JP2000341794A - 密閉箱型直接放射平面スピーカ - Google Patents
密閉箱型直接放射平面スピーカInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁歪スピーカドライバの磁歪素子を振動させ
て直接発音させ、音圧向上を図るとともにスピーカ全体
を薄型化する。 【解決手段】 前面が開口する四角箱状のスピーカ筺体
１２に、外部磁界を受けて磁界印加方向とほぼ直交する
方向に磁歪変形する平板状の磁歪素子１４を側縁部は拘
束せず側縁部を終端する両端を固定し、外周に励磁コイ
ル１５を巻回した磁歪素子１４とスピーカ筺体１２との
間の間隙をダンパ１７により閉塞してスピーカ筺体１２
を密閉するとともに、励磁コイル１５に通電励磁して磁
歪素子１４を磁歪変形させて振動させ、磁歪素子１４に
より直接発音させる。磁歪素子１４自体を振動させるこ
とで、音圧向上を図るとともにスピーカ全体を薄型化す
ることができる。
て直接発音させ、音圧向上を図るとともにスピーカ全体
を薄型化する。 【解決手段】 前面が開口する四角箱状のスピーカ筺体
１２に、外部磁界を受けて磁界印加方向とほぼ直交する
方向に磁歪変形する平板状の磁歪素子１４を側縁部は拘
束せず側縁部を終端する両端を固定し、外周に励磁コイ
ル１５を巻回した磁歪素子１４とスピーカ筺体１２との
間の間隙をダンパ１７により閉塞してスピーカ筺体１２
を密閉するとともに、励磁コイル１５に通電励磁して磁
歪素子１４を磁歪変形させて振動させ、磁歪素子１４に
より直接発音させる。磁歪素子１４自体を振動させるこ
とで、音圧向上を図るとともにスピーカ全体を薄型化す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁歪スピーカドラ
イバの磁歪素子を振動させて直接発音させ、音圧向上を
図るとともにスピーカ全体を薄型化した密閉箱型直接放
射平面スピーカに関する。
イバの磁歪素子を振動させて直接発音させ、音圧向上を
図るとともにスピーカ全体を薄型化した密閉箱型直接放
射平面スピーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来の密閉箱型平面スピーカの
一例を示す縦断面図である。同図に示す密閉箱型平面ス
ピーカ１は、平板状の振動板２をボイスコイル式のスピ
ーカドライバ３により背面側から駆動するものである。
スピーカドライバ３は、振動板２の背面中央部にピスト
ン板４を介して一端が接着されたボイスコイル５と、こ
のボイスコイル５の他端側に同軸的に配設した柱状マグ
ネット６等から構成される。柱状マグネット６は、鍔付
き有底円筒形状のヨーク７内に収容されており、このヨ
ーク７の円筒部分を保持する皿状の背面板８の周縁部に
組み付けたフレーム９に、リング状のガスケット９ａを
介して振動板２の周縁部が固定してある。ボイスコイル
５は、その側面に一端を接続したダンパ１０によりヨー
ク７の鍔部に連結してある。この従来のスピーカドライ
バ３は、柱状マグネット６が形成する磁界内にあるボイ
スコイル５に音声電流を通電して励磁したときに、ボイ
スコイル５に発生するフレミングの力によってピストン
板４を前後方向に駆動するため、振動板２が振動して音
圧を発生する。
一例を示す縦断面図である。同図に示す密閉箱型平面ス
ピーカ１は、平板状の振動板２をボイスコイル式のスピ
ーカドライバ３により背面側から駆動するものである。
スピーカドライバ３は、振動板２の背面中央部にピスト
ン板４を介して一端が接着されたボイスコイル５と、こ
のボイスコイル５の他端側に同軸的に配設した柱状マグ
ネット６等から構成される。柱状マグネット６は、鍔付
き有底円筒形状のヨーク７内に収容されており、このヨ
ーク７の円筒部分を保持する皿状の背面板８の周縁部に
組み付けたフレーム９に、リング状のガスケット９ａを
介して振動板２の周縁部が固定してある。ボイスコイル
５は、その側面に一端を接続したダンパ１０によりヨー
ク７の鍔部に連結してある。この従来のスピーカドライ
バ３は、柱状マグネット６が形成する磁界内にあるボイ
スコイル５に音声電流を通電して励磁したときに、ボイ
スコイル５に発生するフレミングの力によってピストン
板４を前後方向に駆動するため、振動板２が振動して音
圧を発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の密閉箱型平面スピーカ１は、スピーカドライバ３の
振動板駆動能力がボイスコイル５のコイル巻数に比例す
るため、実用上必要とされる音圧を確保しようとする
と、ボイスコイル５にも或いは柱状マグネット６にもあ
る程度以上の軸長が必要であり、このため振動方向で見
た薄型化に一定の限界があるといった課題を抱えるもの
であった。また、密閉箱型直接放射平面スピーカ１は、
小型化した場合、スピーカ内容積を小さくするほど背面
板８と振動板２との間の空気のコンプライアンス（圧縮
しにくさ）が小さくなるため、低域限界再生周波数が上
昇してしまい、再生帯域が狭まるだけに良質の音再生が
期待できない等の課題を抱えるものであった。
来の密閉箱型平面スピーカ１は、スピーカドライバ３の
振動板駆動能力がボイスコイル５のコイル巻数に比例す
るため、実用上必要とされる音圧を確保しようとする
と、ボイスコイル５にも或いは柱状マグネット６にもあ
る程度以上の軸長が必要であり、このため振動方向で見
た薄型化に一定の限界があるといった課題を抱えるもの
であった。また、密閉箱型直接放射平面スピーカ１は、
小型化した場合、スピーカ内容積を小さくするほど背面
板８と振動板２との間の空気のコンプライアンス（圧縮
しにくさ）が小さくなるため、低域限界再生周波数が上
昇してしまい、再生帯域が狭まるだけに良質の音再生が
期待できない等の課題を抱えるものであった。
【０００４】一方また、ボイスコイル５等を用いずに振
動板を駆動する静電型などのスピーカも登場から久し
く、様々な素材を用いたスピーカドライバが実用に供さ
れている。例えば、チタン酸バリウム磁器のように電圧
印加を受けて変形する電歪材料は、ロッシェル塩のよう
な圧電物質（ＰＺＴ）とは外見上は同じように機能する
ため、一般に「圧電物質」と総称されるが、こうした圧
電物質は、印加電界の方向により圧電効果が変わること
が知られる。また、ロッシェル塩が電界の方向に対して
直角方向に最も変形する圧電気横効果を示すのに対し、
水晶やチタン酸バリウムは、電界の方向と同じ方向に最
も変形する圧電気縦効果を示す。しかしながら、例えば
粉末状のチタン酸バリウムを焼結して成型したチタン酸
バリウム磁器を用いた電歪スピーカドライバは、振動子
の共振周波数が比較的高いために、専ら高音専用スピー
カ（トゥイータ）として使用され、低周波の振動子とし
ての利用は期待できないのが現状であった。
動板を駆動する静電型などのスピーカも登場から久し
く、様々な素材を用いたスピーカドライバが実用に供さ
れている。例えば、チタン酸バリウム磁器のように電圧
印加を受けて変形する電歪材料は、ロッシェル塩のよう
な圧電物質（ＰＺＴ）とは外見上は同じように機能する
ため、一般に「圧電物質」と総称されるが、こうした圧
電物質は、印加電界の方向により圧電効果が変わること
が知られる。また、ロッシェル塩が電界の方向に対して
直角方向に最も変形する圧電気横効果を示すのに対し、
水晶やチタン酸バリウムは、電界の方向と同じ方向に最
も変形する圧電気縦効果を示す。しかしながら、例えば
粉末状のチタン酸バリウムを焼結して成型したチタン酸
バリウム磁器を用いた電歪スピーカドライバは、振動子
の共振周波数が比較的高いために、専ら高音専用スピー
カ（トゥイータ）として使用され、低周波の振動子とし
ての利用は期待できないのが現状であった。
【０００５】一方、Ｎｉ，Ｃｏなどの単体金属やＦｅ−
Ａｌ系合金或いはフェライトといった強磁性材料には、
外部磁界に応じて素子寸法が変化する磁歪現象を示すも
のがあり、応力を加えて変形させると磁気特性が変化し
たり、直交磁界が同時に加わったときに捩れ、捩れ応力
（トルク）によって素子の磁気（磁化）特性が変化する
ことが知られている。この種の磁歪材料を特定形状に加
工した磁歪素子は、スピーカドライバに利用できるた
め、印加磁界に応じて発生する応力や応力歪の大きな素
子の開発が急がれている。実際に、希土類−遷移金属よ
りなるラーベス（Ｌａｖｅｓ）型の結晶構造をもつ磁性
材料は、これまでの強磁性材料の５０〜１００倍の変位
を示し、圧電物質（ＰＺＴ）に比べても２〜３倍の発生
応力が得られることが判っている。こうした磁性材料の
一つである（Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７）Ｆｅ２に代表され
る磁歪素子では、変位量が１０００ｐｐｍを越える磁歪
変形を示すものが発見されており、通常の磁歪素子と区
別するため超磁歪素子などと呼ばれることがある。しか
しながら、こうした超磁歪素子をもってしても、現在の
ところ実用的な音圧が得られるものは殆ど存在せず、磁
歪スピーカドライバを組み込んだスピーカの実用化は将
来的な課題と考えられていた。
Ａｌ系合金或いはフェライトといった強磁性材料には、
外部磁界に応じて素子寸法が変化する磁歪現象を示すも
のがあり、応力を加えて変形させると磁気特性が変化し
たり、直交磁界が同時に加わったときに捩れ、捩れ応力
（トルク）によって素子の磁気（磁化）特性が変化する
ことが知られている。この種の磁歪材料を特定形状に加
工した磁歪素子は、スピーカドライバに利用できるた
め、印加磁界に応じて発生する応力や応力歪の大きな素
子の開発が急がれている。実際に、希土類−遷移金属よ
りなるラーベス（Ｌａｖｅｓ）型の結晶構造をもつ磁性
材料は、これまでの強磁性材料の５０〜１００倍の変位
を示し、圧電物質（ＰＺＴ）に比べても２〜３倍の発生
応力が得られることが判っている。こうした磁性材料の
一つである（Ｔｂ０．３Ｄｙ０．７）Ｆｅ２に代表され
る磁歪素子では、変位量が１０００ｐｐｍを越える磁歪
変形を示すものが発見されており、通常の磁歪素子と区
別するため超磁歪素子などと呼ばれることがある。しか
しながら、こうした超磁歪素子をもってしても、現在の
ところ実用的な音圧が得られるものは殆ど存在せず、磁
歪スピーカドライバを組み込んだスピーカの実用化は将
来的な課題と考えられていた。
【０００６】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、磁歪スピーカドライバの磁歪素子を振動させて直接
発音させ、音圧向上を図るとともにスピーカ全体を薄型
化することを目的とするものである。
り、磁歪スピーカドライバの磁歪素子を振動させて直接
発音させ、音圧向上を図るとともにスピーカ全体を薄型
化することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る本発明は、前面が開口する四角箱状
のスピーカ筺体と、側縁部は拘束せず該側縁部を終端す
る両端を前記スピーカ筺体に固定して該スピーカ筺体の
前面開口部内に配設され、外部磁界を受けて磁界印加方
向とほぼ直交する方向に磁歪変形し、音を直接放射する
平板状の磁歪素子と、該磁歪素子の外周に巻回され、通
電励磁されて該磁歪素子を磁歪変形させて振動させる励
磁コイルと、該励磁コイルが巻回された前記磁歪素子と
前記スピーカ筺体との間の間隙を閉塞して前記スピーカ
筺体を密閉するダンパとを具備することを特徴とするも
のである。
め、請求項１に係る本発明は、前面が開口する四角箱状
のスピーカ筺体と、側縁部は拘束せず該側縁部を終端す
る両端を前記スピーカ筺体に固定して該スピーカ筺体の
前面開口部内に配設され、外部磁界を受けて磁界印加方
向とほぼ直交する方向に磁歪変形し、音を直接放射する
平板状の磁歪素子と、該磁歪素子の外周に巻回され、通
電励磁されて該磁歪素子を磁歪変形させて振動させる励
磁コイルと、該励磁コイルが巻回された前記磁歪素子と
前記スピーカ筺体との間の間隙を閉塞して前記スピーカ
筺体を密閉するダンパとを具備することを特徴とするも
のである。
【０００８】また、請求項２に係る本発明は、前面と背
面が開口する四角筒状のスピーカ筺体と、それぞれ側縁
部は拘束せず該側縁部を終端する両端を前記スピーカ筺
体に固定して該スピーカ筺体の前面開口部内に互いに前
後方向に離間対向させて配設され、それぞれ外部磁界を
受けて磁界印加方向とほぼ直交する方向に磁歪変形し、
一方は前方に他方は後方にそれぞれ音を直接放射する前
後一対の平板状の磁歪素子と、該各磁歪素子の外周に巻
回され、通電励磁されて該磁歪素子を磁歪変形させて振
動させる励磁コイルと、該励磁コイルが巻回された前記
各磁歪素子と前記スピーカ筺体との間の間隙をそれぞれ
閉塞して前記スピーカ筺体を前後から密閉する前後一対
のダンパとを具備することを特徴とするものである。
面が開口する四角筒状のスピーカ筺体と、それぞれ側縁
部は拘束せず該側縁部を終端する両端を前記スピーカ筺
体に固定して該スピーカ筺体の前面開口部内に互いに前
後方向に離間対向させて配設され、それぞれ外部磁界を
受けて磁界印加方向とほぼ直交する方向に磁歪変形し、
一方は前方に他方は後方にそれぞれ音を直接放射する前
後一対の平板状の磁歪素子と、該各磁歪素子の外周に巻
回され、通電励磁されて該磁歪素子を磁歪変形させて振
動させる励磁コイルと、該励磁コイルが巻回された前記
各磁歪素子と前記スピーカ筺体との間の間隙をそれぞれ
閉塞して前記スピーカ筺体を前後から密閉する前後一対
のダンパとを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１な
いし図６を参照して説明する。図１は、本発明の密閉箱
型直接放射平面スピーカの第１実施形態を示す分解斜視
図、図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１に示した密閉
箱型直接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦断面
図、図３は、図１に示した磁歪スピーカドライバの一部
切截正面図及び縦断面図、図４は、図１に示した磁歪素
子の磁歪特性を示す図、図５は、本発明の密閉箱型直接
放射平面スピーカの第２実施形態を示す分解斜視図、図
６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図５に示した密閉箱型直
接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦断面図であ
る。
いし図６を参照して説明する。図１は、本発明の密閉箱
型直接放射平面スピーカの第１実施形態を示す分解斜視
図、図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１に示した密閉
箱型直接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦断面
図、図３は、図１に示した磁歪スピーカドライバの一部
切截正面図及び縦断面図、図４は、図１に示した磁歪素
子の磁歪特性を示す図、図５は、本発明の密閉箱型直接
放射平面スピーカの第２実施形態を示す分解斜視図、図
６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図５に示した密閉箱型直
接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦断面図であ
る。
【００１０】図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示す密閉箱
型直接放射平面スピーカ１１は、前面が開口する四角箱
状のスピーカ筺体１２に一対の磁歪スピーカドライバ１
３を２列に組み付けて構成したものであり、磁歪スピー
カドライバ１３自体が直接音を放射する。各磁歪スピー
カドライバ１３は、図３（Ａ），（Ｂ）に示したよう
に、側縁部は拘束せず側縁部を終端する両端をスピーカ
筺体１２に固定してスピーカ筺体１２の前面開口部内に
配設した磁歪素子１４と、磁歪素子１４の外周に巻回さ
れ、通電励磁されて該磁歪素子１４を磁歪変形させて振
動させる励磁コイル１５とから構成される。磁歪素子１
４は、磁界の印加方向とはほぼ直交する方向に伸縮する
磁歪横効果を示す磁歪材料を矩形薄板状に成形したもの
であり、両端部を保持する固定部１６をスピーカ筺体１
２に保持させてある。励磁コイル１５は、３等分された
磁歪素子１４の各外周に巻回した直巻コイル対１５ａ，
１５ｂ，１５ｃを直列接続して構成してあるが、磁歪素
子１４の外周に直に巻き付けるか、或いは磁歪素子１４
との間に励磁コイル１５の相対変位を許容するブチルゴ
ムやビニールシート等のスペーサ（図示せず）を密着介
挿して巻き付けられ、スペーサを使用した場合には、磁
歪素子１４の磁歪変形に対する励磁コイル１５の束縛が
低減される。また、磁歪素子１４の側縁部とスピーカ筺
体１２の内側縁部との間の間隙及び一対の磁歪素子１４
どうしの側縁部間の間隙は、横「日」状に成形された薄
板ゴム等からなるダンパ１７により閉塞してあり、この
ダンパ１７によりスピーカ筺体１２は密閉される。
型直接放射平面スピーカ１１は、前面が開口する四角箱
状のスピーカ筺体１２に一対の磁歪スピーカドライバ１
３を２列に組み付けて構成したものであり、磁歪スピー
カドライバ１３自体が直接音を放射する。各磁歪スピー
カドライバ１３は、図３（Ａ），（Ｂ）に示したよう
に、側縁部は拘束せず側縁部を終端する両端をスピーカ
筺体１２に固定してスピーカ筺体１２の前面開口部内に
配設した磁歪素子１４と、磁歪素子１４の外周に巻回さ
れ、通電励磁されて該磁歪素子１４を磁歪変形させて振
動させる励磁コイル１５とから構成される。磁歪素子１
４は、磁界の印加方向とはほぼ直交する方向に伸縮する
磁歪横効果を示す磁歪材料を矩形薄板状に成形したもの
であり、両端部を保持する固定部１６をスピーカ筺体１
２に保持させてある。励磁コイル１５は、３等分された
磁歪素子１４の各外周に巻回した直巻コイル対１５ａ，
１５ｂ，１５ｃを直列接続して構成してあるが、磁歪素
子１４の外周に直に巻き付けるか、或いは磁歪素子１４
との間に励磁コイル１５の相対変位を許容するブチルゴ
ムやビニールシート等のスペーサ（図示せず）を密着介
挿して巻き付けられ、スペーサを使用した場合には、磁
歪素子１４の磁歪変形に対する励磁コイル１５の束縛が
低減される。また、磁歪素子１４の側縁部とスピーカ筺
体１２の内側縁部との間の間隙及び一対の磁歪素子１４
どうしの側縁部間の間隙は、横「日」状に成形された薄
板ゴム等からなるダンパ１７により閉塞してあり、この
ダンパ１７によりスピーカ筺体１２は密閉される。
【００１１】ところで、本実施形態に用いた磁歪素子１
４は、１ｃｍ当たりコイル数２０のサンプルについて、
下記の特性を有する磁歪素子が用いられ、前述した１０
００ｐｐｍを越える磁歪変形を示す（Ｔｂ０．３Ｄｙ
０．７）Ｆｅ２に代表される超磁歪素子に比べ１０数倍
の磁歪変形を示すため、極超磁歪素子と言うことができ
る。 ［電気特性］ ・電気抵抗 ；（２０〜３０）×１０-8 Ω・ｍ ・比透磁率 ；１００〜３００ ・保持力 ；１〜２ Ｏｅ ［機械特性］ ・ヤング率 ；（１５〜２０）×１０10 ｎ／ｍ2 ・引張強度 ；（１０〜４０）×１０7 Ｐａ ［熱特性］ ・熱膨張係数；（１０〜１２） ｐｐｍ／℃
４は、１ｃｍ当たりコイル数２０のサンプルについて、
下記の特性を有する磁歪素子が用いられ、前述した１０
００ｐｐｍを越える磁歪変形を示す（Ｔｂ０．３Ｄｙ
０．７）Ｆｅ２に代表される超磁歪素子に比べ１０数倍
の磁歪変形を示すため、極超磁歪素子と言うことができ
る。 ［電気特性］ ・電気抵抗 ；（２０〜３０）×１０-8 Ω・ｍ ・比透磁率 ；１００〜３００ ・保持力 ；１〜２ Ｏｅ ［機械特性］ ・ヤング率 ；（１５〜２０）×１０10 ｎ／ｍ2 ・引張強度 ；（１０〜４０）×１０7 Ｐａ ［熱特性］ ・熱膨張係数；（１０〜１２） ｐｐｍ／℃
【００１２】なお、上記の諸特性を有する極超磁歪素子
１４は、例えば複数の原料合金を粉砕し、磁場中で成形
し、焼結後に加工・コーティングする粉末冶金法や、原
料合金を低圧鋳造し、単結晶育成した後でアニール処理
し、加工・コーティングするブリッジマン法、或いはこ
れらを改良した製法、さらにはこれとは全く異なる製法
により製造することができる。ただし、こうした極超磁
歪素子１４は、原料合金の成分比や配合の仕方によって
磁歪特性が左右されやすく、実験室段階での製造から実
用段階の製造にはさらに様々な試行錯誤を重ねる必要が
あるが、従来の超磁歪素子と呼ばれる素子と比較したと
きに、十数倍の磁歪変形能力を秘めた発生応力の大きな
素子であることが、例えば図４に示す試験結果等から確
認されている。同図は、２８ｃｍの長さの磁歪素子１４
の一端を固定して磁界を印加したときの、磁界に対する
他端の変位をプロットしたものである。この試験結果か
ら、磁歪素子１４に対し４０エールステッド（Ｏｅ）の
磁界を印加したときに、最大８ｍｍに近い磁歪横効果を
発揮したことが判るが、磁歪素子１４の両端を固定して
磁界を印加した場合でも、磁歪素子１４の２箇所の３等
分点の変位は、４０エールステッド（Ｏｅ）の磁界印加
時に６ｍｍに近いものであることが確認されている。
１４は、例えば複数の原料合金を粉砕し、磁場中で成形
し、焼結後に加工・コーティングする粉末冶金法や、原
料合金を低圧鋳造し、単結晶育成した後でアニール処理
し、加工・コーティングするブリッジマン法、或いはこ
れらを改良した製法、さらにはこれとは全く異なる製法
により製造することができる。ただし、こうした極超磁
歪素子１４は、原料合金の成分比や配合の仕方によって
磁歪特性が左右されやすく、実験室段階での製造から実
用段階の製造にはさらに様々な試行錯誤を重ねる必要が
あるが、従来の超磁歪素子と呼ばれる素子と比較したと
きに、十数倍の磁歪変形能力を秘めた発生応力の大きな
素子であることが、例えば図４に示す試験結果等から確
認されている。同図は、２８ｃｍの長さの磁歪素子１４
の一端を固定して磁界を印加したときの、磁界に対する
他端の変位をプロットしたものである。この試験結果か
ら、磁歪素子１４に対し４０エールステッド（Ｏｅ）の
磁界を印加したときに、最大８ｍｍに近い磁歪横効果を
発揮したことが判るが、磁歪素子１４の両端を固定して
磁界を印加した場合でも、磁歪素子１４の２箇所の３等
分点の変位は、４０エールステッド（Ｏｅ）の磁界印加
時に６ｍｍに近いものであることが確認されている。
【００１３】上記構成になる密閉箱型直接放射平面スピ
ーカ１１は、３組の直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５
ｃを通電励磁したときに、磁歪素子１４が前後方向に変
位する。すなわち、励磁コイル１５は音声電流を通電さ
れて励磁されるため、この音声電流の大きさに応じた磁
界が発生する。すなわち、直巻コイル対１５ａ，１５
ｂ，１５ｃは互いに直列接続されているため、電流の大
きさとコイル巻数に比例した同極性の磁界が発生し、こ
の磁界の大きさに応じて磁歪素子１４が磁歪変形する。
磁歪変形した磁歪素子１４は磁歪横効果により前後方向
に変位するため、ダンパ１７を撓み変形させながら前後
方向にピストン振動して音圧を発生する。磁歪素子１４
の発生応力は極超磁歪素子と呼ぶに相応しく非常に大き
な値を示し、このため密閉箱型直接放射平面スピーカ１
１を小型化した場合でも、従来問題とされたスピーカ内
容積の減少に伴うコンプライアンス低下に拘わらず、十
分な低域再生能力を発揮することができる。
ーカ１１は、３組の直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５
ｃを通電励磁したときに、磁歪素子１４が前後方向に変
位する。すなわち、励磁コイル１５は音声電流を通電さ
れて励磁されるため、この音声電流の大きさに応じた磁
界が発生する。すなわち、直巻コイル対１５ａ，１５
ｂ，１５ｃは互いに直列接続されているため、電流の大
きさとコイル巻数に比例した同極性の磁界が発生し、こ
の磁界の大きさに応じて磁歪素子１４が磁歪変形する。
磁歪変形した磁歪素子１４は磁歪横効果により前後方向
に変位するため、ダンパ１７を撓み変形させながら前後
方向にピストン振動して音圧を発生する。磁歪素子１４
の発生応力は極超磁歪素子と呼ぶに相応しく非常に大き
な値を示し、このため密閉箱型直接放射平面スピーカ１
１を小型化した場合でも、従来問題とされたスピーカ内
容積の減少に伴うコンプライアンス低下に拘わらず、十
分な低域再生能力を発揮することができる。
【００１４】このように、上記密閉箱型直接放射平面ス
ピーカ１１は、磁界の印加方向とはほぼ直交する方向に
伸縮する磁歪横効果を示す磁歪素子１４そのものが直接
に音を発生するため、磁歪素子１４の振動方向に測った
スピーカの厚みを十分に小さくし、きわめて薄型の構成
とすることができる。しかも、磁歪素子１４の両端が固
定してあるため、磁歪素子１４を３等分する２点に対応
する駆動点を挟む両側から強力な駆動力をもって磁歪素
子１４を前後方向に駆動でき、これにより磁歪素子１４
の振動を無駄なく音圧に変換することができる。さらに
また、磁歪素子１４として、超磁歪素子の十数倍の磁歪
変形を示す極超磁歪素子を用いたことで、既存の磁歪ス
ピーカドライバとは比較にならないほどの十分な音圧を
得ることができ、これにより低域から高域までの広い帯
域に亙って振動板をピストン駆動し、良好な音再生が可
能である。
ピーカ１１は、磁界の印加方向とはほぼ直交する方向に
伸縮する磁歪横効果を示す磁歪素子１４そのものが直接
に音を発生するため、磁歪素子１４の振動方向に測った
スピーカの厚みを十分に小さくし、きわめて薄型の構成
とすることができる。しかも、磁歪素子１４の両端が固
定してあるため、磁歪素子１４を３等分する２点に対応
する駆動点を挟む両側から強力な駆動力をもって磁歪素
子１４を前後方向に駆動でき、これにより磁歪素子１４
の振動を無駄なく音圧に変換することができる。さらに
また、磁歪素子１４として、超磁歪素子の十数倍の磁歪
変形を示す極超磁歪素子を用いたことで、既存の磁歪ス
ピーカドライバとは比較にならないほどの十分な音圧を
得ることができ、これにより低域から高域までの広い帯
域に亙って振動板をピストン駆動し、良好な音再生が可
能である。
【００１５】また、励磁コイル１５は、磁歪素子１４の
外周に互いに所定の間隔を置いて巻回した複数の直巻コ
イル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃからなるので、磁歪素子
１４の磁歪変形に伴って励磁コイル１５に要求される変
形を個々の直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃが分担
し、従って直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃを継ぎ
合わせた分の全長を有する一括巻き励磁コイルを用いた
磁歪スピーカドライバのごとく、励磁コイルの全長に亙
って過大な応力が発生することはなく、繰り返し行われ
る磁歪変形によって早期に励磁コイル１５が塑性変形し
たり或いは破断に至るといった不都合を防止できる。ま
た、複数の直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃは互い
に直列に接続されているため、励磁コイル１５の両端に
電圧を印加するだけで各直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，
１５ｃに巻数に応じた磁界を発生させることができる。
外周に互いに所定の間隔を置いて巻回した複数の直巻コ
イル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃからなるので、磁歪素子
１４の磁歪変形に伴って励磁コイル１５に要求される変
形を個々の直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃが分担
し、従って直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃを継ぎ
合わせた分の全長を有する一括巻き励磁コイルを用いた
磁歪スピーカドライバのごとく、励磁コイルの全長に亙
って過大な応力が発生することはなく、繰り返し行われ
る磁歪変形によって早期に励磁コイル１５が塑性変形し
たり或いは破断に至るといった不都合を防止できる。ま
た、複数の直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，１５ｃは互い
に直列に接続されているため、励磁コイル１５の両端に
電圧を印加するだけで各直巻コイル対１５ａ，１５ｂ，
１５ｃに巻数に応じた磁界を発生させることができる。
【００１６】なお、上記実施形態では、前方を向いた磁
歪素子１４を駆動する前面駆動型の密閉箱型直接放射平
面スピーカ１１を例にとったが、図５及び図６（Ａ），
（Ｂ）に示す密閉箱型直接放射平面スピーカ２１のよう
に、両面駆動型の構成とすることもできる。この密閉箱
型直接放射平面スピーカ２１は、前面と背面が開口する
四角筒状のスピーカ筺体２２に前面磁歪スピーカドライ
バ１３ｆと背面磁歪スピーカドライバ１３ｒを２列ずつ
配設して構成したものである。一言で言い表すならば、
密閉箱型直接放射平面スピーカ２１は、前述の密閉箱型
直接放射平面スピーカ１１を背面どうし密着結合し、結
合部分の障壁を除去した構造を有する。スピーカ筺体２
２の前面開口部と前面磁歪スピーカドライバ１３ｆの磁
歪素子１４との間は、前面ダンパ１７ｆにより閉塞して
あり、スピーカ筺体２２の背面開口部と背面磁歪スピー
カドライバ１３ｒの磁歪素子１４との間は、背面ダンパ
１７ｒにより閉塞してある。
歪素子１４を駆動する前面駆動型の密閉箱型直接放射平
面スピーカ１１を例にとったが、図５及び図６（Ａ），
（Ｂ）に示す密閉箱型直接放射平面スピーカ２１のよう
に、両面駆動型の構成とすることもできる。この密閉箱
型直接放射平面スピーカ２１は、前面と背面が開口する
四角筒状のスピーカ筺体２２に前面磁歪スピーカドライ
バ１３ｆと背面磁歪スピーカドライバ１３ｒを２列ずつ
配設して構成したものである。一言で言い表すならば、
密閉箱型直接放射平面スピーカ２１は、前述の密閉箱型
直接放射平面スピーカ１１を背面どうし密着結合し、結
合部分の障壁を除去した構造を有する。スピーカ筺体２
２の前面開口部と前面磁歪スピーカドライバ１３ｆの磁
歪素子１４との間は、前面ダンパ１７ｆにより閉塞して
あり、スピーカ筺体２２の背面開口部と背面磁歪スピー
カドライバ１３ｒの磁歪素子１４との間は、背面ダンパ
１７ｒにより閉塞してある。
【００１７】上記密閉箱型直接放射平面スピーカ２１
は、前面と背面２列ずつの磁歪スピーカドライバ１３
ｆ，１３ｒを同相駆動するため、前方に放射される音圧
と後方に放射される音圧が互いに同相となる。このた
め、スピーカ筺体２２の後方から前方に回り込んだ逆相
の音圧が前方に放射される音圧を打ち消すといったこと
はなく、スピーカ筺体２２の後方から前方に回り込んだ
同相の音圧が前方に放射される音圧を増強する結果、非
常に高い音圧を得ることができる。
は、前面と背面２列ずつの磁歪スピーカドライバ１３
ｆ，１３ｒを同相駆動するため、前方に放射される音圧
と後方に放射される音圧が互いに同相となる。このた
め、スピーカ筺体２２の後方から前方に回り込んだ逆相
の音圧が前方に放射される音圧を打ち消すといったこと
はなく、スピーカ筺体２２の後方から前方に回り込んだ
同相の音圧が前方に放射される音圧を増強する結果、非
常に高い音圧を得ることができる。
【００１８】なお、上記各実施形態において、２枚の磁
歪素子１３を振動板として用いる構成を例にとったが、
振動板を１枚の磁歪素子で構成したり、或いは３枚以上
の磁歪素子を並列配設して振動板とする構成とすること
もできる。
歪素子１３を振動板として用いる構成を例にとったが、
振動板を１枚の磁歪素子で構成したり、或いは３枚以上
の磁歪素子を並列配設して振動板とする構成とすること
もできる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によれば、前面が開口する四角箱状のスピーカ筺体
に、外部磁界を受けて磁界印加方向とほぼ直交する方向
に磁歪変形する平板状の磁歪素子を側縁部は拘束せず側
縁部を終端する両端を固定し、外周に励磁コイルを巻回
した磁歪素子とスピーカ筺体との間の間隙をダンパによ
り閉塞してスピーカ筺体を密閉するとともに、励磁コイ
ルに通電励磁して磁歪素子を磁歪変形させて振動させ、
磁歪素子により音を直接放射させる構成としたから、磁
歪素子自体を振動板として機能させることができ、磁歪
素子とは別に振動板を設ける必要がないので、磁歪素子
の振動方向に測ったスピーカの厚みを十分に小さくし、
きわめて薄型の構成とすることができ、しかも超磁歪素
子の十数倍の磁歪変形を示す極超磁歪素子からなる磁歪
スピーカドライバを用いることで、既存の磁歪スピーカ
ドライバとは比較にならないほどの十分な音圧を得るこ
とができ、従ってスピーカを小型化した場合でも、従来
問題とされたスピーカ内容積の減少に伴うコンプライア
ンス低下に拘わらず、十分な低域再生能力を発揮するこ
とができ、これにより低域から高域までの広い帯域に亙
って振動板をピストン駆動し、良好な音再生が可能であ
る等の優れた効果を奏する。
発明によれば、前面が開口する四角箱状のスピーカ筺体
に、外部磁界を受けて磁界印加方向とほぼ直交する方向
に磁歪変形する平板状の磁歪素子を側縁部は拘束せず側
縁部を終端する両端を固定し、外周に励磁コイルを巻回
した磁歪素子とスピーカ筺体との間の間隙をダンパによ
り閉塞してスピーカ筺体を密閉するとともに、励磁コイ
ルに通電励磁して磁歪素子を磁歪変形させて振動させ、
磁歪素子により音を直接放射させる構成としたから、磁
歪素子自体を振動板として機能させることができ、磁歪
素子とは別に振動板を設ける必要がないので、磁歪素子
の振動方向に測ったスピーカの厚みを十分に小さくし、
きわめて薄型の構成とすることができ、しかも超磁歪素
子の十数倍の磁歪変形を示す極超磁歪素子からなる磁歪
スピーカドライバを用いることで、既存の磁歪スピーカ
ドライバとは比較にならないほどの十分な音圧を得るこ
とができ、従ってスピーカを小型化した場合でも、従来
問題とされたスピーカ内容積の減少に伴うコンプライア
ンス低下に拘わらず、十分な低域再生能力を発揮するこ
とができ、これにより低域から高域までの広い帯域に亙
って振動板をピストン駆動し、良好な音再生が可能であ
る等の優れた効果を奏する。
【００２０】また、請求項２に係る本発明によれば、前
面と背面が開口する四角筒状のスピーカ筺体に、外部磁
界を受けて磁界印加方向とほぼ直交する方向に磁歪変形
する平板状の前後一対の磁歪素子を側縁部は拘束せず側
縁部を終端する両端を固定し、外周に励磁コイルを巻回
した各磁歪素子とスピーカ筺体との間の間隙をダンパに
より閉塞してスピーカ筺体を密閉するとともに、励磁コ
イルに通電励磁して磁歪素子を磁歪変形させて振動さ
せ、一対の磁歪素子により前後方向に音を直接放射させ
る構成としたから、磁歪素子自体を振動板として機能さ
せることができ、磁歪素子とは別に振動板を設ける必要
がないので、磁歪素子の振動方向に測ったスピーカの厚
みを十分に小さくし、きわめて薄型の構成とすることが
でき、しかも超磁歪素子の十数倍の磁歪変形を示す極超
磁歪素子からなる磁歪スピーカドライバを用いること
で、既存の磁歪スピーカドライバとは比較にならないほ
どの十分な音圧を得ることができ、前後一対の磁歪素子
を同相駆動することで、前方に放射される音圧と後方に
放射される音圧が互いに同相となるため、スピーカ筺体
の後方から前方に回り込んだ逆相の音圧が前方に放射さ
れる音圧を打ち消すといったことはなく、スピーカ筺体
の後方から前方に回り込んだ同相の音圧が前方に放射さ
れる音圧を増強することで、非常に高い音圧を得ること
ができ、これによりスピーカを小型化した場合でも、従
来問題とされたスピーカ内容積の減少に伴うコンプライ
アンス低下に拘わらず、十分な低域再生能力を発揮する
ことができ、これにより低域から高域までの広い帯域に
亙って振動板をピストン駆動し、良好な音再生が可能で
ある等の優れた効果を奏する。
面と背面が開口する四角筒状のスピーカ筺体に、外部磁
界を受けて磁界印加方向とほぼ直交する方向に磁歪変形
する平板状の前後一対の磁歪素子を側縁部は拘束せず側
縁部を終端する両端を固定し、外周に励磁コイルを巻回
した各磁歪素子とスピーカ筺体との間の間隙をダンパに
より閉塞してスピーカ筺体を密閉するとともに、励磁コ
イルに通電励磁して磁歪素子を磁歪変形させて振動さ
せ、一対の磁歪素子により前後方向に音を直接放射させ
る構成としたから、磁歪素子自体を振動板として機能さ
せることができ、磁歪素子とは別に振動板を設ける必要
がないので、磁歪素子の振動方向に測ったスピーカの厚
みを十分に小さくし、きわめて薄型の構成とすることが
でき、しかも超磁歪素子の十数倍の磁歪変形を示す極超
磁歪素子からなる磁歪スピーカドライバを用いること
で、既存の磁歪スピーカドライバとは比較にならないほ
どの十分な音圧を得ることができ、前後一対の磁歪素子
を同相駆動することで、前方に放射される音圧と後方に
放射される音圧が互いに同相となるため、スピーカ筺体
の後方から前方に回り込んだ逆相の音圧が前方に放射さ
れる音圧を打ち消すといったことはなく、スピーカ筺体
の後方から前方に回り込んだ同相の音圧が前方に放射さ
れる音圧を増強することで、非常に高い音圧を得ること
ができ、これによりスピーカを小型化した場合でも、従
来問題とされたスピーカ内容積の減少に伴うコンプライ
アンス低下に拘わらず、十分な低域再生能力を発揮する
ことができ、これにより低域から高域までの広い帯域に
亙って振動板をピストン駆動し、良好な音再生が可能で
ある等の優れた効果を奏する。
【図１】本発明の密閉箱型直接放射平面スピーカの第１
実施形態を示す分解斜視図である。
実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図１に示した
密閉箱型直接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦
断面図である。
密閉箱型直接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦
断面図である。
【図３】図１に示した磁歪スピーカドライバの一部切截
正面図及び縦断面図である。
正面図及び縦断面図である。
【図４】図１に示した磁歪素子の磁歪特性を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の密閉箱型直接放射平面スピーカの第２
実施形態を示す分解斜視図である。
実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】図６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図５に示した
密閉箱型直接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦
断面図である。
密閉箱型直接放射平面スピーカの一部切截正面図及び縦
断面図である。
【図７】従来の密閉箱型平面スピーカの一例を示す縦断
面図である。
面図である。
１１，２１ 密閉箱型直接放射平面スピーカ １２，２２ スピーカ筺体 １２ｆ 前面振動板 １２ｒ 背面振動板 １３ 磁歪スピーカドライバ １３ｆ 前面磁歪スピーカドライバ １３ｒ 背面磁歪スピーカドライバ １４ 磁歪素子 １５ 励磁コイル １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 直列コイル対 １７ ダンパ １７ｆ 前面ダンパ １７ｒ 背面ダンパ
Claims (2)
- 【請求項１】 前面が開口する四角箱状のスピーカ筺体
と、側縁部は拘束せず該側縁部を終端する両端を前記ス
ピーカ筺体に固定して該スピーカ筺体の前面開口部内に
配設され、外部磁界を受けて磁界印加方向とほぼ直交す
る方向に磁歪変形し、音を直接放射する平板状の磁歪素
子と、該磁歪素子の外周に巻回され、通電励磁されて該
磁歪素子を磁歪変形させて振動させる励磁コイルと、該
励磁コイルが巻回された前記磁歪素子と前記スピーカ筺
体との間の間隙を閉塞して前記スピーカ筺体を密閉する
ダンパとを具備することを特徴とする密閉箱型直接放射
平面スピーカ。 - 【請求項２】 前面と背面が開口する四角筒状のスピー
カ筺体と、それぞれ側縁部は拘束せず該側縁部を終端す
る両端を前記スピーカ筺体に固定して該スピーカ筺体の
前面開口部内に互いに前後方向に離間対向させて配設さ
れ、それぞれ外部磁界を受けて磁界印加方向とほぼ直交
する方向に磁歪変形し、一方は前方に他方は後方にそれ
ぞれ音を直接放射する前後一対の平板状の磁歪素子と、
該各磁歪素子の外周に巻回され、通電励磁されて該磁歪
素子を磁歪変形させて振動させる励磁コイルと、該励磁
コイルが巻回された前記各磁歪素子と前記スピーカ筺体
との間の間隙をそれぞれ閉塞して前記スピーカ筺体を前
後から密閉する前後一対のダンパとを具備することを特
徴とする密閉箱型直接放射平面スピーカ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11149954A JP2000341794A (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | 密閉箱型直接放射平面スピーカ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11149954A JP2000341794A (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | 密閉箱型直接放射平面スピーカ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341794A true JP2000341794A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15486237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11149954A Withdrawn JP2000341794A (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | 密閉箱型直接放射平面スピーカ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000341794A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009154067A1 (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ | デジタルスピーカー駆動装置 |
| JP2011160050A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Aiphone Co Ltd | スピーカ構造 |
| US9544691B2 (en) | 2009-12-16 | 2017-01-10 | Trigence Semiconductor, Inc. | Acoustic playback system |
| US9681231B2 (en) | 2006-05-21 | 2017-06-13 | Trigence Semiconductor, Inc. | Digital/analog conversion apparatus |
| US9735796B2 (en) | 2009-12-09 | 2017-08-15 | Trigence Semiconductor, Inc. | Selection device |
-
1999
- 1999-05-28 JP JP11149954A patent/JP2000341794A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9681231B2 (en) | 2006-05-21 | 2017-06-13 | Trigence Semiconductor, Inc. | Digital/analog conversion apparatus |
| US9693136B2 (en) | 2008-06-16 | 2017-06-27 | Trigence Semiconductor Inc. | Digital speaker driving apparatus |
| US8306244B2 (en) | 2008-06-16 | 2012-11-06 | Trigence Semiconductor, Inc. | Digital speaker driving apparatus |
| CN101803401B (zh) * | 2008-06-16 | 2014-02-26 | 株式会社特瑞君思半导体 | 数字扬声器驱动装置、数字扬声器装置、数字致动器、平面显示器装置和便携式电子设备 |
| US9226053B2 (en) | 2008-06-16 | 2015-12-29 | Trigence Semiconductor, Inc. | Digital speaker driving apparatus |
| CN103401559B (zh) * | 2008-06-16 | 2017-05-24 | 株式会社特瑞君思半导体 | 数字扬声器驱动装置、数字扬声器装置、数字致动器、平面显示器装置和便携式电子设备 |
| CN101803401A (zh) * | 2008-06-16 | 2010-08-11 | 株式会社特瑞君思半导体 | 数字扬声器驱动装置 |
| WO2009154067A1 (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | 株式会社 Ｔｒｉｇｅｎｃｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ | デジタルスピーカー駆動装置 |
| CN107277707A (zh) * | 2008-06-16 | 2017-10-20 | 株式会社特瑞君思半导体 | 数字扬声器装置和便携式电子设备 |
| CN107277707B (zh) * | 2008-06-16 | 2019-07-05 | 株式会社特瑞君思半导体 | 数字扬声器装置和便携式电子设备 |
| US9735796B2 (en) | 2009-12-09 | 2017-08-15 | Trigence Semiconductor, Inc. | Selection device |
| US9544691B2 (en) | 2009-12-16 | 2017-01-10 | Trigence Semiconductor, Inc. | Acoustic playback system |
| JP2011160050A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Aiphone Co Ltd | スピーカ構造 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040507 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |