(57)【要約】【課題】振動体に発生する複数の磁界毎に磁石を配置しなくとも音を出力できるようにする。【解決手段】配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に流れる信号の電圧がバイアス電圧より大きくなると、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に流れる信号の電圧がバイアス電圧より小さくなり、配線パターン１２−１〜１２−６の周囲に発生した磁界により振動体１０は壁部２３Ｂ側へ変位する。また、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に流れる信号の電圧がバイアス電圧より小さくなると、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に流れる信号の電圧がバイアス電圧より大きくなり、配線パターン１２−１〜１２−６の周囲に発生した磁界により振動体１０は壁部２３Ａ側へ変位する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状で表面から裏面に貫通する貫通孔を備え、磁性を有する第１部材と、
板状で表面から裏面に貫通する貫通孔を備え、前記第１部材と離れて対向し磁性を有する第２部材と、
前記第１部材から前記第２部材側へ突出すると共に前記第２部材と離れ、磁性を有し各々離れて並んで位置する複数の第１凸部と、
前記第２部材から前記第１部材側へ突出すると共に前記第１部材及び前記第１凸部と離れ、磁性を有し各々離れて並んで位置する複数の第２凸部と、
面状で可撓性を備え、導線を面内に有する振動体と
を有し、
前記振動体は、前記第１部材、前記第２部材、前記第１凸部および前記第２凸部により形成された蛇行した空間内において前記導線が前記第１凸部の間および前記第２凸部の間に位置するように位置し、
前記第１凸部の間にある部位は、前記導線に電流が流れると前記第１凸部の方向へ変位するように前記導線が配置されており、前記第２凸部の間にある部位は、前記導線に電流が流れると前記第２凸部の方向へ変位するように前記導線が配置されている
スピーカ装置。
【請求項２】
前記導線は渦巻き状に配線されており、前記振動体は渦巻き状の配線パターンを複数有することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているスピーカは、振動膜と複数の永久磁石を有しており、振動膜の両面には渦巻き状のコイルが複数配置されている。また、この渦巻き状コイルに対向するようにコイルから所定距離だけ離れて永久磁石が配置されており、渦巻き状コイルに電流が流されると、フレミングの左手の法則により、振動膜上において渦巻き状コイルが配置されている面と垂直方向に力が働いて振動膜が変位する。そして、渦巻き状コイルに音響信号を供給すると、音響信号に応じて渦巻き状コイルに流れる電流が変化し、これに応じて振動膜に働く力も変化することとなり、振動膜が振動して音響信号に応じた音声がスピーカから発生する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３３４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたスピーカにおいては、振動膜を振動させるために複数の渦巻き状コイルに対応して、渦巻き状コイルの数と同数の磁石を必要としている。このため、製造時においては磁石の配置に手間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、振動体に発生する複数の磁界毎に磁石を配置しなくとも音を出力できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、板状で表面から裏面に貫通する貫通孔を備え、磁性を有する第１部材と、板状で表面から裏面に貫通する貫通孔を備え、前記第１部材と離れて対向し磁性を有する第２部材と、前記第１部材から前記第２部材側へ突出すると共に前記第２部材と離れ、磁性を有し各々離れて並んで位置する複数の第１凸部と、前記第２部材から前記第１部材側へ突出すると共に前記第１部材及び前記第１凸部と離れ、磁性を有し各々離れて並んで位置する複数の第２凸部と、面状で可撓性を備え、導線を面内に有する振動体とを有し、前記振動体は、前記第１部材、前記第２部材、前記第１凸部および前記第２凸部により形成された蛇行した空間内において前記導線が前記第１凸部の間および前記第２凸部の間に位置するように位置し、前記第１凸部の間にある部位は、前記導線に電流が流れると前記第１凸部の方向へ変位するように前記導線が配置されており、前記第２凸部の間にある部位は、前記導線に電流が流れると前記第２凸部の方向へ変位するように前記導線が配置されているスピーカ装置を提供する。
【０００７】
上記構成においては、前記導線は渦巻き状に配線されており、前記振動体は渦巻き状の配線パターンを複数有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動体に発生する複数の磁界毎に磁石を配置しなくとも音を出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１の外観を模式的に示した図、図２は、スピーカ装置１の断面を模式的に示した図、図３は、スピーカ装置１の分解斜視図である。図に示したようにスピーカ装置１は、大別すると振動体１０、有孔板２０Ｕ，２０Ｌ、スペーサ３０とで構成されている。
なお、図中の振動体１０、有孔板２０Ｕ，２０Ｌ、スペーサ３０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。また、図面において、「○」または「□」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かう方向を意味するものとし、「○」または「□」の中に「×」が記載されたものは図面の表から裏に向かう方向を意味するものとする。
【００１０】
（スピーカ装置１の各部の構成）
スペーサ３０は、合成樹脂で形成されており、その形状は図３に示したように矩形の枠形となっている。スペーサ３０は、音響信号が入力される端子３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄを有している。
【００１１】
振動体１０は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート）で形成された膜状のフィルムの表面に導線を配線したものである。振動体１０は、可撓性を有しており、自在に曲げることが可能となっている。なお、フィルムの素材はＰＥＴに限定されるものではなく、他の合成樹脂であってもよい。また、振動体１０においては、導線をフィルムで挟み、導線が露出しないようにしてもよい。
振動体１０の一方の面には導線を渦巻き状にした配線パターン１２−１〜１２−６が形成されている（以下、振動体１０については、配線パターン１２−１〜１２−６が形成されている面を表面といい、配線パターン１２−１〜１２−６が形成されていない側の面を裏面という）。
振動体１０において配線パターン１２−１，１２−３，１２−５は、表面側から見ると時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されており、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６は、表面側から見ると反時計回りで外側から内側へ渦巻き状に形成されている。また、振動体１０の表面には音響信号が入力される入力端１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが設けられている。
【００１２】
なお、配線パターン１２−１の内側の端部と配線パターン１２−３の外側の端部の間、そして、配線パターン１２−３の内側の端部と配線パターン１２−５の外側の端部の間は、フィルムを貫通し導電性を有するスルーホール（図示略）と裏面に設けられた配線（図示略）で接続されており、配線パターン１２−２の内側の端部と配線パターン１２−４の外側の端部の間、そして、配線パターン１２−４の内側の端部と配線パターン１２−６の外側の端部の間もスルーホールと裏面に設けられた配線で接続されている。
【００１３】
また、配線パターン１２−１の外側の端部は入力端１４Ａと接続され、配線パターン１２−５の内側の端部は、スルーホールおよび裏面に設けられた配線を介して入力端１４Ｂと接続されている。また、配線パターン１２−２の外側の端部はスルーホールおよび裏面に設けられた配線を介して入力端１４Ｃと接続され、配線パターン１２−６の内側の端部は、スルーホールおよび裏面に設けられた配線を介して入力端１４Ｄと接続されている。
つまり、入力端１４Ａ、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５および入力端１４Ｂは電気的に接続されており、入力端１４Ａから入力端１４Ｂの方向へ電流を流すと、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５においては表面側から見ると時計回りに電流が流れる。
また、入力端１４Ｃ、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６および入力端１４Ｄは電気的に接続されており、入力端１４Ｃから入力端１４Ｄの方向へ電流を流すと、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６においては表面側から見ると反時計回りに電流が流れる。
【００１４】
有孔板２０Ｌは、矩形の板状の平板部２２Ａと、平板部２２Ａから垂直に立ち上がった複数の矩形で板状の壁部２３Ａで構成されており、その素材は強磁性体となっている。なお、複数の壁部２３Ａは等間隔で平行に並んでおり、そのＺ方向の高さは、スペーサ３０のＺ方向の高さより低くなっている。
また、有孔板２０Ｕも、平板部２２Ａと同様の平板部２２Ｂと、平板部２２Ｂから垂直に立ち上がった複数の矩形の壁部２３Ｂで構成されており、その素材は強磁性体となっている。なお、複数の壁部２３Ｂも等間隔で平行に並んでおり、そのＺ方向の高さは、スペーサ３０のＺ方向の高さより低くなっている。
なお、有孔板２０Ｕ，２０Ｌは、表面から裏面に貫通した複数の貫通孔２１を有しており、空気の通過が可能となっているため、音響透過性が確保されている。
【００１５】
（スピーカ装置１の構成）
スピーカ装置１においては、有孔板２０Ｌの壁部２３Ａが設けられている側にスペーサ３０が固定されている。なお、スペーサ３０を有孔板２０Ｌに固定する際には接着剤を用いてもよく、また、ネジにより固定してもよい。また、スペーサ３０において平板部２２Ａが固定されている側と反対側には、有孔板２０Ｕの壁部２３Ｂが設けられている側が固定されている。
ここで、図２に示したように、有孔板２０Ｕと有孔板２０Ｌが対向した状態にあっては、壁部２３Ａと壁部２３ＢがＸ方向へ距離をおいて等間隔で交互に位置しており、壁部２３Ａは平板部２２Ｂから離れ、壁部２３Ｂは平板部２２Ａから離れているため、スピーカ装置１の内部においては、図２に示したように、Ｚ方向に蛇行した空間４０が存在する。
【００１６】
次に振動体１０は、表面を有孔板２０Ｕに向けて空間４０内に配置されており、有孔板２０Ｕと有孔板２０Ｌの間においてＺ方向に蛇行し、入力端１４Ａが端子３０Ａに接続され、入力端１４Ｂが端子３０Ｂに接続されている。また、入力端１４Ｃが端子３０Ｃに接続され、入力端１４Ｄが端子３０Ｄに接続されている。
なお、本実施形態においては、配線パターン１２−１のＸ方向の中央部分、配線パターン１２−３のＸ方向の中央部分、配線パターン１２−５のＸ方向の中央部分の各々が壁部２３Ａと平板部２２Ｂとの間に位置し、配線パターン１２−２のＸ方向の中央部分、配線パターン１２−４のＸ方向の中央部分、配線パターン１２−６のＸ方向の中央部分の各々が壁部２３Ｂと平板部２２Ａとの間に位置するように振動体１０が曲げられて配置されている。
【００１７】
（スピーカ装置１の動作）
次に、スピーカ装置１の動作について説明する。図４（ａ）は、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される信号を例示した図であり、図４（ｂ）は、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６に供給される信号を例示した図である。
ここで、図４（ａ）の信号は、正相の音響信号であり、図４（ｂ）の信号は、図４（ａ）の信号の逆相の信号である。なお、図４（ａ），図４（ｂ）に示したように、音響信号は、信号の電圧の最小値が０Ｖ以下とならないように予め定められた電圧のバイアス電圧に重畳されている。
【００１８】
また、図５は、スピーカ装置１の作用を説明するための図であり、スピーカ装置１の断面を模式的に示している。なお、同図においては、配線パターン１２−１〜１２−６の導線の断面を示す「□」の中に「・」が記載されたものは図面の裏から表に向かって電流が流れていることを意味し、「□」の中に「×」が記載されたものは図面の表から裏に向かって電流が流れていることを意味している。また、図中の二点鎖線上の矢印は、配線パターン１２−１〜１２−６に電流が流れたことにより生じる磁界の方向を表している。
【００１９】
図４（ａ），図４（ｂ）に示した信号がスピーカ装置１に供給された場合、まず、バイアス電圧のみが供給されている時点では、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５においては、入力端１４Ａから入力端１４Ｂの方向へ電流が流れ、配線パターンの外側端から内側端に向けて電流が流れる。すると、配線パターンの周囲においては図５に示したように右ネジの法則に従って磁界が発生する。
また、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６においては、入力端１４Ｃから入力端１４Ｄの方向へ電流が流れ、これらの配線パターンにおいても外側端から内側端に向けて電流が流れ配線パターンの周囲においても磁界が発生する。
ここで、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５と、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６に流れる電流値は同じであるため、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５の周囲に発生する磁界と、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６の周囲に発生する磁界の強さは同じとなる。
【００２０】
次に、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される正相の音響信号において、電圧がバイアス電圧より大きくなると、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５の周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して大きくなる。一方、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６においては、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される信号と逆相の信号が供給されるため、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される信号の電圧がバイアス電圧より大きくなっている時点では、信号の電圧はバイアス電圧より小さくなり、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６の周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して小さくなる。
ここで、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に周囲に生じる磁界の強さが、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６の周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、振動体１０において配線パターン１２−１，１２−３，１２−５のある部位は壁部２３Ｂ側へ変位する。
【００２１】
次に、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される正相の音響信号において、電圧がバイアス電圧より小さくなると、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５の周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して小さくなる。一方、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６においては、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される信号と逆相の信号が供給されるため、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５に供給される信号の電圧がバイアス電圧より小さくなっている時点では、信号の電圧はバイアス電圧より大きくなり、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６の周囲の磁界の強さもバイアス電圧のみが供給されているときと比較して大きくなる。
ここで、配線パターン１２−２，１２−４，１２−６に周囲に生じる磁界の強さが、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５の周囲に生じる磁界の強さより大きくなるため、振動体１０において配線パターン１２−２，１２−４，１２−６のある部位は壁部２３Ａ側へ変位する。
【００２２】
このように本実施形態に係るスピーカ装置１においては、バイアス電圧に重畳された音響信号の電圧変化に応じて配線パターン１２−１，１２−３，１２−５の周囲と配線パターン１２−２，１２−４，１２−６の周囲に発生する磁界の強さが変化し、各配線パターン周囲の磁界の強さに応じて振動体１０が変位する。振動体１０の変位方向と変位量は、音響信号の振幅の変化に対応したものとなるため、振動体１０は音響信号の振幅に応じて振動し、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。そして、発生した音は、有孔板２０Ｕと有孔板２０Ｌを通り抜けてスピーカ装置１の外部に放射される。
【００２３】
本実施形態によれば、渦巻き状の配線パターン１２−１〜１２−６の各々に対応して磁石を配置しなくとも、振動体１０を振動させて音を出すことができる。つまり、製造時においては磁石の配置に手間がかかることなく、スピーカ装置１を容易に製造することができる。
【００２４】
［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。
【００２５】
上述した実施形態においては、渦巻き状の配線パターンの数は６つとなっているが、配線パターンの数は６つに限定されるものではなく、６つ以上であってもよい。
また、壁部２３Ａ，２３Ｂについても上述した実施形態においては、その数が三つとなっているが、配線パターンの数に合わせて壁部２３Ａ，２３Ｂを配置してもよい。
また、配線パターンを複数設ける場合、複数行および複数列となるように配線パターンを設けてもよい。
また、配線パターンの渦巻きの回数は、図に示した回数に限定されるものではなく、図に示した回数以上となるように配線パターンを形成してもよい。
【００２６】
上述した実施形態においては、平板部２２Ａと壁部２３Ａは一体化されており、平板部２２Ｂと壁部２３Ｂは一体化されているが、一体化せずに別々に形成した後、壁部を平板部に固定するようにしてもよい。
【００２７】
上述した実施形態においては、振動体１０の一方の面に配線パターンが設けられているが、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５を表面に設け、配線パターン１２−１，１２−３，１２−５を裏面に設けるというように、振動体１０の両面に配線パターンを設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１の外観の模式図である。
【図２】同実施形態に係るスピーカ装置１の断面の模式図である。
【図３】同実施形態に係るスピーカ装置１の分解斜視図である。
【図４】スピーカ装置１に入力される音響信号を例示した図である。
【図５】スピーカ装置１の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・スピーカ装置、１０・・・振動体、１２−１〜１２−６・・・配線パターン、２０Ｕ，２０Ｌ・・・有孔板、２１・・・貫通孔、２２Ａ，２２Ｂ・・・平板部、２３Ａ，２３Ｂ・・・壁部、３０・・・スペーサ、３０Ａ〜３０Ｄ・・・端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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