JP2003102088A - 平面型音響変換装置 - Google Patents
平面型音響変換装置Info
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Abstract
音響変換装置を提供すること。 【解決手段】 第1のヨーク12の永久磁石Mは第2の
ヨーク20の永久磁石Mの配置されていない部位と対向
しており、第2のヨーク20の永久磁石Mは第1のヨー
ク12の永久磁石Mの配置されていない部位と対向して
おり、第1のヨーク12と第2のヨーク20の間にはダ
イヤフラム16が配置されている。永久磁石Mが対向す
る第1のヨーク12及び第2のヨーク20を吸引して湾
曲させようとするが、第1のヨーク12の中央付近に設
けた反発用磁石RMが第2のヨーク20の永久磁石Mと
対向して吸着力と反対向きの力である反発力を発生する
ので、第1のヨーク12及び第2のヨーク20の湾曲を
抑えることができる。
Description
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係り、特に、
ダイヤフラムの面積を大型化することを可能とする平面
型音響変換装置に関する。
構成を示す断面図である。
スピーカにおいて、磁性体からなる一方のヨーク132
には、ヨーク132の一辺に沿った方向に、極性が交互
に反転するように所定間隔隔てて隣り合うように配置れ
た複数の永久磁石Mから成る複数の磁石列が設けられて
いる。
久磁石Mを隔てた間隔の2倍の間隔を隔てて配置されて
おり、隣り合う磁石列の対応する永久磁石Mは同じ極性
になっている。
には、ヨーク132の磁石列の中間部分に対向する部位
に、ヨーク132の磁石列と平行な方向に複数の永久磁
石mを永久磁石Mの間隔と同一間隔隔てて構成した複数
の磁石列が固定されている。
132に設けられた磁石列と反対の順序に配列され、ス
ピーカとして組み付けたときに永久磁石mに最も近い永
久磁石Mの磁極面の極性と反対の極性になるように配列
されている。
とヨーク132との間には、ダイヤフラム126が配置
されている。
の各々に対応させて、渦巻き状に形成されかつ表裏両面
に配置された1対のコイルからなるコイル対128が複
数個配列して構成したコイル群が配置されている。
を接続しなくても磁路を形成することができるので、製
造コストを安くできる特徴を有している。
領域の磁界Hは、ダイヤフラム面と略平行な方向を向い
ており、かつコイル対128に鎖交している。
すると、隣り合うコイル対128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
コイル対128が同じ方向でかつダイヤフラムの膜面に
垂直な方向の力Fを受けるようになっており、ダイヤフ
ラム126は膜面に垂直な方向に変位する。
をコイル対128に通電することにより、ダイヤフラム
126は電気信号に応じて振動し、音響信号を発生す
る。
来の平面型スピーカでは、図11(B)または図11
(C)に示すように、ヨーク132においては永久磁石
MのN極の数とS極の数、ヨーク122においては永久
磁石mのN極の数とS極の数とが各々アンバランスであ
るため磁束漏れが大きい、という問題がある。
12に示すように、ヨーク122に、N極とS極と交互
に設けられた第1の磁石列123と、第1の磁石列とは
互いに隣接する磁極が異なる第2の磁石列124と、か
ら構成される第1の磁石群125を所定の間隔で設け、
ヨーク132にはN極とS極と交互に設けられた第3の
磁石列129と、第3の磁石列とは互いに隣接する磁極
が異なる第4の磁石列130と、から構成される第2の
磁石群133を所定の間隔で設け、各ヨークにおいてN
極の数とS極の数をバランスさせ、磁束漏れを小さくす
る構成が考えられている。
波の音を出力するので、近い位置でうるさく感じること
がなく、かつ離れた位置であっても近い位置とほぼ同様
に鮮明な音を聞くことができる、という特徴を有してい
る。
まで音を伝達させたい場合に好適である。
に伝達したい場合や、低音の再生限界を下げるために
は、それなりに振動板の面積を大きくする必要がある
が、振動板の面積を大きくするに伴ってヨークの面積も
大きくなる。
ピーカでは、ヨーク面積が大きくなると、以下のような
問題が発生することが判明した。
ーカでは、ヨーク122の永久磁石Mがヨーク132と
対向しており、ヨーク132の永久磁石Mがヨーク12
2と対向しているため、ヨーク122及び132には対
向する永久磁石Mの吸引力が作用する。
すると、永久磁石Mの数の増加に伴って吸引力が増大
し、増大した吸引力によってヨーク122、132が湾
曲してしまう。
には、ヨーク122、132を厚くする方法が考えられ
るが、平面スピーカの重量及び厚みが増加する問題があ
る。
には限界があった。
石Mと対向するヨーク122、132との間隔を広げる
等では、効率の悪化を招くだけである。
に成されたもので、ヨークの湾曲を抑え、大型化が可能
な平面型音響変換装置を提供することを目的とする。
は、平板状に形成された磁性体からなる第1のヨーク
と、 前記第1のヨークと間隔を開けて平行に配置され
平板状に形成された磁性体からなる第2のヨークと、前
記第1のヨークと前記第2のヨークとの間に平行に配置
されるダイヤフラムと、前記第1のヨークのダイヤフラ
ム側に配置され、磁極を前記ダイヤフラム側に向けると
共にN極とS極とが所定の方向に沿って交互に設けられ
た第1の磁石列と、前記第1の磁石列と平行に設けられ
磁極を前記ダイヤフラム側に向けると共にN極とS極と
が所定の方向に沿って交互に設けられ、かつ前記第1の
磁石列とは互いに隣接する磁極が異なる第2の磁石列
と、から構成される第1の磁石群と、前記第2のヨーク
のダイヤフラム側に配置され、磁極を前記ダイヤフラム
側に向けると共にN極とS極とが所定の方向に沿って交
互に設けられた第3の磁石列と、前記第3の磁石列と平
行に設けられ磁極を前記ダイヤフラム側に向けると共に
N極とS極とが所定の方向に沿って交互に設けられ、か
つ前記第3の磁石列とは互いに隣接する磁極が異なる第
4の磁石列と、から構成され、前記第1の磁石群の前記
所定方向とは直交する方向に接近して設けられる第2の
磁石群と、前記ダイヤフラムに設けられ、前記第1の磁
石群及び前記第2の磁石群の互いに隣接するN極とS極
との間の磁界の方向と交差する方向に延びる導体と、前
記第1のヨーク及び前記第2のヨークの少なくとも一方
に設けられ、前記ダイヤフラムが振動して発生する音を
通過させる貫通孔と、を備えた平面型音響変換装置であ
って、前記第1のヨーク及び前記第2のヨークの少なく
とも一方には、前記第1の磁石群、及び前記第2の磁石
群の少なくとも一方と対向して配置され、前記第1の磁
石群のN極とS極、及び前記第2の磁石群のN極とS極
の少なくとも1つと対向して反発力を得る反発用磁石が
設けられている、ことを特徴としている。
置の作用を説明する。
ラム側に向けると共にN極とS極とが所定の方向に沿っ
て交互に設けられた第1の磁石列と、第1の磁石列と平
行に設けられ磁極をダイヤフラム側に向けると共にN極
とS極とが所定の方向に沿って交互に設けられ、第1の
磁石列とは互いに隣接する磁極が異なる第2の磁石列
と、から構成される第1の磁石群が設けられている。
形成され、かつ、N極とS極とが千鳥状に配列されてい
る。
ダイヤフラム側に向けると共にN極とS極とが所定の方
向に沿って交互に設けられた第3の磁石列と、第3の磁
石列と平行に設けられ磁極をダイヤフラム側に向けると
共にN極とS極とが所定の方向に沿って交互に設けら
れ、第3の磁石列とは互いに隣接する磁極が異なる第4
の磁石列と、から構成される第2の磁石群が設けられて
いる。
形成され、かつ、N極とS極とが千鳥状に配列されてい
る。
定方向とは直交する方向に接近して設けられており、第
1の磁石列とは互いに隣接する磁極が異なっている。
及び第2のヨークを見ると、第1のヨーク及び第2のヨ
ークの全面に渡ってN極とS極とが千鳥状となり、互い
に隣接するN極とS極の間の磁界は、ダイヤフラム面と
略平行な方向を向く。
配置されるダイヤフラムには、互いに隣接するN極とS
極との間の磁力線と交差する方向に延びるコイルが設け
られているため、コイルに通電すると、電流が磁界から
受ける力の方向はダイヤフラム面に略直交する方向とな
り、これによりダイヤフラムをダイヤフラムの面に対し
て直交方向に振動させることができる。
は、第1のヨーク及び第2のヨークの少なくとも一方に
設けられた貫通孔を通過して放射される。
2の磁石群の配置されていない部位と対向しており、第
2磁石群は第1のヨークの第1磁石群の配置されていな
い部位と対向しているため、第1の磁石群は第2のヨー
クを吸着し、第2磁石群は第1のヨークを吸着しようと
するが、反発用磁石が第1の磁石群のN極とS極、及び
前記第2の磁石群のN極とS極の少なくとも一方と対向
して反発力を発生するので、第1の磁石群及び第2の磁
石群の磁力による第1のヨーク及び第2のヨークの湾曲
を抑えることができ、第1のヨーク、第2のヨーク及び
ダイヤフラムの面積を大きくすることが可能となる。
の平面型音響変換装置において、前記反発用磁石は、前
記第1のヨーク及び前記第2のヨークの少なくとも一方
の略中央部分に複数設けられている、ことを特徴として
いる。
置の作用を説明する。
って第1のヨーク及び第2のヨークは中央部分が最も接
近するように湾曲するため、第1のヨーク及び第2のヨ
ークを湾曲させないためには、外周付近よりも中央部分
に反発用磁石を複数設けることが効果的となる。即ち、
反発用磁石の数を最小限に抑えることができる。
変換装置としての平面スピーカの一例を詳細に説明す
る。
ーカ10は、第1のヨーク12、スペーサ14、ダイヤ
フラム16、スペーサ18、第2のヨーク20を順に備
えている。
性体からなり、図面のY方向に長い矩形の平板状に形成
されている。
12のダイヤフラム側の面には、S極をダイヤフラム側
に向けた4角形の永久磁石Mと、N極をダイヤフラム側
に向けた永久磁石MとがY方向と直交する方向であるX
方向に一定の間隔で交互に配置された第1の磁石列22
及び第2の磁石列24の2列の磁石列からなる第1の磁
石群26が、Y方向に一定の間隔を開けて複数列(本実
施形態では8列)設けられている。
久磁石Mのダイヤフラム側の磁極面と、これに隣接する
第2の磁石列24の永久磁石Mのダイヤフラム側の磁極
面とは、極性(図中S,N)が異なっている。
性体からなり、図面のY方向に長い矩形の平板状に形成
されている。
20のダイヤフラム側の面には、S極をダイヤフラム側
に向けた4角形の永久磁石MとN極をダイヤフラム側に
向けた永久磁石MとがY方向と直交する方向であるX方
向に一定の間隔で交互に配置された第3の磁石列28及
び第4の磁石列30の2列の磁石列からなる第2の磁石
群32が、Y方向に一定の間隔を開けて複数列(本実施
形態では7列)設けられている。
久磁石Mのダイヤフラム側の磁極面と、これに隣接する
第4の磁石列30の永久磁石Mのダイヤフラム側の磁極
面とは、極性(図中S,N)が異なっている。
第2の磁石群32とは、Y方向に一定の間隔をおいて配
置されており、第1の磁石群26の永久磁石Mのダイヤ
フラム側の磁極面と、これに隣接する第2の磁石群32
の永久磁石Mのダイヤフラム側の磁極面とは、極性が異
なっている。
各磁極面は、第2のヨーク20の永久磁石Mの配置され
ていない部分と対向しており、第2の磁石群32の各永
久磁石Mの各磁極面は、第1のヨーク12の永久磁石M
の配置されていない部分と対向している。
第2の磁石群32の永久磁石Mとは、矢印Y方向及び矢
印X方向に各々等間隔に配置されている。
12のダイヤフラム側の面の中央付近には、第1の磁石
群26の間に、磁極面をダイヤフラム側に向けた4角形
の反発用永久磁石RMが各々4個づつ配置されている。
ーク20の永久磁石Mと対向する位置に配置され、か
つ、ダイヤフラム側の極性が、これと対向する第2のヨ
ーク20の永久磁石Mの磁極と同極に設定されており、
反発用永久磁石RMとこれに対向する第2のヨーク20
の永久磁石Mとが互いに反発し合うようになっている。
ヨーク12及び第2のヨーク20には、各々マトリック
ス状に多数の孔33が形成されている。
12と第2のヨーク20との間には、スペーサ14及び
スペーサ18を介してダイヤフラム16が配置されてい
る。
形の枠形状であり、スペーサ14及びスペーサ18によ
ってダイヤフラム16の外周付近が挟持されている。
ーク12には外周に沿って複数のネジ孔12A及び孔1
2Bが、スペーサ14には外周に沿って複数の孔14A
が、ダイヤフラム16には外周に沿って複数の孔16A
が、スペーサ18には外周に沿って複数の孔18Aが、
第2のヨーク20には外周に沿って孔20Aが形成され
ている。
20、スペーサ18、ダイヤフラム16、スペーサ1
4、及び第1のヨーク12は、孔20A、孔18A、孔
16A、及び孔14A(図3及び図5では孔は図示せ
ず)を挿通したネジ34がネジ孔12Aにねじ込まれる
ことによって一体的に固定されている。
り付け用として用いられる。
ペーサ18によって、永久磁石M、及び反発用永久磁石
RMの各磁極面から一定寸法離間している。
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。
板面積は、約200mm×約300mmとなっている。
の片面には、X方向の中央部を挟んで両側の領域に、各
々第1の導体36、及び第2の導体38を備えている。
体38のパターンが模式的に示されている。
及び第2の導体38は、互いに平行であり、図8に示す
ように、各々永久磁石Mの外周付近、及び永久磁石Mと
永久磁石Mとの間に配置され、Y方向の一方側から他方
側に向けて磁石列の長手方向(矢印Y方向)に沿ってジ
グザグ状に延びている。
6と第2の導体38とは、同じ方向に電流が流れるよう
に(電流の向きは図7中に図示)接続されている。
7に示すように直列に接続しても良く、並列に接続して
も良い。
体38とでは同じ方向に電流が流れるようにアンプ(図
示せず)と接続する。
38は、ダイヤフラム16に、銅やアルミニュームの金
属薄膜をラミネート、蒸着、接着等の方法で形成し、こ
の金属薄膜をエッチングすることにより構成することが
できる。
及び第2の導体38には、矢印X方向に直線状に延びる
幅広部分と、矢印Y方向に直線状に延びる幅広部分の各
々の幅方向中央部分には、導体の延び方向(磁界の向き
と直交する方向)に沿って金属薄膜の設けられていない
細長領域40が設けられて導体が並列に2分割されてい
る。
に発生する渦電流を抑えることが出来る。なお、上記導
体の分割数は3分割以上であっても良い。
の矢印X方向に直線状に延びる幅広部分と、矢印Y方向
に直線状に延びる幅広部分は、各々永久磁石Mの辺に対
して平行である。
分と、矢印Y方向に直線状に延びる幅広部分とは、最短
距離で接続されている。
パターンの幅、及び第2の導体38のパターンの幅は、
各々細い部分で約1mm、太い部分で約2mmである。 (作用)次に、本実施形態の平面スピーカ10の作用を
説明する。
第2の導体38に電流I(向きは矢印で図示)を流す
と、第1の導体36及び第2の導体38には、フレミン
グの左手の法則により磁界Hの方向及び電流Iと直交す
る方向の力(電磁力)F(この場合、力Fの方向は第2
のヨーク20側)が作用する。
に図7,9の場合とは反対向きに電流Iを流すと、第1
の導体36及び第2の導体38には、第1のヨーク12
側へ変位する力Fが作用する。
体38に、発生させたい音響を表す電気信号を流すこと
により、第1の導体36及び第2の導体38を設けたダ
イヤフラム16は、流された電気信号に応じて振動す
る。
は、第1のヨーク12及び第2のヨーク20に形成され
た孔33を通過してヨーク外側へ放射される。
り、膜面に対して垂直方向に振動するので、ダイヤフラ
ム16から放射される音は平面波である。
及び第2のヨーク20において、隣り合う永久磁石Mの
極性を交互に設定し、ヨーク側のN極の数とS極の数と
を同数としたので、磁束の漏れを少なくできる。このた
め、別途磁気シールドを設ける必要がない。
第2のヨーク20の永久磁石Mの配置されていない部位
と対向しており、第2のヨーク20の永久磁石Mは第1
のヨーク12の永久磁石Mの配置されていない部位と対
向しているため、第1のヨーク12の永久磁石Mは第2
のヨーク20を吸着し、第2のヨーク20の永久磁石M
は第1のヨーク12を吸着し、これにより第1のヨーク
12及び第2のヨーク20を湾曲させようとするが、第
1のヨーク12の中央付近に設けた反発用永久磁石RM
が第2のヨーク20の永久磁石Mと対向して吸着力と反
対向きの力である反発力を発生するので、第1のヨーク
12及び第2のヨーク20の湾曲を抑えることができ
る。
は、第1のヨーク12、第2のヨーク20及びダイヤフ
ラム16の各々の面積を従来品よりも大きくすることが
でき、これにより出力を大きくできる。
て低域の再生限界を下げることができるので、例えば、
マルチウェイスピーカシステムのウーファーとして使用
することも出来る。
及び第2の磁石群32が、複数の永久磁石Mを所定の間
隔で配置して構成したものであったが、これら第1の磁
石群26及び第2の磁石群32を、それぞれ図10に示
すようなS極とN極とを千鳥状に着磁した一本の長い永
久磁石42としても良い。
Mを第1のヨーク12に設けたが、第2のヨーク20に
設けても良い。
は、第1の導体36、及び第2の導体38が各々2つづ
つ設けられているため、これらを並列または直列に接続
することで、平面スピーカ10のユニットとしてのイン
ピーダンスを種々変更することが出来る。
び第2の導体38のパターンの幅は、1〜2mm程度で
あり、従来の平面スピーカの導体の幅(例えば、200
μm)に対して極めて幅広に設定されている。
のバラツキ(例えば、±20μm)の影響を受ける割合
が非常に少なく、抵抗のバラツキを少なくできる。
マイクロフォンとしても使用可能である。
平面型音響変換装置によれば、ヨークの湾曲を抑えつ
つ、大型化を図ることができる、という優れた効果を有
する。
置によれば、反発用磁石の数を最小限に抑えることがで
きる、という優れた効果を有する。
る。
る。
ある。
の平面図である。
り、(B)は従来の平面スピーカの一方のヨークの平面
図であり、(C)は従来の平面スピーカの他方のヨーク
の平面図である。
あり、(B)は従来の他の平面スピーカの一方のヨーク
の平面図であり、(C)は従来の他の平面スピーカの他
方のヨークの平面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 平板状に形成された磁性体からなる第1
のヨークと、 前記第1のヨークと間隔を開けて平行に配置され平板状
に形成された磁性体からなる第2のヨークと、 前記第1のヨークと前記第2のヨークとの間に平行に配
置されるダイヤフラムと、 前記第1のヨークのダイヤフラム側に配置され、磁極を
前記ダイヤフラム側に向けると共にN極とS極とが所定
の方向に沿って交互に設けられた第1の磁石列と、前記
第1の磁石列と平行に設けられ磁極を前記ダイヤフラム
側に向けると共にN極とS極とが所定の方向に沿って交
互に設けられ、かつ前記第1の磁石列とは互いに隣接す
る磁極が異なる第2の磁石列と、から構成される第1の
磁石群と、 前記第2のヨークのダイヤフラム側に配置され、磁極を
前記ダイヤフラム側に向けると共にN極とS極とが所定
の方向に沿って交互に設けられた第3の磁石列と、前記
第3の磁石列と平行に設けられ磁極を前記ダイヤフラム
側に向けると共にN極とS極とが所定の方向に沿って交
互に設けられ、かつ前記第3の磁石列とは互いに隣接す
る磁極が異なる第4の磁石列と、から構成され、前記第
1の磁石群の前記所定方向とは直交する方向に接近して
設けられる第2の磁石群と、 前記ダイヤフラムに設けられ、前記第1の磁石群及び前
記第2の磁石群の互いに隣接するN極とS極との間の磁
界の方向と交差する方向に延びる導体と、 前記第1のヨーク及び前記第2のヨークの少なくとも一
方に設けられ、前記ダイヤフラムが振動して発生する音
を通過させる貫通孔と、 を備えた平面型音響変換装置であって、 前記第1のヨーク及び前記第2のヨークの少なくとも一
方には、前記第1の磁石群、及び前記第2の磁石群の少
なくとも一方と対向して配置され、前記第1の磁石群の
N極とS極、及び前記第2の磁石群のN極とS極の少な
くとも1つと対向して反発力を得る反発用磁石が設けら
れている、ことを特徴とする平面型音響変換装置。 - 【請求項2】 前記反発用磁石は、前記第1のヨーク及
び前記第2のヨークの少なくとも一方の略中央部分に複
数設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の
平面型音響変換装置。
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JP2001285054A JP4588944B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 平面型音響変換装置 |
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