(57)【要約】【要  約】  【課  題】簡単な構成でパネル形状のパネル部材に取付けるだけでそのパネル形状のパネル部材から音声を出力させることができるスピーカ装置を提供することを目的とする。【解決手段】非磁性体により形成された筐体１０、２１０と、この筐体の内側面に取付けられている略長方形のボビン２１に導電性部材２２を巻きつけたボイスコイル２０、２２０と、このボイスコイル２０、２２０と対向する前記筐体１０、２１０の内側面に取付けられて磁力によって前記ボイスコイル２０、２２０を振動させる磁気回路部３０、２３０とを有した振動ユニットとを具備し、前記振動ユニットを振動部材に装着して振動部材を振動させることにより音声を出力させる構成としたものである。また、一平面上に振動数の異なる振動部材と振動ユニットを複数配設して構成したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体により形成された筐体と、この筐体の内側面に取付けられている略長方形のボビンに導電性部材を巻きつけたボイスコイルと、このボイスコイルと対向する前記筐体の内側面に取付けられて磁力によって前記ボイスコイルを振動させる磁気回路部を有した振動ユニットとを具備し、前記振動ユニットを振動部材に装着して振動部材を振動させることにより音声を出力させることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
振動部材と、この振動部材に取付けられている略長方形のボビンに導電性部材を巻きつけたボイスコイルと、このボイスコイルに対向して非磁性体の固定部材に取付けられ磁力によって前記ボイスコイルを振動させる磁気回路部を有した振動ユニットとを具備し、前記振動ユニットが取付けられた固定部材の長手方向端部が前記振動部材に接触しないよう間隙を設けて固定するようにしたことを特徴とするスピーカ装置。
【請求項３】
一平面上に振動数の異なる振動部材と振動ユニットを複数配設したことを特徴とする請求項１および請求項２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
ヨーク本体部に磁石の位置決め溝を設けたことを特徴とする請求項１および請求項２記載のスピーカ装置。
【請求項５】
振動部材の表面に機能性シートを貼付したことを特徴とする請求項１および請求項２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、スピーカ装置に関し、特にパネル形状のパネル部材を振動させて音声を出力させるスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、さまざまなスピーカが開発されており、その中に薄型のスピーカや作動周波数帯域幅を改良したスピーカ等がある。そのうちの１つに撓み波パネルと、その撓み波パネルに取付けられ、その撓み波パネルを励振する電気力学的励振器とを有し、この励振器はマグネット組立体とボイスコイル組立体とを有し、励振器は上記ボイスコイル組立体を介して上記撓み波パネルに取付けられる撓み波パネルラウドスピーカであって、上記撓み波パネルは上記ボイスコイルの環状接触部内で皿型であることを特徴とするラウドスピーカがある（例えば特許文献１参照）。このラウドスピーカによれば、作動周波数帯域幅を拡大することができる。
【特許文献１】特表２００２−５４３７０２号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のラウドスピーカは、撓み波パネルにおけるボイスコイルの環状接触部内で撓み波パネルの形状を皿型にすることによりラウドスピーカの作動周波数帯域幅を拡大する技術である。したがってボイスコイルの形状が環状であることが前提である。ボイスコイルを他の形状でスピーカを構成できればスピーカの応用範囲が広がる。また、さまざまなパネル形状のパネル部材に取付けるだけで色々なパネル形状のパネル部材を振動板にして音声を出力させることができるスピーカ装置があれば種々便利となる。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成でパネル形状のパネル部材に取付けるだけでそのパネル形状のパネル部材から音声を出力させることができるスピーカ装置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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明のスピーカ装置は、非磁性体により形成された筐体と、この筐体の内側面に取付けられている略長方形のボビンに導電性部材を巻きつけたボイスコイルと、このボイスコイルと対向する前記筐体の内側面に取付けられて磁力によって前記ボイスコイルを振動させる磁気回路部を有した振動ユニットとを具備し、前記振動ユニットを振動部材に装着して振動部材を振動させることにより音声を出力させる構成としたものである。従って、略長方形のボビンとしたことにより丸型よりも周長が長くできるため、出力としての振動パワーはこの周長に比例することから音声の出力が大きくなるという作用を有することとなる。
【０００６】
また本発明の第２のスピーカ装置は、振動部材と、この振動部材に取付けられている略長方形のボビンに導電性部材を巻きつけたボイスコイルと、このボイスコイルに対向して非磁性体の固定部材に取付けられ磁力によって前記ボイスコイルを振動させる磁気回路部を有した振動ユニットとを具備し、前記振動ユニットが取付けられた固定部材の長手方向端部が前記振動部材に接触しないよう間隙を設けて固定するようにした構成としたものである。従って、上記したような密封筐体でなくとも同様の作用を有することとなる。
【０００７】
また本発明の第３のスピーカ装置は、一平面上に振動数の異なる振動部材と振動ユニットを複数配設した構成としたものである。従って、高音、中音、低音等の音の組み合わせが自由となり音声出力が自在となるといったような作用を有することとなる。
【０００８】
また本発明の第４のスピーカ装置は、ヨーク本体部に磁石の位置決め溝を設けた構成としたものである。従って、磁石の取り付け位置決めが容易となるという作用を有する。
【０００９】
また本発明の第５のスピーカ装置は、振動部材の表面に機能性シートを貼付した構成としたものである。従って、映写等のスクリーン、絵画・アート・ポスター等の装飾ボード等の様々な用途のボードの裏から音声を出力させるため、あたかも表面からの自然な音声出力があるような作用を有することとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスピーカ装置は、上記構成を備えたことによりパネル形状のパネル部材に取付けるだけでそのパネル形状のパネル部材から音声を出力させることができるため、身近なパネル、壁、机、額縁、ガラス窓、あるいは自動車、鉄道車両等の振動可能なパネル形状のパネル部材に簡単にスピーカを構成することができるという優れた効果が得られる。また、略長方形のボビンとしたことにより丸型よりも周長が長くできるため、出力としての振動パワーはこの周長に比例することから音声出力が大きくなりスピーカ装置そのものが小型化できる。また、そのため狭い場所にも配設が可能となり設置の自由性が高くなる。また、パネル形状のパネル部材は四角形状が多い傾向にあるため配設形状のマッチングがよくなる。また、ヨーク本体部やプレートに磁石の位置決め溝を設けたことにより磁石の取り付け位置決めが簡単となって組み立て構成がきわめて容易となる。さらには、スピーカ装置の筐体が密封された形態のものに限定されるものではなくフレームのみで構成されたような密封されていないものでもよいといったような多くの作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明のスピーカ装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のスピーカ装置の分解構成斜視図を示し、蓋１１により容器１２に蓋をして磁気回路部３０をボイスコイル２０に挿入することによってスピーカ装置１００が構成されている。このスピーカ装置１００は、パネル形状のパネル部材３００に取付けてパネル部材３００を振動させることによって音声を出力させるものであり、筐体１０とボイスコイル２０と、磁気回路部３０とを備えている。なお本発明におけるパネル部材３００のパネル形状とは、直方体形状の板形状のみならず表面が平坦でない板形状のもの等を含む広い概念のものである。パネル部材３００として、例えば看板やホワイトボード等が想定されるがこれに限定されるものではなく、壁、机、額縁、装飾品、電気器具、ガラス窓、天井板あるいは自動車、鉄道車両等の振動可能なパネル等の全てが含まれる。またパネル部材３００の材質として、例えば発泡スチロール、アクリル、段ボールで使用される材質、ベニヤ、アルミニウム、マグネシウム等のさまざまな材質のものが想定される。
【００１２】
筐体１０は、ボイスコイル２０および磁気回路部３０を内部に収容するものであり、例えば蓋１１と容器１２とにより構成することができる。なお、筐体１０は密封されたものが想定されるがこれに限定されるものではなくフレームのみで構成されたような密封されていないものでもよい。蓋１１の内側面には磁気回路部３０が取付けられており、容器１２の底面１３の内側面にはボイスコイル２０が取付けられている。また、筐体１０は磁性を帯びさせないようにした方が好ましいため非磁性体により形成される。
【００１３】
ボイスコイル２０は、筐体１０の内側面（例えば容器１２の底面１３の内側面）に取付けられている略長方形状のボビン２１に導電性部材２２を巻きつけたものである。ボビン２１は、導電性部材２２を巻きつけるための芯の役割を果たすものである。またボビン２１の形状としては、例えば長方形型の四角筒形状、正方形型の四角筒形状およびその他の四角筒形状が想定されるがこれに限定されるものではなくその他の略長方形状であってもよい。また本発明のボビン２１における略長方形状とは、両底面が開放されて側面だけからなるような形状に限らず、一方の底面は開放されておらず他方の底面が開放された側面と一方の底面からなるような形状も含まれる。この場合、上記の一方の底面はどのような形状であってもよい。
【００１４】
導電性部材２２は、ボビン２１に少なくとも１巻きする必要がある。これにより導電性部材２２はコイルの役割を果たすことになる。なお、ボビン２１に導電性部材２２が巻かれた部分を以下においてコイル部と称すこととする。また、導電性部材２２としては例えば銅線等の電線が想定される。
【００１５】
磁気回路部３０は、磁力を発生させる磁気回路でその発生させた磁力によってボイスコイル２０を振動させるものであり、ボイスコイル２０と対向する筐体１０の内側面（例えば蓋１１の内側面）に取付けられている。そしてこの磁気回路部３０は磁石３１とプレート３２とヨーク３３とを備えている。磁石３１は、磁石３１の他方の端面３１ｂに取付けられる。またヨーク３３はボビン２１の外側側面を接触しないで覆う形状に磁性体により形成している。そしてこのヨーク３３は、具体的な形状としてコの字形状に形成しているがこれに限定されるものではなく、Ｕ字形状等のその他の形状であってもよい。ヨーク３３を磁性体によりコの字形状に形成した場合、磁石３１はヨーク３３の一部を構成するヨーク部材３３ａの内側面に取付けられる。またヨーク部材３３ａの外側面を蓋１１の内側面に貼り付けることにより、ヨーク３３を含む磁気回路部３０全体を蓋１１に固定する。またプレート３２とヨーク３３の端部とで磁気ギャップを形成するようにプレート３２およびヨーク３３が配設されているが具体的には図２において詳述することとする。
【００１６】
図２はスピーカ装置１００の正面図を示し、蓋１１により容器１２に蓋をして磁気回路部３０をボイスコイル２０に挿入するとボイスコイル２０および磁気回路部３０の位置関係は図示のようになる。磁気回路部３０は、図１で説明したように磁石３１とプレート３２とヨーク３３とを備えている。そして磁石３１は、上下方向にＮ極とＳ極とが位置するようにされておりコの字形状のヨーク３３におけるヨーク部材３３ａの内側面に取付けられている。このときヨーク部材３３ａの内側面に位置決め溝３３ｄを設けると磁石の取り付け位置決めが容易となるし、同様にプレート３２にも位置決め溝３２ａを設ければ組み立て構成がきわめて容易となる。また磁石３１は、ヨーク３３におけるヨーク部材３３ｂおよび３３ｃと接触しないように配設されている。また、プレート３２は長方体形状をしており、磁石３１の下端部に取付けられている。この際プレート３２は、例えばヨーク部材３３ｂの端部およびヨーク部材３３ｃの端部と高さが同じになるように配する。プレート３２とヨーク部材３３ｂの端部およびヨーク部材３３ｃの端部との間にある隙間がそれぞれ磁気ギャップ３４ｂおよび３４ｃとなる。このように磁気回路部３０を構成すると、ヨーク３３はＮ極（またはＳ極）に磁化されプレート３２はＳ極（またはＮ極）に磁化される。これにより磁気ギャップ３４ｂおよび３４ｃには磁場が形成される。
【００１７】
ボイスコイル２０におけるボビン２１は、ボイスコイル２０におけるコイル部２３ｂおよび２３ｃがプレート３２、ヨーク部材３３ｂおよび３３ｃと接触しないような大きさや形状に形成されている。そしてボイスコイル２０におけるコイル部２３ｂおよび２３ｃは、磁気ギャップ３４ｂおよび３４ｃの概ね中央部に位置するようにすることが好ましい。これによりボイスコイル２０におけるコイル部２３ｂおよび２３ｃは、それぞれ磁気ギャップ３４ｂおよび３４ｃにおいて形成された磁場中に位置することになる。導電性部材２２ｂおよび２２ｃに、例えば音声信号電流が供給されるとコイル部２３ｂおよび２３ｃに音声信号電流が流れるため磁気ギャップ３４ｂおよび３４ｃにおいて形成された磁場と協働してボイスコイル２０は、矢印Ａ方向に振動することになる。この振動は、容器１２の底面１３に取付けられたパネル形状のパネル部材３００に伝達される。振動を伝達されたパネル部材３００は振動板として働くことになり、その結果、音声が出力されることになる。
【００１８】
図３は、本発明における別の実施の形態のスピーカ装置２００の一例を示す図である。なおスピーカ装置１００と同一構成要素については同一符号が付してあり、以下相違点を中心に説明する。図３（ａ）は、本発明における別の実施の形態のスピーカ装置２００の正面図である。スピーカ装置２００は、筐体２１０とボイスコイル２２０と磁気回路部２３０とを備えており、スピーカ装置１００とほぼ同様の構成をしている。スピーカ装置２００とスピーカ装置１００との相違点は、磁気回路部におけるヨークの形状である。すなわち、スピーカ装置２００におけるヨーク２３３は図３（ａ）に示すように、コの字形状をしたヨーク本体部２３３ａの端部に突起部２３３ｂおよび２３３ｃを設けた構成になっている。突起部２３３ｂおよび２３３ｃは、プレート２３２に向かう方向に伸びている。ヨーク本体部２３３ａの端部に突起部２３３ｂおよび２３３ｃを設けると、磁気ギャップ３４ｂおよび３４ｃにおいて形成される磁場における磁力線の分布が一様になる。
【００１９】
また、突起部２３３ｂおよび２３３ｃの端部において両角をカットして図３（ａ）に示すような斜面形状部２３３ｄ、２３３ｅ、２３３ｆ、２３３ｇを設けてもよい。突起部２３３ｂおよび２３３ｃの端部に斜面形状部２３３ｄ、２３３ｅ、２３３ｆ、２３３ｇを設けた場合、プレート２３２においても同様にプレート２３２の端部の両角をカットして図３（ａ）に示すような斜面形状部２３２ｄ、２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇを設けることが想定される。なおスピーカ装置２００の場合、突起部２３３ｂおよび２３３ｃの端部とプレート２３２の端部との隙間がそれぞれ磁気ギャップ２３４ｂおよび２３４ｃとなる。そしてこの磁気ギャップ２３４ｂおよび２３４ｃにおいて磁場が形成される。斜面形状部２３２ｄ、２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇ、２３３ｄ、２３３ｅ、２３３ｆ、２３３ｇを設けると以下に述べるように、磁気ギャップ２３４ｂおよび２３４ｃに形成される磁場における磁力線の分布がより一様になる。
【００２０】
図３（ｂ）は、図３（ａ）における楕円領域Ｂの拡大図である。ヨークおよびプレートをスピーカ装置２００のようにすると、図３（ｂ）に示すように磁気ギャップ２３４ｂに形成される磁場における磁力線の分布が一様になる。これによりボイスコイル２２０に音声信号電流が供給された場合、ボイスコイル２２０は音声信号電流に対応した振動を高い精度で実現することができるようになる。なお、図３（ｂ）におけるコイル部２２３ｂおよび２２３ｃの縦方向の長さをさらに短くして、その短くしたコイル部２２３ｂおよび２２３ｃを図３（ｂ）における磁力線の分布が一様な部分（図３（ｂ）の斜面形状部２３３ｄ、２３３ｅとの間から伸びる磁力線が占める領域）に位置させる構成であってもよい。このようにするとコイル部２２３ｂおよび２２３ｃが位置する領域の磁場はより一様になるため、ボイスコイル２２０は音声信号電流に対応した振動を高い精度で実現することができるようになる。この考えは、図２におけるコイル部２３ｂおよび２３ｃにも適用できる。
【００２１】
図３（ｃ）は、スピーカ装置１００における図３（ｂ）に対応する部分の拡大図である。スピーカ装置１００には、突起部２３３ｂおよび２３３ｃに対応するものがない。この場合、磁気ギャップ３４ｂに形成される磁場における磁力線の分布は図３（ｃ）に示すように一様なものとはならない。したがって、ボイスコイル２０に音声信号電流が供給された場合ボイスコイル２０は音声信号電流に対応した振動をボイスコイル２２０の場合ほど実現することは難しいと推測される。以上のようにスピーカ装置２００は、スピーカ装置１００よりも音声信号を音声に変換することが高い精度でできる。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態のスピーカ装置１００または２００をパネル形状のパネル部材３００に取付けた斜視図を示し、パネル部材３００に取付けスピーカ装置１００または２００は複数でもよい。図４（ａ）では、スピーカ装置１００または２００をパネル形状のパネル部材３００に２行４列に規則正しく取付けた状態を示し、図４（ｂ）では隣り合うスピーカ装置１００または２００を縦方向にずらしてパネル部材３００に取付けた状態を示す。これらの取付け方は１例であり、どのようにでも取付けるのは可能である。
【００２３】
図５は、本発明の実施の形態のスピーカ装置１００または２００をパネル形状のパネル部材３００に取付けた他の応用例を示す斜視図を示し、パネル形状のパネル部材３００を振動係数あるいは振動数の異なる３枚のパネル部材３０１、３０２、３０３で構成し、それぞれのパネル部材３０１、３０２、３０３に上記した本発明のスピーカ装置１００または２００を配設したものである。このように振動数の異なる３枚のパネル部材を組み合わせることによって、高音、中音、低音等の出力音声を合成でき、好みのスピーカ音声を得ることが可能となり、使用用途が広がることになる。さらには、これら３枚のパネル部材の厚みを変化させるか、１枚のパネルで任意ヵ所の厚みを変えることでも出力音声を変化させることができる。パネル部材３００並びに３枚のパネル部材３０１、３０２、３０３は、例えば看板やホワイトボード等が想定されるがこれに限定されるものではなく、壁、机、額縁、ガラス窓、天井板あるいは自動車、鉄道車両等の振動可能なパネル等の全てが含まれる。材質として、例えば発泡スチロール、アクリル、段ボールで使用される材質、ベニヤ等の木材、アルミニウム等の金属等、さまざまな材質のものが使用できる。
【００２４】
上記本発明のスピーカ装置の一実施の形態について、スピーカ装置の筐体が密封された形態のものについて説明してきたが、これに限定されるものではなくフレームのみで構成されたような開放型のものでも同様の作用効果が得られるので以下にその実施形態について説明する。図６は、本発明における別の実施の形態のスピーカ装置の正面図であり、上記した構成要素と同一構成要素には同一符号が付してある。図において、３５は磁石３１とプレート３２とヨーク３３とからなる磁気回路部３０が取付けられている非磁性体の断面略コの字型の固定部材で、パネル形状のパネル部材３００に取付けられたボイスコイル２０に対向して挿入するとボイスコイル２０および磁気回路部３０の位置関係は図示のようになり、上述したような技術的作用によってスピーカ装置１００が構成される。
【００２５】
パネル部材３００に取付けられたボイスコイル２０に固定部材３５に取付けられた磁気回路部３０を挿入するに際しては、振動ユニットが取付けられた断面略コの字型の固定部材３５の長手方向端部が振動部材のパネル部材３００に接触しないよう適宜な間隙３６を設けて固定部材３５の両端を固定する。磁気回路３０で発生させた磁力によってボイスコイル２０を振動させ、ボイスコイル２０が固定されているパネル部材３００を振動させて音声出力させるため、固定部材３５の固定場所は振動するパネル部材３００を避けてパネル部材の縁等が良好であるが、ボイスコイルと振動ユニットの長手方向端部より十分な距離をとった位置であれば同じ振動パネル部材上であっても差し支えない。また、間隙３６は若干の寸法で中を覆い隠すように固定部材３５の長手方向端部を垂下して構成しているが、中を開放した状態に大きく開けても差し支えは無い。
【００２６】
また、本発明のスピーカ装置の振動部材として使用するパネル部材は例えば看板やホワイトボード等が想定されるが、振動部材の表面に映写等のスクリーン、絵画・アート・ポスター等の装飾ボード等として使用できるような機能性シートを貼付すれば、ボードの裏から音声を出力させるため、あたかも表面からの自然な音声出力があるような効果が得られる。
【００２７】
上記したように本発明の実施の形態のスピーカ装置１００または２００によれば、看板やホワイトボード等のパネル形状のパネル部材を振動板として振動させることができるためさまざまな部材から音声を出力させることができる。なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための１例を示したものであり、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、例えばパネル形状のパネル部材に取付けるだけでそのパネル形状のパネル部材から音声を出力させることができるため、身近なパネル、壁、机、額縁、ガラス窓、あるいは自動車、鉄道車両等にも簡単にスピーカを構成することができるスピーカ装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のスピーカ装置の分解構成斜視図
【図２】本発明のスピーカ装置の正面図
【図３】本発明の他の実施形態におけるスピーカ装置の正面図
【図４】本発明のスピーカ装置の斜視図
【図５】本発明の他の実施形態におけるスピーカ装置の斜視図
【図６】本発明の他の実施形態におけるスピーカ装置の正面図
【符号の説明】
【００３０】
１０、２１０        筐体
１１                蓋
１２                容器
２０、２２０        ボイスコイル
２１                ボビン
２２                導電性部材
２３ｂ、２３ｃ      コイル部
２２３ｂ、２２３ｃ  コイル部
３０、２３０        磁気回路部
３１                磁石
３２、２３２        プレート
３２ａ              溝
３３、２３３        ヨーク
３３ｄ              溝
３４ｂ、３４ｃ      磁気ギャップ
３５                固定部材
３６                間隙
２３４ｂ、２３４ｃ  磁気ギャップ
１００、２００      スピーカ装置
３００              パネル部材
【図１】
2010087659.tif 000003
【図２】
2010087659.tif 000004
【図３】
2010087659.tif 000005
【図４】
2010087659.tif 000006
【図５】
2010087659.tif 000007
【図６】
2010087659.tif 000008