JP2006033787A - 骨伝導デバイス及びその振動板 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画面の大きい携帯電話機ケースのように、設置スペースが限られているケース内に、デッドスペースを生ずることなく効率良く組み込むことができる骨伝導デバイス及びその振動板を提供することを課題とする。
【解決手段】ヨーク１の中央磁極２にボイスコイル３を装着し、ボイスコイル３の外側にマグネット４を配置した外磁型構造のマグネチック型音響変換デバイスであって、ヨーク１及びその中央磁極２は縦長であって、ヨークの両側の短尺辺側端部上にマグネット４を配置し、マグネット配置軸上の各マグネット４の外側に振動板固定部６を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は骨伝導デバイス及びその振動板、より詳細には、頭部に当接させて振動板の振動を骨組織に伝達させることにより音声を聴取させるタイプのスピーカ、並びに、骨伝導音をピックアップする骨伝導マイクロホンを含む骨伝導デバイス及びその振動板に関するものである。

従来の骨伝導スピーカとしては、図８に示されるものが知られている。その骨伝導スピーカは、ボイスコイル５６を巻装する中央磁極５２を有するヨーク５１を設け、ヨーク５１を４方向に延長し、その延長部分の内の相対する２部分５３、５３にそれぞれマグネット５５、５５を配置すると共に、他の２部分に振動板固定部５４、５４を立設し、振動板固定部５４、５４に振動板５７を固定して成るものである（特許第２９６７７７７号）。

また、図９に示される骨伝導スピーカは、上面に振動板６２を備えた円筒ケース６１と、ケース６１の内面に沿って嵌合される円筒形マグネット６３と、中央に中央磁極６４を有していてケース６１の下部に嵌合されるヨーク６５と、ヨーク６５の中央磁極６４を取り巻くように配置されるボイスコイル６６とから成る（特開昭５７−１０１１４号公報）。

更に、図１０に示される骨伝導スピーカは、ヨーク７０の両側に枝脚７１、７１を設けてそこにそれぞれボイスコイル７２、７２を嵌合し、ボイスコイル７２、７２間にマグネット７３を配置し、マグネット７３上にプレート７４を介して振動板７５を設置したものである（特開２００１−３１３９８９号公報）。これは、ボイスコイル７２を２つ配置するものであって、一般に上記のものより大型となる。

上記構成の骨伝導スピーカは、近時、携帯電話機に組み込まれて利用されるようになってきているが、最近の携帯電話機には、正面に配置される表示画面はできるだけ大きなものとするとの要請があるため、スピーカの組込みスペースは、表示画面の上の横長の限られたものとなる。

しかるに、上記従来の骨伝導スピーカの場合は、いずれも円形に近い状態で、縦横比が約１：１である。そのため、携帯電話機ケース上部の横長の設置スペース内に収めるためには、その設置スペースの短寸側の縦寸法に対応した、非常に小さいサイズのものとせざるを得ない。そしてそのことは、出力不足となるおそれがあることを意味する。また、十分な出力が得られる大きなサイズの骨伝導スピーカを用いるには、ケースを大型化しなければならず、その場合、スペースに無駄が生ずるおそれもある。

上述したことは、限られた設置スペース内に組み込む必要のある骨伝導マイクロホンについても同様に言えることである。

特許第２９６７７７７号 特開昭５７−１０１１４号公報 特開２００１−３１３９８９号公報

上述したように、上記従来の骨伝導スピーカの場合は、縦横比が１：１に近いが、最近の携帯電話機のように、設置スペースが横長で狭いものに組み込む場合には、全体的に小さなサイズとしなければならないため、出力不足となるおそれがあるという問題があった。

そこで本発明は、表示画面の大きい携帯電話機ケースのように、設置スペースが限られているケース内に、デッドスペースを生ずることなく効率良く組み込むことができる骨伝導デバイス及びその振動板を提供することを課題とする。

本発明は、ヨークの中央磁極にボイスコイルを装着し、前記ボイスコイルの外側にマグネットを配置した外磁型構造のマグネチック型音響変換デバイスであって、前記ヨーク及びその中央磁極は縦長であって、前記ヨークの両側の短尺辺側端部上に前記マグネットを配置し、前記マグネット配置軸上の前記各マグネットの外側に振動板固定部を設置したことを特徴とする骨伝導デバイス、を以て上記課題を解決した。

前記振動板固定部は、前記ヨークの両側の短尺辺側端部に前記ヨークと一体に形成された段部であり、あるいは、前記ヨークの両側の短尺辺側端部上に設置された非磁性材製スペーサであり、あるいは、前記ヨーク、ボイスコイル及びマグネットを収納するボックスケースの短尺辺側側面である。

前記振動板は、ほぼ全長に亘って形成された縦長の開口を有する非磁性材製の支持板と、前記開口上に配置されて前記支持板に振動動作を支持される磁性材製の振動部材とから成り、その場合好ましくは、前記振動部材のサイズは前記支持板の開口のサイズよりも少し小さく、前記振動部材にはその両側中間部に、前記開口の長尺辺側縁部に固定される固定部が突設される。

前記振動板は、その支持板の両側の短尺辺側端部が延長折曲された折曲部を有していて、前記折曲部が前記段部又は前記スペーサの外側面に固定されることにより設置される。あるいは、前記振動板は、その支持板の両側の短尺辺側端部が前記段部又は前記スペーサの上面に固定されることにより設置される。好ましくは、前記支持板は、前記段部又は前記スペーサに対し、レーザー溶接によって固定される。

本発明に係る骨伝導デバイスは、全体的に縦長で、その短尺辺側の幅はボイスコイルの短寸側の幅寸法によって決まるので、スピーカユニットの短尺辺側の幅寸法を抑えることができる。そのため、表示画面の大きい携帯電話機のように、設置スペースが狭くて横長の場合に用いるのに好適で、その場合デッドスペースが生じにくく、また、携帯電話機に用いるのに十分な出力が得られる効果がある。

また、本発明に係る骨伝導スピーカ及びその振動板は、シンプルな構成であって、振動板はコンプライアンスを大きくでき、振動板のヨークへの取り付けはレーザー溶接にて簡単に行なうことができるので、製造容易であり、強度的にも十分に強いものが得られ、とりわけ請求項４に記載の発明の場合は、衝撃に強いものとなる効果がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図面に依拠して説明する。以下の説明は、骨伝導デバイスの内の骨伝導スピーカについてのものであるが、骨伝導マイクロホンの場合も実質的に同様の構成となるので、骨伝導マイクロホンについての説明は省略する。

本発明に係る骨伝導スピーカは、断面が、例えば、長方形、長円、楕円等の縦長形状の中央磁極２を有する上記同様の縦長形状のヨーク１と、上記同様の縦長形状に巻回されて中央磁極２を取り巻くボイスコイル３と、ヨーク１の短尺辺側端部においてボイスコイル３に添設される一対のマグネット４、４と、ヨーク１に固定される振動板５とで構成される。なお、ここにいう縦長は、デバイスの置き方によっては横長となることはいうまでもない。

図１乃至図４に示すヨーク１は、その短尺辺上に一体に形成された段部６を有する。図示された段部６の底面は、ヨーク１の底面よりも一段上がったものとなっているが、ヨーク１の底面と同じであってもよい。マグネット４は、段部６の内側側面に沿って設置される。なお、段部６とマグネット４は、図示したようなストレートなものであってもよいし、円弧形状のものであってもよい。

ボイスコイル３は、断面縦長の中央磁極２に沿った形状に巻回される。このボイスコイル３の長尺辺側の両側には何の部品も配置されないので、スピーカユニットの短尺辺側の幅寸法は、このボイスコイル３の短尺辺側寸法によって決定されることになる。従って、本発明に係る骨伝導スピーカは、上述した従来のいずれのタイプのものよりも、出力効率を維持したまま、短尺辺側に関しては幅狭なものとなし得る。

振動板５は、好ましくは、ほぼ全長に亘る大きな縦長の開口８を有する非磁性材製の支持板７と、開口８上に位置するように支持板７に固定されて、支持板７によって振動動作を支持される磁性材製の振動部材９とで構成される（図２）。例えば振動部材９は、支持板７の開口８のサイズよりも少し小さい長方形状であって、その両側に開口８の長尺辺側縁部の中間位置に固定される固定部１０、１０を有する。振動部材９は、その固定部１０、１０を介して開口８上に設置されることにより、開口８内において、開口８の周縁部に触れることなく自由に動き易い状態に支持され、コンプライアンスを大きく保つことができる。１１は、振動板５を図示せぬユニットケースにネジ止めするために使用するネジ孔である。

図１乃至図４に示す実施形態における振動板５は、その支持板７の両端が延長されて直角に折り曲げられて、折曲部１２が形成されている。この場合、折曲部１２の内側面端部が、段部６の外側面に固定される。その固定は、レーザー溶接によることが好ましい。

折曲部１２の段部６への固定に際しては、中央磁極２の上面と振動部材９との間に所定の間隙が保持されるように配慮する必要がある（図３参照）。そのためには、中央磁極２上に、上記間隙に対応する厚さの抜取り可能なシートを載置しておき、折曲部１２を段部６に固定した後に当該シートを抜き取る方法によることが簡便で有効である。

なお、支持板７に折曲部１２を設けることなく、あるいは、折曲部１２を設けた状態で、段部６を中央磁極２よりも少し高く形成することにより、支持板７の端部を段部６上に固定するようにすることもできる。

図４は、上記構成の骨伝導スピーカにおける磁気回路Ｍを示すもので、この場合、ヨーク１、マグネット４、振動部材９及び中央磁極２を巡る磁気回路Ｍが生成される。

図５に示す実施形態は、振動部５の固定部として、上記段部６の代わりに非磁性材製のスペーサ１４を用いたものである。スペーサ１４は、段部６と同様にストレート形状のものであっても湾曲形状のものであってもよいが、その高さは中央磁極２よりも少し高くする必要がある。スペーサ１４は、ヨーク１の両端縁部に、接着、ネジ止め等によって固定される。

この実施形態における振動板５の支持板７は、上記同様に折曲部１２を設け、折曲部１２をスペーサ１４の外側面に固定することとしてもよいが、折曲部１２を設けることなく、その端部をスペーサ１４上面に固定するようにしてもよい（図５参照）。

図６及び図７に示す実施形態は、段部６を有しないこと以外は図１乃至図４に示す実施形態におけるものと同じ構成のヨーク１と、ヨーク１に設置されるボイスコイル３と、マグネット４とを収納する非磁性体のボックスケース１５を用いたものである。

ボックスケース１５は、ＳＵＳ、アルミニウム、真ちゅう等の非磁性体製で、ヨーク１が密に収まる大きさとされ、底面には周縁部１６を残して開口部１７が形成され、また、側面の適宜箇所にリード線引出溝１８が形成される。

この場合は、中央磁極２にボイスコイル３を巻装し、且つ、マグネット４を設置したヨーク１をボックスケース１５内に収め、ヨーク１の底面周縁部をボックスケース１５の周縁部１６に溶着、接着等の手段によって固定する。

振動板５の構成は図１に示す実施形態におけるものと同じでよく、その振動板５をボックスケース１５に被せるようにして、即ち、振動板５の折曲部１２の内側面がボックスケース１５の短尺辺側側壁の外側面に当接するようにしてボックスケース１５上に載せる。そして、折曲部１２の内側面をボックスケース１５の外側面に、溶接、接着等によって固定する。勿論、折曲部１２をボックスケース１５内に位置させ、その外側面をボックスケース１５の短尺辺側側壁の内側面に固定する構成も可能である。

なお、中央磁極２の上面と振動部材９との間に所定の間隙を保持するために、上記実施形態の場合と同様に、上記折曲部１２の固定作業時に、中央磁極２上に抜取り可能なシートを載置しておく方法が有効である。

この実施形態の場合は、振動板５をボックスケース１５に対して十分な接触面積を以て固定することができるので、固着がより確実且つ強固になるという利点があり、また、ヨーク１、ボイスコイル３及びマグネット４がボックスケース１５内に収まるため、各部品の接着面積が増えて固着がより確実且つ強固になると共に、落下や衝撃に強い構造となる。更に、ボックスケース１５に本体取り付け用のネジ孔を形成する等の加工が可能であるので、設計の自由度が向上するという利点もある。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明に係る骨伝導スピーカの分解斜視図である。 本発明に係る骨伝導スピーカの振動板の分解斜視図である。 本発明に係る骨伝導スピーカの縦断面図である。 本発明に係る骨伝導スピーカの磁気回路を示す図である。 本発明に係る骨伝導スピーカの他の構成例の縦断面図である。 本発明に係る骨伝導スピーカの更に他の構成例の分解斜視図である。 本発明に係る骨伝導スピーカの更に他の構成例の縦断面図である。 従来の骨伝導スピーカの構成を示す分解斜視図である。 従来の骨伝導スピーカの他の構成を示す断面図である。 従来の骨伝導スピーカの更に他の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ ヨーク
２ 中央磁極
３ ボイスコイル
４ マグネット
５ 振動板
６ 段部
７ 支持板
８ 開口
９ 振動部材
１０ 固定部
１１ タップ孔
１２ 折曲部
１４ スペーサ
１５ ボックスケース
１６ 周縁部
１７ 開口部
１８ リード線引出溝

Claims (10)

1. ヨークの中央磁極にボイスコイルを装着し、前記ボイスコイルの外側にマグネットを配置した外磁型構造のマグネチック型音響変換デバイスであって、前記ヨーク及びその中央磁極は縦長であって、前記ヨークの両側の短尺辺側端部上に前記マグネットを配置し、前記マグネット配置軸上の前記各マグネットの外側に振動板固定部を配置したことを特徴とする骨伝導デバイス。
2. 前記振動板固定部は、前記ヨークの両側の短尺辺側端部に前記ヨークと一体に形成された段部である請求項１に記載の骨伝導デバイス。
3. 前記振動板固定部は、前記ヨークの両側の短尺辺側端部上に設置された非磁性材製スペーサである請求項１に記載の骨伝導デバイス。
4. 前記振動板固定部は、前記ヨーク、ボイスコイル及びマグネットを収納するボックスケースの短尺辺側側面である請求項１に記載の骨伝導デバイス。
5. 前記振動板は、ほぼ全長に亘って形成された縦長の開口を有する非磁性材製の支持板と、前記開口上に配置されて前記支持板に振動動作を支持される磁性材製の振動部材とから成る請求項１乃至４のいずれかに記載の骨伝導デバイス。
6. 前記振動部材のサイズは前記支持板の開口のサイズよりも少し小さく、前記振動部材にはその両側中間部に、前記開口の長尺辺側端部に固定される固定部が突設されている請求項５に記載の骨伝導デバイス。
7. 前記振動板は、その支持板の両側の短尺辺側端部が延長折曲された折曲部を有していて、前記折曲部が前記段部、前記スペーサの外側面又は前記ボックスケースの短尺辺側側面に固定されることにより設置される請求項５又は６に記載の骨伝導デバイス。
8. 前記振動板は、その支持板の両側の短尺辺側端部が前記段部、前記スペーサの上面又は前記ボックスケースの短尺辺側側面上に固定されることにより設置される請求項５又は６に記載の骨伝導デバイス。
9. 前記支持板は、前記段部、前記スペーサ又は前記ボックスケースの短尺辺側側面に対し、レーザー溶接によって固定される請求項７又は８に記載の骨伝導デバイス。
10. ほぼ全長に亘って形成された縦長の開口を有する非磁性材製の支持板と、前記開口上に配置されて前記支持板に振動動作を支持される磁性材製の振動部材とから成り、前記振動部材のサイズは前記支持板の開口のサイズよりも少し小さく、また、前記振動部材にはその両側中間部に、前記開口の長尺辺側縁部に固定される固定部が突設されていることを特徴とする骨伝導デバイスの振動板。

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