WO2004006620A1 - 電気音響変換器 - Google Patents

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Mamoru Sato
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NEC Tokin Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • B06B1/045—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism using vibrating magnet, armature or coil system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/033—Headphones for stereophonic communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2400/00—Loudspeakers
    • H04R2400/03—Transducers capable of generating both sound as well as tactile vibration, e.g. as used in cellular phones

Definitions

  • the present invention relates to an earphone or a headphone that is small and can generate tactile vibrations, vibration sounds, conduction sounds, and other body-sensing vibrations (hereinafter, body-sensing vibrations) and a wideband sound.
  • FIGs 4 and 5 are partial side views of conventional general earphones and headphones.
  • conventional earphones and headphones of this type incorporate small speakers 21 with external dimensions of 13 mm or 30 mm and a height of 2 to 7 mm, and output sound.
  • Earphones and headphones with a built-in vibrator 4 as a vibration source as shown in Figs. 6 and 7 separately from the speaker 21 are also commercially available in order to provide a bodily sensation vibration function. 25 mm or more.
  • Earphones and headphones of this type require separate components to be installed to generate sound and bodily sensation, resulting in high component costs, increased mounting space, complicated control circuits, and assembly. There were problems such as an increase in cost.
  • sound-generating components such as speakers are small in size and small in diameter, there is a problem that low-frequency sound output is small and a wide-band sound output cannot be generated.
  • an object of the present invention is to provide an earphone or a headphone that solves the above-described problems and is small in size and capable of generating a bodily sensation vibration output and a wide-band sound output from low to high sounds. Disclosure of the invention
  • a magnetic circuit including a permanent magnet, a yoke, and a plate used for concentrating a magnetic flux of the permanent magnet; a coil disposed in a gap of the magnetic circuit; A vibrating plate for providing a driving force by a coil and a suspension made of a flexible spring provide a vibration for flexibly supporting the magnetic circuit.
  • An earphone or a headphone equipped with a vibration actuator having a dynamic transmission unit as an electroacoustic transducer is obtained.
  • the vibration actuator simultaneously inputs the low-frequency signal for generating the bodily sensation vibration and the signal of a higher frequency than the low-frequency signal for generating the sound, thereby simultaneously transmitting the bodily sensation vibration and the sound.
  • Generated earphones or headphone are obtained.
  • the magnetic circuit vibrates in response to an input signal of a low-band frequency that generates bodily sensation vibration and low sound, and the vibration plate and the magnetic plate are driven by an input signal of a middle-band frequency. Both the circuit vibrates, and the diaphragm vibrates in response to an input signal of a high frequency band to obtain a headphone or a headphone which generates a high sound.
  • the coil in the magnetic circuit vibrates by applying a broadband signal to the coil, or the magnetic circuit vibrates, or both the coil and the magnetic circuit vibrate, and the vibration
  • a vibration factor that transmits vibrations to the outside and transmits as sound output by air vibration due to the vibration of the vibrating body is characterized by the ability to simultaneously output bodily sensation vibration and sound.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a cross section of an earphone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view showing the headphone according to the embodiment of the present invention in a partial cross section.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the vibration actuator mounted on the earphone and the headphone of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 is an external perspective view showing a part of a conventional earphone.
  • FIG. 5 is an external perspective view showing a partial cross section of a conventional headphone.
  • Fig. 6 is an external perspective view showing a cross section of a part of a conventional earphone with a vibration generation function. It is.
  • FIG. 7 is an external perspective view showing a partial cross-section of a conventional headphone having a vibration utterance function.
  • FIG. 8 is a sectional view showing another example of the vibration actuator mounted on the earphone or the headphone according to the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing a semi-inner surface of only the lower cover of FIG.
  • FIG. 10 is a sectional view showing still another example of the vibration actuator mounted on the earphone or the headphone according to the present invention.
  • FIG. 11 is a bottom view of the vibration actuator of FIG.
  • FIG. 12 is a rough graph showing the vibration sound pressure characteristics of the conventional product.
  • FIG. 13 is a graph showing the conductive force characteristics of the conventional product.
  • FIG. 14 is a graph showing the sound pressure characteristics of the vibration transmitting member having the stepped structure of the present invention with or without the air hole (the one shown in FIG. 10) and without (the conventional example).
  • the outer diameters of the vibrating actuator 3 mounted on the earphone and headphone shown in these figures are 13 mm and 17 mm, respectively, and the outer diameter is 2 O It was realized with an electroacoustic transducer of less than mm.
  • the vibration actuator 3 used in FIGS. 1 and 2 has a magnetic circuit having a structure in which a disk-shaped permanent magnet 32 is sandwiched between a yoke 31 and a plate 33. It has an internal magnetic structure and forms a circular magnetic gap G in part.
  • a center shaft 37 having a shape such as a bolt or a pin is fitted in a center hole of the magnetic circuit, and positions the yoke 31, the permanent magnet 32, and the plate 33 coaxially.
  • the suspension 34 is a single arc-shaped helical leaf spring that flexibly supports the magnetic circuit.
  • the inner end of the helical leaf spring is fixed to the outer periphery of the yoke 31 by bonding with an elastic material such as an adhesive, an adhesive, or a resin, or by caulking, and the outer end is vibrated. It is fixed to the transmission part 38.
  • the coil 36 is fixed to a vibrating body 35 having a coil fixing portion 39 having a concave shape, and is fixed by an adhesive or the like as necessary. This coil 36 is arranged in the magnetic gap G of the magnetic circuit.
  • a stopper 40 is provided on the vibration transmitting section 38, and the stopper 40 has a role of preventing the magnetic circuit and the vibrating body 35 from colliding when excessive power is applied to the vibration actuator. Have.
  • the structure of the magnetic circuit can be an outer magnet type or a radial structure in addition to the inner magnet type structure shown in FIG.
  • the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 32 may be any direction as long as it is axial.
  • the suspension 34 is integrated with the vibration transmitting section 38 by insert molding, welding, bonding, or the like.
  • the vibrating body 35 is usually made of a plate-like film or cone paper, and can adopt a flat shape, a plate shape, a curved shape, a corrugation or a combination of any of these.
  • a curved shape a single curvature is used.
  • a combination of different curvatures can be adopted, and the combination is designed so that predetermined acoustic characteristics can be obtained by the combination of the thickness and the thickness.
  • the outer peripheral portion of the vibrating body 35 is fixed to the vibration transmitting section 38 via an elastic material such as an adhesive, an adhesive, or a resin as necessary, in order to obtain a larger amplitude of the vibrating body 35. It has been.
  • a central hole of the central shaft 37 may have a through hole for venting air.
  • the vibration transmitting section 38 is made of a resin or the like that provides an elastic action, and has a case shape having a hollow portion for housing a magnetic circuit, a suspension 34, a vibrating body 35, and a coil 36. It has an upper force par 41 and a lower cover 42 for closing the upper and lower openings of the hollow portion.
  • the vibration transmitting section 38, the upper cover 41, and the lower cover 42 form a cavity, and the lower cover 42 is arbitrarily formed with a sound emission hole 4 so that the cavity satisfies the principle of the Helmholtz resonator. There are three. Care must be taken to prevent air from flowing into and out of the cavity other than the sound holes 43.
  • the lower cover 42 also has a role of preventing plastic deformation of the suspension 34 due to excessive vibration of the magnetic circuit.
  • the vibration transmission part 38 is formed integrally with a terminal block 44 protruding outward on a part of the outer surface thereof. Terminals 4 5 are formed on the terminal block 4 4.
  • the lead wire 46 of the coil 36 is connected to the child 45. A drive signal is applied to the coil 36 from this terminal 45.
  • the vibration actuator shown in Fig. 3 if a signal of a single frequency of about 100 Hz is input to the coil 36, the coil 36 is located in the magnetic gap G of the magnetic circuit, and therefore follows Fleming's left-hand rule.
  • the coil 36 and the magnetic circuit oscillate relatively in synchronization with the input frequency.
  • the vibration is output from the vibration actuator to the outside via the vibration transmission unit 38. This is a bodily sensation, and the sound is low.
  • the coil 36 and the magnetic circuit vibrate relatively in synchronization with the input frequency, and the vibration of the coil 36 is transmitted to the vibrating body 35.
  • the vibrating body 35 is vibrated. This vibration can be heard as a sound entering the human audible range due to its high frequency.
  • the vibration of the magnetic circuit is also transmitted through the vibration transmitting unit.
  • the vibrating body 35 is usually a plate-like film or cone paper, this vibrating actuator can output voice and music in the same manner as ordinary speech force.
  • the vibration of the vibration factor of the earphone or the headphone according to the present invention has a broadband frequency spectrum.
  • vibration noise in 1 0 0 H Z is about 5 5 d BSPL
  • the conductivity is about 0.55 G. From this, it is possible to output sound and bodily sensation individually or simultaneously, and it is possible to express a much wider variety of expressions than the simple motor sound of a conventional vibration motor.
  • the resonance frequency of the magnetic circuit is determined by the weight of the magnetic circuit and the spring constant of the suspension 34, the resonance frequency of the magnetic circuit can be reduced by selecting these weights and the spring constant. This allows you to add accents to songs output from this actuator. In this way, it also works as a woofer, so it is possible to output from a single device from heavy bass to treble for a small audio system, and it works as if it were an earphone or a two-way three-way speaker type Headphones can be provided.
  • this vibration actuator is the same as that of the vibration actuator shown in Fig. 3, except that the permanent magnet 102, the yoke 101, and the plate 103 are fixed by a central shaft 107 such as a bolt or pin.
  • a vibration transmission unit having a magnetic circuit having a structure, a suspension 104 composed of a single arc-shaped spiral leaf spring that supports the magnetic circuit, and a hollow case-shaped stopper 110 fixed to the outer end of the suspension.
  • a vibrating body 105 having an outer end fixed to the vibration transmitting portion, and a coil attached to a coil fixing portion 109 of the vibrating body 105 and arranged in a magnetic gap of a magnetic circuit.
  • the lower cover 112 also has a role of a stopper for preventing the plastic deformation of the suspension 104 due to excessive vibration of the magnetic circuit.
  • the difference between the vibration actuator shown in FIG. 8 and that shown in FIG. 3 is that the shape of the outer periphery of the yoke 101 is different from that of the yoke 31 shown in FIG. 3 and that the terminal block 44 is not provided.
  • the point and the upper cover 1 1 1 are also provided with sound emission holes, and the sound emission holes of the lower power par are large holes.
  • terminals 114 are provided on the inner surface of lower cover 112.
  • the terminal 114 is connected to a lead wire (not shown) of the coil 106, and a signal for driving the coil is applied from the terminal 114.
  • the terminals 114 may be coil springs, leaf springs, connectors, gold-plated pads, or the like.
  • any material having a role of insulation such as resin, rubber, cloth, paper, glass epoxy resin, other insulating materials, and insulating composite materials, can be used.
  • any material can be used as long as it has a role of a conductor such as copper, gold, silver, other conductive materials, and conductive materials.
  • FIG. 1 and FIG. 11 show other examples of the vibration actuator used in the present invention.
  • the configuration of this vibrating actuator is also similar to the vibrating actuator shown in FIG. A magnetic circuit having an internal magnetic structure, a suspension 304 composed of a single circular spiral leaf spring supporting the magnetic circuit, and a vibration transmitting portion 3008 in the form of a hollow case to which the outer end of the suspension is fixed.
  • a vibrating body 300 having an outer end fixed to the vibration transmitting portion; and a coil 360 mounted on a coil fixing portion 310 of the vibrating body 304 and arranged in a magnetic gap of a magnetic circuit.
  • the upper cover 310 which closes the upper and lower openings of the hollow portion of the vibration transmitting portion 3108 and the lower cover 311 having the sound emission hole 316, which is provided to protrude outward from a part of the vibration transmitting portion.
  • Terminal block 3 1 2 and terminals 3 1 3 attached to this terminal block. Have been.
  • the former vibration transmitting portion 308 has a stepped step portion 314 formed on its inner wall. That is, a sound emission hole 315 is formed in a part of the step portion.
  • the step portion 314 is formed in such a shape as to climb a step outward in the radial direction of the vibration transmitting portion from the lower cover 311 to the upper cover.
  • the suspension 304 is attached to the second step of the stairs to prevent the magnetic circuit from rolling.
  • the sound output hole 315 is formed to penetrate downward in the third stage.
  • the vibrator 305 is fixed to the fourth stage.
  • the vibratory actuators in Figs. 10 and 11 Due to these differences from the one in Fig. 3, the vibratory actuators in Figs. 10 and 11 have sufficient back cavities due to the presence of printed circuit boards, panels and other walls in contact with the back. If not, the sound pressure characteristics of the vibration actuator can be ensured.
  • Fig. 14 shows the sound pressure characteristics of the vibration actuator (with a panel on the back) shown in Figs. 11 and 12. It can be seen that the 2-3 dB characteristic can be improved between 500 ⁇ 8 ⁇ ⁇ and 8 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the vibration actuator of FIG. 10 is suitable for use in an earphone or a headphone having a structure in which the housing wall is in contact with the rear of the vibration actuator.
  • the center axis of the magnetic circuit is Although a bolt, a rivet, a bottle, and the like are used, a yoke, a plate, and a permanent magnet may be fixed by a method such as bonding instead of using these.
  • a headphone of a type in which the acoustic transducer is brought close to the ear is a type of headphone in which a skull headband and a neckband are fitted and the acoustic transducer is crimped to the ear.
  • An inner ear type that inserts and locks the element into the device (often referred to as an earphone to distinguish it from headphones), and a fit type that places the element on the side of the ear with the support arm over the ear There is.
  • the term “earphone or headphone” is used to generically refer to the above three types.

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Abstract

小型で、低音から高音までの広帯域な音響出力が出来、また体感振動単独出力や音楽と同期した体感振動出力を発生出来るイヤホンまたはヘッドホンを提供する。永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられるプレートとから構成された磁気回路と、該磁気回路の空隙に配置したコイルと、このコイルを取り付け、このコイルによって駆動力が与えられる振動板と、柔軟なばねからなるサスペンションを介して前記磁気回路を柔軟に支持する振動伝達部とを備えた振動アクチュエータを搭載したイヤホンまたはヘッドホン。

Description

技術分野
本発明は、 小型で、 触覚音、 振動音、 伝導音等の体感振動 （以下体感振動） と 広帯域な音を発生できるイヤホンやへッドホンに関するものである。
明 背 田
図 4， 5は従来の一般的なィャホンやへッドホンの一部破砕側面図である。 図 4、 5に示すように、 従来この種のイヤホンやヘッドホンは、 外形寸法 1 3 mm や 3 O mmで、 高さ 2〜 7 mmの小型のスピーカ 2 1を内蔵し、 それにより音声 を出す機能を有していた。 さらに体感振動機能を持たせるため、 図 6， 7に示す ような振動発生源となる振動子 4をスピーカ 2 1とは別個に内蔵したイヤホンや へッドホンも市販されているが、 外径寸法が 2 5 mm以上となっている。
従来のこの種のイヤホンやへッドホンは、音声と体感振動を発生させるために、 それぞれ個別の部品を取り付ける必要があり、 部品のコスト高、 取り付けスぺー スの増大、 制御回路の煩雑さ、 組み立てコスト増加等の問題点があった。 また、 スピーカ等の音声発生部品は、 小型、 小口径であることから、 低音の出力が小さ く、 広帯域な音響出力を発生出来ないという問題点があつた。
そこで、 本発明は、 上記の課題を解決し、 小型で、 体感振動の出力と低音から 高音までの広帯域な音響出力を発生出来るイヤホンまたはへッドホンを提供する ことを目的とする。 発明の開示
本発明によれば、 永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために 用いられるプレートとから構成された磁気回路と、 該磁気回路の空隙に配置した コイルと、 該コイルを取り付け、 該コイルによって駆動力が与えられる振動板と 柔軟なばねからなるサスペンションを介して、 前記磁気回路を柔軟に支持する振 動伝達部とを備えた振動ァクチユエータを電気音響変 «として搭載したィャホ ンまたはへッドホンが得られる。
また、 本発明によれば、 前記振動ァクチユエータは体感振動を発生させる低周 波信号と音を発生する前記低周波信号よりも高い周波数の信号を同時に入力する ことで、 前記体感振動と音を同時に発生するイヤホンまたはへッドホンが得られ る。
また、 本発明によれば、 前記振動ァクチユエータは体感振動および低音を発生 する低帯域の周波数の入力信号によって前記磁気回路が振動し、 また、 中帯域の 周波数の入力信号によって前記振動板と前記磁気回路の両方が振動し、 また、 高 帯域の周波数の入力信号によつて前記振動板が振動して高音を発生するィャホン またはへッドホンが得られる。
即ち、 本発明の振動ァクチユエータは、 コイルに広帯域信号を印加することに より磁気回路の中にあるコイルが振動し、 あるいは磁気回路が振動し、 あるいは コイルと磁気回路が双方振動し支持台を介して外部へ振動を伝え、 また振動体の 振動により空気振動による音響出力として伝達する振動ァクチユエータにおいて、 体感振動と音響を同時出力可能を特徴とするものである。 これによつて、 従来技 術にな 、音と体感振動で喜怒哀楽を含む情報伝達を可能とする、 従来にないメデ ィァを提供するものである。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態によるイヤホンを一部断面して示す外観斜視図で ある。
図 2は、 本発明の実施の形態によるへッドホンを一部断面して示す外観斜視図 である。
図 3は、 図 1及び図 2のイヤホン及びへッドホンに搭載された振動ァクチユエ ータの断面図である。
図 4は、 従来のィャホンを一部断面して示す外観斜視図である。
図 5は、 従来のへッドホンを一部断面して示す外観斜視図である。
図 6は、 従来の振動発生機能を備えたィャホンを一部断面して示す外観斜視図 である。
図 7は、 従来の振動発声機能を備えたへッドホンを一部断面して示す外観斜視 図である。
図 8は、 本発明によるイヤホンまたはへッドホンに搭載される振動ァクチユエ ータの他の例を示す断面図である。
図 9は、 図 8の下カバーのみの半内面を示す平面図である。
図 1 0は、 本発明によるイヤホンまたはへッドホンに搭載される振動ァクチュ エータのさらに他の例を示す断面図である。
図 1 1は、 図 1 0の振動ァクチユエータの底面図である。
図 1 2は、 従来品と図 3との振動音圧特性を示すダラフである。
図 1 3は、 従来品と図 3との伝導力特性を示すグラフである。
図 1 4は、 本発明品の段付き構造の振動伝達材の空気孔の有 （図 1 0のもの） 無 （従来例のもの） による音圧特性を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態による電気音響変換器について、 図面を参照して説 明する。
図 1および 2を参照して、 これらの図に示されたイヤホン及びへッドホンに搭 載した振動ァクチユエータ 3の外径は、 それそれ、 1 3 mmと 1 7 mmであり、 外径は 2 O mm以下の電気音響変換器をもって実現出来た。
図 1及び図 2で用いた振動ァクチユエータ 3は、 図 3に示すように、 磁気回路 は、 円盤状の永久磁石 3 2をヨーク 3 1とプレート 3 3との間にはさみこんだ構 造を有する内磁構造であり、 一部に円形の磁気空隙 Gを形成している。 ボルトや ピン等の形状をした中心軸 3 7は、 磁気回路の中心穴に嵌合されており、 ヨーク 3 1、 永久磁石 3 2、 およびプレート 3 3を同軸上に位置決めしている。 サスぺ ンシヨン 3 4は、 1枚の円弧状の螺旋形板ばねであり、 磁気回路を柔軟に支持し ている。 すなわち、 螺旋形板ばねの内端部は、 粘着剤、 接着剤もしくは樹脂等の 弾性材による接着によって、 もしくは、 かしめ等によりヨーク 3 1の外周部に固 定されており、 外端部は振動伝達部 3 8に固定されている。 —方、 コイル 3 6は、 凹形状をなすコィル固定部 3 9を形成した振動体 3 5に 固定されており、 必要に応じて接着剤等により固められる。 このコイル 3 6は磁 気回路の磁気空隙 G内に配置されている。
また、 振動伝達部 3 8にはストッパー 4 0が設けられており、 ストッパー 4 0 は振動ァクチユエータに過大な電力が印加された際に磁気回路と振動体 3 5が衝 突するのを防ぐ役割を持つ。
磁気回路の構造は、 図 3の内磁型構造の他に、 外磁型もしくはラジアル構造と することができる。 永久磁石 3 2の磁極の向きは、 軸方向であれば、 いずれを向 いていてもかまわない。
サスペンシヨン 3 4は、 振動伝達部 3 8とィンサートモールド成形、 溶着 ·接 着等により一体ィ匕されている。
振動体 3 5は、 通常、 板状フィルムやコーン紙で構成され、 平面状、 皿板状、 曲面状、 コルゲーシヨンもしくはこれらの各々を組み合わせた形状を採用でき、 曲面状の場合には単一曲率もしくは異種曲率の組み合わせを採用でき、 これらの 組み合わせと板厚とにより、所定の音響特性が得られるように設計される。また、 振動体 3 5の外周部は、 振動体 3 5の振幅をより大きく得るために、 必要に応じ て粘着剤、 接着剤、 もしくは樹脂等の弾性材を介して振動伝達部 3 8へ固定され ている。 中心軸 3 7の中央部には、 空気抜きのための貫通穴があっても良い。 振動伝達部 3 8は、 弾性作用をもたらす樹脂等で作られており、 磁気回路、 サ スペンション 3 4、 振動体 3 5、 及ぴコイル 3 6を内蔵するための中空部を備え たケース状に形成されており、 この中空部の上下開口を閉じる上力パー 4 1及び 下カバー 4 2を備えている。 この振動伝達部 3 8、 上カバー 4 1、 及び下カバー 4 2は、空洞を形成し、この空洞がヘルムホルツの共鳴器の原理を満たすように、 例えば下カバー 4 2に任意に放音孔 4 3を設けている。 この放音孔 4 3以外に空 洞への空気の流出入がないように注意する必要がある。
尚、 下カバー 4 2は、 磁気回路の過大な振動によるサスペンション 3 4の塑个生 変形を防ぐ役割も有する。
なお、 振動伝達部 3 8は、 その外側面の一部に外方に突出した端子台 4 4を一 体に形成されている。 この端子台 4 4の上に端子 4 5が形成されており、 この端 子 4 5にはコイル 3 6のリード線 4 6が接続されている。 この端子 4 5から、 駆 動用の信号がコイル 3 6に印加される。
図 3の振動ァクチユエータにおいて、 今、 コイル 3 6に 1 0 0 H z前後の単一 周波数の信号を入力すると、 コイル 3 6は磁気回路の磁気空隙 G中にあるため、 フレミングの左手の法則に従い、 コイル 3 6と磁気回路は相対的に入力周波数に 同期して振動する。 その振動は振動伝達部 3 8を経由してこの振動ァクチユエ一 タから外部へ出力される。 これは体感振動であり、 音としては低音である。
コイル 3 6に 2 k H z前後の単一周波数の信号を入力すると、 コイル 3 6と磁 気回路は相対的に入力周波数に同期して振動し、 コイル 3 6の振動が振動体 3 5 へ伝わり振動体 3 5を振動させる。 この振動は、 周波数が高レヽため人の可聴域に 入り音となって聞こえる。 このとき、 同時に磁気回路の振動も振動伝達部を通し て伝達される。
また、 コイル 3 6に数百から数千 H zの音声や音楽信号を入力すると、 振動体
3 5が振動する。 振動体 3 5は、 通常、 板状フィルムやコーン紙であるから、 こ の振動ァクチユエータは普通のスピー力と同様に音声や音楽を出力することが出 来る。
以上のように、 本発明のイヤホンまたはへッドホンの振動ァクチユエ一タの振 動は、 広帯域周波数のスぺク トル特十生をもつ。 例えば、 図 1 2およぴ図 1 3の特 14グラフに示すように、たとえば 1 0 0 H Zで振動音は約 5 5 d B S P Lであり、
4 0 0 H zで伝導力は約 0 . 5 5 Gである。 このことから、 音と体感振動を個別 に出力させることも、 同時に出力させることも可能で、 従来のバイブレーション モーターの単純なモーター音に比べると、 非常に多彩な表現が出来る。
この振動ァクチユエータにおいては、 磁気回路の共振周波数は、 磁気回路の重 量とサスペンション 3 4のばね定数から決まるので、 これらの重量及びばね定数 を選択することによって磁気回路の共振周波数を音楽の重低音に同期させること ができ、 これにより、 このァクチユエータから出力する曲にアクセントをつける ことも可能である。 この様にウーハーとしても作用するので、 小型のオーディオ システム用として、 重低音から高音までひとつの装置から出力が可能となり、 あ たかもツーウェイ型ゃスリ一ウェイスピーカー型の様に作用するイヤホンまたは へッドホンを提供することが出来る。
図 8及び 9は、 本発明のイヤホン或いはへッドホンに用いる振動ァクチユエ一 タの他の一例である。
この振動ァクチユエータの構成は、 図 3の振動ァクチユエータと同様に、 永久 磁石 1 0 2、 ヨーク 1 0 1およびプレート 1 0 3をボルトもしくはピンなどの中 心軸 1 0 7で固定してなる内磁構造の磁気回路と、 磁気回路を支持する 1枚の円 弧状螺旋形板ばねからなるサスペンシヨン 1 0 4と、 このサスペンションの外端 を固定した中空ケース状でストッパー 1 1 0を有する振動伝達部 1 0 8と、 該振 動伝達部に外端を固定された振動体 1 0 5と、 この振動体 1 0 5のコイル固定部 1 0 9に取付けられ磁気回路の磁気ギャップに配置されたコイル 1 0 6と、 振動 伝達部 1 0 8の中空部の上下開口を閉じる上力パー 1 1 1および下力パー 1 1 2 とから構成されている。 下カバー 1 1 2は、 磁気回路の過大な振動によるサスぺ ンシヨン 1 0 4の塑性変形を防ぐストッパーの役割も有する。
この図 8の振動ァクチユエ一タと図 3のものとの相違は、 ヨーク 1 0 1の外周 部の形状が図 3におるヨーク 3 1のそれと異なる点と、 端子台 4 4を備えていな い点と、 上カバー 1 1 1にも放音孔が設けられ、 下力パーの放音孔が大きな穴に なっている点である。
図 9を参照して、 下カバー 1 1 2の内面上に端子 1 1 4が設置されている。 こ に端子 1 1 4は、 コィノレ 1 0 6の図示しないリード線と接続され、 この端子 1 1 4からコイルの駆動用の信号が印加される。該端子 1 1 4は、コイルスプリング、 板ばね、 コネクタ、 金メッキパッド等でも良レ、。
下カバー 1 1 2の材質は、 樹脂、 ゴム、 布、 紙、 ガラスエポキシ樹脂、 その他 の絶縁材、 絶縁複合材など絶縁の役割を持つものであれば、 どんなものでも用い ることができる。
端子 1 1 4の材質は、 銅、 金、 銀、 その他の導体材、 導体材をメツキ、 印刷な ど導体の役割を持つものであれば、 どんなものでも用いることができる。
この実施の形態によれば、 端子台を振動伝達部材から外方に突出させる必要が ないので、 振動ァクチユエータの外形寸法を小さくでき、 図 3の振動： ータに比較してィャホンやへッドホンに組み込むことが容易となる。 図 1◦およぴ図 1 1に本発明で用いる振動ァクチユエータの他の例を示す。 この振動ァクチユエータの構成も、 図 3の振動ァクチユエータと同様に、 永久磁 石 3 0 2、 ヨーク 3 0 1およびプレート 3 0 3をリベット、 ボノレトもしくはピン などの中心軸 3 0 7で固定してなる内磁構造の磁気回路と、 磁気回路を支持する 1枚の円弧状螺旋形板ばねからなるサスペンション 3 0 4と、 このサスペンショ ンの外端を固定した中空ケース状の振動伝達部 3 0 8と、 該振動伝達部に外端を 固定された振動体 3 0 5と、 この振動体 3 0 5のコイル固定部 3 0 9に取付けら れ磁気回路の磁気ギャップに配置されたコイル 3 0 6と、 振動伝達部 3 0 8の中 空部の上下開口を閉じる上カバー 3 1 0および放音孔 3 1 6を有する下カバー 3 1 1、 振動伝達部の一部から外方に突出して設けられた端子台 3 1 2、 この端子 台に取付けられた端子 3 1 3とから構成されている。
図 1 0の振動ァクチユエ一タと図 3の振動ァクチユエータとの相違は、 前者の 振動伝達部 3 0 8力 その内壁部に階段状の段差部 3 1 4を形成されている点と、 さらにこの段差部の一部に放音孔 3 1 5を形成されていることである。 段差部 3 1 4は、 下カバー 3 1 1から上カバーに向かって、 振動伝達部の径方向において 外向きに階段を昇るような形状として形成されている。 図示の例では、 サスペン シヨン 3 0 4は、 階段の 2段目に取付けられており、 磁気回路の横揺れを防止し ている。 放音孔 3 1 5は、 3段目に下向きに貫通して形成されている。 振動体 3 0 5は、 4段目に固定されている。
図 3のものとのこれらの相違点によって、 図 1 0及び 1 1の振動ァクチユエ一 タは、 その背面に接してプリント基板やパネルやその他の壁部が存在して十分な バックキヤビティを確保できな 、場合でも、 振動ァクチユエータの音圧特性を確 保できる。
図 1 4は、 図 1 1及ぴ 1 2に示す振動ァクチユエータ （背面にパネル付したも の） の音圧特性を示す。 5 0 0 Η ζ〜8 κΗ ζの間で従来より 2〜3 d B特性を改 善できることがわかる。
したがって、 図 1 0の振動ァクチユエータは、 筐体壁が振動ァクチユエータの 背後に接する構造のィャホンやへッドホンに用いるのに好適である。
上記図 3， 図 8 , 図 1 0の実施の形態において、 磁気回路の中心軸として、 ボ ルト、 リベット、 ビン等を用いているが、 これらを用いる代わりに、 ヨーク、 プ レート、 永久磁石を接着等の方法で固定しても良い。
なお、 通常、 音響変換素子を耳に近接させるそうちとしては、 頭蓋ヘッドバン ドゃネックバンドを嵌めて音響変換素子を耳に圧着するタイプのへッドホンが一 般的であるが、 そのほかに耳介の中に素子を揷入し係止するインナーィヤータイ プ （ヘッドホンと区別してイヤホンと呼ぶことが多い） と、 支持アームを耳に掛 けて素子を耳の側に配置するィャフィットタイプがある。
本発明では、 上記 3タイプを総称するために、 「イヤホンまたはヘッドホン」 なる用語を用いたものである。

Claims

請求の範囲
1 . 永久磁石とヨークと前記永久磁石の磁束を集中させるために用いられ るプレートとから構成され、 一部に磁気空隙を有する磁気回路と、 該磁気回路の 磁気空隙に配置したコイルと、 該コイルを取り付け、 該コイルによって駆動力が 与えられる振動板と、 該磁気回路を支持する柔軟なばねからなるサスペンション と、 該サスペンションを固定する振動伝達部とを備えた振動ァクチユエ一タを電 気音響変 として搭載したことを特徴とするイヤホンまたはへッドホン。
2 . 前記振動ァクチユエータは体感振動を発生させる低周波信号と音を発 生する前記低周波信号よりも高レ、周波数の信号を同時に入力することで、 前記体 感振動と音を同時に発生することを特徴とする請求項 1に記載のィャホンまたは へッドホン。
3 . 前記振動ァクチユエータは、 体感振動および低音を発生する低帯域の 周波数の入力信号によって前記磁気回路が振動し、 また、 中帯域の周波数の入力 信号によって前記振動板と前記磁気回路の両方が振動し、 また、 高帯域の周波数 の入力信号によって前記振動板が振動して高音を発生することを特徴とする請求 項 1または 2に記載のィャホンまたはへッドホン。
4 . 外側を被うカバ一と電気的接合のための端子を持ち、 該端子が該カパ 一に配置されていることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか 1に記載のィャ ホンまたはへッドホン。
5. 振動体の内側に電気的接合のための端子が有ることを特徴とする請求 項 4記載のイヤホンまたはヘッドホン。
6 . 前記カバーが空気粘性減衰用の放音孔を有することを特徴とする請求 項 4記載のイヤホンまたはヘッドホン。
7 . 請求項 1に記載の振動ァクチユエータにおいて、 前記磁気回路の外周 に配置され、 該磁気回路の横揺れを保護するための段付き構造を備えたことを特 徵とする請求項 1力 ら 6の!、ずれか 1に記載のィャホンまたはへッドホン。
8 . 前記段付き構造部に空気孔を有することを特徴としたィャホンまたは へッドホン。
9 . 請求項 1に記載の振動ァクチユエータにおいて、 磁気回路の振動共振 周波数が 6 0 H z〜3 0 O H zの間にあることを特徴とする請求項 1から 8のい ずれか 1に記載のイヤホンまたはへッドホン。
1 0. 請求項 9に記載のイヤホンまたはへッドホンにおいて、 触覚にて音 を感じる 「振動音」 、 「触覚音」 、 「伝導音」 を体感できることを特徴としたィ ャホンまたはへッドホン。
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