳ電話機、ＰＤＡ、固定電話機の子機等が採用可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器装置１０を、上向きに配置した状態で示す側断面図であり、図２および３は、その平面図および底面図である。
【００２５】
これらの図に示すように、本実施形態に係る電気音響変換器装置１０は、ハウジング１４内に電気音響変換器１２が収容されてなり、携帯電話機等に組み込まれた状態で使用されるようになっている。
【００２６】
電気音響変換器１２は、外径が１０〜２０ｍｍ程度の動電型の電気音響変換器であって、ダイアフラム２２と、このダイアフラム２２の外周縁部を支持するフレーム２４と、前端部がダイアフラム２２に固定されたボイスコイル２６と、このボイスコイル２６の後端部を収容する筒状磁気間隙が形成された磁気回路ユニット２８と、ダイアフラム２２を前方側から覆うカバー３０とを備えてなっている。
【００２７】
図４は、図１の要部詳細図である。
【００２８】
この図にも示すように、フレーム２４は、リング状に形成されており、その外周端部には上向きの環状フランジ部２４ａが形成されている。そして、このフレーム２４における環状フランジ部２４ａの内周側には、ダイアフラム２２を支持するダイアフラム支持部２４ｂが形成されており、このダイアフラム支持部２４ｂの内周側には、周方向複数箇所に複数の放音孔２４ｃが形成されている。さらに、このフレーム２４の内周端部には、後方へ突出する環状フランジ部２４ｄが形成されている。
【００２９】
磁気回路ユニット２８は、鋼製のベース３２と、マグネット３４と、鋼製のヨーク３６とからなり、そのベース３２の外周部においてフレーム２４の内周端部に固定されている。この磁気回路ユニット２８のベース３２には、その周方向複数箇所に複数の放音孔３２ａが形成されている。
【００３０】
カバー３０は、その外周端部において、フレーム２４のダイアフラム支持部２４ｂに固定されている。このカバー３０の中心部およびその周囲には複数の放音孔３０ａが形成されている。
【００３１】
ハウジング１４は、前部ハウジング１４Ａと後部ハウジング１４Ｂとが接合されてなっている。
【００３２】
前部ハウジング１４Ａの前面壁１４Ａａの中心部には、３つの長円形の前部放音孔１４Ａｂが形成されている。そして、この前面壁１４Ａａの内面には、３つの前部放音孔１４Ａｂを囲むようにして環状フランジ部１４Ａｃが形成されている。この環状フランジ部１４Ａｃは、電気音響変換器１２のフレーム２４の外径よりも僅かに大きい内径を有している。
【００３３】
一方、後部ハウジング１４Ｂの後面壁１４Ｂａの中心部には、２つのやや短い長円形の後部放音孔１４Ｂｂが形成されている。そして、この後面壁１４Ｂａの内面には、２つの後部放音孔１４Ｂｂを囲むようにして環状フランジ部１４Ｂｃが形成されている。この環状フランジ部１４Ｂｃは、電気音響変換器１２のフレーム２４の環状フランジ部２４ｄよりも多少大きい内径を有している。
【００３４】
そして、電気音響変換器１２は、前部ハウジング１４Ａの環状フランジ部１４Ａｃの内周側に位置決めされるようにしてハウジング１４に収容されている。
【００３５】
その際、フレーム２４の環状フランジ部２４ａと前部ハウジング１４Ａとの間には、環状フランジ部１４Ａｃの内周面に沿ってガスケット３８が介装されるようになっており、これによりハウジング１４の内部空間を、ダイアフラム２２を境にして前方側空間Ｃｆと、後方側空間Ｃｒとに仕切るようになっている。
【００３６】
また、フレーム２４の環状フランジ部２４ｄと後部ハウジング１４Ｂとの間には、環状フランジ部１４Ｂｃの内周面に沿ってガスケット４０が介装されるようになっており、これにより後方側空間Ｃｒを、電気音響変換器１２の外側において、後部放音孔１４Ｂｂに臨む第１空間Ｃｒ１と、この第１空間Ｃｒ１以外の第２空間Ｃｒ２とに仕切るようになっている。
【００３７】
後述するようにスピーカとしての使用時に発生する背圧を十分に吸収させるという観点からは、後方側空間Ｃｒの容積はできるだけ大きな値とすることが好ましい。具体的には、後方側空間Ｃｒの容積は、前方側空間Ｃｆの容積の１０倍以上の値に設定することが好ましく、前方側空間Ｃｆの容積の２０倍以上の値に設定することがより好ましく、前方側空間Ｃｆの容積の３０倍以上の値に設定することがさらに好ましい。その際、レシーバとして使用時に十分な音質を確保するという観点からは、後方側空間Ｃｒにおいて後部放音孔１４Ｂｂに臨む第１空間Ｃｒ１の容積は、ある程度小さい値に設定して適正な共鳴効果が得られるようにすることが好ましいので、第２空間Ｃｒ２の容積をできるだけ大きい値に設定することが好ましい。
【００３８】
このような観点から、本実施形態においては、前方側空間Ｃｆの容積は０．１ｃｃ程度、後方側空間Ｃｒの第１空間Ｃｒ１の容積は０．１ｃｃ程度、後方側空間Ｃｒの第２空間Ｃｒ２の容積は４ｃｃ程度に設定されている。
【００３９】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４０】
本実施形態に係る電気音響変換器装置１０は、その電気音響変換器１２をスピーカとレシーバとで兼用するようになっている。すなわち、前部放音孔１４Ａｂから放射される音をスピーカの音として着信報知用に使用する一方、後部放音孔１４Ｂｂから放射される音をレシーバの音として通話用に使用するようになっている。その際、スピーカの音としての入力信号の電力は０．３Ｗ程度であり比較的大きいので、ダイアフラム２２は大きく振動する。一方、レシーバの音としての入力信号の電力は１ｍＷ程度であり比較的小さいので、ダイアフラム２２は小さく振動する。
【００４１】
本実施形態に係る電気音響変換器装置１０においては、ダイアフラム２２が大きく振動すると、図４において矢印Ａで示すように、その前方側空間Ｃｆから前部放音孔１４Ａｂを介して前方へ向けて音が放射される。このとき、同図において矢印Ｂで示すように、その後方側空間Ｃｒの第１空間Ｃｒ１から後部放音孔１４Ｂｂを介して後方へ向けても音が放射されるが、３つの前部放音孔１４Ａｂの開口総面積は２つの後部放音孔１４Ｂｂの開口総面積に比してかなり大きいので、主として前方へ向けて音が放射される。その際、前方側空間Ｃｆは０．１ｃｃ程度の小さい容積に設定されているので、該前方側空間Ｃｆの共鳴効果により、スピーカとしての十分な音質を確保することができる。またこのとき、後方側空間Ｃｒの第２空間Ｃｒ２は４ｃｃ程度の大きい容積に設定されているので、図４において矢印Ｃで示すように、ダイアフラム２２の振幅が大きくなっても背圧を十分に吸収することができ、これによりスピーカとしての所要の音圧を確保することができる。
【００４２】
一方、ダイアフラム２２が小さく振動した場合にも、矢印Ａで示すように、その前方側空間Ｃｆから前部放音孔１４Ａｂを介して前方へ向けて音が放射されるとともに、矢印Ｂで示すように、その後方側空間Ｃｒの第１空間Ｃｒ１から後部放音孔１４Ｂｂを介して後方へ向けて音が放射され、その際、主として前方へ向けて音が放射される。しかしながら、レシーバとしての使用時には、ハウジング１４の後面壁１４Ｂａに耳を当てて通話を行うので、後部放音孔１４Ｂｂからの音を聞き取ることとなる。このとき、第１空間Ｃｒ１は０．１ｃｃ程度の小さい容積に設定されているので、該第１空間Ｃｒ１の共鳴効果により、レシーバとしての十分な音質を確保することができる。なお、レシーバとして使用する場合には、ダイアフラム２２の振幅は小さいので、前方側空間Ｃｆが０．１ｃｃ程度の小さい容積に設定されていても、特に問題が生じることはない。
【００４３】
このように本実施形態によれば、電気音響変換器１２をスピーカとレシーバとで兼用するようにした場合にも、十分な音質を確保した上で、スピーカとしての使用時に所要の音圧を確保することができる。
【００４４】
特に本実施形態においては、第１空間Ｃｒ１の容積と前方側空間Ｃｆの容積とが略同じ小さい値に設定されているので、スピーカもレシーバも共にその音質を十分に高めることができる。
【００４５】
また本実施形態においては、第１空間Ｃｒ１と第２空間Ｃｒ２とが、電気音響変換器１２の外側において完全に仕切られており、フレーム２４の放音孔２４ｃおよびベース３２の放音孔３２ａを介して電気音響変換器１２の内側において互いに連通しているので、後部放音孔１４Ｂｂの近傍における第１空間Ｃｒ１の形状を確定させることができる。そしてこれにより第１空間Ｃｒ１の共鳴効果の算定を容易に行うことが可能となるので、音質が特に重視されるレシーバの音質向上を図ることができる。
【００４６】
図５は、上記実施形態の変形例を示す、図４と同様の図である。
【００４７】
この図に示すように、本変形例においても、その基本的構成は上記実施形態と同様であるが、本変形例においては、フレーム２４に放音孔２４ｃが全く形成されておらず、環状フランジ部２４ｄが周方向複数箇所において切り欠かれて複数の連通孔２４ｅを形成している点で、上記実施形態と異なっている。
【００４８】
これにより本変形例においては、第１空間Ｃｒ１と第２空間Ｃｒ２とが、電気音響変換器１２の外側において複数の連通孔２４ｅを介して互いに連通しており、そして第１空間Ｃｒ１がダイアフラム２２に臨むように形成されている。
【００４９】
本変形例の構成を採用することにより、第１空間Ｃｒ１と第２空間Ｃｒ２とを電気音響変換器１２の内側において互いに連通させる必要がなくなるので、電気音響変換器１２に形成されるべき放音孔を、ベース３２の放音孔３２ａのみとすることができ、これにより電気音響変換器１２の構成を簡素化することができる。
【００５０】
なお上記実施形態においては、第１空間Ｃｒ１と第２空間Ｃｒ２とが、電気音響変換器１２の外側において完全に仕切られた構成となっているが、両者が連通している構成とすることも可能である。すなわち、フレーム２４の放音孔２４ｃおよびベース３２の放音孔３２ａに加えて、上記変形例のように環状フランジ部２４ｄに連通孔２４ｅが形成された構成とすることも可能である。このような構成を採用した場合には、連通孔２４ｅの大きさや形状、数量、配置等を適宜変化させることにより音響効果の調整を行うことが可能となる。
【００５１】
ところで、上記実施形態およびその変形例においては、電気音響変換器装置１０がユニットとして携帯電話機等に組み込まれるものとして説明したが、図６に示すように、電気音響変換器装置１０のハウジング１４を、携帯電話機等のケーシング５０の一部として構成することも可能である。このような構成を採用することにより、携帯電話機等の構成を簡素化することができるとともに、そのケーシング５０をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器装置を上向きに配置した状態で示す側断面図
【図２】上記電気音響変換器装置を上向きに配置した状態で示す平面図
【図３】上記電気音響変換器装置を上向きに配置した状態で示す底面図
【図４】図１の要部詳細図
【図５】上記実施形態の変形例を示す、図４と同様の図
【図６】上記実施形態の他の変形例を示す、図１と同様の図
【符号の説明】
１０ 電気音響変換器装置
１２ 電気音響変換器
１４ ハウジング
１４Ａ 前部ハウジング
１４Ａａ 前面壁
１４Ａｂ 前部放音孔
１４Ａｃ 環状フランジ部
１４Ｂ 後部ハウジング
１４Ｂａ 後面壁
１４Ｂｂ 後部放音孔
１４Ｂｃ 環状フランジ部
２２ ダイアフラム
２４ フレーム
２４ａ、２４ｄ 環状フランジ部
２４ｂ ダイアフラム支持部
２４ｃ 放音孔
２４ｅ 連通孔
２６ ボイスコイル
２８ 磁気回路ユニット
３０ カバー
３０ａ 放音孔
３２ ベース
３２ａ 放音孔
３４ マグネット
３６ ヨーク
３８、４０ ガスケット
５０ ケーシング
Ｃｆ 前方側空間
Ｃｒ 後方側空間
Ｃｒ１ 第１空間
Ｃｒ２ 第２空間

Claims (5)

1. ハウジング内に電気音響変換器が収容されてなる電気音響変換器装置において、
   上記ハウジングの内部空間が、上記電気音響変換器のダイアフラムを境にして前方側空間と後方側空間とに仕切られており、
   上記ハウジングの前面壁に、上記前方側空間を該ハウジングの外部空間と連通させる前部放音孔が形成されるとともに、上記ハウジングの後面壁に、上記後方側空間を該ハウジングの外部空間と連通させる後部放音孔が形成されており、
   上記後方側空間の容積が、上記前方側空間の容積よりも大きい値に設定されており、
   上記後方側空間が、上記後部放音孔に臨む第１空間とこの第１空間以外の第２空間とに略仕切られている、ことを特徴とする電気音響変換器装置。
2. 上記第２空間の容積が、上記第１空間の容積よりも大きい値に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器装置。
3. 上記第１空間と上記第２空間とが、上記電気音響変換器の外側において完全に仕切られている一方、上記電気音響変換器の内側において互いに連通している、ことを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換器装置。
4. 上記第１空間と上記第２空間とが、上記電気音響変換器の外側において所定の連通孔を介して互いに連通しており、
   上記第１空間が、上記ダイアフラムに臨むように形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換器装置。
5. 上記ハウジングが、携帯用通信機器のケーシングの一部として構成されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の電気音響変換器装置。

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