JP2016040901A - エネルギー変換装置およびスピーカー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の構造体に容易に取り付けることができ、かつエネルギーの変換効率を高めることのできるエネルギー変換装置を提供する。
【解決手段】所定の領域に固定される永久磁石と、導線パターンからなるコイルが形成され、前記永久磁石の上に配置される振動板とを有し、前記振動板にスリットが形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気エネルギーおよび機械エネルギーを相互に変換するエネルギー変換装置に関する。

電気エネルギーおよび機械エネルギーを相互に変換するエネルギー変換装置として、スピーカーやマイクロフォンがある。スピーカーにおいては、永久磁石に近接して配置されたコイルを電磁力で振動させることで、コイルに固定された振動板が空気を振動させて音波が発生する。一方、マイクロフォンにおいては、音波によって振動板を振動させることで、振動板に連動するコイルに電磁誘導の作用で電流が流れる。

従来、スピーカーにおいては、コーン型の振動板を採用するものが主流を占めていたが、近年、平板状の振動板を採用した薄型のスピーカー（いわゆる、平面スピーカー）が注目されている（例えば、特許文献１等を参照）。

上述した平面スピーカーは、用途によっては価値が高いものであるが、取り付けられる場所に制約があるとともに、エネルギーの変換効率において十分でない面もある。

本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、種々の構造体に容易に取り付けることができ、かつエネルギーの変換効率を高めることのできるエネルギー変換装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、所定の領域に固定される永久磁石と、導線パターンからなるコイルが形成され、前記永久磁石の上に配置される振動板とを有し、前記振動板にスリットが形成されていることを特徴とする。

本発明にあっては、種々の構造体に容易に取り付けることができ、かつエネルギーの変換効率を高めることのできるエネルギー変換装置を提供することができる。

スピーカー構造が取り付けられる構造体の例を示す図である。 振動板および永久磁石の例を示す図である。 スピーカー構造を作製する手順の例を示す図である。 スピーカー構造の断面図である。 改良を加えたスピーカー構造の断面図である。 ボビンタイプの構造体の例を示す図である。 ボビンタイプの構造体に対応させた振動板の例を示す図である。 スピーカー構造の例を示す図である。 スリット長に対する音圧の変化の例を示す図である。 スロットアンテナの例を示す図である。 半波長アンテナの電圧等の分布の例を示す図である。 振動板の幅変更による周波数に対する音圧変化の例を示す図である。 スピーカー構造の実施例を示す図（その１）である。 スピーカー構造の実施例を示す図（その２）である。 スピーカー構造の実施例を示す図（その３）である。 振動板のスリット幅変更による周波数に対する音圧変化の例を示す図である。 指向特性の測定手法の例を示す図である。 指向特性の測定結果の例を示す図である。 スリットを長手方向およびこれと直角方向に配置した例を示す図である。 音圧特性の測定結果の例を示す図である。 振動板、シート、ゴム磁石および基台の断面の例を示す図である。 シートおよびゴム磁石に熱を加えた場合の様子を示す図である。 スピーカー構造の周波数特性の測定結果の例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。なお、エネルギー変換装置としてスピーカー構造の実施形態をもって説明するが、その他にも、マイクロフォン、扇風機等の他のエネルギー変換装置にも適用可能であり、図示の実施形態に限定されるものではない。また、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その重複する説明を省略するものとする。また、各図に記載された部材のスケールは、必要に応じてデフォルメされているものとして参照されたい。

＜基本的構成例＞
図１はスピーカー構造（１００）が取り付けられる構造体５０の例を示す図であり、円柱状の例を示している。この場合、円柱状の構造体５０の曲面（周面）がスピーカー構造を取り付ける領域となる。円柱状の構造体５０を取り付けの領域とする具体例としては、直管蛍光灯のソケット部等が挙げられる。なお、スピーカー構造が取り付けられる構造体５０としては、図示の円柱状のものに限らず、例えば、長方形を曲げた曲面でもよい。更には、球状のものでもよく、曲面を有する構造体を対象とすることができる。

次に、構造体５０に対してスピーカー構造を追加的に取り付ける手順について説明する。

先ず、図２（ｂ）に示す振動板１０と、図２（ａ）に示す永久磁石２０とを用意する。

振動板１０は、可撓性を有する厚さ１０〜３０μｍ程度の可撓性基板１２で構成することができる。可撓性基板１２は、２０００〜３０００ＭＰａ程度の曲げ弾性率を有することが好ましく、例えば、エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等を採用することができる。

可撓性基板１２は、その形状が縦長の長方形であり、その幅は、構造体５０（図１）の長さと同等か短い適切な長さに設定することが好ましく、その長さは、構造体５０の外周とほぼ等しい適切な長さに設定することが好ましい。

可撓性基板１２には、コイル１４が一面（図示の例では裏面）に形成される。コイル１４は、蛇行状あるいはパルス状に形成された導線パターンからなり、可撓性基板１２の幅方向に延びる導線が一定のピッチＰで形成されている。例えば、銅箔付きの可撓性基板１２をウェットエッチングしたり、銅ペーストをスクリーン印刷の手法で可撓性基板１２に印刷したりして導線パターンを形成することができる。さらに、コイル１４には、駆動信号源に接続するためのプラス端子１４ａとマイナス端子１４ｂが設けられる。

また、可撓性基板１２には、所定のサイズおよび個数の四角形状のスリット１６が設けられる。スリット１６は、スピーカーとして出力する音圧のレベルを向上させるとともに、指向性を緩和するものである。スリット１６のサイズおよび個数の具体例については後述する。スリット１６は、パンチングにより形成してもよいし、ドリルで形成してもよい。

永久磁石２０は、その形状が縦長の長方形であり、その幅および長さは、それぞれ、振動板１０のコイル１４の導線パターンの幅および長さに応じて適切な長さに設定される。また、永久磁石２０は、構造体５０（図１）の曲面の形状に倣って形状を自在に変形することができるようにシート状のボンド磁石（ゴム磁石）で構成することが好ましい。なお、永久磁石２０としては、フェライト磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石等を用いることができ、磁力の強いネオジム磁石を用いることがより好ましい。

また、永久磁石２０には、幅方向に延びる帯状のＮ極とＳ極が交互に現れるように平行縞状の帯磁パターンが形成されており、この帯磁パターンのピッチＰが、振動板１０に形成されるコイル１４のピッチＰと等しくなるように構成されている。

上述した振動板１０と永久磁石２０の用意ができたら、続いて、図３（ａ）に示すように、構造体５０の外周面に沿って永久磁石２０を巻き付けるように固定する。なお、構造体５０の外周面に永久磁石２０の厚みに応じた凹部を形成し、永久磁石２０を構造体５０に埋め込むようにしてもよい。

その後、図３（ｂ）に示すように、永久磁石２０の表面全体を覆うように緩衝膜３０を配置する。緩衝膜３０の配置により、振動板１０と永久磁石２０の固着と振動板１０の分割振動が回避されるとともに、振動板１０が十分な振幅をもって振動するために必要な可動域が確保される。

緩衝膜３０は、可撓性を有する非磁性材料からなり、永久磁石２０と振動板１０の間に介在して両者の離間距離を一定に保持する。緩衝膜３０は、数μｍから数百μｍ程度の厚みを有することが好ましく、例えば、和紙やクリーンペーパー、クリーンワイプ等のセルロース繊維等で構成することができ、ゴムなどの弾性体で構成することもできる。

最後に、振動板１０を、図３（ｃ）に示すように、その長手方向に丸め（湾曲させ）、永久磁石２０を覆うようにして緩衝膜３０の上に配置した後、適切な固定用部材１５を使用して、振動板１０の両端を構造体５０の表面に固定する。

このとき、振動板１０のコイル１４の幅方向に延びる導線パターンが振動板１０の下に位置する永久磁石２０のＮ極とＳ極の帯磁パターンの境界線に一致するように、振動板１０を位置決めして構造体５０の表面に固定することが望ましい。

図４（ａ）は、上述した手順を経て完成した図３（ｃ）に示すスピーカー構造１００のＡ−Ａ'線での断面図を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）において破線で囲んだ部分の拡大図を示す。

図４（ｂ）において、永久磁石２０の表面においてＮ極からＳ極へ向けて円弧状に通る磁力線の磁界成分のうち、振動板１０に形成されたコイル１４への電磁力に大きく寄与するのは、永久磁石２０の表面に平行な成分であるところ、この平行な成分は、Ｎ極とＳ極の帯磁パターンの境界付近で最大となる。

本実施形態においては、コイル１４に交流電流を通電して磁界を発生させると、フレミング左手の法則に従って、コイル１４に電磁力による反発力が生じ、振動板１０が構造体５０の表面の法線方向に振動する。先に説明したように、コイル１４の幅方向に延びる導線パターンを永久磁石２０のＮ極とＳ極の境界線に一致するように位置決めすると、振動板１０は最大の効率をもって振動し、スピーカー用途として必要十分な音圧を発生する。

なお、永久磁石２０の帯磁パターンおよびコイル１４に形成される導線パターンは、上述した態様に限定されるものではなく、コイル１４に通電したときに電磁力による反発力が生じるような態様であればよい。

図５は改良を加えたスピーカー構造１００の断面図であり、図４（ｂ）と同位置の部分断面図を示している。図５（ａ）は、振動板１０において、可撓性基板１２の両面にコイル１４の導線パターンを形成した実施形態を示す。本実施形態によれば、通電によって発生する磁界がより大きくなる結果、振幅が増大し、より大きな音圧が発生するようになる。

図５（ｂ）は、永久磁石２０と構造体５０の間に高透磁率材料からなる高透磁率シート４０を配置した実施形態を示す。本実施形態によれば、高透磁率シート４０の存在により永久磁石２０の裏側（構造体５０側）の漏洩磁界が減少し、振動板１０のコイル１４側の漏洩磁界が多くなる結果、振幅が増大し、より大きな音圧が発生するようになる。

＜実用的構成例＞
図６はボビンタイプの構造体５０の例を示す図であり、図６（ａ）は外観斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ方向から見た正面図である。寸法例は、直管蛍光灯のソケット部に用いる場合等を想定したものであるが、この寸法に限られるものではない。

ボビンタイプの構造体５０は、中空の円筒状の本体の表面に、永久磁石（２０）が埋設される第１の溝５１を有するとともに、円弧状の両側の端部に沿って、振動板（１０）のスリット（１６）の直下に空間を形成するための第２の溝５２が設けられている。また、第１の溝５１を形成する凸部の円周方向の端部には、振動板１０を固定する係止部５３が設けられている。

構造体５０の材料としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）やＰＣ（ポリカーボネート）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等を用いることができる。ＡＢＳは、安価で、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）と比べ表面硬度、耐衝撃性に優れている。ＰＣは、バランスのとれた機械的性質を持ち寸法精度が良好で吸水性が小さいため寸法安定性に優れるとともに、耐衝撃性が非常に高く電気特性も非常に良好である。ＰＥＥＫは、バランスのとれた機械的性質を持ち寸法精度が良好で吸水性が小さいため寸法安定性に優れる。今回は、コスト面も考慮して、ＡＢＳを用いた。加工方法としては、切削、成形のいずれでも可能であるが、今回は切削で全体および溝の加工を行った。

図７はボビンタイプの構造体５０に対応させた振動板１０の例を示す図であり、中央のコイル部分は図示を省略してある。また、長手方向の端部には係止孔１７が設けられ、長手方向の両側には４個ずつ計８個のスリット１６が設けられている。永久磁石（２０）は図２（ａ）に示したものと同様である。

図８はスピーカー構造１００の例を示す図であり、図６に示したボビンタイプの構造体５０に、図２（ａ）に示した永久磁石２０と、図７に示した振動板１０とを、順次に装着したものである。構造体５０の第１の溝５１には、接着剤により永久磁石２０を接着した。接着には、エポキシ樹脂（一液性加熱硬化型接着剤（ＩＷ２０１０））を使用し、８０度１０分で仮硬化させ、室温で２日以上放置して硬化させた。なお、接着剤は限定されるわけではなく、信頼性試験（ヒートサイクルテスト等）に耐えるような材料であればよい。

図６（ｂ）から理解されるように、第１の溝５１と第２の溝５２の間にはＡＢＳ樹脂の壁が形成されており、この壁の高さ（第１の溝５１からの高さ）を永久磁石２０の厚み（例えば、１ｍｍ）よりも高くすることで、永久磁石２０と振動板１０が接触することなく、若干の間隔（例えば、０．５ｍｍ）が形成され、振動板１０が振動しやすくなる。これにより、緩衝膜３０（図３）を省略することができる。永久磁石２０の厚みや永久磁石２０と振動板１０の間隔の大きさは例示のものに限定されない。

＜スリット＞
図９はスリット長に対する音圧の変化の例を示す図であり、図９（ａ）はスリット幅が１ｍｍ、図９（ｂ）はスリット幅が２ｍｍ、図９（ｃ）はスリット幅が３ｍｍの場合である。黒丸でプロットした曲線は信号の周波数が１０ｋＨｚ、黒三角でプロットした曲線は信号の周波数が１７ｋＨｚ、白抜き四角でプロットした曲線は信号の周波数が１９ｋＨｚの場合である。

１０ｋＨｚでの音波の１／２波長は約１７ｍｍ、１７ｋＨｚでの１／２波長は約１０ｍｍ、１９ｋＨｚでの１／２波長は約９ｍｍであり、図９から理解されるように、波長の１／２から１／４で音圧が高くなっている。

電波の分野では、スリットアンテナが知られている。図１０（ａ）に示すスロットアンテナは、図１０（ｂ）に示す磁流ダイポールと等価であり、図１０（ｃ）に示す板状ダイポールと補対の関係にある。また、半波長アンテナ（半波長ダイポール）は、図１１（ａ）に示す電圧と電流の分布をもち、図１１（ｂ）に示す電気力線の分布をもち、図１１（ｃ）に示す磁力線の分布をもつ。スリットアンテナの場合は、スリットの長さが１／２波長のとき、共振することで放射が最大となる。

図９について説明したように、音波の１／２波長付近に音圧のピークがあるのは、上述したスリットアンテナと同じ原理によるところもあるが、他の要因も考えられる。すなわち、スリットの穴の下から逆位相の音波が干渉することで音圧を下げてしまうことになるため、このスリット幅およびスリット間隔が１／２波長付近で逆位相の音圧も低いことが予想される。本実験では１／２波長ぴったりではなく、１／２波長と１／４波長の間に音圧のピークがあることが確認された。このことから、単純なスリットアンテナの原理だけでなく、スリットを介した音波の干渉が要因と考えられ、逆位相の音波がスリットから出てくる干渉が一番小さくなる、使用する周波数の１／２波長から１／４波長の範囲に設定することが好ましい。スリットを複数設ける場合のスリットの間隔についても同様のことが言える。また、スリットの形状は、振動させる幅を均一にさせるために四角が好ましい。

＜振動板のサイズ＞
同じ振動板でも、幅を広げていくと振動つまり音圧は高くなる。図１２は振動板の幅変更による周波数に対する音圧変化の例を示す図であり、黒丸でプロットした曲線は標準（ＳＴＤ）となるスリットのない振動板の信号周波数に対する音圧変化、黒三角でプロットした曲線は標準よりも幅を１．３倍にした振動板の信号周波数に対する音圧変化、黒四角でプロットした曲線は標準よりも幅を１．３倍にし、スリット（例えば、スリット長：８ｍｍ、幅：２ｍｍ）を設けた振動板の信号周波数に対する音圧変化、白抜き四角でプロットした曲線は標準よりも幅を１．６倍にした振動板の信号周波数に対する音圧変化を示している。振動板の幅を１．３倍にした場合、コイルに流れる電流に与える磁場の面積が１．３倍になるので、「フレミングの力＝電流＊磁場」より、音圧も１．３倍程度（３ｄＢ相当）となる。振動板の幅を１．６倍にした場合、音圧は１．６倍程度となる。

振動板を大きくすることで振動および音圧が上がるのは確かであるが、振動および音圧を上げるのに振動板の面積だけを広げるのは効率が悪く、取り付ける場所との関係で不都合となる場合がある。例えば、直管蛍光灯やＬＥＤ照明等に巻いて音を出すという例を考えると、振動板の面積を増やすのは、発光部分を隠す領域が増えることとなり、明るさを減らすこととなってしまって不具合が生じてくる。そのため、なるべく振動する領域を減らして、音圧は高いことが望ましい。図１２の例の中では、音圧を向上させたい場合、標準（ＳＴＤ）の１．３倍の幅および面積にして、かつスリットを入れることで、標準の音圧の５ｄＢ〜６ｄＢ向上できるため、有利と考えられる。

＜実施例＞
図６〜図８に示したボビンタイプの構造体を用いたスピーカー構造について、振動板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）のサイズやスリットの位置・個数・サイズを様々に変えた実施例１〜２０を図１３〜図１５に示している。各実施例には、代表的な周波数における音圧の測定結果を併せて示してある。

図１３の実施例１〜７は、スリットの配置および個数を大きく変化させた場合である。図１４の実施例８〜１７は、スリットのサイズを詳細に変化させた場合である。図１５の実施例１８〜２０は、実施例１〜１７の結果を総合的に判断した上で、比較のために設定した例である。

実施例１〜２０においては、振動板として、両面にコイル（厚さ９μｍ、ピッチ３ｍｍの銅パターン）を形成したポリイミド樹脂膜（膜厚２０μｍ）を使用した。また、永久磁石として、ボンド系Ｎｄ磁石（漏洩磁界：±１００ガウス、厚み１ｍｍ、帯磁石のピッチ：３ｍｍ）を取り付け溝領域に外付けする形で配設した。

図１５に示す実施例１８〜２０は、次のような仕様としている。すなわち、振動板の長さは１１８ｍｍ、幅は３６ｍｍとした。使用する周波数が１７ＫＨｚから１９ＫＨｚであるので、スリット長は、音圧が向上できる１／２波長以下である８ｍｍを採用した。スリットありの場合、スリット幅は１ｍｍと２ｍｍを採用し、スリットを長手方向のコイル横の両側に４個ずつの計８個として等間隔に配置した。

図１６は振動板のスリット幅変更による周波数に対する音圧変化の例を示す図であり、黒丸でプロットした曲線はスリットのない実施利１８、黒三角でプロットした曲線はスリット幅１ｍｍの実施例１９、黒四角でプロットした曲線はスリット幅２ｍｍの実施例２０に対応している。この結果からは、実施例２０が好ましい。

＜指向特性の評価＞
実施例２０のスピーカー（スピーカー構造）と、比較例としてスリットのないスピーカーとから、それぞれ出力される音を測定し、指向特性を検証した。本実験では、スピーカーからマイク（アコー株式会社製、Ｔｙｐｅ４１５２：無指向性）までの距離を５０ｃｍとし、図１７（ａ）に示すように、４つの測定位置（スピーカーの中心を通る基準線に対するスピーカーの周方向の相対角度：０°、３０°、６０°、９０°）、および、図１７（ｂ）に示す４つの測定位置（スピーカーの中心を通る基準線に対するスピーカーの長手方向の相対角度：０°、３０°、４５°、６０°）でスピーカーから出力された音を測定した。

なお、本測定においては、単一の周波数の音を出力させるフリーソフト（ＷａｖｅＧｅｎｅ：ｖｅｒ１．４）を音源として使用し、スピーカーから出力された２種類の音（１０ＫＨｚおよび２０ＫＨｚ）を音圧測定ソフト（アコー株式会社製のスペクトラ）で測定した。

図１８（ａ）は図１７（ａ）による測定結果の例を示し、図１８（ｂ）は図１７（ｂ）による測定結果の例を示している。

これらの測定結果から、比較例では、振動板に垂直な基準線に対する相対角度が大きくなるほど測定された音圧（ｄＢ）が減少しており、指向性が認められるのに対し、実施例２０では、相対角度が大きくなっても測定された音圧（ｄＢ）が大きく変化しないことが認められた。従って、本実施例のスピーカーが無指向性を有することが分かった。

＜直管蛍光灯のソケット部への適用等＞
直管蛍光灯のソケット部に従来のコーン型のスピーカーを追加することを考えた場合、スペースの関係でサイズの小さいスピーカー（振動板）を採用せざるを得ず、その場合、音の広がりが期待できない。

この点につき、本実施形態のスピーカー構造であれば、直管蛍光灯のソケット部の円柱状の曲面を利用して取り付けることができ、この場合、円弧状の曲面を有する振動板が発生する音波は、広い範囲（振動板の曲面の法線方向）に伝播する。

なお、上述した直管蛍光灯のソケット部を利用した態様は、あくまで例示であり、曲面を有する構造物であればどのようなものでも本実施形態のスピーカー構造を取り付けるための領域として利用することができる。

また、上述した実施形態では、専ら、既存の構造体の曲面を有する領域に対してスピーカー構造を追加的に取り付ける態様について説明してきたが、スピーカー構造を構築するために専用の構造体を用意してもよいことはいうまでもない。

＜スリットを長手方向およびこれと直角方向に配置した例＞
図７等ではスリットを振動板の長手方向の端部に沿って複数配置した例を示したが、更に、振動板の中央部に長手方向と直角方向に複数配置することも可能である。

図１９はスリットを長手方向およびこれと直角方向に配置した例を示す図であり、図１９（ａ）は振動板のみを示し、図１９（ｂ）は基台上に磁石および振動板を形成したスピーカー構造を示している。基台は３Ｄプリンタで作製し、材料としては、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル（Acrylonitrile）、ブタジエン（Butadiene）、スチレン（Styrene）による共重合合成樹脂の総称）を用いた。磁石は、他の実施例と同様に、ボンド系磁石を用い、磁界の強い側をコイル側とした。

図２０は音圧特性の測定結果の例を示す図であり、黒四角の曲線は横方向のスリット（横スリット）がある場合、黒三角の曲線は比較のために横方向のスリット（横スリット）がない場合を示している。測定系としては、図１７で説明したのと同様の手法で音圧を測定した。

図２０において、使用する周波数の１７ＫＨｚから２０ＫＨｚで、横スリットが無いものに比べて、音圧が向上していることがわかる。

＜耐熱性を高めた例＞
振動板（ＦＰＣ）はポリイミド材料が主体であるため、難燃規格のＵＬ９４Ｖ−０を満足しているが、磁石はゴム等が主体であるため、高温になることで溶けてしまうとともに、磁石の温度特性（熱に弱い特性）により磁力が落ちてしまうという問題がある。

そこで、振動板のＦＰＣと磁石の間に、フレキシブル性があり、かつ難燃性の材料として、金属あるいはガラスを繊維状に織り込んだシートを形成した。

図２１は振動板、シート、ゴム磁石および基台の断面の例を示す図であり、振動板（ＦＰＣ）とゴム磁石の間に金属やガラスを織り込んだシートを配置している。

金属の場合、単純なステンレスメッシュでもよいが、柔軟性に課題があるので、導電布・導電不織布を用いるのが望ましい。

図２２はシートおよびゴム磁石に熱を加えた場合の様子を示す図であり、金属を織り込んだシートを形成した場合について示している。図２２（ａ）は熱を加える前の状態を示し、図２２（ｂ）は半田ごての先で熱を加えた後の状態を示している。シートを形成しない場合、ゴム磁石が溶けてしまうが、金属を織り込んだ場合は、図２２（ｂ）に示すように、燃えることはなく、ゴム磁石のゴム成分が金属メッシュに食い込むだけで、ゴムが溶け出さないという効果が確認できた。

今回用いた金属を繊維状に織り込んだシートは、難燃タイプ（ＵＬ９４−０規格適合）のＣｕ／Ｎｉを織り込んだシートＳｕｉ−５０−ＫＬ９５（（株）セーレン）を用いたが、これに限定されるものではない。ガラスを用いる場合、ガラスクロスなどが挙げられる。テフロン（登録商標）含浸ガラスクロスシートファブリック（０．１ｍｍ厚 ＦＧＦ−５００−４−１０００Ｗ、中興化成製）を使ったところ、金属を織り込んだ場合よりも、耐熱性が高いためか、半田ごての先で熱を加えても、ほとんど変化しなかった。

導電布・導電不織布は、導電性があるが、振動板（ＦＰＣ）の方に、表面加工として、酸化チタンを含む絶縁層を形成すべく、白色耐熱ソルダーレジストインキ（太陽インキ）を使い、スクリーン印刷（手刷り卓上型スクリーン印刷機ＮＪ−１５ＰＨＰ、版は東京プロセスサービスの１２０ｕｍメッシュ）で、３０ｕｍ厚にＦＰＣ両面に形成した。この絶縁層を用いることで、導電布・導電不織布との絶縁性も保ち、以下に示すように難燃性も有し、熱伝導性もあり、導電布・導電不織布とともに、磁石の熱特性を変化しにくくする効果も有している。
塗膜性能
項目：絶縁抵抗 試験方法：交流インピーダンス法 試験結果：２×１０^９ＭΩ
項目：難燃性 試験方法：ＵＬ規格 試験結果：Ｖ−０相当
項目：熱伝導率 試験方法：レーザフラッシュ法 試験結果：１．０Ｗ／ｍＫ

磁力は、ゴム磁石表面とゴム磁石の上にシートをのせて磁力を測定（装置：ガウスメーター（東洋磁気工業製、ＴＧＭ−４００））したが、磁力はＳ極、Ｎ極で２００ｍＴであり、ほぼ同じ特性であった。

周辺温度を４０度にしたときのスピーカ構造の周波数特性を図２３に示すが、シートが有る場合でも、使用する１７ＫＨｚ−２０ＫＨｚでの音圧は良好であった。

＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば、種々の構造体に容易に取り付けることができ、かつエネルギーの変換効率を高めることのできるエネルギー変換装置を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

１００ スピーカー構造
１０ 振動板
１２ 可撓性基板
１４ コイル
１４ａ プラス端子
１４ｂ マイナス端子
１５ 固定用部材
１６ スリット
１７ 係止孔
２０ 永久磁石
３０ 緩衝膜
４０ 高透磁率シート
５０ 構造体
５１ 第１の溝
５２ 第２の溝
５３ 係止部

特許第５２６２５９９号公報

Claims (8)

1. 所定の領域に固定される永久磁石と、
   導線パターンからなるコイルが形成され、前記永久磁石の上に配置される振動板と
   を有し、
   前記振動板にスリットが形成されている
   ことを特徴とするエネルギー変換装置。
2. 請求項１に記載のエネルギー変換装置において、
   前記スリットは、断続的に複数形成されている
   ことを特徴とするエネルギー変換装置。
3. 請求項１または２のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置において、
   前記スリットの長さおよびスリットの間隔は、前記コイルに通電する信号の最小周波数に対応する波長の１／２から１／４である
   ことを特徴とするエネルギー変換装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置において、
   前記領域は、円柱状の曲面もしくは長方形を曲げた曲面である
   ことを特徴とするエネルギー変換装置。
5. 所定の領域に固定される永久磁石と、
   導線パターンからなるコイルが形成され、前記永久磁石の上に配置される振動板と
   を有し、
   前記振動板にスリットが形成されている
   ことを特徴とするスピーカー構造。
6. 請求項５に記載のスピーカー構造において、
   前記スリットは、断続的に複数形成され、
   前記スリットは、前記振動板の長手方向および長手方向に対して直角方向の両方に形成されている
   ことを特徴とするスピーカー構造。
7. 請求項５または６のいずれか一項に記載のスピーカー構造において、
   前記永久磁石と前記振動板の間に少なくとも金属もしくはガラスを繊維状に織り込んだシートが形成されている
   ことを特徴とするスピーカー構造。
8. 請求項５乃至７のいずれか一項に記載のスピーカー構造において、
   前記振動板の表面に、少なくとも酸化チタンを含む絶縁層が形成されている
   ことを特徴とするスピーカー構造。