JP2000201395A - 平面型音響変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動膜の振動効率を向上させる。 【解決手段】渦巻き状に形成されたコイルが配置された
振動膜のコイル配置部をコイルと共にエステルウール製
の柔軟な支持部材１０Ａ，１０Ｂで包囲し、コイル配置
部がコイルと共に振動可能で、かつコイル配置部及びコ
イルがケースの内面に接触しないように、ケース内に支
持する。コイル配置部が自由端を有するように柔軟に支
持されているので、コイル配置部全体を振動させて振動
効率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面型音響変換装置
に係り、特に、平面型スピーカ、平面型マイクロホン、
マイクロホンとしても使用可能な平面型スピーカ等の平
面型音響変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の平面型スピーカの基本構
成を示すものである。この平面型スピーカは、ヨーク４
上に並列に配置された複数の棒状磁石１と、これらの棒
状磁石１の磁極面に対して近接しかつ平行に設けられた
振動膜２と、棒状磁石１より発生する磁界に直交する方
向に電流が流せるように、振動膜面上の棒状磁石の磁極
面に対応する位置に各々形成された複数のコイル３とを
備えている。各コイル３は、コイルの内周側の大部分が
棒状磁石の磁極面に対向する位置に配置され、かつ残り
の部分が棒状磁石の外縁に対応する位置より外側に配置
されている。また、振動膜は、コイルと共に振動可能な
ように振動膜の周縁が固定部材によって固定されてい
る。そして、コイル３の各々に交流電流を流すことによ
り、フレミングの左手の法則に従ってコイル３の各々に
流れる電流が棒状磁石の磁界から力を受けるので、振動
膜２を通電されたコイルと共に振動膜の面に直交する方
向に振動させ、これにより電気信号を音響信号に変換す
ることができる。

【０００３】また、振動膜２を振動膜の面に直交する方
向に振動させ、フレミングの右手の法則により音響信号
を電気信号に変換することで、マイクとして使用するこ
ともある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の平面型スピーカでは、振動膜の周縁を固定して振動
膜の中央部分のみを振動させるようにしているため、振
動膜を効率よく振動させることができず、大きな音響出
力が得られなかったり、音が歪んだり、雑音が発生した
りする。また、振動膜から発生した音響が振動膜の固定
部を介して伝搬されて固定部材で反射され、振動膜から
発生した音響と反射された音響とが干渉し、音質が悪化
する、という問題がある。さらに、振動膜の固定の仕方
が不充分であると、振動膜が振動に応じて固定部材と当
接し、音質が悪化する、という問題がある。

【０００５】また、上記従来の平面型スピーカでは、棒
状磁石の磁極面に対向する位置にコイルの大部分が配置
されているので、棒状磁石の磁極面に対向する位置に配
置されたコイル部分には、振動膜の面に直交する方向の
磁界が作用する。このため、このコイル部分に流れる電
流が磁界から受ける力は振動膜の面に沿った方向にな
る。この振動膜面に沿った方向の力によって振動膜面に
よじれが生じ、音響信号に対して雑音成分となるので、
音質が低下する、という問題がある。

【０００６】また、長手方向が平行となるように複数の
棒状磁石が配置されているため、各コイルの磁界と鎖交
する部分の長さは、棒状磁石の長辺とコイルの巻数の積
の２倍程度となり、コイルの磁界と鎖交する部分の振動
膜の面積に対する占有面積の比率が低く、このため音響
変換の効率が悪くなって充分な音量が得られないだけで
なく、充分な音質も得られない、という問題があった。

【０００７】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、振動膜の周縁を固定しないようにして効率
よく振動膜を振動させることができる平面型音響変換装
置を提供することを第１の目的とする。

【０００８】また、本発明は上記従来の問題点を解消す
るために成されたもので、効率よく振動膜を振動させる
ことができると共に、振動膜のよじれを少なくして雑音
成分を減少させた平面型音響変換装置を提供することを
第２の目的とする。

【０００９】更に、本発明は、効率よく振動膜を振動さ
せることができると共に、コイルの磁界と鎖交する部分
の長さを長くして、振動膜面上のコイルの占有面積の比
率を高めて音響変換効率を向上し、更に音質を向上させ
た平面型音響変換装置を提供することを第３の目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の平面型音響変換装置は、導体配置
部を備え、該導体配置部に導体が配置された振動膜と、
前記導体と共に前記振動膜を収納するための収納部材
と、前記振動膜の導体配置部が前記導体と共に振動可能
で、かつ前記振動膜の導体配置部及び前記導体が収納部
材の内面に接触しないように、該振動膜の導体配置部を
前記導体と共に包囲して前記収納部材内に支持する柔軟
な支持部材と、前記導体に磁束が鎖交するように配置さ
れた磁石と、を含んで構成したものである。

【００１１】請求項１の発明の振動膜の導体配置部に
は、導体が配置されている。この振動膜は、導体と共に
振動可能で、かつ振動膜及び導体が収納部材の内面に接
触しないように、柔軟な支持部材で導体と共に包囲され
て収納部材内に支持される。従って、振動膜の周縁は、
振動可能な自由端の状態で支持されている。このため、
磁束が鎖交している導体に通電すると、導体に流れてい
る電流が磁束から力を受け、振動膜の導体配置部が通電
され導体と共に振動し、音が発生する。この柔軟な支持
部材としては、エステルウールまたはウレタン製の不織
布または布、綿等を使用することができる。また、導体
としては、以下で説明する渦巻き状に形勢されたコイル
の他、磁束が鎖交する位置に配置された導線等を使用す
ることができる。

【００１２】請求項１の発明によれば、振動膜の導体配
置部の周縁が自由端になっているため、振動膜の導体配
置部全体を大きな振幅で振動させることができ、これに
よって振動膜を効率よく振動させることができる。

【００１３】請求項２の発明の平面型音響変換装置は、
コイル配置部を備え、該コイル配置部に渦巻き状に形成
されたコイルが配置された振動膜と、前記コイルと共に
前記振動膜を収納するための収納部材と、前記振動膜の
コイル配置部が前記コイルと共に振動可能で、かつ前記
振動膜のコイル配置部及び前記コイルが収納部材の内面
に接触しないように、該振動膜のコイル配置部を前記コ
イルと共に包囲して前記収納部材内に支持する柔軟な支
持部材と、前記コイルに磁束が鎖交するように配置され
た磁石と、を含んで構成したものである。

【００１４】請求項２の発明の振動膜のコイル配置部に
は、渦巻き状に形成されたコイルが配置されている。こ
の振動膜は、コイルと共に振動可能で、かつ振動膜及び
コイルが収納部材の内面に接触しないように、柔軟な支
持部材でコイルと共に包囲されて収納部材内に支持され
る。従って、振動膜の周縁は、振動可能な自由端の状態
で支持されている。このため、磁束が鎖交しているコイ
ルに通電すると、コイルに流れている電流が磁束から力
を受け、振動膜のコイル配置部が通電されたコイルと共
に振動し、音が発生する。この柔軟な支持部材として
は、エステルウールまたはウレタン製の不織布または
布、綿等を使用することができる。

【００１５】請求項１の発明によれば、振動膜のコイル
配置部の周縁が自由端になっているため、振動膜のコイ
ル配置部全体を振動させることができ、これによって振
動膜を効率よく振動させることができる。

【００１６】請求項３の発明は、第１の磁極面を備えた
第１の磁石と、前記第１の磁極面の極性と異なる極性の
第２の磁極面を備え、該第２の磁極面が前記第１の磁石
の第１の磁極面と同じ側を向くように、前記第１の磁石
と所定距離隔てて隣り合うように配置された第２の磁石
と、コイル配置部を備えると共に、前記第１の磁極面及
び前記第２の磁極面に対向するように配置された振動膜
と、渦巻き状に形成されると共に、前記コイル配置部の
前記第１の磁極面の外縁に対応する部位を含んだ該部位
の近傍の領域に渦巻きの内周が位置するように、前記コ
イル配置部に配置された第１のコイルと、渦巻き状に形
成されると共に、前記コイル配置部の前記第２の磁極面
の外縁に対応する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦
巻きの内周が位置するように、前記コイル配置部に配置
された第２のコイルと、前記第１、及び第２のコイルと
共に前記振動膜を収納するための収納部材と、前記コイ
ル配置部が前記第１、及び第２のコイルと共に振動可能
で、かつ前記コイル配置部と前記第１、及び第２のコイ
ルとが収納部材の内面に接触しないように、該コイル配
置部を前記第１、及び第２のコイルと共に包囲して前記
収納部材内に支持する柔軟な支持部材と、を含んで構成
したものである。

【００１７】請求項３の発明の第１の磁石は、第１の極
性（例えば、Ｎ極）の第１の磁極面を備えている。ま
た、第２の磁石は、第１の極性と異なる極性の第２の極
性（例えば、Ｓ極）の第２の磁極面を備えており、第２
の磁極面が第１の磁石の第１の磁極面と同じ側を向くよ
うに、第１の磁石と所定距離隔てて隣り合うように配置
されている。従って、第１の磁石及び第２の磁石は、磁
極面が所定面に対して略平行になり、かつ極性が異なる
磁極面が同じ方向を向くように、隣り合うように配置さ
れる。なお、第１の磁石及び第２の磁石は、所定面上に
配置することができるが、枠体等で外周を支持して配置
するようにしてもよい。

【００１８】また、第１の磁極面及び第２の磁極面に対
向するように振動膜が配置されている。これによって、
各磁石から発生した磁束は、第１の磁極面から第２の磁
極面、または第２の磁極面から第１の磁極面に向かい、
第１の磁極面と第２の磁極面との間の領域の磁束、従っ
て第１の磁石と第２の磁石との間の領域の磁束は、振動
膜面と略平行な方向を向く。

【００１９】この振動膜のコイル配置部には渦巻き状に
形成された第１のコイル及び第２のコイルが配置されて
いる。第１のコイルは、コイル配置部の第１の磁極面の
外縁に対応する部位を含みかつ外縁に対応する部位の近
傍の領域に渦巻きの内周、従ってコイルの内周が位置す
るように、コイル配置部の第１の磁石に対応させて配置
されている。また、第２のコイルも第１のコイルと同様
に、コイル配置部の第２の磁極面の外縁に対応する部位
を含みかつ外縁に対応する部位の近傍の領域に渦巻きの
内周、従ってコイルの内周が位置するように、コイル配
置部の第２の磁石に対応させて配置されている。

【００２０】このように、第１のコイル及び第２のコイ
ルの各々が、対応する磁極面の外縁に対応する部位を含
みかつ外縁に対応する部位の近傍の領域にコイルの内周
が位置するように配置され、また、上記で説明したよう
に、第１の磁石と第２の磁石との間の領域の磁束は、振
動膜面と略平行な方向を向いているので、第１のコイル
の第２のコイルに隣接した内周から外周にわたる部分、
及び第２のコイルの第１のコイルに隣接した内周から外
周にわたる部分には、振動膜面と略平行な方向を向いた
磁束が作用する。

【００２１】また、このコイル配置部は、第１のコイル
及び第２のコイルと共に振動可能で、かつコイル配置
部、第１のコイル、及び第２のコイルが収納部材の内面
に接触しないように、柔軟な支持部材でコイルと共に包
囲して収納部材内に支持されている。従って、請求項１
の発明と同様に、コイル配置部の周縁は、振動可能な自
由端の状態で支持される。

【００２２】このため、第１のコイル及び第２のコイル
に電流を流すと、電流が磁界から受ける力の方向は、振
動膜面に略直交する方向となり、振動膜面に沿った方向
の力は小さくなり、コイル配置部が通電されたコイルと
共に振動し、音が発生する。この場合、コイル配置部の
周縁が自由端になっているため、コイル配置部全体を振
動させることができ、これによってコイル配置部を効率
よく振動させることができる。

【００２３】なお、コイル配置部を第１の磁極面及び第
２の磁極面に近接して対向するように配置すれば、第１
のコイル及び第２のコイルの相互に隣接した部分に作用
する振動膜面と略平行な方向を向いた磁束を多くするこ
とができるので好ましい。

【００２４】第１のコイル及び第２のコイルは、コイル
の内周が磁極面の外縁に対応する部位より磁極面の内側
の領域に位置するように配置することもできるが、コイ
ルの内周が磁極面の外縁に対応する部位、好ましくは、
磁極面の外縁に対応する部位より磁極面の外側の領域に
位置するように配置するのが効果的である。このように
配置すれば、コイルと鎖交する磁束は振動膜面と平行な
方向を向いた成分が多くなるので、振動膜面に沿った方
向の振動成分、すなわち雑音成分を極めて小さくして音
質を向上することができる。

【００２５】第１のコイルの第２のコイルに隣接した部
分、及び第２のコイルの第１のコイルに隣接した部分に
同じ方向の電流を流すことにより、第１のコイルの第２
のコイルに隣接した内周から外周にわたる部分、及び第
２のコイルの第１のコイルに隣接した内周から外周にわ
たる部分の各々を流れる電流が磁界から受ける力の方向
が同じになるので、大きな音量の音響信号を発生するこ
とができる。

【００２６】各コイルに同じ方向の電流を流すには、各
コイル独立に電流を流すようにしてもよいが、以下で説
明するように第１のコイルと第２のコイルとを接続し
て、第１のコイルの第２のコイルに隣接した部分、及び
第２のコイルの第１のコイルに隣接した部分に、同じ方
向の電流が流れるようにしてもよい。すなわち、第１の
コイル及び第２のコイルの巻き方向が外周から内周に向
かって同じ方向の場合には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように第１のコイルＬ１及び第２のコイルＬ２の内周側
同士を接続するか、または第１のコイルＬ１及び前記第
２のコイルＬ２の外周側同士を接続する。

【００２７】また、第１のコイル及び第２のコイルの巻
き方向が外周から内周に向かって各々異なる方向の場合
には、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように第１のコイルＬ
１及び第２のコイルＬ２の一方の内周側と他方の外周側
とを接続するか、または図３（Ｃ）に示すように第１の
コイルＬ１及び第２のコイルＬ２の内周側同士、及び外
周側同士を接続する。なお、図２及び図３において矢印
は通電方向を示す。

【００２８】請求項７の発明は、第１の磁極面を備えた
第１の磁石と、前記第１の磁極面の極性と異なる極性の
第２の磁極面を備え、該第２の磁極面が前記第１の磁石
の第１の磁極面と同じ側を向くように、前記第１の磁石
と所定距離隔てて隣り合うように配置された第２の磁石
と、前記第１の磁極面及び前記第２の磁極面に対向する
ように配置されたコイル配置部と、渦巻き状に形成され
ると共に、前記コイル配置部の前記第１の磁極面の外縁
に対応する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦巻きの
内周が位置するように、前記コイル配置部に配置された
第１のコイルと、前記第１のコイルと逆方向の渦巻き状
に形成されると共に、前記コイル配置部の前記第１の磁
極面の外縁に対応する部位を含んだ該部位の近傍の領域
に渦巻きの内周が位置するように、前記コイル配置部の
前記第１のコイルと重なる位置に配置され、かつ内周端
が前記第１のコイルの内周端に連続した第２のコイル
と、前記第２のコイルと同方向の渦巻き状に形成される
と共に、前記コイル配置部の前記第２の磁極面の外縁に
対応する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦巻きの内
周が位置するように、前記コイル配置部に配置され、か
つ外周端が前記第２のコイルの外周端に連続した第３の
コイルと、前記第１のコイルと同方向の渦巻き状に形成
されると共に、前記コイル配置部の前記第２の磁極面の
外縁に対応する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦巻
きの内周が位置するように、前記コイル配置部の前記第
３のコイルと重なる位置に配置され、かつ内周端が前記
第３のコイルの内周端に連続した第４のコイルと、前記
第１、第２、第３、及び第４のコイルと共に前記コイル
配置部を収納するための収納部材と、前記コイル配置部
が前記第１、第２、第３、及び第４のコイルと共に振動
可能で、かつ前記コイル配置部と前記第１、第２、第
３、及び第４のコイルとが収納部材の内面に接触しない
ように、該コイル配置部を前記第１、第２、第３、及び
第４のコイルと共に包囲して前記収納部材内に支持する
柔軟な支持部材と、を含んで構成したものである。

【００２９】請求項７の発明では、第１のコイルの内周
端と第２のコイルの内周端とを連続させると共に、第３
のコイルの内周端と第４のコイルの内周端とを連続さ
せ、第２のコイルと第３のコイルとを外周端で連続させ
たので、連続した１本の線でコイルを形成することがで
きる。

【００３０】請求項７の発明では、前記第１のコイルを
前記コイル配置部の一方の面に配置し、前記第２のコイ
ルを前記コイル配置部の他方の面に配置して内周端が前
記コイル配置部を貫通して前記第１のコイルの内周端に
連続するようにし、前記第３のコイルを前記コイル配置
部の前記他方の面に配置し、前記第４のコイルを前記コ
イル配置部の前記一方の面に配置して内周端が前記コイ
ル配置部を貫通して前記第３のコイルの内周端に連続す
るようにすることができる。このように、コイル配置部
の両面にコイルを配置することにより、コイル配置部を
効率よく利用することができる。

【００３１】請求項７の発明では、第１のコイル、第２
のコイル、第３のコイル、及び第４のコイルを１組のコ
イル群とし、隣り合うコイル群の第１のコイルの外周端
と第４のコイルの外周端とが連続するようにして、この
コイル群を複数個配置することができる。この場合にお
いても、同一の面に配置されている隣り合うコイル群の
コイル同士は、同一方向の電流が流れるため効率を向上
することができると共に、雑音等の発生を極力小さくす
ることができる。

【００３２】上記のコイル群は、コイルの厚み方向に複
数個積層させて配列することができる。

【００３３】また、請求項１〜３、及び７の発明では、
第１の方向に沿って前記第１の磁石と前記第２の磁石と
を交互に配置した磁石列を、前記第１の方向と交差する
第２の方向に前記第１の磁石と前記第２の磁石とが交互
に位置するように複数列配置することができる。このよ
うに配置することにより、複数の第１の磁石及び複数の
第２の磁石をマトリックス状に配置することができる。
また、マトリックス状に配置したときも、配置した第１
の磁石及び第２の磁石の各々に対応させてコイルの内周
を上記で説明したように位置させて第１のコイル及び第
２のコイル、または第１のコイル〜第４のコイルを配置
する。

【００３４】上記のように、複数の第１の磁石及び複数
の第２の磁石をマトリックス状に配置することにより、
棒状磁石を並列に配置する場合と比較して多数の磁石を
配置することができ、コイルの個数も磁石の個数と同じ
または複数倍の個数が配置されるため、コイルの磁束と
鎖交する部分の長さの総和を長くして、振動膜面上のコ
イルの占有面積の比率を高めて音響変換効率を向上し、
更に音質を向上させることができる。

【００３５】上記のように、複数の第１の磁石及び複数
の第２の磁石をマトリックス状に配置した場合には、第
１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とを図２及び図３に
示すように接続することができる。すなわち、第１のコ
イル及び第２のコイルの外周から内周への巻き方向が同
じ方向の場合には、図２（Ａ）（または、図２（Ｂ））
に示すように、隣り合う第１のコイルＬ１及び第２のコ
イルＬ２の内周側同士（または、外周側同士）を接続す
ると共に、隣り合う第２のコイルＬ２及び第１のコイル
Ｌ１の外周側同士（または、内周側同士）を接続し、以
下同様に複数のコイルを接続する。

【００３６】また、第１のコイル及び第２のコイルの外
周から内周への巻き方向が各々異なる方向で、かつ交互
に配置された場合には、図３（Ａ）（または、図３
（Ｂ））に示すように第１のコイルＬ１の内周側（また
は、外周側）と第１のコイルＬ１に隣り合う第２のコイ
ルＬ２の外周側（または、内周側）とを接続し、第２の
コイルＬ２の内周側（または、外周側）と第２のコイル
Ｌ２に隣り合う第１のコイルＬ１の外周側（内周側）と
を接続し、以下同様に複数のコイルを接続する。また、
図３（Ｃ）に示すように第１のコイルＬ１及び第２のコ
イルＬ２の内周側同士、及び外周側同士を各々接続して
もよい。

【００３７】さらに、複数の第１の磁石及び複数の第２
の磁石をマトリックス状に配置した場合には、図２及び
図３に示すように直列に接続した第１のコイル及び第２
のコイルからなるコイル群を１単位として、図３（Ｃ）
に示すように並列に接続することもできる。

【００３８】上記のように、複数のコイルを直列又は並
列に、あるいは直列と並列を混在させて接続することに
より、平面型スピーカのインピーダンスを適切に設定す
ることができる。また、このようにコイルの自由な接続
ができるため、１個のコイルによって、または複数のコ
イルを接続して、１つのコイル群を形成することが可能
となる。このため、平面型スピーカ内にコイル群を複数
配置し、このコイル群毎に個別の信号源を接続すること
によって、１台の平面型スピーカによるマルチチャンネ
ル音源、またはステレオフォニック音源が得られる。も
ちろん全部のコイル群に単一の信号源を接続することも
できる。

【００３９】上記第１の磁石及び第２の磁石は、磁性体
で構成された板状部材上に配置することができる。この
ように磁石を配置することにより、板状部材の第１の磁
石と第２の磁石との間の部分が磁路として作用し、磁束
がこの磁路内のみを通り、外部に漏れないので、第１の
磁極面及び第２の磁極面側に密度が高い磁束を発生させ
ることができ、これによって大きな音量の音響信号を発
生することができる。

【００４０】また、第１の磁石及び第２の磁石を可撓性
部材、例えば、布、可撓性のプラスチック等の上に配置
すると共に、収納部材を上記と同様の材質の可撓性部材
で形成することができる。このように構成することによ
り、平面型音響変換装置自体を可撓性とすることができ
るので、平面型音響変換装置を衣類の内部に収納した
り、肩パットに収納したりすることができる。なお、剛
体の小片を多数連結して可撓性部材を構成するようにし
てもよい。

【００４１】第１の磁石及び第２の磁石の少なくとも一
方の形状は、複数種類とすることができる。この場合、
第１のコイル及び第２のコイルは、第１の磁石及び第２
の磁石の外形と相似形になるように巻回した形状に形成
される。磁石の形状を複数種類とすることにより、平面
型音響変換装置の形状に合わせて第１の磁石及び第２の
磁石を配置することができるので、任意の形状の平面型
音響変換装置に適用することができ、音響変換装置全体
の形状設計の自由度を増加することができる。

【００４２】上記磁石及びコイルの形状は、４角形以外
にも、３角形、５角形、６角形、その他の多角形や円
形、楕円形、更に不定形等、自由な形状に形成すること
ができる。また、これらの磁石は、所定面上に散在させ
た状態、またはマトリックス状に配置することができ
る。例えば、複数の形状の磁石を組み合わせてランダム
に配列し、更に各磁石間の配列方向に沿いかつ振動膜面
に沿った方向の磁束に直交するように渦巻き状のコイル
をコイル配置部上に各磁石に対応させて配置すること
で、音響変換装置全体の形状を自由に設計することがで
きるようになり、外形がこれまでと違った異形の音響変
換装置を構成することができるようになり、インピーダ
ンスの設定も柔軟にできるようになる。また、３角形、
円形、４角形、及びその他の多角形状の磁石及びコイル
を一定の規則に従って配置することもできる。

【００４３】このような形状と配列との組み合わせによ
って、棒状磁石を複数並列させて配列した場合に比較
し、磁極面が小さい磁石を多数個配置して各磁石の周り
を巻回するコイルの占有面積を増加することができ、コ
イル配置部への駆動力を棒状磁石を用いる場合よりも増
加かつ均一化することが可能になる。このため、電気信
号の音響信号への変換効率が上昇し、音質も向上するこ
とができる。

【００４４】なお、上記では平面型音響変換装置をスピ
ーカとして使用する場合について説明したが、振動膜を
振動させて導体やコイルに誘導電流を発生させて、マイ
クロホンとしても使用することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を平面
型スピーカに適用した実施の形態について詳細に説明す
る。本実施の形態は、図４及び図５に示すように、磁性
体で形成され、かつマトリックス状に多数（本実施の形
態では、４×１２の４８個）の孔２０Ａが穿設された矩
形状の板状部材からなるヨーク２０を備えている。ヨー
ク２０の４つの角には、ケースに形成されたボスが挿入
されるボス挿入用の小孔２０Ｂが穿設されている。この
ように孔２０Ａをマトリックス状に穿設することによ
り、ヨーク２０の隣り合う４つの孔２０Ａで囲まれた部
位には、永久磁石を固定するための磁石固定部が形成さ
れる。

【００４６】磁石固定部の各々には、偏平でかつ４角形
状に形成された多数の永久磁石ｍの各々が、異なる極性
の磁極面が交互に位置するように磁極面を上方に向けて
接着等により固定配置されている。すなわち、ヨーク２
０の長さ方向に沿ってＮ極の磁極面が上方を向いた永久
磁石とＳ極の磁極面が上方を向いた永久磁石とを交互に
配置した磁石列が、ヨーク２０の幅方向にＮ極の磁極面
が上方を向いた永久磁石とＳ極の磁極面が上方を向いた
永久磁石とが交互に位置するように複数列固定配置され
ている。なお、各永久磁石は、Ｓ極とＮ極とが逆になる
ように固定してもよい。

【００４７】ヨーク２０の上面側には、永久磁石の磁極
面、従ってヨークの上面に対して平行になるように、振
動膜２６が配置されている。振動膜２６は、コイルが配
置されるコイル配置部１２、端子が配置される端子配置
部分１４、及びコイル配置部１２と端子配置部分１４と
を連結する連結部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを備えてお
り、全体がポリイミドやポリエチレンテレフタレート等
の高分子フィルム等で構成されている。

【００４８】振動膜２６のコイル配置部１２には、永久
磁石ｍの各々に対応させて、各々渦巻き状に形成されか
つコイル配置部の表裏両面に配置された１対のコイルか
らなる多数のコイル対Ｌが配置されている。また、各コ
イル対Ｌは、図７に示すように、永久磁石ｍ各々の磁極
面の外縁と略相似形になるように渦巻き状に巻回するよ
うに形成され、渦巻きの内周であるコイルの内周Ｃｉが
振動膜のコイル配置部１２上の磁極面の外縁に対応する
部位Ｍ’より磁極面の外側の領域に位置し、かつ図４に
示すように、渦巻きの外周部、すなわちコイルの外周部
が相互に重ならないように配置されている。その他のコ
イル対も同様に、コイルの内周が振動膜上の磁極面の外
縁に対応する部位より磁極面の外側の領域に位置し、か
つコイルの外周部が相互に重ならないように配置されて
いる。

【００４９】各コイル対Ｌは、図８に示すように、複数
（本実施例では４個）のコイル対Ｌが直列に接続され
て、複数（本実施例では９個）のコイル群Ｇ１〜Ｇ９を
構成している。このコイル群Ｇ１〜Ｇ９は、並列に接続
されている。

【００５０】図９図を参照してコイル群Ｇ１〜Ｇ９の巻
回方向及び接続状態について説明する。なお、各コイル
の巻回方向及び接続状態は同様であるので、以下では、
振動膜の長辺方向に隣り合う直列接続された１対のコイ
ル対について説明し、他のコイル対の巻回方向及び接続
状態の説明は省略する。また、一方のコイル対のコイル
配置部の表面に配置されたコイル（第１のコイルに相当
する）をＬＡ１、コイル配置部の裏面に配置されたコイ
ル（第２のコイルに相当する）をＬＢ１、他方のコイル
対のコイル配置部の表面に配置されたコイル（第４のコ
イルに相当する）をＬＡ２、コイル配置部の裏面に配置
されたコイル（第３のコイルに相当する）をＬＢ２とし
て説明する。なお、各コイルの巻回方向は、全て振動膜
の表側から見た場合の方向である。

【００５１】コイルＬＡ１は外周から内周に向かって時
計方向に巻回するように形成され、コイルＬＢ１は内周
から外周に向かって時計方向に巻回するように形成さ
れ、コイルＬＢ２は外周から内周に向かって反時計方向
に巻回するように形成され、コイルＬＡ２は内周から外
周に向かって反時計方向に巻回するように形成されてい
る。従って、コイル配置部の一方の面に配置されたコイ
ルの巻回方向は、内周から外周に向かって（または、外
周から内周に向かって）同じ方向である。

【００５２】コイルＬＡ１の内周端部は、振動膜２６の
コイル配置部１２を表面から裏面に向かって垂直に貫通
してコイルＬＢ１の内周端部に接続されている。コイル
ＬＢ１の外周端部は、コイル配置部１２の裏面に沿って
延び、コイルＬＢ２の外周端部に接続されている。コイ
ルＬＢ２の内周端部は、振動膜２６のコイル配置部１２
を裏面から表面に向かって垂直に貫通してコイルＬＡ２
の内周端部に接続されている。そして、コイルＬＡ２の
外周端部は、コイル配置部１２の表面に沿って延び、図
示しない隣り合うコイルの外周端部に接続されている。

【００５３】なお、各コイル群内のコイル同士は、上記
で説明した巻回方向及び接続状態を繰り返すことにより
直列に接続されている。

【００５４】直列に接続されたコイル群のコイルＬＡ１
の外周端部から電流Ｉを通電すると、図９の矢印で示す
方向に電流Ｉが流れるので、コイルＬＡ１，ＬＡ２の相
互に隣接した内周から外周にわたる部分、及びコイルＬ
Ｂ１，ＬＢ２の相互に隣接した内周から外周にわたる部
分には、同じ方向に電流が流れる。

【００５５】また、隣り合うコイル群、すなわち、コイ
ル群Ｇ１とコイル群Ｇ２、コイル群Ｇ２とコイル群Ｇ
３、コイル群Ｇ４とコイル群Ｇ５、コイル群Ｇ５とコイ
ル群Ｇ６、コイル群Ｇ７とコイル群Ｇ８、コイル群Ｇ８
とコイル群Ｇ９の巻回方向は相互に逆方向になるように
形成されている。

【００５６】このようなコイル対のコイルは、振動膜２
６のコイル配置部１２に銅薄膜を接着し、この銅薄膜を
平面形状が渦巻き状になるようにエッチングしすること
により構成されている。そして、各コイルは、絶縁材で
あるレジストによって被覆されている。

【００５７】振動膜２６の端子配置部分１４には、正端
子１６Ａ、及び負端子１６Ｂが間隔を隔てて固定配置さ
れている。正端子１６Ａは、連結部１８Ｂ，及び１８Ｃ
上に設けられた２本の配線を介して、並列に接続された
コイル群の一端に接続され、負端子１６Ｂは、連結部１
８Ｂ，及び１８Ａ上に設けられた２本の配線を介して、
並列に接続されたコイル群の他端に接続されている。こ
のように、正端子及び負端子の各々が２本の配線を介し
てコイル群に接続されているので、連結部１８Ａまたは
連結部１８Ｃ上の配線が切断された場合においても、連
結部１８Ｂ上の配線を介してコイル群に電流を供給する
ことができるので、平面型スピーカの動作の信頼性を向
上することができる。

【００５８】また、図５に示すように、コイル群と共に
振動膜２６を収納するための樹脂製のケース３０が設け
られている。ケース３０は、多数の貫通孔３０Ａが穿設
された底面３０Ｂと底面３０Ｂの周縁から立ち上がった
周壁３０Ｃとによって、内部に収納空間を備えた断面略
コ字状の形状に形成されており、周壁３０Ｃのコーナの
各々にはボス３０Ｄが形成されている。

【００５９】振動膜２６のコイル配置部１２は、エステ
ルウール製の不織布で構成された柔軟な支持部材１２
Ａ，１２Ｂによって表裏面側からコイル群と共に挟持さ
れている。これによって、コイル配置部１２及びコイル
群は、支持部材１２Ａ，１２Ｂによって包囲され、ケー
ス３０内の収納空間内に収納される。そして、ケース３
０の周壁３０Ｃ側から永久磁石が固定されたヨーク２０
が収納空間を閉鎖するように配置される。また、ヨーク
２０の小孔２０Ｂにボス３０Ｄが挿入されてボス３０Ｄ
の小孔２０Ｂから突出した部分を超音波溶着することに
より、図６に示す平面型スピーカとして組み立てられ
る。このとき、振動膜の端子配置部分１４は、ケース３
０にヨーク２０を組み付けることによって支持部材１２
Ａ，１２Ｂ間に圧着された状態で挟持されると共に、信
号源と接続可能なようにケース３０から露出される。

【００６０】これによって、図６に示すように、振動膜
２６のコイル配置部１２がコイル群と共に振動可能で、
かつ振動膜１６のコイル配置部１２及びコイル群がケー
スの内面に接触しないように、ケース内の収納空間内に
支持される。

【００６１】図１０は、上記のように組み立てられた平
面型スピーカユニットの支持部材を省略した断面図であ
る。隣り合う永久磁石ｍの上方側の磁極面は異なった極
性で、かつ同じ方向を向いているため、各永久磁石から
発生した磁束は、Ｎ極の磁極面からＳ極の磁極面に向か
い、隣り合う永久磁石間の領域の磁束は、振動膜面と略
平行な方向を向く。

【００６２】振動膜のコイル配置部には、表面及び裏面
に配置されたコイルによって構成されたコイル対Ｌが配
置されているため、各コイルには振動膜面と略平行な方
向を向いた磁束が鎖交する。コイルに図９に示す方向の
電流Ｉを通電すると、図１０にも示すように、隣り合う
コイルの隣接した内周から外周にわたる部分同士には同
じ方向の電流が流れ、全てのコイルが同じ方向でかつ振
動膜の膜面に垂直な方向の力Ｆを受けるので、振動膜は
膜面に垂直な方向に変位する。

【００６３】従って、発生させたい音響を表す電気信号
をコイルに通電することにより、振動膜のコイル配置部
がこの電気信号に応じてコイルと共に振動し、音響信号
を発生させることができる。このとき、振動膜のコイル
配置部の周縁が自由端になっているため、コイル配置部
全体を振動させ、振動膜の振動効率を向上させることが
できる。なお、図９及び図１０においてＨは磁束の方向
を示す。

【００６４】また、このとき、永久磁石の底面側磁極面
の磁束は、図９に示すように、Ｎ極から出てヨーク２０
内の磁路を通ってＳ極へ入るため、上面側の磁極面によ
り密度が高い磁束を発生させることができるので、小さ
な振幅の電流を流しても効率良く音響信号に変換するこ
とができ、また、底面側の外部への漏れ磁束を少なくす
ることができる。

【００６５】また、ケースの底面３０Ｂには、多数の孔
が穿設されているので、音響信号はこの孔を通過して平
面型スピーカ表面から出力される。

【００６６】上記の第１の実施の形態における周波数毎
の音響出力特性を従来の振動膜の周辺を固定した平面型
スピーカと比較して図１１に示す。図１１（Ａ）は第１
の実施の形態の音響出力特性を示すものであり、図１１
（Ｂ）に示す従来の平面型スピーカの音響出力特性と比
較して１００〜１０００Ｈｚの低音域の音響出力特性が
改善されている。

【００６７】次に、図１２を参照して本発明の第２の実
施の形態について説明する。本実施の形態は、可撓性部
材である布製の支持体４０上に永久磁石ｍを第１の実施
の形態と同様に配置し、永久磁石ｍを固定用布４２によ
って被覆し、布製の支持体４０及び固定用布４２の各永
久磁石の両側の部分を縫製して永久磁石ｍが布製の支持
体４０上に固定されている。

【００６８】永久磁石ｍの上方には、第１実施の形態と
同様のコイル群が配置された振動膜２６が支持部材１０
Ａ，１０Ｂによって包囲された状態で配置されている。

【００６９】支持部材によって包囲された振動膜は、布
製のカバー４４によって被覆され、布製のカバー４４と
布製の支持体４０とを縫製して、振動膜のコイル配置部
がコイルと共に振動可能で、かつ振動膜のコイル配置部
及びコイルがケースの内面に接触しないように、振動膜
のコイル配置部がコイルと共に包囲されてケース内に支
持されている。

【００７０】本実施の形態においても第１の実施の形態
と同様に音響信号を発生することができるが、振動膜、
コイル、及び永久磁石以外の部分は布製であるため、柔
軟製に富んでおり、衣類の内部に収納したり、肩パット
に収納したりすることができる。

【００７１】上記各実施例では、振動膜にコイル対を配
置する例について説明したが、振動膜の一方の面にのみ
配置したコイルを用いるようにしてもよい。更に上記で
は振動膜に渦巻状のコイルを固定する例について説明し
たが、コイルに代えて振動膜の永久磁石間に対応する部
分に固定した１本または複数本の導線を用いるようにし
てもよい。

【００７２】なお、上記各実施例では、コイルに通電し
て音を出力するスピーカについて説明したが、フレミン
グの右手の法則に従って振動膜を振動させてコイルに誘
導電流が流れるようにすれば、マイクロホンとしても使
用することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、振動膜の導体配置部の周縁が自由端となるように
支持したので、振動膜の導体配置部の振動効率を向上さ
せることができる、という効果が得られる。

【００７４】また、請求項２の発明によれば、振動膜の
コイル配置部の周縁が自由端となるように支持したの
で、振動膜のコイル配置部の振動効率を向上させること
ができる、という効果が得られる。

【００７５】また、請求項３、及び７の発明によれば、
第１の磁石及び第２の磁石を極性が異なる磁極面が同じ
方向を向いて隣り合うように配置したので、第１の磁石
と第２の磁石との間の領域の磁束が振動膜面と略平行な
方向を向くようになり、また、第１のコイル及び第２の
コイルの各々が、対応する磁極面の外縁に対応する部位
を含みかつ外縁に対応する部位の近傍の領域にコイルの
内周が位置するように配置したので、振動膜面と略平行
な方向を向く磁束が第１のコイル及び第２のコイルに鎖
交するようになり、第１のコイル及び第２のコイルに電
流を流すと、電流が磁界から受ける力の方向は、振動膜
面に略直交する方向となって、振動膜面に沿った方向の
力が極めて小さくなるので、雑音成分を小さくして音質
を向上することができると共に、振動膜のコイル配置部
の振動効率を向上させることができる、という効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の平面型スピーカを示す分解斜視図であ
る。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は本発明のコイルの巻き方向が
同じ方向の場合の第１のコイルと第２のコイルとの接続
状態を示す説明図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明のコイルの巻
き方向が異なる方向の場合の第１のコイルと第２のコイ
ルとの接続状態を示す説明図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態を示すケースを省略
した部分分解斜視図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態の分解図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態の部分断面図であ
る。

【図７】上記第１の実施の形態の振動膜の永久磁石の外
縁部に対応する部位の外側に配置された渦巻き状のコイ
ルを示す部分斜視図である。

【図８】上記第１の実施の形態のコイルの接続状態を示
す平面図である。

【図９】上記第１の実施の形態の振動膜の表裏両面に位
置するコイルの接続状態を示す説明図である。

【図１０】上記第１の実施の形態の永久磁石ｍを通る平
面に沿った断面図である。

【図１１】（Ａ）は上記第１の実施の形態の音響出力特
性を示す線図であり、（Ｂ）は従来の平面型スピーカの
音響出力特性を示す線図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の断面図であ。

【符号の説明】

１２ コイル配置部 ２０ ヨーク ２６ 振動膜 ４０ 布製支持体 ４４ 布製カバー

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体配置部を備え、該導体配置部に導体が
   配置された振動膜と、 前記導体と共に前記振動膜を収納するための収納部材
   と、 前記振動膜の導体配置部が前記導体と共に振動可能で、
   かつ前記振動膜の導体配置部及び前記導体が収納部材の
   内面に接触しないように、該振動膜の導体配置部を前記
   導体と共に包囲して前記収納部材内に支持する柔軟な支
   持部材と、 前記導体に磁束が鎖交するように配置された磁石と、 を含む平面型音響変換装置。
2. 【請求項２】コイル配置部を備え、該コイル配置部に渦
   巻き状に形成されたコイルが配置された振動膜と、 前記コイルと共に前記振動膜を収納するための収納部材
   と、 前記振動膜のコイル配置部が前記コイルと共に振動可能
   で、かつ前記振動膜のコイル配置部及び前記コイルが収
   納部材の内面に接触しないように、該振動膜のコイル配
   置部を前記コイルと共に包囲して前記収納部材内に支持
   する柔軟な支持部材と、 前記コイルに磁束が鎖交するように配置された磁石と、 を含む平面型音響変換装置。
3. 【請求項３】第１の磁極面を備えた第１の磁石と、 前記第１の磁極面の極性と異なる極性の第２の磁極面を
   備え、該第２の磁極面が前記第１の磁石の第１の磁極面
   と同じ側を向くように、前記第１の磁石と所定距離隔て
   て隣り合うように配置された第２の磁石と、 コイル配置部を備えると共に、前記第１の磁極面及び前
   記第２の磁極面に対向するように配置された振動膜と、 渦巻き状に形成されると共に、前記コイル配置部の前記
   第１の磁極面の外縁に対応する部位を含んだ該部位の近
   傍の領域に渦巻きの内周が位置するように、前記コイル
   配置部に配置された第１のコイルと、 渦巻き状に形成されると共に、前記コイル配置部の前記
   第２の磁極面の外縁に対応する部位を含んだ該部位の近
   傍の領域に渦巻きの内周が位置するように、前記コイル
   配置部に配置された第２のコイルと、 前記第１、及び第２のコイルと共に前記振動膜を収納す
   るための収納部材と、前記コイル配置部が前記第１、及
   び第２のコイルと共に振動可能で、かつ前記コイル配置
   部と前記第１、及び第２のコイルとが収納部材の内面に
   接触しないように、該コイル配置部を前記第１、及び第
   ２のコイルと共に包囲して前記収納部材内に支持する柔
   軟な支持部材と、 を含む平面型音響変換装置。
4. 【請求項４】前記第１のコイルの前記第２のコイルに隣
   接した部分、及び前記第２のコイルの前記第１のコイル
   に隣接した部分に、同じ方向の電流が流れるようにした
   請求項３記載の平面型音響変換装置。
5. 【請求項５】前記第１のコイル及び前記第２のコイルの
   外周から内周への巻き方向が同じ場合には、前記第１の
   コイル及び前記第２のコイルの内周側同士を接続する
   か、または前記第１のコイル及び前記第２のコイルの外
   周側同士を接続した請求項３記載の平面型音響変換装
   置。
6. 【請求項６】前記第１のコイル及び前記第２のコイルの
   外周から内周への巻き方向が各々異なる場合には、前記
   第１のコイル及び前記第２のコイルの一方の内周側と他
   方の外周側とを接続するか、または前記第１のコイル及
   び前記第２のコイルの内周側同士、及び外周側同士を接
   続した請求項３記載の平面型音響変換装置。
7. 【請求項７】第１の磁極面を備えた第１の磁石と、 前記第１の磁極面の極性と異なる極性の第２の磁極面を
   備え、該第２の磁極面が前記第１の磁石の第１の磁極面
   と同じ側を向くように、前記第１の磁石と所定距離隔て
   て隣り合うように配置された第２の磁石と、 コイル配置部を備えると共に、前記第１の磁極面及び前
   記第２の磁極面に対向するように配置された振動膜と、 渦巻き状に形成されると共に、前記コイル配置部の前記
   第１の磁極面の外縁に対応する部位を含んだ該部位の近
   傍の領域に渦巻きの内周が位置するように、前記コイル
   配置部に配置された第１のコイルと、 前記第１のコイルと逆方向の渦巻き状に形成されると共
   に、前記コイル配置部の前記第１の磁極面の外縁に対応
   する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦巻きの内周が
   位置するように、前記コイル配置部の前記第１のコイル
   と重なる位置に配置され、かつ内周端が前記第１のコイ
   ルの内周端に連続した第２のコイルと、 前記第２のコイルと同方向の渦巻き状に形成されると共
   に、前記コイル配置部の前記第２の磁極面の外縁に対応
   する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦巻きの内周が
   位置するように、前記コイル配置部に配置され、かつ外
   周端が前記第２のコイルの外周端に連続した第３のコイ
   ルと、 前記第１のコイルと同方向の渦巻き状に形成されると共
   に、前記コイル配置部の前記第２の磁極面の外縁に対応
   する部位を含んだ該部位の近傍の領域に渦巻きの内周が
   位置するように、前記コイル配置部の前記第３のコイル
   と重なる位置に配置され、かつ内周端が前記第３のコイ
   ルの内周端に連続した第４のコイルと、 前記第１、第２、第３、及び第４のコイルと共に前記振
   動膜を収納するための収納部材と、 前記コイル配置部が前記第１、第２、第３、及び第４の
   コイルと共に振動可能で、かつ前記コイル配置部と前記
   第１、第２、第３、及び第４のコイルとが収納部材の内
   面に接触しないように、該コイル配置部を前記第１、第
   ２、第３、及び第４のコイルと共に包囲して前記収納部
   材内に支持する柔軟な支持部材と、 を含む平面型音響変換装置。
8. 【請求項８】前記第１のコイルは前記コイル配置部の一
   方の面に配置され、前記第２のコイルは前記コイル配置
   部の他方の面に配置されて内周端が前記コイル配置部を
   貫通して前記第１のコイルの内周端に連続し、前記第３
   のコイルは前記コイル配置部の前記他方の面に配置さ
   れ、前記第４のコイルは前記コイル配置部の前記一方の
   面に配置されて内周端が前記コイル配置部を貫通して前
   記第３のコイルの内周端に連続している請求項７記載の
   平面型音響変換装置。
9. 【請求項９】第１の方向に沿って前記第１の磁石と前記
   第２の磁石とを交互に配置した磁石列を、前記第１の方
   向と交差する第２の方向に前記第１の磁石と前記第２の
   磁石とが交互に位置するように複数列配置した請求項１
   〜８のいずれか１項記載の平面型音響変換装置。
10. 【請求項１０】前記第１の磁石及び前記第２の磁石を磁
    性体で構成された板状部材上に配置した請求項１〜９の
    いずれか１項記載の平面型音響変換装置。
11. 【請求項１１】前記第１の磁石及び前記第２の磁石を可
    撓性部材上に配置すると共に、前記収納部材を可撓性部
    材で形成した請求項１〜９のいずれか１項記載の平面型
    音響変換装置。