JP3962643B2 - 電気−機械−音響変換器および携帯端末装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号により機械振動または発音の動作をする電気−機械−音響変換器と、これを搭載した携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機には着信を知らせる手段として、ベル音またはメロディ音を発生する発音体と機械振動を発生するマイクロモータがそれぞれ搭載されていた。さらに、受話音を再生するための受話用スピーカ（すなわち、レシーバ）を搭載する必要があった。
【０００３】
そこで、携帯電話機などの携帯端末装置の小型、軽量化を図り、部品点数を削減するために、発音と機械振動との２つの機能を１つの電気−機械−音響変換器で実現する機構が考案された（実開平５−８５１９２号公報）。
【０００４】
このような電気−機械−音響変換器５０００を図１０に示す。電気−機械−音響変換器５０００において、円形の振動板１の外周部がケース２に取り付けられている。ケース２には底板５が設けられ、ヨーク３は底板５に固定されている。サスペンション６はケース２で支持されており、マグネット４はサスペンション６で支持されている。
【０００５】
ボイスコイル７は、ヨーク３の内周面とマグネット４の外周面との間に形成された磁気ギャップに挿入され、一端が振動板１に固定されている。ヨーク３とマグネット４とは磁気回路を形成し、サスペンション６とマグネット４とで機械振動系が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の電気−機械−音響変換器で５０００では、ボイスコイル７に電気信号が加えられると、ボイスコイル７と磁気回路との間には、作用・反作用の力が働く。仮にボイスコイル７に働く力を作用の力とすると、その力によって、ボイスコイル７が取り付けられている振動板１が振動して音が発生する。
【０００７】
また、磁気回路に働く反作用の力によって、サスペンション６で支持されたマグネット４が振動し、サスペンション６を介してケース２に振動が伝わり、ケース２は振動する。
【０００８】
しかし、サスペンション６の材料は、板バネなど内部損失の小さなものであることから、共振周波数における機械振動力の尖鋭度が大きくなる。図１１ににマグネット４が振動することにより発生する機械振動力の周波数特性を一点鎖線３００で示す。
【０００９】
機械振動系の共振周波数をｆ_０とし、共振周波数ｆ_０での機械振動力の値より３ｄＢ低い値の機械振動力を発生する周波数をｆ_１およびｆ_２とすると、尖鋭度Ｑｆ_０は式（１）で表される。
【００１０】
Ｑｆ_０＝ｆ_０／（ｆ_２−ｆ_１） （１）
電気−機械−音響変換器で５０００において、機械振動系の共振周波数における機械振動力の尖鋭度は大きくなる。そのため、使用条件の変化によって機械振動系の共振周波数が変化し、入力信号の周波数と共振周波数とが少しでもずれると機械振動力は小さくなって十分な振動が得られないという問題があった。そのために常に共振周波数を追尾し、入力信号の周波数を変えていく回路を付加する方法もあるがシステムとして大きくなるという問題があった。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、使用条件が変化した場合でも安定した十分な大きさの機械振動力を得ることができる電気−機械−音響変換器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気−機械−音響変換器は、振動板と、可動部と、振動板および可動部が振動するための駆動力を発生する駆動部と、可動部が振動することにより得られる振動力の尖鋭度を抑制する抑制手段とを備え、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
可動部は駆動部に磁束を供給する磁気回路を有してもよい。
【００１４】
可動部は、磁気回路と一体に形成された重りをさらに備えてもよい。
【００１５】
可動部は振動板に対向して配置され、抑制手段は、可動部に対して振動板とは反対側に設けられた弾性体であってもよい。
【００１６】
弾性体はスポンジ材であってもよい。
【００１７】
弾性体はスプリング材であってもよい。
【００１８】
振動板を支持する支持部をさらに備え、抑制手段は、振動板に対向して設けられた可動部の振動板とは反対側の位置に設けられた第１のマグネットと、第１のマグネットに対向して支持部に設けられた第１のマグネットとは逆方向に着磁された第２のマグネットとを備えてもよい。
【００１９】
抑制手段は可動部を支持するサスペンションであり、サスペンションの材料は内部損失係数が０．０１以上の材料であってもよい。
【００２０】
抑制手段は可動部を支持するサスペンションであり、サスペンションの材料は粘性の高い高分子材料を含む複合材料であってもよい。
【００２１】
抑制手段は可動部を支持するサスペンションであり、サスペンションの材料は転位型制振合金であってもよい。
【００２２】
抑制手段は可動部を支持するサスペンションであり、サスペンションの材料は内部損失係数の異なる少なくとも２種類の材料の積層材であってもよい。
【００２３】
サスペンションの材料は金属と樹脂との積層材である制振鋼板であってもよい。
【００２４】
サスペンションの材料は少なくとも２種類の金属の積層材である制振合金であってもよい。
【００２５】
振動板を支持する支持部をさらに備え、支持部と振動板との間に空間が形成され、可動部と支持部とに接続され、空間を２つに分割する分割部をさらに備え、分割部と支持部との間に形成された空間と外部空間とを連通する少なくとも１つの空気穴が支持部に形成され、抑制手段は分割部、支持部および少なくとも１つの空気穴を含んでもよい。
【００２６】
本発明の携帯端末装置は、筐体と、筐体内に設けられた電気−機械−音響変換器とを備え、電気−機械−音響変換器は、振動板と、可動部と、振動板および可動部が振動するための駆動力を発生する駆動部と、可動部が振動することにより得られる振動力の尖鋭度を抑制する抑制手段とを備え、筐体には電気−機械−音響変換器から発生した音が放射されるように音孔が形成されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１および図２に本発明の実施の形態１の電気−機械−音響変換器１０００を示す。図１は図２に示す一点鎖線Ｃ−Ｄに沿った電気−機械−音響変換器１０００の平面図であり、図２は図１に示す一点鎖線Ａ−Ｂに沿った電気−機械−音響変換器１０００の断面図である。
【００２９】
電気−機械−音響変換器１０００は、振動板１０８と、振動板１０８に対向して配置された可動部１１８と、可動部１１８を支持するサスペンション１１４と、振動板１０８およびサスペンション１１４の周辺部を支持する支持部１０９と、振動板１０８および可動部１１８が振動するための駆動力を発生するボイスコイル１１７と、可動部１１８が振動することにより発生する機械振動力の尖鋭度を抑制する抑制手段２００とを備える。
【００３０】
円形の振動板１０８は、例えば厚さ１０μｍから５０μｍ程度の非磁性体であるチタン材またはポリカーボネート等の樹脂材料から形成される。碗形状の支持部１０９は、例えばプラスチック等の樹脂材料から形成される。支持部１０９は、サスペンション１１４を挟み込むために２つ以上の部品から構成されてもよい。支持部１０９は、例えば携帯端末装置等の筐体１１９に固定される。
【００３１】
可動部１１８は磁気回路１１６と重り１１３とを備え、支持部１０９に対して相対的に動作する。磁気回路１１６は、ヨーク１１０と、マグネット１１１とプレート１１２とを備える。碗形状のヨーク１１０は、例えば軟鉄などの強磁性体材料から形成される。円柱形状のマグネット１１１は、例えば希土類（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）の永久磁石である。円柱形状のプレート１１２は、例えば軟鉄などの強磁性体材料から形成され、マグネット１１１の振動板１０８側の面に設けられる。ヨーク１１０の内周面とプレート１１２の外周面との間に磁気ギャップ１１５が形成されている。重り１１３はヨーク１１０と一体に形成され得る。ヨーク１１０に重り１１３を付加して可動部１１８の質量を増加することでより大きな機械振動力が得られる。ヨーク１１０とマグネット１１１とは例えば接着剤で固着されている。また、マグネット１１１とプレート１１２とも例えば接着剤で固着されている。サスペンション１１４および可動部１１８は機械振動系１２０を形成する。
【００３２】
抑制手段２００は、例えば円柱形状のスポンジ材またはスプリング材等の弾性体である。抑制手段２００は可動部１１８上で振動板１０８とは反対側に設けられる。図１に示す本実施の形態では、抑制手段２００は磁気回路１１６のヨーク１１０上に設けられ、抑制手段２００は可動部１１８とともに振動する。
【００３３】
円筒形状のボイスコイル１１７が磁気ギャップ１１５に挿入され、ボイスコイル１１７の一端は振動板１０８に取り付けられている。磁気回路１１６はボイスコイル１１７に磁束を供給する。ボイスコイル１１７は、駆動回路１０１に接続され、振動板１０８および可動部１１８が振動するための駆動力を発生する駆動部として機能する。
【００３４】
サスペンション１１４は円周方向に円弧状の３本の腕１１４ｃ、１１４ｄおよび１１４ｅを延ばした形状であり、各腕の一端１１４ａがヨーク１１０および重り１１３に固定され、他端１１４ｂが支持部１０９に固定されている。サスペンション１１４の腕は２本以上であればよいが、磁気回路１１６のローリングを防ぐためには、３本以上が望ましい。サスペンション１１４の材料としてはバネ性を考慮して例えばステンレスが用いられている。
【００３５】
次に、電気−機械−音響変換器１０００の動作について説明する。
【００３６】
駆動回路１０１は例えば携帯端末装置の受信信号処理回路であり、駆動回路１０１からボイスコイル１１７に交流の電気信号が加えられると、ボイスコイル１１７と磁気回路１１６の間に作用・反作用の力が働く。仮に、磁気回路１１６に働く力を反作用の力とすれば、この反作用の力がサスペンション１１４で支持された可動部１１８に加わり、可動部１１８は振動する。例えば、サスペンション１１４と可動部１１８とで構成される機械振動系１２０の共振周波数が１５０Ｈｚの場合、電気信号が２００Ｈｚ以下の周波数を含めば可動部１１８が振動して機械振動力が発生し、それ以上の周波数を含めば振動板１０８が振動して音が発生する。特に、ボイスコイル１１７に加える電気信号の周波数が機械振動系１２０の共振周波数と一致する場合は、大きな機械振動力が発生する。可動部１１８に発生する機械振動力はサスペンション１１４を介して支持部１０９に伝わり、支持部１０９および支持部１０９が固着された筐体１１９は振動する。電気−機械−音響変換器１０００は機械振動と音の発生との両方の機能を有する。
【００３７】
抑制手段２００は、支持部１０９と磁気回路１１６との間に存在する。このため、例えば電気信号の周波数と機械振動系１２０の共振周波数とが一致した場合など可動部１１８の大振幅時には、抑制手段２００は支持部１０９と磁気回路１１６の間において圧縮されて機械振動力を抑制する。
【００３８】
図３に可動部１１８が振動することにより発生する機械振動力の周波数特性を示す。機械振動力が大きいほど可動部１１８は大きく振動する。電気−機械−音響変換器１０００が抑制手段２００を備える場合の機械振動力の周波数特性を実線３１０で示し、電気−機械−音響変換器１０００が抑制手段２００を備えない場合の機械振動力の周波数特性を点線３２０で示す。図１１に示した従来の電気−機械−音響変換器５０００における機械振動力の周波数特性を一点鎖線３００で示す。
【００３９】
電気−機械−音響変換器１０００が抑制手段２００を備えない場合、図３に示すように、機械振動力の共振周波数ｆ_０における尖鋭度は大きくなる。一方、電気−機械−音響変換器１０００が抑制手段２００を備える場合、可動部１１８の大振幅時には抑制手段２００が可動部１１８の振動を抑制する。このため、機械振動力の共振周波数ｆ_０における尖鋭度は抑制手段２００により抑制され、尖鋭度は小さくなる。尖鋭度が小さくなることにより、機械振動力の周波数に対する変化の割合が小さくなるために、使用条件による共振周波数ｆ_０の変化に伴う機械振動力のばらつきを小さくすることできる。
【００４０】
なお、電気−機械−音響変換器１０００が抑制手段２００を備える場合の機械振動力の最大値は、抑制手段２００を備えない場合の機械振動力の最大値よりも小さくなる。このため、十分な機械振動力を得るために、駆動回路１０１からボイスコイル１１７に加えられる電気信号の電流値は、従来の電気−機械−音響変換器５０００のボイスコイル７（図１０）に加えられる電気信号の電流値よりも大きいことが望ましい。ボイスコイル１１７に加えられる電気信号の電流値を大きくすることにより、機械振動力の尖鋭度が抑制手段２００によって抑制された状態においても、所望の強さの機械振動力を得ることができる。例えば、図３に示すように、電気−機械−音響変換器１０００が抑制手段２００を備える場合の機械振動力の最大値が、従来の電気−機械−音響変換器５０００における機械振動力の最大値と一致するように電気信号の電流値を設定することにより、所望の大きさの機械振動力を得ることができる。
【００４１】
このように、抑制手段２００が機械振動力の尖鋭度を小さくすることにより、可動部１１８が振動し、十分な機械振動力を得ることが可能な周波数帯域を拡大することができる。これにより、使用条件により可動部１１８の共振周波数が変化した場合（すなわち電気信号の周波数が機械振動系１２０の共振周波数と一致しない場合）でも安定した十分な大きさの機械振動力を得ることができる。
【００４２】
電気−機械−音響変換器１０００では、抑制手段２００を付加することにより機械振動力の尖鋭度を小さくすることができる。
【００４３】
また落下等の衝撃に対しても抑制手段２００は緩和剤となるために可動部１１８の破損を防止することができる。また、大振幅時などにおいて可動部１１８が支持部１０９に当たるのを防ぐことができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、抑制手段２００を磁気回路１１６上に固着したが、支持部１０９の磁気回路１１６と対向する面に固着させても同様の効果が得られる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、可動部１１８は磁気回路１１６および重り１１３を備えるが、磁気回路１１６から機械振動力が十分に得られる場合は可動部１１８から重り１１３が省略されてもよい。
【００４６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における電気−機械−音響変換器２０００を図４に示す。図４は電気−機械−音響変換器２０００の断面図である。電気−機械−音響変換器２０００は、抑制手段２００の代わりに抑制手段２２０を備える点が電気−機械−音響変換器１０００（図１および図２）と異なる。抑制手段２２０は第１のマグネット２０１と第２のマグネット２０２とを備える。電気−機械−音響変換器２０００のそれ以外の構成要素は、電気−機械−音響変換器１０００と同様である。
【００４７】
第１のマグネット２０１は、可動部１１８の振動板１０８とは反対側の位置に設けられる。本実施の形態では、第１のマグネット２０１はヨーク１１０の上部に設けられる。第２のマグネット２０２は、支持部１０９の第１のマグネット２０１と対向する面に設けられる。第１のマグネット２０１と第２のマグネット２０２とは互いに反発するように逆方向に着磁されている。図５Ａおよび図５Ｂは第１のマグネット２０１および第２のマグネット２０２の平面図である。第１のマグネット２０１および第２のマグネット２０２は、例えば希土類（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）の永久磁石であり、円柱形状である。
【００４８】
次に、電気−機械−音響変換器２０００の動作について説明する。
【００４９】
駆動回路１０１からボイスコイル１１７に交流の電気信号が加えられると、ボイスコイル１１７と磁気回路１１６との間に作用・反作用の力が働く。磁気回路１１６に働く反作用の力がサスペンション１１４に支持された可動部１１８に加わり、可動部１１８が振動する動作は実施の形態１の電気−機械−音響変換器１０００と同様である。電気−機械−音響変換器１０００と同様に、ボイスコイル１１７に加える電気信号の周波数がサスペンション１１４および可動部１１８から構成される機械振動系１２０の共振周波数と一致する場合は、可動部１１８は大きく振動する。
【００５０】
電気−機械−音響変換器２０００は、抑制手段２００の代わりに抑制手段２２０を備える点が電気−機械−音響変換器１０００と異なる。抑制手段２２０が備える第１のマグネット２０１および第２のマグネット２０２は、着磁方向が逆であるために、互いに常に反発する力が生じている。例えば、電気信号の周波数と機械振動系１２０の共振周波数とが一致した場合などの可動部１１８の大振幅時には、第１のマグネット２０１と第２のマグネット２０２と間の距離が短くなるためにその間に生じる反発力は増加し、可動部１１８の振動を抑制する。つまり抑制手段２２０により機械振動力の尖鋭度が抑制され、尖鋭度を小さくすることができる。可動部１１８が振動し、十分な機械振動力を得ることが可能な周波数帯域を拡大することができるので、使用条件により可動部１１８の共振周波数が変化した場合でも安定した十分な大きさの機械振動力を得ることができる。
【００５１】
なお、実施の形態２では第１のマグネット２０１および第２のマグネット２０２として希土類材料を用いたが、同様の効果が得られるのであればフェライトなどの他の材料が用いられてもよい。また第１のマグネット２０１および第２のマグネット２０２の形状は円柱形状としたが、十分な反発力が得られるのであれば、その形状は特に問わず、リング型、直方体などでもよい。また図５Ａおよび図５Ｂに示すように同じ形状でなくてもよい。
【００５２】
なお、本実施の形態２では第２のマグネット２０２は支持部１０９上に設けたが、支持部１０９に埋め込む形で設けてもよい。同様に第１のマグネット２０１もヨーク１１０へ埋め込む形で設けてもよい。
【００５３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における電気−機械−音響変換器３０００を図６に示す。図６は電気−機械−音響変換器３０００の断面図である。
【００５４】
電気−機械−音響変換器３０００は、サスペンション１１４の代わりにサスペンション１２４を備える点と、抑制手段２００が省略された点が電気−機械−音響変換器１０００（図１および図２）と異なる。サスペンション１２４は、可動部１１８を支持するとともに、可動部１１８が振動することにより発生する機械振動力の尖鋭度を抑制する抑制手段として機能する。サスペンション１２４および可動部１１８は機械振動系１２５を形成する。電気−機械−音響変換器３０００のそれ以外の構成要素は、電気−機械−音響変換器１０００と同様である。
【００５５】
サスペンション１２４は可動部１１８を支持する。サスペンション１２４は粘性の高い高分子材料（例えばゴム）を含む複合材料から形成される。サスペンション１２４は例えばアルミ−ゴム−アルミの３層構造を有する。サスペンション１２４の材料として機械振動系１２５の振動に対して内部損失が高く、振動を減衰させる材料が用いられる。サスペンション１２４の形状は実施の形態１のサスペンション１１４（図１および図２）と同様である。
【００５６】
次に、電気−機械−音響変換器３０００の動作について説明する。
【００５７】
駆動回路１０１からボイスコイル１１７に交流の電気信号が加えられると、ボイスコイル１１７と磁気回路１１６の間に作用・反作用の力が働く。磁気回路１１６に働く反作用の力がサスペンション１２４に支持された可動部１１８に加わり、可動部１１８が振動する動作は実施の形態１の電気−機械−音響変換器１０００と同様である。電気−機械−音響変換器１０００と同様に、ボイスコイル１１７に加える電気信号の周波数が機械振動系１２５の共振周波数と一致する場合は、可動部１１８は大きく振動する。
【００５８】
電気−機械−音響変換器３０００は、サスペンション１１４の代わりにサスペンション１２４を備える点と、抑制手段２００が省略された点が電気−機械−音響変換器１０００（図１および図２）と異なる。可動部１１８を支持するサスペンション１２４の材料としては機械振動系１２５の振動に対して内部損失が高く、振動を減衰させる材料が用いられる。そのため、例えば電気信号の周波数と機械振動系１２５の共振周波数とが一致した場合などの可動部１１８の大振幅時には、内部損失が高いサスペンション１２４が可動部１１８の振動を抑制する。サスペンション１２４により機械振動力の尖鋭度が抑制され、尖鋭度を小さくすることができる。
【００５９】
その結果、実施の形態１および２で示したような抑制手段２００（弾性体等）および抑制手段２２０（第１のマグネット２０１および第２のマグネット２０２）を付加することなく、可動部１１８が振動し、十分な機械振動力を得ることが可能な周波数帯域を拡大することができる。これにより、使用条件により可動部１１８の共振周波数が変化した場合でも安定した十分な大きさの機械振動力を得ることができる。
【００６０】
またサスペンション１２４の基材として金属であるアルミを用いているために、サスペンション１２４が支持系として機能するための弾性力も確保できる。
【００６１】
なお、本実施の形態の上記の説明では、サスペンション１２４の材料として粘性の高い高分子材料を含む複合材料（アルミ−ゴム−アルミの３層構造）を用いたが、同様の効果が得られるのであればアルミ−エポキシ−アルミの３層構造、アルミ−アクリル−アルミの３層構造などを用いてもよい。また、サスペンション１２４の材料として、ポリエーテルサルゴン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｐｈｏｎｅ）およびポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）等の内部損失係数の高い材料が用いられてもよい。サスペンション１２４の材料は内部損失係数が０．０１以上の材料であることが望ましい。また、サスペンション１２４の材料として金属内部の転位運動により振動を吸収するマグネシウムや転位型制振合金（例えばマグネシウム−ジルコニウム合金）を用いてもよい。また、サスペンション１２４の材料として少なくとも２種類の材料を含む積層材（例えばアルミ−銅合金とアルミ−アロイ複合材との２層の積層材）を用いてもよく、各層の間の境界面での摩擦で機械振動を吸収させることにより機械振動力の尖鋭度を抑制することができる。このようなサスペンション１２４の材料として用いられる積層材の材料は互いに内部損失係数が異なる。また、サスペンション１２４の材料として金属と樹脂との積層材である制振鋼板が用いられてもよい。また、サスペンション１２４の材料として少なくとも２種類の金属の積層材である制振合金が用いられてもよい。
【００６２】
なお、サスペンション１２４の材料としては積層材に限定されず、例えばステンレスの基材の上にＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）などの制振材料を塗布した材料を用いてもよい。
【００６３】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における電気−機械−音響変換器４０００を図７に示す。図７は電気−機械−音響変換器４０００の断面図である。
【００６４】
電気−機械−音響変換器４０００は、振動板１０８と、振動板１０８に対向して配置された可動部２２８と、可動部２２８を支持するサスペンション１３３と、振動板１０８およびサスペンション１３３の周辺部を支持する支持部１３９と、ボイスコイル１１７と、可動部２２８と支持部１３９とに接続されたしきり板１３４とを備える。
【００６５】
可動部２２８は磁気回路２１６と重り１２３とを備え、支持部１３９に対して相対的に動作する。磁気回路２１６は、碗形状のヨーク２１０と、マグネット１１１とプレート１１２とを備える。強磁性体のヨーク２１０の内周面とプレート１１２の外周面との間に磁気ギャップ２１５が形成されている。重り１２３はヨーク２１０と一体に形成され得る。サスペンション１３３および可動部２２８は機械振動系１２１を形成する。サスペンション１３３の材料および形状は実施の形態１のサスペンション１１４と同様である。ボイスコイル１１７は、振動板１０８および可動部２２８が振動するための駆動力を発生する。碗形状の支持部１３９は、サスペンション１３３およびしきり板１３４を挟み込むために３つ以上の部品から構成されてもよい。
【００６６】
しきり板１３４は、支持部１３９と振動板１０８との間に形成された空間を２つに分割する分割部として機能する。しきり板１３４は断面形状が円弧形状を変形させた略ロール型の形状をしている。
【００６７】
支持部１３９には、支持部１３９としきり板１３４とヨーク２１０との間に形成された空間と電気−機械−音響変換器４０００の外部空間とを連通する空気穴１３５が形成されている。空気穴１３５として例えば複数個の円形の穴が支持部１３９に形成される。しきり板１３４、空気穴１３５および支持部１３９は、可動部２２８が振動することにより発生する機械振動力の尖鋭度を抑制する抑制手段として機能する。
【００６８】
次に、電気−機械−音響変換器４０００の動作について説明する。
【００６９】
駆動回路１０１からボイスコイル１１７に交流の電気信号が加えられると、ボイスコイル１１７と磁気回路２１６との間に作用・反作用の力が働く。磁気回路２１６に働く反作用の力がサスペンション１３３に支持された可動部２２８に加わり、可動部２２８は振動する動作は実施の形態１の電気−機械−音響変換器１０００と同様である。電気−機械−音響変換器１０００と同様に、ボイスコイル１１７に加える電気信号の周波数が機械振動系１２１の共振周波数と一致する場合は、可動部２２８は大きく振動する。
【００７０】
電気−機械−音響変換器４０００は、しきり板１３４を備える点と、抑制手段２００が省略された点とが電気−機械−音響変換器１０００と異なる。可動部２２８の振動時にはしきり板１３４も共に振動し、しきり板１３４と支持部１３９との間の空間内の空気は圧縮される。圧縮された空気は空気穴１３５から外部に放出される。このとき空気穴１３５内を空気が移動することによって生じる音響抵抗が可動部２２８の振動を抑制する。この音響抵抗によって可動部２２８が振動することにより発生する機械振動力が抑制され、機械振動力の尖鋭度を小さくすることができる。
【００７１】
その結果、可動部２２８が振動し、十分な機械振動力を得ることが可能な周波数帯域を拡大することができるので、使用条件により可動部２２８の共振周波数が変化した場合でも安定した十分な大きさの機械振動力を得ることができる。また、可動部２２８はサスペンション１３３およびしきり板１３４の２つの構成要素で支持されるので、可動部２２８がローリングしにくくなるという効果も得られる。
【００７２】
なお、本実施の形態ではしきり板１３４の形状は略ロール型であったが、空間を遮断し、可動部２２８の振幅余裕を確保できる形状であれば、波形状等でもよい。
【００７３】
なお、本実施の形態では空気穴１３５は円筒形状であったが、同様の音響抵抗を得られれば大きさ、形状、個数はこの限りでない。空気穴１３５の形状、個数の設定により可動部２２８の振動を抑制する割合が変化するので、可動部２２８が振動し、十分な機械振動力を得ることが可能な周波数帯域を調整することができる。
【００７４】
また、支持部１３９に振動板１０８背面側の空間と外部空間とを連通する空気穴が形成されてもよい。
【００７５】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５として、本発明の電気−機械−音響変換器を備えた携帯端末機である携帯電話機６１について図８および図９を参照して説明する。
【００７６】
図８は、本発明の実施の形態５における携帯電話機６１の一部破断斜視図を示す。図９は携帯電話機６１内部のブロック図を示す。
【００７７】
携帯電話機６１は、筐体６２と、筐体６２に設けられた音孔６３と、電気−機械−音響変換器６４とを備える。携帯電話機６１に備えられる電気−機械−音響変換器６４としては、本発明の実施の形態１、２、３および４で示した電気−機械−音響変換器１０００、２０００、３０００および４０００の何れかが適用される。筐体６２内部において電気−機械−音響変換器６４は、振動板１０８が音孔６３に対向するように設けられている。
【００７８】
図９に示すように、携帯電話機６１は、アンテナ１５０と、送受信回路１６０と、呼出信号発生回路１６１と、マイクロホン１５２とを更に備える。また、送受信回路１６０は、復調部１６０ａ、変調部１６０ｂ、信号切替部１６０ｃおよび留守録音部１６０ｄを備える。
【００７９】
アンテナ１５０は最寄りの基地局より出力された電波の受信および基地局への電波の送信のために用いられる。復調部１６０ａはアンテナ１５０から入力された変調波を復号して受信信号に変換し、受信信号を信号切替部１６０ｃに出力する。信号切替部１６０ｃは受信信号の内容に応じて信号処理を切り換える回路である。受信信号が着信信号である場合は呼出信号発生回路１６１に出力され、音声信号の場合は電気−機械−音響変換器６４に出力され、留守録音の音声信号の場合は留守録音部１６０ｄに出力される。留守録音部１６０ｄは例えば半導体メモリである。電源オン時の留守録音メッセージは留守録音部１６０ｄに記憶されるが、携帯電話機６１がサービスエリア外にあるときや電源がオフ時には、留守録音メッセージは基地局の記憶装置に記憶される。呼出信号発生回路１６１は呼出信号を生成し、電気−機械−音響変換器６４に出力する。
【００８０】
従来の携帯電話機と同様に、携帯電話機６１には、電気音響変換器として小型のマイクロホン１５２が設けられている。変調部１６０ｂは、ダイヤル信号や、マイクロホン１５２で変換された音声信号を変調し、アンテナ１５０に出力する。
【００８１】
このような携帯端末装置としての携帯電話機６１の動作を説明する。
【００８２】
基地局から出力された電波はアンテナ１５０で受信され、復調部１６０ａでベースバンドの受信信号に復調される。信号切替回路１６０ｃは、受信信号が着信信号であることを検出すると、着信を携帯電話機６１の使用者に知らせるため、着信信号を呼出信号発生回路１６１に出力する。
【００８３】
呼出信号発生回路１６１は、このような着信信号を受けると、呼出信号を出力する。呼び出し設定がマナーモードの場合、呼出信号は電気−機械−音響変換器６４の機械振動系の共振周波数に近い周波数成分を含む電気信号として入力される。その結果、機械振動系から最も大きな振動が得られ、支持部が大きく振動する。その支持部の振動により、携帯電話機の筐体６２が加振され、携帯電話機本体６１が振動する。このようにして使用者は携帯電話機本体６１の振動により着信を知ることができる。一方、呼び出し設定が標準モードの場合、呼出信号は可聴帯域の純音又はそれらの複合音の信号を含み、この呼び出し信号が電気−機械−音響変換器６４に入力されると電気−機械−音響変換器６４の振動板が振動し着信音を発生する。この着信音は音孔６３を通して外部に出力され、使用者に着信を知らせる。
【００８４】
使用者が受話状態に入ると、信号切替部１６０ｃは受信信号のレベル調整を行った後、受信された音声信号を電気−機械−音響変換器６４に直接出力する。電気−機械−音響変換器６４はレシーバ又はスピーカとして動作し、音声信号を再生する。
【００８５】
使用者の音声はマイクロホン１５２で検知され、音声信号に変換されて変調部１６０ｂに入力される。変調部１６０ｂにおいて音声信号は変調され、所定の搬送波に変換されてアンテナ１５０から出力される。
【００８６】
また、携帯電話機６１の使用者が電源がオンの状態で留守録音状態にセットした場合、送話内容は留守録音部１６０ｄに記憶される。また携帯電話機６１の使用者が電源をオフにしている場合、送話内容は基地局に一時記憶される。そして使用者がキー操作により留守録音の再生依頼を行うと、信号切替部１６０ｃはこの依頼を受けて、留守録音部１６０ｄまたは基地局から録音メッセージを取得する。そしてその音声信号を拡声レベルに調整し、電気−機械−音響変換器６４に出力する。このとき、電気−機械−音響変換器６４はレシーバ又はスピーカとして動作し、メッセージを出力する。
【００８７】
このように、従来の携帯電話機に複数個内蔵していた音響部品の数を減らすことが可能となる。また携帯電話機の持ち方、置き方などによる使用条件の変化によって機械振動系の共振周波数が変化する。しかし本発明の電気−機械−音響変換器の機械振動力の尖鋭度は小さいために常に使用者が感じる振動力をほぼ一定にすることが可能である。
【００８８】
振動は周波数帯域によって体感感度が異なり、２００Ｈｚ以下の低い周波数帯域の感度が高い。特に、１３０Ｈｚ近傍の周波数の感度が高いので、機械振動系の共振周波数を１３０Ｈｚ近傍に設計することが望ましい。また音声や音楽信号を再生する場合、再生帯域が２００Ｈｚ以上であることが望ましい。
【００８９】
なお、携帯電話機６１では、電気−機械−音響変換器６４を直接筐体６２に取り付けたが、携帯電話機６１に内蔵されている基板上に取り付けてもよい。また、電気−機械−音響変換器６４は音響ポートを介して音孔６３に対向して取り付けられてもよい。また、電気−機械−音響変換器６４を他の携帯端末機に取り付けても同様の動作、効果となる。
【００９０】
また、図８および図９では携帯端末機の一例として携帯電話機を示したが、これに限定されず、ポケットベル、ノート型パソコン、ＰＤＡおよび腕時計等、電気−機械−音響変換器が搭載される携帯端末機に本発明は適用される。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、可動部が振動することにより発生する機械振動力の尖鋭度を抑制する抑制手段を備えた電気−機械−音響変換器が提供される。抑制手段が振動力の尖鋭度を小さくすることにより、可動部が振動し、十分な機械振動力を得ることが可能な周波数帯域を拡大することができる。これにより、使用条件によって可動部の共振周波数が変化した場合でも安定した十分な大きさの機械振動力を得ることができる。
【００９２】
また、駆動部により可動部および振動板を振動させられるために、機械振動と音の両方を発生することができる。
【００９３】
また本発明の携帯端末装置は、本発明の電気−機械−音響変換器を備える。これにより、使用者に機械振動により着信を知らせる機能、音により着信を知らせる機能、音声などの受話音を再生する機能を有する携帯端末装置を実現することができる。本発明の携帯端末装置は、本発明の電気−機械−音響変換器を備えることで、１つのユニットのみで機械振動と音を発生する携帯端末装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電気−機械−音響変換器の平面図
【図２】本発明の実施の形態１における電気−機械−音響変換器の断面図
【図３】本発明の実施の形態１における機械振動力の周波数特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における電気−機械−音響変換器の断面図
【図５Ａ】本発明の実施の形態２における第１のマグネットの平面図
【図５Ｂ】本発明の実施の形態２における第２のマグネットの平面図
【図６】本発明の実施の形態３における電気−機械−音響変換器の断面図
【図７】本発明の実施の形態４における電気−機械−音響変換器の断面図
【図８】本発明の実施の形態５における携帯電話機の部分破断図
【図９】本発明の実施の形態５における携帯電話機を示すブロック図
【図１０】従来の電気−機械−音響変換器の断面図
【図１１】機械振動力の周波数特性を示す図
【符号の説明】
１０８ 振動板
１０９ 支持部
１１０ ヨーク
１１１ マグネット
１１２ プレート
１１３ 重り
１１４ サスペンション
１１５ 磁気ギャップ
１１６ 磁気回路
１１７ ボイスコイル
１１８ 可動部
２００ 抑制手段

Claims (7)

1. 振動板と、
   可動部と、
   前記振動板および前記可動部が振動するための駆動力を発生する駆動部と、
   前記振動板を支持する支持部と
   前記可動部と前記支持部とに接続され、前記支持部と前記振動板との間に形成された空間を２つに分割する分割部とを備え、
   前記支持部には、前記分割部と前記支持部との間に形成された空間と外部空間とを連通する少なくとも１つの空気穴が形成され、
   前記空気穴の音響抵抗により前記可動部の振動力の尖鋭度を抑制する、
   電気−機械−音響変換器。
2. 前記尖鋭度は、前記可動部の共振周波数付近の振動力の尖鋭度である、請求項１記載の電気−機械−音響変換器。
3. 前記可動部は、前記駆動部に磁束を供給する磁気回路を有する、請求項１または２に記載の電気−機械−音響変換器。
4. 前記可動部は、前記磁気回路と一体に形成された重りをさらに備える請求項３記載の電気−機械−音響変換器。
5. 前記分割部はしきり板である、請求項１乃至４のいずれかに記載の電気−機械−音響変換器。
6. 前記しきり板は、振動方向の断面がロール形状である、請求項１乃至５のいずれかに記載の電気−機械−音響変換器。
7. 筐体と、
   着信信号を入力し呼出信号を出力する呼出信号発生回路と、
   前記筐体内に設置され前記呼出信号を入力する電気−機械−音響変換器を備え、
   前記電気−機械−音響変換器は、
   振動板と、
   可動部と、
   前記振動板および前記可動部が振動するための駆動力を発生する駆動部と、
   前記振動板を支持する支持部と
   前記可動部と前記支持部とに接続され、前記支持部と前記振動板との間に形成された空間を２つに分割する分割部とを備え、
   前記支持部には、前記分割部と前記支持部との間に形成された空間と外部空間とを連通する少なくとも１つの空気穴が形成され、前記呼出信号を入力した場合に、前記空気穴の音響抵抗により前記可動部の振動力の尖鋭度を抑制し、
   前記可動部の振動が伝播することにより前記筐体が振動する
   携帯端末。

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