JP2006333391A - 電磁変換器およびこれを用いた音響装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内部からの空気漏れを防止して異音を抑え、低い帯域においてもオーディオ信号の音圧低下の改善が可能な電磁変換器、これを用いた音響装置の提供。
【解決手段】１）帯状の異なる磁極が一定の間隔をおいて交互に形成された下側永久磁石板１１。 ２）下側永久磁石板１１に、緩衝部材１３を介して対向配置され、薄く柔軟な樹脂フィルム１５ａ表面の、下側永久磁石板１１におけるニュートラルゾーンｎｚに対応した位置に蛇行コイルパターン１５ｂを形成した振動膜１５。３）振動膜１５に緩衝部材１３を介して対向配置された上側永久磁石板１７。４）これら１）〜３）を重ねた構造体を載置した板状の第一の支持部材３１と、構造体の上側および周囲を覆う第二の支持部材３３とを張り合わせたフレーム３０。５）第一および第二の支持部材３１および３３の境目の隙間を封じる第一のシール材４０。また、電磁変換器１０をスピーカ筐体５０に設置した音響装置６０。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えばオーディオ信号を再生する電磁変換器およびこれを用いた音響装置に関するものである。

永久磁石と振動膜とを組み合わせた電磁変換器については、様々な技術が提案されている。この種の電磁変換器は、通常、永久磁石板と、その永久磁石板に対向するように配置した振動膜と、これら永久磁石板と振動膜との間に配置された緩衝部材とを備えている。永久磁石板は、帯状の異なる磁極が一定の間隔を置いて交互に形成されたものである（以下、この平行縞状の着磁パターンを多極着磁パターンともいう。）。また、振動膜は多極着磁パターンの形成面と対向配置され、異なる磁極同士の間隙部分の、いわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるコイルが全面に形成されている。上述の永久磁石板の、帯状の異なる磁極同士の間隙部分には、発生した音波を外部に放出するための音放射穴が、一定のピッチで複数形成されている（例えば、特許文献１参照）。

上述の永久磁石板、振動膜、緩衝部材を重ねた構造体は、フレームに覆われた後、例えば音響装置用の筐体に取り付けられ、オーディオ信号を再生する音響装置等として用いられる。フレームは、上述の構造体の下側に敷かれる板状の支持部材と、上述の構造体の上側および周囲を覆う支持部材とを張り合わせて構成される。ここでは上述の構造体をフレームで覆ったものを電磁変換器と称し、電磁変換器をスピーカ等の音響装置用の筐体に取り付けたものを音響装置と称する。

特開平９−３３１５９６号公報

従来の電磁変換器は以上のように構成されており、フレームにおける二つの支持部材の境目に、わずかな隙間が存在する。このため、電磁変換器を用いて音響装置を構成し、動作させた際に、電磁変換器内部の空気がフレームの隙間から外部に漏れてしまう。
詳細には、上述の動作の際、音響装置のスピーカ部分における振動の振幅による音波は、スピーカ部分から上側（鉛直上方向）に向かう音波を仮に正相とすると、音響装置内部からスピーカ部分に向かう音波は逆相となり、その逆相の音波は上述の二つの支持部材の境目の隙間を介して上側となる外部に漏れる。外部に漏れた空気（音波）は正相の音波に干渉し、正相を打ち消して音圧の低下をもたらすおそれがある。このような音圧の低下は、周波数の低い帯域（ここでは２００Ｈｚ以下の帯域を指す。）であるほど音波の直進性が低いため、より顕著に見られ、したがって、電磁変換器に異音が発生したり、音圧が低下したりすることを避けられないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電磁変換器のフレームを構成する二つの部材の境目部分の隙間を封じるシール材を備えたことにより、内部からの空気漏れを防止して異音を抑え、低い帯域においてもオーディオ信号の音圧低下を改善させることが可能な電磁変換器と、これを用いた音響装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電磁変換器は、以下の１）〜５）を備えたものである。
１）帯状の異なる磁極が一定の間隔をおいて交互に形成された永久磁石板。
２）永久磁石板に対向配置され、かつ永久磁石板の異なる磁極同士の間隙部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるコイルを全面に形成した振動膜。
３）永久磁石板と振動膜との間に配置された緩衝部材。
４）上述の１）〜３）を重ねた構造体を載置した板状の第一の支持部材と、構造体の上側および周囲を覆う第二の支持部材とを張り合わせたフレーム。
５）第一および第二の支持部材の境目の隙間を封じる第一のシール材。

また、この発明に係る音響装置は、上述の１）〜５）からなる電磁変換器と、この電磁変換器を設置する音響装置用の筐体とを備えたものである。

この発明によれば、永久磁石板と振動膜と緩衝部材とを重ねた構造体を載置した板状の第一の支持部材と、構造体の上側および周囲を覆う第二の支持部材とを張り合わせたフレームの、上述の第一および第二の支持部材の境目の外側の周囲を覆う第一のシール材を備えて電磁変換器を構成したので、内部からの空気漏れを防止し、異音を抑え、低い帯域においてもオーディオ信号の音圧低下を改善させることが可能な電磁変換器、およびこれを用いた音響装置を得ることができる。

以下、この発明の実施の様々な形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による、電磁変換器の構成を説明するための分解斜視図であり、図２は電磁変換器を含む音響装置全体の断面図であり、電磁変換器の音放射穴を通る線に沿って切断してある。図３は、図２において点線の円で示された部分の拡大図であり、第一および第二のシール材で封じられている、電磁変換器のフレームとスピーカ筐体との境目付近を示したものである。断面図において、断面を示すハッチングは一部省略してある。
ここでは、一枚の振動板を二枚の永久磁石板により、緩衝部材を介して上下から挟むような構成となっている。また、ここでは、音波を外部に放射するための音放射穴が形成されている永久磁石板を上側永久磁石板と称し、上側永久磁石板と振動膜を介して対向する永久磁石板を、下側永久磁石板と便宜的に称する。

図において、下側永久磁石板１１は、後述する振動膜１３に対向する面のほぼ全面に焼結フェライト磁石からなる帯状の異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）が一定の間隔をおいて交互に形成されている（以下、この平行縞状の着磁パターンを、多極着磁パターンともいう。）。異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士の間隙に、いわゆる着磁のニュートラルゾーンｎｚが存在する。

下側永久磁石板１１の上側の、多極着磁パターンが形成されている面と対向する位置には、緩衝部材１３を介して振動膜１５が配置されている。振動膜１５は、薄く柔軟な樹脂フィルム１５ａの全面に、蛇行形状の導体パターンからなるコイル（以下、蛇行コイルパターンともいう。）１５ｂが形成されたものである。蛇行コイルパターン１５ｂの長手方向の直線部分のそれぞれは、下側永久磁石板１１の異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士の間隙部分の、ニュートラルゾーンｎｚに対応する位置となるように設けられている。直線部分とは、ここではコイル１５ｂのうち、一定の間隔を持って互いに平行に配置されている、長い直線部分のことを指す。
振動膜１５の上側には、緩衝部材１３を挟んで、振動膜１５に対向する面のほぼ全面に焼結フェライト磁石からなる帯状の多極着磁パターンが形成された上側永久磁石板１７が配置されている。上側永久磁石板１７には、多極着磁パターンの異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士の間隙のニュートラルゾーンｎｚに沿って、一定のピッチで音放射穴１７ａが設けられている。

以上の下側永久磁石板１１、緩衝部材１３、振動板１５、上側永久磁石板１７が重ねられた構造体２０の下側に、この構造体２０を載置した板状の第一の支持部材３１と、構造体２０の上側および周囲を覆う第二の支持部材３３とを張り合わせることにより、フレーム３０が構成されている。このフレーム３０の、第二の支持部材３３における、構造体２０の上側を覆う部分の、音放射穴１７ａが形成された位置に対応して、音放射穴３３ａが設けられている。
以上のように構成されているフレーム３０の、第一および第二の支持部材３１および３３の境目Ａには隙間が存在する。
この境目Ａの隙間を封じるように、第一および第二の支持部材３１および３３の境目Ａの外側の周囲を、第一のシール材４０が覆っている。

この第一のシール材４０として、たとえば発泡樹脂材が好適である。ここではテープ状のＰＥＦ（ポリエチレンフォーム）を用いた。ＰＥＦは、圧縮することにより優れた気密性が得られる材料である。自由に曲げることができるため、フレーム形状に合わせて貼り付けることも可能であり、シール材として好適である。また、ここで用いたテープ状のＰＥＦは、ＰＥＦ材の片面に接着用のテープが貼り付けてあるものであり、作業性が良い。

以上のようにして構成される電磁変換器１０を、スピーカ筐体（音響装置用の筐体）５０に設置することにより、音響装置６０が構成される。
音響装置６０において、フレーム３０とスピーカ筐体５０との境目Ｂの隙間は、第二のシール材５１により封じられている。これにより、スピーカ筐体５０の内部から境目Ｂの隙間を介して外部に空気が漏れるのを防ぐ。ここでは第二のシール材５１を、第一のシール材４０に重ねて張り付け、電磁変換器１０のフレーム３０とスピーカ筐体５０との間隙を埋めるような形で形成した。ここでは、第二のシール材５１もテープ状のＰＥＦを用いた。

次に動作について説明する。
振動膜１５の表面に形成されている蛇行コイルパターン１５ｂにオーディオ信号としての電流が流れると、その蛇行コイルパターン１５ｂと、これに対向配置された下側および上側の永久磁石板１１および１７における多極着磁パターンとが電磁的に結合し、フレミングの左手の法則にしたがって振動膜１５が厚み方向に振動し、この振動により発生した音波が音放射穴１５ａおよび３３ａを介して空気中に放射される。
このとき、第一のシール材４０によって、電磁変換器１０の内部から生じた振動による音波がフレーム３０における第一および第二の支持部材３１および３３の境目Ａの隙間を介して外部に漏れることを防ぐ。また、同様に第二のシール材５１によって、スピーカ筐体５０の内部から生じた空気がフレーム３０とスピーカ筐体５０との境目Ｂの隙間を介して外部に漏れることを防ぐ。

以上のように、この発明の実施の形態１の電磁変換器１０によれば、フレーム３０を構成する二つの支持部材３１および３３の境目Ａ部分の外側の周囲を覆う第一のシール材４０を備えているので、電磁変換器１０内部からの空気が境目Ａの隙間を介して外部に漏れることを防止する。このため、電磁変換器１０に異音が発生するのを抑え、低い帯域においてもオーディオ信号の音圧が低下するのを防ぐことができる。
また、この発明の実施の形態１の音響装置６０によれば、実施の形態１の電磁変換器１０をスピーカ筐体５０に設置することにより構成しているので、音響装置６０における異音の発生や音圧の低下のおそれを低減させることができる。
さらに、この発明の実施の形態１の音響装置６０によれば、電磁変換器１０のフレーム３０と電磁変換器１０を取り付けるスピーカ筐体（音響装置用の筐体）５０との境目Ｂの隙間を封じる第二のシール材５１を備えているので、スピーカ筐体５０内部からの空気漏れを防止して異音を抑え、電磁変換器１０における低い帯域のオーディオ信号の音圧低下を、より一層効果的に改善させることができる。

実施の形態１では、第一のシール材４０および第二のシール材５１として、いずれもＰＥＦを用いる例を示したが、材料はこれに限ることはなく、シリコーンゴムでもよい。その一例として、シリコンシーラントを用いた場合、この材料は液体状で、細かな隙間においても容易に気密することが可能であるという利点がある。その他、第一および第二のシール材としての機能を満足し、同様の効果を奏するものであれば、これらの材料に限定されることはない。

実施の形態１の電磁変換器の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１の電磁変換器を含む音響装置の構成を示す断面図である。 実施の形態１の音響装置の、フレームとスピーカ筐体との境目付近を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０ 電磁変換器、１１ 下側永久磁石板、１３ 緩衝部材、１５ 振動板、１５ａ 樹脂フィルム、１５ｂ 蛇行形状の導体パターンからなるコイル、１７ 上側永久磁石板、１７ａ 音放射穴、２０ 構造体、３０ フレーム、３１ 第一の支持部材、３３ 第二の支持部材、３３ａ 音放射穴、４０ 第一のシール材、５０ スピーカ筐体、５１ 第二のシール材、６０ 音響装置、ｎｚ ニュートラルゾーン、Ａ 第一の支持部材と第二の部材との境目、Ｂ フレームとスピーカ筐体との境目。

Claims (7)

1. １）帯状の異なる磁極が一定の間隔をおいて交互に形成された永久磁石板と、
   ２）上記永久磁石板に対向配置され、かつ上記永久磁石板の上記異なる磁極同士の間隙部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるコイルを全面に形成した振動膜と、
   ３）上記永久磁石板と上記振動膜との間に配置された緩衝部材と、
   ４）上記１）〜３）を重ねた構造体を載置した板状の第一の支持部材と、上記構造体の上側および周囲を覆う第二の支持部材とを張り合わせたフレームと、
   ５）上記第一および第二の支持部材の境目の隙間を封じる第一のシール材と
   を備えた電磁変換器。
2. 第一のシール材を、発泡樹脂材としたことを特徴とする、請求項１記載の電磁変換器。
3. 第一のシール材を、シリコーンゴムとしたことを特徴とする、請求項１記載の電磁変換器。
4. 請求項１記載の電磁変換器と、該電磁変換器を設置する音響装置用の筐体と
   を備えた音響装置。
5. 電磁変換器のフレームと上記筐体との境目の、隙間を封じる第二のシール材と
   を備えた請求項４記載の音響装置。
6. 第二のシール材を、発泡樹脂材としたことを特徴とする、請求項５記載の音響装置。
7. 第二のシール材を、シリコーンゴムとしたことを特徴とする、請求項５記載の電磁変換器。
   

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