JP2016046709A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の湾曲面で形成され、湾曲面どうしの間で谷部を形成する振動体の当該谷部の延伸方向へ指向特性の主軸を傾けられる電気音響変換器を提供する。
【解決手段】振動体２０は、振動板２０Ａと振動板２０Ｂとの接合部の上端側に平面コイルを有する。平面コイルにオーディオ信号を供給すると、振動体２０が前後方向に振動する。振動体２０は弾性を有しており、振動体２０の上端側の振動が下端側に遅れて伝わり、振動体２０の下端部分の振動は、上端部分より位相が遅れる。上下方向で振動に位相差があると、振動体２０から発生する音波は、その進行方向が下側に傾く。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気音響変換器に関する。

特許文献１には、曲面状に形成された振動板を用いた電気音響変換器が開示されている。この電気音響変換器においては、振動板において磁気ギャップ内に位置する平板状の部分には、磁気ギャップの長手方向に沿って、直線状の導電体パターンが設けられている。この導電体パターンにオーディオ信号を流すと、オーディオ信号の電流と磁気ギャップの磁界とによって駆動力が発生し、この駆動力によって平板状の部分が振動することにより、振動板から音が放音される。放音される音は、平板状の部分の全体が駆動されることで、正面方向へ放音される。

特開２００２−７８０７９号公報

特許文献１の電気音響変換器では、指向特性の主軸の方向は電気音響変換器の正面方向となる。なお、指向特性の主軸とは、主要な指向特性（メインローブ）が示す方向のことである。電気音響変換器の設置環境によっては、指向特性の主軸を傾けて正面方向以外としたい場合があるが、特許文献１の電気音響変換器では、正面方向以外には指向特性の主軸を傾けることができない。電気音響変換器の向きを変えることにより指向特性の主軸の方向を調整することも可能であるが、電気音響変換器の設置環境によっては向きを変えることが困難な場合もある。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、一対の湾曲面で形成され、湾曲面どうしの間で谷部を形成する振動体の当該谷部の延伸方向へ指向特性の主軸を傾けられる電気音響変換器を提供することを目的とする。

本発明は、一対の縦割り筒状面が並列に形成されるとともに、隣接する前記縦割り筒状面どうしの間で谷部を形成する振動体と、前記谷部の延伸方向の一端側に配置され、前記谷部の深さ方向に沿う振動と該振動に対応する電気信号との変換を行う変換部と、前記振動体を前記谷部の深さ方向に振動可能に支持する支持部とを有する電気音響変換器を提供する。

本発明においては、前記変換部は、エアギャップを有する磁気回路と、前記振動体に設けられ、前記エアギャップ内に位置して前記電気信号が流れるコイルとを有し、前記磁気回路または前記コイルが前記谷部の延伸方向の一端側に配置される構成としてもよい。

また、本発明においては、前記振動体は、前記谷部の延伸方向の他端側に前記振動体の振動を制動する制動部材を有する構成としてもよい。

また、本発明においては、前記振動体を複数有し、複数の振動体は前記谷部の延伸方向に配置され、前記複数の振動体毎に前記変換部を有し、各変換部の電気信号は、対応する振動体が配置された位置に応じて遅延処理がなされる構成としてもよい。

本発明によれば、電気音響変換器において、一対の湾曲面で形成され、湾曲面どうしの間で谷部を形成する振動体の当該谷部の延伸方向へ指向特性の主軸を傾けることができる。

本発明の一実施形態に係るスピーカ１の外観図。 スピーカ１の正面図。 図２のＡ−Ａ線断面図。 図３のＢ−Ｂ線断面図。 振動板２０Ａの外観図。 平面コイル１００と磁気回路の模式図。 スピーカ１から放音される音の方向を説明するための図。 第１実施形態の変形例に係る磁気回路の模式図。 第２実施形態に係るスピーカ１Ａの分解斜視図。 スピーカ１Ａの組立状態を示した斜視図。 スピーカ１Ａの上面図。 図１１のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図。 図１１のＤ−Ｄ線で切断した半断面斜視図。 振動体１００１の変形例を示した図。 振動体１００１の変形例を示した図。 スピーカの１の変形例を示した図。 スピーカの１Ａの変形例を示した図。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係るスピーカ１（電気音響変換器）の外観図、図２は、スピーカ１の正面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図においては、直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸で方向を示しており、スピーカ１を正面から見たときの左右方向をＸ軸の方向、前後方向をＹ軸の方向、高さ（上下）方向をＺ軸の方向としている。以下の説明においては、説明の便宜上、Ｘ軸の正方向側を右側、Ｘ軸の負方向側を左側、Ｙ軸の正方向側を前側、Ｙ軸の負方向側を後側、Ｚ軸の正方向側を上側、Ｚ軸の負方向側を下側と称する場合がある。なお、図中の各部材の寸法は、各部材の形状や位置関係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。

スピーカ１は、大別すると、筐体、磁気回路、磁気回路を支持する支持部材及び振動体で構成されている。天板１０Ａ、底板１０Ｂ、側板１０Ｃ、側板１０Ｄ、側板１０Ｅは、例えば、木材を矩形に加工した板であり、スピーカ１の筐体を形成する。上下方向で互いに向かい合う天板１０Ａと底板１０Ｂとの間には、Ｘ軸方向で互いに向かい合う側板１０Ｃと側板１０Ｅが配置され、後側には側板１０Ｄが配置されており、各側板の上下方向の端面は、天板１０Ａと底板１０Ｂに固着されている。なお、各板の材質は木材に限定されるものではなく、合成樹脂などであってもよい。

支持部材６０Ａ，６０Ｂは、磁石３０Ａ，３０Ｂを支持する部材であり、例えば合成樹脂の角棒である。磁石３０Ａ、３０Ｂおよび後述するヨーク４０Ａ、４０Ｂ４０Ｄおよび４０Ｅにより、本実施形態に係る磁気回路を構成する。支持部材６０Ａは、長手方向の一端が側板１０Ｅに固定され、他端に磁石３０Ａが固定されており、支持部材６０Ｂは、長手方向の一端が側板１０Ｃに固定され、他端に磁石３０Ｂが固定されている。

磁石３０Ａ，３０Ｂは、直方体の永久磁石である。磁石３０Ａは、図４に示したように、支持部材６０Ａによって側面がＺ軸方向に沿うように配置され、上側から見ると、Ｎ極が前側となり、Ｓ極が後側となっている。また、磁石３０Ｂは、支持部材６０Ｂによって側面がＺ軸方向に沿うように配置され、上側から見ると、Ｎ極が後側となり、Ｓ極が前側となっている。

ヨーク４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄ，４０Ｅは、磁石３０Ａ，３０Ｂの磁力線の経路を制御する部材である。本実施形態においては、各ヨークは矩形の鉄の板である。ヨーク４０Ａは、磁石３０ＡのＮ極に接着され、ヨーク４０Ｂは、磁石３０ＡのＳ極に接着されている。また、ヨーク４０Ｄは、磁石３０ＢのＳ極に接着され、ヨーク４０Ｅは、磁石３０ＢのＮ極に接着されている。

このように、磁石３０Ａ，３０Ｂ、ヨーク４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄ，４０Ｅを配置することにより、スピーカ１の筐体内に磁気回路が形成される。なお、ヨーク４０Ａに磁石３０ＡのＮ極が接し、ヨーク４０Ａに対してエアギャップを挟んで位置するヨーク４０Ｄには磁石３０ＢのＳ極が接しているため、ヨーク４０Ａとヨーク４０Ｄとの間では、磁界の向きはヨーク４０Ａからヨーク４０Ｄへ向かう方向となる。また、ヨーク４０Ｂに磁石３０ＡのＳ極が接し、ヨーク４０Ｂとエアギャップを挟んで位置するヨーク４０Ｅには磁石３０ＢのＮ極が接しているため、ヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｅとの間では、磁界の向きは、ヨーク４０Ｅからヨーク４０Ｂへ向かう方向となる。

振動体２０は、振動板２０Ｂと、平面コイル１００を有する振動板２０Ａとで構成されている。振動板２０Ａと振動板２０Ｂは、矩形で弾性を有する合成樹脂のフィルムであるが、その材質は限定されず、スピーカの振動板として一般的に用いられる合成樹脂、紙、金属等の材料を用いることができる。振動板２０Ａは、前側の端部が側板１０Ｅの前側の端部に固定され、振動板２０Ｂは、前側の端部が側板１０Ｃの前側の端部に固定されている。従って、振動板２０Ａ及び振動板２０Ｂは、それぞれの前側の端部は変位せず、湾曲した面が屈曲振動することで谷部の深さ方向に振動可能となる。ここで、振動板２０Ａが固定される側板１０Ｅの端部とおよび振動板２０Ｂが固定される側板１０Ｃの端部は、振動体を振動可能に支持する本発明に係る支持部に相当する。また、振動板２０Ａ，２０Ｂは、後側となる部分が互いに接着されており、図３に示したように、接着された後側の部分（以下、接合部分８０と称する）がヨーク４０Ａとヨーク４０Ｄとの間のエアギャップ内と、ヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｅとの間のエアギャップ内に位置するように撓められている。

つまり、振動板２０Ａは、図３に示したように上側から見ると、固定されている前側部分から接合部分８０に向かうに従って側板１０Ｅから漸次離間するように湾曲している。また、振動板２０Ａは、接合部分８０が延伸する上下方向には湾曲してない。これにより、振動板２０Ａは、筒状の部材を筒部の軸方向に割って得られる縦割り筒状の形状となっている。以下、縦割り筒状の形状の表面を縦割り筒状面という。同様に、振動板２０Ｂも、図３に示したように上側から見ると、固定されている前側部分から接合部分８０に向かうに従って側板１０Ｃから漸次離間するように湾曲しており、振動板２０Ａと同じ縦割り筒状の形状となっている。
振動板２０Ａと振動板２０Ｂにおいてエアギャップ内に位置する部分は、各ヨークに対しては非接触となっている。前述の通り、振動板２０Ａと振動板２０Ｂとが、Ｘ軸方向に並び、後ろ側となる部分が互いに接着されることにより、振動体２０は、縦割り筒状面が並列な形状となる。そして、振動板２０Ａと振動板２０Ｂとの間には、縦割り筒状面の上下方向に沿って、直線状に延伸する谷部が形成される。振動板２０Ａと振動板２０Ｂは、図３に示すように、上側から見て、振動板２０Ａと振動板２０Ｂとが共通の接線Ｌを有し、且つ、この接線Ｌに対して線対称に形成することが好ましいが、本発明においては、必ずしも線対称でなくてもよい。
また、縦割り筒状面は、必ずしも単一円弧面でなくてもよく、複数の曲率を連続させたもの、上側から見た断面が放物線形状やスプライン曲線など曲率が一定ないし連続的に変化するもの、角筒状面としたもの、階段状に複数の段差部を有する形状としたものなどを採用することができる。

図５は、平面コイル１００の配置位置を示した図である。平面コイル１００は、断面が円形の導線（導体）が渦巻状に配置されたコイルである。図５に示したように、平面コイル１００は、振動板２０Ａの後側において、上下方向の上端側に配置されている。平面コイル１００は、直線状の部分を有し、前側にある直線状の部分は、ヨーク４０Ａとヨーク４０Ｄとの間に位置し、後側にある直線状の部分は、ヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｅとの間に位置する。なお、平面コイル１００を形成する導線は、断面が円形の導線に限定されるものではなく、帯状の導線であってもよい。平面コイルの導線の両端には、図示省略したリード線が接続されている。なお、平面コイル１００は、振動板２０Ａではなく振動板２０Ｂに設けられていてもよい。

図６は、平面コイル１００と、磁気回路を構成する磁石３０Ａ、磁石３０Ｂ、ヨーク４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄ，４０Ｅとを模式的に示した図である。平面コイル１００と上述の磁気回路は、振動体２０を駆動するアクチュエータ（変換部）として機能する。ヨーク４０Ａとヨーク４０Ｄとの間では、磁界の向きは、ヨーク４０Ａからヨーク４０Ｄへ向かう方向となっており、ヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｅとの間では、磁界の向きは、ヨーク４０Ｅからヨーク４０Ｂへ向かう方向となっている。この状態で、図６に示した矢印の方向へ電流が流れると、平面コイル１００においてヨーク４０Ａとヨーク４０Ｄとの間にある部分には下向きに電流が流れる。この場合、フレミングの左手の法則により、平面コイル１００においてヨーク４０Ａとヨーク４０Ｄとの間にある部分には、Ｙ軸の正方向側（前側）に力が作用する。また、図６に示した矢印の方向へ電流が流れると、平面コイル１００においてヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｄとの間にある部分には上向きに電流が流れる。ここでも、フレミングの左手の法則により、平面コイル１００においてヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｄとの間にある部分には、Ｙ軸の正方向側（前側）に力が作用する。なお、図６に示した方向と逆の方向へ電流が流れると、平面コイル１００に作用する力の方向は、Ｙ軸の負方向側（後側）となる。

平面コイル１００は、オーディオ信号の電流の変化に応じて変位する。平面コイル１００は、振動板２０Ａに固定されており、且つ、振動板２０Ａにおいて平面コイル１００が固定されている部分は、振動板２０Ｂに接着されているため、振動体２０において平面コイル１００がある部分が変位する。平面コイル１００が固定されている部分は、オーディオ信号に応じてＹ軸の正方向又は負方向へ変位し、その変位方向が逐次変わることによって振動となり、その振動状態（振動数、振幅、位相）に応じた音波が振動体２０から発生する。

本実施形態においては、振動体２０は弾性を有しており、接合部分８０において平面コイル１００がない部分、即ち、図５において平面コイル１００より下側の部分には、平面コイル１００がある部分の振動が遅れて伝わるため、接合部分８０において平面コイル１００がない部分（下側）の振動は、平面コイル１００がある部分の振動より位相が遅れることとなる。そして、接合部分８０において上下方向で振動に位相差があると、振動体２０から発生する音波は、その進行方向（音波の波面の法線方向）が下側に傾くこととなる。つまり、指向特性の主軸が正面以外の方向に傾くこととなる。

具体的には、例えば、空気中の音速をＣａ（ｍ／ｓ）、振動体２０を伝わる音速をＣｐｘ（ｍ／ｓ）（一般にＣｐｘ＞Ｃａとなる）とした場合、図７に示したように、接合部分の下側では上側と比較して振動に位相の遅れが生じ、接合部分８０から発生する音波の波面とＺ軸とのなす角度α（度）は、数１で示した式の角度となる。

この式によれば、例えば、Ｚ軸と波面とのなす角度αを３０度とする場合、振動体２０を伝わる音速が空気中の音速の２倍の速さとなるように振動体２０の材質を設定すれば、スピーカアレイのように複数のスピーカや信号遅延処理回路を設けなくとも、スピーカ１から発生する音波は、下側へ３０度傾いて進むこととなり、指向特性の主軸を正面方向以外の方向へ傾けることとなる。また、スピーカアレイのように、複数のスピーカを必要とせずに、ひとつのスピーカで指向特性の制御が可能となる。なお、接合部分８０から発生する音波の波面とＺ軸とのなす角度αを３０度以外の角度にする場合には、所望の角度となるように振動体２０の材質を適宜選択すればよい。

なお、上述した実施形態においては、磁石３０Ｂ、ヨーク４０Ｄ及びヨーク４０Ｅを設けない構成としてもよい。図８は、磁石３０Ｂ、ヨーク４０Ｄ及びヨーク４０Ｅを設けない構成の一例を示した図である。本変形例においては、ヨーク４０Ｃとヨーク４０Ａ及びヨーク４０Ｂとの間にエアギャップ７０ができるように、矩形の板状のヨーク４０Ｃを支持部材６０Ｂで支持する。この構成においては、ヨーク４０Ａとヨーク４０Ｃとの間では、磁界の向きはヨーク４０Ａからヨーク４０Ｃへ向かう方向となり、ヨーク４０Ｂとヨーク４０Ｅとの間では、磁界の向きはヨーク４０Ｃからヨーク４０Ｂへ向かう方向となる。つまり、上述した実施形態と磁界の向きが同じとなるため、上述の実施形態と同様に振動体２０を駆動することができる。
また、上述した実施形態においては、平面コイル１００と磁気回路で構成される変換部は、振動体２０の谷部の延伸方向の一方の端側に位置しているが、本発明においては、変換部が位置する一方の端側とは、振動体２０の谷部の延伸方向の端部近傍に限定されるものではなく、振動体２０の谷部の延伸方向の中央より端側にずれた位置も含む。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係るスピーカ１Ａについて、図９−図１３を用いて説明する。この実施形態のスピーカ（電気音響機器）は、振動体１００１と、この振動体１００１を往復駆動するアクチュエータ（変換部）１００２と、これら振動体１００１及びアクチュエータ１００２を支持するための支持枠１００３と、振動体１００１を振動可能に支持するエッジ部１００４とを備えている。なお、本実施形態における支持部は、以下の説明においては、説明の便宜上、図９においてエッジ部１００４が設けられている側を上、アクチュエータ１００２が設けられている側を下とするように上下方向を設定し、後述するように矩形状に形成されている支持枠１００３の長辺方向を縦方向、短辺方向を横方向とする。また、上方を向く面を表面、下方を向く面を裏面とし、さらに、図示したように、縦方向をＸ方向、横方向をＹ方向、上下方向をＺ方向と称する場合もあるものとする。

振動体１００１は、矩形で弾性を有する合成樹脂のフィルムで形成されているが、その材質は限定されず、スピーカの振動板として一般的に用いられる合成樹脂、紙、金属等の材料を用いることができる。振動体１００１は、一対の縦割り筒状面１００５が横方向に並列に形成されるとともに、隣接する縦割り筒状面１００５の一方の側部どうしの間で谷部１００６を形成した表面形状とされている。図示例の振動体１００１は、縦割り筒状面１００５に沿って湾曲形成された一対の湾曲板１０１１と、これら湾曲板１０１１を連結する連結板１０１２とにより構成されており、両湾曲板１０１１の谷部１００６を形成している側部どうしが接合された状態とされている。連結板１０１２は、その谷部１００６の両端に、谷部１００６全体を塞ぐように設けられている。なお、この振動体１００１においては、谷部１００６の延在方向が縦方向、これと直交する方向が横方向である。

また、湾曲板１０１１の縦割り筒状面１００５は、必ずしも単一円弧面でなくてもよく、複数の曲率を連続させたもの、縦割り筒状面１００５の周方向（横方向）に沿う断面が放物線形状やスプライン曲線など曲率が一定ないし連続的に変化するもの、角筒状面としたもの、階段状に複数の段差部を有する形状としたものなどを採用することができ、一方向（縦割り筒状面１００５の周方向：横方向）に湾曲し、その一方向と直交する方向（縦割り筒状面１００５の縦方向）へは直線状となっている。そして、一対の湾曲板１０１１が、その凸となる方向を同じ表面側に向けて並列に配置されるとともに、隣接する側部どうしが、接線方向を共通にした状態で接合されている。両湾曲板１０１１の接合部１０１３は、両湾曲板１０１１の一側部を接着するなどにより、例えば帯板状に形成される。そして、この接合部１０１３に沿って、両湾曲板１０１１の間に、縦割り筒状面１００５の縦方向に沿う直線状に谷部１００６が形成されている。また、均一な再生音を得るために、図１２に示すように、両湾曲板１０１１を接合部１０１３の共通の接線Ｌに対して線対称に形成することが好ましい。ただし、本発明においては、必ずしも線対称でなくてもよい。

アクチュエータ１００２としては、例えばボイスコイルモータが用いられ、ボイスコイルモータは、湾曲板１０１１の接合部１０１３に設けられたボイスコイル１０２０と、支持枠１００３に固定された磁石機構１０２１とにより構成される。図９及び図１０に示す例では、湾曲板１０１１の接合部１０１３の縦方向の一端部分に１個のアクチュエータ１００２が設けられている。

ボイスコイル１０２０は、円筒状のボビン１０２０ａの回りにコイル１０２０ｂが巻回されたものであり、その直径方向に湾曲板１０１１の接合部１０１３が配置されるように、ボイスコイル１０２０の上端と接合部１０１３の下縁とが接着剤等を介して固着されている。そして、このボイスコイル１０２０の外周部がダンパー１０２２を介して支持枠１００３に支持されており、ボイスコイル１０２０は支持枠１００３に対してボイスコイル１０２０の軸方向に沿って往復移動自在である。ダンパー１０２２は一般的なダイナミックスピーカに用いられる材料のものを適用することができる。

磁石機構１０２１は、環状の磁石１０２３と、この磁石１０２３の一方の極に固定されたリング状のアウターヨーク１０２４と、他方の極に固定されたインナーヨーク１０２５とを備えており、インナーヨーク１０２５の中心のポール部１０２５ａの先端部がアウターヨーク１０２４内に配置されることにより、これらアウターヨーク１０２４とインナーヨーク１０２５との間に、環状に磁気ギャップ１０２６が形成され、この磁気ギャップ１０２６内にボイスコイル１０２０の端部が挿入状態に配置されている。

ダンパー部材１０５０は、スポンジ状の合成樹脂を円筒形状に形成したものであり、振動を軽減する部材の一例である。ダンパー部材１０５０の底面は、支持枠１００３に接着されている。また、ダンパー部材１０５０は、その直径方向に湾曲板１０１１の接合部１０１３端部が配置されるように、上面と接合部１０１３の下縁とが接着剤等を介して固着されている。

支持枠１００３は、例えば金属材により成形され、図示例では、矩形の枠状に形成されたフランジ部１０３０と、フランジ部１０３０の下方に延びる複数のアーム部１０３１と、これらアーム部１０３１の下端にアクチュエータ１００２の個数分の環状フレーム部１０３２とを備えている。そして、そのフランジ部１０３０内の空間に、谷部１００６がフランジ部１０３０の長辺方向と平行となるように振動体１００１が配置され、振動体１００１の周縁部、つまり両湾曲板１０１１の接合部１０１３とは反対側の側部の上端部がエッジ部１００４を介してフランジ部１０３０の上面に支持されている。したがって、エッジ部１００４は、振動体１００１の周縁部に対応して矩形の枠状に形成される。このエッジ部１００４も、一般的なダイナミックスピーカに用いられている材料のものを適用することができる。本発明において、振動体１００１を谷部１００６の深さ方向（Ｚ方向）に振動可能に支持する支持部は、この実施形態では、支持枠１００３とエッジ部１００４によって構成される。従って、振動体１００１は、両湾曲板１０１１だけでなく、その周縁部も谷部の深さ方向（Ｚ方向）に振動可能となり、振動体１００１の全体が谷部１００６の深さ方向（Ｚ方向）に振動可能となる。

この支持枠１００３に振動体１００１を取り付けた状態において、縦割り筒状面１００５は、図１２に示すように、湾曲板１０１１とエッジ部１００４との接続端どうしを結ぶ線（図示例では、接続端における接線となる）を境界線Ｈとするとき、接続端から谷部１００６に向かうにしたがって境界線Ｈから漸次離間する方向に湾曲する。前述したように、縦割り筒状面１００５は、単一円弧面だけでなく、複数の曲率を連続させたもの、断面が放物線形状やスプライン曲線など曲率が一定ないし連続的に変化するもの、角筒状面としたもの、階段状に複数の段差部を有する形状としたものなどを採用することができるが、エッジ部１００４との接続端どうしを結ぶ境界線Ｈを超えない形状の凸面とするのが好ましい。

なお、湾曲板１０１１の接合部１０１３は、両湾曲板１０１１の一側部どうしを接着して帯板状に形成する形態としたが、図１４に示すように、一枚のフィルムから接合部となる中央部を折り返し状態に成形することにより、両湾曲板１０１１の間に折り返し状態に断面Ｖ字状又はＵ字状の接合部１０１６を形成する形態とすることも可能である。
いずれの形態の場合も、縦割り筒状面１００５は、エッジ部１００４との接続端どうしを結ぶ境界線Ｈを超えない凸面とするのが好ましい。また、本実施形態では両縦割り筒状面１００５が接合部１０１３で共通の接線Ｌを有する形状としたが、この接線は必ずしも一対の縦割り筒状面で一致していなくてもよく、図１４に示すように、接合部が縦割り筒状面１００５の横方向に幅を有していることにより、各縦割り筒状面１００５が相互に平行な接線Ｌ１，Ｌ２に沿って形成される場合も含むものとする。この場合、各湾曲板１０１１は、両接線Ｌ１，Ｌ２の間の中心を通る線Ｍを中心として線対称に形成するのが好ましい。

このように構成されたスピーカ１Ａは、振動体１００１に固定されたアクチュエータ１００２のボイスコイル１０２０に音声信号に応じた駆動電流が流れると、その駆動電流によって生じる磁束変化と、磁気ギャップ１０２６内の磁界とにより、ボイスコイル１０２０に駆動電流に応じた駆動力が作用し、磁界と直交する方向（ボイスコイル１０２０の軸方向、図１２では矢印で示す上下方向）にボイスコイル１０２０を振動させる。そして、このボイスコイル１０２０に接続されている振動体１００１が、谷部１００６の深さ方向に沿って振動し、その縦割り筒状面１００５から振動による再生音が放射される。

なお、本実施形態においては、振動体１００１は弾性を有しており、接合部１０１３のダンパー部材１０５０側には、ボイスコイル１０２０に接続された部分の振動が遅れて伝わるため、接合部１０１３のダンパー部材１０５０側の振動は、ボイスコイル１０２０に接続された部分より位相が遅れることとなる。そして、接合部１０１３において縦方向で振動に位相差があると、振動体１００１から発生する音波は、その進行方向がＸ方向のマイナス側に傾くこととなる。
なお、音波の進行方向の傾きの角度は、上述した第１実施形態と同様に数１の式から求めることが可能であり、音波の進行方向の傾きの角度を所望の角度とする場合には、所望の角度を得られるＣｐｘを求め、振動体１００１を伝わる音速が求めたＣｐｘとなる材質で振動体１００１を形成すればよい。

また、上述した実施形態においては、変換部であるアクチュエータ１００２は、振動体１００１の谷部の延伸方向の一方の端側に位置しているが、本発明においては、変換部が位置する一方の端側とは、振動体１００１の谷部の延伸方向の端部近傍に限定されるものではなく、振動体１００１の谷部の延伸方向の中央より端側にずれた位置も含む。

［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。

上述した第１実施形態においては、振動体２０の前側の端部は、側板１０Ｃと側板１０Ｅに直接接着されて固定されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、筐体の前側の端面に第２実施形態のエッジ部１００４を配置し、振動体２０の前側の端部をエッジ部１００４で支持し、振動体２０の前側の端部も振動体２０の谷部の深さ方向に振動可能に支持する構成としてもよい。
また、第１実施形態の振動体２０においては、図１５に示したように、上下方向で平面コイル１００がある側と反対側に、振動体２０の振動を制動する制動部材１１０を貼り付けるようにしてもよい。また、第２実施形態の振動体１００１においても、図１５に示したのと同様に、縦方向においてアクチュエータ１００２で駆動される側と反対側に制動部材１１０を貼り付けるようにしてもよい。これらの変形例によれば、振動体を伝わる振動が振動体の端部の側で抑制され、端部から反射する振動を抑えることができる。

上述した第１実施形態においては、スピーカは一つの振動体を有する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、複数の振動体を有する構成であってもよい。例えば、図１６に示したように、複数の振動体の一例として２つの振動体２０−１、２０−２を上下方向に並べる構成としてもよい。図１６に示した構成では、各振動体においては、平面コイル１００が上側に位置し、各振動体に対応して磁気回路が設けられる。また、この構成においては、信号処理回路により、下側にある振動体２０−２に供給するオーディオ信号を、上側にある振動体２０−１に供給するオーディオ信号より遅延させる。なお、遅延時間は、振動体を伝わる音速の速さと、振動体の上下方向の長さに基づいて求めら、遅延時間をΔｔ、振動体２０−１の上下方向の長さをＬとした場合、Δｔ＝−Ｌ／Ｃｐｘとなる。

また、第２実施形態の構成においても、図１７に示したように、複数の振動体の一例として振動体１００１Ａ、１００１Ｂを縦方向に並べる構成としてもよい。この構成の場合、アクチュエータ１００２が各振動体に設けられる。振動体１００１Ａを駆動するアクチュエータ１００２のボイスコイル１０２０は、図１７において破線で示したように、振動体１００１Ａの接合部１０１３の右端に固着され、振動体１００１Ｂを駆動するアクチュエータ１００２のボイスコイル１０２０は、図１７において破線で示したように、振動体１００１Ｂの接合部１０１３の右端に固着される。この構成においては、信号処理回路により、振動体１００１Ａに供給するオーディオ信号を振動体１００１Ｂに供給するオーディオ信号より遅延させる。
なお、振動体を複数備える構成にあっては、振動体の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上の振動体を備える構成であってもよい。

上述した第１実施形態においては、振動体を駆動する変換部として磁気回路と平面コイル１００を用い、第２実施形態においては、振動体を駆動する変換部として、ボイスコイルモータを用い、電磁型の変換部を採用しているが、これらの変換部に替えて、圧電素子を用いた変換部や、静電型の変換部、磁歪型の変換部等を用いてもよい。

上述した第１実施形態においては、磁気回路及びコイル１００が振動体２０の谷部の延伸方向の一端側に配置されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、磁気回路を第１実施形態と同じ位置に配置し、コイル１００の上下方向の長さを第１実施形態のコイルより長くして一端側から他端側にかけてコイル１００が配置される構成であってもよい。また、振動板２０Ａとコイル１００の構成を第１実施形態と同じとし、磁気回路の上下方向の長さを振動体２０の上下方向の長さと同等の長さとしてもよい。

上述した実施形態は、いずれも音を放音するスピーカであるが、上述した実施形態や変形例の構成は、電気音響変換器であるマイクロホンに適用することも可能である。本発明をスピーカに適用する場合は、平面コイルやボイスコイルモータ等の変換部が、音声信号に基づく電気信号を振動体の振動に変換するが、本発明をマイクロホンに適用する場合も、変換部として平面コイルやボイスコイルモータ等を用いることができる。その場合の変換部は、音波を受けて振動する振動体の振動を電気信号に変換する。そして、本発明を適用したマイクロホンは、縦割り筒状面が振動面であり、その振動体の全体が振動することにより、音を収音する。

１，１Ａ…スピーカ、２０…振動体、２０Ａ，２０Ｂ…振動板、３０Ａ，３０Ｂ…磁石、４０Ａ〜４０Ｅ…ヨーク、６０Ａ，６０Ｂ…支持部材、７０…エアギャップ、８０…接合部分、１００…平面コイル、１００１…振動体、１００２…アクチュエータ（変換部）、１００３…支持枠、１００４…エッジ部、１００５…縦割り筒状面、１００６…谷部、１０１１…湾曲板、１０１３…接合部、１０１６…接合部、１０２０…ボイスコイル、１０２０ａ…ボビン、１０２０ｂ…コイル、１０２１…磁石機構、１０２２…ダンパー、１０２３…磁石、１０２４…アウターヨーク、１０２５…インナーヨーク、１０２５ａ…ポール部、１０２６…磁気ギャップ、１０３０…フランジ部、１０３１…アーム部、１０３２…環状フレーム部、１０３５…支持部、１０５０…ダンパー部材

Claims (4)

1. 一対の縦割り筒状面が並列に形成されるとともに、隣接する前記縦割り筒状面どうしの間で谷部を形成する振動体と、
   前記谷部の延伸方向の一端側に配置され、前記谷部の深さ方向に沿う振動と該振動に対応する電気信号との変換を行う変換部と、
   前記振動体を前記谷部の深さ方向に振動可能に支持する支持部と
   を有する電気音響変換器。
2. 前記変換部は、
   エアギャップを有する磁気回路と、
   前記振動体に設けられ、前記エアギャップ内に位置して前記電気信号が流れるコイルとを有し、
   前記磁気回路または前記コイルが前記谷部の延伸方向の一端側に配置される
   請求項１に記載の電気音響変換器。
3. 前記振動体は、前記谷部の延伸方向の他端側に前記振動体の振動を制動する制動部材を有する
   請求項１または請求項２に記載の電気音響変換器。
4. 前記振動体を複数有し、
   複数の振動体は前記谷部の延伸方向に配置され、
   前記複数の振動体毎に前記変換部を有し、
   各変換部の電気信号は、対応する振動体が配置された位置に応じて遅延処理がなされる
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気音響変換器。

Images