(57)【要約】【課題】周囲に拡散する音の発生を抑えて、音漏れを防止することができるスピーカを提供する。【解決手段】発音部Ａでは、振動板１１の周縁部が取付部材７に支持されており、この取付部材７に空気通路７ａが形成されている。駆動コイルＣが通電されると、駆動コイルＣがＺ方向に駆動させられて振動板１１が振動する。このとき、振動板１１の表側では、Ｚ１方向に直進する音圧Ｖ１と拡散する音圧Ｖ２が発生する。また振動板１１の裏側では、前記音圧Ｖ１及びＶ２とは逆位相の音圧Ｖ３が発生する。空気通路７ａを通って排出された音圧Ｖ３は、反射部材１５によってその向きが制御されて、音圧Ｖ２との間で音が相殺される。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に、振動板を振動させて音を発生させる発音部が設けられたスピーカにおいて、
前記振動板を振動させて音が発せられるときに、前記振動板の一方の側から生じた音圧の少なくとも一部の領域の音圧を、前記振動板の他方の側から生じた逆位相の音圧で打ち消す音相殺手段が設けられていることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記音相殺手段は、前記振動板の裏側から発せられた逆位相の音圧を前記発音部の外側に導く空気通路であり、前記空気通路から出た前記逆位相の音圧を、前記振動板の表側から発せられた拡散した音圧と相殺させる請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】
前記発音部の前方には、前記空気通路から発せられた逆位相の音圧を、前記振動板の表側から発せられた拡散した音圧に向けて反射方向を制御する反射部材が設けられている請求項２記載のスピーカ。
【請求項４】
前記空気通路から発せられた逆位相の音圧を、前記振動板の表側から発せられた拡散した音圧に向けて伝達方向を制御する誘導管が設けられている請求項２記載のスピーカ。
【請求項５】
前記音相殺手段は、互いに逆位相の音圧を発する一対の発音部であり、一方の発音部が中心側に、他方の発音部がその外周側に設けられ、前記中心側の発音部から出た拡散した音圧が、前記外周側の発音部から出た逆位相の音圧で打ち消される請求項１記載のスピーカ。
【請求項６】
前記中心側の発音部の前方に、前記中心側の発音部から発せられた音圧を中心部で透過させ且つその外側で反射させて、前記反射した音圧を、前記外周側の発音部から出た逆位相の音圧の領域に向けて反射方向を制御する反射部材が設けられている請求項５記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯型の機器に搭載されるスピーカに係り、特に外部への音漏れを抑えることができるスピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤやＭＤなどの携帯型のディスク装置では、ヘッドホンと称されるものが使用され、これは装置本体とケーブルを介して接続されて、耳に装着される部分にスピーカが内蔵されているものである。この種のスピーカでは、例えば耳の表面に形成された凹部に嵌めて使用するタイプのものや、耳に掛けて耳の表面を覆うタイプのものなどがある。
【０００３】
また携帯電話では、装置本体のケース内に、相手からの音声を聞くためのイヤホン（レシーバ）と称されるスピーカが内蔵されている。この種のスピーカでは、ケースの外側から耳を当てて、ケースに形成された孔を介して音声を聞き取るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のヘッドホンに使用されるスピーカは、電車の車内などで音楽などを音量を高くして使用すると、音が外部に漏れて、その周囲の人に不快な思いをさせる問題がある。また携帯電話のイヤホンに使用されるスピーカでは、他人に聞かれたくない声を聞かれてしまうこともある。これは、音が前方だけに伝達されるのではなく、その周囲にも拡散するため、耳の穴の周囲で音が反射して、耳とヘッドホンやイヤホンとの間の隙間から音が漏れ出ることによって発生する。
【０００５】
音楽鑑賞用のヘッドホンでは、耳の全体を覆って音漏れを防止するタイプのものがある。しかし、このタイプのヘッドホンでは、耳を覆う大きな部材と、それを耳に押し付けるための弾性部材が必要になって、装置が大型化し且つコスト的に高価なものになる。また携帯して使用するには不便である。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、特に携帯用の電子機器に使用されるものであって、音漏れを効果的に防止することができるスピーカを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケース内に、振動板を振動させて音を発生させる発音部が設けられたスピーカにおいて、
前記振動板を振動させて音が発せられるときに、前記振動板の一方の側から生じた音圧の少なくとも一部の領域の音圧を、前記振動板の他方の側から生じた逆位相の音圧で打ち消す音相殺手段が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
例えば、前記音相殺手段は、前記振動板の裏側から発せられた逆位相の音圧を前記発音部の外側に導く空気通路であり、前記空気通路から出た前記逆位相の音圧を、前記振動板の表側から発せられた拡散した音圧と相殺させる。
【０００９】
この場合に、前記発音部の前方には、前記空気通路から発せられた逆位相の音圧を、前記振動板の表側から発せられた拡散した音圧に向けて反射方向を制御する反射部材が設けられていてもよい。または前記空気通路から発せられた逆位相の音圧を、前記振動板の表側から発せられた拡散した音圧に向けて伝達方向を制御する誘導管が設けられていてもよい。
【００１０】
上記本発明では、周囲に拡散した音圧を、同一の発音部から生じる逆位相の音圧を導いて当てることで、前記拡散した音を消すことができる。よって、耳の穴の内部に伝達されずに耳の穴の周囲に反射して外部に漏れる音を減らすことができる。
【００１１】
また、前記音相殺手段は、互いに逆位相の音圧を発する一対の発音部であり、一方の発音部が中心側に、他方の発音部がその外周側に設けられ、前記中心側の発音部から出た拡散した音圧が、前記外周側の発音部から出た逆位相の音圧で打ち消される構成にしてもよい。
【００１２】
この場合に、前記中心側の発音部の前方に、前記中心側の発音部から発せられた音圧を中心部で透過させ且つその外側で反射させて、前記反射した音圧を、前記外周側の発音部から出た逆位相の音圧の領域に向けて反射方向を制御する反射部材が設けられていてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態のスピーカを示す断面図である。
【００１４】
このスピーカ１はフレーム２を有している。前記フレーム２は、合成樹脂材料を使用したインジェクション成型や、アルミニウム合金や亜鉛合金などを使用したダイキャスト成型などにより形成されている。
【００１５】
前記フレーム２は、円形の器状に形成され、その凹部２ａの中央部に円形の器状に形成され且つ前記フレーム２よりも径寸法の小さいベース３が設けられている。
【００１６】
前記ベース３は合成樹脂材料や非磁性材料で形成され、前記ベース３に形成された凹部３ａ内に発音部Ａが設けられている。発音部Ａでは、前記凹部３ａ内に、磁性材料により断面が凸状に形成された下部ヨーク４が固定されている。また前記凹部３ａ内には、前記下部ヨーク４の外周縁部に、リング状に形成された永久磁石５が固定されている。前記永久磁石５は、上面側と下面側とが逆の磁極に着磁されており、例えば図示Ｚ１側がＮ極に、図示Ｚ２側がＳ極に磁化されている。
【００１７】
前記永久磁石５の上面には、磁性材料で形成された上部ヨーク６が設けられている。前記上部ヨーク６は、断面Ｔ字状で筒状に形成されており、外側に突出する外周端面６ａが、前記ベース３の内周壁面の上端５ａと固定されている。また前記上部ヨーク６の内側に突出する端面６ｂと下部ヨーク４の凸部４ａの外周部分との間に駆動用のギャップＧが形成されている。
【００１８】
前記発音部Ａでは、前記ベース３の上部に振動板１１が設けられている。この振動板１１は、紙材、紙材と樹脂フィルムとのラミネート材、または樹脂を含浸した紙材などで円状に形成されている。前記ベース３の周壁の上面には、円筒状の取付部材７が固定されており、この取付部材７の上面に、前記振動板１１の外周縁部１１ａが固定されている。
【００１９】
この実施の形態では、前記取付部材７には、Ｚ方向に直交する方向に貫通する空気通路７ａが形成されている。なお、この空気通路７ａは複数の円形の貫通孔が周方向に等ピッチで形成されたものでもよく、あるいは周方向に沿って細長い形状の貫通孔が複数形成されたものでもよい。
【００２０】
前記振動板１１の下面には、図示Ｚ２方向に延びる筒状のボビン１２が固定されており、その外周面には駆動コイルＣが巻き付けられている。前記ギャップＧの空間には、前記駆動コイルＣが巻回されたボビン１２が位置するように設定されている。
【００２１】
前記永久磁石５で発せられる磁界は、前記ギャップＧ内において上部ヨーク６から下部ヨーク４に至る磁気回路を構成しており、この磁気回路内において、前記駆動コイルＣには磁界が鎖交する。
【００２２】
前記フレーム２には、その開口部を覆うように共鳴板８が固定されている。なお、図示していないが、共鳴板８には複数の穴が穿設されている。この実施の形態では、前記フレーム２と共鳴板８とでケースが構成されている。
【００２３】
前記発音部Ａの前方には、反射部材１５が前記発音部Ａの外側に位置するように設けられている。前記反射部材１５は、リング状に形成された４枚の反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが同心円状に所定間隔離間した状態で配列されている。これらの反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、それぞれ合成樹脂で形成されて、Ｚ１側に向けて広がる円錐筒状に形成されている。また前記反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、内側から外側に向けて順番に斜面の長さ寸法が長くなるように、すなわち内側の反射板１５ａの長さ寸法が最も短く、外側の反射板１５ｄの斜面の長さ寸法が最も長くなるように形成されている。
【００２４】
この実施の形態では、各反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄでのＺ軸に対する傾斜角度が内側で最も大きく、外側に向けて小さくなるように設定されている。またこの実施の形態では、各反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのＺ２側の端部の位置が互いに一致するように設定されている。
【００２５】
以下、前記スピーカ１の動作について説明する。
前記発音部Ａの駆動コイルＣに音声信号を与えると、駆動コイルＣを鎖交する磁束と駆動コイルＣに流れる電流とで生じる電磁力により振動板１１が図示Ｚ１−Ｚ２方向に振動駆動され、振動板１１から前方（Ｚ１方向）へ音声信号に応じた音が発生する。このとき振動板１１では、Ｚ１方向へ直進する音圧（Ｖ１）と、外側へ拡散する音圧（Ｖ２）が発生する。
【００２６】
一方、前記発音部Ａの駆動コイルＣに音声信号が与えられて、前記振動板１１がＺ方向に振動駆動されると、振動板１１から後方（Ｚ２方向）へ音声信号に応じた音が発生する。このとき発生する音は、前記振動板１１から前方に向けて発生した音圧Ｖ１，Ｖ２とは位相が逆の音圧Ｖ３となる。この逆位相の音圧Ｖ３は、図の点線矢印で示すように、前記空気通路７ａを通り、フレーム２の内側壁に当たってＺ１方向へ向けて排出される。例えば、空気通路７ａから排出された音圧Ｖ３は、反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃの外側に向く斜面に入射する。そして前記斜面で反射した音圧Ｖ３は、反射板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの内側に向く斜面で反射して、共鳴板８を通って前方の中心側へ向けて伝達される。
【００２７】
この実施の形態のスピーカ１では、前記逆位相の音圧Ｖ３が前記反射板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによってその向きが制御され、前記共鳴板８の前方の領域Ｑ１において、逆位相の音圧Ｖ３と通常の音圧Ｖ２とが交叉する。その結果、音圧Ｖ２と音圧Ｖ３が互いに相殺される。よって音圧Ｖ２は拡散することがなくなる。したがって、音圧Ｖ１のみが前方へ伝達されるが、この音圧Ｖ１は使用者の耳の穴内に伝達されるので音が外部に漏れることがない。また前記したように拡散した音圧Ｖ２は音圧Ｖ３によって打ち消されるので、音が前記穴の周囲で反射することがなく、音が外部に漏れ出ることが抑えられる。
【００２８】
図２は、本発明の第２の実施の形態のスピーカを示す断面図である。
この実施の形態のスピーカ２０は、前記スピーカ１と同様に、フレーム２と共鳴板８で形成されたケース内に、振動板２４を有する発音部Ｂと、反射部材２６が設けられている。
【００２９】
前記発音部Ｂでは、フレーム２の凹部２ａ内に、円形の下部ヨーク２１が設けられている。この下部ヨーク２１は、その中心部に円柱状に形成された内ヨーク２１ａと、外周縁部に筒状に形成された外ヨーク２１ｂを有している。前記下部ヨーク２１には、前記内ヨーク２１ａと外ヨーク２１ｂとの間に、リング状の永久磁石２２が固定されている。この永久磁石２２は、前記と同様に例えば図示Ｚ１側がＮ極に、Ｚ２側がＳ極に磁化されている。さらに前記永久磁石２２の上面には、磁性材料により全体がリング状に且つ断面がＴ字状に形成された上部ヨーク２３が固定されている。
【００３０】
前記上部ヨーク２３の内側に突出する側の内周面２３ａと、前記内ヨーク２１ａの周面との間には、駆動用のギャップＧ１が形成されている。また前記上部ヨーク２３の外側に突出する側の外周面２３ｂと、前記外ヨーク２１ｂの内周面との間には、別の駆動用のギャップＧ２が形成されている。
【００３１】
前記振動板２４は、フレーム２と、上部ヨーク２３の上面に固定された筒状の支持体２５にそれぞれ支持されている。前記支持体２５の内側に位置する振動板２４の下面には、Ｚ２方向に延びる筒状のボビン２７が固定されており、その外周面には駆動コイルＣ１が巻回されている。この駆動コイルＣ１が巻回されたボビン２７は、前記ギャップＧ１の空間に位置するように設定されている。また前記支持体２５の外側に位置する振動板２４の下面にも、駆動コイルＣ２が巻回された筒状のボビン２８が固定されて、このボビン２８が前記ギャップＧ２に位置している。
【００３２】
前記永久磁石２２で発せられる磁界は、前記ギャップＧ１内において上部ヨーク２３から下部ヨーク２１の内ヨーク２１ａに至る磁気回路を構成しており、この磁気回路内において、前記駆動コイルＣ１には磁界が鎖交する。また前記永久磁石２２による磁界は、前記磁気ギャップＧ２内において上部ヨーク２３から下部ヨーク２１の外ヨーク２１ｂに至る磁気回路を構成しており、この磁気回路内において、前記駆動コイルＣ２には磁界が鎖交する。これにより、振動板２４の中央の振動部２４ａ側では、通常の音を発生させる発音部Ｂ１が構成され、前記振動板２４の外側の振動部２４ｂ側では、発音部Ｂ２が構成されている。
【００３３】
前記振動板２４の前方には、反射部材２６が設けられている。この反射部材２６は、前記振動板２４の振動部２４ａの前方に設けられ且つ振動部２４ｂの前方を塞がない位置に設けられている。
【００３４】
前記反射部材２６は、合成樹脂で形成された４枚の振動板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが同心円状に互いに所定間隔離間した状態で形成されている。前記振動板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、それぞれ傘状に形成され、各振動板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの間には、Ｚ１側とＺ２側との間で貫通する通路が形成されている。最も内側の反射板２６ａでは、Ｚ軸に平行な円筒状の通路が形成され、その外側の反射板２６ｂ，２６ｃ，２６ｄでは、それぞれＺ１側が先細りとなるように形成され、その斜面のＺ軸に対する倒れ角度が内側から外側に向けて大きくなるように設定されている。また各反射板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄのＺ方向の高さ寸法Ｈは、いずれも同じ寸法に設定されている。したがって、反射板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの表面積は、最も内側で最も小さく、最も外側で最も大きくなっている。
【００３５】
この実施の形態のスピーカ２０では、発音部Ｂ１で音を発生させたときに、同時に発音部Ｂ２で音を発生させるように設定する。しかもこのとき、発音部Ｂ１で発せられる音と発音部Ｂ２で発せられる音とが互いに逆位相となるように設定する。例えば、発音部Ｂ１において、Ｚ１側の前方から見たときの駆動コイルＣ１に対して時計回り方向に電流を流すと、駆動コイルＣ１及びボビン２７は、Ｚ２方向へ駆動させられる。また発音部Ｂ２で、同様の方向から見たときの駆動コイルＣ２に対して同方向に電流を流すと、駆動コイルＣ２及びボビン２８は、前記とは逆のＺ１方向に駆動させられる。このように、駆動コイルＣ１とＣ２にそれぞれ同じ向きの電流を流すことで、ボビン２７，２８を互いに逆向きに駆動させることができる。
【００３６】
前記スピーカ２０において、発音部Ｂ１に対しある音に基づいた電流を駆動コイルＣ１に流すと、前記振動部２４ａが前記音に基づいて音圧を発生する。このとき、Ｚ１方向に直進する音圧Ｖ４と、放射状に拡散する音圧Ｖ５が発生する。
【００３７】
例えば、前記音圧Ｖ４は、反射板２６ａの通路、及び反射板２６ａと２６ｂとの間の通路を通ってＺ１方向へ直進する。また音圧Ｖ５は、反射板２６ｃと２６ｄの内面に反射し、そして反射板２６ｂと２６ｃの外面に反射しながら放射状に進む。一方、発音部Ｂ２において、前記音と同じ音に基づいた電流を駆動コイルＣ２に対して駆動コイルＣ１と同じ方向に流すと、前記振動部２４ｂでは前記音に基づいた音圧が発生する。この音圧は、Ｚ１方向へ音圧Ｖ６となって直進する。
【００３８】
Ｚ１方向へ直進した音圧Ｖ６は、拡散した音圧Ｖ５と交叉して、共鳴板８の前方の領域Ｑ２において、互いの音圧が相殺される。これは、音圧Ｖ６と音圧Ｖ５とが互いに逆位相の音圧であるためである。この場合も、前記スピーカ１と同様に、Ｚ１方向に直進する音圧Ｖ４のみが伝達されるので、外部への音漏れを抑えることができる。
【００３９】
図３は、図１に示す実施の形態のスピーカの変形例である。このスピーカ３０と前記スピーカ１とでは、振動板１１の裏側から排出される逆位相の音圧を前方に向けて排出するための手段が異なるだけである。なお、その他の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
すなわち、このスピーカ３０には、前記空気通路７ａから排出された音を共鳴板８に導くための断面がラッパ状に形成された誘導管３１が設けられている。この誘導管３１は、その基端が前記取付部材７の空気通路７ａの形状に沿うように細く、そして先端が太くなるように、共鳴板８の裏側まで延びて形成されている。また誘導管３１の先端部分は、音圧が中心へ向けて伝達されるように設定されている。
【００４１】
この実施の形態では、発音部Ａにおいて、駆動コイルＣに電流が流れると、その電流の向きに基づいて前記駆動コイルＣとボビン１２がＺ１−Ｚ２方向へ駆動して、振動板１１が振動する。このとき振動板１１では、Ｚ１側に向けて直進する音圧Ｖ１と拡散する音圧Ｖ２が発生する。また振動板１１の裏側では、前記音圧Ｖ１，Ｖ２と逆位相の音圧Ｖ３が発生するが、この音圧Ｖ３は空気通路７ａを通り、さらに誘導管３１内を通って前方中心寄りに向けて排出される。音圧Ｖ３は、共鳴板８の前方の領域Ｑ３において音圧Ｖ２と交叉して、互いに打ち消し合う。よって、前方に伝達される音圧は、Ｚ１方向に直進する音圧Ｖ１のみとなるので、拡散した音圧による外部への音漏れを抑えることができる。
【００４２】
なお，図１と図３で示したスピーカ１，３０では、空気通路７ａから排出される音圧Ｖ３の伝達方向を反射部材１５や誘導管３１で制御しているが、音圧Ｖ３をＺ１方向へ直進させて、音圧Ｖ２を反射部材や誘導管で音圧Ｖ３の領域に向けて伝達方向を制御するようにしてもよい。
【００４３】
また、図１と図２で示す実施の形態で用いられる反射部材１５，２６について、反射板の枚数、各反射板の向き、各反射板の位置などを適宜変更することができる。また、各実施の形態とも互いの音圧が相殺される位置がケースの外側でなされると説明しているが、互いの音圧がケースの内側で相殺されるものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、周囲に拡散する音圧のみを逆位相の音圧を当てて相殺することで、外部への音漏れを低く抑えることができる。よって、ヘッドホンやイヤホンからの音漏れによる周囲の人への不快感を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスピーカを示す断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態のスピーカを示す断面図、
【図３】図１のスピーカの変形例を示す断面図、
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｂ１，Ｂ２　発音部
１，２０，３０　スピーカ
２　フレーム
８　共鳴板
４，２１　下部ヨーク
５，２２　永久磁石
６，２３　上部ヨーク
７　取付部材
７ａ　空気通路
８　共鳴板
１１、２４　振動板
２４ａ，２４ｂ　振動部
１５，２６　反射部材
３１　誘導管
【図１】
2004072227.tif 000003
【図２】
2004072227.tif 000004
【図３】
2004072227.tif 000005