(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センターポールとフランジを有するポールピースのフランジに、センターポールを中心にして円環状の磁石を固定し、さらに該磁石の上面にこれも円環状のトッププレートを固定して外磁型の磁気回路部を形成し、
少なくとも１個の支持ばねにより上記磁気回路部をカバー内に弾性支持し、
ボイスコイルを固定した振動板をカバーに取り付けて、前記センターポール外周とトッププレート内周で作る磁気ギャップにボイスコイルが位置するように構成し、
前記振動板の断面は凹凸のある形状であって、センターポールの上部では凹面をなし、該振動板に向き合う前記センターポールの端面を上部の前記振動板の断面形状に似た凹面に形成して、センターポールの前記端面を平面にした場合よりも余分に肉付けしたことを特徴とする多機能型発音体。
【請求項２】
請求項１に記載の多機能型発音体において、
前記振動板に向き合う前記トッププレートの端面を上部の前記振動板の断面形状に似た凹凸面に形成して、トッププレートの前記端面を平面にした場合よりも余分に肉付けしたことを特徴とする多機能型発音体。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の多機能型発音体において、
前記ボイスコイルの下方に当たるポールピースのフランジ上面に凹部を設けてボイスコイルとの距離を増加させたことを特徴とする多機能型発音体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話やペイジャー等の移動体通信機に組み込み、着信を音響あるいは振動によって使用者に知らせる多機能型発音体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような携帯機器は、一般に、使用者に着信を知らせるのにブザー音やメロディ音を発することと、音は出さずに振動することを切り替えて使えるよう構成されており、小型スピーカーに類する音響発生用の発音体と、偏心重りを小型モータで回転させて振動を発生する振動体を内蔵させる構造が取られてきた。このように発音体と振動体の両方を組み込むのは機器の小型化や低価格化の上で不利であったが、近年、１個の発音体で音響と振動の両方を発生するものが用いられるようになった。この種の発音体には、ハンズフリー状態で会話する際の音声出力用にも使用できる多機能なものもある。
【０００３】
図３は特開平１０−２５７５９４号公報に開示された多機能型発音体で、磁気回路部１は短円柱のセンターポール２ａとフランジ２ｂからなるヨーク２、環状の磁石３、トッププレート４を一体化して構成され、センターポール２ａの外周とトッププレート４の内周の間に磁気ギャップを生じている。磁気回路部１は湾曲した断面の第１のサスペンション５で支持されて支持部材６′の上端に接合され、機械振動系を構成している。また、支持部材６′の上端に円板状の第１の振動板７が接合され、支持部材６′の下端にはボイスコイル８を支持した円板状で断面が波形に湾曲した第３の振動板１３が接合されていて、ボイスコイル８は磁気回路部１の磁気ギャップに位置している。磁気回路部１、第１のサスペンション５、および第１の振動板７の間に密閉された第１の空室１０が形成され、第１のサスペンション５と第３の振動板１３の間に第２の空室１４が形成されていて、通気穴６′ａで第２の空室１４と外部とを連通している。
【０００４】
この多機能型発音体のボイスコイル８に交流の電気信号が入力されると、ボイスコイル８と磁気回路部１の間に交番的な電磁力が作用する。電気信号の周波数がある程度高くて可聴周波数領域のものであると、ボイスコイル８が固定された第３の振動板１３が振動してブザー音や音声等の音響を発生する一方、第１のサスペンション５で支持された磁気回路部１は固有振動数が低いためほとんど振動しない。電気信号が可聴周波数帯を下回る比較的低い周波数であると、第３の振動板１３はほとんど振動しなくなって音が出なくなり、逆に磁気回路部１が振動するようになって、この振動が支持部材６′を経てこの発音体を組み込んだ機器に伝わり、音響でなく振動で使用者に着信を知らせる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような多機能型発音体が振動によって使用者に着信を知らせるには、発音体を組み込んだ機器に振動が十分伝わるよう、発音体の振動部が大きな振動エネルギーを持たなければならない。振動エネルギーを増す上で最も有効なのは振動部の質量を大きくすることであるが、一方では機器の小型化が求められ質量の増加とは方向が相反する。本発明の目的は小型の多機能型発音体において、磁気回路部の質量を最大限に大きくすることである。また、本発明の別の目的は製品の小型化のためにボイスコイル下面とポールピースのフランジ上面の隙間が小さくなって、磁気回路部や振動板の振動中にこれらが衝突したりすることのないよう隙間を増すことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来、市場に現れた多機能型発音体では、磁気回路部は短円筒状の縁のついた深皿状の磁性材料のヨークの内側に短円柱状の磁石を接合し、磁石の上面に磁性体のトッププレートを接合した構成で、磁石がボイスコイルの内側に位置することから内磁型と呼ばれるものに限られていた。これに対し本発明では外磁型の磁気回路を用いる。
【０００７】
外磁型の磁気回路では、磁路は短い円柱部であるセンターポールとフランジからなるポールピースを備え、内径がボイスコイル外径より大きい円環状の磁石をボイスコイルを取り囲むようにポールピースのフランジに接合し、磁石の上面に円環状のトッププレートを接合してある。この磁気回路部を支持ばねで弾性支持してカバー内に収容する。支持ばねは、図３の従来例の第１のサスペンション５のように断面的に見て磁気回路部１を上面側または下面側の一方だけで支持する場合もあれば、２枚の支持ばねを用いて磁気回路部１を上下両面で支持する場合もある。
【０００８】
ボイスコイルを固定した振動板は、所要の振動特性を得るために断面を凹凸のある湾曲形状にするが、本発明においては振動板に面している磁気回路部品、すなわちセンターポールやトッププレートの端面を振動板に似た形状の凹凸面にする。すなわち図３の従来例では磁気回路部品は端面が平面のままであるが、本発明ではこれに肉盛りするわけで、この肉盛り分が従来の磁界回路部に比して質量の増加となる。また、本発明ではボイスコイルの下方のポールピースのフランジ上面に円環状の凹部を設けることにより、ボイスコイルとフランジの隙間を増す。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明による多機能型発音体の第１の実施形態で、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図（Ａ）は分かりやすくするため、図（Ｂ）に見られる振動板３４を除去して描いてある。樹脂製のカバーＡ（３１）とカバーＢ（３２）を突き合わせたケースに磁気回路部３３を収容してあり、磁気回路部３３は短円柱状のセンターポール３８ａとフランジ３８ｂからなる磁性材料のポールピース３８のフランジ３８ｂに円環状の磁石３７を接合し、磁石３７の上面に同じく円環状の磁性材料のトッププレート３９を接合したものである。
【００１０】
トッププレート３９に支持ばねＡ（３６）の内周部を点溶接その他の手段で固定し、支持ばねＡ（３６）の外周部をカバーＢ（３２）に接着やインサート成形で固定して磁気回路部３３を弾性支持し、振動部を構成している。図１（Ａ）に見るように、支持ばねＡ（３６）は、内周部３６ａから２本の円弧状の腕部３６ｂが伸びて円環状の外周部３６ｃにつながった形状である。支持ばねがこのように円環状なので、ケースの外形も円形にできる。３６ｄは接地端子で、外部回路への組み込み時に磁気回路部３３が帯びている静電気を接地に逃がして、回路の静電破壊を防ぐ作用をする。
【００１１】
図１（Ｂ）に見るように磁気回路部３３はもう１枚の支持ばねＢ（４２）で下面側を支持してある。支持ばねＢ（４２）も支持ばねＡ（３６）とほぼ同様の形状で、内周部をポールピース３８に点溶接等で固定し、外周部をカバーＡ（３１）に固定する。このように支持ばねを２枚にすることによりばね定数を調整するのが容易で、個々のばねに生じる応力も小さくできるなどの利点があり、また、磁気回路部３３は上下両面で支持することによって上下面の横揺れが防止され、振動の際に傾斜してコイルに接触したりすることがなくなる。ただし横方向に関しばね特性をできるだけ均一にするために、２枚の支持ばねは平面形状を９０°ずらして取り付ける。なお、支持ばねＢ（４２）には接地端子は不要である。
【００１２】
図１（Ａ）、（Ｂ）に見るように、ポールピース３８のフランジ３８ｂの外周には、中心をはさんで両側に外向きに２個の突出部３８ｃを設けてある。その先端がカバーＡ（３１）の内周に接近しているので、衝撃を受けた際などに磁気回路部３３が横方向に過大に変位して破損したりするのが防がれる。突出部３８ｃを２箇所だけに設け、フランジ３８ｂの全周でカバーに接近させることをしないのは、一つにはそのようにするとフランジの受ける空気抵抗が増して、磁気回路部３３の自由な振動が阻害されるからである。
【００１３】
また他の理由として、図１（Ｂ）に見るように支持ばねＢ（４２）は、ポールピース３８のフランジ３８ｂや突出部３８ｃに対し密着しているか極狭い隙間しかないので、フランジ３８ｂの全周をカバー内壁に接近させたのでは、磁気回路部３３が下方に変位しようとする時、支持ばねＢ（４２）の腕部がフランジ３８ｂと重なって曲がることができず、従って磁気回路部３３が下方に変位できなくなるからである。そこで、突出部３８ｃは、支持ばねＢ（４２）の腕部が内周部につながる箇所の近辺だけに設けるのである。
【００１４】
カバーＢ（３２）の上面に振動板３４の外周を固定してあり、振動板３４にはボイスコイル３５が固定してあって、ボイスコイル３５はセンターポール３８ａの外周とトッププレート３９の内周で形成される磁気ギャップ内に位置している。磁性体のリング４０は磁気回路部３３を遮蔽して発生磁界がケース外部に洩れるのを防ぐために設けたものである。カバーＢには外部回路との接続用に２個の接続端子４１が設けてあり、ボイスコイル３５の巻き線の端末を半田付け等でこれに接続する。
【００１５】
本発明の多機能型発音体の動作は従来例のものと同様で、接続端子４１を通じてボイスコイル３５に信号電流を流すと、磁気回路部３３とボイスコイル３５の間に交番的な電磁力を発生し、信号の周波数が可聴周波数帯にあれば振動板３４が振動して音響を発生し、周波数がそれより低くなれば振動板３４の振動は小さくなって音を発生しなくなり、代わりに支持ばねＡ（３６）、支持ばねＢ（４２）で支持された磁気回路部３３が機械振動して、その振動がケースを経てこれを組み込んだ機器に伝わり、使用者に着信を知らせる。
【００１６】
前述のように、多機能型発音体が確実に使用者の注意を引くためには振動のエネルギーが大きくなければならず、それには振動部の質量をできるだけ大きくするのが有効である。そこで本発明では、図１の多機能型発音体において、まず磁石３７の材料に一般に使われることの多いフェライト磁石などでなく、比重の大きなサマリウム・コバルト磁石を用いる。
【００１７】
次に、ポールピース３８のセンターポール３８ａの上面を、図１（Ｂ）に見るように、中央部を高くした凸面にする。振動板３４は断面にさまざまな湾曲形状を与えて所要のコンプライアンスを得ているが、図１の実施形態では振動板３４は中央部が上に凸のアーチ状であり、センターポール３８ａの上面をほぼこれと同様の凸面に形成して、磁気回路部３３が振動中に振動板３４に接近した時に、振動板３４の下面とセンターポール３８ａ上面の間の隙間がほぼ一様になるようにする。
【００１８】
図３の従来例では第３の振動板１３の断面が波形に湾曲しているのにセンターポール２ａの端面（図３では下側）は平面であるが、図１（Ｂ）の本発明の実施形態では、図３の従来例のようにセンターポール３８ａの上面を平にした場合と比べると、黒く塗りつぶした部分が肉盛りされて、ポールピース３８、ひいては振動部である磁気回路部３３の質量が増している。
【００１９】
図２は本発明の第２の実施形態である。先の図１の実施形態では振動板３４の中央部断面を上に凸にし、センターポール３８ａの上端もこれに合わせて凸面にしたのに対し、図２の実施形態では振動板３４を上に凹にし、センターポール３８ａの上端もこれに合わせて凹面にしたものである。この場合もセンターポール上端を平らにした場合に比し、黒塗りの部分の質量が増したのである。また図２では、トッププレート３９の上面も僅かではあるが振動板３４との関係で可能な限り肉盛りしてある。
【００２０】
センターポール３８ａの上端を図２のように凹面にすることは、図１（Ｂ）のように凸面にすることに比して次のような利点がある。すなわち図１（Ｂ）では最も肉盛りされるのはセンターポール３８ａの中心部であるが、図２ではセンターポール３８ａの外周部であるから、ボイスコイル３５の下端とセンターポール３８ａの上端の肩部との重なりは図１（Ｂ）ではａ１であり、図２ではａ２で、ａ２の方がａ１より大きい。磁気回路部３３や振動板３４が振動してセンターポール３８ａと振動板３４が互いに離れる方向に変位するとき、この重なりがなくなってボイスコイル３５がセンターポール３８ａの上面に乗り上げたりする恐れがあるが、ａ２＞ａ１なので、図２のようにセンターポール３８ａ上端が凹面のものの方が、図１（Ｂ）の凸面のものよりボイスコイル３５がセンターポール３８ａ上面に乗り上げる危険が少ない。
【００２１】
本発明における別の事項は、図１（Ｂ）と図２に見るように、ポールピース３８のフランジ３８ｂの上面に、センターポール３８ａを取り巻いて凹部４３を、ボイスコイル３５とほぼ同径の環状に設けることである。振動中、ボイスコイル３５の下端がフランジ３８ｂの上面に接近するが、小型の発音体においては磁石３７の厚さなども最小限にするので、ボイスコイル３５の下端とフランジ３８ｂの上面の間の隙間を十分に取れない場合が生じる。そこでボイスコイル３５の真下のフランジ３８ｂ上面に凹部４３を設けることにより、この間の距離を増すのである。これにより振動中の両者の衝突による異音の発生や、部品の損傷が防がれる。凹部４３はプレス加工等によって容易８に設けることができる。図１、図２では凹部４３の断面は円弧状であるが、矩形その他の形状であってももちろん差し支えない。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は外磁型の多機能型発音体を実現するに当たり、磁気回路に比重の大きいサマリウム・コバルト磁石を用い、またポールピース上面やトッププレート上面に振動板との関係で可能な限り肉盛りして、振動部である磁気回路部の質量を増している。この構造によれば重りのための追加部品などは不要である。また、ボイスコイルの下方のポールピースのフランジ上面に凹部を設けて、振動中のボイスコイル下端とフランジ上面の隙間を確保している。これにより小型、薄型であって性能と信頼性に優れ、廉価な多機能型発音体が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多機能型発音体の実施形態で、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】本発明の多機能型発音体の別の実施形態の断面図である。
【図３】従来の多機能型発音体の断面図である。
【符号の説明】
１、３３  磁気回路部
２  ヨーク
３、３７  磁石
４、３９  トッププレート
５  第１のサスペンション
７  第１の振動板
８、３５  ボイスコイル
１３  第３の振動板
３４  振動板
３６  支持ばねＡ
３６ａ  内周部
３６ｂ  腕部
３６ｃ  外周部
３８  ポールピース
３８ａ  センターポール
３８ｂ  フランジ
３８ｃ  突出部
４２  支持ばねＢ
４３  凹部
【図１】
0004514270.tif 000002
【図２】
0004514270.tif 000003
【図３】
0004514270.tif 000004