JP2017017567A - 平板スピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】フルデジタルスピーカとして構成でき、輻射ノイズの発生を抑えた平板スピーカを提供する。【解決手段】平板スピーカ１は、磁気回路を構成する配線パターン（ボイスコイル１０ａ）が形成された平面振動板１０と、平面振動板１０を挟み、所定の間隔を空けて対向配置された一対の永久磁石板２０と、その内部に一対の永久磁石板２０を固定支持し、かつ、一対の永久磁石板２０の間に配置された振動板１０の板面方向の移動を規制する金属製筐体（前面カバー３０及び背面板４０）とを備える。振動板１０は、磁気回路を構成する配線パターンが形成された領域の外側にＧＮＤライン１０ｄが形成され、振動板１０に形成された配線パターンは、ＧＮＤライン１０ｄを介して金属製筐体に接地されている。【選択図】図２

Description

本発明は、振動板を振動させることにより音源を再生する平板スピーカに関する。

平面振動板を振動させることにより音源を再生する平板スピーカが知られている。平板スピーカは、概略的には、平板状フレーム、永久磁石板、不織布シート、平面振動板、不織布シート、永久磁石板、平板状フレームを順に重ねた構成となっている。平面振動板は、所定のパターン（ボイスコイル）がプリント配線されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）であり、ボイスコイルに通電されると、フレミングの左手の法則に従う電磁力により、不織布シートを挟んで対向配置された一対の永久磁石板の間で板厚方向に振動する。振動によって生じた音波（すなわち、音源を再生した再生音）は外部に放射されて、聴取者によって聴取される。例えば特許文献１に、この種の平板スピーカの具体的構成が記載されている。

また、近年、Ｄｎｏｔｅ（登録商標）等のデジタル信号処理技術を用いてスピーカ（フルデジタルスピーカ）をデジタル音源で直接駆動する技術が知られている。この場合、アナログ変換等に伴う音質の劣化が無いため、デジタル音源を高音質で再生することができる。そこで、平板スピーカをフルデジタルスピーカとして構成することが考えられる。

特開平９−３３１５９６号公報

平板スピーカをフルデジタルスピーカとして構成した場合、音圧を確保すると共に高音質を達成するため、スピーカ駆動用ＩＣを用いて音源のデジタル信号にオーバーサンプリングとデジタル変調をかけて複数の高周波デジタル信号に変換し、変換された複数の高周波デジタル信号を、平板スピーカが備える夫々のボイスコイルに伝送する必要がある。そのため、輻射ノイズの発生が問題となる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、輻射ノイズの発生を抑えるのに好適に構成されたフルデジタル対応の平板スピーカを提供することである。

本発明の一実施形態に係る平板スピーカは、磁気回路を構成する配線パターンが形成された振動板と、振動板を挟み、所定の間隔を空けて対向配置された一対の永久磁石板と、その内部に一対の永久磁石板を固定支持し且つ該一対の永久磁石板の間に配置された振動板の板面方向の移動を規制する金属製筐体とを備える。振動板は、磁気回路を構成する配線パターンが形成された領域の外側にＧＮＤラインが形成されている。振動板に形成された配線パターンは、ＧＮＤラインを介して金属製筐体に接地されている。

また、本発明の一実施形態において、振動板は、例えば、ＧＮＤラインのランドに第一の孔が形成され、第一の孔に通されて締められたねじによって金属製筐体に固定されてもよい。この場合、ＧＮＤラインは、上記のねじを介して金属製筐体に接地されている。

また、本発明の一実施形態に係る平板スピーカは、金属製筐体と振動板の一方に、第二の孔が形成され、金属製筐体と振動板の他方に、第二の孔と係合することにより、ねじを締める際の該振動板の位置ずれを防ぐ突起が形成された構成としてもよい。

また、本発明の一実施形態において、第二の孔は、例えばランドの近傍に形成されている。

また、本発明の一実施形態に係る平板スピーカは、金属性筐体と振動板の一方に、第三の孔が形成され、金属性筐体と振動板の他方に、第三の孔と係合することにより、該金属製筐体内に固定支持された一対の永久磁石板に対する該振動板の板面方向の位置を決める突起が形成された構成としてもよい。

また、本発明の一実施形態において、振動板は、金属性筐体に収容された振動板本体と、振動板本体から引き出され、先端に、配線パターンと該配線パターンに通電するための回路とを接続するコネクタが取り付けられた引き出し部とを有する構成としてもよい。この場合、ＧＮＤラインは、引き出し部に形成されてもよい。

また、本発明の一実施形態において、振動板は、例えば、引き出し部に形成されたＧＮＤラインのランドに形成された第一の孔に通されたねじによって金属製筐体のフランジに共締めされている。

また、本発明の一実施形態において、引き出し部は、例えば、振動板本体との境界と、ねじによってフランジに共締めされた箇所との間で、幅が細く形成されている。

本発明の一実施形態によれば、輻射ノイズの発生を抑えるのに好適に構成されたフルデジタル対応の平板スピーカが提供される。

本発明の一実施形態に係る平板スピーカの外観を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る平板スピーカの構成を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る平板スピーカに備えられる平面振動板の正面図である。 本発明の一実施形態に係る平面振動板の引き出し部の変形例を示す模式図である。 別の変形例に係る平板スピーカの構成を示す分解斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る平板スピーカについて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る平板スピーカ１の外観を示す外観斜視図である。図１に示されるように、平板スピーカ１は、外観的には扁平の概略直方体状の薄型スピーカである。平板スピーカ１は、Ｄｎｏｔｅ（登録商標）等のデジタル信号処理技術によりデジタル音源で直接駆動されるフルデジタルスピーカであり、例えば、薄型テレビジョンやヘッドフォン等の電子機器に搭載される。

図２は、本発明の一実施形態に係る平板スピーカ１の構成を示す分解斜視図である。図２に示されるように、平板スピーカ１は、平面振動板１０、平面振動板１０を挟んで所定の間隔を空けて対向配置された一対の永久磁石板２０、一対の永久磁石板２０を挟んでその内部に収容し固定支持した金属製筐体（前面カバー３０及び背面板４０）、及び平面振動板１０と各永久磁石板２０との間に介在された不織布シート５０を備えている。

平面振動板１０は、少なくとも一面に、蛇行形状の銅箔パターンからなるボイスコイル１０ａがプリント配線された概略矩形のＦＰＣである。平面振動板１０のベースフィルム、カバーレイは、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムや芳香族ポリイミドフィルム等の可撓性を有する絶縁性樹脂フィルムで形成されている。

平板スピーカ１は、低電圧駆動でありつつも音圧を確保すると共に高音質な再生を達成するため、マルチボイスコイル、すなわち、複数のボイスコイルで駆動する構成となっている。そのため、平面振動板１には、複数のボイスコイル（蛇行形状の銅箔パターン）１０ａがプリント配線されている。なお、図面では、便宜上、蛇行形状に配線された複数のボイスコイル１０ａを１本のパターンで示している。

永久磁石板２０は、平面振動板１０と同程度の大きさの概略平板形状を持ち、例えば、フェライトや希土類磁性粉を含んだ樹脂磁石、ゴム磁石等により形成されている。永久磁石板２０は、帯状のＮ極とＳ極とが交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンが平面振動板１０との対向面の全面に亘って形成されている。一対の永久磁石板２０の互いの多極着磁パターンは、平面振動板１０（及び不織布シート５０）を挟んで互いのＮ極同士及びＳ極同士が対向する。

多極着磁パターンが形成された永久磁石板２０の多極着磁パターン面では、Ｎ極とＳ極との各境界付近がニュートラルゾーンと呼ばれており、ニュートラルゾーンを跨ぐように、互いに隣り合うＮ極からＳ極に向かう磁界が形成されている。すなわち、平面振動板１０の表面に沿うように磁界が形成されている。

また、永久磁石板２０は、各ニュートラルゾーン上の適宜の位置（例えば千鳥格子状）に、永久磁石板２０を貫通する円形の音波放出孔２０ａが複数穿設されている。

平面振動板１０は、ボイスコイル１０ａの直線部分（図中、Ｙ軸方向に延伸する直線部分）が各永久磁石板２０のニュートラルゾーンに対応するように（具体的には、ボイスコイル１０ａの直線部分が磁界を横切る方向に延伸するように）、一対の永久磁石板２０との位置関係が設定されている。

前面カバー３０は、鉄板等の高透磁率の金属部品であり、一面が開口された概略直方体形状を有している。前面カバー３０の内側面には、永久磁石板２０が自身の磁気吸着力により密着固定されている。前面カバー３０にも、永久磁石板２０の各音波放出孔２０ａに対応する位置に同様の音波放出孔３０ａが穿設されている。

背面板４０も鉄板等の高透磁率の金属部品であり、一面が開口された概略直方体形状を有している。背面板４０の内側面にも、永久磁石板２０が自身の磁気吸着力により密着固定されている。背面板４０にも、永久磁石板２０の各音波放出孔２０ａに対応する位置に同様の音波放出孔４０ａが穿設されている。

前面カバー３０には、複数の係止爪３０ｂ及びフランジ３０ｃが形成されている。背面板４０には、各係止爪３０ｂに対応する位置に切り込み４０ｂが形成されており、フランジ３０ｃに対応する位置にフランジ４０ｃが形成されている。各係止爪３０ｂが切り込み４０ｂに係止され、且つフランジ３０ｃとフランジ４０ｃとがねじ６０によって締められることにより、前面カバー３０と背面板４０とが固定されて、扁平の概略直方体状の金属製筐体が完成する。

図３は、本発明の一実施形態に係る平面振動板１０の正面図である。図３に示されるように、平面振動板１０は、概略矩形部１０ｂ及び引き出し部１０ｃを有している。

概略矩形部１０ｂは、磁気回路を構成する蛇行形状の配線パターン（ボイスコイル１０ａ）が形成されており、前面カバー３０と背面板４０とによる金属製筐体内であって、一対の永久磁石板２０（より正確には、一対の不織布シート５０）の間の位置に収容される。平面振動板１０は、金属製筐体の内壁面によってＸＹ方向（平面振動板１０の板面方向）の移動が実質的に規制される。

引き出し部１０ｃは、金属製筐体から引き出されており、その先端に、コネクタ（不図示）が取り付けられている。ボイスコイル１０ａは、その入出力端が引き出し部１０ｃに形成された引き出しパターンを介してコネクタと接続されており、コネクタと接続された通電回路より通電される。

平面振動板１０は、ボイスコイル１０ａに通電されると、フレミングの左手の法則に従う電磁力により一対の永久磁石板２０（より正確には、一対の不織布シート５０）の間でＺ軸方向（平面振動板１０の板厚方向）に振動する。振動によって生じた音波（すなわち、音源を再生した再生音）は、永久磁石板２０及び前面カバー３０の各音波放出孔並びに永久磁石板２０及び背面板４０の各音波放出孔より外部に放射されて、聴取者によって聴取される。平板スピーカ１では、従来のアナログ変換等に伴う音質の劣化が無いため、デジタル音源を高音質で再生することができる。

平面振動板１０がＺ軸方向に振動して永久磁石板２０に機械的に干渉すると、その干渉音が異音（ノイズ）となって放射される。そのため、本実施形態では、平面振動板１０と各永久磁石板２０との間に緩衝機能を持つ不織布シート５０が介在されることにより、この種のノイズが抑圧されている。

図３に示されるように、平面振動板１０ａの引き出し部１０ｃには、ボイスコイル１０ａの引き出しパターンの両脇にＧＮＤライン１０ｄが形成されている。なお、ＧＮＤライン１０ｄは、磁気回路を構成する配線パターンが形成された領域（本実施形態では、図３中、破線で囲われた領域）の外側であれば、引き出しパターンの両脇に限らず別の箇所に形成されてもよい。

ＧＮＤライン１０ｄのランド１０ｅには、小孔１０ｆが形成されている。平面振動板１０は、小孔１０ｆに通されたねじ６０によってフランジ３０ｃ及び４０ｃと共締めされる。これにより、ボイスコイル１０ａは、ＧＮＤライン１０ｄ及びねじ６０を介して、前面カバー３０と背面板４０とによる金属製筐体に接地される。

ボイスコイル１０ａは、金属製筐体に接地されることにより、静電容量が大きくなって接地電圧が安定する。これにより、輻射ノイズの発生が抑えられる。また、平面振動板１０は、金属製筐体に共締めされることにより、ＸＹ方向の移動がより確実に規制される。

引き出し部１０ｃは、コネクタが取り付けられた先端から概略矩形部１０ｂとの境界付近に至る略全長に亘って幅ｄ１を有しており、概略矩形部１０ｂとの境界とねじ６０による共締め箇所との間で幅ｄ１よりも細い幅ｄ２を有している。各ボイスコイル１０ａより引き出された引き出しパターンは、幅ｄ１を持つ部分では、インピーダンスによる電圧降下を抑えるのに十分な太さで配線されており、幅ｄ２を持つ部分では、それよりも細く配線されている。

このように、概略矩形部１０ｂとの境界とねじ６０による共締め箇所との間で引き出し部１０ｃを局所的に細く形成して引き出し部１０ｃの剛性を低下させることにより、電磁力を受けた平面振動板１０を少ないロスで振動させることができ、例えば歪みの少ない音の再生が可能となる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施例等又は自明な実施例等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

なお、以降においては、上記の実施形態に係る平板スピーカ１と同一の又は同様の構成には同一の又は同様の符号を付して説明を適宜簡略又は省略する。

上記の実施形態では、平面振動板１０がＧＮＤライン１０ｄのランド１０ｅで金属製筐体にねじ止めされることにより、ボイスコイル１０ａが接地されているが、ボイスコイル１０ａの接地の方法はこれに限らない。例えばランド１０ｅにおいて半田付けやカシメ等を行うことにより、ボイスコイル１０ａを金属製筐体に接地させてもよい。

図４は、平面振動板１０の引き出し部１０ｃの変形例を示す模式図である。図４に示されるように、本変形例では、各ランド１０ｅの近傍に小孔１０ｇが形成されている。小孔１０ｇには、フランジ３０ｃに形成された突起３０ｄ（図４中、説明の便宜上、一点鎖線で示す。）が係合する。これにより、ねじ６０を締める際の引出し部１０ｃの位置ずれが抑えられる。なお、突起３０ｄは、フランジ４０ｃに形成されてもよい。また、フランジ３０ｃ又は４０ｃに小孔が形成され、これと係合する突起が引き出し部１０ｃに形成されてもよい。

図５は、別の変形例に係る平板スピーカ１ｚの構成を示す分解斜視図である。図５に示されるように、別の変形例に係る平板スピーカ１ｚは、平面振動板１０ｚ、平面振動板１０ｚを挟んで所定の間隔を空けて対向配置された一対の永久磁石板２０、一対の永久磁石板２０を挟んでその内部に収容し固定支持した金属製筐体（前面カバー３０ｚ及び背面板４０）、及び平面振動板１０ｚと各永久磁石板２０との間に介在された不織布シート５０を備えている。

図５に示されるように、平面振動板１０ｚは、概略矩形部１０ｂより突出する一対の位置決めガイド１０ｈを有している。各位置決めガイド１０ｈは、最も外側に位置するボイスコイル１０ａの直線部分の延長線上に位置する（図５中、一点鎖線参照）。また、前面カバー３０ｚには、図５中、下方を向く面に一対のガイド孔３０ｅが形成されている。各ガイド孔３０ｅは、最も外側に並ぶ音波放出孔３０ａの列の延長線上に位置する（図５中、二点鎖線参照）。

各位置決めガイド１０ｈが各ガイド孔３０ｅに係合される。これにより、平面振動板１０ｚは、ＸＹ方向（平面振動板１０ｚの板面方向）の移動がより確実に規制されて、他の部材（一対の永久磁石板２０、前面カバー３０ｚ及び背面板４０）との位置関係がより確実に決まる。具体的には、平面振動板１０ｚは、ボイスコイル１０ａの直線部分（図中、Ｙ軸方向に延伸する直線部分）が各音波放出孔の中心を通るように位置決めされる。また、平面振動板１０ｚは、Ｚ軸方向の初期的な位置（非振動状態の位置）が中間位置、具体的には、Ｚ軸方向において、一方の永久磁石板２０と平面振動板１０ｚとのクリアランスと、他方の永久磁石板２０と平面振動板１０ｚとのクリアランスとが等しくなる位置に決まる。

１ 平板スピーカ
１０ 平面振動板
１０ａ ボイスコイル
１０ｂ 概略矩形部
１０ｃ 引き出し部
１０ｄ ＧＮＤライン
１０ｅ ランド
１０ｆ、１０ｇ 小孔
１０ｈ 位置決めガイド
２０ 永久磁石板
２０ａ 音波放出孔
３０ 前面カバー
３０ａ 音波放出孔
３０ｂ 係止爪
３０ｃ フランジ
３０ｄ 突起
３０ｅ ガイド孔
４０ 背面板
４０ａ 音波放出孔
４０ｂ 切り込み
４０ｃ フランジ
５０ 不織布シート
６０ ねじ

Claims (8)

1. 磁気回路を構成する配線パターンが形成された振動板と、
   前記振動板を挟み、所定の間隔を空けて対向配置された一対の永久磁石板と、
   その内部に前記一対の永久磁石板を固定支持し且つ該一対の永久磁石板の間に配置された前記振動板の板面方向の移動を規制する金属製筐体と、
   を備え、
   前記振動板は、
   前記磁気回路を構成する配線パターンが形成された領域の外側にＧＮＤラインが形成され、
   前記配線パターンは、
   前記ＧＮＤラインを介して前記金属製筐体に接地されている、
   平板スピーカ。
2. 前記振動板は、
   前記ＧＮＤラインのランドに第一の孔が形成され、
   前記第一の孔に通されて締められたねじによって前記金属製筐体に固定され、
   前記ＧＮＤラインは、
   前記ねじを介して前記金属製筐体に接地されている、
   請求項１に記載の平板スピーカ。
3. 前記金属製筐体と前記振動板の一方に、第二の孔が形成され、
   前記金属製筐体と前記振動板の他方に、前記第二の孔と係合することにより、前記ねじを締める際の該振動板の位置ずれを防ぐ突起が形成されている、
   請求項２に記載の平板スピーカ。
4. 前記第二の孔は、
   前記ランドの近傍に形成されている、
   請求項３に記載の平板スピーカ。
5. 前記金属性筐体と前記振動板の一方に、第三の孔が形成され、
   前記金属性筐体と前記振動板の他方に、前記第三の孔と係合することにより、該金属製筐体内に固定支持された一対の永久磁石板に対する該振動板の板面方向の位置を決める突起が形成されている、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の平板スピーカ。
6. 前記振動板は、
   前記金属性筐体に収容された振動板本体と、
   前記振動板本体から引き出され、先端に、前記配線パターンと該配線パターンに通電するための回路とを接続するコネクタが取り付けられた引き出し部と、
   を有し、
   前記ＧＮＤラインは、
   前記引き出し部に形成されている、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の平板スピーカ。
7. 前記振動板は、
   前記引き出し部に形成されたＧＮＤラインのランドに形成された前記第一の孔に通されたねじによって前記金属製筐体のフランジに共締めされている、
   請求項２を引用する請求項６に記載の平板スピーカ。
8. 前記引き出し部は、
   前記振動板本体との境界と、前記ねじによって前記フランジに共締めされた箇所との間で、幅が細く形成されている、
   請求項６に記載の平板スピーカ。

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