JP2016096455A - スピーカ構成部材及びスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】使用しない時に薄くすることが可能で、保管や運搬を容易な構成とするとともに、使用する時に、優れた音響特性を実現できるスピーカ構成部材及びスピーカを提供する。
【解決手段】スピーカ構成部材１０は、弾性を有する振動板１と、その振動板１を支持する支持部材２Ａとを備え、支持部材２Ａは、立体形状に変形するシート状の部材であり、支持部材２Ａを立体形状に変形した際に、振動板１は、二つの振動面１１の一方の側部どうしが接合された接合部１３を形成するとともに、その二つの振動面１１の他方の側部が、それぞれ支持部材２Ａに接続され、振動面１１の各々は、一方の側部から他方の側部にかけて湾曲して接合部１３に向けて谷部１２を形成し、支持部材２Ａは、接合部１３と接触しないように開口部２４を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、折り畳み可能なスピーカ構成部材及びスピーカに関する。

音を再生する種々のスピーカの中には、保管や運搬を容易にするために折り畳み可能に設けられたものがある。
例えば、特許文献１には、音声信号／振動変換装置を収容した箱体の上面に、風船を着脱可能に接合した風船オーディオ装置が開示されている。この風船オーディオ装置は、使用時には、風船を空気等で膨らませて紙等でできた箱体の上面に載置した状態とし、音声信号／振動変換装置から出力される任意の音声信号から変換された振動を風船に共鳴させて周囲に響く音声として出力できるようになっている。一方、製品梱包時や使用しないときには、風船を含めたすべての部材をその箱体に収容可能であり、梱包や収納の利便性を兼ね備えたものとなっている。

また、特許文献２には、広告を展示するための表示部の裏面に音声出力部（箱型のスピーカ）を着脱自在に保持するための支持部材が設けられたスピーカ付広告具（情報提供具）が開示されている。この支持部材は、音声出力部を収納する箱状の支持部と、スピーカ付広告具自体を立設させるための脚部とを有し、これら支持部及び脚部は一枚のシート状部材により形成されている。

実用新案登録第３１８５８３８号公報 実用新案登録第３０８９２１３号公報

ところが、特許文献１に開示される風船オーディオ装置は、風船を振動体としているため、使用時の振動体自体の形状の安定性が乏しく、安定した音響特性（指向特性、周波数特性、再生音圧特性等）を得難い。また、振動体の材質はゴム系に特化され、耐久性や安定性に乏しいため、繰り返して長期間使用するためには不向きである。
また、特許文献２に開示されるスピーカ付広告具は、使用しない時に、脚部を薄く折り畳むことは可能であるが、音声出力部を収納する箱状の支持部、及び内部にスピーカを有する音声出力部は、どちらも薄く折り畳むことはできない。また、内部に収納されるスピーカについても、薄くするための技術的な特徴は開示されていない。このため、使用しない時に、支持部の厚みを薄くするためには、収納される音声出力部またはスピーカ自体を薄く設ける必要があるが、特許文献２に開示されるスピーカ付広告具では、使用する時に、優れた音響特性を維持することは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、使用しない時に、薄くすることが可能で、保管や運搬を容易な構成とするとともに、使用する時に、優れた音響特性を実現することができるスピーカ構成部材及びスピーカを提供することを目的とする。

本発明のスピーカ構成部材は、弾性を有する振動板と、前記振動板を支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、立体形状に変形するシート状の部材であり、前記支持部材を立体形状に変形した際に、前記振動板は、二つの振動面の一方の側部どうしが接合された接合部を形成するとともに、該二つの振動面の他方の側部が、それぞれ前記支持部材に接続され、前記振動面の各々は、前記一方の側部から前記他方の側部にかけて湾曲して、前記接合部に向けて谷部を形成することを特徴とする。

このスピーカ構成部材は、それぞれシート状の部材で形成された振動板と支持部材とを組み合わせて構成されており、支持部材を立体形状に組み立てることにより、弾性を有する振動板を湾曲させて二つの湾曲した振動面を形成することができる。そして、この状態において、振動板を谷部の深さ方向に沿って振動させることで音を出すことができ、このように湾曲した振動面を形成した状態で、スピーカとして機能させることができ、優れた音響特性を実現できるようになっている。なお、支持部材を平面形状とするとともに、振動板も平面形状とすることにより、スピーカ構成部材全体を薄く設けることができる。
このように、本発明のスピーカ構成部材の振動板は、常時、音を再生する湾曲した振動面の形状を保つものではなく、使用時において湾曲した振動面を形成して、広い指向特性を有するスピーカシステムとして組立てを行うことができるものである。このため、使用しない時は支持部材を平面形状とすることで振動面を平面状に設けて、スピーカ構成部材全体を平面状に薄く設けておくことで収容スペース効率を向上させることができ、設置や保管のスペースの自由度を広げることができる。

本発明のスピーカは、前記スピーカ構成部材と、前記振動板の前記接合部を駆動する駆動部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、使用する時には湾曲した振動面を形成してスピーカシステムとして機能させ、優れた音響特性を維持することができ、使用しない時には振動板を薄く設けることで、保管や運搬を容易に行うことができる。

本発明の第１実施形態のスピーカ構成部材を示す斜視図であり、支持部材を立体形状とした状態を示す。 図１に示すスピーカ構成部材の横断面図である。 図１のスピーカ構成部材を構成する各部材を示す分解図である。 図１に示すスピーカ構成部材を平面形状とした状態を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。 スピーカ構成部材を用いたスピーカを示す図であり、（ａ）が横断面図、（ｂ）が（ａ）に示すＢ矢視図である。 本発明の第２実施形態のスピーカを示す横断面図である。 本発明の第３実施形態のスピーカ構成部材を示す斜視図であり、支持部材を立体形状とした状態を示す。 図７に示すスピーカ構成部材の横断面図である。 図７のスピーカ構成部材を平面形状とした状態を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＣ‐Ｃ線に沿う断面図である。

以下、本発明のスピーカ構成部材及びこのスピーカ構成部材を用いたスピーカの実施形態について図面を参照して説明する。
図１から図４は、本発明の第１実施形態のスピーカ構成部材１０Ａを示す。また、図５は、このスピーカ構成部材１０Ａを用いたスピーカ１００を示す。
この実施形態のスピーカ構成部材１０Ａは、弾性を有して一方向に湾曲させることが可能な振動板１と、この振動板１を支持する支持部材２Ａとを備えており、スピーカ１００は、このスピーカ構成部材１０Ａと、振動板１を駆動するアクチュエータ（駆動部材）３とを備える構成とされる。

振動板１は、可撓性を有する材料により形成されており、例えば矩形状に設けられた二つ（一対）の振動面１１の一方の側部どうしが接合された接合部１３を形成した構成とされる。そして、これら振動面１１の他方の側部は、図４に示すように、それぞれ支持部材２Ａに接続される。また、振動板１の各振動面１１は、図１及び図２に示すように、支持部材２Ａを立体形状に変形した際に、振動面１１の各々は、一方の側部から他方の側部にかけて（ｙ方向に）湾曲して、接合部１３に向けて谷部１２を形成する。

なお、この振動板１においては、二つの湾曲した振動面１１を形成した際に形成される谷部１２の延伸方向が縦方向、谷部１２の深さ方向及び延伸方向の両方向と直交する方向が横方向である。また、以下、本発明を説明するにあたって、図１に示すように、振動板１の谷部１２の深さ方向をｚ方向、谷部１２の延伸方向をｘ方向（縦方向）、谷部１２の深さ方向（ｚ方向）と延伸方向（ｘ方向）の両方向と直交する方向をｙ方向（横方向）を言い換えて、これらｘｙｚ方向を適宜用いることとする。

振動面１１を湾曲した面に形成した状態について詳しく説明すると、振動面１１は、図１及び図２に示すように、一方（湾曲した振動面の周方向：横方向：ｙ方向）に湾曲し、その一方向と直交する方向（湾曲した振動面の縦方向：ｘ方向）へは直線状となる。そして、二つの振動面１１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、湾曲した振動面１１の周方向に沿う断面において接線方向を共通にした状態で接合されている。両振動面１１の接合部１３は、両振動面１１の側部を接着する等により、例えば帯板状に形成される。そして、この接合部１３に沿って、両振動面１１の間に縦方向に沿う直線状の谷部１２が形成されている。

なお、この接合部１３にアクチュエータ３を接続して、谷部１２の深さ方向（ｚ方向）に沿って振動させることで音を出すことができ、このように湾曲した振動面１１を形成した状態で、スピーカとして機能させることができる。また、接合部１３は、帯板状に形成されることで剛性が高くなり、接合部１３にアクチュエータ３を接続した場合に、この接合部１３の全体がアクチュエータ３により往復振動する。

また、均一な再生音を得るためには、図５に示すように、両振動面１１を接合部１３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、両振動面１１を必ずしも線対称に形成しなくてもよい。指向特性の主軸を左右方向に傾けて、均一でない再生音を得る場合には、両振動面１１を所定の指向特性が得られるように、左右非対称の形状に形成すればよい。
また、振動板１は、その材質が限定されるものではなく、スピーカの振動板として一般的に用いられる合成樹脂、紙等の可撓性を有する材料を用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリエステルなどの合成樹脂からなるフィルムにより形成される。

支持部材２Ａは、紙、硬質樹脂フィルム等から形成されるシート状の部材で構成される。この支持部材２Ａは、折ったり曲げたりすることにより、立体形状（例えば、図１に示す有底四角筒状の箱形状）と図４に示す平面形状とに変形が可能に設けられる。この場合、支持部材２Ａを立体形状に形成するのはスピーカ構成部材１０Ａを使用するときであり、平面形状に形成するのはスピーカ構成部材１０Ａを使用せずに、運搬や保管などをするときである。また、立体形状に形成された支持部材２Ａは、スピーカの筐体を構成する。従って、支持部材２Ａは、振動板１よりも高い剛性を有する材料、形状、構造とされる。支持部材２Ａは、もともとは図３に示すように、共通の展開形状を有する二つの組立部材２１Ｌ，２１Ｒを素材として構成されており、これらの組立部材２１Ｌ，２１Ｒを折り曲げて組み立てることにより図１及び図２に示すように、立体形状の支持部材２Ａが形成される。

各組立部材２１Ｌ，２１Ｒは、図３及び図４に一点鎖線で示すように、折り曲げ線Ｇ（筐体の内部側に向かって谷折りする線）によって箱形状を構成する各面Ｓ１〜Ｓ６が区画形成されている。この図４に示す例では、組立部材２１Ｒは、三つの面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が連結された形状とされ、組立部材２１Ｌは、三つの面Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が連結された形状とされる。また、各面Ｓ１〜Ｓ６の端縁（辺）の一部には、箱形状への組立てを行う際に互いの辺を接続するための差込片２２及びスリット２３が設けられている。これにより、組立部材２１Ｌ，２１Ｒの折り曲げ線Ｇを谷折りして各面Ｓ１〜Ｓ６を直角に折り曲げると、差込片２２とスリット２３とが対向し、その差込片２２をスリット２３に挿入することで、各面の辺どうしが接続され、箱形状を形成できる。そして、支持部材２Ａを箱形状に変形した場合に、面Ｓ２と面Ｓ５は振動板１の左右の側板を、面Ｓ１は天板を、面Ｓ４は底板を、面Ｓ３とＳ６は背面板を、それぞれ構成する（図１参照）。また、背面板を構成する面Ｓ３とＳ６との間には、図５（ｂ）に示すように、谷部１２の延伸方向（ｘ方向）に沿ってスリット状の開口部２４が形成される。この開口部２４は、振動板１の接合部１３と接触しないように開口し、接合部１３の先端を開口部２４に挿入した状態で、すなわち開口部２４を介して接合部１３とアクチュエータ３とが接続される。

なお、スピーカ構成部材１０Ａを構成する組立部材２１Ｌ，２１Ｒと振動板１とは、図４に示すように接続して一体に提供する他、図３に示すように分離して別々に提供することができる。
本実施形態のスピーカ構成部材１０Ａにおいては、振動板１と支持部材２Ａとを予め接続して一体に設けており、振動体１の各振動面１１は、図１及び図２に示すように、支持部材２Ａを立体形状に変形することに伴って、一方の側部の間で谷部１２を形成して一方向に湾曲した面に変形する。そして、支持部材２Ａの面Ｓ１及びＳ４により、振動板１の谷部１２の両端で振動面１１の間が覆われた状態とされる。一方、図４に示すように支持部材２Ａを平面形状とすることにより、振動面１１どうしが重ね合されて、振動板１が平面状に折り畳まれた状態に変形する。
なお、本発明のスピーカ構成部材は、図１のように振動板１が左右（ｙ方向）に湾曲する態様ではなく、上下（ｘ方向）に湾曲する態様で、設置、使用してもよい。

アクチュエータ３は、振動板１の接合部１３を振動させるものであり、例えばボイスコイルモータが用いられる。本実施形態においては、アクチュエータ３は、図５に示すように、振動面１１の接合部１３に固定されたボイスコイル３０と、磁石機構３１と、磁石機構３１を支持してこれを固定する支持部４０と、ボイスコイル３０を振動可能に支持して支持部４０に接続されるダンパー３２とにより構成される。
ボイスコイル３０は、円筒状のボビン３０ａの周りにコイル３０ｂが巻回されたものであり、その直径方向に振動面１１の接合部１３が配置されるように、ボイスコイル３０の上端と接合部１３の下縁とが接着剤等を介して固着される。なお、振動板１の接合部１３とアクチュエータ３との接続手段は、特に限定されるものではなく、接着剤や両面テープ等で固定する態様の他、材料の弾性を使用して鉤形状と孔形状とを嵌め込むスナップフィットや、磁性体材料と磁石との組み合わせのような機械的結合を利用した種々の機構を採用することができる。そして、ボイスコイル３０の外周部がダンパー３２を介して支持部４０に支持されており、ボイスコイル３０は支持部４０に対してボイスコイル３０の軸方向（ｚ方向）に沿って往復移動自在に設けられる。なお、ダンパー３２には、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３１は、環状の磁石３３と、この磁石３３の一方の極に固定されたリング状のアウターヨーク３４と、他方の極に固定されたインナーヨーク３５とを備えており、インナーヨーク３５の中心のポール部３５ａの先端部がアウターヨーク３４内に配置されることにより、これらアウターヨーク３４とインナーヨーク３５との間に、環状に磁気ギャップ３６が形成され、この磁気ギャップ３６内にボイスコイル３０の端部が挿入状態に配置されている。

このように構成されたスピーカ構成部材１０Ａは、上述したように、それぞれシート状の部材で形成された振動板１と支持部材２Ａとが互いに接続されて一体に設けられており、支持部材２Ａを箱形状に組み立てることにより、支持部材２Ａの変形に伴って振動板１の振動面１１を湾曲した面に変形させることができる。そして、この状態で、アクチュエータ３により振動板１の接合部１３を谷部１２の深さ方向に沿って振動させることで音を出すことができ、このように湾曲した振動面１１を形成した状態でスピーカとして機能させることができるようになっている。

具体的には、振動板１の接合部１３に固定されたアクチュエータ３のボイスコイル３０に音声信号に応じた駆動電流を流すと、その駆動電流によって生じる磁束変化と、磁気ギャップ３６内の磁界とにより、ボイスコイル３０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（ボイルコイル３０の軸方向、図５では矢印で示す上下方向）にボイスコイル３０が振動する。これにより、このボイスコイル３０に接続されている振動板１が、谷部１２の深さ方向に沿って振動し、振動面１１の表面から再生音を放射することができる。この際、振動板１の振動面１１を湾曲した面に形成していることから、スピーカ１００は、広い指向特性を維持することができる。

このように、スピーカ構成部材１０Ａの振動板１は、常時、音を再生する湾曲した振動面１１の形状を保つものではなく、使用時において湾曲した振動面１１を形成してスピーカシステムとして組立てを行うことができるものである。このため、使用しない時は、支持部材２Ａを平面形状とすることで振動面１１を平面状に設け、スピーカ構成部材１０全体を平面状に薄く設けることにより、収容スペース効率を向上させて、設置や保管のスペースの自由度を広げることができる。また、使用する時には、支持部材２Ａを立体形状に組み立てることにより振動面１１を湾曲した面に形成することができ、優れた音響特性を実現することができる。

また、スピーカ構成部材１０Ａは、支持部材２Ａを立体形状とした際に、その支持部材２Ａの面Ｓ１及びＳ４により振動体１の谷部１２の両端を覆う構成とされており、谷部１２の両端から振動面１１の裏面側への音波が抜けることを防止することができる。したがって、振動面１１の前面から効率的に放音することができる。

図６〜図９は、他の実施形態のスピーカ構成部材又はスピーカを示している。これらの実施形態において、構成要素の一部は第１実施形態と同じものが用いられるので、各図において、第１実施形態と共通要素には同一符号を付して説明を簡略化する。

図６は、第２実施形態のスピーカ２００を示している。図５に示す第１実施形態のスピーカ１００では、アクチュエータ３を、箱形状に形成した支持部材２Ａ（スピーカ構成部材１０Ａ）の背面側に配置していいたが、アクチュエータ３は、図６に示すスピーカ２００のように、支持部材２Ｂ（スピーカ構成部材１０Ｂ）の内面側、すなわち箱形状の筐体内部に配置することもできる。
この図６に示すスピーカ２００のように、アクチュエータ３を支持部材２Ｂの内面側に配置する構成では、スピーカ１００においてアクチュエータ３と振動板１の接合部１３とを接続する際に必要としていた開口部２４を必要としない。なお、アクチュエータ３は、支持部材２Ｂに接着剤や両面テープ等により固定される。

図７〜図９は、第３実施形態のスピーカ構成部材１０Ｃを示している。図１に示す第１実施形態のスピーカ構成部材１０Ａでは、シート状の支持部材２Ａが略立方体の箱形状に変形する構成とされていたが、例えば図７及び図８に示すスピーカ構成部材１０Ｃのように、シート状の支持部材２Ｃは、横断面を略円形とする円筒状の立体形状に変形する構成とすることもできる。このように、本発明の支持部材の立体形状は、上記の第１及び第２実施形態の立体形状に限定されるものではない。

図７〜図９に示すスピーカ構成部材１０Ｃの場合、支持部材２Ｃは、共通の展開形状を有する二つの組立部材２５Ｌ及び２５Ｒを素材として構成される。また、組立部材２５Ｌ及び２５Ｒは、図９に一点鎖線で示す折り曲げ線Ｇによって、図７に示す有底の円筒状の立体形状をそれぞれ形成する。組立部材２５Ｌ及び２５Ｒは、各面Ｓ１１〜Ｓ１６が区画形成された形状とされる。この図９に示す例では、組立部材２５Ｒは、三つの面Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が連結された形状とされ、組立部材２５Ｌは、三つの面Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６が連結された形状とされる。また、組立部材２５Ｒの面Ｓ１２と組立部材２５Ｌの面Ｓ１５に、振動板１が接続される。そして、組立部材２５Ｌ，２５Ｒの折り曲げ線Ｇを谷折りして各面Ｓ１１〜Ｓ１６を直角に折り曲げるとともに、各面の辺どうしを接着剤等で接続することにより、支持部材２Ｃは、図７及び図８に示すように円筒状の立体形状に形成され、振動板１の振動面１１が湾曲した面に設けられる。

なお、支持部材２Ｃを立体形状に変形した場合に、面Ｓ１１と面Ｓ１４は天板を、面Ｓ１３と面Ｓ１６は底板を、面Ｓ１２と面Ｓ１５は背面板及び左右の側板を、それぞれ構成する。また、面Ｓ１１と面Ｓ１４及び面Ｓ１３と面Ｓ１６は、振動板１の振動を阻害しないように、振動板１との間に僅かな隙間２６を設けて配置される。なお、この隙間２６に、振動板１の振動に影響しないような多孔質材（スポンジ材）等の部材を挿入して、隙間２６を塞いでもよい。
また、面Ｓ１２と面Ｓ１５との間には、谷部１２の延伸方向（ｘ方向）に沿ってスリット状の開口部２７が形成される。この開口部２７は、振動板１の接合部１３と接触しないように開口し、接合部１３の先端を開口部２７に挿入した状態で、すなわち開口部２７を介して接合部１３とアクチュエータ３とが接続される。

このように、スピーカ構成部材１０Ｃは、それぞれシート状の部材で形成された振動板１と支持部材２Ｃとが互いに接続されて一体に設けられており、支持部材２Ｃを立体形状に組み立てることにより、支持部材２Ｃの変形に伴って振動板１の振動面１１を湾曲させた面に変形させることができる。そして、この状態で、アクチュエータ３により振動板１の接合部１３を谷部１２の深さ方向に沿って振動させることで音を出すことができ、このように湾曲した振動面１１を形成した状態で、スピーカとして機能させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、振動板を往復駆動する駆動部材として、ボイルコイルモータを適用したが、ボイルコイルモータに代えて、圧電素子や磁歪素子等の往復駆動する部材を用いてもよい。
また、上記実施形態では、支持部材を共通の展開形状を有する二つの組立部材により構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、一枚のシート状の部材により支持部材を形成することも可能である。さらに、支持部材の立体形状は、有底四角筒状や円筒状に限定されるものではなく、六角形状等の種々の形状を採用することが可能である。
なお、上記実施形態の振動板は、二つの振動面が対となる同じ形状、大きさのもので説明したが、二つの振動面が異なる形状、大きさのものでも良い。

１…振動板、２…支持部材、３…アクチュエータ（駆動部材）、１０…スピーカ構成部材、１１…振動面、１２…谷部、１３…接合部、２１Ｌ，２１Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ…組立部材、２２…差込片、２３…スリット、２４…開口部，２７、２６…隙間、３０…ボイスコイル、３０ａ…ボビン、３０ｂ…コイル、３１…磁石機構、３２…ダンパー、３３…磁石、３４…アウターヨーク、３５…インナーヨーク、３５ａ…ポール部、３６…磁気ギャップ、４０…支持部、１００，２００…スピーカ

Claims (2)

1. 弾性を有する振動板と、
   前記振動板を支持する支持部材とを備え、
   前記支持部材は、立体形状に変形するシート状の部材であり、
   前記支持部材を立体形状に変形した際に、
   前記振動板は、二つの振動面の一方の側部どうしが接合された接合部を形成するとともに、該二つの振動面の他方の側部が、それぞれ前記支持部材に接続され、
   前記振動面の各々は、前記一方の側部から前記他方の側部にかけて湾曲して、前記接合部に向けて谷部を形成する
   ことを特徴とするスピーカ構成部材。
2. 請求項１に記載の前記スピーカ構成部材と、前記振動板の前記接合部を駆動する駆動部材とを備えることを特徴とするスピーカ。

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