JP2011097297A - Speaker device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スピーカ装置に関する。 The present invention relates to a speaker device.
近年、ステレオ装置もしくはテレビジョン装置等の小型化および薄型化に伴い、これらの音声出力機器となるスピーカ装置に対しても小型化および薄型化が要望されている。 In recent years, with the miniaturization and thinning of stereo devices and television devices, there has been a demand for miniaturization and thinning of speaker devices serving as audio output devices.
特許文献1には、振動板となる可撓性の圧電フィルムの裏表両面に電極を形成し、該圧電フィルムの裏側を弾性支持体によって支持したスピーカ装置が開示されている。また、特許文献2には、金属板の中央に貫通孔を設け、この貫通孔の中心としてバランスをとるように、金属板の表面および裏面のうちいずれか一方または両方に、圧電素子が取り付けられたスピーカ装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a speaker device in which electrodes are formed on both front and back surfaces of a flexible piezoelectric film serving as a diaphragm, and the back side of the piezoelectric film is supported by an elastic support. Further, in Patent Document 2, a through hole is provided in the center of the metal plate, and a piezoelectric element is attached to either or both of the front surface and the back surface of the metal plate so as to be balanced as the center of the through hole. A speaker device is disclosed.
上述の特許文献1および特許文献2に開示されている、振動板として圧電フィルムを採用しているスピーカ装置は、中高音域における再生能力には優れているが、低音帯域における再生能力としては不足している。これらのスピーカ装置は、バックキャビティを有さない、背面開放型の構成を有している。したがって、圧電フィルムの正面側から放射された音が、該圧電フィルムの背面側に回り込み、正面側の音とは逆位相である背面側に放射された音との間で打ち消し合うといったキャンセル現象が発生する。また、圧電フィルムの背面側に回り込んだ音と、背面側に放射された音とが共振する場合もあり、その場合には音圧が急激に上昇し、いわゆる、ピーキーな音が発生するといった問題もある。 The speaker device that employs a piezoelectric film as a diaphragm disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above is excellent in reproduction capability in the mid-high range, but is insufficient as reproduction capability in the low range. is doing. These speaker devices have a back-open configuration without a back cavity. Therefore, there is a cancellation phenomenon in which the sound radiated from the front side of the piezoelectric film goes around to the back side of the piezoelectric film and cancels out with the sound radiated to the back side that is in the opposite phase to the sound on the front side. appear. In addition, the sound that wraps around the back side of the piezoelectric film and the sound radiated to the back side may resonate, and in that case, the sound pressure increases rapidly, and so-called peaky sound is generated. There is also a problem.
特に、上述したキャンセル現象に関しては、周波数の低い低音帯域側において圧電フィルムの裏面側への回り込みが発生しやすいため、スピーカ装置の低音帯域における再生能力を一層低下させる原因となる。さらに、キャンセル現象は位相特性との関係で再生周波数帯域においてピークおよびディップを発生させることもあり、その場合にはフラットな特性とならずに再生能力を損なうといった問題もある。 In particular, regarding the cancellation phenomenon described above, since the back of the piezoelectric film tends to occur on the low frequency band side where the frequency is low, the reproduction capability in the low frequency band of the speaker device is further reduced. Further, the cancellation phenomenon may cause a peak and a dip in the reproduction frequency band in relation to the phase characteristic, and in this case, there is a problem that the reproduction ability is impaired without becoming a flat characteristic.
このような問題を解決すべく、圧電フィルムを円筒状に形成し、円筒状の一端側を円盤状の天板で塞ぎ、また圧電フィルム自体によって音響キャビティを形成し、さらに円筒状の他端側に通常のスピーカを配置したものにつき、開発を進めている。 In order to solve such problems, the piezoelectric film is formed in a cylindrical shape, one end of the cylinder is closed with a disk-shaped top plate, an acoustic cavity is formed by the piezoelectric film itself, and the other end of the cylindrical shape We are developing a system with regular speakers.
しかしながら、円筒状に形成されている圧電フィルムは、圧電フィルム自身によってキャビティを構成するものが想定されているため、圧電フィルムに外力を加えるだけで、容易に変形してしまう。特に、指などによって外力が加えられる場合に、圧電フィルムが元の形状に復帰可能な限界を超えてしまうと、圧電フィルムによって形成されるキャビティに凹みが形成されたままの状態となる。 However, since the piezoelectric film formed in a cylindrical shape is assumed to constitute a cavity by the piezoelectric film itself, it is easily deformed only by applying an external force to the piezoelectric film. In particular, when an external force is applied by a finger or the like, if the piezoelectric film exceeds the limit that can be restored to its original shape, the cavity formed by the piezoelectric film remains in a dent state.
そこで、本発明は、圧電フィルムに外力が加えられても凹みが生じ難いスピーカ装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a speaker device in which a dent is hardly generated even when an external force is applied to a piezoelectric film.
上記課題を解決するために、本発明のスピーカ装置の第1の側面は、フィルムを基材としつつ湾曲して形成されると共に、このフィルムを振動させて音を発生させるためのフィルム振動板と、フィルム振動板を支持する支持機構と、を具備すると共に、支持機構には、構造物が設けられていて、この構造物は、フィルム振動板の一方の面側に対して、指で押す程度の外力による押し込みによる変形が弾性的に復元する程度の間隔を隔てて対向しているものである。 In order to solve the above problems, a first side surface of the speaker device of the present invention is formed by curving while using a film as a base material, and a film diaphragm for vibrating the film to generate sound. A support mechanism for supporting the film diaphragm, and the support mechanism is provided with a structure, and the structure is pushed by a finger against one surface side of the film diaphragm. These are opposed to each other with an interval such that the deformation caused by the pressing by the external force is elastically restored.
また、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、フィルム振動板は、基材として形成されると共に圧電効果を有する圧電フィルムと、圧電フィルムの表裏両面に導電性ポリマーをコーティングして形成されるポリマーコート部と、ポリマーコート部に電気的に接続する状態で取り付けられると共に、圧電フィルムを振動させるための電気信号を入力する電極と、を有することが好ましい。 According to another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, the film diaphragm is formed as a base material and has a piezoelectric film having a piezoelectric effect, and a conductive polymer is coated on both front and back surfaces of the piezoelectric film. It is preferable to have a polymer coat portion formed in this manner and an electrode that is attached in a state of being electrically connected to the polymer coat portion and that inputs an electric signal for vibrating the piezoelectric film.
さらに、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、支持機構の長手方向においてフィルム振動板が取り付けられている部位とは異なる部位には、スピーカユニットが取り付けられていることが好ましい。 Furthermore, in another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, it is preferable that the speaker unit is attached to a portion different from the portion where the film diaphragm is attached in the longitudinal direction of the support mechanism. .
また、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、フィルム振動板は、筒形状を為して配置されると共に、支持機構は、構造物の長手方向の一方側に設けられかつ当該構造物と連結されると共に、スピーカユニットが取り付けられるカップ体と、構造物の長手方向の他方側に設けられかつ当該構造物と連結されると共に、周形状を為すフィルム振動板の内周側で生じた音または圧力変動を外部に放出可能な音響ダクトと、カップ体と音響ダクトとを連結すると共に、圧電フィルム振動板の内部に配置される柱状の支柱と、を有することが好ましい。 According to another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, the film diaphragm is disposed in a cylindrical shape, and the support mechanism is provided on one side in the longitudinal direction of the structure. The cup body to which the speaker unit is attached while being connected to the structure, and the inner peripheral side of the film diaphragm which is provided on the other side in the longitudinal direction of the structure and connected to the structure and has a circumferential shape It is preferable to have an acoustic duct capable of emitting the sound or pressure fluctuation generated in step 1 to the outside, and a columnar column that connects the cup body and the acoustic duct and is disposed inside the piezoelectric film diaphragm.
さらに、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、構造物は、中空部を有しかつ音の伝達をガイドする音響キャビティとして機能することが好ましい。 Furthermore, in another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, the structure preferably has a hollow portion and functions as an acoustic cavity for guiding sound transmission.
また、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、構造物は、その外周側から中空部に連通する貫通孔を備えることが好ましい。 In another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, the structure preferably includes a through hole communicating with the hollow portion from the outer peripheral side.
さらに、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、フィルム振動板と構造物との間には、外力の付加に対して復元可能な弾性を有するクッション材が配置されていて、このクッション材は、構造物の外周側の一部分に配置されていることが好ましい。 Furthermore, in another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, a cushioning material having elasticity that can be restored against the addition of external force is disposed between the film diaphragm and the structure. It is preferable that this cushion material is arrange | positioned in a part of the outer peripheral side of a structure.
また、本発明のスピーカ装置の他の側面は、上述の発明において、構造物は、円筒状のパイプ部材であることが好ましい。 In another aspect of the speaker device of the present invention, in the above-described invention, the structure is preferably a cylindrical pipe member.
本発明は、圧電フィルムに外力が加えられても凹みが生じ難いスピーカ装置を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a speaker device that is less likely to be depressed even when an external force is applied to the piezoelectric film.
以下、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置10について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図1〜図3において音響ダクト53が存在する側を「上」、スピーカユニット30が存在する側を「下」とそれぞれ規定する。
Hereinafter, a
図1および図2は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置10の斜視図である。図2は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置10の分解斜視図である。図3は、本発明の一実施の形態に係るスピーカ装置10の側断面図である。
1 and 2 are perspective views of a
図1および図2に示すように、スピーカ装置10は、圧電フィルム振動板20と、スピーカユニット30とを有していて、さらにこれら圧電フィルム振動板20およびスピーカユニット30を支持する支持機構50を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
<圧電フィルム振動板について>
圧電フィルム振動板20は、請求項におけるフィルム振動板の一例に対応し、例えば、幅210mm、高さ297mm、厚さ80μmの矩形状の形態を有する圧電フィルム21(請求項でいうフィルムの一例に対応)を円筒状に丸めることによって構成されている。この圧電フィルム21の基材としてはフッ化ビニリデン樹脂(PVDF)を採用することが可能であり、その表裏両面には導電性ポリマーがコーティング(以下、導電性ポリマーがコーティングされている部分をポリマーコート部22とする。)されているが、ポリマーコート部22は、圧電フィルム21の周辺端部より約10mm程度を除き、その全面に形成されている。
<About piezoelectric film diaphragm>
The
さらに、上述した圧電フィルム21の周辺端部には、図4に示すように、銀ペーストがパターンコート等の手法によってコーティングされている(以下、銀ペーストコート部23とする。)。この銀ペーストコート部23の形成により、圧電フィルム21への信号入力用の入力端子24(電極)が形成されている。
Further, as shown in FIG. 4, a silver paste is coated on the peripheral edge of the
ここで、図5に、圧電フィルム21の周辺端部の詳細について示す。図5に示すものでは、圧電フィルム21よりも、図5における幅方向(X方向)に沿って、たとえば3mm大きくなるように、ポリマーコート部22が形成されている。また、銀ペーストコート部23は、図5に示すように、コート辺部23aと、舌片凸部23bとを有している。コート辺部23aは、ポリマーコート部22の外周縁部から、たとえば3mmほど圧電フィルム21の幅方向の中心に向かって形成されている。すなわち、コート辺部23aの幅寸法は、たとえば3mm程度となっていて、図4から分かるように枠状に設けられている。また、このコート辺部23aに連なる舌片凸部23bは、たとえば6mm角に形成されている。このコート辺部23aは、たとえば14mmピッチに形成されている。そのため、圧電フィルム21の表面と裏面のそれぞれには、舌片凸部23bに挟まれた部分が、銀ペーストが塗布されていない部分(凹部23c)となっている。
Here, in FIG. 5, the detail of the peripheral edge part of the
また、図5に示すように、裏面側の舌片凸部23bの長手方向(コート辺部23aの長手方向)の中央と、表面側の凹部23cの長手方向(コート辺部23aの長手方向)の中央とは一致するように形成されている。そのため、圧電フィルム21の端部を平面視すると、表面側の舌片凸部23bと裏面側の舌片凸部23bのいずれも塗布されていない、幅1mmの空白部分が存在する状態となっている。また、図4に示すように、圧電フィルム21の周辺端部のうち、長手に沿いかつ短手の一端側に位置する端部(たとえば図4の左側の端部)と、長手に沿いかつ短手の他端側に位置する端部(たとえば図4の右側の端部)とでは、表裏の関係が逆転している。すなわち、図4において、圧電フィルム21の上側(入力端子24が存在する側)または下側の短辺から長手に沿って数えてN番目の舌片凸部23bは、長手に沿いかつ短手の一端側に位置する端部においては表側に形成されていて、長手に沿いかつ短手の他端側に位置する端部においては裏側に形成されていても良く、あるいは一端側および他端側の表裏がその逆になっていても良い。このような表裏の逆転関係は、短手に沿いかつ長手の一端側に位置する端部(たとえば図4の上側の端部)と、短手に沿いかつ長手の他端側に位置する端部(たとえば図4の下側の端部)とにおいて存在していても良い。また、かかる逆転関係が存在していなくても良い。
Further, as shown in FIG. 5, the center in the longitudinal direction of the tongue piece convex
また、圧電フィルム21の表面および裏面のそれぞれには、たとえば16ミクロンのPET保護フィルム(15ミクロンの母材に1ミクロンの接着剤が付いていて、表裏2枚の総厚が約30ミクロン;母材の厚みのバラ付きがある関係上、寸法は多少前後する)が貼付によって設けられている。そして、上述の全てのものを合計した圧電フィルム21の厚み寸法は、たとえば約100〜110ミクロンとなっている。
Further, on each of the front and back surfaces of the
ここで、本実施の形態では、図4に示すように、コート辺部23aの短辺に入力端子24が、電気的に接続されるように取り付けられている。ここで、入力端子24は、コート辺部23aの短辺に沿う方向(X方向)に沿って配置されている舌片凸部23bに差し掛かるように、一対(合計2つ)設けられていて、それぞれの入力端子24は、それぞれが差し掛かっている舌片凸部23bに電気的に接続されている。かかる一対の入力端子24のうち、一方の入力端子24は、表面側を向いている(圧電フィルム21の表面側に形成されている)舌片凸部23bと電気的に接続されていると共に、他方の入力端子24は、裏面側を向いている(圧電フィルム21の裏面側に形成されている)舌片凸部23bと電気的に接続されている。このとき、PET保護フィルムは剥がされて、入力端子24と銀ペーストコート部23とが電気的に導通可能な状態となる。
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
なお、入力端子24は、コート辺部23aの短辺に位置する舌片凸部23bに取り付けられる場合には限られず、たとえばコート辺部23aの長辺に位置する舌片凸部23bに、入力端子24の構成要素となる端子ラグをカシメ等の手法によって装着しても良い。この場合、一方の入力端子24は表面側の舌片凸部23bと電気的に接続されるようにし、他方の入力端子24は裏面側の舌片凸部23bと電気的に接続されるようにする。このとき、端子ラグのカシメ部分は、PET保護フィルムを貫通して、確実に舌片凸部23bに端子ラグのカシメ部分を接触させることができる。また、図5に示すように、表面側の舌片凸部23bと裏面側の舌片凸部23bのいずれも塗布されていない空白部分が存在する。そのため、端子ラグのカシメ部分は、PET保護フィルムを貫通しても、表面側または裏面側のいずれかの銀ペーストコート部23と電気的に接続され、表面側と裏面側の双方の銀ペーストコート部23に同時に接続されることはなく、ショートを防止可能となっている。
The
以上のような圧電フィルム振動板20は、後述するパイプ部材54の外側を覆うように取り付けられる。このとき、圧電フィルム振動板20は、例えば、直径約68mm、長さ269mmからなる略円筒状の形態として、支持機構50に固定される。その結果、パイプ部材54と圧電フィルム振動板20との間の空間には、上から見て略リング状の形態を有する音響キャビティ26が形成される(図3参照)。
The
<スピーカユニットについて>
続いて、スピーカユニット30について説明する。図1から図3に示すように、後述する下カップ51の下方にはスピーカユニット30が装着される。スピーカユニット30は、ムービングコイル式のスピーカであり、コーン状の振動板31と、振動板31の中央に取り付けられる駆動体の一部を構成するボイスコイル32と、駆動体の一部を構成する磁気回路33を主に有する。振動板31の外縁部の直径は、例えば、約46mmとされており、その外側にサスペンション34(フリーエッジとも称される。)が設けられている。サスペンション34の直径は、例えば、約50mmとされている。また、ボイスコイル32の直径は、例えば、約19.5mmとされており、例えば、8Ω仕様のものが採用されている。ボイスコイル32は略円筒状のボイスコイルボビン35に装着されている。
<About the speaker unit>
Next, the speaker unit 30 will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, a speaker unit 30 is mounted below a
磁気回路33は、ヨーク36と、磁気発生手段となるマグネット37とから構成されている。ヨーク36は、ボトムヨーク36aと、保持ヨーク36bとから構成されている。ボトムヨーク36aは、有底円盤状をした円盤部分の中央から円柱状の円柱部36dが、図3における下方に突出するように形成されている。ボトムヨーク36aの中央には、該ボトムヨーク36aを貫通するような、例えばM4のネジ穴36eが設けられている。リング状のマグネット37は円柱部36dに挿通され、その下方から、保持ヨーク36bをボトムヨーク36aの円柱部36dに挿通させることで、マグネット37がボトムヨーク36aに対して係止される。そして、保持ヨーク36bの内周面と円柱部36dの外周面との間に形成される空隙部にボイスコイル32が配置される。マグネット37としては、その外形および内径の寸法が、例えば、それぞれ50mm、22mmであり、マグネット37の厚みが例えば8mmのものが用いられている。また、本実施の形態では、ダストキャップやチャンバー等の部品が装着されていないため、円柱部36dの先端部近傍は、ボイスコイルボビン35の内側の一部分に露出した状態となっている。
The
また、ボイスコイルボビン35の外側には、鉄製のフレーム38が取り付けられている。該フレーム38はフランジ部38aを有しており、その最大外形寸法は、例えば、82mmとされている。該フランジ部38aには、下カップ51のネジ穴51cと対応するように、フレーム38の中心から、例えば、72mmの距離を有する位置に穴38cが設けられているが、穴38cは合計4つ設けられていて、互いの穴38cの間隔は周方向に向かって90度おきとなっている。穴38cの直径は、例えば、4.5mmとされている。そして、フランジ部38aが下カップ51の下縁部と当接するようにスピーカユニット30を下カップ51の開口部の内部に配置して、例えばM4のネジ39を穴38cおよびネジ穴51cに螺入することによってスピーカユニット30が下カップ51内に固定される。
An
さらに、図1から図3に示すように、スピーカユニット30の下方には反射足40が取り付けられている。反射足40は、スピーカユニット30から放射される音を略円錐状の斜面40eで反射させて全ての角度方向に拡散させる役割を果たしている。なお、反射足40は必須の構成ではなく、スピーカユニット30に反射足40を取り付けないような構成としても良い。反射足40は、略三角錐形状の錐状部40aと、その頂部から上方に向かって突出する略円柱状の柱状部40bとを有する。錐状部40aの裏側には略三角錐状にくり抜かれた中空部40cが形成されており、該中空部40cから上方に向かって柱状部40bを貫通するように円形穴40dが形成されている。反射足40は、柱状部40bをボイスコイルボビン35の内部に挿入し、該反射足40の裏側から、例えばM4のネジ41を円形穴40dおよびボトムヨーク36aの例えばM4のネジ穴36eに螺入することによってスピーカユニット30に対して固定される。錐状部40aの最大外径および錐状部40aの高さ寸法は、例えば、それぞれ86mmおよび20mmとされている。また、柱状部40bの直径および高さの寸法は、例えば、それぞれ17mmおよび22mmとされている。また、円形穴40dの直径の寸法は4.2mmとされている。さらに、図3に示す錐状部40aの斜面40eの断面における曲率半径は、例えば、約39mmとなっている。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, a
この反射足40はアルミニウムを切削加工することによって形成されている。また、反射足40には、後述する下カップ51および音響ダクト53と同様に、黒色アルマイト処理が施されている。しかしながら、反射足40の材質は、音質等、目的に応じて種々変更しても良く、その例としては、樹脂、木とするものがある。
The
<支持機構について>
続いて、支持機構50の構成について説明する。支持機構50は、図2および図3に示すように、下カップ51と、中心棒52と、音響ダクト53と、パイプ部材54と、クッション材55と、を備えている。なお、上述した反射足40を、支持機構50の構成要素に含めても良い。反射足40を支持機構50の構成要素に含める場合には、反射足40は、スピーカユニット30の構成要素に含めなくても良く、またスピーカユニット30の構成要素に含めても良い。
<About support mechanism>
Next, the configuration of the
下カップ51は、図1から図3に示すように、下側に向かって開口する開口部51a(図3参照)を備えたカップ状の形態を有している。また、下カップ51の断面形状は、略台形形状を呈している。この略台形形状の高さ、下端部の直径および上端部の直径の寸法は、例えば、それぞれ50mm、84mmおよび67mmとされている。開口部51aは、例えば、直径58.2mm、高さ46mmの円筒孔形状を呈しており、くり抜き加工によって下カップ51の下側に形成されている。また、下カップ51の下側の周縁部51bには、周方向に向かって90度おきに合計4つのネジ穴51cが形成されている。このネジ穴51cに、スピーカユニット30の穴38cを通過させたネジ39を捻じ込むことによって、当該スピーカユニット30が下カップ51に固定される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
さらに、図2に示すように、下カップ51の上端部には、左右において対称形状となるような一対の半円状の形態を有する半円孔51f,51fが形成されている。この半円孔51f,51fは、例えば、幅16mmの間隔を隔てて形成されている。また、半円孔51fの半径は29mmとされている。このため、下カップ51は、その上端部の中央を架け渡すような中央フレーム部51dを有する構成となっている。この中央フレーム部51dの幅寸法は、例えば、16mmとなっている。また、中央フレーム部51dには、その下側からネジ60を螺入可能とする皿穴51eが3つ並んで設けられている(図2および図3参照)。本実施の形態では、下カップ51の材料として、アルミニウムが採用されており、その表面には黒色のアルマイト処理が施されている。なお、下カップ51の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the upper end of the
また、下カップ51の上端部には、パイプ部材54の下端を位置決めするための段差部51gが設けられている。この段差部51gは、図2および図3に示すように、下カップ51の上端部の径方向における外周側の部位を、それよりも内周側の部位よりも低く形成することにより、形成されている。そして、パイプ部材54の下端面および下端側の内周縁部が段差部51gに当接することで、パイプ部材54の位置決めが為される。
Further, a
図2および図3に示すように、下カップ51には、中心棒52が連結されている。中心棒52は、請求項でいう支柱の一例に対応し、たとえば、直径10mm、長さ190mmの円柱形状を呈している。この中心棒52の下端面には、例えば、直径4mmのネジ穴52aが、8mmの深さ分形成されている。このネジ穴52aに、下カップ51の皿穴51eを通過させたネジ60を捻じ込むことによって、下カップ51と中心棒52とが互いに固定される。また、中心棒52の材料として、アルミニウムが採用されている。しかしながら、中心棒52の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
また、中心棒52の上端側には、ネジ部52bが形成されている。ネジ部52bは、中心棒52の上端側の外周面に、たとえば10mmの長さとなるように形成されていて、また中心棒52の直径に対応する大きさ(たとえばM10)に形成されている。このネジ部52bは、後述する音響ダクト53を固定するためのものである。
In addition, a
また、音響ダクト53は、スピーカ装置10の上方に配置される部分である。この音響ダクト53は、フランジ部53aと、ダクト部53bとを有している。フランジ部53aには、径方向の中心部分に、ダクト部53bの中空部分と連通する連通孔53cが設けられている。なお、フランジ部53aの外周の直径は、たとえば69mmに形成されておりまた連通孔53cの内径(直径)は、フランジ部53aの内径(直径)と同様に、たとえば24mmに形成されている。また、フランジ部53aの厚み寸法は、たとえば約17mmに形成されている。また、図3に示すように、フランジ部53aの上面側には、曲面加工が施されており、図3の断面図における半径は、たとえば約11mmとなっている。
The
また、フランジ部53aの外周側には、パイプ部材54の上端を位置決めするための段差部53a1が設けられている。この段差部53a1は、図2および図3に示すように、フランジ部53aの下端部の径方向における外周側の部位を、それよりも内周側の部位よりも上端側に向かうように窪ませることにより、形成されている。そして、パイプ部材54の上端面および上端側の内周縁部が段差部53a1に当接することで、パイプ部材54の位置決めが為される。
In addition, a stepped portion 53a1 for positioning the upper end of the
また、ダクト部53bは、有底(底部53dを有する)の円筒状に設けられている。ダクト部53bのうち、円筒状を為す部分は、たとえば、肉厚が3mm、内径(直径)が24mm、長さ寸法が約125mmに設けられている。また、底部53dの厚み寸法は、たとえば12mmに形成されていると共に、この底部53dには、たとえばM10のネジ孔53eが設けられている。ネジ孔53eには、中心棒52のネジ部52bが捻じ込まれる。また、図3に示すように、ネジ孔53eの外周側かつ下方側の部位には、たとえばC2の面取り加工が為されている。そのため、中心棒52のネジ部52bをネジ孔53eにガイドし易くなり、ネジ部53bをネジ孔53eに捻じ込む作業が容易となる。
The
このダクト部53bの下方側かつ外周面には、切欠部53fが形成されている。切欠部53fは、その下端側が底部53dの上面と概ね面一となるように形成されている。また、本実施の形態では、切欠部53fは、180度間隔で合計2つ設けられている。それぞれの切欠部53fは、たとえば高さ方向の寸法が30mmで、かつ深さ寸法(ダクト部53fの外周のある部位に接触する平面を仮定すると、その平面が接触部位から径方向の中心側に向かって移動させたときの移動距離)が8mmに形成されている。そのため、音響ダクト53においては、切欠部53fが音響開口部となり、そのため実質上のダクト部53bの音響ダクト長は、約95mmとなっている。
A
なお、本実施の形態では、音響ダクト53の材料として、アルミニウムが採用されており、その表面には黒色のアルマイト処理が施されている。なお、音響ダクト53の材料は、アルミニウムに限定されるものではない。
In the present embodiment, aluminum is adopted as the material of the
パイプ部材54は、請求項でいう構造物の一例に対応する。このパイプ部材54は、両端側が開放している円筒状の部材であり、たとえば長さ寸法を297mm、外周における直径を64mm、パイプ部材54の厚み寸法(肉厚)を2.5mmとしている。また、パイプ部材54は、その材質を、たとえばアクリル樹脂等の樹脂としているが、材質は樹脂には限定されず、好ましい音を得るために、たとえば金属や木等の樹脂以外の材質を用いるようにしても良い。
The
このパイプ部材54の長手方向の中央寄りの部分には、複数の貫通孔54aが設けられている。貫通孔54aは、パイプ部材54の周方向に沿って、たとえば45度間隔で合計8個設けられている。また、貫通孔54aは、パイプ部材54の長手方向に沿って、たとえば30mmの間隔を互いに隔てる状態で、合計3つ設けられている。すなわち、パイプ部材54には、合計24個の貫通孔54aが設けられている。また、パイプ部材54の長手方向に沿って見ると、合計3つの貫通孔54のうち中央に位置する貫通孔54aは、その中心位置がパイプ部材54と一致している。
A plurality of through
なお、上述の貫通孔54aは、圧電フィルム振動板20で発生した後に外部に放射される音の音質、音圧等の調整のために設けられるものである。そのため、貫通孔54aの個数および大きさは、種々変更可能であり、貫通孔54aを全く設けない構成を採用しても良い。
The above-described through
また、図2および図3に示すように、本実施の形態では、圧電フィルム振動板20をパイプ部材54に取り付けるために、クッション材55が設けられている。このクッション材54は、たとえば独立発泡ウレタンを材質として形成されていて、その表面または裏面のいずれかに粘着テープが貼付されている。本実施の形態では、クッション材55には、図2に示すように、パイプ部材54の上端側および下端側にリング状を為して貼り付けられるクッション材55aがある。リング状を為すクッション材55aの寸法例としては、厚み寸法が2mm、幅寸法が10mm、長さ寸法が210mmとするものがある。また、クッション材55には、図2に示すように、2つのリング状のクッション材55aを結ぶような直線状のクッション材55bがある。直線状のクッション材55bの寸法例としては、厚み寸法および幅寸法がクッション材55aと同様であると共に、長さ寸法が276mmのものがある。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, a
このクッション材55の上面側には、粘着テープが貼付される。そして、この粘着テープによって圧電フィルム振動板20が貼付される。すなわち、圧電フィルム振動板20は、クッション材55を介して、パイプ部材54に貼付されるが、図3に示すように、圧電フィルム振動板20がクッション材55に貼付される部位以外の部分は、パイプ部材54に対して所定の隙間が存在する状態となっている。
An adhesive tape is affixed to the upper surface side of the
以上のような構成を有するスピーカ装置10を組み立てる場合、まず、中心棒52のネジ部52bを、音響ダクト53のネジ孔53eに捻じ込んで、両者を固定する。続いて、パイプ部材54の下端部および内周縁を下カップ51の段差部51gに位置させると共に、パイプ部材54の上端部および内周縁を音響ダクト53の段差部53a1に位置させる。このとき、下カップ51の皿穴51eと、中心棒52のネジ穴52aとが、連通する状態となる。そこで、下カップ51の皿穴51eにネジ60を押し込みながら差し込むと、当該ネジ60はネジ穴52aに到達するため、その状態でネジ60を締結方向に回転させることによって、下カップ51と中心棒52とが互いに固定される。
When assembling the
この状態で、リング状のクッション材55aを、パイプ部材54の上端側および下端側にそれぞれ貼り付けると共に、リング状のクッション材55bを連結するように、直線状のクッション材55bをパイプ部材54の長手方向に沿って貼り付ける。ここで、クッション材55bは、圧電フィルム振動板20が筒形状(たとえば円筒)を為すように湾曲させた場合に、その繋ぎ部分に位置するように想定されている。なお、クッション材55a,55bの貼り付けは、パイプ部材54を音響ダクト53および下カップ51に取り付ける前に行うようにしても良い。また、クッション材55a,55bの貼り付けは、圧電フィルム振動板20を取り付ける前であれば、どのようなタイミングで行っても良い。
In this state, the ring-shaped
続いて、下カップ51に対して、スピーカユニット30の取付固定を行う。このとき、スピーカユニット30のフランジ部38aを下カップ51の下縁部と当接させるが、この当接に際しては、フランジ部38aの穴38cと、下カップ51のネジ穴51cの位置合わせを行う。その後に、ネジ39を穴38cおよびネジ穴51cに捻じ込む。それにより、スピーカユニット30が下カップ51内に固定される。
Subsequently, the speaker unit 30 is attached and fixed to the
次に、反射足40の柱状部40bを、ボイスコイルボビン35の内部に挿入する。この挿入に際しては、反射足40の円形穴40dと、ボトムヨーク36aのネジ穴36eとの位置合わせが為される。この後に、反射足40の下方から、ネジ41を円形穴40dおよびネジ穴36eに捻じ込む。それにより、スピーカユニット30等に対して反射足40が取付固定される。
Next, the
以上のようにして、スピーカ装置10が組み立てられる。
The
<効果>
以上のように構成されたスピーカ装置10では、圧電フィルム21を筒状に変形して圧電フィルム振動板20を形成し、さらに、圧電フィルム21の内側に、たとえば2mmのクリアランスを設けて、パイプ部材54を配置し、該パイプ部材54の内側が、スピーカユニット30のバックキャビティとなり、パイプ部材54の表側が圧電フィルム21のバックキャビティを構成している。このような構成を採用することにより、圧電フィルム21が外部から局部的に圧力を受けた場合でも、該圧力による変形を防ぐことが可能となる。
<Effect>
In the
ここで、例えば、指等で圧電フィルム振動板20の表面を押し込んだ場合、圧電フィルム振動板20は凹むように変形するが、たとえば2mmと言う狭い間隔にて、遮蔽物たるパイプ部材54の外側面が存在する。そのため、圧電フィルム振動板20のうち押し込まれた箇所は、パイプ部材54の外周面に当たり、それ以上押し込まれることは無くなるため、圧電フィルム振動板20の変形を防止することが可能である。
Here, for example, when the surface of the
このような変形を防止する機能は、圧電フィルム振動板20よりも外周側に、たとえば金網等のフィルム変形防止用のプロテクタを配置することなく、当該圧電フィルム振動板20のプロテクト機能を達成することが可能となる。このため、圧電フィルム振動板20の表面から発する音を、それよりも外周側に位置するプロテクタで遮ることがなくなるため、プロテクタが圧電フィルム振動板20の外周側に位置するものと比較して、音質向上を図ることが可能となり、また良好な音場形成が可能となる。
The function of preventing such deformation is to achieve the protection function of the
また、本実施の形態では、圧電フィルム振動板20の内周面側に、たとえば円筒形状に形成されているパイプ部材54が配置されている。このため、圧電フィルム振動板20の内周側では、パイプ部材54により、当該パイプ部材54の内側に音が伝達するのが抑制される。一方、パイプ部材54は、スピーカユニット30の音響的キャビティを構成することになる。従って、圧電フィルム振動板20と、スピーカユニット30という、2つのスピーカが互いに干渉することなく機能を発揮できる、という利点を有する。つまり、スピーカユニット30側に、低帯域の入力が過剰に引加されると、それに伴って圧電フィルム振動板20において、スピーカユニット30の振動板(コーン)が発するバックプレッシャーにて共振を起こし、異常音(煽られ音)を発生する、という現象が生じるのを防止できる。このため、スピーカ装置10においては、音質向上を図ることが可能となり、特に低音帯域の再生には、従来のハイブリッドスピーカより遥かに良好な音質と、音圧を得ることが可能となる。
In the present embodiment, a
また、本実施の形態では、圧電フィルム振動板20とパイプ部材54との間のクリアランスを得るため、たとえば2mmの厚み寸法を有するクッション材55aを、パイプ部材54の上端側および下端側に配置すると共に、クッション材55bを圧電フィルム振動板20の繋ぎ部と想定される箇所に配置されている。このため、圧電フィルム振動板20とパイプ部材54との間に、適度なクリアランスを得ることが可能となる。加えて、クッション剤55は適度な柔軟性を有しているため、圧電フィルム振動板20の取り付け部分(クッション材55と接合される部分)において共振振動にて発する異常音(世間一般で言われるビリ音)を低減させることが可能となる。
Further, in the present embodiment, in order to obtain a clearance between the
更に上述のクリアランスを、適切な寸法にすることにより、音質の調整を行うことが可能となる。すなわち、圧電フィルム振動板20とパイプ部材54とで構成されるキャビティ内に、適切なクリアランスに収められるクッション材55を配置することにより、圧電フィルム振動板20の共振を防ぐことが可能となる。このため、圧電フィルム振動板20が大面積化した場合でも、容易に共振を防ぐことが可能となる。
Furthermore, the sound quality can be adjusted by setting the above-mentioned clearance to an appropriate dimension. That is, it is possible to prevent resonance of the
また、パイプ部材54には、複数の貫通孔54aが設けられているため、容易に音質を調整することが可能となる。
In addition, since the
さらに、本実施の形態では、パイプ部材54の上方に音響ダクト53が配置されると共に、パイプ部材54の下方に下カップ51が配置されている。このため、パイプ部材54を、これら音響ダクト53および下カップ51によって、強固に固定することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、音響ダクト53のネジ孔53eには、中心棒52のネジ部52bが捻じ込まれる構成を採用しているため、部品点数を省き、さらにパイプ部材54の装着工数を削減することが可能となる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態では、圧電フィルム振動板20を用いて音響キャビティ26が構成されると共に、支持機構50によって圧電フィルム振動板20とスピーカユニット30を支持可能となり、圧電フィルム振動板20とスピーカユニット30に備えられている振動板31を相互に振動させて音を同時に発生させることが可能となる。したがって、従来の圧電フィルムを用いたスピーカ装置(以下、圧電フィルムスピーカという。)では実現できない広音域における音の再生が可能となり、スピーカ装置10の性能を向上させることが可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, the
特に、スピーカ装置10では、圧電フィルム振動板20とスピーカユニット30とを併用しているため、従来の圧電フィルムスピーカでは得ることが困難な低音域における音声の再生が可能となる。したがって、圧電フィルムスピーカによって得ることが困難な再生帯域(低音域)における音圧をスピーカユニット30によって補完し、中高音域における音圧に加え、低音域においても十分な音圧を得ることが可能となる。
In particular, in the
<変形例について>
以上、本発明の一実施の形態について述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されることなく、種々変形して実施することが可能である。
<About modification>
As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented with various modifications.
上述の実施の形態では、スピーカ装置10は、スピーカユニット30を備える構成を採用している。しかしながら、本発明は、スピーカユニット30を備えないスピーカ装置であっても成立する。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態では、圧電フィルム21を円筒形状にして、圧電フィルム振動板20が形成されているが、圧電フィルム振動板20の形状は目的に応じて、自由に選ぶことが可能である。たとえば、圧電フィルム21を単純に半円筒形状に撓ませた形状(いわゆる蒲鉾状)にして圧電フィルム振動板を形成し、かかる半円筒形状に対応したキャビティを作製しても良い。また、圧電フィルム21を円錐形状にして圧電フィルム振動板を形成し、圧電フィルム21の背後に円錐状のキャビティを配置装着しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態では、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)を基材とする圧電フィルム21を用いているが、他の材質からなるフィルム状の振動板を用いても良い。また、圧電効果による駆動方式にはよらずに、他の駆動方式によるフィルム振動板を用いても良い。このような例としては、厚み寸法が数10nmのCNT(カーボンナノチューブ)製の透明フィルムの両端に電極を付け、熱音響効果を利用して電気信号を音に変換する(つまり、電気信号が熱振動になって音が出るというフィルム)等を用いても良い。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態においては、パイプ部材54の内部には、ネジ穴52aおよびネジ部52bを備える中心棒52が配置されていて、音響ダクト53と下カップ51とがそれぞれ締結される構成を採用している。しかしながら、このような構成を採用しなくても良い。たとえば、パイプ部材54の長さと略、同じ長さを有する棒の両端部にネジを設け、パイプ部材54の内部に複数本の棒を装着し、パイプ部材54の上側の音響ダクト53およびパイプ部材54の下側に配される下カップ51の外周部とをネジ締めして、パイプ部材54を挟持する構成を採用しても良い。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the
また、上述の実施の形態では、パイプ部材54には、複数の貫通孔54aが設けられている。しかしながら、このような貫通孔54aに限らずに、目的に応じた種々の貫通孔を設けるようにしても良い。たとえば、貫通孔としては、細かいメッシュの様なものでも良い。また、パイプ部材54の材質も、たとえば、パンチングメタル等、目的に応じて自由に選択可能である。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態における支持機構50および/または構造物としてのパイプ部材54は、一体的に形成されている一体物には限られず、別体的に設けられているものが複数組み付けられて構成されていても良い。
Further, the
10…スピーカ装置
20…圧電フィルム振動板(フィルム振動板の一例に対応)
21…圧電フィルム(フィルムの一例に対応)
22…ポリマーコート部
23…銀ペーストコート部
23a…コート辺部
23b…舌片凸部
23c…凹部
24…入力端子
30…スピーカユニット
50…支持機構
51…下カップ
52…中心棒(支柱の一例に対応)
53…音響ダクト
54…パイプ部材(構造物の一例に対応)
55…クッション材
DESCRIPTION OF
21 ... Piezoelectric film (corresponds to an example of film)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ...
53 ...
55 ... Cushion material
Claims (8)
上記フィルム振動板を支持する支持機構と、
を具備すると共に、
上記支持機構には、構造物が設けられていて、この構造物は、上記フィルム振動板の一方の面側に対して、指で押す程度の外力による押し込みによる変形が弾性的に復元する程度の間隔を隔てて対向している、
ことを特徴とするスピーカ装置。 A film vibration plate for generating a sound by vibrating the film while being curved while using the film as a base material,
A support mechanism for supporting the film diaphragm;
And having
The support mechanism is provided with a structure, and the structure has such an extent that deformation caused by pressing by an external force that can be pushed with a finger is elastically restored to one surface side of the film diaphragm. Facing each other at an interval,
A speaker device characterized by that.
前記フィルム振動板は、
基材として形成されると共に圧電効果を有する圧電フィルムと、
上記圧電フィルムの表裏両面に導電性ポリマーをコーティングして形成されるポリマーコート部と、
上記ポリマーコート部に電気的に接続する状態で取り付けられると共に、上記圧電フィルムを振動させるための電気信号を入力する電極と、
を有することを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 1,
The film diaphragm is
A piezoelectric film formed as a substrate and having a piezoelectric effect;
A polymer coat portion formed by coating a conductive polymer on both front and back surfaces of the piezoelectric film;
It is attached in a state of being electrically connected to the polymer coat part, and an electrode for inputting an electric signal for vibrating the piezoelectric film;
A speaker device comprising:
前記支持機構の長手方向において前記フィルム振動板が取り付けられている部位とは異なる部位には、スピーカユニットが取り付けられている、
ことを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 1 or 2,
A speaker unit is attached to a part different from the part where the film diaphragm is attached in the longitudinal direction of the support mechanism.
A speaker device characterized by that.
前記フィルム振動板は、筒形状を為して配置されると共に、
前記支持機構は、
前記構造物の長手方向の一方側に設けられかつ当該構造物と連結されると共に、前記スピーカユニットが取り付けられるカップ体と、
前記構造物の長手方向の他方側に設けられかつ当該構造物と連結されると共に、周形状を為す前記フィルム振動板の内周側で生じた音または圧力変動を外部に放出可能な音響ダクトと、
上記カップ体と上記音響ダクトとを連結すると共に、前記圧電フィルム振動板の内部に配置される柱状の支柱と、
を有することを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 3, wherein
The film diaphragm is arranged in a cylindrical shape,
The support mechanism is
A cup body provided on one side in the longitudinal direction of the structure and connected to the structure, to which the speaker unit is attached;
An acoustic duct provided on the other side in the longitudinal direction of the structure and connected to the structure, and capable of releasing sound or pressure fluctuation generated on the inner peripheral side of the film diaphragm having a circumferential shape to the outside. ,
While connecting the cup body and the acoustic duct, a columnar column disposed inside the piezoelectric film diaphragm,
A speaker device comprising:
前記構造物は、中空部を有しかつ音の伝達をガイドする音響キャビティとして機能する、
ことを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to any one of claims 1 to 4,
The structure has a hollow portion and functions as an acoustic cavity for guiding sound transmission.
A speaker device characterized by that.
前記構造物は、その外周側から前記中空部に連通する貫通孔を備える、
ことを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 5, wherein
The structure includes a through hole communicating with the hollow portion from the outer peripheral side thereof.
A speaker device characterized by that.
前記フィルム振動板と前記構造物との間には、外力の付加に対して復元可能な弾性を有するクッション材が配置されていて、このクッション材は、前記構造物の外周側の一部分に配置されている、
ことを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to claim 5 or 6, wherein
Between the film diaphragm and the structure, a cushioning material having elasticity that can be restored against the addition of external force is disposed, and the cushioning material is disposed at a part of the outer peripheral side of the structure. ing,
A speaker device characterized by that.
前記構造物は、円筒状のパイプ部材である、
ことを特徴とするスピーカ装置。 The speaker device according to any one of claims 5 to 7,
The structure is a cylindrical pipe member.
A speaker device characterized by that.
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