JP2007019623A - スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 振動板内部に直接振動を伝達することにより、横波の音を生成することができるスピーカを提供する。
【解決手段】 ストレスが加えられた振動板１と、振動板１に振動を加えるドライバ２とを備える。ドライバ２は、振動板１の一辺に接続され、振動板１の板面に対して平行に振動を加える。ストレスが加えられた振動板１に対して、振動板内部に直接振動を伝達することにより、振動板１は、与えられたストレスに相当する出力の横波を発生する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、横波の音を生成することができるスピーカに関する。

電気−音変換器としてのスピーカは、振動板の形状によって、コーン型、ドーム型、ホーン型に分類される。さらに、コーン型スピーカは、最も広く用いられている円錐形の振動板を有する構造と、平面形の振動板を有する構造とに分類される。前者の動作原理について簡単に説明する。円錐形の振動板は、紙パルプなどの材料が使用され、円形のフレームに振動可能なように固定されている。さらに振動板には、磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルが接続されている。外部に接続された電流供給回路からボイスコイルに駆動電流を流すことにより、振動板に振動を与え、空気の疎密波（縦波）を作り出して音を出力する。

また、平面形の振動板を有するコーン型スピーカ（以下、平面形スピーカという）は、矩形の振動板が矩形のフレームに振動可能なように固定されている。ボイスコイルにハンマーが接続されたドライバを、振動板の適当な位置に接続して振動を与える一点駆動方式（例えば、特許文献１，２参照）と、振動板の全面にわたって分散して配置されたドライバにより振動を与える多点駆動方式とが知られている（例えば、特許文献３参照）。

平面形スピーカは、薄型の構造とすることができ、特に多点駆動方式の平面形スピーカは、構造が簡単で、軽量化が容易である。また、平面形スピーカは、空気を広い面積で平行に押すために、円錐形の振動板を有するコーン型スピーカと比較して、位相が平坦で鋭い指向性を有するという特徴がある。

特開２００４−３５６８６８号公報 特開２００４−１２０５１７号公報 特開２００４−８０６３６号公報

しかしながら、従来のスピーカは、空気の疎密波（縦波）を作り出すことにより、音を出力する。従って、音の伝搬特性は、距離の自乗に比例して減衰し、疎密波同士が干渉するという問題があった。また、大音量の音を発生させるためには、大きな振動板、大きな電力を必要とする。

一方、電磁波に代表される横波は、横波同士または横波と縦波との間で干渉は発生せず、縦波と比較して減衰率が非常に小さいという特徴を有している。

そこで、本発明の目的は、振動板内部に直接振動を伝達することにより、横波の音を生成することができるスピーカを提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載のスピーカは、ストレスが加えられた振動板と、該振動板に振動を加えるドライバとを備えることを特徴とする。

前記ドライバは、前記振動板の一辺に接続され、前記振動板の板面に対して平行に振動を加えるようにする。または、前記振動板は、曲げ応力が加えられた状態でビームに固定され、前記ドライバは、前記ビームの一辺に接続され、前記ビームの板面に対して平行に振動を加えるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、ストレスが加えられた振動板に対して、振動板内部に直接振動を伝達することにより、横波の音を生成することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１に、本発明の第１の実施形態にかかるスピーカの正面図を示し、図２に、中央部の横断面図を示す。第１の実施形態にかかるスピーカは、半円筒形に湾曲させた振動板１と、振動板１に振動を与えるドライバ２とが、筐体３に納められている。振動板１は、筐体３に固定された固定具３１と、ドライバ２の振動伝達材２１とにより、２点で保持されている。振動板１の材料は、バルサ材などの木材、プラスチック、アルミ薄膜などの金属を用いることができる。

振動板１には、ストレスを加えることが必要である。第１の実施形態では、いずれかの材料からなる矩形の平板を、半円筒形に湾曲させて固定する。このとき、振動板１には、曲げ応力が加えられている。なお、矩形の平板をねじることにより、曲げ応力を加えたり、蛇腹状に折り曲げてストレスを加えてもよい。また、半円筒形の材料を、平板に加工する工程で曲げ応力を加え、平板の振動板としてもよい。

ドライバ２は、内磁型磁気回路を有するドライバである。振動伝達材２１に接続されたボイスコイル２２は、ダンパー２３によってフレーム２４に固定されている。ボイスコイル２２は、フレーム２４、センターポール２５および磁石２６によって構成される磁気回路の磁気ギャップに配置されている。本実施形態では、従来のコーン型スピーカに用いられている内磁型磁気回路としたが、外磁型磁気回路を用いたり、圧電アクチュエータなどの他の振動伝達機構を用いても構わない。振動伝達材２１は、バルサ材などの木材、プラスチックなどを用いることができる。

このような構成により、外部の電流供給回路からボイスコイル２２に駆動電流を流すことにより、振動伝達材２１を介して、振動板１の板面に対して平行に振動を与える。ストレスが加えられた振動板に対して、振動板内部に直接振動を伝達することにより、振動板１は、与えられたストレスに相当する出力の横波を発生する。

図３に、本発明の第２の実施形態にかかるスピーカを示す。図３（ａ）は正面図を示し、図３（ｂ）はドライバが配置された部分の横断面図を示す。第２の実施形態にかかるスピーカは、ビーム４４ａ，４４ｂに固定され、略半円筒形に湾曲させた振動板４１と、振動板４１に振動を与えるドライバ４２ａ，４２ｂとが、筐体４３に納められている。振動板４１は、ビーム４４ａ，４４ｂに固定されることにより、曲げ応力が加えられ、ドライバ４２ａ，４２ｂの振動伝達材とを介して、２点で保持されている。

ドライバ４２ａ，４２ｂは、第１の実施形態に用いたドライバ２と同じ構造である。外部の電流供給回路から駆動電流を流すことにより、振動伝達材を介して、ビーム４４ａ，４４ｂの板面に対して平行に振動を与える。振動板４１を、２台のドライバで同相駆動することにより、第１の実施形態と比較して、大音量のスピーカを構成することができる。

図４に、本発明の第３の実施形態にかかるスピーカを示す。図４（ａ）は側面図を示し、図４（ｂ）は正面図を示す。第３の実施形態にかかるスピーカは、壁などに固定されたドライバ５２の振動伝達材に、矩形の振動板５１の一辺が固定されている。ドライバ５２に固定された一辺と対向する一辺には、錘５３が取り付けられ、振動板５１が湾曲して、曲げ応力が加えられるようにする。

外部の電流供給回路から駆動電流を流すことにより、振動伝達材を介して、振動板５１の板面に対して平行に振動を与える。

図５に、本発明の第４の実施形態にかかるスピーカを示す。図５（ａ）は上面図を示し、図５（ｂ）は側面図を示す。第４の実施形態にかかるスピーカは、ビーム６４に固定され、半円筒形に湾曲させた振動板６１と、振動板６１に振動を与えるドライバ６２とが、筐体６３に納められている。振動板６１は、ビーム６４とドライバ６２の振動伝達材とを介して、１点で保持されている。筐体６３は、開口部が矩形の立方体であり、音道６５を有している。本実施形態にかかるスピーカも平面形スピーカと同様に、出力される音は位相が平坦であり、音道６５により指向性を与えることができる。

本発明の第１の実施形態にかかるスピーカを示す正面図である。 第１の実施形態にかかるスピーカの横断面を示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかるスピーカを示す図である。 本発明の第３の実施形態にかかるスピーカを示す図である。 本発明の第４の実施形態にかかるスピーカを示す図である。

符号の説明

１，４１，５１，６１ 振動板
２，４２，５２，６２ ドライバ
３，４３，６３ 筐体
２１ 振動伝達材
２２ ボイスコイル
２３ ダンパー
２４ フレーム
２５ センターポール
２６ 磁石
３１ 固定具
４４，６４ ビーム
５３ 錘
６５ 音道

Claims (3)

1. ストレスが加えられた振動板と、
   該振動板に振動を加えるドライバと
   を備えることを特徴とするスピーカ。
2. 前記ドライバは、前記振動板の一辺に接続され、前記振動板の板面に対して平行に振動を加えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
3. 前記振動板は、曲げ応力が加えられた状態でビームに固定され、
   前記ドライバは、前記ビームの一辺に接続され、前記ビームの板面に対して平行に振動を加えることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
   

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