JPWO2006011604A1 - スピーカシステム、携帯端末装置および電子機器 - Google Patents

スピーカシステム、携帯端末装置および電子機器 Download PDF

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進也 杉山
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Abstract

簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することができるスピーカユニットを提供する。 スピーカユニット１００は、第１の筐体１１及び第２の筐体１４からなる枠体を有する。第１の筐体１１の上面中央には音孔１２が形成され、内面側には固着部１３が形成されている。固着部１３と第２の筐体１４との間には、吸振体１５が設けられている。吸振体１５は、スピーカ１０の配置を安定させるとともに、スピーカ１０の動作時にスピーカ１０から発生する機械振動を吸収し、スピーカ１０、第１の筐体１１及び固着部１３を一様に振動させる。これにより、スピーカ１０から音孔１２を介して放射される音と、スピーカ１０から伝達された機械振動による第１の筐体１１を介して放射される音とが効率良く発音される。

Description

本発明は、携帯端末装置等の電子機器に用いられるスピーカユニット、並びにその携帯端末装置及び電子機器に関する。
一般に、携帯端末装置等の電子機器に用いられるスピーカユニットでは、部品点数の削減、組立てやメンテナンスの簡易性を確保するために、次のような構造がとられている。図１０は従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図である。このスピーカユニットは、第１の筐体７１及び第２の筐体７４からなる枠体を有する。第１の筐体７１には、音孔７３が形成されており、またその内側にはスピーカ７０が取り付けられている。この場合、例えば、第１の筐体７１の裏側に、両面テープ等の粘着材でスピーカ７０が直接貼り付けられて固定される構造となっている。図１１は他の従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図である。第１の筐体７１の裏側には、スピーカ７０を保持するホルダ７２が設けられている。この場合、スピーカ７０は、粘着材で第１の筐体７１の裏側に接着固定される他、ホルダ７２によって保持される構造となっている。
また、この種のスピーカユニットとして、携帯電話機に搭載された質量励磁音響装置が知られている（特許文献１参照）。この質量励磁音響装置は、サウンドボード、台座及びトランスデューサから構成される。また、従来、撓み波によって音響作用を行う音響装置が知られている（特許文献２参照）。
近年、携帯電話機に代表される携帯端末装置等の小型の電子機器では、急速に薄型化が進展しており、筐体や周辺部品の薄型化とともに、スピーカユニットの薄型化が要望されている。スピーカの薄型化は、振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くすることで、出力音圧を劣化させることなく実現している例が多い。また、筐体についても限界まで薄型化されている。
しかしながら、スピーカの動作時、大きな機械振動が振動体から発生することによって、スピーカと筐体との接合部が微動してしまい、スピーカの動作が不安定な状態となる。このため、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動によって筐体を介して放射される音のいずれもが本来の動作によるものでなくなり、その結果、出力音圧等の特性を十分に確保することが難しかった。
特開平８−２７５２９３号公報 特表２００１−５１３９６７号公報
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能なスピーカユニット、携帯端末装置及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明のスピーカユニットは、音孔が形成された第１の筐体と、前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、前記第１の筐体の内面側に設けられ、前記第１の筐体との間で前記スピーカを挟むように保持する保持体と、前記保持体とこの保持体に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記保持体を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体と、を備えるものである。
これにより、スピーカは第１の筐体と保持体との間に挟持されて固定され、保持体と第２の筐体との間に介在される吸振体によりスピーカの配置が安定化される。また、吸振体によって、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカから発生する機械振動が第２の筐体に伝達されないようになり、スピーカ、第１の筐体及び保持体が一様に振動するように振動が調整される。この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、搭載する機器の筐体が薄型化され、これに伴って振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、弾性体が設けられるものとする。あるいは、上記のスピーカユニットであって、前記スピーカと前記保持体との間に、弾性体が設けられるものとする。
このように弾性体を設けることで、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第２の筐体の内面に設けられ、前記吸振体と当接して配置される周辺部品を備えるものとする。
このように周辺部品を設けることで、例えば、周辺部品の質量を大きくすることによって、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記保持体は、前記第１の筐体と別体に形成され、前記第１の筐体に取り付けられることで前記スピーカを保持するものとする。
これにより、保持体を第１の筐体と別体に構成することで、組み立てが容易になる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、前記スピーカから放射された音を、前記第１の筐体に伝達する音響管が設けられるものとする。
このように音響管を設けることで、音響管を介して音を効率良く放射でき、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記枠体には、前記音孔、前記スピーカ、前記保持体及び前記吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられるものとする。
これにより、複数組のスピーカを有する音出力部を備える構成であっても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
本発明の携帯端末装置は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の携帯端末装置であって、無線信号を受信する受信部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記受信部による受信信号に基づく音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び保持体が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した携帯端末装置においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が受話音を示す場合は、当該スピーカユニットはレシーバとして機能する。また、電気信号が着信音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
本発明の電子機器は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の電子機器であって、音声信号を処理する制御部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記制御部により生成される音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び保持体が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した電子機器においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が操作音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
また、本発明のスピーカユニットは、音孔が形成された第１の筐体と、前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、前記第１の筐体の内面側に突設させ前記スピーカを固着するための固着部と、前記固着部とこの固着部に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記固着部を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体とを、備えるものである。
これにより、スピーカは第１の筐体と固着部との間に挟持されて固定され、固着部と第２の筐体との間に介在される吸振体によりスピーカの配置が安定化される。また、吸振体によって、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカから発生する機械振動が第２の筐体に伝達されないようになり、スピーカ、第１の筐体及び固着部が一様に振動するように振動が調整される。この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、搭載する機器の筐体が薄型化され、これに伴って振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記スピーカのフレームは前記第１の筐体の内面側に固着するための固着部を有するものとする。
このように固着部を設けることで、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、弾性体が設けられるものとする。
このように弾性体を設けることで、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第２の筐体の内面に設けられ、前記吸振体と当接して配置される周辺部品を備えるものとする。
このように周辺部品を設けることで、例えば、周辺部品の質量を大きくすることによって、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、前記スピーカから放射された音を、前記第１の筐体に伝達する音響管が設けられるものとする。
このように音響管を設けることで、音響管を介して音を効率良く放射でき、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記枠体には、前記音孔、前記スピーカ、前記固着部及び前記吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられるものとする。
これにより、複数組のスピーカを有する音出力部を備える構成であっても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
本発明の携帯端末装置は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の携帯端末装置であって、無線信号を受信する受信部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記受信部による受信信号に基づく音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び固着部が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した携帯端末装置においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が受話音を示す場合は、当該スピーカユニットはレシーバとして機能する。また、電気信号が着信音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
本発明の電子機器は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の電子機器であって、音声信号を処理する制御部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記制御部により生成される音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び固着部が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した電子機器においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が操作音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
本発明によれば、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能なスピーカユニット、並びにこのスピーカユニットを備えた携帯端末装置及び電子機器を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図 第１の実施形態の携帯端末装置における音声出力部の電気的構成を示す図 本発明の第１の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第１の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本実施形態のスピーカユニットにおける出力音圧−周波数特性の測定結果を示す特性図 本発明の第２の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第２の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第３の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第３の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第４の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第４の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第５の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図 第５の実施形態の携帯端末装置における音声出力部の第１の電気的構成を示す図 第５の実施形態の携帯端末装置における音声出力部の第２の電気的構成を示す図 従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図 他の従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図
符号の説明
１、６００携帯端末装置
１０、４０、４１スピーカ
１１、２１、３１、４２第１の筐体
１２、４３、４４音孔
１３、２３、３３、４５、４６固着部
１４、２４、３４、４７第２の筐体
１５、４８、４９吸振体
１６、１７弾性体
１８周辺部品
１００、２００、３００、４００スピーカユニット
１１３、１２３、１３３、１４５、１４６保持体
本実施形態では、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：携帯情報端末）に代表される携帯端末装置等の小型の電子機器に搭載されるスピーカユニットの構成例を示す。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図である。この携帯端末装置１は、通信機能を有する携帯電話機等の例であり、ヒンジ５３によって折り畳み自在な第１の筐体５０及び第２の筐体５１を有する。第１の筐体５０には、表示部５４及びスピーカユニット１００が配設されている。また、第１の筐体５０の上面には、受信用アンテナ５２が設けられている。一方、第２の筐体５１には、操作部５５が配設されている。
図２は第１の実施形態の携帯端末装置１における音声出力部の電気的構成を示す図である。音声出力部は、受信アンテナ５２、受信回路５６、信号出力部５７及びスピーカユニット１００を有して構成される。
上記構成を有する携帯端末装置１は、受信アンテナ５２で受信した無線信号を受信回路５６で電気信号に変換し、変換された電気信号を信号出力部５７で増幅し、音声出力信号の電気信号としてスピーカユニット１００に出力する。スピーカユニット１００に音声出力信号が入力されると、スピーカユニット１００は音孔から受信信号に基づく受話音等の音を放射して再生出力する。この場合、スピーカユニット１００は携帯端末装置１のレシーバとして機能する。なお、受話音の他に、着信を知らせる着信音、音楽、音声またはゲームの効果音などを示す音声出力信号の電気信号をスピーカユニット１００に入力する場合、音孔から着信音、音楽、音声または効果音等が再生される。この場合、スピーカユニット１００は拡声用のスピーカとして機能する。
ここで、スピーカユニット１００の構造及び動作について詳述する。図３ａは本発明の第１の実施形態に係る第１のスピーカユニット１００の構造を示す図である。図３において、（Ａ）はスピーカユニット１００の外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット１００のＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
スピーカユニット１００は、第１の筐体１１及び第２の筐体１４からなる枠体を有する。第１の筐体１１は、第２の筐体１４の周縁部に接着等で結合されている。第１の筐体１１の上面中央には、四角形の音孔１２が形成されて開口している。また、第１の筐体１１の内面側には、スピーカ１０を保持するための固着部１３が形成されている。この固着部１３は、第１の筐体１１の裏側から垂直下方に延設され、スピーカ１０のフレームと固着されることで、スピーカ１０は固定される。このスピーカ１０は、振動板を有し、印加される電気信号に応じて振動板を振動させることにより音を放射するものである。
また、固着部１３は保持体１１３で代用してもよい。保持体１３を用いた図を図３ｂに示す。図３ｂは本発明の第１の実施形態に係る第２のスピーカユニット１００の構造を示す図である。この保持体１１３は、第１の筐体１１の裏側から垂直下方に延設され、先端１１３ａが断面Ｌ字形に曲げられた形状を有する。この保持体１１３と第１の筐体１１との間に挟まれた状態で、スピーカ１０は固定される。
また、後述する本発明の第２〜第５の実施形態も含めて、固着部は保持体で代用してもよい。
また、第２の筐体１４の底面には、周辺部品１８が設けられており、この周辺部品１８と固着部１３との間には、吸振体１５が配置されている。この吸振体１５は、第１の筐体１１及び固着部１３により挟持されて固定されるスピーカ１０の配置を安定させるとともに、スピーカ１０の動作時に、スピーカ１０から発生する機械振動が第２の筐体１４に伝達されないようにこの機械振動を吸収して第２の筐体１４と分離し、スピーカ１０、第１の筐体１１及び固着部１３を一様に振動させる機能を果たす。また、第１の筐体１１とスピーカ１０との間、及びスピーカ１０と固着部１３との間には、それぞれ弾性体１６、１７が設けられている。なお、弾性体１６、１７を設けることなく、スピーカ１０を第１の筐体１１と固着部１３との間に直接挟持されるようにしてもよい。また、図３ｂにおいては、第２の筐体１４の底面に周辺部品１８を設けることなく、保持体１１３と第２の筐体１４との間に、吸振体１５を直接介在させてもよい。
上記構造を有するスピーカユニット１００では、スピーカ１０に電気信号が印加されると、２通りの経路で放音が行われる。すなわち、スピーカ１０から音孔１２を介して音が放射される経路、及びスピーカ１０から伝達された機械振動が第１の筐体１１に伝達し、この第１の筐体１１を介して音が放射される経路である。固着部１３、吸振体１５及び第２の筐体１４によって、スピーカ１０から伝達される機械振動が安定した状態で確保されるので、第１の筐体１１を介して放射される音と、音孔１２を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。
図４は本実施形態のスピーカユニット１００における出力音圧−周波数特性の測定結果を示す特性図である。この測定では、スピーカ１０として口径φ２５ｍｍの圧電スピーカを用い、スピーカユニット１００から０．１ｍ離れた位置にマイクを設置し、スピーカ１０に３Ｖｒｍｓの電圧を印加して測定した。
図４において、特性Ｉは本実施形態のスピーカユニット１００の特性である。特性ＩＩは比較例として従来のスピーカユニット（図１１参照）の特性である。特性Ｉでは、特性ＩＩに比べ、最低共振周波数近傍の出力音圧レベルが高くなっている（図４中の領域ａ）。これは、固着部１３の剛性及び吸振体１５の吸振率を調整することで、出力音圧レベルを改善できたことによる。また、吸振体１５の代わりに、あるいは吸振体１５とともに、弾性体１６、１７を用いて、特性Ｉと同等あるいはこれよりも良好な特性を得るようにすることもできる。さらに、吸振体１５、弾性体１６、１７の代わりに、あるいはこれらの少なくとも１つとともに、周辺部品１８を用いて、特性Ｉと同等あるいはこれよりも良好な特性を得ることも可能である。このとき、周辺部品１８の質量が大きいことが望ましい。
このように、第１の実施形態のスピーカユニットでは、スピーカ１０は第１の筐体１１と固着部１３との間に挟持固定され、第２の筐体１４との間に介在される吸振体１５によりスピーカ１０の配置が安定化される。また、吸振体１５は、前述したように、スピーカ１０の動作時に発生する機械振動を吸収し、スピーカ１０、第１の筐体１１及び固着部１３が一様に振動するように、振動を調整する機能を果たしている。したがって、スピーカ１０から音孔１２を介して放射される音、及びスピーカ１０から伝達された機械振動による第１の筐体１１を介して放射される音が効率良く発音可能である。この結果、筐体が薄型化され、これに伴って振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
（第２の実施形態）
図５ａは本発明の第２の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図である。図５において、（Ａ）はスピーカユニットの外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット２００のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。このスピーカユニット２００は、前記第１の実施形態と同様、携帯端末装置に搭載されるものである。また、前記第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付すことにする。また、図５ｂは本発明の第２の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図であり、固着部２３を保持体１２３で代用したものである。
スピーカユニット２００は、第１の筐体２１及び第２の筐体２４からなる枠体を有する。第１の筐体２１は、第２の筐体２４の周縁部に接着等で結合されている。第１の筐体２１の上面中央には、四角形の音孔１２が形成されて開口している。また、第１の筐体２１の内面側には、スピーカ１０のフレームが延設され、スピーカ１０を保持するための固着部２３が形成される。また、図５ｂにおいては、第１の筐体２１の内面側には、第１の筐体２１と別体に形成された、スピーカ１０を保持するための保持体１２３が取り付けられている。固着部２３と第２の筐体２４との間には、吸振体１５が配置されている。この吸振体１５は、前記第１の実施形態と同様、第１の筐体２１及び固着部２３により挟持されて固定されるスピーカ１０の配置を安定させるとともに、スピーカ１０の動作時に、スピーカ１０から発生する機械振動が第２の筐体２４に伝達されないようにこの機械振動を吸収し、スピーカ１０、第１の筐体２１及び固着部２３を一様に振動させる機能を果たす。
上記構造を有するスピーカユニット２００では、前記第１の実施形態と同様、スピーカ１０から音孔１２を介して放射される音、及びスピーカ１０から伝達された機械振動による第１の筐体２１を介して放射される音が効率良く発音可能である。また、図５ｂにおいては、保持体１２３を第１の筐体２１と別体に構成することにより、組み立てが容易になる。この結果、筐体が薄型化され、振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
（第３の実施形態）
図６ａは本発明の第３の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図である。図６において、（Ａ）はスピーカユニットの外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット３００のＥ−Ｆ線に沿った断面図である。このスピーカユニット３００は、前記第１の実施形態と同様、携帯端末装置に搭載されるものである。また、前記第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付すことにする。また、図６ｂは本発明の第３の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図であり、固着部３３を保持体１３３で代用したものである。
スピーカユニット３００は、第１の筐体３１及び第２の筐体３４からなる枠体を有する。第１の筐体３１の上面中央には、四角形の音孔１２が形成されている。また、第１の筐体３１の内面側には、スピーカ１０を保持するための固着部３３が一体に形成されている。固着部３３と第２の筐体３４との間には、前記第１、第２の実施形態と同様の機能を有する吸振体１５が設けられている。また、第１の筐体３１とスピーカ１０との間に形成された空間には、スピーカ１０から放射された音を伝達する一対の音響管３６が設けられている。
上記構造を有するスピーカユニット３００では、スピーカ１０に音声出力信号の電気信号が印加されると、スピーカ１０からの音が音響管３６及び音孔１２を介して放射される。また、固着部３３、第２の筐体３４及び吸振体１５によって、スピーカ１０から伝達された機械振動を吸収し、安定した状態を確保することで、スピーカ１０、第１の筐体３１及び固着部３３を一様に振動させることができる。これにより、スピーカ１０から音響管３６及び音孔１２を介して放射される音と、スピーカ１０からの機械振動により第１の筐体３１を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。したがって、良好な出力音圧レベル等の特性を得ることのできるスピーカシステムを実現できる。
（第４の実施形態）
図７ａは本発明の第４の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図である。図７において、（Ａ）はスピーカユニットの外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット４００のＧ−Ｈ線に沿った断面図である。このスピーカユニット４００は、前記第１の実施形態と同様、携帯端末装置に搭載されるものである。また、前記第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付すことにする。また、図７ｂは本発明の第４の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図であり、固着部４５、４６を保持体１４５、１４６で代用したものである。
スピーカユニット４００は、第１の筐体４２及び第２の筐体４７からなる枠体を有する。第１の筐体４２の上面には、四角形の一対の音孔４３、４４が形成されてそれぞれ開口している。また、第１の筐体４２の内面側には、一対のスピーカ４０、４１をそれぞれ保持するための固着部４５、４６が一体に形成されている。固着部４５と第２の筐体４７との間、及び固着部４６と第２の筐体４７との間には、それぞれ前記第１の実施形態と同様の吸振体４８、４９が設けられている。すなわち、第１の筐体４２及び第２の筐体４７からなる枠体には、前記第１の実施形態と同様の、音孔、スピーカ、固着部及び吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられている。なお、前記第１の実施形態の弾性体、前記第３の実施形態の音響管などを、同様に複数組設けた構造にしてもよい。この場合、複数の音響管は、それぞれ複数のスピーカから放射される音をそれぞれの音孔に伝達することとし、また、複数の音響管は、それぞれ異なる位置に設けられてもよい。
上記構造を有するスピーカユニット４００では、スピーカ４０に音声出力信号の電気信号が印加されると、スピーカ４０から音孔４３を介して音が放射される。また、固着部４５、第２の筐体４７及び吸振体４８によって、スピーカ４０から伝達された機械振動を吸収し、安定した状態を確保することで、スピーカ４０から音孔４３を介して放射される音と、スピーカ４０からの機械振動により第１の筐体４２を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。同様に、スピーカ４１に音声出力信号の電気信号が印加されると、スピーカ４１から音孔４４を介して音が放射される。また、固着部４６、第２の筐体４７及び吸振体４９によって、スピーカ４１から伝達された機械振動を吸収し、安定した状態を確保することで、スピーカ４１から音孔４４を介して放射される音と、スピーカ４１からの機械振動により第１の筐体４２を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。この結果、複数のスピーカを備えるスピーカユニット４００において、良好な出力音圧レベル等の特性を得ることができる。
なお、上記第１〜第４の実施形態では、携帯端末装置として、通信機能を有する携帯電話機等の構成例を示したが、これに限定されず、例えば通信機能を持たないＰＤＡ（携帯情報端末）、ポケベル（登録商標）、腕時計などの電子機器に適用してもよい。あるいは、設置型の電子機器にも適用可能である。また、固着部は、上記第１〜第４の実施形態において、一般的に複数の工法が存在するが、例えば点溶着や超音波溶着、インサートモールドでの二色成型などを用いることで比較的容易に実現できる。また、スピーカは、上記第１〜第４の実施形態において、第１の筐体あるいは保持体に、両面テープ等の粘着性の材料で直接貼り付けられるようにしてもよい。
（第５の実施形態）
図８は本発明の第５の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図である。この携帯端末装置６００は、通信機能を持たないＰＤＡ等の例であり、ヒンジ６２によって開閉自在な第１の筐体６０及び第２の筐体６１を有する第１の筐体６０には、表示部６４及びスピーカユニット１００が配置されている。表示部６４には、操作メニューアイコン等が表示される。
図９ａは第５の実施形態の携帯端末装置６００における音声出力部の第１の電気的構成を示す図である。音声出力部は、画像信号や音声信号を処理する制御部６３、制御部６３からの信号を増幅する信号出力部６５及びスピーカユニット１００を有して構成される。ここで、図９ａのスピーカユニット１００は固着部を有する。また、図９ｂは第５の実施形態の携帯端末装置６００における音声出力部の第２の電気的構成を示す図であり、スピーカユニット１００は固着部の代用である保持体を有する。
上記構成を有する携帯端末装置６００では、ユーザの操作に連動して生成される制御部６３からの信号に基づき、信号処理部６５は音声信号の電気信号を増幅し、スピーカユニット１００に出力する。信号処理部６５からの音声出力信号の電気信号がスピーカユニット１００に印加されると、スピーカユニット１００は音孔１２から音を放射して再生出力する。このとき、スピーカユニット１００は拡声用のスピーカとして機能し、操作音、音楽、音声または効果音等が再生される。この場合、スピーカユニット１００は拡声用のスピーカとして機能する。
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、これら実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であれば、種々の変形、置換が可能であり、どのようなものであっても適用可能である。
上述した本実施形態によれば、携帯端末装置等の電子機器において、筐体が薄型化され、薄型化のために振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くしたスピーカを実装した場合であっても、スピーカの動作時に機械振動を吸収する吸振体を設けることで、スピーカを安定して保持することができ、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能である。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００４年７月３０日出願の日本特許出願番号２００４−２２３７０２に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能となる効果を有し、携帯端末装置等の電子機器に用いられるスピーカユニット、並びにその携帯端末装置及び電子機器等に有用である。
本発明は、携帯端末装置等の電子機器に用いられるスピーカユニット、並びにその携帯端末装置及び電子機器に関する。
一般に、携帯端末装置等の電子機器に用いられるスピーカユニットでは、部品点数の削減、組立てやメンテナンスの簡易性を確保するために、次のような構造がとられている。図１０は従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図である。このスピーカユニットは、第１の筐体７１及び第２の筐体７４からなる枠体を有する。第１の筐体７１には、音孔７３が形成されており、またその内側にはスピーカ７０が取り付けられている。この場合、例えば、第１の筐体７１の裏側に、両面テープ等の粘着材でスピーカ７０が直接貼り付けられて固定される構造となっている。図１１は他の従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図である。第１の筐体７１の裏側には、スピーカ７０を保持するホルダ７２が設けられている。この場合、スピーカ７０は、粘着材で第１の筐体７１の裏側に接着固定される他、ホルダ７２によって保持される構造となっている。
また、この種のスピーカユニットとして、携帯電話機に搭載された質量励磁音響装置が知られている（特許文献１参照）。この質量励磁音響装置は、サウンドボード、台座及びトランスデューサから構成される。また、従来、撓み波によって音響作用を行う音響装置が知られている（特許文献２参照）。
近年、携帯電話機に代表される携帯端末装置等の小型の電子機器では、急速に薄型化が進展しており、筐体や周辺部品の薄型化とともに、スピーカユニットの薄型化が要望されている。スピーカの薄型化は、振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くすることで、出力音圧を劣化させることなく実現している例が多い。また、筐体についても限界まで薄型化されている。
しかしながら、スピーカの動作時、大きな機械振動が振動体から発生することによって、スピーカと筐体との接合部が微動してしまい、スピーカの動作が不安定な状態となる。このため、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動によって筐体を介して放射される音のいずれもが本来の動作によるものでなくなり、その結果、出力音圧等の特性を十分に確保することが難しかった。
特開平８−２７５２９３号公報 特表２００１−５１３９６７号公報
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能なスピーカユニット、携帯端末装置及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明のスピーカユニットは、音孔が形成された第１の筐体と、前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、前記第１の筐体の内面側に設けられ、前記第１の筐体との間で前記スピーカを挟むように保持する保持体と、前記保持体とこの保持体に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記保持体を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体と、を備えるものである。
これにより、スピーカは第１の筐体と保持体との間に挟持されて固定され、保持体と第２の筐体との間に介在される吸振体によりスピーカの配置が安定化される。また、吸振体によって、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカから発生する機械振動が第２の筐体に伝達されないようになり、スピーカ、第１の筐体及び保持体が一様に振動するように振動が調整される。この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、搭載する機器の筐体が薄型化され、これに伴って振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、弾性体が設けられるものとする。あるいは、上記のスピーカユニットであって、前記スピーカと前記保持体との間に、弾性体が設けられるものとする。
このように弾性体を設けることで、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第２の筐体の内面に設けられ、前記吸振体と当接して配置される周辺部品を備えるものとする。
このように周辺部品を設けることで、例えば、周辺部品の質量を大きくすることによって、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記保持体は、前記第１の筐体と別体に形成され、前記第１の筐体に取り付けられることで前記スピーカを保持するものとする。
これにより、保持体を第１の筐体と別体に構成することで、組み立てが容易になる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、前記スピーカから放射された音を、前記第１の筐体に伝達する音響管が設けられるものとする。
このように音響管を設けることで、音響管を介して音を効率良く放射でき、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記枠体には、前記音孔、前記スピーカ、前記保持体及び前記吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられるものとする。
これにより、複数組のスピーカを有する音出力部を備える構成であっても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
本発明の携帯端末装置は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の携帯端末装置であって、無線信号を受信する受信部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記受信部による受信信号に基づく音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び保持体が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した携帯端末装置においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が受話音を示す場合は、当該スピーカユニットはレシーバとして機能する。また、電気信号が着信音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
本発明の電子機器は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の電子機器であって、音声信号を処理する制御部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記制御部により生成される音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び保持体が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した電子機器においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が操作音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
また、本発明のスピーカユニットは、音孔が形成された第１の筐体と、前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、前記第１の筐体の内面側に突設させ前記スピーカを固着するための固着部と、前記固着部とこの固着部に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記固着部を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体とを、備えるものである。
これにより、スピーカは第１の筐体と固着部との間に挟持されて固定され、固着部と第２の筐体との間に介在される吸振体によりスピーカの配置が安定化される。また、吸振体によって、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカから発生する機械振動が第２の筐体に伝達されないようになり、スピーカ、第１の筐体及び固着部が一様に振動するように振動が調整される。この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、搭載する機器の筐体が薄型化され、これに伴って振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記スピーカのフレームは前記第１の筐体の内面側に固着するための固着部を有するものとする。
このように固着部を設けることで、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、弾性体が設けられるものとする。
このように弾性体を設けることで、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第２の筐体の内面に設けられ、前記吸振体と当接して配置される周辺部品を備えるものとする。
このように周辺部品を設けることで、例えば、周辺部品の質量を大きくすることによって、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、前記スピーカから放射された音を、前記第１の筐体に伝達する音響管が設けられるものとする。
このように音響管を設けることで、音響管を介して音を効率良く放射でき、出力音圧等の特性を改善できる。
また、本発明の一態様として、上記のスピーカユニットであって、前記枠体には、前記音孔、前記スピーカ、前記固着部及び前記吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられるものとする。
これにより、複数組のスピーカを有する音出力部を備える構成であっても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
本発明の携帯端末装置は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の携帯端末装置であって、無線信号を受信する受信部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記受信部による受信信号に基づく音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び固着部が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した携帯端末装置においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が受話音を示す場合は、当該スピーカユニットはレシーバとして機能する。また、電気信号が着信音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
本発明の電子機器は、上記いずれかのスピーカユニットと、前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、を備えるものである。
また、本発明の一態様として、上記の電子機器であって、音声信号を処理する制御部を備え、前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記制御部により生成される音声信号であるものとする。
これにより、吸振体によりスピーカの配置が安定化されるとともに、スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収することで、スピーカ、第１の筐体及び固着部が一様に振動するように振動が調整され、この結果、スピーカから音孔を介して放射される音、及びスピーカから伝達された機械振動による第１の筐体を介して放射される音が効率良く発音可能になる。したがって、例えば、薄型化した電子機器においても、スピーカを安定して保持でき、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。このとき、スピーカユニットに供給される電気信号が操作音、音楽、音声、効果音等を示す場合は、当該スピーカユニットは拡声器として機能する。
本発明によれば、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能なスピーカユニット、並びにこのスピーカユニットを備えた携帯端末装置及び電子機器を提供できる。
本実施形態では、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末）に代表される携帯端末装置等の小型の電子機器に搭載されるスピーカユニットの構成例を示す。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図である。この携帯端末装置１は、通信機能を有する携帯電話機等の例であり、ヒンジ５３によって折り畳み自在な第１の筐体５０及び第２の筐体５１を有する。第１の筐体５０には、表示部５４及びスピーカユニット１００が配設されている。また、第１の筐体５０の上面には、受信用アンテナ５２が設けられている。一方、第２の筐体５１には、操作部５５が配設されている。
図２は第１の実施形態の携帯端末装置１における音声出力部の電気的構成を示す図である。音声出力部は、受信アンテナ５２、受信回路５６、信号出力部５７及びスピーカユニット１００を有して構成される。
上記構成を有する携帯端末装置１は、受信アンテナ５２で受信した無線信号を受信回路５６で電気信号に変換し、変換された電気信号を信号出力部５７で増幅し、音声出力信号の電気信号としてスピーカユニット１００に出力する。スピーカユニット１００に音声出力信号が入力されると、スピーカユニット１００は音孔から受信信号に基づく受話音等の音を放射して再生出力する。この場合、スピーカユニット１００は携帯端末装置１のレシーバとして機能する。なお、受話音の他に、着信を知らせる着信音、音楽、音声またはゲームの効果音などを示す音声出力信号の電気信号をスピーカユニット１００に入力する場合、音孔から着信音、音楽、音声または効果音等が再生される。この場合、スピーカユニット１００は拡声用のスピーカとして機能する。
ここで、スピーカユニット１００の構造及び動作について詳述する。図３ａは本発明の第１の実施形態に係る第１のスピーカユニット１００の構造を示す図である。図３において、（Ａ）はスピーカユニット１００の外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット１００のＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
スピーカユニット１００は、第１の筐体１１及び第２の筐体１４からなる枠体を有する。第１の筐体１１は、第２の筐体１４の周縁部に接着等で結合されている。第１の筐体１１の上面中央には、四角形の音孔１２が形成されて開口している。また、第１の筐体１１の内面側には、スピーカ１０を保持するための固着部１３が形成されている。この固着部１３は、第１の筐体１１の裏側から垂直下方に延設され、スピーカ１０のフレームと固着されることで、スピーカ１０は固定される。このスピーカ１０は、振動板を有し、印加される電気信号に応じて振動板を振動させることにより音を放射するものである。
また、固着部１３は保持体１１３で代用してもよい。保持体１３を用いた図を図３ｂに示す。図３ｂは本発明の第１の実施形態に係る第２のスピーカユニット１００の構造を示す図である。この保持体１１３は、第１の筐体１１の裏側から垂直下方に延設され、先端１１３ａが断面Ｌ字形に曲げられた形状を有する。この保持体１１３と第１の筐体１１との間に挟まれた状態で、スピーカ１０は固定される。
また、後述する本発明の第２〜第５の実施形態も含めて、固着部は保持体で代用してもよい。
また、第２の筐体１４の底面には、周辺部品１８が設けられており、この周辺部品１８と固着部１３との間には、吸振体１５が配置されている。この吸振体１５は、第１の筐体１１及び固着部１３により挟持されて固定されるスピーカ１０の配置を安定させるとともに、スピーカ１０の動作時に、スピーカ１０から発生する機械振動が第２の筐体１４に伝達されないようにこの機械振動を吸収して第２の筐体１４と分離し、スピーカ１０、第１の筐体１１及び固着部１３を一様に振動させる機能を果たす。また、第１の筐体１１とスピーカ１０との間、及びスピーカ１０と固着部１３との間には、それぞれ弾性体１６、１７が設けられている。なお、弾性体１６、１７を設けることなく、スピーカ１０を第１の筐体１１と固着部１３との間に直接挟持されるようにしてもよい。また、図３ｂにおいては、第２の筐体１４の底面に周辺部品１８を設けることなく、保持体１１３と第２の筐体１４との間に、吸振体１５を直接介在させてもよい。
上記構造を有するスピーカユニット１００では、スピーカ１０に電気信号が印加されると、２通りの経路で放音が行われる。すなわち、スピーカ１０から音孔１２を介して音が放射される経路、及びスピーカ１０から伝達された機械振動が第１の筐体１１に伝達し、この第１の筐体１１を介して音が放射される経路である。固着部１３、吸振体１５及び第２の筐体１４によって、スピーカ１０から伝達される機械振動が安定した状態で確保されるので、第１の筐体１１を介して放射される音と、音孔１２を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。
図４は本実施形態のスピーカユニット１００における出力音圧−周波数特性の測定結果を示す特性図である。この測定では、スピーカ１０として口径φ２５ｍｍの圧電スピーカを用い、スピーカユニット１００から０．１ｍ離れた位置にマイクを設置し、スピーカ１０に３Ｖｒｍｓの電圧を印加して測定した。
図４において、特性Ｉは本実施形態のスピーカユニット１００の特性である。特性IIは比較例として従来のスピーカユニット（図１１参照）の特性である。特性Ｉでは、特性IIに比べ、最低共振周波数近傍の出力音圧レベルが高くなっている（図４中の領域ａ）。これは、固着部１３の剛性及び吸振体１５の吸振率を調整することで、出力音圧レベルを改善できたことによる。また、吸振体１５の代わりに、あるいは吸振体１５とともに、弾性体１６、１７を用いて、特性Ｉと同等あるいはこれよりも良好な特性を得るようにすることもできる。さらに、吸振体１５、弾性体１６、１７の代わりに、あるいはこれらの少なくとも１つとともに、周辺部品１８を用いて、特性Ｉと同等あるいはこれよりも良好な特性を得ることも可能である。このとき、周辺部品１８の質量が大きいことが望ましい。
このように、第１の実施形態のスピーカユニットでは、スピーカ１０は第１の筐体１１と固着部１３との間に挟持固定され、第２の筐体１４との間に介在される吸振体１５によりスピーカ１０の配置が安定化される。また、吸振体１５は、前述したように、スピーカ１０の動作時に発生する機械振動を吸収し、スピーカ１０、第１の筐体１１及び固着部１３が一様に振動するように、振動を調整する機能を果たしている。したがって、スピーカ１０から音孔１２を介して放射される音、及びスピーカ１０から伝達された機械振動による第１の筐体１１を介して放射される音が効率良く発音可能である。この結果、筐体が薄型化され、これに伴って振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
（第２の実施形態）
図５ａは本発明の第２の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図である。図５において、（Ａ）はスピーカユニットの外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット２００のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。このスピーカユニット２００は、前記第１の実施形態と同様、携帯端末装置に搭載されるものである。また、前記第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付すことにする。また、図５ｂは本発明の第２の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図であり、固着部２３を保持体１２３で代用したものである。
スピーカユニット２００は、第１の筐体２１及び第２の筐体２４からなる枠体を有する。第１の筐体２１は、第２の筐体２４の周縁部に接着等で結合されている。第１の筐体２１の上面中央には、四角形の音孔１２が形成されて開口している。また、第１の筐体２１の内面側には、スピーカ１０のフレームが延設され、スピーカ１０を保持するための固着部２３が形成される。また、図５ｂにおいては、第１の筐体２１の内面側には、第１の筐体２１と別体に形成された、スピーカ１０を保持するための保持体１２３が取り付けられている。固着部２３と第２の筐体２４との間には、吸振体１５が配置されている。この吸振体１５は、前記第１の実施形態と同様、第１の筐体２１及び固着部２３により挟持されて固定されるスピーカ１０の配置を安定させるとともに、スピーカ１０の動作時に、スピーカ１０から発生する機械振動が第２の筐体２４に伝達されないようにこの機械振動を吸収し、スピーカ１０、第１の筐体２１及び固着部２３を一様に振動させる機能を果たす。
上記構造を有するスピーカユニット２００では、前記第１の実施形態と同様、スピーカ１０から音孔１２を介して放射される音、及びスピーカ１０から伝達された機械振動による第１の筐体２１を介して放射される音が効率良く発音可能である。また、図５ｂにおいては、保持体１２３を第１の筐体２１と別体に構成することにより、組み立てが容易になる。この結果、筐体が薄型化され、振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くした薄型のスピーカを実装した場合であっても、スピーカを安定して保持できるとともに、簡単な構造で良好な出力音圧レベル等の特性を確保できる。
（第３の実施形態）
図６ａは本発明の第３の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図である。図６において、（Ａ）はスピーカユニットの外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット３００のＥ−Ｆ線に沿った断面図である。このスピーカユニット３００は、前記第１の実施形態と同様、携帯端末装置に搭載されるものである。また、前記第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付すことにする。また、図６ｂは本発明の第３の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図であり、固着部３３を保持体１３３で代用したものである。
スピーカユニット３００は、第１の筐体３１及び第２の筐体３４からなる枠体を有する。第１の筐体３１の上面中央には、四角形の音孔１２が形成されている。また、第１の筐体３１の内面側には、スピーカ１０を保持するための固着部３３が一体に形成されている。固着部３３と第２の筐体３４との間には、前記第１、第２の実施形態と同様の機能を有する吸振体１５が設けられている。また、第１の筐体３１とスピーカ１０との間に形成された空間には、スピーカ１０から放射された音を伝達する一対の音響管３６が設けられている。
上記構造を有するスピーカユニット３００では、スピーカ１０に音声出力信号の電気信号が印加されると、スピーカ１０からの音が音響管３６及び音孔１２を介して放射される。また、固着部３３、第２の筐体３４及び吸振体１５によって、スピーカ１０から伝達された機械振動を吸収し、安定した状態を確保することで、スピーカ１０、第１の筐体３１及び固着部３３を一様に振動させることができる。これにより、スピーカ１０から音響管３６及び音孔１２を介して放射される音と、スピーカ１０からの機械振動により第１の筐体３１を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。したがって、良好な出力音圧レベル等の特性を得ることのできるスピーカシステムを実現できる。
（第４の実施形態）
図７ａは本発明の第４の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図である。図７において、（Ａ）はスピーカユニットの外観を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のスピーカユニット４００のＧ−Ｈ線に沿った断面図である。このスピーカユニット４００は、前記第１の実施形態と同様、携帯端末装置に搭載されるものである。また、前記第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付すことにする。また、図７ｂは本発明の第４の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図であり、固着部４５、４６を保持体１４５、１４６で代用したものである。
スピーカユニット４００は、第１の筐体４２及び第２の筐体４７からなる枠体を有する。第１の筐体４２の上面には、四角形の一対の音孔４３、４４が形成されてそれぞれ開口している。また、第１の筐体４２の内面側には、一対のスピーカ４０、４１をそれぞれ保持するための固着部４５、４６が一体に形成されている。固着部４５と第２の筐体４７との間、及び固着部４６と第２の筐体４７との間には、それぞれ前記第１の実施形態と同様の吸振体４８、４９が設けられている。すなわち、第１の筐体４２及び第２の筐体４７からなる枠体には、前記第１の実施形態と同様の、音孔、スピーカ、固着部及び吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられている。なお、前記第１の実施形態の弾性体、前記第３の実施形態の音響管などを、同様に複数組設けた構造にしてもよい。この場合、複数の音響管は、それぞれ複数のスピーカから放射される音をそれぞれの音孔に伝達することとし、また、複数の音響管は、それぞれ異なる位置に設けられてもよい。
上記構造を有するスピーカユニット４００では、スピーカ４０に音声出力信号の電気信号が印加されると、スピーカ４０から音孔４３を介して音が放射される。また、固着部４５、第２の筐体４７及び吸振体４８によって、スピーカ４０から伝達された機械振動を吸収し、安定した状態を確保することで、スピーカ４０から音孔４３を介して放射される音と、スピーカ４０からの機械振動により第１の筐体４２を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。同様に、スピーカ４１に音声出力信号の電気信号が印加されると、スピーカ４１から音孔４４を介して音が放射される。また、固着部４６、第２の筐体４７及び吸振体４９によって、スピーカ４１から伝達された機械振動を吸収し、安定した状態を確保することで、スピーカ４１から音孔４４を介して放射される音と、スピーカ４１からの機械振動により第１の筐体４２を介して放射される音との関係が改善し、効率的な発音が可能となる。この結果、複数のスピーカを備えるスピーカユニット４００において、良好な出力音圧レベル等の特性を得ることができる。
なお、上記第１〜第４の実施形態では、携帯端末装置として、通信機能を有する携帯電話機等の構成例を示したが、これに限定されず、例えば通信機能を持たないＰＤＡ（携帯情報端末）、ポケベル（登録商標）、腕時計などの電子機器に適用してもよい。あるいは、設置型の電子機器にも適用可能である。また、固着部は、上記第１〜第４の実施形態において、一般的に複数の工法が存在するが、例えば点溶着や超音波溶着、インサートモールドでの二色成型などを用いることで比較的容易に実現できる。また、スピーカは、上記第１〜第４の実施形態において、第１の筐体あるいは保持体に、両面テープ等の粘着性の材料で直接貼り付けられるようにしてもよい。
（第５の実施形態）
図８は本発明の第５の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図である。この携帯端末装置６００は、通信機能を持たないＰＤＡ等の例であり、ヒンジ６２によって開閉自在な第１の筐体６０及び第２の筐体６１を有する第１の筐体６０には、表示部６４及びスピーカユニット１００が配置されている。表示部６４には、操作メニューアイコン等が表示される。
図９ａは第５の実施形態の携帯端末装置６００における音声出力部の第１の電気的構成を示す図である。音声出力部は、画像信号や音声信号を処理する制御部６３、制御部６３からの信号を増幅する信号出力部６５及びスピーカユニット１００を有して構成される。ここで、図９ａのスピーカユニット１００は固着部を有する。また、図９ｂは第５の実施形態の携帯端末装置６００における音声出力部の第２の電気的構成を示す図であり、スピーカユニット１００は固着部の代用である保持体を有する。
上記構成を有する携帯端末装置６００では、ユーザの操作に連動して生成される制御部６３からの信号に基づき、信号処理部６５は音声信号の電気信号を増幅し、スピーカユニット１００に出力する。信号処理部６５からの音声出力信号の電気信号がスピーカユニット１００に印加されると、スピーカユニット１００は音孔１２から音を放射して再生出力する。このとき、スピーカユニット１００は拡声用のスピーカとして機能し、操作音、音楽、音声または効果音等が再生される。この場合、スピーカユニット１００は拡声用のスピーカとして機能する。
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、これら実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であれば、種々の変形、置換が可能であり、どのようなものであっても適用可能である。
上述した本実施形態によれば、携帯端末装置等の電子機器において、筐体が薄型化され、薄型化のために振動体の質量を大きくして共振の鋭さを高くしたスピーカを実装した場合であっても、スピーカの動作時に機械振動を吸収する吸振体を設けることで、スピーカを安定して保持することができ、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能である。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2004年7月30日出願の日本特許出願番号2004-223702に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、簡単な構造で良好な出力音圧等の特性を確保することが可能となる効果を有し、携帯端末装置等の電子機器に用いられるスピーカユニット、並びにその携帯端末装置及び電子機器等に有用である。
本発明の第１の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図 第１の実施形態の携帯端末装置における音声出力部の電気的構成を示す図 本発明の第１の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第１の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本実施形態のスピーカユニットにおける出力音圧−周波数特性の測定結果を示す特性図 本発明の第２の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第２の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第３の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第３の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第４の実施形態に係る第１のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第４の実施形態に係る第２のスピーカユニットの構造を示す図 本発明の第５の実施形態に係るスピーカユニットが搭載された携帯端末装置の外観を示す斜視図 第５の実施形態の携帯端末装置における音声出力部の第１の電気的構成を示す図 第５の実施形態の携帯端末装置における音声出力部の第２の電気的構成を示す図 従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図 他の従来例のスピーカユニットの構造を示す断面図
符号の説明
１、６００ 携帯端末装置
１０、４０、４１ スピーカ
１１、２１、３１、４２ 第１の筐体
１２、４３、４４ 音孔
１３、２３、３３、４５、４６ 固着部
１４、２４、３４、４７ 第２の筐体
１５、４８、４９ 吸振体
１６、１７ 弾性体
１８ 周辺部品
１００、２００、３００、４００ スピーカユニット
１１３、１２３、１３３、１４５、１４６ 保持体

Claims (21)

  1. 音孔が形成された第１の筐体と、
    前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、
    前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、
    前記第１の筐体の内面側に設けられ、前記第１の筐体との間で前記スピーカを挟むように保持する保持体と、
    前記保持体とこの保持体に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記保持体を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体と、
    を備えるスピーカユニット。
  2. 請求項１に記載のスピーカユニットであって、
    前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、弾性体が設けられるスピーカユニット。
  3. 請求項１に記載のスピーカユニットであって、
    前記スピーカと前記保持体との間に、弾性体が設けられるスピーカユニット。
  4. 請求項１に記載のスピーカユニットであって、
    前記第２の筐体の内面に設けられ、前記吸振体と当接して配置される周辺部品を備えるスピーカユニット。
  5. 請求項１に記載のスピーカユニットであって、
    前記保持体は、前記第１の筐体と別体に形成され、前記第１の筐体に取り付けられることで前記スピーカを保持するスピーカユニット。
  6. 請求項１に記載のスピーカユニットであって、
    前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、前記スピーカから放射された音を、前記第１の筐体に伝達する音響管が設けられるスピーカユニット。
  7. 請求項１に記載のスピーカユニットであって、
    前記枠体には、前記音孔、前記スピーカ、前記保持体及び前記吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられるスピーカユニット。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載のスピーカユニットと、
    前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、
    を備える携帯端末装置。
  9. 請求項８に記載の携帯端末装置であって、
    無線信号を受信する受信部を備え、
    前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記受信部による受信信号に基づく音声信号である携帯端末装置。
  10. 請求項１〜７のいずれかに記載のスピーカユニットと、
    前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、
    を備える電子機器。
  11. 請求項１０に記載の電子機器であって、
    音声信号を処理する制御部を備え、
    前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記制御部により生成される音声信号である電子機器。
  12. 音孔が形成された第１の筐体と、
    前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、
    前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、
    前記第１の筐体の内面側に突設させ前記スピーカを固着するための固着部と、
    前記固着部とこの固着部に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記固着部を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体と、
    を備えるスピーカユニット。
  13. 音孔が形成された第１の筐体と、
    前記第１の筐体に結合され、前記第１の筐体とともに枠体を形成する第２の筐体と、
    前記枠体の内部に配設され、振動板を有し、印加される電気信号に応じて前記振動板を振動させることにより音を放射するスピーカと、
    前記スピーカは前記第１の筐体の内面側に固着するための固着部を有し、
    前記固着部とこの固着部に対向する前記第２の筐体との間に設けられ、前記固着部を支持するとともに、前記スピーカの動作時に発生する機械振動を吸収する吸振体と、
    を備えるスピーカユニット。
  14. 請求項１２または１３に記載のスピーカユニットであって、
    前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、弾性体が設けられるスピーカユニット。
  15. 請求項１２または１３に記載のスピーカユニットであって、
    前記第２の筐体の内面に設けられ、前記吸振体と当接して配置される周辺部品を備えるスピーカユニット。
  16. 請求項１２または１３に記載のスピーカユニットであって、
    前記第１の筐体と前記スピーカとの間に、前記スピーカから放射された音を、前記第１の筐体に伝達する音響管が設けられるスピーカユニット。
  17. 請求項１２または１３に記載のスピーカユニットであって、
    前記枠体には、前記音孔、前記スピーカ、前記固着部及び前記吸振体を有してなる音出力部が複数組設けられるスピーカユニット。
  18. 請求項１２〜１７のいずれかに記載のスピーカユニットと、
    前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、
    を備える携帯端末装置。
  19. 請求項１８に記載の携帯端末装置であって、
    無線信号を受信する受信部を備え、
    前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記受信部による受信信号に基づく音声信号である携帯端末装置。
  20. 請求項１２〜１７のいずれかに記載のスピーカユニットと、
    前記スピーカユニットに供給する電気信号を出力する信号出力部と、
    を備える電子機器。
  21. 請求項２０に記載の電子機器であって、
    音声信号を処理する制御部を備え、
    前記スピーカユニットに供給される電気信号は、前記制御部により生成される音声信号である電子機器。
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