(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーと、該カバーに支持され音響周波数の電磁力を受けて振動する振動板と、前記カバーに弾性部材により弾性支持されて比較的低周波の振動系を構成し、前記振動板に対して前記電磁力を発生するための磁界を与える永久磁石を含み比較的質量の大なる磁気回路とより成り、複数の周波数帯の電気的入力に対応して前記振動板または前記磁気回路が主に応答して振動する多機能型発音体において、
前記永久磁石はリング状をなしてその内側に前記磁界を形成すると共に、前記弾性部材は前記カバーに外側部分を固着され、前記磁気回路に内側部分を固着されたサスペンションバネより成り、前記カバーの外部への磁束の漏洩を減少させるために、前記サスペンションバネの非固着部分を隔てて前記永久磁石の外側に配置された前記カバーを合成樹脂に高透磁率材料の粉末を混合した材料で形成したことを特徴とする多機能型発音体。
【請求項２】
前記サスペンションバネは前記多機能型発音体の軸の方向に平行に配置された２枚の板バネである上サスペンションバネおよび下サスペンションバネより成り、前記各サスペンションバネの外側部分は前記軸の方向に重なって前記カバーを構成する上カバーおよび下カバーにそれぞれ固着されており、前記上カバーおよび下カバーの前記軸に向かう内面側の平面的形状は実質的に同一であって、いずれも前記永久磁石の外周からほぼ同一の距離を保って配置されていることを特徴とする請求項１の多機能発音体。
【請求項３】
前記高透磁率材料はソフトフェライトであることを特徴とする請求項１または２の多機能型発音体。
【請求項４】
前記弾性部材は前記カバー材料にインサートモールドされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの多機能型発音体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は複数の周波数帯に対して応答し、音響周波数あるいは更に低周波の振動を出力する多機能型発音体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば数１００〜数ｋＨｚの音響周波数の電気的入力に応答して音響信号を出力すると共に、１０〜１００Ｈｚ程度の低周波数の電気的入力にも応答して体感できる振動（バイブレーション）出力をも行う多機能型発音体が知られている。これは１個の音響変換器であるのに複数種類の信号を発生できるために、携帯電話等の機器の小型化・低コスト化のための手段としての有効性が高い。図４および図５に従来例の多機能発音体の構造の概略を示す。
【０００３】
図４は第１の従来例である多機能発音体の構造の概略を示す断面図である。１はカバーで合成樹脂製の筐体であり略箱型をなす。２は振動板で音響出力用のものであり、カバー１に周縁部を固着され、ボイスコイル３が一体化されている。５は円筒形の永久磁石であり、円筒の軸方向に磁化され、高透磁率材料より成る円筒型カップ状のヨーク７の中心部に固着されている。６はトッププレートでやはり高透磁率材料より成る磁極片で、永久磁石５の上端に固着されている。
【０００４】
永久磁石５、トッププレート６およびヨーク７は磁気回路を構成する。ヨーク７にはサスペンションバネ８が固着されている。サスペンションバネ８はヨーク７の外側に向かって延びる複数の腕部状部（断面図のみであらわされている）を有し、この腕部の外端はカバー１に固着されている。従って磁気回路はサスペンションバネ８の腕状部に弾性的に懸架され、一体となって軸方向（図の上下方向）に振動することができる。ヨーク７の外周のリング状の部分は付加質量９で、磁気回路の主要部の外側を占め、磁束の通路としてよりは磁気回路の固有振動数を十分低く下げるための追加の質量としての役割を持つ。従ってヨーク７と異なる材質で作って結合してもよい。
【０００５】
永久磁石５が生成する磁束はトッププレート６の周囲側面とヨーク７のカップ状の上端付近内面との間のリング状の磁気空隙に集中され、強力な磁界を作る。この磁気空隙内にはボイスコイル３が挿入されており、ボイスコイルに音響周波数の信号電流が流れると振動板２が振動し音響を発する。なおカバー１は小型電気音響機器の外壁または回路基板等（図示せず）に固着されている。
【０００６】
このような構成であるから、ボイスコイル３に外部回路（図示せず）から駆動電流を入力するとボイスコイル３と磁気回路との間に相対的に電磁力が発生する。駆動電流が音響あるいは音声周波数であると、磁気回路はその固有振動数がはるかに低いために応答せず、専ら振動板２のみが振動して音響を出力する。しかし駆動電流が磁気回路の固有振動数に近い低い周波数であると、振動板３はほとんど応答せず、磁気回路が共振して大振幅で軸方向に振動する。そして音響を嫌う環境中やあるいは逆に騒音が大きくて音響信号が不適当な環境の中で、サイレントでかつ体感可能な振動による信号を発生する。
【０００７】
一般に磁気回路には漏洩磁束が必ずあり、それが遠方まで届くのは他の部品や機器に影響を与え好ましくないため、何らかの防磁策が施こされる。図４においてヨーク７に設けたリング状の溝１１は磁束の漏洩を防止するために設けられたものである。即ち高透磁率材料に設けた溝１１の内部は磁気抵抗が高いため、永久磁石５→トッププレート６→磁気空隙→ヨーク７の上端部→ヨーク７の下端部→永久磁石５と一巡する磁束はこの部分を越えることが少なく、それより外側への漏洩が減少し、必要な磁気空隙に磁束が集中するようになる。
【０００８】
図５は第２の従来例である多機能発音体の構造の概略を示す断面図である。ほとんど図４の第１の従来例と同じ構造であり、各部分に付した符号も共通にしてある。第１の従来例との相違点は漏洩磁束の防止構造であり、第２の従来例では溝に替えてヨーク７の材質よりも更に高い透磁率を有する材料より成る防磁リング１０を磁気空隙に接近して設けた。永久磁石から発して上記一巡する磁束は、大部分が磁気抵抗の低い防磁リング１０の内部を通り、漏洩磁束の比率は小さくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例はいずれもヨークが中心軸部にある永久磁石を囲んでいる、内磁型の構造を採用している。これに対し、永久磁石がリング状であって、永久磁石が発生する磁束の主要部分を永久磁石リングの内側にある磁気空隙に集中させるようにした、外磁型構造があり、本発明ではこの構成を採用しようとする。外磁型構造は永久磁石の容積を内磁型よりも容易に大きくすることができ、大きな磁気エネルギーを利用することができる。また永久磁石の容積を抑えるならば、比較的薄型の磁気回路を設計することもできる利点がある。しかし永久磁石が外側にあるため、外部への漏洩磁束はやや多い傾向があり、これを効果的に抑制する必要があるが、外磁型構造における有効性の高い漏洩磁束防止構造はまだ提案されていない。
【００１０】
本発明の目的は、外磁型の構造を採用した多機能型発音体において、その外部への漏洩磁束を効果的に減少させ、外磁型の利点を十分に発揮し得る構成を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の多機能型発音体は下記の特徴を備える。
（１）カバーと、該カバーに支持され音響周波数の電磁力を受けて振動する振動板と、前記カバーに弾性部材により弾性支持されて比較的低周波の振動系を構成し、前記振動板に対して前記電磁力を発生するための磁界を与える永久磁石を含み比較的質量の大なる磁気回路とより成り、複数の周波数帯の電気的入力に対応して前記振動板または前記磁気回路が主に応答して振動する多機能型発音体において、
前記永久磁石はリング状をなしてその内側に前記磁界を形成すると共に、前記弾性部材は前記カバーに外側部分を固着され、前記磁気回路に内側部分を固着されたサスペンションバネより成り、前記カバーの外部への磁束の漏洩を減少させるために、前記サスペンションバネの非固着部分を隔てて前記永久磁石の外側に配置された前記カバーを合成樹脂に高透磁率材料の粉末を混合した材料で形成したこと。
【００１２】
また本発明の多機能型発音体は更に下記の特徴のうち少なくとも一つを備えることがある。
（２）前記サスペンションバネは前記多機能型発音体の軸の方向に平行に配置された２枚の板バネである上サスペンションバネおよび下サスペンションバネより成り、前記各サスペンションバネの外側部分は前記軸の方向に重なって前記カバーを構成する上カバーおよび下カバーにそれぞれ固着されており、前記上カバーおよび下カバーの前記軸に向かう内面側の平面的形状は実質的に同一であって、いずれも前記永久磁石の外周からほぼ同一の距離を保って配置されていること。
（３）前記高透磁率材料はソフトフェライトであること。 
【００１３】
（４）前記弾性部材は前記カバー材料にインサートモールドされていること。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例である多機能型発音体の断面図である。図５および図６で既に説明したものと機能に共通性がある部分については同じ記号と名称を付して重複する説明を省略する。従来例と以下の部分が主に異なる。
（１）永久磁石５が円筒形ではなくリング状（磁化は厚み方向）であって磁気回路の外側を占め、いわゆる外磁型の構造をなすこと。これに伴って従来例のヨーク７に対応するポールピース４は図３に示した斜視図のように、高透磁率の軟磁性部分が外周部ではなく芯の部分であること。またトッププレート６も従来例と異なってリング状である。
【００１５】
（２）合成樹脂製のカバー１が上下２体となり、上カバー１ａと下カバー１ｂにはそれぞれ磁気回路を弾性支持する弾性部材である、上サスペンションバネ８ａ、下サスペンションバネ８ｂがインサートモールドによって一体化されていること。この構造およびそのための加工法が本発明の眼目となる。またカバーの平面形状が角形でなく円形である。上下カバーは多機能型発音体の組立の際一体に接合される（上下の腕部は９０°向きを異ならせる）。その内部で磁気回路が上下サスペンションバネの各腕部によって従来例同様に弾性的に懸架される。
【００１６】
（３）外磁型構造では大きな体積の永久磁石を用いて強力な空隙磁束を得ることもできるが、永久磁石から外側へ漏れる磁束も比較的多い傾向がある。そのため、永久磁石５の外周から少し離れた外側に位置するカバーに高透磁率材料、例えばソフトフェライトの粉末を混入することによって高透磁性を与え、漏洩磁束をカバーに集めてその外側への漏洩を極力少なくしていること。
【００１７】
図２（ａ）は上述の本発明の実施の形態の一例における上カバーの平面図、（ｂ）は同じく下カバーの平面図で、いずれもサスペンションバネのインサートモールドを完了した状態を示している。上サスペンションバネ８ａ、下サスペンションバネ８ｂはいずれも平板状であり、内側および外側に同心のリング部を持ち、両リングは点対称に配置された一対のほぼ半円弧状の腕部で連結されている。外側のリングはカバー内にモールドされ、内側のリングは図１に示すように、下サスペンションバネ８ｂはポールピース４の下面の段差部に、上サスペンションバネ８ａはトッププレート６の上面の段差部に圧入固着される。
【００１８】
上カバー１ａ、下カバー１ｂはいずれもほぼリング状をなすが、上カバー１ａには方形の突出部である端子部１ｆを有する。この部分には２本の端子ピン１ｇが植えられる。これらには多機能型発音体の組立の際、ボイスコイル３の両端からの引出し線が接続される。また上サスペンションバネ８ａの一部は端子部１ｆを貫通して外部に延びており、これはアース端子８ｄとなる。なお上カバー１ａの上部には同心円状のひだを付けた振動板２がその外周部で接着される。
【００１０】
以上本発明の実施の形態の一例について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されないことはもちろんである。例えばカバーに樹脂材に混入する高透磁率材料の材質、比率、粒度や形状はもとより、カバーの形状、サスペンションバネの形状や腕数や枚数、振動板の形状、永久磁石の形状、ポールピースの形状、トッププレートの形状、付加質量を設けること、その他細部の形状、他の部材を付加すること、あるいは各部の材質等は種々変更が可能である。
【００２０】
【発明の効果】
（１）本発明においてはリング状の永久磁石の外側に位置するカバーの材料自体に高透磁率性を与えたので、簡素な構造でしかも小型であるにもかかわらず、外磁型構造においても漏洩磁束を十分に小さくすることができた効果がある。
【００２１】
（２）また更にカバーに混入する材料をソフトフェライトとして効果的な防磁構造を実現した。
【００２２】
（３）また磁気回路を支持する弾性部材を高透磁率を与えたカバーにインサートモールドしたことによって、簡素な構造によって磁気遮蔽効果を得ると共に多機能型発音体の中での振動する磁気回路の正確な位置決めを同時に達成することができた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である多機能型発音体の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態の一例における上カバーの平面図、（ｂ）は同じ例における下カバーの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例におけるポールピースの斜視図である。
【図４】多機能型発音体の第１の従来例の断面図である。
【図５】多機能型発音体の第２の従来例の断面図である。
【符号の説明】
１  カバー
１ａ  上カバー
１ｂ  下カバー
１ｆ  端子部
１ｇ  端子ピン
２  振動板
３  ボイスコイル
４  ポールピース
５  永久磁石
６  トッププレート
７  ヨーク
８ａ  上サスペンションバネ
８ｂ  下サスペンションバネ
８ｄ  アース端子
９  付加質量
１０  防磁リング
１１  溝
【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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