JP2011049751A - 静電型スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】電極の外周を任意の形状にしても、短絡の虞の少ない静電型スピーカを提供する。
【解決手段】フィルム上に導電性のある導電膜がある電極２０Ｕ，２０Ｌ、振動体１０においては、導電膜を内側の円形部分と外側の円環部分とに電気的に分離する間隙部が設けられている。各部材の外周の形状を成形する際には、間隙部の外側を切断して形状を成形する。各部材においては、内側の円形部分に電圧が印加されて外側の円環部分には電圧が印加されないため、電極２０Ｕの間隙部の外側の導電膜が、電極２０Ｌの間隙部の外側の導電膜に接触しても短絡することがない。
【選択図】図３

Description

本発明は、静電型スピーカに関する。

柔軟性があり、折ったり曲げたりすることの可能な静電型スピーカとして、例えば、特許文献１に開示された静電型スピーカがある。この静電型スピーカは、アルミニウムが蒸着されたポリエステルのフィルムを、導電性を有する糸により織られた２枚の布の間に挟み、フィルムと布との間にエステルウールが配置されている。

特開２００８−５４１５４号公報

特許文献１に開示されたスピーカにおいては、フィルムを振動させる電極となる布、エステルウールおよび布の間で振動するフィルムは柔軟性があるため、矩形以外の様々な形状に加工できる。しかしながら、例えば、導電性を有する布について、所望の形状を得るために部材を切断すると、布の端の部分においては導電性を有する糸にほつれが生じ、このほつれによって２枚の布が短絡する虞がある。

本発明は、電極の外周を任意の形状にしても、短絡の虞の少ない静電型スピーカを提供することを目的とする。

本発明は、第１基材と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第１導電膜と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第２導電膜を有し、前記第２導電膜は、前記第１導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第１導電膜の外周と前記第２導電膜の内周との間に間隙がある第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、第２基材と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第３導電膜と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第４導電膜を有し、前記第４導電膜は、前記第３導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第３導電膜の外周と前記第４導電膜の内周との間に間隙があり、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、を有する静電型スピーカを提供する。

本発明においては、前記第２電極は、第３基材と、前記第３基材上に形成されて導電性を有する第５導電膜と、前記第３基材上に形成されて導電性を有する第６導電膜を有し、前記第６導電膜は、前記第５導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第５導電膜の外周と前記第６導電膜の内周との間に間隙があってもよい。

また、本発明は、第１基材と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第１導電膜と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第２導電膜を有し、前記第２導電膜は、前記第１導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第１導電膜の外周と前記第２導電膜の内周との間に間隙がある第１電極と、第２基材と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第３導電膜と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第４導電膜を有し、前記第４導電膜は、前記第３導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第３導電膜の外周と前記第４導電膜の内周との間に間隙があり、前記第１電極に対向する第２電極と、導電性を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、を有する静電型スピーカを提供する。

また、本発明は、第１基材と、前記第１基材上に形成されて導電性を有し、少なくとも一部が前記第１基材の縁に達している第１導電膜と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第２導電膜を有し、前記第２導電膜は、前記第１導電膜を囲む形状であり、前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に間隙がある第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、第２基材と、前記第２基材上に形成されて導電性を有し、少なくとも一部が前記第２基材の縁に達している第３導電膜と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第４導電膜を有し、前記第４導電膜は、前記第３導電膜を囲む形状であり、前記第３導電膜と前記第４導電膜との間に間隙があって前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、を有する静電型スピーカを提供する。

本発明においては、前記第２電極は、第３基材と、前記第３基材上に形成されて導電性を有し、少なくとも一部が前記第３基材の縁に達している第５導電膜と、前記第３基材上に形成されて導電性を有する第６導電膜を有し、前記第６導電膜は、前記第５導電膜を囲む形状であり、前記第５導電膜と前記第６導電膜との間に間隙があってもよい。

本発明によれば、静電型スピーカの電極の外周を任意の形状にしても、短絡の虞を少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観図である。 静電型スピーカ１の断面図。 静電型スピーカ１の分解図。 静電型スピーカ１の組み立て過程を説明するための図。 本発明の変形例に係る部材の平面図。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観を模式的に示した図、図２は、静電型スピーカ１の断面および電気的構成を模式的に示した図である。また、図３は、静電型スピーカ１の分解図である。
図に示したように、この静電型スピーカ１は、振動体１０、電極２０Ｕ，２０Ｌ、弾性部材３０Ｕ，３０Ｌ、および複数の接着テープ４０とで構成されている。なお、本実施形態においては、電極２０Ｕ，２０Ｌの構成は同じであり、弾性部材３０Ｕ，３０Ｌの構成は同じであるため、各部材において両者を区別する必要が特に無い場合は「Ｌ」および「Ｕ」の記載を省略する。また、図中の振動体、電極等の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。

（静電型スピーカ１の各部の構成）
まず、静電型スピーカ１を構成する各部について説明する。振動体１０は、例えば、光を透過するＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（polypropylene：ポリプロピレン）などの円形のフィルム１１（基材）の一方の面に導電性のある金属を蒸着して導電膜を形成した構成となっている。
振動体１０においては、蒸着された導電膜が一定の幅で振動体１０の縁に沿って除去されており、この除去された部分（以下、この部分を間隙部１３と称する）によって導電膜は、２つの領域に分けられており、２つの領域は電気的に分離されている。なお、本実施形態においては、閉じた円環形状の間隙部１３より内側にある円形の導電膜を第１導電膜１２Ａと称し、間隙部１３より外側にある円環状の導電膜を第２導電膜１２Ｂと称する。

弾性部材３０は、本実施形態においては不織布であって電気を通さず空気の通過が可能となっており、その形状は円形となっている。また、弾性部材３０は、弾性を有しており、外部から力を加えられると変形し、外部から加えられた力が取り除かれると元の形状に戻る。なお、弾性部材３０は不織布ではなく織られた布であってもよい。なお、本実施形態においては、弾性部材３０Ｕと弾性部材３０Ｌの厚みは、いずれも同じとなっている。

電極２０は、光を透過するＰＥＴまたはＰＰなどのフィルム２１（基材）に、導電性のある金属を蒸着して導電膜を形成した構成となっている。電極２０は、蒸着された導電膜が一定の幅で電極２０の縁に沿って閉じた円環形状に除去されており、この除去された部分（以下、この部分を間隙部２３と称する）により、２つの領域に分けられている。
なお、本実施形態においては、電極２０Ｕの円形の間隙部２３より内側に円形の導電膜を第１導電膜２２ＵＡと称し、外側にある円環状の導電膜を第２導電膜２２ＵＢと称する。また、電極２０Ｌの円形の間隙部２３より内側にある円形の導電膜を第１導電膜２２ＬＡと称し、外側にある円環状の導電膜を第２導電膜２２ＬＢと称する。
また、電極２０は、表面から裏面に貫通する孔を複数有しており、空気の通過が可能となっていて音響透過性が確保されている。なお、図面においては、この孔の図示を省略している。
接着テープ４０Ｕと接着テープ４０Ｌは、部材同士を接着するためのテープであり、円環形状であって、外径が電極２０の外径と同じとなっている。接着テープ４０Ｕ，４０Ｌの表面と裏面の両方に接着剤が塗布されている。

（静電型スピーカ１の電気的構成）
次に、静電型スピーカ１の電気的構成について説明する。図２に示したように、静電型スピーカ１は変圧器５０、外部から音響信号が入力される入力部６０、振動体１０に対して直流バイアスを与えるバイアス電源７０とを備えている。そしてバイアス電源７０は、振動体１０の第１導電膜１２Ａと、変圧器５０の出力側の中点とに接続される。
また、変圧器５０の出力側の一方の端子には、電極２０Ｕの第１導電膜２２ＵＡが接続され、変圧器５０の出力側のもう一方の端子には、電極２０Ｌの第１導電膜２２ＬＡが接続される。
この構成においては、入力部６０に音響信号が入力されると入力された音響信号に応じた電圧が電極２０に印加される。そして、印加された電圧によって電極２０Ｕの第１導電膜２２ＵＡと、電極２０Ｌの第１導電膜２２ＬＡとの間に電位差が生じると、振動体１０の第１導電膜１２Ａには電極２０Ｕと電極２０Ｌのいずれかの側へ引き寄せられるような静電力が働き、振動体１０は、この静電力に応じて電極２０Ｕと電極２０Ｌのいずれかの方向に変位する。そして、音響信号に応じて振動体１０の変位方向や変位量が逐次変わることによって振動体１０が振動し、その振動状態（振動数、振幅、位相）に応じた音が振動体１０から発生する。なお、発生した音は、少なくとも一方の電極２０を通り抜けて静電型スピーカ１の外部に放射される。

（静電型スピーカ１の組み立て方法）
次に静電型スピーカ１の組み立て方法について説明する。静電型スピーカ１を組み立てる際には、まず、複数の孔が設けられた２つのフィルム２１に導電性のある金属を蒸着して導電膜２２を形成する。次に、各フィルム２１上の導電膜２２にレーザ光を照射して導電膜を除去し、図４に示したように２つのフィルム２１に同じ直径の間隙部２３を設ける。また、フィルム１１に導電性のある金属を蒸着して導電膜１２を形成し、次に、形成した導電膜１２にレーザ光を照射して導電膜を除去し、図４に示したように、間隙部２３と同じ直径の間隙部１３を設ける。なお、電極２０となるフィルム２１に設ける孔については、導電膜を形成してから設けるようにしてもよい。

次に、円環形状の間隙部２３の中心軸と、円環形状の間隙部１３の中心軸が重なるようにして２つのフィルム２１とフィルム１１を重ね、間隙部２３より大きな直径となるように、各フィルムを円形に切断する。ここで、間隙部１３より内側にある導電膜は第１導電膜１２Ａとなり、間隙部１３より外側にある導電膜は第２導電膜１２Ｂとなる。また、一方のフィルム２１の間隙部２３より内側にある導電膜は第１導電膜２２ＵＡとなり、外側にある導電膜は第２導電膜２２ＵＢとなって、第１導電膜２２ＵＡと第２導電膜２２ＵＢを有するフィルム２１は、電極２０Ｕとなる。また、もう一方のフィルム２１の間隙部２３より内側にある導電膜は第１導電膜２２ＬＡとなり、外側にある導電膜は第２導電膜２２ＬＢとなって、第１導電膜２２ＬＡと第２導電膜２２ＬＢを有するフィルム２１は、電極２０Ｌとなる。なお、切断後に間隙部の中心が円形の中心となり、切断後の各部材の直径が同じとなるのであれば、各フィルムを重ねて切断するのではなく個別に切断してもよい。

次に、導線を第１導電膜１２Ａに半田付けし、第１導電膜２２ＵＡに導線を半田付けする。また、第１導電膜２２ＬＡにも導線を半田付けする。なお、第２導電膜１２Ｂ、第２導電膜２２ＵＢおよび第２導電膜２２ＬＢには、導線が半田付けされない。

次に、電極２０Ｌのフィルム２１の縁部分に接着テープ４０Ｌを貼り付け、円環状の接着テープ４０Ｌの内側に弾性部材３０Ｌを配置した後、弾性部材３０Ｌの上に振動体１０を載せ、接着テープ４０Ｌに振動体１０の縁に近い部分を付着させる。この後、この振動体１０において弾性部材３０Ｌに向いている面と反対側の面に接着テープ４０Ｕを貼り付け、この円環状の接着テープ４０Ｕの内側に弾性部材３０Ｕを配置する。そして、フィルム２１を弾性部材３０Ｕに向けて電極２０Ｕを弾性部材３０Ｕの上に載せ、接着テープ４０Ｕに電極２０Ｕの縁に近い部分を付着させる。すると、図２に示したように、各部材が重ねられた状態となる。

そして、第１導電膜１２Ａに半田付けされた導線を変圧器５０の中点に接続し、第１導電膜２２ＵＡに半田付けされた導線を変圧器５０の出力側の一方の端子に接続し、さらに、第１導電膜２２ＬＡに半田付けされた導線を変圧器５０の出力側のもう一方の端子に接続すると、音響信号に対応した信号を第１導電膜２２ＵＡと第１導電膜２２ＬＡに印加して振動体１０を振動させることができる。

本実施形態においては、フィルム上に導電膜が形成されたものを切断して電極２０や振動体１０を自由な形状に成形できるが、各部材の縁の部分には電圧が印加されないように導電膜が形成されているため、縁同士が接触しても電圧が印加される部分同士の間で短絡が発生する虞がない。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

上述した実施形態においては、金属を蒸着して導電膜を形成しているが、導電性塗料を塗布して導電膜を形成するようにしてもよい。
上述した実施形態においては、静電型スピーカ１の形状は円形となっているが、円形に限定されるものではなく、多角形、楕円形などの他の形状であってもよく、また、幾何学的ではなく任意の曲線を組み合わせた形状であってもよい。
また、本発明においては、感電を防ぐため、絶縁性と音響透過性を有する布で静電型スピーカ１の全体を覆ってもよい。

上述した実施形態においては、間隙部２３は、電極２０の縁に沿って円環状となっているが、間隙部２３を挟んで間隙部２３の内側と外側とを電気的に分離するのであれば、間隙部２３は、縁に沿って設けられていなくてもよい。例えば、電極２０の外形が円形である場合、間隙部２３の外周の形状が矩形、多角形または楕円形などであってもよい。また、振動体１０においても、間隙部１３は、振動体１０の縁に沿って円環状となっているが、間隙部１３を挟んで間隙部１３の内側と外側とを電気的に分離するのであれば、間隙部１３は、縁に沿って設けられていなくてもよい。

上述した実施形態においては、電極２０Ｌと電極２０Ｕの両方に間隙部２３が設けられているが、電極２０Ｕと電極２０Ｌのいずれか一方にのみ間隙部２３を設け、他方の電極には間隙部２３を設けない構成としてもよい。
また、電極２０Ｕと電極２０Ｌの両方に間隙部２３を設け、振動体１０に間隙部１３を設けない構成としてもよい。

上述した実施形態においては、間隙部２３や間隙部１３は閉じた形状となっているが、図５に示したように、間隙部２３や間隙部１３が縁の方へ開いた形状となっていなくてもよい。また、図５に示した構成においては、変圧器５０に接続するための導線５５を、第１導電膜２２ＵＡにおいて縁の方へ突出した部分に接続してもよい。また、電極２０Ｌにおいても、変圧器５０に接続するための導線５５を、第１導電膜２２ＬＡにおいて縁の方へ突出した部分に接続してもよい。また、振動体１０においても、変圧器５０に接続するための導線５５を、第１導電膜１２Ａにおいて縁の方へ突出した部分に接続してもよい。
なお、間隙部の形状を図５に示した形状とする場合、間隙部が形成されていない電極２０Ｕ，２０Ｌおよび振動体１０を用いて上述した実施形態のように静電型スピーカ１を組み立て、次に、電極２０にレーザ光を照射して導電膜を除去し、電極２０において円環状に間隙部２３を形成してもよい。なお、この方法においては、レーザ光の出力を調整することにより、電極２０に間隙部２３を形成すると共に、フィルム２１と弾性部材３０とを透過したレーザ光で振動体１０においても導電膜を除去して間隙部１３を形成するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、接着テープ４０Ｕ，４０Ｌで振動体１０と電極２０Ｕ，２０Ｌを接着しているが、接着テープ４０Ｕ，４０Ｌを配置しない構成であってもよい。
また、本発明においては、第２導電膜２２ＵＢ、第２導電膜１２Ｂおよび第２導電膜２２ＬＢについても、間隙部２３と同様に除去してしまい、これらの部分については、各部材において基材となっているフィルムが露出するようにしてもよい。
また、フィルムにおいて、第１導電膜２２ＵＡ、第１導電膜１２Ａ、第１導電膜２２ＬＡの部分だけ形成し、これらの導電膜より外側で導電膜が形成されていないフィルムの部分を切断してスピーカの形状を成形してもよい。

１・・・静電型スピーカ、１０・・・振動体、１１・・・フィルム、１２Ａ・・・第１導電膜、１２Ｂ・・・第２導電膜、１３・・・間隙部、２０Ｕ，２０Ｌ・・・電極、２１・・・フィルム、２２・・・導電膜、２２ＵＡ，２２ＬＡ・・・第１導電膜、２２ＵＢ，２２ＬＢ・・・第２導電膜、２３・・・間隙部、３０Ｕ，３０Ｌ・・・弾性部材、４０Ｕ，４０Ｌ・・・接着テープ、５０・・・変圧器、５５・・・導線、６０・・・入力部、７０・・・バイアス電源

Claims (5)

1. 第１基材と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第１導電膜と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第２導電膜を有し、前記第２導電膜は、前記第１導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第１導電膜の外周と前記第２導電膜の内周との間に間隙がある第１電極と、
   前記第１電極に対向する第２電極と、
   第２基材と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第３導電膜と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第４導電膜を有し、前記第４導電膜は、前記第３導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第３導電膜の外周と前記第４導電膜の内周との間に間隙があり、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、
   前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、
   前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、
   を有する静電型スピーカ。
2. 前記第２電極は、第３基材と、前記第３基材上に形成されて導電性を有する第５導電膜と、前記第３基材上に形成されて導電性を有する第６導電膜を有し、前記第６導電膜は、前記第５導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第５導電膜の外周と前記第６導電膜の内周との間に間隙があることを特徴とする請求項１に記載の静電型スピーカ。
3. 第１基材と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第１導電膜と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第２導電膜を有し、前記第２導電膜は、前記第１導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第１導電膜の外周と前記第２導電膜の内周との間に間隙がある第１電極と、
   第２基材と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第３導電膜と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第４導電膜を有し、前記第４導電膜は、前記第３導電膜を囲んで閉じた形状であり、前記第３導電膜の外周と前記第４導電膜の内周との間に間隙があり、前記第１電極に対向する第２電極と、
   導電性を有し、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、
   前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、
   前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、
   を有する静電型スピーカ。
4. 第１基材と、前記第１基材上に形成されて導電性を有し、少なくとも一部が前記第１基材の縁に達している第１導電膜と、前記第１基材上に形成されて導電性を有する第２導電膜を有し、前記第２導電膜は、前記第１導電膜を囲む形状であり、前記第１導電膜と前記第２導電膜との間に間隙がある第１電極と、
   前記第１電極に対向する第２電極と、
   第２基材と、前記第２基材上に形成されて導電性を有し、少なくとも一部が前記第２基材の縁に達している第３導電膜と、前記第２基材上に形成されて導電性を有する第４導電膜を有し、前記第４導電膜は、前記第３導電膜を囲む形状であり、前記第３導電膜と前記第４導電膜との間に間隙があって前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、
   前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、
   前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、
   を有する静電型スピーカ。
5. 前記第２電極は、第３基材と、前記第３基材上に形成されて導電性を有し、少なくとも一部が前記第３基材の縁に達している第５導電膜と、前記第３基材上に形成されて導電性を有する第６導電膜を有し、前記第６導電膜は、前記第５導電膜を囲む形状であり、前記第５導電膜と前記第６導電膜との間に間隙があることを特徴とする請求項４に記載の静電型スピーカ。

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