JP2000157931A - 発音振動体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発音体用の駆動源と振動体用の駆動源を別個
に設けることにより、駆動源を共用した場合の問題点を
解決することが可能な発音振動体を提供すること。 【解決手段】 筐体内に発音体構成部と振動体構成部と
を収容し、第１の周波数信号を入力することにより発音
体としての機能を発揮させ、第２の周波数信号を入力す
ることにより振動体としての機能を発揮させるように構
成された発音振動体において、発音体構成部における駆
動源と振動体構成部における駆動源を別個に設けたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、発音体としての機
能と振動体としての機能を兼備した発音振動体に係り、
特に、発音体用の駆動源と振動体用の駆動源を別個に設
けたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発音振動体としては、例えば、米
国特許第５５２８６９７号に示されているようなものが
ある。以下、その構成を図１３を参照して説明する。図
１３は、米国特許第５５２８６９７号公報に図５として
示されているものであり、まず、ケース２０１がある。
このケース２０１の底部にはベース部材２０３が取り付
けられている。上記ケース２０１内と上記ベース部材２
０３との間には、弾性体２０５が挟持された状態で設置
されている。この弾性体２０５にはポールピース２０７
が取り付けられている。このポールピース２０７の外周
側には、隙間を存した状態でコイル２０９が配置されて
いる。

【０００３】上記ケース２０１の上端にはダイヤフラム
２１１が設置されており、既に説明したコイル２０９は
このダイヤフラム２１１側に固定されている。上記ポー
ルピース２０７の外周部には、永久磁石２１３が取り付
けられていると共に、該永久磁石２１３の上には、ヨー
ク２１５が取り付けられている。

【０００４】上記構成によると、コイル２０９に所定の
高周波信号を入力することにより、ダイヤフラム２１１
が所定の周波数で振動して、所望の発音機能を発揮する
ことになる。その際、永久磁石２１３及びヨーク２１５
及びポールピース２０７側が振動体として機能すること
はない。これに対して、コイル２０９に所定の低周波信
号を入力することにより、永久磁石２１３及びヨーク２
１５及びポールピース２０７側が上記弾性体２０５と共
に振動し、それによって、所望の振動が発生することに
なる。尚、上記米国特許第５５２８６９７号の公報以外
にも、本願発明に関連する先行技術として、実用新案登
録第２５４９３７５号公報、実用新案登録第２５７０９
２３号公報、特開平９−７０５７１号公報、特開平１０
−２６３４７６号公報に示されているような発音振動体
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と、発音体用の駆動源と振動体用の駆動源が単一のコイ
ル２０９であるために、次のような問題があった。例え
ば、振動体として機能させるべく、所定の低周波信号を
コイル２０９に入力する場合、該低周波信号が高調波を
含んだ波形、例えば、矩形波の場合には、その基本波成
分によって、一体化された永久磁石２１３、ポールピー
ス２０７及びヨーク２１５が弾性体２０５と共に振動す
る。それと同時に、その高調波成分によって、ダイヤフ
ラム２１１も振動して発音することになってしまう。そ
の為、振動体としてのみ機能させるためには、駆動信号
波形を高調波を含まない正弦波に限定する必要がある。
さらに、低周波の正弦波信号をコイル２０９に入力した
場合でも、コイル２０９に力が働いており、発音体とし
て性能を発揮するほどではないが、コイル２０９はダイ
ヤフラム２１１と共に微少に振動しており、その分振動
に対する効率が低下してしまうことになる。又、発音体
として機能させるべく、所定の高周波信号をコイル２０
９に入力する場合でも、一体化された永久磁石２１３、
ポールピース２０７及びヨーク２１５には力が働いてお
り、振動体としての性能を発揮するほどではないが、一
体化された永久磁石２１３及びポールピース２０７及び
ヨーク２１５が弾性体２０５と共に微少に振動するた
め、その分発音に対する効率が低下してしまう。この傾
向は、振動体を駆動する周波数に近い周波数で発音させ
るほど大きく振動するため、顕著となる。又、駆動源を
共通にしているために、振動体としての機能を発揮させ
ながら高周波数域で発音させるというような両方の機能
を同時に発揮させることはできなかった。又、駆動源を
共通にしているため、発音体としての性能と振動体とし
ての性能の調整は、入力する信号の波形及び大きさで調
整するしかなく、既に入力される信号が決まっている場
合、構成される部品のみで発音と振動の性能調整を行う
のは両者のバランスをとりながら行うことになり容易で
はない。又、コイル２０９は振動するダイヤフラム２１
１に取り付けられることとなるために配線が困難で、断
線等の不具合が生じ易くなる。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、発音体用の駆動源と振
動体用の駆動源を別個に設けることにより、駆動源を共
用とした場合の問題点を解決することが可能な発音振動
体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明の請求項１による発音振動体は、筐体内に発音
体構成部と振動体構成部とを収容し、上記発音体構成部
に第１の周波数信号を入力することにより発音体として
の機能を発揮させ、上記振動体構成部に第２の周波数信
号を入力することにより振動体としての機能を発揮させ
るように構成された発音振動体において、上記発音体構
成部における駆動源と上記振動体構成部における駆動源
をそれぞれ別個に設けたことを特徴とするものである。
又、請求項２による発音振動体は、請求項１記載の発音
振動体において、上記振動体構成部は弾性体を備えてい
て、上記発音体構成部はこの弾性体に取り付けられてい
ることを特徴とするものである。又、請求項３による発
音振動体は、筐体と、上記筐体内に収容された発音体構
成部と、上記発音体構成部の外周に配置されたマグネッ
トと、上記マグネットの外周側に上記筐体に固定された
状態で取り付けられたコイルと、上記発音体構成部の外
周側に取り付けられ上記発音体構成部を上記筐体に可動
的に取り付けるための弾性体と、を具備し、上記コイル
に所定の周波数信号を入力することにより上記発音体構
成部を振動させることを特徴とするものである。

【０００８】すなわち、本発明による発音振動体の場合
には、発音体構成部における駆動源と振動体構成部にお
ける駆動源をそれぞれ別個に設け、一方の駆動が他方に
対して影響を与えないように構成したものである。それ
によって、どのような波形の周波数信号で振動体を機能
させても、発音体構成部に影響を与えることはなく、当
然のことながら発音もしない。つまり、振動体の機能の
みを得るために、特殊な駆動信号波形を要するといった
必要性がなくなり、振動の伝達目的に応じて強弱やその
変化の仕方を任意に設定することができるようになる。
又、ダイヤフラムに対して発音体用駆動部を固定できる
ため、発音を効率的に行うことができる。又、振動体構
成部に対して振動体用駆動部を固定できるため、振動を
効率的に行うことができる。又、駆動源をそれぞれ別個
に設けているので、発音体としての機能と振動体として
の機能の両方をそれぞれ別の周波数帯で同時に発揮させ
ることができる。さらに、用途に応じて同じ周波数帯で
も機能させることができる。又、入力される信号の大き
さや波形が決まっている場合でも、発音体としての性能
と振動体としての性能を構成部品のみで容易に別個に調
整できる。又、両駆動源を固定できることや、弾性体を
配線の一部として構成できるため駆動源の配線が容易と
なる。又、振動体構成部の弾性体に発音体構成部を取り
付けた場合には、別途、錘等を取り付けることなく、必
要な質量を得ることができる。又、本発明による発音振
動体の場合には、コイルに所定の周波数信号を入力する
ことにより、外周にマグネットを配置した発音体構成部
を振動体の振動子として振動させるため、振動体を形成
する上で別途振動子等を取り付けることなく発音振動体
を得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３を参照して本
発明の第１の実施の形態を説明する。まず、ヨーク３が
あり、このヨーク３の下方には下カバー５が配置されて
いて、これらヨーク３と下カバー５とによって、弾性体
１１の外周部を挟持・固定している。又、上記ヨーク３
の上方には、上カバー７が取り付けられている。

【００１０】上記弾性体１１の中央部には、発音体１３
が取り付けられている。上記発音体１３は、支持リング
２３と、上記弾性体１１を上記支持リング２３と挟持す
るための固定板１５と、上記支持リング２３の中央部に
固定された鉄心１９と、上記鉄心１９の外周部に巻回さ
れた発音体用駆動源としてのコイル２１と、上記支持リ
ング２３の外周側に設置され、一対のヨーク２７、２９
によって挟持された永久磁石２５と、上記支持リング２
３の上端部の段付部２３ａ上に設置されたダイヤフラム
３１によって構成されていて、いわゆる「電磁型発音
体」になっている。

【００１１】尚、上記ダイヤフラム３１は、振動板３３
と、この振動板３３の中心位置に取り付けられた付加質
量としての磁片３５とから構成されている。

【００１２】前記ヨーク３と上カバー７との間には、振
動体用の駆動源としてのコイル３７が設置されている。
又、上カバー７の中央部には、放音孔７ａが形成されて
いる。

【００１３】以上の構成を基にその作用を説明する。ま
ず、発音体として機能する場合から説明する。この場合
には、コイル２１に所定の周波数信号（第１の周波数信
号）を入力する。それによって、ダイヤフラム３１が所
定の周波数で振動する。このダイヤフラム３１の振動に
よって所望の発音体としての機能が発揮されることにな
る。

【００１４】さらに詳しく説明すると、ダイヤフラム３
１は永久磁石２５の磁界による磁極を備えており、一
方、コイル２１に駆動信号を入力することにより磁界が
発生し、該磁界の影響により鉄心１９が磁極を有するこ
とになる。これら両磁極が同じ極性のものである場合に
は、相互に反発し、ダイヤフラム３１は鉄心１９より離
間する方向に弾性変形する。これに対して、両者の磁極
が異なる場合には相互に吸引し合い、ダイヤフラム３１
が鉄心１９側に弾性変形する。よって、上記駆動信号を
周期的に変化させながら入力することにより、ダイヤフ
ラム３１を所定の周波数で振動させることができ、それ
によって、所望の発音体としての機能を発揮させること
ができる。

【００１５】次に、振動体として機能させる場合につい
て説明する。この場合には、所定の周波数信号（第２の
周波数信号）をコイル３７に入力する。それによって、
発音体１３を構成する部分と、弾性体１１が所定の周波
数で振動することになる。

【００１６】さらに詳しく説明すると、永久磁石２５と
ヨーク３、２７、２９によって構成される磁気回路中の
コイル３７に駆動信号を入力すると、コイル３７にはい
わゆる「ローレンツ力」が垂直方向に働き、その反力が
永久磁石２５に働き、永久磁石２５が固定された発音体
１３が動くことになる。この駆動信号を上記発音体１３
の質量と、弾性体１１のばね定数によって決まる共振周
波数と一致した周波数で変化させることにより、発音体
１３を弾性体１１と共に振動させることができ、それに
よって、所望の振動体としての機能を発揮させることが
できる。

【００１７】以上本実施の形態によると次のような効果
を奏することができる。まず、発音体用の駆動源として
コイル２１を設け、且つ、振動体用の駆動源としてコイ
ル３７を設け、それぞれ別個の駆動源とし、一方の駆動
が他方に対して影響を与えないように構成しているた
め、どのような波形の周波数信号で振動体を機能させて
も、発音体駆動源は駆動させていないため発音すること
はない。つまり、振動体の機能のみを得るために特殊な
駆動信号波形を必要とすることはなく、振動の伝達目的
に応じ、強弱やその変化の仕方を任意に設定することが
できる。又、それぞれ別個に駆動源を備えているので、
発音体としての機能と振動体としての機能の両方をそれ
ぞれ別の周波数帯で同時に発揮させることができる。さ
らに、用途に応じて同じ周波数帯で機能させることがで
きる。又、入力される信号の大きさや波形が決まってい
る場合でも、発音体としての性能と振動体としての性能
を構成部品のみで容易に別個に調整できる。又、この実
施の形態の場合には、弾性体１１に発音体としての構成
部が取り付けられているので、それによって、振動の際
に要する質量を確保することができ、別途、錘等を取り
付ける必要がなくなる。

【００１８】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態を説明する。発音体用駆動源としての圧電素子
４０を、支持リング２３に固定されたダイヤフラム３１
に取り付け、発音体１３をいわゆる「圧電型発音体」と
して構成したものである。上記第２の実施の形態の場合
についても、発音体用駆動源と振動体用駆動源が別個に
設けられ、一方の駆動が他方の駆動に影響しないように
構成しているため、前記第１の実施の形態の場合と同様
の効果を奏することができる。さらに、発音体１３をい
わゆる「圧電型発音体」として構成することにより、発
音体としての磁気的要素がないため振動体用の駆動源と
してのコイル３７の影響を受けることがなく、より安定
した発音及び振動を得ることができる。

【００１９】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態を説明する。発音体用駆動源としてのコイル５
２を、支持リング２３に固定されたダイヤフラム３１に
取り付け、発音体１３を、いわゆる「導電型発音体」と
して構成したものである。尚、図５中符号５１はポール
ピースを示している。

【００２０】上記第３の実施の形態についても、発音体
用駆動源と振動体用駆動源が別個に設けられ、一方の駆
動が他方に影響しないように構成しているため、前記第
１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができ
る。

【００２１】次に、図６乃至図９を参照して、本発明の
第４の実施の形態を説明する。この第４の実施の形態の
場合には、前記第１の実施の形態に対して、発音体用駆
動源であるコイル２１の配線の一部として弾性体１１を
用いるものである。すなわち、ヨーク３と弾性体１１と
の間に固定リング１を配置し、上記弾性体１１と下カバ
ー５との間に固定リング９を配置し、上記弾性体１１と
支持リング２３との間に固定板１７を挟持した構成とし
ている。上記固定リング１、９及び固定板１５、１７は
何れも絶縁体で形成されている。上記弾性体１１は、図
９に示すように、螺旋状の板ばねの集合体をした形状で
あり、導体を材料として用いている。尚、その他の構成
は前記第１の実施の形態の場合と同様である。

【００２２】そして、図６に示すように、上記コイル２
１の端末２１ａを発音体１３に形成された穴１３ａと弾
性体１１に形成された穴１１ａに挿入し、半田付け等の
方法で上記弾性体１１に導通させる。又、他方のコイル
端末２１ｂも発音体１３に形成された図示しない穴及び
弾性体１１の穴１１ｂに挿入して、同様に上記弾性体１
１に導通させる。そして、発音振動体の構成部品を組み
立てた後、図９に示すように、上記弾性体１１の斜線部
分１１ｃと１１ｄを除去することにより、この弾性体１
１は二つの電極となり、この電極を通し駆動信号を上記
コイル２１に入力することによって、上記発音体１３を
発音させることが可能となる。尚、上記固定リング１、
９及び固定板１５、１７は、最終的に二つの切り離され
た上記弾性体１１の電極間を絶縁できるものならどのよ
うなものでもよい。又、ばね形状はこの実施の形態に限
定されるものではなく、最終的に二つの電極となる形状
であればどのような形状であってもよい。

【００２３】以上この第４の実施の形態によると、前記
第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することがで
きることはもとより、次のような効果を奏することがで
きる。まず、弾性体１１を発音体用駆動源であるコイル
２１の配線の一部としたため、断線が生じることがな
く、確実な導通を得ることができる。又、新たに配線用
の部材を用意する必要がないため、振動体として機能さ
せるべき場合、発音体の振動を妨げることなく筐体内部
の空間を有効に利用できる。尚、第４の実施の形態で
は、発音体１３として「電磁型発音体」を例に挙げて説
明したが、前記第２及び第３の実施の形態で示した「圧
電型発音体」及び「導電型発音体」の場合でも、第４の
実施の形態の場合と同様に、弾性体１１を配線の一部と
して使用することにより、同様の効果を奏することがで
きる。

【００２４】次に、図１０乃至図１２を参照して本発明
の第５の実施の形態を説明する。まず、ケース１０１が
あり、このケース１０１内にはベース部１０５が挿入・
固定されている。又、このベース部１０５の中心位置に
は、鉄心１０７が取り付けられている。上記鉄心１０７
の外周側には、発音体用の駆動源としてのコイル１０９
が巻回された状態で取り付けられている。

【００２５】又、上記ケース１０１の上方には、支持リ
ング１１１が取り付けられている。この支持リング１１
１には段付部１１１ａが形成されていて、この段付部１
１１ａ上にはダイヤフラム１１３が設置されている。こ
のダイヤフラム１１３は、振動板１１５と、この振動板
１１５の中心部に取り付けられた付加質量としての磁片
１１７とから構成されている。

【００２６】上記ケース１０１と支持リング１１１との
間には、弾性体１１９が挟持・固定されている。この弾
性体１１９には、可動子１４０が図８中下方に延長され
た状態で取り付けられている。上記可動子１４０は、支
持部材１２１と、支持部材１２１の外周側に取り付けら
れた一対のヨーク１２３、１２５と、上記ヨーク１２
３、１２５によって挟持された永久磁石１２７によって
構成されている。又、前述したベース部１０５上には、
振動体用の駆動源としてのコイル１２９が設置されてい
る。尚、支持リング１１１の上方には、図１０中仮想線
で示すように、例えば、カバー１３１が被冠・固定され
ることになる。このカバー１３１の中心部には放音孔１
３１ａが形成されている。発音体としての機能が発揮さ
れる場合には、この放音孔１３１ａより音が外部に放出
されることになる。

【００２７】以上の構成を基にその作用を説明する。ま
ず、発音体として機能する場合から説明する。この場合
には、コイル１０９に所定の周波数信号を入力する。そ
れによって、ダイヤフラム１１３が所定の周波数で振動
する。このダイヤフラム１１３の振動によって所望の発
音体としての機能が発揮されることになる。

【００２８】さらに、詳しく説明すると、ダイヤフラム
１１３は永久磁石１２７の磁界による磁極を備えてお
り、一方、コイル１０９に駆動信号を入力することによ
り磁界が発生し、該磁界の影響により鉄心１０７が磁極
を有することになる。これら両磁極が同じ極性のもので
ある場合には、相互に反発し、ダイヤフラム１１３は鉄
心１０７より離間する方向に弾性変形する。これに対し
て、両者の磁極が異なる場合には相互に吸引し合い、ダ
イヤフラム１１３が鉄心１０７側に弾性変形する。よっ
て、この駆動信号を周期的に変化させながら入力するこ
とにより、ダイヤフラム１１３を所定の周波数で振動さ
せることができ、それによって、所望の発音機能を発揮
させることができる。

【００２９】次に、振動体として機能させる場合につい
て説明する。この場合には、所定の周波数信号をコイル
１２９に入力する。それによって、可動子１４０と弾性
体１１９が所定の周波数で振動することになる。

【００３０】さらに詳しく説明すると、永久磁石１２７
とヨーク１２３、１２５によって構成される磁気回路中
のコイル１２９に駆動信号を入力すると、コイル１２９
にはローレンツ力が垂直方向に働き、その反力が永久磁
石１２７に働く。それによって、永久磁石１２７が固定
された可動子１４０が動くことになる。この駆動信号を
上記可動子１４０の質量と、上記弾性体１１９のばね定
数によって決まる共振周波数で変化させることにより、
上記可動子１４０を上記弾性体１１９と共に振動させる
ことができ、それによって、所望の振動体としての機能
を発揮させることができる。

【００３１】よって、この第５の実施の形態の場合に
も、発音体用の駆動源と振動体用の駆動源をそれぞれ別
個に設けているので、前記第１の実施の形態の場合と同
様の効果を奏することができると共に、発音体用駆動源
であるコイル１０９と振動体用駆動源であるコイル１２
９は固定されているため、断線等のおそれはなく、配線
を容易に行えるという効果がある。

【００３２】尚、本発明は前記第１乃至第５の実施の形
態に限定されるものではなく、要は、発音体用の駆動源
と振動体用の駆動源を別個に設ける構成であればよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による発音振
動体によると、発音体構成部における駆動源と振動体構
成部における駆動源とを別個に設け、一方の駆動が他方
に影響しないように構成しているため、どのような波形
の周波数信号で振動体を機能させても、発音体用駆動源
は駆動されることはなく、よって、発音しない。つま
り、振動体の機能のみ得るのに駆動信号波形が限定され
ず、振動の伝達目的に応じて強弱やその変化の仕方を任
意に設定することができる。又、ダイヤフラムに対して
発音体用駆動部を固定できるため、発音を効率的に行う
ことができる。又、振動する構成体に対して振動体用駆
動部を固定できるため、振動を効率的に行うことができ
る。又、駆動源をそれぞれ別個に設けているので、発音
体としての機能と振動体としての機能の両方をそれぞれ
別の周波数帯で同時に発揮させることができる。さら
に、両方の機能を同じ周波数帯でも発揮させることがで
きる。又、入力される駆動信号の大きさや波形が決まっ
ている場合でも、発音体としての性能と振動体としての
性能を、構成部品のみで容易に別個に調整できる。又、
振動体構成部の弾性体に発音体構成部を取り付けた場合
には、別途、錘等を取り付けることなく、必要な質量を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、発音振
動体の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、発音振
動体の側面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１の
ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、発音振
動体の構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す図で、発音振
動体の構成を示す断面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す図で、発音振
動体の構成を示す断面図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態を示す図で、発音振
動体の側面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態を示す図で、図６の
ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態を示す図で、弾性体
の平面図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態を示す図で、発音
振動体の構成を示す断面図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す図で、発音
振動体の側面図である。

【図１２】本発明の第５の実施の形態を示す図で、図１
０のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。

【図１３】従来例を示す図で、発音振動体の構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

３ ヨーク ５ 下カバー ７ 上カバー １１ 弾性体 １３ 発音体 １５ 固定板 １９ 鉄心 ２１ コイル（発音体用の駆動源） ２３ 支持リング ２５ 永久磁石 ２７ ヨーク ２９ ヨーク ３１ ダイヤフラム ３３ 振動板 ３５ 磁片 ３７ コイル（振動体用の駆動源）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内に発音体構成部と振動体構成部と
   を収容し、 上記発音体構成部に第１の周波数信号を入力することに
   より発音体としての機能を発揮させ、 上記振動体構成部に第２の周波数信号を入力することに
   より振動体としての機能を発揮させるように構成された
   発音振動体において、 上記発音体構成部における駆動源と上記振動体構成部に
   おける駆動源をそれぞれ別個に設けたことを特徴とする
   発音振動体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発音振動体において、 上記振動体構成部は弾性体を備えていて、上記発音体構
   成部はこの弾性体に取り付けられていることを特徴とす
   る発音振動体。
3. 【請求項３】 筐体と、 上記筐体内に収容された発音体構成部と、 上記発音体構成部の外周に配置されたマグネットと、 上記マグネットの外周側に上記筐体に固定された状態で
   取り付けられたコイルと、 上記発音体構成部の外周側に取り付けられ上記発音体構
   成部を上記筐体に可動的に取り付けるための弾性体と、 を具備し、 上記コイルに所定の周波数信号を入力することにより上
   記発音体構成部を振動させることを特徴とする発音振動
   体。