(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形で開放された一側面には音響発生のための振動板が構成され、他側面にはプレートにより遮蔽されるハウジングと、
前記ハウジングの内部中央に設けられ一定間隔をおいて離隔された板スプリングによってハウジング内周面に固定されるヨークと、
前記ヨークの上端部にＮ・Ｓ極が上下に分極されるように付着され、磁気回路を構成するマグネットと、
前記振動板に上端が固定されて下段はマグネットに隣接されるように配置されるボイスコイルと、
前記マグネットと対向されるようにプレートの一側面に付着される振動コイルと、
前記ハウジングの内周面に設けられ、板スプリングに緩衝性を付加して振動量の変化を低減させるダンピング手段と
を含んで構成されることを特徴とする振動スピーカ。
【請求項２】
前記ダンピング手段は、板スプリングの外周縁端部を支持されるように少なくとも一つ以上で備えられるゴム材質のラバーであることを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項３】
前記ダンピング手段は、ハウジングの内周面に固定される一対の板スプリングの外周縁端部に所定量塗布される軟質接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【請求項４】
前記ヨークは、外側面に所定の大きさの質量を有する分銅が付着されることを特徴とする請求項１に記載の振動スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機のような通信機器に内蔵され、発声機能とともに振動機能を同時に発揮する振動スピーカに関する。より詳しくは、振動体に上下の緩衝力を追加させて周波数の変化に伴う振動量の変化を低減させ、振動特性を向上させる振動スピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、スピーカは、電気及び電子的に受信される音声信号又は予め入力されたベル又はメロディ等を人が聞くことができる音として出力する発声機器である。
【０００３】
このようなスピーカは、通常、オーディオ又はアンプに連結して音量を大幅に増幅させて大型の発声手段として使用することもあるが、サイズを大幅に縮小させて小型の発声手段としても多く利用されている。
【０００４】
特に、携帯電話機やポケットベルのような小型の通信機器に採用されるスピーカは、サイズが革新的に小さく形成されているため、これを通常、マイクロスピーカとも呼んでいる。
【０００５】
このように、マイクロスピーカは、携帯電話機のような通信機器が順次小型化される趨勢にあるため、その大きさや厚さがより一層縮小化されているのが現在の実情である。
【０００６】
図１は、従来の携帯通信機器に主に使われているマイクロスピーカを示した断面図であり、このようなスピーカは、大きく内部に空間部を設けたハウジング１００と、このハウジング１００に内蔵されるマグネット１１０及びボイスコイル１２０と、最終的に音を発生させる振動板１３０とから構成されている。
【０００７】
このようなスピーカは、通常、外部からリード線１０１を介してボイスコイル１２０に高周波電流が印加されつつ、ボイスコイル１２０とマグネット１１０との間の相互作用によって形成される磁界により、ボイスコイル１２０が上下に移動する。このとき、ボイスコイル１２０の一端が付着された振動板１３０が微細に震えながら、音を発生させるようになる。
【０００８】
即ち、前記リード線１０１を介してボイスコイル１２０に印加される高周波電流は交流であるため、ボイスコイル１２０に印加される電流の方向に従ってボイスコイル１２０によって発生される磁界が、マグネット１１０によって形成される磁界のような方向に形成されると、マグネット１１０とボイスコイル１２０との間には、互いに押し出す一種の斥力が発生するようになる。そのため、ボイスコイル１２０は、マグネット１１０から上側に押し出される。
【０００９】
これとは反対に、ボイスコイル１２０によって発生される磁界が、マグネット１１０によって形成される磁界と反対方向に形成されると、マグネット１１０とボイスコイル１２０との間には、互いにつかまれようとする引力が発生するようになる。そのため、ボイスコイル１２０がマグネット１１０側に下方移動される。
【００１０】
このように、ボイスコイル１２０に印加される磁界の変化によってボイスコイル１２０が上昇・下降されつつ、このボイスコイル１２０に付着された振動板１３０を上下に振動させ、これを外部に放出するようになると、音が発生されて発声機能を発揮する。
【００１１】
一方、前記携帯用通信機器には、受信の知らせを音響でない振動によって伝える振動手段を同時に備えている。
【００１２】
このような振動手段としては、従来では主に振動モータが使われたが、最近では単に発声機能を有するスピーカに振動機能を付加した振動スピーカが主に用いられる趨勢にある。
【００１３】
図２は、従来の振動スピーカを示した断面図であり、図示されたように、振動スピーカはボイスコイル１２０に高周波電流を印加させたり又は振動コイル１１５に低周波電流を印加させたりする作用によって音響を発生させたり、振動が誘
発されたりするように構成されている。
【００１４】
即ち、従来の振動スピーカは、外体を形成しつつ、内部に所定の大きさの空間部が設けられるハウジング１００を具備し、このハウジング１００の内部空間部中央にはヨーク１０５が設けられている。
【００１５】
そして、前記ヨーク１０５の外周面に固定された分銅１４０は、ハウジング１００の内周面に一端が固定された一対の板スプリング１５０，１５５が、上下側で各々固定されることによって弾力的に支持されている。
【００１６】
このとき、前記一対の板スプリング１５０，１５５のうち上板スプリング１５０は、外周縁がハウジング１００の上側内周面に設けられた固定溝１００ａに挿入されて嵌合固定され、下板スプリング１５５の外周縁は、ハウジング１００の下側内周面に形成された段差部に上端面が接触された状態で底部側の接着剤１００ｂにボンディング固定されている。
【００１７】
一方、前記ヨーク１０５の中心内側にはマグネット１１０が付着されている。このマグネット１１０の下側で、即ち、ハウジング１００のシールドプレート１０２上面には振動コイル１１５が付着されている。
【００１８】
そして、前記ハウジング１００の上側には音響を発生させるための振動板１３０が設置され、この振動板１３０からはマグネット１１０と隣接されるようにボイスコイル１２０が延在形成されている。
【００１９】
このような構成を有する振動スピーカは、その振動量を大きくするために一対の板スプリング１５０，１５５間の空間に質量体である分銅１４０を具備させている。
【００２０】
前記のような構成を有する従来の振動スピーカは、ボイスコイル１２０に高周波信号を入力させると、前記ボイスコイル１２０とマグネット１１０の電磁気力によって振動板１３０が微細に振動するようになって音響を発生させるようになるため、これをスピーカ音として使用することができる。
【００２１】
また、前記振動コイル１１５に低周波信号を入力させると、前記振動コイル１１５とマグネット１１０との間に発生される電磁気力によって、振動体が上下に運動する。こうした上下の運動が板スプリングを介してハウジング１００に伝えられることで振動機能を発揮するようになる。
【００２２】
即ち、前記従来の振動スピーカは、振動体の共振周波数を利用して一定の周波数で加振させることで、ヨーク１０５、マグネット１１０、及び分銅１４０とから構成された振動体を上下方向に動かして、振動を発生させている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の振動スピーカでは、振動体を構成するヨーク１０５、マグネット１１０、及び分銅１４０の組立ばらつきに伴う振動量の差が発生するようになる。そればかりでなく、各部品自体の寸法ばらつきによって振動量に偏差が発生するようになり、実際の設計上の共振周波数と振動部が有する共振周波数との間に偏差が発生するという短所がある。
【００２４】
図３においては、共振周波数にグラフのピーク点のシフトがひどく表われる。また、図４においては、図２を参照して説明すると、振動体が上下運動時共振周波数付近において下部プレートと接触して振動特性が不良になるという問題点がある。
【００２５】
即ち、振動体の質量が０．０３ｇ変わるようになると、約１Ｈｚの共振周波数が移動するようになるが、このとき、共振周波数が１〜２Ｈｚに変化される場合には振動量が急速に減速され、所望の振動特性を誘導するのには難しくなる、といった問題点が生じる。
【００２６】
ここで、前記共振周波数は、
【数１】
0003577467.tif 000002
【００２７】
（ｋ＝バネ定数、ｍ＝質量）として表すことができ、この式からわかるように、質量ｍが変化すると、共振周波数も変化するのである。
【００２８】
また、前記従来の振動スピーカは、その大きさが薄型化されることで、前記振動体が上下に移動される有効空間部の大きさも相当制約されているため、振動体の重さ変化によって振動量が一定量以上になる場合には、前記振動体がハウジング１００の上下面に接触する現象が発生し、振動特性を阻害するだけだけでなく騷音が発生して製品の寿命が短くなる、という問題点がある。
【００２９】
即ち、グラフで示すように、有効最大振動量は、略２．５Ｇ程度を維持しなければならないが、振動体が上下に移動することができる有効空間部の制約によって従来技術では３．５Ｇに到達する。そのため、振動幅が大きくなるようになり、結果的に振動体がシールドプレート１０２に衝突し、騷音を誘発するようになることはもちろん、振動体の頻繁な衝突によって装置の耐久力が低下するという問題を引き起こす。
【００３０】
また、実際に使用することができる周波数帯域は、振動体がシールドプレート１０２に接触される前までであるため、図３のグラフに示したとおり、共振周波数である１８２Ｈｚの左側領域、又は右側領域で減るようになり、結果的に所望の振動機能を出力させることができなくなることはもちろん、出力される振動感度も良くないという問題点がある。
【００３１】
本発明の主たる目的は、振動体を支持する板スプリングに緩衝力を付加して周波数の変化に伴う振動量の変化を低減させるようにして、安定した振動特性を出力させることができるようにする振動スピーカを提供することにある。
【００３２】
本発明の他の目的は、振動機能を発揮するとき、部品間の衝突がまったく発生しないようにして耐久力を向上させ、製品の寿命を延長させることにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、円筒形で開放された一側面は音響発生のための振動板が構成され、他側面はプレートにより遮蔽されるハウジングと、前記ハウジングの内部中央に設けられ一定間隔をおいて離隔された板スプリングによってハウジング内周面に固定されるヨークと、前記ヨークの上端部にＮ・Ｓ極が上下に分極されるように付着され、磁気回路を構成するマグネットと、前記振動板に上端が固定されて下段はマグネットに隣接されるように配置されるボイスコイルと、前記マグネットと対向されるようにプレートの一側面に付着される振動コイルと、前記ハウジングの内周面に設けられ、板スプリングに緩衝性を付加して振動量の変化を低減させるダンピング手段とを含んで構成されることを特徴とする。
【００３４】
ダンピング手段は、板スプリングの外周縁端部を支持するように、少なくとも一つ以上で備えられるゴム材質のラバーであることを特徴とする。
【００３５】
ダンピング手段は、ハウジングの内周面に固定される一対の板スプリングの外周縁端部に所定量塗布される軟質接着剤であることを特徴とする。
【００３６】
ヨークは、外側面に所定の大きさの質量を有する分銅が付着されることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明は、振動を発生させる振動体に、上下に緩衝力を付加させて、入力される周波数の変化に伴う振動量の変化を低減させるようにして安定した振動特性を出力させることができるようにする振動スピーカである。
【００３８】
図５は、本発明に係る振動スピーカを示した断面図である。
【００３９】
図示されたとおり、振動スピーカは、内部に空間部を形成する円筒形のハウジング１と、このハウジング１内に振動板２と、音響発生のためのボイスコイル８と、振動体と、板スプリング４，５とが内蔵される構成である。
【００４０】
ハウジング１は、内部が空洞の円筒形状を有する一種のケースで、開放された一側面には振動板２が設けられ、他側面は板材型のプレート３によって遮蔽されている。
【００４１】
このようなハウジング１は、内部の振動音響を外部に円滑に放出させるため、プレート３に音響放出溝（不図示）が一つ以上形成されている。この音響放出溝の位置は、ハウジング１のプレート３に制限されず、多様な位置に成形されてよい。
【００４２】
振動板２は、板面が上下に振動しつつ、音響を発生させる薄板の部材で、外側の終端部がハウジング１の上端部に固定されている。
【００４３】
ボイスコイル８は、円筒形でコイルを捲線させた構成で、通常、ボビン（不図示）に捲線されている。このボビンの上端部が振動板２の底面に付着され、下端部は後述するマグネット７に近接するように配置されている。
【００４４】
このようなボイスコイル８では、高周波電流が印加されると、マグネット７との相互作用によって振動板２を振動させて音響を発生させる。
【００４５】
振動体は、通常、ヨーク６、マグネット７、及び分銅９で構成されている。前記ヨーク６は、ハウジング１の内部空間部中央に備えられ、このヨーク６の上側面にはマグネット７が付着されて磁気回路を構成している。
【００４６】
一方、前記ヨーク６の一側には、振動量を増大させるために、所定大きさの質量を有する分銅９が付着されている。このような分銅９は、通常、ヨーク６の円周に設けられるように、輪形状を有する。特に、分銅９は、磁束の影響を受けない材質で成形されることが望ましい。
【００４７】
このように、振動体は、ヨーク６の外周面に固定された分銅９に一対の板スプリング４，５が固定されることによってハウジング１から弾力的に支持されている。
【００４８】
板スプリング４，５は、ヨーク６の外周面の上下側に各々固定されるように一対に設けられ、その外周面がハウジング１の内周面側に固定されることで、前記ヨーク６、マグネット７、及び分銅９から構成された振動体を上下方向で弾力的な遊動が達成されるようにしている。
【００４９】
また、前記振動スピーカは、ハウジング１のプレート３の上部面に振動コイル７ａが付着されている。かかる振動コイル７ａに低周波電流が印加されると、マグネット７との電磁気力により振動機能を発揮するように構成されている。
【００５０】
このような構成は、従来の振動スピーカの構造とほぼ同様である。但し、本発明は、振動体の寸法ばらつきに伴う振動量を緩やかに緩衝させることができるようにするダンピング手段１０を具備させ、安定した振動特性を出力させる点にその特徴がある。
【００５１】
即ち、前記振動体は、ヨーク６、マグネット７、及び分銅９から構成され、これら振動体は、弾性部材である一対の板スプリング４，５によって弾力的にハウジング１内部に支持されるように構成されている。
【００５２】
そして、前記一対の板スプリング４，５には、前記振動体の振動量を一定に緩和させることができるようにダンピング手段１０によって緩衝作用され、このダンピング手段１０は、図５に示すとおり、ハウジング１の内壁面に固定されて一対の板スプリング４，５を支持するように構成されたラバー１１が用いられる。
【００５３】
ここで、前記ダンピング手段１０に採用されたラバー１１は、緩衝性に優れたゴム材質で成形され、ハウジング１の内周面に密着された状態で接着剤等によって固定されている。
【００５４】
即ち、上記のラバー１１は、多数個のラバー片に分けられ、順次、ハウジング１の内部に積層されるもので、一対の板スプリング４，５の外周面の両端部を支持するように構成されている。
【００５５】
このようにラバー１１は、一対の板スプリング４，５を多様に支持することができ、本発明の図５に示すように、上側に備えられる板スプリング４の上面はハウジングに接触されるように構成されつつ、この上板スプリング４と下板スプリング５との間には、ラバー１１が構成されている。そして、前記下板スプリング５の下側に緩衝材であるラバー１１が構成されている。
【００５６】
したがって、前記一対の板スプリング４，５のうち、上板スプリング４は底面に制限的にラバー１１が備えられ、下板スプリング５は外周面の両端部がラバー１１によって支持される構造を有するようになる。
【００５７】
一方、前記のラバー１１は図６及び図７に示したように構成されることができる。即ち、図６には、ラバー１１が３つのラバー片に分割され、順次、積層されるように構成されているもので、上板スプリング４の上側に一つのラバー片が介在され、この上板スプリング４と下板スプリング５との間に他の一つのラバー片が備えられ、また、下板スプリング５の下側に残り一つのラバー片が構成される構造である。
【００５８】
したがって、前記一対の板スプリング４，５は、外周面の両端部がラバー１１によって支持される構造を有する。
【００５９】
一方、図７は図５のその他の実施例を示したもので、図面に見渡すと上板スプリング４はハウジング１の内壁面に形成された溝（不図示）に差し込まれて固定され、この上板スプリング４の下側には下板スプリング５が備えられる。
【００６０】
ここで、前記下板スプリング５は前記上板スプリング４を固定するハウジング１の下側一面にその上面が接触されるように構成された状態でその下側に緩衝材であるラバー１１が構成される。
【００６１】
したがって、図７におけるラバー１１は、図面に見渡すと下板スプリング５の低部面を支持する構造を有する。
【００６２】
即ち、前述したように、図５及び図７に示した前記ラバー１１は、ハウジング１と板スプリング４，５との間に介在されることで、振動体を支持する板スプリング４，５に所定の緩衝性を付加できるようになる。
【００６３】
このとき、前記ラバー１１は、前述したように、いくつかのラバー片に分割されて順次積層されることによって一対の板スプリング４，５を支持することに制限せず、多様な形状に製作されて板スプリング４，５を固定させることができる。
【００６４】
例えば、図示されていないが、ラバー１１を一体型に製作し、その内周面の側に上下に所定間隔をおいて溝を形成し、一対の板スプリング４，５が挟み込まれる構造によって固定させたり、又は、ハウジング１の内壁部とラバー１１の上部面との間に上板スプリング４の外周縁端部が挟み込まれるようにして、ラバー１１の内周面の下側に溝を形成して下板スプリング５を挟み込む構造によって固定させることができる。
【００６５】
その他の実施例で、下板スプリング５の下側にラバー１１を介して下板スプリング５だけ固定させることもできる。
【００６６】
前記のようなダンピング手段１０は、固形体のラバー１１だけでなく板スプリング４，５に緩衝性を付加できる特徴を有するなどの多様な材質のものが提供されても支障はない。
【００６７】
図８は、本発明に係る振動スピーカでダンピング１０の他の実施形態を示したものである。図示されたとおり、一対の板スプリング４，５は、従来と同じように、ハウジング１に固定され、このとき図面をみると、下側に配置された板スプリング５はダンピング手段１０である軟質接着剤１２によって支持されて所定の緩衝性を有するように構成されている。
【００６８】
即ち、前記一対の板スプリング４，５の外周縁端部には、軟質接着剤１２が一定量塗布された状態でハウジング１の内周面に固定されている。
【００６９】
このとき、前記板スプリング４，５を固定させるために、ハウジング１の内周面に形成される溝は、従来に比べて大きく形成されるようにし、板スプリング４，５に軟質接着剤１２が適正量塗布できるようにすることが望ましい。
【００７０】
このような構成を有する振動スピーカは、ボイスコイル８に入力される信号、即ち、ボイスコイル８に高周波信号が入力されると、ボイスコイル８、マグネット７、及び振動コイル７ａ間の相互電磁気力によって振動板２が震えるようになって音響を発生させるようになる。
【００７１】
そして、振動コイル７ａに低周波信号が入力されると、振動コイル７ａとマグネット７との間に発生される電磁気力によってヨーク６が上下運動をするようになる。このヨーク６の上下運動が板スプリング４，５を介してハウジング１に伝えられることで振動機能を発揮するようになる。
【００７２】
即ち、振動体の共振周波数を利用して一定の周波数で加振させることで、ヨーク６、マグネット７、及び分銅９で構成された振動体を上下方向に移動させて振動を発生させている。
【００７３】
このとき、本発明に係る振動スピーカは、振動モードに作動されたとき、即ち、低周波電流が振動コイル７ａに入力される場合、振動体を支持する板スプリング４，５がダンピング手段１０によって緩衝されることで振動量の変化を低減させる。したがって、振動特性を安定的に出力させることができる。
【００７４】
図９は、本発明に係る振動スピーカで一対の板スプリングがラバーによって支持された状態での振動特性を示したグラフである。
【００７５】
図示されたとおり、ラバー、又は軟質接着剤のようなダンピング手段によって板スプリングに緩衝力が付加されることで、図８に示したとおり、周波数に伴う振動量の変化がグラフに示したように緩やかになる。
【００７６】
図１０は、本発明に係る振動スピーカの共振周波数と振動量との関係を表したグラフである。
【００７７】
図示されたとおり、振動体は様々な部品が組み立てられるものであるため、組立ばらつきや各部品の寸法ばらつきによってその質量が変わる。そのため、振動量の値が変わるようになるが、ダンピング手段１０が所定の大きさの緩衝力を一対の板スプリング４，５に付加し作用しているので、振動体が安定した振動量（１．８Ｇ〜２．５Ｇ）を有することを示している。
【００７８】
即ち、振動スピーカが振動機能を出力するためには、低周波数の通常１００〜２００Ｈｚで一対の板スプリング４，５の上下の弾力的な変位を要するようになるが、このときの前記一対の板スプリング４，５は、ダンピング手段１０によって緩衝力の付加を受けるため、周波数に伴う振動量の変化をグラフで示したとおり、緩やかに誘導することができる。
【００７９】
したがって、ヨーク６、マグネット７、及び分銅９で構成された振動体が安定した振動幅を有するようになるため、振動特性及び振動感を向上させることができる。
【００８０】
【発明の効果】
上記のように構成されて作用する本発明に係る振動スピーカは、ダンピング手段がヨーク、マグネット、及び分銅で構成される振動体の振動量を緩衝させる役割を果たすようになるため、振動体がハウジングの上下面に接触されることを未然に防止させるとともに、共振周波数の帯域幅を拡張させる、といった効果を得ることができる。
【００８１】
したがって、振動体の組立ばらつき及び各部品の寸法ばらつきによって質量が変化すると共振周波数が変化するものの、これに伴う振動量の大きさをダンピング手段が低減させるために、安定した振動特性を出力させることができるようになる。そのため、製品の信頼度を大きく向上させることができるといった効果を奏する。
【００８２】
また、前記振動体は、有効振動区間内において上下移動をするようになるため、振動体とハウジングとの接触による騷音発生及び衝撃を抑制させることができる。したがって、安定的な振動特性を確保し、製品の寿命を延長させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係るマイクロスピーカを示す断面図である。
【図２】従来技術に係る振動スピーカを示す断面図である。
【図３】従来技術に係る振動スピーカの共振周波数と振動量との関係を示すグラフである。
【図４】従来技術に係る振動スピーカの振動特性を示すグラフである。
【図５】本発明に係る振動スピーカの一実施形態を示す断面図である。
【図６】図５の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】図５の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る振動スピーカの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係る振動スピーカでラバーを構成したときの振動特性を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る振動スピーカの共振周波数と振動量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  振動板
３  プレート
４，５  板スプリング
６  ヨーク
７  マグネット
７ａ  振動コイル
８  ボイスコイル
９  分銅
１０  ダンピング手段
１１  ラバー
１２  軟質接着剤
【図１】
0003577467.tif 000003
【図２】
0003577467.tif 000004
【図３】
0003577467.tif 000005
【図４】
0003577467.tif 000006
【図５】
0003577467.tif 000007
【図６】
0003577467.tif 000008
【図７】
0003577467.tif 000009
【図８】
0003577467.tif 000010
【図９】
0003577467.tif 000011
【図１０】
0003577467.tif 000012