(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有するボビン、
前記ボビンに巻かれる１次巻線、および
前記ボビンに巻かれ、前記１次巻線に磁気的に結合する２次巻線を含み、
前記１次巻線および前記２次巻線の少なくとも一方は内側に巻かれる部分と外側に巻かれる部分とを含む２以上の部分に分割され、
前記１次巻線および前記２次巻線の他方の少なくとも一部分は前記１次巻線および前記２次巻線の一方の分割された少なくとも２以上の部分の間に巻かれ、
前記ボビンの前記中空部の少なくとも一部分が他の部材を配置するための空間として用いられる、トランスと、
前記トランスに接続され、圧電体を用いた発音体を含むスピーカとを備え、
前記スピーカの少なくとも一部分が前記ボビンの前記中空部に配置される、スピーカ装置。
【請求項２】
前記スピーカは前記発音体から放射される音波を導出するホーンを含み、
前記ホーンの一端部が前記ボビンの前記中空部に挿入され、
前記トランスの前記ボビンが前記ホーンに取り付けられる、請求項１に記載のスピーカ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置と、
トランスおよびそのトランスに接続されるインピーダンス回路網を含むスピーカ用ネットワークとが組み合わされてなるスピーカシステムであって、
前記スピーカ装置のトランスは、前記スピーカ用ネットワークのトランスである、スピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はスピーカ装置およびスピーカシステムに関し、特に、たとえば圧電スピーカなどに用いられるトランスを用いたスピーカ装置およびスピーカシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明の背景となる従来の圧電スピーカ用のトランスには、ボビンに１次巻線と２次巻線とを巻き、そのボビンにコアを挿通したものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の圧電スピーカ用のトランスでは、コアを用いるため、コストが高いとともに重い。そこで、安価にするとともに小型軽量にするためにコアを取り除くことが考えられるが、コアを取り除くと、１次巻線と２次巻線との磁気的な結合が弱くなってしまう。さらに、小型化のために上述の従来の圧電スピーカ用のトランスでは、その内部にたとえばスピーカの一部分などの他の部材を配置できることが望まれている。これらのことは、従来の圧電スピーカ用のトランスを用いたスピーカ装置、スピーカ用ネットワークおよびスピーカシステムについても同様である。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、安価かつ小型軽量でしかも１次巻線と２次巻線との磁気的な結合が強く内部に他の部材を配置できるトランスを用いたスピーカ装置およびスピーカシステムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるスピーカ装置は、中空部を有するボビンと、ボビンに巻かれる１次巻線と、ボビンに巻かれ、１次巻線に磁気的に結合する２次巻線とを含み、１次巻線および２次巻線の少なくとも一方は内側に巻かれる部分と外側に巻かれる部分とを含む２以上の部分に分割され、１次巻線および２次巻線の他方の少なくとも一部分は１次巻線および２次巻線の一方の分割された少なくとも２以上の部分の間に巻かれ、ボビンの中空部の少なくとも一部分が他の部材を配置するための空間として用いられる、トランスと、トランスに接続され、圧電体を用いた発音体を含むスピーカとを備え、スピーカの少なくとも一部分がボビンの中空部に配置される、スピーカ装置である。この発明にかかるスピーカ装置では、たとえば、スピーカは発音体から放射される音波を導出するホーンを含み、ホーンの一端部がホーンの中空部に挿入され、トランスのボビンがホーンに取り付けられてもよい。
この発明にかかるスピーカシステムは、この発明にかかるスピーカ装置と、トランスおよびそのトランスに接続されるインピーダンス回路網を含むスピーカ用ネットワークとが組み合わされてなるスピーカシステムであって、スピーカ装置のトランスは、スピーカ用ネットワークのトランスである、スピーカシステムである。
【０００６】
この発明にかかるスピーカ装置のトランスは、コアが用いられていないので、安価かつ小型軽量である。
さらに、この発明にかかるスピーカ装置のトランスでは、１次巻線および２次巻線の一方の分割された少なくとも２以上の部分の間に、１次巻線および２次巻線の他方の少なくとも一部分が巻かれるので、１次巻線と２次巻線とを順に巻いたトランスと比べて、１次巻線と２次巻線との磁気的な結合が強い。
また、この発明にかかるスピーカ装置のトランスでは、ボビンの中空部の少なくとも一部分が他の部材を配置するための空間として用いられるので、内部にたとえばスピーカのホーンの一端部などの他の部材を配置することができる。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかるスピーカシステムの一例を示す図解図であり、図２はそのスピーカシステムのスピーカ装置を示す図解図である。図１に示すスピーカシステム１０は、たとえば合成樹脂からなる円筒状のケース１２を含む。ケース１２の一端部は開放されているが、ケース１２の他端部にはたとえば合成樹脂からなる円板状の蓋１４が接着される。
【０００９】
ケース１２には、ツィータとしての圧電スピーカ２０が取り付けられる。圧電スピーカ２０は、図２に示すように、たとえば円板状の支持部材２２を含む。支持部材２２の中央には、圧電スピーカ２０の製造時にいわゆる空気抜きとして働く孔２２ａが形成される。支持部材２２の一方主面には、たとえば直径２０ｍｍの半球面状の振動子２４が接着される。振動子２４は、発音体として機能するものであり、図３に示すように、厚み方向に分極された圧電セラミックなどの圧電体からなる半球面状の振動体２６を含む。振動体２６の内面および外面には、電極２８ａおよび２８ｂがそれぞれ形成される。また、振動子２４の電極２８ａおよび２８ｂには、図２に示すように、入力端子３０ａおよび３０ｂの一端がそれぞれはんだ付けで接続される。さらに、支持部材２２の周囲には、たとえば合成樹脂からなるホーン３２が取り付けられる。ホーン３２は、一端部３４から他端部３６に従って徐々に広がるように形成される。また、ホーン３２の一端部３４は段差状に形成され、ホーン３２の他端部は鍔状に形成される。そして、ホーン３２の一端部３４は、支持部材２２の周囲に接着される。それによって、入力端子３０ａおよび３０ｂが固定される。また、ホーン３２の他端部３６は、図１に示すように、ケース１２の一端部に接着される。それによって、圧電スピーカ２０がケース１２に取り付けられる。この圧電スピーカ２０では、入力端子３０ａおよび３０ｂ間に信号を入力することによって、振動子２４が振動してホーン３２から音を発生する。
【００１０】
さらに、スピーカシステム１０は、スピーカ用ネットワーク４０を含む。スピーカ用ネットワーク４０は、トランス５０とインピーダンス回路網７０とを含む。
【００１１】
トランス５０は、図２に示すように、たとえば合成樹脂からなる円筒状のボビン５２を含む。すなわち、ボビン５２は、中央に中空部５２ａを有する。ボビン５２の中空部５２ａには、圧電スピーカ２０のホーン３２の一端部３４の先端が挿入される。そして、ボビン５２は、ホーン３２の一端部３４の周囲に固着される。この場合、ボビン５２の中空部５２ａには、ホーン３２の一端部３４だけでなく、圧電スピーカ２０の支持部材２２や入力端子３０ａおよび３０ｂの中間部分も配置される。このボビン５２には、１次巻線５４と２次巻線５６とが巻かれる。この場合、２次巻線５６は２つの部分５６ａおよび５６ｂに分割される。また、ボビン５２には、２次巻線５６の部分５６ａ、１次巻線５４、２次巻線５６の部分５６ｂの順に巻かれる。さらに、２次巻線５６は、部分５６ａの一端が圧電スピーカ２０の一方の入力端子３０ａに接続され、部分５６ａの他端が部分５６ｂの一端に接続され、部分５６ｂの他端が圧電スピーカ２０の他方の入力端子３０ｂに接続される。すなわち、２次巻線５６の両端は、圧電スピーカ２０の２つの入力端子３０ａおよび３０ｂにそれぞれ接続される。また、１次巻線５４の両端は、２つの端子５８ａおよび５８ｂにそれぞれ接続される。これらの端子５８ａおよび５８ｂは、２次巻線５６の部分５６ｂ上に絶縁テープ６０を介して取り付けられる。
【００１２】
上述のように、圧電スピーカ２０とトランス５０とが組み合わされることによって、スピーカ装置が構成される。
【００１３】
インピーダンス回路網７０は、図１に示すように、たとえば２μＦのコンデンサ７２およびたとえば６．７ｋΩの抵抗７４を含む。コンデンサ７２の一端および抵抗７４の一端は、トランス５０の２つの端子５８ａおよび５８ｂにそれぞれ接続される。また、コンデンサ７２の他端および抵抗７４の他端は、２つの外部端子７６ａおよび７６ｂにそれぞれ接続される。これらの外部端子７６ａおよび７６ｂは、ケース１２の蓋１４を貫通するように取り付けられる。
【００１４】
したがって、このスピーカシステム１０は、図４に示す回路を有する。
【００１５】
このスピーカシステム１０では、スピーカ用ネットワーク４０のトランス５０にコアを用いていないので、安価であるとともに小型軽量である。
【００１６】
また、このスピーカシステム１０では、トランス５０の２次巻線５６の分割された２つの部分５６ａおよび５６ｂの間に１次巻線５４が巻かれるので、１次巻線と２次巻線とを順に巻いたトランスと比べて、１次巻線と２次巻線との磁気的な結合が強い。
【００１７】
さらに、このスピーカシステム１０では、トランス５０のボビン５２の内部の中空部５２ａが、圧電スピーカ２０の支持部材２２、入力端子３０ａ、３０ｂおよびホーン３２の一端部３４を配置するための空間として有効に利用されている。
【００１８】
また、このスピーカシステム１０では、スピーカ用ネットワーク４０の昇圧比の周波数特性を図５に示すように、その昇圧比が高周波帯域で大きい。そのため、このスピーカシステム１０では、圧電スピーカ２０から高周波帯域で大きい音圧を得るのでツィータとして好適である。
【００１９】
さらに、このスピーカシステム１０では、図６に示すスピーカ用ネットワーク４０のインピーダンスの周波数特性から明らかなように、そのインピーダンスが低周波帯域側で高い。そのため、このスピーカシステム１０をウーハなどの別のスピーカに並列に接続するにも、低周波帯域の信号にあまり影響を与えず好適である。
【００２０】
また、このスピーカシステム１０、別のスピーカシステム、およびそれらを並列に接続したスピーカシステムについて、音圧の周波数特性を図７に示す。図７に示す周波数特性より、別のスピーカシステムでは高周波帯域の音圧があまり大きくないが、それにこのスピーカシステム１０を並列に接続することによって、高周波帯域の音圧が大きくなるとともに、低周波帯域の音圧に影響を与えていないことがわかる。
【００２１】
さらに、このスピーカシステム１０では、圧電スピーカ２０のホーン３２の一端部３４が圧電スピーカ２０のノード部となるが、その一端部３４にトランス５０が取り付けられてスピーカ装置として構成されているので、トランス５０が圧電スピーカ２０の振動をほとんど邪魔することがなく、トランス５０の空芯部（中空部５２ａ）を有効利用でき、コンパクトな構造のスピーカ装置となる。
【００２２】
また、このスピーカシステム１０では、トランス５０にコアが用いられていないので、トランス５０のインダクタンスが小さく、高い周波数で適正なインダクタンスを得ることができ、トランス５０をスピーカ用ネットワーク４０に用いるのに好適である。
【００２３】
図８はこの発明にかかるスピーカシステムの他の例を示す斜視図である。図８に示すスピーカシステム１０では、特に、１つの大きな筐体８０に、圧電スピーカ２０およびスピーカ用ネットワーク４０が、スコーカ９０およびウーハ１００とともに取り付けられている。
【００２４】
なお、上述のスピーカシステム１０では、スピーカ用ネットワーク４０のトランス５０において、１次巻線５４が２次巻線５６の２つに分割された部分５６ａおよび５６ｂの間に巻かれているが、１次巻線が２つの部分に分割されそれらの部分の間に２次巻線が巻かれてもよく、また、１次巻線および２次巻線がそれぞれ２つ以上の部分に分割されそれらの部分が交互に巻かれてもよい。
【００２５】
また、上述のスピーカシステム１０では、トランス５０のボビン５２の内部の中空部５２ａに圧電スピーカ２０の支持部材２２、入力端子３０ａ、３０ｂおよびホーン３２の一端部３４が配置されているが、他の部材が配置されてもよい。
【００２６】
また、上述のスピーカシステム１０では、コンデンサ７２および抵抗７４を含むインピーダンス回路網７０が用いられているが、他のインピーダンス回路網が用いられてもよい。
【００２７】
さらに、上述のスピーカシステム１０では、圧電スピーカ２０が用いられているが、他のスピーカが用いられてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、安価かつ小型軽量でしかも１次巻線と２次巻線との磁気的な結合が強く内部に他の部材を配置できるトランスを用いたスピーカ装置およびスピーカシステムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるスピーカシステムの一例を示す図解図である。
【図２】図１に示すスピーカシステムのスピーカ装置を示す図解図である。
【図３】図１に示すスピーカシステムに用いられる圧電スピーカの振動子を示す断面図である。
【図４】図１に示すスピーカシステムの回路図である。
【図５】図１に示すスピーカシステムに用いられるスピーカネットワークの昇圧比の周波数特性を示すグラフである。
【図６】図１に示すスピーカシステムに用いられるスピーカネットワークのインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図７】図１に示すスピーカシステムなどの音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図８】この発明にかかるスピーカシステムの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  スピーカシステム
１２  ケース
１４  蓋
２０  圧電スピーカ
２２  支持部材
２２ａ  孔
２４  振動子
２６  振動体
２８ａ、２８ｂ  電極
３０ａ、３０ｂ  入力端子
３２  ホーン
３４  一端部
３６  他端部
４０  スピーカ用ネットワーク
５０  トランス
５２  ボビン
５２ａ  中空部
５４  １次巻線
５６  ２次巻線
５６ａ、５６ｂ  ２次巻線の部分
５８ａ、５８ｂ  端子
６０  絶縁テープ
７０  インピーダンス回路網
７２  コンデンサ
７４  抵抗
７６ａ、７６ｂ  外部端子
８０  筐体
９０  スコーカ
１００  ウーハ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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