JP2006507729A - 中央領域に補強条溝を有する振動板を具えた電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

振動板（２０）が振動板軸線（５）と中央領域（５０）とを有し、前記振動板軸線（５）の周囲にはカップ状の中央凹部（５２）が設けられ、この凹部（５２）が好ましくは接続チャネル（５３）を有し、中央領域（５０）は半径方向に平行に延在する複数グループの補強条溝（５４, ５５, ５６，５７）を有し、これらのグループのうち長い補強条溝の第１グループ（５４, ５５, ５６）は前記凹部（５２）にまで延在し、前記接続チャネル（５３）は長い補強条溝（５５, ５６）の２つにつながって、これら２つの長い補強条溝（５５, ５６）を相互連結する。

Description

本発明は、電気音響変換器の振動板であって、該振動板は振動板軸線に対して振動することができるように設計され、且つ振動板の第１面と第２面とを有し、また中央領域も有している振動板に関するものである。

本発明はまた、振動板を具える電気音響変換器にも関するものである。

冒頭にて述べた種類の電気音響変換器及び振動板は、例えば国際特許出願公開明細書第ＷＯ ０１／６０５３０ Ａ１号から既知である。この既知の電気音響変換器は、既知の振動板及びこの振動板に連結されたコイルにより、またこのコイルに作用する磁石系により、所定の周波数領域の音を発生させ提供するように設計されている。既知の振動板は振動板軸線と、この軸線のまわりにおけるほぼドーム形状の中央領域とを有している。中央領域にあるこの振動板の形状は、可聴範囲内の高周波数まで媒質を発生させ提供するための決定的要因である。

このような既知の振動板を具える既知の電気音響変換器は、例えば携帯電話のスピーカのような比較的小型の電気器具において既知の目的で使用される。このような携帯電話の小型化に貢献するために、可能な限り小型のこのような電気音響変換器を構築することは、現在の主要な関心事となっている。電気音響変換器に不可欠な構造的形状は、変換器の構造上の高さによって決定され、従って振動板の形状及び特にこの振動板の中央領域の形状によって影響される。既知の振動板は、振動板の中央領域がドーム形状をしているため、比較的大きな構造上の高さを有し、このことは、上述の当該振動板を有する当該電気音響変換器を使用する電気器具の小型化の観点からして非常に不都合である。

本発明の目的は、上述の欠点を除去し、変換器に用いる改良した振動板及び振動板を有する改良した電気音響変換器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による振動板は以下のような特徴を有している。

本発明による電気音響変換器の振動板は、振動板軸線に対して振動することができるように設計され、且つ、振動板の第１面と第２面とを有し、また中央領域も有し、前記振動板軸線の領域に、カップ底壁によって画成されると共に、振動板の第１面の方に開放しているカップ状の中央凹部が存在し、前記振動板は前記中央領域に、半径方向にほぼ平行に延在する補強条溝を有し、前記補強条溝のうち少なくとも２つは前記凹部にまで延在している。

更に、上記目的を達成するために、本発明による電気音響変換器は以下のような特徴を有している。

本発明による電気音響変換器は振動板を具えるが、この変換器は本発明による振動板を具えている。

本発明によれば、本発明による電気音響変換器に使用する本発明による振動板の場合に、この振動板の中央領域を有利に低くすることができ、その中央領域を完全に平坦にすることさえも可能なことからして、本発明の特徴部を構造的に比較的簡単に且つ実際上追加の費用をかけることもなく達成できる。当該振動板は、平坦にも拘らず、つまり構造上の高さを抑えているにも拘らず非常に優れた音響的特性を有するが、それは補強条溝が存在することで、本発明による振動板の機械的な諸特性、即ち特にその剛性に積極的な影響を与えるからである。薄いハウジングを有する電気器具において、本発明による振動板を具えた本発明による電気音響変換器を使用することは非常に利便性が高いが、それは上述のようにして可能となった本発明による振動板が平坦であるからであり、その結果振動板の構造上の高さが抑えられ、それにより電気音響変換器の高さが抑えられるからである。

前記補強条溝は、本発明による振動板の第１面と第２面の方向に交互に開放させることができる。しかしながら、請求項２記載の特徴が付加されると、本発明による振動板は特に優れた特性を有することを確かめた。このことは、前記振動板を簡単に生産するのに有利である。

更に、請求項３記載の特徴が付加されると、本発明による振動板は非常に有利であることを確かめた。接続チャネルを有する凹部は、可聴範囲内の高周波数まで媒質を発生及び放射させる際に優れた特性を有するという利点を提供する。

更に、本発明による振動板に請求項４記載の特徴が付加されると、当該振動板は規則的で対称的な構造となり、その結果、中央領域のスチフネス、即ち剛性が一様に分配されるようになる。

前記補強条溝の全てが本発明による振動板の前記凹部にまで延在するようにもできる。当該振動板に請求項５記載の特徴が付加されると特に有利であることを確かめたが、それは、この場合に、前記凹部の半径方向の寸法を小さくすることができるからであり、このことは音の発生及び放射にとって優れた特性を得るのに特に有利である。

本発明による振動板に請求項６記載の特徴が付加されることで、明確に画成されない振動板部分が何処にも存在しなくなるので、音の放射中に、明確に画成されていない振動板の動きが、放射される音と干渉しないという利点が得られる。

本発明による振動板の補強条溝は、多少湾曲させたり、大きく湾曲させたり、うねりのある形状にしたりすることもできる。請求項７記載の特徴が付加されると、特に有利であることを確かめた。かくして中央領域における前記振動板のスチフネスを特に優れたものとすることができる。

更に本発明による振動板の補強条溝は、弓状の横断面及び／又は弓状の縦断面を有するようにもできる。前記条溝の側壁は弓状の傾斜を持つようにもできる。前記弓状の横断面、前記弓状の縦断面及び前記条溝の側壁の弓状の傾斜は、凸状又は凹状にできる。しかしながら、請求項８記載の特徴が付加されると、特に有利であることを確かめた。かくして前記振動板は特に高い安定性を有するようになる。

本発明による振動板に請求項９記載の特徴が付加されると、前記振動板の生産過程において及び前記中央領域での振動板のスチフネスに関し、最適な構造が得られるという利点を有するようになる。

本発明による振動板に請求項１０記載の特徴が付加されると、前記接続チャネルと共に前記中央領域における振動板の強化に極めて大きく影響する前記凹部は、最適化された構造を持つようになるという利点を有するようになる。

本発明による振動板についての上述の利点は本発明による電気音響変換器についても同様に有効である。

以下に述べる実施例から、本発明についての上述した態様及び他の態様を開示し、明らかにする。

以下、本発明を図面に示す実施例につき詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に、以下単に変換器１と称する電気音響変換器１を示し、この変換器１はスピーカを構成するものである。この変換器１は、バスケットとも称される合成樹脂製のハウジング２を有する。ハウジング２は第１ステージ３及び第２ステージ４を有し、その２つの隅部３及び４は互いに併合している。第１ステージ３と第２ステージ４との間の領域には、いわゆるリアスペースボリュームが音響自由空間に繋がるようにホールＨが設けられている。変換器軸線５の方向に延在している中空の円筒状ハウジング部６は、第１ステージ３に接続される。平坦なハウジング部７は第２ステージ４に接続され、このハウジング部７に丸い円筒状の通路８が設けられている。

変換器１は磁石系９を具えている。磁石系９は、磁石１０と、極板１１と、ポット１２とにより形成され、このポット１２はしばしば外側カップとも称され、これは平坦なポット底部１３と中空の円筒状ポット壁部１４とにより形成される。磁石系９全体は、ポット１２のポット壁部１４によってハウジング２の第２ステージ４に固定され、ポット壁部１４と第２ステージ４との間の通路８内には、接着結合部（不図示）が設けられている。磁石系９のポット１２は、ポット底部１３と共に平面的なハウジング部７における通路８を経て突出しており、また平坦なハウジング部７とポット１２との間の接着結合部によって、機械的且つ音響的な閉成接合が成されている。なお、音響的な閉成接合は、圧入によっても同様に実現することができる。

極板１１の円周限界面と、極板１１に対向する中空の円筒状ポット壁部１４の端部領域１５との間には、間隙１６が形成されている。間隙１６内には、変換器１の振動コイル１７が部分的に収納されている。振動コイル１７は、磁石系９によって、図１に両方向矢印１８により示した振動方向に対してほぼ平行な方向で、且つ変換器軸線５に対してもほぼ平行な方向に振動させることができる。振動コイル１７は変換器１の振動板２０に接続され、この振動板２０の構成については以下図２〜図４につき詳細に説明する。振動板２０は、振動コイル１７によって、振動方向１８に対してほぼ平行な方向で、従って変換器軸線５に対してもほぼ平行な方向に振動させることができる。なお、変換器軸線５は、同時に振動板２０の軸線５でもある。

図２〜図４を参照して、振動板２０の構造について以下詳細に説明する。

振動板２０は、その前面で形成される振動板の第１面２０ａと、その背面で形成される振動板の第２面２０ｂとを具えている。振動板２０は、本実施例の場合ポリカーボネート箔で作製されており、中央領域５０及び上述の振動板軸線５を有している。振動板２０は更に環状の外部領域２１を有し、振動板２０はこの外部領域２１によって図１の変換器１のハウジング２に固定されている。中央領域５０と外部領域２１との間には、環状のひだ付き領域２２が存在し、この場合におけるこのひだ付き領域２２は円形で環状のものであり、外部領域２１に直に接している。

振動板２０の中央領域５０は特別に低い構成とするのが有利であり、これにより振動板２０が一部を成す電気音響変換器１の構造上の高さを抑えることができるという利点をもたらす。中央領域５０は隆起部を有する環状接続領域５１を具え、この接続領域５１は振動コイル１７に固着する役割を果たす。更に中央領域５０は、振動板軸線５の領域において中心部にカップ状の凹部５２を有しており、本実施例ではこの凹部５２は円筒形をしており、これは円形のカップ底壁５２ａと、中空で円筒状のカップ側壁５２ｂとを有している。凹部５２は、振動板の第１面２０ａの方に開放している。図４に、中心部にカップ状の凹部５２を有する中央領域５０を詳細に示す。なお、凹部５２は立方体又は例えば角柱形状のような他の形にすることもできる。凹部５２は接続チャネル５３を有しており、この接続チャネル５３はカップ底壁５２ａまで達し、振動板の第２面２０ｂの方に開放しており、２つの平坦なチャネル側壁５３ａ及び５３ｂ並びに平坦なチャネル底壁５３ｃによって画成されている。

中央領域５０には４本の長い補強条溝５４と、さらに２本の長い補強条溝５５及び５６とが存在し、これらの長い補強条溝５４、５５及び５６は補強条溝の第１グループを成し、振動板の第２面２０ｂの方に開放し且つひだ付き領域２２の縁部から凹部５２まで延在している。これらの長い補強条溝５４、５５及び５６は、中央領域５０の円周方向に６０度の相対角度で規則的に配置されて、長い補強条溝５５と５６が直径方向に反対側に位置し、凹部５２に介挿された接続チャネル５３が長い補強条溝５５及び５６にまで達し、その結果これら２つの長い補強条溝５５及び５６に相互接続されるようにしている。更に、中央領域５０には６本の短い補強条溝５７が存在し、これらの短い補強条溝５７は補強条溝の第２グループを成している。これらの短い補強条溝５７は、中央領域５０の円周方向に、長い補強条溝５４、５５及び５６に対して各々３０度の角度を置いて規則的に配置されており、またひだ付き領域２２の縁部から凹部５２に向けて延在しているが、これら短い補強条溝５７は凹部５２に到達する前に半円形の端部によって終端されている。短い補強条溝５７は凹部５２まで完全に到達せずに補強条溝５４、５５及び５６のみが凹部５２まで到達していることにより、中央領域５０は有利に補強され、また凹部５２は比較的小さな寸法にすることができる。このことは、変換器１による、可聴範囲にて高周波数まで媒質を発生及び放射させるのに特に好適であり、中央領域５０が不都合な減結合を起すことなく約１０ｋＨｚまでの周波数を発生及び放射させることができる。

図２〜４より明らかなように、全補強条溝５４、５５、５６及び５７は直線状に延在しており、また全補強条溝５４、５５、５６及び５７はほぼＵ字型の横断面を有して、これらがそれぞれ、互にほぼ平行な条溝側壁５８及び５９並びに平坦な条溝底壁６０により画成されるようにしている。振動板２０は深絞り成形法によって製造するため、条溝側壁５８と５９は、排出の際の逃げが必要なので互にせいぜい５度の角度を成すようにする。接続チャネル５３は、長い補強条溝５５及び５６のＵ字型横断面よりも小さな、この場合には長い補強条溝５５及び５６の半分の寸法のＵ字型断面を有している。接続チャネル５３の横断面は、例えば３分の１や４分の１のような、２分の１よりも小さな異なる大きさにすることもできる。更に接続チャネル５３は、この接続チャネルの壁部が長い補強条溝５５及び５６の壁部と同一平面になるように、長い補強条溝５５及び５６と同じ大きさの断面を有するようにすることもできる。しかしながら、これらの実施例においては、中央領域５０又は中央にあるカップ状の凹部５２の強度が若干劣ることを考慮に入れるべきである。凹部５２に接続チャネルを設けない構成もまた可能ではあるが、この場合は凹部５２の領域の強度が劣ることを認めざるを得ない。

全ての補強条溝を半径方向に対して平行（放射状）に延在させることもでき、この場合には、前記補強条溝を上述の補強条溝５４、５５、５６及び５７に対してその側面に沿って位置させるようにする。

更に、例えば補強条溝の数を２倍や半数にするなど、様々な数の補強条溝を設け、これらの補強条溝も、円周方向に規則的に分配させることも不規則に分配させることもできる。

更に、凹部５２は振動板の第２面２０ｂの方に開放し、また全補強条溝５４、５５、５６及び５７を振動板の第１面２０ａの方に開放するようにもできる。

更に、凹部５２は互に交差する２つの接続チャネル５３を有し、これら２つの接続チャネル５３の形状を同じ形状にも異なる形状にすることもできる。

また接続チャネル５３は、そのチャネル底壁５３ｃに補強条溝を具えるようにすることもできる。

最後に、変換器のカップ底部１３には発泡材料製のスペーサ１９を接続して、変換器１を電気器具（携帯電話）に組み込む際に、このスペーサがダンピング目的のための器具部品に当接し得るようにする。

本発明の実施例による振動板を具えた本発明の実施例における電気音響変換器を、一部を概略的に示した断面図である。 図１の変換器の振動板を下方から見た斜視図である。 図２の振動板の底面図である。 図２及び図３の振動板の中央領域の中心部分を下方から見た斜視図である。

Claims (11)

1. 電気音響変換器用の振動板であって、該振動板は振動板軸線に対して振動することができるように設計され、且つ振動板の第１面と第２面とを有し、また中央領域も有している振動板において、
   前記振動板軸線の領域に、カップ底壁によって画成されると共に、振動板の第１面の方に開放しているカップ状の中央凹部が存在し、
   前記振動板は前記中央領域に、半径方向にほぼ平行に延在する補強条溝を有し、
   前記補強条溝のうち少なくとも２つの補強条溝は前記凹部にまで延在していることを特徴とする振動板。
2. 前記全ての補強条溝が前記振動板の第２面の方に開放している請求項１記載の振動板。
3. 前記凹部が接続チャネルを有し、この接続チャネルは振動板の第２面の方に開放し、且つ前記凹部まで延在している前記２つの補強条溝に通じている請求項１記載の振動板。
4. 前記補強条溝が円周方向に規則的な角度で間隔を置いて配置されている請求項１記載の振動板。
5. 前記補強条溝が少なくとも２つのグループの補強条溝として配置され、第１グループの補強条溝は凹部まで延在し、また第２グループの補強条溝は凹部に到達する前に終端されている請求項１記載の振動板。
6. 前記補強条溝の前記凹部とは反対側の端部が、前記凹部から前記振動板の環状の中間部まで延在している請求項１〜５の何れか一項に記載の振動板。
7. 前記補強条溝が直線的に延在している請求項１〜５の何れか一項に記載の振動板。
8. 前記各補強条溝が互にほぼ平行な条溝側壁を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の振動板。
9. 前記補強条溝がほぼＵ字型の横断面を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の振動板。
10. 前記接続チャネルが前記補強条溝の横断面よりも小さな横断面を有する請求項１記載の振動板。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の振動板を具える電気音響変換器。

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