(57)【要約】本発明は、移動体通信装置および補聴器内の用途に適した電気音響トランスデューサに関する。トランスデューサは、２つの磁気ギャップを有する磁気回路に、対向して位置決めされた２つのダイヤフラムを備える。マイクロホンとして使用されるとき、トランスデューサは振動に対し実質的に無反応であり、スピーカとして使用されるとき、トランスデューサは非常に低い振動レベルのみを発生する。磁気回路は、円形磁気回路を有する従来のトランスデューサと比較していくつかの利点を有する。トランスデューサは、従来の設計と比較して軽量かつ非常にコンパクトな寸法で製造することができる。より好ましい実施態様では、ダイヤフラムは長方形である。トランスデューサは、無音アラーム信号のための振動発生器として使用することが可能である。
2005503091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が上方および下方部分を有する、第１および第２のギャップを有する磁気回路であって、前記第１および第２のギャップ内に磁場を形成する磁気手段をさらに備える磁気回路と、
前記磁気回路に対向配置された第１および第２のダイヤフラムと、
前記第１のダイヤフラムに固定された導電性ワイヤの第１のコイルであって、該第１のコイルが、前記第１および第２のギャップの上方部分のそれぞれに配置された該第１のコイルのワイヤの第１および第２のギャップ部分を有し、該第１のコイルが、ワイヤの前記第１および第２のギャップ部分を相互接続するワイヤのブリッジ部分をさらに有し、該第１のコイルが、前記ワイヤの少なくとも前記ブリッジ部分において前記第１のダイヤフラムに固定される第１のコイルと、
前記第２のダイヤフラムに固定された導電性ワイヤの第２のコイルであって、該第２のコイルが、前記第１および第２のギャップの下方部分のそれぞれに配置された該第２のコイルのワイヤの第１および第２のギャップ部分を有し、該第２のコイルが、ワイヤの前記第１および第２のギャップ部分を相互接続するワイヤのブリッジ部分をさらに有し、該第２のコイルが、前記ワイヤの少なくとも前記ブリッジ部分において前記第２のダイヤフラムに固定される第２のコイルと、
を備える電気音響トランスデューサ。
【請求項２】
前記第１のコイルが、そのギャップ部分の１つの少なくとも一部に沿って前記第１のダイヤフラムに固定される、請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３】
前記第２のコイルが、そのギャップ部分の１つの少なくとも一部に沿って前記第２のダイヤフラムに固定される、請求項１または２に記載のトランスデューサ。
【請求項４】
前記第１および第２のギャップの各々が、１対の対向面によって規定され、前記１対の対向面が略平坦であり、かつ互いに略平行である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項５】
前記磁気手段が第１および第２の永久磁石を備え、前記第１の磁石が、前記第１のギャップ内に磁場を形成し、前記第２の磁石が、前記第２のギャップ内に磁場を形成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項６】
前記磁気回路が、第１および第２の開口部を有する軟磁性材料の本体を備える、請求項５に記載のトランスデューサ。
【請求項７】
前記第１の磁石が、前記本体の第１の開口部内に配置され、また前記第２の磁石が、前記本体の第２の開口部内に配置される、請求項６に記載のトランスデューサ。
【請求項８】
前記第１のギャップが、前記第１の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の第１の長脚部とによって形成され、また前記第２のギャップが、前記第２の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の第２の長脚部とによって形成される、請求項７に記載のトランスデューサ。
【請求項９】
前記第１のギャップが、前記第１の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の中央脚部とによって形成され、前記第２のギャップが、前記第２の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の中央脚部とによって形成される、請求項７に記載のトランスデューサ。
【請求項１０】
前記ダイヤフラムが導電性部分を備え、前記導電性部分が前記コイルのワイヤ端部に接続され、前記導電性部分が、前記トランスデューサを電気的に終端するための外部アクセス可能な部分である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１１】
空間の重なり合いが、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップの上方部分と下方部分との間に存在する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１２】
前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップの上方および下方部分が、空間的に分離される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１３】
フレキシブルプリントのような可撓性回路基板が前記第１のダイヤフラムを形成し、また前記第１のコイルが、前記可撓性回路基板の導電性経路によって形成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１４】
フレキシブルプリントのような可撓性回路基板が前記第２のダイヤフラムを形成し、前記第２のコイルが、前記可撓性回路基板の導電性経路によって形成される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１５】
前記ダイヤフラムの少なくとも１つに実装される電子手段をさらに備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１６】
前記電子手段がインピーダンスコンバータを備える、請求項１５に記載のトランスデューサ。
【請求項１７】
前記ダイヤフラムの１つに固定するための略平坦な面を有するブリッジ面を規定するブリッジ部分と、
各ギャップ部分が前記ブリッジ面の外側に複数のワイヤセグメントを含む、前記ブリッジ面の外側のギャップ部分と、
を含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載のトランスデューサ内で使用するための導電性ワイヤのコイル。
【請求項１８】
前記ギャップ部分内の前記ワイヤセグメントが略直線的である、請求項１７に記載のコイル。
【請求項１９】
導電性ワイヤから、コイル軸線を規定するコイルを製造するステップと、
前記コイル軸線に対し略垂直の２つの曲げ軸線の周りに前記コイルを曲げるステップと、
を含む導電性ワイヤからコイルを製造するコイル製造方法。
【請求項２０】
１対の対向面の間にギャップを規定する前記一対の対向面を規定するように形成された導磁性材料であって、前記ギャップが導電性ワイヤの第１および第２のコイルの部分を受容するようにされる導磁性材料と、
前記ギャップの上方および下方部分に磁場を形成する磁気手段であって、前記上方部分が、前記第１のコイルの部分を受容するようにされ、前記下方部分が、前記第２のコイルの部分を受容するようにされる磁気手段と、
を備える請求項１〜１６のいずれか１項に記載のトランスデューサ内で使用するための磁気回路。
【請求項２１】
各対の対向面が、互いに略平行である略平坦面を有する、請求項２０に記載の磁気回路。
【請求項２２】
前記磁気手段が永久磁石を備え、該永久磁石の各々が、ギャップの略平担面の１つを構成する略平担面を有する、請求項２１に記載の磁気回路。
【請求項２３】
前記磁気回路が、本体内に２つの開口部を規定するように形成された軟磁性材料の本体を備え、各開口部が、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップを規定する１対の対向面を有する、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の磁気回路。
【請求項２４】
前記磁気手段が、前記磁気回路の開口部内に配置される、請求項２３に記載の磁気回路。
【請求項２５】
同一の電気信号を前記第１および第２のコイルに同時に供給して、前記第１および第２のダイヤフラムが同一方向に変位させる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のトランスデューサを動作させるトランスデューサ動作方法。
【請求項２６】
同一の電気信号を前記第１および第２のコイルに同時に供給して、前記第１および第２のダイヤフラムが反対方向に変位させる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のトランスデューサを動作させるトランスデューサ動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気音響トランスデューサ、特に、２つのダイヤフラムを有し、その各々が磁場内で移動可能な導電性ワイヤのコイルを支承する電気力学的トランスデューサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気音響トランスデューサ、特に電気力学的トランスデューサは、例えば有線、移動体またはセルラ電話のような電気通信装置、および小さなサイズが必要条件である補聴器に広く使用されている。マイクロホンとして使用されるトランスデューサおよびラウドスピーカ（スピーカ）の両方は、音響信号を電気信号に変換するために、またその逆のために使用される。マイクロホンおよびスピーカの両方を小型装置に使用するには、予期しないノイズまたはフィードバックの問題を回避するために、振動に対してトランスデューサに耐性をもたせることが重要である。
【０００３】
補聴器のようにマイクロホンとスピーカが互いに近接して配置されると、スピーカによって発生する振動によりフィードバックループが生じる可能性がある。スピーカからの振動はハウジングを介してマイクロホンに伝達し、マイクロホンは、この振動を電気信号にある程度変換し増幅した後、スピーカを介して再び音と振動に変換する。かくして意図しないフィードバックループを形成する。このようなループは音質低下をもたらすことがある。補聴器のように大きな利得をもつ場合、前記のフィードバックループは邪魔となるハウリング音をもたらすことがあり、したがって、補聴器において可能な最大利得の限定要因となる。
【０００４】
従来技術では、防振を確立するために、ゴムブーツ構造またはボックスインボックス構造が使用されてきた。ボックスインボックス構造では、必要な防振を獲得するために、受信機は非常に大きなコンプライアンスをもつガスケット内に装着された。テレコイルを含む補聴器を使用する場合、余分なハウジングが磁気シールドとして用いられている。
【０００５】
防振を行う他の方法は、背面から背面に結合された２つの同一の受信機（二重受信機）を使用することで、これによって、システム全体から振動を低減する。
【０００６】
ゴムブーツ構造の不都合は、それによって十分な防振が行われず、また設計パラメータの設計および制御が非常に困難なことである。ボックスインボックス構造は、非常に大きくなり、かさばりやすい。
【０００７】
二重受信機構造は振動を完全に打ち消すということはない。このような受信機は、補聴器内で使用されるようなバランスドアーマチャ型受信機を使用する場合には、常に回転成分を発生するからである。従来の２つのラジアル電気力学的トランスデューサを有する二重受信機またはスピーカを使用する場合、大きな防振を達成することができる。さらに、このようなトランスデューサを、無音アラーム信号を発生する振動発生機として移動体電話に使用し、別個に設けられる振動発生機の重量および空間を節約することが可能である。
【０００８】
ＪＰ１１３０８６９１Ａ（英文抄録）は、２つのダイヤフラムおよび１つの共通の磁気回路を備えるスピーカシステムを記載している。２つのダイヤフラムが反対方向に移動するとき、磁気回路に付与される振動力が最小にされ、１つのダイヤフラムスピーカと比較して、電気音響的な効率が高められる。しかし、ＪＰ１１３０８６９１Ａに記述されたスピーカシステムは、磁気回路およびダイヤフラムが円形で、コイル全体が円形磁気ギャップ内に位置決めされているので、不都合を有する。したがって、このようなスピーカの歪みを小さくするためには、製造ばらつきの点からみて、ボイスコイルの心出しのように、設計が決定的に重要である。さらに、磁気回路はかさばり、したがって、特にスピーカシステムの高さに関し、利用可能な空間が非常に限定されている用途には適していない。さらに、ＪＰ１１３０８６９１Ａのスピーカシステムは、多数の個別部品を必要とし、したがって低コスト大量生産に適していない。
【０００９】
ＪＰ０７１３１８９３Ａ（英文抄録）は、１つの共通の磁気回路を有する２つのダイヤフラムスピーカを記載している。ＪＰ０７１３１８９３Ａに記載されたスピーカは、位相偏移なしの高い双指向性をもつ音を放射することを目的としている。これは、２つの発振システムを１つの本体に統合することによって達成される。ダイヤフラムおよび磁気回路は円形であり、円形ボイスコイル全体は磁気ギャップ内に位置決めされる。その構造はいくつかの不都合を有する。その構造は、サイズおよび重量のようなパラメータが重要でない高い双指向性をもつスピーカの技術に関するので本質的にかさばる。したがって、ＪＰ０７１１３１８９３Ａのスピーカは小型の構造には適していない。さらに、磁気回路が完全に対称ではないことによって引き起こされる歪みに関する上述の問題は、解決されない。さらに、多数の個別部品および複雑な形状の故に、その構造は低コスト大量生産に適していない。
【００１０】
かくして、マイクロホンとして使用する場合に２つのダイヤフラムが振動に対して実質的に不感であり、かつスピーカとして使用する場合に実質的に振動のない電気音響トランスデューサが求められている。このトランスデューサは、電気通信装置および補聴器のような小型用途に適している。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の目的は、電気通信装置および補聴器装置の一般的な用途のために、非常にコンパクトな寸法の電気音響トランスデューサを提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、次の特性を有する電気音響トランスデューサを提供することである。
１．共通の磁気回路と２つのダイヤフラムとを有する二重スピーカと、
２．２つの可能な動作モード：振動打ち消しモードまたは振動発生モードと、
３．漏洩の少い最適化磁気回路による高い効率。
【００１３】
本発明によれば、上述の目的は、第１の態様において、
各々が上方および下方部分を有する、第１および第２のギャップを有する磁気回路であって、前記第１および第２のギャップ内に磁場を形成する磁気手段をさらに備える磁気回路と、
前記磁気回路の対向配置された第１および第２のダイヤフラムと、
前記第１のダイヤフラムに固定された導電性ワイヤの第１のコイルであって、該第１のコイルが、前記第１および第２のギャップの上方部分のそれぞれに配置された該第１のコイルのワイヤの第１および第２のギャップ部分を有し、該第１のコイルが、ワイヤの前記第１および第２のギャップ部分を相互接続するワイヤのブリッジ部分をさらに有し、該第１のコイルが、前記ワイヤの少なくとも前記ブリッジ部分において前記第１のダイヤフラムに固定される第１のコイルと、
前記第２のダイヤフラムに固定された導電性ワイヤの第２のコイルであって、該第２のコイルが、前記第１および第２のギャップの下方部分のそれぞれに配置された該第２のコイルのワイヤの第１および第２のギャップ部分を有し、該第２のコイルが、ワイヤの前記第１および第２のギャップ部分を相互接続するワイヤのブリッジ部分をさらに有し、該第２のコイルが、前記ワイヤの少なくとも前記ブリッジ部分において前記第２のダイヤフラムに固定される第２のコイルと、を備える電気音響トランスデューサを提供することによって達成される。
【００１４】
前記第１のコイルは、そのギャップ部分の１つの少なくとも一部に沿って前記第１のダイヤフラムにも固定し得る。同様に、前記第２のコイルは、そのギャップ部分の１つの少なくとも一部に沿って前記第２のダイヤフラムに固定し得る。
【００１５】
前記第１および第２のギャップの各々は、略平坦であり、かつ互いに略平行である１対の対向面によって規定し得る。
【００１６】
前記磁気手段は第１および第２の永久磁石を備えることが可能であり、前記第１の磁石は、前記第１のギャップ内に磁場を形成し、これに対し、前記第２の磁石は、前記第２のギャップ内に磁場を形成する。前記磁気回路は、第１および第２の開口部を有する軟磁性材料の本体を備えることが可能である。
【００１７】
好ましくは、前記第１の磁石は、前記本体の第１の開口部内に配置され、これに対し、前記第２の磁石は、前記本体の第２の開口部内に配置される。
【００１８】
前記ダイヤフラムは導電性部分を備えることが可能であり、前記導電性部分は前記コイルのワイヤ端部に接続され、前記導電性部分は、前記トランスデューサを電気的に終端するための外部アクセス可能な部分である。
【００１９】
補聴器用途のために、空間の重なり合いが、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップの上方部分と下方部分との間に存在する。この空間の重なり合いは、前記トランスデューサの寸法を小さくするように導入される。他の用途のためには、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップの上方および下方部分を空間的に分離するほうがよい。
【００２０】
第２の態様において、本発明は、本発明の第１の態様によるトランスデューサに使用するための導電性ワイヤのコイルに関し、前記コイルは、
前記ダイヤフラムの１つに固定するための略平坦な面を有するブリッジ面を規定するブリッジ部分と、
各ギャップ部分が前記ブリッジ面の外側に複数のワイヤセグメントを含む、前記ブリッジ面の外側のギャップ部分とを備える。
【００２１】
好ましくは、前記ギャップ部分内の前記ワイヤセグメントは略直線的である。
【００２２】
第３の態様において、本発明は、導電性ワイヤからコイルを製造する方法であって、
導電性ワイヤから、コイル軸線を規定するコイルを製造するステップと、
前記コイル軸線に対し略垂直の２つの曲げ軸線の周りに前記コイルを曲げるステップと、を含む方法に関する。
【００２３】
第４の態様において、本発明は、第１の態様によるトランスデューサに使用するための磁気回路であって、
１対の対向面の間にギャップを規定する前記一対の対向面を規定するように形成された導電磁性材料であって、前記ギャップが導電性ワイヤの第１および第２のコイルの部分を受容するようにされる導磁性材料と、
前記ギャップの上方および下方部分に磁場を確立するような磁気手段であって、前記上方部分が、前記第１のコイルの部分を受容するように適合され、前記下方部分が、前記第２のコイルの部分を受容するようにされる磁気手段と、を備える磁気回路に関する。
【００２４】
好ましくは、各対の対向面は、互いに略平行である略平坦面を有する。前記磁気手段は永久磁石を備えることが可能であり、前記永久磁石の各々は、ギャップの略平担面の１つを構成する略平担面を有する。前記磁気回路は、本体内に２つの開口部を規定するように形成された軟磁性材料の本体を備え、各開口部は、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップを規定する１対の対向面を有する。好ましくは、前記磁気手段は、前記磁気回路の開口部内に配置される。
【００２５】
第５の態様において、本発明は、第１の態様によるトランスデューサを動作させる方法に関し、同一の電気信号を前記第１および第２のコイルに同時に供給して、前記第１および第２のダイヤフラムは同一方向に変位させる。
【００２６】
第６の態様において、本発明は、第１の態様によるトランスデューサを動作させる方法に関し、同一の電気信号を前記第１および第２のコイルに同時に供給して、前記第１および第２のダイヤフラムは反対方向に変位させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００２８】
図１〜図３は、主な構成要素、すなわち磁気回路１０、第１のコイル２、第２のコイル１２、第１のダイヤフラム１、第２のダイヤフラム１３、および４つの端子６〜９を有する電気力学的トランスデューサを示している。
【００２９】
図１に最も良く示されているように、本発明による電気力学的トランスデューサは、共通の磁気回路を有する２つのダイヤフラム１、１３および２つのコイル２、１２を備える。２つのダイヤフラムは２つの動作モード、同一極性または反対極性で駆動することが可能である。２つのダイヤフラムが入力電気信号に応答して同一の方向に駆動される場合、トランスデューサはいわゆる振動モードで駆動される。振動モードは最大振動をもたらすが、音は出力されない。２つのダイヤフラムが反対方向に駆動される場合、最大の音出力が供給され、トランスデューサの振動はない。端子６と８は、コイル２との電気接点を提供し、これに対し、端子７と９は、コイル１２との電気接点を提供する。端子とコイルとの間の接触は、ダイヤフラムの導電部分２５、２６を介して行うことができる。本発明は、スピーカの利用可能な空間が非常に限定されている用途に特に適している。本発明による構造を用いることによって、非常に優れた効率対体積比および最大出力対体積比を達成できる。
【００３０】
以下に、２つの実施形態、すなわち電気通信用途に適切な実施形態、および補聴器用途に適切な実施形態について説明する。本発明は、これらの分野内の用途に限定されないことを理解すべきである。
【００３１】
図１では、磁気システムを所定の位置に保持するために、１対のプラスチックハウジング３、１１が使用される。磁気システムは、２本の長脚部２７、２８と、それらの端部で接続された２つの短脚部３０、３０’とを有する磁気回路１０を備え、略長方形のリングを形成する。中央脚部２９は、２つの短脚部３０、３０’を相互接続し、長方形リングの内部を２つの長方形開口部に分割する。磁気回路の２つの長脚部２７、２８、２つの短脚部３０、３０’および中央脚部２９は、好ましく磁気飽和値の高い軟磁性材料からなる。開口部２４に面する２つの長脚部２７、２８および中央脚部２９の表面は、略平坦であり、それらの間のギャップを規定する。
【００３２】
長脚部の中央部は取り除かれ、開口部２４に位置決めされる磁石４、５用の保持リム２１、２２を有するプラスチックハウジング３、１１の一部を収容する。目的は、簡単な積み重ね動作に基づく簡単な組立手順を得ることである。各磁石は、長脚部と対向する磁極と、中央脚部２９と対向する反対側の磁極とを有する。かくして、磁石の位置決めに応じて、磁気ギャップは、自由磁極表面と中央脚部表面との間に、あるいは自由磁極表面と長脚部表面との間に形成される。
【００３３】
各磁石４、５は、対応するギャップ内に磁場を形成し、また磁気帰還路が中央脚部２９、短脚部３０、３０および長脚部２７、２８を通して形成される。かくして、磁気帰還路は磁石ギャップを完全に取り囲み、磁石の各々は、ギャップを規定する磁極面を有する。これにより、磁場がギャップ内に集中する非常に平坦かつコンパクトな磁石システムの構造を与え、浮遊磁場を減少させ、その結果、高感度をもたらしかつ磁気シールドの必要性を低減する。
【００３４】
音響経路はその外側に設けられ、例えば移動体端末内の容積部分を使用できる。この音響経路は、プラスチックハウジングと磁極片とを貫通しなければならず、これによって、外界をスピーカの背部容積部に接続する音響トンネルが形成される。音響減衰は、開口部１５、１８にわたって布、メッシュ、または一般に音響減衰材料を用いることによって達成できる。この音響減衰材料は、誘導性、抵抗性、あるいはその任意の組み合わせでよい。用意した音響トンネルはまた、バスレフに使用して、他の用途で既知のように低周波数応答を拡大することができる。トランスデューサの背部容積と外側との間の音響トンネルは図６にも示されているように、音響トンネルを作るために磁気回路６１、６２の一部は取り除かれている。図示したように、音響トンネルは、磁気回路の縁部の周りに長くかつ狭く形成されている。正確な寸法により、このような狭いトンネルは、１Ｈｚ未満の範囲のカットオフ周波数を有する音響ローパスフィルタとして作用する。図６では、２つのトンネルは磁気回路の周りに半ターン走るが、トンネルは、基本的には複数ターンを有し、また磁気回路を形成する積層体の複数の層を占める。
【００３５】
背部の容積は、中央脚部２９の一部を取り除くことによって増やすことが可能であり、このようにしても、その磁束密度はほとんどゼロであるので、磁気回路にほとんど不利な効果を及ぼさない。
【００３６】
コイル２、１２は、銅のような導電性の薄いワイヤで巻かれ、例えば表面塗料層によって互いに電気絶縁された複数の巻き線を備える。ワイヤおよびコイルは巻回中に加熱され、これによって塗料は粘着性になり、巻き線を互いに接着し、これによってコイルを機械的に安定させる。２つのコイルの各々、例えば、コイル２は、ダイヤフラム１の内側の導電性通路を介して当該コイルを端子６と８に電気的に接続するための２つのワイヤ端部を有する。
【００３７】
コイル２、１２は、略長方形断面のマンドレルに巻かれ、これによって、コイルには、略長方形の開口部３２と丸い隅部の略長方形の外部輪郭とを有する図４に示した形状が与えられる。図４では、コイルは比較的平坦であり、またコイルの内部輪郭と外部輪郭との間のコイルの径方向幅よりも小さい厚さ、典型的には径方向幅の１０〜３０％の厚さ、あるいはコイルで実行される引き続く操作による厚さを有する。
【００３８】
所望の巻き数で、所望の形状と厚さにコイルを巻いた後に、コイルはマンドレルから取り除かれる。コイルがなお熱く、かつ塗料が高温の故になお軟らかい間に、コイルは、曲げ器具（図示せず）を使用して平坦なコイル面の２つの平行な曲げ軸線３３に沿って曲げられる。この場合、コイルには、図１と図２に示した形状が与えられる。コイルの２つの長いセクション３４は、２つの短いセクション３５に対して約９０度曲げられ、また２つの長いセクション３４は互いに平行となっている。曲げた後、コイルは冷却され、塗料はもはや軟らかくなくなり、かつコイルは安定する。次に、曲げられかつ安定化されたコイルは、ダイヤフラム１、１３に固定される。電気通信用途のために、ダイヤフラムは、例えばフレキシブル回路基板材料の薄くかつ可撓性のシートから製作される。図２の下部に見られるように、ダイヤフラム１、１３の内側には、例えば銅からなる導電性の部分２５、２６を有する。コイルの２つの短いセクション３５は、例えば接着剤によってダイヤフラムの内側に固定され、２つのワイヤ端部３１は、例えば半田付けまたは溶接によって導電性部分２５、２６のそれぞれに電気的に接続される。ダイヤフラム１、１３の中央部分を強化かつ安定化するため、また既述のようにコイルから端子６〜９までの電気的接続を確立するために、この導電性部分が使用される。これによって、可動コイルから固定端子６〜９までの薄いワイヤの使用を完全に回避できるので、スピーカの信頼性も改善される。しかし、これに代えて、例えば半田付けによってワイヤ端部をケーシングの端子に電気的に接続してもよい。
【００３９】
代替の実施態様では、コイルは、フレキシブルプリント回路基板、すなわちフレキシブルプリントのような薄くかつ可撓性のシートによって形成し得る。このような薄くかつ可撓性のシートは、コイル状の電気経路を形成するようにその上に所定の導電性経路を備える。後に説明するように、ダイヤフラムはまた、その好ましい実施態様では、導電性部分を備える。したがって、コイルとダイヤフラムは、適切な導電性経路を有するフレキシブルプリントの単一シートから製造することができ、このシートは、コイルの２つの長いセクションが、一体化されたダイヤフラム／コイル構造体の残部に対し、９０度の角度を有して現われるように成形される。ダイヤフラム１、１３は長方形であり、また舌部２４’は、ダイヤフラムの長手方向の曲げ側面から延在し、導電性部分２５、２６は舌部に延在し、この結果、舌部の導電性部分２５、２６はコイルワイヤ端部３１のそれぞれの端部に電気的に接続される。
【００４０】
次に、ダイヤフラム１、１３およびそれに固定されたコイル２、１２は、コイル２の２つの長いセクションをギャップのそれぞれの上方部分に置いて、磁気システムに装着される。同様に、コイル１２の２つの長いセクションは、ギャップのそれぞれの下方部分に位置決めされる。したがって、長いセクション３４はコイルのギャップ部分と呼ばれる。コイルの短いセクション３５は、中央脚部２９の上方に配置され、コイルのギャップ部分をブリッジする。
【００４１】
例えば接着剤によってコイルをダイヤフラムに固定するために、セクション３５を使用することが好ましい。さらに、コイルは、ギャップ部分３４の１つの少なくとも一部に沿ってダイヤフラムに固定し得る。コイルとダイヤフラムとの間の最良の機械的結合は、例えば接着剤を使用して、両方のギャップ部分３４の全長に沿ってコイルをダイヤフラムに固定することによって達成される。これにより、ダイヤフラムの剛性が向上し、したがって、ダイヤフラムはより大きくピストンのように動く。
【００４２】
ダイヤフラムは、図３に示すようにその縁部に沿って磁気システムに固定される。望むなら、ダイヤフラムの短縁部も磁気システムにまたはケーシングに固定できる。あるいは、代わりに、短縁部が移動できるように、そのスロットを可撓性物質で塞ぐこともできる。しかし、可撓性物質は、ダイヤフラムの一方の側面から他方の側面に空気が移動するのを妨げる。必要に応じて、ダイヤフラムの縁部は、接着剤によって磁石システムに固定することが可能である。
【００４３】
好ましい実施形態においては、ダイヤフラムは長方形であるが、他の形状も使用できる。
【００４４】
ダイヤフラムの周囲のコンプライアンスは、レーザ穿孔で孔を設けることによって高めることが可能である。さらには、一方または両方のダイヤフラムに孔を設け、２つのダイヤフラムの間でコンプライアンスを調整することによって、２つのダイヤフラムの一般的な挙動を平均化することができる。
【００４５】
図１に示す磁気回路は複数の層が積層されている。磁気回路はまた、１つの中実ブロックとしてあるいは中央脚部が挿入された外部リングとして製作することが可能である。
【００４６】
図１〜図３は、磁気回路の側面に、２部分のプラスチックハウジング３、１１が、ハウジングの長手方向に延在する合計４つの溝またはチャネルを有することを示している。これらの溝は、図２から理解されるように、端子６〜９を支持するように作られている。チャネルは、端子６〜９の各々の幅に対応する高さを有する。ダイヤフラム１は端子６と８に接続され、これに対しダイヤフラム１３は端子７と９に接続される。ダイヤフラムと端子の間の接続は、ダイヤフラムの当該部分に例えば錫の薄層を設けることによって確立することが可能であり、組立後、トランスデューサと端子との接触が達成される。図１〜図３から理解されるように、小さな孔がダイヤフラム内のこれらの位置の各々に設けられている。これらの孔は、レーザビームが端子を加熱することによってこれらの孔の周囲のダイヤフラムを加熱し、これによって、これらの領域に付与された例えば錫を溶融することを可能にするようになっている。端子に接続すべき４つの領域すべてにこの手順を適用して、ダイヤフラムが端子に半田付けされる。
【００４７】
２つのダイヤフラムからの出力を組合せるために、スピーカ周囲のハウジングが必要である。このようなハウジングは、背部容積部からの出口が、ダイヤフラムの前部からの出力から分離されるように配置される。異なる音響出口の前部および後部出力端の両方が図７に示されている。図示したように、周囲への取付けは、約１００〜１５０Ｈｚの共振が達成されるようにコンプライアンスをもつゴム材料７４、７５を介して確立し得る。最大発生出力は、１００〜１５０Ｈｚの周波数領域に典型的に生じる振動モードで、トランスデューサが動作するときに達成される。予想される約１Ｇの加速度は、例えば１台の移動体電話の質量を示す１００グラムの質量で達成できる。ゴム取付け部の種々の形態は、ばね、プラスチック、シリコーン、あるいは所望の周波数範囲すなわち１００〜１５０Ｈｚの範囲内の共振を得るために適切なコンプライアンスを有する任意のものでもよい。
【００４８】
このトランスデューサは、スピーカトランスデューサとしてまたマイクロホンとして等しく適切である。スピーカトランスデューサとして使用する場合、可聴周波数の電気信号が端子に供給され、またコイルワイヤのギャップ部分に生じる電流は、ギャップ内の磁場と相互作用して、コイルおよびダイヤフラムを動かし、可聴周波数の音を発生させる。同様に、マイクロホンとして使用する場合、ダイヤフラムに作用する可聴周波数の音は、ダイヤフラムを動かし、コイルワイヤのギャップ部分が磁場内で移動するとき、電気信号が発生し、トランスデューサの端子に出力される。
【００４９】
本発明によるトランスデューサは、その使用時に、約１．５ｋＨｚまたは８００Ｈｚ〜３ｋＨｚの間に共振ピークをもつようにトランスデューサを同調することによって、リンガーとしても使用できる。
【００５０】
ダブルダイヤフラムトランスデューサは、一般に２つのモードで作動することができ、２つのダイヤフラムコイルシステムは電気的に同相（ダイヤフラムは反対方向に移動する）または逆相（ダイヤフラムは同一方向に移動する）結合される。トランスデューサは、同相結合されるとき、球面指向性パターンを有する効率的なラウドスピーカとして使用することができる。逆相結合された場合、トランスデューサは実質的に無音振動源である。マイクロホンとして使用する場合、トランスデューサは球面パターンまたはレムニスケート（８の字）指向性パターンのいずれかを有する。
【００５１】
例えば移動体通信装置内の用途にとって、ダブルダイヤフラムトランスデューサは、通常動作モードによるラウドスピーカとして、ならびに無音アラーム信号を供給するための振動源として使用できるので、非常に魅力的である。かくして、２つの機能のために使用されるダブルソースのトランスデューサは、スペース及び重量を節減し、さらに個別部品の合計の数を低減する。
【００５２】
特別な用途については、適切な信号処理を用いることによって、ダブルダイヤフラムトランスデューサの指向性パターンをより細かく制御できることに関心があるかもしれない。しかし、このようなことができる周波数範囲は、とりわけ、ダイヤフラムのサイズに左右される。
【００５３】
携帯型ユニット上のゲームに関し、画像と音だけでなく機械的手段によってもユーザを刺激するために、振動出力と音出力との混合である１つのモードを考えることができる。その理由は、本発明によれば、コイルの一方に供給される信号の一方の極性を単に切り替えることによって、振動モードと音モードとの間で容易に切り替えることができるからである。
【００５４】
補聴器について、フィードバックに関する主要な問題が存在する。フィードバックとは、受信機（スピーカ）によって発生される振動が、補聴器ハウジングに機械的に結合／伝達され、その後、再び音に変換され、マイクロホンに入り、フィードバックとなるものである。時には、補聴器内でのスピーカとマイクロホンとの直接結合も問題である。
【００５５】
本発明は、ダイヤフラムの運動が回転成分を導入しないので、完全に振動を打ち消すことができる。このことは、特に、ダイヤフラムが適度に堅いコイルによって駆動され、かつ駆動点が離間され、また他のすべてが非常に対称であるという事実によって決定される。唯一の差は、ダイヤフラムのコンプライアンス差である。
【００５６】
このために最適化する１つの可能な方法は、背部容積によってダイヤフラムのコンプライアンスが大部分決定されるように、背部容積を利用することであろう。背部容積は両方のダイヤフラムについて同一であるので、このことは大いに助けとなる。この場合、１つのダイヤフラムは外界から音響的にシールされるべきである。このことは、優れた低周波応答が必要とされる補聴器用途にどうしても必要である。圧力均等化孔は、１つのダイヤフラムのみに、設けなければならない。
【００５７】
他の方法は、音響ローパスフィルタを構成するために磁気回路用の積層部分を使用することである。再び図６参照。通常、補聴器内では、背部に開口部を有することは許容されないが、この理由は、このような開口部から放射される音が補聴器内部に放射され、以前に説明したようなフィードバックを生じるからである。低い遮断周波数（例えば１Ｈｚ未満）を有する音響ローパスフィルタを形成して、高い周波数をもつ音響レベルをフィードバックを引き起こすほど大きくないものにすることができる。
【００５８】
ダイヤフラムからの出力と管の出力とを組み合わせる共通の音響チャンバを設けて、管が終端する箇所で、ダイヤフラムからの出力および管からの出力が、バスレフ・ラウドスピーカと同様に、ある周波数範囲について同一の位相を有するようにできる。
【００５９】
本発明のトランスデューサの磁気回路は、反対極性で駆動される２つのコイルのＡＣ磁束が相殺するように設計される。このことは、テレコイルへの磁気フィードバックに対するシールドの必要性を劇的に低減する。この結果、低利得の補聴器にプラスチックハウジングを使用でき（費用低減）、また高利得補聴器ではシールドの要件がはるかに低くなる。磁極片スタックそれ自体は、優れたシールド特性を有する完全な自己密閉磁気回路である。
【００６０】
機械的安定性に関して言うと、好ましくは積層構造体として形成される磁極片は、非常に堅い。ハウジングは、積層構造体と直接結合し移動かつ変位することができる。このような堅いハウジングでは、より大きなコンプライアンスをもつハウジングを有する今日の補聴器受信機と比較して、音の放射がより少ないから、この非常に堅い構造は、大きな進歩である。
【００６１】
補聴器用途には、薄いトランスデューサを有することが非常に重要である。図１〜図３の構造体を薄くする方法は、コイル２、１２が互いの上に位置するようにさせ、この結果、それらは図５の断面図に示したように同一のギャップを共有する。このような構造は、ギャップの拡大ためにある程度の効率損失を引き起こすであろうが、厚さは著しく小さくなる。同様に、補聴器用途には、閉じた隅部８１を有する異なる種類のダイヤフラムが必要である。このようなダイヤフラムを有するトランスデューサが図８と図９に示されている。
【００６２】
ダイヤフラムの少なくとも１つに電子手段を装着することが可能であり、このような電子手段はさまざまな目的に使用することができる。電子手段は、１個のチップに収容して接着剤によって実装することができる。トランスデューサコイルのインピーダンスがあまりに低く、移動体電話等で使用される従来の電子的増幅装置では動作しない場合、電子手段にインピーダンスコンバータを含めることが可能である。例えば、このようなチップはダイヤフラムのコイル側に装着し得る。インピーダンスコンバータにより、トランスデューサの効率を高めることが可能であるが、これは、コイルの単一巻きの数を低減することによって、導電性ワイヤにより磁気ギャップが充填されることを改善することが可能であるからである。このことは、ダイヤフラムの少なくとも１つが、一体化コイルを有するフレキシブルプリントである実施態様の場合に、特に重要である。この解決方法では、より多くの巻きを形成するために導電材料を取り除かなければならないので、巻き数を増加することによってこの充填を相当減少させることができる。インピーダンスコンバータを使用することにより、巻き数の低減によるインピーダンス低下の補償が可能であり、したがって、トランスデューサの効率を高める。
【００６３】
電子手段は、例えばフィードバックシステムと組み合わせてダイヤフラムの運動を検出するための手段を備えることが可能である。電子手段はまた、トランスデューサをラウドスピーカとして使用する場合、音モードおよび振動モードの間で切り替えるための手段のようなスイッチング手段を備えることが可能である。電子手段はまた、容積を調整するための減衰器を備えることが可能である。
【００６４】
好ましい実施態様によれば、磁石回路が長方形であり、コイルのギャップ部分を受容する２つのギャップがあり、これらのギャップは、対向平坦面の間に決められる。他の構成では、磁石回路は、正方形の辺のように配置された４つのギャップを有することができ、次に、コイルは、正方形の辺のように同様に配置された４つのギャップ部分を相応して有するであろう。次に、コイルのブリッジ部分は正方形の隅部にあり、４つの位置のダイヤフラムに固定されるであろう。磁石回路の外部輪郭は、円形状を含む任意の所望の形状有することができる。また、ギャップおよびコイルのギャップ部分は円弧のように曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】重要部分を分解して上から見た、電子通信用途に適切な本発明の実施形態の斜視図である。
【図２】一部を組み立てた（図１と）同一部分を示す図である。
【図３】さらに組み立てた同一部分を示す図である。
【図４】本発明によるトランスデューサに適用されるコイルを示す図である。
【図５】補聴器用に適切な本発明の他の実施形態の断面図である。
【図６】ダイヤフラム間の容積とトランスデューサの外側領域との間の音響的接続を行うための音響トンネルを示す図である。
【図７】２つの可撓性部材に吊設された完全に組み立てられたトランスデューサを示す図である。
【図８】補聴器に使用するために適切なトランスデューサを示す図である。
【図９】一部を組み立てた（図８と）同一部分を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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2005503091.tif 000004
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月24日(2003.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が上方および下方部分を有する、第１および第２のギャップを有する磁気回路であって、前記第１および第２のギャップ内に磁場を形成する磁気手段をさらに備える磁気回路と、
前記磁気回路に対向配置された第１および第２のダイヤフラムと、
前記第１のダイヤフラムに固定された導電性ワイヤの第１のコイルであって、該第１のコイルが、前記第１および第２のギャップの上方部分のそれぞれに配置された該第１のコイルのワイヤの第１および第２のギャップ部分を有し、該第１のコイルが、ワイヤの前記第１および第２のギャップ部分を相互接続するワイヤのブリッジ部分をさらに有し、該第１のコイルが、前記ワイヤの少なくとも前記ブリッジ部分において前記第１のダイヤフラムに固定される第１のコイルと、
前記第２のダイヤフラムに固定された導電性ワイヤの第２のコイルであって、該第２のコイルが、前記第１および第２のギャップの下方部分のそれぞれに配置された該第２のコイルのワイヤの第１および第２のギャップ部分を有し、該第２のコイルが、ワイヤの前記第１および第２のギャップ部分を相互接続するワイヤのブリッジ部分をさらに有し、該第２のコイルが、前記ワイヤの少なくとも前記ブリッジ部分において前記第２のダイヤフラムに固定される第２のコイルと、
を備える電気音響トランスデューサ。
【請求項２】
前記第１のコイルが、そのギャップ部分の１つの少なくとも一部に沿って前記第１のダイヤフラムに固定される、請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３】
前記第２のコイルが、そのギャップ部分の１つの少なくとも一部に沿って前記第２のダイヤフラムに固定される、請求項１または２に記載のトランスデューサ。
【請求項４】
前記第１および第２のギャップの各々が、１対の対向面によって規定され、前記１対の対向面が略平坦であり、かつ互いに略平行である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項５】
前記磁気手段が第１および第２の永久磁石を備え、前記第１の磁石が、前記第１のギャップ内に磁場を形成し、前記第２の磁石が、前記第２のギャップ内に磁場を形成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項６】
前記磁気回路が、第１および第２の開口部を有する軟磁性材料の本体を備える、請求項５に記載のトランスデューサ。
【請求項７】
前記第１の磁石が、前記本体の第１の開口部内に配置され、また前記第２の磁石が、前記本体の第２の開口部内に配置される、請求項６に記載のトランスデューサ。
【請求項８】
前記第１のギャップが、前記第１の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の第１の長脚部とによって形成され、また前記第２のギャップが、前記第２の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の第２の長脚部とによって形成される、請求項７に記載のトランスデューサ。
【請求項９】
前記第１のギャップが、前記第１の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の中央脚部とによって形成され、前記第２のギャップが、前記第２の磁石の対向面と、軟磁性材料の前記本体の中央脚部とによって形成される、請求項７に記載のトランスデューサ。
【請求項１０】
前記ダイヤフラムが導電性部分を備え、前記導電性部分が前記コイルのワイヤ端部に接続され、前記導電性部分が、前記トランスデューサを電気的に終端するための外部アクセス可能な部分である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１１】
空間の重なり合いが、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップの上方部分と下方部分との間に存在する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１２】
前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップの上方および下方部分が、空間的に分離される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１３】
フレキシブルプリントのような可撓性回路基板が前記第１のダイヤフラムを形成し、また前記第１のコイルが、前記可撓性回路基板の導電性経路によって形成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１４】
フレキシブルプリントのような可撓性回路基板が前記第２のダイヤフラムを形成し、前記第２のコイルが、前記可撓性回路基板の導電性経路によって形成される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１５】
前記ダイヤフラムの少なくとも１つに実装される電子手段をさらに備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１６】
前記電子手段がインピーダンスコンバータを備える、請求項１５に記載のトランスデューサ。
【請求項１７】
前記第１および第２のコイルはさらに、
前記ダイヤフラムの１つに固定するための略平坦な面を有するブリッジ面を規定するブリッジ部分と、
各ギャップ部分が前記ブリッジ面の外側に複数のワイヤセグメントを含む、前記ブリッジ面の外側のギャップ部分と、
を含む請求項１〜１６のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項１８】
前記ギャップ部分内の前記ワイヤセグメントが略直線的である、請求項１７に記載のコイル。
【請求項１９】
導電性ワイヤから、コイル軸線を規定するコイルを製造するステップと、
前記コイル軸線に対し略垂直の２つの曲げ軸線の周りに前記コイルを曲げるステップであって、前記２つの曲げ軸線は互いに平行であって離間しているステップと、
を含む導電性ワイヤからコイルを製造するコイル製造方法。
【請求項２０】
第１および第２のギャップを規定する対向面の対を規定するように形成された導磁性材料であって、前記両ギャップが導電性ワイヤの第１および第２のコイルの部分を受容するようにされる導磁性材料と、
前記ギャップの上方および下方部分に磁場を形成する磁気手段であって、前記上方部分が、前記第１のコイルの部分を受容するようにされ、前記下方部分が、前記第２のコイルの部分を受容するようにされる磁気手段と、
を備える請求項１〜１８のいずれか１項に記載のトランスデューサ内で使用するための磁気回路。
【請求項２１】
各対の対向面が、互いに略平行である略平坦面を有する、請求項２０に記載の磁気回路。
【請求項２２】
前記磁気手段が永久磁石を備え、該永久磁石の各々が、ギャップの略平担面の１つを構成する略平担面を有する、請求項２１に記載の磁気回路。
【請求項２３】
前記磁気回路が、本体内に２つの開口部を規定するように形成された軟磁性材料の本体を備え、各開口部が、前記第１および第２のギャップのそれぞれのギャップを規定する１対の対向面を有する、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の磁気回路。
【請求項２４】
前記磁気手段が、前記磁気回路の開口部内に配置される、請求項２３に記載の磁気回路。
【請求項２５】
同一の電気信号を前記第１および第２のコイルに同時に供給して、前記第１および第２のダイヤフラムが同一方向に変位させる、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のトランスデューサを動作させるトランスデューサ動作方法。
【請求項２６】
同一の電気信号を前記第１および第２のコイルに同時に供給して、前記第１および第２のダイヤフラムが反対方向に変位させる、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のトランスデューサを動作させるトランスデューサ動作方法。
【国際調査報告】
2005503091.tif 000032
2005503091.tif 000033
2005503091.tif 000034