JP2020167516A - フラットスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】音質を安定化できるとともに、長期使用に伴う音質低下を抑制できるフラットスピーカを提供する。【解決手段】本実施例のフラットスピーカ１は、振動板１０、アクチュエータユニット２０、支持部材３０及び固定手段４０を備える。振動板１０は、平板状をなしている。アクチュエータユニット２０は、振動板１０を振動させる振動部２１を有する。支持部材３０は、アクチュエータユニット２０が取り付けられている。固定手段４０は、振動板１０を支持部材３０に固定するためのものである、そして、固定手段４０は、第１固定部材４１と第２固定部材４２とを含んでいる。第１固定部材４１は、振動板１０に設けられている。第２固定部材４２は、支持部材３０に設けられるとともに磁力によって第１固定部材４１に接合される。振動部２１は、振動板１０との間に設けられた緩衝部材５０を介して振動板１０に当接している。【選択図】図１

Description

本発明は、フラットスピーカに関する。

従来、平板状の振動板をアクチュエータによって振動させて、振動板から音声を出力させるフラットスピーカが用いられている。例えば、特許文献１に開示の構成では、アクチュエータは筒状の支持体に固定されており、振動板はアクチュエータの振動部に接続板を介して接着剤により固定されている。これにより、振動板はアクチュエータの振動部に支持された状態となっている。

特開２０１７−３８３４０号公報

しかしながら、フラットスピーカでは、振動板とアクチュエータの振動部との接合状態に応じて振動板から出力される音質が変化する。そのため、特許文献１に開示の構成では振動板がアクチュエータの振動部とを接合する接着剤の接着力のバラツキや経年変化などに応じて音質が変化して安定しないおそれがある。また、当該接着剤が劣化したりして接着不良が生じると、振動板とアクチュエータの振動部との間にビビりなどの異音が発生して音質の著しい低下を招く。これに鑑みて、振動板とアクチュエータの振動部とをネジで強固に締め付けて両者を接合させて異音の発生を抑制することが考えられる。この場合にはネジを強固に締め付けることによって振動部の微細な振動に対する追随性が低下することとなり、その結果、長期使用によって締め付け部位が破損したり当該ネジがゆるんだりして、長期使用に伴って音質が低下するおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、音質を安定化できるとともに、長期使用に伴う音質低下を抑制できるフラットスピーカを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、平板状の振動板と、
上記振動板を振動させる振動部を有するアクチュエータユニットと、
上記アクチュエータユニットが取り付けられた支持部材と、
上記振動板を上記支持部材に固定するための固定手段と、を備え、
上記固定手段は、上記振動板に設けられた第１固定部材と、上記支持部材に設けられるとともに磁力によって上記第１固定部材に吸着する第２固定部材とを含んでおり、
上記振動部は、上記振動板との間に設けられた緩衝部材を介して上記振動板に当接している、フラットスピーカにある。

上記フラットスピーカにおいては、振動板と支持部材とが磁力によって固定されている。そのため、接着剤を使用して両者を固定した場合に比べて、接着剤の劣化や接着不良による接合力のバラツキが生じず、音質を安定化させることができる。さらに、振動板と支持部材とをネジにより強固に締め付けた場合に比べて、振動板の微細な振動に対する追随性が低下しにくいため、長期間使用しても締め付け部位の破損やネジのゆるみが生じにくく、長期使用に伴う音質低下を抑制できる。

以上のごとく、本発明によれば、音質を安定化できるとともに、長期使用に伴う音質低下を抑制できるフラットスピーカを提供することができる。

実施例１における、フラットスピーカの斜視概念図。 実施例１における、フラットスピーカを分解した状態の斜視概念図。 図１における、III-III線位置断面図。 図１における、IV-IV線位置断面一部拡大図。 図１における、V-V線位置断面一部拡大図。 変形例１における、フラットスピーカの斜視概念図。 変形例１における、フラットスピーカを分解した状態の斜視概念図。 変形例２における、図１のV-V線位置相当での断面一部拡大図。

上記緩衝部材は、ショアＡ硬度が１０〜６０の範囲内にある弾性材料からなる、ことが好ましい。この場合は、緩衝部材を介して振動部と振動板とが確実に当接した状態となるように緩衝部材が適度な弾力性を有することとなる。その結果、振動部と振動板との間で発生するビビりなどの異音の発生を抑制しつつ、振動板への振動の伝播が阻害されることを抑制することができ、音質向上が図られる。

上記振動板は、ゾノトライト系ケイ酸カルシウム板からなることが好ましい。ゾノトライト系ケイ酸カルシウム板は、比較的強度が高く、フラットパネルにおける振動板としての振動特性に優れている。一方、ケイ酸カルシウム板は建材のなかでは比較的脆い材料であるため、振動板とアクチュエータの振動部とを接着剤やネジ部材で直接接合した従来の構成において振動板としてケイ酸カルシウム板を採用すると、振動部の振動が振動板との接合部に繰り返し付与されることで当該接合部が破損する恐れがある。本願では、上述の通り、振動板は磁力によって支持部材に固定されており、振動板と振動部とが直接接合された状態ではないため、振動部の振動により振動板が破損することがない。そのため、上述の如く、比較的強度が高く、振動板としての振動特性に優れたゾノトライト系ケイ酸カルシウム板を振動板として使用することができ、音質の向上が期待できる。

上記支持部材は居住空間を構成する壁の下地材又は居住空間内を仕切る間仕切りの下地材であり、上記振動板は上記壁又は間仕切りの装飾面を構成する装飾パネルであることが好ましい。この場合は、居住空間の装飾面自体をフラットスピーカで形成することができるため、当該フラットスピーカが居住空間に極めてなじんだ状態にできるとともに、居住空間を広く活用することができる。さらに、当該フラットスピーカの組み付けに際して、振動板の第１固定部を支持部材の第２固定部に重ね合わせるだけで振動板を取り付けることができるため、作業性がよい。また、振動板の交換も容易となる。

上記第１固定部材と上記第２固定部材と間の吸着力は、２．００〜２５．００ｋｇｆの範囲内であることが好ましい。この場合は、振動板を確実に支持することができ、かつ振動板の取り外しが容易となるとともに、アクチュエータの振動部と振動板との間にわずかな位置ズレが生じても、当該位置ズレを吸収して両者の当接状態を維持することができ、音質低下を抑制することができる。

（実施例１）
フラットスピーカ１の実施例について、図１〜図５を用いて説明する。
本実施例のフラットスピーカ１は、振動板１０、アクチュエータユニット２０、支持部材３０及び固定手段４０を備える。
振動板１０は、平板状をなしている。
アクチュエータユニット２０は、振動板１０を振動させる振動部２１を有する。
支持部材３０は、アクチュエータユニット２０が取り付けられている。
固定手段４０は、振動板１０を支持部材３０に固定するためのものである、
そして、固定手段４０は、第１固定部材４１と第２固定部材４２とを含んでいる。
第１固定部材４１は、振動板１０に設けられている。
第２固定部材４２は、支持部材３０に設けられるとともに磁力によって第１固定部材４１に吸着する。
振動部２１は、振動板１０との間に設けられた緩衝部材５０を介して振動板１０に当接している。

以下、本実施例のフラットスピーカ１について、詳述する。
本実施例のフラットスピーカ１の振動板１０は、図１に示すように、居住空間１００の形成する壁の意匠面の一部を構成している。フラットスピーカ１はアンプ６０により駆動される。そして、図２に示すように、フラットスピーカ１は支持部材３０として壁の下地材３０ａを備える。下地材３０ａの構成は特に限定されず、所望の建材とすることができる。なお、本例では、振動板１０の板厚方向をＸ方向とし、重力方向に平行な方向をＺ方向とし、振動板１０の幅方向であってＸ方向とＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。

図２に示すように、支持部材３０としての下地材３０ａの表面である下地表面３１には、第２固定部材４２とアクチュエータユニット２０とが取り付けられている。図５に示すように、第２固定部材４２は、長板状の金属板を屈曲させてなる。第２固定部材４２において、長手方向の両端部４２１は下地表面３１に平行となっており、両端部４２１の間の中間部４２２は下地表面３１から離れる方向に両端部４２１からコ字状に突出している。そして、両端部４２１はネジ４３により下地表面３１にネジ止めされており、中間部４２２は、後述する振動板１０の裏側面１１に取り付けられた磁石からなる第１固定部材４１に当接して互いに磁力によって接合されている。第２固定部材４２は高さ方向Ｙに所定間隔をおいて２個設けられている。

図２、図３に示すように、アクチュエータユニット２０は、２個の第２固定部材４２の間に設けられている。アクチュエータユニット２０の構成は限定されず、公知のフラットスピーカ用のアクチュエータを採用することができる。本例では、アクチュエータユニット２０として、株式会社オアシスソフト社製、フルレンジ２０Ｗ振動スピーカーユニット（型番ＮＯ：Ｆ−Ｂ−３）を使用した。図４に示すように、アクチュエータユニット２０は、振動部２１、本体部２２、ブランケット２３及びワイヤ２５を有する。ワイヤ２５を介してアンプから入力された信号に基づいて本体部２２で振動が発生されて、これにより振動部２１が振動する。本体部２２はブランケット２３を介して支持部材３０にネジ２４によりネジ止め固定されている。振動部２１は円盤部２１ａと、円盤部２１ａと本体部２２とを接続する軸部２１ｂとからなる。

図３、図４に示すように、振動部２１の円盤部２１ａと後述する振動板１０の裏側面１１との間には、緩衝部材５０が介在している。緩衝部材５０は円盤部２１ａと裏側面１１との両方に当接しており、両者の間の空間を埋めている。緩衝部材５０は弾性材料からなっており、ショアＡ硬度が１０〜６０の範囲内にある弾性材料からなることが好ましく、ショアＡ硬度が１０〜３０の範囲内にある弾性材料からなることがより好ましい。本例では、緩衝部材５０はショアＡ硬度が２０のシリコンゴムからなる。なお、ショアＡ硬度は、日本工業規格のＪＩＳ Ｋ６２５３−３：２０１２に準拠して、デュロメータのタイプＡ、温度２０℃の条件での試験により取得することができる。緩衝部材５０の形状は、例えば、０．５〜５．０ｍｍの範囲内の厚さを有するシート状とすることができ、本例では、厚さ１．５ｍｍとしている。厚さ方向Ｙから見たときの緩衝部材５０の外形は特に限定されないが、本例では円盤部２１ａの外形よりも若干大きくなっている。

図１に示すように、本例では振動板１０は居住空間１００の装飾面を構成する装飾パネルを構成している。振動板１０の材質は特に限定されず、ケイ酸カルシウム板、木材、樹脂材料、金属材料、カーボンファイバー、紙、布、又はこれらのなかの任意のものを組み合わせたものとすることができる。ケイ酸カルシウム板としてはゾノトライト系ケイ酸カルシウム板を採用することが好ましい。ゾノトライト系ケイ酸カルシウム板はトバモライト系ケイ酸カルシウム板に比べて、強度が高いからである。本例では図３に示すように、振動板１０はゾノトライト系ケイ酸カルシウム板からなる基材１０ａと樹脂フィルム１０ｂとからなる。基材１０ａは板状である。基材１０ａにおいて、下地表面３１に対向する主面である裏側面１１は平滑面となっており、下地表面３１と反対側の主面である表側面１２は凹凸形状が設けられた凹凸面となっている。そして、基材１０ａは表側面１２と四方の側面１３と裏側面１１の外縁部が一枚の樹脂フィルム１０ｂによって被覆されている。樹脂フィルム１０ｂの被覆方法は公知の方法を採用することができ、本例では、真空圧着法により、基材１０ａに樹脂フィルム１０ｂが密着された状態となっている。図１〜図３に示すように、表側面１２は幅方向に伸びる複数の湾曲面が高さ方向Ｙに連なった形状となっている。なお、本例では、図３においては樹脂フィルム１０ｂの厚さを実際よりも大きく記載している。また、振動板１０の大きさ、厚さは適宜設定することができ、例えば、建材の規格サイズを採用することができる。

そして、本例では、図１に示すように振動板１０の幅方向Ｘの両端は壁１０１に接しておらず、両者の間に隙間１０２が形成されている。また、図４に示すように、振動板１０の高さ方向Ｚの下端と床１０５との間に隙間１０３が形成されており、振動板１０の高さ方向Ｚの上端側にも隙間１０４が形成されている。これらにより、振動板１０は上下左右の端部がすべて自由端となっている。

図２、図３に示すように、振動板１０の裏側面１１には、第１固定部材４１としての磁石が設けられている。第１固定部材４１における磁石の吸着力は、第１固定部材４１と第２固定部材４２との間に生じる振動板１０の自重に基づく滑り荷重又は引っ張り荷重を考慮して、当該荷重の負荷に耐えうる吸着力とすることができる。例えば、振動板１０としてケイ酸カルシウム板からなる化粧パネルを用いた場合は、第１固定部材４１における磁力による吸着力を２．００〜２５．００ｋｇｆの範囲内とすることができ、好ましくは３．００〜６．００ｋｇｆの範囲内とすることができる。本例では、第１固定部材４１として、マグファイン社製のキャップネオジム磁石丸型皿穴であって５．６８ｋｇｆの吸着力を有する磁石を合計４個設けて、第１固定部材４１全体としての吸着力を２２．７２ｋｇｆとしている。

図４に示すように、第１固定部材４１は、振動板１０の裏側面１１に埋め込まれた鬼目ナット４４とネジ４５とを介して振動板１０の裏側面１１に固定されている。そして、図２に示すように、第１固定部材４１は振動板１０の幅方向Ｘの中央に位置する仮想中央線１１ａを挟むように仮想中央線１１ａ近傍に２個設けられている。そして本例では、かかる２個の第１固定部材４１が、振動板１０の高さ方向中央位置よりも上側の領域と下側の領域とにそれぞれ１セットずつ設けられ、合計４個の第１固定部材４１が備えられている。

図４に示すように、第１固定部材４１の厚さｄ１と、第２固定部材４２の厚さｄ２、すなわち、図５に示す中間部４２２における振動板１０側の面の下地表面３１からの距離ｄ２との合計である間隙幅ｄ３は、アクチュエータユニット２０の厚さｄ４よりも小さくなっている。そして、アクチュエータユニット２０と振動板１０との隙間に介在する緩衝部材５０は厚さｄ５であって両者の間が埋められている。

次に、本例のフラットスピーカ１における作用効果について、詳述する。
本例のフラットスピーカ１においては、振動板１０は磁力によって支持部材３０に固定されている。そのため、接着剤を使用して両者を固定した場合に比べて、接着剤の劣化や接着不良による接合力のバラツキが生じず、音質を安定化させることができる。さらに、振動板１０と支持部材３０とをネジにより強固に締め付けた場合に比べて、振動部２１の微細な振動に対する追随性が低下しにくく、長期間使用しても締め付け部位の破損やネジのゆるみが生じにくく、長期使用に伴う音質低下を抑制できる。

また、本例では、緩衝部材５０は、ショアＡ硬度が１０〜６０の範囲内にある材料からなる。これにより、緩衝部材５０を介して振動部２１と振動板１０とが確実に当接した状態となるように緩衝部材５０が適度な弾力性を有することとなる。その結果、振動部２１と振動板１０との間で発生するビビりなどの異音の発生を抑制しつつ、振動板１０への振動の伝播が阻害されることを抑制することができ、音質向上が図られる。

また、本例では、振動板１０は、ゾノトライト系ケイ酸カルシウム板からなる。ゾノトライト系ケイ酸カルシウム板は、比較的強度が高く、フラットパネルにおける振動板１０としての振動特性に優れているため、音質向上に寄与する。そして、本例では、上述の通り、振動板１０は磁力によって支持部材３０に固定されており、振動板１０と振動部２１とが直接接合された状態ではないため、振動部２１の振動により振動板１０が破損することがない。

また、本例では、支持部材３０は図２に示す居住空間１００を構成する壁１０１の下地材３０ａであって、振動板１０は壁の装飾面を構成する装飾パネルである。これにより、居住空間１００の装飾面自体をフラットスピーカ１で形成することができるため、フラットスピーカ１が居住空間に極めてなじんだ状態にできるとともに、居住空間を広く活用することができる。さらに、フラットスピーカ１の組み付けに際して、振動板１０の第１固定部材４１を支持部材３０の第２固定部材４２に重ね合わせるだけで振動板１０を取り付けることができるため、作業性がよい。また、振動板１０の交換も容易となる。

なお、本例では、支持部材３０は居住空間１００を構成する壁１０１の下地材３０ａとしたがこれに替えて、図６、図７に示す変形例１のように、脚部３５を有する居住空間１００を仕切る間仕切りの下地材３０ａであってもよい。そして、当該変形例１では、アンプ６０を間仕切りの下地材３０の背面側に配置して、振動板１０側からアンプ６０が視認されにくいようにしている。当該変形例１においても本例と同等の作用効果を奏する。

また、本例では、第１固定部材４１と第２固定部材４２とは、２．００〜２５．００ｋｇｆの範囲内の接合力を呈する磁力で接合されている。これにより、振動板１０を確実に支持することができ、かつ振動板１０の取り外しが容易となるとともに、アクチュエータユニット２０の振動部２１と振動板１０との間にわずかな位置ズレが生じても、当該位置ズレを吸収して両者の当接状態を維持することができ、音質低下を抑制することができる。

なお、本実施例の場合と替えて、図８に示す変形例２のように、第２固定部材４２の中間部４２２を下地表面３１に当接させて固定し、第２固定部材４２の両端部４２１と振動板１０に設けられた第１固定部材４１とを磁力によって接合するようにしてもよい。この場合も実施例１と同様の作用効果を奏する。また、当該変形例２では、アクチュエータユニット２０は中間部４２２に取り付けられている。これにより、第２固定部材４２とアクチュエータユニット２０とを予め一体的に構成することができ、組付け作業性の向上を図ることができる。

なお、本例では、第１固定部材４１を磁石で構成するとともに第２固定部材４２を屈曲させた長板状の金属板で構成することとしたが、両者を入れ替えて、第１固定部材４１を屈曲させた長板状の金属板で構成するとともに第２固定部材４２を磁石で構成することとしてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

以上のごとく、本例及び各変形例によれば、音質を安定化できるとともに、長期使用に伴う音質低下を抑制できるフラットスピーカ１を提供することができる。

本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施例に適用することが可能である。

１ フラットスピーカ
１０ 振動板
２０ アクチュエータユニット
２１ 振動部
３０ 支持部材
３０ａ 下地材
４０ 固定手段
４１ 第１固定部材
４２ 第２固定部材
５０ 緩衝部材

Claims (5)

1. 平板状の振動板と、
   上記振動板を振動させる振動部を有するアクチュエータユニットと、
   上記アクチュエータユニットが取り付けられた支持部材と、
   上記振動板を上記支持部材に固定するための固定手段と、を備え、
   上記固定手段は、上記振動板に設けられた第１固定部材と、上記支持部材に設けられるとともに磁力によって上記第１固定部材に吸着する第２固定部材とを含んでおり、
   上記振動部は、上記振動板との間に設けられた緩衝部材を介して上記振動板に当接している、フラットスピーカ。
2. 上記緩衝部材は、ショアＡ硬度が１０〜６０の範囲内にある弾性材料からなる、請求項１に記載のフラットスピーカ。
3. 上記振動板は、ゾノトライト系ケイ酸カルシウム板からなる、請求項１又は２に記載のフラットスピーカ。
4. 上記支持部材は居住空間を構成する壁の下地材又は居住空間内を仕切る間仕切りの下地材であり、上記振動板は上記壁又は間仕切りの装飾面を構成する装飾パネルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフラットスピーカ。
5. 上記第１固定部材と上記第２固定部材と間の吸着力は、２．００〜２５．００ｋｇｆの範囲内である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフラットスピーカ。

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