JPH1124668A - 電磁音響変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声や騒音を再生する機能を、薄い構造形態
で、且つ高低温、高湿、高塵などの厳しい環境条件下で
も利用できる電磁音響変換装置を提供する。 【解決手段】 第１励磁装置７０の出力電流が供給され
た第１加振コイル３０に流れる励磁電流と振動板１０に
誘起される渦電流との間に働く電磁反発力によって変調
信号に応じた振動加振力を得、この振動加振力により音
声あるいは騒音信号の再生音を発生するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電気信号に変換さ
れた音声や騒音信号を再生するスピーカである電磁音響
変換装置に係り、特に導電体の振動板に誘起する渦電流
と励磁電流の間に発生する電磁反発力（ローレンツ力）
によって振動板が振動する原理を利用した電磁音響変換
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２９は例えば特開昭５６−９７９７号
公報に示された従来の電磁力を利用した発音体である電
磁音響変換装置の構成図である。この図２９においてＡ
はスピーカ本体、Ｂは励磁回路装置、１は枠体、２は底
板、３は励磁コイル、３ａ，３ｂはリード線、４は磁
極、５は磁性の基板、６は永久磁石、７は振動板、８，
９はコネクタである。

【０００３】また、図３０及び図３１は励磁電流の波形
例を示す図である。図３０において、ａ１は周期Ｔ０の
パルス性の周期性電流波形、ａ２は周期Ｔ１の断続信号
波形、ａ３はａ２の周期で断続された周期性電流波形、
ａ４はａ３の励磁電流で駆動された振動板の振動波形で
ある。図３１において、ｂ１は周波数ｆ０の正弦波状の
周期性電流波形、ｂ２は周波数ｆ２の変調信号波形、ｂ
３は変調された周期性電流波形である。

【０００４】次に動作について説明する。この電磁音響
変換装置は、アラーム時計などの信号音発音用に供せら
れるスピーカである。励磁回路装置Ｂは図３０に示した
ように周期性電流を所定の周波数で断続あるいは図３１
に示したように正弦波信号による変調を行ったうえで、
励磁コイル３に給電する。

【０００５】励磁コイル３は磁極４とともに交流電磁石
を形成する。電磁石が発生した交流磁界は、永久磁石６
で磁気バイアスされた振動板７に交番電磁力を与え、振
動板７を所定の周波数で振動させる。振動板７の固有振
動数と励磁電流の周期を一致させれば振動板７は激しく
振動し、この励磁周波数の２倍の周波数を可聴限界外
に、断続あるいは変調周波数を所望の信号音の周波数に
合わせれば、効率良く信号発生音を得ることができる。

【０００６】この従来技術は、金属の平板に直接電磁力
を起こし、振動させるため、発音体全体を薄く構成でき
る。また振動板７を含む構成部品はほとんどが金属、無
機質材で形成されているため、高い温度、低い気温の環
境にも適用できる。

【０００７】この例の他に、音声や騒音信号を再生する
電磁音響変換装置として、コーン型振動板にムービング
コイルを取り付け、ムービングコイルを永久磁石で形成
した磁場の中に入れ、このコイルに音声信号などを増幅
して生成した電流を流し、磁場の磁力線と、コイル電流
間で発生する電磁力（ファラデー力）で振動板を振動さ
せて発音する動電型コーンスピーカが一般的なものとし
て利用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁音響変換装
置は以上のように構成されているので、図２９に示した
振動板７の固有振動と電磁力（磁気圧）という物理現象
を利用して単一の信号音を発生するものであるため、音
声や騒音信号など複雑な周波数成分で形成される信号音
を発生できるものではなく、ましてや、録音されて電気
信号に変換された音声や騒音信号を再生することができ
ないなどの課題があった。

【０００９】また、コーン型スピーカである電磁音響変
換装置においては、加振力を得るためにコーン形振動板
の中央部に設けた別体のコイルが必要であり、このため
スピーカ全体の振動方向に占める長さが大きくなるなど
の課題があった。

【００１０】更に、振動板の軽量化のために、紙などの
繊維質で成形されていたり、有機接着剤が使われていた
りすることにより、利用できる温度範囲が狭いなど、環
境適用性が十分ではなく、このことから携帯機器のよう
に厚さの許容範囲が狭く、また色々な環境で使われる機
器や、自動車ＡＮＣ（Active Noise Contorol ）用など
薄型かつ耐環境特性の要求されるところには適さないな
どの課題があった。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、音声や騒音を再生する機能を、薄
い構造形態で、且つ高低温、高湿、高塵などの厳しい環
境条件下でも利用できる電磁音響変換装置を得ることを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る電磁音響変換装置は、第１励磁装置の出力電流が供給
された第１加振コイルに流れる励磁電流と振動板に誘起
される渦電流との間に働く電磁反発力によって変調信号
に応じた振動加振力を得、この振動加振力により音声あ
るいは騒音信号の再生音を発生するものである。

【００１３】請求項２記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、振動板の一部分に電気的絶縁性磁性材による磁性
板を設け、磁性板と対向する位置に永久磁石手段を設け
たものである。

【００１４】請求項３記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、第１励磁装置の出力電流が供給された第１加振コ
イルに流れる励磁電流と振動板に誘起される渦電流との
間に働く電磁反発力によって第１変調信号に応じた第１
振動加振力と直流的反発力を得、第２電力増幅手段の出
力電流が供給された第２加振コイルと磁性板との間に働
く磁気吸引力によって第２変調信号に応じた第２振動加
振力と直流的吸引力を得、直流的反発力と直流的吸引力
が互いに相殺され、第１及び第２振動加振力が合力とし
て振動板に作用することにより、音声あるいは騒音信号
の再生音を発生するものである。

【００１５】請求項４記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、第１電力増幅手段の出力電流が供給された第３加
振コイルに流れる励磁電流と振動板に誘起される渦電流
との間に働く電磁反発力によって第１変調信号に応じた
振動加振力と直流的反発力を得、第２電力増幅手段の出
力電流が供給された第４加振コイルに流れる励磁電流と
振動板に誘起される渦電流との間に働く電磁反発力によ
って第３変調信号に応じた振動加振力と直流的反発力を
得、双方の直流反発力が互いに作用方向が逆であること
により相殺され、双方の振動加振力が合力として振動板
に作用することによって、音声あるいは騒音信号の再生
音を発生するものである。

【００１６】請求項５記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、振動板を、単一有機材、複数種類の有機材の積層
材、有機材の成形材のいずれかで形成された板と、この
板に埋め込み或いは貼り合わせられた導電及び非磁性金
属板とで構成したものである。

【００１７】請求項６記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、振動板の板及び非磁性金属板を、複数種類の形状
に成形したものである。

【００１８】請求項７記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、振動板を、０．４ｍｍ〜１．６ｍｍの銅板、ある
いは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのアルミニウム板としたも
のである。

【００１９】請求項８記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、弾性支持手段を、振動板の周辺部を挟み込む高密
度グラスウール材あるいはゴム材により構成したもので
ある。

【００２０】請求項９記載の発明に係る電磁音響変換装
置は、弾性支持手段を、振動板の端部の複数箇所に溶接
あるいはネジ止め固定した金属製スプリング材で構成し
たものである。

【００２１】請求項１０記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、振動板の外面あるいは内面にリブ材を設けたも
のである。

【００２２】請求項１１記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、弾性支持手段を、グラスウール材に金属製スプ
リング材を埋め込んだ構造としたものである。

【００２３】請求項１２記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、弾性支持手段を、加振コイルと振動板との間に
設けたものである。

【００２４】請求項１３記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、加振コイルを、電気的に直列接続して複数個設
けたものである。

【００２５】請求項１４記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、振動板の外面に、絵柄、文字、記号を書き込む
或いは刷り込む、または絵柄、文字、記号を記したシー
トを張り合わせることによる視覚的情報手段を付したも
のである。

【００２６】請求項１５記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、振動板の外側に電子的表示機能を有する表示パ
ネルを固着し、上記表示パネルが上記振動板の一部を兼
ねるようにしたものである。

【００２７】請求項１６記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、加振コイルのリード線と枠体に設けられたコネ
クタとの間に静電容量素子を接続したものである。

【００２８】請求項１７記載の発明に係る電磁音響変換
装置は、励磁装置に、一定値でバイアスした音声信号の
波形瞬時値を変換し、電磁力の空隙依存性を補償する数
値変換手段を備えたものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による電
磁音響変換装置の構成図である。但し、電磁音響変換装
置は以降の説明においてスピーカと表現する場合もあ
る。この図において、６０はスピーカ本体（第１スピー
カ本体）、７０は励磁装置（第１励磁装置）、６２はコ
ネクタ６１を介して励磁装置７０とスピーカ本体６０と
を接続し、励磁装置７０からスピーカ本体６０へ電流を
供給するための励磁ケーブル、１００は予め録音され電
気信号に変換された音声信号を出力するＭＤプレヤ等の
オーディオ出力装置、１０１はオーディオ出力装置１０
０から励磁装置７０に信号を伝えるための信号ケーブ
ル、１０は導電、非磁性材料による振動板、２０は可撓
かつ弾性材料による弾性支持手段、５０はスピーカ本体
６０の枠を形成する枠体（第１枠体）である。

【００３０】また、スピーカ本体６０はその断面図であ
る図２に示すように、振動板１０に空隙Ｇを挟んで対向
した形で加振コイル（第１加振コイル）３０が埋設さ
れ、磁極４０が枠体５０の一部分である基板５０ｃに設
置されている。振動板１０は弾性支持手段２０ａ、２０
ｂに挟まれて支持され、弾性支持手段２０ａ、２０ｂの
他方の面は枠体５０に固定されている。加振コイル３０
はリード線３１によって、図１に示したコネクタ６１を
介して励磁ケーブル６２と電気的に接続されている。

【００３１】励磁装置７０はその回路構成図である図３
に示すように、交番電圧発生手段７１、変調手段（第１
変調手段）７２、電力増幅手段（第１電力増幅手段）７
３を具備して構成されている。変調手段７２は入力信号
である音声信号ｖ（ｔ）に一定の量αを加算する加算手
段７４、加算手段７４の出力Ｓ１と交番電圧信号ａ
（ｔ）を掛け合わせる乗算手段７５から構成されてい
る。

【００３２】次に動作について説明する。オーディオ出
力装置１００から出力された音声信号ｖ（ｔ）は励磁装
置７０の変調手段７２に変調信号として供給される。変
調手段７２は、加算手段７４により音声信号ｖ（ｔ）に
一定値αでバイアスをかけた後、乗算手段７５によって
交番電圧発生手段７１の発生する交番電圧信号ａ（ｔ）
に変調（すなわち掛け算）を施して出力する。但し、交
番電圧信号ａ（ｔ）の周波数は所望の音声信号ｖ（ｔ）
の周波数帯域の上限よりも大きくする。

【００３３】この変調手段７２における各信号波形の一
例を図４の（ａ）〜（ｄ）に示す。（ａ）は音声信号ｖ
（ｔ）の波形、（ｂ）は一定値αのバイアス信号、
（ｃ）は交番電圧信号ａ（ｔ）の波形、（ｄ）は変調後
の出力波形である。また、（ａ）〜（ｄ）において、横
軸は時間軸、縦軸は振幅を示す。

【００３４】電力増幅手段７３は、変調手段７２から出
力される変調信号を電力増幅する。励磁装置７０は、励
磁ケーブル６２を介して励磁電流をスピーカ本体６０に
供給する。

【００３５】スピーカ本体６０に供給された励磁電流は
リード線３１を介して加振コイル３０を流れ、磁極４０
を励磁し、振動板１０に音声信号で変調を受けた交番磁
力線を鎖交させる。この時、振動板１０はその内部に誘
起した渦電流と加振コイル３０を流れる励磁電流との間
に働く電磁反発力を受ける。

【００３６】この電磁反発力は後に詳しく説明するが直
流反発力と、変調信号に対応する振動加振力と、交番電
圧信号周波数の２倍の振動加振力との三つの成分からな
る。振動板１０は弾性支持手段２０と共にこの中の変調
信号に対応する振動加振力によって振動し、音声を放射
する。

【００３７】ここで、この発明の電磁音響変換装置（ス
ピーカ）の基本原理を説明する。大きくは３つの要素原
理の組み合わせで構成される。

【００３８】１番目は、振動板１０を音声信号の時間変
化波形に対応させて振動させれば、音声再生音が大気中
に放射されるという音響放射の原理、２番目は、加振コ
イル３０と導電性の振動板１０との間に働くローレンツ
力を主とした電磁力、３番目は、音声信号を比較的高い
周波数（５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）に変調波として載せて
励磁電流とするところの変調方式である。

【００３９】１番目の原理は、従来のコーンスピーカの
音放射原理と変わるところはない。ここでこの発明の要
点とするところは、２番目の電磁加振力の発生手段と、
３番目の音声信号変調手段に係わる原理である。

【００４０】これら原理を数式やグラフを用いて説明す
る。先ず、ノーテーションを次のようにする。 ｖ＝ｖ（ｔ）：音声あるいは騒音の電気信号（時間波形
信号）。 ａ＝Ａ_m ｓｉｎ２πｆ_s ｔ ：交番電圧信号（基本的に
は周波数ｆｓの正弦波の時間変化波形）。 ｓ₁ ＝ｖ（ｔ）＋α ：変調信号（時間変化波形）但し
αは一定値。 ｅ_s ＝ｅ_s （ｔ）：電力増幅された後の変調された交番
電圧信号（時間波形）この電源が加振コイル３０に励磁
電流を供給する。 ｉ_c ・ｎ＝ｉ_c ・ｎ（ｔ）：加振コイル電流とコイルの
巻回数の積［ＡＴ］ベクトル量。 Ｈｉ＝Ｈｉ（ｔ）：加振コイル３０を流れる励磁電流が
作る磁界強度［ＡＴ／ｍ］ベクトル量。 ｊ ＝ｊ（ｔ）：振動板１０を流れる渦電流の電流密度
［Ａ／ｍ２］ベクトル量。 ｇ ：振動板１０と加振コイル３０の間に存在する空隙
の長さ［ｍ］。 δ ：スキンデプス（磁力線の浸透深さ：表面磁界が１
／ｅに減衰する深さ）［ｍ］。 Ｆ＝Ｆ（ｔ）： 電磁力［Ｎ］。 ｆ_s ： 交番電圧信号の周波数。 μ₀ ： 空気の透磁率（４π×１０^-7）。

【００４１】電力増幅手段７３の出力は電流増幅率をβ
として、ｅ_s ＝β・ｓ₁ ・Ａ_m ｓｉｎ２πｆ_s ｔで表さ
れる。この出力は加振コイル３０に供給され、加振コイ
ル３０の電気的インピーダンスＺ_c に応じて、加振コイ
ル電流のｉ_c ＝ｅ_s ／Ｚ_c をコイル３０に流す。このコ
イル電流は、コイルの巻回数をｎとしたときｉ_c ・ｎの
起磁力を発生する。起磁力の存在する電磁場において
は、いろいろな物理的諸元がｍａｘｗｅｌｌの電磁界方
程式によって関係づけられ、求められる。ここで振動板
１０の表面に働く電磁力は、次式（１）で示される。

【００４２】 Ｆ＝∫Σ｛（Ｈ_s ・ｎ）Ｈ_s −（１／２）・Ｈ_s ²・ｎ｝ｄａ ・・・（１）

【００４３】但し、Σは振動板１０表面の全領域、Ｈｓ
は振動板１０表面における磁界強度、ｎは法線ベクト
ル、ｄａは面積積分要素を示す。振動板１０が非磁性の
場合、μは空気の透磁率と同じμ０となる。

【００４４】上式（１）右辺の第１項は吸引力の成分で
ある。また磁界強度の法線成分は渦電流Ｊによるカウン
タ磁界によって弱められるので小さい。第２項は反発力
の成分である。磁界強度の自乗（ベクトル積）の法線方
向成分なので、第２項が優位成分となる。

【００４５】従って電磁力のトータルは振動板１０を加
振コイル３０から遠ざける方向に働く反発電磁力であ
る。反発電磁力は、振動板１０表面における磁界強度の
接線成分が大きく、法線成分が小さい電磁界分布が形成
されると効率良く発生する。このような分布は、振動板
１０の固有電気抵抗が小さい程、振動板１０の厚さ、面
積が大きい程、振動板１０と加振コイル３０、磁極の空
隙が小さい程、また励磁周波数がある程度まで高い程、
大きくなる。

【００４６】なお、式（１）は、電磁力の大きさが、系
（電磁界分布）が同じであれば磁界強度の大きさの自乗
に比例することを物語っている。従って、磁界強度は起
磁力に比例するので比例係数をｋとして

【００４７】 Ｆ＝ｋ・（ｉ_c ｎ）² ＝ｋ・（ｅ_s ｎ／Ｚ_c ）² ＝ｋ・（βｎｓ₁ Ａ_m ・ｓｉｎ２πｆ_s ｔ／Ｚ_c ）² ＝ｋ_t ・ｓ１² ｓｉｎ² ２πｆ_s ｔ となる。 但し、ｋ_t ＝ｋβｎ² Ａ_m ²／Ｚｃ²

【００４８】ここでＳ₁ は音声波形の時間変化信号に一
定値をバイアスとして加えた形、すなわち

【００４９】 Ｓ₁ ＝α＋Ｖ（ｔ） ・・・（２）

【００５０】なので Ｆ＝ｋ_t ・（α² ＋２αＶ（ｔ）＋Ｖ² ）（１／２）
（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） となる。

【００５１】ここでバイアスαを音声波形の大きさに比
べて相当（１０倍以上）に大きくすれば、上式は次式
（３）のように近似できる。

【００５２】 Ｆ≒ｋ_t α² ／２＋ｋ_t αＶ（ｔ）−ｋ_t α² ／ ２ｃｏｓ４πｆ_s ｔ−ｋ_t αＶ（ｔ）ｃｏｓ４πｆ_s ｔ ・・・（３）

【００５３】この式（３）で、第１項は直流反発力成
分、第２項は音声波形ｖ（ｔ）による加振力成分、第
３、第４項は周波数２ｆｓ［Ｈｚ］の振動加振力成分で
ある。次に振動板、弾性支持手段で形成される振動系に
おいて動く部分の質量をＭ、ばね定数をκ、機械抵抗を
ｒとすると機械インピーダンスＺ_m は、角速度ω（＝２
πｆ）として、Ｚ_m ＝ｊωＭ＋Ｋ／ｊω＋Ｒである。こ
こで

【００５４】ωＭ＝Ｋ／ω となる共振周波数ｆ₀ を低音域の低い周波数例えば５０
〜３００Ｈｚになるよう、振動板１０の質量及び弾性支
持手段２０ａ、２０ｂのばね特性を選ぶ。

【００５５】また前記の交番電圧の周波数ｆ_s をｆ₀ に
比して高く例えば５ｋ〜５０ｋＨｚに選ぶならば、式
（５）の第３、第４項の振動加振力による振動は振動系
の慣性抵抗によって−３０ｄＢ程度以下に小さく押さえ
られる。

【００５６】このことの理解を深めるために図５を示
す。この図は振動板１０の振動系機械インピーダンスＺ
ｍの１事例について、振動周波数ｆを横軸にして描いた
ものである。図中に追記したｆ₀ が振動系の共振周波
数、ｆ_s が加振力の周波数の一例である交番電圧信号周
波数、帯域Ａとあるのはこの発明のスピーカが再生する
音声帯域である。

【００５７】交番電圧信号ａ（ｔ）に基づく加振力に対
するインピーダンス（Ｚ_2fs で図示）は音声再生帯域の
インピーダンスＺ_s に比べて非常に大きいことが分か
る。従って振動板１０は音声信号ｖ（ｔ）にしたがった
加振力を支配的な力として受けて振動し、音声再生音を
放射することになる。

【００５８】繰り返して説明するならば、この発明の基
本的な特長は３つ有り、１つ目は、式（１）の示す電磁
力の成分の中で非磁性、導電材の場合に支配的となる反
発力を利用すること。２つ目は、式（３）に示されたよ
うに一定値αでバイアスされた音声信号ｖ（ｔ）を交番
電圧信号ａ（ｔ）の変調信号とすること。３つ目は、振
動板振動共振周波数に対して交番電圧信号ａ（ｔ）の周
波数ｆ_s を十分に大きくとって交番電磁力による振動放
射音を極力抑制することである。

【００５９】ここで、上記の電磁音響変換装置の構成要
素の材質及びサイズ等を、図６を参照して具体的に説明
する。但し、音声再生周波数帯域が１００〜７ｋＨｚで
あることを前提条件とする。

【００６０】振動板１０にはアルミニウム金属円板を用
いる。アルミニウムは導電率が高く、非磁性であるとと
もに、他の高導電金属に比較して比重が小さい。従って
電磁反発力も得やすくかつ振動板１０の機械インピーダ
ンスも小さいものが設計でき、スピーカとしての総合能
率を高くすることができる。

【００６１】また、振動板１０として必要な厚さは、ス
キンデプスの評価式（δ＝ＳＱＲＴ（２ρ／ωμ））か
ら決定する。励磁周波数（交番電圧信号ａ（ｔ）の周波
数）２０ｋＨｚのときのアルミニウムのスキンデプスδ
は約０．６ｍｍである。従って、電話音声帯域を再生帯
域とする場合は振動板の厚さは０．５〜２ｍｍとするの
が望ましい。これより薄い板とすると、電磁力が減少す
る反面、ジュール発熱が増加する。なお、銅板の場合
は、固有抵抗ρがアルミニウムより４０％ほど低いの
で、最適な板厚は０．４〜１．６ｍｍである。

【００６２】弾性支持手段２０は、振動板１０の周縁部
をリング状の数ｍｍ厚の高密度グラスウールで挟み込ん
だ構造とする。グラスウールは、ばね性と適度なダンピ
ング特性を与え、耐熱性も有る。空隙Ｇは１〜２ｍｍ程
度とする。空隙Ｇは狭いほど電磁力発生効率（単位アン
ペアターン当たりの電磁力）が良くなるが、振動板１０
の振動ストロークが狭くなること及び、電磁力の空隙依
存性が大きくなり、因って、再生音に非線型歪みが発生
しやすくなる。前記した空隙長とするのは、最大ストロ
ーク長を１ｍｍ程度のスピーカとするためである。

【００６３】次に、加振コイル３０は、励磁周波数に応
じて、できるだけ細い（０．４ｍｍ程度以下）絶縁電線
を撚り合わせたいわゆるリッツ線とするのが望ましい。
これはコイルでの渦電流や、環流損失を抑制し、スピー
カとしての総合能率を向上するためである。

【００６４】磁極４０は、励磁電流が比較的高い（２０
ｋＨｚ）ので、加振コイル３０と同じく渦電流の流れに
くい材料、ここでは磁性粉体成形材料例えばフェライト
で形成する。但し、磁極４０はこの発明のスピーカにお
いて必ずしも必要なものではない。例えば、図６に示す
ように磁極４０は設けないで、基板５０ｃを高抵抗磁性
材料としても良い。その代わり何らかのコイル支持手段
を設ける。

【００６５】枠体５０は、スチールやプラスティックな
どの材料で、板金、成形などによって作る。枠体５０は
弾性支持手段２０ａ、２０ｂ、および加振コイル３０を
支持固定することにより、振動板１０と加振コイル３０
の間の空隙を所定の長さに確保する役目を担う。また振
動板１０、支持手段２０を合わせて、密閉に近い空間を
確保し、振動板１０の背面からの放射音波を外部に出さ
ないようにすることも枠体５０の役目である。但し、枠
体５０に一部開放部を設け、バスレフ方式のスピーカと
することもできる。

【００６６】交番電圧信号ａ（ｔ）の周波数の選択は、
この発明のスピーカにとって最も重要な課題である。何
故なら、電磁力の大きさ、それによって引き起こされる
振動加振力の大きさ、電磁力発生効率、加振コイル３０
の電気的インピーダンス、電子回路（特にパワートラン
ジスタ）、放射周波数の聴感特性との係わりなどスピー
カ性能に大きく係わるからでる。

【００６７】２０ｋＨｚを交番電圧信号ａ（ｔ）の周波
数に選ぶと、この信号ａ（ｔ）だけの場合は４０ｋＨｚ
の電磁加振力となる。この４０ｋＨｚは普通、人間の聞
こえる限界周波数を大きく超える。また振動板１０の質
量による慣性力により、高い周波数では、振動板１０は
振動し難くなる。

【００６８】周波数を高くし過ぎると、加振コイル３０
や増幅回路のジュール損失が増えて、効率を悪くするこ
とや、空中に不要輻射の電波を放出する割合が大きくな
ったりする。また、交番電圧発生手段７１は、オーディ
オ機器などで常用される、演算増幅用半導体集積回路、
抵抗、コンデンサで構成されるＲＣ発振回路であって良
い。加算手段７４、乗算手段７５も同様にて構成され
る。

【００６９】電力増幅手段７３には、ターンオフ時間の
短いパワートランジスタを用いる。但し、電力増幅手段
７３の負荷である加振コイル３０はほとんどがリアクタ
ンス成分であるところの高いインピーダンスを有する。
従って、加振コイル３０に所定のアンペアターン：数１
００ＡＴを供給するためには、高電圧の出力となること
に留意が必要である。

【００７０】上述のような材質及びサイズ等とすること
により、スピーカ本体６０の肉厚を５〜２０ｍｍ程度の
薄型とすることができ、また１００℃を越える高温環境
でも動作不能となることがない堅牢なスピーカとするこ
とができる。

【００７１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、導電、非磁性の振動板１０、振動板１０と空隙Ｇを
挟んで対向配置された加振コイル３０、振動板１０を支
える弾性支持手段２０ａ、２０ｂ、弾性支持手段２０
ａ、２０ｂと加振コイル３０を所定の配置で固定支持す
る枠体５０で構成されたスピーカ本体６０、一定の周波
数の交番電圧信号ａ（ｔ）を発生する交番電圧発生手段
７１、電気信号ｖ（ｔ）に予め変換された音声あるいは
騒音信号に一定値のバイアス信号αを加えた信号ｓ₁
で、交番電圧信号ａ（ｔ）を変調し、この変調信号を出
力する変調手段７２、変調手段７２の出力信号を電力増
幅する電力増幅手段７３で構成される励磁装置７０から
成り、励磁装置７０の出力電流をスピーカ本体６０の加
振コイル３０に供給し、かかる加振コイル３０に流れる
励磁電流と振動板１０に誘起される渦電流の間に働く電
磁反発力によって変調信号ｅｓ（ｔ）に応じた振動加振
力を得、かかる振動加振力によって音声あるいは騒音信
号ｖ（ｔ）の再生音を放射するようにしたので、平板形
状の振動板１０に直接振動力を生み出し、音声や、騒音
信号を再生できる薄型の電磁音響変換装置とすることが
でき、また、剛性のある且つ温度などの使用環境適合性
の高い材料で構成され、有機接着剤を使うことがないの
で、高温環境においても使用できる電磁音響変換装置と
することができる効果が得られる。

【００７２】実施の形態２．図７はこの発明の実施の形
態２による電磁音響変換装置におけるスピーカ本体の構
造断面図である。この図７において図２の各部に対応す
る部分には同一符号を付す。図７において、１５は振動
板１０の一部分に磁極４０と対向する位置に固着された
磁性材料による磁性板、３４は磁性板１５に対向する位
置に加振コイル３０と並べて設けられた永久磁石手段で
ある。

【００７３】次に動作について説明する。振動板１０に
は、式（３）の第１項に相当する直流的反発力が作用し
ている。この力は、弾性支持手段２０に常時一定の応力
をかけていることになるので、ばね効果の上下（図にお
いて）非対象性が現れやすくなり、よって放射音も歪ん
だものとなる可能性がある。

【００７４】この実施の形態２は、その点を改良するこ
とを考えたものであり、磁性板１５と永久磁石手段３４
との間に作用する磁気吸引力によって振動板１０に下向
き（加振コイル３０向き）の力を加える。磁気吸引力
は、磁性板１５と永久磁石手段３４の間にできる空隙長
さや、磁性板１５の材料（比透磁率）を選択することに
より調整でき、前記した直流的反発力と同程度の大きさ
とする。

【００７５】このように調整することによって、スピー
カとして動作中、振動板１０には、吸引力、反発力が拮
抗して、直流的反発力がほとんどかからず、非線形振動
による音質劣化が抑制される。

【００７６】なお、加振コイル３０の発生する交番磁束
が磁性板１５に鎖交するとその磁界による交番吸引力や
渦電流による発熱が起こるので、できるだけ鎖交しない
よう配置を工夫する必要がある。特に発熱は問題が大き
い。但し、磁性板１５を磁性粉体成形やレジン含侵材料
で作れば発熱は起こらない。

【００７７】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、磁性板１５と永久磁石手段３４との間に作用する磁
気吸引力によって振動板１０に加振コイル３０向きの力
を加えるようにしたので、スピーカとして動作中、振動
板１０に、吸引力、反発力が拮抗して、直流的反発力が
ほとんどかからず、非線形振動による音質劣化を抑制で
きる効果が得られる。

【００７８】実施の形態３．図８はこの発明の実施の形
態３による電磁音響変換装置におけるスピーカ本体の構
造断面図である。この図８において図７の各部に対応す
る部分には同一符号を付す。図８において、１２は振動
板１０に埋め込まれるあるいは貼り合わされた実施の形
態５〜８で詳細に説明する非磁性金属板、３５は図７に
示した永久磁石手段３４に代えて設けられた加振コイル
（第２加振コイル）、３６は永久磁石手段３４に代えて
設けられ、加振コイル３５の横に配置された磁極、５０
ａは枠体（第２枠体）、６０ａはスピーカ本体（第２ス
ピーカ本体）である。

【００７９】また、図９はこの発明の実施の形態３によ
る電磁音響変換装置における励磁装置の回路構成図であ
る。図９において、７０ａは励磁装置（第２励磁装
置）、７２ａは変調手段（第２変調手段）、７９は音声
信号ｖ（ｔ）の位相を１８０度反転する反転手段、８０
は変調信号のバイアスとして用いるバイアス値αと反転
された音声信号−ｖ（ｔ）を加算する加算手段、７７は
加算手段８０の出力信号を既定値Ｃ倍する乗算手段、７
８は乗算手段７７の出力信号で交番電圧信号ａ（ｔ）を
変調する乗算手段、７３ａは乗算手段７８から出力され
る変調信号（第２変調信号）を電力増幅して加振コイル
３５に励磁電流ｅ_r （ｔ）を供給するための電力増幅手
段（第２電力増幅手段）である。なお、加算手段７４、
乗算手段７５、電力増幅手段７３、交番電圧発生手段７
１は図３と同構成である。

【００８０】次に動作について説明する。上記実施の形
態１及び２は、振動板１０の加振力に反発電磁力のみを
利用したものであったが、この実施の形態３では、反発
電磁力に加えて磁気吸引力（磁性体の表面に作用する磁
気圧力）をも利用しようとするものである。このことに
より振動板を加振する力は２倍にでき、放射音の音圧レ
ベルを高めることができる。

【００８１】音声信号ｖ（ｔ）を加算手段７４で一定値
バイアスの後、乗算手段７５で交番電圧信号ａ（ｔ）を
変調して加振コイル３０に励磁電流を流し、電磁反発力
を得るための励磁系統にもう一つの励磁系統を加える。

【００８２】すなわち、音声信号ｖ（ｔ）を反転手段７
９で位相反転（デジタル数値の場合は符号反転）し、こ
の反転音声信号−ｖ（ｔ）に加算手段８０でバイアス値
αを加算し、更に乗算手段７７により既定値Ｃでスケー
リングした後、交番電圧信号ａ（ｔ）を変調し、電力増
幅７３ａで増幅した後、その出力ｅ_r （ｔ）を、磁気吸
引力を得るための加振コイル３５に供給する。

【００８３】この追加された励磁系統は式（１）の電磁
力表現式において、磁性体表面であること、従って透磁
率μが大きいこと及び法線成分が多いことにより、第１
項（Ｈ_s ・ｎ）Ｈ_s が第２項に比べて圧倒的に大きい。

【００８４】従って、磁性板１５に働く電磁力は、∫Σ
μ_r ・μ₀ （Ｈ_s ・ｎ）Ｈ_s として計算できる。Ｈ_s は
加振コイル３５に流れる励磁電流ｉ_r と、加振コイルタ
ーン数ｎ_r の積であるアンペアターンで作り出され、結
局、吸引力は加振コイルアンペアターンの自乗に比例し
た形で表現できる。

【００８５】そこで、加振コイル３５に供給する電流ｉ
_r は、加振コイル３５の電気的インピーダンスをＺ_r と
すると ｉ_r ＝ｅ_r ／Ｚ_r ＝γ・Ｃ・ｓ₂ ・ａ／Ｚ_r 但し、γは増幅手段の増幅率、Ｃは乗算手段７７の乗算
係数、 ｓ₂ ＝−ｖ（ｔ）＋α そこで吸引電磁力Ｆ_r は、比例係数をｋ_r とすると Ｆ_r ＝ｋ_r ・（ｉ_r ｎ_r ）² ＝ｋ_r ・（γ・Ｃ・ｓ₂ ・ｎ_r ・ａ／Ｚ_r ）² ＝ｋｔ_r ・ｓ₂ ²ｓｉｎ² ２πｆ_s ｔ ここでｓ₂ ＝α−Ｖ（ｔ）であるから、

【００８６】 Ｆ_r ＝ｋ_tr・（α² −２αＶ（ｔ）＋Ｖ² ）（１／２）（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） ・・・（４） となる。

【００８７】この式（４）によっても、電磁力は、直流
吸引力成分、音声波形による加振力成分、周波数ｆ_s の
２倍の振動加振力成分から成り立っていることが分か
る。

【００８８】ここで、式（３）のｋ_t を参照して、ｋ_tr
＝ｋｔとなるようγやＣを選ぶこととすると、振動板１
０に加わる電磁力の合力は Ｆ_t ＝ｋ_tr・（α² −２αＶ（ｔ）＋Ｖ² ）（１／２）（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） −ｋ_t ・（α² ＋２αＶ（ｔ）＋Ｖ² ）（１／２）（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） ＝−２ｋ_t αＶ（ｔ）（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） ・・・（５） となり、直流反発力と吸引力が相殺して消滅し、音声信
号成分の振動加振力と、音声波形で変調された交番電圧
信号の２倍の周波数成分の交番電磁力のみとなる。

【００８９】すでに説明しているように、後者の成分に
ついては、振動板１０の慣性質量の影響と、人間の聴覚
限界から、再生音への影響は小さいので、式（５）は実
質的には、音声信号による振動加振力だけと考える事が
できる。

【００９０】但し、加振コイル３０に流れる励磁電流と
加振コイル３５に流れる励磁電流とは、一般的には位相
が異なっており、従って電磁力のうち、交番電圧周波数
の２倍の振動加振力も位相が異なっている。

【００９１】このことを考慮すると、式（５）の第２項
は補正されなければならないが、この発明の原理上では
問題とならない。

【００９２】更に、この実施の形態３によれば、Ｖ
（ｔ）のレベルに対する制約条件は｜Ｖ（ｔ）｜≦αだ
けであり、極端には交番電圧信号ａ（ｔ）の振幅の半分
まで取り得る。従って、加振力発生能率は実施の形態１
の構成に比べ格段に向上する。

【００９３】但し、この実施の形態３においては、反発
力と吸引力の作用する場所が異なるため、振動板１０の
剛性が小さい場合は、強制変形や変形振動を起こす欠点
がある。これに対しては、図１０に示すように、振動板
１０の両面あるいは片面において反発力と吸引力のそれ
ぞれ力点を結びさらにその力点を延長した範囲に補強リ
ブ１６を付けることで改善する。

【００９４】また、図１１に示すように、従来コーン型
スピーカで採用されているハネカム構造のハネカム振動
板１０ａをアルミなどの導電性の高い金属で作り、そこ
に、アルミのドーナツリングと極薄の珪素鋼板で作成し
た磁性板１５を貼り合わせる構造としても良い。

【００９５】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、電力増幅手段７３の出力電流を加振コイル３０に供
給し、かかる加振コイル３０に流れる励磁電流と振動板
１０に誘起される渦電流との間に働く電磁反発力によっ
て変調信号に応じた振動加振力と直流的反発力を得、電
力増幅手段７３ａの出力電流を加振コイル３５に供給
し、かかる加振コイル３５と磁性板１５との間に働く磁
気吸引力によって変調信号に応じた振動加振力と直流的
吸引力を得、直流的反発力と直流的吸引力は互いに相殺
し、振動加振力は合力として振動板１０に作用し、よっ
て音声あるいは騒音信号の再生音を発生するようにした
ので、弾性支持手段２０の静的な変位がなく、より非線
形歪みの小さい、及び振動加振力が増大し、より再生音
圧の高いスピーカとすることができる効果が得られる。

【００９６】実施の形態４．図１２はこの発明の実施の
形態４による電磁音響変換装置におけるスピーカ本体の
構造断面図である。この図１２において図６の各部に対
応する部分には同一符号を付す。図１２（ａ）におい
て、３０ａ，３０ｂは振動板１０を挟み同じ長さの空隙
を有して対向配置された加振コイル（第３及び第４加振
コイル）、４０ａ，４０ｂは加振コイル３０ａ，３０ｂ
を枠体（第３枠体）５０ｂに固定する支持体、６０ｂは
スピーカ本体（第３スピーカ本体）である。但し、支持
体４０ｂについては、図１２（ｂ）に外観を示すよう
に、音の放射孔を確保できるような構造（例えば梁構造
など）とすることが要件となる。

【００９７】図１３はこの発明の実施の形態４による電
磁音響変換装置における励磁装置の回路構成図である。
図１３において、７０ｂは励磁装置（第３励磁装置）、
７１は交番電圧信号発生手段、７２ｂは変調手段（第３
変調手段）である。

【００９８】次に動作について説明する。この実施の形
態４の特徴は変調手段７２ｂにある。この変調手段７２
ｂは音声信号ｖ（ｔ）を２系統の回路に入力する。一方
は一定値αを加算手段７４によって加算し、交番電圧信
号ａ（ｔ）を乗算手段７５によって乗算（変調）し、こ
の変調信号を電力増幅手段７３に出力する。

【００９９】他方は、位相反転手段７９で位相を反転
（デジタル数値信号の場合は符号反転）し、一定値αと
加算手段８０で加算し、交番電圧信号ａ（ｔ）を乗算手
段７８によって乗算（変調）し、この変調信号（第３変
調信号）を電力増幅手段７３ａに出力する。

【０１００】電力増幅手段７３，７３ａは、出力である
励磁電流を、それぞれスピーカ本体６０ｂの加振コイル
３０ａ，３０ｂにコネクタ６１ａ，６１ｂ、リード線３
１ａ，３１ｂを経由して供給する。このようなスピーカ
本体６０ｂの構成を、励磁方式としたことにより、振動
板１０の受ける加振力は、以下のようになる。

【０１０１】加振コイル３０ａによって発生する電磁反
発力は、 Ｆ_a＝ｋ_t ・（α² ＋２αＶ（ｔ）＋Ｖ² ）（１／２）
（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） 一方、加振コイル３０ｂによって発生する電磁反発力
は、力の方向が前者に対して逆であることを考慮して、 Ｆ_b＝−ｋ_t ・（α² −２αＶ（ｔ）＋Ｖ² ）（１／
２）（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ） である。

【０１０２】よって、振動板１０の受ける加振力は Ｆ＝Ｆ_a ＋Ｆ_b ＝２ｋ_t αＶ（ｔ）（１−ｃｏｓ４πｆ_s ｔ）となる。

【０１０３】この式は前項の実施の形態における合成力
を表す式（５）と同じ表現である。従って、直流電磁力
は存在しない。また、この実施の形態４によれば、電磁
力の空隙依存性が両側にある空隙が互いに非線形特性を
補って、線形特性に近づけるので、放射音の非線形歪み
は小さい。

【０１０４】また、打ち消し合うように働く電磁反発力
の振動板１０上の力点の位置は同一の個所（表裏は異な
る）なので、直流反発力による振動板の変形は起こり難
いし、交番電磁力による変形振動の発生も小さい。従っ
て、振動板１０にことさら剛性をたかめるためのリブ補
強は必要でない。

【０１０５】更に、加振コイル３０ａ，３０ｂが音放射
面側にも必要となる欠点があるが、振動板１０の設計尤
度や励磁装置７０励磁回路の調整が容易であるなどの利
点に加え、音質の良いスピーカが得られる利点がある。

【０１０６】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、第１電力増幅手段７３の出力電流を第１加振コイル
３０ａに供給し、この加振コイル３０ａに流れる励磁電
流と振動板１０に誘起される渦電流の間に働く電磁反発
力によって変調信号に応じた振動加振力と直流的反発力
を得、第２電力増幅手段７３ａの出力電流を第２加振コ
イル３０ｂに供給し、この加振コイル３０ｂに流れる励
磁電流と振動板に誘起される渦電流の間に働く電磁反発
力によって変調信号に応じた振動加振力と直流的反発力
を得、直流反発力は両者の作用方向が逆のために相殺
し、一方、振動加振力は合力として振動板１０に作用す
ることによって、音声あるいは騒音信号の再生音を発生
するようにしたので、弾性支持手段２０の静的な変位及
び振動板１０の静的な変形がなく、より非線形歪みが小
さく、振動加振力が増大し、より再生音圧の高いスピー
カとすることができる効果が得られる。

【０１０７】実施の形態５．図１４はこの発明の実施の
形態５による電磁音響変換装置における振動板の構造断
面図であり、この図において、１０ａは板１１と非磁性
金属板１２とで構成された振動板、１１は振動板１０ａ
を構成する、木材、樹脂積層材、樹脂成形材などの有機
材による板、１２は板１１に埋め込まれるか、貼り合わ
された高導電、非磁性の金属による環状の非磁性金属板
である。但し、振動板１０ａは、実施の形態１，２，４
で説明したスピーカ本体６０，６０ａ，６０ｂのいずれ
かの振動板１０として適用可能である。

【０１０８】次に動作について説明する。非磁性金属板
１２を流れる渦電流に相当する環電流によって電磁反発
力が発生し、有機材の板１１の部分を一緒に振動させ音
声波を放射する。非磁性金属板１２は円形の加振コイル
３０に対向する位置に来るように、その内径ｒ１と外径
ｒ２を選ぶ。このような振動板１０ａとすれば、振動加
振力はほとんど減らないで、慣性質量が小さくなるの
で、スピーカとしての能率が向上する。

【０１０９】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、振動板１０ａを木材、樹脂積層あるいは成形材の一
部分に環状の高導電、非磁性金属板１２を埋め込むか、
貼り合わせた構造としたことで、振動板１０ａの完成質
量を小さくでき、よって、スピーカとしての再生能率
を、より高くすることができる効果が得られる。

【０１１０】実施の形態６．図１５はこの発明の実施の
形態６による電磁音響変換装置における振動板及び加振
コイルの構造図である。また、図１５の（ａ）は分解
図、（ｂ）は断面図である。図１５において、１０ｂは
円形板１１ｂに非磁性金属板１２ｂを組み合わせた振動
板、１１ｂは木材、樹脂の積層あるいは成形による円形
板、１２ｂは導電、非磁性の金属による矩形状の非磁性
金属板である。この場合、加振コイル３０は例えば矩形
状に巻回した構造とする。但し、振動板１０ｂは、実施
の形態１，２，４で説明したスピーカ本体６０，６０
ａ，６０ｂのいずれかの振動板１０として適用可能であ
る。

【０１１１】次に動作について説明する。金属板１０ｂ
と加振コイル３０を同じ矩形状とすることにより電磁反
発力の発生効率（振動板単位面積当たりの力）が高くな
る。この実施の形態６の要点は、振動板１０ｂが受ける
振動加振力は矩形状の金属板１２ｂの周辺部に位置する
のに対し、振動板１０ｂ全体の弾性振動モードの基本パ
ターンは円形状（太鼓モード）であることから、弾性振
動が起こりにくい点にある。従って、再生音質の劣化が
抑制される。

【０１１２】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、振動板１０ｂを木材、樹脂積層あるいは成形材の円
形板１１ｂの中央部に、矩形状の導電及び非磁性金属板
１２ｂを埋め込む構造としたことで、振動板１０ｂの剛
性を高めることなく、弾性振動を抑制し、混変調歪み
の、より小さい再生音とすることができる効果が得られ
る。

【０１１３】実施の形態７．図１６はこの発明の実施の
形態７による電磁音響変換装置における振動板及び加振
コイルの構造図である。また、図１６の（ａ）は分解
図、（ｂ）は断面図である。図１６において、１０ｃは
矩形板１１ｃに非磁性金属板１２ｃを組み合わせた振動
板、１１ｃは木材、樹脂の積層あるいは成形による矩形
板、１２ｃは導電、非磁性の金属による円形状の非磁性
金属板である。この場合、加振コイル３０は例えば円形
状に巻回した構造とする。但し、振動板１０ｃは、実施
の形態１，２，４で説明したスピーカ本体６０，６０
ａ，６０ｂのいずれかの振動板１０として適用可能であ
る。

【０１１４】次に動作について説明する。非磁性金属板
１２ｃと加振コイル３０を同じ円形状とすることにより
電磁反発力の発生効率（振動板単位面積当たりの力）が
高くなる。この実施の形態７の要点は、振動板１０ｃが
受ける振動加振力は円形状の金属板１２ｃの周辺部に位
置するのに対し、振動板１０ｃ全体の弾性振動モードの
基本パターンは直線状（波板モード）であることから、
弾性振動が起こりにくい点にある。従って、再生音質の
劣化が抑制される。

【０１１５】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、振動板１０ｃを木材、樹脂積層あるいは成形材の矩
形状の非磁性金属板１１ｃの中央部に、円形状の導電、
非磁性金属板１２ｃを埋め込む構造としたことで、振動
板１０ｃの剛性を高めることなく、弾性振動を抑制し、
混変調歪みの、より小さい再生音とすることができる効
果が得られる。

【０１１６】実施の形態８．図８はこの発明の実施の形
態８による電磁音響変換装置におけるスピーカ本体の断
面構造図であり、この図において、１０は実施の形態５
〜７で説明した振動板１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれ
かを用いた振動板、１５は振動板１０に埋め込まれ、あ
るいは貼り合わされた実施の形態２，３で説明した高抵
抗磁性板である。

【０１１７】図１７はこの発明の実施の形態８による電
磁音響変換装置における励磁装置の回路構成図であり、
この図において、７０ｃは励磁装置、７２ｃは変調手
段、７７はバイアス値αを既定値Ｃ倍する乗算手段、７
３ａは乗算手段７７の出力を電力増幅する電力増幅手段
である。

【０１１８】次に動作について説明する。励磁装置７０
ｃは電力増幅手段７３が加振コイル３０に音声信号ｖ
（ｔ）で変調された交番電圧信号ａ（ｔ）に対応した電
流を供給すると同時に、電力増幅手段７３ａが加振コイ
ル３５にバイアス値αに相当した電流を供給する。これ
によって、振動板１０に固着された磁性板１５が、加振
コイル３５と磁極３６で形成される電磁石によって磁気
吸引力を受ける。

【０１１９】吸引力の大きさは、励磁電流によって決ま
り、すなわち変調信号のバイアス値αに相当したものと
なっている。振動板１０に働く直流反発力はやはりαに
相当したものであるから、乗算係数に当たる係数Ｃを適
当な値に選べば、吸引力と直流反発力は振動板１０にお
いて相殺される。

【０１２０】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、振動板１０を木材、樹脂積層あるいは成形材の円形
状板の、中央部に磁性金属小円形板を、周縁部に導電、
非磁性金属環を埋め込む構造としたので、振動板１０の
慣性質量がより小さくなり、よってスピーカとしての再
生能率を、より向上することができる効果が得られる。

【０１２１】また、吸引力と直流反発力が振動板１０に
おいて相殺されるようにしたので、非線形歪みの小さい
再生音が得られ、また吸引力の調整は電気的に行なえる
ので簡単且つ確実である効果が得られる。

【０１２２】実施の形態９．図１８はこの発明の実施の
形態９による電磁音響変換装置における弾性支持手段の
構造断面図である。但し、図１８の（ａ）はコイルば
ね、（ｂ）は板ばねの場合を示している。図１８におい
て、２０ｃは枠体５０にボルトどめや溶接によって固定
された金属製のコイルばね（金属製スプリング材）によ
り形成された弾性支持手段、２０ｄは枠体５０にボルト
どめや溶接によって固定された金属製の板ばね（金属製
スプリング材）により形成された弾性支持手段、１０は
アルミニウム等の金属板による振動板である。

【０１２３】次に動作について説明する。弾性支持手段
２０ｃ，２０ｄ及び振動板１０が金属製なので、スピー
カを極低温から３００度摂氏程度までの広範な温度環
境、例えば自動車排気管で使用することができる。

【０１２４】以上のように、この実施の形態９によれ
ば、弾性支持手段２０ｃ、２０ｄを、振動板１０の端部
の複数個所に溶着あるいはネジどめ固定した金属製スプ
リング材で構成したので、より厳しい環境で使用できる
スピーカとすることができる効果が得られる。

【０１２５】実施の形態１０．図１９はこの発明の実施
の形態１０による電磁音響変換装置における振動板の構
造断面図であり、図において、１０は振動板、１４は振
動板１０に接着、溶着、あるいはしぼり出し加工で設け
たリブ（骨）材である。但し、振動板１０が円形状の場
合は、リブ材１４は直線形状が望ましい。

【０１２６】次に動作について説明する。振動板１０に
リブ材１４が固定されているので、軸対象状で加わった
振動電磁力に対して、振動板は弾性振動を起こしにくく
なり、歪み波成分の音放射を抑制することができる。な
お、振動板にリブを設けるようなことは、従来のコーン
型スピーカなどでは不可能か可能であっても得策ではな
かった。平板の振動板１０を電磁反発力を利用して振動
させる上記構成によって、特段に歪み波成分の音放射を
抑制することができる。

【０１２７】以上のように、この実施の形態１０によれ
ば、振動板１０の外側あるいは内側面にリブ材１４を設
け、弾性振動に対する剛性を高めたことで、弾性振動に
対する剛性を高め、よって歪みの小さい再生音とするこ
とができる効果が得られる。

【０１２８】実施の形態１１．図２０はこの発明の実施
の形態１１による電磁音響変換装置における弾性支持手
段の構造断面図であり、図において、２０ｃはコイルば
ね、２０ｅはグラスウール材、２０はグラスウール材２
０ｅにコイルばね２０ｃを埋め込んで形成された弾性支
持手段である。

【０１２９】次に動作について説明する。この弾性支持
手段２０は、コイルばね２０ｃによる適度なばね性とグ
ラスウール材２０ｅによる適度な機械抵抗を有する弾性
支持手段２０を用いたので、音声の再生帯域を狭くする
ことで、再生音圧を大きくすることができる。

【０１３０】以上のように、この実施の形態１３によれ
ば、弾性支持手段２０を、グラスウール材２０ｅにコイ
ルばね材２０ｃを埋め込んだ構造としたので、弾性支持
手段２０が適度な機械抵抗を有するので音声の再生帯域
が狭くなり、再生音圧を大きくすることができ、これに
よって設計裕度すなわち、より広い適用範囲のスピーカ
とすることができる効果が得られる。

【０１３１】実施の形態１２．図２１はこの発明の実施
の形態１２による電磁音響変換装置における弾性支持手
段の構造断面図である。この図２１（ａ）及び（ｂ）に
おいて、１０は円板状の振動板、２０ｅ，２０ｇは振動
板１０の中心よりに配置されると共に加振コイル３０の
上方に配置され、数本（図示では２本）の梁部５３，５
４で支えられて固定された弾性支持手段であるグラスウ
ール材、５３，５４はグラスウール材２０ｅ，２０ｇを
支えて固定するための梁部である。

【０１３２】次に動作について説明する。この実施の形
態１２の要件は、加振コイル３０が弾性支持手段２０
ｅ，２０ｇの直下に配置されていることであり、このよ
うにすることによって、電磁加振力が、振動板１０の弾
性振動モードの節、すなわち支持されている５カ所に加
わるのみであるから、強度変形が起こりにくく、変形振
動を起こす危険性が小さくなる。

【０１３３】以上のように、この実施の形態１２によれ
ば、加振コイル３０と振動板１０との間にグラスウール
材２０ｇを設けたので、強度変形が起こりにくく、変形
振動を起こす危険性が小さくなり、このことによって振
動板１０の強度変形による振動を抑制し、放射音特性を
改善することができる効果が得られる。

【０１３４】実施の形態１３．図２２はこの発明の実施
の形態１３による電磁音響変換装置における加振コイル
の構造断面図であり、図において、３０ｃ，３０ｄは小
型加振コイル、４０ａ，４０ｂは加振コイル３０ｃ，３
０ｄを埋め込む磁極であり、加振コイル３０ｃ，３０ｄ
は電気的に直列接続される。

【０１３５】次に動作について説明する。上記実施の形
態１〜１２においては、加振コイル３０は円形状、矩形
状を問わず１個であった。図２３に示すように、振動板
１０は剛性が小さい場合、電磁力の加わる加振コイル３
０の近傍が変形しながら振動する、いわゆる変形振動が
起こる。これは振動板１０が変形せずに前面一体となっ
て振動する場合に比べ音波の放射能率を落とし、また指
向特性にも影響を及ぼす可能性がある。実施の形態１３
は、この問題を改善する。

【０１３６】図２２に示すように、加振コイル３０ｃ，
３０ｄを複数個用いると、これら加振コイル３０ｃ，３
０ｄは電気的には直列に接続し、励磁装置６０から励磁
電流の供給を受ける。このように加振コイル３０ｃ，３
０ｄを複数個とすることにより、振動板１０への加振点
が分散し、且つ均等な力での加振となるので変形振動を
抑制することができる。なお、加振コイル３０ｃ，３０
ｄを直列に接続するのは、各加振コイル３０ｃ，３０ｄ
に同じ電流が流れることによって、同じ電磁加振力が得
られるからである。

【０１３７】以上のように、この実施の形態１３によれ
ば、加振コイル３０ｃ，３０ｄを複数個設けたので、振
動板１０の強制変形や弾性振動を小さくし、非線形歪み
の、より小さい再生音とすることができる効果が得られ
る。

【０１３８】実施の形態１４．図２４はこの発明の実施
の形態１４による電磁音響変換装置における振動板の外
形図であり、図において、１８は振動板１０に印刷ある
いは彫刻された記号、文字、絵柄、または振動板１０に
貼り付けられたシートに印刷された記号などの視覚的情
報手段である。

【０１３９】次に動作について説明する。振動板１０に
視覚的情報手段１８を付すことによって、音声波形の放
射による聴覚的情報伝達と、同じ振動板１０により視覚
的な情報伝達を同時に得ることができる。これは、コー
ン型スピーカなど従来のスピーカでは文字や図形の表示
が不可能か、可能であっても視覚的情報については十分
な情報伝達はできなかったが、この平板かつ樹脂積層板
や、金属で形成する振動板１０であれば、視覚的情報手
段１８を付すことが可能なので、視覚的情報伝達を行う
ことができる。

【０１４０】以上のように、この実施の形態１４によれ
ば、振動板１０の外面に視覚的情報手段１８を付したの
で、振動板１０を視覚的情報の伝達機能を兼ねるように
することができ、スピーカと表示パネルの設置スペース
効率を高め、よって携帯電子機器等にそのスピーカを用
いれば機器の小型化が図れる効果が得られる。

【０１４１】実施の形態１５．図２５はこの発明の実施
の形態１５による電磁音響変換装置のスピーカ本体の構
造断面図であり、図において、２００は例えばＬＣＤパ
ネル、ＥＬ(Electro Luminessense)、ＰＤ(Plasma Disp
lay)、ＬＥＤ(Light Emitted Diode )、ＶＦＤ(Vacuum
Fluphoressense Display )などの電子的表示機能を有
し、接着やねじ止めなどの方法で振動板１０に固定さ
れ、図では上側が表示面となる表示パネル、２０１は表
示パネル２００に表示信号や、電気エネルギーを供給す
るための柔らかい可能性のあるケーブル、２０２はケー
ブル２０１と接続され、また図示せぬ外部の表示ドライ
バからのケーブルを接続し、枠体５０にねじ止めなどの
方法で設けられたコネクタである。

【０１４２】次に動作について説明する。この実施の形
態１５では振動加振力は振動板１０で発生し、振動板１
０と一体となって振動する表示パネル２００が音声波形
を外部に放射すると同時に表示パネル２００は電子的に
制御された情報表示を行う。

【０１４３】従って、表示パネル２００に表示された物
語の文章文字を見ながら、その文章を朗読した音声を、
あたかもその文字から出てくるがごとき印象で聞くこと
ができ、歌っている歌手の姿や、顔を表示パネルで写す
ならば、あたかもその歌手（映像）の口から声が出てく
るような印象を与えることができる。

【０１４４】以上のように、この実施の形態１５によれ
ば、振動板１０の外側に電子的表示機能を有する表示パ
ネル２００、例えばＬＣＤパネルを固着し、表示パネル
２００自体が振動板１０の一部を兼ねるようにしたの
で、スピーカと表示器の設置スペース効率を高めると共
に、ＡＶソースの再生を、より臨場感のあるものとする
ことができる効果が得られる。

【０１４５】実施の形態１６．図２６はこの発明の実施
の形態１６による電磁音響変換装置におけるスピーカ本
体の構成を示す概念図であり、図において、６３は加振
コイル３０のリード線３１とコネクタ６１の間に電気的
に接続され、磁極４０と枠体５０で囲まれた位置に固定
された進相用コンデンサ（静電容量素子）である。

【０１４６】次に動作について説明する。この発明のス
ピーカは加振力を得る原理から、加振コイル３０の電気
的インピーダンスが極端にリアクティブであり、励磁電
源の力率特性は非常に小さくならざるを得ない。従っ
て、所定の電流を供給するためには励磁装置７０の電力
増幅手段７３は高電圧の出力を必要とする。また励磁ケ
ーブル６２にも耐電圧特性が要求されることになる。

【０１４７】そこで、上記したように進相用コンデンサ
６３を設ける。進相用コンデンサ６３の静電容量値は、
加振コイル３０の時間平均的なリアクタンスをＬ、交番
電圧信号の周波数ｆ_s としたとき、Ｃ＝１／（２πｆ
_s ）² ・Ｌで求められる共振のための値の半分程度とす
る。

【０１４８】これによりアンプ側から見たインピーダン
スが半分程度に減少し、それに伴い、出力電圧も半分程
度に下げることができる。また振動板１０の振動による
コイルのリアクタンス変動など、リアクタンスの変動に
よる加振コイル電流への影響（惹いては再生音質への影
響）も大きくはない。またケーブル６２の耐電圧も容易
になる。

【０１４９】以上のように、この実施の形態１６によれ
ば、加振コイル３０のリード線３１と、枠体５０に設け
たコネクタ６１との間に進相用コンデンサ６３を接続挿
入したことにより、励磁装置７０の必要とする出力電圧
を下げることができ、ケーブル６２も耐電圧特性も低い
もので済むので、より安価なスピーカとすることができ
る効果が得られる。

【０１５０】実施の形態１７．図２７はこの発明の実施
の形態１７による電磁音響変換装置の励磁装置の回路構
成図であり、図において、７６は図３に示した励磁装置
７０の加算手段７４と乗算手段７５との間に接続され、
数値αでバイアスされた音声信号Ｓ１を補正した数値デ
ータＳ１ａを出力する数値変換テーブルによる数値変換
手段である。また、この例では入力信号ｖ（ｔ）がデジ
タル化された信号であるものとし、この場合、増幅手段
７３が、デジタル／アナログ変換手段を内蔵するものと
する。

【０１５１】次に動作について説明する。電磁反発力
は、図２８に示すように、振動板１０と加振コイル３０
との間の空隙長に依存する。およそ指数関数の形で、空
隙が大きくなるにつれて、反発力は小さくなる。振動板
の振動ストロークが小さい場合は問題は小さいが、スト
ロークが大きくなると、再生音の波形歪みが無視できな
くなる。

【０１５２】そこで、実施の形態１７はその問題を解決
する数値変換手段を提供するものである。数値変換手段
７６は、数値αでバイアスされた音声信号Ｓ１を入力し
て補正を施した数値データＳ１ａを出力する。ここで、
数値変換手段７６、即ち数値変換テーブルの中身は、空
隙特性を補償する内容とし、全ての設計条件が定まった
後で、具体的な変換数値を求めることになる。

【０１５３】以上のように、この実施の形態１７によれ
ば、励磁装置７０が、一定値でバイアスした音声信号波
形瞬時値を変換する数値変換手段７６を擁し、電磁力の
空隙依存性を補償するようにしたので、非線形歪みの、
より小さい再生音を得ることが出来る効果が得られる。

【０１５４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、第１励磁装置の出力電流が供給された第１加振コ
イルに流れる励磁電流と振動板に誘起される渦電流との
間に働く電磁反発力によって変調信号に応じた振動加振
力を得、この振動加振力により音声あるいは騒音信号の
再生音を発生するように構成したので、振動板に直接音
声や、騒音信号の振動力を生み出す薄型のスピーカとす
ることができる効果がある。

【０１５５】請求項２記載の発明によれば、振動板の一
部分に電気的絶縁性磁性材による磁性板を設け、磁性板
と対向する位置に永久磁石手段を設けて構成したので、
永久磁石手段による振動板への吸引力により、加振コイ
ルによる直流電磁反発力を減殺でき、よって弾性支持手
段の偏移が抑制され、非線形歪みの、より小さい再生音
を得ることができる効果がある。

【０１５６】請求項３記載の発明によれば、直流的反発
力と直流的吸引力が互いに相殺され、第１及び第２振動
加振力が合力として振動板に作用することにより、音声
あるいは騒音信号の再生音を発生するように構成したの
で、弾性支持手段の静的な変位がなく、より非線形歪み
の小さい、及び振動加振力が増大し、より再生音圧の高
いスピーカとすることができる効果がある。

【０１５７】請求項４記載の発明によれば、双方の直流
反発力が互いに作用方向が逆であることにより相殺さ
れ、双方の振動加振力が合力として振動板に作用するこ
とによって、音声あるいは騒音信号の再生音を発生する
ように構成したので、弾性支持手段の静的な変位及び振
動板の静的な変形がなく、より非線形歪みの小さい、及
び振動加振力が増大し、より再生音圧の高いスピーカと
することができる効果がある。

【０１５８】請求項５記載の発明によれば、振動板を、
単一有機材、複数種類の有機材の積層材、有機材の成形
材のいずれかで形成された板と、この板に埋め込み或い
は貼り合わせられた導電及び非磁性金属板とで構成した
ので、振動板の剛性を高めることなく、弾性振動を抑制
し、混変調歪みの、より小さい再生音とすることができ
る効果がある。

【０１５９】請求項６記載の発明によれば、振動板の板
及び非磁性金属板を、複数種類の形状に成形して構成し
たので、振動板の剛性を高めることなく、弾性振動を抑
制し、混変調歪みの、より小さい再生音とすることがで
きる効果がある。

【０１６０】請求項７記載の発明によれば、振動板を、
０．４ｍｍ〜１．６ｍｍの銅板、あるいは０．５ｍｍ〜
２．０ｍｍのアルミニウム板として構成したので、簡便
で堅牢かつ安価なスピーカとすることができる効果があ
る。

【０１６１】請求項８記載の発明によれば、弾性支持手
段を、振動板の周辺部を挟み込む高密度グラスウール材
あるいはゴム材により構成したので、ダンピング性能と
スプリング性能を同一部材で得られ、より簡便安価なス
ピーカとすることができる効果がある。

【０１６２】請求項９記載の発明によれば、弾性支持手
段を、振動板の端部の複数箇所に溶接あるいはネジ止め
固定した金属製スプリング材で構成したので、より厳し
い環境で使用できるスピーカとすることができる効果が
ある。

【０１６３】請求項１０記載の発明によれば、振動板の
外面あるいは内面にリブ材を設けて構成したので、弾性
振動に対する剛性を高め、よって歪みの小さい再生音と
することができる効果がある。

【０１６４】請求項１１記載の発明によれば、弾性支持
手段を、グラスウール材に金属製スプリング材を埋め込
んで構成したので、弾性支持手段が適度な機械抵抗を有
するので音声の再生帯域が狭くなり、再生音圧を大きく
することができ、これによって設計裕度すなわち、より
広い適用範囲のスピーカとすることができる効果があ
る。

【０１６５】請求項１２記載の発明によれば、弾性支持
手段を、加振コイルと振動板との間に設けて構成したの
で、強度変形が起こりにくく、変形振動を起こす危険性
が小さくなり、これによって振動板の強度変形による振
動を抑制し、放射音特性を改善することができる効果が
ある。

【０１６６】請求項１３記載の発明によれば、加振コイ
ルを、電気的に直列接続して複数個設けて構成したの
で、振動板の強制変形や弾性振動を小さくし、非線形歪
みの、より小さい再生音とすることができる効果があ
る。

【０１６７】請求項１４記載の発明によれば、振動板の
外面に、絵柄、文字、記号を書き込む或いは刷り込む、
または絵柄、文字、記号を記したシートを張り合わせる
ことによる視覚的情報手段を付して構成したので、スピ
ーカと表示パネルの設置スペース効率を高め、よって携
帯電子機器の小型化が計れる効果がある。

【０１６８】請求項１５記載の発明によれば、振動板の
外側に電子的表示機能を有する表示パネルを固着し、上
記表示パネルが上記振動板の一部を兼ねるように構成し
たので、スピーカと表示器の設置スペース効率を高める
と共に、ＡＶソースの再生を、より臨場感のあるものと
することができる効果がある。

【０１６９】請求項１６記載の発明によれば、加振コイ
ルのリード線と枠体に設けられたコネクタとの間に静電
容量素子を接続して構成したので、励磁装置の必要とす
る出力電圧を下げることができ、ケーブルも耐電圧特性
も低いもので済むので、より安価なスピーカとすること
ができる効果がある。

【０１７０】請求項１７記載の発明によれば、励磁装置
に、一定値でバイアスした音声信号の波形瞬時値を変換
し、電磁力の空隙依存性を補償する数値変換手段を備え
て構成したので、非線形歪みの、より小さい再生音を得
ることが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による電磁音響変換
装置の構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による電磁音響変換
装置のスピーカ本体の構造断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による電磁音響変換
装置の励磁装置の回路構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による電磁音響変換
装置の励磁装置の動作を説明するための図である。

【図５】 この発明の実施の形態１による電磁音響変換
装置の動作を説明するための振動系機械インピーダンス
の周波数依存性を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１による電磁音響変換
装置の具体的な構成を説明するための断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態２による電磁音響変換
装置のスピーカ本体の構造断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態３及び実施の形態８に
よる電磁音響変換装置のスピーカ本体の構造断面図であ
る。

【図９】 この発明の実施の形態３による電磁音響変換
装置の励磁装置の回路構成図である。

【図１０】 図８に示すスピーカ本体の振動板の構造図
である。

【図１１】 図８に示すスピーカ本体の振動板の他の構
造図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４による電磁音響変
換装置のスピーカ本体の構造断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４による電磁音響変
換装置の励磁装置の回路構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態５による電磁音響変
換装置の振動板の構造断面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態６による電磁音響変
換装置の振動板と加振コイルの構造断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態７による電磁音響変
換装置の振動板と加振コイルの構造断面図である。

【図１７】 この発明の実施の形態８による電磁音響変
換装置の振動板と加振コイルの構造断面図である。

【図１８】 この発明の実施の形態９による電磁音響変
換装置の弾性支持手段の構造断面図である。

【図１９】 この発明の実施の形態１０による電磁音響
変換装置の振動板の外観図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１１による電磁音響
変換装置における弾性支持手段の構造断面図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１２による電磁音響
変換装置における弾性支持手段の構造断面図である。

【図２２】 この発明の実施の形態１３による電磁音響
変換装置の加振コイルの構造断面図である。

【図２３】 この発明の実施の形態１３による電磁音響
変換装置の振動板の静的力による変形の様子を示す図で
ある。

【図２４】 この発明の実施の形態１４による電磁音響
変換装置の振動板の外観図である。

【図２５】 この発明の実施の形態１５による電磁音響
変換装置のスピーカ本体の構造断面図である。

【図２６】 この発明の実施の形態１６による電磁音響
変換装置のスピーカ本体の概念図である。

【図２７】 この発明の実施の形態１７による電磁音響
変換装置の励磁装置の回路構成図である。

【図２８】 電磁音響変換装置の原理に関わる電磁力発
生効率の空隙依存性を示す図である。

【図２９】 従来の電磁音響変換装置の振動板の外観図
である。

【図３０】 従来の電磁音響変換装置の励磁装置の動作
を説明するための電流波形図である。

【図３１】 従来の電磁音響変換装置の励磁装置の動作
を説明するための他の電流波形図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 振動板、１２，１２
ｂ，１２ｃ 非磁性金属板、１４ リブ材、１５ 電気
的絶縁性磁性板、１８ 視覚的情報手段、２０弾性支持
手段、２０ｃ コイルばね（金属製スプリング材）、２
０ｄ 板ばね（金属製スプリング材）、２０ｅ、２０ｇ
グラスウール材、３０ 加振コイル（第１加振コイ
ル）、３０ａ 加振コイル（第３加振コイル）、３０ｂ
加振コイル（第４加振コイル）、３０ｃ，３０ｄ 小
型の加振コイル、３４ 永久磁石手段、３５ 加振コイ
ル（第２加振コイル）、３６ 磁極、４０ 磁極）、５
０枠体（第１枠体）、５０ａ 枠体（第２枠体）、５０
ｂ 枠体（第３枠体）、６０ スピーカ本体（第１スピ
ーカ本体）、６０ａ スピーカ本体（第２スピーカ本
体）、６０ｂ スピーカ本体（第３スピーカ本体）、６
１ コネクタ、６２励磁ケーブル、６３ 進相用コンデ
ンサ（静電容量素子）、７０ 励磁装置（第１励磁装
置）、７０ａ 励磁装置（第２励磁装置）、７０ｂ 励
磁装置（第３励磁装置）、７１ 交番電圧発生手段、７
２ 変調手段（第１変調手段）、７２ａ変調手段（第２
変調手段）、７２ｂ 変調手段（第３変調手段）、７３
電力増幅手段（第１電力増幅手段）、７３ａ 電力増
幅手段（第２電力増幅手段）、７６ 数値変換手段、２
００ 表示パネル。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定周波数の交番電圧信号を発生する交
   番電圧発生手段と、予め電気信号に変換された音声ある
   いは騒音信号に一定値のバイアス信号を加えた信号で交
   番電圧信号を変調し、この変調により得られる第１変調
   信号を出力する第１変調手段と、上記変調信号を電力増
   幅する第１電力増幅手段とを有する第１励磁装置と、上
   記第１励磁装置の出力電流が供給される第１加振コイル
   と、上記第１加振コイルと空隙を挟んで対向配置され、
   上記第１加振コイルに流れる励磁電流に応じて誘起され
   る渦電流とその励磁電流との間に働く電磁反発力を受け
   る導電及び非磁性の振動板と、上記振動板を支える弾性
   支持手段と、上記弾性支持手段と上記第１加振コイルと
   を所定の配置で固定支持する第１枠体とを有する第１ス
   ピーカ本体とを備えた電磁音響変換装置。
2. 【請求項２】 振動板の一部分に電気的絶縁性磁性材に
   よる磁性板を設け、上記磁性板と対向する位置に永久磁
   石手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁音
   響変換装置。
3. 【請求項３】 一定周波数の交番電圧信号を発生する交
   番電圧発生手段と、予め電気信号に変換された音声ある
   いは騒音信号に一定値のバイアス信号を加えた信号で交
   番電圧信号を変調して第１変調信号を出力すると共に、
   上記音声あるいは騒音信号を位相反転あるいは符号反転
   した信号と上記バイアス信号を加算し、この加算信号を
   既定値倍した信号で、上記交番電圧信号を変調して第２
   変調信号を出力する第２変調手段と、上記第１変調信号
   を電力増幅する第１電力増幅手段と、上記第２変調信号
   を電力増幅する第２電力増幅手段とを有する第２励磁装
   置と、上記第１励磁装置の出力電流が供給される第１加
   振コイルと、上記第１加振コイルと空隙を挟んで対向配
   置され、上記第１加振コイルに流れる励磁電流に応じて
   誘起される渦電流とその上記励磁電流との間に働く電磁
   反発力を受ける導電及び非磁性の振動板と、上記第２電
   力増幅手段の出力電流が供給される第２加振コイルと、
   上記振動板の一部分に設けられ、且つ上記第２加振コイ
   ルと対向する位置に配置され、上記第２加振コイルとの
   間で磁気吸引力が働く電気的絶縁性磁性材による磁性板
   と、上記振動板を支える弾性支持手段と、上記弾性支持
   手段と上記第１及び第２加振コイルとを所定位置で固定
   支持する第２枠体とを有する第２スピーカ本体とを備え
   た電磁音響変換装置。
4. 【請求項４】 一定周波数の交番電圧を発生する交番電
   圧発生手段と、予め電気信号に変換された音声あるいは
   騒音信号に一定値のバイアス信号を加えた信号で交番電
   圧信号を変調して第１変調信号を出力すると共に、上記
   音声あるいは騒音信号を位相反転あるいは符号反転した
   信号と上記バイアス信号を加算した信号で、交番電圧信
   号を変調して第３変調信号を出力する第３変調手段と、
   上記第１変調信号を電力増幅する第１電力増幅手段、上
   記第３変調信号を電力増幅する第２電力増幅手段を有す
   る第３励磁装置と、上記第１電力増幅手段の出力電流が
   供給される上記第３加振コイルと、上記第２電力増幅手
   段の出力電流が供給される上記第４加振コイルと、上記
   第３及び第４加振コイルが両表面から空隙を挟んで対称
   的に配置され、上記第３加振コイルに流れる励磁電流に
   応じて誘起される渦電流とその励磁電流との間に働く電
   磁反発力を受けると共に、上記第４加振コイルに流れる
   励磁電流に応じて誘起される渦電流とその励磁電流との
   間に働く電磁反発力を受ける導電及び非磁性の振動板
   と、上記振動板を支える弾性支持手段と、上記弾性支持
   手段と上記第３及び第４加振コイルを所定の配置で固定
   支持する第３枠体とを有する第３スピーカ本体を備えた
   ことを特徴とする電磁音響変換装置。
5. 【請求項５】 振動板を、単一有機材、複数種類の有機
   材の積層材、有機材の成形材のいずれかで形成された板
   と、この板に埋め込み或いは貼り合わせられた導電及び
   非磁性金属板とで構成したことを特徴とする請求項１か
   ら請求項４のうちのいずれか１項記載の電磁音響変換装
   置。
6. 【請求項６】 振動板の板及び非磁性金属板を、複数種
   類の形状に成形したことを特徴とする請求項５記載の電
   磁音響変換装置。
7. 【請求項７】 振動板を、０．４ｍｍ〜１．６ｍｍの銅
   板、あるいは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのアルミニウム板
   を含む構造としたことを特徴とする請求項１から請求項
   ４のうちのいずれか１項記載の電磁音響変換装置。
8. 【請求項８】 弾性支持手段を、振動板の周辺部を挟み
   込む高密度グラスウール材あるいはゴム材により構成し
   たことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいず
   れか１項記載の電磁音響変換装置。
9. 【請求項９】 弾性支持手段を、振動板の端部の複数箇
   所に溶接あるいはネジ止め固定した金属製スプリング材
   で構成したことを特徴とする請求項１から請求項７のう
   ちのいずれか１項記載の電磁音響変換装置。
10. 【請求項１０】 振動板の外面あるいは内面にリブ材を
    設けたことを特徴とする請求項１から請求項９のうちの
    いずれか１項記載の電磁音響変換装置。
11. 【請求項１１】 弾性支持手段を、グラスウール材に金
    属製スプリング材を埋め込んだ構造としたことを特徴と
    する請求項１から請求項７および請求項１０記載のうち
    のいずれか１項記載の電磁音響変換装置。
12. 【請求項１２】 弾性支持手段を、加振コイルと振動板
    との間に設けたことを特徴とする請求項１から請求項７
    および請求項１０記載のうちのいずれか１項記載の電磁
    音響変換装置。
13. 【請求項１３】 加振コイルを複数個設けたことを特徴
    とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項記
    載の電磁音響変換装置。
14. 【請求項１４】 振動板の外面に、絵柄、文字、記号を
    書き込む或いは刷り込む、または絵柄、文字、記号を記
    したシートを張り合わせることによる視覚的情報手段を
    付したことを特徴とする請求項１から請求項１３のうち
    のいずれか１項記載の電磁音響変換装置。
15. 【請求項１５】 振動板の外側に電子的表示機能を有す
    る表示パネルを固着し、上記表示パネルが上記振動板の
    一部を兼ねるようにしたことを特徴とする請求項１から
    請求項１３のうちのいずれか１項記載の電磁音響変換装
    置。
16. 【請求項１６】 加振コイルのリード線と枠体に設けら
    れたコネクタとの間に静電容量素子を接続したことを特
    徴とする請求項１から請求項１５のうちのいずれか１項
    記載の電磁音響変換装置。
17. 【請求項１７】 励磁装置に、一定値でバイアスした音
    声信号の波形瞬時値を変換し、電磁力の空隙依存性を補
    償する数値変換手段を備えたことを特徴とする請求項１
    から請求項１６のうちのいずれか１項記載の電磁音響変
    換装置。