(57)【要約】【課題】小型、小口径でありながら低音から高音までの広帯域な音響（音楽・音声）出力でき、また振動単独出力や音楽と同期振動出力を実現できるスピーカユニットを得る。【解決手段】永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられるプレートとから構成された磁気回路と、前記磁気回路の空隙に配置したコイルと、前記コイルを取り付け、前記コイルによって駆動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた振動アクチュエータと、スピーカボックスとで構成されたスピーカユニットとする。【選択図】　図１
2004023431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられるプレートとから構成された磁気回路と、前記磁気回路の空隙に配置したコイルと、前記コイルを取り付け、前記コイルによって駆動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた振動アクチュエータと、スピーカボックスとで構成されたことを特徴とするスピーカユニット。
【請求項２】
前記振動アクチュエータは、振動を発生させる低周波信号と、音を発生する周波数よりも高い周波数の信号を同時に入力することで、音（聴覚）と振動（体感振動＝触覚）を同時に発生することを可能としたことを特徴とする請求項１に記載のスピーカユニット。
【請求項３】
前記振動アクチュエータは、体感振動、低音（重低音）を発生する低帯域の周波数の入力信号によって磁気回路が振動し、また、中帯域の周波数の入力信号によって振動板と磁気回路の両方が振動し、また、高帯域の周波数の入力信号によって振動板が振動して高温を発生する振動アクチュエータであることを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小口径、小型にて低音から高音まで広帯域な音域を発生できる電気音響変換器であり、また体感振動と音楽（音声）を同時に出力できる振動アクチュエータを搭載したスピーカユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のスピーカユニットの一部破砕外観斜視図である。図３に示すように、従来、この種のスピーカユニットは、小型のスピーカを内蔵し、（例えば１８ｍｍや１５ｍｍ口径で、高さ３〜５ｍｍ）、それにより音声や呼び出し音を出す機能を有していた。さらに、体感振動機能を持たせるため、直流モータ等を利用した振動発生源を別個に内蔵しているものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種のスピーカユニットでは、音声、呼び出し音、振動を発生させるために、それぞれ個別の部品を取り付ける必要があり、部品のコスト高、取り付けスペースの増大、制御回路の煩雑さ、組み立てコスト増加等の問題があった。また、スピーカ等の音声発生部品は、小型、小口径であることから、低音の出力が小さく、広帯域な音響（音楽・音声）出力ができなかった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決し、小型、小口径でありながら低音から高音までの広帯域な音響（音楽・音声）出力でき、また振動単独出力や音楽と同期振動出力を実現できるスピーカユニットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカユニットは、従来の欠点を除去するため、永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられるプレートとから構成された磁気回路と、該磁気回路の空隙に配置したコイルと、該コイルを取り付け、該コイルによって駆動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた電気音響変換器を有する振動アクチュエータを搭載したことを特徴とするスピーカユニットである。
【０００６】
また、本発明は、永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられるプレートとから構成された磁気回路と、該磁気回路の空隙に配置したコイルと、該コイルを取り付け、該コイルによって駆動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた電気音響変換器を有する振動アクチュエータにおいて、振動を発生させる低周波信号と、音を発生する周波数よりも高い周波数の信号を同時に入力することで、音（聴覚）と振動（体感振動＝触覚）を同時に発生することを可能としたことを特徴とするスピーカユニットである。
【０００７】
また、本発明は、永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられるプレートとから構成された磁気回路と、該磁気回路の空隙に配置したコイルと、該コイルを取り付け、該コイルによって駆動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して、前記磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた振動アクチュエータにおいて、体感振動、低音（重低音）を発生する低周波から高音を発生する高周波にわたる広帯域入力信号によって磁気回路が振動して低音（重低音）を振動板と磁気回路の双方が振動して中音を、そして振動板が振動して高音を発生することを特徴とした複数モード型の振動アクチュエータを備えたスピーカユニットである。
【０００８】
即ち、本発明の振動アクチュエータは、コイルに広帯域信号を印加することにより電気回路の中にあるコイルが振動し、あるいは磁気回路が振動し、あるいはコイルと磁気回路が双方振動し支持台を介して外部へ振動を伝え、また振動板の振動により空気振動による音響出カとして伝達する振動アクチュエータにおいて、振動と音響の同時出力可能を特徴とするものである。これによって、従来技術にない音と振動（聴覚、触覚）で情報伝達（喜怒哀楽等）を可能とする、従来にないメディアを提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるスピーカユニットについて、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態によるスピーカユニットの一部破砕外観斜視図である。また、図２は、図１のスピーカユニットに搭載された振動アクチュエータの詳細を示す断面図である。
【００１１】
本発明の実施の形態の振動アクチュエータは、図２に示すように、円盤状の永久磁石３２を挟み込むようにヨーク３１とプレート３３で磁気回路が形成されており、内磁構造である。ボルトやピン等の形状をした中心軸３７は、磁気回路の中心穴を貫通させて嵌入しており、ヨーク３１、永久磁石３２、プレート３３を同軸上に位置決めしている。サスペンション３４は、１枚の円弧状の螺旋形板バネで磁気回路を柔軟に支持しており、接着剤、接着剤もしくは樹脂等の弾性材もしくは、かしめ等によりヨーク３１の外周部に固定され、もう一端は振動伝達部３８に固定されている。
【００１２】
一方、コイル３６は、凹形状をなすコイル固定部３９を形成した振動体３５に固定され、必要に応じて接着剤等により固着され、磁気回路の空隙に配置されている。
【００１３】
また、振動伝達部３８には、ストッパー４０が設けられており、ストッパー４０は振動アクチュエータに過大な電力が印加された際に磁気回路と振動体が衝突するのを防ぐ役割を持つ。
【００１４】
磁気回路の構造は、図２の内磁型構造の他に、外磁型もしくはラジアル構造でもいずれもかまわない。また、磁気回路のヨーク３１の先端部は、内磁型や外磁型でも高磁束密度が発生しやすいように突起、凹凸等の形状にしている。永久磁石３２の磁極の向きは、どちらを向いていてもかまわない。
【００１５】
サスペンション３４は、振動伝達部３８とインサートモールド成形、溶着、接着等により一体化されている。
【００１６】
振動体３５は、平面状、皿板状、曲面状、コルゲーションもしくは各々を組み合わせた形状により任意の板厚で、曲面状の場合には単一曲率もしくは異種曲率の組み合わせにより、所定の音響特性が得られるようにしている。また、振動体３５の外周部は、振動体３５の振幅をより大きく得るために、必要に応じて粘着剤、接着剤、もしくは樹脂等の弾性材を介して振動伝達部３８へ固定されている。中心軸３７の中央部には、空気抜けのための貫通穴があっても良い。
【００１７】
振動伝達部３８は、弾性作用をもたらす樹脂等で作られており、ヘルムホルツの共鳴器の原理を満たすように任意に放音孔を設けられ、このとき放音孔以外に空気の流入出がないように設けられている。
【００１８】
今、コイル３６に１００Ｈｚ前後の単一周波数の信号を入力すると、コイル３６は磁気回路の空隙にあるため、フレミングの左手の法則に従い、コイル３６と磁気回路は相対的に入力周波数に同期して振動し、その振動は振動伝達部３８を経由して外部へ出力される。これは体感振動であり、音としては低音（重低音）である。
【００１９】
次に、コイル３６に２ｋＨｚ前後の単一周波数を入力すると、コイル３６と磁気回路は相対的に入力周波数に同期して振動し、コイル３６の振動が振動体３５へ伝わり振動体３５を振動させるが、周波数が高いため人の可聴域に入り音となって聞こえる。このとき、同時に磁気回路の振動も振動伝達部を通して伝達される。
【００２０】
更に、コイル３６に数百から数千Ｈｚの音声（または音楽）信号を入力すると、同様に振動体３５が振動するが、振動板が振動板フィルム（あるいはコーン紙）であるから、振動アクチュエータ通常のスピーカと同様に、音声（または音楽）を出力することになる。
【００２１】
以上のように、本発明の振動アクチュエータの振動は、広帯域周波数の特性（スペクトラム）をもつことから、音（スペクトラム）の出力と振動の（スペクトラム）出力ができ、従来のバイブレーションモーターの単純なモーター音しか出せないのに比べると、非常に多彩な表現を、しかも音と振動と同時に出力することができる。あるいは、振動アクチュエータの磁気回路の重量とサスペンションのバネ定数からなる振動共振ｆｖ０を音楽の重低音にシンクロさせて、曲にアクセントをつけることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、例えば、音楽や音声と振動をそれぞれ単独に、または同時に出力可能なスピーカユニットを提供できる。さらに、小型のオーディオシステムとして低音（重低音）から高音まで一つのデバイスで出力可能な２Ｗａｙ（３Ｗａｙ）スピーカ型の電気音響変換器を備えたスピーカユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるスピーカユニットの一部破砕外観斜視図。
【図２】図１のスピーカユニットに搭載された振動アクチュエータの断面図。
【図３】従来のスピーカユニットの一部破砕外観斜視図。
【符号の説明】
１　　音響再生装置
２　　スピーカユニット
３　　振動アクチュエータ
２１　　スピーカ
２２　　バイブレー夕
３１　　ヨーク
３２　　永久磁石
３３　　プレート
３４　　サスペンション
３５　　振動体
３６　　コイル
３７　　中心軸
３８　　振動伝達部
３９　　コイル固定部
４０　　ストッパー
４１　　カバーＡ
４２　　カバーＢ
４３　　空気粘性減衰用の放音孔
４４　　端子台
４５　　端子
４６　　コイル線
【図１】
2004023431.tif 000003
【図２】
2004023431.tif 000004
【図３】
2004023431.tif 000005