(57)【要約】【課題】低音域の入力を直接抑制することなく振動膜と磁石の衝突を回避可能とした平面スピーカを提供する。【解決手段】本発明の平面スピーカ１は、絶縁性ベースフィルム３の両面または片面に渦巻き状あるいは蛇行したボイスコイル４を設けた振動膜２と、ボイスコイル４に対向する位置に設けられた永久磁石５と、永久磁石５を配置したヨーク６とを備えており、ヨーク６の背面に微細な空隙を有する多孔体シート１０を設けて音響抵抗をコントロールすることにより、振動膜２と永久磁石５とのぶつかりやすさを抑制している。【選択図】      図１
2006340301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ベースフィルムの両面または片面に渦巻き状あるいは蛇行したボイスコイルを設けた振動膜と、
前記ボイスコイルに対向する位置に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石を配置したヨークと、
前記振動膜の背面の空気が前記振動膜の振動に伴って通過するよう微細な空隙を有する多孔体シートと
からなることを特徴とする平面スピーカ。
【請求項２】
平坦部を有し空気穴が設けられたヨークと、
所定の間隔を隔てかつ隣り合う磁極面が互いに逆になるように前記ヨーク上に配置された複数個の永久磁石と、
複数個の渦巻き状のコイルを有し、かつ前記永久磁石の磁極面から所定の距離を隔て前記磁極面に対向して略平行に配置された振動膜と、
ヨーク背面に貼着された多孔体シートと
からなることを特徴とする請求項１に記載の平面スピーカ。
【請求項３】
前記多孔体シートは、
前記ヨーク背面の全面に貼着される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面スピーカ。
【請求項４】
前記多孔体シートは、
前記ヨーク内面の全面に貼着される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面スピーカ。
【請求項５】
前記多孔体シートは、
前記ヨークに設けられた空気穴にはめ込む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面スピーカ。
【請求項６】
前記多孔体シートは、
通気性のあるサランネット、不織布、布、和紙、発泡体の少なくともいずれか１種からなる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の平面スピーカ。
【請求項７】
前記多孔体シートは、
目付重量が少なくとも４０ｇ／ｍ２を有する不織布である
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の平面スピーカ。
【請求項８】
前記振動膜は、絶縁性ベースフィルムの少なくとも一部に部材を追加して、または少なくとも一部にリブを設けて、または少なくとも一部を立体的に成形して、またはこれら方法を複数取り入れて剛性を高めた
ことを特徴とする請求項１に記載の平面スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型の平面スピーカに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報端末のモバイル化が進む中、より薄型、小型化、軽量化のニーズが強まっており、このようなニーズに対応するものとして、平面スピーカの開発が進められている。
【０００３】
導電形の平面スピーカは、コーン形スピーカに比べてその構造を薄型化、小型化できるという特徴がある。従来の平面スピーカについて、その構造例を図２を用いて説明する。同図は、従来の平面スピーカの断面図を示している。
【０００４】
図２に示した平面スピーカ１１は、絶縁性ベースフィルム３の両面または片面にボイスコイル４を設けた振動膜２と、永久磁石５と、永久磁石５を配置するヨーク６とを備えている。振動膜２は、エッジ７によってフレーム８に保持されている。ボイスコイル４は、絶縁性ベースフィルム３上に渦巻き状あるいは蛇行させて形成されている。
【０００５】
複数個の永久磁石５は、ヨーク６上に所定の間隔を隔てかつ隣接する永久磁石５のＮ極とＳ極が互いに逆になるように配置されており、ボイスコイル４は永久磁石５と対向する位置に設けられている。より具体的には、永久磁石５のＮ極とＳ極との間で形成される磁界がボイスコイル４を適切に通過するよう構成されている。
【０００６】
上記のように構成された平面スピーカ１１では、共振周波数近傍の再生帯域で入力が大きくなると、振幅が大きくなって振動膜２が永久磁石５にぶつかリ、雑音が発生したり振動膜２が劣化するという問題があった。
【０００７】
コーン形スピーカでは大きな振幅を抑制する手段として、例えば布にフェノール樹脂を含浸したコルゲーション（ダンパー、あるいはスパイダー）が設けられているが、平面スピーカでは同様のコルゲーションを設けることは困難である。
【０００８】
そこで、振動膜と磁石とのぶつかりによる雑音の発生や振動膜２の劣化を抑制するために、緩衝シートを設けたり（特許文献１）、ダンパを設けたり（特許文献２）する技術が開示されている。図２は、緩衝シート１２を設けた例である。
【０００９】
緩衝シート１２は、永久磁石５のヨーク６と反対側の磁極面に張り付けられている。この緩衝シート１２と振動膜２との間に空隙を設けることにより、振動膜２と永久磁石５との接触音を無くし、しかも振動膜２の自由な振動を妨げることのないようにしている。
【００１０】
また、圧電受話器において、ケース中央に設けられた孔に音響抵抗シートを接着することにより、適度の音響抵抗制動を与え、周波数特性を平坦化する技術が開示されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−３３３４９３号
【特許文献２】ＷＯ  ９８／０２５０３
【特許文献３】実開平６−３８４００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、平面スピーカでは振動膜がエッジのみで保持されているため、振動膜自身の共振が大きくなり、音圧周波数特性のＱ値（共振の先鋭度）が３〜５と過剰に大きくなって振動膜と磁石がぶつかりやすくなるという問題があった。
【００１２】
特許文献１の緩衝シートを設けたものや、特許文献２のダンパを設けたものでは、振動膜と磁石のぶつかりを抑制するのに必ずしも十分でなかった。また、特許文献３の圧電受話器の技術に関しては、圧電受話器と平面スピーカとで構造が全く異なるためこれを適用することができない。
【００１３】
そのため、従来の平面スピーカでは低音域の入力を抑制するために、入力電圧を小さめに設定したり、コンデンサで低音域をカットするなどの手段が講じられていた。
【００１４】
しかしながら、入力電圧を小さめに設定したりコンデンサで低音域をカットする等して低音域の入力を抑制した場合には、好ましい音質の出力が得られなくなるといった問題があった。
【００１５】
そこで本発明は、低音域の入力を直接抑制することなく振動膜と磁石との衝突を回避可能とした平面スピーカ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】
【００１６】
この発明の平面スピーカの第１の態様は、絶縁性ベースフィルムの両面または片面に渦巻き状あるいは蛇行したボイスコイルを設けた振動膜と、前記ボイスコイルに対向する位置に設けられた永久磁石と、前記永久磁石を配置したヨークと、前記振動膜の背面の空気が前記振動膜の振動に伴って通過するよう微細な空隙を有する多孔体シートとからなることを特徴とする平面スピーカである。
【００１７】
第２の態様は、平坦部を有し空気穴が設けられたヨークと、所定の間隔を隔てかつ隣り合う磁極面が互いに逆になるように前記ヨーク上に配置された複数個の永久磁石と、複数個の渦巻き状のコイルを有し、かつ前記永久磁石の磁極面から所定の距離を隔て前記磁極面に対向して略平行に配置された振動膜と、ヨーク背面に貼着された多孔体シートとからなることを特徴とする平面スピーカである。
【００１８】
第３の態様は、前記多孔体シートが、前記ヨーク背面の全面に貼着されることを特徴とする平面スピーカである。
【００１９】
第４の態様は、前記多孔体シートが、前記ヨーク内面の全面に貼着されることを特徴とする平面スピーカである。
【００２０】
第５の態様は、前記多孔体シートが、前記ヨークに設けられた空気穴にはめ込むことを特徴とする平面スピーカである。
【００２１】
第６の態様は、前記多孔体シートが、通気性のあるサランネット、不織布、布、和紙、発泡体の少なくともいずれか１種からなることを特徴とする平面スピーカである。
【００２２】
第７の態様は、前記多孔体シートが、目付重量が少なくとも４０ｇ／ｍ２を有する不織布であることを特徴とする平面スピーカである。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように本発明によれば、ダンパーを持たない平面スピーカのＱ値を低音域の入力を直接抑制することなく低減し、共振周波数近傍の再生帯域における振動膜と磁石とのぶつかりを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における平面スピーカについて詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態における平面スピーカの概略構成を説明するための図であり、該平面スピーカの断面図を示している。平面スピーカとしては、例えば外形寸法が５０ｍｍ×８０ｍｍの平面スピーカがある。
【００２６】
ヨーク６は平坦部を有しており、その上に複数個の永久磁石５が設けられている。複数個の永久磁石５は、所定の距離を隔てかつ隣り合う永久磁石５の磁極面が互いに逆になるように配置されている。
【００２７】
振動膜２は、複数の渦巻状のボイスコイル４を有しており、各々のボイスコイル４は、永久磁石５の前記磁極面に対向する位置に設けられている。振動膜２と永久磁石５とは、所定の距離を隔てて略平行になるよう配置されている。
【００２８】
なお、本実施形態では、振動膜２が複数の渦巻状のボイスコイル４を有するものとしたが、これに限るものではなく、一体のボイスコイルであってもよく、また該ボイスコイルを例えば蛇行させて絶縁性ベースフィルム３上に設けてもよい。さらに永久磁石５についても、これを複数設けるものに限定されるものではない。
【００２９】
上記の通り構成された平面アンテナ１において、本発明の実施形態ではヨーク６に空気穴９を設け、さらにヨーク６の背面に多孔体シート１０を貼着している。多孔体シート１０として、例えば不織布を用いることができる。
【００３０】
平面スピーカ１では、振動膜２が振動すると、これに伴って振動膜２の前面の空気が振動して音を発するが、振動膜２の前面だけでなく背面の空気も振動する。この振動膜２の背面の空気が平面スピーカ１から外部に抜けられるよう、本実施形態ではヨーク６に空気穴９が設けられている。
【００３１】
さらに、本実施形態ではヨーク６の背面に多孔体シート１０を貼着しており、空気穴９を抜けた空気は多孔体シート１０を通過するように構成されている。本実施形態では、多孔体シート１０をヨーク６の背面に貼着したが、多孔体シート１０を設ける場所はこれに限られず、振動膜２の背面の空気を通過させることが可能な他の場所に設けることも可能である。
【００３２】
上記の通り構成された本発明の平面アンテナ１の音圧周波数特性の一実施例を図３に示す。同図において、２１は従来の多孔体シート１０を有しない平面スピーカの音圧周波数特性であり、２２は本発明の多孔体シート１０をヨーク６の背面に貼着した平面スピーカ１の音圧周波数特性である。
【００３３】
図３に示す通り、多孔体シート１０を有する本発明の平面スピーカ１の音圧周波数特性２２は、多孔体シート１０を有しない平面スピーカの音圧周波数特性２１に比べて低周波数帯で平坦になっている。とくに、多孔体シート１０を有しない平面スピーカで見られた共振周波数辺りの高いピークが、多孔体シート１０を用いることにより抑制されていることがわかる。
【００３４】
ヨーク６の背面に多孔体シート１０を貼付した本発明の平面スピーカ１では、共振周波数を変化させることなく、Ｑ値を４から２に低下させることができている。これにより、低周波数帯の入力が大きい場合であっても、振動膜２と永久磁石５とのぶつかりを抑制することが可能となり、耐入力を１０Ｗから２０Ｗへと上昇させることが可能となる。
【００３５】
本発明の平面スピーカ１で採用した多孔体シート１０の効果を確認するため、図４に示すような平面スピーカ３１を対象に、平面スピーカ３１のバックキャビネット３２の容積を変化させたときの音圧周波数特性と比較した。その結果を図５に示す。
【００３６】
図４に示すように、平面スピーカ３１のバックキャビネット３２は、振動膜２とヨーク６、及びフレーム８で囲まれた空間である。このバックキャビネット３２の容積を減少させると、振動膜２の背圧により振幅が抑制される効果が期待される。
【００３７】
図５において、３３は本発明の平面スピーカ１と同様にヨーク６に空気穴９を設け、バックキャビネット３２内の空気が外部に逃げられるようにしたときの音圧周波数特性を示している。但し、本発明の平面スピーカと異なり、多孔体シートは有していない。そのため、低周波数帯に音圧のピークが現れている。
【００３８】
これに対し３４〜３６は、図４に示す通り、ヨーク６に空気穴９が設けられていない平面スピーカ３１の音圧周波数特性である。３４、３５、３６の順にバックキャビネット３２の容積が減少している。
【００３９】
バックキャビネット３２の容積を減少させることで、耐入力を増加させることが可能となったものの、共振周波数及びＱ値が上昇する結果となった。図６に、バックキャビネット３２の容積を変化させたときの共振周波数３７及びＱ値３８の変化を示す。
【００４０】
図６より、共振周波数３７とＱ値３８はともに、バックキャビネット３２の容積が減少するほど上昇することがわかる。従って、バックキャビネット３２の容積を変化させる方法では、本発明の多孔体シート１０を設けた場合と同様の効果を得ることはできない。
【００４１】
低周波数帯のＱ値を下げる別の方法として、エッジ７の材質を柔らかくする方法が考えられる。しかしながら、この方法では前記Ｑ値は低下するものの、共振周波数も同時に低下してしまう結果となった。
【００４２】
従って、エッジ７の材質を柔らかくする上記の方法によっても、本発明の多孔体シート１０を設けた場合のように、共振周波数を変化させることなくＱ値を低下させることはできない。
【００４３】
低周波数帯のＱ値を下げるさらに別の方法として、平面アンテナの背面に音響用吸音材（厚み１０ｍｍ）を設けることも考えられるが、この方法ではＱ値にほとんど変化が見られなかった。
【００４４】
低周波数帯のＱ値を下げるさらに別の方法として、前記バックキャビネット（容積１．６Ｌ）の内面全体に音響用吸音材を設けることも考えられるが、この方法ではＱ値と共振周波数はともに上昇した。
【００４５】
上記の通り、共振周波数及びＱ値の好ましい音圧周波数特性は、本発明の多孔体シート１０を用いた平面スピーカ１でのみ達成することが可能であり、他の方法ではいずれも達成できないことが確認された。
【００４６】
本発明の別の実施の形態における平面スピーカを図７を用いて説明する。図７は、本発明の別の実施の形態に係る平面スピーカを説明するための平面図及び断面図である。
【００４７】
平面スピーカ４１は、軟鉄製のヨーク４２に永久磁石４３を１５個（３×５配列）配置しており、軟鉄製のヨーク４２の寸法を例えば５０×９０×８ｍｍとし、永久磁石４３の寸法を例えば７×７×２．４ｍｍとすることができる。
【００４８】
振動膜４４は、耐熱性ベースフィルム４５に蛇行したボイスコイル４６を形成したものであり、ボイスコイル４６は永久磁石４３に対向した永久磁石４３の上方向の位置に設けられている。また、振動膜４４はエッジ４７を介してフレーム４８に貼着固定されている。
【００４９】
本発明の別の実施の形態においても、ヨーク４２に空気穴４９が形成されており、多孔体シートとしての不織布５０がヨーク４２の背面全面に貼着されている。
【００５０】
上記のように構成された平面スピーカ４１の音圧周波数特性の一例を図８に示す。図８において、音圧周波数特性５１はヨーク４２の背面に不織布５０が貼着されず開放されている場合であり、音圧周波数特性５２は本発明の不織布５０が貼着されている場合である。同図より、不織布５０を貼着することによって１９０Ｈｚの共振周波数近傍の音圧が約８ｄＢ低下する一方、その他の周波数の音圧はほとんど変化しないことがわかる。
【００５１】
上記の通り、本実施形態の平面スピーカ４１でも、共振周波数を変化させることなく音圧特性を平坦化させることが可能である。従って、図７に示すような構成の平面スピーカ４１であっても、不織布５０を用いることによって、振動膜４４が永久磁石４３にぶつからないようにすることが可能である。
【００５２】
平面スピーカ４１のインピーダンス特性を図９示す。図９は、不織布５０を貼着した平面スピーカ４１のインピーダンス特性５４を、不織布５０を貼着しない場合のインピーダンス特性５３と比較したものである。
【００５３】
図９より、インピーダンス特性も音圧周波数特性と同様に、１９０Ｈｚの共振周波数近傍で大幅に低下している。インピーダンス特性から算出したＱ値は、不織布５０を貼着しない場合で３．８、不織布５０を貼着した場合で１．３となり、共振周波数近傍の振幅が大幅に抑制される。
【００５４】
本発明の平面スピーカ１及び４１では、多孔体シートとして不織布が用いられているが、該不織布の目付重量とＱ値との間には図１０に示すような関係が見られる。
【００５５】
図１０は、前記不織布の目付重量が大きくなるにつれ、Ｑ値が低下することを示している。従って、前記不織布の目付重量を大きくすることによって、Ｑ値を低下させることが可能となることがわかる。また、目付重量が４０ｇ／ｍ2以下では効果が小さい。
【００５６】
目付重量が５２ｇ／ｍ2の不織布を貼着したときの音圧周波数特性を図１１に示す。同図より、前記不織布を貼着しない音圧周波数特性６１に比べて前記不織布を貼着した音圧周波数特性６２は、共振周波数近傍のピーク音圧が２ｄＢ低下（Ｑ値＝２．５）しており、前記不織布を貼着した効果を確認することができる。
【００５７】
本発明の平面スピーカに用いられる多孔体シートとしては、上記で説明した不織布のほか、サランネット、布、和紙、発泡体等の通気性のあるものを単体、あるいは組み合わせて用いることが可能である。
【００５８】
本発明のさらに別の実施の形態における平面スピーカを以下に説明する。低周波数帯のＱ値を低減するために、本実施形態では該平面スピーカの振動膜の剛性を高めている。該振動膜の剛性を高める方法として、例えば図１２に示すように振動膜６１の中心部にアルミ箔等の部材を貼り付ける方法がある。これにより、共振周波数をほとんど変化させることなくＱ値を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る平面スピーカの概略構成を説明するための断面図である。
【図２】図２は、従来の平面スピーカの構造例を説明するための断面図である。
【図３】図３は、本発明の平面アンテナの音圧周波数特性を説明するための一実施例を示す図である。
【図４】図４は、従来の平面スピーカの別の構造例を説明するための断面図である。
【図５】図５は、平面スピーカのバックキャビネットの容積を変化させたときの音圧周波数特性を説明するための一実施例を示す図である。
【図６】図６は、バックキャビネットの容積を変化させたときの共振周波数及びＱ値の変化を説明するための一実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施の形態における平面スピーカの概略構成を説明するための図である。（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は断面図を示す。
【図８】図８は、本発明の別の実施の形態における平面スピーカの音圧周波数特性の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の別の実施の形態における平面スピーカのインピーダンス特性を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の平面スピーカに用いられる不織布の目付重量とＱ値との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、目付重量が５２ｇ／ｍ2の不織布を貼着したときの音厚周波数特性を示す図である。
【図１２】図１２は、振動膜の剛性を高める方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１１、３１、４１・・・平面スピーカ
２、４４、６１・・・振動膜
３、４５・・・絶縁性ベースフィルム
４、４６・・・ボイスコイル
５、４３・・・永久磁石
６、４２・・・ヨーク
７、４７・・・エッジ
８、４８・・・フレーム
９、４９・・・空気穴
１０・・・多孔体シート
１２・・・緩衝シート
２１、２２、３３、３４，３５、３６、５１、５２、６１、６２・・・音圧周波数特性
３２・・・バックキャビネット
３７・・・共振周波数
３８・・・Ｑ値
５０・・・不織布
５３、５４・・・インピーダンス特性
６２・・・付加部材
【図１】
2006340301.tif 000003
【図２】
2006340301.tif 000004
【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】
2006340301.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006340301.tif 000011
【図１０】
2006340301.tif 000012
【図１１】
2006340301.tif 000013
【図１２】
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