(57)【要約】 【課題】  従来の動電型エキサイタは、機械的共振系をひとつしか有さないため周波数特性制御の自由度がなく、広帯域なスピーカー装置ができなかった。【解決手段】    磁気ギャップを形成する外ヨークと内ヨークと磁石とを有する磁気回路部と、前記磁気ギャップ内に配設したボイスコイルと、前記各エレメントを収納保持する固定部材と、サスペンションを有し、前記固定部材に振動板を固定した動電型エキサイタにおいて、一端は前記外ヨークに、他端は前記固定部材に固定した第１のサスペンションと、一端は前記ボイスコイルに、他端は前記固定部材に固定した第２のサスペンションを設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップを形成する外ヨークと内ヨークと磁石とを有する磁気回路部と、前記磁気ギャップ内に配設したボイスコイルと、前記各エレメントを収納保持する固定部材と、サスペンションを有し、前記固定部材に振動板を固定した動電型エキサイタにおいて、一端は前記外ヨークに、他端は前記固定部材に固定した第１のサスペンションと、一端は前記ボイスコイルに、他端は前記固定部材に固定した第２のサスペンションを設けたことを特徴とする動電型エキサイタ。
【請求項２】
請求項１記載の動電型エキサイタの固定部材を、筐体に保持した振動板に固着してスピーカー装置を構成することを特徴とするスピーカー装置。
【請求項３】
請求項２記載のスピーカー装置において、前記動電型エキサイタの外ヨークを前記筐体底部に筐体固定部材を介して固定し、前記振動板の外周部を弾性部材を介して前記筐体外周部に固定したことを特徴とするスピーカー装置。
【請求項４】
請求項１記載の導電型エキサイタにおいて、前記第１のサスペンションおよび第２のサスペンションに金属材料または樹脂材料またはその組合せを用いたことを特徴とするスピーカー装置。
【請求項５】
請求項３記載のスピーカー装置の前記固定部材および前記弾性部材がスポンジまたはゴムまたはシリコン系もしくはゴム系の接着剤であることを特徴とするスピーカー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパソコン、ＰＤＡ、携帯電話機等の小型端末機器用スピーカー装置の振動板を駆動する動電型エキサイタ、および、その動電型エキサイタを内蔵するスピーカー装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型端末機器等に適した音響変換器としては特許文献１に例示するような振動板を動電型エキサイタで励振するスピーカー装置がある。図５は特許文献１に示す従来の動電型エキサイタの断面図である。
【０００３】
図５において５００は動電型エキサイタである。５０２はコイル固定部材、５０３はコイル固定部材５０２に固着したボイスコイル、５０４は厚み方向に着磁した磁石、５０５は内ヨーク、５０６は底蓋のある円筒状の外ヨークである。ここで、内ヨーク５０５および外ヨーク５０６はともに透磁率の高い金属で構成されており、前記内ヨーク５０５、磁石５０４、外ヨーク５０６は同心状に積層固着することでポット型の磁気回路部を形成し、前記内ヨーク５０５および外ヨーク５０６間には磁気ギャップが形成されている。
【０００４】
５０７はサスペンションであり、このサスペンション５０７は、その一端が磁気回路部を形成する外ヨーク５０６に固定してあり、他端はボイスコイル５０３を固着したコイル固定部材５０２に固定することで、前記ボイスコイル５０３を前記内ヨーク５０５および外ヨーク５０６で形成される磁気ギャップの適正位置に配置し、かつ、コイル固定部材５０２と外ヨーク５０６間を適度な弾性をもって支持している。
従って、前記磁気回路部の質量とサスペンション５０７の適度な弾性は所定の固有振動数を有するひとつの機械的共振系を構成している。
また、図５において、６０１はスピーカー装置を構成する振動板であり、前記動電型エキサイタ５００を前記コイル固定部材５０２を介して振動板６０１に固着することで、スピーカー装置として供するものである。
【０００５】
次に前記動電型エキサイタ５００の動作を説明する。
前記動電型エキサイタ５００は前記ボイスコイル５０３を電流駆動することでボイスコイル５０３と磁気回路部間には電磁力が発生し、この電磁力と前記サスペンション５０７の復元力により前記ボイスコイル５０３を励振する。前記ボイスコイル５０３はコイル固定部材５０２を介して振動板６０１に固着してあるから、ボイスコイル５０３を電流駆動することで振動板６０１が励振されることとなる。この結果、ボイスコイル５０３を励振する駆動電流は振動板６０１を機械的に励振し、振動板６０１の振動により音響出力を発生するので、ボイスコイル５０３を電流駆動することでスピーカー装置として動作させることが出来るのである。
【０００６】
すなわち、従来の前記動電型エキサイタ５００は、コイル固定部材５０２に固着したボイスコイル５０３と、磁石５０４およびヨーク５０５と５０６から成る磁気回路部と、前記磁気回路部をひとつのサスペンション５０７で前記コイル固定部材５０２に支持した構成であり、前記ボイスコイル５０３を電流駆動することでコイル固定部材５０２に固着した振動板６０１を励振し、この振動板６０１の振動から空気振動、すなわち、音響信号に変換することから、小型・薄型で小型端末機器等に適したスピーカー装置として用いられていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４３６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかるに、従来の小型端末機器用スピーカー装置の動電型エキサイタ５００は図５に示すように、磁石５０４、ヨーク５０５および５０６からなる磁気回路部から成るひとつの質量と、この磁気回路部を適度な弾性を持ったひとつのサスペンション５０７で支持する構造であるため機械的共振系がひとつだけ存在する。
【０００９】
図６は動電型エキサイタを組み込んだスピーカー装置の周波数特性を示す特性図であって、図中でＴ０はスピーカー装置として期待される平坦な周波数特性のカーブであり、Ｔ１は従来の動電型エキサイタ５００を用いたスピーカー装置の特性カーブである。
この特性カーブＴ１の低域の急峻なピークが従来の動電型エキサイタ５００の磁石５０４、ヨーク５０５および５０６からなる磁気回路部の質量とサスペンション５０７の弾性に起因する共振位置である。
【００１０】
一般的に動電型エキサイタに関わる質量は構造的に決まってしまうため、サスペンションの材質あるいは厚みあるいは形状、すなわち、サスペンションの弾性常数を変えることで共振位置を移動することは可能である。
【００１１】
しかしながら、従来の動電型エキサイタ５００は、共振位置を移動調整できる機械的共振系がひとつだけであり、加えて図示していないが、外的振動あるいは衝撃等の外力による動電型エキサイタ、あるいはスピーカー装置の破壊を防ぐために磁気回路部をスポンジ等の弾性部材でスピーカー装置の筐体部にやわらかく固定する必要があった。
この結果ひとつしかない共振回路の共振を抑制してしまうことになり、積極的に共振を利用して周波数特性を制御することが難しいという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、動電型エキサイタの周波数特性制御の自由度を増すことにより、スピーカー装置として広帯域の再生を可能にする動電型エキサイタおよびスピーカー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の構成は、磁気ギャップを形成する外ヨークと内ヨークと磁石とを有する磁気回路部と、前記磁気ギャップ内に配設したボイスコイルと、前記各エレメントを収納保持する固定部材と、サスペンションを有するし、前記固定部材に振動板を固定した動電型エキサイタにおいて、一端は前記磁気回路部外ヨークに、他端は前記固定部材に固定した第１のサスペンションと、一端は前記ボイスコイルに、他端は前記固定部材に固定した第２のサスペンションを設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記動電型エキサイタの固定部材を筐体に保持した振動板に固着してスピーカー装置を構成することを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記スピーカー装置において、前記動電型エキサイタの磁気回路部外ヨークを前記筐体底部に筐体固定部材を介して固定し、前記振動板の外周部を弾性部材を介して前記筐体外周部に固定したことを特徴とする。
【００１６】
あるいは、前記導電型エキサイタの前記第１のサスペンションに金属材料または樹脂材料またはその組合せを用いたことを特徴とする。
【００１７】
あるいは、前記スピーカー装置の前記固定部材および前記弾性部材がスポンジまたはゴムまたはシリコン系もしくはゴム系の接着剤であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
すなわち、本発明は動電型エキサイタ内に従来の第１のサスペンションに加えて第２のサスペンションを設け、第１のサスペンションと磁気回路部による第１の機械的共振系と、第２のサスペンションとボイスコイルによる第２の機械的共振系とを形成し、第１および第２のサスペンションの材質および形状を個別に変え得ることで、前記ふたつの機械的共振系を独立に制御可能とし、ふたつの共振位置を自在に移動することで動電型エキサイタの周波数特性、ひいてはスピーカー装置としての周波数特性制御の自由度を増し、優れた特性の動電型エキサイタおよびスピーカー装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図１、図２、図３、図４により説明する。
図１は本発明における動電型エキサイタの断面図、図２は図１に示す本発明の動電型エキサイタを組み込んだスピーカー装置の断面図、図３は本発明における動電型エキサイタの構成要素の展開斜視図、図４は本発明に用いるサスペンションの他の実施例を示す斜視図および断面図である。
【００２０】
１００は本発明における動電型エキサイタであって、１０２は固定部材、１０３はボイスコイル、１０４は厚み方向に着磁した磁石、１０５は内ヨーク、１０６は外ヨークであり、１０７は第１のサスペンション、１０８は第２のサスペンションである。
ここで、内ヨーク１０５および外ヨーク１０６はともに透磁率の高い金属で構成されており、前記内ヨーク１０５、磁石１０４、外ヨーク１０６は同心状に積層固着することでポット型の磁気回路部を形成し、前記内ヨーク１０５および外ヨーク１０６間には磁気ギャップを形成している。
【００２１】
該第１のサスペンション１０７はその一端を磁気回路部を構成する外ヨーク１０６に固定し、他端を固定部材１０２に固定することにより、前記磁気回路部を固定部材１０２に適度な弾性で支持している。該第２のサスペンション１０８はその一端をボイスコイル１０３に固定し、他端を固定部材１０２に固定することにより、前記ボイスコイル１０３を前記内ヨーク１０５と外ヨーク１０６で形成する磁気ギャップの適正位置に配置するとともに、前記ボイスコイル１０３を固定部材１０２に適度な弾性で支持している。
【００２２】
かくして、前記磁石１０４、内ヨーク１０５、外ヨーク１０６で構成する磁気回路部と第１のサスペンション１０７により所定の固有振動数を有する第１の機械的共振系を形成し、前記ボイスコイル１０３と第２のサスペンション１０８により所定の固有振動数を有する第２の機械的共振系を形成するのである。
また、２０１は後述のスピーカー装置を構成する振動板であり、前記動電型エキサイタ１００は前記固定部材１０２を介して振動板２０１に固着する。
【００２３】
なお、図３に示すごとく、前記第１のサスペンション１０７は樹脂あるいは金属薄円盤で上面同心上に外ヨーク１０６を固定し、円の周囲はスパイダー状のスリット１０７ａを設けてある。従って、このサスペンション１０７は厚み方向には適度な弾性を有するが、円の放射方向、すなわち、横方向には剛性がある。同様に、前記第２のサスペンション１０８は材質は樹脂あるいは金属薄円盤で下面同心上にボイスコイル１０３を固定し、円の周囲はスパイダー状のスリット１０８ａを設けてある。従って、このサスペンション１０８も厚み方向には適度な弾性を有するが、円の放射方向、すなわち、横方向には剛性がある。
前記第２のサスペンション１０８の縁は固定部材１０２内上面に近い位置に接着あるいは、嵌合等の手法で固定し、第１のサスペンション１０７の縁は固定部材１０２下面に接着あるいは熔着等の手法で固定する。
【００２４】
すなわち、前記動電型エキサイタ１００の固定部材１０２と外ヨーク１０６、あるいは、固定部材１０２とボイスコイル１０３を適度な弾性で支持するために第１のサスペンション１０７、あるいは、第２のサスペンション１０８の材質は金属材料または樹脂材料またはその組合せを用いることを特徴とし、これにより前記動電型エキサイタ１００は所望の周波数特性を得ることができるのである。
【００２５】
図４はサスペンションの他の実施例を示すもので、図４（Ａ）は斜視図、図４（Ｂ）は断面図である。図４（Ａ）の斜視図において、４０７はサスペンションであり、材質は樹脂あるいは金属板あるいは樹脂と布などから適宜選択組合せが可能であり、かつ、図４（Ｂ）の断面図に示すごとく波形状の弾性部４０７ａを有し、前記第１のサスペンション１０７および第２のサスペンション１０８と同様に厚み方向には適度な弾性を有するが、円の放射方向、すなわち、横方向には剛性がある。
【００２６】
次に、前記動電型エキサイタ１００の動作を説明する。
前記ボイスコイル１０３に電流を流すことでボイスコイル１０３と磁気回路部間には電磁力が発生し、前記ボイスコイル１０３が励振される。このときボイスコイル１０３は第２のサスペンション１０８により固定部材１０２に適度な弾性をもって支持してあり、また、磁気回路部は第１のサスペンション１０７により固定部材１０２に適度な弾性をもって支持してあるため、前記磁気回路部とボイスコイル１０３間に生じた電磁力は第１のサスペンション１０７と第２のサスペンション１０８を介し、その差の駆動力で固定部材１０２を励振する。そして、この固定部材１０２の励振力は該固定部材１０２に固着してある振動板２０１に伝達されて動電型エキサイタ１００の出力として音響信号を発生するのである。
【００２７】
すなわち、前記動電型エキサイタ１００は、第１のサスペンション１０７と磁気回路部を質量とする第１の機械的共振系と、第２のサスペンション１０８とボイスコイル１０３を質量とする第２の機械的共振系が存在するため、ふたつの共振系を含む振動の差が動電型エキサイタ１００の出力として振動板２０１を励振することになる。
【００２８】
前記磁気回路部およびボイスコイル１０３の質量はほゞ構造設計的に決まってしまい、一般的に電磁鉄系の素材で構成する磁気回路部の質量は大きく、コンプライアンス特性を重視するボイスコイルの質量は小さい。いっぽう、ふたつのサスペンション、すなわち、第１のサスペンション１０７と第２のサスペンション１０８は材質および厚みを含む形状は全く独自に変更が可能である。
【００２９】
前述のようにボイスコイル１０３の質量は磁気回路部に比べて小さいから、本発明では磁気回路部を質量とし第１のサスペンション１０７を弾性体とする第１の機械的共振系は低域の周波数特性の補償を行い、また、ボイスコイル１０３を質量とし第２のサスペンション１０８を弾性体とする第２の機械的共振系は高域の周波数特性の補償を行うように構成してあり、第１のサスペンション１０７に関わる第１の支持系と第２のサスペンション１０８に関わる第２の支持系は固定部材１０２からみた機械的共振系の固有振動数を独立して制御することができるようにしてある。この結果、ふたつの共振位置を自在に移動することで動電型エキサイタ１００の周波数特性、ひいては、スピーカー装置としての周波数特性制御の自由度を増し、優れた周波数特性の音響変換器を提供できるのである。
【００３０】
なお、前記図６の動電型エキサイタを組み込んだスピーカー装置の周波数特性図において、図中のＴ２が本発明の動電型エキサイタ１００を組み込んだスピーカー装置の周波数特性である。前記従来の動電型エキサイタ５００を用いたスピーカー装置の特性カーブＴ１に比べて低域の過励振は抑圧され、また高域の低下が補償されることでスピーカー装置に期待される周波数特性Ｔ０に近い特性となっている。
【００３１】
図２は図１に示す本発明の動電型エキサイタを組み込んだスピーカー装置の断面図である。２００はスピーカー装置、２０９は筐体であり、前記動電型エキサイタ１００を固着した前記振動板２０１を該筐体２０９に組み込むことによりスピーカー装置２００が構成されている。
【００３２】
前記振動板２０１の縁は振動板の動きを極力妨げないように、例えばスポンジまたはゴムまたはシリコン系もしくはゴム系の接着剤である弾性部材２１０等を介して筐体２０９に固定され、かつ、動電型エキサイタ１００の磁気回路部は、この動電型エキサイタの振動を制限するようスポンジ等の筐体固定部材２１１を介して筐体２０９の底部に固着あるいは圧接してある。つまり、前記動電型エキサイタ１００の機械的励振出力が振動板２０１に伝わることによってスピーカー装置２００から音響出力が発生するのである。
【００３３】
すなわち、本発明のスピーカー装置２００は、動電型エキサイタ１００を構成する第１のサスペンション１０７と磁気回路部よりなる第１の機械的共振系の前記磁気回路部をスポンジ等の弾性部材である筐体固定部材２１１を介して筐体２０９の底部に適度な堅さで固定してＱダンプするとともに、第２のサスペンション１０８とボイスコイル１０３よりなる第２の機械的共振系は高域特性が低下する最適な位置に共振周波数を設定する。
この結果、前記第１の機械的共振系の磁気回路部はＱダンプにより低域の過励振を抑制するとともに、第２の機械的共振系の共振周波数は高域の周波数特性を増強補償することになるのでスピーカー装置２００の広帯域再生を可能としている。
【００３４】
以上述べた如く本発明の動電型エキサイタは、ふたつの機械的共振回路を内在し、各々独立して所望の周波数特性を得る構成のため優れた周波数特性が得られとともに、この動電型エキサイタをスピーカー装置の振動板に固着し、かつ、該動電型エキサイタ底部を前記スピーカー装置の筐体に固着あるいは圧接して装着する構造のため、スピーカーとしての占める体積が少なく、周波数特性も優れた小型端末機器用スピーカー装置を提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における動電型エキサイタの断面図である。
【図２】本発明の動電型エキサイタを組み込んだスピーカー装置の断面図である。
【図３】本発明の動電型エキサイタを構成する各要素の展開斜視図である。
【図４】本発明におけるサスペンションの他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】従来の動電型エキサイタの断面図である。
【図６】動電型エキサイタを組み込んだスピーカー装置の周波数特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００、５００             動電型エキサイタ
１０２                     固定部材
１０３、５０３             ボイスコイル
１０４、５０４             磁石
１０５、５０５             内ヨーク
１０６、５０６             外ヨーク
１０７                     第１のサスペンション
１０８                     第２のサスペンション
２００                     スピーカー装置
２０１、５０１             振動板
２０９                     筐体
２１０                     弾性部材
２１１                     筐体固定部材
【図１】
2005354297.tif 000003
【図２】
2005354297.tif 000004
【図３】
2005354297.tif 000005
【図４】
2005354297.tif 000006
【図５】
2005354297.tif 000007
【図６】
2005354297.tif 000008