JP7635270B2 - 多機能発音デバイス - Google Patents

Description

本発明は、電気音響変換分野に関し、特に、多機能発音デバイスに関するものである。

スマートフォンを中心としたコンシューマーエレクトロニクス産業の急速な発展に伴い、末端消費者は機器の使用体験に対してより多くのことを要求するようになっている。視覚だけでなく、聴覚や触覚の体験へのニーズも徐々に高まってきている。

先行技術では、スピーカーモジュールやモーターの性能向上は、一般的に製品のサイズを大きくすることで実現されるが、電子機器内のスペースがますますコンパクトになるのに伴い、バッテリー、マザーボード、カメラなどがより多くのスペースを占め、そのためスピーカーモジュールや振動モーターのサイズを大きくすることができなく、さらには小さくしなければならないため、性能向上の要求と相反してしまう。その結果、携帯電話メーカーからは、スピーカーやモーターのスペースに対するより小さいサイズ、モーターの振動機能に対するより高い要求が続いている。

そのため、スピーカーとモーターが占めたスペースはより小さく、またより強力な振動機能を備えた技術案を提供することが必要である。

本発明は、占有スペースがより小さく、かつより高い振動機能を備えた多機能発音デバイスを提供することを目的とする。

本発明の技術案は、以下の通りである。収容キャビティを有するハウジングと、前記収容キャビティ内に吊り下げられた発音ユニットと、を含み、前記発音ユニットは、フレームと、前記フレーム内に固定された振動システムと、前記振動システムを第１方向に沿って振動させて音を発するように駆動し、かつ磁気ギャップを有する磁気回路システムと、を含む多機能発音デバイスであって、前記多機能発音デバイスは、前記収容キャビティ内に吊り下げられ、かつ前記磁気回路システムの前記振動システムから離れた側に位置するバイブレーターと、前記バイブレーターに組み付けられたコイルと、をさらに含み、前記磁気回路システムが前記コイルと相互作用することで前記バイブレーターを第２方向に往復振動させるように駆動すると同時に、前記磁気回路システムによって前記発音ユニットを前記第２方向に振動させるように駆動し、前記第２方向は前記第１方向に垂直である。

好ましくは、前記多機能発音デバイスは、前記ハウジングと前記発音ユニットにそれぞれ接続された第１弾性部材及び前記ハウジングと前記バイブレーターにそれぞれ接続された第２弾性部材をさらに含む。

好ましくは、前記第１弾性部材は前記第２方向における前記発音ユニットの対向する両側に設置され、前記第１方向に沿って、前記第１弾性部材は前記第２弾性部材と間隔をおいている。

好ましくは、前記発音ユニットは、前記フレームの前記磁気回路システムから離れた側に設けられた上カバーをさらに含み、前記第１弾性部材は前記ハウジングと前記上カバーをそれぞれ接続する。

好ましくは、前記バイブレーターは、前記ハウジング内に吊り下げられた本体部、前記本体部の対向する両端から前記発音ユニットの方向に折り曲がって延びて形成された２つの側壁部、及び前記本体部にそれぞれ固定接続された２つの質量ブロックを含み、２つの前記質量ブロックは間隔をおいて設置されかつ２つの前記側壁部の間に位置する。

好ましくは、前記第２弾性部材は、前記本体部に組み付けられたベアラ部、及び両端が前記ベアラ部と前記ハウジングにそれぞれ固定接続され、かつ前記第２方向における前記ベアラ部の対向する両側に間隔をおいて設置された２つの弾性構造を含み、２つの前記弾性構造は少なくとも一部が前記側壁部に固定される。

好ましくは、前記弾性構造は、前記ベアラ部の一端に固定接続され、かつ前記側壁部と前記ハウジングとの間に位置する第１接続部と、前記第１接続部の一端から前記バイブレーターの方向に折り曲がって形成された弾性部と、前記弾性部の前記第１接続部から離れた一端から折り曲がって形成され、かつ前記ハウジングに固定接続された第２接続部と、を含み、前記第１接続部と前記第２接続部とは対向して設置され、前記第１接続部の少なくとも一部が前記側壁部に貼り付けられるように設けられる。

好ましくは、前記本体部には、前記コイルに合わせている取り付け貫通溝が開設されており、前記コイルは前記取り付け貫通溝内に組み付けられ、前記第１方向に沿って、前記コイルは前記磁気ギャップと正対して設置されている。

好ましくは、前記磁気回路システムは、主磁石鋼と、前記磁気ギャップを形成するように、前記主磁石鋼を取り囲むように設置される副磁石鋼と、を含み、前記振動システムは、前記フレームに接続された振動板と、前記振動板に接続されたドームボビンと、前記磁気ギャップに挿設されかつ前記ドームボビンに接続されたボイスコイルとを含む。

好ましくは、前記主磁石鋼は、同じ磁極が対向する上磁石鋼と下磁石鋼を含み、前記磁気回路システムは、両側がそれぞれ前記上磁石鋼と前記下磁石鋼に当接する主磁極芯と、前記副磁石鋼に貼り付けられた副磁極芯と、を含み、前記副磁石鋼の磁極方向は前記下磁石鋼の磁極方向と逆であり、前記副磁石鋼の磁極方向は前記上磁石鋼の磁極方向と同じである。

本発明の有益な効果は、以下の通りである。スピーカーの振動システムは磁気回路システムによって駆動されて第１方向に沿って振動して音を発し、モーターのバイブレーターは磁気回路システムとコイルの相互作用によって駆動されて第２方向に沿って往復振動し、発音ユニットは磁気回路システムによって駆動されて第２方向に沿って往復振動し、これによって、スピーカーとモーターは一つの磁気回路システムを共用し、かつ発音ユニットとバイブレーターは一つのハウジングに組み付けられ、スペースの占用を大幅に削減し、発音ユニットとバイブレーターはダブル振動システムを構成し、発音ユニットは発音に加えてバイブレーターと協働して振動することができ、振動効果を向上させるだけではなく、部品を追加することを回避し、さらにスペースを節約する。

図１は、本発明の実施例に係る多機能発音デバイスの全体構成を示す図である。 図２は、図１のＡ―Ａ線に沿った断面図である。 図３は、本発明の実施例に係る多機能発音デバイスの立体分解構成図である。 図４は、本発明の実施例に係る多機能発音デバイスのバイブレーター、コイル、第２弾性部材及びハウジングの組立関係を示す図である。 図５は、本発明の実施例に係る多機能発音デバイスの第２弾性部材の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施例に係る多機能発音デバイスの発音ユニット、第１弾性部材及びハウジングの組立関係を示す図である。

以下、添付図面及び実施形態と合わせて、本発明をさらに説明する。

本発明には、電子機器に適用できる多機能発音デバイスが提供され、当該多機能発音デバイスは、音を発することでフィードバックや注意をする機能を果たしてもよいし、振動することでフィードバックや注意をする機能を果たしてもよい。図１～図６を参照すると、多機能発音デバイスは、収容キャビティ１１を有するハウジング１と、収容キャビティ１１内に吊り下げられた発音ユニット２と、を含み、発音ユニット２は、フレーム２１と、フレーム２１内に固定された振動システム２２と、振動システム２２を第１方向に沿って振動させて音を発するように駆動し、かつ磁気ギャップ２３１を有する磁気回路システム２３と、を含み、多機能発音デバイスは、収容キャビティ１１内に吊り下げられ、かつ磁気回路システム２３の振動システム２２から離れた側に位置するバイブレーター４と、バイブレーター４に組み付けられたコイル５と、をさらに含み、磁気回路システム２３がコイル５と相互作用することでバイブレーター４を第２方向に往復振動させるように駆動すると同時に、磁気回路システム２３によって発音ユニット２を第２方向に振動させるように駆動し、第２方向は第１方向に垂直である。

理解できるように、スピーカーの振動システム２２は磁気回路システム２３によって駆動されて第１方向に沿って振動して音を発し、モーターのバイブレーター４は磁気回路システム２３とコイル５の相互作用によって駆動されて第２方向に沿って往復振動し、発音ユニット２は磁気回路システム２３によって駆動されて第２方向に沿って往復振動し、これによって、スピーカーとモーターは一つの磁気回路システム２３を共用し、かつ発音ユニット２とバイブレーター４は一つのハウジング１に組み付けられ、スペースの占用を大幅に削減し、発音ユニット２とバイブレーター４はダブル振動システム２２を構成し、発音ユニット２は発音に加えてバイブレーター４と協働して振動することができ、振動効果を向上させるだけではなく、部品を追加することを回避し、さらにスペースを節約する。

図１、図２と図３を参照すると、さらに、多機能発音デバイスは、ハウジング１と発音ユニット２にそれぞれ接続された第１弾性部材６及びハウジング１とバイブレーター４にそれぞれ接続された第２弾性部材７をさらに含み、すなわち、発音ユニット２は第１弾性部材６によって収容キャビティ１１内に吊り下げられ、バイブレーター４は第２弾性部材７によって収容キャビティ１１内に吊り下げられる。

図１を参照すると、一つの実施例では、第１弾性部材６は第２方向における発音ユニット２の対向する両側に設置され、第１方向に沿って、第１弾性部材６は第２弾性部材７と間隔をおいている。具体的には、２つの第１弾性部材６がフレーム２１の両側に対称的に設置され、発音ユニット２が２つの第１弾性部材６の間に設置されることで、磁気回路システム２３は発音ユニット２を第２方向に沿って運動させるように駆動でき、第１弾性部材６が第２弾性部材７と間隔をおいていることで、発音ユニット２とバイブレーター４の間の振動が干渉しないことを確保できる。

図１、図２と図３を参照すると、一つの実施例では、発音ユニット２は、フレーム２１の磁気回路システム２３から離れた側に設けられた上カバー２４をさらに含み、第１弾性部材６はハウジング１と上カバー２４をそれぞれ接続する。具体的には、上カバー２４はフレーム２１に合わせており、第１弾性部材６は、ハウジング１に固定接続された第１弾性アームと、上カバー２４に固定接続された第２弾性アームと、第１弾性アームと第２弾性アームにそれぞれ固定接続された弾性部と、を含み、第１弾性アームと第２弾性アームの間には間隔を有し、第１弾性部材６はＵ字型を呈し、第１弾性アームの側板面はハウジング１に接続され、第２弾性アームの側板面は上カバー２４に接続される。磁気回路システム２３が発音ユニット２を第２方向に沿って運動させるように駆動するときに、第２弾性アームは第１弾性アームに近い方向に運動し、このときに、第１弾性アームと第２弾性アームとの間隔は小さくなり、第１弾性部材６が発音ユニット２を復帰させるように駆動するときに、第２弾性アームは第１弾性アームから離れる方向に運動し、このときに、第１弾性アームと第２弾性アームとの間隔が大きくなる。好ましくは、第１弾性アームと第２弾性アームの対向側には、いずれもスペーサーが固定され、スペーサーによって第２弾性アームと第１弾性アームの間の衝突を緩衝し、第１弾性部材６は第２弾性アームと第１弾性アームの間の衝突によって損傷してしまうことを回避することができる。実際のニーズに応じて、第１弾性部材６はＶ型と圧縮スプリング型などであってもよく、スペーサーには発泡体、ゴム、シリコーンゴムなどの弾性素材が使用されてもよい。

図２、図３と図４を参照すると、一つの実施例では、バイブレーター４は、ハウジング１内に吊り下げられた本体部４１、本体部４１の対向する両端から発音ユニット２の方向に折り曲がって延びて形成された２つの側壁部４２、及び本体部４１にそれぞれ固定接続された２つの質量ブロック４３を含み、２つの質量ブロック４３は間隔をおいて設置されかつ２つの側壁部４２の間に位置する。具体的には、本体部４１は平板であってもよく、質量ブロック４３は本体部４１のハウジング１から離れた側の板面に固定接続され、質量ブロック４３はバイブレーター４の運動慣性を大きくし、振動効果をより良好にすることができる。ここで、質量ブロック４３のハウジング１に近い側は側壁部４２と接触し、すなわち質量ブロック４３は側壁部４２と整列しており、これによって、質量ブロック４３を本体部４１に迅速かつ正確に固定することに有利であり、本体部４１、側壁部４２及び質量ブロック４３が対称的に設置されることで、バイブレーター４の振動効果をさらに向上させる。

図３と図４を参照すると、一つの実施例では、第２弾性部材７は、本体部４１に組み付けられたベアラ部７１、及び両端がベアラ部７１とハウジング１にそれぞれ固定接続され、かつ第２方向における前記ベアラ部７１の対向する両側に間隔をおいて設置された２つの弾性構造７２を含み、２つの弾性構造７２は少なくとも一部が前記側壁部４２に固定される。ここで、ベアラ部７１はバイブレーター４を担持するために使用され、具体的には、本体部４１がベアラ部７１の板面に固定され、バイブレーター４は弾性構造７２によって収容キャビティ１１内に吊り下げられることを実現する。

図４と図５を参照すると、具体的には、弾性構造７２は、ベアラ部７１の一端に固定接続され、かつ側壁部４２とハウジング１との間に位置する第１接続部７２１と、第１接続部７２１の一端からバイブレーター４の方向に折り曲がって形成された弾性部７２２と、弾性部７２２の第１接続部７２１から離れた一端からバイブレーター４の方向に折り曲がって形成された第２接続部７２３と、を含み、第２接続部７２３はハウジング１に固定接続され、かつ、第１接続部７２１と第２接続部７２３とは対向して設置される。第１接続部７２１の少なくとも一部が側壁部４２に貼り付けられるように設けられる。ここで、第１接続部７２１、弾性部７２２及び第２接続部７２３はいずれも側板状を呈し、第２接続部７２３と弾性部７２２との接続箇所は弾力性を有する。バイブレーター４は磁気回路システム２３がコイル５と相互作用することにより第２方向に沿って運動する時に、質量ブロック４３は、弾性構造７２に変形を生じさせるようにする。

図２と図３を参照すると、一つの実施例では、磁気回路システム２３は、主磁石鋼２３２と、磁気ギャップ２３１を形成するように、主磁石鋼２３２を取り囲むように設置されている副磁石鋼２３３と、を含み、本体部４１には、コイル５に合わせている取り付け貫通溝４１１が開設されており、コイル５が取り付け貫通溝４１１内に組みつけられ、第１方向に沿って、コイル５は磁気ギャップ２３１と正対して設置されている。具体的には、コイル５は２つ設けられており、本体部４１には、間隔をおいて設置された２つの取り付け貫通溝４１１が開設され、コイル５は対応する取り付け貫通溝４１１内に組み付けられ、これによって、コイル５が占めたスペースを節約し、バイブレーター４の軽量薄型化を容易にし、コイル５の長辺は第２方向に垂直であり、短辺は第２方向に平行であり、これによって、コイル５が磁気回路システム２３と相互作用して、バイブレーター４を第２方向に沿って往復振動させることを実現できる。コイル５は磁気ギャップ２３１と正対して設置されているため、主磁石鋼２３２と副磁石鋼２３３の両方は協働してコイル５に磁力を加えることができ、主磁石鋼２３２と副磁石鋼２３３がそれぞれコイル５に加える磁力によってコイル５を同じ方向に移動させ、バイブレーター４の振動が容易になる。実際のニーズに応じて、コイル５の内側の磁気回路または巻線孔を磁気ギャップ２３１に正対させ、ベアラ部７１には避退貫通溝７１１が設けられ、避退貫通溝７１１はコイル５を収容キャビティ１１内に露出させ、コイル５の放熱と冷却を容易にする。

図２と図３を参照すると、さらに、主磁石鋼２３２は、同じ磁極が対向する上磁石鋼２３２１と下磁石鋼２３２２を含み、磁気回路システム２３は、両側がそれぞれ上磁石鋼２３２１と下磁石鋼２３２２に当接する主磁極芯２３４と、副磁石鋼２３３に貼り付けられた副磁極芯２３５と、を含み、副磁石鋼２３３の磁極方向は下磁石鋼２３２２の磁極方向と逆であり、副磁石鋼２３３の磁極方向は上磁石鋼２３２１の磁極方向と同じである。具体的には、上磁石鋼２３２１、下磁石鋼２３２２はそれぞれ主磁極芯２３４の両側に固定接続され、副磁極芯２３５は副磁石鋼２３３のバイブレーター４から離れた側に固定接続され、上磁石鋼２３２１の南極は下磁石鋼２３２２の南極と向き合い、上磁石鋼２３２１は下磁石鋼２３２２の磁極方向と逆であり、副磁石鋼２３３は下磁石鋼２３２２の磁極方向と逆である。好ましくは、上磁石鋼２３２１、副磁石鋼２３３は、いずれも上端が北極であり、下端が南極であり、下磁石鋼２３２２は、上端が南極であり、下端が北極である。実際のニーズに応じて、上磁石鋼２３２１と下磁石鋼２３２２はいずれも長方体であり、副磁石鋼２３３は環形であり、副磁石鋼２３３の高さは下磁石鋼２３２２と同じである。

図２、図３と図６を参照すると、一つの実施例では、振動システム２２は、フレーム２１に接続された振動板２２１と、振動板２２１に接続されたドームボビン２２２と、磁気ギャップ２３１に挿設されかつドームボビン２２２に接続されたボイスコイル２２３とを含む。具体的には、振動板２２１は、フレーム２１とドームボビン２２２にそれぞれ接続された第１サラウンドと、及び第１サラウンドの内側縁と主磁石鋼２３２にそれぞれ接続された第２サラウンドと、を含み、第１サラウンドはフレーム２１と上カバー２４の間に設けられ、第１サラウンドの少なくとも一部がバイブレーター４に近い方向に隆起して形成された第１円弧面部と、第２サラウンドの少なくとも一部がバイブレーター４から離れる方向に隆起して形成された第２円弧面部とによって、振動板２２１が第１方向に沿って振動することを容易にする。磁気回路システム２３が振動システム２２を第１方向に沿って振動させて音を発するように駆動するときに、ボイスコイル２２３はドームボビン２２２によって振動板２２１を第１方向に沿って振動させるように駆動し、具体的には、ボイスコイル２２３が通電される後に、主磁石鋼２３２と副磁石鋼２３３の作用によりボイスコイル２２３は磁気ギャップ２３１内で第１方向に沿って振動し、さらに振動板２２１を振動させるように駆動し、これにより発音ユニット２を振動させて音を発することを実現し、振動板２２１の振動中に、ドームボビン２２２は発音ユニット２の強度を高め、発音ユニット２の音響性能を向上させ、発音ユニット２全体の発音の品質を向上させる。

ここで、振動システム２２は、両端がフレーム２１とドームボビン２２２にそれぞれ固定接続されたフレキシブル回路基板２２４をさらに含み、フレキシブル回路基板２２４はフレーム２１の上カバー２４から離れた側に設けられ、フレキシブル回路基板２２４は、２つ設けられ、これによって、振動システム２２の対称的な設置を容易にし、振動システム２２の振動効果を高めることができる。理解すべきであるが、ボイスコイル２２３とコイル５を位置させる回路は互いに独立して設置され、ボイスコイル２２３とコイル５は別々に、または同時に動作することができ、さまざまな適用シナリオにおいてコイル５とボイスコイル２２３が動作するかどうかに対する需要を容易に満たすことができる。

以上は、本発明の実施形態に過ぎない。当業者にとって、本発明の創造思想から逸脱することなく、改良を行うこともできるが、これらの改良はいずれも本発明の保護範囲に含まれるとここで指摘すべきである。

Claims (6)

1. 収容キャビティを有するハウジングと、前記収容キャビティ内に吊り下げられた発音ユニットと、を含み、前記発音ユニットは、フレームと、前記フレーム内に固定された振動システムと、前記振動システムを第１方向に沿って振動させて音を発するように駆動し、かつ磁気ギャップを有する磁気回路システムと、を含む多機能発音デバイスであって、
   前記多機能発音デバイスは、前記収容キャビティ内に吊り下げられ、かつ前記磁気回路システムの前記振動システムから離れた側に位置するバイブレーターと、前記バイブレーターに組み付けられたコイルと、をさらに含み、前記磁気回路システムが前記コイルと相互作用することで前記バイブレーターを第２方向に往復振動させるように駆動すると同時に、前記磁気回路システムによって前記発音ユニットを前記第２方向に振動させるように駆動し、前記第２方向は前記第１方向に垂直であり、
   前記多機能発音デバイスは、前記ハウジングと前記発音ユニットにそれぞれ接続された第１弾性部材及び前記ハウジングと前記バイブレーターにそれぞれ接続された第２弾性部材をさらに含み、
   前記バイブレーターは、前記ハウジング内に吊り下げられた本体部、前記本体部の対向する両端から前記発音ユニットの方向に折り曲がって延びて形成された２つの側壁部、及び前記本体部にそれぞれ固定接続された２つの質量ブロックを含み、２つの前記質量ブロックは間隔をおいて設置されかつ２つの前記側壁部の間に位置し、
   前記第２弾性部材は、前記本体部に組み付けられたベアラ部、及び両端が前記ベアラ部と前記ハウジングにそれぞれ固定接続され、かつ前記第２方向における前記ベアラ部の対向する両側に間隔をおいて設置された２つの弾性構造を含み、２つの前記弾性構造は少なくとも一部が前記側壁部に固定され、
   前記弾性構造は、前記ベアラ部の一端に固定接続され、かつ前記側壁部と前記ハウジングとの間に位置する第１接続部と、前記第１接続部の一端から前記バイブレーターの方向に折り曲がって形成された弾性部と、前記弾性部の前記第１接続部から離れた一端から折り曲がって形成され、かつ前記ハウジングに固定接続された第２接続部と、を含み、前記第１接続部と前記第２接続部とは対向して設置され、前記第１接続部の少なくとも一部が前記側壁部に貼り付けられるように設けられる、
   ことを特徴とする多機能発音デバイス。
2. 前記第１弾性部材は前記第２方向における前記発音ユニットの対向する両側に設置され、前記第１方向に沿って、前記第１弾性部材は前記第２弾性部材と間隔をおいている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能発音デバイス。
3. 前記発音ユニットは、前記フレームの前記磁気回路システムから離れた側に設けられた上カバーをさらに含み、前記第１弾性部材は前記ハウジングと前記上カバーをそれぞれ接続する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の多機能発音デバイス。
4. 前記本体部には、前記コイルに合わせている取り付け貫通溝が開設されており、前記コイルは前記取り付け貫通溝内に組み付けられ、前記第１方向に沿って、前記コイルは前記磁気ギャップと正対して設置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能発音デバイス。
5. 前記磁気回路システムは、主磁石鋼と、前記磁気ギャップを形成するように、前記主磁石鋼を取り囲むように設置される副磁石鋼と、を含み、前記振動システムは、前記フレームに接続された振動板と、前記振動板に接続されたドームボビンと、前記磁気ギャップに挿設されかつ前記ドームボビンに接続されたボイスコイルとを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の多機能発音デバイス。
6. 前記主磁石鋼は、同じ磁極が対向する上磁石鋼と下磁石鋼を含み、前記磁気回路システムは、両側がそれぞれ前記上磁石鋼と前記下磁石鋼に当接する主磁極芯と、前記副磁石鋼に貼り付けられた副磁極芯と、を含み、前記副磁石鋼の磁極方向は前記下磁石鋼の磁極方向と逆であり、前記副磁石鋼の磁極方向は前記上磁石鋼の磁極方向と同じである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の多機能発音デバイス。