JP2001225010A

JP2001225010A - 多機能型発音体

Info

Publication number: JP2001225010A
Application number: JP2000035956A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobayashi; 小林　　孝; Akira Yoneyama; 昭米山
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】外磁型の磁気回路部を用いて、音響と振動の
両方を発生する多機能型発音体を小型で高性能、かつ廉
価に実現する。【解決手段】磁石３７、ポールピース３８、トッププ
レート３９からなる外磁型の磁気回路部３３の上面側
に、内周部と円形の外周部を備えこれらを円弧状の複数
の腕部で連結した形状の支持ばねＡ（３６）の内周部を
固定し、外周部をカバーに固定して支持する。さらに支
持ばねＡを９０°回転した形状の支持ばねＢを下面側に
用いて、磁気回路部を両面支持する。磁気回路部と二つ
の支持ばねの位置決めは、トッププレート上面とポール
ピース下面に設けた円形の段差部に支持ばね中央の丸穴
をはめて行う。支持ばねが円形なので、ケースも円形に
して小型化でき、磁気回路部は上下両面を支持するので
傾かず動作が安定し、段差部と丸穴で支持ばねを位置決
めするので部品相互の中心出しが簡単かつ正確である。

Description

【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、そのため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５は特開平１０−２５７５９４号公報に
開示された振動発生器で、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の下端にボイスコイル８を支持した円板
状の第２のサスペンション９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の間に密閉された空室１０が形成されてい
る。

【０００４】この構成の振動発生器のボイスコイル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の間に電磁力が発生して磁気回路部１が振動
し、この振動が支持部材６を経てこの振動発生器を組み
込んだ機器に伝わり、使用者に着信を知らせる。上記文
献に示された他の実施形態には、図５では平板である第
２のサスペンション９を断面が波形の第２の振動板にし
たものがあり、その場合、ボイスコイルに供給される電
気信号の周波数が可聴周波数帯を下回る比較的低いもの
であると、上記の説明と同様に磁気回路部１が振動して
使用者に着信を知らせるが、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、第１のサスペ
ンション５で支持された磁気回路部は固有振動数が低い
ためほとんど振動しなくなり、一方、ボイスコイル８が
固定された第２の振動板の振動が大きくなってブザー音
を発生する。これにより、供給する電気信号の周波数に
応じて１個の発音体で発音と振動の両様の動作をする多
機能型発音体が得られる。

【０００５】図６は特開平１１−６８０９３号公報に開
示された多機能型発音体で、図（Ａ）は平面図、図
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。支持部材１５は
輪郭が矩形で中央部の円形空洞に磁気回路部２１を収容
している。磁気回路部２１はヨーク１６、磁石１２、お
よびトッププレート１３が一体になったもので、さらに
環状の重り１９がヨーク１６の外周に取り付けられて、
磁気回路部２１と重り１９で可動部２２を構成してい
る。サスペンション１７は支持部１７ａが重り１９の上
面に取り付けられて可動部２２を支持し、腕部１７ｂの
先端の固定部１７ｃが支持部材１５の受容部に固定され
ている。

【０００６】サスペンション１８はサスペンション１７
と同じ形状のものであるが、サスペンション１７に対し
平面的に見て９０°回転した位置で、支持部が重り１９
の下面に取り付けられて可動部２２を支持し、腕部１８
ｂの先端の固定部１８ｃが支持部材１５の受容部に固定
されている。円形の振動板１１が外周を支持部材１５の
下面に取り付けられており、振動板１１に固定されたボ
イスコイル１４がヨーク１６の中央凹部の内周とトップ
プレート１３の外周の間の磁気ギャップに挿入されてい
る。ボイスコイル１４の巻き線端末は入力端子２０に接
続されている。

【０００７】図６の多機能型発音体の動作は前述のもの
と同様で、ボイスコイル１４に可聴周波数の信号電流が
流れると、振動板１１が磁気回路部２１の吸引力を受け
て振動して音響を発生し、信号の周波数が低くて機械振
動領域であると、振動板１１からは音が出なくなる一
方、可動部２２が振動して使用者に着信を知らせるので
ある。

【０００８】図７は特開平１１−６９４８８号公報に見
られる多機能型発音体の可動部の構造で、磁石１２とト
ッププレート１３をヨーク１６に搭載した磁気回路部２
１の上下に２個のサスペンション１７、１８を固定して
あり、サスペンション１７、１８の腕部の先端の固定部
を、図６に見るのと同様に支持部材に固定して多機能型
発音体を構成するものである。２枚のサスペンション１
７、１８はばね動作の安定のために互いに９０°ずれた
位置に固定するのであり、ヨーク１６の上下面にダボ１
６ａと１６ｂを１対ずつ設け、サスペンション１７、１
８の小穴をこれらのダボにはめて位置決めしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図５の従来例の場合、
磁気回路部１を弾性支持する湾曲断面の第１のサスペン
ション５は膜状の部材であるから、振動エネルギーを上
げたくとも大きく変位させるのが困難だったり、応力が
増えて材料の疲労を起こしやすかったりする。そして第
１のサスペンション５が磁気回路部１の上面側を支持し
ているだけなので、振動中に磁気回路部１が傾く傾向を
生じた場合これを防ぐことができず、その結果、ボイス
コイル８とセンターポール２ａやトッププレート４が接
触して異音を発したり、部品を損傷したりする恐れがあ
る。

【００１０】図６の従来例では、磁気回路部２１と重り
１９を一体化した可動部２２の上下両側を２枚のサスペ
ンション１７、１８で支持しているので、振動中に可動
部２２が傾斜することが防がれ、可動部を支えるサスペ
ンションの腕部１７ｂ、１８ｂは長さがあるので、振動
時にサスペンション１７、１８の応力が過大になること
もないが、サスペンション１７、１８の腕部１７ｂ、１
８ｂの先端の固定部１７ｃ、１８ｃがある程度の面積を
持つので、２枚のサスペンションの向きを９０°ずらし
て取り付けると、支持部材１５の四隅を固定部１７ｃ、
１８ｃが占めて、支持部材１５の輪郭を矩形か正方形に
せねばならず、面積の小さな円形にすることができな
い。

【００１１】図７の従来例では、サスペンション１７、
１８を磁気回路部２１に固定する際の位置決めを、ヨー
ク１６の上下面のダボ１６ａ、１６ｂとサスペンション
１７、１８に設けた小穴のはめ合いで行っている。しか
し、そのためにはダボ径と小穴径、および二つのダボ間
および二つの小穴間の中心間距離を精度よく製作せねば
ならず、加工の手間が増す。本発明はこれらの問題を解
決して、有用な多機能型発音体を実現することを目的と
する。

【００１２】

【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。

【００１３】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にフランジの付いたポールピースを
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。支持ばねは内周部と円環状の外周
部を複数の円弧状の腕部で連結した形状であって、内周
部を点溶接等によって磁気回路部に固定し、外周部を接
着やインサート成形によってカバーに固定する。支持ば
ねが円形であるからカバーも円形に作ることができる。

【００１４】さらに本発明では、上記のような外周が円
環状の支持ばねをもう１枚追加して２枚用い、磁気回路
部を上下両側で支持する。これによって磁気回路部が上
下両面とも横振れしなくなって傾斜せず、振動中に磁気
回路部とボイスコイルが接触したりすることが防がれ
る。２枚の支持ばねは平面位置を９０°ずらして配置す
ることにより、ばね特性に方向性が生じるのを押さえ
る。

【００１５】また本発明では、支持ばねを磁気回路部に
固定するに当たって、ポールピースとトッププレートの
各表面に丈の低い円形の段差部を形成し、支持ばねの内
周部の丸穴をこれらの段差部にはめることによって部品
相互の中心出しを行う。図７の従来例のように複数のダ
ボと小穴のはめ合いによることがないので、ダボ間ある
いは小穴間の中心距離を精度よく製作したりする必要が
なくなる。

【００１６】

【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（３
２）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３８
ａとフランジ３８ｂからなる磁性材料のポールピース３
８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。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あって、磁気回路部３
３は支持ばねＡ（３６）により弾性支持されて振動部を
構成している。

【００１７】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（３
１）の内周に接近しているので、衝撃力を受けた際など
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。カバーＢ（３２）の上面に振動板３
４が固定してあり、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３
８ａ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。

【００１８】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。３６ｄは支
持ばねＡ（３６）と一体に形成した接地端子で、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。

【００１９】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３
５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（３
６）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。

【００２０】図２は支持ばねＡ（３６）の平面図であ
る。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
がっている。先に述べたように内周部３６ａを磁気回路
部３３に固定し、外周部３６ｃをカバーＢ（３２）に固
定する。これによって図１に見るようにケースの輪郭を
円形にできる。図６や図７のように円環状の外周部を持
たない従来のサスペンション１７では、腕部１７ｂの先
端の固定部１７ｃを支持部材１５に固定するためにはケ
ース輪郭が四角張ったものになり、本発明のような円形
のケースに比し面積が大きくなって機器を小型化する上
で不利である。図２にて３６ｄは接地端子で、支持ばね
（３６）のばね機能とは関係ないが、前述のようにこれ
を設けておけば磁気回路部３３を接地できて有益であ
る。

【００２１】図３は本発明の多機能型発音体の第２の実
施形態の断面図で、これは先の図１で示した第１の実施
形態に、さらにもう１枚の支持ばねＢ（４２）を追加し
て構成したものである。支持ばねＢ（４２）は内周部を
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。図１の多機能型発音体の場合、
磁気回路部３３は基本的には単純な上下振動を行うが、
重量の僅かな不釣り合いなどのためにどうしても振動中
に傾斜する傾向を生じる。するとセンターポール３８ａ
の上端外周やトッププレート３９の内周がボイスコイル
３５に接触して異音を生じたり、ボイスコイル３５の断
線の原因になったりすることがある。図３の実施形態で
は、磁気振動部３３の下面側も支持ばねＢ（４２）で支
持することにより、磁気振動部３３の上下両面の横揺れ
が防止されて磁気振動部３３は傾斜することなく上下振
動する。

【００２２】図３の上下２個の支持ばねの平面図を図４
に示し、図（Ａ）が支持ばねＡ（３６）、図（Ｂ）が支
持ばねＢ（４２）である。支持ばねＢ（４２）は、接地
端子３６ｄを設ける必要がないことを除き支持ばねＡ
（３６）と同形状で、内周部４２ａと腕部４２ｂと外周
部４２ｃからなる。ただし、同図（Ａ）、（Ｂ）の関係
に見るように平面的に互いに９０°ずらしてケースに取
り付ける。これは、極力、方向によらず均一なばね特性
を得るためである。

【００２３】このように支持ばねを２枚用いることは、
磁気回路部の傾斜を防ぐ以外にも次のような利点があ
る。すなわち１枚の支持ばねが持つばね定数は振動系に
必要なばね定数の半分でいいから、腕部３６ｂ、４２ｂ
を細長くできて応力を小さくできる。また振動系の共振
周波数が駆動信号の周波数に近いと振動が過大になって
傾斜などを起こしやすく、共振周波数を信号の周波数か
ら離すのが好ましいが、このような調整も１枚の支持ば
ねで行うよりも２枚の支持ばねに分担させて行う方が容
易である。

【００２４】図３の実施形態の平面図はほぼ図１（Ａ）
と同じで、ポールピース３８のフランジ３８ｂの外周に
突出部３８ｃを２箇所、外向きに設けてある。突出部３
８ｃは前述のように先端をカバー内壁に接近させて横方
向の不要の変位を防ぐものであるが、フランジ３８ｂの
全周でカバーに接近させないのは、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。

【００２５】また他の理由として、図３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３８
ｂ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４２ｂ［図４（Ｂ）］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。そこで、突
出部３８ｃを設けるのは、支持ばねＢ（４２）の腕部４
２ｂが内周部３６ａにつながる箇所の近辺だけに限るの
である。

【００２６】本発明のもう一つの特徴は、支持ばねＡ
（３６）、支持バネＢ（４２）を磁気回路部３３に固定
するために部品同士を位置決めする方法である。これに
は図３に見るように、トッププレート３９の上面に円形
の段差部４４を設け、またポールピース３８のフランジ
３８ｂの下面にも円形の段差部４３を設ける。そしてこ
れらの段差部に図４の支持バネＡ（３６）と支持バネＢ
（４２）の内周部３６ａ、４２ａの径大の丸穴をはめて
位置決めし、点溶接等で固定する。これにより図７の従
来例におけるダボと小穴を用いた位置決めのような、ダ
ボ間や小穴間の中心距離に精度を要するという制約がな
くなり、部品相互の中心出しが容易で確実になって、組
み立て治具等も簡単なもので済むようになる。

【００２７】

【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、磁気回路部を弾性支
持する支持ばねが円環状の外周部を持つので、ケースも
円形にできて製品が小型化され、かつ、２枚の支持ばね
を用いて磁気回路部の上面側と下面側を支持するので、
振動中に磁気回路部が傾斜しなくなって、磁気回路部と
ボイスコイルの接触が防がれて異音の発生や部品の損傷
が回避される。また、磁気回路部と支持ばねの中心出し
は、磁気回路部の構成部品であるポールピースおよびト
ッププレートにそれぞれ設けた円形の段差部と支持ばね
内周部の丸穴のはめ合いで行うので、簡単で正確であ
る。このように本発明によれば、外磁型の磁気回路によ
り、発音と振動の二つの作用をする多機能型発音体を小
型で高性能、かつ廉価に提供することができる。

【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】図１の多機能型発音体に用いる支持ばねＡの平
面図である。

【図３】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４】図３の多機能型発音体に用いる２枚の支持ばね
の平面図で、図（Ａ）が支持ばねＡ、図（Ｂ）が支持ば
ねＢである。

【図５】従来の多機能型発音体の断面図である。

【図６】従来の別の多機能型発音体で、図（Ａ）は平面
図、図（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】従来のさらに別の多機能型発音体の磁気回路部
とサスペンションで、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は
（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１、２１、３３磁気回路部２、１６ヨーク３、１２、３７磁石４、１３、３９トッププレート７、１１、３４振動板８、１４、３５ボイスコイル１６ａ、１６ｂダボ１７、１８サスペンション３６支持ばねＡ３６ａ、４２ａ内周部３６ｂ、４２ｂ腕部３６ｃ、４２ｃ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D012 CA02 CA09 FA10 GA04 HA01 5D017 AA11 AE29 5D021 BB03 BB07 BB08 BB11 BB19 5D107 AA20 BB08 CC08 CC09 CC10 CC11 DD12 FF10

Claims

【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、円環状の外周部と内周部を備えこれらを円弧状の複数の
腕部で連結してなる支持ばねＡの内周部を磁気回路部に
固定するとともに、外周部をカバーに固定して磁気回路
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、支
持ばねＡを平面的に９０°回転した形状の支持ばねＢを
追加して、支持ばねＢの内周部を磁気回路部を挟んで支
持ばねＡと反対の側で磁気回路部に固定するとともに、
支持バネＢの外周部をカバーに固定することにより、磁
気回路部を上下両面でカバー内に弾性支持したことを特
徴とする多機能型発音体。
【請求項３】請求項２に記載の多機能型発音体におい
て、トッププレートの上面に円形の段差部を設けて支持
ばねＡの内周部の丸穴をこれにはめて固定し、ポールピ
ースのフランジの下面に円形の段差部を設けて支持ばね
Ｂの内周部の丸穴をこれにはめて固定する構造により、
磁気回路部と両支持ばねを中心出しすることを特徴とす
る多機能型発音体。