(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響及び振動を選択的に発生させるスピーカにおいて、
下面の中心にホールが形成されたヨークと、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの外径上部に装着されるリング状の第１マグネットと、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの折曲部との間に磁気ギャップを形成して磁束発生の磁気回路を形成できるように、前記第１マグネットの上部に装着されるリング状の上部プレートと、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記上部プレートの上部に外周面が固定される振動板と、
前記振動板の下面に結合され、前記磁気ギャップに挿入される円筒状のボイスコイルとを含むスピーカ部；
前記ヨークの外径部の下部に結合された第１下部プレートと、
前記第１下部プレートの上部に位置し、中央にホールが形成され、駆動信号を伝達するブラシ付きのフレキシブル回路と、
中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記第１下部プレートの上部に装着されるリング状の第２マグネットと、
前記ヨークのホールに一側が位置し、前記フレキシブル回路の中央のホールに他側が位置する回転軸と、
前記ブラシから受信した駆動信号によって回転できるように前記回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子と、
前記偏心回転子は、両面に銅箔が形成されたプリント回路基板の上部にコイルの束を、回転軸を中心に非対称に配置して作成され、プリント回路基板の下面には、前記コイルに駆動信号を伝達する前記ブラシと接触する銅箔からなる整流子とを含む直流モータ部；及び、
前記スピーカ部及び前記直流モータ部を支持するフレーム；を含むことを特徴とする直流モータ内蔵型スピーカ。
【請求項２】
前記フレームの一側には、前記ボイスコイルと前記回転子に接続されるブラシとにそれぞれ電気的に連結され、前記ボイスコイルには音響信号を生成するための駆動信号を、前記ブラシには回転子の回転による振動を生成するための駆動信号をそれぞれ選択的に供給するための給電端子を有するフレキシブル回路が形成されることを特徴とする請求項１記載の直流モータ内蔵型スピーカ。
【請求項３】
直流モータ部は、
内面中央にホールが形成され、前記ホールに一側端部が挿入される回転軸、この回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子及び第２マグネットを収納するモータ上部ケース；及び、
前記上部ケースの下部に結合され、上部に前記第２マグネットが装着されるモータ下部ケース；を更に備え、
前記直流モータ部は前記ヨーク内径部の下面と前記第１下部プレートとの間の空間に装着されることを特徴とする請求項１記載の直流モータ内蔵型スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流モータ内蔵型スピーカに係り、より詳しくは振動を必要とする携帯電話などのような携帯用機器に内蔵され、音響及び／又は振動を選択的に出力する事ができるスピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のマイクロスピーカ１及びコイン型振動モータ２内蔵の携帯電話３の部分切欠図である。
【０００３】
最近、消費者の購買傾向は、最小１６和音または４０和音以上の音響出力及びカラーディスプレイ機能を有する携帯電話が好まれ、このため、マイクロスピーカとしても１７φ以上のスピーカが求められている。しかしながら、従来はマイクロスピーカと振動モータが別の部品として存在しているため、携帯電話内部にマイクロスピーカと振動モータをそれぞれ設置する必要があった。図１に示すように、従来の白黒ＬＣＤ及び１６和音以下の音響出力を基本仕様とする携帯電話３の場合、振動モータ２とマイクロスピーカ１がかなりの空間を占めており、さらに１７φ以上のスピーカ及びカラーディスプレイ機能を追加するためにはより多くの空間が求められた。
【０００４】
上述した空間問題を解決するために、最近日本や韓国などで一体的に振動機能を持つマイクロスピーカが提案された。
【０００５】
図２は従来の振動スピーカを示す断面図であり、同図を参照して振動スピーカの構成を説明する。
【０００６】
下部プレート１０の中央に音が響き渡るエアホール１１が形成され、下部プレート１０の上部に、第１弾性支持部１４を介して振動可能な状態で、下部プレート１０から一定距離離れたところに振動板１２が設けられる。また、振動板１２の上部に互いに対応する一対のコイル１３が備えられる。各コイル１３は半円弧形をしており、下部プレート１０の上部を覆う上部ケース１５が備えられる。コイル１３に対応するマグネット１６が下面に設けられた上部ケース１５は、コイル１３を覆う形状を成しており、多数の第２弾性支持部１７を介して振動可能な状態で下部プレート１０の上部に配置される。
【０００７】
１８は下部プレート１０と上部ケース１５の外郭とを連結し、伸縮自在の素材からなるカバー１８であり、下部プレート１０と上部ケース１５との間への異物の流入を遮断する役割をする。
【０００８】
次に上記構成の振動スピーカの動作を説明する。
【０００９】
コイル１３に低周波の交流電流が印加されると、コイル１３と上部ケース１５の下面のマグネット１６との極性が交互に互いに逆になり、上部ケース１５はマグネット１６とともに、両極性が隣接するマグネット１６の中心を軸としてシーソ運動（図面で左右が上下に運動）を行ない、この過程で振動が発生する。
【００１０】
しかし、上述した従来の振動スピーカは、第１弾性支持部１４及び第２弾性支持部１７の共振周波数に相応する低周波数の交流電流を印加する必要があるという問題点があり、且つ第１弾性支持部１４及び第２弾性支持部１７の弾性係数が時間経過につれて変化するので、印加する交流電源の周波数を変化させる必要があるという問題点がある。即ち、初めには約１４７Ｈｚ程度の交流が印加されると振動する弾性支持部は、一定時間が立つと弾性係数の変化のために振動できなくなる。従って、上述した振動スピーカを利用するには、使用時間による弾性係数の変化を予め考慮し、対応の周波数の交流電流に変換する駆動装置が必要とされる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、かかる従来の問題点を解決するための本発明の目的は、マイクロスピーカに振動発生のためのコイン型振動モータを内蔵することにより、音響及び振動を選択的に発生させることができる直流モータ内蔵型スピーカを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、携帯電話などのような携帯用機器における従来マイクロスピーカ及びコイン型振動モータの占める空間を減少させることにより、マイクロスピーカ搭載の携帯用機器のサイズを小型にすることができる直流モータ内蔵型スピーカを提供することにある。
【００１３】
本発明のまた他の目的は、従来の振動スピーカとは異なり、別の駆動装置を備える事なく振動スピーカの性能を長期間維持することができる振動スピーカを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカは、音響及び振動を選択的に発生させるスピーカにおいて、中心にホールが形成されたヨークと、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの外径上部に装着されるリング状の第１マグネットと、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記ヨークの折曲部との間に磁気ギャップを形成して磁束発生の磁気回路を形成できるように、前記第１マグネットの上部に装着されるリング状の上部プレートと、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記上部プレートの上部に外周面が固定される振動板と、前記振動板の下面に結合され、前記磁気ギャップに挿入される円筒状のボイスコイルとを含むスピーカ部；前記ヨークの外径部の下部に結合された第１下部プレートと、
前記第１下部プレートの上部に位置し、中央にホールが形成され、駆動信号を伝達するブラシ付きのフレキシブル回路と、中心が前記ヨークの中心と同一軸上にあり、前記第１下部プレートの上部に装着されるリング状の第２マグネットと、前記ヨークのホールに一側が位置し、前記フレキシブル回路の中央のホールに他側が位置する回転軸と、前記ブラシから受信した駆動信号によって回転できるように前記回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子と、前記偏心回転子は、両面に銅箔が形成されたプリント回路基板の上部にコイルの束を、回転軸を中心に非対称に配置して作成され、プリント回路基板の下面には、前記コイルに駆動信号を伝達する前記ブラシと接触する銅箔からなる整流子とを含む直流モータ部；及び、前記スピーカ部及び前記直流モータ部を支持するフレーム；を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記フレームの一側には、前記ボイスコイルと前記回転子に接続されるブラシとにそれぞれ電気的に連結され、前記ボイスコイルには音響信号を生成するための駆動信号を、前記ブラシには回転子の回転による振動を生成するための駆動信号をそれぞれ選択的に供給するための給電端子を有するフレキシブル回路が形成されることが望ましい。
【００１６】
前記直流モータ部は、内面中央にホールが形成され、前記ホールに一側端部が挿入される回転軸、この回転軸に装着される回転子を有し、この回転子自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子及び第２マグネットを収納するモータ上部ケース；及び、前記上部ケースの下部に結合され、上部に前記第２マグネットが装着されるモータ下部ケース；を更に備えることができ、前記直流モータ部は前記ヨーク内径部の下面と前記下部プレートとの間の空間に装着されることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図３は本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図であり、図４は本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの分解斜視図である。
【００１９】
図３及び図４に示すように、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカはスピーカ部と直流モータ部とから構成される。
【００２０】
まず、スピーカ部の構成を説明する。
【００２１】
ヨーク外径部１５０ａ上部にリング状の第１マグネット１４０が装着され、第１マグネット１４０の上部にリング状の上部プレート１３０が設置され、ヨーク１５０の折曲部位と上部プレート１３０との間に磁気ギャップが形成される。ここで、第１マグネット１４０及び上部プレート１３０を異なるタイプのボンディング材を希釈してそれぞれ接合することにより、ヨーク１５０−第１マグネット１４０−上部プレート１３０の積層構造を形成する。ここで、前記ヨーク１５０の下面中央には回転軸２１０の一側を収容するためのホールが形成される。
【００２２】
ヨーク１５０の高さと、第１マグネット１４０上の上部プレート１３０の高さとを同一にし、磁気ギャップを効果的に形成することが望ましい。ヨーク１５０と第１マグネット１４０との間の磁気ギャップには、外周面が上部プレート１３０上に固定された振動板１１０の下面に付着されているボイスコイル１２０が挿入される。さらに詳細に説明すると、上部プレート１３０、第１マグネット１４０及びヨーク１５０は磁気回路を構成し、この磁気回路内に形成された磁気ギャップにボイスコイル１２０が挿入される。
【００２３】
また、図には示されていないが、振動板１１０を保護し、振動板１１０の上下振動により発生する音響を外部に出力するための複数の音響孔が形成された上部ケースが、上部プレート１３０またはフレーム１６０の外周面に固定される。
【００２４】
携帯用機器からの駆動信号が送られたボイスコイル１２０は交流性回転磁場を形成する。これにより、ボイスコイル１２０と磁気回路との間に上下に作用する力が発生し、このため、ボイスコイル１２０の一側に固定された振動板１１０が上下に振動しながら疏密波を生成し、その結果音響が発生する。
【００２５】
次に直流モータ部を説明する。
【００２６】
ヨーク内径部１５０ｂの下部空間、即ち、凹溝の中央部に回転軸２１０が位置し、回転軸２１０の一側はヨーク１５０の中央のホールに固定され、他側は下部プレート２４０上部に装置されたフレキシブル回路２５０のホールに機械的に固定される。ここで、第２マグネット２３０及び下部プレート２４０はボンディング材を希釈して互いに接合することができるばかりでなく、ボルトのような結合部材で接合することもできる。
【００２７】
そして、回転子２２０の中心に回転子２２０の回転を可能にする回転軸２１０が垂直に位置する。ここで、回転子２２０はそれ自体の中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子であり、偏心により回転時に振動が発生する。偏心回転子は、両面に銅箔が形成されたプリント回路基板の上部に複数のコイルの束を回転軸を中心に非対称に配置することで作られる。プリント回路基板の下面に形成された銅箔は整流子の役割を果たし、ブラシ２５５から駆動電流が供給される。
【００２８】
下部プレート２４０の上部には、回転軸２１０と同一の中心を持つリング状の第２マグネット２３０が回転子２２０から一定距離離れたところに設置される。また、下部プレート２４０には、携帯用機器から受信した駆動電流を回転子２２０のコイルに供給するためのフレキシブル回路２５０が設置される。また、フレキシブル回路２５０の上部には、回転子２２０下部の整流子と接触し、回転子２２０上部のコイルに駆動電流を供給するブラシ２５５が結合される。
【００２９】
上部プレート１３０、第１マグネット１４０、ヨーク１５０及び下部プレート２４０の外周面に、非磁性体のプラスチック樹脂からなる射出物を用いてフレーム１６０を形成する。フレーム１６０は下部プレート２４０上部の外周面に形成されるが、好ましくはフレーム１６０の上部及び下部に垂直突起を形成し、上部プレート１３０の上部及び下部プレート２４０の下部をそれぞれ支持できるようにする。非磁性体のプラスチック樹脂は成形温度２２０℃乃至２４０℃、圧力６５ｋｇ／ｃｍ2乃至７５ｋｇ／ｃｍ2で射出されフレーム１６０を形成する。
【００３０】
そして、フレーム１６０の一側には、ボイスコイル１２０及びブラシ２５５と電気的に連結できるようにボイスコイル１２０及びブラシ２５５の端部が半田付けされ、ボイスコイル１２０及び回転子２２０を駆動するための駆動信号が印加されるＰＣＢからなるフレキシブル回路２５０ａが結合されている。さらに詳細に説明すると、フレキシブル回路２５０ａ上部にはボイスコイル１２０と電気的に連結される給電端子が形成され、その下部には回転子２２０、即ちブラシ２５５と電気的に接続される給電端子が形成されており、ボイスコイル１２０と回転子２２０に駆動信号を供給することができる。
【００３１】
上述したフレキシブル２５０ａの給電端子を介してボイスコイル１２０に印加される駆動信号はユーザに呼び出しを通知するためのベル音のような音響信号であり、フレキシブル回路２５０ａの給電端子を介して回転子２２０に印加される駆動信号は振動発生のための直流電流である。一方、折り畳み型携帯用機器の場合、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカを折り畳み部分に内蔵してレシーバとして使用することもできる。直流モータ内蔵型スピーカをレシーバとして使用する場合、ボイスコイルの給電端子に印加される駆動信号は呼び出し者の音声信号である。
【００３２】
上記構成の本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカは、外部直径１７φ以上の外磁型スピーカにはない空間である凹溝の内部に直流モータを設置することにより、全体的には空間の増加をもたらさない。
【００３３】
図５は本発明の好適な他の実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図である。
【００３４】
同図に示すように、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカは外磁型スピーカに直流モータが搭載されている。特に、前記直流モータが外磁型スピーカの無効空間である凹溝内部にセットされるだけで、スピーカの容積を増加させる事なく通常のスピーカ機能はもとより振動機能までも提供することができる。
【００３５】
まず、外磁型スピーカの構成を説明する。
【００３６】
ヨーク外径部１５５ａの上部にリング状の第１マグネット１４５と上部プレート１３５が逐次設置され、ヨーク１５５の折曲部位と上部プレート１３５との間に磁気ギャップが形成される。ここで、第１マグネット１４５及び上部プレート１３５は異なるタイプのボンディング材を希釈してそれぞれ接合することにより、ヨーク１５５−第１マグネット１４５−上部プレート１３５の積層構造を形成する。
【００３７】
前記ヨーク１５５の高さと、前記第１マグネット１４５上の上部プレート１３５の高さとを同一にし、磁気ギャップを効果的に形成することが望ましい。前記ヨーク１５５と第１マグネット１４５との間の磁気ギャップには、外周面が上部プレート１３５に固定された振動板１１５と結合されたボイスコイル１２５が挿入される。さらに詳細に説明すると、上部プレート１３５、第１マグネット１４５及びヨーク１５５によって一つの磁気回路が形成され、この磁気回路内に形成された磁気ギャップにボイスコイル１２５が挿入される。
【００３８】
また、図には示されていないが、振動板１１５を保護し、振動板１１５の上下振動により発生する音響を外部に出力するための複数の音響孔が形成された上部ケースが、上部プレート１３５またはフレーム１６５の外周面に固定される。
【００３９】
携帯用機器からの駆動信号が送られたボイスコイル１２５は交流性回転磁場を形成する。これにより、ボイスコイル１２５と磁気回路との間に上下に作用する力が発生し、このため、ボイスコイル１２５の一側に固定された振動板１１５が上下に振動しながら疏密波を生成し、その結果音響が発生する。
【００４０】
次に凹溝にセットしたコイン型直流モータ３００を説明する。
【００４１】
ヨーク内径部１５５ｂの下部空間に位置し、好ましくはヨーク１５５の中心と同一軸上にコイン型直流モータ３００の中心が位置する。前記コイン型直流モータ３００の回転子は中心を基準として左右側の質量が異なる偏心回転子であり、回転時に振動が発生する。偏心回転子は、銅箔が両面に形成されたプリント回路基板の上部に複数のコイルの束を回転軸を中心に非対称に配置することで作られる。
【００４２】
図５に示す本発明に係る他の実施例は、図３及び図４に示す部品形態のスピーカ部と一体に組み立てられるモータ部とは異なり、コイン型直流モータ３００自体が一つの完成品であるので、コイン型直流モータ３００を取り囲む別の上部ケース310及び下部ケース320を含む。従って、（１）モータの上部ケース310に回転軸の一側が固定され、（２）モータの下部ケース320に回転軸の他側が固定され、（３）モータの下部ケース320が下部プレート２４５に固定される。また、（４）下部プレート２４５には、コイン型直流モータ３００のブラシと電気的に連結された給電端子を外部へ露出させるためのホールが形成される。
【００４３】
しかし、コイン型直流モータ３００の給電端子を、結合されたスピーカのボイスコイル１２５の給電端子と同一の側面へ延ばし、携帯用機器との連結を容易にすることが望ましい。従って、（１）ボイスコイル１２５の給電端子とコイン型直流モータ３００の給電端子をいずれも下部プレート２４５の下部に設置するか、（２）コイン型直流モータ３００の給電端子を、外部に形成されるフレーム１６５の外部面へ延ばすために、下部プレート２４５にＰＣＢ回路または導線などの延長部材を配設するか、或いは（３）コイン型直流モータ３００の給電端子をヨーク外径部１５５ａの幅より十分長くしてフレーム１６５の外部へ露出させる。本明細書は（２）及び（３）の場合のように、コイン型直流モータ３００の給電端子がフレーム１６５の外部への延長した場合を中心として説明する。
【００４４】
ボイスコイル１２５の給電端子に印加される駆動信号はユーザに呼び出しを通知するためのベル音のような音響信号であり、コイン型直流モータ３００の給電端子に印加される駆動信号は振動発生のための直流電流である。一方、折り畳み型携帯用機器の場合、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカを折り畳み部分に内蔵してレシーバとして使用することもできる。直流モータ内蔵型スピーカをレシーバとして使用する場合、ボイルコイルの給電端子に印加される駆動信号は呼び出し者の音声信号である。
【００４５】
上部プレート１３５、第１マグネット１４５、ヨーク１５５及び下部プレート２４５の外部面に、非磁性体のプラスチック樹脂からなる射出物を用いてフレーム１６５を形成する。フレーム１６５は下部プレート２４５の上部の外周面に形成することができるが、好ましくはフレーム１６５の上部及び下部に垂直突起を形成し、上部プレート１３５の上部及び下部プレート２４５の下部をそれぞれ支持できるようにする。非磁性体のプレスチック樹脂は成形温度２２０℃乃至２４０℃、圧力６５ｋｇ／ｃｍ2乃至７５ｋｇ／ｃｍ2で射出されフレーム１６０を形成する。
【００４６】
上記構成の本発明の好適な実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカは、外部直径が１７φ以上の外磁型スピーカにはない空間である凹溝の内部に直流モータを設置することにより、全体的には空間の増加をもたらさない。
【００４７】
図には示されていないが、本発明に係る直流モータ内蔵型スピーカは楕円形にすることも可能である。楕円形スピーカは携帯用機器に気軽に設置やすく、現在はやっている。直流モータ内蔵型スピーカを楕円形にする場合は次のように分けられる。即ち、（１）外磁型ヨークの内径部及び外径部のいずれをも楕円形にするか、（２）外磁型ヨーク自体は円形にするが、外部ハウジング自体は楕円形にする。ここで、（１）の場合、外磁型ヨークに結合される第１マグネット、上部プレート、振動板、ボイスコイル及び下部プレートのいずれをもこれに対応する楕円形にする。従って、本明細書は特許請求の範囲におけるリング状というのは、円形リングと楕円形リングをいずれも含むと解釈される。また、外磁型ヨークの場合も、円形ヨークと楕円形ヨークをいずれも含むと解釈される。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロスピーカに振動発生用コイン型直流モータを内蔵することにより、音響及び振動を選択的に発生させることのできる直流モータ内蔵型スピーカが提供される。
【００４９】
従って、携帯電話などのような携帯用機器における従来のマイクロスピーカ及びコイン型振動モータの占有空間を減少させることにより、マイクロスピーカ搭載の携帯用機器のサイズを小型にすることができる。また、従来の振動スピーカは長期間使用のため別の駆動装置を必要とするが、本発明は別の駆動装置を設置する事なく半永久的に振動を発生することができる。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、技術思想と添付された請求範囲から外れない限度内で多様な変形及び修正が可能なのは当該分野で通常の知識を有する者には明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマイクロスピーカとコイン型振動モータが内蔵された携帯電話の部分切欠図である。
【図２】従来の振動スピーカの断面図である。
【図３】本発明の好適な一実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図である。
【図４】本発明の好適な一実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの分解斜視図である。
【図５】本発明の好適な他の一実施例に係る直流モータ内蔵型スピーカの断面図である。
【符号の説明】
１１０，１１５…振動板
１２０，１２５…ボイスコイル
１３０，１３５…上部プレート
１４０，１４５…第１マグネット
１５０，１５５…ヨーク
１５０ａ…ヨーク外径部
１５０ｂ…ヨーク内径部
１６０，１６５…フレーム
２１０…回転軸
２２０…回転子
２３０…第２マグネット
２４０，２４５…下部プレート
２５０，２５０ａ…フレキシブル回路
２５５…ブラシ
３００…コイン型直流モータ
３１０…モータ上部ケース
３２０…モータ下部ケース
【図１】
0004017962.tif 000002
【図２】
0004017962.tif 000003
【図３】
0004017962.tif 000004
【図４】
0004017962.tif 000005
【図５】
0004017962.tif 000006