(57)【要約】【課題】振動膜の分割振動による異音を抑制する電磁変換器を得る。【解決手段】所定の間隔をおいて交互に異なる磁極に配置された永久磁石と、永久磁石に対向して配置され、蛇行形状の導体コイルが薄膜状の樹脂表面上に形成されて、導体コイルに通電することにより永久磁石と電磁的に結合して厚み方向に振動する振動膜と、永久磁石及び振動膜を覆うように支持するフレームとを備え、振動膜がその表面を分割するように貼り付けられたテープを介して上記フレームに支持される。【選択図】図１
2011171780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて交互に異なる磁極に配置された永久磁石と、
上記永久磁石に対向して配置され、蛇行形状の導体コイルが薄膜状の樹脂表面上に形成されて、前記導体コイルに通電することにより上記永久磁石と電磁的に結合して厚み方向に振動する振動膜と、
上記永久磁石及び上記振動膜を覆うように支持するフレームとを備え、
上記振動膜は、その表面を分割するように貼り付けられたテープを介して上記フレームに支持されることを特徴とする電磁変換器。
【請求項２】
振動膜は、その外周を延長した延長部を備え、
テープと上記延長部とを介してフレームに支持され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】
延長部は、振動膜の少なくとも対向する二辺を部分的に延長して設けたことを特徴とする請求項２記載の電磁変換器。
【請求項４】
延長部は、振動膜の全外周を延長して設けたことを特徴とする請求項２記載の電磁変換器。
【請求項５】
所定の間隔をおいて交互に異なる磁極に配置された永久磁石と、
前記永久磁石に対向して配置され、蛇行形状の導体コイルが薄膜状の樹脂表面上に形成されて、前記導体コイルに通電することにより前記永久磁石と電磁的に結合して厚み方向に振動する振動膜と、
上記永久磁石及び上記振動膜を覆うように支持するフレームとを備え、
上記振動膜は、その少なくとも対向する二辺をそれぞれ部分的に延長して設けた延長部を介して上記フレームに支持されることを特徴とする電磁変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石と振動膜とを組み合わせてオーディオ信号から音声再生を行う電磁変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石板と振動膜とを用いた矩形状の電磁変換器には、永久磁石板と振動膜とを対向するように配置し、また永久磁石板と振動膜との間に緩衝材を配置したものがある。これらの永久磁石板、振動膜、及び緩衝部材はフレーム等の部材に挟み込まれるように覆われ、例えばスピーカ筐体に取り付けられる。
上記の永久磁石板は、一定の間隔をもって交互に異なる極性にした帯状の着磁部位（多極着磁パターンとも言う）を有している。また、振動膜は、永久磁石板の異なる極性の境界にある間隔に対向する位置、いわゆる着磁ニュートラルゾーンと称される部分に対向させて、電磁コイルとして作用する蛇行形状の導体パターン（蛇行コイルパターンとも言う）を当該振動膜の膜表面に設けたものである。
振動膜に形成されている蛇行コイルパターンにオーディオ信号の電流が流れると、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、フレミングの法則によって上記の蛇行コイルパターンに作用し振動膜が振動する。この振動によって発生した音波は、永久磁石板及びフレームに穿孔された放射音穴を通して放射されてオーディオ再生が行われる（例えば、特許文献１参照）。
また、このような振動によって振動膜上に形成された導体コイルが金属疲労で断線するのを防止する目的で、振動膜に剛性付与部材が設けられている（例えば、特許文献２参照）。
また、従来から上記の電磁変換器と同様な構成で上記の永久磁石板に替えて棒状磁石の構成になった「ガムーゾン形」と呼ばれる超薄型スピーカが存在している。この棒状磁石の同極を対向させて（Ｎ極とＮ極、又は、Ｓ極とＳ極）、棒状磁石と垂直な配列方向に交互に異なる極性を並べて配置する構成であり、他の部材は上記と同一のもので構成される。このような超薄型スピーカは、ポリエステルやポリイミドからなる薄膜に銅やアルミ箔を貼り付け、ボイスコイルのパターンをエッチングして構成された振動板を有している（例えば、非特許文献１参照）。この構成によれば、オーディオ再生の発音動作も上記の電磁変換器と同じになる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１９２３７２号公報
【非特許文献１】山本武夫編著、スピーカー・システム，ラジオ技術社，1977年7月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のいずれの電磁変換器においても、その振動膜は蛇行コイルパターンによる駆動力が振動面に一様に発生するという全面駆動方式の電磁変換器である。換言すれば、振動膜はピストン音源となり平坦な音圧周波数特性を呈する電磁変換器を実現している。
しかし、実際には振動膜が全帯域にわたって一様な駆動力を発生させてピストン振動することは難しく、特に振動膜の縦横比を大きくするにしたがい、振動膜が分割振動を発生しやすくなり、図７（ａ），（ｂ）に示すように振動膜の分割振動の部分的な大振幅により磁石に接触し異音を発生してしまうという課題があった。また、振動膜の分割振動により音圧周波数特性に乱れを生じて音圧が劣化する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、振動膜の分割振動を抑制し音圧周波数特性が平坦な電磁変換器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】
この発明に係る電磁変換器は、所定の間隔をおいて交互に異なる磁極に配置された永久磁石と、永久磁石に対向して配置され、蛇行形状の導体コイルが薄膜状の樹脂表面上に形成されて、導体コイルに通電することにより永久磁石と電磁的に結合して厚み方向に振動する振動膜と、永久磁石及び振動膜を覆うように支持するフレームとを備え、振動膜がその表面を分割するように貼り付けられたテープを介して上記フレームに支持されるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の電磁変換器によれば、振動膜の分割振動の腹に対応する部分に、振動膜の表面を分割するように貼り付けられたテープを介して振動膜を支持するようにしたので、振動膜の分割振動を抑制することができるとともに、音圧周波数特性を平坦にして安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の電磁変換器１０の構成を示す図であり、図１（ａ）は電磁変換器１０の外観を示す全体斜視図、図１（ｂ）は電磁変換器１０の構成を示す分解斜視図である。
図２は、本実施の形態１の電磁変換器１０の構造を示す図であり、図２（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００９】
電磁変換器１０は、振動膜１１、テープ１２、永久磁石２１，２２、フレーム３０から構成されており、フレーム３０の上側フレーム３１及び下側フレーム３２が、振動膜１１と上側永久磁石２１と下側永久磁石２２とを覆うように構成されている。
【００１０】
振動膜１１は、薄い高分子樹脂シートからなる基材１１ａと、基材１１ａの表面に蛇行形状に形成された導体コイル１１ｂとで構成されており、蛇行パターンからなる導体コイル（コイル）１１ｂは金属箔をプレスやエッチングなどにより打ち抜いて形成されるものである。
【００１１】
テープ１２は、高耐熱性の不織布であり振動膜１１の幅よりも長いものである。このテープ１２が、振動膜１１の表面の長手方向を分割するように接着剤で接着されており、振動膜１１の両辺から突出するようなテープ１２の両端部がフレーム３０に挟み込まれるように支持されて構成されている。
【００１２】
永久磁石２１，２２は、着磁された帯状の永久磁石２１，２２は異なる磁極で交互に配置されており、フレーム３０の振動膜１１に対向する面に接着剤等で所定の間隔を空けて固定されている。
【００１３】
フレーム３０は、空洞の内部をもつ筺体構造であり、上側フレーム３１と下側フレーム３２との接合面は、振動膜１１の両辺から突出したテープ１２の一部を挟み込んで支持している。振動膜１１に対向する面には、所定の間隔で帯状の永久磁石２１，２２が固定されており、その永久磁石２１，２２の所定の間隔には、外部に開口した円形の放音孔３１ａ，３２ａが一定の間隔で設けられている。
【００１４】
ここで、振動膜１１の導体コイル１１ｂと永久磁石２１，２２との関係は、フレーム３０に固定した永久磁石２１，２２の所定の間隔に対向する位置に導体コイル１１ｂが配置されるように形成されている。
また、振動膜１１に接着されたテープ１２は、振動膜１１の分割振動の振幅が最大になる腹の部分を支持することで最大振幅を抑制するなど、どのような特性を持つ電磁変換器を設計するのかによりその貼り付け位置が決められるものであり、本実施の形態１におけるテープ１２は、振動膜１１が永久磁石２１，２２に接触しない２波長分の分割振動であればものとして、５枚のテープ１２を用いてフレーム３０により１０箇所で支持する構成にしている。
【００１５】
次に動作について説明する。
図３は、本実施の形態１の電磁変換器１０の動作を示す図である。
図４は、本実施の形態１の電磁変換器１０と従来の電磁変換器との音圧周波数特性を比較した、周波数（Ｈｚ）−音圧レベル（ｄＢ）測定図である。
図７は、従来の電磁変換器１１０の分割振動を示す図であり、図７（ａ）は振動膜１１１の分割振動が１／２波長である場合の振動状態、図７（ｂ）は振動膜１１１の分割振動が１波長の場合の振動状態、図７（ｃ）は振動膜１１１の分割振動が３／２波長の場合の振動状態を示している。
【００１６】
従来の電磁変換器１１０は、振動膜１１１の縦横比が大きくなるにしたがい、例えば、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、振動膜１１１が分割振動しやすくなり部分的な大振幅が永久磁石２１，２２に当たって異音を発生させていた。また、図４に示すように分割振動によって音圧周波数特性に乱れを生じさせていた。
【００１７】
本実施の形態１の電磁変換器１０は、上記の構成を採用することで、振動膜１１がテープ１２の両端部を介してフレーム３０に挟み込まれるように支持され、振動膜１１の大きな振幅を抑えた複数の振幅でオーディオ振動を発生させる。永久磁石２１，２２に接触しない複数の振幅にするので異音が発生せず、音圧周波数特性が平坦になり安定する。
【００１８】
以上のように、実施の形態１の電磁変換器１０によれば、薄く柔軟な振動膜１１の面の長手方向を分割するように接着したテープ１２の両端部をフレーム３０に挟み込むようにして支持することで、分割振動の部分的な大振幅を抑制するので、異音の発生や音圧周波数特性の乱れを防止することができる。
【００１９】
なお、本実施の形態１の電磁変換器１０のテープ１２は不織テープを用いているが、これに限られるものではなく、振動膜１１の振動の影響のない軽量のアセテートテープ、布テープ、紙テープなどを用いてもよい。また、これらのテープ１２は、少なくとも通電時に高温になる導体コイル１１ｂに接触する部分が耐熱性の高い素材であることが好ましい。
【００２０】
また、本実施の形態１のテープ１２は、振動膜１１の導体コイル１１ｂが高温になるため、振動膜１１への貼り付け位置を導体コイル１１ｂに接触する面積が少ないように配置するのが好ましい。
【００２１】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２の電磁変換器１０の構造を示す図であり、図５（ａ）は図１の（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
実施の形態１では、振動膜１１の面の長手方向を分割するように接着したテープ１２の両端部を介して振動膜１１を支持するようにしたが、実施の形態２では、振動膜１１を延長させた延長部１１ｃを介して振動膜１１を支持している。なお、実施の形態１の電磁変換器１０と同様の構成については、図中においても同じ番号で示すものとし、その説明を省略する。
【００２２】
振動膜１１は、一定の間隔をあけて短手方向を延長させた延長部１１ｃが設けられ、この延長部１１ｃが厚み方向からフレーム３０に挟み込まれるように支持されている。
【００２３】
以上のように実施の形態２の電磁変換器１０は、上記の構成にすることで、分割振動による部分的な大振幅を抑制することができ、実施の形態１の電磁変換器１０と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
なお、実施の形態２の電磁変換器１０において、振動膜１１は、延長部１１ｃを介してフレームに支持される構成を説明したが、実施の形態１の電磁変換器１０のテープ１２を併用して支持するようにしてもよい。
【００２５】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３の電磁変換器１０の構造を示す図であり、図６（ａ）は図１の（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
実施の形態３は、実施の形態１のテープ１２（支持部）と実施の形態２の振動膜１１の全外周を延長した延長部１１ｃ（支持部）とで振動膜１１を支持するものであり、他の構成は実施の形態１と同様であるため、図中では同じ番号で示し、その説明を省略する。
【００２６】
振動膜１１は全外周部を延長した延長部１１ｃを有しており、この振動膜１１はフレーム３０の表面とほぼ同じ大きさであるため、延長部１１ｃが厚み方向からフレーム３０に挟み込むように支持されている。また、テープ１２が所定の間隔をあけて振動膜１１表面の長手方向を分割するように接着剤等で貼り付けられており、テープ１２の両端がフレーム３０に挟み込まれるようにして支持されている。
【００２７】
以上のように実施の形態３の電磁変換器１０は、上記の構成にすることで、分割振動による部分的な大振幅を抑制することができ、実施の形態１の電磁変換器１０と同様の効果を得ることができるとともに、振動膜１１の分割振動による大振幅をより抑制することができる。
【００２８】
なお、実施の形態３の電磁変換器１０は、振動膜１１の全外周に設けた延長部１１ｃとしたが、振動膜１１の駆動を考慮して、矩形の対向する二組の辺のうちの一組はフレーム３０から０．５ｍｍ程度間隔をあけ、もう一組の辺の延長部１１ｃとテープ１２とを介してフレーム３０に支持させるようにしてもよい。
【００２９】
上述したように、本発明による電磁変換器は、振動膜を分割するように貼り付けられたテープを介して支持、振動膜の少なくとも対向する二辺を部分的に延長してなる延長部を介して支持、またはテープと延長部とを併用して支持するように構成したので、振動膜の分割振動による部分的な大振幅を抑制でき、異音の発生を防止するとともに、音圧周波数特性を平坦にし安定させることができる。
【００３０】
なお、本発明の電磁変換器において、蛇行パターンからなる導体コイル１１ｂは振動膜１１の表面に形成されていると記載しているが、電気信号をより忠実にオーディオ振動として変換するために、振動膜１１の両面に導体コイル１１ｂを形成してもよい。
【００３１】
また、本発明の電磁変換器１０において、着磁された帯状の永久磁石２１，２２を用いているが、フレーム３０に固定した後に着磁してもよく、また、所定の間隔で帯状に異なる磁極を交互に着磁している永久磁石板を用いてもよい。
【００３２】
また、本発明の実施の形態１〜３で示した振動膜１１に形成した導体コイル１１ｂと永久磁石２１，２２との配置は、この組み合わせに限るものではなく、例えば、電磁変換器１０の長手方向に導体コイル１１ｂの長手直線部分とした蛇行形状を形成し、電磁変換器１０の長手方向に帯状の永久磁石２１，２２の長手方向を配置してもよい。
【００３３】
また、本発明の電磁変換器１０において円形の放音孔３１ａ，３２ｂであると説明しているが、放音孔３１ａ，３２ａの形状は円形に限るものではなく、振動膜１１の振動によるオーディオ振動を効率的に放射させることができるように目的に応じて形状及び大きさが設計される。
【００３４】
また、本発明の実施の形態で示した各図は、説明のために誇張拡大して示しており、各構成の厚み等の関係は実際とは異なるものもある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の電磁変換器１０の外観を示す（ａ）斜視図及び（ｂ）分解斜視図である。
【図２】実施の形態１の電磁変換器１０の（ａ）Ａ−Ａ線断面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図３】実施の形態１の電磁変換器１０の動作時を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図４】実施の形態１の電磁変換器１０と従来の電磁変換器との音圧周波数特性を示す周波数−音圧レベル図である。
【図５】実施の形態２の電磁変換器１０の構成を示す（ａ）Ａ−Ａ線断面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図６】実施の形態３の電磁変換器１０の構成を示す（ａ）Ａ−Ａ線断面図及び（ｂ）Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図７】従来の電磁変換器の分割振動状態が（ａ）１／２波長の場合、（ｂ）１波長の場合、（ｃ）３／２波長の場合を示すＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  電磁変換器、１１  振動膜、１１ａ  基材、１１ｂ  導体コイル（コイル）、１１ｃ  延長部、１２  テープ、２１  上側永久磁石、２２  下側永久磁石、３０  フレーム、３１  上側フレーム（フレーム）、３１ａ，３２ａ  放音孔、３２  下側フレーム（フレーム）、１１０  従来の電磁変換器、１１１  従来の振動膜。
【図１】
2011171780.tif 000003
【図２】
2011171780.tif 000004
【図３】
2011171780.tif 000005
【図４】
2011171780.tif 000006
【図５】
2011171780.tif 000007
【図６】
2011171780.tif 000008
【図７】
2011171780.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月10日(2008.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011171780.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011171780.tif 000011
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2011171780.tif 000012
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2011171780.tif 000013
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2011171780.tif 000014