JP5423241B2 - 静電型スピーカおよび静電型スピーカの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、静電型スピーカに関する。

柔軟性があり、折ったり曲げたりすることの可能な静電型スピーカとして、例えば、特許文献１に開示された静電型スピーカがある。この静電型スピーカは、アルミニウムが蒸着されたポリエステルのフィルムを、導電性を有する糸により織られた２枚の布の間に挟み、フィルムと布との間にエステルウールが配置されている。

特開２００８−５４１５４号公報

特許文献１に開示されたスピーカにおいては、フィルムを振動させる電極となる布、エステルウールおよび布の間で振動するフィルムは柔軟性があるため、矩形以外の様々な形状に加工できる。しかしながら、例えば、所望の形状を得るために部材を任意に切断すると、各部材の端がそろってしまい、また、端の部分が鋭くなるため、放電が発生しやすくなる。

本発明は、電極の外周を任意の形状にしても、放電の発生の虞が少ない静電型スピーカを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために本発明は、絶縁性を有する第１フィルムと、前記第１フィルム上に形成されて導電性を有する第１導電膜とを有する第１電極と、絶縁性を有する第２フィルムと、前記第２フィルム上に形成されて導電性を有する第２導電膜とを有し、前記第１電極に対向する第２電極と、絶縁性を有する第３フィルムと、前記第３フィルム上に形成されて導電性を有する第３導電膜とを有し、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、を有し、前記第１電極は、前記第１導電膜の前記第１フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第４フィルムを有し、前記第２電極は、前記第２導電膜の前記第２フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第５フィルムを有し、前記第１フィルムの縁端部と前記第４フィルムの縁端部、または前記第２フィルムの縁端部と前記第５フィルムの縁端部の少なくともいずれか１組が互いに溶融されていることを特徴とする静電型スピーカを提供する。
また、本発明は、絶縁性を有する第１フィルムと、前記第１フィルム上に形成されて導電性を有する第１導電膜とを有する第１電極と、絶縁性を有する第２フィルムと、前記第２フィルム上に形成されて導電性を有する第２導電膜とを有し、前記第１電極に対向する第２電極と、絶縁性を有する第３フィルムと、前記第３フィルム上に形成されて導電性を有する第３導電膜とを有し、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、を有し、前記振動体は、前記第３導電膜の前記第３フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第６フィルムを有し、前記第３フィルムの縁端部と前記第６フィルムの縁端部が互いに溶融されていることを特徴とする静電型スピーカを提供する。

また、本発明は、絶縁性を有する第１フィルムと絶縁性を有する第４フィルムとの間に導電性を有し前記第１フィルム及び前記第４フィルムより狭い第１導電膜を備えた第１電極と、絶縁性を有する第２フィルムと絶縁性を有する第５フィルムとの間に導電性を有し前記第２フィルム及び前記第５フィルムより狭い第２導電膜を備えた第２電極との間に、絶縁性を有する第３フィルムと絶縁性を有する第６フィルムとの間に導電性を有し前記第３フィルム及び前記第６フィルムより狭い第３導電膜を備えた振動体が位置し、前記振動体と前記第１電極との間に弾性があって音が透過する第１弾性部が位置し、前記振動体と前記第２電極との間に弾性があって音が透過する第２弾性部が位置するように前記第１電極、前記第２電極、前記振動体、前記第１弾性部および前記第２弾性部を重ねる第１工程と、前記第１工程により重ねられた前記第１電極、前記第２電極、前記振動体、前記第１弾性部および前記第２弾性部を熱により切断する工程であって、前記第１導電膜、前記第２導電膜、前記第３導電膜の縁より外側の部分を熱により切断して外形を成形する第２工程とを有する静電型スピーカの製造方法を提供する。

本発明によれば、静電型スピーカの電極の外周を任意の形状にしても、放電の発生の虞を少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観図。 静電型スピーカ１の断面図。 静電型スピーカ１の分解図。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る静電型スピーカ１の外観を模式的に示した図、図２は、静電型スピーカ１の断面および電気的構成を模式的に示した図である。また、図３は、静電型スピーカ１の分解図である。
図に示したように、この静電型スピーカ１は、振動体１０、電極２０Ｕ，２０Ｌ、弾性部材３０Ｕ，３０Ｌ、および接着テープ４０Ｕ，４０Ｌとで構成されている。なお、本実施形態においては、電極２０Ｕ，２０Ｌの構成は同じであり、弾性部材３０Ｕ，３０Ｌの構成は同じであるため、各部材において両者を区別する必要が特に無い場合は「Ｌ」および「Ｕ」の記載を省略する。また、図中の振動体、電極等の各構成要素の寸法は、構成要素の形状を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。

（静電型スピーカ１の各部の構成）
まず、静電型スピーカ１を構成する各部について説明する。円形の振動体１０は、例えば、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（polypropylene：ポリプロピレン）などの絶縁性を有する合成樹脂のフィルム１１（基材）の一方の面に導電性のある金属を蒸着して導電膜１２を形成した構成となっている。

弾性部材３０は、本実施形態においては不織布であって電気を通さず空気の通過が可能となっており、その形状は円形となっている。また、弾性部材３０は、弾性を有しており、外部から力を加えられると変形し、外部から加えられた力が取り除かれると元の形状に戻る。なお、弾性部材３０は不織布ではなく織られた布であってもよい。なお、本実施形態においては、弾性部材３０Ｕと弾性部材３０Ｌの厚みは、いずれも同じとなっている。

電極２０は、ＰＥＴまたはＰＰなどの絶縁性を有する合成樹脂のフィルム２１（基材）に、導電性のある金属を蒸着して導電膜２２を形成した構成となっている。電極２０は、表面から裏面に貫通する孔を複数有しており、空気の通過が可能となっていて音響透過性が確保されている。なお、図面においては、この孔の図示を省略している。
接着テープ４０Ｕと接着テープ４０Ｌは、部材同士を接着するためのテープであり、円環形状であって、外径が電極２０の外径と同じとなっている。接着テープ４０Ｕ，４０Ｌの表面と裏面の両方に接着剤が塗布されている。

（静電型スピーカ１の電気的構成）
次に、静電型スピーカ１の電気的構成について説明する。図２に示したように、静電型スピーカ１は変圧器５０、外部から音響信号が入力される入力部６０、振動体１０に対して直流バイアスを与えるバイアス電源７０とを備えている。そしてバイアス電源７０は、振動体１０の導電膜１２と、変圧器５０の出力側の中点とに接続される。
また、変圧器５０の出力側の一方の端子には、電極２０Ｕの導電膜２２が接続され、変圧器５０の出力側のもう一方の端子には、電極２０Ｌの導電膜２２が接続される。
この構成においては、入力部６０に音響信号が入力されると入力された音響信号に応じた電圧が電極２０に印加される。そして、印加された電圧によって電極２０Ｕの導電膜２２と、電極２０Ｌの導電膜２２との間に電位差が生じると、振動体１０の導電膜１２には電極２０Ｕと電極２０Ｌのいずれかの側へ引き寄せられるような静電力が働き、振動体１０は、この静電力に応じて電極２０Ｕと電極２０Ｌのいずれかの方向に変位する。そして、音響信号に応じて振動体１０の変位方向や変位量が逐次変わることによって振動体１０が振動し、その振動状態（振動数、振幅、位相）に応じた音が振動体１０から発生する。なお、発生した音は、少なくとも一方の電極２０を通り抜けて静電型スピーカ１の外部に放射される。

（静電型スピーカ１の組み立て方法）
次に静電型スピーカ１の組み立て方法について説明する。静電型スピーカ１を組み立てる際には、まず、電極２０となる２つのフィルム２１に導電性のある金属を蒸着して導電膜２２を形成した後、フィルムと導電膜２２を貫通する孔を設ける。また、振動体１０となるフィルム１１に導電性のある金属を蒸着して導電膜１２を形成する。次に、導電膜が形成されたフィルム１１と２つのフィルム２１とを、熱した線で切断するヒートカッタによって円形に切断し、電極２０Ｕ，２０Ｌおよび振動体１０を形成する。

次に、導線を振動体１０の導電膜１２に半田付けし、電極２０Ｕの導電膜２２に導線を半田付けする。また、電極２０Ｌの導電膜２２にも導線を半田付けする。この後、電極２０Ｌのフィルム２１の縁部分に接着テープ４０Ｌを貼り付け、円環状の接着テープ４０Ｌの内側に弾性部材３０Ｌを配置した後、弾性部材３０Ｌの上に振動体１０を載せ、接着テープ４０Ｌに振動体１０の縁に近い部分を付着させる。この後、この振動体１０において弾性部材３０Ｌに向いている面と反対側の面に接着テープ４０Ｕを貼り付け、この円環状の接着テープ４０Ｕの内側に弾性部材３０Ｕを配置する。そして、フィルム２１を弾性部材３０Ｕに向けて電極２０Ｕを弾性部材３０Ｕの上に載せ、接着テープ４０Ｕに電極２０Ｕの縁に近い部分を付着させる。すると、図２に示したように、各部材が重ねられた状態となる。

そして、振動体１０の導電膜１２に半田付けされた導線を変圧器５０の中点に接続し、電極２０Ｕの導電膜２２に半田付けされた導線を変圧器５０の出力側の一方の端子に接続し、さらに、電極２０Ｌの導電膜２２に半田付けされた導線を変圧器５０の出力側のもう一方の端子に接続すると、音響信号に対応した信号を電極２０Ｕの導電膜２２と電極２０Ｌの導電膜２２に印加して振動体１０を振動させることができる。

本実施形態においては、フィルム上に導電膜が形成されたものを切断して電極２０や振動体１０を自由な形状に成形できるが、導電膜が形成された部材の縁においては、導電性を有する布の場合と比較してほつれなどが生じないため、電圧が印加される部分同士の間で短絡や放電が発生する虞が少ない。また、静電型スピーカ１を構成する各部材は柔軟であるため、自在に折ったり曲げたりすることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

上述した実施形態においては、金属を蒸着して導電膜を形成しているが、導電性塗料を塗布して導電膜を形成するようにしてもよい。
上述した実施形態においては、静電型スピーカ１の形状は円形となっているが、円形に限定されるものではなく、多角形、楕円形などの他の形状であってもよく、また、幾何学的ではなく任意の曲線を組み合わせた形状であってもよい。

上述した実施形態の電極２０は、導電膜２２の片側の面にのみフィルム２１があるが、導電膜２２の表面と裏面の両方をフィルム２１で挟んだ構成であってもよい。また、振動体１０についても、導電膜１２の片側の面にのみフィルム１１があるが、導電膜１２の表面と裏面の両方をフィルム１１で挟んだ構成であってもよい。
導電膜の表面と裏面とに絶縁性を有する合成樹脂のフィルムがある場合、ヒートカッタでフィルムと導電膜とを切断し、ヒートカッタで溶融したフィルムで導電膜の縁を覆うようにすれば、導電膜を外部から絶縁することができる。

本発明においては、フィルムの縁に接しないようにフィルムより狭い面積で導電膜を形成し、導電膜の縁より外側にあるフィルムの部分をヒートカッタで切断して電極２０や振動体１０を形成するようにしてもよい。この方法の場合、導電膜が切断されずフィルムのみが切断され、導電膜の縁が鋭くならないので放電の発生が抑えられる。
なお、この方法においては、導電膜の両面にフィルムがあるのが好ましい。導電膜の両面にフィルムがあれば、導電膜の両面にあるフィルムが溶けて導電膜の縁より外側の部分を覆うため、導電膜が露出せず、短絡や放電の発生を抑えられる。

上述した実施形態においては、接着テープ４０Ｕ，４０Ｌで振動体１０と電極２０Ｕ，２０Ｌを接着しているが、接着テープ４０Ｕ，４０Ｌを配置しない構成であってもよい。
また、上述した実施形態においては、導線を導電膜に半田付けした後に接着テープによって各部材を接着して静電型スピーカ１を組み立てているが、接着テープによって各部材を接着した後ヒートカッタで切断して静電型スピーカの形状を成形した後で導線を導電膜に接続するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、ヒートカッタで部材を切断しているが、熱により部材を溶かして切断する方法であれば、熱した刃物で切断するホットカッタやホットナイフで部材を切断してもよい。また、熱した金属で切断する方法に限定されず、レーザ光などで熱して各部材を切断してもよい。

１・・・静電型スピーカ、１０・・・振動体、１１・・・フィルム、１２・・・導電膜、２０Ｕ，２０Ｌ・・・電極、２１・・・フィルム、２２・・・導電膜、３０Ｕ，３０Ｌ・・・弾性部材、４０Ｕ，４０Ｌ・・・接着テープ、５０・・・変圧器、６０・・・入力部、７０・・・バイアス電源

Claims (4)

1. 絶縁性を有する第１フィルムと、前記第１フィルム上に形成されて導電性を有する第１導電膜とを有する第１電極と、
   絶縁性を有する第２フィルムと、前記第２フィルム上に形成されて導電性を有する第２導電膜とを有し、前記第１電極に対向する第２電極と、
   絶縁性を有する第３フィルムと、前記第３フィルム上に形成されて導電性を有する第３導電膜とを有し、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、
   前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、
   前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、
   を有し、
   前記第１電極は、前記第１導電膜の前記第１フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第４フィルムを有し、
   前記第２電極は、前記第２導電膜の前記第２フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第５フィルムを有し、
   前記第１フィルムの縁端部と前記第４フィルムの縁端部、または前記第２フィルムの縁端部と前記第５フィルムの縁端部の少なくともいずれか１組が互いに溶融されていること
   を特徴とする静電型スピーカ。
2. 絶縁性を有する第１フィルムと、前記第１フィルム上に形成されて導電性を有する第１導電膜とを有する第１電極と、
   絶縁性を有する第２フィルムと、前記第２フィルム上に形成されて導電性を有する第２導電膜とを有し、前記第１電極に対向する第２電極と、
   絶縁性を有する第３フィルムと、前記第３フィルム上に形成されて導電性を有する第３導電膜とを有し、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する振動体と、
   前記振動体と前記第１電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第１弾性部と、
   前記振動体と前記第２電極との間に位置し、弾性があって音が透過する第２弾性部と、
   を有し、
   前記振動体は、前記第３導電膜の前記第３フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第６フィルムを有し、
   前記第３フィルムの縁端部と前記第６フィルムの縁端部が互いに溶融されていること
   を特徴とする静電型スピーカ。
3. 前記第１電極は、前記第１導電膜の前記第１フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第４フィルムを有し、
   前記第２電極は、前記第２導電膜の前記第２フィルム側の面と反対の面側に絶縁性を有する第５フィルムを有すること
   を特徴とする請求項２に記載の静電型スピーカ。
4. 絶縁性を有する第１フィルムと絶縁性を有する第４フィルムとの間に導電性を有し前記第１フィルム及び前記第４フィルムより狭い第１導電膜を備えた第１電極と、
   絶縁性を有する第２フィルムと絶縁性を有する第５フィルムとの間に導電性を有し前記第２フィルム及び前記第５フィルムより狭い第２導電膜を備えた第２電極との間に、
   絶縁性を有する第３フィルムと絶縁性を有する第６フィルムとの間に導電性を有し前記第３フィルム及び前記第６フィルムより狭い第３導電膜を備えた振動体が位置し、
   前記振動体と前記第１電極との間に弾性があって音が透過する第１弾性部が位置し、前記振動体と前記第２電極との間に弾性があって音が透過する第２弾性部が位置するように前記第１電極、前記第２電極、前記振動体、前記第１弾性部および前記第２弾性部を重ねる第１工程と、
   前記第１工程により重ねられた前記第１電極、前記第２電極、前記振動体、前記第１弾性部および前記第２弾性部を熱により切断する工程であって、前記第１導電膜、前記第２導電膜、前記第３導電膜の縁より外側の部分を熱により切断して外形を成形する第２工程と
   を有する静電型スピーカの製造方法。

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