(57)【要約】【課題】  簡易な構成で広い周波数帯域を再生することが可能な電磁変換器を得る。【解決手段】  音声信号電流を流すコイルパターンを有する振動膜として、音声の再生周波数特性が異なる振動膜２と振動膜６とを同一層となるように並べて配置し、これらの振動膜２，６を複数の着磁部位を有する２つの永久磁石板１で上下両側から挟み、振動膜２，６と永久磁石板１との各間に緩衝部材３を介在させ、２つの永久磁石板１のそれぞれの外側を高透磁磁性体板４で覆うように各部材を積層させた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号電流を流すコイルパターンを有する振動膜と、複数の着磁部位を有する永久磁石板と、前記振動膜と永久磁石板との間に介在させる緩衝部材と、前記永久磁石板の外側を覆う磁性体板とを積層させた電磁変換器において、
前記振動膜として音声の再生周波数特性が異なる複数の振動膜を同一層に並べて配置したことを特徴とする電磁変換器。
【請求項２】
複数の振動膜は、それぞれ厚さが異なることを特徴とする請求項１記載の電磁変換器。
【請求項３】
複数の振動膜は、各々異なる素材から成ることを特徴とする請求項１記載の電磁変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声信号を入力して音声を発生する電磁変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電磁変換器は、帯状の多極着磁パターンが形成されている永久磁石板と、蛇行コイルパターンが形成されている振動膜とを対向配置している。例えば音声信号などの電流が振動膜の蛇行コイルパターンに流れると、蛇行コイルパターンと永久磁石板の多極着磁パターンとが電磁的に結合し、フレミングの左手の法則に則り振動膜にオーディオ振動が発生する。上記の振動膜は、例えば平板スピーカ、ヘッドホン、マイクロホンなどの電気音響変換装置に用いられている振動板に相当する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３３１５９６号公報（第５〜８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電磁変換器は以上のように構成されているので、単一の振動膜では共振状態が一定の周波数範囲内に限られてしまい、良好に再生できる周波数帯域が狭くなって低い周波数から高い周波数まで十分な音声再生を行うことができないという課題があった。
【０００５】
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、簡易な構成で広い周波数帯域を再生することが可能な電磁変換器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電磁変換器は、音声信号電流を流すコイルパターンを有する振動膜として音声の再生周波数特性が異なる複数の振動膜を同一層に並べて配置したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、音声の再生周波数特性が異なる複数の振動膜を同一層に並べて配置したので、簡易な構成で広い音声周波数帯域を良好に再生することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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による電磁変換器の構成を示す説明図である。この図は、電磁変換器を構成する部材毎に分解したときの斜視図である。図示した電磁変換器は、図中上側より高透磁磁性板４、永久磁石板１、及び緩衝部材３を重ね合わせ、この緩衝部材３の下に振動膜２と振動膜６とを重なり合わないように同一層に並べ、その下側に緩衝部材３、永久磁石板１、及び高透磁磁性板４を重ねて構成したものである。これらの各部材は、例えば四辺形の平面を有しており、電磁変換器は当該平面を重ねた積層構造を成している。振動膜２と振動膜６は、永久磁石板１からの磁力を無駄なく有効に使用できるように可能な限り近付けて配置されている。
【０００９】
永久磁石板１は、板状の例えばゴム混合フェライト磁石から成るもので、上記の四辺形の面に平行な縞状を成すようにＮ極とＳ極とを交互に着磁させた部位を設けて多極着磁パターンを形成させている。また、このように着磁させたときに生じる磁極のニュートラルゾーンに当該永久磁石板１の厚み方向に複数の孔を設け、これらの孔を一定間隔で並べて振動膜２，６が振動することによって発生した音声を当該電磁変換器の外部へ放出する排気用貫通孔１ａを備えている。また、この永久磁石板１は、重なり合わないように配置されている振動膜２及び振動膜６の振動面のほぼ全面を覆う形状及び寸法を有する。
高透磁率磁性体板４は、永久磁石板１の排気用貫通孔１ａと連通する排気用貫通孔４ａを設けている。この高透磁率磁性板４は、例えば鉄板やニッケル・鉄合金のパーマロイ板などの磁性体から成り、永久磁石板１の磁束漏洩を防ぐように当該永久磁石板１の外側の面を覆うように積層されている。
【００１０】
図２は、実施の形態１による電磁変換器の断面図である。この図は、図１にＡＡ’線で示した部分の縦断面を示したもので、図１と同一部分に同じ符号を使用してその説明を省略する。図２に示したように実施の形態１による電磁変換器は、同一層に並べられた振動膜２と図示されない振動膜６とを、図中上側の緩衝部材３と下側の緩衝部材３によって挟み込み、さらに振動膜２，６を挟んでいる２つの緩衝部材３の上下両側に、各々永久磁石板１と高透磁磁性板４とを重ね合わせたものである。これらの各部材は、例えば上記の四辺形の面の四隅に支持部材５を設置して、重ね合わせた状態を維持するように固定している。なお、図２の断面図では図１に示した排気用貫通孔１ａ，４ａの図示を省略している。
【００１１】
支持部材５は、例えば上記の各部材の四隅に設けられた挿通孔に支持棒５ａを挿入し、その両端に各々ナット５ｂを螺号して、振動膜２，６、振動膜２，６の上側に重ねた緩衝部材３と永久磁石板１と高透磁磁性板４、さらに振動膜２，６の下側に重ねた緩衝部材３と永久磁石板１と高透磁磁性板４とを固定している。この支持部材５は、特に振動膜２，６の両面を挟み込むように配置された上側の永久磁石板１と下側の永久磁石板１との間隔を一定に保ち、図中矢印Ｂによって示した電磁変換器の厚み方向の振動膜２，６の変位には緩く、また矢印Ｃによって示した振動膜２，６の面と平行な方向の変位には、上記の矢印Ｂによって示した方向に比べて強固に固定している。
【００１２】
図３は、実施の形態１による電磁変換器の振動膜を示す説明図である。この図は、図１，２に示した振動膜２の振動面を正面視したものである。
振動膜２は、例えば厚さが２．５μｍ〜１２．５μｍのシート状に形成された耐熱性ポリイミドから成る樹脂フィルム２ｂの表面、即ち振動面に、例えば厚さが９μｍ〜３５μｍの銅箔から成るコイルパターン２ａを形成させたものである。なお、樹脂フィルム２ｂは、一般的に９〜１２．５μｍの厚さを有するものが使用されるが、軽量化を図るためにできるだけ薄い膜材料を使用することが好ましい。コイルパターン２ａと樹脂フィルム２ｂには、可聴周波数帯域を良好に再生することが可能な強度を有する素材が用いられ、また、このような強度を損なわない厚さを有するように構成されている。
【００１３】
コイルパターン２ａは、図示したように上記の振動面全体を網羅するように蛇行し、詳しくは樹脂フィルム２ｂの一端部から対向する他端部へ向って直線状に延設し、他端部近傍で折り返して前述の直線部分と平行に一端部へ向って延設させた略コの字状のパターンを連ねたように形成されている。
図３に例示した振動膜２は、振動面の形状が四辺形をしているもので、その四隅には図２を用いて説明した支持部材５を挿通させる挿通孔２ｃを各々設けている。
なお、図１に示した振動膜６も、上記の振動膜２と同様に当該振動膜６を構成する樹脂フィルムの四隅に支持部材５を挿通させる挿通孔が設けられ、また上記のコイルパターン２ａに相当するコイルパターンが同様な形状に形成されている。
【００１４】
振動膜２の再生周波数は、当該振動膜２の厚さ、詳しくは樹脂フィルム２ｂの厚さならびにコイルパターン２ａの厚さに影響され、コイルパターン２ａを成す導体や樹脂フィル２ｂの材質と、これらの厚さの設定により再生効率のよい周波数帯域が決定する。図１に示した振動膜６は、振動面２と同様に柔軟な材質の樹脂フィルムの表面に銅箔等のコイルパターンを有するものであるが、振動膜２とは再生効率のよい周波数帯域、もしくは再生可能な周波数帯域が異なるもので、振動膜２では再生が困難な周波数帯域を補完するように音声再生時の周波数特性が設定されている。振動膜６の樹脂フィルム及びコイルパターンは、例えば振動膜２のものと同一材質によって構成された場合には、振動膜２のものとは厚さが異なるように構成され、また振動面の面積も振動膜２と振動膜６の各音声再生時の周波数特性に応じて各々適当な大きさに設定されている。なお、振動膜２よりも高い周波数領域を振動膜６に再生させる場合には、振動膜２に比べて強度の強い素材を用いて、また図１に例示したもののように振動膜２よりも振動面を小さくして当該振動膜６を構成する。
【００１５】
図４は、実施の形態１による電磁変換器の構成を示す説明図である。図１〜図３に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。この図は、振動膜２を上下からそれぞれの永久磁石板１で挟み込むとき、永久磁石板１の着磁パターンと振動膜２のコイルパターン２ａの位置関係を示したもので、ここでは図１，２に示した緩衝部材３の図示を省略している。
永久磁石板１には、前述のようにＳ極とＮ極とを交互に縞状に着磁させた部位が有り、これらのＳ極とＮ極との間に生じるニュートラルゾーンｎｚを図４では破線にて表している。図４において永久磁石板１の着磁部位は、ニュートラルゾーンｎｚを示す破線で囲われた部位に含まれることになる。排気用貫通孔１ａは、各ニュートラルゾーンｎｚを示す破線上に表される。
なお、振動膜６に形成されているコイルパターンと永久磁石板１の着磁パターンとの位置関係も、上記のコイルパターン２ａと着磁パターンとの位置関係と同様なものである。
【００１６】
次に動作について説明する。
図５は、実施の形態１による電磁変換器の内部の電磁作用を示す説明図である。この図は、図２に示した断面において振動膜２と永久磁石板１との電磁作用を示したものである。図１〜図４に示したものと同一部分に同じ符号を使用しその説明を省略する。前述のように永久磁石板１にはＳ極とＮ極が交互に着磁され、図１に示したＡＡ’線の位置の断面では図３に示したように振動膜２に対して平行にＳ極とＮ極が交互に並んでいる。このように着磁されているとき、図中矢印で示したようにＮ極からＳ極へ向って磁力が作用している磁界が生じる。振動膜２のコイルパターン２ａは、図示したようにＮ極に着磁された部位とＳ極に着磁された部位との間に配置され、図５に破線で示したニュートラルゾーンｎｚの延長上に位置している。なお、図５に破線で示したニュートラルゾーンｎｚは、永久磁石板１の厚さ方向に生じる部分を表したものである。また、図５では、永久磁石板１と振動膜２の動作／作用をわかり易くするため緩衝部材３等の図示を省略している。
【００１７】
例えば、図５の中で上側に配置されている永久磁石板１の各Ｎ極から放出している磁力線は、振動膜２のコイルパターン２ａへ向い、当該コイルパターン２ａを経由して上記の永久磁石板１のＳ極へ向っている。図５において下側に配置されている永久磁石板１の各Ｎ極からも同様に磁力線が放出され、当該永久磁石板１のＳ極へ向っている。このような磁場の中で、コイルパターン２ａに音声信号等の電流が流れると振動膜２のコイルパターン２ａに磁力が生じ、２つの永久磁石板１と振動膜２が磁気的に結合して図５において上下方向即ち振動膜２や永久磁石板１の厚み方向に振動膜２が振動する。この振動によって発生した音声は、排気用貫通孔１ａ，４ａから電磁変換器の外部へ放出される。図５では図示を省略した振動膜６も、上記の振動膜２と同様に２つの永久磁石板１に挟まれており、振動膜２と同様に磁場の中に当該振動膜６のコイルパターンが配置されている。このコイルパターンに音声信号の電流が流れると、前述の説明と同様に永久磁石板１と振動膜６が磁気的に結合して振動膜６が振動し、音声を発生させる。
【００１８】
振動膜２と振動膜６は、前述のように音声再生時の周波数特性が異なるように構成されていることから、各々に異なる音声信号の電流を供給して音声を発生させるようにしてもよい。例えば、振動膜６を振動膜２に比べて薄く構成して高周波帯域の音声再生を効率よく行えるようにした場合には、振動膜２にはローパスフィルタを介した音声信号を入力し、振動膜６にはハイパスフィルタを介した音声信号を入力するようにしてもよい。
また、ここで説明した電磁変換器には２種類の振動膜２と振動膜６とを備えているが、再生周波数特性が各々異なるそれ以上の数の振動膜を備えるようにしてもよい。
【００１９】
以上のように実施の形態１によれば、異なる再生周波数特性を有する複数の振動膜を同一層に備えたので、広い周波数帯域の音声信号を簡素な構成で効率よく再生することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１による電磁変換器の構成を示す説明図である。
【図２】実施の形態１による電磁変換器の断面図である。
【図３】実施の形態１による電磁変換器の振動膜を示す説明図である。
【図４】実施の形態１による電磁変換器の構成を示す説明図である。
【図５】実施の形態１による電磁変換器の内部の電磁作用を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  永久磁石板、１ａ  排気用貫通孔、２  振動膜、２ａ  コイルパターン、２ｂ  樹脂フィルム、２ｃ  挿通孔、３  緩衝部材、４  高透磁磁性板、４ａ  排気用貫通孔、５  支持部材、５ａ  支持棒、５ｂ  ナット、６  振動膜。
【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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