(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持するとともに上記サスペンションの弾性変形範囲内の隙間を上記可動部の外周との間に設けたフレームとからなる電気−機械−音響変換器。
【請求項２】
可動部の外周とフレーム内径間の隙間を磁気ギャップとボイスコイル間の隙間より小さく設定した請求項１に記載の電気−機械−音響変換器。
【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。
【請求項４】
サスペンションが可動部の重心から上下に距離とスティフネスを逆比配分して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。
【請求項５】
振動板と、この振動板に対向して配置された磁気回路からなる可動部と、一端が上記振動板に取り付けられた上記磁気回路の磁気空隙に挿入されたボイスコイルと、上記可動部を支持するサスペンションと、上記振動板とサスペンションを支持するフレームと、上記フレームを覆い少なくとも上記可動部側の外方に開口を設け、携帯端末への音導とすると共に、この携帯端末に挟持される弾性状のブッシングとで構成される電気−機械−音響変換器。
【請求項６】
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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持するフレームとからなり、このサスペンションのフレーム側接合部分の一端をフレームへインサート成形された金属片へ溶接して結合する電気−機械−音響変換器の製造方法であって、この金属片と上記ボイスコイルに外部からの電気信号が加えられるリード端子とをリードフレームにて構成し、上記フレームと一体成形する電気−機械−音響変換器の製造方法。
【請求項７】
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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持する筐体となるフレームで構成される電気−機械−音響変換器の製造方法であって、上記サスペンションと、上記ボイスコイルに外部からの電気信号が加えられるリード端子とをリードフレームにて構成し、上記フレームと一体成形する電気−機械−音響変換器の製造法。
【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−音響変換器及びその製造法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。
【０００３】
図６は上記携帯端末装置に使用される電気−機械−音響変換器の側断面図であり、これにより従来の携帯端末装置について説明する。なお、図６の電気−機械−音響変換器は携帯端末装置の更なる小型、軽量化を図るため、部品点数の削減を目的として、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である。
【０００４】
同図によると、円形の振動板１の外周部がケース２に取り付けられている。このケース２には底板５があり、ヨーク３は底板５に固定されている。サスペンション６はケース２に支持されており、マグネット４はサスペンション６で支持されている。ボイスコイル７は、ヨーク３の内周面とマグネット４の外周面で構成される磁気ギャップに挿入され一端が振動板１に固定されている。
【０００５】
なお、上記ヨーク３と上記マグネット４で磁気回路部を構成し、サスペンション６とマグネット４で機械振動系を構成している。
【０００６】
次に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と磁気回路部との間には、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が振動する。
【０００７】
また、磁気回路部に働く反作用の力によって、サスペンション６で支持されたマグネット４が振動し、サスペンション６を介してケース２に振動が伝わり、ケース２が振動するものである。この磁気回路部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に印加することによって上記振動として顕著なものが得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、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、落下などの衝撃に対して内蔵されている電気−機械−音響変換器が変形損傷する可能性を有していた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決して、耐衝撃性に優れ、振動の共振周波数の安定した電気−機械−音響変換器を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【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、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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持するとともに上記サスペンションの弾性変形範囲内の隙間を上記可動部外周との間に設けたフレームとで構成したものであり、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、可動部の外周をフレームで受けることによってサスペンションの永久変形を防ぐことができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持するとともに上記サスペンションの弾性変形範囲内の隙間を上記可動部の外周との間に設けたフレームとで構成したものであり、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、可動部の外周をフレームで受けることによってサスペンションの永久変形を防ぐことができるものであるとともに、サスペンションの接続部の損傷による可動部の損傷や振動の周波数が変化したり、共振の鋭さが鈍ることにより、振動レベルが小さくなることを防止するものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可動部の外周とフレーム内径間の隙間を磁気ギャップとボイスコイル間の隙間より小さく設定したものであり、電気−機械−音響変換器に衝撃が加えられても、ボイスコイルが当たる前に可動部の外周がフレームに受けられるため、ボイスコイルの損傷も防ぐことができるものである。
【００１３】
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可動部を支持したものであり、可動部の重心を上下方向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】
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が可動部の重心から上下に距離とスティフネスを逆比配分して可動部を支持したものでらり、重心位置が上下のサスペンションから等距離になくても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。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、振動板と、この振動板に対向して配置された磁気回路からなる可動部と、一端が上記振動板に取り付けられた上記磁気回路の磁気空隙に挿入されたボイスコイルと、上記可動部を支持するサスペンションと、上記振動板とサスペンションを支持するフレームと、上記フレームを覆い少なくとも上記可動部側の外方に開口を設け、携帯端末への音導とすると共に、この携帯端末に挟持される弾性状のブッシングとで構成されるものであり、弾性状のブッシングで覆い、携帯端末で挟持するようにしたので携帯端末（例えば携帯電話等）を落とした場合に落下衝撃を吸収するとともに、ブッシングの開口が音導となって携帯端末の発音部に音を導き、良好な発音が得られるものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持するフレームとからなり、このサスペンションのフレーム側接合部分の一端をフレームへインサート成形された金属片へ溶接して結合する電気−機械−音響変換器の製造方法であって、この金属片と上記ボイスコイルに外部からの電気信号が加えられるリード端子とをリードフレームにて構成し、上記フレームと一体成形する電気−機械−音響変換器の製造方法であり、部品点数を増加させることなく電気−機械−音響変換器を形成できるとともに、組立工程の単純化も図れるものである。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、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空隙に一定の隙間を設けて挿入されたボイスコイルと、上記磁気回路と一体または別体として取り付けた重りと、上記磁気回路と上記重りで構成される可動部を支持する少なくとも一つのサスペンションと、上記振動板と上記サスペンションを支持する筐体となるフレームで構成される電気−機械−音響変換器の製造方法であって、上記サスペンションと、上記ボイスコイルに外部からの電気信号が加えられるリード端子とをリードフレームにて構成し、上記フレームと一体成形するものであって、リードフレームにてサスペンションとリード端子を構成して部品点数の削減と組立の自動化に寄与するものである。
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態について、図１から図５により説明する。
（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。
【００２３】
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、外周部で樹脂等のフレーム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。なお、９ａはカバーである。
【００２４】
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おり、１３は重り部であり、ヨーク１０と一体に設けられている。１４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、上記ヨーク１０の上下面に一対配設され、一端が上記重り部１３に固定され、他端が樹脂でモールドされてフレーム９の凹部１５に固着されている。サスペンション１４のフレーム９との結合部を樹脂でモールド固着してモールド部１６を形成することでサスペンション１４の支点が精度よく決まり性能が安定する。なお、モールド部１６をフレーム９の凹部１５へ挿入して接着するとモールド部１６の側面の接着強度も得られる。
【００２５】
上記ヨーク１０、上記マグネット１１及び上記プレート１２とで磁気回路部１７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。
【００２６】
そして、円筒状のボイスコイル１８が上記磁気ギャップに挿入され、上記ボイスコイル１８の一端は上記振動板８に取り付けられている。上記磁気回路部１７はフレーム９に対して相対的に動作する可動部１９を構成し、サスペンション１４と可動部１９は機械振動系を構成している。
【００２７】
可動部１９の外周とフレーム９内径の間には、サスペンション１４の弾性変形範囲内の隙間２０が設けられており、更にこの隙間２０は磁気ギャップとボイスコイル１８の隙間より小さく設定されている。これにより可動部１９が衝撃で移動した場合でも可動部１９の外周をフレーム９の内径が受け止めるため、サスペンション１４は永久変形を起こさず可動部１９を元の位置へ戻す。また、磁気ギャップがボイスコイル１８に当たる前に可動部１９の外周がフレーム９に受けられるため、ボイスコイル１８の損傷も防ぐことができる。
【００２８】
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１８に電気信号が加えられると、ボイスコイル１８と磁気回路部１７の間に作用・反作用の力が働く。仮に、磁気回路部１７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１４に支持された重り部１３と磁気回路部１７からなる可動部１９に加わり、可動部１９は振動をすることになる。
【００２９】
特に、ボイスコイル１８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１９は大きく振動することになる。この可動部１９の振動は、サスペンション１４からフレーム９に伝わりフレーム９は振動する。
【００３０】
しかし、可動部１９が振動の際ローリング運動を起こすと可動部１９の外周とフレーム９の内径が当たり、異常音が出るため、それを防ぐためにサスペンション１４は可動部１９の重心を対称に等距離で可動部１９を支持している。
【００３１】
そして、機械振動系の振動の大きさは可動部１９の質量と加速度の積に比例する。従って、磁気回路部１７に重り部１３を設けることによって機械振動系の質量は大きくなり、大きな振幅の振動を取り出すことができるとともに、フレーム９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。
【００３２】
一方、ボイスコイル１８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。
【００３３】
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。
【００３４】
（実施の形態２）
図２は本発明の他の実施の形態の電気−機械−音響変換器の要部である可動部とサスペンションの組立品斜視図である。
【００３５】
同図により実施の形態１と同一部分は同一番号を付して説明を省略して相違点のみ説明する。
【００３６】
同図によると、サスペンション１４の一端を樹脂でモールドする際、モールド部１６に溶着のためのリブ２１を同時に形成している。モールド部１６をフレーム９へ溶着することにより短時間で結合でき、サスペンション１４が複数ある場合でも一体の溶着治具で同時に精度よく結合することができる。
【００３７】
サスペンション１４は、可動部１９の重心を上下方向に対称に距離とスティフネスを逆比配分でヨーク１０の上下面一対に接合されている。これにより、可動部１９のローリング運動を防止し、可動部１９側面とフレーム９の当たりによる異常音を防止するものである。
【００３８】
（実施の形態３）
本発明の電気−機械−音響変換器の他の実施の形態を図３の要部である可動部とサスペンションの組立品斜視図により説明する。
【００３９】
同図により実施の形態１と同一部分は同一番号を付して説明を省略して相違点のみ説明すると、本実施の形態においてはサスペンション１４のフレーム９との結合部を樹脂でモールドする際、サスペンション１４と可動部１９を予め結合した状態で複数あるサスペンション１４の支点を一体でモールド成形してモールド部１６を構成している。複数のサスペンション１４の支点が同時に精度よく結合されるため、振動性能が安定するものである。
【００４０】
（実施の形態４）
本発明の電気−機械−音響変換器の他の実施の形態を図４の分解斜視図により実施の形態１と同一部分は同一番号を付して説明を省略して相違点のみ説明する。
【００４１】
同図によると、サスペンション１４は、ヨーク１０の上下面に一対配設され、一端が重り部１３に固定され他端がフレーム９にインサート成形された金属片２２に溶接されて結合される。
【００４２】
これにより、サスペンション１４を短時間でフレーム９へ結合でき、強い接合強度を得ることができる。
【００４３】
また、この金属片２２とリード端子２３をリードフレーム２４で一体に構成し、フレーム９へ一体成形している。これにより部品の一体化、組立工程の単純化が可能となる。
【００４４】
なお、上記実施の形態では金属片２２とリード端子２３をリードフレーム２４で一体に形成したが、サスペンション１４の一方もリードフレーム２４で一体に形成することも可能であり、また、金属片２２を用いないものの場合はリード端子２３とサスペンション１４の一方をリードフレーム２４で一体に形成することも可能で、部品点数の削減、組立工程の自動化に寄与できるものである。
【００４５】
（実施の形態５）
図５は他の実施の形態の携帯電話への装着状態の部分側断面図であり、実施の形態１との相違点のみ説明すると、２６はフレーム９を覆うように装着されたゴム状の弾性体からなるブッシングであり、２７は携帯端末である携帯電話の上ケースであり、２８は同下ケースであり、３０はこの上ケースに固定された液晶表示部３１や電子部品を搭載した回路基板である。
【００４６】
２９はこの回路基板３０に固着されたホルダーであり、上記ブッシング２６で覆った電気−機械−音響変換器を装着するものである。なお、ホルダー２９への電気−機械−音響変換器の装着は、図５からも判るように振動板８側が回路基板３０側になるように装着されている。
【００４７】
上ケース２７と下ケース２８を組み合わせ固着したとき、電気−機械−音響変換器は回路基板３０、ホルダー２９を介して携帯電話機に圧接挟持される（この時、弾性体であるブッシング２６によって上記各部品の誤差は吸収されて確実に電気−機械−音響変換器の振動が携帯電話機本体に伝達されるほどに圧接挟持されるように設定されている。）。
【００４８】
なお、ブッシング２６には下ケース２８の発音部２８ａと対応する部分に開口部２６ａを設けており、振動板８が振動して発音したとき、このフレーム９と可動部１９間の隙間から上記開口部２６ａを音導として機能させ、下ケース２８の発音部２８ａから発音させるものである。
【００４９】
以上のように、振動板８を回路基板３０側になるように電気−機械−音響変換器を携帯端末に装着したので、外部磁界の影響から極力ボイスコイル１８を保護し、振動板８による発音を安定的に得ることができるとともに、ブッシング２６によって携帯端末本体に電気−機械−音響変換器が圧接挟持されるので呼出用の振動も効率よく携帯電話機本体に伝えることができるものである。
【００５０】
なお、開口部２６ａは複数の小孔からなるものでも、本実施の形態のような大孔を有するものでも良い。
【００５１】
また、上記ブッシング２６は従来技術に示した電気−機械−音響変換器に用いても上述の効果を有するものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、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】同他の実施の形態の要部である可動部とサスペンションの組立品斜視図
【図３】同他の実施の形態の要部である可動部とサスペンションの組立品斜視図
【図４】同他の実施の形態の分解斜視図
【図５】同他の実施の形態の携帯電話機への装着状態の部分断面図
【図６】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  フレーム
１０  ヨーク
１１  マグネット
１２  プレート
１３  重り部
１４  サスペンション
１５  凹部
１６  モールド部
１７  磁気回路部
１８  ボイスコイル
１９  可動部
２０  隙間
２１  リブ
２２  金属片
２３  リード端子
２４  リードフレーム
２６  ブッシング
２６ａ  開口部
【図１】
0003680562.tif 000002
【図２】
0003680562.tif 000003
【図３】
0003680562.tif 000004
【図４】
0003680562.tif 000005
【図５】
0003680562.tif 000006
【図６】
0003680562.tif 000007