JP5663986B2 - 静電型スピーカ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る静電型スピーカ1の外観図であり、図2は、静電型スピーカ1の断面図である。また、図3は、静電型スピーカ1の分解斜視図である。これらの図においては、直交するX軸、Y軸およびZ軸で方向を示しており、静電型スピーカ1を正面から見たときの左右方向をX軸の方向、奥行き方向をY軸の方向、高さ方向をZ軸の方向としている。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味するものとする。また、図中、「○」の中に「×」が記載されたものは図面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。なお、ここでいう「正面」とは、面の方向を便宜的に表したものであって、静電型スピーカ1が配置されるときに正面方向を向くことを表したものではない。静電型スピーカ1は、その配置に際しては、必要に応じてどのような向きで配置されてもよい。また、図中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は、本体部11とカバー部材12に大別される。
まず、静電型スピーカ1の本体部11を構成する各部の構成について説明する。
本体部11は、振動膜10、弾性部材20U,20L、および電極30U,30Lを備えている。なお、本実施形態においては、弾性部材20U,20Lの構成は同じであり、電極30U,30Lの構成は同じである。このため、各部材について両者を区別する必要がない場合においては「U」および「L」の記載を省略する。
カバー部材12は、第1カバー部材40U,40L、第2カバー部材50U,50L、および第3カバー部材60U,60Lを備えている。なお、本実施形態においては、第1カバー部材40U,40Lの構成は同じであり、第2カバー部材50U,50Lの構成は同じである。また、第3カバー部材60U,60Lの構成も同じである。このため、各部材について両者を区別する必要がない場合には「U」および「L」の記載を省略する。なお、図1においては、説明の都合上、カバー部材12の一部が省略されており、本体部11の一部がカバー部材12に覆われずに露出している。しかし、実際には本体部11のすべてがカバー部材12に覆われて構成されているものとする。
まず、静電型スピーカ1の本体部11の構造について説明する。
振動膜10は、弾性部材20Uの下面と弾性部材20Lの上面との間に配置されている。振動膜10は、X軸方向の縁とY軸方向の縁から内側へ数mmの幅で接着剤が塗布されて弾性部材20Uと弾性部材20Lに固着されている。振動膜10は、接着剤が塗布されていない部分においては、弾性部材20Uと弾性部材20Lに固着されていない。電極30Uは、X軸方向の縁とY軸方向の縁から内側へ数mmの幅で接着剤が塗布されて弾性部材20Uの上面に固着されている。また、電極30Uは、接着剤が塗布されていない部分においては、弾性部材20Uに固着されていない。電極30Lは、X軸方向の縁とY軸方向の縁から内側へ数mmの幅で接着剤が塗布されて弾性部材20Lの下面に固着されている。また、電極30Lは、接着剤が塗布されていない部分においては、弾性部材20Lに固着されていない。電極30Uは、導電膜のある側が弾性部材20Uに接しており、電極30Lは、導電膜のある側が弾性部材20Lに接している。以上の様にして、本体部11が、振動膜10、弾性部材20および電極30から構成される。
第1カバー部材40Lにおいて、X軸方向の縁とY軸方向の縁から内側へ数mmの幅を有する領域に接着剤が塗布されている。以降、この接着剤が塗布された領域を接着領域401Lと称する。一方、第1カバー部材40Lにおいて、接着領域401Lを除いた領域、つまり、Z軸方向からみて矩形の形状を有する領域には接着剤が塗布されていない。以降、この接着剤が塗布されていない領域を非接着領域402Lと称する。そして、静電型スピーカ1を形成する際には、本体部11が非接着領域402Lに配置され、第1カバー部材40Uが接着領域401Lに固着される。つまり、本体部11は、第1カバー部材40Uと第1カバー部材40Lに覆われて中に入れられた状態となる。以降、ある物が他の物に覆われて中に入れられた状態を「内包」と称する。
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5は、静電型スピーカ1の電気的構成を示した図である。静電型スピーカ1には、駆動部100が接続される。駆動部100は、変圧器110と、アンプ120と、バイアス電源130とを備えている。アンプ120は、入力側の一方の端子に入力された音響信号を増幅して出力する。また、アンプ120の入力側のもう一方の端子は、大地に接地されている。変圧器110の入力側の端子T1は、抵抗器R1を介してアンプ120に接続されている。変圧器110の入力側のもう一方の端子T2は、抵抗器R2を介してアンプ120に接続されている。変圧器110の出力側の端子T4は、電極30Uの導電性を有する部分に接続されている。変圧器110の出力側のもう一方の端子T5は、電極30Lの導電性を有する部分に接続されている。変圧器110の中点の端子T3は、抵抗器R3を介して駆動回路100の基準電位であるグランドGNDに接続される。バイアス電源130は、一端が抵抗器R4を介して振動膜10に接続され、もう一端が駆動回路100の基準電位であるグランドGNDに接続される。また、バイアス電源130は、振動膜10に対して直流バイアスを与える。この構成においては、アンプ120に入力された音響信号に応じた電圧が電極30に印加されることで、静電型スピーカ1は、プッシュプル型の静電型スピーカとして動作する。
次に、静電型スピーカ1の動作について説明する。アンプ120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変圧器110から電極30Uと電極30Lに印加される。そして、印加された電圧によって電極30Uと電極30Lとの間に電位差が生じると、電極30Uと電極30Lの間にある振動膜10には、電極30Uと電極30Lのいずれかの側へ引き寄せられる方向に静電力が働く。
例えば、アンプ120に音響信号が入力され、増幅された音響信号が変圧器110に供給されて電極30Uにプラスの電圧が印加され、電極30Lにマイナスの電圧が印加されたとする。振動膜10にはバイアス電源130によりプラスの電圧が印加されているため、振動膜10は、プラスの電圧が印加されている電極30Uと反発する一方、マイナスの電圧が印加されている電極30Lに吸引されて電極30L側に変位する。また、アンプ120に音響信号が入力され、増幅された音響信号が変圧器110に供給されて電極30Uにマイナスの電圧が印加され、電極30Lにプラスの電圧が印加されたとする。振動膜10は、プラスの電圧が印加されている電極30Lと反発する一方、マイナスの電圧が印加されている電極30Uに吸引されて電極30U側に変位する。このように、振動膜10が音響信号に応じて電極30U側または電極30L側に変位し、その変位する方向が逐次変わることによって振動となり、その振動状態(振動数、振幅、位相)に応じた音響波が振動膜10から発生する。発生した音響波は、弾性部材20、電極30、第1カバー部材40、第2カバー部材50および第3カバー部材60を通過して静電型スピーカ1の外部へと放射される。
また、本実施形態によれば、静電型スピーカ1は、外部から力を加えられると変形を可能とする部材で構成されているから、曲げて撓ませることができる。
上述した実施形態は、本発明の実施の一例にすぎない。本発明は、上述した実施形態に対して以下の変形を適用した態様で実施することも可能である。なお、以下に示す変形例は、必要に応じて、各々を適当に組み合わせて実施されてもよいものである。
振動膜は、フィルムの一方の面に導電性を有する金属を蒸着したものに限定されず、フィルムの両面に導電性を有する金属を蒸着したものであってもよい。また、振動膜は、PETやPPに限定されず、他の合成樹脂のフィルムに導電性を有する金属を蒸着したものであってもよい。
(変形例2)
弾性部材は、不織布に限定されず、絶縁性があり、音が透過し、弾性がある部材であればよく、例えば、中綿に熱を加えて圧縮したもの、織られた布、合成樹脂を海綿状にしたものであってもよい。
(変形例3)
電極は、フィルムの一方の面に導電性を有する金属を蒸着したものに限定されず、フィルムの両面に導電性を有する金属を蒸着したものであってもよい。また、電極は、フィルムに限定されず、導電性があり、音が透過し、弾性がある部材であればよく、例えば、導電性を有する糸で織られた布であってもよい。
第1カバー部材は、不織布に限定されず、空気および音の通過が可能であり、弾性を有する部材であればよく、例えば、中綿に熱を加えて圧縮したもの、織られた布、樹脂メッシュなどであってもよい。
第3カバー部材は、金網に限定されず、空気および音の通過が可能であり、弾性を有する部材であればよく、例えば、中綿に熱を加えて圧縮したもの、織られた布、樹脂メッシュなどであってもよい。
第2カバー部材は、PETまたはPPなどの絶縁性および柔軟性を有する合成樹脂のフィルムを基材とし、フィルムの面に導電性を有する金属(例えばアルミニウム)を蒸着して導電膜を形成したシート状の構成としてもよい。このように形成された第2カバー部材50aは、防水性を有し、蒸気が通過する割合が低くなる。
上述した実施形態においては、カバー部材12の縁に塗布された接着剤によって、カバー部材の縁同士が固着されたが、固着の方法および固着される領域はこれに限らない。例えば、図7、図8、図9は、本変形例に係る接着剤が塗布された領域を例示する図である。
図7においては、第2カバー部材50LbのX軸方向の縁とY軸方向の縁から内側へ数mmの幅を有する領域(第1接着領域501Lb)、および、X軸方向およびY軸方向に所定の間隔を有する格子状の領域(第2接着領域502Lb)に接着剤が塗布されている。なお、所定の間隔は、例えば20mm程度とするのが好ましい。一方、第2カバー部材50Lbにおいて、第1接着領域501Lbおよび第2接着領域502Lbを除いた領域には接着剤が塗布されていない。静電型スピーカを形成する際には、本体部を内包した第1カバー部材の一部が第2接着領域502Lbに固着され、第2カバー部材50Uが第1接着領域501Lbに固着される。
なお、図7、図8、図9においては、第2カバー部材のみが例示されているが、第1カバー部材および第3カバー部材についても同様の領域に接着剤が塗布されてもよい。
図10は、本変形例に係る接着剤が塗布された第1カバー部材の領域を例示する図である。
樹脂メッシュで形成された第1カバー部材40Lgにおいて、X軸方向の縁とY軸方向の縁から内側へ数mmの幅を有する領域(第1接着領域401Lg)、および、X軸方向およびY軸方向に所定の間隔を有する格子状の領域(第2接着領域402Lg)に接着剤が塗布されている。なお、所定の間隔は、例えば20mm程度とするのが好ましい。そして、第1接着領域401Lg、および、第2接着領域402Lgには、第2カバー部材の表面が固着される。なお、第2カバー部材と第3カバー部材は、図3、図7、図8、図9において例示した接着領域に接着剤を塗布して固着されればよい。
上述した実施形態において、カバー部材は、第1カバー部材、第2カバー部材、第3カバー部材を備えていたが、さらに別の部材を備えていてもよい。
図11は本発明の変形例に係る静電型スピーカ1eの外観図、図12は本発明の変形例に係る静電型スピーカ1eの断面図である。静電型スピーカ1eのカバー部材12eは、第1カバー部材40U,40L、第2カバー部材50U,50L、第3カバー部材60U,60Lおよび第4カバー部材70Ue,70Leを備えている。なお、第4カバー部材70Ueおよび第4カバー部材70Leが図1に示した静電型スピーカ1を内包することで、図11に示した静電型スピーカ1eが構成される。したがって、図11に示した静電型スピーカ1eの説明において、図1に示した静電型スピーカ1と共通する部材および構成についての説明は省略する。
上述した実施形態において、本体部が、カバー部材に内包されていた。しかし、カバー部材は、本体部の電極に固着されてもよい。図13は本変形例に係る静電型スピーカ1fの外観図である。なお、静電型スピーカ1と静電型スピーカ1fの共通する点においては説明を省略し、相違する点についてのみ説明する。
第1カバー部材40、第2カバー部材50および第3カバー部材60は、Z軸方向から見て矩形の形状となっており、X軸方向およびY軸方向の寸法が電極30のX軸方向およびY軸方向の寸法と同じとなっている。第1カバー部材40UはX軸方向の縁とY軸方向の縁に接着剤が塗布されて電極30Uの上面に固着されており、第1カバー部材40LはX軸方向の縁とY軸方向の縁に接着剤が塗布されて電極30Lの下面に固着されている。第2カバー部材50UはX軸方向の縁とY軸方向の縁に接着剤が塗布されて第1カバー部材40Uの上面に固着されており、第2カバー部材50LはX軸方向の縁とY軸方向の縁に接着剤が塗布されて第1カバー部材40Lの下面に固着されている。第3カバー部材60UはX軸方向の縁とY軸方向の縁に接着剤が塗布されて第2カバー部材50Uの上面に固着されており、第3カバー部材60LはX軸方向の縁とY軸方向の縁に接着剤が塗布されて第2カバー部材50Lの下面に固着されている。なお、各部材間において、接着剤が塗布された部分より内側の部分は固着されていない状態となっている。
本変形例においても、感電の恐れがある電極30の表面が絶縁性を有する第2カバー部材50によって覆われるから、人体が感電する可能性を低くすることができる。
上述した実施形態においては、2枚の電極と1枚の振動膜とを備える所謂プッシュプル型の静電型スピーカを用いたが、1枚の電極と1枚の振動膜とを備える所謂シングル型の静電型スピーカを用いてもよい。要は、音響信号に応じて変化する電場が形成され、帯電した振動膜がこの電場から静電力をうけて変位し、その変位する方向が逐次変わることによって振動となり、その振動状態(振動数、振幅、位相)に応じた音が振動膜から発生する構成であればよい。
上述した実施形態においては、静電型スピーカを構成する各部材の形状は矩形に限定されるものではなく、多角形、円形、楕円形など、他の形状であってもよい。
上述した実施形態においては、第1カバー部材40Uおよび第1カバー部材40Lが本体部11を内包したが、1の第1カバー部材で本体部を内包してもよい。より具体的には、1の第1カバー部材で本体部の全体を覆い、第1カバー部材同士の間にある空間に本体部を配置した状態で第1カバー部材の縁同士を固着してもよい。
また、第1カバー部材と同様に、本体部を内包した第1カバー部材の全体を1の第2カバー部材で覆い、第2カバー部材同士の間にある空間に本体部を内包した第1カバー部材を配置した状態で第2カバー部材の縁同士を固着してもよい。
また、第1カバー部材と同様に、第1カバー部材を内包した第2カバー部材の全体を1の第3カバー部材で覆い、第3カバー部材同士の間にある空間に第1カバー部材を内包した第2カバー部材を配置した状態で第3カバー部材の縁同士を固着してもよい。
Claims (2)
- 音響透過性を有する電極と、
前記電極に対向して離間配置された振動膜と、
前記振動膜と前記電極との間に位置し、弾性、絶縁性および音響透過性を有する弾性部材と、
前記電極の前記弾性部材に対向している面側の反対側に位置し、弾性および音響透過性を有する第1カバー部材と、
前記第1カバー部材の前記電極に対向している面側の反対側に、所定の間隔で塗布された接着剤により接着され、且つ、防水性、絶縁性および音響透過性を有する第2カバー部材と、
前記第2カバー部材の前記第1カバー部材に対向している面側の反対側に、所定の間隔で塗布された接着剤により接着され、且つ、音響透過性を有する第3カバー部材と
を備え、
前記第2カバー部材は、当該第2カバー部材の少なくとも一方の面の全面に形成された導電膜を有し、前記電極に音響信号を供給する駆動回路のグランドに当該導電膜が電気的に接続されていることを特徴とする静電型スピーカ。 - 前記第1カバー部材は、前記電極、前記弾性部材および前記振動膜を挟んで配置され、当該第1カバー部材同士の間にある空間に前記電極、前記弾性部材および前記振動膜が配置された状態で当該第1カバー部材の縁同士が固着され、
前記第2カバー部材は、前記電極、前記弾性部材、前記振動膜および前記第1カバー部材を挟んで配置され、当該第2カバー部材同士の間にある空間に前記電極、前記弾性部材、前記振動膜および前記第1カバー部材が配置された状態で当該第2カバー部材の縁同士が固着され、
前記第3カバー部材は、前記電極、前記弾性部材、前記振動膜、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材を挟んで配置され、当該第3カバー部材同士の間にある空間に前記電極、前記弾性部材、前記振動膜、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材が配置された状態で当該第3カバー部材の縁同士が固着されていること
を特徴とする請求項1に記載の静電型スピーカ。
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