JP2009130666A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】
携帯電話機等に用いられる細長形状の導電型スピーカは、ボイスコイルも細長形状をしているため、ボイスコイルの長辺側の強度は弱く、駆動時に中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生等の不具合が生じる。
【解決手段】
永久磁石、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨーク、他方の磁極側に固定したトッププレートよりなる磁気回路と、ボイスコイルを備えた振動膜とを有する導電型の電気音響変換器において、前記振動膜とボイスコイルは長辺と短辺とを有する細長形状に形成されるとともに、前記磁気回路を構成する磁気空隙も長辺と短辺とを有する細長形状に形成されてなり、前記振動膜の短辺方向に段差部を形成し、該段差部の側壁にボイスコイルの側面をガイドして補強したことを特徴とする。

【選択図】 図１

Description

本発明は電気音響変換器に係り、特にボイスコイル形状として長辺と短辺とを有する細長形状のボイスコイルを備えた導電型の電気音響変換器に関する。

近年、携帯電話機等の小型携帯機器においてオーディオ機能が重視されており、電気音響変換器としても、単なるコール音のみを目的とした圧電タイプから音響特性を重視した動電型の電気音響変換器が搭載されるようになってきた。しかもこれらの小型携帯機器は表示装置やキーボードにスペースをとられるため、電気音響変換器を取り付けるためのスペースがますます狭くなってきて従来の円形形状の電気音響変換器が取り付けられなくなっている。この対策として携帯電話機において大型化された表示装置を避けて細長形状の電気音響変換器を取り付けた構成がある。（例えば、特許文献１参照。）。

以下、図１２、図１３を用いて特許文献１に開示された従来技術における電気音響変換器を説明する。図１２は特許文献１に開示された従来技術における電気音響変換器を備えた携帯電話機の正面図であり、図１３は図１２の電気音響変換器を構成するボイスコイルの斜視図である。図１２において１００は携帯電話機であり、表示装置１１１、マイク１１２、電気音響変換器である導電型スピーカ６０を有する蓋部１１０と、キーボード１２１、機能ボタン１２２を有する本体部１２０とがヒンジ部１３０によって開閉可能に結合されている。

そして蓋部１１０においては、出来るだけ広い表示画面が望まれている表示装置１１１が大部分の面積を占有し、表示装置１１１とヒンジ部１３０との狭い隙間部分に細長形状の導電型スピーカ６０が配置されている。図１３は導電型スピーカ６０を構成するボイスコイル６４であり、ボイスコイル６４の形状は導電型スピーカ６０の細長形状に合わせて長方形になっている。すなわち、ボイスコイル６４の長辺部６４ａの長さＬ１は短辺部６４ｂの長さＬ２の２倍以上の細長形状となっている。

特許第３８４１２２２公報（第２３頁、図２６、図３６）

しかしながら通常は、導電型スピーカのボイスコイルは円形形状をしているのが一般的である。そして導電型スピーカの駆動時にこのバランスのとれた円形形状によってボイスコイルの各部にかかる応力が均一になり、正常な音響出力を発生する事が出来るようになっていた。

しかるに引用文献１における導電型スピーカ６０のボイスコイル６４は、長辺部６４ａの長さＬ１と短辺部６４ｂの長さＬ２との比が２倍以上の細長形状となっているために、導電型スピーカの駆動時にこのアンバランスな形状によってボイスコイルの各部にかかる応力が不均一になり正常な音響出力を発生する事が出来ないという問題がある。すなわちボイスコイル６４の長辺部６４ａの強度不足により、中域の周波数帯域にて、分割振動による異常音の発生、歪率の悪化等の不具合が発生する結果となる。

（発明の目的）
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、携帯機器等の狭いスペースに配設が可能な細長形状を有しながら、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化等の不具合の発生を改良した電気音響変換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の電気音響変換器は、永久磁石、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨーク、他方の磁極側に固定したトッププレートよりなる磁気回路と、ボイスコイルを備えた振動膜とを有する導電型の電気音響変換器において、前記振動膜とボイスコイルは長辺と短辺とを有する細長形状に形成されるとともに、前記磁気回路を構成する磁気空隙も長辺と短辺とを有する細長形状に形成されてなり、前記振動膜の短辺方向に段差部を形成し、該段差部の側壁にボイスコイルの側面をガイドして補強したことを特徴とする。

前記段差部は振動膜の単辺方向の両端部に、少なくとも2個が設けられていることを特徴とする。

上記構成により、ボイスコイルの長辺側の強度不足を補強することで、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化の発生を抑止することができ、音響特性の改善ができた。

前記段差部は振動膜の単辺を横切る凹形状溝によって形成され、前記凹形状溝の両端の側壁にボイスコイルの側面をガイドして補強していることを特徴とする。

前記段差部が複数個設けられていることを特徴とする。

前記段差部に対応するトッププレートの位置に、前記段差部を避けるための切欠部を設けたことを特徴とする。

上記ごとく磁気回路を構成するトッププレートの、振動膜段差部に対応する位置に、電気音響変換器の駆動時に振動する振動膜段差部を収納する切欠部を設けることによって電気音響変換器の高さを増すことなく、十分な音響特性の改善ができた。

以上のように本発明の電気音響変換によれば、ボイスコイルの長辺側の強度不足を補強することで、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化の発生を抑止することができ、音響特性の改善ができた。

以下本発明の実施形態における電気音響変換器を図面により詳細に説明する。図１から図９は本発明の第１実施形態における電気音響変換器の構成を示すものであり、図１は電気音響変換器の上面図、図２は図１の電気音響変換器のＡ−Ａ断面図、図３は図１の電気音響変換器のＢ−Ｂ断面図、図４は本発明の第１実施形態における振動膜の上面図、図５は図４の拡大したＣ−Ｃ断面図、図６は図３のＧ部の拡大断面図、図７は図１の電気音響変換器から振動膜を取り外した磁気回路の上面図、図８は図７の磁気回路のＡ−Ａ断面図、図９は図７の磁気回路のＢ−Ｂ断面図である。

図１、図２、図３において１０は電気音響変換器である導電型スピーカであり、従来の導電型スピーカ６０と同様に細長形状となっている。１は永久磁石、２は永久磁石１の一方の磁極側に固定したヨーク、３は永久磁石１の他方の磁極側に固定したトッププレートであり、前記永久磁石１、ヨーク２、トッププレート３により磁気回路を構成している。４はボイスコイル、５はボイスコイル４を備えた振動膜、６は振動膜の単辺を横切るように形成された凹形状溝であり詳細については後述する。７はフレームであり、このフレーム７はヨーク２と結合されることにより磁気回路全体を支持している。８はプロテクタであり、前記フレーム７と結合してその間に振動膜５を挟持するとともに、振動膜５の上面側を保護する機能を有する。そして前記導電型スピーカ１０の動作は基本的に従来の導電型スピーカの動作と同じであり、ヨーク２とトッププレート３によって形成される磁気空隙９内に配置されたボイスコイル４に通電することにより、振動膜５が振動して音響出力を発生する。

次に本発明の特徴である、振動膜５の凹形状溝６について説明する。図４、図５に示す如く振動膜５は、中央に湾曲した振動部５ａと、コイルを接着するための平坦なコイル接着部５ｂと、プロテクタ８と前記フレーム７に挟持される支持部５ｃとが振動膜５の中心からリング状に連続して形成されている。そして振動膜５は長円形を有し、長辺部の長さＬ１と短辺部の長さＬ２との比が２倍以上の細長形状となっている。

そして振動膜５の単辺を横切るように凹形状溝６が形成されており、この凹形状溝６は振動膜５の振動部５ａから１段沈んだ第１溝６ａと、第１溝６ａの両端にさらに１段沈んだ第２溝６ｂが設けられ、この第２溝６ｂの両端が段差部６ｃとなってボイスコイル４の補強を行う部分である。そして凹形状溝６の長さはボイスコイル４の横幅と等しくなっている。

次に図６により振動膜５に対するボイスコイル４の取り付け及び補強構成について説明する。図６は図３におけるＧ部の拡大断面図であり、振動膜５に対するボイスコイル４の取り付け及び補強構成を示している。図６は図３で説明した如く、ヨーク２とトッププレート３によって形成される磁気空隙９内に振動膜５に固着されたボイスコイル４が配置された状態を示している。そして振動膜５に対するボイスコイル４の取り付け構成は、長円形状を有するボイスコイル４の上辺は全周に渡って振動膜５の平坦なコイル接着部５ｂに接着固定されており、またボイスコイル４の内周の一部が、振動膜５に設けられた凹形状溝６の段差部６ｃに側面をガイドされて補強されている。なお、段差部６ｃに対するボイスコイル４のガイドは圧接でも良いし、接着しても良い。

すなわち、振動膜５に対するボイスコイル４の取り付け構成は、解り易くするためにハッチングで示したコイル接着部５ｂに接着固定され、さらに内周の一部が段差部６ｃに側面をガイドされて補強されている。なお、このボイスコイル４を段差部６ｃでガイドする位置は、ボイスコイル４の長辺部の中央部付近に設けるのが、ボイスコイル４の長辺部の強度不足を補う上で最適である。

次に導電型スピーカ１０の磁気回路の構成について説明する。
図７は図１の導電型スピーカ１０から振動膜５を取り外した磁気回路の上面図、図８は図７の磁気回路のＡ−Ａ断面図、図９は図７の磁気回路のＢ−Ｂ断面図であり、図１から図３に示す導電型スピーカ１０と同一の各要素については番号のみを付し、重複する説明を省略する。

すなわち本発明の磁気回路の特徴は図７及び図９に示す如く、前記振動膜５に形成された凹形状溝６の第２溝６ｂに対応するトッププレート３の位置に、前記段差部６ｃを避けるための切欠部３ａ、３ｂを設けたことであり、この切欠部３ａ、３ｂの位置には永久磁石１が見えている。そして図６に示す如くこの切欠部３ａ、３ｂによって振動膜５に形成された凹形状溝６の第２溝６ｂが振動する間隙Ｈが確保されている。

図１０、図１１は本発明の第２実施形態における電気音響変換器である導電型スピーカの構成を示すものであり、図１０は導電型スピーカの上面図、図１１は図１０の導電型スピーカのＡ−Ａ断面図である。また図１０、図１１の導電スピーカ２０は図１、図２に示す第１実施形態における導電スピーカ１０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。

導電型スピーカ２０が導電型スピーカ１０と異なるところは、振動膜５に形成された凹形状溝６が２個形成されることによって、複数の段差部が設けられていることである。すなわち、導電型スピーカ１０においては、１個の凹形状溝６をボイスコイル４の長辺部の中央部に設けていたのに対し、導電型スピーカ２０においては２個の凹形状溝６をボイスコイル４の長辺部の中央部から等間隔の位置に設けていることであり、この結果ボイスコイル４の側面をガイド段差部の数が倍になって、ボイスコイル４の長辺部の補強効果を高めている。

上記の如く本発明の電気音響変換器は、細長いボイスコイルの短辺側を振動膜に形成した段差部でガイドすることによって長辺側の強度不足を補強しているため、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化の発生を抑止することができ、音響特性の改善ができるものである。

本発明の第１実施形態における電気音響変換器の上面図である。 図1に示す電気音響変換器のＡ−Ａ断面図である。 図１に示す電気音響変換器のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１実施形態における振動膜の上面図である。 図４に示す振動膜の拡大したＣ−Ｃ断面図である。 図３に示す電気音響変換器のＧ部の拡大断面図である。 図１に示す電気音響変換器から振動膜を取り外した磁気回路の上面図である。 図７に示す磁気回路のＡ−Ａ断面図である。 図７に示す磁気回路のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第２実施形態における電気音響変換器の上面図である。 図1０に示す電気音響変換器のＡ−Ａ断面図である。 従来技術における電気音響変換器を備えた携帯電話機の正面図である。 図１２に示の電気音響変換器を構成するボイスコイルの斜視図である。

符号の説明

１ 永久磁石
２ ヨーク
３ トッププレート
３ａ、３ｂ 切欠部
４ ボイスコイル
５ 振動膜
６ 凹形状溝
６ａ 第１溝
６ｂ 第２溝
６ｃ 段差部
７ フレーム
８ プロテクタ
１０，２０ 導電型スピーカ

Claims (5)

1. 永久磁石、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨーク、他方の磁極側に固定したトッププレートよりなる磁気回路と、ボイスコイルを備えた振動膜とを有する導電型の電気音響変換器において、前記振動膜とボイスコイルは長辺と短辺とを有する細長形状に形成されるとともに、前記磁気回路を構成する磁気空隙も長辺と短辺とを有する細長形状に形成されてなり、前記振動膜の短辺方向に段差部を形成し、該段差部の側壁にボイスコイルの側面をガイドして補強したことを特徴とする電気音響変換器。
2. 前記段差部は振動膜の単辺方向の両端部に、少なくとも2個が設けら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。
3. 前記段差部は振動膜の単辺を横切る凹形状溝によって形成され、前記凹形状溝の両端の側壁にボイスコイルの側面をガイドして補強している請求項２記載の電気音響変換器。
4. 前記段差部が複数個設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか1項に記載の電気音響変換器。
5. 前記段差部に対応するトッププレートの位置に、前記段差部を避けるための切欠部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか1項に記載の電気音響変換器。
   
   
   

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