JP4085313B2 - Omnidirectional speaker - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、振動板の面振動により生ずる音波が無指向性となるスピーカに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
音響機器のスピーカとして、板面に帯状のN極とS極とが交互に形成された永久磁石板と、前記N極とS極の境界領域に沿って延びる電気配線を板面に形成した振動板とを組合わせた薄型平板スピーカが提案されている。この薄型平板スピーカは、軽量化および省スペース化を図り得ると共に、放射される音波の指向性が強く、音波をより遠くへ伝播し得る特性を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般にスピーカでは、放射される音波は、その設置面に平行な方向において指向性を有するため、良好な音を聴取し得る範囲は限られている。そこで、筒状筐体の周側面に多数のスピーカユニットを配設して無指向性を実現したものがあるが、これは大型化すると共に多音源となる問題を内在している。そこで、前記軽量化および省スペース化に有利な薄型平板スピーカを用いた無指向性のスピーカ装置が提案される。しかし、この場合であっても放射される音波の指向方向が異なるように、複数の永久磁石板と振動板とを組合わせる必要があり、その構成が複雑になると共に重量が嵩み、またコストも高くなる問題を招く。
【0004】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来の技術に内在している課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、構造が簡単で軽量かつ低コストの無指向性のスピーカを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る無指向性スピーカは、板面に帯状のN極とS極とが交互に形成されたボンド磁石からなる永久磁石板と、前記N極とS極の境界領域に沿って延びる電気配線を板面に形成した振動板とを緩衝材を挟んだ状態でケーシングに収容し、前記振動板の面振動により音波を生ずるスピーカであって、
前記ケーシングが曲面形状に形成され、かつ該ケーシングに収容される前記永久磁石板、振動板および緩衝材が該ケーシングと同様の曲面形状になっていることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る無指向性スピーカにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【0007】
図1および図2は、実施例に係るスピーカを示すものであって、該スピーカ10は、永久磁石板12と、該永久磁石板12に対向するよう配置した振動板14と、該振動板14における表裏の両側に介在する一対の緩衝材16と、これらを収容するケーシング18とから基本的に構成され、その全体の外形形状は、平面において略sin曲線を呈している(図3参照)。
【0008】
前記永久磁石板12は、樹脂材に磁粉を混入して所要厚み(例えば2mm)のシート状に成形された可撓性を有するボンド磁石であり、その振動板14と対向する板面の略全体に、帯状のN極とS極とが交互に形成されている。またN極とS極との間の境界領域に、多数の貫通孔12aが所定パターンで形成してある。
【0009】
前記振動板14は、薄く柔軟で可撓性を有する樹脂フィルムであって、その表裏の両板面の全体に亘り、電気配線20が蛇行状に印刷形成されており、該電気配線20は、振動板14の一辺中央に設けられた給電端子部22に接続されている。そして、振動板14と永久磁石板12とは、前記電気配線20の直線部(ターン部以外の部分)がN極とS極との境界領域に沿って交互に反対方向へ延びるよう対向配置される。なお実施例では、振動板14の表面と永久磁石板12の裏面とが対向するよう配置され、給電端子部22に交流信号が入力すると、N極からS極へ向かう磁束線を横切るよう相互に反対方向へ延びる電気配線20部分に、フレミングの左手の法則により交流信号の極性に応じた表面側あるいは裏面側(厚み方向)へ同一方向の力が作用して振動板14が振動して、音波を生ずるよう構成される。
【0010】
前記振動板14の表裏両側に介在する前記緩衝材16は、軟質でかつ音波を通し得る通気性を有し、振動板14と略同じ大きさの例えば不織布のシートで構成され、振動板14と前記永久磁石板12および後述するベース部材26との接触による異音の発生等を防止するべく機能する。
【0011】
前記ケーシング18は、図2に示す如く、平面において略sin曲線を呈する前後に対称な前側のカバー部材24と後側のベース部材26とから構成され、両部材24,26は、外周一定幅のフランジ24a,26aを除く内周部を浅く凹陥させた容器状に成形され、フランジ同士を前後に当接してボルト等の固定手段で固定するよう組合わせることで、内部に所要の空間が画成されるようになっている。そして、前側から順に重ね合わされた前記永久磁石板12、緩衝材16、振動板14および緩衝材16は、前記振動板14の電気配線20が形成されていない外周縁部に対応する部位がフランジ24a,26aで挟持された状態で、ケーシング18の空間に収容されている。すなわち、永久磁石板12、振動板14および一対の緩衝材16は、両部材24,26の形状に倣って、平面において略sin曲線となる姿勢で空間に収容される。なお実施例では、永久磁石板12のN極,S極および振動板14における電気配線20の直線部は、水平方向に延在するよう設定されるが、鉛直方向に延在するようにしてもよい。またカバー部材24およびベース部材26には、前記永久磁石板12に形成された貫通孔12aと一致する貫通孔24b,26bが形成されており、前記振動板14で発生した音波は、これら貫通孔12a,24b,26bを経て効率的にケーシング18外に放射されるよう構成される。
【0012】
前記ケーシング18を外郭とするスピーカ10は、図1に示す如く、その一辺(図の左辺)から裏側(後側)に凸状となる半円状に湾曲する第1湾曲部10aと、他辺(図の右辺)から表側(前側)に凸状となる半円状に湾曲する第2湾曲部10bとが連設して、平面において略sin曲線を呈する形状となっている。すなわち、当該スピーカ10における音波の放射面となる第1湾曲部10aおよび第2湾曲部10bの表裏の両面は、2次元において略全方位に臨むよう設定されており、実施例のスピーカ10は水平方向において360°の無指向性を有するよう構成される。
【0013】
ちなみに、実施例のスピーカ10は、図3に示す如く、両湾曲部10a,10bにおける円弧部の中心角は135°で、半径は40mmに設定されるが、その値は任意に変更可能である。また、第1湾曲部10aと第2湾曲部10bとの中心角や半径を異なるように設定することも可能である。
【0014】
【実施例の作用】
次に、前述した実施例に係るスピーカの作用につき説明する。前記スピーカ10では、前記給電端子部22に交流信号を入力すると、前記ケーシング18に収容されている永久磁石板12と振動板14とによるフレミングの左手の法則によって、該振動板14が前後方向に面振動して音波を生ずる。この場合に、振動板14およびケーシング18は、平面において略sin曲線を呈して、その音波の放射面は水平方向において360°の全方向を指向しているから、図3に示す如く、スピーカ10からは水平方向の全方位に向けて音波が放射される。言い換えるならば、実施例のスピーカ10は、当該スピーカ10の設置面と平行な水平方向に360°の無指向性となり、良好な音を聴取し得る範囲は限定されなくなる。しかも、永久磁石板12および振動板14は夫々一枚の板で構成されているから単音源でかつ構造は簡単となり、軽量化を図り得ると共に製造コストを低廉に抑えることができる。
【0015】
【実験例】
1枚の薄型平面スピーカを用いた従来例1、2枚の薄型平面スピーカをL型に組合わせた従来例2および前記実施例に係るスピーカである発明例の夫々において、1kHzと2kHzの各周波数の交流信号を入力した場合の2次元での全方位における音圧特性を測定した結果を、図4(a),図5(a),図6(a)に夫々示す。なお、従来例1でのスピーカの設置姿勢は、図4(b)に示す如く、その表面と裏面が0°と180°を向き、従来例2でのスピーカの設置姿勢は、図5(b)に示す如く、一方のスピーカの表面と裏面が0°と180°とを向き、これと直交する他方のスピーカの表面と裏面が90°と270°を向くよう設定される。また、発明例でのスピーカの設置姿勢は、図6(b)に示す如く、第1湾曲部の内周面が0°を向き、第2湾曲部の内周面が180°を向くよう設定される。
【0016】
従来例1では、図4(a)に示す如く、スピーカの左右端部が向く90°および270°での音圧特性が特に低く、全方位における音圧特性のバラツキが大きい。従来例2では、図5(a)に示す如く、2枚のスピーカの板面(表裏面)が向く0°,90°,180°および270°において高い音圧特性は得られるが、夫々の方位から夫々45°異なる方位、すなわち45°,135°,225°および315°での音圧特性は低く、全方位における音圧特性には依然としてバラツキがある。これに対し、発明例では、図6(a)に示す如く、略全方位においてバラツキの少ない(平坦化された)高い音圧特性が得られることが確認された。
【0017】
【別実施例】
図7は、別実施例に係るスピーカを示すものであって、基本的な構成は同じであって、外形形状がドーム状の曲面形状となっている点が異なっている。すなわち、この別実施例のスピーカ28では、ケーシング18を構成するカバー部材24とベース部材26とがドーム状に成形され、両部材24,26を組合わせることにより内部画成される空間に、同じくドーム状となる永久磁石板12、振動板14および一対の緩衝材16が収容される。従って、このスピーカ28を床面に置いた状態では、その上方の全ての方位に音波を放射する面が向いており、床面から上方の全方位の無指向性となる。なお、該スピーカ28を天井面に下向き(下側に凸となる状態)に設置すれば、下方の全方位の無指向性を有するスピーカとなる。
【0018】
【変更例】
本願のスピーカの外形形状は、前述した実施例や別実施例の形状に限定されるものでなく、U,J,C字形状や、その他の自由な曲面形状を採用し得る。また実施例では振動板の一方の板面側(表面側)にのみ永久磁石板を配置したが、該振動板を挟む両板面側に永久磁石板を配置する構成を採用し得る。更に、緩衝材については、振動板における電気配線の形成領域を外れた外周縁部にのみ当接する枠状のものであってもよい。
【0019】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る無指向性スピーカによれば、永久磁石板および振動板を曲面形状とすることで、該振動板の面振動により生ずる音波は無指向性となり、スピーカに対して良好な音を聴取し得る範囲が広がる。しかも、1枚の永久磁石板および振動板で構成し得るから、構造が簡単で、軽量かつ低コストを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係るスピーカを示す概略斜視図である。
【図2】実施例に係るスピーカを分解状態で示す概略斜視図である。
【図3】実施例に係るスピーカの形状を示す説明図である。
【図4】従来例1に係る実験例のグラフ図および設置姿勢の説明図である。
【図5】従来例2に係る実験例のグラフ図および設置姿勢の説明図である。
【図6】発明例に係る実験例のグラフ図および設置姿勢の説明図である。
【図7】別実施例に係るスピーカの概略斜視図である。
【符号の説明】
12 永久磁石板
14 振動板
16 緩衝材
18 ケーシング
20 電気配線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speaker in which sound waves generated by surface vibration of a diaphragm are non-directional.
[0002]
[Prior art]
As a speaker of an audio device, a vibration in which a permanent magnet plate having strip-shaped N poles and S poles alternately formed on a plate surface and electric wiring extending along the boundary region between the N poles and the S poles is formed on the plate surface A thin flat panel speaker combined with a plate has been proposed. This thin flat speaker can be reduced in weight and space, has a strong directivity of emitted sound waves, and has a characteristic of allowing sound waves to propagate further.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in a loudspeaker, a radiated sound wave has directivity in a direction parallel to the installation surface, and thus a range in which a good sound can be heard is limited. In view of this, some speaker units are provided on the peripheral side surface of the cylindrical housing to achieve omnidirectionality. However, this is problematic in that it increases in size and becomes a multi-sound source. Therefore, an omnidirectional speaker device using a thin flat panel speaker that is advantageous for weight reduction and space saving is proposed. However, even in this case, it is necessary to combine a plurality of permanent magnet plates and diaphragms so that the directivity directions of the radiated sound waves are different, which complicates the configuration and increases the weight and costs. Also leads to higher problems.
[0004]
OBJECT OF THE INVENTION
In view of the problems inherent in the above-described conventional technology, the present invention has been proposed to suitably solve this problem, and provides an omnidirectional speaker that is simple in structure, lightweight, and low in cost. For the purpose.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the intended purpose suitably, the omnidirectional speaker according to the present invention is a permanent magnet composed of a bonded magnet in which strip-shaped N poles and S poles are alternately formed on a plate surface. A magnet plate and a diaphragm formed on the plate surface with electrical wiring extending along the boundary region between the N pole and the S pole are accommodated in a casing with a cushioning material sandwiched therebetween, and sound waves are generated by the surface vibration of the diaphragm. The resulting speaker,
The casing is formed in a curved shape , and the permanent magnet plate, the diaphragm, and the buffer material accommodated in the casing have a curved shape similar to that of the casing .
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the omnidirectional loudspeaker according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of preferred embodiments.
[0007]
1 and 2 show a speaker according to an embodiment. The
[0008]
The
[0009]
The vibration plate 14 is a thin, soft and flexible resin film, and the
[0010]
The
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
As shown in FIG. 1, the
[0013]
Incidentally, as shown in FIG. 3, in the
[0014]
[Effect of the embodiment]
Next, the operation of the speaker according to the above-described embodiment will be described. In the
[0015]
[Experimental example]
Conventional example using one thin flat speaker, Conventional example 2 in which two thin flat speakers are combined in an L shape, and the invention example which is a speaker according to the above example, each frequency of 1 kHz and 2 kHz FIG. 4A, FIG. 5A, and FIG. 6A show the results of measuring the sound pressure characteristics in all directions in two dimensions when the AC signal is input. As shown in FIG. 4 (b), the front and back surfaces of the speaker in Conventional Example 1 are oriented at 0 ° and 180 °, and the speaker is installed in Conventional Example 2 in FIG. ), The front and back surfaces of one speaker are set to face 0 ° and 180 °, and the front and back surfaces of the other speaker orthogonal to this are set to face 90 ° and 270 °. In addition, as shown in FIG. 6B, the installation posture of the speaker in the invention example is set so that the inner peripheral surface of the first bending portion faces 0 ° and the inner peripheral surface of the second bending portion faces 180 °. Is done.
[0016]
In Conventional Example 1, as shown in FIG. 4A, the sound pressure characteristics at 90 ° and 270 ° at which the left and right ends of the speaker face are particularly low, and the variation in sound pressure characteristics in all directions is large. In Conventional Example 2, as shown in FIG. 5A, high sound pressure characteristics are obtained at 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° where the plate surfaces (front and back surfaces) of the two speakers face each other. Sound pressure characteristics at 45 °, 135 °, 225 °, and 315 ° are different from each other, that is, 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °, and the sound pressure characteristics in all directions still vary. On the other hand, in the invention example, as shown in FIG. 6A, it was confirmed that high sound pressure characteristics with little variation (flattened) were obtained in almost all directions.
[0017]
[Another example]
FIG. 7 shows a speaker according to another embodiment, which has the same basic configuration, except that the outer shape is a dome-shaped curved surface. That is, in the
[0018]
[Example of change]
The external shape of the speaker of the present application is not limited to the shapes of the above-described embodiments and other embodiments, and U, J, C-shapes and other free curved surfaces can be adopted. In the embodiment, the permanent magnet plate is disposed only on one plate surface side (surface side) of the diaphragm, but a configuration in which the permanent magnet plates are disposed on both plate surface sides sandwiching the diaphragm may be employed. Further, the cushioning material may be a frame-like material that comes into contact only with the outer peripheral edge portion outside the electric wiring formation region on the diaphragm.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the omnidirectional speaker according to the present invention, by making the permanent magnet plate and the diaphragm have curved surfaces, the sound wave generated by the surface vibration of the diaphragm becomes omnidirectional and is not directed to the speaker. The range in which a good sound can be heard is expanded. Moreover, since it can be composed of one permanent magnet plate and diaphragm, the structure is simple, light weight and low cost can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a speaker according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the speaker according to the embodiment in an exploded state.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a shape of a speaker according to an example.
4 is a graph of an experimental example according to Conventional Example 1 and an explanatory diagram of an installation posture. FIG.
5 is a graph of an experimental example according to Conventional Example 2 and an explanatory diagram of an installation posture. FIG.
FIG. 6 is a graph of an experimental example according to an example of the invention and an explanatory diagram of an installation posture.
FIG. 7 is a schematic perspective view of a speaker according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
12 Permanent magnet plate 14
Claims (3)
前記ケーシング (18) が曲面形状に形成され、かつ該ケーシング (18) に収容される前記永久磁石板 (12) 、振動板 (14) および緩衝材 (16) が該ケーシング (18) と同様の曲面形状になっている
ことを特徴とする無指向性スピーカ。A permanent magnet plate (12) made of a bond magnet in which strip-shaped N poles and S poles are alternately formed on the plate surface, and electric wiring (20) extending along the boundary region between the N pole and the S pole. formed vibration plate (14) housed in the casing (18) in a state sandwiching the cushioning material (16), wherein a loudspeaker produces a sound wave by the surface vibration of the diaphragm (14) to,
The casing (18) is formed in a curved shape, and the permanent magnet plate housed in said casing (18) (12), the diaphragm (14) and cushioning material (16) is similar to the casing (18) An omnidirectional speaker characterized by a curved shape .
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