WO2005122635A1

WO2005122635A1 - 電気音響変換器およびこれを用いたモジュール、電子機器および装置

Info

Publication number: WO2005122635A1
Application number: PCT/JP2005/010161
Authority: WO
Inventors: Mitutaka Enomoto; Kazutaka Kubo; Masahide Sumiyama; Tsuyoshi Yoshino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2005-12-22
Also published as: JP2005354442A; US20070217647A1; CN1961609A; JP4379215B2

Abstract

　磁気ギャップを設けた磁気回路を結合したフレームと、磁気回路の上部に非接触状態で近接配置されるボイスコイルと、フレーム周縁に結合された振動板（２７）とを備え、フレーム及び振動板（２７）の外周が被装着機器に許容されたスピーカ装着用の空隙部に対応した形状に形成されたスピーカを提供する。このような構成により、限られたスペースに対応して外形形状を自由に設定し、かつこの不特定形状の振動板（２７）を均一に振幅させて小型高性能の特性を得る。

Description

明細書

電気音響変換器およびこれを用いたモジュール、電子機器および装置技術分野

[0001] 本発明は各種音響機器や映像機器、情報通信機器に使用される電気音響変換器に関する。

背景技術

[0002] 図 15は従来のスピーカの構成を示した断面図である。

[0003] 図 15に示すように、マグネット 1が上部プレート 2とヨーク 3とで上下力も挟み込まれた状態で両者と接合している。これ〖こより、円環状の磁気ギャップ 5を形成した内磁型の磁気回路 4を構成して、る。

[0004] フレーム 6は磁気回路を中心に結合する。ボイスコイル 8は磁気ギャップ 5に可動自在に嵌まり込んでいる。振動板 7はこのボイスコイル 8を中心に結合すると共に外周部をフレーム 6の周縁に結合する。

[0005] このように構成された従来のスピーカは、ボイスコイル 8に電気信号を入力することによりボイスコイル 8が磁気ギャップ 5内を上下方向に駆動し、このボイスコイル 8に結合された振動板 7が振幅して音響再生を行うように構成されて、た。

[0006] なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特開 2002

78082号公報および特開 2004 56278号公報力知られて!/ヽる。

[0007] しかしながら、上記従来の電気音響変換器では、急速に小型'薄型化や多機能化が進む製品に装着される場合にはスピーカを取り付けるためのスペースが極端に小さくなり、電気音響変の小型化が追従できな、と、う問題があった。

[0008] 特に、携帯電話においては小型 ·薄型化の取り組み以上に、多機能化がはるかに予測を超える著しい速度で進んでいる。このため、今までに無力つた新しい部品が大量に搭載されるようになり、極端な場合には電気音響変の装着スペースがないという問題も発生している。

[0009] このような状況の中で、従来のように電気音響変換器の外形形状が円形、長円形、楕円形、方形、正多角形等に代表されるように、一定の規則性を持った形状の電気音響変換器では携帯電話に許容される電気音響変換器装着用の空隙部には到底取り付けできな、と、う大きな課題を有して、た。

発明の開示

[0010] 本発明は、このような従来の課題を解決し、限られた装着スペースに対応して外形形状を自由に設定することが可能な、小型'薄型で高性能の電気音響変を提供することを目的とする。

[0011] 本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路と、磁気回路に結合するフレームと、磁気回路と非接触状態で近接配置されるボイスコイルと、フレームの周縁に結合する振動板とを備え、フレームおよび振動板が、規則性を持たない形状で形成される電気音響変換器である。図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1による電気音響変の 1つであるスピーカの構成を示した平面図である。

[図 2]図 2は同スピーカの図 1における 2— 2断面図である。

[図 3]図 3は同スピーカの振動板を除いた平面図である。

[図 4]図 4は同スピーカの図 3における 4 4断面図である。

[図 5]図 5は本発明の実施の形態 2によるスピーカの振動板の構成を示した平面図である。

[図 6]図 6は同スピーカの振動板の図 5における 6— 6断面図である。

[図 7]図 7は本発明の実施の形態 2によるスピーカの構成を示した平面図である。

[図 8]図 8は同スピーカの図 7における 8— 8断面図である。

[図 9]図 9は本発明の実施の形態 3によるスピーカの振動板の構成を示した平面図である。

[図 10]図 10は同スピーカの構成を示した平面図である。

[図 11]図 11は同スピーカの図 10における 11— 11断面図である。

[図 12]図 12は本発明の実施の形態 4によるスピーカモジュールの断面図である。

[図 13]図 13は本発明の実施の形態 5によるスピーカを装着した携帯電話の斜視図である。 [図 14]図 14は本発明の実施の形態 6による自動車の断面図である

[図 15]図 15は従来のスピーカの構成を示した断面図である。

符号の説明

21 マグネット

22 上部プレート

23 ヨーク

23A ヨーク放音孔

24 磁気回路

25 磁気ギャップ

26 フレーム

27 27A, 27B 振動板

28 28A, 28B ボイスコイル

30 スピーカ

40 電子回路

41 回路基板

42 電子部品

50 スピーカモジユーノレ

60 表示モジユーノレ

65 操作部

66 マイクロホン

67 カメラ

68 レシ一ノ

70 外装ケース

80

90 自動車

発明を実施するための最良の形態

(実施の形態 1)

以下、本発明に係る電気音響変換器の実施の形態 1について説明する。 [0015] 図 1は本発明の実施の形態 1による電気音響変の 1つであるスピーカの構成を示した平面図、図 2は同スピーカの図 1における 2— 2断面図、図 3は同スピーカの振動板を除いた平面図、図 4は同スピーカの図 3における 4 4断面図である。

[0016] このスピーカは、図 13に示す携帯電話等の電子機器の許容された電気音響変換器装着用の空隙部に、その装着スペースに対応させるため、スピーカの外形形状を規則性を持たない自由な形状に形成して構成したものである。

[0017] ここで、図 13は本発明の実施の形態 1による電気音響変^^の 1つであるスピーカを装着した携帯電話を示した斜視図である。すなわち、スピーカの形状が円形、長円形、楕円形、方形、正多角形等の規則性を有した形状ではスピーカを装着できない力もしくは、非常に小さい面積でし力スピーカの装着が実現できなくなるため、スピ一力を許容された装着スペースに対応させた形状としたものである。

[0018] 従って、図 13に示した斜線部分の形状については、その一例を示したものであり、当該形状に限定されることなぐその形状については、外形形状が規則性を持たない自由な形状であれば、どのような形状でも良い。望ましくは、電子機器の許容された装着スペースに、できるだけ大きな面積を実現できる形状であれば良、。

[0019] また、本発明に係る実施の形態 1では電気音響変^^の 1つであるスピーカについて説明しているが、これに限定されることなぐレシーバゃサゥンダ、さらにはマイクロホン等電気音響変換器であれば、すべてに適用可能である。

[0020] 図 1〜図 4において、本発明に係る実施の形態 1のスピーカは、マグネット 21、上部プレート 22、ヨーク 23、磁気回路 24、磁気ギャップ 25、フレーム 26、振動板 27、ボイスコイル 28で構成される。

[0021] ここで、このスピーカの動作原理について説明する。磁気回路 24にて発生した磁束が磁気ギャップ 25から漏洩する。この磁束は、非接触状態で近接配置される外形形状の振動板 27に結合されたボイスコイル 28に作用する。そして、このボイスコイル 28に入力信号が入力されると、振動板 27は入力信号に対応して上下方向に振動し、音が発生する。

[0022] ここで、このボイスコイル 28は、最低限 1層卷回されていれば、その機能は確保できる力 2層卷回以上に多層に卷回することで、その駆動力を上げスピーカの音圧レべルを向上させることができる。また、振動板 27に結合されたボイスコイル 28は、磁気回路 24に面する側、すなわち振動板 27の裏面側に設けているが、振動板 27の表面側や、さらには表裏面の両面に設けても良い。

[0023] ここで、この振動板 27は榭脂により構成している。この構成により、軽量で安価な振動板が実現でき、スピーカの音圧レベルを向上させることができ、さらにスピーカの低コストィ匕を図ることができる。

[0024] また、図 2に示すように、フレーム 26の外形寸法と、振動板 27の外形寸法とを実質的に同一寸法にして構成している。

[0025] この構成により、振動板 27の外形寸法を最大限大きくすることができる。すなわち振動板 27の面積を最大限大きくすることができ、スピーカの音圧レベルの向上を図る等、その効率を向上させることができる。

[0026] また、振動板 27に結合されたボイスコイル 28は、少なくとも振動板 27の外周部の一部に沿って卷回される部分を含んで振動板 27面上に卷回状態で設けて構成している。

[0027] この構成により、少なくとも振動板 27の外周部の一部にボイスコイル 28が存在するため、一定の規則性を持たない不特定形状の振動板であっても、均一な振幅をさせることが可能となる。

[0028] さらに、スピーカの磁気ギャップの形状は、振動板の外周部の形状と実質的に相似形状である。

[0029] このように磁気ギャップの形状をフレームの外周部の形状に合わせた構成としたことにより、不特定形状の振動板を用いた場合でも振動板を均一に、効率よく振幅させることができ、不要共振の発生を低減させることができる。

[0030] よって、周波数特性を良くしてスピーカの性能向上を図ることができる。

[0031] このように本発明に係る実施の形態 1によるスピーカは、携帯電話等に代表されるように、スピーカ装着用のスペースが極めて限られたスペースしかない場合でも、この限られたスペースに対応して外形形状を自由に設定することが可能である。しかもこの一定の規則性を持たない不特定形状の振動板であっても均一な振幅をさせることができる。よって、小型高性能の特性を維持したままで被装着機器へのスピーカ装着の自由度を大きく向上させることが可能になる。

[0032] (実施の形態 2)

以下、本発明に係る電気音響変翻の実施の形態 2について説明する。

[0033] 本発明に係る実施の形態 2では、実施の形態 1で説明したスピーカの振動板 27を介して、磁気回路 24が振動板 27の上下に対向配置されている。さらにボイスコイル 2

8が、振動板 27の表裏面に結合している。

[0034] それ以外の構成は実施の形態 1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

[0035] 図 5は本発明の実施の形態 2によるスピーカの振動板 27の構成を示した平面図であり、図 6は同振動板 27の図 5における 6— 6断面図である。また、図 7は本発明の実施の形態 2によるスピーカの構成を示した平面図であり、図 8は同スピーカの図 7における 8— 8断面図である。図 7、図 8において、スピーカにはヨークの放音孔 23Aが設けられている。

[0036] 図 5および図 6に示すように、本発明の実施の形態 2によるスピーカの振動板 27は、特にスピーカとしての音圧レベルの向上を図るため、ボイスコイル 28を振動板 27の表裏面に結合し、さらに、多層卷回使用としている。また、図 7および図 8に示すように、磁気回路 24が振動板 27の上下に対向配置されて、る。

[0037] この場合、実施の形態 1で説明した磁気回路 24と同じ仕様のものを上下に配置しても良いし、上側には磁気回路 24を全面的に配置せず、必要な場所に必要なだけ部分的に配置しても良い。また、上側には磁気回路 24のヨーク 23にヨークの放音孔 23Aを設けることで、放音効率を向上させ、さらなるスピーカの音圧レベル向上を図つている。

[0038] このように本実施の形態によるスピーカは、振動板 27を介して磁気回路 24が対称に配置されたことにより、さらなるスピーカの音圧レベル向上を図ることができ、小型高性能化が実現できる。

[0039] (実施の形態 3)

以下、本発明に係る電気音響変翻の実施の形態 3につヽて説明する。 [0040] 本発明に係る実施の形態 3では、実施の形態 1で説明したスピーカの振動板に異なる 2種類以上のボイスコイルが結合して!/、る。

[0041] それ以外の構成は実施の形態 1と同様なので、同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。

[0042] 図 9は本発明の実施の形態 3によるスピーカの振動板の構成を示した平面図である。図 9において、本発明に係るスピーカは、振動板 27、第 1のボイスコイル 28A、第 2 のボイスコイル 28Bを備えている。このように、ボイスコイルを 1つの振動板 27上に 2 つ設けることにより、簡単にステレオ対応スピーカを実現することができる。

[0043] また、この実施の形態 3に限定されることなぐボイスコイルは面積違いのものを数種類設けて、各ボイスコイルに各異なった周波数帯域の信号を入力することで、マルチウエイ化を図ることも可能である。

[0044] 図 10は本発明の実施の形態 3によるスピーカの構成を示した平面図である。また、図 11は同スピーカの図 10における 11 11断面図である。ステレオ対応化やマルチウェイ化を実施したときに、図 9における各ボイスコイル 28A、 28Bに対応させて、各振動板 27A、 27Bを個々に構成し不連続構造とすることで、チャンネルセパレーション向上を図ることも可能である。

[0045] このように、複数の振動板を個々に構成し不連続構造とすることで、異なったチャンネルの振動が互いに影響を及ぼしあうことなぐクロストークを低減させ、チャンネルセパレーシヨンを向上させることができる。

[0046] そして、振動板に結合された異なる 2種類以上のボイスコイルに各対応する磁気回路を設けることで、各ボイスコイルと振動板を、より細かぐより正確に駆動させることができ、スピーカの性能向上を図ることができる。

[0047] このように本発明の実施の形態 3によるスピーカは、振動板に異なる 2種類以上のボイスコイルを結合した構成とすることにより、 1つのスピーカでさまざまな音響再生を行うことができる。

[0048] 本発明の実施の形態 1にお、てスピーカを構成するボイスコイルは、金属材料でェツチング工程ゃメツキ工程を経て生産したものである。しかし、それに限定されず、絶縁皮膜を有した金属線 (汎用品のマグネットワイヤー）でボイスコイルをつくってもよ!ヽ。これにより、ボイスコイルの生産性向上と低コストィ匕を図ることができる。なお、マグネットワイヤーの断面形状は円形でなぐ角形であってもよい。角形にすることにより、占積率を向上させることができ、スピーカの音圧レベルを向上させることができる。

[0049] また、このボイスコイルは金属箔により構成されていてもよいし、導電性インキにより構成されていてもよい。これにより、ボイスコイルの形状の精度および設定自由度が向上し、ボイルコイルの薄型化と軽量ィ匕が図られるとともに、不特定形状の振動板に合わせて精度良くボイスコイルを形成することができる。その結果、スピーカの性能向上と薄型化、さらには音圧レベルの向上を図ることができる。

[0050] 本発明の実施の形態 1にお、てスピーカを構成する振動板は榭脂で構成され、フレームと直接結合している。しかし、それに限定されず、このスピーカの振動板とフレ一ムとを柔軟性を有した材料を介して結合してもよい。また、フレーム自体が柔軟性を有した材料により形成され、このスピーカの振動板と直接結合してもよい。柔軟性を有した材料としては、シリコンゴムや発泡ゴム、さらにはウレタンフォーム等の榭脂系やゴム系の材料がよく使用される。

[0051] このような構成により、本発明に係るスピーカの振動板の振幅をより効率よく行うことができる。

[0052] (実施の形態 4)

以下、本発明に係る電気音響変換器が組み込まれたモジュールの実施の形態 4について説明する。

[0053] 図 12は本発明の実施の形態 4によるスピーカモジュールの断面図である。図 12に示すように、本発明に係る電気音響変の実施の形態に記載されたスピーカ 30と電子回路 40とを一体ィ匕してスピーカモジュール 50を構成している。すなわち、回路基板 41に電子部品 42を固定して配線し、電子回路 40を構成している。そして、この電子回路 40とスピーカ 30とを一体化結合してスピーカモジュール 50を構成している

[0054] この電子回路 40には、少なくともスピーカへ供給する音声信号の増幅回路が含まれている。信号処理された音声信号をスピーカから出力させるために必要なレベルにまで増幅する回路力その回路の内部配線とともにスピーカ 30と一体ィ匕されている。従って、このスピーカモジュール 50を結合するだけで容易に音声出力を得ることができる。

[0055] さらに、この電子回路 40には、上記の増幅回路以外に、携帯電話等の通信機器であれば、検波回路や変調回路、復調回路等の通信に必要な回路や、液晶等の表示手段のための駆動回路、さらには電源回路や充電回路等の各種回路を含めることもできる。

[0056] 従来別々で生産され、それぞれの検査工程や物流工程を経て、携帯電話等の電子機器の生産拠点に供給されていたスピーカと電子回路が一体ィ匕してモジュールィ匕を実施することにより、生産工程、検査工程、物流工程の統合ィ匕を図ることができる。その結果、スピーカ 30と電子回路 40とを結合したスピーカモジュール 50が安価に提供され得る。

[0057] (実施の形態 5)

以下、本発明に係る電気音響変が装着された電子機器の実施の形態 5について説明する。

[0058] 図 13は本発明の実施の形態 5によるスピーカを装着した携帯電話の斜視図である。図 13に示すように、本発明に係る電気音響変換器の実施の形態に記載されたスピ一力 30を搭載して携帯電話 80を構成している。すなわち、このスピーカ 30と液晶等の表示モジュール 60と操作部 65とマイクロホン 66やカメラ 67やレシーバ 68等の各部品やモジュール等を、外装ケース 70の内部に電子回路とともに搭載して携帯電話 80を構成している。

[0059] このような構成により、スピーカ装着用のスペースが極めて限られたスペースしかない場合でも、この限られたスペースに対応して外形形状を自由に設定できる振動板を有するスピーカを搭載できる。その結果、高性能特性を維持したままで携帯電話等の電子機器の小型化を図ることができる。

[0060] (実施の形態 6)

以下、本発明に係る電気音響変換器が組み込まれた装置の実施の形態 6について説明する。 [0061] 図 14は本発明の実施の形態 6による自動車 90の断面図である。図 14に示すように、本発明のスピーカ 30をリアトレイやフロントパネルに組込んで、カーナビゲーシヨンやカーオーディオの一部として使用して自動車 90を構成したものである。

[0062] このような構成により、スピーカ装着用のスペースが極めて限られたスペースしかない自動車内でも、この限られたスペースに対応して外形形状を自由に設定できる不特定形状の振動板を有するスピーカを搭載できる。その結果、高性能特性を維持したままで自動車等の装置の小型化を図ることができる。

産業上の利用可能性

[0063] 本発明によるスピーカは、許容されるスピーカ装着用の限られた装着スペースに対応して外形形状を自由に設定することが可能であり、し力もこの一定の規則性を持たない不特定形状の振動板でも均一な振幅をさせることができる。従って、小型高性能の特性を維持したままで被装着機器への電気音響変換器装着の自由度を大きく向上させることが可能〖こなる。また、本発明によるスピーカは、小型'薄型化と多機能化が追求される携帯電話等の情報通信機器を中心とした電気音響変や電子機器用として有用である。

Claims

請求の範囲

[I] 磁気ギャップを有する磁気回路と、

前記磁気回路に結合するフレームと、

前記磁気回路と非接触状態で近接配置されるボイスコイルと、

前記フレームの周縁に結合する振動板とを備え、

前記フレームおよび前記振動板が、規則性を持たなヽ形状で形成される

電気音響変。

[2] 前記フレームの外形寸法と前記振動板の外形寸法とは、実質的に同一寸法である請求項 1に記載の電気音響変換器。

[3] 前記ボイスコイルは、前記振動板の外周部の一部に沿って卷回される部分を含み前記振動板面上に卷回状態で設けられる

請求項 1または請求項 2に記載の電気音響変換器。

[4] 前記磁気回路は、前記振動板の表部と裏部に対向配置される

請求項 1または請求項 2に記載の電気音響変換器。

[5] 前記ボイスコイルは、前記振動板上に結合する

請求項 1または請求項 2に記載の電気音響変換器。

[6] 前記磁気ギャップの形状は、前記振動板の外周部の形状と実質的に相似である請求項 1または請求項 2に記載の電気音響変換器。

[7] 前記振動板は、異なる 2種類以上のボイスコイルと結合する

請求項 1または請求項 2に記載の電気音響変換器。

[8] 異なる 2種類以上の前記ボイスコイルは、各々異なる周波数帯域の再生を行う

請求項 7に記載の電気音響変換器。

[9] 前記振動板は、異なる 2種類以上の前記ボイスコイルに対応するように不連続構造を有する

請求項 7に記載の電気音響変換器。

[10] 異なる 2種類以上の前記ボイスコイルに各々対応する磁気回路を有する

請求項 7に記載の電気音響変換器。

[II] 前記ボイスコイルは、絶縁皮膜を有した金属線により構成される請求項 1に記載の電気音響変換器。

[12] 前記ボイスコイルは、金属箔により構成される

請求項 1に記載の電気音響変換器。

[13] 前記ボイスコイルは、導電性インキにより構成される

請求項 1に記載の電気音響変換器。

[14] 前記振動板は、柔軟性を有した材料を介して前記フレームと結合する請求項 1に記載の電気音響変換器。

[15] 前記振動板は、榭脂により構成される

請求項 1に記載の電気音響変換器。

[16] 請求項 1に記載の電気音響変と電子回路とを結合したモジュール。

[17] 請求項 1に記載の電気音響変を搭載した電子機器。

[18] 請求項 1に記載の電気音響変を搭載した装置。