(57)【要約】【課題】音響特性の劣化を抑制することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、磁気ギャップ５を有する磁気回路４と、この磁気回路４の前記磁気ギャップ５に一端部を可動自在に配置し他端部を第１の振動板７に結合したボイスコイル６と、前記第１の振動板７と空間１２を介して音響結合した第２の振動板１１と、前記空間１２の気圧を調整する気圧調整手段とからなり、前記気圧調整手段は、小孔１３であることを特徴としたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップに一端部を可動自在に配置し他端部を第１の振動板に結合したボイスコイルと、前記第１の振動板と空間を介して音響結合した第２の振動板と、前記空間の気圧を調整する気圧調整手段とからなり、前記気圧調整手段は、小孔であることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
小孔の寸法は、直径０．１ｍｍ以下相当の面積である請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
小孔に開閉部を設けた請求項１に記載のスピーカ。
【請求項４】
第２の振動板の材料として透明の材料を用いる請求項１に記載のスピーカ。
【請求項５】
第２の振動板の形状は、略平面である請求項１に記載のスピーカ。
【請求項６】
第２の振動板の面積は、第１の振動板の面積より大きい請求項１に記載のスピーカ。
【請求項７】
磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップに一端部を可動自在に配置し他端部を第１の振動板に結合したボイスコイルと、前記第１の振動板と結合した密閉空間と、この密閉空間に結合した第２の振動板と、前記密閉空間の気圧を調整する気圧調整手段とからなり、前記気圧調整手段は、前記密閉空間の体積増減体で構成したことを特徴とするスピーカ。
【請求項８】
第２の振動板の材料として透明の材料を用いる請求項７に記載のスピーカ。
【請求項９】
第２の振動板の形状は、略平面である請求項７に記載のスピーカ。
【請求項１０】
第２の振動板の面積は、第１の振動板の面積より大きい請求項７に記載のスピーカ。
【請求項１１】
表示部と、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のスピーカとを備え、第２の振動板は、前記表示部を覆うように設けられたモジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載のモジュールと、操作部とを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスピーカそれを用いたモジュールおよび電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスピーカは図１２に示すような構成となっていた。すなわち、着磁されたマグネット４１をヨーク４２および上部プレート４０により挟み込んで磁気回路４３が構成されている。この磁気回路４３は磁気ギャップ４４を有しており、この磁気ギャップ４４にボイスコイル４５の一端部が可動自在に配置され、ボイスコイル４５の他端部が第１の振動板４６に結合されている。また、前記ヨーク４２に設けられたフレーム４７の外周部にも前記第１の振動板４６が結合されている。
【０００３】
前記フレーム４７には、枠体４８が結合されており、この枠体４８の外周部には第２の振動板４９が結合されている。そして、前記第１の振動板４６と、前記フレーム４７と、前記枠体４８と、前記第２の振動板４９とによって囲まれる密閉空間５０を介して前記第１の振動板４６と第２の振動板４９とが音響結合している。
【０００４】
次にこのスピーカの作動について説明する。
【０００５】
ボイスコイル４５にオーディオアンプ等から出力された電気信号を入力することで、ボイスコイル４５が励起し、その起振力が第１の振動板４６に伝達され、この第１の振動板４６が前記密閉空間５０の空気を振動させ、この空気の振動により、音響結合された第２の振動板４９が振動し、その結果、電気信号を音声に変換するという構成となっていた。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】
実開平０１−３３２８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このスピーカは、密閉空間５０を介して第１の振動板４６と第２の振動板４９とが音響結合しているため、密閉空間５０の気圧と外部の気圧が平衡状態でない場合スピーカとしての音響特性が劣化するという問題があった。
【０００９】
すなわち、密閉空間５０の気圧と外部の気圧が異なることにより第１および第２の振動板４６，４９それぞれは、無信号印加時において初期位置からはずれてしまう。このずれは２つの振動板４６，４９それぞれの振動モードおよび振動ストロークの対称性を崩し、その結果、スピーカとしての音響特性が劣化してしまうという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、この音響特性の劣化を抑制することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、特に、気圧調整手段は、小孔としたものであり、これにより外部と空間との圧力差がなくなるので、第１、第２の振動板それぞれの振動モードおよび振動ストロークの対称性が崩れることがなくなり、その結果、スピーカとしての音響特性の劣化を抑制することができるという作用効果を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、小孔の寸法は、直径０．１ｍｍ以下相当の面積としたものであり、請求項１と同様の作用効果を有するものである。
【００１３】
すなわち、この直径０．１ｍｍ以下相当の面積は、外部と空間との圧力差をなくしつつ第１の振動板により第２の振動板を振動させることができる大きさであり、スピーカの機能を有しつつ外部と空間との圧力差をなくすことができ、その結果、請求項１と同様の作用効果を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、小孔に開閉部を設けたものであり、請求項１と同様の作用効果に加え、スピーカの機能を発現させるときのみに小孔を塞ぐことによりスピーカとしての音響特性を最大限に向上させることができるという作用効果を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、気圧調整手段は、密閉空間の体積を増減させるものであり、これにより外部と密閉空間との圧力差が低減できるので音響特性の低下を抑制することができるという作用効果を有するものである。
【００１６】
また、密閉空間から外部の方向ヘ力がかかる状況下では密閉空間の体積を増加させ、外部から密閉空間の方向へ力がかかる状況下では密閉空間の体積を減少させるので、上記両方の状況に対応することができ、スピーカの輸送等においても前記圧力差の原因となる、環境の温度変化、気圧変化の影響を考慮する必要がなくなるという作用効果を有するものである。
【００１７】
本発明の請求項４および請求項８に記載の発明は、特に、第２の振動板の材料として透明の材料を用いるとしたものであり、液晶表示板等の表示部をこの透明な第２の振動板で覆うように構成することにより通常、表示部とは別に設けられていたスピーカ用空間を設ける必要がなくなり、モジュールとして小型化することができるとともにデザインの自由度を向上させることができるという作用効果を有するものである。
【００１８】
本発明の請求項５および請求項９に記載の発明は、特に、第２の振動板の形状は、略平面であるとしたものであり、これにより例えば携帯電話装置等の電子機器の外装ケースの一部としてデザインすることができ、電子機器の小型化、デザインの自由度向上を実現することができるという作用効果を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項６および請求項１０に記載の発明は、特に、第２の振動板の面積は、第１の振動板の面積より大きいとしたものであり、これにより実装性、デザインの自由度向上を実現させることができるという作用効果を有するものである。
【００２０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、表示部と、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のスピーカとを備え、第２の振動板は、前記表示部を覆うように設けられたものであり、これにより表示部とスピーカを小型化して一体構成することができるという作用効果を有するものである。
【００２１】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のモジュールと、操作部とを備えたものであり、これにより表示部と操作部とスピーカを小型化して一体構成することができるという作用効果を有するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態および図面を用いて本発明のスピーカ、それを用いたモジュールおよび電子機器について説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
本実施の形態１および図１を用いて特に、請求項１、２に記載の発明について説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態１におけるスピーカの断面図である。まずこのスピーカの構成について説明する。
【００２５】
着磁されたマグネット２をヨーク１および上部プレート３により挟み込んで内磁型の磁気回路４を構成している。この磁気回路４には磁気ギャップ５が設けられ、この磁気ギャップ５には、ボイスコイル６の一端部が可動自在にはめ込まれている。このボイスコイル６の他端部は第１の振動板７に結合されており、この第１の振動板７の外周部は、前記磁気回路４の外周部に設けた第１のフレーム８に結合されている。この第１のフレーム８には気圧調整手段として小孔１３が設けられているとともに第２のフレーム１０と結合されている。この第２のフレーム１０の外周部には第２の振動板１１が設けられ、この第２の振動板１１、前記第２のフレーム１０、前記第１のフレーム８、前記第１の振動板７、および前記気圧調整手段９にて囲まれた空間１２により前記第１の振動板７と前記第２の振動板１１とを音響結合している。
【００２６】
次に、このスピーカの作動について説明する。
【００２７】
電気信号が外部（図示せず）よりボイスコイル６に入力されることによりボイスコイル６が励起し、その励起力が第１の振動板７に伝達される。空間１２は、第１の振動板７と第２の振動板１１とを音響結合しているので第１の振動板７の振動が第２の振動板１１に伝搬し、その結果この第２の振動板１１から音波として外気に伝搬される。
【００２８】
前記小孔１３は第１のフレーム８に設けられており、これにより外部と空間１２との圧力差がなくなるので、音響特性の劣化を抑制することができる。この小孔１３は、第１の振動板７と第２の振動板１１との音響結合に悪影響を及ぼさないことが求められる。この小孔１３は直径０．１ｍｍ相当の面積以上であると音響結合が不充分となりスピーカとしての音響特性が悪化してしまう。したがって、小孔１３の寸法は、直径０．１ｍｍ以下相当の面積であることが望ましい。
【００２９】
小孔１３を設ける箇所としては第１のフレーム８だけでなく、第２のフレーム１０、第１の振動板７、第２の振動板１１のいずれかに設けてもよい。
【００３０】
以上の構成によりこのスピーカは第１の振動板７と第２の振動板１１とが音響結合され、正確な動作を確保しつつ空間１２と外部との気圧差が生じた場合には、ある程度の時間を要しながら小孔１３の微量な空気流通によりこの気圧差をなくす。これにより周囲温度の変化等の環境的要因に左右されることなく常時安定した音響特性を確保することができる。さらに、急激な環境温度の変化等により空間１２の内部気圧が急激に上昇しても、第１、第２の振動板７，１１等が壊れてしまうという問題が生じることもなくなる。
【００３１】
（実施の形態２）
本実施の形態２および図２〜図５を用いて、本発明の特に、請求項７について説明する。
【００３２】
図２は本実施の形態２のスピーカの断面図であり、実施の形態１と同じ構成のものに関しては同一の符号を付している。本実施の形態２のスピーカ１６が実施の形態１のものと異なる点は、密閉空間１９と気圧調整手段９である。以下このスピーカの構成について説明する。
【００３３】
ヨーク１、着磁されたマグネット２、上部プレート３からなる磁気回路４には、磁気ギャップ５が設けられ、この磁気ギャップ５には、ボイスコイル６の一端部が可動自在にはめ込まれている。このボイスコイル６の他端部は第１の振動板７に結合されており、この第１の振動板７の外周部は、前記磁気回路４の外周部に設けた第１のフレーム８に結合されている。この第１のフレーム８には気圧調整手段９が設けられているとともに第２のフレーム１０と結合されている。この第２のフレーム１０の外周部には第２の振動板１１が設けられ、この第２の振動板１１、前記第２のフレーム１０、前記第１のフレーム８、前記第１の振動板７、および前記気圧調整手段９にて囲まれた空間を密閉空間１９にして、前記第１の振動板７と前記第２の振動板１１とを音響結合している。
【００３４】
前記気圧調整手段９は、前記密閉空間１９の気圧と外部の気圧の差に応じて矢印Ａまたは矢印Ｂの方向に伸縮自在である。すなわち、密閉空間１９の気圧が外部の気圧より高い場合前記気圧調整手段９が矢印Ａの方向に伸延することにより密閉空間１９の体積を相対的に増加させ、その結果、前記密閉空間１９の気圧と外部の気圧の差を低減することができる。一方、外部の気圧が密閉空間１９の気圧より高い場合前記気圧調整手段９が矢印Ｂの方向に縮むことにより密閉空間１９の体積を相対的に減少させ、その結果、前記密閉空間１９の気圧と外部の気圧の差を低減することができる。
【００３５】
本実施の形態２のように気圧調整手段９として、いわゆるジャバラ状のものを用いる場合、このジャバラ状の部位は第２の振動板１１より剛性が高いことが望ましい。
【００３６】
これにより第１および第２の振動板７，１１の音響結合がより確実なものとなり、その結果、スピーカとしての音響特性がより向上するためである。
【００３７】
次に、このスピーカ１６の作動について説明する。
【００３８】
電気信号が外部（図示せず）よりボイスコイル６に入力されることにより磁気回路４の磁気ギャップの磁束が変化し、その変化によりボイスコイル６が励起し、その起振力により第１の振動板７に伝達される。密閉空間１９は、第１の振動板７と第２の振動板１１を音響結合しているので、第１の振動板７の振動が第２の振動板１１に伝搬し、その結果、この第２の振動板１１から音波として外気に伝搬される。
【００３９】
気圧調整手段９を設ける箇所としては、例えば図３に示すように第１のフレーム８の最外周縁部に設けてもよい。この場合でも気圧調整手段９の働きは前述と同様である。このように第１のフレーム８の最外周縁部に気圧調整手段９を設ける場合、図２のスピーカの場合と比べて増減可能な、密閉空間１９の体積が大きくなるので密閉空間１９の体積が大きいスピーカに対して、あるいは外部の気温の変動が大きい場合に適している。また、図４に示すように気圧調整手段９を第２の振動板１１に設けることもできる。また、第２のフレーム１０に気圧調整手段９を設けてもよい。
【００４０】
また、気圧調整手段として、図５に示すように樹脂層１４を用いてもよい。この樹脂層１４の特徴は、温度変化による比較的ゆっくりとした気体の圧力の変化に対しては低反発の特性を示し音波のような比較的速い気体の圧力の変化に対しては高反発の特性を示す点である。したがって、温度変化による密閉空間１９の圧力増加または圧力減少に対して前記樹脂層１４は外気方向に収縮または反外気方向に伸長するが、第１の振動板７による音波に対しては高反発するので、前記音波が前記樹脂層１４に吸収されにくく第２の振動板１１へ伝搬される。樹脂層１４を設ける箇所としては、第１、第２の振動板７，１１以外の密閉空間１９内であればどこでもよい。
【００４１】
また、気圧調整手段として上述の手段をそれぞれ単独で用いてもよいし、組み合わせて用いることもできる。
【００４２】
（実施の形態３）
本実施の形態３および図６〜図８を用いて特に、請求項３に記載の発明について説明する。
【００４３】
図６は、本実施の形態３におけるスピーカの断面図であり、実施の形態１と同じ構成のものに関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態３におけるスピーカが実施の形態１と異なる点は、小孔１３に開閉部２０を設けた点である。この開閉部２０は第１のフレーム８の外周面に設けられており、第２のフレーム１０への方向およびその逆方向に可動自在である。
【００４４】
この開閉部２０の役目は、スピーカの音響特性を最大限向上させたときに小孔１３をふさぐことにより空間１２の音響結合を向上させ、その結果、前記音響特性を向上させることである。したがって、スピーカの音響特性を最大限向上させたいときにのみこの開閉部２０を作動させて小孔１３をふさげばよく、それ以外のときは小孔１３をふさがなくてもよい。
【００４５】
開閉部２０の材料としては、ゴムやシリコン樹脂等の密着性のよい材料が用いられる。また、小孔１３と接する開閉部２０の部位のみに上記材料を用いてもよい。
【００４６】
この開閉部２０の制御方法としては、機械的制御が挙げられる。例えば、このスピーカを折り畳み式の携帯通信機器に用いた場合その折り畳みを開く動作によりこの開閉部２０を動作させて小孔１３をふさぎ、スピーカの音響特性を最大限向上させるというものである。この機械的制御方法の一例を図７を用いて説明する。
【００４７】
図７は、本実施の形態３におけるスピーカを搭載した折り畳み式携帯通信機器の断面図であり、図７（ａ）はこの通信機器を折り畳んだ状態を示し、図７（ｂ）は完全に開いた状態を示している。
【００４８】
この折り畳み式携帯通信機器は、ヒンジ部１８を中心にして、前記スピーカを搭載した音響画面部２５と、操作ボタン等を有する操作部２４とが可動する構造である。
【００４９】
前記開閉部２０には支持部１７の一端部が結合されており、この支持部１７の他端部はヒンジ部１８の外周部を沿うようにしてヒンジ部１８の底部に結合されている。そして、開閉部２０はこの支持部１７により常にスピーカを押しつける方向に力が加えられている。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、音響画面部２５と操作部２４とが対面している状態では開閉部２０はスピーカの小孔１３を覆っていない。一方、図７（ｂ）に示すように、完全に開いた状態では、開閉部２０が動いてスピーカの小孔１３を覆っている。この機械的制御は、支持部１７とヒンジ部１８との結合部からヒンジ部１８の外周部を通り小孔１３へ至る距離が図７（ａ）の状態と図７（ｂ）の状態で異なるという点を利用したものである。したがって、小孔１３を設ける位置と支持部１７の長さを考慮して、支持部１７とヒンジ部１８との結合位置等を決定すればよい。
【００５１】
図８は開閉部２０として電磁弁２１を用いたスピーカの断面図である。小孔１３は小孔管２２により第１のフレーム８外に引き回され、前記小孔管２２の一端に電磁弁２１が設けられている。電磁弁２１を用いた場合電気信号により小孔１３の開閉の制御が可能となる。したがって、スピーカの機能が必要なときに前記電磁弁２１に電気信号を送ることにより弁を閉じればよい。
【００５２】
なお小孔管２２と第１のフレーム８を一体化してもよい。
【００５３】
（実施の形態４）
本実施の形態４および図９〜図１１を用いて特に、請求項４〜６、８〜１２に記載の発明について説明する。
【００５４】
図９は、本実施の形態４におけるモジュールの断面図であり、表示部１５と、スピーカ１６とからなっており、このスピーカ１６は、実施の形態２のスピーカを用いたものである。第２の振動板１１として透明なフィルムシートを用い、この第２の振動板１１を液晶表示等の表示部１５を覆うように設けることにより通常表示部以外の箇所に設けているスピーカ用のスピーカを省くことができる。したがって、第２の振動板１１を大きくしてもモジュールとして小型化が可能となり、結果、このモジュールを用いた電子機器の小型化も可能となるという効果を有する。
【００５５】
また、上記構成により表示部１５の表示と音を一体化することができる。すなわち、第２の振動板１１が透明であるため、この第２の振動板１１を透して表示部１５の表示を見ることができ、例えば、特に、この表示が動画の場合動画と音との一体感を楽しむことができるという効果も有する。
【００５６】
また図１０に示すように第２の振動板１１および第２のフレーム１０に透明な材料を用い、この第２のフレーム１０の一部を前記表示部１５を覆うように設けることによっても上記と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、第２の振動板１１の面積を第１の振動板７のそれより大きくすることにより実装性、デザインの自由度向上を実現させることができる。第２の振動板１１の形状は略平面形状としたものであり、これにより電子機器の外装ケースの一部としてデザインすることができ、電子機器の小型化、デザインの自由度向上を実現することができる。さらにこのようにモジュール化することで、セット生産時の工程削減や部品流通段階での合理化を図ることが可能となり、コスト低減を実現することができる。
【００５８】
本実施の形態４のモジュールにおけるスピーカ１６として実施の形態２のものを用いたが、実施の形態１、３で示したスピーカを用いることもできる。
【００５９】
図１１は、一実施の形態における携帯通信機器の断面図であり、外装ケース３１に上記モジュール３０と操作部３５が結合されている。このように上記モジュール３０を用いて操作部３５と組み合わせることにより、表示部１５、スピーカ２３、操作部３５を小型化して一体構成することができる。また、スピーカ用の音孔を要しないため電子機器としてのデザインの自由度を向上させることができる。
【００６０】
また、操作部３５は、表示部１５と隣接するようにスピーカ２３に設けてもよい。
【００６１】
なお、本発明のスピーカ、それを用いたモジュールおよび電子機器は、携帯通信機器に限られるものではなく、通信用機器、ゲーム機器、液晶テレビ、パソコン、ナビゲーション機器等の電子機器に広く用いることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップに一端部を可動自在に配置し他端部を第１の振動板に結合したボイスコイルと、前記第１の振動板と空間を介して音響結合した第２の振動板と、前記空間の気圧を調整する気圧調整手段とからなり、前記気圧調整手段は、小孔としたものであり、これにより外部と空間との圧力差がなくなるので、第１、第２の振動板それぞれの振動モードおよび振動ストロークの対称性が崩れることがなくなり、その結果、スピーカとしての音響特性の劣化を抑制することができるという作用効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるスピーカの断面図
【図２】実施の形態２におけるスピーカの断面図
【図３】実施の形態２におけるスピーカの断面図
【図４】実施の形態２におけるスピーカの断面図
【図５】実施の形態２におけるスピーカの断面図
【図６】実施の形態３におけるスピーカの断面図
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ実施の形態３におけるスピーカを搭載した電子機器の断面図
【図８】実施の形態３におけるスピーカの断面図
【図９】実施の形態４におけるスピーカの断面図
【図１０】実施の形態４におけるスピーカの断面図
【図１１】実施の形態４におけるスピーカを搭載した電子機器の断面図
【図１２】従来のスピーカの断面図
【符号の説明】
１  ヨーク
２  マグネット
３  上部プレート
４  磁気回路
５  磁気ギャップ
６  ボイスコイル
７  第１の振動板
８  第１のフレーム
９  気圧調整手段
１０  第２のフレーム
１１  第２の振動板
１２  空間
１３  小孔
１４  樹脂層
１５  表示部
１６  スピーカ
１７  支持部
１８  ヒンジ部
１９  密閉空間
２０  開閉部
２１  電磁弁
２２  小孔管
２３  スピーカ
２４  操作部
２５  音響画面部
３０  モジュール
３１  外装ケース
３５  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005012644.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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