WO2011114688A1 - スピーカ、補聴器、イヤホン及び携帯型端末装置 - Google Patents

スピーカ、補聴器、イヤホン及び携帯型端末装置 Download PDF

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WO2011114688A1
WO2011114688A1 PCT/JP2011/001464 JP2011001464W WO2011114688A1 WO 2011114688 A1 WO2011114688 A1 WO 2011114688A1 JP 2011001464 W JP2011001464 W JP 2011001464W WO 2011114688 A1 WO2011114688 A1 WO 2011114688A1
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WO
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unit
diaphragm
sound
speaker
radiated
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PCT/JP2011/001464
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Inventor
佐伯　周二
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パナソニック株式会社
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    • H04R7/16—Mounting or tensioning of diaphragms or cones
    • H04R7/18—Mounting or tensioning of diaphragms or cones at the periphery
    • H04R7/20—Securing diaphragm or cone resiliently to support by flexible material, springs, cords, or strands

Definitions

  • the present invention relates to a small speaker, in particular, a very small speaker called a receiver and a device including the same.
  • inner-type earphones or receivers inserted into the ear canal of the ears are often used.
  • the shape of such an inner-type earphone or receiver is small.
  • hearing aids that users wear on their ears for a long time throughout their daily lives, there is a strong demand for a small receiver that does not make them feel conscious.
  • hearing aids are required to have long battery life and withstand long-term use. Therefore, it is important to reduce the power consumed by the receiver in the hearing aid. In order to suppress power consumption, it is desirable to increase the acoustic efficiency of the receiver so that sufficient sound volume can be obtained even with power saving.
  • miniaturization of a speaker and improvement in acoustic efficiency are contradictory, and in general, when an attempt is made to increase the acoustic efficiency of a speaker, the shape of the speaker increases.
  • FIG. 13 is a structural cross-sectional view of a conventional speaker described in Patent Document 1.
  • the conventional speaker includes a first speaker unit 1, a second speaker unit 2, a first housing 3 that holds the first speaker unit, and a second speaker unit 2. And a second housing 4 that holds the first housing 3.
  • an air passage 5 is formed by the outer peripheral portion of the first casing 3 and the inner peripheral portion of the second casing 4.
  • the first speaker unit 1 includes a diaphragm 6, a suspension 7 for supporting the outer periphery of the diaphragm 6 over the entire circumference, a voice coil 8 fixed to the diaphragm 6, and a magnetic circuit unit.
  • the magnetic circuit unit includes a yoke 9, a magnet 10, and a plate 11. In the magnetic circuit portion, a magnetic gap 12 is formed by the inner peripheral portion of the yoke 9 and the outer peripheral portion of the plate 11. The voice coil 8 is held in the magnetic gap 12.
  • the second speaker unit 2 has the same structure as the first speaker unit 1, detailed description thereof is omitted.
  • the operation of the conventional speaker configured as described above will be described.
  • the sound generated from the diaphragm 13 of the second speaker unit 2 is transmitted to the outside of the speaker through the air passage 5 formed by the outer peripheral portion of the first casing 3 and the inner peripheral portion of the second casing 4. Radiated.
  • the sound generated by the diaphragm 6 of the first speaker unit 1 is directly radiated to the outside of the speaker.
  • the sound from the first speaker unit 1 and the sound from the second speaker unit 2 radiated from the ventilation path 5 are synthesized and reproduced.
  • the conventional speaker shown in FIG. 13 can be miniaturized. That is, by arranging two speaker units so as to overlap each other in the vibration direction of the diaphragm, it is possible to reduce the size of the entire speaker, rather than arranging the two speaker units in a plane. In addition, since the sounds output from the two speaker units are combined into one, the acoustic efficiency can be improved.
  • the sound output from the second speaker unit 2 is radiated to the outside through the air passage 5.
  • the air passage 5 is provided on the outer peripheral portion of the first housing 3 that supports the outer peripheral portion of the suspension 7 of the first speaker unit 1. Therefore, the outer shape of the first housing 3 is increased in order to secure a space for the air passage 5.
  • the outer shape of the first speaker unit 1 needs to be smaller than the outer shape of the second speaker unit 2. That is, the area of the diaphragm 6 of the first speaker unit 1 is smaller than the area of the diaphragm 13 of the second speaker unit 2. Therefore, a level difference occurs between the sound pressures of sounds output from the two speakers. As a result, it has been difficult to achieve both high acoustic efficiency and downsizing even when two speaker units are used.
  • an object of the present invention is to provide a speaker and the like that can reduce the size of the speaker while suppressing a decrease in acoustic efficiency.
  • a speaker includes a first unit and a second unit that each output sound, and the first unit vibrates back and forth to generate sound.
  • a first diaphragm that radiates; and a plurality of suspensions that respectively support different positions of an outer peripheral portion of the first diaphragm, and an output from the second unit is provided between the plurality of suspensions.
  • the second unit includes a second diaphragm that oscillates back and forth to emit sound
  • the first diaphragm and the second diaphragm are the first diaphragm or It is preferable that the second diaphragms are arranged in series so that at least part of the plate surfaces overlap each other when viewed from the vibration direction of the second diaphragm.
  • an acoustic port for radiating sound to the outside is further provided, and the first unit is disposed between the acoustic port and the second unit, and radiates in front of the first diaphragm.
  • the sound to be emitted is radiated to the outside by the acoustic port, and the sound radiated to the front of the second diaphragm is preferably radiated to the outside by the acoustic port through the air passage.
  • the acoustic port is formed with a first sound hole and a second sound hole, and sound radiated from the first diaphragm is radiated from the first sound hole, It is preferable that the sound radiated from the second diaphragm is radiated from the second sound hole through the air passage.
  • a first vacancy is formed in front of the first diaphragm
  • a second vacancy is formed in front of the second diaphragm
  • the first A first acoustic resonance that depends on the acoustic capacity of the vacant chamber and the acoustic mass of the first sound hole
  • a second that depends on the acoustic capacity of the second vacant chamber and the acoustic mass of the second sound hole.
  • the first vacancy, the second vacancy, the first sound hole, and the second sound hole are formed so that the two acoustic resonances have different frequencies. preferable.
  • vibration directions of the first diaphragm and the second diaphragm are opposite to each other.
  • Each of the first unit and the second unit is an electro-acoustic transducer having a magnetic circuit, the magnetization direction of the magnetic circuit of the first unit, and the second unit
  • the magnetization direction of the magnetic circuit of the unit is preferably opposite to each other in the vibration direction of the diaphragm.
  • the first unit and the second unit are arranged so that the bottom surface side of the magnetic circuit of the first unit faces the bottom surface side of the magnetic circuit of the second unit. It is preferable.
  • first unit and the second unit are arranged so that the first diaphragm and the second diaphragm face each other.
  • a first vacancy is formed in front of the first diaphragm
  • a second vacancy is formed in front of the second diaphragm
  • the acoustic port Is formed with a sound hole the sound hole is connected to the first vacancy, and is connected to the second vacancy via the air passage. It is preferable that the sound radiated behind the diaphragm and the sound radiated behind the second diaphragm are radiated in a direction different from the sound radiated from the sound hole.
  • a magnetic gap formed in the magnetic circuit of the first unit into which the voice coil is inserted is filled with a magnetic fluid.
  • the plurality of suspensions support different positions on the outer peripheral portion of the first diaphragm, so that a ventilation path can be provided between the plurality of suspensions.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a speaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a vibration force characteristic diagram of the speaker according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of the speaker according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of a speaker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of a frame in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sound pressure frequency characteristic diagram of the speaker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is an overview diagram when the hearing aid is worn according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a detailed view of the receiver unit in the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a mounting state diagram of the receiver according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a general view of wearing headphones in Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 12 is an external view of a portable terminal device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 13 is a structural sectional view of a conventional speaker.
  • FIG. 1 is a diagram showing a speaker according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the speaker in the present embodiment.
  • FIG. 1B is a longitudinal sectional view of the speaker according to the present embodiment. More specifically, FIG. 1A is a cross-sectional view taken along line CD in the longitudinal cross-sectional view shown in FIG.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along AOB shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the speaker in this embodiment includes a first unit 20, a second unit 21, a first frame 31, a second frame 32, and an acoustic port 33.
  • each of the first unit 20 and the second unit 21 is an electrodynamic electroacoustic transducer having a magnetic circuit.
  • the first unit 20 is disposed between the acoustic port 33 and the second unit 21.
  • the first unit 20 includes a magnetic circuit including a yoke 22, a magnet 23, and a plate 24, a diaphragm 25, four suspensions 26 a, 26 b, 26 c, and 26 d, a voice coil 28, and a magnetic fluid 29. .
  • the magnet 23 is fixed to the inner bottom surface of the yoke 22.
  • the plate 24 is fixed to the upper surface of the magnet 23.
  • a magnetic air gap 27 is formed between the yoke 22 and the magnet 23.
  • a sound hole 30 that penetrates the yoke 22, the magnet 23, and the plate 24 is formed in the central portion of the yoke 22, the magnet 23, and the plate 24.
  • the diaphragm 25 is an example of a first diaphragm that radiates sound by vibrating back and forth.
  • the cross-sectional shape of the diaphragm 25 is a convex shape that is convex upward (forward), as shown in FIG.
  • the suspensions 26a, 26b, 26c, and 26d support different positions on the outer peripheral portion of the diaphragm 25, respectively. That is, the suspensions 26 a, 26 b, 26 c, and 26 d are discretely installed on the outer peripheral portion of the diaphragm 25. In the present embodiment, the suspensions 26 a, 26 b, 26 c, and 26 d are installed at equal intervals in the circumferential direction of the diaphragm 25.
  • the suspensions 26a, 26b, 26c, and 26d are formed integrally with the diaphragm 25.
  • the suspensions 26 a, 26 b, 26 c, and 26 d are bonded to the upper surface portion of the frame 31.
  • the diaphragm 25 and the suspensions 26a, 26b, 26c, and 26d are not necessarily formed integrally.
  • the voice coil 28 is inserted into the magnetic gap 27 and fixed to the outer peripheral portion of the diaphragm 25. By applying an electrical signal to the voice coil 28, the diaphragm 25 can be vibrated.
  • the magnetic fluid 29 is filled in a space formed between the inner periphery of the voice coil 28 and the plate 24.
  • the magnetic fluid 29 is held by the magnetic force of the magnet 23. And the magnetic fluid 29 can hold
  • the first frame 31 constitutes a part of a housing that houses the first unit 20 and the second unit 21. Further, the first frame 31 holds the outer peripheral portions of the magnetic circuit and the suspensions 26a, 26b, 26c, and 26d firmly. Ventilation passages 35a and 35b are provided in part of the region of the first frame 31 that is located between the suspensions 26a, 26b, 26c, and 26d when viewed in plan.
  • the air passages 35a and 35b are formed as a first empty chamber formed in front of the diaphragm 25 of the first unit 20 and a second empty chamber formed in front of the diaphragm 37 of the second unit 21. And connect. Therefore, the sound radiated in front of the diaphragm 37 of the second unit 21 passes through the second vacant chamber, the air passages 35a and 35b, and the first vacant chamber in order, and the sound hole 34 of the acoustic port 33. Is emitted from the outside. That is, the air passages 35a and 35b correspond to air passages for guiding the sound output from the second unit 21 to the outside.
  • the other part of the area located between the suspensions 26a, 26b, 26c, and 26d is a lead electrically connected to the voice coil 28.
  • Lines 36a and 36b are arranged. An electrical signal is applied to the voice coil 28 via these lead wires 36a and 36b.
  • the second unit 21 is disposed below the first unit 20. Similar to the first unit 20, the second unit 21 includes a diaphragm 37 and the like.
  • the diaphragm 37 is an example of a second diaphragm that emits sound by vibrating back and forth.
  • the shape and size of the diaphragm 37 are the same as those of the diaphragm 25 of the first unit 20.
  • the diaphragm 25 provided in the first unit 20 and the diaphragm 37 provided in the second unit 21 are viewed from the vibration direction of the diaphragm 25 or the diaphragm 37.
  • the diaphragm 25 and the diaphragm 37 are installed so that their vibration directions are parallel to each other.
  • the second unit 21 has the same configuration as the first unit 20, detailed description of each component is omitted here.
  • the second frame 32 constitutes a part of a housing that houses the first unit 20 and the second unit 21. Further, the second frame 32 firmly holds the magnetic circuit of the second unit 21 and the outer peripheral portions of the plurality of suspensions.
  • the acoustic port 33 constitutes a part of a housing that houses the first unit 20 and the second unit 21.
  • the acoustic port 33 is fixed to the upper surface of the first frame 31. That is, the acoustic port 33 is disposed above the first unit 20.
  • a sound hole 34 is formed at the center of the acoustic port 33.
  • the sound hole 34 is connected to a first vacancy formed in front of the diaphragm 25 of the first unit 20.
  • the sound hole 34 is connected to a second vacant space formed in front of the diaphragm 37 of the second unit 21 via the air passages 35a and 35b.
  • the diaphragm 37 vibrates. And the sound radiated to the front of the diaphragm 37 due to the vibration of the diaphragm 37 passes through the air passages 35a and 35b as shown by the arrow II in FIG. The sound is radiated from the sound hole 34 to the outside of the speaker.
  • the sound radiated in front of the diaphragm 37 of the second unit 21 is combined with the sound radiated in front of the diaphragm 25 of the first unit 20 indicated by the arrow I in the speaker. Therefore, the synthesized sound of the sound output from the first unit 20 and the sound output from the second unit 21 is radiated to the outside from the sound hole 34 of the acoustic port 33.
  • the sound output from the second unit 21 is radiated to the outside through the air passages 35 a and 35 b provided between the suspensions of the first unit 20.
  • the speaker according to the present embodiment it is not necessary to increase the outer shape of the first unit 20 in order to provide a ventilation path for guiding the sound output from the second unit 21 to the outside. That is, the speaker in this embodiment can be made smaller than the conventional speaker as shown in FIG.
  • the speaker in the present embodiment since the speaker in the present embodiment includes two units having diaphragms having the same shape and size, acoustic efficiency can be improved as compared with a speaker including only one unit. For example, when the input electrical energy is the same, the speaker in the present embodiment can improve the output sound pressure level by +3 dB as compared with a speaker including only one unit. Further, when the output sound pressure level is the same, the speaker in the present embodiment can reduce the input electric energy by half as compared with a speaker having only one unit.
  • the speaker according to the present embodiment can simultaneously realize downsizing and power saving. That is, according to the speaker in the present embodiment, it is possible to reduce the size of the speaker while suppressing a decrease in acoustic efficiency.
  • the diaphragm is supported by a plurality of suspensions. Therefore, the stiffness of the suspension can be reduced and the minimum resonance frequency of the unit can be lowered as compared with the case where the entire outer periphery of the diaphragm is supported by one suspension. As a result, even if the speaker in this embodiment is small, it can reproduce a sound in a relatively low frequency range.
  • the inner periphery of the voice coil 28 is filled with a magnetic fluid 29 that is stably held by the magnetic flux of the magnetic gap 27. Therefore, the magnetic fluid 29 can stably support the diaphragm 25 and the voice coil 28 due to its viscosity. Moreover, the magnetic fluid 29 can also suppress the heat generation of the voice coil 28, and can also prevent the voice coil 28 from being burned out when a large electric signal is input.
  • the sound radiated behind the diaphragm 25 of the first unit 20 is vibrated by the magnetic fluid 29 filled in the magnetic gap 27 between the inner periphery of the voice coil 28 and the outer periphery of the plate 24.
  • the passage to the front of the plate 25 is prevented. Therefore, the sound radiated to the rear of the diaphragm 25 passes through the sound hole 30 as shown by an arrow III in FIG. 1B without passing through the magnetic gap 27 and leaking to the front of the diaphragm 25.
  • the sound radiated behind the diaphragm 37 of the second unit 21 is also radiated to the outer space as indicated by the arrow IV in FIG.
  • the sound (arrows I and II) radiated in front of the diaphragms of the first unit 20 and the second unit 21 and the sound have an opposite phase. Sounds that are radiated behind the diaphragm (arrows III and IV) are simultaneously radiated to the outer space.
  • sound radiated in front of the diaphragm (arrows I and II) is radiated into the ear canal and radiated behind the diaphragm (arrow III). IV) radiates out of the ear canal, so there is little interference between the sounds.
  • the rear of the diaphragm may be sealed in order to prevent the sound radiated from the rear of the diaphragm from being radiated to the outer space.
  • the lowest resonance frequency of the unit increases due to the air stiffness of the sealed vacant space behind the diaphragm and the reproduction limit in the low sound range increases.
  • the diaphragm 37 of the second unit 21 is also supported by a plurality of suspensions as in the first unit 20, but the diaphragm 37 is not necessarily provided by a plurality of suspensions. There is no need to be supported by.
  • the second unit 21 does not need to be provided with a ventilation path for guiding the sound output from other units to the outside. Therefore, the suspension provided in the second unit 21 may be an annular suspension continuously connected in the circumferential direction of the diaphragm 37.
  • the speaker in the present embodiment includes two units, it may include three or more units. In this case, it is preferable that three or more units are arranged in series vertically. At this time, a ventilation path may be provided between the plurality of suspensions in units other than the unit arranged at the lowermost position. With this configuration, sounds output from three or more units are synthesized, so that a more efficient small speaker than a conventional speaker can be realized.
  • the loudspeaker in the present embodiment is greatly different from the loudspeaker in the first embodiment described above in the arrangement direction of the two units.
  • the first unit and the second unit have the same positional relationship between the magnetic circuit and the diaphragm with respect to the radiation direction of the sound radiated from the acoustic port. That is, in Embodiment 1, the diaphragm and the magnetic circuit are arranged in order from the acoustic port side in both the first unit and the second unit.
  • the two units are arranged so that the magnetic circuits face each other. That is, the first unit and the second unit are arranged so that the bottom surface side of the magnetic circuit of the first unit and the bottom surface side of the magnetic circuit of the second unit face each other.
  • the diaphragms are arranged vertically symmetrically.
  • the first unit and the second unit are arranged in the same direction.
  • the first unit and the second unit are arranged. Are arranged in the opposite direction.
  • FIG. 2 is a diagram showing a speaker according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view of the speaker in the present embodiment.
  • FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the speaker in the present embodiment. More specifically, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along EOF shown in the plan view of FIG.
  • the speaker in the present embodiment includes a first unit 40, a second unit 41, a first frame 42 that holds the first unit 40, and a second unit 41.
  • a second frame 43 to be held and an acoustic port 46 are provided.
  • the first frame 42 is provided with a first air passage 44.
  • the first air passage 44 is provided at the same position as the air passage 35a in the first embodiment. That is, the first air passage 44 is provided so as to be positioned between the plurality of suspensions provided in the first unit 40 when viewed in plan.
  • the second frame 43 is provided with a second ventilation path 45.
  • the second air passage 45 is provided so as to be positioned between a plurality of suspensions included in the second unit 41.
  • the first air passage 44 and the second air passage 45 are connected.
  • the acoustic port 46 is fixed to the first frame 42 on the diaphragm side of the first unit 40.
  • a sound hole 47 is formed at the center of the acoustic port 46.
  • first unit 40 and the second unit 41 are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1B, and thus detailed description thereof is omitted here.
  • the sound radiated in front of the diaphragm of the first unit 40 is radiated to the outside through the sound hole 47 of the acoustic port 46 as indicated by an arrow I in FIG. Further, the sound radiated in front of the diaphragm of the second unit 41 passes through the second air passage 45 and the first air passage 44 as indicated by an arrow II in FIG. And radiated outside through the sound hole 47. Further, the sound radiated to the rear of the diaphragm of each unit is radiated to the outside through a hole formed in the side surface of the speaker, as indicated by arrows III and IV in FIG.
  • the loudspeaker in the present embodiment is greatly different from the loudspeaker in the first embodiment in vibration characteristics. Next, this vibration characteristic will be described.
  • the vibration direction of each magnetic circuit is as indicated by arrows 203 and 204 in FIG. That is, the vibration force of the two magnetic circuits acts so as to cancel each other's vibration.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the result of measuring the vibration force acting on the entire speaker with a force meter fixed to the bottom surface of the speaker.
  • the voice coil of each unit used in this measurement is a voice coil having an inner diameter of 3.8 mm, a mass of 95 mg, and an electrical impedance of 36 ⁇ .
  • the diaphragm is a dome-shaped polyimide film having a thickness of 10 ⁇ m.
  • the material of the magnet is neodymium.
  • the outer diameter of the magnetic circuit is ⁇ 5 mm.
  • the horizontal axis indicates the frequency
  • the vertical axis indicates the vibration force.
  • the vibration force is expressed as a relative value.
  • a graph 301 is a measurement result when the first unit is driven alone.
  • a graph 302 is a measurement result when the second unit is driven alone.
  • a graph 304 is a measurement result when two units are driven simultaneously. In the graph 304, it can be seen that the vibration force is suppressed by about ⁇ 20 dB over the entire band compared to when the first unit or the second unit is driven alone.
  • Graph 303 shows the measurement results when the two units are driven so that the vibrations are in the same direction for reference. That is, the graph 303 corresponds to the measurement result when the speaker in Embodiment 1 is driven. In the graph 303, it can be seen that the vibration force is increased by about +3 dB as compared with the case where the first unit or the second unit is driven alone.
  • the speaker in the second embodiment in addition to the same effects as the speaker in the first embodiment, it is also possible to suppress vibration.
  • the vibration force as a speaker is reduced to ⁇ 20 dB, that is, 1/10.
  • the hearing aid including the speaker according to the present embodiment can suppress the howling phenomenon that occurs when the vibration of the speaker is transmitted and the microphone for sound collection vibrates.
  • the magnetization direction of the magnetic circuit of each unit is not particularly limited.
  • the magnetization direction of the magnetic circuit is preferably such that the opposing magnetic circuits are repelled, that is, the N poles or the S poles face each other. That is, it is preferable that the magnetization directions of the magnetic circuit of each unit are opposite to each other in the vibration direction of the diaphragm.
  • the difference between the speaker in the present embodiment and the speaker in the second embodiment is the arrangement direction of the first unit and the second unit.
  • the magnetic circuits of the units are arranged so as to face each other.
  • the diaphragms of the units are interposed via the spacers 54. It arrange
  • FIG. 4 is a diagram showing a speaker according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4A is a plan view of a speaker in the present embodiment.
  • FIG. 4B is a longitudinal sectional view of the speaker in the present embodiment. More specifically, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along GOH shown in the plan view of FIG.
  • the speaker in the present embodiment includes a first unit 50, a second unit 51, a first frame 52 that holds the first unit 50, and a second unit 51.
  • a second frame 53 to be held, a spacer 54 provided between the first frame 52 and the second frame 53, and an acoustic port 56 are provided.
  • the first frame 52 is provided with air passages 55a and 55b.
  • the ventilation paths 55a and 55b are provided at the same positions as the ventilation path 35a in the first embodiment. That is, the air passages 55a and 55b are provided between a plurality of suspensions that respectively support different positions on the outer peripheral portion of the diaphragm of the first unit, as in the first and second embodiments.
  • the acoustic port 56 is fixed to the first frame 52 on the magnetic circuit side of the first unit 50.
  • a sound hole 57 is formed at the center of the acoustic port 56.
  • each diaphragm When an electrical signal is applied to the voice coil of the first unit 50 and the voice coil of the second unit 51, each diaphragm vibrates and emits sound, as in the first and second embodiments. .
  • the sound radiated in front of each diaphragm is synthesized into one inside the speaker as indicated by an arrow V in FIG.
  • the synthesized sound passes through the air passages 55a and 55b provided in the first frame 52 and is radiated from the sound hole 57 to the outer space.
  • the sound radiated to the rear of each diaphragm is radiated to the outer space as indicated by arrows III and IV in FIG.
  • the major difference between the present embodiment and the first and second embodiments is how to synthesize sound radiated from the diaphragms of the first and second units.
  • the sound from the two units output from the speaker is the same as the sound from the first unit (arrow I) output directly to the acoustic port and the first. Or the sound (arrow II) from the second unit that has passed through the air passages provided in the first and second frames.
  • a passage difference that is, a phase difference
  • the sound output from the two units passes through the common air passage and is radiated from the sound hole 57 formed in the acoustic port 56. Therefore, the reproduced sound of the speaker in the present embodiment does not cause a phase difference unlike the speaker in the first or second embodiment, and the sound pressure frequency characteristic in the high sound range is improved, and the reproduction with higher sound quality is achieved. Sound can be realized.
  • the vibrations of the magnetic circuit receiving the reaction force of the vibrations of the diaphragm are canceled out as indicated by arrows 213 and 214 in FIG. Therefore, as in Embodiment 2, the speaker in this embodiment can suppress vibration of the entire speaker. Moreover, what is necessary is just to set the magnetization direction of a mutual magnetic circuit arbitrarily. At this time, it is desirable that the units be arranged so that the same poles face each other so that the magnetic circuits repel each other. As a result, the magnetic flux leaking from the diaphragm side of the magnetic circuit is sealed by the repulsive magnetic flux, and the magnetic flux in the magnetic gap into which the voice coil is inserted is increased, thereby improving the sound pressure level. it can.
  • the second unit 51 includes a plurality of suspensions that respectively support different positions of the outer peripheral portion of the diaphragm.
  • the second unit 51 does not necessarily have the plurality of suspensions. It is not necessary to have.
  • the second frame 53 does not need to be provided with a ventilation path in order to guide the sound output from the second unit 51 to the acoustic port 56. Therefore, the second unit 51 may include a single suspension that supports the entire outer peripheral portion of the diaphragm.
  • the speaker in the present embodiment is different from the speaker in the first embodiment in that two sound holes for independently radiating sounds output from the two units are formed in the acoustic port. It is.
  • FIG. 5 is a diagram showing a speaker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5A is a plan view of the speaker in the present embodiment.
  • FIG. 5B is a longitudinal sectional view of the speaker in the present embodiment. More specifically, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along IOJ shown in the plan view of FIG.
  • the speaker according to the present embodiment includes a first unit 60, a second unit 61, a first frame 62 that holds the first unit 60, and a second unit 61.
  • a second frame 63 to be held and an acoustic port 65 are provided.
  • the first frame 62 is provided with air passages 64a and 64b.
  • the acoustic port 65 is provided with a first sound hole 66 and second sound holes 67a and 67b.
  • a first vacant space 68 is formed in front of the diaphragm of the first unit 60.
  • the first vacant space 68 is connected to the first sound hole 66. Therefore, the sound radiated in front of the diaphragm of the first unit 60 is radiated to the outside through the first vacant space 68 and the first sound hole 66 in order.
  • a second empty chamber 69 is formed in front of the diaphragm of the second unit 61.
  • the second vacant chamber 69 is connected to the second sound holes 67a and 67b via the air passages 64a and 64b. Therefore, the sound radiated in front of the diaphragm of the second unit 61 is radiated to the outside through the second empty chamber 69, the air passages 64a and 64b, and the second sound holes 67a and 67b in order.
  • FIG. 6 is an external view of the first frame 62 according to the fourth embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6, the joining state of the air passages 64 a and 64 b provided in the first frame 62 and the second sound holes 67 a and 67 b formed in the acoustic port 65 will be described.
  • the first frame 62 includes support bases 72a, 72b, 72c, 72d and support columns 73a, 73b. To the support bases 72a, 72b, 72c, 72d, the outer peripheral portions of a plurality of suspensions that respectively support different positions of the outer peripheral portion of the diaphragm of the first unit 60 are fixed.
  • the support columns 73a and 73b form air passages 64a and 64b between the suspensions.
  • the upper ends of the columns 73a and 73b are joined to the lower ends of the second sound holes 67a and 67b of the acoustic port 65, respectively.
  • the present embodiment is greatly different from the first embodiment in that the sound radiated in front of the diaphragm of the first unit 60 is radiated from the first sound hole 66 formed in the acoustic port 65, and the second The sound radiated in front of the diaphragm of the unit 61 is radiated from the second sound holes 67 a and 67 b formed in the acoustic port 65 through the air passages 64 a and 64 b provided in the first frame 62. It is a point. Thereby, the sound radiated in front of each diaphragm is completely separated from each other until it is radiated to the outside from the acoustic port 65.
  • the sound radiated in front of the diaphragm of the first unit 60 is the acoustic stiffness of the first vacant space 68 formed in front of the diaphragm and the first sound hole formed in the acoustic port 65.
  • a first acoustic resonance is generated.
  • the sound radiated in front of the diaphragm of the second unit 61 is the acoustic stiffness of the second vacant chamber 69 formed in front of the diaphragm and the second sound hole formed in the acoustic port 65.
  • a second acoustic resonance is generated.
  • the first vacant space 68, the second vacant space 69, and the first sound hole 66 are set so that the first acoustic resonance and the second acoustic resonance have different frequencies.
  • Second sound holes 67a and 67b are formed. That is, the first acoustic resonance that depends on the acoustic capacity of the first vacant space 68 and the acoustic mass of the first sound hole 66, the acoustic capacity of the second vacant room 69, and the second sound holes 67a and 67b.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the acoustic characteristics of the speaker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • a microphone is disposed at one end of an acoustic tube having an inner diameter of 13 mm and a length of 25 mm corresponding to the ear canal, and an outer diameter of the main body is 6.5 mm and an outer diameter of the acoustic port is 4 mm.
  • the measurement was performed with the speaker of this embodiment having a thickness of 4 mm attached.
  • the measurement result in the low frequency range of the sound pressure frequency characteristic varies greatly depending on whether the joint with the measurement acoustic tube is sealed or opened.
  • an open-type hearing aid or earphone in which the external auditory canal is in a state of ventilation with the outside air is desired. Therefore, here, measurement is performed as an open-type hearing aid or earphone by providing a gap between the speaker and the inner wall of the ear canal.
  • a graph 701 indicates a sound emitted toward the front of the diaphragm of the first unit 60. Further, the graph 702 shows sound radiated forward of the diaphragm of the second unit 61.
  • the sound pressure peak near 2 kHz fp represents the resonance of the acoustic tube for measurement. In both graphs 701 and 702, the resonance of the measurement acoustic tube occurs at the same frequency.
  • the second sound pressure peak occurs in the vicinity of 7.3 kHz (f01).
  • This peak represents acoustic resonance due to the acoustic stiffness of the first vacant space 68 formed in front of the diaphragm of the first speaker and the acoustic mass of the first sound hole 66.
  • the graph 702 shows, in the sound radiated to the front of the diaphragm of the second unit 61, the second sound pressure peak occurs near 5.3 kHz (f02).
  • This peak is an acoustic resonance caused by the acoustic stiffness of the second vacant space 69 formed in front of the diaphragm of the second unit 61 and the acoustic mass of the second sound holes 67a and 67b.
  • the sound pressure frequency characteristic of the synthesized sound of the sound output from the first unit 60 and the sound output from the second unit 61 is, for example, in the high frequency range of 2 kHz or higher, for example, acoustic resonance is outside the reproduction band.
  • a high sound pressure level can be realized in a wide band.
  • the suspension that supports the diaphragm of the second unit 61 is configured as one suspension so as to support the entire circumference of the outer periphery of the diaphragm. As shown in FIG. 2, the suspension may be configured as a plurality of suspensions so as to support different positions on the outer peripheral portion of the diaphragm.
  • the sound pressure frequency characteristics shown in FIG. 7 are measurement results measured by a speaker in which the second unit 61 includes a plurality of suspensions in order to align the low frequency characteristics of the two units.
  • the cross-sectional area or length of each sound hole formed in the acoustic port 65 may be adjusted. Or what is necessary is just to adjust the volume of the 1st empty room 68 and the 2nd empty room 69 which are formed ahead of each diaphragm. In this way, an arbitrary frequency can be set as the frequency of acoustic resonance.
  • Embodiment 5 Next, an example in which the speaker according to one embodiment of the present invention is mounted on a device will be described. First, in Embodiment 5, an example in which a speaker is mounted on a hearing aid will be described.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a hearing aid according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 9 is a detailed view of the hearing aid according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 10 is a detailed view when the receiver part of the hearing aid in Embodiment 5 of the present invention is attached to the ear canal of the ear.
  • the hearing aid is inserted into the ear canal of the ear 83 and used.
  • the hearing aid includes a hearing aid body 80, a lead tube 81, and a receiver 82.
  • the hearing aid main body 80 includes a signal processing unit that converts a sound of a speaker's voice picked up by a microphone into an electric signal and optimizes the characteristic in accordance with a user's auditory characteristic, and an amplifier unit that amplifies the electric signal.
  • the lead tube 81 includes an electric wire inside and transmits an electrical signal.
  • the receiver 82 converts the electrical signal sent from the lead tube 81 into sound.
  • the receiver 82 will be described in detail with reference to FIG.
  • the speaker unit 84 serving as the main body of the receiver 82 has the same configuration as the speaker shown in the first embodiment, and the same parts as those shown in FIG.
  • a lead tube joint 85 in which a sound hole 92 for extracting sound emitted from the back surface of the diaphragm of the second unit 21 is formed is attached to the second frame 32 that holds the second unit 21.
  • the tube 86 is joined.
  • An ear tip 87 having a vent hole 88 is attached to the acoustic port 33.
  • the speaker part 84 which is the main body of the receiver 82 is joined to the lead wire in the lead tube 86, and converts an electric signal sent from the lead wire into a reproduced sound.
  • the wearing state in which the hearing aid receiver 82 is inserted into the ear canal will be described in detail with reference to FIG.
  • the receiver 82 is inserted into the ear canal 89 of the ear 83.
  • the ear tip 87 attached to the tip of the acoustic port 33 contacts the inner wall surface of the ear canal 89.
  • the receiver 82 of the hearing aid is divided into two types called a closed type with no gap between the inner wall surface of the ear canal and an open type with a vent depending on the form of insertion into the ear canal. It is divided into.
  • the receiver 82 in the present embodiment is an open type receiver in which a vent hole 88 is formed in the ear tip 87.
  • the hearing aid assists the user's listening by causing the sound emitted from the receiver 82 to reach the eardrum 90. A part of the sound radiated from the receiver 82 is guided to the outside air through the vent hole 88 formed in the ear tip 87, and a leak sound 91 is generated. For this reason, generally, in an open type hearing aid, the sound pressure level decreases in a low frequency range of 1 kHz or less.
  • the diaphragms of the two units are supported by a plurality of suspensions having small stiffness. Therefore, it becomes possible to reduce the minimum resonance frequency of each unit to around 300 Hz. As a result, with the hearing aid in the present embodiment, even an open type hearing aid can be reproduced without lowering the sound pressure level to the low frequency range. That is, the hearing aid in the present embodiment can reproduce high-quality sound.
  • the hearing aid in the present embodiment uses two units, the reproduced sound pressure is highly efficient. That is, a sufficient input volume can be obtained even with a small input signal, so that battery consumption can be suppressed. Further, the sound output from the second unit 21 is guided to the outside by a ventilation path provided between a plurality of suspensions that respectively support a part of the outer peripheral portion of the diaphragm of the first unit 20. Therefore, even if the hearing aid includes two units, it is possible to suppress an increase in the outer shape of the receiver 82.
  • the receiver 82 can be easily inserted into the ear canal, and at the same time, the ear canal is not blocked by the presence of the receiver itself, and the air in the vicinity of the eardrum can be easily ventilated with the outside air from the vent hole of the ear tip. Can be worn comfortably for a long time.
  • the hearing aid provided with the speaker of the first embodiment has been described, but it goes without saying that the hearing aid may include any of the speakers of the second to fourth embodiments.
  • the hearing aid has been described.
  • inner earphones that are attached to a music player or a portable device such as a mobile phone equipped with a TV function and reproduce music or audio can be used in the first to third embodiments. Any one of the four speakers may be provided.
  • most of the current inner-type earphones are hermetically sealed, but according to the present invention, an open-type inner with high sound quality that does not get tired even when worn for a long time and can sufficiently reproduce the low frequency range.
  • a type earphone can be realized.
  • FIG. 11 is an overview diagram when the ear-hook type headphone according to the sixth embodiment of the present invention is attached to the ear.
  • the headphones in the present embodiment are held at the headphone main body 100, the ear-hook holder portion 101 that holds the headphones in the gap between the ear and the head, and the end of the ear-hook holder.
  • a receiver 102 including a speaker according to one embodiment of the present invention and a cord 103 that transmits an electrical signal to the receiver 102 are provided.
  • the receiver 102 is not inserted into the ear canal and is disposed near the entrance of the ear canal.
  • the speaker used in this embodiment may be any of the speakers in the first to fourth embodiments.
  • the protruding portion of the acoustic port is in the way, so a speaker in which the protruding portion is shortened or removed is preferable.
  • the receiver 102 is gently held by the ear hook holder 101. Accordingly, a gap is formed between the receiver 102 and the entrance of the ear canal so that sound leaks.
  • the diaphragms of two units are supported by a plurality of suspensions. Therefore, the minimum resonance frequency of each unit can be reduced to around 100 Hz. As a result, even if sound emitted from the receiver 102 leaks to the outer space at the entrance of the ear canal, it is possible to realize high-quality headphones that can be reproduced to the low sound range. Further, since the receiver 102 is not inserted into the ear canal, it can be realized as an open type headphone that can be worn for a long time.
  • the speaker according to one embodiment of the present invention is mounted on the earphone, but may be mounted on HMD (Head Mount Display) or glasses for viewing 3D images.
  • HMD Head Mount Display
  • a high-quality device capable of reproducing a powerful bass can be easily realized with little fatigue even when used for a long time.
  • FIG. 12 is an external view of a portable terminal device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the portable terminal device includes an upper housing 150, a lower housing 151, a liquid crystal screen 152, a hinge portion 153, and a speaker 154.
  • a sound hole 155 is formed in the upper housing 150.
  • the portable terminal device shown in FIG. 12 is a foldable mobile phone whose main body includes an upper housing 150 and a lower housing 151.
  • the upper housing 150 and the lower housing 151 are connected so as to be rotatable around a hinge portion 153.
  • the upper casing 150 is provided with a liquid crystal screen 152 on the front.
  • the speaker 154 is disposed inside the upper housing 150 and at the upper end of the liquid crystal screen 152. Note that the speaker 154 is the same as one of the speakers described in Embodiments 1 to 4.
  • the portable terminal device configured as described above will be described.
  • the reception signal processed by the signal processing unit is input to the speaker 154, and the reception sound is reproduced.
  • the speaker 154 is a speaker that reproduces a received sound with a mobile phone, and operates as an acoustic transducer called a receiver.
  • the portable terminal device includes a miniaturized speaker while suppressing a decrease in acoustic efficiency. Therefore, the portable terminal device can be miniaturized and can save power. Can also be realized.
  • the speaker according to one embodiment of the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out various deformation
  • the speaker includes the magnetic fluid, but does not necessarily include the magnetic fluid.
  • the speaker may have a structure in which a space formed in front of the diaphragm and a space formed in the rear of the diaphragm can be physically blocked in each unit.
  • a miniaturized and highly efficient speaker can be realized, which is useful as a speaker mounted on an earphone, a hearing aid, a portable terminal device, or the like.

Landscapes

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Abstract

　音響効率の低下を抑制しつつ、スピーカの小型化を図ることができるスピーカを提供する。スピーカは、各々が音を出力する第１のユニット（２０）及び第２のユニット（２１）を備え、第１のユニット（２０）は、前後に振動して音を放射する振動板（２５）と、振動板（２５）の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持する複数のサスペンション（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）とを有し、複数のサスペンション（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）の間には、第２のユニット（２１）から出力される音を外部に導くための通気路（３５ａ、３５ｂ）が少なくとも１つ設けられている。

Description

スピーカ、補聴器、イヤホン及び携帯型端末装置
　本発明は、小型スピーカ、特にレシーバと呼ばれる超小型スピーカおよびそれを備える機器に関する。
　近年、携帯型の音楽プレーヤの普及とともに、屋内外で気軽に音楽再生を楽しむためのイヤホンやヘッドホンが多用されてきている。また、高齢化社会の進展とともに、補聴器の需要が増大し、補聴器の音響再生に用いられる超小型スピーカであるレシーバの使用増加が予測される。
　このような音楽再生を主目的とするイヤホン、或いは補聴器のレシーバには、耳の外耳道に挿入するインナー型のイヤホン又はレシーバが多く用いられている。使用者の装着感を考慮すると、そのようなインナー型のイヤホン又はレシーバの形状は小型であることが望ましい。特に日常生活を通して使用者が長時間耳に装着する補聴器では、装着感を意識させないような小型のレシーバが強く求められる。
　また、特に補聴器では、電池寿命を長くして、長時間使用に耐え得ることが求められる。そのため、補聴器では、レシーバで消費される電力を抑えることが重要である。消費電力を抑制するためには、レシーバの音響効率を高くして、省電力でも十分な音量が得られるようにすることが望ましい。しかしながら、スピーカの小型化と音響効率の向上とは、相反するものであり、一般的に、スピーカの音響効率を上げようとすれば、スピーカの形状は大きくなる。
　この課題を解決する従来技術の１つとして、特許文献１に示されるスピーカがある。図１３は、特許文献１に記載された従来スピーカの構造断面図である。図１３に示すように、従来のスピーカは、第１のスピーカユニット１と、第２のスピーカユニット２と、第１のスピーカユニットを保持する第１の筐体３と、第２のスピーカユニット２及び第１の筐体３を保持する第２の筐体４とを備える。スピーカ内部には、第１の筐体３の外周部と第２の筐体４の内周部によって通気路５が形成されている。
　第１のスピーカユニット１は、振動板６と、その振動板６の外周を全周にわたって支持するサスペンション７と、振動板６に固着されたボイスコイル８と、磁気回路部とを有する。磁気回路部は、ヨーク９と、マグネット１０と、プレート１１とを含む。また、磁気回路部には、ヨーク９の内周部及びプレート１１の外周部により磁気空隙１２が形成されている。ボイスコイル８は、磁気空隙１２内に保持されている。
　第２のスピーカユニット２は、第１のスピーカユニット１と同様の構造であるので、詳細な説明を省略する。
　以上のように構成された従来スピーカの動作を説明する。第２のスピーカユニット２の振動板１３から発生した音は、第１の筐体３の外周部と第２の筐体４の内周部により形成される通気路５を介してスピーカの外部に放射される。一方、第１のスピーカユニット１の振動板６で発生した音は、そのままスピーカの外部に放射される。その結果、第１のスピーカユニット１からの音と、通気路５より放射される第２のスピーカユニット２からの音とが合成され再生される。
　このように、２つのスピーカユニットは直列的に配置されているため、図１３に示す従来のスピーカは、小型化を図ることができる。つまり、２つのスピーカユニットを振動板の振動方向に重ねて配置することにより、２つのスピーカユニットを平面的に配置するよりも、スピーカ全体の小型化を図ることができる。また、２つのスピーカユニットから出力された音が１つに合成されるため、音響効率を向上させることが可能となる。
特開平２－４４８９９号公報
　しかしながら、上記従来のスピーカでは、第２のスピーカユニット２から出力された音は、通気路５を通じて外部に放射される。この通気路５は、第１のスピーカユニット１のサスペンション７の外周部を支持する第１の筐体３の、さらに外周部に設けられる。そのため、第１の筐体３の外形は、通気路５のスペースを確保するために大きくなる。
　また、第１のスピーカユニット１の外形は、第２のスピーカユニット２の外形より小さくする必要がある。つまり、第１のスピーカユニット１の振動板６の面積は、第２のスピーカユニット２の振動板１３の面積より小さくなってしまう。したがって、２つのスピーカから出力される音の音圧にはレベル差が生じてしまう。その結果、２つのスピーカユニットを用いても、高い音響効率と小型化とを両立することは困難であった。
　そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、音響効率の低下を抑制しつつ、スピーカの小型化を図ることができるスピーカ等を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るスピーカは、各々が音を出力する第１のユニット及び第２のユニットを備え、前記第１のユニットは、前後に振動して音を放射する第１の振動板と、前記第１の振動板の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持する複数のサスペンションとを有し、前記複数のサスペンションの間には、前記第２のユニットから出力される音を外部に導くための通気路が少なくとも１つ設けられている。
　また、前記第２のユニットは、前後に振動して音を放射する第２の振動板を有し、前記第１の振動板と前記第２の振動板とは、前記第１の振動板又は前記第２の振動板の振動方向からみたときに少なくとも板面の一部が互いに重なるように直列的に配置されていることが好ましい。
　また、さらに、音を外部に放射するための音響ポートを備え、前記第１のユニットは、前記音響ポートと前記第２のユニットとの間に配置され、前記第１の振動板の前方に放射される音は、前記音響ポートにより外部に放射され、前記第２の振動板の前方に放射される音は、前記通気路を介して、前記音響ポートにより外部に放射されることが好ましい。
　また、前記音響ポートには、第１の音孔と第２の音孔とが形成されており、前記第１の振動板から放射される音は、前記第１の音孔から放射され、前記第２の振動板から放射される音は、前記通気路を介して、前記第２の音孔から放射されることが好ましい。
　また、前記第１の振動板の前方には、第１の空室が形成されており、前記第２の振動板の前方には、第２の空室が形成されており、前記第１の空室の音響容量と前記第１の音孔の音響質量とに依存する第１の音響共振と、前記第２の空室の音響容量と前記第２の音孔の音響質量とに依存する第２の音響共振とが、互いに異なる周波数となるように、前記第１の空室と前記第２の空室と前記第１の音孔と前記第２の音孔とが形成されていることが好ましい。
　また、前記第１の振動板と前記第２の振動板との振動方向が互いに逆方向であることが好ましい。
　また、前記第１のユニット及び第２のユニットの各々は、磁気回路を備える動電型方式の電気音響変換器であり、前記第１のユニットの磁気回路の着磁方向と、前記第２のユニットの磁気回路の着磁方向とが、振動板の振動方向において互いに逆向きであることが好ましい。
　また、前記第１のユニットと前記第２のユニットとは、前記第１のユニットの磁気回路の底面側と、第２のユニットの磁気回路の底面側とが、対向するように配置されていることが好ましい。
　また、前記第１のユニットと前記第２のユニットとは、前記第１の振動板と、前記第２の振動板とが対向するように配置されていることが好ましい。
　また、前記第１の振動板の前方には、第１の空室が形成されており、前記第２の振動板の前方には、第２の空室が形成されており、前記音響ポートには、音孔が形成されており、前記音孔は、前記第１の空室と接続されており、かつ、前記通気路を介して前記第２の空室と接続されており、前記第１の振動板の後方に放射された音と、前記第２の振動板の後方に放射された音とは、前記音孔から放射される音とは異なる方向に放射されることが好ましい。
　また、前記第１のユニットの磁気回路に形成された、ボイスコイルが挿入される磁気空隙には、磁性流体が充填されていることが好ましい。
　本発明の一態様に係るスピーカによれば、複数のサスペンションが第１の振動板の外周部の互いに異なる位置を支持することにより、複数のサスペンションの間に通気路を設けることが可能となる。その結果、第２のユニットから出力される音を外部に導くための通気路のために、スピーカの外形を大きくする必要がなくなり、複数のユニットを備える高能率なスピーカを小型化することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態１におけるスピーカの断面図である。 図２は、本発明の実施の形態２におけるスピーカの平面図と断面図である。 図３は、本発明の実施の形態２におけるスピーカの振動力特性図である。 図４は、本発明の実施の形態３におけるスピーカの平面図と断面図である。 図５は、本発明の実施の形態４におけるスピーカの平面図と断面図である。 図６は、本発明の実施の形態４におけるフレームの概観図である。 図７は、本発明の実施の形態４におけるスピーカの音圧周波数特性図である。 図８は、本発明の実施の形態５における補聴器の装着時の概観図である。 図９は、本発明の実施の形態５におけるレシーバ部の詳細図である。 図１０は、本発明の実施の形態５におけるレシーバの装着状態図である。 図１１は、本発明の実施の形態６におけるヘッドホンの装着概観図である。 図１２は、本発明の実施の形態７における携帯型端末装置の外観図である。 図１３は、従来のスピーカの構造断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１におけるスピーカを示す図である。具体的には、図１の（ａ）は、本実施の形態におけるスピーカの横断面図である。また、図１の（ｂ）は、本実施の形態におけるスピーカの縦断面図である。より具体的には、図１の（ａ）は、図１の（ｂ）に示す縦断面図のＣ－Ｄで切断したときの断面図である。また、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の横断面図に示すＡ－Ｏ－Ｂで切断したときの断面図である。
　図１に示すように、本実施の形態におけるスピーカは、第１のユニット２０と、第２のユニット２１と、第１のフレーム３１と、第２のフレーム３２と、音響ポート３３とを備える。本実施の形態では、第１のユニット２０と第２のユニット２１との各々は、磁気回路を備える動電型方式の電気音響変換器である。
　第１のユニット２０は、音響ポート３３と第２のユニット２１との間に配置されている。第１のユニット２０は、ヨーク２２、マグネット２３、及びプレート２４を含む磁気回路と、振動板２５と、４つのサスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと、ボイスコイル２８と、磁性流体２９とを有する。
　マグネット２３は、ヨーク２２の内部底面に固着されている。また、プレート２４は、マグネット２３の上面に固着されている。ヨーク２２とマグネット２３との間には、磁気空隙２７が形成されている。ヨーク２２、マグネット２３、及びプレート２４の中央部には、ヨーク２２、マグネット２３、及びプレート２４を貫通する音孔３０が形成されている。
　振動板２５は、前後に振動することにより音を放射する第１の振動板の一例である。本実施の形態では、振動板２５の断面形状は、図１の（ｂ）に示すように、上方（前方）に凸となる凸形状である。
　サスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、振動板２５の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持している。つまり、サスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、振動板２５の外周部に離散的に設置されている。本実施の形態では、サスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、振動板２５の周方向に均等間隔に離れて設置されている。
　また、本実施の形態では、サスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、振動板２５と一体的に形成されている。そして、サスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、フレーム３１の上面部に接着されている。なお、振動板２５とサスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄとは、必ずしも一体的に形成される必要はない。
　ボイスコイル２８は、磁気空隙２７内に挿入され、振動板２５の外周部に固着されている。このボイスコイル２８に電気信号が印加されることにより、振動板２５を振動させることができる。
　磁性流体２９は、ボイスコイル２８の内周部とプレート２４との間に形成された空間に充填されている。磁性流体２９は、マグネット２３の磁気力で保持されている。そして、磁性流体２９は、その粘性によりボイスコイル２８を磁気空隙２７内に保持し、ボイスコイル２８を安定的に振動させことができる。
　第１のフレーム３１は、第１のユニット２０及び第２のユニット２１を収納する筐体の一部を構成している。また、第１のフレーム３１は、磁気回路及びサスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの外周部を固着保持している。第１のフレーム３１の領域であって平面視したときにサスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの間に位置する領域のうちの一部には、通気路３５ａ、３５ｂが設けられている。
　この通気路３５ａ、３５ｂは、第１のユニット２０の振動板２５の前方に形成された第１の空室と、第２のユニット２１の振動板３７の前方に形成された第２の空室とを接続する。したがって、第２のユニット２１の振動板３７の前方に放射された音は、第２の空室、通気路３５ａ、３５ｂ、第１の空室を順に通過して、音響ポート３３の音孔３４から外部に放射される。つまり、通気路３５ａ、３５ｂは、第２のユニット２１から出力された音を外部に導くための通気路に相当する。
　また、第１のフレーム３１の領域であって平面視したときにサスペンション２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄの間に位置する領域のうちの他部には、ボイスコイル２８と電気的に接続されたリード線３６ａ、３６ｂが配置されている。これらのリード線３６ａ、３６ｂを介して、ボイスコイル２８に電気信号が印加される。
　第２のユニット２１は、第１のユニット２０の下方に配置されている。第２のユニット２１は、第１のユニット２０と同様に、振動板３７などを備える。
　振動板３７は、前後に振動することにより音を放射する第２の振動板の一例である。本実施の形態では、振動板３７の形状及び大きさは、第１のユニット２０の振動板２５と同一である。
　なお、図１の（ｂ）に示すように、第１のユニット２０が備える振動板２５と第２のユニット２１が備える振動板３７とは、振動板２５又は振動板３７の振動方向からみたときに少なくとも板面の一部が互いに重なるように直列的に配置されている。本実施の形態では、振動板２５と振動板３７とは、互いの振動方向が平行となるように設置されている。
　なお、第２のユニット２１は、第１のユニット２０と同構成のため、ここでは各構成要素の詳しい説明を省略する。
　第２のフレーム３２は、第１のユニット２０及び第２のユニット２１を収納する筐体の一部を構成している。また、第２のフレーム３２は、第２のユニット２１の磁気回路及び複数のサスペンションの外周部を固着保持している。
　音響ポート３３は、第１のユニット２０及び第２のユニット２１を収納する筐体の一部を構成している。音響ポート３３は、第１のフレーム３１の上面に固着されている。つまり、音響ポート３３は、第１のユニット２０の上方に配置されている。音響ポート３３の中央部には、音孔３４が形成されている。
　この音孔３４は、第１のユニット２０の振動板２５の前方に形成された第１の空室と接続されている。また、音孔３４は、第２のユニット２１の振動板３７の前方に形成された第２の空室と、通気路３５ａ、３５ｂを介して接続されている。
　次に、以上のように構成されたスピーカの動作を説明する。
　第１のユニット２０のボイスコイル２８に電気信号が印加されると、振動板２５が振動する。そして、振動板２５が振動することにより振動板２５の前方に放射された音は、図１の（ｂ）の矢印Iで示すように、音響ポート３３の音孔３４からスピーカの外部に放射される。
　第２のユニット２１のボイスコイルにも、第１のユニット２０のボイスコイル２８と同様の電気信号が印加されると、振動板３７が振動する。そして、振動板３７が振動することにより振動板３７の前方に放射された音は、図１の（ｂ）の矢印IIで示すように、通気路３５ａ、３５ｂを通過して、音響ポート３３の音孔３４からスピーカの外部に放射される。
　このとき、第２のユニット２１の振動板３７の前方に放射された音は、矢印Iで示した第１のユニット２０の振動板２５の前方に放射された音とスピーカ内で合成される。したがって、第１のユニット２０から出力された音と第２のユニット２１から出力された音との合成音が音響ポート３３の音孔３４から外部に放射される。
　このように、第２のユニット２１から出力された音は、第１のユニット２０のサスペンション間に設けられた通気路３５ａ、３５ｂを通過して外部に放射される。そのため、本実施の形態におけるスピーカでは、第２のユニット２１から出力された音を外部に導くための通気路を設けるために、第１のユニット２０の外形を大きくする必要がない。つまり、本実施の形態におけるスピーカは、図１３に示すような従来のスピーカよりも小型化することが可能となる。
　また、本実施の形態におけるスピーカは、互いに形状及び大きさが同じ振動板を有する２つのユニットを備えるので、１つのユニットのみを備えるスピーカに比べて、音響効率を向上させることができる。例えば、入力電気エネルギーが同じ場合は、本実施の形態におけるスピーカは、１つのユニットのみを備えるスピーカよりも、出力音圧レベルを＋３ｄＢ向上させることができる。また、出力音圧レベルが同じ場合は、本実施の形態におけるスピーカは、１つのユニットのみを備えるスピーカよりも、入力電気エネルギーを１／２にすることができる。
　つまり、本実施の形態におけるスピーカは、小型化と省電力化とを同時に実現することができる。つまり、本実施の形態におけるスピーカによれば、音響効率の低下を抑制しつつ、スピーカの小型化を図ることができる。
　さらに、本実施の形態では、振動板は複数のサスペンションで支持されている。そのため、１つのサスペンションで振動板の外周部の全周が支持される場合よりも、サスペンションのスティフネスを小さくすることができ、ユニットの最低共振周波数を低くできる。その結果、本実施の形態におけるスピーカは、小型であっても、比較的低音域の音を再生することが可能となる。
　また、本実施の形態では、ボイスコイル２８の内周部には、磁気空隙２７の磁束により安定的に保持された磁性流体２９が充填されている。したがって、磁性流体２９は、その粘性により、振動板２５及びボイスコイル２８を、安定的に支持することができる。また、磁性流体２９は、ボイスコイル２８の発熱を抑えることもでき、大きな電気信号が入力された時にボイスコイル２８が焼損することを抑制することもできる。
　さらに、第１のユニット２０の振動板２５の後方に放射される音は、ボイスコイル２８の内周部とプレート２４の外周部との間の磁気空隙２７に充填された磁性流体２９により、振動板２５の前方へ通過することを阻止されている。そのため、振動板２５の後方へ放射された音は、磁気空隙２７を通過して振動板２５の前方に漏れることなく、図１の（ｂ）の矢印IIIで示すように、音孔３０を通過して、外空間に放射される。同様に、第２のユニット２１の振動板３７の後方に放射される音も、図１の（ｂ）の矢印IVで示すように、外空間に放射される。
　このように、本実施の形態におけるスピーカでは、第１のユニット２０及び第２のユニット２１の各々の振動板の前方に放射される音（矢印I、II）と、この音とは逆位相の音であって振動板の後方に放射される音（矢印III、IV）とが外空間に同時に放射される。しかし、このスピーカが補聴器あるいはイヤホンに用いられる場合には、振動板の前方に放射される音（矢印I、II）は、耳孔内に放射され、振動板の後方に放射される音（矢印III、IV）は、耳孔外に放射されるため、互いの音が干渉することはほとんどない。
　なお、振動板の後方に放射される音を外空間に放射することを防止するために、振動板の後方を密閉状態にしてもよい。ただし、この場合は、振動板の後方の密閉空室の空気スティフネスにより、ユニットの最低共振周波数が上昇して、低音域の再生限界が上昇することを考慮する必要がある。
　また、本実施の形態では、第２のユニット２１の振動板３７も、第１のユニット２０と同様に、複数のサスペンションで支持される構成であったが、必ずしも振動板３７は、複数のサスペンションで支持される必要はない。第２のユニット２１には、他のユニットから出力された音を外部に導くための通気路が設けられる必要はない。したがって、第２のユニット２１が備えるサスペンションは、振動板３７の周方向に連続的につながった円環形状のサスペンションであってもよい。
　さらに、本実施の形態におけるスピーカは、２つのユニットを備えていたが、３つ以上のユニットを備えてもよい。この場合、３つ以上のユニットは、上下に直列的に配列されることが好ましい。このとき、最も下方に配置されるユニット以外のユニットにおいて、複数のサスペンションの間に通気路が設けられればよい。この構成により、３つ以上のユニットから出力された音が合成されるので、従来のスピーカよりも、さらに高能率な小型スピーカを実現することができる。
　（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２について説明する。
　本実施の形態におけるスピーカが、先に示した実施の形態１におけるスピーカと大きく異なる点は、２つのユニットの配列方向である。実施の形態１では、第１のユニットと第２のユニットとは、音響ポートから放射される音の放射方向に対して、磁気回路と振動板の位置関係が同じであった。つまり、実施の形態１では、第１のユニット及び第２のユニットの両方において、音響ポート側から順に、振動板及び磁気回路が配置されていた。
　一方、実施の形態２では、２つのユニットは、磁気回路が相対するように配置されている。つまり、第１のユニットと第２のユニットとは、第１のユニットの磁気回路の底面側と、第２のユニットの磁気回路の底面側とが、対向するように配置されている。言い換えれば、振動板が上下対称に配置されている。
　すなわち、実施の形態１におけるスピーカでは、第１のユニットと第２のユニットとが同一の方向に向けて配置されていたが、実施の形態２におけるスピーカでは、第１のユニットと第２のユニットとが相反する方向に向けて配置されている。
　以下、実施の形態２におけるスピーカについて、図面を参照しながら説明する。
　図２は、本発明の実施の形態２おけるスピーカを示す図である。具体的には、図２の（ａ）は、本実施の形態におけるスピーカの平面図である。また、図２の（ｂ）は、本実施の形態におけるスピーカの縦断面図である。より具体的には、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の平面図に示すＥ－Ｏ－Ｆで切断したときの断面図である。
　図２に示すように、本実施の形態におけるスピーカは、第１のユニット４０と、第２のユニット４１と、第１のユニット４０を保持する第１のフレーム４２と、第２のユニット４１を保持する第２のフレーム４３と、音響ポート４６とを備える。
　第１のフレーム４２には、第１の通気路４４が設けられている。第１の通気路４４は、実施の形態１における通気路３５ａと同様の位置に設けられている。つまり、第１の通気路４４は、平面視したときに第１のユニット４０が備える複数のサスペンションの間に位置するように設けられている。
　また、第２のフレーム４３には、第２の通気路４５が設けられている。第２の通気路４５は、第２のユニット４１が備える複数のサスペンションの間に位置するように設けられている。そして、第１の通気路４４と第２の通気路４５とは接続されている。
　音響ポート４６は、第１のユニット４０の振動板側で第１のフレーム４２と固着されている。また、音響ポート４６の中央部には、音孔４７が形成されている。
　なお、第１のユニット４０と第２のユニット４１の構成は、図１の（ｂ）で示した実施の形態１と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
　次に、以上のように構成されたスピーカの動作を説明する。
　第１のユニット４０の振動板の前方に放射された音は、図２の（ｂ）の矢印Iで示すように音響ポート４６の音孔４７より外部に放射される。また、第２のユニット４１の振動板の前方に放射された音は、図２の（ｂ）の矢印IIで示すように、第２の通気路４５と第１の通気路４４とを通過して、音孔４７より外部に放射される。また、各ユニットの振動板の後方に放射された音は、図２の（ｂ）の矢印III、IVで示すように、スピーカの側面に形成された孔より、外部に放射される。
　これらの音響再生の動作は、基本的に実施の形態１と大きく異ならない。本実施の形態におけるスピーカが、実施の形態１のスピーカと大きく異なるのは、振動特性である。次に、この振動特性について説明する。
　第１のユニット４０及び第２のユニット４１それぞれのボイスコイルに電気信号が印加されている場合、第１のユニット４０及び第２のユニット４１それぞれの振動板の振動方向は、図２の（ｂ）の矢印２０１、２０２で示すように、上下逆方向となる。このとき、それぞれの振動板の前方に放射される音の位相は同相である。
　一方、磁気回路では、振動板の振動方向に対する反力が生じる。したがって、各磁気回路の振動方向は、図２の（ｂ）の矢印２０３、２０４のようになる。つまり、２つの磁気回路の振動力は、互いの振動を打ち消しあうように作用する。
　図３は、スピーカ全体に作用する振動力を、スピーカの底面に固定した力計で測定した結果を示す特性図である。この測定で使用した各ユニットのボイスコイルは、内径φ３．８ｍｍ、質量９５ｍｇ、電気インピーダンス３６Ωのボイスコイルである。また、振動板は、厚みが１０μｍのポリイミドフイルムをドーム状に成形したものである。また、マグネットの材料は、ネオジウムである。また、磁気回路の外径はφ５ｍｍである。
　図３において、横軸は周波数を示し、縦軸は振動力を示す。また、振動力は、相対値で表されている。グラフ３０１は、第１のユニットを単独で駆動した場合の測定結果である。グラフ３０２は、第２のユニットを単独で駆動した場合の測定結果である。グラフ３０４は、２つのユニットを同時に駆動した場合の測定結果である。グラフ３０４では、全帯域に渡って、第１のユニット又は第２のユニットを単独で駆動した時よりも、振動力が約－２０ｄＢ抑制されていることが分かる。
　グラフ３０３は、参考のために２つのユニットの振動が同方向となるように駆動した場合の測定結果を示す。すなわち、グラフ３０３は、実施の形態１におけるスピーカを駆動した場合の測定結果に相当する。グラフ３０３では、振動力は、第１のユニット又は第２のユニットを単独で駆動した場合よりも、約＋３ｄＢ増加していることが分かる。
　以上の測定結果より、実施の形態２におけるスピーカによれば、実施の形態１におけるスピーカと同様の効果に加えて、振動を抑制することも可能となる。図３では、スピーカとしての振動力は－２０ｄＢすなわち、１／１０に低減された。これにより、本実施の形態におけるスピーカを備える補聴器あるいはイヤホンが外耳道に装着された時に、スピーカが振動することで生じる装着時の不快感を抑制することができる。さらに、本実施の形態におけるスピーカを備える補聴器は、スピーカの振動が伝達されて、収音用のマイクロホンが振動することで発生するハウリング現象を抑制することができる。
　なお、各ユニットの磁気回路の着磁方向は、特に限定するものでなく、例えば、対向する磁気回路の磁極が引き合う方向の場合であっても、音の位相が同相となるように、ボイスコイルに電気信号を印加すれば、上記と同様に振動抑制の効果を得ることができる。より好ましくは、磁気回路の着磁方向は、対向する磁気回路同士が反発する方向、すなわち、Ｎ極同士あるいはＳ極同士が互いに向かい合う方向に着磁することが好ましい。つまり、各ユニットの磁気回路の着磁方向は、振動板の振動方向において互いに逆向きであることが好ましい。これにより、互いの磁気回路の底面から漏れる磁束が、反発磁界により磁気回路内に封じ込まれて、磁気効率を向上させることができる。
　（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３について説明する。
　本実施の形態におけるスピーカが、実施の形態２におけるスピーカと異なる点は、第１のユニットと第２のユニットの配列方向である。具体的には、実施の形態２では、各ユニットの磁気回路同士が、互いに対向するように配置されていたが、本実施の形態では、各ユニットの振動板同士が、スペーサ５４を介して、互いに対向するように配置されている。
　以下、実施の形態３におけるスピーカについて、図面を参照しながら説明する。
　図４は、本発明の実施の形態３おけるスピーカを示す図である。具体的には、図４の（ａ）は、本実施の形態におけるスピーカの平面図である。また、図４の（ｂ）は、本実施の形態におけるスピーカの縦断面図である。より具体的には、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の平面図に示すＧ－Ｏ－Ｈで切断したときの断面図である。
　図４に示すように、本実施の形態におけるスピーカは、第１のユニット５０と、第２のユニット５１と、第１のユニット５０を保持する第１のフレーム５２と、第２のユニット５１を保持する第２のフレーム５３と、第１のフレーム５２と第２のフレーム５３との間に設けられたスペーサ５４と、音響ポート５６とを備える。
　第１のフレーム５２には、通気路５５ａ、５５ｂが設けられている。通気路５５ａ、５５ｂは、実施の形態１における通気路３５ａと同様の位置に設けられている。つまり、通気路５５ａ、５５ｂは、実施の形態１、２と同様に、第１のユニットの振動板の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持する複数のサスペンションの間に設けられている。
　音響ポート５６は、第１のユニット５０の磁気回路側で第１のフレーム５２と固着されている。また、音響ポート５６の中央部には、音孔５７が形成されている。
　次に、以上のように構成されたスピーカの動作を説明する。
　第１のユニット５０のボイスコイルと、第２のユニット５１のボイスコイルとに電気信号が印加されると、実施の形態１及び２と同様に、各振動板が振動して音が放射される。各振動板の前方に放射された音は、図４の（ｂ）の矢印Vで示すように、スピーカ内部で１つに合成される。このように合成された音は、第１のフレーム５２に設けられた通気路５５ａ、５５ｂを通過して、音孔５７より、外空間に放射される。また、各振動板の後方に放射された音は、図４の（ｂ）の矢印III、IVで示すように、外空間に放射される。
　以上のように、本実施の形態と実施の形態１、２との大きく異なる点は、第１、第２のユニットそれぞれの振動板から放射される音の合成のしかたである。先に記載した、実施の形態１、２において、スピーカから出力される２つのユニットからの音は、音響ポートに直接的に出力される第１のユニットからの音（矢印I）と、第１のフレーム、或いは第１、第２のフレームに設けられた通気路を通過した第２のユニットからの音（矢印II）との合成となる。これにより、実施の形態１、２では、第１のユニットからの音と第２のユニットからの音に通路差すなわち位相差が生じて、互いの音が干渉されるという問題がある。
　一方、本実施の形態では、２つのユニットから出力された音は共通の通気路を通過して、音響ポート５６に形成された音孔５７から放射される。したがって、本実施の形態におけるスピーカの再生音では、実施の形態１又は２におけるスピーカのように位相差が生じることがなく、特に高音域での音圧周波数特性が改善され、より高音質な再生音を実現できる。
　さらに、本実施の形態では、振動板の振動（矢印２１１、２１２）の反力を受ける磁気回路の振動は、図４の（ｂ）の矢印２１３、２１４で示すように、互いに打ち消される。そのため、実施の形態２と同様に、本実施の形態におけるスピーカは、スピーカ全体の振動を抑制することができる。また、互いの磁気回路の着磁方向は任意に設定すればよい。このとき、磁気回路が互いに反発するように、同極が対向するように各ユニットが配置されることが望ましい。これにより、磁気回路の振動板側から漏洩する磁束が、互いの反発しあう磁束で封じ込まれて、ボイスコイルが挿入される磁気空隙の磁束を上昇させて、音圧レベルを向上させることができる。
　なお、本実施の形態では、第２のユニット５１は、振動板の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持する複数のサスペンションを備えていたが、必ずしもこのように第２のユニット５１が複数のサスペンションを備える必要はない。第２のフレーム５３には、第２のユニット５１から出力された音を音響ポート５６に導くために通気路が設けられる必要がない。そのため、第２のユニット５１は、振動板の外周部の全体を支持する１つのサスペンションを備えてもよい。
　（実施の形態４）
　次に、本発明の実施の形態４について説明する。
　本実施の形態おけるスピーカが実施の形態１におけるスピーカと異なる点は、２つのユニットから出力された音を各々独立して外部に放射するための２つの音孔が音響ポートに形成されている点である。
　以下、実施の形態４におけるスピーカについて、図面を参照しながら説明する。
　図５は、本発明の実施の形態４におけるスピーカを示す図である。具体的には、図５の（ａ）は、本実施の形態におけるスピーカの平面図である。また、図５の（ｂ）は、本実施の形態におけるスピーカの縦断面図である。より具体的には、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の平面図に示すＩ－Ｏ－Ｊで切断したときの断面図である。
　図５に示すように、本実施の形態におけるスピーカは、第１のユニット６０と、第２のユニット６１と、第１のユニット６０を保持する第１のフレーム６２と、第２のユニット６１を保持する第２のフレーム６３と、音響ポート６５とを備える。
　第１のフレーム６２には、通気路６４ａ、６４ｂが設けられている。また、音響ポート６５には、第１の音孔６６と、第２の音孔６７ａ、６７ｂとが設けられている。
　第１のユニット６０の振動板の前方には、第１の空室６８が形成されている。第１の空室６８は、第１の音孔６６と接続されている。したがって、第１のユニット６０の振動板の前方に放射された音は、第１の空室６８及び第１の音孔６６を順に経由して外部に放射される。
　また、第２のユニット６１の振動板の前方には、第２の空室６９が形成されている。第２の空室６９は、通気路６４ａ、６４ｂを介して、第２の音孔６７ａ、６７ｂと接続されている。したがって、第２のユニット６１の振動板の前方に放射された音は、第２の空室６９と通気路６４ａ、６４ｂと第２の音孔６７ａ、６７ｂとを順に経由して外部に放射される。
　図６は、本発明の実施の形態４における第１のフレーム６２の外観図である。この図６を用いて、第１のフレーム６２に設けられた通気路６４ａ、６４ｂと、音響ポート６５に形成された第２の音孔６７ａ、６７ｂとの接合状態について説明する。
　第１のフレーム６２は、支持台７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄと、支柱７３ａ、７３ｂとを備える。支持台７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄには、第１のユニット６０の振動板の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持する複数のサスペンションの外周部が固着される。
　支柱７３ａ、７３ｂは、サスペンションとサスペンションとの間に通気路６４ａ、６４ｂを形成する。支柱７３ａ、７３ｂの上端部は、それぞれ音響ポート６５の第２の音孔６７ａ、６７ｂの下端部と接合される。
　次に、以上のように構成されたスピーカの動作を説明する。
　本実施の形態が実施の形態１と大きく異なるのは、第１のユニット６０の振動板の前方に放射された音は音響ポート６５に形成された第１の音孔６６から放射され、第２のユニット６１の振動板の前方に放射された音は、第１のフレーム６２に設けられた通気路６４ａ、６４ｂを経て、音響ポート６５に形成された第２の音孔６７ａ、６７ｂから放射される点である。これにより、それぞれの振動板の前方に放射された音は、音響ポート６５から外部に放射されるまでは、互いに完全に分離される。
　ここで、第１のユニット６０の振動板の前方に放射される音は、振動板の前方に形成された第１の空室６８の音響スティフネスと音響ポート６５に形成された第１の音孔６６の音響質量とに依存して、第１の音響共振を発生させる。同様に、第２のユニット６１の振動板の前方に放射される音は、振動板の前方に形成された第２の空室６９の音響スティフネスと音響ポート６５に形成された第２の音孔６７ａ、６７ｂの音響質量とに依存して、第２の音響共振を発生させる。
　そこで、本実施の形態では、第１の音響共振と第２の音響共振とが互いに異なる周波数となるように、第１の空室６８と第２の空室６９と第１の音孔６６と第２の音孔６７ａ、６７ｂとが形成されている。つまり、第１の空室６８の音響容量と第１の音孔６６の音響質量とに依存する第１の音響共振と、第２の空室６９の音響容量と第２の音孔６７ａ、６７ｂの音響質量とに依存する第２の音響共振とが、互いに異なる周波数となるように、第１の空室６８と第２の空室６９と第１の音孔６６と第２の音孔６７ａ、６７ｂとが形成されている。
　図７は、本発明の実施の形態４におけるスピーカの音響特性の測定結果を示すグラフである。この音響特性の測定では、外耳道に相当する内径φ１３ｍｍ、長さ２５ｍｍの音響管の一方の終端にマイクロホンを配置し、他方の終端に本体の外径φ６．５ｍｍ、音響ポートの外径φ４ｍｍ、長さ４ｍｍの本実施の形態におけるスピーカを取付けて測定した。
　ここで、測定用音響管との接合部を、密閉状態にするか、開放状態にするかにより、音圧周波数特性の低音域の測定結果は大きく変化する。補聴器あるいはイヤホンが長時間使用される場合、外耳道が外気と通気状態となる開放型の補聴器あるいはイヤホンが望まれる。そこで、ここでは、スピーカと外耳道の内壁との間に空隙を設けて開放型の補聴器あるいはイヤホンとして測定している。
　図７では、グラフ７０１は、第１のユニット６０の振動板の前方への放射音を示す。また、グラフ７０２は、第２のユニット６１の振動板の前方への放射音を示す。２ｋＨｚ付近ｆｐの音圧ピークは、測定用音響管の共振を表わす。グラフ７０１及び７０２ともに、測定用音響管の共振は同じ周波数で生じている。
　一方、グラフ７０１が示すように、第１のユニット６０の振動板の前方への放射音では、７．３ｋＨｚ付近（ｆ０１）に第２の音圧ピークが発生している。このピークは、第１のスピーカの振動板の前方に形成された第１の空室６８の音響スティフネスと第１の音孔６６の音響質量とによる音響共振を表わす。また、グラフ７０２が示すように、第２のユニット６１の振動板の前方への放射音では、５．３ｋＨｚ付近（ｆ０２）に第２の音圧ピークが発生している。このピークは、第２のユニット６１の振動板の前方に形成された第２の空室６９の音響スティフネスと第２の音孔６７ａ、６７ｂの音響質量とによる音響共振である。
　２つのユニットに同時に同じ電気信号を印加すれば、上記２つの音響共振の周波数ｆ０１、ｆ０２において音圧ピークが加算される。したがって、第１のユニット６０から出力される音と、第２のユニット６１から出力される音との合成音の音圧周波数特性は、２ｋＨｚ以上の高音域において、例えば、音響共振が再生帯域外に設定された場合や、２つの共振がほぼ同じ周波数に設定された場合と比較して、高い音圧レベルを広帯域で実現できる。
　なお、本実施の形態では、第２のユニット６１の振動板を支持するサスペンションは、振動板の外周部の全周を支持するように１つのサスペンションとして構成されていたが、実施の形態１、２のように、振動板の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持するように複数のサスペンションとして構成されても良い。図７で示した音圧周波数特性は、２つのユニットの低域特性を揃えるため、第２のユニット６１が複数のサスペンションを備えるスピーカにおいて測定された測定結果である。
　また、２つの音響共振ｆ０１、ｆ０２を設定する手段としては、例えば、音響ポート６５に形成される各音孔の断面積あるいは長さを調整すればよい。あるいは、各振動板の前方に形成される第１の空室６８及び第２の空室６９の容積を調整すればよい。このようにすれば、任意の周波数を音響共振の周波数として設定できる。特に、補聴器用のレシーバでは、音声の明瞭度を上げるために、少なくとも１つの音響共振の周波数は３ｋから４ｋＨｚ付近に設定することが望ましい。
　（実施の形態５）
　次に、本発明の一態様に係るスピーカを機器に搭載した例を説明する。まず、実施の形態５において、スピーカを補聴器に搭載した例を説明する。
　図８は、本発明の実施の形態５における補聴器の概観図である。また、図９は、本発明の実施の形態５における補聴器の詳細図である。また、図１０は、本発明の実施の形態５における補聴器のレシーバ部を耳の外耳道に装着した場合の詳細図である。
　図８に示すように、補聴器は、耳８３の外耳道に挿入され使用される。補聴器は、補聴器本体８０と、リードチューブ８１と、レシーバ８２とを備える。
　補聴器本体８０は、話者の声をマイクで収音した音を電気信号に変換し、ユーザーの聴覚特性に合わせて特性を最適化する信号処理部と、電気信号を増幅するアンプ部とを有する。リードチューブ８１は、内部に電線を備え、電気信号が伝達される。レシーバ８２は、リードチューブ８１から送られてきた電気信号を音に変換する。
　レシーバ８２について、図９を用いて詳細に説明する。レシーバ８２の本体となるスピーカ部８４は、実施の形態１に示したスピーカと同じ構成であり、図１に示す部品と同じ部品には同番号を付している。
　第２のユニット２１を保持する第２のフレーム３２には、第２のユニット２１の振動板の裏面から放射される音を抜く音孔９２が形成されたリードチューブ接合部８５が取り付けられ、リードチューブ８６と接合されている。音響ポート３３には、通気孔８８が形成されたイヤーチップ８７が取り付けられている。
　レシーバ８２の本体となるスピーカ部８４は、リードチューブ８６内のリード線と接合されており、リード線から送られてくる電気信号を再生音に変換している。
　補聴器のレシーバ８２を耳の外耳道に挿入した装着状態について、図１０を用いて詳細に説明する。図１０に示すように、耳８３の外耳道８９内にレシーバ８２は挿入される。このとき、外耳道８９の内壁面と接するのは、音響ポート３３の先端に取付けられたイヤーチップ８７である。
　実施の形態４で説明したように、補聴器のレシーバ８２は、耳孔への挿入の形態により、外耳道の内壁面との間で隙間のない密閉型と、通気孔がある開放型と呼ばれる２つのタイプに分けられる。本実施の形態におけるレシーバ８２は、イヤーチップ８７に通気孔８８が形成された開放型のレシーバである。
　次に、補聴器の音声再生用のスピーカであるレシーバにおいて、本発明の一態様に係るスピーカを用いた場合の効果について詳しく説明する。
　補聴器は、レシーバ８２から放射された音を鼓膜９０に到達させることにより、ユーザーの聴きとりを補助する。このレシーバ８２から放射された音の一部は、イヤーチップ８７に形成された通気孔８８を介して、外気へ導かれ、漏れ音９１が生じる。このため、一般的に、開放型の補聴器では、１ｋＨｚ以下の低音域で音圧レベルが低下する。
　一方、本実施の形態における補聴器では、実施の形態１で説明したように、２つのユニットの振動板がスティフネスの小さな複数のサスペンションで支持されている。そのため、各ユニットの最低共振周波数を３００Ｈｚ付近まで低減することが可能となる。その結果、本実施の形態における補聴器では、開放型の補聴器であっても、低音域まで音圧レベルが低下することなく再生することができる。つまり、本実施の形態における補聴器は、高音質な音を再生することができる。
　また、本実施の形態における補聴器では、２つのユニットを用いるので、再生音圧は高能率となる。つまり、小さな入力信号でも十分な音量が得られるので、電池の消費を抑えることが可能である。さらに、第２のユニット２１から出力された音は、第１のユニット２０の振動板の外周部の一部をそれぞれ支持する複数のサスペンションの間に設けられた通気路によって外部に導かれる。そのため、補聴器は、２つのユニットを備えていても、レシーバ８２の外形が大きくなることを抑制することができる。その結果、レシーバ８２の外耳道への挿入が容易となると同時に、外耳道をレシーバ自体の存在で塞ぐことがなく、イヤーチップの通気孔より、鼓膜付近の空気を外気と容易に通気することが可能となり、快適な長時間装着が実現できる。
　なお、本実施の形態では、実施の形態１のスピーカを備える補聴器について説明したが、補聴器は、実施の形態２～４いずれのスピーカを備えても良いことは、言うまでもない。
　また、本実施の形態では、補聴器について説明したが、音楽プレーヤあるいはＴＶ機能を搭載した携帯電話等の携帯機器に取り付けて、音楽あるいは音声を再生するためのインナー型イヤホンが、実施の形態１～４のいずれかのスピーカを備えてもよい。この場合、現状のインナー型イヤホンのほとんどは、密閉型が用いられているが、本発明によれば、長時間装着でも疲れない、低音域も十分に再生可能な、高音質の開放型のインナー型イヤホンが実現できる。
　（実施の形態６）
　次に、本発明の一態様に係るスピーカをヘッドホンに搭載した例を説明する。図１１は、本発明の実施の形態６における耳掛けタイプのヘッドホンを耳に装着したときの概観図である。図１１に示すように、本実施の形態におけるヘッドホンは、ヘッドホン本体１００と、耳と頭部との隙間にヘッドホンを保持する耳掛けホルダー部１０１と、耳掛けホルダーの端部に保持された、本発明の一態様に係るスピーカを備えるレシーバ１０２と、レシーバ１０２に電気信号を伝えるコード１０３とを備える。なお、本実施の形態では、レシーバ１０２は、外耳道内に挿入されず、外耳道の入り口付近に配置される。
　次に、ヘッドホン用のレシーバにおいて、本発明の一態様に係るスピーカを用いた場合の効果について説明する。ここで、レシーバ１０２の詳細は実施の形態５と重複するので説明を省略する。本実施の形態で使用するスピーカは、実施の形態１、～４のいずれのスピーカでもよい。好ましくは、レシーバ１０２を外耳道の入り口に配置するときに、音響ポートの突起部は邪魔になるので、この突起部を短くするか、取り除いたスピーカが良い。
　ここで、レシーバ１０２は、耳掛けホルダー部１０１により、緩やかに保持される。したがって、レシーバ１０２と外耳道の入り口部と間には、音が漏れる程度の隙間が形成される。しかし、本発明の一態様に係るスピーカは、２つのユニットの振動板が複数のサスペンションで支持されている。そのため、各ユニットの最低共振周波数は１００Ｈｚ付近まで低減することも可能となる。その結果、レシーバ１０２から放射される音が、外耳道の入り口で外空間に漏れても、低音域まで再生される高音質なヘッドホンを実現できる。また、レシーバ１０２が外耳道内に挿入されないので、長時間の装着が可能な開放型のヘッドホンとして実現することができる。
　なお、本実施の形態では、本発明の一態様に係るスピーカを、耳掛け型のヘッドホンに搭載したが、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ　Ｍｏｕｎｔ　Ｄｉｓｐｌａｙ）あるいは３Ｄ画像視聴用のメガネ等に搭載してもよい。これらの場合も、長時間の使用時でも疲労感が少なく、迫力ある低音が再生される高音質な機器が手軽に実現できる。
　（実施の形態７）
　次に、本発明の一態様に係るスピーカを携帯型端末装置に搭載した例を説明する。図１２は、本発明の実施の形態５に係る携帯型端末装置の外観図である。
　本実施の形態における携帯型端末装置は、上部筐体１５０と、下部筐体１５１と、液晶画面１５２と、ヒンジ部１５３と、スピーカ１５４とを備える。また、上部筐体１５０には、音孔１５５が形成されている。図１２に示す携帯型端末装置は、本体が上部筐体１５０及び下部筐体１５１からなる折りたたみ式の携帯電話機である。上部筐体１５０と下部筐体１５１とは、ヒンジ部１５３を中心に回転可能に接続される。
　上部筐体１５０には、正面に液晶画面１５２が設けられる。スピーカ１５４は上部筐体１５０の内部であって液晶画面１５２の上端に配置される。なお、スピーカ１５４は、実施の形態１～４に示したスピーカのいずれかと同じである。
　以上のように構成された携帯型端末装置の動作を説明する。ここでは図示しないが、アンテナから受信信号が受け取られると、信号処理部で処理された受話信号がスピーカ１５４に入力され、受話音が再生される。すなわち、本実施の形態ではスピーカ１５４は、携帯電話機で受話音を再生するスピーカであり、レシーバと呼ばれる音響変換器として動作する。
　以上のように、本実施の形態における携帯型端末装置は、音響効率の低下を抑制しつつ、小型化されたスピーカを備えるので、携帯型端末装置の小型化を図ることができるとともに、省電力を実現することも可能となる。
　以上、本発明の一態様に係るスピーカなどについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、あるいは異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
　例えば、上記実施の形態において、スピーカは、磁性流体を備えていたが、必ずしも磁性流体を備える必要はない。例えば、スピーカは、各ユニットにおいて、振動板の前方に形成される空間と振動板の後方に形成される空間とが物理的に遮断できるような構造であってもよい。
　以上のように本発明によれば、小型化された高能率なスピーカを実現することができるので、イヤホン、補聴器又は携帯型端末装置などに搭載されるスピーカとして有用である。
　２０、４０、５０、６０　第１のユニット
　２１、４１、５１、６１　第２のユニット
　２２　ヨーク
　２３　マグネット
　２４　プレート
　２５、３７　振動板
　２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ　サスペンション
　２７　磁気空隙
　２８　ボイスコイル
　２９　磁性流体
　３０、３４、４７、５７、９２　音孔
　３１、４２、５２、６２　第１のフレーム
　３２、４３、５３、６３　第２のフレーム
　３３、４６、５６、６５　音響ポート
　３５ａ、３５ｂ、５５ａ、５５ｂ、６４ａ、６４ｂ　通気路
　３６ａ、３６ｂ　リード線
　４４　第１の通気路
　４５　第２の通気路
　５４　スペーサ
　６６　第１の音孔
　６７ａ、６７ｂ　第２の音孔
　６８　第１の空室
　６９　第２の空室
　７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ　支持台
　７３ａ、７３ｂ　支柱
　８０　補聴器本体
　８１、８６　リードチューブ
　８２、１０２　レシーバ
　８３　耳
　８４　スピーカ部
　８５　リードチューブ接合部
　８７　イヤーチップ
　８８　通気孔
　８９　外耳道
　９０　鼓膜
　９１　漏れ音
　１００　ヘッドホン本体
　１０１　耳掛けホルダー部
　１０３　コード

Claims (15)

  1. 　各々が音を出力する第１のユニット及び第２のユニットを備え、
    　前記第１のユニットは、
    　前後に振動して音を放射する第１の振動板と、
    　前記第１の振動板の外周部の互いに異なる位置をそれぞれ支持する複数のサスペンションとを有し、
    　前記複数のサスペンションの間には、前記第２のユニットから出力される音を外部に導くための通気路が少なくとも１つ設けられている
    　スピーカ。
  2. 　前記第２のユニットは、前後に振動して音を放射する第２の振動板を有し、
    　前記第１の振動板と前記第２の振動板とは、前記第１の振動板又は前記第２の振動板の振動方向からみたときに少なくとも板面の一部が互いに重なるように直列的に配置されている
    　請求項１に記載のスピーカ。
  3. 　さらに、音を外部に放射するための音響ポートを備え、
    　前記第１のユニットは、前記音響ポートと前記第２のユニットとの間に配置され、
    　前記第１の振動板の前方に放射される音は、前記音響ポートにより外部に放射され、
    　前記第２の振動板の前方に放射される音は、前記通気路を介して、前記音響ポートにより外部に放射される
    　請求項２に記載のスピーカ。
  4. 　前記音響ポートには、第１の音孔と第２の音孔とが形成されており、
    　前記第１の振動板から放射される音は、前記第１の音孔から放射され、
    　前記第２の振動板から放射される音は、前記通気路を介して、前記第２の音孔から放射される
    　請求項２に記載のスピーカ。
  5. 　前記第１の振動板の前方には、第１の空室が形成されており、
    　前記第２の振動板の前方には、第２の空室が形成されており、
    　前記第１の空室の音響容量と前記第１の音孔の音響質量とに依存する第１の音響共振と、前記第２の空室の音響容量と前記第２の音孔の音響質量とに依存する第２の音響共振とが、互いに異なる周波数となるように、前記第１の空室と前記第２の空室と前記第１の音孔と前記第２の音孔とが形成されている
    　請求項４に記載のスピーカ。
  6. 　前記第１の振動板と前記第２の振動板との振動方向が互いに逆方向である
    　請求項２に記載のスピーカ。
  7. 　前記第１のユニット及び第２のユニットの各々は、磁気回路を備える動電型方式の電気音響変換器であり、
    　前記第１のユニットの磁気回路の着磁方向と、前記第２のユニットの磁気回路の着磁方向とが、振動板の振動方向において互いに逆向きである
    　請求項６に記載のスピーカ。
  8. 　前記第１のユニットと前記第２のユニットとは、前記第１のユニットの磁気回路の底面側と、第２のユニットの磁気回路の底面側とが、対向するように配置されている
    　請求項７に記載のスピーカ。
  9. 　前記第１のユニットと前記第２のユニットとは、前記第１の振動板と、前記第２の振動板とが対向するように配置されている
    　請求項７に記載のスピーカ。
  10. 　前記第１の振動板の前方には、第１の空室が形成されており、
    　前記第２の振動板の前方には、第２の空室が形成されており、
    　前記音響ポートには、音孔が形成されており、
    　前記音孔は、前記第１の空室と接続されており、かつ、前記通気路を介して前記第２の空室と接続されており、
    　前記第１の振動板の後方に放射された音と、前記第２の振動板の後方に放射された音とは、前記音孔から放射される音とは異なる方向に放射される
    　請求項２に記載のスピーカ。
  11. 　前記第１のユニットの磁気回路に形成された、ボイスコイルが挿入される磁気空隙には、磁性流体が充填されている
    　請求項７に記載のスピーカ。
  12. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載のスピーカを備える
    　補聴器又はイヤホン。
  13. 　さらに、
    　音響ポートの出口側にイヤーチップを備える
    　請求項１２に記載の補聴器又はイヤホン。
  14. 　前記イヤーチップには、外耳道内の空気を外空間に通過させるための通気孔が形成されている
    　請求項１３に記載の補聴器又はイヤホン。
  15. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載のスピーカを備える
    　携帯型端末装置。
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