(57)【要約】【課題】アーマチュアの設計の自由度を高め、良好な磁気特性と耐衝撃性とを両立し得る電気機械変換器及び電気音響変換器を提供する。【解決手段】本発明の電気機械変換器は、１対の磁石（１５〜１８）、その磁石による磁束を導くヨーク（１２、１３）、電気信号が供給されるコイル（１４）を一体的に配置した構造部と、この構造部の内部空間を貫く内側部と両側に突出した第１／第２の外側部を有し、内側部の両側で磁束が導かれるギャップを介して構造部と磁気回路を構成するアーマチュア（１９）と、第１／第２の外側部と前記構造部との間に挟持され、アーマチュアの変位に応じた復元力を各外側部に付与する第１／第２の弾性機構（２４〜２７）を備えている。各弾性機構は、アーマチュアを挟んでその変位方向に対称配置された１対の弾性部材を含み、各弾性部材は、一端がアーマチュアの外側部に係合され、他端がヨークに設けられた弾性部材取付部に係合される。【選択図】図３
2015139041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器において、
少なくとも１対の磁石と、前記磁石による磁束を導くヨークと、前記電気信号が供給されるコイルとを一体的に配置した構造部と、
前記構造部の内部空間を貫く内側部と、前記内側部から両側に突出した第１の外側部及び第２の外側部とを有し、前記内側部のうち互いに逆向きの前記磁束が導かれる２つの領域を介して前記構造部と磁気回路を構成するアーマチュアと、
前記第１の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記磁気回路の磁気力による前記アーマチュアの変位に応じた復元力を前記第１の外側部に付与する第１の弾性機構と、
前記第２の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記変位に応じた復元力を前記第２の外側部に付与する第２の弾性機構と、
を備え、
前記第１及び第２の弾性機構の各々は、前記アーマチュアを挟みつつ当該アーマチュアの変位方向に対称配置された１対の弾性部材を含み、
前記構造部は、前記弾性部材がそれぞれ取り付けられる複数の弾性部材取付部を有し、前記１対の弾性部材の各々は、一端が前記第１又は第２の外側部に係合し、他端が各々の前記弾性部材取付部に係合した状態で配置されることを特徴とする電気機械変換器。
【請求項２】
前記１対の弾性部材は、１対のバネ部材であることを特徴とする請求項１に記載の電気機械変換器。
【請求項３】
前記バネ部材には、前記第１又は第２の外側部を取り付け可能な凹形状を有する第１の取付部と、前記構造部の前記弾性部材取付部を取り付け可能な凹形状を有する第２の取付部とが形成され、
前記第１又は第２の外側部には前記第１の取付部と互いに係合するくびれ部が形成され、前記弾性部材取付部は前記第２の取付部と互いに係合する形状を有することを特徴とする請求項２に記載の電気機械変換器。
【請求項４】
前記バネ部材は、湾曲部を有するリング状に形成された板バネであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気機械変換器。
【請求項５】
前記アーマチュアは、アーマチュア本体と、当該アーマチュア本体の両面のうち前記１対の弾性部材が当接される部分に接合されたアーマチュア補強板とにより形成され、当該アーマチュア補強板は非磁性体からなり、前記アーマチュアの強度を補強するとともに、前記アーマチュアの前記第１及び第２の外側部における前記第１の取付部に係合する部分の厚さを補うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
【請求項６】
前記ヨークは、前記アーマチュアの変位方向に対向する第１のヨーク及び第２のヨークからなるとともに、当該第１及び第２のヨークの各々は前記弾性部材取付部を有し、
前記１対の弾性部材の一方は前記第１のヨークの前記弾性部材取付部に係合し、前記１対の弾性部材の他方は前記第２のヨークの前記弾性部材取付部に係合することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
【請求項７】
前記少なくとも１対の磁石は、前記アーマチュアの前記２つの領域において、それぞれギャップを介して対向する２対の磁石であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
【請求項８】
電気信号を音響に変換する電気音響変換器において、
少なくとも１対の磁石と、前記磁石による磁束を導くヨークと、前記電気信号が供給されるコイルとを一体的に配置した構造部と、
前記構造部の内部空間を貫く内側部と、前記内側部から両側に突出した第１の外側部及び第２の外側部とを有し、前記内側部のうち互いに逆向きの前記磁束が導かれる２つの領域を介して前記構造部と磁気回路を構成するアーマチュアと、
前記第１の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記磁気回路の磁気力による前記アーマチュアの変位に応じた復元力を前記第１の外側部に付与する第１の弾性機構と、
前記第２の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記変位に応じた復元力を前記第２の外側部に付与する第２の弾性機構と、
それぞれ一端が前記第１及び第２の外側部に各端部に固定された１対のロッドと、
前記１対のロッドのそれぞれの他端に接続され、前記構造部に対する前記アーマチュアの振動に応じて音圧を発生する振動板と、
前記構造部を固定するとともに前記振動板を振動可能に保持し、前記振動板の振動により生じる空気振動を放出する貫通孔を有するハウジングと、
を備え、
前記第１及び第２の弾性機構の各々は、前記アーマチュアを挟みつつ当該アーマチュアの変位方向に対称配置された１対の弾性部材を含み、
前記構造部は、前記弾性部材がそれぞれ取り付けられる複数の弾性部材取付部を有し、前記１対の弾性部材の各々は、一端が前記第１又は第２の外側部に係合し、他端が各々の前記弾性部材取付部に係合した状態で配置されることを特徴とする電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器、及び、電気信号を音響に変換する電気音響変換器に関し、特にアーマチュア、ヨーク、コイル、磁石等からなる駆動部を備えた電気機械変換器及び電気音響変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
補聴器等に用いられる電気音響変換器は、アーマチュア、ヨーク、コイル、１対の磁石などからなる駆動部を備え、コイルに供給される電気信号に応じてアーマチュアを駆動し、アーマチュアと他の部材との間の相対振動を音響に変換するように構成される。例えば、所謂バランスド・アーマチュア型（以下、バランス型と呼ぶ）の電磁型変換器の例として、特許文献１には、Ｕ字型のアーマチュアを用いた磁気回路の構造例が開示され、特許文献２には、Ｅ字型のアーマチュアを用いた磁気回路の構造例が開示されている。特許文献３には、上記と同様のバランス型の磁気回路を具備する電気音響変換器における耐衝撃性を向上させる構造例が開示されている。上記いずれの構造例においても、アーマチュアがヨークに接続され、磁気回路を構成している。また、上記のいずれの場合も、アーマチュアの一端が変位したときのアーマチュア自身の弾性による復元力が、その変位によって生じる磁石の磁気力（吸引力）より大きくなるように構成する必要がある。特許文献１〜３に開示された構造を採用する場合には、アーマチュアには軟磁性材料を用いることが不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７８６９６１０号明細書
【特許文献２】米国特許第４４７３７２２号明細書
【特許文献３】特開２００６−０４１７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のバランス型の電磁型変換器においては、アーマチュアが磁気回路の一部を構成するので、その磁気特性に対する設計上の要求を満たすことが求められる。また、アーマチュアが変位した際、その復元力が磁石の磁気力より大きくなるような設計が要求される点は前述した通りであるが、従来の構造においては、アーマチュア自身の弾性により復元力を得ているので、アーマチュアの設計に際しては磁気的な要求と機械的な要求を満足させなければならない。例えば、アーマチュアの耐衝撃性を向上させるために、アーマチュアの板厚を厚くすることが考えられるが、アーマチュアの板厚を厚くすると、その弾性範囲の変位量を十分に確保できなくなる。またアーマチュアには必要な磁気特性が求められるため、降伏応力が大きく、耐衝撃性に強い一般のバネ材料を使用することも困難である。通常、アーマチュアは、その材料の磁気特性を十分に引き出すために加工後に磁性アニール処理が施されるため、熱処理により降伏応力を大きくすることも困難である。以上のように、上記従来の構造によれば、アーマチュアの設計上の自由度が大きく制限されることは避けられない。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、アーマチュアの設計の自由度を高めて小型高出力化でき、良好な磁気特性と耐衝撃性とを両立し得る電気機械変換器及び電気音響変換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器であって、少なくとも１対の磁石（１５〜１８）、前記磁石による磁束を導くヨーク（１２、１３）、前記電気信号が供給されるコイル（１４）を一体的に配置した構造部と、前記構造部の内部空間を貫く内側部（１９ａ）、前記内側部から両側に突出した第１の外側部（１９ｂ）及び第２の外側部（１９ｃ）を有し、前記内側部のうち互いに逆向きの前記磁束が導かれる２つの領域を介して前記構造部と磁気回路を構成するアーマチュア（１９）と、前記第１の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記磁気回路の磁気力による前記アーマチュアの変位に応じた復元力を前記第１の外側部に付与する第１の弾性機構（２４、２５）と、前記第２の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記変位に応じた復元力を前記第２の外側部に付与する第２の弾性機構（２６、２７）とを備えて構成され、前記第１及び第２の弾性機構の各々は、前記アーマチュアを挟みつつ当該アーマチュアの変位方向に対称配置された１対の弾性部材を含み、前記構造部は、前記弾性部材がそれぞれ取り付けられる複数の弾性部材取付部を有し、前記１対の弾性部材の各々は、一端が前記第１又は第２の外側部に係合し、他端が前記弾性部材取付部に係合した状態で配置される。
【０００７】
本発明の電気機械変換器によれば、コイルに電流が流れないときに構造部の内部空間の所定位置にアーマチュアが位置決めされた状態から、コイルに電流を流したときに内側部に加わる磁気力によってアーマチュアが相対的に変位し、第１及び第２の弾性機構により、アーマチュアの変位に応じた復元力が作用する。よって、アーマチュア自身の弾性を利用することなく、アーマチュアの両端に設けた２つの弾性機構の復元力を利用する構造を採用したため、アーマチュアの板厚を薄くすることなく十分な変位量を確保することで、アーマチュアの設計上の自由度を高めることができる。また、第１及び第２の弾性機構の各々を構成する１対の弾性部材は、アーマチュアの第１又は第２の外側部と弾性部材取付部とに係合して配置され、溶接や接着などによって固定する必要がないので、溶接や接着の箇所への応力集中を回避して耐衝撃性の一層の向上が可能となる。
【０００８】
本発明において、前記１対の弾性部材として、例えば、１対のバネ部材を用いることができる。この場合、１対のバネ部材の各々の弾性力を適切に設定することにより、所望の復元力を与えることができる。また、バネ部材には、前記アーマチュアの第１又は第２の外側部に取り付け可能な凹形状を有する第１の取付部と、前記構造部の弾性部材取付部に取り付け可能な凹形状を有する第２の取付部とを形成し、バネ部材とアーマチュアが互いに係合するとともに、バネ部材と弾性部材取付部も互いに係合する。例えば、バネ部材の第１及び第２の取付部の形状を凹形状とするとともに、前記アーマチュアの第１又は第２の外側部に第１の取付部の凹形状に係合するくびれ部をそれぞれ形成し、弾性部材取付部に第２の取付部の凹形状に係合する形状を形成してもよい。これにより、溶接や接着により固定しなくても、アーマチュア及び弾性部材取付部に対してバネ部材の横方向への動きを規制することができる。さらに、バネ部材として、湾曲部を有するリング状に形成された板バネを用いることが望ましい。このような板バネを用いることにより、板バネの特定の部分への応力集中を回避するとともに、湾曲部の曲率や板厚に応じて必要なバネ定数を容易に設定することができる。
【０００９】
本発明において、前記アーマチュアは、アーマチュア本体と、当該アーマチュア本体の両面のうち前記１対の弾性部材が当接される部分に接合されたアーマチュア補強板とにより形成することができる。また、前記ヨークは、アーマチュアの変位方向に対向する第１のヨーク及び第２のヨークから構成し、１対の弾性部材のうち、一方が第１のヨークの所定箇所に当接し、他方が第２のヨークの所定箇所に当接する構造を採用することができる。
【００１０】
本発明において、アーマチュアの２つの領域において、それぞれギャップを介して対向する２対の磁石を用いることができる。当該磁石は、少なくとも１対あれば、前記磁気回路を構成できる。これにより、アーマチュアの両側のそれぞれの領域において、アーマチュアを通す互いに逆向きの２つの磁束を容易に形成することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明は、電気信号を音響に変換する電気音響変換器であって、上述の構造部、アーマチュア、第１及び第２の弾性機構に加えて、それぞれ一端が前記第１及び第２の外側部に各端部に固定された１対のロッド（５１、５２）と、前記１対のロッドのそれぞれの他端に接続され、前記構造部に対する前記アーマチュアの振動に応じて音圧を発生する振動板（５４ａ）と、前記構造部を固定するとともに前記振動板を振動可能に保持し、前記振動板の振動により生じる空気振動を放出する貫通孔を有するハウジング（５０）と、を備えて構成される。本発明の電気音響変換器においても、上述の電気機械変換器と同様の作用、効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アーマチュア自身の弾性を利用することなく、アーマチュアの両端と構造部との間に挟持される２つの弾性機構を設け、アーマチュアの変位の復元力を与えるように構成したので、アーマチュアの設計上の自由度を高めることができる。また、各弾性機構を構成する１対の弾性部材は、溶接や接着で固定することなく、アーマチュア及び構造部の上下の所定箇所に当接した状態で配置されるので、衝撃により溶接や接着された当該固定箇所への応力集中を回避し、耐衝撃性のさらなる向上が可能となる。以上のように、本発明により、良好な磁気特性と耐衝撃性とを両立でき、小型高出力化に適した電気機械変換器及び電気音響変換器を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の電気機械変換器の全体を収容するハウジングを取り外した状態の構造を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の電気機械変換器をＺ方向の一方（図１の紙面上端側）から見たときの上面図である。
【図３】本実施形態の電気機械変換器の図２のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図４】本実施形態の電気機械変換器の図２のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図５】本実施形態の電気機械変換器における磁気回路部の分解斜視図である。
【図６】バネ部材及びバネ補強板の構造を示す斜視図である。
【図７】図３の断面図のうちの磁気回路を構成する部分を模式的に表した図である。
【図８】本実施形態の電気機械変換器との対比のための比較例として、従来型のバランスド・アーマチュア型の電磁型変換器における磁気回路部の断面構造を模式的に示す図である。
【図９】本実施形態の電気音響変換器の構造を示す上面図である。
【図１０】本実施形態の電気音響変換器の図９のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図１１】本実施形態の電気音響変換器の図９のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に述べる実施形態は本発明を適用した形態の一例であって、本発明が本実施形態の内容により限定されることはない。以下では、電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器、及び、電気信号を音響に変換する電気音響変換器に対して本発明を適用した実施形態について説明する。
【００１５】
以下、図１〜図５を参照して、本実施形態の電気機械変換器の基本構造について説明する。図１は、本実施形態の電気機械変換器の全体を収容するハウジング１０を取り外した状態の構造を示す斜視図である。図２〜図４は本実施形態の電気機械変換器を互いに直交する各方向から見たときの図であり、便宜上Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ矢印にて示している。図２は、本実施形態の電気機械変換器をＺ方向の一方（図１の紙面上端側）から見たときの上面図（後述のハウジング部材１０ｂ、ヨーク１３の一部、磁石１６を欠いた一部欠け端面図）であり、図３は、本実施形態の電気機械変換器の図２のＡ−Ａ断面における断面図であり、図４は、本実施形態の電気機械変換器の図２のＢ−Ｂ断面における断面図である。また、図５は、本実施形態の電気機械変換器における後述の磁気回路部の分解斜視図である。なお、本実施形態の電気機械変換器は、上、下、左、右の方向性を持たないが、以下では説明の便宜のため、各図面を見たときの紙面の方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に応じて、上、下、左、右の方向を記載する場合がある。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の電気機械変換器の全体を収容するハウジング１０は、上下対称に配置された下部のハウジング部材１０ａ及び上部のハウジング部材１０ｂを一体化した構造を有する。ハウジング１０には、電気機械変換器の後述の駆動部１１が収容されている。ハウジング１０は、駆動部１１を支持し得る強度の範囲内で、振動しやすいように極力軽い材料を用いることが望ましく、例えば、プラスチック材料又はステンレス等の金属材料を用いることができる。図１〜図４に示すように、下部のハウジング部材１０ａの内部の所定位置には、内側に突出した４つのストッパーＳが形成されるとともに、上部のハウジング部材１０ｂの内部にも同様の４つのストッパーＳが形成されている。これらのストッパーＳの役割は、駆動部１１の可動範囲を制限し、電気機械変換器が衝撃を受けた際にＹ方向に過度に動くことを抑制することにある。ストッパーＳはＸ方向に設けてもよい。ただし、ハウジング１０の形状に対し駆動部１１の可動範囲が小さい場合、ストッパーＳを設ける必要はない。なお、図２〜図４においては、いずれもハウジング１０を部分的に除去して内部を見た構造を示しているが、実際には、図１の構造を有するハウジング１０が電気機械変換器の全体を覆っている。
【００１７】
駆動部１１は、１対のヨーク１２、１３、コイル１４、４つの磁石１５、１６、１７、１８、アーマチュア１９、４つのアーマチュア補強板２０、２１、２２、２３、４つのバネ部材２４、２５、２６、２７、４つのバネ補強板２８、２９、３０、３１により構成される。駆動部１１のうち、ヨーク１２、１３、コイル１４、４つの磁石１５〜１８が一体的に配置された本発明の構造部として機能し、この構造部の内部空間を貫くアーマチュア１９が駆動部１１に対して、バネ部材２４〜２７により可動に配置されている。また、図１〜図４では図示を省略しているが、コイル１４からは、電気信号を供給するための１対のリード線が延出され、それがハウジング１０の外側の一端に設けた１対の電気端子と電気的に接続されている。
【００１８】
下部のヨーク１２（本発明の第１のヨーク）と上部のヨーク１３（本発明の第２のヨーク）がＺ方向に対向配置された状態で、例えば溶接により一体的に固定される。図５に示すように、各々のヨーク１２、１３の中央部には、それぞれ内面を向く凹部１２ａ、１３ａが形成され、空芯のコイルが上下のヨーク１２、１３の各凹部１２ａ、１３ａに挟まれるように配置されている。このとき、コイル１４は、空芯部（貫通孔）の両端がＸ方向に開口した状態で、ヨーク１２、１３の中央に位置決めされ、ヨーク１２、１３の内面側と接着剤で固定されている。ヨーク１２、１３の材料としては、例えば、４５％Ｎｉのパーマロイ等の軟磁性材料を用いることができる。
【００１９】
ヨーク１２、１３には、Ｘ方向の両側に突出したバネ部材取付部１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃ（本発明の弾性部材取付部）が、それぞれ形成されている。図３に示すように、ヨーク１２のバネ部材取付部１２ｂ、１２ｃのそれぞれのアーマチュア１９に対向する側にはバネ部材２４、２６がそれぞれ当接し、ヨーク１３のバネ部材取付部１３ｂ、１３ｃのそれぞれのアーマチュア１９に対向する側にはバネ部材２５、２７がそれぞれ当接する。また、４つのバネ部材取付部１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃの各々には、Ｙ方向の両側に凹状のくびれ部Ｃ１（計８個）が形成されている。くびれ部Ｃ１には、バネ部材２４〜２７の後述のヨーク取付部２５ｃ（図６）の部分が係合する。つまり、４つのバネ部材取付部１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃとバネ部材２４〜２７は、接着や溶接などにより固定されない。ここで、各々のくびれ部Ｃ１の１対の側面部Ｃ１ｘが、バネ部材２４〜２７の幅より僅かに広い距離を置いて対向している。そのため、側面部Ｃ１ｘとバネ部材２４〜２７の間には、適度な隙間（小さいクリアランス）を有する。また、くびれ部Ｃ１は、バネ部材２４〜２７に係合する構造であれば良いので、くびれ部Ｃ１の代わりに、バネ部材取付部１２ｂ、１２ｃ、１３ｂ、１３ｃの各々のアーマチュア１９に対向する側に、バネ部材２４〜２７に係合するような突起を設けてもよい。なお、バネ部材２４〜２７の具体的な構造については後述する。
【００２０】
ヨーク１２、１３の内側のＸ方向の両側には、磁石１５〜１８が対称的に配置されている。すなわち、１対の磁石１５、１６は、ヨーク１２、１３のＸ方向の一端の各対向面に接着固定され、所定の距離を置いて対向配置されている。同様に、１対の磁石１７、１８は、ヨーク１２、１３のＸ方向の他端の各対向面に接着固定され、所定の距離を置いて対向配置されている。
【００２１】
アーマチュア１９（本発明のアーマチュア本体）は、Ｘ方向に長尺の板状部材であり、１対の磁石１５、１６の間の空間と、コイル１４の貫通孔と、１対の磁石１７、１８の間の空間をそれぞれ貫くように配置されている。図５に示すように、アーマチュア１９は、ヨーク１２、１３に対向する空間（構造部の内部空間）に位置する内側部１９ａと、内側部１９ａの両側に突出した外側部１９ｂ、１９ｃからなる。アーマチュア１９の内側部１９ａは、Ｙ方向で磁石１５〜１８と同程度の幅の矩形部分として形成され、ヨーク１２、１３、磁石１５〜１８及びコイル１４とともに磁気回路を構成する。アーマチュア１９の外側部１９ｂ、１９ｃは、Ｙ方向で内側部１９ａよりも細い幅の矩形部分を部分的に切り欠いて形成される。アーマチュア１９の材料としては、ヨーク１２、１３と同様、例えば、４５％Ｎｉのパーマロイ等の軟磁性材料を用いることができる。
【００２２】
アーマチュア１９の一方の外側部１９ｂから内側部１９ａの一端にかけて、その両面に１対のアーマチュア補強板２０、２１（図３）が溶接されている。同様に、アーマチュア１９の他方の外側部１９ｃから内側部１９ａの一端にかけて、その両面に１対のアーマチュア補強板２２、２３（図３）が溶接されている。４つのアーマチュア補強板２０〜２３の各々はいずれも同様の矩形であり、図２に示すように、Ｙ方向で外側部１９ｂ、１９ｃの切欠き部と同じ幅に形成されている。アーマチュア補強板２０〜２３は、アーマチュア１９のうちバネ部材２４〜２７を取り付ける部分の厚みを確保する役割があるが、詳しくは後述する。なお、アーマチュア１９及びアーマチュア補強板２０〜２３は、一体的に本発明のアーマチュアとして機能する。磁気回路やバネ部材２４〜２７の設計を考慮して、アーマチュア１９の厚みを十分に確保できる場合には、アーマチュア補強板２０〜２３を設けなくてもよい。
【００２３】
図３に示すように、アーマチュア１９の上下（Ｚ方向の両面）には、前述のアーマチュア補強板２０〜２３を介して、磁石１５〜１８との間に平行な隙間が形成されており、それぞれの隙間がギャップＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４（図７参照）を構成する。４つの磁石１５〜１８は互いに同形状でＸ方向及びＺ方向に対称配置されることから、４つのギャップＧ１〜Ｇ４も互いに同形状である。ギャップＧ１〜Ｇ４は、アーマチュア１９が、その通常動作の範囲内でＺ方向に変位したとき、コイル１４及び磁石１５〜１８と接触しない程度の適当な隙間となっている。
【００２４】
また、アーマチュア１９の両側の外側部１９ｂ、１９ｃの各々は、その両端が前述のアーマチュア補強板２０〜２３を介して上下のハウジング部材１０ａ、１０ｂに挟まれた状態で接着剤等により固定される。なお、ハウジング１０は、アーマチュア１９の両端を除いて、駆動部１１とは接触しない構造となっている。アーマチュア１９とハウジング１０との結合部分は、駆動部１１で発生した振動がハウジング１０に確実に伝達されるように十分な剛性を持たせる必要がある。アーマチュア補強板２０〜２３は、アーマチュア１９とハウジング１０との間の剛性を高める効果がある。
【００２５】
さらに、アーマチュア１９の外側部１９ｂ、１９ｃの各々には、Ｙ方向の両側に凹状のくびれ部Ｃ２（計４個）が形成されている。くびれ部Ｃ２には、バネ部材２４〜２７の後述のアーマチュア取付部２５ｄ（図６）の部分が係合する。つまり、アーマチュア１９の外側部１９ｂ、１９ｃとバネ部材２４〜２７は、接着や溶接などにより固定されない。ここで、各々のくびれ部Ｃ２の１対の側面部Ｃ２ｘが、バネ部材２４〜２７の幅より僅かに広い距離を置いて対向している。そのため、側面部Ｃ２ｘとバネ部材２４〜２７の間には、適度な隙間（小さいクリアランス）を有する。なお、図５に示すように、一方の外側部１９ｂの１対のくびれ部Ｃ２の形状は、ヨーク１２、１３のバネ部材取付部１２ｂ、１３ｂの１対のくびれ部Ｃ１とＺ方向で重なり、他方の外側部１９ｃの１対のくびれ部Ｃ２の形状は、ヨーク１２、１３のバネ部材取付部１２ｃ、１３ｃの１対のくびれ部Ｃ１とＺ方向で重なる。
【００２６】
４つのバネ部材２４〜２７はそれぞれ板状部材を折り曲げ加工して形成された板バネであり、１対のバネ部材２４、２５（本発明の第１の弾性機構）がアーマチュア１９の一方の外側部１９ｂに取り付けられるとともに、１対のバネ部材２６、２７（本発明の第２の弾性機構）がアーマチュア１９の他方の外側部１９ｃに取り付けられている。バネ部材２４〜２７の役割は、アーマチュア１９が磁気回路内で構造部に対して相対的に変位したとき、その変位の大きさに比例する復元力をアーマチュア１９に与えることにある。図４に示すように、下部のバネ部材２４（２６）と、上部のバネ部材２５（２７）は、アーマチュア１９の外側部１９ｂ（１９ｃ）を上下から挟みつつ、Ｚ方向に対称配置されている。以下、各々のバネ部材２４〜２７の構造について、図６の斜視図を参照しつつ説明する。
【００２７】
図６においては、代表してバネ部材２５及びバネ補強板２９の構造を示しているが、他のバネ部材２４、２６、２７及びバネ補強板２８、３０、３１についても同様の構造を有している。図６に示すように、バネ部材２５は、Ｙ方向の両側の２つの湾曲部２５ａ、２５ｂと、中央で上下に対向する内向き凹部としてのヨーク取付部２５ｃ及びアーマチュア取付部２５ｄとを含む。なお、不図示のバネ部材２４、２６、２７に関しても、上記と同様の湾曲部２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ、ヨーク取付部２４ｃ、２６ｃ、２７ｃ、アーマチュア取付部２４ｄ、２６ｄ、２７ｄを含むものとする。また、バネ補強板２９は、ヨーク取付部２５ｃの内側面（バネ部材２５の内周側）に溶接されている。バネ部材２５の形成に用いる板状部材の両端がヨーク取付部２５ｃにおいて、バネ補強板２９によって接合され、ひとつながりのリング状に形成されている。バネ部材２５に切れ目がない場合には、バネ補強板２９を設ける必要はない。なお、バネ部材２５及びバネ補強板２９は、一体的に本発明の弾性部材として機能する。
【００２８】
図６のバネ部材２５の形状は、図４に示すように、ヨーク取付部２５ｃの凹形状がヨーク１３のバネ部材取付部１３ｂの形状に係合し、アーマチュア取付部２５ｄの凹状断面がアーマチュア１９及びアーマチュア補強板２１の形状に係合する。これらの係合箇所は、接着や溶接などで固定されないが、バネ部材２５を駆動部１１に組み込んだとき、それぞれの凹形状によってバネ部材２５のＸ及びＹ方向への動きを規制することができる。この点に関しては後述する。バネ部材２５は、ヨーク１３のバネ部材取付部１３ｂとアーマチュア補強板２１とにそれぞれ当接した状態で安定に挟持される。なお、バネ部材２４は、バネ部材２５とはＺ方向に対称的な配置で挟持される。ここで、ヨーク１２、１３の間に配置された１対のバネ部材２４、２５が、アーマチュア１９を両面から押圧して挟むように、バネ部材取付部１２ｂ、１３ｂとアーマチュア１９との間隔より、バネ部材２４、２５のヨーク取付部２４ｃ、２５ｃとアーマチュア取付部２４ｄ、２５ｄの間隔が大きくなるように設定する。
【００２９】
また、図６のバネ部材２５の構造において、両側の湾曲部２５ａ、２５ｂはいずれも略円弧状の断面形状を有するが、板バネによる復元力が得られる限り、多様な断面形状を採用することができる。ただし、湾曲部２５ａ、２５ｂを円弧状など滑らかな断面形状にすることは、応力の集中を回避する点でメリットがある。本実施形態のバネ部材２４〜２７の設計に際しては、アーマチュア１９に付与すべき復元力に応じたバネ定数を得られるように、板バネの形状、材質、板厚、あるいは湾曲部２５ａ、２５ｂの曲率などを定める必要がある。バネ部材２４〜２７の材質としては、例えば、非磁性のバネ用ＳＵＳ材などを用いることができる。また、バネ部材２４〜２７の板厚は、例えば、０．１ｍｍ程度に設定することができる。
【００３０】
ここで、図４に示すように、１対のバネ部材２４、２５はＺ方向に若干潰れた状態となっている。すなわち、アーマチュア１９が釣り合いの位置（Ｚ方向の中央）にある場合、アーマチュア１９は上下から常時バネ部材２４、２５に押される状態にあり、その押圧力によってアーマチュア１９を釣り合いの位置に保持することができる。また、Ｘ方向の反対側の１対のバネ部材２６、２７についても同様の配置となっている。なお、磁気回路の磁気力に基づいてアーマチュア１９が変位するときのバネ部材２４〜２７の復元力の作用については後述する。
【００３１】
本実施形態のバネ部材２４〜２７の特徴として、ヨーク１２、１３及びアーマチュア１９に挟持される構造は、溶接や接着によってバネ部材２４〜２７を固定することなく、ヨーク取付部２５ｃ及びアーマチュア取付部２５ｄの各表面に当接（接触）する状態で保持される点を挙げることができる。例えば、バネ部材２４〜２７をアーマチュア１９に溶接で固定する構造を採用すると、電気機械変換器に衝撃が加わったとき、当該部分の溶接個所に応力が集中して塑性変形し性能劣化する恐れがある。これに対し、本実施形態のバネ部材２４〜２７は、駆動部１１に衝撃が加わったとしても、当該部分の溶接個所への応力集中を回避できるため、耐衝撃性の向上が可能となる。
【００３２】
次に、本実施形態の電気機械変換器の基本的な動作について説明する。図７は、図３の横断面図のうちの磁気回路を構成するヨーク１２、１３、コイル１４、磁石１５〜１８、アーマチュア１９の部分を模式的に表した図である。説明の簡略化のため、アーマチュア１９に付随するアーマチュア補強板２０〜２３は図示を省略し、磁気回路を構成しない他の部材についても図示を省略する。図７に示すように、コイル１４を挟んでＺ方向に対向配置された１対の磁石１５、１６及び１対の磁石１７、１８は、互いに逆方向に着磁されている。例えば、図７の右側の磁石１５、１６は下方向に磁化され、図７の左側の磁石１７、１８は上方向に磁化される。このように磁化された磁石１５〜１８により、ヨーク１２、１３及びアーマチュア１９には、実線矢印にて示す磁束Ｂ１が発生する。
【００３３】
そして、磁束Ｂ１のうちギャップＧ１〜Ｇ４を通る磁束による磁気力がアーマチュア１９に作用する。具体的には、アーマチュア１９に対し、下側のギャップＧ１、Ｇ３の磁気力が強くなると下向きの力が作用するとともに、上側のギャップＧ２、Ｇ４の磁気力が強くなると上向きの力が作用する。これら４つの力が釣り合っていない場合には、アーマチュア１９は力の大きい方に変位する。よって、コイル１４に電流が流れていない状態で上記４つの力が釣り合うようにアーマチュア１９が位置決めされる。このとき、アーマチュア１９が変位しないので、ギャップＧ１を通る磁束とギャップＧ２を通る磁束がほぼ等しく、かつ、ギャップＧ３を通る磁束とギャップＧ４を通る磁束もほぼ等しい状態にある。そのため、アーマチュア１９のうちコイル１４に囲まれた部分には正味の磁束が流れない状態にある。
【００３４】
この状態でコイル１４に電流を流す場合、アーマチュア１９のうちコイル１４に囲まれた部分には、電流の方向に応じた向きの磁束が発生する。例えば、図７は、コイル電流により、アーマチュア１９に点線矢印で示す磁束Ｂ２が発生する状態を示している。このとき、図７における各磁束Ｂ１、Ｂ２の方向性を考慮すると、磁束Ｂ２の発生により、下側のギャップＧ１、Ｇ３の磁束はそれぞれ増加し、上側のギャップＧ２、Ｇ４の磁束はそれぞれ減少する。その結果、アーマチュア１９は下向きの磁気力を受けて下向きに変位する。
【００３５】
アーマチュア１９が下向きに変位したとき、バネ部材２４〜２７（図３）により、変位を元の位置に戻そうとする復元力が作用する。アーマチュア１９が変位したときバネ部材２４〜２７の復元力の和が、アーマチュア１９に働く磁気力に比べて大きい場合は、アーマチュア１９が磁石１５、１７に吸着することは避けられる。以上の動作は、所謂バランスド・アーマチュア型の電磁型変換器の動作原理と同様である。なお、コイル電流が上記と逆向きである場合は、アーマチュア１９が上向きの磁気力を受けて上向きに変位する状態を想定すればよい。
【００３６】
ここで、アーマチュア１９以外のヨーク１２、１３、コイル１４、磁石１５〜１８からなる部分（本発明の構造部）とアーマチュア１９との相対振動を考える。上述したように、コイル１４への電気信号の印加時に流れる電流に応じた駆動力が発生し、この駆動力が上述の相対振動を生じさせる。アーマチュア１９の両端とハウジング１０とが十分な剛性をもって固定されるので、アーマチュア１９と構造部との間に発生した駆動力は、アーマチュア１９を通してハウジング１０に伝達され、ハウジング１０に振動を生じさせる。以上のように、本実施形態の電気機械変換器は、外部から印加される電気信号に対応する機械振動を発生するように構成される。
【００３７】
図８は、本実施形態の電気機械変換器との対比のための比較例として、従来型のバランスド・アーマチュア型の電磁型変換器における磁気回路部の断面構造を模式的に示している。本比較例の磁気回路部は、ヨーク４０と、コイル４１と、アーマチュア４２と、１対の磁石４３、４４とを備えている。また、１対の磁石４３、４４とアーマチュア４２との隙間がギャップＧａ、Ｇｂを構成する。本比較例の構造においては、図８に示すように、Ｕ字状に折り曲げられたアーマチュア４２は、変位したときの復元力がアーマチュア４２自身の弾性により与えられ、本実施形態のバネ部材２４〜２７に相当する部材は設けられていない。
【００３８】
また、磁石４３、４４及びギャップＧａ、Ｇｂはアーマチュア４２のＸ方向の片側だけに設けられ、この部分でアーマチュア４２がヨーク４０と磁気的に結合する構造となっている。１対の磁石４３、４４は、矢印方向に磁化されている。これにより、ヨーク４０及びアーマチュア４２には、実線矢印にて示す磁束Ｂ３が発生する。なお、磁束Ｂ３は、図７の磁束Ｂ１がＸＺ面内でループ状に流れるのとは異なり、ＹＺ面内でループ状に流れる。磁束Ｂ３のうち、ギャップＧａ、Ｇｂを通るそれぞれの磁束による２つの磁気力がアーマチュア４２に作用する。コイル４１に電流が流れていない状態では、上記２つの磁気力が釣り合うようにアーマチュア４２が位置決めされる。このとき、上下のギャップＧａ、Ｇｂを通る磁束が等しくなり、アーマチュア４２のうちコイル４１に囲まれた部分には磁束が流れない。
【００３９】
上記の状態でコイル４１に電流を流す場合、アーマチュア４２のうちコイル４１に囲まれた部分に磁束が発生する。図８の例では、コイル電流により、アーマチュア４２に点線矢印で示す磁束Ｂ４が発生する状態を示している。磁束Ｂ４の発生により、ギャップＧｂの磁束は増加し、ギャップＧａの磁束は減少する。その結果、アーマチュア４２は上向きの力を受けて上向きに変位する。この状態でコイル電流をゼロにすれば、Ｕ字状のアーマチュア４２自身の弾性による復元力により、アーマチュア４２が元の位置に戻る。この場合、コイル４１への電気信号の印加時に流れる電流に応じた駆動力が発生し、その駆動力がアーマチュア４２を振動させる。
【００４０】
ここで、図８の構造を有する電磁型変換器において、アーマチュア４２が釣り合いの位置から変位した状態を考える。例えば、アーマチュア４２を上側のギャップＧｂの方向に変位させた場合、アーマチュア４２自身の弾性による復元力も変位に比例するが、その向きは変位を戻そうとする向きに働く。このような弾性力の変位に対する比は正のスティフネスと呼ばれる。これに対して、ギャップＧｂが小さくなるためギャップＧｂにおける磁束が増加し、かつ、ギャップＧａにおける磁束が減少する。その結果、アーマチュア４２には上向きの磁気力が作用する。このときの磁気力の大きさは、アーマチュア４２の釣り合いの位置からの変位にほぼ比例し、磁気力の向きは変位した方向に一致する。
【００４１】
一方、上記磁気力は上記復元力と逆向きの力であるため、上記磁気力の変位に対する比は、通常、負のスティフネスと呼ばれる。
【００４２】
アーマチュア４２がギャップＧａ、Ｇｂ内で変位したときに必ず元の位置に戻るための条件として、アーマチュア４２自身の持つ正のスティフネスを負のスティフネスの絶対値よりも大きくする必要がある。しかし、図８の構造を有する電磁型変換器においては、所定の大きさの範囲内で駆動力を高めるためには、負のスティフネスの絶対値がより大きい方が望ましいので、アーマチュア４２自身の持つ正のスティフネスも必然的に大きくする必要がある。そのため、アーマチュア４２による大きな復元力を得るためにアーマチュア４２の板厚を厚くする必要がある。アーマチュア４２の板厚は厚くするほど弾性範囲内の変位が小さくなっていく。
【００４３】
図８の構造を有する電磁型変換器を小型に構成し、かつ大振幅で駆動させるには、アーマチュア４２の板厚を薄くする必要がある。しかし、アーマチュア４２の正のスティフネスは板厚の３乗に比例することが知られており、それに応じて負のスティフネスも小さくする必要がある。その結果、最大変位量を大きくできたとしても、振動の駆動力が小さくなる。さらに、板厚が薄くなることで降伏応力が小さくなるため衝撃に対しても弱くなることは避けられない。すなわち、上記構造を有する電磁型変換器では、振動の最大駆動力と最大変位量がトレードオフの関係を有することになる。以上のように、本比較例の構造によれば、アーマチュア４２自身の弾性による復元力を利用しているため、アーマチュア４２を設計する際、その板厚に大きい制約を受ける。
【００４４】
これに対し、本実施形態の電気機械変換器の構造は、図８に示す比較例とは異なり、アーマチュア１９の設計時に上述の制約を受けない。具体的には、本実施形態のアーマチュア１９のスティフネスは、板厚には依存せず、別部品であるバネ部材２４〜２７に依存して定まるので、所望のスティフネスとは無関係にアーマチュア１９の板厚を決めることができる。本実施形態の電気機械変換器が図７のＺ方向の大きな衝撃を受けた場合、バネ部材２４〜２７はギャップＧ１〜Ｇ４程度の変形を受けるが、バネ部材２４〜２７の弾性範囲内の変形がこの程度の変形より十分大きくなるように設計しておくことによりＺ方向の耐衝撃性向上が可能である。これに対して従来構造の場合、Ｚ方向の大きな衝撃を受けると、アーマチュア４２自体に大きな応力がかかるため、Ｚ方向の十分な耐衝撃性を得ることが難しい。従って、本発明を適用した電気機械変換器によれば、磁性材料からなるアーマチュア１９自身の弾性を利用することなく、別部品であるバネ部材２４〜２７を用いてアーマチュア１９の復元力を与えることにより、図８の構造の上述の問題点を解消し、駆動力と変位量の両方を大きくでき、小型高出力化に適した電気機械変換器を実現することができる。
【００４５】
また、本実施形態の電気機械変換器においては、既に述べたように、アーマチュア１９とヨーク１２、１３との間に挟持されるバネ部材２４〜２７は溶接等で固定されない構造であるが、電気機械変換器に衝撃が加わったとしても、バネ部材２４〜２７が外れにくい構造を実現している。例えば、アーマチュア１９の外側部１９ｂ、１９ｃの各１対のくびれ部Ｃ２とバネ部材２４〜２７の凹形状が互いに係合しているので、接着等で固定しなくとも、バネ部材２４〜２７のＸ及びＹ方向の動きが規制される。つまり、バネ部材２５（図６）のＸ及びＹ方向への動きに関しては、そのアーマチュア取付部２５ｄの凹形状のＹ方向の幅が、アーマチュア１９のＹ方向に対向する１対のくびれ部Ｃ２の部分の幅より僅かに大きいだけなので、Ｙ方向の動きが規制され、アーマチュア１９のくびれ部Ｃ２の部分のＸ方向の幅が、アーマチュア取付部２５ｄのＸ方向の幅より僅かに大きいだけなので、Ｘ方向の動きが規制される。また、バネ部材２４〜２７のＺ方向への動きに関しては、アーマチュア取付部２４ｄ〜２７ｄの凹形状のＺ方向の深さの範囲内であれば、バネ部材２４〜２７の当接面がアーマチュア補強板２０〜２３から離れたとしても、外れることはない。アーマチュア１９の両面にアーマチュア補強板２０〜２３を貼り付けることで、アーマチュア１９の厚さにアーマチュア補強板２０〜２３の厚さが加わるので、アーマチュア取付部２５ｄの凹形状のＺ方向の深さを大きくすることができる。なお、バネ部材２４〜２７のヨーク１２、１３に対する相対的な動きについても同様の作用があるので、その説明を省略する。なお、アーマチュア補強板２０〜２３は、アーマチュア１９のＺ方向の可動範囲を小さくする役割も有し、衝撃によりアーマチュア１９が過度にＺ方向に動くことを防ぐ。また、アーマチュア補強板２０〜２３は、非磁性体から形成される。
【００４６】
次に、本発明を適用した電気音響変換器について説明する。すなわち、上述の図１〜図８では、電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器の例を示したが、以下の実施形態では、電気信号を音響に変換して外部に出力する電気音響変換器の例を示す。図９は、本実施形態の電気音響変換器の構造を示す上面図（一部欠け端面図）であり、図１０は、本実施形態の電気音響変換器の図９のＡ−Ａ断面における断面図であり、図１１は、本実施形態の電気音響変換器の図９のＢ−Ｂ断面における断面図である。図９〜図１１は、本実施形態の電気機械変換器の図２、図３、図４にそれぞれ対応し、Ｘ、Ｙ、Ｚで表す方向性についても共通である。
【００４７】
本実施形態の電気音響変換器の駆動部については、図１〜図５により説明した駆動部１１と実質的に同じ構造であるため、その構成要素に同一の番号を付して説明を省略する。図９〜図１１においては、図２のハウジング１０に対応するハウジング５０と、１対のロッド５１、５２（先端部５１ａ、５２ａ）と、音口５３と、振動板５４ａ、コルゲーション５４ｂ、枠部５４ｃからなる振動板組立部５４とを示している。ハウジング５０は、図１のハウジング１０と同様、上下（Ｚ方向）のハウジング部材５０ａ、５０ｂを一体化した構造を有する。ヨーク１２は、下部のハウジング部材５０ａに接着されている。振動板組立部５４は、駆動部１１（図１）の直上に配置されている。振動板組立部５４の外周側に形成された枠部５４ｃは、ハウジング５０の上下のハウジング部材５０ａ、５０ｂに挟まれた位置でレーザ溶接によりハウジング５０に一体的に固定される。振動板組立部５４が取り付けられたハウジング５０には、振動板組立部５４により閉じられたハウジング部材５０ｂ側の空間から、音を放出するための貫通孔５０ｃ（図１０）が設けられている。
【００４８】
振動板組立部５４の両側の２つの貫通孔には１対のロッド５１、５２の先端部５１ａ、５２ａが貫通し、それぞれ接着剤５５で固定されている。ロッド５１、５２はそれぞれＺ方向に長尺の板状部材であり、それぞれの下端部がアーマチュア１９の両端にレーザ溶接等で固定されている。従って、アーマチュア１９は、図２とは異なり、ハウジング５０には固定されない。
【００４９】
枠部５４ｃの内周側にはフィルム状のコルゲーション５４ｂが張設され、そのコルゲーション５４ｂの全周に振動板５４ａが接着されている。コルゲーション５４ｂの役割は、振動板５４ａがＺ方向に振動したときに、その振動を妨げることなく、ハウジング５０内の空間を仕切って音圧を有効に発生させることにある。
【００５０】
また、図９及び図１０に示すように、ハウジング５０の貫通孔５０ｃに音口５３が取り付けられ、音口５３とハウジング５０がレーザ溶接で固定される。そして、コイル１４に電流を流してアーマチュア１９が上下に振動したとき、２つのロッド５１、５２を経由して振動板５４ａが上下に並進振動することで音圧が発生し、その振動により生じる空気振動が音口５３から外部に出力される。特許文献３に開示されている従来の電気音響変換器は、振動板の片側のみを振動させる構造であるのに対し、本発明に係る電気音響変換器は振動板５４ａの両側を振動させるため、高出力となる。なお、ハウジング５０と枠部５４ｃの接合部、及び、ハウジング５０と音口５３の接合部から音が漏れないようにするため、それらの接合部が接着剤でシールされる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に基づいて、本発明に係る電気機械変換器及び電気音響変換器について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、本発明に係る電気機械変換器は、使用者の耳甲介腔に装用する補聴器に適用することができる。これにより、電気機械変換器の振動自体とそのハウジングの振動によって発生した音の両方を伝達手段として機能させ、使用者の耳に音を伝達することができる。このような電気機械変換器を、例えば、耳甲介腔に装用する補聴器に適用する場合、ハウジング１０の外形形状を耳甲介腔装用に適した形状とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１０、５０…ハウジング
１１…駆動部
１２、１３…ヨーク
１４…コイル
１５、１６、１７、１８…磁石
１９…アーマチュア
２０、２１、２２、２３…アーマチュア補強板
２４、２５、２６、２７…バネ部材
２８、２９、３０、３１…バネ補強板
５１、５２…ロッド
５３…音口
５４…振動板組立部
５４ａ…振動板
５４ｂ…コルゲーション
５４ｃ…枠部
５５…接着剤
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…ギャップ
【図１】
2015139041.tif 000003
【図２】
2015139041.tif 000004
【図３】
2015139041.tif 000005
【図４】
2015139041.tif 000006
【図５】
2015139041.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015139041.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015139041.tif 000011
【図１０】
2015139041.tif 000012
【図１１】
2015139041.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月25日(2014.8.25)
【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】
電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器において、
少なくとも１対の磁石と、前記磁石による磁束を導くヨークと、前記電気信号が供給されるコイルとを一体的に配置した構造部と、
前記構造部の内部空間を貫く内側部と、前記内側部から両側に突出した第１の外側部及び第２の外側部とを有し、前記内側部のうち互いに逆向きの前記磁束が導かれる２つの領域を介して前記構造部と磁気回路を構成するアーマチュアと、
前記第１の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記磁気回路の磁気力による前記アーマチュアの変位に応じた復元力を前記第１の外側部に付与する第１の弾性機構と、
前記第２の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記変位に応じた復元力を前記第２の外側部に付与する第２の弾性機構と、
を備え、
前記第１及び第２の弾性機構の各々は、前記アーマチュアを挟みつつ当該アーマチュアの変位方向に対称配置された１対の弾性部材を含み、
前記構造部は、前記弾性部材がそれぞれ取り付けられる複数の弾性部材取付部を有し、前記１対の弾性部材の各々は、一端が前記第１又は第２の外側部に係合し、他端が各々の前記弾性部材取付部に係合した状態で配置されることを特徴とする電気機械変換器。
【請求項２】
前記１対の弾性部材は、１対のバネ部材であることを特徴とする請求項１に記載の電気機械変換器。
【請求項３】
前記バネ部材には、前記第１又は第２の外側部を取り付け可能な凹形状を有する第１の取付部と、前記構造部の前記弾性部材取付部を取り付け可能な凹形状を有する第２の取付部とが形成され、
前記第１又は第２の外側部には前記第１の取付部と互いに係合するくびれ部が形成され、前記弾性部材取付部は前記第２の取付部と互いに係合する形状を有することを特徴とする請求項２に記載の電気機械変換器。
【請求項４】
前記バネ部材は、湾曲部を有するリング状に形成された板バネであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気機械変換器。
【請求項５】
前記アーマチュアは、アーマチュア本体と、当該アーマチュア本体の両面のうち前記１対の弾性部材が当接される部分に接合されたアーマチュア補強板とにより形成され、当該アーマチュア補強板は非磁性体からなり、前記アーマチュアの強度を補強するとともに、前記アーマチュアの前記第１及び第２の外側部における前記弾性部材に係合する部分の厚さを補うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
【請求項６】
前記ヨークは、前記アーマチュアの変位方向に対向する第１のヨーク及び第２のヨークからなるとともに、当該第１及び第２のヨークの各々は前記弾性部材取付部を有し、
前記１対の弾性部材の一方は前記第１のヨークの前記弾性部材取付部に係合し、前記１対の弾性部材の他方は前記第２のヨークの前記弾性部材取付部に係合することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
【請求項７】
前記少なくとも１対の磁石は、前記アーマチュアの前記２つの領域において、それぞれギャップを介して対向する２対の磁石であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
【請求項８】
電気信号を音響に変換する電気音響変換器において、
少なくとも１対の磁石と、前記磁石による磁束を導くヨークと、前記電気信号が供給されるコイルとを一体的に配置した構造部と、
前記構造部の内部空間を貫く内側部と、前記内側部から両側に突出した第１の外側部及び第２の外側部とを有し、前記内側部のうち互いに逆向きの前記磁束が導かれる２つの領域を介して前記構造部と磁気回路を構成するアーマチュアと、
前記第１の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記磁気回路の磁気力による前記アーマチュアの変位に応じた復元力を前記第１の外側部に付与する第１の弾性機構と、
前記第２の外側部と前記構造部との間に挟持され、前記変位に応じた復元力を前記第２の外側部に付与する第２の弾性機構と、
それぞれ一端が前記第１及び第２の外側部に各端部に固定された１対のロッドと、
前記１対のロッドのそれぞれの他端に接続され、前記構造部に対する前記アーマチュアの振動に応じて音圧を発生する振動板と、
前記構造部を固定するとともに前記振動板を振動可能に保持し、前記振動板の振動により生じる空気振動を放出する貫通孔を有するハウジングと、
を備え、
前記第１及び第２の弾性機構の各々は、前記アーマチュアを挟みつつ当該アーマチュアの変位方向に対称配置された１対の弾性部材を含み、
前記構造部は、前記弾性部材がそれぞれ取り付けられる複数の弾性部材取付部を有し、前記１対の弾性部材の各々は、一端が前記第１又は第２の外側部に係合し、他端が各々の前記弾性部材取付部に係合した状態で配置されることを特徴とする電気音響変換器。