JP3920174B2

JP3920174B2 - 電気音響変換器

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Publication number: JP3920174B2
Application number: JP2002249546A
Authority: JP
Inventors: 陽一後藤; 能男今堀
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004088646A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気音響変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気音響変換器は、円筒状のケース内に、付加質量となる板状の磁片を一方の面に接合した振動板を、共鳴空間を隔てて収容し、更に、振動板の他方の面側に鉄心と、この鉄心の外周側にコイルとリング状のマグネットを順に配設した駆動源を収容して構成されている。そして、コイルの両端に交流電圧やパルス電圧を印加することによって、振動板をその板面に垂直な方向へ振動させて、ケースの壁面に設けられた放音口から放音する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気音響変換器は、落下等によって衝撃が加わると、磁片が振動板の本来の振動方向に交差する方向（例えば、垂直な方向）に変位することに起因して、振動板が座屈し、その結果、電気音響変換器の音響特性が変化したり、あるいは故障に至る場合があり、耐衝撃性の更なる改善が望まれていた。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、耐衝撃性を高めた電気音響変換器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の電気音響変換器は、一方の面に板状の磁片が接合された振動板を、その板面に垂直な方向へ振動させる電気音響変換器において、上記振動の方向に垂直に交差する方向への上記磁片の変位を規制することによって磁片の変位に起因する振動板の座屈を防止する規制手段を備え、規制手段は、振動板の一方の面側で、磁片の端面外周を囲むように当該端面に対して所定の間隔を隔てて配設されることを特徴としている。
【０００６】
この電気音響変換器によれば、振動板の一方の面に接合した板状の磁片が、振動板の面方向、すなわち電気音響変換器の動作時における振動板の振動方向に垂直な方向へ変位することを規制することによって磁片の変位に起因する振動板の座屈を防止する規制手段を備える。したがって、この電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できるので、その耐衝撃性を高めることができる。
【０００７】
また、本発明の電気音響変換器においては、上記規制手段は、振動板の一方の面側で、上記磁片の端面外周を囲むように当該端面に対して所定の間隔を隔てて配設されることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、磁片の端面外周を囲むように、所定の間隔を隔てて規制手段を配設することで、磁片の上記した変位を効果的に規制することができる。したがって、この電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できる結果、その耐衝撃性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明の電気音響変換器においては、上記磁片が接合された上記振動板を収容するケースを更に備え、上記規制手段は、上記振動板の一方の面側における上記ケースの内壁から伸びると共に、上記磁片の端面外周を囲むように配設された複数の凸部によりなることを特徴としても良い。
【００１０】
この発明によれば、振動板の一方の面側、すなわち共鳴空間側のケース内壁から伸びて、磁片の端面外周を囲む複数の凸部を、規制手段として用いる。これにより、共鳴空間にこの凸部が占める割合を少なくしつつ、磁片の上記した変位を規制することができる。その結果、電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できるので、その耐衝撃性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明の電気音響変換器においては、上記磁片が接合された上記振動板を収容するケースを更に備え、上記磁片は円板形状をなし、上記規制手段は、上記磁片の外径より大きい内径の先端部を有し、上記振動板の一方の面側における上記ケースの内壁から伸びる放音筒の上記先端部内周面によって、上記磁片の端面を囲んでなることを特徴としても良い。
【００１２】
この発明によれば、振動板の一方の面側、すなわち共鳴空間側のケース内壁から伸びる放音筒を規制手段として兼ねる。この放音筒の先端部は、円板形状の磁片の外径より大きい内径をもち、その先端部によって磁片の端面外周を囲むので、磁片の上記した変位を規制できる。したがって、この電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できる結果、その耐衝撃性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の電気音響変換器においては、一方の面に板状の磁片が接合された振動板を、その板面に垂直な方向へ振動させる電気音響変換器において、上記振動の方向に垂直に交差する方向への上記磁片の変位を規制することによって上記振動板の座屈を防止する規制手段と、上記磁片が接合された上記振動板を収容するケースと、を備え、上記磁片は、上記振動板に接合された面と反対側の面の中央に形成された円形の凹部を有し、上記規制手段は、上記凹部の内径より小さい外径の先端部を有し、上記振動板の一方の面側における上記ケースの内壁から伸びる放音筒の上記先端部を、上記凹部に挿入してなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、磁片は中央に円形の凹部が形成されており、共鳴空間側のケース内壁から伸びる放音筒の先端部外径を上記の凹部の内径より小さくして、凹部に挿入することによって、規制手段とする。すなわち、放音筒の先端部外周面が、磁片に形成した凹部の内周面と対向する。これによって、磁片の上記した変位を規制するので、この電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できる結果、その耐衝撃性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明の電気音響変換器においては、上記磁片は円板形状をなし、上記規制手段は、上記磁片の外径より大きい内径を有し、上記磁片の端面と内周面を対向させて配設されたリング状部材によりなることを特徴としても良い。
【００１６】
この発明によれば、円板形状の磁片の外径より大きい内径を有するリング状部材の内周面によって磁片の端面外周を囲む。したがって、このリング状部材によって、磁片の上記した変位を規制することができる。その結果、電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できるので、その耐衝撃性を高めることができる。
【００１７】
また、本発明の電気音響変換器においては、上記リング状部材は、磁性材からなることを特徴とすることが好適である。
【００１８】
この発明によれば、更に、リング状部材が補助磁路を形成することによって、コイルに印加される電圧に基づく磁束を効率良く磁片に流入させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる電気音響変換器について説明する。なお、以下の実施形態に関する説明においては、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を附し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２０】
（第１実施形態）まず、本発明の第１実施形態にかかる電気音響変換器１について説明する。図１は第１実施形態にかかる電気音響変換器１に備える上側ケース１１をその開放端からみた平面図である。また、図２は、図１に示す上側ケース１１のII−II線に沿った矢視による断面と共に、電気音響変換器１の断面構造を示す断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、この電気音響変換器１は、熱可塑性樹脂からなる上側ケース１１と下側ケース２１を有しており、超音波溶接技術を用いることにより、上側ケース１１と下側ケース２１が接合されている。上側ケース１１は円筒形状を呈しており、その一端に上面部を有する。この上面部には放音口１２が形成され、この放音口１２に連続して放音筒１３が設けられている。そして、上側ケース１１と下側ケース２１で形成される内部空間には、ベース３１、鉄心３２、ボビン３３、コイル３４、マグネット３９、振動部４５が収容されている。
【００２２】
下側ケース２１の上記した内部空間側には、ベース３１が固着されており、略円柱形状の鉄心３２が、このベース３１と下側ケース２１とによりかしめられている。そして、ボビン３３はその底部がベース３１の上面に固着され、さらにその延出部が鉄心３２の外周に沿うようにして載置されている。そして、ボビン３３の外周には、導線が巻きつけられてコイル３４が形成されている。なお、このコイルの両端は、外部との電気的な接点となるピン（図示せず）に接続される。
【００２３】
また、マグネット３９は、環状のプラスチックマグネットからなり、その底面をベース３１に、外周面を上側ケース１１の内周面に当接させるとともに、コイル３４の外周から所定の間隔をもって配置されている。このマグネット３９の上面には、振動部４５が固定されており、この振動部４５は、鉄材からなる薄膜円板形状の振動板４６を備え、その上面中央に付加質量としての円板形状の磁片４７が固着されている。
【００２４】
さらに、上側ケース１１の上面部内壁からは、３個の円柱状の面方向変位規制部（規制手段）１４が、磁片４７の端面と対向する位置まで伸び、磁片４７の端面外周を囲むように設けられている。また、放音筒１３の先端には、突起状の振動方向変位規制部１５が３個、等間隔に設けられている。
【００２５】
次に電気音響変換器１の動作について説明する。電気音響変換器１では、マグネット３９の静磁界によって、振動部４５が鉄心３２側に引き付けられる。この状態において、コイル３４の両端の導線に交流電圧またはパルス電圧を印加すると、コイル３４に信号電流が流れ、この信号電流に応じた振動磁界が鉄心３２の先端に生じる。そして、この振動磁界によって振動部４５がその面に垂直な方向に振動すると、周囲の空気を振動させ、この振動が共鳴空間５０で増幅されて、放音口１２から外部に放音される。
【００２６】
このような構成を有する電気音響変換器１においては、面方向変位規制部１４は、電気音響変換器１が落下等によって衝撃を受けた場合に、磁片４７がその面方向へ移動すること、すなわち電気音響変換器１が動作中に振動板４６が本来振動する方向に交差する方向（例えば、垂直な方向）への磁片４７の変位を規制する。これにより、磁片４７の重みによって振動板４６が座屈することを防止できる結果、電気音響変換器１の耐衝撃性を高めることができる。また、振動方向変位規制部１５は、同様に電気音響変換器１が落下等によって衝撃を受けた場合に、磁片４７がその面に垂直な方向に過剰に移動すること、すなわち電気音響変換器１が動作中に振動板４６が振動する方向への磁片４７の過剰な変位を規制する。これにより、電気音響変換器１に衝撃が加わっても、振動板４６に与える変形等の影響が防止できるので、その耐衝撃性を高めることができる。さらに、このような効果を有しつつ、面方向変位規制部１４を上記のように体積の少ない円柱形状とするので、共鳴空間５０において面方向変位規制部１４が占める体積を少なくすることができる。
【００２７】
ここで、この電気音響変換器１に落下による衝撃を加える前後の音響特性の変化を図３に示す。また、参考のために、面方向変位規制部１４を有さない電気音響変換器に落下による衝撃を加える前後の音響特性の変化を図４に示す。この図３及び図４それぞれに示す特性は、電気音響変換器に、電圧５［Ｖ］、５０％矩形波の電圧を周波数を変更しながら印加して、音圧レベルを測定したデータに基づくものである。また、実線により示す特性は、落下前の電気音響変換器に対するデータに基づくものであり、点線により示す特性は落下後の電気音響変換器に対するデータに基づくものである。
【００２８】
図３及び図４において、評価に用いた電気音響変換器のピーク周波数である７００［Ｈｚ］付近の特性を参照すれば明確なように、本実施形態にかかる電気音響変換器１は、面方向変位規制部１４を設けたことによって、落下前後の音響特性に変化が少ない。一方、面方向変位規制部１４を有さない電気音響変換器においては、落下前後で大きく音響特性が変化している。以上の結果から、本実施形態にかかる電気音響変換器１は、面方向変位規制部１４によって、耐衝撃性が優れることが明らかである。
【００２９】
以上、本発明の第１実施形態にかかる電気音響変換器１について説明したが、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、面方向変位規制部１４の個数は、上記した実施形態では３個であったが、これより多い個数であり、かつ、磁片４７がその面方向に変位することを規制できるよう配置されれば、その数は限定されない。
【００３０】
また、第１実施形態においては、面方向変位規制部１４の形状を円柱形状としたが、この形状は例えば以下のように変更可能である。図５は、その変形態様にかかる電気音響変換器１の上側ケース１１をその開放端からみた平面図である。また、図６は、図５に示す上側ケース１１のVI−VI線に沿った矢視による断面と共に、電気音響変換器１の断面構造を示す断面図である。図５及び図６に示す電気音響変換器１においては、面方向変位規制部１４を、上側ケース１１の上面部内壁から伸びる断面略矩形の部材とし、磁片４７の端面と対向する部分を曲面形状としている。そして、面方向変位規制部１４を磁片４７を囲むように３個設けている。このような形状の面方向変位規制部１４によっても、衝撃等による磁片４７の面方向への変位を規制して、電気音響変換器１の耐衝撃性を高めることができる。
【００３１】
また、磁片４７は円板形状としたが、この形状は例えば、三角形や星型など様々な平面形状を有する平板とすることができる。この場合には、磁片４７の形状に応じて、磁片４７の端面外周を囲むように、面方向変位規制部１４の位置を変更すれば、磁片４７の面方向への変位を規制できる。
【００３２】
（第２実施形態）次に、本発明の第２の実施形態にかかる電気音響変換器１について説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態において説明した電気音響変換器１と共通する部分については説明を省略する。図７は第２実施形態にかかる電気音響変換器１に備える上側ケース１１をその開放端からみた平面図である。また、図８は、図７における上側ケース１１のVIII−VIII断面を、電気音響変換器１の断面構造と共に示す断面図である。
【００３３】
図７及び図８に示すように、この第２実施形態にかかる電気音響変換器１において、磁片４７は略円板形状を有し、振動板４６と接合された面と反対側の面の周縁に鍔部４８を有する。また、上側ケース１１の上面部中央に放音口１２が設けられ、この放音口１２に連続して設けられた放音筒１３の先端部が、磁片４７の鍔部４８の端面と対向する位置まで伸びる。この放音筒１３の先端部の内径は、鍔部４８の外径より大きく、この先端部の内周面が面方向変位規制部１４として、鍔部４８の端面を囲むように配設される。このように面方向変位規制部１４を設けることによって、磁片４７が衝撃等に起因して、その面方向へ変位することを規制できる。その結果、電気音響変換器１に衝撃が加わっても、振動板４６が座屈することを防止できるので、この電気音響変換器１の耐衝撃性を高めることができる。
【００３４】
また、放音筒１３はその胴部の内径が先端部の内径より小さく、この内径の差によって形成される面が振動方向変位規制部１５となって、鍔部４８の上面と対向する。これにより、磁片４７が衝撃等に起因して、その板面に垂直な方向に過剰に変位することを規制できる。その結果、衝撃によって振動板４６に与える変形等の影響を防止することができる。このように、第２実施形態にかかる電気音響変換器１は、落下等による耐衝撃性を高めることができると共に、放音筒１３が面方向変位規制部１４及び振動方向変位規制部１５を兼ねるので、第１実施形態に示した電気音響変換器１のように、面方向変位規制部１４及び振動方向変位規制部１５として、上側ケース１１の上面部内壁に別途の凸部を設ける必要がない。
【００３５】
なお、放音筒１３が面方向変位規制部１４及び振動方向変位規制部１５を兼ねる構成としては、例えば以下に示すような変形態様も適用可能である。図９は、その変形態様にかかる電気音響変換器１の上側ケース１１をその開放端からみた平面図である。図１０は、図９に示す上側ケース１１のX−X断面と共に、電気音響変換器１の断面構造を示す断面図である。図９及び図１０に示す電気音響変換器１において、磁片４７は略円板形状を有し、振動板４６と接合された面と反対側の面の周縁に鍔部４８を有する。これによって、磁片４７の中央には、凹部が形成される。また、上側ケース１１の上面部中央に放音口１２が設けられ、この放音口１２に連続して放音筒１３が設けられている。この放音筒１３の先端部の外径は、磁片４７の凹部の内径より小さく、この先端部が磁片４７の凹部に挿入される位置まで伸びる。そして、放音筒１３の先端部外周面が面方向変位規制部１４となって、磁片４７の凹部内周面と対向する。これにより、磁片４７が衝撃等に起因して、その面方向に変位することを規制できる。また、放音筒１３はその胴部の外径が先端部の外径より大きく、この外径の差によって形成される面が振動方向変位規制部１５となって、鍔部４８の上面と対向する。これにより、磁片４７が衝撃等に起因して、その板面に垂直な方向に過剰に変位することを規制できる。このように、磁片４７に凹部を形成して、放音筒１３の先端部を、その凹部に挿入する構成によっても、電気音響変換器１の耐衝撃性を高めることができる。
【００３６】
（第３実施形態）次に、本発明の第３の実施形態にかかる電気音響変換器１について説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態において説明した電気音響変換器１と共通する部分については説明を省略する。
【００３７】
図１１は第３実施形態にかかる電気音響変換器１の断面図である。図１１に示すように、第３実施形態にかかる電気音響変換器１においては、磁片４７は略円板形状であり、この磁片４７の外径より大きい内径をもつリング状部材を面方向変位規制部１４として、磁片４７の端面外周を囲むように配設している。そしてこの面方向変位規制部１４は、端面を上側ケース１１の側部内壁面に当接させると共に、一方の面の周縁部がマグネット３９に固着されている。このように、リング状部材による面方向変位規制部１４によっても、衝撃等に起因して磁片４７がその面方向に変位することを規制できる。その結果、衝撃等による振動板４６の座屈を防止して、電気音響変換器１の耐衝撃性を高めることができる。
【００３８】
なお、この第３実施形態にかかる電気音響変換器１においては、磁性材からなるリング状部材を面方向変位規制部１４とすれば、更に好適である。この場合には、面方向変位規制部１４が、上述のように磁片４７がその面方向へ変位することを規制できるという効果を有すると共に、リング状のマグネットである面方向変位規制部１４が補助磁路を形成するので、コイル３４に印加される電圧に基づく磁束を効率良く磁片４７に流入させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、振動板の一方の面に接合された板状の磁片の端面外周を囲むように、所定の間隔を隔てて規制手段が配設される。この規制手段は、振動板の板面に垂直な本来の振動方向に交差する方向（例えば、垂直な方向）への磁片の変位を規制するので、この電気音響変換器に衝撃が加わっても、振動板の座屈を防止できる結果、その耐衝撃性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかる電気音響変換器の上側ケースの平面図である。
【図２】第１実施形態にかかる電気音響変換器の断面図である。
【図３】第１実施形態にかかる電気音響変換器の落下試験前後の音響特性を示すグラフである。
【図４】面方向変位規制部をもたない電気音響変換器の落下試験前後の音響特性を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の変形態様にかかる電気音響変換器の上側ケースの平面図である。
【図６】第１実施形態の変形態様にかかる電気音響変換器の断面図である。
【図７】第２実施形態にかかる電気音響変換器の上側ケースの平面図である。
【図８】第２実施形態にかかる電気音響変換器の断面図である。
【図９】第２実施形態の変形態様にかかる電気音響変換器の上側ケースの平面図である。
【図１０】第２実施形態の変形態様にかかる電気音響変換器の断面図である。
【図１１】第３実施形態にかかる電気音響変換器の断面図である。
【符号の説明】
１…電気音響変換器、１１…上側ケース、１２…放音口、１３…放音筒、１４…面方向変位規制部、１５…振動方向変位規制部、２１…下側ケース、３１…ベース、３２…鉄心、３３…ボビン、３４…コイル、３９…マグネット、４５…振動部、４６…振動板、４７…磁片、４８…鍔部、５０…共鳴空間

Claims

一方の面に板状の磁片が接合された振動板を、その板面に垂直な方向へ振動させる電気音響変換器において、
前記振動の方向に垂直に交差する方向への前記磁片の変位を規制することによって前記磁片の変位に起因する前記振動板の座屈を防止する規制手段を備え、
前記規制手段は、前記振動板の前記一方の面側で、前記磁片の端面外周を囲むように当該端面に対して所定の間隔を隔てて配設されることを特徴とする電気音響変換器。
前記磁片が接合された前記振動板を収容するケースを更に備え、
前記規制手段は、前記振動板の一方の面側における前記ケースの内壁から伸びると共に、前記磁片の端面外周を囲むように配設された複数の凸部によりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
前記磁片が接合された前記振動板を収容するケースを更に備え、
前記磁片は円板形状をなし、
前記規制手段は、前記磁片の外径より大きい内径の先端部を有し、前記振動板の一方の面側における前記ケースの内壁から伸びる放音筒の前記先端部内周面によって、前記磁片の端面を囲んでなる
ことを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
一方の面に板状の磁片が接合された振動板を、その板面に垂直な方向へ振動させる電気音響変換器において、
前記振動の方向に垂直に交差する方向への前記磁片の変位を規制することによって前記振動板の座屈を防止する規制手段と、
前記磁片が接合された前記振動板を収容するケースと、
を備え、
前記磁片は、前記振動板に接合された面と反対側の面の中央に形成された円形の凹部を有し、
前記規制手段は、前記凹部の内径より小さい外径の先端部を有し、前記振動板の一方の面側における前記ケースの内壁から伸びる放音筒の前記先端部を、前記凹部に挿入してなる
ことを特徴とする記載の電気音響変換器。
前記磁片は円板形状をなし、
前記規制手段は、前記磁片の外径より大きい内径を有し、前記磁片の端面と内周面を対向させて配設されたリング状部材によりなる
ことを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
前記リング状部材は、磁性材からなることを特徴とする請求項５に記載の電気音響変換器。