JP2007215075A - 電気音響変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折り畳み型携帯電話機の筺体内に組み込まれるスピーカが発する音を該スピーカ側方の筐体側面に設けられた音孔から外部に放つスピーカ装置において、スピーカの組み込みスペースやそれ自体の厚みを増加させることなく、スピーカの音圧の向上を図ることができるスピーカ装置を提供する。
【解決手段】スピーカ装置は、スピーカ１の正面と側面に音孔１２，１３が設けられる。正面音孔１２と前記側面音孔１３を一纏めに囲うようスピーカ１正面から前記側面音孔１３が設けられたスピーカ１側面に跨って環状のパッド１４が設けられる。環状のパッド１４を筺体２１内面に当接することにより、正面音孔１２を通過した音を筺体２１内面に沿って側面音孔１３の方向へ導き側面音孔１３を通過した音と側面音孔１３付近で合流させた後、筐体側面２１ａに設けられた音孔２０に導く外部空間１５を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話機やデジタルカメラ等の携帯型電子機器に使用されるスピーカや発音体等の電気音響変換装置に関する。詳しくは、携帯型電子機器の筺体内に組み込まれ、電気音響変換器が発する音を該電気音響変換器側方の前記筐体側面に設けられた音孔から外部に放つ電気音響変換装置に関する。

この種の従来技術として特許文献１，２に携帯電話機のスピーカが示されている。特許文献１のスピーカは、音孔が正面に設けられた正面放音型であり、スピーカの正面音孔から発する音を、スピーカ側方の携帯電話機筺体側面に設けられた音孔から外部に放つ。特許文献２のスピーカは、音孔が側面に設けた側面放音型であり、スピーカの側面音孔から発する音を、スピーカ側方の携帯電話機筺体側面に設けられた音孔から外部に放つ。
特開２００２−３４４６０２号公報 特開２００５−１０９９４９号公報

前記従来技術は、電気音響変換器の正面或いは側面のいずれか一方にのみ音孔が設けられ、正面音孔或いは側面音孔から発する音を、電気音響変換器側方の携帯型電子機器筐体側面に設けられた音孔から外部に放つが、必ずしもそれらの音圧は十分なものと言えなかった。

即ち、正面放音型では、電気音響変換器と携帯型電子機器筺体内面間に、電気音響変換器の正面音孔から発する音を携帯型電子機器筺体側面に設けられた音孔まで導く空間が形成され、その空間によって振動板の振動による空気（音）の排除容積は大きくなるが、正面音孔の開口面積に対して十分な排気孔（空間の終端部）の開口面積を確保できず、この空気排除効率の悪さが振動板の振動を妨げる音響抵抗を増やし、音圧の低下を招く。前記排気孔の開口面積は、前記空間の高さを大きくすることで増やすことはできるが、それは直ちに携帯型電子機器の薄型化を損なう結果となるため、音圧の向上も容易に図ることができない。

一方、側面放音型では、電気音響変換器と携帯型電子機器筺体内面間に電気音響変換器の側面音孔から発する音を携帯型電子機器筺体側面に設けられた音孔まで導く僅かな空間しか形成されず、振動板の振動による空気の排除容積は、殆ど電気音響変換器自体が有する分のみとなり小さく、排気孔（側面音孔）の開口面積も小さいため、この空気排除効率も悪さが振動板の振動を妨げる音響抵抗を増やし、音圧の低下を招く。前記空気の排除容積や排気孔の開口面積は、電気音響変換器自体の厚みを大きくすることで増やすことはできるが、この場合も直ちに携帯型電子機器の薄型化を損なう結果となるため、音圧の向上も容易に図ることができない。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、その目的は、電気音響変換器の組み込みスペースやそれ自体の厚みを増加させることなく、電気音響変換器の音圧の向上を図ることができる電気音響変換装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の電気音響変換装置は、携帯型電子機器の筺体内に組み込まれる電気音響変換器が発する音を該電気音響変換器側方の前記筐体側面に設けられた音孔から外部に放つ電気音響変換装置において、前記電気音響変換器の正面と側面に設けられる音孔と、前記正面音孔と前記側面音孔を一纏めに囲うよう前記電気音響変換器正面から前記側面音孔が設けられた前記電気音響変換器側面に跨って設けられ前記筺体内面に当接することにより、前記正面音孔を通過した音を前記筺体内面に沿って前記側面音孔の方向へ導き前記側面音孔を通過した音と前記側面音孔付近で合流させた後、前記筐体側面に設けられた前記音孔に導く空間を形成する環状のパッドを備えていることを特徴とする。

本発明の電気音響変換装置では、電気音響変換器の駆動により電気音響変換器の正面音孔を通過した音は、電気音響変換器正面外側の空間に入り、携帯型電子機器筺体内面に沿って電気音響変換器の側面音孔の方向へ伝搬し、電気音響変換器の側面音孔を通過した音と電気音響変換器の側面音孔付近で合流した後、携帯型電子機器筺体側面に設けられた音孔から外部に放たれる。

本発明の電気音響変換装置では、電気音響変換器の正面と側面に音孔が設けられたことにより、電気音響変換器自身が有する電気音響変換器内部の空間容積と電気音響変換器と携帯型電子機器筺体内面間の電気音響変換器外部の空間容積の両方を、振動板の振動による空気（音）の排除容積として利用できると共に、側面音孔（排気孔）の開口面積も電気音響変換器内部の空間と電気音響変換器外部の空間の断面積を合わせた大きなものとなる。このため、振動板の振動に影響を与える音響抵抗が減少し、振動板が振動し易くなり、従来と同じ電気音響変換器駆動電力でも電気音響変換器の音圧が向上する。

本発明の電気音響変換装置によれば、電気音響変換器の組み込みスペースやそれ自体の厚みを増加させることなく、電気音響変換器の音圧の向上を図ることができ、十分な音圧を得ることができる。

以下、本発明の電気音響変換装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るスピーカの正面図、図２は図１のスピーカの分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１〜図３に示すように、スピーカ１は、矩形の一辺が半円形に盛り上げられたかまぼこ形の外形形状を有する樹脂材料からなるフレーム２と、フレーム２の正面側に配置され、周縁が円形の枠材３ａを介してフレーム２に固定された樹脂や金属の薄膜フィルムからなる円形の振動板３と、フレーム２の略中央部に設けられた円形の貫通孔２ａに嵌め込まれ、超音波溶着固定された磁性材料からなる有底円筒状のヨーク４ａ、ヨーク４ａの内側底部に固着された円柱状のマグネット４ｂ、マグネット４ｂの端面に固着された磁性材料からなる円板状のポールピース４ｃ、から構成された内磁型の磁気回路４と、一端が振動板３の裏面に固着され、他端側が磁気回路４のヨーク４ａとポールピース４ｃ間の磁気ギャップ４ｄに配置されたボイスコイル５とを備え、ボイスコイル５に交流電流（音信号）を流すことで発生するスピーカ駆動力によりボイスコイル５をその軸芯に沿って振動させ、それに伴って振動板３が振動することで音を発生するダイナミック型スピーカに構成される。

フレーム２には、振動板３とフレーム２間に形成された背面気室６から振動板３の振動に伴ってスピ−カ１の背面側へ放音（排気）する貫通孔でなる複数の背面音孔７が設けられ、フレーム２の背面には、各背面音孔７を一体的に塞ぐナイロン製でメッシュ状（通音性、通気性）の補償布８が感熱接着により貼り付けられる。

フレーム２は、図示しない一対のターミナル端子をインサート成形することによって成形され、一対のターミナル端子がフレーム２の半円形に盛り上げられた前端部（図１の下側の端部）と反対側の後端側（図１の上端側）左右側部に埋め込まれており、各ターミナル端子の接触部がフレーム２の正面と背面にそれぞれ露出される。フレーム２の正面後端側両側部に露出された各ターミナル端子の板状接触部には、ボイスコイル５から引き出された２本のリード線５ａがスポット溶接や半田付けにより固着されて電気接続され、フレーム２の背面後端側両側部に露出された各ターミナル端子のピン状接触部には、後述する携帯型電子機器の回路基板電極と弾接触することにより音信号を得るための一対の接触バネ片９がカシメおよび半田付けにより固定取り付けされて電気接続される。

フレーム２は、半円形の前側縁およびその両端に連設された左右側縁からなるＵ形状の周側縁から正面側に側壁２ｂが立設され、正面側と後面側の２面が開放されている。

スピーカ１の正面側には、振動板３を覆い保護するバッフル（プロテクター）１０が設けられる。バッフル１０は、金属板からなり矩形の一辺が半円形に盛り上げられたかまぼこ形の外形形状を有し、フレーム２より一回り小形に形成される。またバッフル１０は、半円形の前側縁およびその両端に連設された左右側縁からなるＵ形状の周側縁から背面側に側壁１０ａが垂下され、背面側と後側面の２面が開放されている。

バッフル１０は、その側壁１０ａをフレーム２の正面側からその側壁２ｂの内側に嵌め込むことで、バッフル１０の側壁１０ａが振動板３の周縁（枠材３ａ）上に当接支持され、バッフル１０（詳しくは、バッフル１０の平坦な主面）が振動板３の正面側でフレーム２の側壁２ｂと略同一高さに支持され、振動板３の保護機能を発揮すると共に、スピーカ１の平坦な正面を構成している。なお、バッフル１０の固定は、接着剤によってバッフル１０の側壁１０ａとフレーム２の側壁２ｂ間で行われる。

スピーカ１の正面を構成しているバッフル１０には、振動板３とバッフル１０間に形成された内部正面気室１１から振動板３の振動に伴ってスピーカ１の正面側へ放音（排気）する貫通孔でなる複数の正面音孔１２が設けられている。

フレーム２とバッフル１０は互いに嵌合されることで、後側面が開口されたかまぼこ形のスピーカケースを構成して、スピーカ１の外形を構成しており、これによって、振動板３とバッフル１０間のスピーカ１後側面には、内部正面気室１１から振動板３の振動に伴ってスピーカ１の後側方へ放音（排気）する側面音孔１３が設けられている。

スピーカ１の正面と後側面には、これら２面に跨ってパッド１４が設けれている。パッド１４は、周知のクッション材、例えば独立発泡体であるポロン材を一定の幅および厚みで環状に形成したもので、スピーカ１の正面と後側面に沿うように曲げ部１４ａを有し、曲げ部１４ａより一側のＵ形部が、バッフル１０の半円形の前側縁およびその両端に連設された左右側縁からなるＵ形状の周側縁に沿ってバッフル１０の正面周側縁部に貼り付けられ、曲げ部１４ａより他側のコ形部が、フレーム２の主面後端面と側壁２ｂの両後端面からなるスピーカ１の正面側に開いたコ形の後端面に貼り付けられ、パッド１４によって正面音孔１２と側面音孔１３を一纏めに囲うような周側壁がスピーカ１の正面と後側面の２面に跨ってその周囲に形成されている。なお、パッド１４の貼り付けは、接着剤や両面テープによって行われる。

スピーカ１の正面と後側面には、これら２面に跨ってこれら２面を覆うナイロン製でメッシュ状（通音性、通気性）の補償布１５が設けられている。補償布１５は、パッド１４のスピーカ１接合面と反対側面に沿うように曲げ部１５ａを有し、周縁部がパッド１４のスピーカ１接合面と反対側面に接着剤や両面テープによって貼り付けられ、パッド１４を介してスピーカ１の正面と後側面の２面に跨ってその周囲に貼り付けられている。なお、パッド１４と補償布１５とは、予め接着剤や両面テープによって貼り合わされて一部品として構成されている。

側面音孔１３が設けられ、かつパッド１４の一部が貼り付けられるスピーカ１の後側面は、正面音孔１２が設けられ、かつパッド１４の一部が貼り付けられるスピーカ１の正面に対する曲げ角度が９０度より小さい傾斜面に形成するもので、フレーム２の前端部をバッフル１０の前端よりもさらに前側に突出し、その突出部分２ｃをバッフル１０に対して９０度より小さい曲げ角度で曲がるカット面に沿ってカットしたような、側面視で先端に行くに連れて高さ（厚み）が減じられる形状に形成し、スピーカ１の後側面を傾斜面に形成している。これによって、側面音孔１３の開口面積を、スピーカ１の平坦な正面に対して垂直なスピーカ１の後側面に設けられた側面音孔と比べて大きくしている。また屈曲面（スピーカ１の正面と後側面）に対するパッド１４の貼り付けに関し、貼り付け作業を容易に行うことができ、かつ角部で隙間を生じることなく確実に貼り付けることができる。なお、スピーカ１後側面のスピーカ１正面に対する曲げ角度が小さくなる程、スピーカ１の前後長が長くなることを考慮すると、その曲げ角度は約３５度〜約４５度が好ましい。

なお、スピーカ１の後側面内あるフレーム２の主面後端面と側壁２ｂの両後端面からなるスピーカ１の正面側に開いたコ形の後端面、つまりパッド１４の曲げ部１４ａより他側の貼り付け面２ｄは、各辺幅がパッド１４の幅と同一になるように形成される。

以上のように構成されたスピーカ１は、図３に示すように、例えば着信音や着信メロディーを放つ音孔２０が、直方体形状の表示部側筺体２１における先端側（直方体形状の操作部側筺体との結合部と反対側）の筺体側面２１ａで、表示部側筺体２１の表示面側の筺体主面２１ｂとの角部付近に設けられた折り畳み型携帯電話機の着信音や着信メロディを鳴動するスピーカとして使用される。これは、携帯型電子機器の筺体内に組み込まれる電気音響変換器が発する音を該電気音響変換器側方の前記筐体側面に設けられた音孔から外部に放つ電気音響変換装置の一例であり、折り畳み型携帯電話機、表示部側筺体２１、筺体側面２１ａ、音孔２０がそれぞれ、携帯型電子機器、携帯型電子機器筺体、筺体側面、音孔に相当する。

したがって、スピーカ１は、図３に示すように、折り畳み型携帯電話機の表示部側筺体２１内における音孔２０の直前位置に図示しない固定手段を介して固定される。

その際、スピーカ１は、筺体主面２１ｂの内面に、スピーカ１正面のパッド１４および補償布１５を介して当接されると共に、筺体側面２１ａ内面の音孔２０周囲に、スピーカ１後側面のパッド１４および補償布１５を介して当接され、表示部側筺体２１内に固定される。

またその際、スピーカ１は、パッド１４が厚み寸法に対して２０％程度圧縮されることにより、スピーカ１の正面および後側面と筺体主面２１ｂの内面および筺体側面２１ａの内面との間に隙間ができないように、表示部側筺体２１内に固定され、スピーカ１の正面および後側面と筺体主面２１ｂの内面および筺体側面２１ａの内面との間に、スピーカ１正面側で内部正面気室１１と正面音孔１２を通して連通し、かつスピーカ１後側面側で側面音孔１３と合流し、その側面音孔１３を通して内部正面気室１１と筺体側面２１ａ内面の音孔２０とに連通する空間、つまり外部気室１６が形成される。

さらにその際、スピーカ１は、表示部側筺体２１内に配置された回路基板電極に、スピーカ１背面に設けられた一対の接触バネ片９を介して電気的に接続される。

以上のように折り畳み型携帯電話機に実装されたスピーカ１は、表示部側筺体２１と組み合わされたことで、スピーカ１の駆動によりスピーカ１の正面音孔１２を通過した音（着信音や着信メロディー）は、スピーカ１正面の外部空間１６に入り、筺体主面２１ｂの内面に沿ってスピーカ１の側面音孔１３の方向（後側方）へ伝搬し、スピーカ１の側面音孔１３を通過した音とスピーカ１の側面音孔１３付近で合流した後、筺体側面２１ａに設けられた音孔２０から外部に放たれる。

振動板３の正面側から側面音孔１３までの空間は、振動板３の振動による空気（音）の排除容積であり、側面音孔１３はその空気（音）の排気孔であるため、排除容積や側面音孔１３の開口面積が小さいほど振動板３の振動に影響を与える音響抵抗（内部圧力）が上がり、振動板３が振動し難くなり、音圧の低下要因となるが、スピーカ１は、正面と側面に音孔１２，１３が設けられたことにより、スピーカ１自身が有するスピーカ１内部の空間（正面気室１１）容積とスピーカ１と筺体主面２１ｂの内面間のスピーカ１外部の空間（外部空間１６）容積の両方を、振動板３の振動による空気（音）の排除容積として利用できると共に、側面音孔１３の開口面積もスピーカ１内部の空間（正面気室１１）とスピーカ１外部の空間（外部空間１６）の断面積を合わせた大きなものとなる。このため、振動板３の振動に影響を与える音響抵抗が減少し、振動板３が振動し易くなり、従来と同じスピーカ１駆動電力でもスピーカ１の音圧が向上する。これをシミュレーションを行って確認する。

図４はシミュレーション例を示すグラフであり、スピーカ１の正面と側面に音孔１２，１３が設けられた本実施形態のスピーカ装置と、比較対象として、図５に示すように、スピーカ１Ａの正面のみに音孔１２が設けられた正面放音型のスピーカ装置（比較例１）と、図６に示すように、スピーカ１Ｂの側面のみに音孔１３が設けられた側面放音型のスピーカ装置（比較例２）との周波数−音圧特性を示す（入力：０．４Ｗ，測定距離１０ｃｍ）。なお、比較例１，２のスピーカ装置は、本実施形態のスピーカ装置と比べて排除容積や側面音孔（排気孔）１３の開口面積が小さい（［発明が解決しようとする課題］参照）。

シミュレーションの結果、本実施形態のスピーカ装置では、１．０〜１．３ＫＨｚの周波数において音圧レベルが比較例１，２のスピーカ装置に比べて高い音圧レベルが得られていることが判る。これによって、スピーカ１の正面と側面に音孔１２，１３を設け、空気（音）の排除容積と側面音孔１３の開口面積の両方を大きすることで、音圧が向上することが確認できた。

以上のように本実施形態のスピーカ装置は、スピーカ１の組み込みスペースやそれ自体の厚みを増加させることなく、スピーカ１の音圧の向上を図ることができ、十分な音圧を得ることができる。

本実施形態のスピーカ装置では、スピーカ１の側面音孔１３が設けられるスピーカ１の後側面を、スピーカ１の正面音孔１２が設けられるスピーカ１の平坦な正面に対する曲げ角度が９０度より小さい傾斜面に形成することで、側面音孔１３の開口面積を、スピーカ１の平坦な正面に対して垂直なスピーカ１の後側面に設けられた側面音孔と比べて大きくしているため、スピーカ１の音圧を向上させることに寄与できる。またスピーカ１の正面と後側面に対するパッド１４の貼り付け作業を容易に行うことができ、かつ角部で隙間を生じることなく確実に貼り付けることができる。さらに筺体主面２１ｂの内面および筺体側面２１ａの内面に対するパッド１４の当接を、角部で隙間を生じることなく確実に、かつ容易に行うことができる。これによって、折り畳み型携帯電話機の表示部側筺体２１内へのスピーカ１の組み込み（実装）作業を容易に行うことができ、かつ外部気室１６からの音漏れ等を生じることなく確実に行うことができる。

本発明の実施形態に係るスピーカの正面図である。 図１のスピーカの分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 シミュレーション例を示すグラフである。 正面放音型のスピーカ装置（比較例１）の断面図である。 側面放音型のスピーカ装置（比較例２）の断面図である。

符号の説明

１ スピーカ（電気音響変換器）
２ フレーム
３ 振動板
４ 磁気回路
４ａ ヨーク
５ ボイスコイル
１０ バッフル
１１ 正面気室
１２ 正面音孔
１３ 側面音孔
１４ パッド
１４ａ 曲げ部
１６ 外部気室
２０ 音孔
２１ 表示部側筺体（筺体）
２１ａ 筺体側面
２１ｂ 筺体主面

Claims (3)

1. 携帯型電子機器の筺体内に組み込まれる電気音響変換器が発する音を該電気音響変換器側方の前記筐体側面に設けられた音孔から外部に放つ電気音響変換装置において、
   前記電気音響変換器の正面と側面に設けられる音孔と、前記正面音孔と前記側面音孔を一纏めに囲うよう前記電気音響変換器正面から前記側面音孔が設けられた前記電気音響変換器側面に跨って設けられ前記筺体内面に当接することにより、前記正面音孔を通過した音を前記筺体内面に沿って前記側面音孔の方向へ導き前記側面音孔を通過した音と前記側面音孔付近で合流させた後、前記筐体側面に設けられた前記音孔に導く空間を形成する環状のパッドを備えていることを特徴とする電気音響変換装置。
2. 前記電気音響変換器の背面側には、磁気回路を構成するヨークと薄膜フィルムからなる振動板の周囲を支持するフレームが設けられ、前記電気音響変換器の正面側には、前記振動板を保護する金属板からなるバッフルが設けられ、前記正面音孔は、前記振動板正面側の前記バッフルに設けられ、前記側面音孔は、前記振動板と前記バッフル間の前記電気音響変換器側面に設けられている請求項１に記載の電気音響変換装置。
3. 前記側面音孔が設けられる前記電気音響変換器の側面は、前記正面音孔が設けられる前記電気音響変換器の平坦な正面に対する曲げ角度が９０度より小さい傾斜面に形成されている請求項１または２に記載の電気音響変換装置。

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