JP4655889B2 - 骨伝導スピーカー - Google Patents
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Description
本発明は骨伝導スピーカーに関するものであり、詳しくは、マグネットおよびコイルによる振動部材の振動効率を高めスピーカーの性能をより向上できる骨伝導スピーカーに関するものである。
通常、音は空気伝導で伝えられる。音の振動は耳の中にある鼓膜へ伝達される。耳の中には三つの耳小骨があるが、鼓膜の振動により耳小骨を通じ蝸牛に伝達される。蝸牛にはリンパ液で満ちており、リンパ液の振動が電気信号に変わりながら、聴覚神経に伝達される。前記の方式にて人間の脳は音を認識する。
骨伝導とは音の認識のメカニズムを振動が鼓膜と耳小骨を経由する過程を省略したことである。音の振動を頭蓋骨を通じて直接に蝸牛に送る。鼓膜や耳小骨に異状のある難聴者でも蝸牛又は聴覚神経が正常であると、骨伝導で確実に音を聞くことが出来る。この原理を応用したスピーカーがいわゆる骨伝導スピーカーである。
骨伝導スピーカーは多様な種類が開発されている。ほとんどの骨伝導スピーカーはヨーク、マグネット、コイル及び振動部材で成り立っている。また、ほとんどの振動部材は多数のフライトが相互積層された形態で、また上記コイルを通じた電流の流れに限界があるので、全体的に振動効率が低いという問題がある。もちろん、上記のような低い振動効率では結果的にスピーカーの性能を向上させるのに大きな弊害となっている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、マグネット及びコイルによる振動部材の振動効率を高めスピーカーの性能を大きく向上した骨伝導スピーカーを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の骨伝導スピーカーは、上面開放状のフレームと、フレームの内部に配置されたマグネットと、マグネットの周囲に存在するコイルと、上記コイルの上部に結合されて相互に所定の距離を隔てて離隔された上下一対の振動部材と、上記上下一対の振動部材の間に配置されて積層状に配置された一対のフィルムと、上記一対のフィルムの間に介在されて上記コイルから発生する振動を音響へ変換すると同時に増幅する振動リングとを含んで構成されたことを要旨とする。
本発明の骨伝導スピーカーによれば、一定の距離に離隔されている一対の振動部材と一対のフィルムおよび振動リングが結合され、上記コイルから発生する振動を音響へ変換すると同時に増幅する。そして、振動部材の中心で振動リングを介して多数の部材が連結されている。このため、上部振動部材および下部振動部材が振動リングを介在した状態で一つに結合されることによって、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じる。従って、振動が全体領域へ均等に伝達することによって、振動効率がすぐれ、均一であるだけではなく、スピーカーの性能も向上される。さらに、振動リングが一対のフィルムに挟まれて積層されていることから、振動リングを適度に補強するとともに、振動リングとフィルムとの摩擦の作用で、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じて振動が全体領域へ均等に伝達される。
本発明において、上記一対の振動部材は上部振動部材と下部振動部材から構成され、上部振動部材と下部振動部材の相互に対面する面の中心に、上部振動部材と下部振動部材を結合させるための結合部材が突出形成され、上記振動リングは、両結合部材に挟まれた状態で一対の振動部材に固定されている場合には、振動部材の中心で振動リングを介して一対のフィルムと振動リングが連結され、上部振動部材および下部振動部材が振動リングを介在した状態で一つに結合されて、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じる。従って、振動が全体領域へ均等に伝達する。
本発明において、上記振動リングは、リング状の外周部と、結合部材に挟まれる中心固定部と、上記外周部と中心固定部とを連結する渦巻き放射状の連結部とから構成されている場合には、渦巻き放射状の連結部と、連結部の間の空間の作用により、振動リングの振動が効率良く音響へ変換され、増幅が向上される。
本発明において、上記一対のフィルムおよび／または振動リングは、外周部の少なくとも一部が上記フレームの内周に固定されている場合には、振動現状が中心領域からその外側の固定部の方に向かって放射状に生じ、振動が全体領域へ均等に伝達する。
本発明において、下部振動部材の周りには上下方向の振動を自由にしうる多数の通穴が形成されている場合には、振動部材の上下方向の振動が効率よく伝達し、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じる。従って、振動が全体領域へ均等に伝達する。
図１は本発明による骨伝導スピーカーを図示した分解斜視図であり、図２は本発明による骨伝導スピーカーを図示した結合断面図であり、図３は本発明による骨伝導スピーカーを図示した断面作動図であり、図４は本発明による骨伝導スピーカーを図示した組み立て斜視図である。
図示したように、本発明による骨伝導スピーカー１００は、フレーム１１０、ヨーク１２０、マグネット１３０、マグネットフライト１４０、コイル１５０、上下一対の振動部材１６０、上下一対のフィルム１７０、振動リング１８０、クッションリング１９０を含んで構成されている。
上記フレーム１１０は、上部が開放された有底円筒状に形成されたケース部材である。このフレーム１１０は、通常のプラスチックまたはその同等物で形成することができ、その材質を特に限定するものではない。
上記フレーム１１０の内部には、上記フレーム１１０と同様の有底円筒状のヨーク１２０が挿入され収容されている。前記のフレーム１１０の上部開口端には、後述するコイル１５０に電源を通電するための配線又はコイルが通すことが出来るように一定の深さの溝１１１が形成されている。
上記ヨーク１２０の内部には、この例では円柱状のマグネット１３０が収容され、円筒状のヨーク１２０と円柱状のマグネット１３０が略同心となるように配置されている。マグネット１３０は所定の磁性を持っている永久磁石である。
上記マグネット１３０の上面には、マグネットフライト１４０が取り付けられている。このマグネットフライト１４０は、マグネット１３０の直径と同じ直径であり、その厚さはやや小さい円盤状を呈している。このマグネットフライト１４０は、マグネット１３０の磁性をより強くする役割をしている。
上記マグネット１３０およびマグネットフライト１４０の上部の周囲には、コイル１５０が存在している。上記コイル１５０は、マグネット１３０上部の一定の領域およびマグネットフライト１４０に被さるように形成され配置されている。上記コイル１５０は、電流の強さおよびマグネット１３０の磁性反発力によって所定の周波数で振動する役割をする。
上記コイル１５０の上部には、上下一対の振動部材１６０が結合されている。
上記振動部材１６０は、上部振動部材１６１と下部振動部材１６２とから構成されている。上部振動部材１６１は、ポリエチレン等の樹脂製であり、マグネット１３０よりも一回り小さい直径の円盤状に形成されている。下部振動部材１６２は、同じくポリエチレン等の樹脂製であり、上記コイル１５０と同等かそれより少し大きい直径の円盤状に形成されている。上記下部振動部材１６２の下面にコイル１５０が固着されている。
上記一対の振動部材１６０は、上部振動部材１６１と下部振動部材１６２の相互に対面する面の中心に、上部振動部材１６１と下部振動部材１６２を結合させるための結合部材１６３，１６４がそれぞれ突出形成されている。上部振動部材１６１の結合部材１６３には、その中央下部の方向へ所定距離の延長された突起１６１aが錘下形成されており、この突起１６１ａは、下部振動部材１６２の結合部材１６４に形成された通穴１６２ａに挿入され結合される。
これにより、上部振動部材１６１と下部振動部材１６２は、上下方向へ所定の距離で離隔された状態でコイル１５０の上に配置される。また、２つの結合部材１６３，１６４が付き合わされて結合した状態で上部振動部材１６１と下部振動部材１６２との距離が設定されるので、上部振動部材１６１と下部振動部材１６２との距離は、２つの結合部材１６３，１６４の突出寸法の総和に略等しくなる。
また、下部振動部材１６２の周りのやや内側部には円周方向に並んで配列された多数の通穴１６２ｂが形成され、下部のコイル１５０から発生された振動を上部の構造物のほうへ伝達する役割をする。また、上記通穴１６２ｂは、下部振動部材１６２の上下方向の振動を自由にしうる。上部振動部材１６１は下記振動リング１８０から発生する振動を外部へ伝達する役割をする。
上記上下一対の振動部材１６０の間には、積層状に配置された上下一対のフィルム１７０が配置されている。
上下一対のフィルム１７０は、上部フィルム１７１と下部フィルム１７２とから構成されている。上記上部フィルム１７１と下部フィルム１７２は、それぞれポリエチレン等の樹脂材料から形成されている。上記一対のフィルム１７０は、一対の振動部材１６０の間に介在されている。すなわち、上部のフィルム１７１と下部のフィルム１７２が一対の振動部材１６０の間に介在されている。
一対のフィルム１７０は、ケース部材となるフレーム１１０の上部開口部の内周面に接着剤等で固着され、コイル１５０からの振動の伝達は勿論、外部の水や湿気又はその他の汚染源が前記のフレーム１１０の内部へ浸透するのを防止する役割をする。上部フィルム１７１及び下部フィルム１７２には、それぞれ中央に通穴１７１ａ，１７２ａが形成され、上部振動部材１６１の突起１６１ａが貫通されるようになっている。
上記一対のフィルム１７０の間には、上記コイル１５０から発生する振動を音響へ変換すると同時に増幅する振動リング１８０が介在されている。
上記振動リング１８０は、例えば銅等の金属板をプレスにより打ち抜き形成して形成されている。上記振動リング１８０は、リング状の外周部１８３と、結合部材１６３，１６４に挟まれる中心固定部１８４と、上記外周部１８３と中心固定部１８４とを連結する複数の（この例では４つ）渦巻き放射状の連結部１８５とから構成されている。そして、連結部１８５と外周部１８３に囲まれた領域に三日月状の通穴１８１ｂが形成されている。
上記振動リング１８０は、その略中央部の中心固定部１８４が上部振動部材１６１および下部振動部材１６２の両結合部材１６３，１６４に挟まれた状態で、一対の振動部材１６０に固定されている。
また、上記一対のフィルム１７０および／または振動リング１８０は、外周部が上記フレーム１１０の内周に接着剤等で固定されている。この場合、フィルム１７０と振動リング１８０双方の外周をフレーム１１０に接着固定してもよいし、振動リング１８０の外周は接着せずにフィルム１７０の外周のみフレーム１１０に接着固定することもできる。
上記振動リング１８０は、一対のフィルム１７０の間に介在されている。振動リング１８０はコイル１５０から発生された振動を音響へ変換し、増幅する役割をする。また、振動リング１８０は渦巻き型の連結部１８５により通穴１８１ｂが形成されることによって、増幅率を向上できるようになっている。また、振動リング１８０には中央に通穴１８１ａが形成されることによって、上記上部振動部材１６１の突起１６１ａが結合できるようになっている。
上記振動部材１６０の上面には、クッションリング１９０が取り付けられている。このクッションリング１９０は、上部振動部材１６１の上面に結合されており、骨伝導スピーカー１００が人体に柔らかく接触されるためのものである。
上記のような構成に基づいて本発明による骨伝導スピーカー１００は次のように動作する。
まず、所定の音に該当される電流の信号がコイル１５０へ伝達される。その後、前記のコイル１５０はマグネット１３０およびマグネットフライト１４０との磁石と電流の変化によって所定の周波数に振動することになる。この時に上記コイル１５０の上部に付着された下部の振動部材１６２を通じて上記コイル１５０の振動が振動リング１８０に伝達される。そうすると、上記振動リング１８０は上記振動を音響へ変換すると同時に、これを増幅して上部の振動部材１６１に伝達する。続いて、上部の振動部材１６１はクッションリング１９０を通じて人体の頭蓋骨へ所定の音を伝達することが出来る。従って頭蓋骨内の鼓膜や耳小骨に異常のある難聴者でも蝸牛や聴覚神経が正常であると、確実に音を聞くことが出来る。
上記振動部材１６０の中で下部振動部材１６２に多数の通穴１６２ｂが開いている事により振動が形成され、振動リング１８０にも渦巻き型の通穴１８１ｂが形成されたと同時に、上部及び下部の振動部材１６１，１６２が振動リング１８０を介在したまま、一つに結合されることによって、振動現象が中心領域からその外側へ向かって放射状に起こる。従って、振動が全体の領域へ均等に伝達されるので振動の効率が優れ音声が均一になる。前記の振動リング１８０を包む一対のフィルム１７０は振動の役割だけではなく、フレーム１１０の内側の各種構造物に水、湿気及び各種汚染源が浸透できないようにする役割もしている。
以上のように、本発明の骨伝導スピーカーによれば、一定の距離に離隔されている一対の振動部材と一対のフィルムおよび振動リングが結合され、上記コイルから発生する振動を音響へ変換すると同時に増幅する。そして、振動部材の中心で振動リングを介して多数の部材が連結されている。このため、上部振動部材および下部振動部材が振動リングを介在した状態で一つに結合されることによって、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じる。従って、振動が全体領域へ均等に伝達することによって、振動効率がすぐれ、均一であるだけではなく、スピーカーの性能も向上される。さらに、振動リングが一対のフィルムに挟まれて積層されていることから、振動リングを適度に補強するとともに、振動リングとフィルムとの摩擦の作用で、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じて振動が全体領域へ均等に伝達される。
また、上記一対の振動部材は上部振動部材と下部振動部材から構成され、上部振動部材と下部振動部材の相互に対面する面の中心に、上部振動部材と下部振動部材を結合させるための結合部材が突出形成され、上記振動リングは、両結合部材に挟まれた状態で一対の振動部材に固定されているため、振動部材の中心で振動リングを介して一対のフィルムと振動リングが連結され、上部振動部材および下部振動部材が振動リングを介在した状態で一つに結合されて、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じる。従って、振動が全体領域へ均等に伝達する。
また、上記振動リングは、リング状の外周部と、結合部材に挟まれる中心固定部と、上記外周部と中心固定部とを連結する渦巻き放射状の連結部とから構成されているため、渦巻き放射状の連結部と、連結部の間の空間の作用により、振動リングの振動が効率良く音響へ変換され、増幅が向上される。
また、上記一対のフィルムおよび／または振動リングは、外周部の少なくとも一部が上記フレームの内周に固定されているため、振動現状が中心領域からその外側の固定部の方に向かって放射状に生じ、振動が全体領域へ均等に伝達する。
また、下部振動部材の周りには上下方向の振動を自由にしうる多数の通穴が形成されているため、振動部材の上下方向の振動が効率よく伝達し、振動現状が中心領域からその外側の方向に向かって放射状に生じる。従って、振動が全体領域へ均等に伝達する。
１００：骨伝導スピーカー
１１０：フレーム
１１１：溝
１２０：ヨーク
１３０：マグネット
１４０：マグネットフライト
１５０：コイル
１６０：振動部材
１６１：上部振動部材
１６１ａ：突起
１６２：下部振動部材
１６２ａ，１６２ｂ：通穴
１６３：結合部材
１６４：結合部材
１７０：フィルム
１７１：上部フィルム
１７２：下部フィルム
１７１ａ，１７２ａ：通穴
１８０：振動リング
１８１ａ，１８１ｂ：通穴
１８２ａ：通穴
１８３：外周部
１８４：中心固定部
１８５：連結部
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１１０：フレーム
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１２０：ヨーク
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１６１：上部振動部材
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Claims (3)
- 上面開放状のフレームと、フレームの内部に配置されたマグネットと、マグネットの周囲に存在するコイルと、上記コイルの上部に結合されて相互に所定の距離を隔てて離隔された上下一対の振動部材と、上記上下一対の振動部材の間に配置されて積層状に配置された一対のフィルムと、上記一対のフィルムの間に介在されて上記コイルから発生する振動を音響へ変換すると同時に増幅する振動リングとを含んで構成され、前記振動リングは、リング状の外周部と、中心固定部と、前記外周部と中心固定部とを連結する渦巻き放射状の連結部とから構成され、これにより前記一対のフィルムと振動リングの間に複数の三日月状の空間が形成されていることを特徴とする骨伝導スピーカー。
- 上記一対のフィルムおよび／または振動リングは、外周部の少なくとも一部が上記フレームの内周に固定されている請求項１記載の骨伝導スピーカー。
- 下部振動部材の周りには上下方向の振動を自由にしうる多数の通穴が形成されている請求項１又は２記載の骨伝導スピーカー。
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