JP3655726B2

JP3655726B2 - Electro-mechanical-acoustic transducer and portable terminal device using the same

Info

Publication number: JP3655726B2
Application number: JP05815197A
Authority: JP
Inventors: 佐和子薄木; 周二佐伯; 光一久世
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-07
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JPH10257594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号により振動、発音の動作を行う電気−機械−音響変換器、及びそれを使用した携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話などの携帯端末装置では、呼出音を発生する小型発音体、あるいは重りを回転軸に偏芯して取り付けることにより振動を発生するマイクロモータが、ユーザーに着信を知らせる手段として使用されている。さらに、例えば特公昭６２−３３８００号公報に開示されているように、コイルと磁気回路部とを備えた電気−機械−音響変換器を用いることも提案されている。このような電気−機械−音響変換器では、コイルに電気信号を加えて、コイルと磁気回路部との間に生じる作用・反作用の力を振動や発音に利用している。
【０００３】
以下、従来の電気−機械−音響変換器について、図１５を参照して具体的に説明する。
図１５は、従来の電気−機械−音響変換器の構造を示す断面図である。
図１５において、短い略円筒状の筐体８０は、電気信号が入力されるボイスコイル８１、及び前記ボイスコイル８１の周りに設けられた円型の磁気回路部８２を収納している。筐体８０は、底を有する短い円筒状のケース８０ａと、ケース８０ａに接合された円盤状の蓋板８０ｂとで構成されている。ボイスコイル８１は、蓋板８０ｂに設けられた短い円筒状のボビン８０ｃに巻回されている。磁気回路部８２は、ボビン８０ｃに囲まれた凹部８７内に配置される短い円柱状のセンターポール８３ａと円環状のフランジ部８３ｂから成るヨーク８３、前記フランジ部８３ｂ上に配置された環状のマグネット８４、及びマグネット８４上に配置された環状のヨークプレート８５で構成されている。また、磁気回路部８２は、円環状のダンパ８６によりケース８０ａに取り付けられている。これらの磁気回路部８２とダンパ８６は、機械振動系を構成している。ボイスコイル８１は、センターポール８３ａの外周面とヨークプレート８５の内周面で構成される磁気ギャップ内に配置されている。
このような構成において、この従来の電気−機械−音響変換器では、ボイスコイル８１に電気信号が入力されると、電磁力による駆動力がボイスコイル８１に発生して蓋板８０ｂを振動する。さらに、駆動力の発生と同時に、この駆動力の反作用である反力が生じて磁気回路部８２を振動する。このことにより、磁気回路部８２の振動がダンパ８６を介してケース８０ａに伝達して、筐体８０を振動させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電気−機械−音響変換器では、筐体８０の振動レベル（振幅）を大きくするためには、入力される電気信号のレベルを上げるか、磁気回路部８２の質量を大きくする必要があった。このため、携帯端末装置などに内蔵したとき、当該携帯端末装置の小型、軽量化を妨げるという問題点を生じた。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、質量を増やすことなく、振動の大きさを向上できる電気−機械−音響変換器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気−機械−音響変換器は、磁気回路部、前記磁気回路部を支持する少なくとも１つの第１のサスペンション、及び前記磁気回路部と第１のサスペンションに対向して配置された第１の振動板を有する音響変成器、
前記磁気回路部に駆動力を発生する駆動手段、及び
前記音響変成器及び駆動手段を、互いに対向する一方及び他方の端部でそれぞれ支持する支持部材を備えている。
このように構成することにより、電気−機械−音響変換器の総重量を増やすことなく、レベルの大きい振動を取り出すことができる。
【０００７】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、前記支持部材の他方の端部に接合された第２の振動板により前記駆動手段を支持している。
このように構成することにより、振動だけでなく音を発生することが可能となる。
【０００８】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、前記駆動手段は、前記磁気回路部の磁気ギャップに挿入され、一端が前記支持部材の他方の端部に接合された第２のサスペンションに支持されたボイスコイルである。
このように構成することにより、電気−機械−音響変換器の総重量を増やすことなく、レベルの大きい振動を取り出すことができる。
【０００９】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、前記駆動手段は、前記磁気回路の磁気ギャップに挿入され、一端が前記第２の振動板に接合されたボイスコイルである。
このように構成することにより、振動だけでなく音を発生することが可能となる。
【００１０】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、前記駆動手段は、前記磁気回路部のセンターポールに巻かれた励磁コイル、及び前記磁気回路部と空隙を設けて対向配置した磁性材料の第２の振動板を有する電磁型方式の駆動手段である。
このように構成することにより、振動だけでなく音を発生することが可能となる。
【００１１】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、前記駆動手段は、前記磁気回路部のセンターポールに巻かれた励磁コイル、及び前記磁気回路部と空隙を設けて対向配置した磁性体を有する電磁型方式の駆動手段である。
このように構成することにより、電気−機械−音響変換器の総重量を増やすことなく、レベルの大きい振動を取り出すことができる。
【００１２】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、重りを前記第１の振動板に取り付けている。
また、前記重りを前記第１の振動板の中央部分に取り付けている。
また、前記重りを前記磁気回路部と前記支持部材の間に配置している。
このように構成することにより、レベルの大きい振動を容易に取り出すことができる。
【００１３】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、前記音響変成器での前記磁気回路部からみた音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板の口径を小さくすることにより、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板の一部に振動の自由を制限する物体を固定することによって振動時での有効面積を減少せしめることにより、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板の形状をみかけの有効半径が小さくなる形状とすることにより、振動時での有効面積を減少し、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板の形状をロール状とすることにより振動時での有効面積を減少せしめた。
また、前記第１の振動板と前記第１のサスペンションに異なる材料を用いて構成することにより、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板の剛性を前記第１のサスペンションの剛性より小さい材料を用いて構成することにより、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板と前記第１のサスペンションが同一材料からなる場合、各厚みを互いに異なる値にすることにより、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
また、前記第１の振動板と前記第１のサスペンションが同一材料からなる場合、前記第１のサスペンションの厚みに対して、前記第１の振動板の厚みを小さくすることにより、前記音響変成比の値を１より大きくしている。
このように構成することにより、レベルの大きい振動を容易に取り出すことができる。
【００１４】
さらに、他の発明の電気−機械−音響変換器は、所定の周波数帯域幅をもつ電気信号を発生する電気信号発生装置を備えている。
このように構成することにより、電気−機械−音響変換器の共振周波数の製造時でのばらつきの影響を低減し、高い効率で振動を取り出すことができる。
【００１５】
本発明の携帯端末装置は、請求項１に記載の電気−機械−音響変換器を内蔵している。
さらに、他の発明の携帯端末装置は、請求項２に記載の電気−機械−音響変換器を内蔵している。
さらに、他の発明の携帯端末装置は、請求項２に記載の電気−機械−音響変換器を内蔵した携帯端末装置であって、
所定の周波数帯域幅をもつ電気信号を発生する電気信号発生手段、及び
入力される入力信号の種類を判別して、呼び出し信号、及び音声信号を前記電気信号発生手段、及び前記電気−機械−音響変換器にそれぞれ出力する切り換え手段を備えている。
このように構成することにより、携帯端末装置の小型化、軽量化を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の音響再生装置を示す好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態である電気−機械−音響変換器を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図である。
図１及び図２において、磁気回路部１は、短い円柱状のセンターポール２ａと円環状のフランジ部２ｂから成るヨーク２、フランジ部２ｂ上に配置された環状のマグネット３、及びマグネット３上に配置された環状のプレート４で構成されている。ヨーク２、及びプレート４は、軟鉄などの強磁性体により構成され、マグネット３は、例えばフェライトの永久磁石により構成されている。マグネット３、及びプレート４の各内周面は、センターポール２ａの外周面と所定の距離を置いて配置され、磁気ギャップがプレート４の内周面とセンターポール２ａの外周面との間に形成されている。
また、磁気回路部１は、ロール状に形成された第１のサスペンション５により支持されて、円筒状の支持部材６の一方の端部に接合されている。第１のサスペンション５は、例えば厚さ５０μｍから７５μｍ程度の芳香族ポリエステル材料により構成され、フランジ部２ｂの外周部分に接合されている。支持部材６は、例えばプラスチックなどにより構成されている。磁気回路部１と第１のサスペンション５とで機械振動系が構成されている。尚、本発明において、ロール状とは、振動板などの板状体の一部に振動板の実質的中心を通る断面が回転対称形で一部にアーク状部分をもつ形状をいう。
また、支持部材６の一方の端部には、外周部分が湾曲した円盤状の第１の振動板７が磁気回路部１、及び第１のサスペンション５に対向して接合されている。また、他方の端部には、ボイスコイル８を支持した円盤状の第２のサスペンション９が接合されている。第１の振動板７は、例えば厚さ３８μｍの芳香族ポリエステル材料により構成されている。ボイスコイル８は、その一端が磁気回路部１の磁気ギャップ内に挿入され、他端が第２のサスペンション９に接合されている。また、第２のサスペンション９は、例えば厚さ７５ｍｍの芳香族ポリエステル材料で構成されている。
本実施形態の電気−機械−音響変換器では、支持部材６の一方の端部において、磁気回路部１が第１のサスペンション５を介して接合され、さらに第１の振動板７が磁気回路部１、及び第１のサスペンション５に対向して接合されている。このため、第１の振動板７と磁気回路部１、及び第１のサスペンション５の間に、密閉された第１の空室１０が形成され、これらの磁気回路部１、第１のサスペンション５、及び第１の振動板７により、支持部材６に対して可動する音響変成器が構成されている。
【００１８】
以上のように構成された動電型の電気−機械−音響変換器について、その動作を説明する。
ボイスコイル８に交流の電気信号が入力されると、電磁力による駆動力がボイスコイル８に発生する。また、上記の駆動力の反力が発生し、磁気回路部１を振動させ、さらに第１のサスペンション５を介して支持部材６を振動させる。また、磁気回路部１、及び第１のサスペンション５での振動は、第１の空室１０を介して第１の振動板７に伝わり、第１の振動板７を振動させる。
また、磁気回路部１が振動する場合、当該磁気回路部１にかかる負荷質量は、第１の振動板７の質量に磁気回路部１からみた音響変成比の２乗の値を乗算した値となる。この音響変成比は、磁気回路部１、及び第１のサスペンション５の振動時での有効面積の和の値と、第１の振動板７の振動時での有効面積の値との比で求められる。この負荷質量が付加された状態で磁気回路部１は振動するので、磁気回路部１のみで振動した場合と比較し、振動レベル（振幅）は増大する。また、第１のサスペンション５、及び第１の振動板７の各材質、あるいは各材厚を変更することにより、これらの各変形モード（形状）を変化することができる。このことにより、上述の音響変成比の値を１より大きくして、さらに大きい振動レベルを得ることが可能となる。例えば、第１のサスペンション５をステンレスにより構成し、第１の振動板７を芳香族ポリエステル材料で構成することにより、音響変成比の値を１より大きくできる。また、これらの部材を同一材料で構成したときに、第１のサスペンション５の厚みを例えば５０μｍとし、第１の振動板７の厚みを例えば３５μｍとすることにより、音響変成比の値を１より大きくできる。
【００１９】
なお、図２では本発明の電気−機械−音響変換器を動電型で実現したが、図３に示すように電磁型で実現してもよい。図３において、フランジ部２ｂ上には環状のマグネット３’が設けられ、センターポール２ａとマグネット３’との間には励磁コイル１１が巻かれている。また、パーマロイ等の高透磁率材料により形成された円盤状の第２の振動板１２が、磁気回路部１’の励磁コイル１１側の表面と対向して、かつ所定の空隙を設けて支持部材６に接合されている。第２の振動板１２の厚さは、磁気飽和を避けるため、例えば１ｍｍに構成されている。その他の構成は図２に示すものと同様である。
この電磁型の電気−機械−音響変換器では、励磁コイル１１に電気信号が入力されると吸引力が発生し、第２の振動板１２が振動する。また、磁気回路部１’側にも反力が発生して振動する。その他の動作は図２に示すものと同様である。
【００２０】
尚、支持部材６は、円筒状の箱体に限定されない。すなわち、支持部材６は、上記音響変成器とボイスコイル８とを互いに対向して配置することができる箱体であればよい。
本実施形態では、第１のサスペンション５をロール状に形成したものを用いたが、そのアーチ状の断面形状は半円形、半楕円形、波形形状のいずれの形状に形成したものを用いてもよい。
【００２１】
《第２の実施形態》
図４は、本発明の第２の実施形態である電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図である。この実施形態では、電気−機械−音響変換器の構成において、第２のサスペンションの代わりに、ボイスコイルを第３の振動板により支持して、第３の振動板の振動による発音機能を備えた。それら以外の各部は、第１の実施形態のものと同様であるので、それらの重複した説明は省略する。第１の実施形態との主な違いは、ボイスコイルを支持する第３の振動板を支持部材の端部に接合し、さらに通気穴を支持部材に設けて支持部材内で第３の振動板と第１のサスペンションとに囲まれる第２の空室と外部とを連通している。すなわち、図４に示すように、ボイスコイル８の一端と接合した第３の振動板１３が、その外周部分において支持部材６’に接合されている。支持部材６’内では、第２の空室１４が第１のサスペンション５と第３の振動板１３との間に形成されている。第３の振動板１３は、例えば厚さ５０μｍの芳香族ポリエステル材料により構成し、断面の形状を波形形状としている。また、第３の振動板１３を十分な振幅で振動させるため、第２の空室１４の内圧が振動を妨げないように、外部と連通する通気穴６’ａを支持部材に設けて、第２の空室１４の空気を逃がしている。
【００２２】
以上のように構成された動電型の電気−機械−音響変換器について、その動作を説明する。ボイスコイル８に交流の電気信号が入力されると、電磁力による駆動力がボイスコイル８に発生する。このことにより、第３の振動板１３は振動して、音を発生する。その他の動作は図２に示す第１の実施形態のものと同様である。従って、第２の実施形態では、振動源としてのみだけでなく、発音源として使用することが可能となる。
【００２３】
また、図３に示す電磁型の電気−機械−音響変換器においても、図５に示すように構成することにより、発音機能を持たせることができる。図５において、図３に示す電磁型の電気−機械−音響変換器との相違点は、第２の振動板１２’を十分に振動して音を発生するために、図３に示した第２の振動板１２に比べて、その材厚を薄くした点である。具体的には、第２の振動板１２’の厚みは、例えば１８０μｍである。さらに、図４に示すものと同様に、第２の振動板１２’と第１のサスペンション５との間の第２の空室１４’の内圧が振動を妨げないのを防止するために、支持部材６’に設けた通気穴６ａ’から空気を自由に流通させるようにした点である。その他の構成は図３に示すものと同様である。この電磁型の電気−機械−音響変換器では、励磁コイル１１に電気信号が入力されると吸引力が発生し、第２の振動板１２’が振動して音を発生する。また、磁気回路部１’側にも反力が発生して振動する。その他の動作は図３に示すものと同様である。このように、電磁型の電気−機械−音響変換器では、第２の振動板１２’の材厚を変えることにより、振動源と発音源の両方の機能を有する変換器を実現することが可能となる。
【００２４】
《第３の実施形態》
図６は、本発明の第３の実施形態である電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図である。この実施形態では、電気−機械−音響変換器の構成において、センターポールの中央部分に凹みを設けて重りを配置し、断面をロール状に形成した第１の振動板により重りを支持した。それら以外の各部は、第２の実施形態のものと同様であるので、それらの重複した説明は省略する。
図６に示すように、磁気回路部１５を構成するセンターポール２ａ’の中央部分には、凹みが設けられ、例えば１ｇの重り１６がその凹み内に配置されている。この重り１６は、ロール状に形成された第１の振動板７’により支持されている。尚、本発明において、ロール状とは、振動板などの板状体の一部に振動板の実質的中心を通る断面が回転対称形で一部にアーク状部分をもつ形状をいう。
以上のように構成された動電型の電気−機械−音響変換器について、その動作を説明する。
ボイスコイル８に交流の電気信号が入力されると、電磁力による駆動力がボイスコイル８に発生する。また、上記の駆動力の反力が発生し、磁気回路部１５を振動させ、さらに第１のサスペンション５を介して支持部材６’を振動させる。この磁気回路部１５の振動において、当該磁気回路部１５にかかる負荷質量は、第１の振動板７’と重り１６との合計質量に、磁気回路部１５からみた音響変成比の２乗の値を乗算した値となる。この音響変成比は、磁気回路部１５、及び第１のサスペンション５の振動時での有効面積の和の値と、第１の振動板７’の振動時での有効面積の値との比で求められる。この負荷質量が付加された状態で磁気回路部１５は、振動するので、磁気回路部１５のみで振動した場合と比較し、振動レベル（振幅）は増大する。また、第１の振動板７’は、ロール状に形成されているので、振動時での有効半径が、第１、第２の実施形態のものに比べて、小さくなり、その有効面積もまた小さくなる。このため、上述の音響変成比を容易に大きくすることができ、振動レベルもまた大きくすることが可能となる。
また、センターポール２ａ’の中央部分に凹みを設けて、重り１５の設置スペースを確保しているので、全体の体積を増やすことなく小型、軽量で振動レベルの大きい電気−機械−音響変換器を実現することができる。
さらに、重り１５を用いた本実施形態の構成を、図３、及び図５に示した電磁型の電気−機械−音響変換器に適用してもよい。
【００２５】
《第４の実施形態》
図７は、本発明の第４の実施形態である電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図である。この実施形態では、電気−機械−音響変換器の構成において、環状の重りを磁気回路部の外周面と支持部材の内周面との間に配置し、前記重りを支持する支持部材をロール状に形成した第１の振動板に接合して支持した。それら以外の各部は、第２の実施形態のものと同様であるので、それらの重複した説明は省略する。
図７において、環状の重り１６’が、支持部材１７により支持されて、磁気回路部１の外周面と支持部材６’の内周面との間に配置されている。支持部材１７は、ロール形状に形成した第１の振動板７’に接合され、支持されている。また、第１のサスペンション５は、その一端がプレート４の外周部分に接合され、このことにより磁気回路部１が支持部材６’内で支持される。
以上のように構成された動電型の電気−機械−音響変換器の動作は、第３の実施形態のものと同様なものである。
この第４の実施形態の電気−機械−音響変換器の特有な効果は、重り１６’を磁気回路部１の外側に配置しているため、重り１６（図６）を中央部分に配置した第３の実施形態のものに比べて、重り１６’とセンターポール２ａの体積を十分に確保することが可能なことである。その結果、重り１６’として密度の小さい材料を使用でき、低コスト化につながる。例えば、タングステンの使用を銅の使用に変更することが可能となる。また、センターポール２ａの厚みを十分に取ることにより、磁気飽和による磁束密度の低下を防ぐことが可能となる。
環状の重り１６’を用いた本実施形態の構成を、図３、及び図５に示した電磁型の電気−機械−音響変換器に適用してもよい。
【００２６】
《第５の実施形態》
図８は、本発明の第５の実施形態である電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図である。この実施形態では、電気−機械−音響変換器の構成において、ロール状に形成した第１の振動板を環状のクランプを介して支持部材の端部に取り付けた。それら以外の各部は、第３の実施形態のものと同様であるので、それらの重複した説明は省略する。
図８において、ロール状に形成した第１の振動板７’は、環状のクランプ１８を介して支持部材６’の端部に接合されている。クランプ１８は、支持部材６’の内周径より小さいものが使用されており、このため他の実施形態のものに比べて第１の振動板７’の半径（口径）を小さくすることができる。このことにより、上述の音響変成比を大きくすることができ、振動レベルもまた大きくすることが可能となる。その結果、より軽量なおもり１６で十分な負荷質量を磁気回路部１５に加えることができ、他の実施形態のものに比べて、より軽量化、小型化することができる。
以上のように構成された動電型の電気−機械−音響変換器の動作は、第３の実施形態のものと同様なものである。
尚、図７に示す環状の重り１６’を用いた電磁−機械−音響変換器において、クランプ１８を介して第１の振動板７’と支持部材６’とを接合し、第１の振動板７’の半径を小さくする構成としてもよい。
クランプ１８を用いた本実施形態の構成を、図３、及び図５に示した電磁型の電気−機械−音響変換器に適用してもよい。
【００２７】
《第６の実施形態》
図９は、本発明の電気−機械−音響変換器の駆動装置を示すブロック図である。図９において、電気信号発生装置３０の出力が第１乃至第５の実施形態で示した電気−機械−音響変換器３１に入力される。
電気−機械−音響変換器３１を動作させるための電気信号が電気信号発生装置３０に入力されると、電気信号発生装置３０は所定の周波数幅を有する信号を電気−機械−音響変換器３１に対して出力する。電気−機械−音響変換器３１は共振が鋭いために固有の共振周波数において最も効率よく入力信号を振動に変換する。一方、入力周波数が共振周波数からずれると変換効率が悪化する。そこで電気信号発生装置３０は、図１０に示すように、中心周波数ｆを中心として所定の周波数幅ΔＦ内の幾つかの周波数の成分をもつ信号を出力するように構成されている。
【００２８】
本発明の電気−機械−音響変換器３１（図９）を大量生産した場合に、個々の電気−機械−音響変換器３１の共振周波数が多少ばらつくのは避けられない。この共振周波数のばらつきが前記の周波数幅ΔＦ内に入るように周波数幅Ｆを設定しておけば、生産された全ての電気−機械−音響変換器３１の共振周波数が、入力信号中に含まれるので、どの電気−機械−音響変換器３１も高い効率で入力信号を振動に変換できる。
他の方法による入力信号の波形を図１１に示す。図１１において、入力信号の周波数を、中心周波数ｆを中心として（ｆ−ΔＦ／２）から（ｆ＋ΔＦ／２）の周波数の範囲で時間的に変化させる。その結果、入力信号の周波数が電気−機械−音響変換器３１（図９）の固有の共振周波数に一致したときに電気−機械−音響変換器３１は最も強く振動する。
本発明の電気−機械−音響変換器３１における振動の周波数は１００Ｈｚ近傍の低周波である。これに対して音の周波数は２５００Ｈｚ近傍の高周波である。このように両周波数は大幅に異なっているので、入力信号の周波数を低周波としたときには振動のみを発生させ、高周波とすることにより音のみを発生させることができる。
以上のように、入力信号の周波数を低周波又は高周波のいずれかに切り換えることにより振動又は音のいずれかを選択することができる。また低周波と高周波の両信号を同時に入力すれば振動と音の両方を発生させることができる。従って変換効率の安定した振動を実現することができるとともに使用上便利な電気−機械−音響変換器３１が実現できる。
【００２９】
《第７の実施形態》
図１２は、本発明の電気−機械−音響変換器を備えた携帯端末装置の部分破断図を示している。
図１２において、例えば携帯電話の筐体４０の内部に第１乃至第５の実施形態で示した電気−機械−音響変換器４１と第６の実施形態で示した電気信号発生装置３０（図示省略）が設けられている。
以上のように構成された携帯端末装置について、以下、その動作を説明する。携帯電話が図示を省略した回路により呼び出し信号を受信すると電気−機械−音響変換器４１に電気信号が入力され、入力信号の周波数が電気−機械−音響変換器４１の共振周波数帯域であれば振動し、その振動により筐体４０が振動する。発音機能を持つ電気−機械−音響変換器４１であれば振動と同時に音を発生させることができる。
【００３０】
上記動作による振動と発音によって、着信を携帯電話の使用者に伝える。入力信号の周波数を変化させることで振動のみ、発音のみ、振動と発音の両方の信号の伝達手段を選択することが可能であるので、従来は個別の部品によって実現されていた振動と発音の機能を一体にすることができ携帯電話の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
なお、図１２では電気−機械−音響変換器４１を直接筐体４０に取り付けたが、携帯電話に内蔵されている図示を省略した基盤に取り付け、基盤を介して振動を筐体に伝達してもよい。また携帯端末装置として携帯電話を例に説明したが、その他の携帯端末装置についても同様に実施可能である。
【００３１】
《第８の実施形態》
図１３は、本発明の電気−機械−音響変換器を備えた携帯端末装置の部分破断図を示している。
図１３において、例えば携帯電話の筐体５０の内部に第２乃至第５の実施形態で示した電気−機械−音響変換器５１が設けられている。電気−機械−音響変換器５１は、例えば図８に示す第３の振動板１３が筐体５０に設けられた音孔５０ａと対向して筐体５０に収納されている。さらに、この筐体５０の内部には、図１４に示す電気−機械−音響変換器５１への入力信号の処理回路が収納されている。
図１４において、切り換え装置６０は、入力信号の種類を判別して、電気−機械−音響変換器５１を動作させるための呼び出し信号であれば、その信号を電気信号発生装置６１に出力する。また、音声信号が入力した場合、切り換え装置６０は当該音声信号を電気−機械−音響変換器５１に出力する。電気信号発生装置６１は、切り換え装置６０からの呼び出し信号に基づいて電気−機械−音響変換器５１への入力信号を生成して出力する。
以上のように構成された携帯端末装置について、以下、その動作を説明する。
電気−機械−音響変換器５１を動作させるための呼び出し信号、または音声信号が切り換え装置６０に入力されると、切り換え装置６０は呼び出し信号であれば電気信号発生装置６１に、音声信号であれば電気−機械−音響変換器５１に信号を出力する。電気信号発生装置６１に入力された信号は、第６の実施形態で示した電気信号発生装置３０（図９）の動作と同様の動作を行い、所定の周波数幅をもつ信号を電気−機械−音響変換器５１に出力する。その結果、第７の実施形態のものと同様、入力信号の周波数により、振動のみ、発音のみ、振動と発音の両方を行い携帯電話の筐体５０を介して携帯電話の使用者に受信を知らせる。
一方、電気−機械−音響変喚器５１に入力された音声信号は、電気−機械−音響変喚器５１の第３の振動板を介して音声として再生される。
以上のように、入力信号の周波数を変化させることで振動のみ、発音のみ、振動と発音の両方の信号の伝達手段を選択することが可能であるので、従来は個別の部品によって実現されていた振動と発音の機能を一体にすることができ携帯電話の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。
なお、携帯端末装置として携帯電話を例に説明したが、その他の携帯端末装置についても同様な効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気回路部、前記磁気回路部を支持する第１のサスペンション、及び磁気回路部と第１のサスペンションに対向して配置された第１の振動板から成る音響変成器を支持部材の一方の端部に配置している。さらに、磁気回路部を駆動するボイスコイルを支持部材の他方の端部に配置している。このように構成することにより、電気−機械−音響変換器の総重量を増やすことなく、レベルの大きい機械的振動を取り出すことができる。
また、駆動手段を支持部材に接合される第２の振動板で支持したことにより、振動だけでなく発音も行えうる電気−機械−音響変換器を実現できる。
本発明の電気−機械−音響変換器は小型かつ軽量であるので、これを内蔵した携帯端末装置の小型化、軽量化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である電気−機械−音響変換器を示す分解斜視図。
【図２】図１に示す動電型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態である電磁型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態である動電型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態である電磁型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態である動電型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態である動電型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図８】本発明の第５の実施形態である動電型方式の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【図９】本発明の電気−機械−音響変換器の駆動装置を示すブロック図。
【図１０】図８に示す電気信号発生装置の出力信号の一例を示すグラフ。
【図１１】図８に示す電気信号発生装置の出力信号の他の例を示すグラフ。
【図１２】本発明の電気−機械−音響変換器を備えた携帯電話の部分破断図。
【図１３】本発明の電気−機械−音響変換器を備えた携帯電話の部分破断図。
【図１４】本発明の電気−機械−音響変換器への入力信号を処理する処理回路を示すブロック図。
【図１５】従来の電気−機械−音響変換器の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１、１’、１５磁気回路部
２ａ、２ａ’センターポール
５第１のサスペンション
６、６’ 支持部材
７、７’ 第１の振動板
８ボイスコイル
９第２のサスペンション
１２、１２’ 第２の振動板
１３第３の振動板
１６、１６’ 重り
３０、６１電気信号発生装置
３１、４１、５１電気−機械−音響変換器
４０、５０携帯端末装置
６０切り換え装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-mechanical-acoustic converter that performs vibration and sound generation using electric signals, and a portable terminal device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a portable terminal device such as a cellular phone, a small sounding body that generates a ringing tone or a micromotor that generates vibration by attaching a weight eccentrically to a rotating shaft is used as a means for notifying a user of an incoming call. ing. Furthermore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 62-33800, it has been proposed to use an electro-mechanical-acoustic converter including a coil and a magnetic circuit unit. In such an electro-mechanical-acoustic converter, an electric signal is applied to the coil, and the action / reaction force generated between the coil and the magnetic circuit unit is used for vibration and sound generation.
[0003]
Hereinafter, a conventional electro-mechanical-acoustic transducer will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional electro-mechanical-acoustic transducer.
In FIG. 15, a short substantially cylindrical casing 80 accommodates a voice coil 81 to which an electrical signal is input and a circular magnetic circuit portion 82 provided around the voice coil 81. The housing 80 includes a short cylindrical case 80a having a bottom, and a disc-shaped lid plate 80b joined to the case 80a. The voice coil 81 is wound around a short cylindrical bobbin 80c provided on the lid plate 80b. The magnetic circuit portion 82 includes a yoke 83 including a short columnar center pole 83a and an annular flange portion 83b disposed in a recess 87 surrounded by the bobbin 80c, and an annular magnet disposed on the flange portion 83b. 84 and an annular yoke plate 85 disposed on the magnet 84. Further, the magnetic circuit portion 82 is attached to the case 80 a by an annular damper 86. The magnetic circuit unit 82 and the damper 86 constitute a mechanical vibration system. The voice coil 81 is disposed in a magnetic gap formed by the outer peripheral surface of the center pole 83 a and the inner peripheral surface of the yoke plate 85.
In such a configuration, in this conventional electro-mechanical-acoustic converter, when an electric signal is input to the voice coil 81, a driving force by electromagnetic force is generated in the voice coil 81 and vibrates the cover plate 80b. Further, simultaneously with the generation of the driving force, a reaction force that is a reaction of the driving force is generated to vibrate the magnetic circuit portion 82. Thereby, the vibration of the magnetic circuit unit 82 is transmitted to the case 80a via the damper 86, and the housing 80 is vibrated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electro-mechanical-acoustic transducer as described above, in order to increase the vibration level (amplitude) of the casing 80, the level of the input electric signal is increased or the mass of the magnetic circuit unit 82 is increased. There was a need to do. For this reason, when built in a portable terminal device or the like, there arises a problem that the portable terminal device is prevented from being reduced in size and weight.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an electro-mechanical-acoustic converter capable of improving the magnitude of vibration without increasing the mass.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The electro-mechanical-acoustic transducer according to the present invention includes a magnetic circuit unit, at least one first suspension that supports the magnetic circuit unit, and a first that is disposed to face the magnetic circuit unit and the first suspension. An acoustic transformer having a diaphragm of
Driving means for generating a driving force in the magnetic circuit section; and
The acoustic transformer and the driving means are provided with support members for supporting the acoustic transformer and the driving means at one end and the other end facing each other.
With this configuration, it is possible to extract vibrations having a large level without increasing the total weight of the electro-mechanical-acoustic transducer.
[0007]
Furthermore, an electro-mechanical-acoustic converter according to another invention supports the driving means by a second diaphragm joined to the other end of the support member.
With this configuration, it is possible to generate not only vibration but also sound.
[0008]
Furthermore, in the electro-mechanical-acoustic transducer according to another aspect of the invention, the driving means is inserted into the magnetic gap of the magnetic circuit portion, and one end is joined to the other end of the support member. It is a supported voice coil.
With this configuration, it is possible to extract vibrations having a large level without increasing the total weight of the electro-mechanical-acoustic transducer.
[0009]
In the electro-mechanical-acoustic transducer according to another aspect of the invention, the driving means is a voice coil inserted into a magnetic gap of the magnetic circuit and having one end joined to the second diaphragm.
With this configuration, it is possible to generate not only vibration but also sound.
[0010]
Furthermore, in the electro-mechanical-acoustic transducer according to another aspect of the invention, the driving means is formed of an excitation coil wound around a center pole of the magnetic circuit unit, and a magnetic material disposed opposite to the magnetic circuit unit by providing a gap. This is an electromagnetic type driving means having a second diaphragm.
With this configuration, it is possible to generate not only vibration but also sound.
[0011]
Furthermore, in the electro-mechanical-acoustic transducer according to another aspect of the invention, the driving means includes an exciting coil wound around a center pole of the magnetic circuit unit, and a magnetic body disposed opposite to the magnetic circuit unit by providing a gap. It has an electromagnetic type driving means.
With this configuration, it is possible to extract vibrations having a large level without increasing the total weight of the electro-mechanical-acoustic transducer.
[0012]
Furthermore, in an electro-mechanical-acoustic transducer according to another invention, a weight is attached to the first diaphragm.
The weight is attached to a central portion of the first diaphragm.
Further, the weight is disposed between the magnetic circuit portion and the support member.
By configuring in this way, it is possible to easily extract vibrations having a large level.
[0013]
Furthermore, in the electro-mechanical-acoustic transducer according to another aspect of the invention, the value of the acoustic transformation ratio as viewed from the magnetic circuit unit in the acoustic transformer is made larger than 1.
Further, the value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than 1 by reducing the diameter of the first diaphragm.
Further, by fixing an object that restricts the freedom of vibration to a part of the first diaphragm, the effective area during vibration is reduced, so that the value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than 1.
In addition, by setting the shape of the first diaphragm so that the apparent effective radius is small, the effective area during vibration is reduced and the value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than 1.
Further, the effective area at the time of vibration is reduced by making the shape of the first diaphragm into a roll shape.
In addition, by using different materials for the first diaphragm and the first suspension, the value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than one.
Further, the acoustic metamorphosis ratio is made larger than 1 by configuring the first diaphragm with a material smaller than the rigidity of the first suspension.
Further, when the first diaphragm and the first suspension are made of the same material, the value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than 1 by setting the thicknesses to different values.
Further, when the first diaphragm and the first suspension are made of the same material, the acoustic metamorphic ratio is reduced by reducing the thickness of the first diaphragm relative to the thickness of the first suspension. The value of is greater than 1.
By configuring in this way, it is possible to easily extract vibrations having a large level.
[0014]
Furthermore, an electro-mechanical-acoustic converter according to another invention includes an electric signal generator that generates an electric signal having a predetermined frequency bandwidth.
By comprising in this way, the influence of the dispersion | variation at the time of manufacture of the resonant frequency of an electromechanical-acoustic converter can be reduced, and a vibration can be taken out with high efficiency.
[0015]
A portable terminal device according to the present invention includes the electro-mechanical-acoustic converter according to claim 1.
Furthermore, a portable terminal device according to another invention includes the electro-mechanical-acoustic converter according to claim 2.
Furthermore, the portable terminal device of another invention is a portable terminal device incorporating the electro-mechanical-acoustic converter according to claim 2,
Electrical signal generating means for generating an electrical signal having a predetermined frequency bandwidth; and
Switching means for discriminating the type of input signal to be input and outputting a call signal and a voice signal to the electric signal generating means and the electro-mechanical-acoustic converter, respectively.
By comprising in this way, size reduction and weight reduction of a portable terminal device are realizable.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment showing a sound reproducing device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an electro-mechanical-acoustic converter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the electro-mechanical-acoustic transducer shown in FIG.
1 and 2, the magnetic circuit unit 1 includes a yoke 2 composed of a short cylindrical center pole 2a and an annular flange 2b, an annular magnet 3 disposed on the flange 2b, and the magnet 3 An annular plate 4 is arranged. The yoke 2 and the plate 4 are made of a ferromagnetic material such as soft iron, and the magnet 3 is made of a ferrite permanent magnet, for example. The inner peripheral surfaces of the magnet 3 and the plate 4 are arranged at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the center pole 2a, and a magnetic gap is formed between the inner peripheral surface of the plate 4 and the outer peripheral surface of the center pole 2a. Has been.
The magnetic circuit unit 1 is supported by a first suspension 5 formed in a roll shape and joined to one end of a cylindrical support member 6. The first suspension 5 is made of, for example, an aromatic polyester material having a thickness of about 50 μm to 75 μm, and is joined to the outer peripheral portion of the flange portion 2b. The support member 6 is made of, for example, plastic. The magnetic circuit unit 1 and the first suspension 5 constitute a mechanical vibration system. In the present invention, the roll shape means a shape in which a cross section passing through the substantial center of the diaphragm is rotationally symmetric and partly has an arc-shaped part in a part of a plate-like body such as a diaphragm.
In addition, a disc-shaped first diaphragm 7 whose outer peripheral portion is curved is joined to one end portion of the support member 6 so as to face the magnetic circuit portion 1 and the first suspension 5. A disc-shaped second suspension 9 that supports the voice coil 8 is joined to the other end. The first diaphragm 7 is made of, for example, an aromatic polyester material having a thickness of 38 μm. One end of the voice coil 8 is inserted into the magnetic gap of the magnetic circuit unit 1 and the other end is joined to the second suspension 9. The second suspension 9 is made of, for example, an aromatic polyester material having a thickness of 75 mm.
In the electro-mechanical-acoustic converter according to the present embodiment, the magnetic circuit unit 1 is joined via the first suspension 5 at one end of the support member 6, and the first diaphragm 7 is further connected to the magnetic circuit unit. 1 and the first suspension 5 are opposed to each other. Therefore, a hermetically sealed first cavity 10 is formed between the first diaphragm 7, the magnetic circuit unit 1, and the first suspension 5, and the magnetic circuit unit 1 and the first suspension 5 are formed. The first diaphragm 7 constitutes an acoustic transformer that is movable with respect to the support member 6.
[0018]
The operation of the electrodynamic electro-mechanical-acoustic transducer configured as described above will be described.
When an AC electrical signal is input to the voice coil 8, a driving force due to electromagnetic force is generated in the voice coil 8. Further, the reaction force of the driving force is generated, and the magnetic circuit unit 1 is vibrated, and the support member 6 is vibrated via the first suspension 5. In addition, vibrations in the magnetic circuit unit 1 and the first suspension 5 are transmitted to the first diaphragm 7 via the first vacant chamber 10 to vibrate the first diaphragm 7.
Further, when the magnetic circuit unit 1 vibrates, the load mass applied to the magnetic circuit unit 1 is obtained by multiplying the mass of the first diaphragm 7 by the square value of the acoustic metamorphosis ratio viewed from the magnetic circuit unit 1. Become. This acoustic metamorphic ratio is obtained by a ratio between the value of the sum of the effective areas when the magnetic circuit unit 1 and the first suspension 5 are vibrated and the value of the effective area when the first diaphragm 7 is vibrated. It is done. Since the magnetic circuit unit 1 vibrates in a state where the load mass is added, the vibration level (amplitude) increases as compared with the case where the magnetic circuit unit 1 vibrates only. Moreover, each deformation mode (shape) can be changed by changing each material or each material thickness of the first suspension 5 and the first diaphragm 7. This makes it possible to obtain a greater vibration level by making the value of the above-mentioned acoustic transformation ratio larger than 1. For example, when the first suspension 5 is made of stainless steel and the first diaphragm 7 is made of an aromatic polyester material, the value of the acoustic metamorphosis ratio can be made larger than 1. Further, when these members are made of the same material, the thickness of the first suspension 5 is set to, for example, 50 μm, and the thickness of the first diaphragm 7 is set to, for example, 35 μm. Can be big.
[0019]
In FIG. 2, the electro-mechanical-acoustic converter of the present invention is realized by an electrodynamic type, but may be realized by an electromagnetic type as shown in FIG. In FIG. 3, an annular magnet 3 ′ is provided on the flange portion 2b, and an exciting coil 11 is wound between the center pole 2a and the magnet 3 ′. Further, the disc-shaped second diaphragm 12 made of a high permeability material such as permalloy is opposed to the surface on the exciting coil 11 side of the magnetic circuit portion 1 ′ and provided with a predetermined gap, thereby supporting the member. 6 is joined. The thickness of the second diaphragm 12 is, for example, 1 mm in order to avoid magnetic saturation. Other configurations are the same as those shown in FIG.
In this electromagnetic type electro-mechanical-acoustic converter, when an electric signal is input to the exciting coil 11, an attractive force is generated, and the second diaphragm 12 vibrates. Further, a reaction force is generated on the magnetic circuit portion 1 ′ side and vibrates. Other operations are the same as those shown in FIG.
[0020]
The support member 6 is not limited to a cylindrical box. That is, the support member 6 may be a box that can arrange the acoustic transformer and the voice coil 8 to face each other.
In the present embodiment, the first suspension 5 formed in a roll shape is used, but the arch-shaped cross-sectional shape may be any of a semicircular shape, a semi-elliptical shape, and a wave shape. Good.
[0021]
<< Second Embodiment >>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an electro-mechanical-acoustic converter according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the electro-mechanical-acoustic converter, a voice coil is supported by a third diaphragm instead of the second suspension, and a sound generation function by vibration of the third diaphragm is provided. . Since each other part is the same as that of the first embodiment, a duplicate description thereof is omitted. The main difference from the first embodiment is that a third diaphragm for supporting the voice coil is joined to the end of the support member, and further, a vent hole is provided in the support member, and the third diaphragm is provided in the support member. And the second space surrounded by the first suspension and the outside communicate with each other. That is, as shown in FIG. 4, the third diaphragm 13 joined to one end of the voice coil 8 is joined to the support member 6 ′ at the outer peripheral portion. In the support member 6 ′, a second empty chamber 14 is formed between the first suspension 5 and the third diaphragm 13. The third diaphragm 13 is made of, for example, an aromatic polyester material having a thickness of 50 μm, and the cross-sectional shape is a corrugated shape. Also, Third In order to vibrate the diaphragm 13 with sufficient amplitude, a vent hole 6′a communicating with the outside is provided in the support member so that the internal pressure of the second vacant chamber 14 does not disturb the vibration, and the second vacant chamber 14 Is letting the air out.
[0022]
The operation of the electrodynamic electro-mechanical-acoustic transducer configured as described above will be described. When an AC electrical signal is input to the voice coil 8, a driving force due to electromagnetic force is generated in the voice coil 8. As a result, Third The diaphragm 13 vibrates and generates sound. Other operations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. Therefore, the second embodiment can be used not only as a vibration source but also as a sound source.
[0023]
In addition, the electromagnetic electro-mechanical-acoustic converter shown in FIG. 3 can also have a sound generation function by being configured as shown in FIG. 5 differs from the electromagnetic electro-mechanical-acoustic converter shown in FIG. 3 in that the second diaphragm 12 ′ is sufficiently vibrated to generate sound. Compared with the diaphragm 12 of 2, the material thickness is reduced. Specifically, the thickness of the second diaphragm 12 ′ is, for example, 180 μm. Further, similarly to the one shown in FIG. 4, the second diaphragm 12 ′ and the first suspension 5 In order to prevent the internal pressure of the second vacant space 14 ′ between the air and the air from interfering with vibration, air is freely circulated from the vent hole 6a ′ provided in the support member 6 ′. Other configurations are the same as those shown in FIG. In this electromagnetic type electro-mechanical-acoustic converter, when an electric signal is input to the exciting coil 11, an attractive force is generated, and the second diaphragm 12 'vibrates to generate sound. Further, a reaction force is generated on the magnetic circuit portion 1 ′ side and vibrates. Other operations are the same as those shown in FIG. Thus, in the electromagnetic electro-mechanical-acoustic converter, it is possible to realize a converter having both functions of a vibration source and a sound source by changing the material thickness of the second diaphragm 12 ′. It becomes.
[0024]
<< Third Embodiment >>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an electro-mechanical-acoustic converter according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the electro-mechanical-acoustic converter, a weight is provided by providing a recess in the center portion of the center pole, and the weight is supported by the first diaphragm having a cross section formed in a roll shape. Since each other part is the same as that of the second embodiment, a duplicate description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 6, a recess is provided in the center portion of the center pole 2 a ′ constituting the magnetic circuit portion 15. For example, a 1 g weight 16 is disposed in the recess. The weight 16 is supported by a first diaphragm 7 ′ formed in a roll shape. In the present invention, the roll shape means a shape in which a cross section passing through the substantial center of the diaphragm is rotationally symmetric and partly has an arc-shaped part in a part of a plate-like body such as a diaphragm.
The operation of the electrodynamic electro-mechanical-acoustic transducer configured as described above will be described.
When an AC electrical signal is input to the voice coil 8, a driving force due to electromagnetic force is generated in the voice coil 8. In addition, the reaction force of the driving force is generated, and the magnetic circuit unit 15 is vibrated, and the support member 6 ′ is vibrated via the first suspension 5. In the vibration of the magnetic circuit unit 15, the load mass applied to the magnetic circuit unit 15 is the value of the square of the acoustic metamorphosis ratio viewed from the magnetic circuit unit 15 to the total mass of the first diaphragm 7 ′ and the weight 16. Is the value multiplied by. The acoustic metamorphic ratio is a ratio between the value of the sum of the effective areas during vibration of the magnetic circuit unit 15 and the first suspension 5 and the value of the effective area during vibration of the first diaphragm 7 ′. Desired. Since the magnetic circuit unit 15 vibrates in a state where the load mass is added, the vibration level (amplitude) increases as compared with the case where the magnetic circuit unit 15 vibrates only. In addition, since the first diaphragm 7 ′ is formed in a roll shape, the effective radius during vibration is smaller than that of the first and second embodiments, and the effective area is also Get smaller. For this reason, the above-mentioned acoustic transformation ratio can be easily increased, and the vibration level can also be increased.
In addition, a recess is provided in the center portion of the center pole 2a 'to secure an installation space for the weight 15, so that an electro-mechanical-acoustic converter having a small size, light weight and high vibration level can be obtained without increasing the overall volume. Can be realized.
Furthermore, the configuration of the present embodiment using the weight 15 may be applied to the electromagnetic electro-mechanical-acoustic converter shown in FIGS. 3 and 5.
[0025]
<< Fourth Embodiment >>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of an electro-mechanical-acoustic converter according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration of the electro-mechanical-acoustic transducer, an annular weight is disposed between the outer peripheral surface of the magnetic circuit unit and the inner peripheral surface of the support member, and the support member that supports the weight is in a roll shape. The first diaphragm formed in the above was joined and supported. Since each other part is the same as that of the second embodiment, a duplicate description thereof will be omitted.
In FIG. 7, an annular weight 16 ′ is supported by the support member 17 and disposed between the outer peripheral surface of the magnetic circuit unit 1 and the inner peripheral surface of the support member 6 ′. The support member 17 is joined and supported by a first diaphragm 7 ′ formed in a roll shape. One end of the first suspension 5 is joined to the outer peripheral portion of the plate 4, whereby the magnetic circuit portion 1 is supported in the support member 6 ′.
The operation of the electrodynamic electro-mechanical-acoustic converter configured as described above is the same as that of the third embodiment.
The unique effect of the electro-mechanical-acoustic converter according to the fourth embodiment is that the weight 16 'is disposed outside the magnetic circuit unit 1, and therefore the weight 16 (FIG. 6) is disposed in the central portion. Compared to the third embodiment, the volume of the weight 16 'and the center pole 2a can be sufficiently secured. As a result, a material with a low density can be used as the weight 16 ', leading to cost reduction. For example, the use of tungsten can be changed to the use of copper. In addition, by taking a sufficient thickness of the center pole 2a, it is possible to prevent a decrease in magnetic flux density due to magnetic saturation.
The configuration of the present embodiment using the annular weight 16 ′ may be applied to the electromagnetic electro-mechanical-acoustic converter shown in FIGS. 3 and 5.
[0026]
<< Fifth Embodiment >>
FIG. 8: is sectional drawing which shows the structure of the electromechanical-acoustic converter which is the 5th Embodiment of this invention. In this embodiment, in the configuration of the electro-mechanical-acoustic converter, the first diaphragm formed in a roll shape is attached to the end of the support member via an annular clamp. Since each other part is the same as that of the third embodiment, a duplicate description thereof is omitted.
In FIG. 8, the first diaphragm 7 ′ formed in a roll shape is joined to the end of the support member 6 ′ via an annular clamp 18. The clamp 18 is smaller than the inner peripheral diameter of the support member 6 ′. For this reason, the radius (caliber) of the first diaphragm 7 ′ can be made smaller than those of the other embodiments. . As a result, the above-described acoustic transformation ratio can be increased, and the vibration level can also be increased. As a result, it is possible to add a sufficient load mass to the magnetic circuit unit 15 with the lighter weight 16, and it is possible to reduce the weight and size as compared with the other embodiments.
The operation of the electrodynamic electro-mechanical-acoustic converter configured as described above is the same as that of the third embodiment.
In the electromagnetic-mechanical-acoustic converter using the annular weight 16 ′ shown in FIG. 7, the first diaphragm 7 ′ and the support member 6 ′ are joined via the clamp 18, and the first diaphragm It is good also as a structure which makes 7 'radius small.
The configuration of the present embodiment using the clamp 18 may be applied to the electromagnetic electro-mechanical-acoustic transducer shown in FIGS. 3 and 5.
[0027]
<< Sixth Embodiment >>
FIG. 9 is a block diagram showing a driving apparatus for an electro-mechanical-acoustic converter according to the present invention. In FIG. 9, the output of the electrical signal generator 30 is input to the electro-mechanical-acoustic converter 31 shown in the first to fifth embodiments.
When an electrical signal for operating the electro-mechanical-acoustic converter 31 is input to the electrical signal generator 30, the electrical signal generator 30 sends a signal having a predetermined frequency width to the electro-mechanical-acoustic converter 31. Output. Since the electro-mechanical-acoustic converter 31 has a sharp resonance, it converts the input signal into vibration most efficiently at a specific resonance frequency. On the other hand, if the input frequency deviates from the resonance frequency, the conversion efficiency deteriorates. Therefore, as shown in FIG. 10, the electric signal generator 30 is configured to output a signal having several frequency components within a predetermined frequency width ΔF with the center frequency f as the center.
[0028]
When the electro-mechanical-acoustic transducer 31 (FIG. 9) of the present invention is mass-produced, it is inevitable that the resonance frequency of each electro-mechanical-acoustic transducer 31 varies somewhat. If the frequency width F is set so that the variation of the resonance frequency falls within the frequency width ΔF, the resonance frequencies of all the produced electro-mechanical-acoustic converters 31 are included in the input signal. Therefore, any electro-mechanical-acoustic converter 31 can convert an input signal into vibration with high efficiency.
FIG. 11 shows the waveform of the input signal by another method. In FIG. 11, the frequency of the input signal is temporally changed in the frequency range of (f−ΔF / 2) to (f + ΔF / 2) with the center frequency f as the center. As a result, the electro-mechanical-acoustic transducer 31 vibrates most strongly when the frequency of the input signal matches the specific resonance frequency of the electro-mechanical-acoustic transducer 31 (FIG. 9).
The frequency of vibration in the electro-mechanical-acoustic converter 31 of the present invention is a low frequency in the vicinity of 100 Hz. On the other hand, the frequency of the sound is a high frequency around 2500 Hz. Thus, since both frequencies are significantly different, only the vibration can be generated when the frequency of the input signal is set to a low frequency, and only the sound can be generated by using a high frequency.
As described above, either vibration or sound can be selected by switching the frequency of the input signal to either low frequency or high frequency. If both low and high frequency signals are input simultaneously, both vibration and sound can be generated. Therefore, it is possible to realize a vibration with stable conversion efficiency and an electro-mechanical-acoustic converter 31 that is convenient for use.
[0029]
<< Seventh Embodiment >>
FIG. 12 is a partially cutaway view of a portable terminal device provided with the electro-mechanical-acoustic transducer of the present invention.
In FIG. 12, for example, an electro-mechanical-acoustic converter 41 shown in the first to fifth embodiments and an electric signal generator 30 shown in the sixth embodiment (not shown) are provided inside a housing 40 of a mobile phone. ) Is provided.
The operation of the mobile terminal device configured as described above will be described below. When the mobile phone receives a calling signal by a circuit not shown, an electric signal is input to the electro-mechanical-acoustic converter 41, and vibration occurs if the frequency of the input signal is the resonance frequency band of the electro-mechanical-acoustic converter 41. The housing 40 vibrates due to the vibration. The electro-mechanical-acoustic converter 41 having a sound generation function can generate sound simultaneously with vibration.
[0030]
The incoming call is transmitted to the user of the mobile phone by the vibration and the sound generated by the above operation. By changing the frequency of the input signal, it is possible to select the means for transmitting only vibration, only sound, or both vibration and sound, so the function of vibration and sound that was conventionally realized by individual components The mobile phone can be reduced in size, weight, and cost.
In FIG. 12, the electro-mechanical-acoustic converter 41 is directly attached to the housing 40. However, the electro-mechanical-acoustic transducer 41 is attached to a base that is not shown in the figure and is transmitted to the housing through the base. Also good. Moreover, although the mobile phone has been described as an example of the mobile terminal device, the present invention can be similarly applied to other mobile terminal devices.
[0031]
<< Eighth Embodiment >>
FIG. 13 is a partially cutaway view of a portable terminal device provided with the electro-mechanical-acoustic transducer of the present invention.
In FIG. 13, for example, the electro-mechanical-acoustic converter 51 shown in the second to fifth embodiments is provided inside a casing 50 of a mobile phone. In the electro-mechanical-acoustic converter 51, for example, the third diaphragm 13 illustrated in FIG. 8 is housed in the housing 50 so as to face the sound hole 50 a provided in the housing 50. Furthermore, a processing circuit for an input signal to the electro-mechanical-acoustic converter 51 shown in FIG.
In FIG. 14, the switching device 60 discriminates the type of the input signal and outputs the signal to the electric signal generator 61 if it is a calling signal for operating the electro-mechanical-acoustic converter 51. Further, when an audio signal is input, the switching device 60 outputs the audio signal to the electro-mechanical-acoustic converter 51. The electric signal generator 61 generates and outputs an input signal to the electro-mechanical-acoustic converter 51 based on the calling signal from the switching device 60.
The operation of the mobile terminal device configured as described above will be described below.
When a calling signal or a voice signal for operating the electro-mechanical-acoustic converter 51 is input to the switching device 60, the switching device 60 is a calling signal if it is a calling signal. A signal is output to the electro-mechanical-acoustic converter 51. The signal input to the electric signal generator 61 performs the same operation as that of the electric signal generator 30 (FIG. 9) shown in the sixth embodiment, and the signal having a predetermined frequency width is electro-mechanical. Output to the acoustic transducer 51. As a result, similar to the seventh embodiment, only the vibration, the sound generation, the vibration and the sound generation are performed according to the frequency of the input signal, and the reception of the reception to the mobile phone user is made via the mobile phone casing 50. .
On the other hand, the audio signal input to the electro-mechanical-acoustic transducer 51 is reproduced as audio via the third diaphragm of the electro-mechanical-acoustic transducer 51.
As described above, by changing the frequency of the input signal, it is possible to select a transmission means for only vibration, only sound generation, and both vibration and sound generation. Conventionally, this has been realized by individual components. The functions of vibration and sound generation can be integrated, and the mobile phone can be reduced in size, weight, and cost.
Although the mobile phone has been described as an example of the mobile terminal device, the same effect can be obtained for other mobile terminal devices.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, an acoustic transformer including a magnetic circuit unit, a first suspension that supports the magnetic circuit unit, and a first diaphragm that is disposed to face the magnetic circuit unit and the first suspension is supported. Arranged at one end of the member. Further, a voice coil for driving the magnetic circuit unit is disposed at the other end of the support member. By comprising in this way, a mechanical vibration with a large level can be taken out, without increasing the total weight of an electro-mechanical-acoustic converter.
In addition, since the driving means is supported by the second diaphragm joined to the support member, it is possible to realize an electro-mechanical-acoustic converter that can generate sound as well as vibration.
Since the electro-mechanical-acoustic transducer of the present invention is small and lightweight, the mobile terminal device incorporating the electro-mechanical-acoustic transducer can be reduced in size and weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an electro-mechanical-acoustic converter according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrodynamic type electro-mechanical-acoustic converter shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic type electro-mechanical-acoustic transducer according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrodynamic type electro-mechanical-acoustic converter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of an electromagnetic type electro-mechanical-acoustic converter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrodynamic type electro-mechanical-acoustic transducer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrodynamic type electro-mechanical-acoustic converter according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of an electrodynamic type electro-mechanical-acoustic converter according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a driving apparatus for an electro-mechanical-acoustic converter according to the present invention.
10 is a graph showing an example of an output signal of the electrical signal generator shown in FIG.
11 is a graph showing another example of the output signal of the electrical signal generator shown in FIG.
FIG. 12 is a partially cutaway view of a mobile phone provided with the electro-mechanical-acoustic transducer of the present invention.
FIG. 13 is a partially cutaway view of a mobile phone equipped with the electro-mechanical-acoustic transducer of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a processing circuit for processing an input signal to the electro-mechanical-acoustic transducer of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional electro-mechanical-acoustic transducer.
[Explanation of symbols]
1, 1 ', 15 Magnetic circuit section
2a, 2a 'center pole
5 First suspension
6, 6 'support member
7, 7 'first diaphragm
8 Voice coil
9 Second suspension
12, 12 'second diaphragm
13 Third diaphragm
16, 16 'weight
30, 61 Electric signal generator
31, 41, 51 electro-mechanical-acoustic transducer
40, 50 portable terminal device
60 switching device

Claims

An acoustic transformer having a magnetic circuit unit, at least one first suspension for supporting the magnetic circuit unit, and a first diaphragm disposed to face the magnetic circuit unit and the first suspension;
An electro-machine having a driving means for generating a driving force in the magnetic circuit section, and a support member for supporting the acoustic transformer and the driving means at one and the other ends facing each other. Acoustic transducer.

2. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 1, wherein the driving unit is supported by a second diaphragm joined to the other end of the support member.

2. The voice coil according to claim 1, wherein the driving means is a voice coil inserted into a magnetic gap of the magnetic circuit portion and supported by a second suspension having one end joined to the other end of the support member. An electro-mechanical-acoustic transducer according to claim 1.

3. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 2, wherein the driving means is a voice coil inserted into a magnetic gap of the magnetic circuit and having one end joined to the second diaphragm.

The drive means is an electromagnetic type drive means having an exciting coil wound around a center pole of the magnetic circuit section, and a magnetic body disposed opposite to the magnetic circuit section with a gap. Item 2. The electro-mechanical-acoustic converter according to Item 1.

The drive means is an electromagnetic type drive means having an exciting coil wound around a center pole of the magnetic circuit section, and a second diaphragm made of a magnetic material disposed opposite to the magnetic circuit section with a gap. The electro-mechanical-acoustic transducer according to claim 2.

3. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 1, wherein a weight is attached to the first diaphragm.

8. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 7, wherein the weight is attached to a central portion of the first diaphragm.

The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 7, wherein the weight is disposed between the magnetic circuit unit and the support member.

8. The electro-mechanical-acoustic transducer according to claim 1, wherein a value of an acoustic transformation ratio as viewed from the magnetic circuit unit in the acoustic transformer is larger than 1.

11. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 10, wherein a value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than 1 by reducing a diameter of the first diaphragm.

A value of the acoustic metamorphosis ratio is made larger than 1 by reducing an effective area at the time of vibration by fixing an object that restricts freedom of vibration to a part of the first diaphragm. The electro-mechanical-acoustic transducer according to claim 11.

11. The electro-mechanical-acoustic conversion according to claim 10, wherein the value of the acoustic metamorphic ratio is made larger than 1 by making the shape of the first diaphragm a shape having a small effective radius. vessel.

14. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 13, wherein the first diaphragm has a roll shape to reduce an effective area during vibration.

11. The electro-mechanical-acoustic according to claim 10, wherein a value of the acoustic metamorphic ratio is set to be greater than 1 by configuring the first diaphragm and the first suspension using different materials. converter.

16. The electricity according to claim 15, wherein the value of the acoustic metamorphosis ratio is made larger than 1 by configuring the first diaphragm with a material smaller than the rigidity of the first suspension. A mechanical-acoustic transducer;

11. The acoustic metamorphosis ratio is set to be larger than 1 by setting each thickness to a different value when the first diaphragm and the first suspension are made of the same material. The electro-mechanical-acoustic transducer described.

When the first diaphragm and the first suspension are made of the same material, the value of the acoustic metamorphic ratio is reduced by reducing the thickness of the first diaphragm relative to the thickness of the first suspension. 18. The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 17, wherein

The electro-mechanical-acoustic converter according to claim 1 or 2, further comprising an electric signal generator that generates an electric signal having a predetermined frequency bandwidth.

A portable terminal device comprising the electro-mechanical-acoustic converter according to claim 1 incorporated therein.

A portable terminal device comprising the electro-mechanical-acoustic converter according to claim 2 incorporated therein.

A portable terminal device incorporating the electro-mechanical-acoustic converter according to claim 2,
An electric signal generating means for generating an electric signal having a predetermined frequency bandwidth, and a type of an input signal to be input are discriminated, and a call signal and a voice signal are converted into the electric signal generating means, and the electro-mechanical-sound A portable terminal device comprising switching means for outputting to each converter.