JP2004304694A

JP2004304694A - 振動スピーカ

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Publication number: JP2004304694A
Application number: JP2003097858A
Authority: JP
Inventors: Seigo Yamada; 精吾山田; Chushi Kim; 忠之金
Original assignee: Estec Corp
Current assignee: Estec Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28
Also published as: KR20040088348A; KR100623509B1

Abstract

【課題】本発明は、音発生機能および振動発生機能を備えた振動スピーカに関し、音発生機能と振動発生機能を一体型として薄型化を図ると共に、音質低下、振動量低下を防止することを目的とする。
【解決手段】単一の筐体１２内で、ダイナミックスピーカを構成する音用磁気回路部１６を囲むように電磁コイル１８が巻回されたＵ字ヨーク１７と、当該Ｕ字ヨーク１７の各先端部分に相対して対峙したマグネット２１Ａ，２１Ｂが取り付けられて支持バネ２０Ａ，２０Ｂで支持された分銅１９とで構成される振動発生手段２２を配置し、分銅を筐体１２の厚さ方向と異なる水平方向に振動させる構成とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音発生機能および振動発生機能を備えた振動スピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば携帯電話等においては、着信を知らせる場合に振動させる機能を有するものが殆どであり、当該振動させるための機構をスピーカの構成機構と共用させた振動スピーカが使用されている。このような振動発生と音発生を行わせる振動スピーカは、振動機能の向上と音発生機能に対する悪影響の軽減を図ることが必要であり、また、薄型化も望まれている。
【０００３】
従来、携帯電話等に使用されている振動スピーカの構成は種々知られているが、以下の特許文献が一例として示される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−９４９５号公報
【特許文献２】
特開２００３−１１９１号公報
【０００５】
図６に、従来の振動スピーカの説明図を示す。図６（Ａ）に示す振動スピーカは一般的な構成のものとして示している。図６（Ａ）において、振動スピーカ１０１は、一方が開放された筐体１０２の側部枠１０２Ａ内に、可動磁気回路部１０３が配置され、側部枠１０２Ａの内壁と２つの渦巻状の板バネ１０４，１０４により支持される。すなわち、当該可動磁気回路部１０３は板バネ１０４，１０４により浮上状態で支持されている。
【０００６】
上記可動磁気回路部１０３は、凹形状の第１ヨーク１１１内にマグネット１１２が固定され、当該マグネット１１２上（第１ヨークと反対側）に第２ヨーク１１３が配置される。この場合、第１ヨーク１１２の開放側の端部と、第２ヨーク１１３とは所定の磁気ギャップが形成される。そして、ダイヤフラム１０５に固定されたボイスコイル１０６の一部が上記可動磁気回路部１０３の磁気キャップ内に位置されるように、当該ダイヤフラム１０５が筐体１０２に密閉状態で固定されるものである。
【０００７】
このような振動スピーカ１０１は、ボイスコイル１０５に所定周波数の正弦波信号を印加することで、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）を繰り返すように、図面上で上下方向（筐体１０２の厚さ方向）に可動磁気回路部１０３が振動するものである。この場合、渦巻状の板バネ１０４，１０４の固有振動数を所定周波数に合わせることにより小電力で効率的な振動を得ることができるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す振動スピーカおよび特許文献１，２に示される振動スピーカは、可動磁気回路部１０３が上下方向（厚さ方向）に振動することから、筐体１０２において振動ストロークに必要な分のスペースを確保しなければならず薄型化を図ることが困難であるという問題がある。また、上記振動スピーカが携帯電話で使用されるときに、振動と同時にメロディを発生させる場合があり、振動駆動源をボイスコイル１０５としていることから振動周波数の整数倍の部分で音が干渉して音質を低下させてしまうという問題がある。さらに、板バネ１０４，１０４等の部品精度のバラヅキにより固有振動数にずれを生じて振動量が低下する場合があるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、音発生機構と振動発生機構を一体型として薄型化を図ると共に、音質低下、振動量低下を防止する振動スピーカを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、単一の筐体内で音発生のための機能および振動発生のための機能を有する振動スピーカであって、音用信号が印加されることにより磁気回路を形成して音を発生させる音発生手段と、弾性部材で支持された振動体を備え、振動用信号が印加されることにより当該振動体を前記筐体の厚さ方向と異なる方向に振動させる振動発生手段と、を有することを特徴とする構成とする。
【００１１】
請求項２〜５の発明では、「前記振動発生手段は、前記音発生手段と別個に略同一レベルで配置される」構成であり、
「前記振動発生手段は、前記振動体を前記弾性部材の共振周波数で、またはその近傍の周波数で振動させる」構成であり、
「前記弾性部材は、前記振動体を挾持状態で設けられる所定長の平行板バネである」構成であり、
「前記音発生手段は、固定された音用磁気回路部と、当該音用磁気回路部で磁気回路を形成させる音用駆動コイルと、当該音用駆動コイルの振動で音を発生させるダイヤフラムとを備え、前記振動発生手段は、前記音用磁気回路部を囲むように配置されたＵ字コアと、当該Ｕ字コアに巻回された振動用コイルと、当該Ｕ字コアの各先端部分と相対してまたはオフセットで対峙した磁性体が取り付けられた前記振動体とを備える」構成である。
【００１２】
このように、音の発生を音発生手段で行い、当該音発生手段と別構成の振動発生手段で支持された振動体を筐体の厚さ方向と異なる方向に振動させる。すなわち、振動発生手段の振動体を筐体の厚さ方向と異なる方向に振動させることから当該厚さ方向に振動のためのスペースを必要とさせずに薄型化を図ることが可能となり、音発生と振動発生を別構成で行わせることから互いに干渉が起こらずに音質低下、振動量低下を防止することが可能となるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図により説明する。
図１に本発明に係る振動スピーカの構成図を示すと共に、図２に図１の振動スピーカの斜視説明図を示す。図１（Ａ）は底面からの構成図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（Ｃ）は平面からの構成図である。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）において、振動スピーカ１１は、筐体１２が、例えば四角形状の側部環状体１３に底板１４が取り付けられた一方を開放させた状態で用意される。当該側部環状体１３は例えば非磁性体の樹脂材により形成され、底板１４は例えば非磁性体の金属材により形成される。そして、側部環状体１３の一辺には例えば３つの接続端子１５が設けられる。当該各接続端子１５は後述のボイスコイルおよび電磁コイルに所定の信号を印加するためのもので、一を共通端子したものである。
【００１４】
上記筐体１２内であって、底板１４の略中央部分に音用磁気回路部１６が固定配置される。この音用磁気回路部１６を囲むようにして強磁性部材で形成されたＵ字コア１７が固定配置され、当該Ｕ字コア１７には振動用コイルである電磁コイル１８が所定数巻回されている。また、上記音用磁気回路部１６のもう一方を囲むように振動体である分銅１９が配置される。この分銅１９は、例えばレジンにタングステン粉末を混ぜて成形して作製されるもので、比重を例えば約１２とさせるように大きくすることでコンパクト化が図られる。
【００１５】
当該分銅１９は、両側に弾性材で形成された支持バネ２０Ａ，２０Ｂの一端が取り付けられる。当該支持バネ２０Ａ，２０Ｂの他端は上記側部環状体１３の内壁に固定される。すなわち、支持バネ２０Ａ，２０Ｂにより平行板バネが構成され、当該分銅１９を挾持するような状態で設けられる。この支持バネ２０Ａ，２０Ｂは耐久性のある素材が選択されることで耐久性を確保することができると共に、長さを設定することによって共振周波数を所望の値に設定することができるというメリットもある。また、上記分銅１９であって、上記Ｕ字コア１７の各先端に対峙する部分には磁性体であるマグネット２１Ａ，２１Ｂがそれぞれバックヨークを介して取り付けられる。この各マグネット２１Ａ，２１ＢはそれぞれＮおよびＳの両極を有するものである。上述のＵ字コア１７、電磁コイル１８、分銅１９、支持バネ２０Ａ，２０Ｂおよびマグネット２１Ａ，２１Ｂを有して振動発生手段２２が構成される。
【００１６】
一方、音用磁気回路部１６は、凹状の第１ヨーク３１上にマグネット３２が設けられ、当該マグネット３２上に板状の第２ヨーク３３が設けられたものである。この場合、第１ヨーク３１の凹状先端と、第２ヨーク３３のエッジ部分とは磁気ギャップが形成される。当該磁気ギャップには、音用駆動コイルであるボイスコイル２３が位置され、当該ボイスコイル２３の他端がダイヤフラム２４に固定される。そして、ダイヤフラム２４を筐体１２の側部環状体１３に取り付けられることで内部が密閉状態となるものである。上記音用磁気回路部１６、ボイスコイル２３およびダイヤフラム２４により例えばダイナミックスピーカの音発生手段を構成する。
【００１７】
ところで、上記振動発生手段２２は、音発生手段とはその構成が別個であり、筐体１２内で当該音発生手段と略同一レベルで配置される。すなわち、図２（Ａ）に示すように、筐体１２には、Ｕ字コア１７、支持バネ２０Ａ，２０Ｂおよび音用磁気回路部１６を固定する固定部材４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂが設けられており、振動発生手段２２を筐体１２内に配置した状態で音用磁気回路部１６（音発生手段）の配置構成と略同一となるものである。その配置状態が図２（Ｂ）に示され、これに底板１４が設けられることで図１（Ａ）〜（Ｃ）に示す状態となる。なお、図２（Ａ）は配置状態を説明するためのもので、組み立て工程を示したものではない。
【００１８】
このような振動スピーカ１１は、所定の接続端子１５に音信号がボイスコイル２３に印加されることで音用磁気回路部１６との間で磁気回路が形成され、当該音信号に応じてボイスコイル２３を介してダイヤフラム２４が振動することにより、音が発生されるものである。振動発生については図３で説明する。
【００１９】
そこで、図３に、本発明に係る振動スピーカの振動状態の説明図を示す。図３（Ａ）において、マグネット２１Ａは例えば図面に向かって左からＳ、Ｎの極配置のものとされ、マグネット２１Ｂは図面に向かって左からＮ、Ｓの極配置のものとされて分銅１９に設けられているものとする。そこで、電磁コイル１８に所定周波数（支持バネ２０Ａ，２０Ｂの共振周波数、またはその近傍の周波数）の振動信号（正弦波または矩形波）が印加される場合、当該振動信号に応じてＵ字コア１７の一方端１７ＡにＳ極が発生し、他方端１７ＢにＮ極が発生したとする。
【００２０】
そのとき、図３（Ｂ）に示すように、当該一方端１７ＡのＳ極にマグネット２１ＡのＮ極が引き付け合って相対するように、また当該他方端１７ＢのＮ極にマグネット２１ＢのＳ極が引き付け合って相対するように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図３（Ｂ）の矢印方向）する。
【００２１】
また、上記振動信号に応じてＵ字コア１７の一方端１７ＡにＮ極が発生し、他方端１７ＢにＮ極が発生すると、図３（Ｂ）の状態でＵ字コア１７（１７Ａ，１７Ｂ）の極性が反転し、マグネット２１Ａ，２１Ｂとの間で互いに反発するようになり、図３（Ｃ）に示すように、当該一方端１７ＡのＮ極にマグネット２１ＡのＳ極が引き付け合って相対するように、また当該他方端１７ＢのＳ極にマグネット２１ＢのＮ極が引き付け合って相対するように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図３（Ｃ）の矢印方向）する。
【００２２】
同様に、図３（Ｃ）の状態でＵ字コア１７（１７Ａ，１７Ｂ）の極性が反転すると、マグネット２１Ａ，２１Ｂとの間で互いに反発するようになり、図３（Ｂ）に示すように、当該一方端１７ＡのＳ極にマグネット２１ＡのＮ極が引き付け合って相対するように、また当該他方端１７ＢのＮ極にマグネット２１ＢのＳ極が相対するように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図３（Ｂ）の矢印方向）するものである。
【００２３】
このように、図３（Ｂ）と図３（Ｃ）とが、振動信号の周波数に応じて繰り返すこととなって振動が発生するもので、当該振動は筐体１２の厚さ方向と異なる水平方向となる。この場合、分銅１９は、支持バネ２０Ａ，２０Ｂの共振周波数またはその近傍の周波数で振動され、小電力で効率的な振動を得ることができるものである。これによって、筐体１２の厚さ方向に振動のためのスペースを確保する必要がなく、振動スピーカ１１全体を薄型化することができ、また音発生と振動発生を別構成で行わせることから互いに干渉せず音発生手段に悪影響を与えることがなく、音質低下、振動量低下を防止することができるものである。
【００２４】
次に、図４および図５に、本発明に係る振動スピーカにおける他の実施形態の部分構成図を示す。図４（Ａ）において、分銅１９に取り付けられるマグネット２１Ｃ，２１Ｄは、それぞれ同一極性のもので、例えばそれぞれＳ極としたものである。そして、当該マグネット２１Ｃ，２１Ｄに対してＵ字コア１７のそれぞれの端部１７Ａ，１７Ｂが内側にオフセットされて対峙させた配置の構成である。
【００２５】
そこで、図４（Ｂ）に示すように、上記のような振動信号によりＵ字コア１７の一方端１７ＡにＳ極が発生し、他方端１７ＢにＮ極が発生したとすると、当該一方端１７ＡのＳ極にマグネット２１ＡのＳ極が反発するように、また当該他方端１７ＢのＮ極にマグネット２１ＢのＳ極が引き付け合って相対するように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図４（Ｂ）の矢印方向）する。
【００２６】
また、上記振動信号に応じてＵ字コア１７の一方端１７ＡにＮ極が発生し、他方端１７ＢにＳ極が発生すると、図４（Ｂ）の状態でＵ字コア１７（１７Ａ，１７Ｂ）の極性が反転し、マグネット２１Ｂ（Ｓ極）との間で反発するようになり、図４（Ｃ）に示すように、当該一方端１７ＡのＮ極にマグネット２１ＡのＳ極が引き付け合って相対するように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図４（Ｃ）の矢印方向）する。
【００２７】
このように、図４（Ｂ）と図４（Ｃ）とが、振動信号の周波数（支持バネ２０Ａ，２０Ｂの共振周波数、またはその近傍の周波数）に応じて繰り返すこととなって振動が発生するもので、当該振動は筐体１２の厚さ方向と異なる水平方向となる。これによっても、上記同様に、振動スピーカ１１全体を薄型化することができ、また音質低下、振動量低下を防止することができるものである。
【００２８】
続いて、図５（Ａ）においては、分銅１９に取り付けられるマグネット２１Ｅ，２１Ｆは、それぞれ同一極性（例えばＳ極）とされ、当該マグネット２１Ｅ，２１Ｆに対してＵ字コア１７のそれぞれの端部１７Ａ，１７Ｂが外側にオフセットされて対峙させた配置の構成である。
【００２９】
そこで、図５（Ｂ）に示すように、上記のような振動信号によりＵ字コア１７の一方端１７ＡにＮ極が発生し、他方端１７ＢにＳ極が発生したとすると、当該一方端１７ＡのＮ極にマグネット２１ＥのＳ極が引き付け合って相対するように、また当該他方端１７ＢのＳ極にマグネット２１ＦのＳ極が反発するように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図５（Ｂ）の矢印方向）する。
【００３０】
また、上記振動信号に応じてＵ字コア１７の一方端１７ＡにＳ極が発生し、他方端１７ＢにＮ極が発生すると、図５（Ｂ）の状態でＵ字コア１７（１７Ａ，１７Ｂ）の極性が反転し、マグネット２１Ｅ（Ｓ極）との間で互いに反発するようになり、図５（Ｃ）に示すように、当該他方端１７ＢのＮ極にマグネット２１ＦのＳ極が引き付け合って相対するするように分銅１９が支持バネ２０Ａ，２０Ｂに支持されながら移動（図５（Ｃ）の矢印方向）する。
【００３１】
このように、図５（Ｂ）と図５（Ｃ）とが、振動信号の周波数（支持バネ２０Ａ，２０Ｂの共振周波数、またはその近傍の周波数）に応じて繰り返すこととなって振動が発生するもので、当該振動は筐体１２の厚さ方向と異なる水平方向となる。これによっても、上記同様に、振動スピーカ１１全体を薄型化することができ、また音質低下、振動量低下を防止することができるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、音の発生を音発生手段で行い、当該音発生手段と別構成の振動発生手段で支持された振動体を筐体の厚さ方向と異なる方向に振動させる構成とすることにより、音発生機構と振動発生機構を一体型として薄型化を図ることができると共に、音質低下、振動量低下を防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動スピーカの構成図である。
【図２】図１の振動スピーカの斜視説明図である。
【図３】本発明に係る振動スピーカの振動状態の説明図である。
【図４】本発明に係る振動スピーカにおける他の実施形態の部分構成図（１）である。
【図５】本発明に係る振動スピーカにおける他の実施形態の部分構成図（２）である。
【図６】従来の振動スピーカの説明図である。
【符号の説明】
１１振動スピーカ
１２筐体
１６音用磁気回路部
１７Ｕ字コア
１８電磁コイル
１９分銅
２０支持バネ
２１，３２マグネット
２２振動発生手段
２３ボイスコイル
２４ダイヤフラム
３１第１ヨーク
３３第２ヨーク

Claims

単一の筐体内で音発生のための機能および振動発生のための機能を有する振動スピーカであって、
音用信号が印加されることにより磁気回路を形成して音を発生させる音発生手段と、
弾性部材で支持された振動体を備え、振動用信号が印加されることにより当該振動体を前記筐体の厚さ方向と異なる方向に振動させる振動発生手段と、
を有することを特徴とする振動スピーカ。
請求項１記載の振動スピーカであって、前記振動発生手段は、前記音発生手段と別個に略同一レベルで配置されることを特徴とする振動スピーカ。
請求項１または２記載の振動スピーカであって、前記振動発生手段は、前記振動体を前記弾性部材の共振周波数で、またはその近傍の周波数で振動させることを特徴とする振動スピーカ。
請求項１〜３の少なくとも何れかに記載の振動スピーカであって、前記弾性部材は、前記振動体を挾持状態で設けられる所定長の平行板バネであることを特徴とする振動スピーカ。
請求項１〜４の少なくとも何れかに記載の振動スピーカであって、
前記音発生手段は、固定された音用磁気回路部と、当該音用磁気回路部で磁気回路を形成させる音用駆動コイルと、当該音用駆動コイルの振動で音を発生させるダイヤフラムとを備え、
前記振動発生手段は、前記音用磁気回路部を囲むように配置されたＵ字コアと、当該Ｕ字コアに巻回された振動用コイルと、当該Ｕ字コアの各先端部分と相対してまたはオフセットで対峙した磁性体が取り付けられた前記振動体とを備えることを特徴とする振動スピーカ。