JP2001016686A - 電気−機械−音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は主として携帯電話等に使用される振
動・発音機能を有する電気−機械−音響変換器に関する
ものであり、部品点数の削減による組立工数の削減と振
動機能の向上を図ったものの提供を目的とするものであ
る。 【解決手段】 本発明の電気−機械−音響変換器は、磁
気回路１３と重り部１５で構成される可動部１８を支持
する一端が上記重り部１５に、もう一端がフレーム１７
にモールドされた少なくとも１つのサスペンション１６
と、振動板８を支持する上記フレーム１７に取り付けた
バッフル９とで構成したものであり、サスペンション１
６の支点の精度と強度を高めることができるとともに、
モールドによって設けた重り部１５によって振動機能も
向上させることができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気信号により振動
あるいは発音の動作をする電気−機械−音響変換器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話機等の携帯端末装置では
着信を知らせる手段として、ベル音を発生する小型発音
体と振動を引き起こす回転軸に偏芯して重りを取り付け
たマイクロモータをそれぞれ個別に取り付けて使用して
きた。さらに、通話相手の話を受聴するためには、受話
用のスピーカを取り付ける必要があった。近年携帯電話
機等の携帯端末装置の小形・薄形・軽量化の傾向に伴
い、発音と振動とを一つの電気−機械−音響変換器で実
現したものも製品化されている。

【０００３】図３はこのような電気−機械−音響変換器
の側断面図であり、これにより従来技術を説明する。

【０００４】同図によると、振動板１の外周部がフレー
ム２に取り付けられている。この振動板１に対向して配
置された磁気回路３ａと、この磁気回路３ａと一体に形
成されるか又は別部品として上記磁気回路３ａに装着さ
れた重り部３ｂで構成された可動部３がサスペンション
５で支持されて機械振動系を構成している。このサスペ
ンション５はカバー６が取り付けられたフレーム２に支
持されている。７はボイスコイルであり、一端が振動板
１に固定され、他端が上記磁気回路３ａの磁気ギャップ
に一定の隙間を設けて挿入されている。

【０００５】次に電気−機械−音響変換器の動作につい
て説明すると、上記の電気−機械−音響変換器では、ボ
イスコイル７に電気信号が加えられると、ボイスコイル
７と磁気回路３ａとの間には、作用・反作用の力が働
く。仮にボイスコイル７に働く力を作用の力とすると、
その力によって、ボイスコイル７が取り付けられている
振動板１が振動し発音する。

【０００６】また、磁気回路３ａに働く反作用の力によ
って、サスペンション５で支持された可動部３が振動
し、サスペンション５を介してフレーム２に振動が伝わ
り、フレーム２が振動するものである。この可動部３の
共振周波数は低域にあるので、この低域の周波数をボイ
スコイル７に印加することによって振動として顕著なも
のが得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電気−機械−音響変換器は、 １．サスペンション５の一端を磁気回路３ａと重り部３
ｂからなる可動部３へ取り付ける時や、サスペンション
５の一端をフレーム２へ取り付ける時に、接着や溶接で
接合していたため、サスペンション５の支点がバラツキ
易く、振動の共振周波数、振動レベルが安定しない。 ２．サスペンション５の接合工数が多い。 ３．サスペンション５の接合強度を得るためには接合部
面積を確保する必要があり、電気−機械−音響変換器の
小型化が困難となる。 ４．携帯電話機等の携帯端末装置はその携帯性により持
ち運び時に落とす可能性を有し、落下などの衝撃によっ
て内蔵されている電気−機械−音響変換器に衝撃が加わ
り、サスペンション５の変形や接合部の損傷が発生し、
振動共振周波数や振動レベルが変化する。 という課題を有するものであった。

【０００８】本発明は上記課題を解決して、組み立て精
度が安定し、衝撃を受けた場合にも性能変化の少ない、
小型の電気−機械−音響変換器を実現することを目的と
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電気−機械−音響変換器は、フレームと、こ
のフレームの開口に直接または間接的に装着された振動
板と、この振動板に対向して配置された磁気回路と、一
端が上記振動板に取り付けられ上記磁気回路の磁気ギャ
ップに一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、
上記磁気回路にモールドによって形成するかまたはモー
ルドによって取り付けた重り部と、上記磁気回路と上記
重り部で構成される可動部を支持する一端が上記可動部
のモールド部分と一体成形され、他端が上記フレームに
一体成形された少なくとも一つのサスペンションとで構
成し、サスペンションの両端をモールドによって精度良
く組み立てることができるため振動共振周波数、振動レ
ベルの安定が図れるとともに、接合部の面積が小さくて
もサスペンションの接合強度を得ることができるもので
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、フレームと、このフレームの開口に直接または間接
的に装着された振動板と、この振動板に対向して配置さ
れた磁気回路と、一端が上記振動板に取り付けられ上記
磁気回路の磁気ギャップに一定の隙間を設けて挿入され
たボイスコイルと、上記磁気回路にモールドによって形
成するかまたはモールドによって取り付けた重り部と、
上記磁気回路と上記重り部で構成される可動部を支持す
る一端が上記可動部のモールド部分と一体成形され、他
端が上記フレームに一体成形された少なくとも一つのサ
スペンションとで構成したものであり、重り部とフレー
ムを成形する際にサスペンションをモールドすることに
よりサスペンションの両端の支点が精度良く組み立てる
ことができ振動共振周波数、振動レベルの安定化が図れ
るものである。

【００１１】また、サスペンションの接合部の面積が小
さくてもサスペンションの接合強度を得ることができ、
電気−機械−音響変換器の小型化を図るとともに携帯端
末装置が落下して内蔵されている電気−機械−音響変換
器に衝撃が加わった場合でも、サスペンション接合部の
損傷による振動共振周波数、振動レベルの変化を防止で
きるものである。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、可動部
を構成するモールド部分に高比重金属を配合した樹脂成
形材料を使用したものであり、小型であっても振動部の
質量を大きくすることができ、大きな振動レベルを得る
ことができるものである。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載のサスペンションが可動部の重心から上下に対
称の位置でサスペンションが可動部を支持することによ
り可動部のローリング運動を防ぐことができ、可動部の
ローリングによるフレームとの当接による異常音の発生
を防止するものである。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１に記載のサスペンションを上下方向に３次元的に成形
したものであり、携帯端末装置が落下して内蔵されてい
る電気−機械−音響変換器に衝撃が加わった場合でも、
サスペンションに発生する応力を分散することができ、
サスペンションの永久変形を防ぐとともにサスペンショ
ン接合部の損傷を防ぐことにより振動共振周波数、振動
レベルの変化を防止するものである。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１に記載のバッフルと可動部の間の隙間をサスペンショ
ンの弾性変形範囲内としたものであり、外部からの衝撃
に伴うサスペンションの損傷による振動共振周波数、振
動レベルの変化を防止するものである。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１に記載のフレームとバッフルに嵌合部を設けて組み立
てたものであり、重り部とフレームはサスペンションを
モールドする際に金型内で構成されるため、フレームに
対する可動部と磁気回路の磁気ギャップの位置は精度良
く定まるものであって、フレームとバッフルに嵌合部に
設けて組み立てるだけで可動部とバッフル、更に磁気回
路の磁気ギャップとバッフルに振動板を介して取り付け
たボイスコイルとを精度良く一定の隙間を設けて組み立
てられるものである。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１のサスペンションをフープ状のリードフレームから形
成したものであり、サスペンションをリードフレームに
て構成し、成形によって重り部とフレームに一体形成す
ることで部品点数の削減と組み立ての自動化に寄与でき
るものである。

【００１８】以下、本発明の電気−機械−音響変換器の
一実施の形態について図１、図２により説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１（ａ）は、本発明の
一実施の形態の電気−機械−音響変換器の側断面図であ
り、図１（ｂ）は同分解斜視図である。

【００２０】同図によると、８は例えば厚さ５０μｍ程
度のフィルムよりなる振動板であり、外周部で樹脂等の
バッフル９に取り付けられている。１０はヨークであ
り、軟鉄等の強磁性体で有底の円筒状をしている。１１
はマグネットであり、ネオジウムの永久磁石で形成さ
れ、円柱状の形状をしており、上記ヨーク１０の中央部
に固着されている。１２は強磁性体で形成されたプレー
トであり、上記マグネット１１の上記振動板８の側に配
置固着されている。

【００２１】上記ヨーク１０、上記マグネット１１及び
上記プレート１２とで磁気回路１３を構成し、上記ヨー
ク１０の内周面と上記プレート１２の外周面で磁気ギャ
ップが構成されている。

【００２２】１４は円筒形のボイスコイルであり、上記
磁気ギャップに挿入され、上記ボイスコイル１４の一端
は上記振動板８に取り付けられている。

【００２３】１５はタングステンの粉末を樹脂に配合し
た比重１２程度の材料で形成された重り部であり、ヨー
ク１０にモールド固着されている。

【００２４】１６はサスペンションであり、円周方向に
円弧状の２個の腕を延ばした形状で、中央部を上下方向
に円弧状に成形し、上記重り部１５の上下方向に可動部
１８の重心の位置を中心に一対対称に配置され、一端が
上記重り部１５に、他端がフレーム１７にモールド固着
されている。

【００２５】そして、上記磁気回路１３と重り部１５は
フレーム１７に対して相対的に動作する可動部１８を構
成し、サスペンション１６と可動部１８は機械振動系を
構成している。なお、１９はカバーである。

【００２６】機械振動系の振動の大きさは可動部１８の
質量と加速度の積に比例するため、重り部１５に樹脂と
タングステンなどの高比重の金属粉末を複合した材料を
使用することにより小型であっても機械振動系の質量は
大きくなり、大きな振動を取り出すことができる。

【００２７】サスペンション１６は重り部１５とフレー
ム１７に金型内でモールド固着されるため、サスペンシ
ョン１６の支点が精度良く決まり性能が安定するととも
に接合部は重り部１５とフレーム１７が破壊しない限り
外れることはなく、小さい面積でも接合強度を得られ
る。

【００２８】また、サスペンション１６の円弧状成形部
１６ａにより上下方向に３次元的にサスペンションは形
成されているので、衝撃時にサスペンション１６に発生
する応力を分散するとともに、可動部１８の外周とバッ
フル９の内径の間には、サスペンション１６の弾性変形
範囲内の隙間２０が設けられており、可動部１８が衝撃
で移動した場合でも可動部１８の外周をバッフル９の内
径が受け止めるため、サスペンション１６は永久変形を
起こさず可動部１８を元の位置へ戻す。

【００２９】更に可動部１８とバッフル９の隙間２０は
磁気ギャップとボイスコイル１４の隙間より小さく設定
されており、磁気ギャップがボイスコイル１４に当る前
に可動部１８の外周がバッフル９に受けられるため、ボ
イスコイル１４の損傷も防ぐことができる。

【００３０】バッフル９にはフレーム１７の内径に嵌合
する突起部９ａがあり、この突起部９ａとフレーム１７
の内径を嵌合させて、バッフル９をフレーム１７に取り
付ける。フレーム１７に対する可動部１８と磁気回路１
３の磁気ギャップの位置はサスペンション１６の一端が
上記重り部１５に、他端がフレーム１７にモールド固着
しているため、精度良く定まり、フレーム１７とバッフ
ル９に嵌合部を設けて組み立てるだけで可動部１８とバ
ッフル９、更に磁気回路１３の磁気ギャップとバッフル
９に振動板８を介して取り付けたボイスコイル１４とを
精度良く一定の隙間を設けて組み立てることができる。

【００３１】以上のように構成された電気−機械−音響
変換器について、その動作を説明する。ボイスコイル１
４に電気信号が加えられると、ボイスコイル１４と磁気
回路１３の間に作用・反作用の力が働く。仮に、磁気回
路１３に働く力を反作用の力とすれば、この反作用の力
がサスペンション１６に支持された重り部１５と磁気回
路１３からなる可動部１８に加わり、可動部１８は振動
することになる。

【００３２】特に、ボイスコイル１４に加える電気信号
の周波数がこの機械振動系の共振周波数と一致する場合
には、可動部１８は大きく振動することになる。この可
動部１８の振動は、サスペンション１６からフレーム１
７に伝わりフレーム１７は振動する。フレーム１７を例
えば携帯端末装置の筐体に固定すればその筐体を振動さ
せて呼び出し等の作用を行うことができる。

【００３３】しかし、可動部１８が振動の際ローリング
運動を起こすと可動部１８の外周とバッフル９の内径が
当り、異常音が出るため、それを防ぐためにサスペンシ
ョン１６は可動部１８の重心を対称に等距離で可動部１
８を支持している。

【００３４】一方、ボイスコイル１４に加えられる電気
信号により振動板８は振動し、振動板８から音が発生す
る。

【００３５】従って、本実施の形態のように電気−機械
−音響変換器を構成することにより、振動性能の安定化
と落下などの衝撃による損傷、性能劣化の防止を実現で
きるものである。

【００３６】なお、上記実施の形態における重り部１５
はモールドによってヨーク１０と一体に設けたが、重り
部１５を別個に設けた後にモールドにより両者を一体に
しても良いものである。

【００３７】（実施の形態２）本発明の他の実施の形態
を図２（ａ），（ｂ）により説明する。なお、実施の形
態１と同一部分は同一番号を付し、説明を省略して説明
する。

【００３８】図２（ａ）は本発明の他の実施の形態の電
気−機械−音響変換器の側断面図であり、図２（ｂ）は
同分解斜視図である。

【００３９】同図によると、振動板８の外周がフレーム
１７に実施の形態１のバッフル９を用いず直接装着され
ている。

【００４０】サスペンション１６とリード端子２１はリ
ードフレーム２２で一体に構成し、フレーム１７へモー
ルド成形されている。これにより部品の一体化、組立工
程の単純化が更に可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明の電気−機械−音響
変換器によれば、組み立て時の性能が安定するととも
に、携帯端末装置を落下させた場合に電気−機械−音響
変換器が衝撃を受けてもサスペンションやボイスコイ
ル、またサスペンション接合部の損傷を防ぐことがで
き、振動あるいは発音の性能劣化を防ぐことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の電気−機械−音響変換器の一実
施の形態の側断面図 （ｂ）同分解斜視図

【図２】（ａ）同他の実施の形態の側断面図 （ｂ）同分解斜視図

【図３】従来の電気−機械−音響変換器の側断面図

【符号の説明】

８ 振動板 ９ バッフル ９ａ 突起部 １０ ヨーク １１ マグネット １２ プレート １３ 磁気回路 １４ ボイスコイル １５ 重り部 １６ サスペンション １７ フレーム １８ 可動部 １９ カバー ２０ 隙間 ２１ リード端子 ２２ リードフレーム

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームと、このフレームの開口に直接
   または間接的に装着された振動板と、この振動板に対向
   して配置された磁気回路と、一端が上記振動板に取り付
   けられ上記磁気回路の磁気ギャップに一定の隙間を設け
   て挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路にモールド
   によって形成するかまたはモールドによって取り付けた
   重り部と、上記磁気回路と上記重り部で構成される可動
   部を支持する一端が上記可動部のモールド部分と一体成
   形され、他端が上記フレームに一体成形された少なくと
   も一つのサスペンションからなる電気−機械−音響変換
   器。
2. 【請求項２】 可動部を構成するモールド部分に高比重
   金属を配合した樹脂成形材料を使用した請求項１に記載
   の電気−機械−音響変換器。
3. 【請求項３】 サスペンションが可動部の重心から上下
   に対称の位置で可動部を支持した請求項１に記載の電気
   −機械−音響変換器。
4. 【請求項４】 サスペンションが上下方向に３次元的に
   成形された請求項１に記載の電気−機械−音響変換器。
5. 【請求項５】 振動板はバッフルを介してフレームに装
   着され、更にバッフルと可動部との間に少なくともサス
   ペンションの弾性変形範囲内の隙間を設けた請求項１に
   記載の電気−機械−音響変換器。
6. 【請求項６】 フレームとバッフルとの間に嵌合部を設
   けて組み立てた請求項１に記載の電気−機械−音響変換
   器。
7. 【請求項７】 サスペンションをフープ状のリードフレ
   ームから形成した請求項１に記載の電気−機械−音響変
   換器。