JP2004048487A - 音響装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レシーバとスピーカを表裏一体に形成した薄型の音響装置を得るとともに、その発音特性を向上させる。
【解決手段】レシーバ１０ａとスピーカ１０ｂの共通部品となるヨーク７のうち、スピーカ１０ｂの磁路部となる、磁気飽和が生じやすいヨーク７の表面側の外周端部を、他の部分よりも厚くしてヨーク凸部７ａを形成する。ヨーク凸部７ａの高さの上限をレシーバ振動膜１の高さ、またはレシーバ振動膜１の可動範囲の高さとすることで、装置全体としての厚さを増すことがなく、音響装置１０を薄型化した上で磁気飽和を低減してスピーカ１０ｂの音圧を確保する。
【選択図】 図６
【解決手段】レシーバ１０ａとスピーカ１０ｂの共通部品となるヨーク７のうち、スピーカ１０ｂの磁路部となる、磁気飽和が生じやすいヨーク７の表面側の外周端部を、他の部分よりも厚くしてヨーク凸部７ａを形成する。ヨーク凸部７ａの高さの上限をレシーバ振動膜１の高さ、またはレシーバ振動膜１の可動範囲の高さとすることで、装置全体としての厚さを増すことがなく、音響装置１０を薄型化した上で磁気飽和を低減してスピーカ１０ｂの音圧を確保する。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば携帯電話を構成するレシーバとスピーカなど、薄型化が求められる実装部品の二つの発音部を一体に形成した音響装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話においては、電話機として相手の会話を発音するための装置をいわゆるレシーバといい、着信時に音楽や呼び出し音などを発音するための装置をスピーカという。
従来の携帯電話においては、このレシーバとスピーカは音響装置として比較的近い特性を有するにも関わらず、別個の部品として装着することが一般的であったため、携帯電話の小型化の妨げとなっていた。そこで、スピーカとレシーバを一体化する技術が開発されるようになった。
【０００３】
そのような例としては特開２００２−５８０９４号公報に、発音方向をそれぞれ部品の表面側、裏面側とし、表裏にレシーバとスピーカをそれぞれ配置して一体化し、一つの実装部品とする技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の構成においては、レシーバとスピーカの磁気回路が双方に独立している部分が多く、スピーカとレシーバを単純に積み重ねて一体化した構成に近いために、スピーカ単独、あるいはレシーバ単独の音響装置と比較して軸方向（発音方向に同じ）に厚みが増してしまうという問題があった。このため実装面積は低減できるものの、薄型化は困難であった。また、音響装置の薄型化を可能とした上で、より生産性を向上させることが可能な構造、また、より発音特性を向上させることが可能な構造を実現することも重要な課題である。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、レシーバとスピーカを一体化させた薄型の実装部品とした上で、より生産性を向上させることが可能な構造、また、より発音特性を向上させることが可能な構造の音響装置及びその製造方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる音響装置は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の磁石と、上記第二の磁石が、軸方向に沿って同一方向に着磁されたことを特徴とする音響装置。
【０００７】
また、この発明に係わる音響装置は、上記のような構成において、上記第一のコイルと上記第二のコイルとの間に挟まれる上記ヨークの軸方向に対して垂直な径方向の幅は、上記第一のトッププレートと上記第二のトッププレートの厚さの和以上とするものである。
【０００８】
さらに、この発明に係わる音響装置は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記ヨークのうち上記第一、第二のコイルの間に位置する部分が、リング状の第三の磁石によって構成され、軸方向に沿って同一方向に着磁された上記第一、第二の磁石に対し、上記第三の磁石は反対方向に着磁されたものである。
【０００９】
また、この発明に係わる音響装置は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動され上記ヨーク上に配置される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の振動膜の外周端より外側に位置する上記ヨークの外周端部が、上記第一の振動膜の可動範囲の高さを上限として盛り上がって形成されたものである。
【００１０】
さらに、この発明に係わる音響装置は、上記のような構成に加え、上記ヨークの上記第二のコイルが配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分を、上記ヨークと上記第二の磁石とが接する面からさらにえぐりとった形状とし、上記第二のコイルの可動範囲を広げたものである。
【００１１】
また、この発明に係わる音響装置の製造方法は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置の製造方法であって、上記第一の磁石と上記第二の磁石は、上記ヨークに取り付けられた後、軸方向に沿って同一方向に着磁されるように同時に着磁されるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である音響装置の要部を示す断面図で、図において、符号１０は部品表面にレシーバ（第一の発音部）１０ａが、裏面にスピーカ（第二の発音部）１０ｂが配置されて一体化された薄型の音響装置の全体を示しており、この音響装置１０を構成する各構成部品はそれぞれ中心線を軸として同心に配置されている。図において１はレシーバ振動膜（第一の振動膜）、２はレシーバ１０ａ側のコイル（第一のコイル）、３はスピーカ振動膜（第二の振動膜）、４はスピーカ１０ｂ側のコイル（第二のコイル）、５は円盤状の磁石（第一の磁石）、６は磁石５上面を覆うように配置されたトッププレート、７は略円盤状のヨーク（磁気回路）、８はリング状の磁石、９は磁石８の下面を覆うように配置されたトッププレートをそれぞれ示している。なお、磁石５は円盤状の例を挙げているが、リング状に形成する場合もある。
【００１３】
さらに詳細に説明すると、この音響装置１０は、共通部品となるヨーク７の表裏にそれぞれ同軸上に配置されたレシーバ１０ａとスピーカ１０ｂを有している。そのレシーバ１０ａはヨーク７と、ヨーク７の表側の中央に設けられた円形の第一の凹み７１内に、その第一の凹み７１の外周側に位置するヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、ヨーク７の中心に配置された円盤状の磁石５と、その磁石５の上面に配置された円盤状（磁石の形状に応じた形状とする。）のトッププレート６と、上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置されたコイル２と、そのコイル２で駆動されるように、コイル２の上端に接し、トッププレート６の上面との距離を保った状態でその上面を被覆し、さらにコイル２の上端からその外周側に広がり、ヨーク７の第一の凹み７１の外周側表面に接するように設けられ、コイル２で駆動されるレシーバ振動膜１によって構成されている。
【００１４】
もう一つの発音部であるスピーカ１０ｂは、ヨーク７と、ヨーク７の裏側の外周側に設けられた第二の凹み７２内に、その第二の凹み７２の内周側に位置するヨーク７の中央部突出部７３との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、ヨーク７の裏面側端部に接して配置されたリング状の磁石８と、その磁石８の下面を覆うリング状のトッププレート９と、下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置されたコイル４と、そのコイル４で駆動されるように、コイル４の下端に接し、ヨーク７の中央部突出部７３との距離を保った状態でその表面を覆い、さらにコイル４の外周側に広がり、トッププレート９の表面に接するように設けられ、コイル４で駆動されるスピーカ振動膜３によって構成されている。
【００１５】
さらに、図２の音響装置１０の断面図に示すように、磁石５は符号１２で示すように、軸方向に沿って着磁されており（着磁方向１２）、磁石８も同様の方向（軸方向で着磁方向１２と同方向）に着磁されている。図中の符号１３、１４はそれぞれコイル２、４を通過する磁束線をそれぞれ示している。また、二つのコイル２、４は、発音に伴って振動する構造であるが、その軸方向の可動範囲は互いに重なり合う領域を持っており、単純にレシーバとスピーカを積層した構造と比較すると、音響装置１０全体としての軸方向の寸法の小型化（薄型化）を可能としている。
図１に示すように、本構成では、音響装置１０内にコイルが２個存在するためにコイルを配置するためのリング状隙間が２ヶ所あり、磁石断面積を十分に確保しないと磁束量を維持できない。従って、磁石は２個以上設けることが望ましい。
【００１６】
次に、この音響装置１０の磁気回路の構成について説明する。コイル２を駆動する磁気回路は、磁束線１３で示すように構成され、コイル２の内周側に設けられた円盤状若しくはリング状で軸方向に沿って着磁された磁石５から発生する磁束が、磁石５上に設けられたトッププレート６によって軸方向に対して垂直な径方向に曲げられ、コイル２に垂直に鎖交し、レシーバ１０ａとスピーカ１０ｂの共通の磁気回路であるヨーク７を介して磁石５へと戻る回路となる。また、コイル４を駆動する磁気回路は、磁束線１４で示すように構成され、コイル４の外周側に設けられた円筒状で軸方向に着磁された磁石８から発生する磁束が、磁石８の下部に設けられたトッププレート９によって径方向に曲げられ、コイル４に鎖交し、ヨーク７を介して磁石８へと戻る回路となる。
【００１７】
本構成によれば、コイル２とコイル４を同軸上に、かつ互いにその軸方向に対する位置関係において、コイル２、４の可動範囲の一部分が重なる位置に配置されているため、レシーバ１０ａ、スピーカ１０ｂを一体化した場合でも、その実装部品全体の厚みは従来のレシーバあるいはスピーカの単独の部品とほぼ同様に構成できる。
なお、各構成要素の材料としては、磁石５、８は希土類磁石、例えば異方性ネオジ磁石、ヨーク７は鉄若しくは鉄を主成分とする磁性材料、振動膜はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いることができる。
【００１８】
さらに、この音響装置１０の製造方法について説明する。仮に磁石５、８を着磁後に、他の部材のトッププレート６、９およびヨーク７を組み立てる手順とした場合、組み立て時の部品同士の吸着や切削粉の吸い付きなどがあり、量産性は極めて低下する。そこで、図２に示したような、二つの磁石５、８を同一の方向に着磁させる音響装置１０を得る場合は、着磁していない磁石５、８を用いて、まず音響装置１０を組み立て、その後、着磁を行うという手順で製作することで、部品の取り扱いが容易となり、また、組み立て前に切削粉が吸い付くなどの問題を回避できる。
音響装置１０を組み立てた後に磁石５、８の着磁を行うためには、磁石５、８の着磁方向を同一とすると単純に一様磁界を作成すれば着磁可能であるので、必要となる着磁装置が簡便なものでよく、また未着磁の磁石５、８を用いて組み立てを行うため、量産性も向上させることができるという効果がある。
【００１９】
図３に着磁の様子を示す工程図を示す。図において符号２０は着磁装置を構成する円筒状のコイル、２１はコイル２０の磁束を強める磁性材料、例えば鉄などで構成されるヨーク、２２は着磁装置によって発生する磁場を模式的に矢印で表している。磁石５、８が未着磁状態で組み立てられた音響装置１０をヨーク２１の近傍に配置してからコイル２０に通電することで、発生する磁場２２によって磁石５、８は着磁される。磁石５、８は、その軸方向と磁場２２の方向を揃えることで、軸と同一方向に着磁される。なお、図３では、一度の着磁工程で着磁される音響装置１０が一つである場合を示しているが、大型のヨーク、コイルを用意すれば、同時に複数個の未着磁状態の音響装置１０を着磁させることも可能であることは言うまでもない。
また、軸方向についても、音響装置１０の軸方向のいずれの方向にも着磁させることができ、着磁工程において、図３のように未着磁の音響装置１０を配置する場合に、レシーバ１０ａ側を上または下向きに配置することで任意の方向に着磁することができる。
【００２０】
さらに、磁気回路となるヨーク７を二つのコイルによる磁束線１３、１４が共用する本例のような場合、共通の磁路部となる図２の符号１１で示すコイル間のヨーク幅に相当する径方向磁路幅は、磁石５および磁石８の二つの磁束が通過することになるので、径方向磁路幅１１をトッププレート６、９の厚みの和以上とすることで、それぞれの磁路の形成の妨げとなることを防止できる。なお、ほとんどの場合でトッププレート６、９は同じ厚さに形成されるため、径方向磁路幅１１をトッププレートの厚さの倍以上とすることで磁気飽和が生じることを緩和でき、磁束量を確保することができる。なお、径方向磁路幅１１の上限は、音響装置１０の径方向の寸法の小型化を妨げない程度とする。
【００２１】
具体的には、携帯電話のレシーバ１０ａ、スピーカ１０ｂをそれぞれ構成するトッププレート６、９は０．３〜０．４ｍｍ程度の厚さとするので、径方向磁路幅１１は０．６〜０．８ｍｍ以上とする。このように径方向磁路幅１１の調整を行うことで、磁石５、８の着磁方向が同一方向であったとしても、組み立て性を重視した、磁気回路が飽和することがない音響装置１０を得ることが可能となり、また機器の径を不要に大きくせずに、必要最小限の実装面積でコイル２、４に鎖交する磁束量を確保できるため、音圧を犠牲にすることがない。
【００２２】
実施の形態２．
先述の実施の形態１の図１、または図２に示したレシーバ１０ａとスピーカ１０ｂを一体化した音響装置１０において、その外径を極力小さくするためには磁石８の外径を小さくすることが求められる。しかし、一方で磁石８の小型化を行ったとすれば、スピーカ１０ｂに鎖交する磁束量を十分に確保できなくなり、スピーカ１０ｂ側の音圧が不足する。そこで、この実施の形態２では、スピーカ１０ｂ側の音圧を犠牲にすることなく装置全体の外径を極力小さくすることが可能な音響装置１６の構造を次に提案する。
図４はこの発明の実施の形態２の音響装置１６を示す断面図で、図において、符号８ａはヨーク７の裏面側の外周端に配置されたリング状の磁石８の着磁方向を矢印で示すものであり、その方向はヨーク７の表面側中央部に配置された磁石５の着磁方向と同じ方向である。１５は図２で言うところのヨーク７の径方向磁路幅１１に相当する部分に置き換えて配置されたリング状の磁石（第三の磁石）である。１５ａは磁石１５の着磁方向を示しており、その方向は磁石５、８とは逆向きである。
【００２３】
図４に示すように、磁石１５をヨーク７の共通磁路部となる位置に配置し、その着磁方向１５ａを磁石５、８は逆の向きとすることで、磁石１５は磁石５、８の磁路に対して共にバイアス方向とすることができ、磁束量を補うことにより磁石５、８の厚みを薄くする、あるいは磁石８の外径を小さくするなどしても磁束量が減少することなく、音圧を維持したまま、外径を小さくする、あるいは磁石の厚みを薄くすることができる。
ただし、磁石１５の着磁方向１５ａが磁石５、８のそれとは違っており、逆方向となっているため、先述の実施の形態１で述べたような、未着磁状態の磁石を組み立て後に一様磁界において着磁するということは困難となる。
【００２４】
実施の形態３．
先述の実施の形態１のように、レシーバ１０ａとスピーカ１０ｂを一体化した音響装置１０を形成した場合、ヨーク７は、磁石８の内周側に磁束を通過させるためにその磁路断面積が小さくなることから磁気飽和が生じやすくなる。図５に符号３０（磁気飽和部分）で示すように、ヨーク７の、コイル４が配置されたリング状隙間の上方に位置する部分、すなわちスピーカ１０ｂの磁路部の、磁石８の内周側の部分は特に磁気飽和が著しい。磁気飽和を生じると、図５中の矢印３１で示すような、漏れ磁束を生じてしまい、コイル４に鎖交する磁束の径方向成分が不足し、音圧を確保することができなくなるという問題が生じる。そこで、磁気飽和部分３０を生じさせないような音響装置を次に提案する。
【００２５】
図６はこの発明の実施の形態３における音響装置３２を示す断面図であり、図において符号７ａはヨーク７の表面側の外周端部に設けられた突出部分（ヨーク凸部）であり、このヨーク凸部７ａは、ヨーク７のレシーバ振動膜１の外周端よりも外側に位置する部分が、レシーバ振動膜１の可動範囲の最も高い位置までを上限として盛り上がって形成されているものである。ヨーク７の全体を厚く形成してしまうと、音響装置全体の厚みが増してしまうという欠点があるが、ヨーク７のうち、レシーバ振動膜１の外周側の磁気飽和が生じやすい部分（磁気飽和部分３０に相当）だけを他の部分よりも厚くする場合は、もともと確保されているレシーバ振動膜１を配置するための、あるいはその可動範囲となるために必要な軸方向の空間を利用できる。このように、実施の形態３によれば、ヨーク凸部７ａを設けることにより、音響装置を薄型化した上で、磁気飽和を低減してスピーカ１０ｂの音圧を確保できるという効果が得られる。
【００２６】
なお、この実施の形態３では、音響装置３２を構成する磁石５、８の着磁方向は、実施の形態１において示した、軸方向に沿う同一の方向である場合、加えて実施の形態２のように磁石１５が配置されている場合と、さらに、磁石５、８が軸方向に沿って、それぞれ反対の方向に着磁される場合がある。軸方向に沿って、それぞれ反対の方向に磁石５、８が着磁される場合は、図２に示すような磁束線１３、１４は生じず、例えば、その磁気回路は、磁石５−トッププレート６−コイル２−ヨーク７−磁石８−トッププレート９−コイル４−ヨーク７−磁石５を順に通るように描かれる。
【００２７】
実施の形態４．
先述の実施の形態３では、ヨーク７の外周端部を部分的に厚くし、ヨーク凸部７ａを形成することで磁気回路の飽和を改善する技術について述べた。この実施の形態４では実施の形態３において示した音響装置３２の、スピーカ１０ｂの低音領域の発音特性を改良する例について示す。
図７は、実施の形態４による音響装置３２の断面図であり、図において符号７ｂは、コイル４がストロークする際の可動範囲を広げるために形成されたヨーク凹部であり、このヨーク凹部７ｂは、ヨーク７のコイル４が配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分に形成され、ヨーク７とコイル４が接する面からさらにえぐりとった形状となっている。
【００２８】
図７に示すように、ヨーク７の一部をえぐり取った形状のヨーク凹部７ｂを設けたことで、コイル４が大きくストロークした場合でも、コイル４と磁気回路となるヨーク７との接触を回避することができる。このとき、先述の実施の形態３で示したように、あらかじめヨーク７にヨーク凸部７ａを設け、磁気回路を十分大きくしているので、ヨーク凹部７ｂを形成したとしても、磁気飽和が生じることはない。従って、低域大音量を発音する場合における、コイル４とヨーク７との接触に起因するビビリ音等がなく、スピーカの大音量化が可能となる。
【００２９】
この場合も実施の形態３で示したように、レシーバ１０ａ側のヨーク７の外周端部の高さはヨーク凸部７ａの高さ分だけ高くなるが、もともと確保されているレシーバ振動膜１を配置するための、あるいはレシーバ振動膜１が振動するために必要な軸方向の空間を利用するための、ヨーク凸部７ａの高さは音響装置３２全体の厚さに影響しない。従って、音響装置３２の全体の軸方向の厚さを増すことなく、スピーカ１０ｂの低音の音量を確保することが可能となる。なお、図７では、ヨーク凹部７ｂの断面形状が半円となる例を示したが、Ｖ字型など、別の形状となるように形成することも可能である。また、このヨーク凹部７ｂは、ヨーク７を成型後に該当部分をえぐり取って形成しても、あらかじめ鋳型形成しても良い。
【００３０】
上述した実施の形態１〜４における技術は、携帯電話用のスピーカとレシーバを一体化する際における音響装置の薄型化を目的としていると述べたが、そのほかに高音と低音を分けた表面実装型の２ＷＡＹスピーカや、あるいは自動車用スピーカ、携帯情報機器などのような、特性の異なる二つの発音部の一体化と薄型化が同時に求められる音響装置に適用することで、上記の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の音響装置によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の磁石と、上記第二の磁石が、軸方向に沿って同一方向に着磁されたものであるため、実装部品としての厚み及び実装面積を小さく抑えた上で、それぞれの発音部の発音特性を維持、向上させることが可能な音響装置を得ることができる。
【００３２】
さらに、この発明の音響装置によれば、上記のような効果に加え、上記第一のコイルと上記第二のコイルとの間に挟まれる上記ヨークの軸方向に対して垂直な径方向の幅は、上記第一のトッププレートと上記第二のトッププレートの厚さの和以上とするものであるため、ヨークにおいて磁気飽和が生じることが緩和され、磁束量を確保することができ、それぞれの発音部の発音特性を良好にすることができる。
【００３３】
また、この発明の音響装置によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記ヨークのうち上記第一、第二のコイルの間に位置する部分が、リング状の第三の磁石によって構成され、軸方向に沿って同一方向に着磁された上記第一、第二の磁石に対し、上記第三の磁石は反対方向に着磁されたものであるため、音響装置を構成する磁石の厚みを薄くする、あるいはその外径を小さくするなどしても、それぞれの発音部の音圧を維持することができる。
【００３４】
さらに、この発明の音響装置によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動され上記ヨーク上に配置される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の振動膜の外周端より外側に位置する上記ヨークの外周端部が、上記第一の振動膜の可動範囲の高さを上限として盛り上がって形成されたものであるため、音響装置を薄型化した上で、磁気飽和を低減して第二の発音部の音圧を確保することができる。
【００３５】
また、この発明の音響装置によれば、上記のような効果に加え、上記ヨークの上記第二のコイルが配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分を、上記ヨークと上記第二の磁石とが接する面からさらにえぐりとった形状とし、上記第二のコイルの可動範囲を広げたものであるため、音響装置の厚さを増すことなく、第二の発音部の低音の音量を確保することができる。
【００３６】
また、この発明の音響装置の製造方法によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置の製造方法であって、上記第一の磁石と上記第二の磁石は、上記ヨークに取り付けられた後、軸方向に沿って同一方向に着磁されるように同時に着磁されるものであるため、未着磁状態の第一、第二の磁石を組み立てる際の部品の取り扱いが容易となり、組み立て前に切削粉などの不純物が吸い付くことがないために生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の音響装置の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の音響装置の作用を説明する断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１の音響装置の着磁工程を示す工程図である。
【図４】この発明の実施の形態２の音響装置を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３の音響装置の説明に必要な断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３の音響装置を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４の音響装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ レシーバ振動膜 ２、４、２０ コイル
３ スピーカ振動膜 ５、８、１５ 磁石
６、９ トッププレート ７、２１ ヨーク
７ａ ヨーク凸部 ７ｂ ヨーク凹部
８ａ、１２、１５ａ 着磁方向 １０、１６、３２ 音響装置
１０ａ レシーバ １０ｂ スピーカ
１１ 径方向磁路幅 １３、１４ 磁束線
２２ 磁場 ３０ 磁気飽和部分
３１ 漏れ磁束 ７１ 第一の凹み
７２ 第二の凹み ７３ 中央部突出部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば携帯電話を構成するレシーバとスピーカなど、薄型化が求められる実装部品の二つの発音部を一体に形成した音響装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話においては、電話機として相手の会話を発音するための装置をいわゆるレシーバといい、着信時に音楽や呼び出し音などを発音するための装置をスピーカという。
従来の携帯電話においては、このレシーバとスピーカは音響装置として比較的近い特性を有するにも関わらず、別個の部品として装着することが一般的であったため、携帯電話の小型化の妨げとなっていた。そこで、スピーカとレシーバを一体化する技術が開発されるようになった。
【０００３】
そのような例としては特開２００２−５８０９４号公報に、発音方向をそれぞれ部品の表面側、裏面側とし、表裏にレシーバとスピーカをそれぞれ配置して一体化し、一つの実装部品とする技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の構成においては、レシーバとスピーカの磁気回路が双方に独立している部分が多く、スピーカとレシーバを単純に積み重ねて一体化した構成に近いために、スピーカ単独、あるいはレシーバ単独の音響装置と比較して軸方向（発音方向に同じ）に厚みが増してしまうという問題があった。このため実装面積は低減できるものの、薄型化は困難であった。また、音響装置の薄型化を可能とした上で、より生産性を向上させることが可能な構造、また、より発音特性を向上させることが可能な構造を実現することも重要な課題である。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、レシーバとスピーカを一体化させた薄型の実装部品とした上で、より生産性を向上させることが可能な構造、また、より発音特性を向上させることが可能な構造の音響装置及びその製造方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる音響装置は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の磁石と、上記第二の磁石が、軸方向に沿って同一方向に着磁されたことを特徴とする音響装置。
【０００７】
また、この発明に係わる音響装置は、上記のような構成において、上記第一のコイルと上記第二のコイルとの間に挟まれる上記ヨークの軸方向に対して垂直な径方向の幅は、上記第一のトッププレートと上記第二のトッププレートの厚さの和以上とするものである。
【０００８】
さらに、この発明に係わる音響装置は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記ヨークのうち上記第一、第二のコイルの間に位置する部分が、リング状の第三の磁石によって構成され、軸方向に沿って同一方向に着磁された上記第一、第二の磁石に対し、上記第三の磁石は反対方向に着磁されたものである。
【０００９】
また、この発明に係わる音響装置は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動され上記ヨーク上に配置される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の振動膜の外周端より外側に位置する上記ヨークの外周端部が、上記第一の振動膜の可動範囲の高さを上限として盛り上がって形成されたものである。
【００１０】
さらに、この発明に係わる音響装置は、上記のような構成に加え、上記ヨークの上記第二のコイルが配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分を、上記ヨークと上記第二の磁石とが接する面からさらにえぐりとった形状とし、上記第二のコイルの可動範囲を広げたものである。
【００１１】
また、この発明に係わる音響装置の製造方法は、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置の製造方法であって、上記第一の磁石と上記第二の磁石は、上記ヨークに取り付けられた後、軸方向に沿って同一方向に着磁されるように同時に着磁されるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である音響装置の要部を示す断面図で、図において、符号１０は部品表面にレシーバ（第一の発音部）１０ａが、裏面にスピーカ（第二の発音部）１０ｂが配置されて一体化された薄型の音響装置の全体を示しており、この音響装置１０を構成する各構成部品はそれぞれ中心線を軸として同心に配置されている。図において１はレシーバ振動膜（第一の振動膜）、２はレシーバ１０ａ側のコイル（第一のコイル）、３はスピーカ振動膜（第二の振動膜）、４はスピーカ１０ｂ側のコイル（第二のコイル）、５は円盤状の磁石（第一の磁石）、６は磁石５上面を覆うように配置されたトッププレート、７は略円盤状のヨーク（磁気回路）、８はリング状の磁石、９は磁石８の下面を覆うように配置されたトッププレートをそれぞれ示している。なお、磁石５は円盤状の例を挙げているが、リング状に形成する場合もある。
【００１３】
さらに詳細に説明すると、この音響装置１０は、共通部品となるヨーク７の表裏にそれぞれ同軸上に配置されたレシーバ１０ａとスピーカ１０ｂを有している。そのレシーバ１０ａはヨーク７と、ヨーク７の表側の中央に設けられた円形の第一の凹み７１内に、その第一の凹み７１の外周側に位置するヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、ヨーク７の中心に配置された円盤状の磁石５と、その磁石５の上面に配置された円盤状（磁石の形状に応じた形状とする。）のトッププレート６と、上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置されたコイル２と、そのコイル２で駆動されるように、コイル２の上端に接し、トッププレート６の上面との距離を保った状態でその上面を被覆し、さらにコイル２の上端からその外周側に広がり、ヨーク７の第一の凹み７１の外周側表面に接するように設けられ、コイル２で駆動されるレシーバ振動膜１によって構成されている。
【００１４】
もう一つの発音部であるスピーカ１０ｂは、ヨーク７と、ヨーク７の裏側の外周側に設けられた第二の凹み７２内に、その第二の凹み７２の内周側に位置するヨーク７の中央部突出部７３との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、ヨーク７の裏面側端部に接して配置されたリング状の磁石８と、その磁石８の下面を覆うリング状のトッププレート９と、下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置されたコイル４と、そのコイル４で駆動されるように、コイル４の下端に接し、ヨーク７の中央部突出部７３との距離を保った状態でその表面を覆い、さらにコイル４の外周側に広がり、トッププレート９の表面に接するように設けられ、コイル４で駆動されるスピーカ振動膜３によって構成されている。
【００１５】
さらに、図２の音響装置１０の断面図に示すように、磁石５は符号１２で示すように、軸方向に沿って着磁されており（着磁方向１２）、磁石８も同様の方向（軸方向で着磁方向１２と同方向）に着磁されている。図中の符号１３、１４はそれぞれコイル２、４を通過する磁束線をそれぞれ示している。また、二つのコイル２、４は、発音に伴って振動する構造であるが、その軸方向の可動範囲は互いに重なり合う領域を持っており、単純にレシーバとスピーカを積層した構造と比較すると、音響装置１０全体としての軸方向の寸法の小型化（薄型化）を可能としている。
図１に示すように、本構成では、音響装置１０内にコイルが２個存在するためにコイルを配置するためのリング状隙間が２ヶ所あり、磁石断面積を十分に確保しないと磁束量を維持できない。従って、磁石は２個以上設けることが望ましい。
【００１６】
次に、この音響装置１０の磁気回路の構成について説明する。コイル２を駆動する磁気回路は、磁束線１３で示すように構成され、コイル２の内周側に設けられた円盤状若しくはリング状で軸方向に沿って着磁された磁石５から発生する磁束が、磁石５上に設けられたトッププレート６によって軸方向に対して垂直な径方向に曲げられ、コイル２に垂直に鎖交し、レシーバ１０ａとスピーカ１０ｂの共通の磁気回路であるヨーク７を介して磁石５へと戻る回路となる。また、コイル４を駆動する磁気回路は、磁束線１４で示すように構成され、コイル４の外周側に設けられた円筒状で軸方向に着磁された磁石８から発生する磁束が、磁石８の下部に設けられたトッププレート９によって径方向に曲げられ、コイル４に鎖交し、ヨーク７を介して磁石８へと戻る回路となる。
【００１７】
本構成によれば、コイル２とコイル４を同軸上に、かつ互いにその軸方向に対する位置関係において、コイル２、４の可動範囲の一部分が重なる位置に配置されているため、レシーバ１０ａ、スピーカ１０ｂを一体化した場合でも、その実装部品全体の厚みは従来のレシーバあるいはスピーカの単独の部品とほぼ同様に構成できる。
なお、各構成要素の材料としては、磁石５、８は希土類磁石、例えば異方性ネオジ磁石、ヨーク７は鉄若しくは鉄を主成分とする磁性材料、振動膜はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いることができる。
【００１８】
さらに、この音響装置１０の製造方法について説明する。仮に磁石５、８を着磁後に、他の部材のトッププレート６、９およびヨーク７を組み立てる手順とした場合、組み立て時の部品同士の吸着や切削粉の吸い付きなどがあり、量産性は極めて低下する。そこで、図２に示したような、二つの磁石５、８を同一の方向に着磁させる音響装置１０を得る場合は、着磁していない磁石５、８を用いて、まず音響装置１０を組み立て、その後、着磁を行うという手順で製作することで、部品の取り扱いが容易となり、また、組み立て前に切削粉が吸い付くなどの問題を回避できる。
音響装置１０を組み立てた後に磁石５、８の着磁を行うためには、磁石５、８の着磁方向を同一とすると単純に一様磁界を作成すれば着磁可能であるので、必要となる着磁装置が簡便なものでよく、また未着磁の磁石５、８を用いて組み立てを行うため、量産性も向上させることができるという効果がある。
【００１９】
図３に着磁の様子を示す工程図を示す。図において符号２０は着磁装置を構成する円筒状のコイル、２１はコイル２０の磁束を強める磁性材料、例えば鉄などで構成されるヨーク、２２は着磁装置によって発生する磁場を模式的に矢印で表している。磁石５、８が未着磁状態で組み立てられた音響装置１０をヨーク２１の近傍に配置してからコイル２０に通電することで、発生する磁場２２によって磁石５、８は着磁される。磁石５、８は、その軸方向と磁場２２の方向を揃えることで、軸と同一方向に着磁される。なお、図３では、一度の着磁工程で着磁される音響装置１０が一つである場合を示しているが、大型のヨーク、コイルを用意すれば、同時に複数個の未着磁状態の音響装置１０を着磁させることも可能であることは言うまでもない。
また、軸方向についても、音響装置１０の軸方向のいずれの方向にも着磁させることができ、着磁工程において、図３のように未着磁の音響装置１０を配置する場合に、レシーバ１０ａ側を上または下向きに配置することで任意の方向に着磁することができる。
【００２０】
さらに、磁気回路となるヨーク７を二つのコイルによる磁束線１３、１４が共用する本例のような場合、共通の磁路部となる図２の符号１１で示すコイル間のヨーク幅に相当する径方向磁路幅は、磁石５および磁石８の二つの磁束が通過することになるので、径方向磁路幅１１をトッププレート６、９の厚みの和以上とすることで、それぞれの磁路の形成の妨げとなることを防止できる。なお、ほとんどの場合でトッププレート６、９は同じ厚さに形成されるため、径方向磁路幅１１をトッププレートの厚さの倍以上とすることで磁気飽和が生じることを緩和でき、磁束量を確保することができる。なお、径方向磁路幅１１の上限は、音響装置１０の径方向の寸法の小型化を妨げない程度とする。
【００２１】
具体的には、携帯電話のレシーバ１０ａ、スピーカ１０ｂをそれぞれ構成するトッププレート６、９は０．３〜０．４ｍｍ程度の厚さとするので、径方向磁路幅１１は０．６〜０．８ｍｍ以上とする。このように径方向磁路幅１１の調整を行うことで、磁石５、８の着磁方向が同一方向であったとしても、組み立て性を重視した、磁気回路が飽和することがない音響装置１０を得ることが可能となり、また機器の径を不要に大きくせずに、必要最小限の実装面積でコイル２、４に鎖交する磁束量を確保できるため、音圧を犠牲にすることがない。
【００２２】
実施の形態２．
先述の実施の形態１の図１、または図２に示したレシーバ１０ａとスピーカ１０ｂを一体化した音響装置１０において、その外径を極力小さくするためには磁石８の外径を小さくすることが求められる。しかし、一方で磁石８の小型化を行ったとすれば、スピーカ１０ｂに鎖交する磁束量を十分に確保できなくなり、スピーカ１０ｂ側の音圧が不足する。そこで、この実施の形態２では、スピーカ１０ｂ側の音圧を犠牲にすることなく装置全体の外径を極力小さくすることが可能な音響装置１６の構造を次に提案する。
図４はこの発明の実施の形態２の音響装置１６を示す断面図で、図において、符号８ａはヨーク７の裏面側の外周端に配置されたリング状の磁石８の着磁方向を矢印で示すものであり、その方向はヨーク７の表面側中央部に配置された磁石５の着磁方向と同じ方向である。１５は図２で言うところのヨーク７の径方向磁路幅１１に相当する部分に置き換えて配置されたリング状の磁石（第三の磁石）である。１５ａは磁石１５の着磁方向を示しており、その方向は磁石５、８とは逆向きである。
【００２３】
図４に示すように、磁石１５をヨーク７の共通磁路部となる位置に配置し、その着磁方向１５ａを磁石５、８は逆の向きとすることで、磁石１５は磁石５、８の磁路に対して共にバイアス方向とすることができ、磁束量を補うことにより磁石５、８の厚みを薄くする、あるいは磁石８の外径を小さくするなどしても磁束量が減少することなく、音圧を維持したまま、外径を小さくする、あるいは磁石の厚みを薄くすることができる。
ただし、磁石１５の着磁方向１５ａが磁石５、８のそれとは違っており、逆方向となっているため、先述の実施の形態１で述べたような、未着磁状態の磁石を組み立て後に一様磁界において着磁するということは困難となる。
【００２４】
実施の形態３．
先述の実施の形態１のように、レシーバ１０ａとスピーカ１０ｂを一体化した音響装置１０を形成した場合、ヨーク７は、磁石８の内周側に磁束を通過させるためにその磁路断面積が小さくなることから磁気飽和が生じやすくなる。図５に符号３０（磁気飽和部分）で示すように、ヨーク７の、コイル４が配置されたリング状隙間の上方に位置する部分、すなわちスピーカ１０ｂの磁路部の、磁石８の内周側の部分は特に磁気飽和が著しい。磁気飽和を生じると、図５中の矢印３１で示すような、漏れ磁束を生じてしまい、コイル４に鎖交する磁束の径方向成分が不足し、音圧を確保することができなくなるという問題が生じる。そこで、磁気飽和部分３０を生じさせないような音響装置を次に提案する。
【００２５】
図６はこの発明の実施の形態３における音響装置３２を示す断面図であり、図において符号７ａはヨーク７の表面側の外周端部に設けられた突出部分（ヨーク凸部）であり、このヨーク凸部７ａは、ヨーク７のレシーバ振動膜１の外周端よりも外側に位置する部分が、レシーバ振動膜１の可動範囲の最も高い位置までを上限として盛り上がって形成されているものである。ヨーク７の全体を厚く形成してしまうと、音響装置全体の厚みが増してしまうという欠点があるが、ヨーク７のうち、レシーバ振動膜１の外周側の磁気飽和が生じやすい部分（磁気飽和部分３０に相当）だけを他の部分よりも厚くする場合は、もともと確保されているレシーバ振動膜１を配置するための、あるいはその可動範囲となるために必要な軸方向の空間を利用できる。このように、実施の形態３によれば、ヨーク凸部７ａを設けることにより、音響装置を薄型化した上で、磁気飽和を低減してスピーカ１０ｂの音圧を確保できるという効果が得られる。
【００２６】
なお、この実施の形態３では、音響装置３２を構成する磁石５、８の着磁方向は、実施の形態１において示した、軸方向に沿う同一の方向である場合、加えて実施の形態２のように磁石１５が配置されている場合と、さらに、磁石５、８が軸方向に沿って、それぞれ反対の方向に着磁される場合がある。軸方向に沿って、それぞれ反対の方向に磁石５、８が着磁される場合は、図２に示すような磁束線１３、１４は生じず、例えば、その磁気回路は、磁石５−トッププレート６−コイル２−ヨーク７−磁石８−トッププレート９−コイル４−ヨーク７−磁石５を順に通るように描かれる。
【００２７】
実施の形態４．
先述の実施の形態３では、ヨーク７の外周端部を部分的に厚くし、ヨーク凸部７ａを形成することで磁気回路の飽和を改善する技術について述べた。この実施の形態４では実施の形態３において示した音響装置３２の、スピーカ１０ｂの低音領域の発音特性を改良する例について示す。
図７は、実施の形態４による音響装置３２の断面図であり、図において符号７ｂは、コイル４がストロークする際の可動範囲を広げるために形成されたヨーク凹部であり、このヨーク凹部７ｂは、ヨーク７のコイル４が配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分に形成され、ヨーク７とコイル４が接する面からさらにえぐりとった形状となっている。
【００２８】
図７に示すように、ヨーク７の一部をえぐり取った形状のヨーク凹部７ｂを設けたことで、コイル４が大きくストロークした場合でも、コイル４と磁気回路となるヨーク７との接触を回避することができる。このとき、先述の実施の形態３で示したように、あらかじめヨーク７にヨーク凸部７ａを設け、磁気回路を十分大きくしているので、ヨーク凹部７ｂを形成したとしても、磁気飽和が生じることはない。従って、低域大音量を発音する場合における、コイル４とヨーク７との接触に起因するビビリ音等がなく、スピーカの大音量化が可能となる。
【００２９】
この場合も実施の形態３で示したように、レシーバ１０ａ側のヨーク７の外周端部の高さはヨーク凸部７ａの高さ分だけ高くなるが、もともと確保されているレシーバ振動膜１を配置するための、あるいはレシーバ振動膜１が振動するために必要な軸方向の空間を利用するための、ヨーク凸部７ａの高さは音響装置３２全体の厚さに影響しない。従って、音響装置３２の全体の軸方向の厚さを増すことなく、スピーカ１０ｂの低音の音量を確保することが可能となる。なお、図７では、ヨーク凹部７ｂの断面形状が半円となる例を示したが、Ｖ字型など、別の形状となるように形成することも可能である。また、このヨーク凹部７ｂは、ヨーク７を成型後に該当部分をえぐり取って形成しても、あらかじめ鋳型形成しても良い。
【００３０】
上述した実施の形態１〜４における技術は、携帯電話用のスピーカとレシーバを一体化する際における音響装置の薄型化を目的としていると述べたが、そのほかに高音と低音を分けた表面実装型の２ＷＡＹスピーカや、あるいは自動車用スピーカ、携帯情報機器などのような、特性の異なる二つの発音部の一体化と薄型化が同時に求められる音響装置に適用することで、上記の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の音響装置によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の磁石と、上記第二の磁石が、軸方向に沿って同一方向に着磁されたものであるため、実装部品としての厚み及び実装面積を小さく抑えた上で、それぞれの発音部の発音特性を維持、向上させることが可能な音響装置を得ることができる。
【００３２】
さらに、この発明の音響装置によれば、上記のような効果に加え、上記第一のコイルと上記第二のコイルとの間に挟まれる上記ヨークの軸方向に対して垂直な径方向の幅は、上記第一のトッププレートと上記第二のトッププレートの厚さの和以上とするものであるため、ヨークにおいて磁気飽和が生じることが緩和され、磁束量を確保することができ、それぞれの発音部の発音特性を良好にすることができる。
【００３３】
また、この発明の音響装置によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記ヨークのうち上記第一、第二のコイルの間に位置する部分が、リング状の第三の磁石によって構成され、軸方向に沿って同一方向に着磁された上記第一、第二の磁石に対し、上記第三の磁石は反対方向に着磁されたものであるため、音響装置を構成する磁石の厚みを薄くする、あるいはその外径を小さくするなどしても、それぞれの発音部の音圧を維持することができる。
【００３４】
さらに、この発明の音響装置によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動され上記ヨーク上に配置される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の振動膜の外周端より外側に位置する上記ヨークの外周端部が、上記第一の振動膜の可動範囲の高さを上限として盛り上がって形成されたものであるため、音響装置を薄型化した上で、磁気飽和を低減して第二の発音部の音圧を確保することができる。
【００３５】
また、この発明の音響装置によれば、上記のような効果に加え、上記ヨークの上記第二のコイルが配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分を、上記ヨークと上記第二の磁石とが接する面からさらにえぐりとった形状とし、上記第二のコイルの可動範囲を広げたものであるため、音響装置の厚さを増すことなく、第二の発音部の低音の音量を確保することができる。
【００３６】
また、この発明の音響装置の製造方法によれば、ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置の製造方法であって、上記第一の磁石と上記第二の磁石は、上記ヨークに取り付けられた後、軸方向に沿って同一方向に着磁されるように同時に着磁されるものであるため、未着磁状態の第一、第二の磁石を組み立てる際の部品の取り扱いが容易となり、組み立て前に切削粉などの不純物が吸い付くことがないために生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の音響装置の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の音響装置の作用を説明する断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１の音響装置の着磁工程を示す工程図である。
【図４】この発明の実施の形態２の音響装置を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３の音響装置の説明に必要な断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３の音響装置を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４の音響装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ レシーバ振動膜 ２、４、２０ コイル
３ スピーカ振動膜 ５、８、１５ 磁石
６、９ トッププレート ７、２１ ヨーク
７ａ ヨーク凸部 ７ｂ ヨーク凹部
８ａ、１２、１５ａ 着磁方向 １０、１６、３２ 音響装置
１０ａ レシーバ １０ｂ スピーカ
１１ 径方向磁路幅 １３、１４ 磁束線
２２ 磁場 ３０ 磁気飽和部分
３１ 漏れ磁束 ７１ 第一の凹み
７２ 第二の凹み ７３ 中央部突出部。
Claims (6)
- ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の磁石と、上記第二の磁石が、軸方向に沿って同一方向に着磁されたことを特徴とする音響装置。
- 上記第一のコイルと上記第二のコイルとの間に挟まれる上記ヨークの軸方向に対して垂直な径方向の幅は、上記第一のトッププレートと上記第二のトッププレートの厚さの和以上とすることを特徴とする請求項１記載の音響装置。
- ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記ヨークのうち上記第一、第二のコイルの間に位置する部分が、リング状の第三の磁石によって構成され、軸方向に沿って同一方向に着磁された上記第一、第二の磁石に対し、上記第三の磁石は反対方向に着磁されたことを特徴とする音響装置。
- ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動され上記ヨーク上に配置される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置であって、上記第一の振動膜の外周端より外側に位置する上記ヨークの外周端部が、上記第一の振動膜の可動範囲の高さを上限として盛り上がって形成されたことを特徴とする音響装置。
- 上記ヨークの上記第二のコイルが配置される下方に開放されたリング状隙間の底に位置する部分を、上記ヨークと上記第二の磁石とが接する面からさらにえぐりとった形状とし、上記第二のコイルの可動範囲を広げたことを特徴とする請求項４記載の音響装置。
- ヨークの表裏にそれぞれ同軸上に配置された第一の発音部と第二の発音部を有し、上記第一の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの表側の中央に設けられた円形の第一の凹み内に、上記第一の凹みの外周側に位置する上記ヨークとの間に上方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの中心に配置された円盤状またはリング状の第一の磁石と、上記第一の磁石の上面を覆う第一のトッププレートと、上記上方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第一のコイルと、上記第一のコイルで駆動される第一の振動膜によって構成され、上記第二の発音部は上記ヨークと、上記ヨークの裏側の外周側に設けられた第二の凹み内に、上記第二の凹みの内周側に位置する上記ヨークの中央部突出部との間に下方に開放するリング状隙間を空けるように、上記ヨークの裏面側端部に接して配置されたリング状の第二の磁石と、上記第二の磁石の下面を覆う第二のトッププレートと、上記下方に開放するリング状隙間内に可動領域を確保して配置された第二のコイルと、上記第二のコイルで駆動される第二の振動膜によって構成され、上記第一、第二のコイルの軸方向の可動範囲が重なりを持つ音響装置の製造方法であって、上記第一の磁石と上記第二の磁石は、上記ヨークに取り付けられた後、軸方向に沿って同一方向に着磁されるように同時に着磁されることを特徴とする音響装置の製造方法。
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