JP4032369B2 - 振動・スピーカユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話の発音部ならびにヘッドホンなどに適用することができる振動・スピーカユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音声電流を受け、これを機械的な振動に変換して音を発生させるスピーカユニットでは、その用途に応じてできる限り小型にすることが要請される。携帯電話には、呼び出し音を発生させるサウンダと、通話中に相手の声を再生するスピーカとが設けられるが、これらもその対象になる。
【０００３】
携帯電話には、前述したようにサウンダとスピーカとが設けられ、呼び出し音はサウンダ、通話相手の声はスピーカと使い分けるようになっている。このため益々小型化が進められる携帯電話にあって、これらは、必要な容積を小さくする要請で検討されるべき部分となっていた。しかしながらこの要請に対して、従来は単に部品の小型化に努める程度のものであったから、この部分での小型化には自ら限界があった。そこでこの問題を解決すべく発明された電気・音響変換器が本出願人によって既に特許出願されている（特願平１０−５３１５７号）。
【０００４】
上記問題とは別に、携帯電話では着信を音によらずに告知するための機能として、携帯電話全体を振動させる、いわゆるバイブレータ機能がある。また、ヘッドホンにおいても、単なる音声のみでなく、音声に応じた振動を発生させることにより、骨伝導で難聴者でも音楽が楽しめるようになっている。
【０００５】
そこで、一つのユニットで、振動と音声の両方を発生させる振動・スピーカユニットが開発され、実用化されている。この振動・スピーカユニットの基本的な構造は、音声電流（低周波電流）を受けて振動する振動板と、その反作用で磁気回路部が振動するように、サスペンションで磁気回路を支持するものである。
【０００６】
この技術分野における先行技術としては、特開平１０−６６１９４号公報および特開平１０−２２９５９６号公報に開示されたものがある。前者のものは、振動板を平坦な基板に沿わせた構造のものであり、振動体となる負荷質量体の重心と支点との距離および作用点と支点との距離等を限定したものである。一方、後者のものは、ケースに低周波用スプリング体を張設し、この低周波用スプリング体にヨークを取付け、このヨークとその中央に配設したマグネットで磁気回路を形成し、その磁気回路中にボイスコイルを置いて振動板を振動させるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術のものは、いずれも振動と音声を発生させることができるが、前者のものは振動板が基板に沿わせて設けられる構造であり、後者のものはヨーク全体を低周波用スプリング体で支持した構造のものである。したがって、前者のものは発生する音声の周波数範囲が狭くなり、後者のものは振動周波数に限界が生ずる。
【０００８】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、発生する振動と音声の周波数を自由に選択することができるようにした、振動・スピーカユニットを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載された発明においては、環状のマグネットとポールピースおよびヨークとからなる磁気回路と、ボイスコイルとの磁気干渉作用により音声を発生させる第１の振動板を設け、前記磁気回路の全体を、前記第１の振動板とは異なる第２の振動板によってケーシングに対して揺動自在に支持すると共に、前記磁気回路をケーシングに支持する第２の振動板にも、前記磁気回路の一部と干渉するボイスコイルを設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載された発明においては、請求項１に記載されたものにおいて、前記第１の振動板のボイスコイルを前記環状のマグネットの内周側に配設すると共に、第２の振動板のボイスコイルを前記環状のマグネットの外周側に配設し、該第２の振動板のボイスコイルを前記ケーシングに固着したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１及び２に記載された発明によれば、磁気回路の全体が第２の振動板でケーシングに対して揺動自在に支持される。また、第２の振動板にも第１の振動板のものとは独立したボイスコイルが設けられるから、固有の周波数の音声電流（低周波電流）を供給することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考例としての図１について説明する。ケーシング１は環状のフレーム２とその上部を覆うイコライザ３、下部を覆うイコライザ４とで構成される。上部のイコライザ３には孔５が設けられており、次に説明する第１の振動板（ダイヤフラム）６が振動することによって発生する音声を、外部に放射するようになっている。ケーシング１の内部には、樹脂材７で一体化された円板状のポールピース８、環状のマグネット９と円形皿状のヨーク１０が重ね合わされて設けられている。
【００１６】
ヨーク１０は断面コ字状をしており、外周の起立した部分がポールピース８の外周部分に僅かのギャップを形成して対向している。そしてこのギャップには、前述した第１の振動板６に取付けられたボイスコイル１１が位置している。環状のマグネット９とポールピース８およびヨーク１０は磁気回路１２を構成する。ケーシング１のフレーム２の下部には第２の振動板１３の外周部が支持されている。この第２の振動板１３の形状は図示するような形状をなしており、その一部で磁気回路１２を下方から支持している。
【００１７】
この構造においてボイスコイル１１に音声電流を供給すると、ボイスコイル１１と磁気回路１２との磁気干渉作用によって、ボイスコイル１１は振動板６とともに振動し、音声を発生する。ボイスコイル１１と磁気回路１２が磁気干渉作用をして振動板６が振動するときには、それと同時に磁気回路１２にも力が作用する。従来のスピーカにあっては、磁気回路１２をケーシング１に固着していたので磁気回路１２が振動することはできなかったが、本発明の構造では磁気回路１２が第２の振動板１３で揺動自在に支持されているので、共振点（ｆ₀ ）の低いところで振動することになる。
【００１８】
この振動は、ボイスコイル１１に供給される音声電流によって発生するので、理論的には、第２の振動板１３は振動板６と同時に振動することになるが、第２の振動板１３の硬さを適宜選定することにより、音声を発生する第１の振動板６とは異なった周波数で振動させることができる。すなわち、ボイスコイル１１に供給する音声電流の周波数を変えることにより、音声が主体か振動が主体かを使い分けることが可能になる。第２の振動板１３が作用して磁気回路１２が振動すると、その質量により、その振動がケーシング１にも伝わるので、携帯電話におけるバイブレータとして、あるいはヘッドホンにおける低音振動として機能させることが可能となる。
【００１９】
図２に示すものは本発明の実施の形態の例である。この場合にはケーシング１の中央に皿状のポールピース８が位置しており、その外周部下面に環状のマグネット９と皿状のヨーク１０が一体的に設けられている。この磁気回路１２においては、マグネット９の内周側のギャップが下方に向けて設けられており、そこに、第１の振動板６に取付けられたボイスコイル１１を配設してある。
【００２０】
この実施の形態ではポールピース８とヨーク１０の位置をずらすことにより、マグネット９の外周側にもギャップが形成されており、このギャップには、第２の振動板１３に取付けられたボイスコイル１４が位置がさせてある。図示するように第２の振動板１３の外周部はフレーム２に支持されている。なお、この構造では、フレーム２がイコライザの一方を兼ねた構造になっている。第２の振動板１３はポールピース８を支持している。
【００２１】
この構造において、ボイスコイル１４に音声電流を供給すると、磁気回路１２との磁気干渉作用によって、第２の振動板１３に支持された磁気回路１２が振動する。第１の振動板６はボイスコイル１１に供給された音声電流と磁気回路１２との磁気干渉作用で振動し、音声を発生する。
【００２２】
この実施の形態では第２の振動板１３も、その材質の選択によっては、磁気回路１２を振動させるのと同時に音声を発生させることができるから、骨伝導スピーカ等に適用するときには、そのようにするのがよい。したがってフレーム２のイコライザ部分には孔５が設けてある。二つのボイスコイル１１，１４のそれぞれに異なった周波数の音声電流（低周波電流）を供給することにより、振動と音声を効率よく発生させることができる。
【００２３】
図３に示すものは本発明の実施の形態の他の例であり、図２に示したものの一部を変更したものである。この場合には、第２の振動板１３の外周部にボイスコイル１４を設け、このボイスコイル１４をフレーム２に取付けた構造としてある。したがって、第２の振動板１３は振動のみを発生し、音声は発生しないことになる。
【００２４】
図４に示すものは、本発明の実施の形態のさらに他の例である。この場合の大きな特徴部分は、バネ板１５で磁気回路１２の全体をケーシング１に支持させたことである。また、マグネット９の外周部に位置するボイスコイル１４を取付けた第２の振動板１３の外周部を、ケーシング１に支持させたことである。第１の振動板６に関する構造は図２のものと同様である。
【００２５】
この構造では、第１の振動板６および第２の振動板１３ともに音声を発生させることができるから、ボイスコイル１１，１４に供給する音声電流の周波数を適宜選択することにより、携帯電話に用いたとき、音声再生機能、呼出し時のサウンダ機能、さらにバイブレータ機能と幅広く使用することが可能となる。
【００２６】
図２ないし図４に示した実施の携帯では、ボイスコイル１１をマグネット９の内周側に配設して内磁型とした第１の振動板６およびボイスコイル１４をマグネット９の外周側に配設して外磁型とした振動板１３ともにダイナミック型の構造にしたが、ポールピース８の中央部に図における上方に向けて突出部を形成し、この突出部にコイルを巻回すると共に、第２の振動板の中央に、突出部に対向させて鉄板を取付ければ、マグネチック型の構造とすることもできる。
【００２７】
図５に示すものは、本発明の実施の形態のさらに他の例である。この場合の基本構造は図４に示したものとまったく同様であるが、第２の振動板１３にウェイト１６を取付けてある。この構造では、第２の振動板１５がウェイト１６とともに振動するので音声は発生せず、音声は第１の振動板６のみが発生する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成した振動・スピーカユニットであるから、請求項１に記載された発明によれば、第１、第２の振動板が、ともにボイスコイルを有する構造であることから、両方の振動板に音声を発生させることができる。したがって第２の振動板の硬さを適当に選定するとともに、供給する音声電流の周波数を適切にすることによって、骨伝導スピーカや体感ヘッドホンに適したものとすることができる。
【００２９】
また、請求項２に記載された発明によれば、第２の振動板のボイスコイルをケーシングに固着すれば、振動の発生をより確実に行うことができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】図２のものの一部を変更した例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のさらに他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態のさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
６ 第１の振動板
７ ヨーク
８ ポールピース
９ マグネット
１０ ヨーク
１１ ボイスコイル
１２ 磁気回路
１３ 第２の振動板
１４ ボイスコイル
１５ バネ板

Claims (2)

1. 環状のマグネットとポールピースおよびヨークとからなる磁気回路と、ボイスコイルとの磁気干渉作用により音声を発生させる第１の振動板を設け、前記磁気回路の全体を、前記第１の振動板とは異なる第２の振動板によってケーシングに対して揺動自在に支持すると共に、前記磁気回路をケーシングに支持する第２の振動板にも、前記磁気回路の一部と干渉するボイスコイルを設けたことを特徴とする振動・スピーカユニット。
2. 前記第１の振動板のボイスコイルを前記環状のマグネットの内周側に配設すると共に、第２の振動板のボイスコイルを前記環状のマグネットの外周側に配設し、該第２の振動板のボイスコイルを前記ケーシングに固着したことを特徴とする請求項１に記載の振動・スピーカユニット。

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