JP2008177692A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】
携帯電話機等の小型携帯機器に用いられる細長形状の導電型スピーカは、ボイスコイルも長円形状等の細長形状をしているためボイスコイルの長辺側の強度は弱く、駆動時に中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化等の不具合が発生する。
【解決手段】
永久磁石、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨーク、他方の磁極側に固定したトッププレートよりなる磁気回路と、ボイスコイルを備えた振動膜とを有する導電型の電気音響変換器において、前記ボイスコイルは長辺と短辺とを有する細長形状に形成されるとともに、前記磁気回路を構成する磁気空隙も長辺と短辺とを有する細長形状に形成されてなり、前記ボイスコイルの短辺を補強部材で接続したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は電気音響変換器に係り、特にボイスコイル形状として長辺と短辺とを有する細長形状のボイスコイルを備えた導電型の電気音響変換器に関する。

近年、携帯電話機等の小型携帯機器においてオーディオ機能が重視されており、電気音響変換器としても、単なるコール音のみを目的とした圧電タイプから音響特性を重視した動電型の電気音響変換器が搭載されるようになってきた。しかもこれらの小型携帯機器は表示装置やキーボードにスペースをとられるため、電気音響変換器を取り付けるためのスペースがますます狭くなってきて従来の円形形状の電気音響変換器が取り付けられなくなっている。

この対策として携帯電話機において大型化された表示装置を避けて細長形状の電気音響変換器を取り付けた構成がある。（例えば、特許文献１参照。）。

以下、図１２、図１３を用いて特許文献１に開示された従来技術における電気音響変換器を説明する。図１２は特許文献１に開示された従来技術における電気音響変換器を備えた携帯電話機の正面図であり、図１３は図１２の電気音響変換器を構成するボイスコイルの斜視図である。図１２において１００は携帯電話機であり、表示装置１１１、マイク１１２、電気音響変換器である導電型スピーカ６０を有する蓋部１１０と、キーボード１２１、機能ボタン１２２を有する本体部１２０とがヒンジ部１３０によって開閉可能に結合されている。

そして蓋部１１０においては、出来るだけ広い表示画面が望まれている表示装置１１１が大部分の面積を占有し、表示装置１１１とヒンジ部１３０との狭い隙間部分に細長形状の導電型スピーカ６０が配置されている。図１３は導電型スピーカ６０を構成するボイスコイル６４であり、ボイスコイル６４の形状は導電型スピーカ６０の細長形状に合わせて長方形になっている。すなわち、ボイスコイル６４の長辺部６４ａの長さＬ１は短辺部６４ｂの長さＬ２の２倍以上の細長形状となっている。

特許第３８４１２２２公報（第２３頁、図２６、図３６）

しかしながら通常は、導電型スピーカのボイスコイルは円形形状をしているのが一般である。そして導電型スピーカの駆動時にこのバランスのとれた円形形状によってボイスコイルの各部にかかる応力が均一になり、正常な音響出力を発生する事が出来るようになっていた。

しかるに引用文献１における導電型スピーカ６０のボイスコイル６４は、長辺部６４ａの長さＬ１と短辺部６４ｂの長さＬ２との比が２倍以上の細長形状となっているために、導電型スピーカの駆動時にこのアンバランスな形状によってボイスコイルの各部にかかる応力が不均一になり正常な音響出力を発生する事が出来ないという問題がある。すなわちボイスコイル６４の長辺部６４ａの強度不足により、中域の周波数帯域にて、分割振動による異常音の発生、歪率の悪化等の不具合が発生する結果となる。

（発明の目的）
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、携帯機器等の狭いスペースに配設が可能な細長形状を有しながら、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化等の不具合の発生を改良した電気音響変換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の電気音響変換器は、永久磁石、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨーク、他方の磁極側に固定したトッププレートよりなる磁気回路と、ボイスコイルを備えた振動膜とを有する導電型の電気音響変換器において、前記ボイスコイルは長辺と短辺とを有する細長形状に形成されるとともに、前記磁気回路を構成する磁気空隙も長辺と短辺とを有する細長形状に形成されてなり、前記ボイスコイルの短辺を補強部材で接続したことを特徴とする。

上記構成により、ボイスコイルの長辺側の強度不足を補強することで、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化の発生を抑止することができ、音響特性の改善ができた。

前記補強部材はボイスコイルの上面に取り付けられ、前記振動膜の下面側に配置されていることを特徴とする。

前記磁気回路は短辺側の中心部近傍においてスリットが設けられており、前記ボイスコイルの下面側に取り付けられた補強部材が、前記スリット内に収納されていることを特徴とする。

前記磁気回路は前記スリットによって２つに分割されていることを特徴とする。

上記のごとく磁気回路の補強部材対応位置に、電気音響変換器の駆動時に振動する補強部材を収納するスリットを設けることによって、ボイスコイルの高さ方向に渡って補強できる立体的な補強部材を設けることができるため、十分な音響特性の改善ができた。

以上のように本発明の電気音響変換によれば、ボイスコイルの長辺側の強度不足を補強することで、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化の発生を抑止することができ、音響特性の改善ができた。

以下本発明の実施形態における電気音響変換器を図面により詳細に説明する。図１から図３は本発明の第１実施形態における電気音響変換器の構成を示すものであり、図１は電気音響変換器の断面図、図２は電気音響変換器の上面図、図３は電気音響変換器のボイスコイルの斜視図である。

図１、図２において１０は電気音響変換器である導電型スピーカであり、従来の導電型スピーカ６０と同様に細長形状となっている。１は永久磁石、２は永久磁石１の一方の磁極側に固定したヨーク、３は永久磁石１の他方の磁極側に固定したトッププレートであり、前記永久磁石１、ヨーク２、トッププレート３により磁気回路を構成している。４はボイスコイル、５はボイスコイル４の短辺側を接続している補強部材であり、詳細については後述する。６はボイスコイル４を備えた振動膜、７はフレームであり、このフレーム７はヨーク２と結合されることにより磁気回路全体を支持している。８はプロテクタであり、前記フレーム７と結合してその間に振動膜６を挟持するとともに、振動膜６の上面側を保護する機能を有する。そして前記導電型スピーカ１０の動作は基本的に従来の導電型スピーカの動作と同じであり、ヨーク２とトッププレート３によって形成される磁気空隙９内に配置されたボイスコイル４に通電することにより、振動膜６が振動して音響出力を発生する。

図３は前記ボイスコイル４の斜視図であり、ボイスコイル４は長円形を有するが、従来のボイスコイル６４と同様に長辺部４ａの長さＬ１と短辺部４ｂの長さＬ２との比が２倍以上の細長形状となっている。従って導電型スピーカの駆動時にこのアンバランスな形状によってボイスコイルの各部にかかる応力が不均一になり正常な音響出力を発生する事が出来ないという問題があることは従来と同様である。本発明においてこの問題を解決するために設けられたのがボイスコイル４の短辺部４ｂを接続する補強部材５である。この補強部材５はボイスコイル４の長辺部４ａにおける中心位置の間を接続する構成となっており、本実施形態においては軽量で強度のある樹脂材を使用している。具体的には前記フレーム７に使用されているＰＰＡ（ポリフタルアミド）樹脂の成形品をアクリル系のＵＶ接着剤を用いてボイスコイル４に接着することにより薄板状の補強部材５でボイスコイル４の上面側を強固に接続している。すなわち補強部材５は振動膜６の下面側に設けられており、ボイスコイル４の上面と振動膜６の下面側に設けられた空間部分に配置されている。

上記の如くボイスコイル４の短辺部４ｂを補強部材５で強固に接続することによって、ボイスコイル４における長辺部４ａの強度不足が改善され、中域の周波数帯域にて、分割振動による異常音の発生、歪率の悪化等の不具合が発生しなくなった。

次に図４から図６により本発明の第２実施形態における電気音響変換器の構成を説明する。図４は電気音響変換器の断面図、図５は電気音響変換器の上面図、図６は電気音響変換器のボイスコイルの斜視図である。図４、図５において２０は電気音響変換器である導電型スピーカであり、図１に示す第１実施形態の導電型スピーカ１０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。

図４、図５に示す導電型スピーカ２０において導電型スピーカ１０と異なるところは、永久磁石が２つに分かれて、永久磁石１ａ、１ｂとなり、またトッププレートも２つに分かれてトッププレート３ａ、３ｂとなることによって、磁気回路が長辺側の中心部近傍において２つに分割され、その間にスリット２１が形成されていることである。そしてボイスコイル１４にはその内面側に補強部材２５が取り付けられ、この補強部材２５が前記スリット２１内に収納されていることである。

ここで、図６によりボイスコイル１４に対する補強部材２５の取り付け構造を説明する。図３に示すボイスコイル４では薄板状の補強部材５でボイスコイル４の上面側を強固に接続しているのに対し、本実施形態におけるボイスコイル１４では内面側を立体的な補強部材２５で強固に接続している。すなわち立体的な補強部材２５によりボイスコイル１４の高さ方向に渡って補強できるため、ボイスコイル１４における長辺部１４ａの強度の改善効果が極めて高いものとなる。

しかし、図４に示す如くボイスコイル１４の内面側に立体的な補強部材２５を設けると、この補強部材２５が磁気回路を構成するトッププレートと永久磁石にぶつかる位置に配設されることになる。本発明ではこれを解決するために磁気回路を２つに分割してスリット２１を形成し、このスリット２１内に補強部材２５を収納している。すなわちボイスコイル１４に通電することによって振動膜６が振動して音響出力を発生する時に、ボイスコイル１４が磁気空隙９内で可動できると同様に、立体的な補強部材２５もスリット２１内で可動できるものである。なお、補強部材２５としては前記補強部材５と同様のＰＰＡ樹脂によって形成され、同様の接着が行われている。

次に図７から図９により本発明の第３実施形態における電気音響変換器の構成を説明する。図７は電気音響変換器の断面図、図８は電気音響変換器の上面図、図９は電気音響変換器のボイスコイルの斜視図である。図７、図８において３０は電気音響変換器である導電型スピーカであり、第１実施形態の導電型スピーカ１０及び第２実施形態の導電型スピーカ２０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。

図７、図８に示す導電型スピーカ３０において導電型スピーカ２０と異なるところは永久磁石１はそのままで、トッププレートのみが２つに分かれてトッププレート３ａ、３ｂとなることによって、磁気回路の１部分が２つに分割され、その間にスリット３１が形成されていることである。そしてボイスコイル２４にはその上面と内面側の１部分に補強部材３５が取り付けられ、この補強部材３５が前記スリット３１内に収納されていることである。

ここで、図９によりボイスコイル２４に対する補強部材３５の取り付け構造を説明する。図４に示すボイスコイル１４では立体的な補強部材２５によりボイスコイル１４の高さ方向全体に渡って補強しているのに対し、本実施形態では前記補強部材２５より少し薄い立体的な補強部材３５で、ボイスコイル２４の上面と内面側の１部分を強固に接続している。すなわちスリット３１が浅くなった分だけ立体的な補強部材３５の厚さを少なくして、補強部材と磁気回路との衝突を回避している。

次に図１０、図１１により本発明の第４実施形態における電気音響変換器の構成を説明する。図１０は電気音響変換器の断面図、図１１は電気音響変換器の上面図である。図１０、図１１において４０は電気音響変換器である導電型スピーカであり、第２実施形態の導電型スピーカ２０及び第３実施形態の導電型スピーカ３０と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。

図１０、図１１に示す導電型スピーカ４０において導電型スピーカ３０と異なるところは、トッププレートが２つに分かれてトッププレート３ａ、３ｂとなるとともに、永久磁石１の一部分に溝を設けることによって、磁気回路の１部分が２つに分割され、その間にスリット４１が形成されていることである。そしてボイスコイル３４にはその内面側の１部分に補強部材４５が取り付けられ、この補強部材４５が前記スリット４１内に収納されていることである。

すなわち、導電型スピーカ４０における補強部材４５はその高さを、導電型スピーカ２０における補強部材２５の高さの半分程度とし、その分だけスリット４１の深さを浅くしている。この結果、永久磁石１を完全に分離せずに溝加工によってその１部分を残すことができるものである。なお補強部材４５の材質及び加工方法については補強部材２５と同様に作成することができる。

上記の如く本発明の電気音響変換器は、細長いボイスコイルの短辺側を補強部材で接続することによって長辺側の強度不足を補強しているため、中域の周波数帯域での分割振動による異常音の発生や、歪率悪化の発生を抑止することができ、音響特性の改善ができるものである。

本発明の第１実施形態における電気音響変換器の断面図である。 本発明の第１実施形態における電気音響変換器の上面図である。 図１、図２に示す電気音響変換器におけるボイスコイルの斜視図である。 本発明の第２実施形態における電気音響変換器の断面図である。 本発明の第２実施形態における電気音響変換器の上面図である。 図４、図５に示す電気音響変換器におけるボイスコイルの斜視図である。 本発明の第３実施形態における電気音響変換器の断面図である。 本発明の第３実施形態における電気音響変換器の上面図である。 図７、図８に示す電気音響変換器におけるボイスコイルの斜視図である。 本発明の第４実施形態における電気音響変換器の断面図である。 本発明の第４実施形態における電気音響変換器の上面図である。 従来技術における電気音響変換器を備えた携帯電話機の正面図である。 図１２の電気音響変換器を構成するボイスコイルの斜視図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ 永久磁石
２ ヨーク
３，３ａ、３ｂ トッププレート
４，１４，２４，３４ ボイスコイル
５，２５，３５，４５ 補強部材
６ 振動膜
７ フレーム
８ プロテクタ
１０，２０、３０、４０ 導電型スピーカ
２１，３１，４１ スリット

Claims (4)

1. 永久磁石、該永久磁石の一方の磁極側に固定したヨーク、他方の磁極側に固定したトッププレートよりなる磁気回路と、ボイスコイルを備えた振動膜とを有する導電型の電気音響変換器において、前記ボイスコイルは長辺と短辺とを有する細長形状に形成されるとともに、前記磁気回路を構成する磁気空隙も長辺と短辺とを有する細長形状に形成されてなり、前記ボイスコイルの短辺を補強部材で接続したことを特徴とする電気音響変換器。
   
2. 前記補強部材はボイスコイルの上面に取り付けられ、前記振動膜の下面側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
   
3. 前記磁気回路は長辺側の中心部近傍においてスリットが設けられており、前記ボイスコイルの内面側に取り付けられた補強部材が、前記スリット内に収納されていることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
   
4. 前記磁気回路は前記スリットによって2つに分割されていることを特徴とする請求項３記載の電気音響変換器。
   

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