JP5328486B2 - Electromagnetic transducer - Google Patents
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Description
この発明は、例えば永久磁石と振動板を組み合わせてオーディオ信号を再生する電磁変換器に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic transducer that reproduces an audio signal by combining a permanent magnet and a diaphragm, for example.
従来から、マグネット(永久磁石)とフレキシブル基板(振動板)とを組み合わせた電磁変換器は、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1に開示されている電磁変換器は、リアマグネット(背面永久磁石)およびフロントマグネット(前面永久磁石)と、これらを覆うケース(支持部材)とを備えている。永久磁石は、帯状の異なる磁極が、一定の間隔をおいて交互に形成された、いわゆる多極着磁パターンが形成されたものである。
Conventionally, various technologies have been proposed for an electromagnetic transducer in which a magnet (permanent magnet) and a flexible substrate (diaphragm) are combined. For example, the electromagnetic transducer disclosed in
また、振動板は、永久磁石の異なる磁極同士の間隙部分のいわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるボイスコイルが形成されたフレキシブル基板である。振動板は、支持部材により厚み方向に全面で変位可能に支持されている。 The diaphragm is a flexible substrate in which a voice coil made of a meandering conductor pattern is formed at a position opposite to a so-called magnetized neutral zone in a gap portion between different magnetic poles of a permanent magnet. . The diaphragm is supported by the support member so as to be displaceable over the entire surface in the thickness direction.
振動板のボイスコイルに電流(音声信号)が流れると、ボイスコイルと永久磁石の多極着磁パターンが電磁的に作用し、フレミング左手の法則に従い、振動板としてのフレキシブル基板が音声振動を発生し、発生した音声振動は、永久磁石と支持部材とに開けられた音放射穴を通り外部に放射される。 When a current (audio signal) flows through the voice coil of the diaphragm, the multi-pole magnetization pattern of the voice coil and permanent magnet acts electromagnetically, and the flexible substrate as the diaphragm generates voice vibration according to Fleming's left-hand rule The generated sound vibration is radiated to the outside through a sound radiation hole formed in the permanent magnet and the support member.
このような電磁変換器では、大きな音圧を得るために、大きい面積の振動板を用いたり、複数の電磁変換器からなるスピーカ・アレイを用いている。 In such an electromagnetic transducer, in order to obtain a large sound pressure, a diaphragm having a large area or a speaker array including a plurality of electromagnetic transducers is used.
また、複数のスピーカ(電磁変換器)からなるスピーカ・アレイにおいて、各スピーカへの入力に対し、重み因子としてベッセル係数を使って重み付けをすることで、放射状に分布した音を得る技術(ベッセル・アレイの原理)が開示されている(非特許文献1、非特許文献2を参照)。
In addition, in a speaker array composed of a plurality of speakers (electromagnetic transducers), a technique for obtaining a sound distributed radially by weighting the input to each speaker using a Bessel coefficient as a weighting factor (Bessel The principle of the array) is disclosed (see Non-Patent
一般的に、電磁変換器において振動板の面積を大きくすると音圧レベルが大きくなるが指向性が狭くなり、また、縦横比の大きい矩形状の電磁変換器は、寸法の小さい短手方向の指向性に比べて、寸法の大きい長手方向の指向性が鋭くなる。したがって、従来の電磁変換器の構成では、音圧レベルを大きくするため、大きい面積の振動板や縦横比の大きい矩形状の振動板を用いた場合、放射される音の指向性が狭くなり、音が広範囲に放射されないという課題があった。
また、従来のベッセル・アレイは、複数の電磁変換器毎の駆動力を変化させるため、単体の電磁変換器では実現できないという課題があった。
In general, when the area of the diaphragm is increased in an electromagnetic transducer, the sound pressure level increases, but the directivity decreases, and the rectangular electromagnetic transducer with a large aspect ratio is oriented in the short direction with a small size. Compared to the property, the directivity in the longitudinal direction having a large dimension becomes sharper. Therefore, in the configuration of the conventional electromagnetic transducer, in order to increase the sound pressure level, when using a diaphragm having a large area or a rectangular diaphragm having a large aspect ratio, the directivity of the radiated sound is narrowed. There was a problem that sound was not radiated in a wide range.
Further, since the conventional vessel array changes the driving force for each of the plurality of electromagnetic transducers, there is a problem that it cannot be realized by a single electromagnetic transducer.
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、大きい音圧レベルで放射する音の指向性を広くして、音を広範囲に放射するようにした電磁変換器を提供することを目的とする。
また、この発明は、ベッセル・アレイを単体の電磁変換器で実現することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an electromagnetic transducer that widens the directivity of sound radiated at a large sound pressure level and radiates sound over a wide range. Objective.
Another object of the present invention is to realize a Bessel array with a single electromagnetic transducer.
この発明に係る電磁変換器は、組み合わせた際に中空を形成する一対のフレームと、一対のフレームの相対する内壁面に対向して配置された永久磁石と、ボイスコイルが形成され、永久磁石間に配置された振動板と、一対のフレームの端部間に配置され、振動板を挟み込むと共に、振動板を分割して振動可能に支持する分割支持部を有するスペーサとを備え、振動板を分割支持部により分割された振動部をベッセル・アレイの重み因子に基づいて駆動させるものである。
The electromagnetic transducer according to the present invention includes a pair of frames that form a hollow when combined, a permanent magnet that is disposed to oppose the opposing inner wall surfaces of the pair of frames, and a voice coil that is formed between the permanent magnets. The diaphragm is arranged between the end portions of the pair of frames and a spacer having a divided support portion that sandwiches the diaphragm and supports the divided diaphragm so that the diaphragm can vibrate. The vibration part divided by the support part is driven based on the weight factor of the vessel array .
この発明に係る電磁変換器によれば、スペーサの分割支持部により振動板を複数に分割し、分割された振動部をベッセル・アレイの重み因子に基づいて振動板を駆動させるので、放射される音の指向性が狭くなることなく、大きい音圧レベルで放射する音の指向性を広くして、音を広範囲に放射することができる。
According to the electromagnetic transducer according to the present invention, the diaphragm is divided into a plurality of parts by the divided support part of the spacer, and the divided vibration part is driven based on the weight factor of the vessel array. Without narrowing the directivity of the sound, the directivity of the sound radiated at a large sound pressure level can be widened to radiate the sound over a wide range.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。なお、この発明の実施の形態においては、矩形状の電磁変換器に適用した形態について説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1の電磁変換器1の構成例を示す図である。図1(a)が組み立てられた電磁変換器1の全体を斜めから見た場合の全体斜視図であり、図1(b)が電磁変換器1を分解して斜めから見た分解斜視図である。また、図1(c)は、図1(a)のA−A線に沿って切断した場合の電磁変換器を示す断面図である。
Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiment of the present invention, a mode applied to a rectangular electromagnetic transducer will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an
図1(a)に示すように、電磁変換器1は、一定の間隔を空けて音放射穴13を有し、磁性体からなるフレーム10に覆われている。フレーム10は、フロントフレーム11とリアフレーム12とを組み合わせた際に中空の筺体構造となるように構成されており、フロントフレーム11及びリアフレーム12の間にはスペーサ30が挟み込まれている。音放射穴13は、フロントフレーム11及びリアフレーム12にそれぞれ一定の間隔をあけて形成されており、フレーム10の内部で発生させたオーディオ振動を外部に放出させる。
As shown in FIG. 1 (a), the
図1(b)に示すように、中空のフレーム10の内部には、フロントフレーム11とリアフレーム12との端部間に挟まれるようにして、マグネット(永久磁石)20、スペーサ30、フレキシブル基板(振動板)40が収容されている。
As shown in FIG. 1B, a magnet (permanent magnet) 20, a
マグネット20は、フロントマグネット21及びリアマグネット22から構成されており、複数の棒状の永久磁石を所定の間隙をあけて配置されている。フロントマグネット21は、フロントフレーム11の内壁面に接着固定され、リアマグネット22は、リアフレーム12の内壁面に接着固定されている。また、フロントマグネット21とリアマグネット22とは、対向する位置に配置される。
The
スペーサ30は、フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bから構成されている。フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bには、分割支持部31が設けられており、フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bは、分割支持部31により複数の枠形状が形成されている。フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bの間には、フレキシブル基板40が挟み込まれており、分割支持部31によりフレキシブル基板40を長手方向に区切って、振動可能に分割し支持している。
The
フレキシブル基板40は、薄く柔軟な樹脂を矩形状に形成した基材45で構成されており、基材45の表面または両面には、蛇行形状の導体パターンからなるボイスコイル46が形成されている。また、フレキシブル基板40は、長手方向両端でフロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bに挟み込まれるとともに、分割支持部31によって後述する複数の振動部からなる分割振動部41を形成しており、各分割振動部41が振動可能に分割支持されている。
The
図1(c)に示すように、フロントフレーム11とリアフレーム12とを組み合わせた中空に収納されるフロントマグネット21及びリアマグネット22は、一定の間隔をおいて交互に異なる磁極となるように配置されており、フロントマグネット21及びリアマグネット22は、お互いの対向する極性が同極同士で配置されている。また、図1(c)において、わかりやすくするため、分割支持部31を破線で示している。分割支持部31は、基材45及びボイスコイル46、すなわち、フレキシブル基板40を挟み込んで支持している。
なお、フロントマグネット21及びリアマグネット22とフレキシブル基板40との距離(ギャップ)は、フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bの高さを変えることで変更可能である。
As shown in FIG. 1 (c), the
The distance (gap) between the
電磁変換器1の動作について説明する。
フレキシブル基板40のボイスコイル46に電流(音声信号)が流れると、ボイスコイル46とマグネット20が電磁的に作用し、フレミングの左手の法則に従い、フレキシブル基板40の分割振動部41がそれぞれ音声振動を発生し、発生した音声振動は、フレーム10にあけられた音放射穴13を通り外部に放射される。
The operation of the
When a current (audio signal) flows through the
次に、分割振動部41に適用されるベッセル・アレイの重み因子について説明する。
図2は、この発明の電磁変換器1に用いられるフレキシブル基板40を平面から見た概略平面図である。なお、図2に示す符号(+及び−)は、振動の位相(向き)を示しており、数値(0,0.5,1.0)は駆動力の比を示している。
Next, the weight factor of the Bessel array applied to the divided
FIG. 2 is a schematic plan view of the
図2に示すように、フレキシブル基板40は、フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bの分割支持部31により、分割振動部41として複数の振動部41a〜41gに分割されている。振動部41a〜41gは、例えばベッセル・アレイの重み因子に基づいて、振動部41a〜41g毎に変化させた駆動力を有するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
図2には、スペーサ30の分割支持部31によりフレキシブル基板40を7分割した7次のベッセル・アレイの例を示している。分割振動部41の重み因子は、ベッセル・アレイの原理に基づいて、振動部41a(図2の最も左側)が−0.5、振動部41b(図2の左から2番目)が+1.0、振動部41c(図2の左から3番目)が−1.0、振動部41d(中央)が0、振動部41e(図2の右から3番目)が+1.0、振動部41f(図2の右から2番目)が+1.0、振動部41g(図2の最も右側)が+0.5と予め決められている。
この発明では、このベッセル・アレイの重み因子(以下、単に「重み因子」と述べる)に基づいて、マグネット20の磁力を調整している。
FIG. 2 shows an example of a seventh-order vessel array in which the
In the present invention, the magnetic force of the
次に、マグネット20の磁力の調整方法について説明する。
図3は、この発明の電磁変換器1のマグネット20の磁力を調整する例を示しており、図3(a)は、図1(a)のB−B線に沿って切断した場合の電磁変換器1の一部断面図であり、実施の形態1のリアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40を示している。
Next, a method for adjusting the magnetic force of the
FIG. 3 shows an example of adjusting the magnetic force of the
なお、図3において、S及びNはリアマグネット22の固定面と相対する面の極性を示しており、符号(+及び−)は、振動の位相(向き)であり、数値(0,0.5,1.0)は駆動力の比である。
また、図3(a)では、リアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40のみを示しているが、フロントフレーム11及びフロントマグネット20aも同様の構成である。
In FIG. 3, S and N indicate the polarities of the surfaces facing the fixed surface of the
3A shows only the
図3(a)に示すように、リアマグネット22は、両端に配置されたリアマグネット22a,22gの厚みが、リアマグネット22b,22c,22e,22fの厚みの略半分で形成されている。詳しくは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gに対向する位置には、体積の小さいリアマグネット22a,22gを配置しており、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fに対向する位置には、体積の大きいリアマグネット22b,22c,22e,22fを配置しており、重み因子の数値が0の振動部41dに対向する位置には、マグネットを配置しない。即ち、マグネットの磁力の大きさは体積の大きさに比例するため、重み因子に基づいて体積の大きさを調整したリアマグネット22を振動部41a〜41gに対向する位置に配置することで振動部41a〜41gへ供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 3A, the
また、重み因子の符号が負(−)の振動部41a,41cに対向するリアマグネット22a,22cの極性はS極であり、重み因子の符号が正(+)の振動部41b,41e,41f,41gに対向するリアマグネット22b,22e,22f,22gの極性はN極である。なお、重み因子の符号が負(−)と正(+)の位置で異なる極性にする構成であれば良く、負(−)の振動部41a,41cに対向するリアマグネット22の極性をN極として、重み因子の符号が正(+)の振動部41b,41c,41e,41fに対向するリアマグネット22の極性をS極としてもよい。
Further, the polarities of the
このようにマグネット20の磁力を調整することで、駆動する際にフレキシブル基板40は、符号(+及び−)に基づいた向きの振動の位相となり、数値に基づいた大きさで駆動する。即ち、フレキシブル基板40は、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて変化させた駆動力で駆動する。
By adjusting the magnetic force of the
以上のように、この実施の形態1によれば、フロントスペーサ30a及びリアスペーサ30bの分割支持部31がフレキシブル基板40を複数の振動部41a〜41gに分割し、複数の振動部41a〜41g毎の駆動力を変化させるので、放射される音の指向性が狭くなることなく、大きい音圧レベルで放射する音の指向性を広くして、音を広範囲に放射することができる。
As described above, according to the first embodiment, the divided
また、この実施の形態1によれば、振動部41a〜41gが、ベッセル・アレイの重み因子に基づいて、振動部41a〜41g毎に変化させた駆動力を有するように構成されているので、ベッセル・アレイを単体の電磁変換器で実現できるという効果が得られる。
Further, according to the first embodiment, the
さらに、この実施の形態1によれば、マグネット20の体積及び極性の向きを調整し、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて、マグネット20の極性及び磁力を調整しているので、振動部41a〜41gの駆動力を容易に調整することができるという効果が得られる。
Furthermore, according to the first embodiment, the volume and polarity direction of the
実施の形態2.
実施の形態1では、重み因子に基づいて体積の大きさを変えたマグネット20を配置する構成について説明したが、実施の形態2は、マグネット20の材質を変えて磁力の調整を行う構成について説明する。
図3(b)は、実施の形態2のリアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40を示す電磁変換器1の一部断面図である。なお、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the configuration in which the
FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the
図3(b)に示すように、リアマグネット22は、両端に配置されたリアマグネット22a,22gが、リアマグネット22b,22c,22e,22fと異なる材質で構成されている。詳しくは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gに対向する位置には、フェライトマグネットを配置しており、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fに対向する位置には、ネオジマグネットを配置しており、重み因子の数値が0の振動部41dに対向する位置には、マグネットを配置しない。即ち、フェライトマグネットの磁力に比べ、ネオジマグネットの磁力が強いため、重み因子に基づいて異なる材質のリアマグネット22を振動部41a〜41gに対向する位置に配置することで振動部41a〜41gへ供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 3B, in the
なお、図3(b)では、リアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40のみを示しているが、フロントフレーム11及びフロントマグネット21も同様の構成である。
3B shows only the
このようにマグネット20の材質を変えて磁力を調整することで、駆動する際にフレキシブル基板40は、符号(+及び−)に基づいた向きの振動の位相となり、数値に基づいた大きさで駆動する。即ち、フレキシブル基板40は、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて調整した駆動力で駆動する。したがって、単体の電磁変換器により、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
In this way, by changing the material of the
以上のように、この実施の形態2によれば、マグネット20の材質を振動部41a〜41g毎の重み因数に基づいて調整することにより、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by adjusting the material of the
また、この実施の形態2によれば、マグネット20の材質を変化させるようにしたので、マグネット20の体積の大きさを変化させること無く、フレキシブル基板40に供給する磁力を調整することができる。
Further, according to the second embodiment, since the material of the
なお、実施の形態2では、磁力の強さを調整するために、異なる材質のマグネット20を用いたが、着磁時に着磁電圧を変えた同じ材質のマグネット20を用いた構成であってもよい。
In the second embodiment, the
実施の形態3.
実施の形態2においては、材質や着磁電圧を変えて磁力を調整したマグネット20を用いる構成について説明したが、実施の形態3は、バックヨークとしてのフレーム10の形状を変えて磁力を調整する構成について説明する。
図3(c)は、実施の形態3のリアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40を示す電磁変換器1の一部断面図である。なお、実施の形態1,2と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
In the second embodiment, the configuration using the
FIG. 3C is a partial cross-sectional view of the
なお、図3(c)では、リアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40のみを示しているが、フロントフレーム11及びフロントマグネット21も同様の構成である。
3C shows only the
図3(c)に示すように、リアフレーム12は、リアマグネット22a,22gが固定されている位置の厚みが、リアマグネット22b,22c,22e,22fが固定されている位置の厚みよりも薄くなっている。詳しくは、リアフレーム12は、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gに対向する位置の厚みが薄く形成され、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fに対向する位置の厚みが厚く形成されている。即ち、磁性体の透磁率により変化するバックヨークとしての作用力は、磁性体の体積の大きさに比例するため、重み因子に基づいて振動部41a〜41g毎に厚みを変化させたリアフレーム12を設けることで振動部41a〜41gに供給する磁力を調整している。
なお、フレーム10の透磁率を変化させるために、フレーム10の穴を増やす構成にしても良い。
As shown in FIG. 3C, in the
In addition, in order to change the magnetic permeability of the
このように重み因子に基づいてバックヨークとしてのフレーム10の厚みを調整して、フレキシブル基板40へ与える磁力を調整することで、駆動する際にフレキシブル基板40は、符号(+及び−)に基づいた向きの振動の位相となり、数値に基づいた大きさで駆動する。即ち、フレキシブル基板40は、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて変化させた駆動力で駆動する。したがって、単体の電磁変換器により、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
Thus, by adjusting the thickness of the
以上のように、この実施の形態3によれば、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいてフレーム10の厚みを調整したので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, according to the third embodiment, since the thickness of the
また、この実施の形態3によれば、フレーム10の厚みを変化させたので、マグネット20自体の磁力を調整することなく、フレキシブル基板40に供給する磁力を調整することができる。
Further, according to the third embodiment, since the thickness of the
実施の形態4.
実施の形態3では、フレーム10の厚みを変えて透磁率を調整することで、フレキシブル基板40へ与える磁力を調整する構成について説明したが、実施の形態4は、フレーム10の材質を変えて透磁率を変える構成について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the configuration has been described in which the magnetic force applied to the
図3(d)は、実施の形態4のリアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40を示す電磁変換器1の一部断面図である。なお、実施の形態1〜3と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 3D is a partial cross-sectional view of the
なお、図3(d)では、リアフレーム12、リアマグネット22及びフレキシブル基板40のみを示しているが、フロントフレーム11及びフロントマグネット21も同様の構成である。
3D shows only the
図3(d)に示すように、リアフレーム12は、リアマグネット22a,22gが固定されている位置の材質が、リアマグネット22b,22c,22e,22fが固定されている位置の材質とは異なっている。詳しくは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gに対向する位置の材質が樹脂50であり、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fに対向する位置の材質は、例えば鉄などの磁性体である。
即ち、透磁率により変化するバックヨークとしての作用力が磁性体の材質により異なるため、重み因子に基づいて振動部41a〜41g毎に材質を変化させたリアフレーム12を設けることで振動部41a〜41gに供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 3D, the
That is, since the acting force as the back yoke that changes depending on the magnetic permeability varies depending on the material of the magnetic body, the
このように、実施の形態4の電磁変換器1によれば、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいてフレーム10の材質を調整して、フレキシブル基板40へ与える磁力を調整するように構成したので、単体の電磁変換器1により、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
As described above, the
以上のように、この実施の形態4によれば、バックヨークとしてのフレーム10の材質を振動部41a〜41gの重み因子に基づいて調整したので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, according to the fourth embodiment, since the material of the
また、この実施の形態4によれば、フレーム10の材質を変化させたので、フレーム10の形状を変えることなく、フレキシブル基板40に供給する磁力を調整することができる。
Further, according to the fourth embodiment, since the material of the
実施の形態5.
実施の形態1〜4では、フレーム10又はマグネット20の形状を変えて、フレキシブル基板40に与える磁力を調整する構成について説明したが、実施の形態5は、対向するマグネット20間の距離の大きさを変えてフレキシブル基板40に与える磁力を調整する構成について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the first to fourth embodiments, the configuration in which the shape of the
図3(e)は、実施の形態5のフレーム10、マグネット20及びフレキシブル基板40を示した電磁変換器1の一部断面図である。なお、図をわかりやすくするため、スペーサ30を省略して示している。また、実施の形態1〜4と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 3E is a partial cross-sectional view of the
図3(e)に示すように、フロントマグネット21とリアマグネット22との間隔(ギャップ)は、フロントマグネット21及びリアマグネット22の両端で大きくなっている。詳しくは、フロントマグネット21とリアマグネット22とのギャップは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gに相当する位置のギャップAが大きく、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fに相当する位置のギャップBが小さくなるように構成されている。即ち、フロントマグネット21とリアマグネット22とのギャップが大きいと磁力が小さくなり、ギャップが小さいと磁力が大きくなるため、重み因子に基づいて、フロントマグネット21とリアマグネット22とのギャップの大きさを振動部41a〜41g毎に調整して配置することで振動部41a〜41gに供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 3E, the distance (gap) between the
このように、実施の形態5の電磁変換器1によれば、重み因子に基づいてフロントマグネット21とリアマグネット22とのギャップの大きさを調整して、フレキシブル基板40に与える磁力を調整するようにしたので、単体の電磁変換器1により、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
As described above, according to the
以上のように、この実施の形態5によれば、ギャップ振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて、マグネット20間のギャップの大きさを調整したので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, according to the fifth embodiment, since the size of the gap between the
また、この実施の形態5によれば、マグネット20間の距離の大きさを変化させたので、マグネット20及びフレーム10の厚みや材質を変えることなく、フレキシブル基板40に供給する磁力を調整することができる。
Further, according to the fifth embodiment, since the distance between the
実施の形態6.
実施の形態5では、対向するマグネット20間のギャップを変えて磁力を調整する構成について説明したが、実施の形態6は、マグネット20の配置によって磁力を調整する構成について説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, the configuration in which the magnetic force is adjusted by changing the gap between the opposing
図3(f)は、実施の形態6のフレーム10、マグネット20及びフレキシブル基板40を示した電磁変換器1の一部断面図である。なお、図をわかりやすくするため、スペーサ30を省略して示している。なお、実施の形態1〜5と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 3F is a partial cross-sectional view of the
図3(f)に示すように、マグネット20は、フロントマグネット21が両端で配置されていない。詳しくは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gに対向する位置には、リアマグネット22a,22gのみを配置しており、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fに対向する位置には、フロントマグネット21b,21c,21e,21fを配置するとともに、リアマグネット22b,22c,22e,22fを配置しており、重み因子の数値が0の振動部41dに対向する位置には、マグネットを配置しない。即ち、フロントマグネット21とリアマグネット22とを対向させると磁力が大きくなり、フロントマグネット21又はリアマグネット22のみであると磁力は小さいため、重み因子に基づいてマグネットの配置を変化させて、振動部41a〜41gへ供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 3F, the
このように、重み因子に基づいてマグネットの配置の有無を調整したので、例えば、マグネット20を一方のフレーム10のみに配置することで、フレキシブル基板40に与える磁力を調整することができ、単体の電磁変換器1により、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
As described above, since the presence or absence of the magnet is adjusted based on the weighting factor, for example, by arranging the
以上のように、この実施の形態6によれば、振動部41a〜41gの重み因子に基づいて、マグネット20の配置を調整したので、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
As described above, according to the sixth embodiment, since the arrangement of the
また、この実施の形態6によれば、マグネット20の配置の有無を変化させたので、マグネット20の使用量を少なくすることができる。
Further, according to the sixth embodiment, since the presence or absence of the arrangement of the
なお、実施の形態1〜6において、重み因子の数値が0の振動部41dに対向する位置には、リアマグネット22を配置しないと説明したが、磁化していないリアマグネット22を配置するように構成しても良く、また、重み因子の数値が0の振動部41dに相当するフレーム10の音放射穴13を塞いで、振動部41dの振動による音を放射させないように構成しても良い。
In the first to sixth embodiments, it has been described that the
また、実施の形態1〜6では、フロントマグネット21及びリアマグネット22の列数をそれぞれ2列としているが、1列の構成であっても2列以上の複数にした構成であってもよい。また、フロントフレーム11及びリアフレーム12でフレキシブル基板40を挟んだ構造にしているが、片側のみ(フロントのみやリアのみ)のフレーム10及びマグネット20とする構成であっても良い。
Further, in the first to sixth embodiments, the number of rows of the
実施の形態7.
実施の形態1〜6では、重み因子に基づいてフレキシブル基板40に与える磁力を調整する構成について説明したが、フレキシブル基板40に形成されるボイスコイル46のパターンを変えた構成について説明する。
Embodiment 7 FIG.
Although Embodiment 1-6 demonstrated the structure which adjusts the magnetic force given to the
図4(a)は、電磁変換器1のフレキシブル基板40に形成したボイスコイル46のパターンを変える例を示す図である。なお、実施の形態1〜6と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4A is a diagram illustrating an example of changing the pattern of the
図4(a)に示すように、フレキシブル基板40の各振動部41a〜41gには、基材45上に蛇行形状の導体コイルからなるボイスコイル46が形成されており、ボイスコイル46は、フレキシブル基板40に設けられたスルーホール47によりフレキシブル基板40の表裏で接続されている。
As shown in FIG. 4A, each of the vibrating
ボイスコイル46は、マグネット20間をマグネット20の長手方向に沿って配置される部分と、マグネット20を横切る部分とで蛇行形状を形成しており、例えば振動部41aから隣接するマグネット20間を通って、隣接する振動部41bへ配線される。また、重み因子が0に相当する位置の振動部41dに形成したボイスコイル46のパターンは、マグネット20の中央部を通るように配置している。このように配置することによりマグネット20の磁界がボイスコイル46の水平方向には作用しない。よって、振動部41dは、振動方向に駆動力が発生しない。
The
ボイスコイル46において、重み因子の符号が負(−)に相当する位置の振動部41a,41cに形成したボイスコイル46のパターンは、重み因子の符号が正(+)に相当する位置の振動部41b,41d,41e,41f,41gに形成したボイスコイル46のパターンとは反転するように形成されている。例えば、図4(a)に示すフレキシブル基板40では、振動部41aのボイスコイル46のパターンにより、図中上側で右から左へ、中央で左から右へ、下側で右から左へ電流が流れ、振動部41bのボイスコイル46のパターンにより、図中上側で左から右へ、中央で右から左へ、下側で左から右へ電流が流れる。このように、ボイスコイル46のパターンを反転させて、ボイスコイル46に流れる電流の方向を逆にすることで、振動部41a,41cの振動方向と振動部41b,41d,41e,41f,41gの振動方向とを調整している。よって、フロントマグネット21及びリアマグネット22の対向する極性の方向を同じ方向にした場合、ボイスコイル46のパターンを調整することで、図示したようなマグネット20の極性(S極及びN極)で配置した場合と同じ振動方向になる。即ち、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて、ボイスコイル46のパターンを変化させ、フレキシブル基板40の振動方向を調整している。
In the
図4(b)は、図4(a)のフレキシブル基板40の各振動部41a〜41gの質量を変えた構成を示す図である。
FIG. 4B is a diagram showing a configuration in which the masses of the vibrating
図4(b)に示すように、フレキシブル基板40の両端の振動部41a,41gには、銅箔70が貼り付けられている。詳しくは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gには、銅箔70が付加されており、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fには、付加されていない。銅箔70により振動部41a,41gの質量は、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fの質量よりも略2倍に重くなっている。即ち、振動板としてのフレキシブル基板40に錘を付加すると駆動力が抑制されるので、重み因子に基づいて振動部41a〜41g毎に変化させた錘として銅箔70を付加し、振動部41a〜41gへ供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 4B, a
このように、実施の形態7の電磁変換器1によれば、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて、ボイスコイル46のパターンを調整すると共に、振動部41a〜41gの質量を調整するだけで、フレキシブル基板40の駆動力を調整することができる。その結果、単体の電磁変換器1により、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
Thus, according to the
以上のように、この実施の形態7によれば、ボイスコイル46のパターンを調整すると共に、振動部41a〜41g毎に質量を調整することにより、上記実施の形態1と同様の効果が得られると共に、マグネット20を調整することなく、振動部41a〜41gの質量を調整するだけで容易に振動部41a〜41gの駆動力を変化させることができるという効果が得られる。
As described above, according to the seventh embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained by adjusting the pattern of the
実施の形態8.
実施の形態7では、振動部41a〜41gの質量を調整する構成について説明したが、実施の形態8は、ボイスコイル46のパターン長により、駆動力を調整する構成について説明する。
Embodiment 8 FIG.
In the seventh embodiment, the configuration for adjusting the masses of the vibrating
図4(c)は、フレキシブル基板40の各振動部41a〜41gにおけるボイスコイル46のパターン長を変えた構成を示す図である。なお、実施の形態1〜7と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4C is a diagram showing a configuration in which the pattern length of the
図4(c)に示すように、フレキシブル基板40の両端の振動部41a,41gには、マグネット20間に相当する位置のみにボイスコイル46のパターンが1本形成されており、振動部41b,41c,41e,41fには、マグネット20の間及びその両外側にボイスコイル46が3本形成されている。詳しくは、重み因子の数値が0.5の振動部41a,41gには、ボイスコイル46のパターン長が短く形成され、重み因子の数値が1.0の振動部41b,41c,41e,41fは、ボイスコイル46のパターン長が長く形成されている。即ち、ボイスコイル46が長く形成されているほうが、電圧の印加する面積や磁力のかかる面積が増え、駆動力が大きくなるため、重み因子の数値によって変化させたボイスコイル46のパターン長をフレキシブル基板40に形成することにより、振動部41a〜41gへ供給する磁力を調整している。
As shown in FIG. 4C, the
このように実施の形態8の電磁変換器1によれば、重み因子に基づいて、振動部41a〜41gに形成されたボイスコイル46のパターン長を、重み因子の数値が大きい場合に長く、重み因子の数値が小さい場合に短く調整することにより、駆動力を調整させることができる。その結果、単体の電磁変換器1によって、大きい音圧レベルで指向性の広い音を発生させることができる。
As described above, according to the
以上のように、この実施の形態8によれば、上記実施の形態7と同様の効果が得られると共に、振動部41a〜41g毎の重み因子に基づいて、ボイスコイル46のパターン長を調整したので、フレキシブル基板40の質量を変化させること無く、ボイスコイル46のパターンを調整するだけで容易に調整することができるという効果が得られる。
As described above, according to the eighth embodiment, the same effect as in the seventh embodiment is obtained, and the pattern length of the
なお、以上のように説明した実施の形態1〜8を組み合わせて磁力や駆動力を調整することにより、単体の電磁変換器1で、音圧レベルが大きく、指向性も広い音を発生させることができる。
In addition, by adjusting the magnetic force and the driving force by combining the first to eighth embodiments described above, the single
また、以上の発明の実施の形態では7次のベッセルの重み因子で説明したが、異なる次数のベッセル・アレイで構成しても良い。例えば、図5に示すように、5次のベッセル・アレイの重み因子が+0.5、+1.0,+1.0,−1.0,+0.5に並べて構成されるものでも良く、図6に示すように、9次のベッセル・アレイの重み因子が+0.5、−1.0、+1.0,0,−1.0,0,+1.0,+1.0,+0.5に並べて構成されるものでも良い。 In the above-described embodiments of the present invention, the 7th-order vessel weight factor has been described. However, a different-order vessel array may be used. For example, as shown in FIG. 5, the weight factor of the fifth order Bessel array may be arranged in the order of +0.5, +1.0, +1.0, −1.0, +0.5. As shown, the weight factor of the 9th order Bessel array is +0.5, -1.0, +1.0,0, -1.0,0, +1.0, +1.0, +0.5 It may be configured side by side.
1 電磁変換器、10 フレーム、11 フロントフレーム(フレーム)、12 リアフレーム(フレーム)、13 音放射穴、20 マグネット(永久磁石)、21,21a,21b,21c,21d,21e,21f,21g フロントマグネット(永久磁石)、22,22a,22b,22c,22d,22e,22f,22g リアマグネット(永久磁石)、30 スペーサ、30a フロントスペーサ、30b リアスペーサ、31 分割支持部、40 フレキシブル基板(振動板)、41 分割振動部、41a,41b,41c,41d,41e,41f,41g 振動部、45 基材、46 ボイスコイル、50 樹脂、70 銅箔。 1 Electromagnetic Converter, 10 Frame, 11 Front Frame (Frame), 12 Rear Frame (Frame), 13 Sound Radiation Hole, 20 Magnet (Permanent Magnet), 21, 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 21g Front Magnet (permanent magnet), 22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g Rear magnet (permanent magnet), 30 spacer, 30a Front spacer, 30b Rear spacer, 31 Split support part, 40 Flexible substrate (vibrating plate) , 41 Split vibration part, 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f, 41g Vibration part, 45 base material, 46 voice coil, 50 resin, 70 copper foil.
Claims (9)
上記一対のフレームの相対する内壁面に対向して配置された永久磁石と、
ボイスコイルが形成され、上記永久磁石間に配置された振動板と、
上記一対のフレームの端部間に配置され、上記振動板を挟み込むと共に、上記振動板を分割して振動可能に支持する分割支持部を有するスペーサとを備え、
上記振動板を上記分割支持部により分割された振動部をベッセル・アレイの重み因子に基づいて駆動させることを特徴とする電磁変換器。 A pair of frames that form a hollow when combined,
A permanent magnet disposed opposite to the opposing inner wall surfaces of the pair of frames;
A diaphragm in which a voice coil is formed and disposed between the permanent magnets;
A spacer disposed between the ends of the pair of frames, having a split support portion that sandwiches the diaphragm and supports the diaphragm so that it can vibrate.
An electromagnetic transducer comprising: a vibrating portion obtained by dividing the diaphragm by the divided support portion is driven based on a weight factor of a vessel array .
上記永久磁石を上記振動板の振動部に対応して長手方向に分割し、
上記分割した永久磁石の体積を調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the orientation of the magnetic poles of the permanent magnets arranged to face each other,
The permanent magnet is divided in the longitudinal direction corresponding to the vibration part of the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the volume of the permanent magnet described above divided.
上記永久磁石を上記振動板の振動部に対応して長手方向に分割し、
上記分割した永久磁石の材質を調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the orientation of the magnetic poles of the permanent magnets arranged to face each other,
The permanent magnet is divided in the longitudinal direction corresponding to the vibration part of the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the material of the permanent magnet described above divided.
上記永久磁石を上記振動板の振動部に対応して長手方向に分割し、
上記分割した永久磁石が配置された上記フレームの厚みを調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the orientation of the magnetic poles of the permanent magnets arranged to face each other,
The permanent magnet is divided in the longitudinal direction corresponding to the vibration part of the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the thickness of the frame in which a permanent magnet is arranged as described above divided.
上記永久磁石を上記振動板の振動部に対応して長手方向に分割し、
上記分割した永久磁石が配置された上記フレームの材質を調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the orientation of the magnetic poles of the permanent magnets arranged to face each other,
The permanent magnet is divided in the longitudinal direction corresponding to the vibration part of the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the material of the frame in which a permanent magnet is arranged as described above divided.
上記永久磁石を上記振動板の振動部に対応して長手方向に分割し、
上記対向する永久磁石間のギャップの大きさを調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the orientation of the magnetic poles of the permanent magnets arranged to face each other,
The permanent magnet is divided in the longitudinal direction corresponding to the vibration part of the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the size of the gap between the permanent magnets the opposing.
上記永久磁石を上記振動板の振動部に対応して長手方向に分割し、
上記分割した永久磁石の配置を調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the orientation of the magnetic poles of the permanent magnets arranged to face each other,
The permanent magnet is divided in the longitudinal direction corresponding to the vibration part of the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the arrangement of permanent magnets described above divided.
上記振動板の振動部毎に質量を調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the pattern of the voice coil formed on the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the mass per vibration part of the diaphragm.
上記振動板の振動部毎に上記ボイスコイルのパターン長を調整することによって上記振動板を上記振動部毎に駆動させることを特徴とする請求項1記載の電磁変換器。 While adjusting the pattern of the voice coil formed on the diaphragm,
Electromagnetic transducer according to claim 1, wherein the driving the diaphragm for each of the vibration part by adjusting the pattern length of the voice coil for each vibration part of the diaphragm.
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