JPWO2014002156A1 - 電気音響変換器の実装構造及び電気音響変換器が実装された電子機器 - Google Patents

電気音響変換器の実装構造及び電気音響変換器が実装された電子機器 Download PDF

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Abstract

電気音響変換器自体の振動を十分に抑えることができる電気音響変換器の実装構造及び電子機器を提供することを課題とする。スピーカ（４）と、スピーカ（４）と当該スピーカ（４）を実装する電子機器（３）との間に挟持される制振部材（５）と、を備えるスピーカ（４）の実装構造（２００）であって、スピーカフレーム（４１）の電子機器（３）側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部（４１Ａ）を備え、制振部材（５）のスピーカ（４）側の表面は、スピーカフレーム（４１）の第１の凹凸部（４１Ａ）と篏合するように、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部（５Ａ）を備える。

Description

本発明は電気音響変換器の実装構造及び当該実装構造により電気音響変換器を実装する電子機器に関する。
携帯電話の技術分野においては、音響機能を商品価値として有する薄型でスタイリッシュな携帯電話の開発が活発に行われている。音響機能としては、音楽再生機能、ハンズフリーイヤーホンマイク機能などがある。
特に、携帯電話の技術分野においては、筐体の薄型化が促進されており、そのため、筐体剛性が低下していく傾向にある。
また、動画再生などのアミューズメント機能が強化されている。これに伴って、音響機能としては、高音質化・音量の大音量化が求められている。そのため、ハイパワーを有するスピーカを携帯電話に搭載することが不可欠となっている。
このような開発環境のため、携帯電話の技術分野では、スピーカが鳴動した時の筐体振動の抑制が大きな課題となっている。
通常の携帯電話においては、携帯電話への筐体に直接スピーカが実装されている。そのため、スピーカが鳴動する時に発生するスピーカ自身の振動が筐体に直接伝播し、筐体が振動する。
スピーカと比較して筐体の面積は大きいため、僅かな振動量でも大音圧を放射する。そのため、筐体の振動とスピーカから発生する音波とが干渉して、携帯電話の音響特性を大きく劣化させてしまう。
筐体の振動を抑制する方法として、筐体が振動する際に、応力が集中する箇所の筐体剛性を強化するものが知られている。具体的には、応力が集中する筐体の部分の厚みを増加させることや補強部材を配置することが行われている。この方法は、携帯電話自体の厚みを増してしまったり、デザインへ影響を与えてしまったりするため、必ずしも好ましい方法ではない。
また、別の方法として、筐体の基本共振周波数近傍におけるスピーカへの入力電圧を低減する方法が知られている。しかし、この方法は、スピーカの音響特性に影響を与えるため、好ましい方法ではない。
また、特許文献１には、２枚の鋼板の間に熱硬化性アクリル樹脂を挟んでなる制振金属板を用いてスピーカフレームを成形することにより、スピーカフレーム自体の振動を抑えるものが記載されている。
また、特許文献２には、スピーカフレームとスピーカキャビネットとの間に、２枚の鋼板の間に制振樹脂を挟んでなる制振ラミネートシートを設けることにより、スピーカフレームからスピーカキャビネットへ振動が伝わるのを防止するものが記載されている。
また、特許文献３には、制振材として、少なくとも１層の剛体からなる板と、少なくとも１層の高分子粘弾性層と、からなる積層体が記載されている。
また、特許文献４には、スピーカ装置を複数の切欠きが設けられた表皮材を介して車体パネルに取り付けることにより、スピーカ装置から車体パネルへの振動の伝達を防止するものが記載されている。
特開平２−１９５８００号公報 特開平２−２２６９００号公報 特開平３−０４７７５０号公報 実開平５−０００５５２号公報
しかし、特許文献２乃至４では、スピーカ自体の振動を抑えるものではない。また、特許文献１に記載の制振金属板は、単に、２枚の鋼板の間に熱硬化性アクリル樹脂を挟んだだけのものであり、制振性能が十分ではない。
本発明の第１の態様にかかる電気音響変換器の実装構造は、電気音響変換器と、制振部材と、を備える。前記制振部材は、前記電気音響変換器と、前記電気音響変換器を実装する実装機器との間に挟持される。また、前記電気音響変換器の筐体の前記実装機器側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部を備える。また、前記制振部材の前記電気音響変換器側の表面は、前記電気音響変換器の前記筐体の前記第１の凹凸部と篏合するように、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部を備える。
本発明の第２の態様にかかる電気音響変換器の実装構造は、電気音響変換器と、振動減衰部材と、を備える。前記振動減衰部材は、前記音響変換機と、前記電気音響変換器を実装する実装機器との間に挟持される。また、前記振動減衰部材は、前記電気音響変換器側に設けられる金属部材と、前記実装機器側に設けられる制振部材と、を備える。また、前記金属部材の前記実装機器側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部を備える。また、前記制振部材の前記電気音響変換器側の表面は、前記金属部材の前記第１の凹凸部と篏合するように、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部を備える。
本発明の第３の態様にかかる電子機器は、第１の態様又は第２の態様に記載の前記実装構造により前記電気音響変換器を実装する。
本発明により、電気音響変換器自体の振動を十分に抑えることができる。
実施の形態１にかかるスピーカの電子機器への実装構造を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるスピーカの電子機器への実装構造を示す側面図である。 実施の形態２にかかるスピーカの電子機器への実装構造を示す斜視図である。 実施の形態２にかかるスピーカの電子機器への実装構造を示す側面図である。 実施の形態１にかかるスピーカの電子機器への実装構造と、従来のスピーカの電子機器への実装構造との音響特性の比較を示すグラフである。 従来のスピーカの電子機器への実装構造を示す斜視図である。
以下、本発明を適用可能な実施の形態について説明する。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではない。
実施の形態１
図１に、実施の形態１にかかるスピーカ（電気音響変換器）１の電子機器３への実装構造１００を示す斜視図を示す。また、図２に、実施の形態１にかかるスピーカ１の電子機器３への実装構造１００を示す側面図を示す。
図１、図２に示すように、本実施形態にかかるスピーカ１の実装構造１００は、スピーカ１、振動減衰部材２等を備える。また、振動減衰部材２は、スピーカ１と、スピーカ１を実装する電子機器（実装機器）３の筐体３１との間に挟持されている。
また、筐体３１には、スピーカ１から発せられる音を電子機器３の外へ放出する音孔（図示省略）が設けられている。
スピーカ１は、永久磁石１１、スピーカフレーム１２等を備える。
また、永久磁石１１はスピーカフレーム１２に収容されている。
振動減衰部材２は、スピーカ１側に設けられる略板状の金属部材２１、電子機器３の筐体３１側に設けられる略板状の制振部材２２等を備える。
そして、金属部材２１と制振部材２２とは、積層構造を構成するように接合している。
より具体的には、金属部材２１は、ステンレスや真鍮などの金属材料を略板状に成形したものである。また、金属部材２１の筐体３１側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部２１Ａを備える。すなわち、金属部材２１の制振部材２２側の表面は、少なくとも一部に、第１の凹凸部２１Ａを備える。
また、制振部材２２は、ウレタンやニトリルゴムなどの樹脂材料を略板状に成形したものである。また、制振部材２２のスピーカフレーム１２側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部２２Ａを備える。すなわち、制振部材２２の金属部材２１側の表面は、少なくとも一部に、第２の凹凸部２２Ａを備える。
そして、金属部材２１の第１の凹凸部２１Ａと、制振部材２２の第２の凹凸部２２Ａとが篏合するように、金属部材２１と制振部材２２とが接合している。これにより、金属部材２１と制振部材２２とは、積層構造を構成するように接合している。
そして、スピーカフレーム１２と振動減衰部材２とが接合され、振動減衰部材２と電子機器３の筐体３１とが接合されている。これにより、スピーカ１が電子機器３に実装される。
より具体的には、スピーカフレーム１２の永久磁石１１側とは反対側の表面と、金属部材２１の制振部材２２側とは反対側の表面とが接合している。
また、制振部材２２の金属部材２１側とは反対側の表面と、電子機器３の筐体３１とが接合している。
実装構造１００においては、金属部材２１は、制振部材２２の土台として機能する。言い換えれば、金属部材２１は、制振部材２２の剛基礎として機能する。この機能により、金属部材２１は、制振部材２２の振動吸収特性を向上させる。
また、実装構造１００においては、金属部材２１の第１の凹凸部２１Ａの凹部に制振部材２２が埋め込まれている。そして、スピーカ１の振動時に、金属部材２１の第１の凹凸部２１Ａの凹部に埋め込まれた制振部材２２の部分（第２の凹凸部２２Ａの凸部）に応力が集中する。これにより、制振部材２２の当該部分において、スピーカ１の振動エネルギーを吸収することができる。そのため、平坦な金属部材と平坦な制振部材とが接合されてなる従来の振動減衰部材に比べて、本実施の形態にかかる振動減衰部材２の振動を減衰する効果は高く、実装構造１００により電子機器３に実装されたスピーカ１の音響特性は向上する。
また、制振部材２２の弾性係数は、金属部材２１の弾性係数の１／１００以下である。これにより、振動減衰部材２の振動減衰効果をより向上させることができる。
以上に説明した本発明の実施の形態１に係る実装構造１００によれば、スピーカ１の振動時に、金属部材２１の第１の凹凸部２１Ａの凹部に埋め込まれた制振部材２２の部分（第２の凹凸部２２Ａの凸部）に応力が集中する。これにより、制振部材２２の当該部分において、スピーカ１の振動エネルギーを吸収することができる。そして、スピーカ１自体の振動を十分に抑えることができる。
また、金属部材２１は、制振部材２２の剛基礎として機能する。この機能により、金属部材２１は、制振部材２２の振動吸収特性を向上させることができる。
また、制振部材２２の弾性係数は、金属部材２１の弾性係数の１／１００以下である。これにより、振動減衰部材２の振動減衰効果をより向上させることができる。
そして、本発明の実施の形態１に係る実装構造１００によれば、従来よりも、スピーカ１自体の振動を十分に抑えることができるため、筐体３１の振動も抑えられ、電子機器３の音響特性が向上する。また、スピーカ１の実装構造１００を変更するだけで筐体３１の振動を抑制することができる。そのため、電子機器３の厚みを増す必要もなく、電子機器３の製造を容易に行うことができるとともに、コストを削減することができる。
実施の形態２．
図３に、実施の形態２にかかるスピーカ（電気音響変換器）４の電子機器３への実装構造２００を示す斜視図を示す。また、図４に、実施の形態２にかかるスピーカ４の電子機器３への実装構造２００を示す側面図を示す。
図３、図４に示すように、本実施形態にかかるスピーカ４の実装構造２００は、スピーカフレーム４１の構造、及び、振動減衰部材として金属部材２１が省略され制振部材５のみを備える点が、実施の形態１と異なる。よって、同様の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
具体的には、本実施形態にかかるスピーカ４の実装構造２００は、スピーカ４、制振部材５等を備える。また、制振部材５は、スピーカ４と、スピーカ４を実装する電子機器（実装機器）３の筐体３１との間に挟持されている。
また、筐体３１には、スピーカ４から発せられる音を電子機器３の外へ放出する音孔（図示省略）が設けられている。
スピーカ４は、永久磁石１１、スピーカフレーム４１等を備える。
また、永久磁石１１はスピーカフレーム４１に収容されている。
スピーカフレーム４１は、ステンレスや真鍮などの金属材料を成形したものである。また、スピーカフレーム４１の筐体３１側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部４１Ａを備える。すなわち、スピーカフレーム４１の制振部材５側の表面は、少なくとも一部に、第１の凹凸部４１Ａを備える。
制振部材５は、ウレタンやニトリルゴムなどの樹脂材料を略板状に成形したものである。また、制振部材５のスピーカフレーム４１側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部５Ａを備える。
そして、スピーカフレーム４１の第１の凹凸部４１Ａと、制振部材５の第２の凹凸部５Ａとが篏合するように、スピーカフレーム４１と制振部材５とが接合している。これにより、スピーカフレーム４１と制振部材５とは、積層構造を構成するように接合している。
また、制振部材５のスピーカフレーム４１側とは反対側の表面と、電子機器３の筐体３１とが接合している。
また、スピーカフレーム４１の永久磁石１１側とは反対側の表面と、制振部材５の筐体３１側とは反対側の表面とが接合している。
このように、スピーカフレーム４１と制振部材５とが接合され、制振部材５と電子機器３の筐体３１とが接合されている。これにより、スピーカ４が電子機器３に実装される。
実装構造２００においては、スピーカフレーム４１の第１の凹凸部４１Ａの凹部に制振部材５が埋め込まれている。そして、スピーカ４の振動時に、スピーカフレーム４１の第１の凹凸部４１Ａの凹部に埋め込まれた制振部材５の部分（第２の凹凸部５Ａの凸部）に応力が集中する。これにより、制振部材５の当該部分において、スピーカ４の振動エネルギーを吸収することができる。そのため、平坦な金属部材と平坦な制振部材とが接合されてなる従来の振動減衰部材に比べて、本実施の形態にかかる制振部材５の振動を減衰する効果は高く、実装構造２００により電子機器３に実装されたスピーカ４の音響特性は向上する。
また、制振部材５の弾性係数は、スピーカフレーム４１の弾性係数の１／１００以下である。これにより、制振部材５の振動減衰効果をより向上させることができる。
以上に説明した本発明の実施の形態２に係る実装構造２００によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることは勿論である。さらに、本発明の実施の形態２に係る実装構造２００によれば、振動減衰部材として金属部材２１が省略され制振部材５のみを備えるため、電子機器３をよりスリムに製造することができるとともに、コストを削減することができる。
以下、実施の形態１にかかるスピーカ１の電子機器３への実装構造１００と、比較例にかかるスピーカ１の電子機器３への実装構造３００との音響特性とを比較する。
図５は、実施の形態１にかかるスピーカ１の電子機器３への実装構造１００と、比較例にかかるスピーカ１の電子機器３への実装構造３００との音響特性の比較を示すグラフである。
ここで、比較例は、従来における、スピーカ１の電子機器３への実装構造３００の一例である。
図６に、比較例にかかるスピーカ１の電子機器３への実装構造３００を示す斜視図を示す。図６に示すように、比較例にかかる実装構造３００は、振動減衰部材として制振部材６のみを備える。スピーカ１と電子機器３については、実施の形態１と同様の構成であるため、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
具体的には、比較例にかかるスピーカ１の実装構造３００は、スピーカ１、制振部材６を備える。また、制振部材６は、スピーカ１と、スピーカ１を実装する電子機器３の筐体３１との間に挟持されている。
また、筐体３１には、スピーカ１から発せられる音を電子機器３の外へ放出する音孔３１Ａが設けられている。
制振部材６は、ウレタンやニトリルゴムなどの樹脂材料を板状に成形したものである。なお、比較例にかかる制振部材６は、表面に凹凸状に加工された凹凸部を備えない。すなわち、比較例にかかる制振部材６は、表面が平坦な板状に成形されている。
そして、スピーカフレーム１２と制振部材６とが接合され、制振部材６と電子機器３の筐体３１とが接合されている。これにより、スピーカ１が電子機器３に実装される。
図５に示すグラフにおいて、縦軸は音圧レベル（ｄＢ：デシベル）を示し、横軸は、周波数（Ｈｚ：ヘルツ）を示す。音圧ｐ（単位［Ｐａ］）に対して、音圧レベルＬｐ（単位［ｄＢ］）は、次の数式（１）で表される。
Ｌｐ＝１０×ｌｏｇ１０（ｐ２／ｐ０ ２）＝２０×ｌｏｇ１０（ｐ／ｐ０） ・・・（１）
数式（１）において、ｐ０は、音圧の基準値であり、ｐ０＝２０×１０−６［Ｐａ］である。
また、図５において、実線は、実施の形態１にかかる実装構造１００によりスピーカ１を実装した電子機器３の音響特性を示し、破線は、比較例にかかる実装構造３００によりスピーカ１を実装した電子機器３の音響特性を示す。
図５に示すように、実施の形態１にかかる実装構造１００によりスピーカ１を実装した電子機器３においては、周波数５０００［Ｈｚ］〜１００００［Ｈｚ］付近において、比較例にかかる実装構造３００によりスピーカ１を実装した電子機器３に比べて、音圧レベルを大きく低減することができた。すなわち、実施の形態１にかかる実装構造１００によりスピーカ１を電子機器３に実装することにより、電子機器３の音響特性を従来に比べて向上させることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実装構造１００における第１の凹凸部２１Ａ及び第２の凹凸部２２Ａ、実装構造２００における第１の凹凸部４１Ａ及び第２の凹凸部５Ａの、各凹部及び凸部の平面視の断面形状や、各凹部深さ（各凸部の高さ）、各凹部の密度（各凸部の密度）を、金属部材２１、スピーカフレーム１２、４１、制振部材２２、５等の材質等に応じて、適宜調整することにより、所望する制振性能及び音響特性を得ることが可能である。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１２年６月２８日に出願された日本出願特願２０１２−１４５３７８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１ スピーカフレーム（電気音響変換器）
１１ 永久磁石
１２ スピーカフレーム（電気音響変換器の筐体）
２ 振動減衰部材
２１ 金属部材
２１Ａ 第１の凹凸部
２２ 制振部材
２２Ａ 第２の凹凸部
３ 電子機器（実装機器）
３１ 筐体（実装機器の筐体）
４ スピーカ（電気音響変換器）
４１ スピーカフレーム（電気音響変換器の筐体）
４１Ａ 第１の凹凸部
５ 制振部材
５Ａ 第２の凹凸部
１００、２００ 実装構造

Claims (5)

  1. 電気音響変換器と、
    前記電気音響変換器と、前記電気音響変換器を実装する実装機器との間に挟持される制振部材と、を備え、
    前記電気音響変換器の筐体の前記実装機器側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部を備え、
    前記制振部材の前記電気音響変換器側の表面は、前記電気音響変換器の前記筐体の前記第１の凹凸部と篏合するように、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部を備える電気音響変換器の実装構造。
  2. 前記制振部材の弾性係数は、前記電気音響変換器の前記筐体の弾性係数の１／１００以下である請求項１に記載の電気音響変換器の実装構造。
  3. 電気音響変換器と、
    前記音響変換機と、前記電気音響変換器を実装する実装機器との間に挟持される振動減衰部材と、を備え、
    前記振動減衰部材は、前記電気音響変換器側に設けられる金属部材と、前記実装機器側に設けられる制振部材と、を備え、
    前記金属部材の前記実装機器側の表面は、少なくとも一部が凹凸状に加工された第１の凹凸部を備え、
    前記制振部材の前記電気音響変換器側の表面は、前記金属部材の前記第１の凹凸部と篏合するように、少なくとも一部が凹凸状に加工された第２の凹凸部を備える電気音響変換器の実装構造。
  4. 前記制振部材の弾性係数は、前記金属部材の弾性係数の１／１００以下である請求項３に記載の電気音響変換器の実装構造。
  5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の前記実装構造により前記電気音響変換器を実装する電子機器。
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