(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの固定極と、前記２つの固定極の間に配置される振動体とを備え、
前記２つの固定極の各々は、前記振動体に対向する側の面に、塑性変形により前記振動体側へ突出した複数の凸部を有し、
一方の前記固定極の前記凸部と他方の前記固定極の前記凸部が対向して前記振動体に固着されている電気音響変換器。
【請求項２】
前記振動体の周縁部に接する前記凸部の高さは、前記振動体の中央部に接する前記凸部の高さと異なること
を特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記振動体に対向する面と反対側の面に前記振動体側とは反対側へ突出した複数の凸部
を有する請求項１又は請求項２に記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型の電気音響変換器及び電気音響変換器に用いる固定極に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、振動体に対向する電極と振動体との間に隙間を確保するため、電極と振動体との間にスペーサを配置することが開示されている。また、特許文献２には、振動体に対向する電極と振動体との間に不織布を配置することにより、振動体を電極から距離を置いて配置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０７７６６３号公報
【特許文献２】特開２０１２−０２３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２の発明によれば、振動体を電極から離し、振動体を挟んで対向する電極間で振動体を振動させることができる。しかしながら、スペーサや不織布、振動体や電極とは別に製造し、製造した部材を振動体と電極との間に取り付ける作業が必要となる。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、静電型電気音響変換器の固定極と振動体との間に部材を配置することなく、振動体が振動する領域を確保する技術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】
本発明は、対向する２つの固定極と、前記２つの固定極の間に配置される振動体とを備え、前記２つの固定極の各々は、前記振動体に対向する側の面に、塑性変形により前記振動体側へ突出した複数の凸部を有し、一方の前記固定極の前記凸部と他方の前記固定極の前記凸部が対向して前記振動体に固着されている電気音響変換器を提供する。
【０００７】
本発明においては、前記振動体の周縁部に接する前記凸部の高さは、前記振動体の中央部に接する前記凸部の高さと異なる構成としてもよい。
また、本発明においては、前記振動体に対向する面と反対側の面に前記振動体側とは反対側へ突出した複数の凸部を有する構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、静電型電気音響変換器の固定極と振動体との間に部材を配置することなく、振動体が振動する領域を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電型電気音響変換器１の外観図。
【図２】静電型電気音響変換器１の分解図。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】静電型電気音響変換器１の断面の拡大図。
【図５】凸部の位置の一例を示した図。
【図６】静電型電気音響変換器１に係る電気的構成を示した図。
【図７】変形例に係る凸部を説明するための図。
【図８】変形例に係る凸部を説明するための図。
【図９】変形例に係る凸部を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る静電型電気音響変換器１の外観図、図２は、静電型電気音響変換器１の分解図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図４は、静電型電気音響変換器１の断面を拡大した図である。図においては、直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸で方向を示しており、静電型電気音響変換器１を正面側から図１の矢印Ｅへ見たときの左右方向をＸ軸の方向、前後方向をＹ軸の方向、高さ（上下）方向をＺ軸の方向としている。また、図中、「○」の中に「●」が記載されたものは図面の裏から表に向かう矢印を意味するものとする。また、図中、「○」の中に「×」が記載されたものは図面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。なお、図中の各部材の寸法は、各部材の形状や位置関係を容易に理解できるように実際の寸法とは異ならせてある。
【００１２】
静電型電気音響変換器１は、振動体１０、固定極２０Ｕ及び固定極２０Ｌで構成されている。なお、本実施形態においては、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌの構成は同じである。このため、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌを区別する必要が特に無い場合は、符号の末尾の「Ｌ」及び「Ｕ」などの記載を省略する。
【００１３】
上方向から見て矩形の振動体１０は、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（polypropylene：ポリプロピレン）などの絶縁性及び柔軟性を有する合成樹脂のフィルム（絶縁層）を基材とし、フィルムの一方の面に導電性のある金属を蒸着して導電膜（導電層）を形成した構成となっている。
【００１４】
固定極２０は、ＰＥＴまたはＰＰなどの塑性及び絶縁性を有する合成樹脂のシート（絶縁層）の一方の面に導電性のある金属を蒸着して導電膜（導電層）を形成したものであり、上方向から見て矩形の形状となっている。固定極２０Ｕは、絶縁層が下側となり、固定極２０Ｌは、絶縁層が上側となる。固定極２０は、表面から裏面に貫通する孔を複数有しており、空気及び音波の通過が可能となっている。また、固定極２０は、振動体１０に向かい合う絶縁層の側において、平面部２１と、平面部２１に連なり振動体１０の側に突出した複数の凸部２２を有している。なお、図１、２においては、この孔と凸部２２の図示を省略している。
【００１５】
円錐台の形状の凸部２２は、本実施形態においては、エンボス加工により形成されており、図５に示したように、固定極２０Ｌにおいては、左右方向及び前後方向へ予め定められた距離をおいて設けられている。また、図示を省略しているが、固定極２０Ｕにおいても、固定極２０Ｌと同様に、絶縁層の側において、固定極２０Ｌの凸部２２と対向する位置に、左右方向及び前後方向へ予め定められた距離をおいて凸部２２が設けられている。なお、図５においては、前述した表面から裏面に貫通する複数の孔の図示を省略している。
【００１６】
なお、図３、４に示した例では、固定極２０Ｕの上側の面と、固定極２０Ｌの下側の面にエンボス加工の金型による凹みがあるが、エンボス加工は、固定極２０Ｕの上側の全面と、固定極２０Ｌの下側の全面が平面となるように、片面エンボス加工であってもよい。また、複数の凸部２２においては、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さは均一であるのが好ましいが、所定の公差の範囲内であれば、均一でなくてもよい。
【００１７】
振動体１０と固定極２０とを固着させる際には、凸部２２の先端に接着剤を塗布し、固定極２０Ｕの凸部２２の先端と、固定極２０Ｌの凸部２２の先端と対向させて固定極２０Ｕと固定極２０Ｌで振動体１０を挟み、定盤上で上方向から圧力を加える。複数の凸部２２は、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さが均一であるため、固着後の振動体１０から固定極２０Ｕまでの距離は、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さと同じとなり、振動体１０から固定極２０Ｌまでの距離も、平面部２１から凸部２２の上下方向の先端までの高さと同じとなる。振動体１０において凸部２２に接していない部分は、空気の層を挟んで固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間に位置し、上下方向への振動が可能となる。
【００１８】
次に、静電型電気音響変換器１に係る電気的構成について説明する。図６に示したように、静電型電気音響変換器１には、音を表す音響信号が入力されるアンプ部１３０、変圧器１１０、振動体１０に対して直流バイアスを与えるバイアス電源１２０を備えた駆動回路１００が接続される。
固定極２０Ｕは、変圧器１１０の二次側の端子Ｔ１に接続され、固定極２０Ｌは、変圧器１１０の二次側の他方の端子Ｔ２に接続される。また、振動体１０は、抵抗器Ｒ１を介してバイアス電源１２０に接続される。変圧器１１０の中点の端子Ｔ３は、抵抗器Ｒ２を介して駆動回路１００の基準電位であるグランドＧＮＤに接続される。
アンプ部１３０には音響信号が入力される。アンプ部１３０は、入力された音響信号を増幅し、増幅された音響信号を出力する。アンプ部１３０は、音響信号を出力する端子ＴＡ１、ＴＡ２を有しており、端子ＴＡ１は、抵抗器Ｒ３を介して変圧器１１０の一次側の端子Ｔ４に接続され、端子ＴＡ２は、抵抗器Ｒ４を介して変圧器１１０の一次側の他方の端子Ｔ５に接続されている。
【００１９】
アンプ部１３０に交流の音響信号が入力されると、入力された音響信号が増幅されて変圧器１１０の一次側に供給される。そして、変圧器１１０で昇圧された音響信号が固定極２０に供給され、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間に電位差が生じると、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌとの間にある振動体１０には、固定極２０Ｕと固定極２０Ｌのいずれかの側へ引き寄せられるような静電力が働く。
【００２０】
具体的には、端子Ｔ２から出力される第２音響信号は、端子Ｔ１から出力される第１音響信号とは信号の極性が逆となる。端子Ｔ１から極性がプラスの音響信号が出力され、端子Ｔ２から極性がマイナスの音響信号が出力されると、固定極２０Ｕにはプラスの電圧が印加され、固定極２０Ｌにはマイナスの電圧が印加される。振動体１０にはバイアス電源１２０によりプラスの電圧が印加されているため、振動体１０は、プラスの電圧が印加されている固定極２０Ｕとの間の静電引力が弱まる一方、マイナスの電圧が印加されている固定極２０Ｌとの間の静電引力が強まる。振動体１０において凸部２２に接していない部分は、振動体１０に加わる静電引力の差に応じて固定極２０Ｌ側に吸引力が働き、固定極２０Ｌ側（下方向）へ変位する。
【００２１】
また、端子Ｔ１から極性がマイナスの第１音響信号が出力され、端子Ｔ２から極性がプラスの第２音響信号が出力されると、固定極２０Ｕにはマイナスの電圧が印加され、固定極２０Ｌにはプラスの電圧が印加される。振動体１０にはバイアス電源１２０によりプラスの電圧が印加されているため、振動体１０は、プラスの電圧が印加されている固定極２０Ｌとの間の静電引力が弱まる一方、マイナスの電圧が印加されている固定極２０Ｕとの間の静電引力が強まる。振動体１０において凸部２２に接していない部分は、振動体１０に加わる静電引力の差に応じて固定極２０Ｕ側に吸引力が働き、固定極２０Ｕ側（上方向）へ変位する。
【００２２】
このように、振動体１０が音響信号に応じて上方向又は下方向に変位し（撓み）、その変位方向が逐次変わることによって振動となり、その振動状態（振動数、振幅、位相）に応じた音波が振動体１０から発生する。発生した音波は、音響透過性を有する固定極２０を通過して静電型電気音響変換器１の外部に音として放射される。
【００２３】
本実施形態によれば、複数の凸部２２により、固定極２０の平面部２１から振動体１０までの距離が、平面部２１から凸部２２の先端までの高さに保たれるため、固定極２０から振動体１０までの距離のばらつきを抑えることができる。
また、本実施形態によれば、スペーサや不織布を固定極２０と振動体１０との間に取り付けなくとも、振動体１０を固定極２０から離して支持することができるため、静電型電気音響変換器１を構成する部材を少なくし、製造のコストを抑え、製造作業の手数を減らすことができる。
また、本実施形態では、エンボス加工により凸部２２が形成されるが、エンボス加工に使用する金型を替えることにより、凸部２２の上下方向の高さ、凸部２２の数、凸部２２の配置位置などを容易に変更することができる。
【００２４】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。
【００２５】
上述した実施形態においては、固定極２０は、合成樹脂のシートに金属を蒸着した構成となっているが、塑性及び絶縁性を有する合成樹脂のシートで導電性を有する金属膜を挟み、表面から裏面に貫通する複数の孔と、振動体１０側に突出した複数の凸部２２を設けた構成であってもよい。また、固定極２０は、導電性を有する金属膜を紙で挟み、表面から裏面に貫通する複数の孔と、振動体１０側に突出した複数の凸部２２を設けた構成であってもよい。
【００２６】
上述した実施形態においては、平面部２１から凸部２２の先端までの高さは、複数の凸部２２でそれぞれ同じ高さとなっているが、この構成に限定されるものではなく、位置によって凸部２２の高さが異なるようにしてもよい。
例えば、振動体１０に接する凸部２２は、振動体１０の周縁部から中央部に向かうにつれて、平面部２１から上下方向の先端までの高さが低くなるようにしてもよい。この構成によれば、振動体１０の周縁部においては、振動体１０から固定極２０までの距離が長くなり、振動体１０の周縁部の振幅が中央部に対して小さくなるため、周縁部から放射される音の音圧が中央部から放射される音の音圧より低くなり、指向特性におけるサイドローブを抑えることができる。
【００２７】
上述した実施形態においては、凸部２２をエンボス加工により形成しているが、凸部２２を形成する凸部成形法は、エンボス加工に限定されるものではなく、例えば、真空成形法等、その他の凸部成形法により固定極２０を塑性変形させて凸部２２を形成するようにしてもよい。
【００２８】
上述した実施形態においては、複数の凸部２２の先端の面積は、それぞれ同じ面積となっているが、位置に応じて凸部２２の先端の面積が異なるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、前後左右の方向へ複数行及び複数列で設けられた複数の凸部２２は、隣り合う凸部２２までの距離が前後左右の方向とも同じとなっているが、位置に応じて、または方向に応じて、隣り合う凸部２２までの距離が異なる構成であってもよい。
【００２９】
上述した実施形態においては、凸部２２の形状は、円錐台の形状であるが、例えば、角錐台の形状等、円錐台以外の形状であってもよい。また、凸部２２の形状は、上下方向から見て線状または格子状であってもよい。
【００３０】
上述した実施形態においては、固定極２０は、振動体１０に対向する側の面に凸部２２を有しているが、振動体１０に対向する側と反対側の面にも凸部を有する構成としてもよい。
図７は、本発明の一変形例に係る凸部の一つを拡大して示した図である。図７において、（ａ）は、固定極２０に設けられた当該凸部を上側から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
本変形例においては、固定極２０は、固定極２０の一方の面側で突出した凸部２３と、固定極２０の他方の面側で突出した凸部２４を有する。凸部２３は、円錐台の形状であり、凸部２４は、環状の形状である。凸部２３と凸部２４は、中心軸の位置が同じ位置となっている。
【００３１】
また、図８は、本発明の一変形例に係る別の凸部の一つを拡大して示した図である。図８においては、（ａ）は、固定極２０に設けられた当該凸部を上側から見た図であり、（ｂ）は、図８の（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。本変形例においては、固定極２０は、固定極２０の一方の面側で突出した凸部２５と、固定極２０の他方の面側で突出した凸部２６を有する。凸部２５及び凸部２６の形状は、円錐台を上下方向に沿って半分に割った形状となっている。
【００３２】
また、図９は、本発明の一変形例に係る別の凸部を拡大して示した図である。図９においては、（ａ）は、固定極２０に設けられた当該凸部を上側から見た図であり、（ｂ）は、図９の（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。本変形例においては、固定極は、固定極２０の一方の面側で突出した凸部２７と、固定極２０の他方の面側で突出した凸部２８の二種類の凸部を有する。凸部２７及び凸部２８の形状は、円錐台の同じ形状で、上下が互いに逆向きに形成されている。本変形例においては、凸部２７から左右方向及び前後方向に所定の距離をおいた位置で、凸部２７がある面とは反対側の面に、凸部２８が位置する。凸部２７と凸部２８とをどのように配置するかは任意であり、左右方向及び前後方向で１個ずつ交互に配置してもよく、それ以外の配置の態様でもよい。要は、固定極２０の上下方向の両方に凸部が設けられればよい。
【００３３】
図７−９に示したように、固定極２０の上側及び下側に凸部がある構成にあっては、固定極２０Ｕの上側の面又は固定極２０Ｌの下側の面において、凸部の先端に接着剤を塗布してポスター等を貼りつけた場合、ポスターの複数個所が凸部に固定されるため、音を放射する際にポスターの振動を抑えることができる。
また、特開２０１２−０８０５３１号公報に記載されているように、一の固定極の上側と下側に振動体を配置する構成、即ち、振動体を複数有する構成にあっては、図７−９に示したように、固定極２０の両面に凸部がある場合、振動体と固定極との間に不織布を配置しなくても、振動体と固定極との間隔が凸部により保持することができる。
【００３４】
上述した実施形態の静電型電気音響変換器１は、音を放音するスピーカとして動作するが、上述した実施形態や変形例の構成は、電気音響変換器であるマイクロホンに適用することも可能である。本発明をスピーカとして動作させる場合、図６に示した回路を用いることができる。静電型電気音響変換器１をマイクロホンとして用いる場合、駆動回路１００においては、アンプ部１３０に入出力される信号の方向がスピーカとして使用する場合と反対となる。静電型電気音響変換器１の外部で音波が発生した場合、静電型電気音響変換器１に到達した音波によって振動体１０が振動する。振動体１０が振動した場合、固定極２０の電位が変化する。この固定極２０の電位の変化は、振動体１０の振動の変位に対応しており、音響信号として端子Ｔ１及び端子Ｔ２を介して変圧器１１０に供給されることになる。そして、変圧器１１０は、この音響信号を変圧してアンプ部１３０に入力し、アンプ部１３０は、この音響信号を増幅して図示せぬスピーカやコンピュータなどに出力することになる。
【符号の説明】
【００３５】
１…静電型電気音響変換器、１０…振動体、２０、２０Ｕ、２０Ｌ…固定極、２１…平面部、２２〜２８…凸部、１００…駆動回路、１１０…変圧器、１２０…バイアス電源、１３０…アンプ部
【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】
0006547272.tif 000008
【図８】
0006547272.tif 000009
【図９】
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