(57)【要約】  【課題】  動電型の電気音響変換器を小型化した場合においても、所要の音圧確保と再生帯域の広域化との両立を図る。  【解決手段】  ダイアフラム１２を、中央振動部１２Ａとこれより剛性が低い環状振動部１２Ｂとからなる構成とし、電気音響変換器１０の音響特性を高める。その際、中央振動部１２Ａの外周縁部１２Ａａに、該中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂよりも外周側の位置まで張り出す張出し部１２Ａｄを延長形成し、この張出し部１２Ａｄにおいてボイスコイル１４とダイアフラム１２との固定を行う構成とする。これにより、マグネット３４のサイズを大きくして磁気間隙の磁束密度を高め、電気音響変換器１０の音圧増大を図る。また、接合部１２ｂの位置は、ボイスコイル１４とダイアフラム１２との固定位置に拘束されないので、環状振動部１２Ｂを広幅にしてその剛性を低下させる。  【選択図】          図３
2007060463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムと、このダイアフラムの下面に固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、この磁気回路ユニットと上記ダイアフラムの外周縁部とを固定支持するフレームと、を備えてなる電気音響変換器において、
上記磁気回路ユニットが、上記ボイスコイルの内周側にマグネットが配置された内磁型の磁気回路ユニットとして構成されており、
上記ダイアフラムが、中央振動部と、この中央振動部を囲むようにして該中央振動部の外周縁部に接合された環状振動部とからなり、
上記環状振動部が、上記中央振動部よりも剛性が低い部材で構成されており、
上記中央振動部の外周縁部に、該中央振動部と上記環状振動部との接合部よりも外周側の位置まで張り出す張出し部が延長形成されており、
上記ボイスコイルの上記ダイアフラムに対する固定が、上記張出し部において行われている、ことを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
上記中央振動部が硬質樹脂部材で構成されるとともに、上記環状振動部が軟質樹脂部材で構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
【請求項３】
上記張出し部が、上記中央振動部の全周にわたって環状に形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の電気音響変換器。
【請求項４】
上記ダイアフラムが、略長方形の外形形状を有している、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の電気音響変換器。
【請求項５】
上記ボイスコイルの内周縁の位置が、上記中央振動部と上記環状振動部との接合部の外周縁の位置よりも外周側の位置に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、いわゆる動電型の電気音響変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、動電型スピーカ等の動電型の電気音響変換器は、例えば「特許文献１」に記載されているように、ダイアフラムと、このダイアフラムの下面に固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、この磁気回路ユニットとダイアフラムの外周縁部とを固定支持するフレームとを備えた構成となっている。
【０００３】
また「特許文献２」には、このような動電型の電気音響変換器において、そのダイアフラムが、中央振動部と、この中央振動部を囲むようにしてその外周縁部に接合された環状振動部とからなるものが記載されている。その際、この「特許文献２」に記載された電気音響変換器のダイアフラムは、その環状振動部がその中央振動部よりも剛性が低い部材で構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５４５８４号公報
【特許文献２】特開２００１−２５１６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記「特許文献２」に記載されているように、ダイアフラムの環状振動部をその中央振動部よりも剛性が低い部材で構成すれば、最低共振周波数を下げることができ、これにより再生帯域の広域化を図ることができるので、動電型スピーカの音響特性を高めることができる。
【０００６】
その際、環状振動部の幅をできるだけ広くしてその剛性を低く抑えることが、最低共振周波数を十分に下げる上で好ましい。
【０００７】
しかしながら、上記「特許文献１」、「特許文献２」に記載されているような、ボイスコイルの内周側にマグネットが配置された内磁型の磁気回路ユニットを備えた小型の電気音響変換器においては、以下の理由により、環状振動部の幅を広くすることは容易でない。
【０００８】
すなわち、内磁型の磁気回路ユニットを備えた電気音響変換器において、所要の音圧を確保するためには、マグネットのサイズをできるだけ大きくして、その磁気間隙の磁束密度を高めることが好ましいが、小型の電気音響変換器ではダイアフラムのサイズが限られているので、マグネットのサイズを大きくするとボイスコイルの径も大きくなり、その分だけ環状振動部の幅が狭くなってしまう。
【０００９】
このため、従来の電気音響変換器においては、所要の音圧確保と再生帯域の広域化とを両立させることが困難である、という問題がある。
【００１０】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、動電型の電気音響変換器において、これを小型化した場合においても、所要の音圧確保と再生帯域の広域化との両立を図ることができる電気音響変換器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、ダイアフラムを、中央振動部とこれよりも剛性が低い環状振動部とからなる構成とした上で、その中央振動部の外周縁部に所定の張出し部を延長形成するとともに、この張出し部にボイスコイルを固定することにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１２】
すなわち、本願発明に係る電気音響変換器は、
ダイアフラムと、このダイアフラムの下面に固定されたボイスコイルと、このボイスコイルの下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニットと、この磁気回路ユニットと上記ダイアフラムの外周縁部とを固定支持するフレームと、を備えてなる電気音響変換器において、
上記磁気回路ユニットが、上記ボイスコイルの内周側にマグネットが配置された内磁型の磁気回路ユニットとして構成されており、
上記ダイアフラムが、中央振動部と、この中央振動部を囲むようにして該中央振動部の外周縁部に接合された環状振動部とからなり、
上記環状振動部が、上記中央振動部よりも剛性が低い部材で構成されており、
上記中央振動部の外周縁部に、該中央振動部と上記環状振動部との接合部よりも外周側の位置まで張り出す張出し部が延長形成されており、
上記ボイスコイルの上記ダイアフラムに対する固定が、上記張出し部において行われている、ことを特徴とするものである。
【００１３】
上記「電気音響変換器」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、スピーカやレシーバ等が採用可能である。
【００１４】
上記「ダイアフラム」は、中央振動部と環状振動部とからなるものであれば、その断面形状や外形形状等は特に限定されるものではない。
【００１５】
上記「環状振動部」は、中央振動部よりも剛性が低い部材で構成されているが、これを実現するための具体的な構成は特に限定されるものではなく、例えば、中央振動部を硬質樹脂部材で構成するとともに環状振動部を軟質樹脂部材を構成すること、あるいは中央振動部よりも環状振動部を薄い部材で構成すること等により実現することが可能である。
【００１６】
上記「張出し部」は、中央振動部と環状振動部との接合部よりも外周側の位置まで張り出すように延長形成されたものであれば、その張出し量は特に限定されるものではない。また、この「張出し部」は、中央振動部の全周にわたって延長形成されたものであってもよいし、その周方向の一部において延長形成されたものであってもよい。
【００１７】
上記「ボイスコイル」は、そのダイアフラムに対する固定が張出し部において行われているが、その際、ボイスコイルの全幅が張出し部に位置する状態で固定されていてもよいし、ボイスコイルの幅方向の一部が張出し部に位置する状態で固定されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成に示すように、本願発明に係る電気音響変換器は、内磁型の磁気回路ユニットを備えた動電型の電気音響変換器として構成されているが、そのダイアフラムが中央振動部と環状振動部とからなり、かつ、環状振動部が中央振動部よりも剛性が低い部材で構成されているので、電気音響変換器を小型化した場合においても、中央振動部に異常振動を生じさせてしまうことなく最低共振周波数の上昇を抑えて再生帯域を十分広く確保することができる。
【００１９】
しかも、本願発明に係る電気音響変換器のダイアフラムは、その中央振動部の外周縁部に、該中央振動部と環状振動部との接合部よりも外周側の位置まで張り出す張出し部が延長形成されるとともに、ボイスコイルのダイアフラムに対する固定がこの張出し部において行われているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００２０】
すなわち、ボイスコイルのダイアフラムに対する固定が、中央振動部と環状振動部との接合部よりも外周側の位置において行われるので、その分だけマグネットのサイズを大きくすることができ、これにより磁気間隙の磁束密度を高めて電気音響変換器の音圧増大を図ることができる。
【００２１】
一方、中央振動部と環状振動部との接合部の位置は、ボイスコイルとダイアフラムとの固定位置に拘束されないので、環状振動部の幅を広くすることが可能となる。そしてこれにより、環状振動部の剛性をさらに低下させることができるので、ダイアフラムの最低共振周波数を十分に下げることができる。
【００２２】
したがって本願発明によれば、動電型の電気音響変換器において、これを小型化した場合においても、所要の音圧確保と再生帯域の広域化との両立を図ることができる。
【００２３】
上記構成において、中央振動部を硬質樹脂部材で構成するとともに環状振動部を軟質樹脂部材で構成すれば、中央振動部に異常振動を生じさせてしまうことなく電気音響変換器の音響特性を一層高めることができる。
【００２４】
その際、上記「硬質樹脂部材」としては、ショアＤ硬度で５５以上の、プラスチックの硬さに属する樹脂部材を用いるのが好ましく、例えばポリエーテルイミドやポリエチレンテレフタレート等が採用可能である。また、上記「軟質樹脂部材」としては、ショアＡ硬度で９０以下の、汎用ゴムの硬さに属する樹脂部材を用いるのが好ましく、例えばポリウレタンやシリコーン等が採用可能である。
【００２５】
上記構成において、張出し部を中央振動部の全周にわたって環状に形成された構成とすれば、マグネットの大型化と環状振動部の広幅化との両立を容易に図ることができる。
【００２６】
上記構成において、ダイアフラムが略長方形の外形形状を有している場合には、ダイアフラムが円形の外形形状を有している場合等に比して、マグネットの大型化と環状振動部の広幅化とを両立させにくくなるので、本願発明の構成を採用することが特に効果的である。
【００２７】
上記構成において、ボイスコイルのダイアフラムに対する具体的な固定位置が特に限定されないことは上述したとおりであるが、ボイスコイルの内周縁の位置を、中央振動部と環状振動部との接合部の外周縁の位置よりも外周側の位置に設定するようにすれば、マグネットの大型化と環状振動部の広幅化との両立を図ることが一層容易に可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器１０を、上向きに配置した状態で示す平面図である。また、図２は、図１のII-II 線断面図であり、図３は、図１のIII-III 線断面図である。
【００３０】
これらの図に示すように、この電気音響変換器１０は、小型の動電型スピーカであって、携帯電話機等の外部機器に搭載された状態で使用されるようになっている。この電気音響変換器１０は、平面視において略長方形の外形形状を有しており、その長辺方向の幅は２０ｍｍ程度、短辺方向の幅は１０ｍｍ程度の値に設定されている。
【００３１】
この電気音響変換器１０は、ダイアフラム１２と、このダイアフラム１２の下面に固定されたボイスコイル１４と、ダイアフラム１２の外周縁部１２ａを固定支持するフレーム１６と、ボイスコイル１４の下端部を収容する磁気間隙が形成された磁気回路ユニット１８と、ダイアフラム１２を上方側から覆うカバー２０と、フレーム１６に固定された１対の端子部材２２とを備えてなっている。
【００３２】
図４は、図３のIV部詳細図であり、図５は、ダイアフラム１２を単品で示す平面図である。
【００３３】
これらの図にも示すように、ダイアフラム１２は、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとからなり、電気音響変換器１０の外形形状よりも僅かに小さい略長方形の外形形状を有している。中央振動部１２Ａは、電気音響変換器１０の長辺方向に長い略長方形の外形形状を有している。一方、環状振動部１２Ｂは、中央振動部１２Ａよりもひとまわり大きい略長方形の外形形状を有しており、中央振動部１２Ａを、その全周にわたって略同じ幅で囲む環状部材として形成されている。そして、この環状振動部１２Ｂは、その内周縁部１２Ｂａにおいて中央振動部１２Ａの外周縁部１２Ａａに接合されている。
【００３４】
これら中央振動部１２Ａおよび環状振動部１２Ｂは、いずれも光透過性を有する部材で構成されており、その際、環状振動部１２Ｂは中央振動部１２Ａよりも剛性が低い部材で構成されている。具体的には、中央振動部１２Ａは、例えば５０μｍ程度の膜厚を有するポリエーテルイミド等の硬質樹脂部材で構成されており、環状振動部１２Ｂは、例えば１００μｍ程度の膜厚を有するポリウレタン等の軟質樹脂部材で構成されている。
【００３５】
中央振動部１２Ａは、その外周縁部１２Ａａが水平面に沿って延びる平面部として構成されており、この外周縁部１２Ａａよりも内周側に位置する部分は、上方へ膨出するドーム状の上方膨出部１２Ａｂとして構成されている。
【００３６】
環状振動部１２Ｂは、その内周縁部１２Ｂａおよび外周縁部（すなわちダイアフラム１２の外周縁部１２ａ）が水平面に沿って延びる平面部として構成されており、その間の部分は、上向き円弧状の断面形状で環状に延びる上方膨出部１２Ｂｂとして構成されている。
【００３７】
これら中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合は、光硬化型接着剤Ａを用いた接着により行われている。すなわち、この接合は、中央振動部１２Ａの外周縁部１２Ａａの上面に、可視光照射により硬化する光硬化型接着剤Ａを塗布した後に、この外周縁部１２Ａａに環状振動部１２Ｂの内周縁部１２Ｂａを上方側から重ね合わせた状態で、上方から（あるいは下方から）可視光を照射することにより行われている。
【００３８】
中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂは、中央振動部１２Ａの外周縁部１２Ａａと環状振動部１２Ｂの内周縁部１２Ｂａとの重複部分であり、この接合部１２ｂの形状は平面視において環状振動部１２Ｂの内周縁部１２Ｂａの形状と一致している。
【００３９】
中央振動部１２Ａの外周縁部１２Ａａには、その環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂよりも外周側の位置まで張り出す張出し部１２Ａｄが延長形成されている。この張出し部１２Ａｄは、中央振動部１２Ａの全周にわたって略同じ張出し量で環状に形成されている。
【００４０】
ボイスコイル１４は、その巻回形状が略長方形に設定されている。そして、このボイスコイル１４のダイアフラム１２への固定は、その中央振動部１２Ａの張出し部１２Ａｄにおいて、上記光硬化型接着剤Ａを用いた接着により行われている。その際、この固定は、ボイスコイル１４の内周縁の位置が、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂの外周縁の位置よりも僅かながら外周側の位置に設定された状態で行われている。
【００４１】
このボイスコイル１４の１対のコイル端末１４ａは、該ボイスコイル１４における１対の長辺部分１４Ａの途中部分から外周側へ延出しており、該ボイスコイル１４における一方の短辺部分１４Ｂの外周側へ向けて折り返すようにして延びている。
【００４２】
フレーム１６は、平面視において略長方形の外形形状を有する合成樹脂部材からなり、その外周縁部には、ダイアフラム１２の外周縁部１２ａを固定支持するためのダイアフラム支持部１６ａが形成されている。その際、この固定支持は、上記光硬化型接着剤Ａを用いた接着により行われている。また、このフレーム１６には、ボイスコイル１４の巻回形状よりもやや大きい略長方形の中央開口部１６ｂが形成されている。そして、この中央開口部１６ｂに磁気回路ユニット１８が下方から装着されるようになっている。
【００４３】
１対の端子部材２２は、インサート成形によりフレーム１６と一体で形成されている。これら１対の端子部材２２は、その一部が、フレーム１６の底壁部１６ｃにおける１対の長辺部分と一方の短辺部分とのコーナ部の上面に露出するランド部として形成されており、他の一部がフレーム１６の周壁部の外面に露出する外部端子部として形成されている。そして、これら各端子部材２２のランド部に対して、ボイスコイル１４から延出する各コイル端末１４ａが、熱圧着等により導通固定されている。
【００４４】
カバー２０は、略逆トレー状に形成された鋼板で構成されており、平面視において略長方形の外形形状を有している。そして、このカバー２０は、その外周縁部２０ａにおいて、フレーム１６のダイアフラム支持部１６ａに固定支持されたダイアフラム１２の外周縁部１２ａに対して、通常の接着剤Ｂで接着固定されている。この通常の接着剤Ｂとしては、シアノアクリレート系の瞬間接着剤や、空気中の水分により硬化する接着剤や、溶剤を気化させて接着する接着剤等が採用可能である。なお、カバー２０には、その複数箇所に放音孔２０ｂが形成されている。
【００４５】
磁気回路ユニット１８は、内磁型の磁気回路ユニットとして構成されている。すなわち、この磁気回路ユニット１８は、略Ｕ字状断面で電気音響変換器１０の長辺方向に延びる鋼製のベース３２と、比較的厚い矩形板状に形成されたマグネット３４と、比較的薄い矩形板状に形成された鋼製のヨーク３６とからなり、この順序で積層固定されている。そして、この磁気回路ユニット１８においては、そのベース３２の内面とヨーク３６の両端面との間に、ボイスコイル１４の下端部を収容する１対の磁気間隙が形成されており、マグネット３４はボイスコイル１４の内周側に配置されるようになっている。この磁気回路ユニット１８は、フレーム１６の中央開口部１６ｂ内において上下方向の位置決めがされた状態で、該フレーム１６に対して上記接着剤Ｂで接着固定されている。
【００４６】
以上詳述したように、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、内磁型の磁気回路ユニットを備えた動電型スピーカとして構成されているが、そのダイアフラム１２が中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとからなり、かつ、環状振動部１２Ｂが中央振動部１２Ａよりも剛性が低い部材で構成されているので、小型スピーカであるにもかかわらず、中央振動部１２Ａに異常振動を生じさせてしまうことなく最低共振周波数の上昇を抑えて再生帯域を十分広く確保することができる。
【００４７】
しかも、本実施形態に係る電気音響変換器１０においては、その中央振動部１２Ａの外周縁部１２Ａａに、該中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂよりも外周側の位置まで張り出す張出し部１２Ａｄが延長形成されるとともに、ボイスコイル１４のダイアフラム１２に対する固定がこの張出し部１２Ａｄにおいて行われているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００４８】
すなわち、ボイスコイル１４のダイアフラム１２に対する固定が、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂよりも外周側の位置において行われるので、その分だけマグネット３４のサイズを大きくすることができ、これにより磁気間隙の磁束密度を高めて電気音響変換器１０の音圧増大を図ることができる。
【００４９】
一方、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂの位置は、ボイスコイル１４とダイアフラム１２との固定位置に拘束されないので、環状振動部１２Ｂの幅を広くすることが可能となる。そしてこれにより、環状振動部１２Ｂの剛性をさらに低下させることができるので、ダイアフラム１２の最低共振周波数を十分に下げることができる。
【００５０】
したがって本実施形態によれば、電気音響変換器１０が動電型の小型スピーカとして構成されているにもかかわらず、所要の音圧確保と再生帯域の広域化との両立を図ることができる。
【００５１】
特に、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、そのダイアフラム１２が略長方形の外形形状を有しており、円形の外形形状を有している場合等に比して、マグネット３４の大型化と環状振動部１２Ｂの広幅化とを両立させにくくなるので、本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。
【００５２】
また、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、その張出し部１２Ａｄが中央振動部１２Ａの全周にわたって環状に形成されているので、マグネット３４の大型化と環状振動部１２Ｂの広幅化との両立を容易に図ることができる。
【００５３】
さらに、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、そのボイスコイル１４の内周縁の位置が、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合部１２ｂの外周縁の位置よりも外周側の位置に設定されているので、マグネット３４の大型化と環状振動部１２Ｂの広幅化との両立を図ることが一層容易に可能となる。
【００５４】
しかも、本実施形態に係る電気音響変換器１０は、その中央振動部１２Ａが硬質樹脂部材で構成されるとともに環状振動部１２Ｂが軟質樹脂部材で構成されているので、中央振動部１２Ａに異常振動を生じさせてしまうことなく電気音響変換器１０の音響特性を一層高めることができる。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合が光硬化型接着剤Ａを用いた接着により行われているものとして説明したが、通常の接着剤Ｂを用いた接着あるいは溶着等により、中央振動部１２Ａと環状振動部１２Ｂとの接合を行うようにすることも可能である。
【００５６】
また、上記実施形態においては、中央振動部１２Ａの張出し部１２Ａｄが、該中央振動部１２Ａの全周にわたって環状に形成されているものとして説明したが、その周方向の一部（例えば、１対の長辺部分）にのみ形成された構成とすることも可能である。
【００５７】
さらに、上記実施形態においては、中央振動部１２Ａが硬質樹脂部材で構成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、非磁性の金属部材あるいはセラミック部材等で構成することが可能である。
【００５８】
また、上記実施形態においては、電気音響変換器１０が略長方形の外形形状を有しているものとして説明したが、これ以外の外形形状（例えば円形形状等）を有する構成とすることも可能である。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては、電気音響変換器１０が最大幅２０ｍｍ程度の小型スピーカであるものとして説明したが、これ以外の大きさのスピーカである場合、あるいはレシーバ等のようなスピーカ以外の電気音響変換器である場合においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本願発明の一実施形態に係る電気音響変換器を、上向きに配置した状態で示す平面図
【図２】図１のII-II 線断面図
【図３】図１のIII-III 線断面図
【図４】図３のIV部詳細図
【図５】上記電気音響変換器のダイアフラムを単品で示す平面図
【符号の説明】
【００６１】
１０  電気音響変換器
１２  ダイアフラム
１２ａ  外周縁部
１２ｂ  接合部
１２Ａ  中央振動部
１２Ａａ  外周縁部
１２Ａｂ  上方膨出部
１２Ａｃ  平面部
１２Ａｄ  張出し部
１２Ｂ  環状振動部
１２Ｂａ  内周縁部
１２Ｂｂ  上方膨出部
１４  ボイスコイル
１４ａ  コイル端末
１４Ａ  長辺部分
１４Ｂ  短辺部分
１６  フレーム
１６ａ  ダイアフラム支持部
１６ｂ  中央開口部
１６ｃ  底壁部
１８  磁気回路ユニット
２０  カバー
２０ａ  外周縁部
２０ｂ  放音孔
２２  端子部材
３２  ベース
３４  マグネット
３６  ヨーク
Ａ  光硬化型接着剤
Ｂ  接着剤
【図１】
2007060463.tif 000003
【図２】
2007060463.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007060463.tif 000006
【図５】
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