(57)【要約】【課題】振動板を大きく振動させることにより、高い音圧の音を含む良好な音を出力しまたは入力する。【解決手段】振動板３の裏側に振動板３の面に対して直交する方向に磁化された永久磁石６を配設し、永久磁石６の磁化された方向に対し直交する方向に電流が流れるように巻回されたコイル８を永久磁石６の周面に対向するように配設し、コイル８を振動板３の裏面に連接し、振動板３を振動させる支点となる支点部材５をコイル８の内側に振動板３の裏面に当接するように配設してなり、コイル８におけるＮ極部９とＳ極部１０とに対し、永久磁石６による磁場を逆方向に及ぼす。【選択図】図２
2004200745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の振動板の裏側に前記振動板の面に対して直交する方向に磁化された磁石を配設し、前記磁石の磁化された方向に対し直交する方向に電流が流れるように巻回されたコイルを前記磁石の外周面に対向するように配設し、前記コイルを前記振動板の裏面に連接し、前記振動板を振動させる支点となる支点部材を前記コイルの内側に前記振動板の裏面に当接するように配設してなり、
前記コイルにおけるＮ極部とＳ極部とに対し、前記磁石による磁場を逆方向に及ぼすことを特徴とする電気音響変換装置。
【請求項２】
前記振動板の裏面に弾性部材を配設し、前記振動板を前記弾性部材によって支持することを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換装置。
【請求項３】
前記支点部材における前記振動板の裏面との当接面を、球面または円周面によって構成することを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気音響変換装置に係り、特に平面状の振動板を利用した薄型の電気音響変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ノート型のパーソナルコンピュータや薄型のテレビ、若しくはデジタルビデオカメラ等種々の電子機器に用いられるスピーカまたはマイクロホン等として薄型の電気音響変換装置が採用されている。
【０００３】
図６は、従来の電気音響変換装置の一例を示すものであり、図６に示すように、この電気音響変換装置は、アクリル等の材料により構成された平面状の振動板２３を有し、この振動板２３の裏側には、永久磁石２６が前記振動板２３の面に対して平行する方向に磁化されている。また、前記永久磁石２６の近傍には、前記永久磁石２６が磁化された方向と平行な方向に電流が流れるように巻回されたコイル２８が前記永久磁石２６の周面を囲むように配置されており、このコイル２８は前記振動板２３の裏面に連接されている。そして、このコイル２８には、前記永久磁石２６の磁場が及ぶようになっている。
【０００４】
ここで、前記電気音響変換装置２１がスピーカの場合は、前記コイル２８に音信号を電気信号として交流電流を流すと、この電流に対する前記永久磁石２６の磁場によりフレミングの左手の法則に従って電磁力が作用し、前記コイル２８の全体が前記振動板２３の面に対して直交する方向であって同一の方向に振動する。そして、前記スピーカは、このコイル２８の振動を介して前記振動板２３を振動させることにより外部に対して音を出力するようになっている。
【０００５】
一方、前記電気音響装置がマイクロホンの場合は、外部からの音により前記振動板２３を介して前記コイル２８を振動させると、前記永久磁石２６の磁束鎖交数が変化することによって前記コイル２８に対し誘導起電力が発生する。そして、前記マイクロホンは、この誘導起電力によって生じた電流の電気信号を音信号として入力するようになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記電気音響装置によれば、コイル２８の振動が小さく前記振動板２３を大きく振動させることができなかった。このため、前記電気音響変換装置２１は、高い音圧の音を出力しあるいは入力することが困難であるという問題を有していた。
【０００７】
また、近年前記電気音響変換装置２１の振動板２３に透明なものを用い、例えば液晶表示装置の表面にこの振動板２３を配置することにより、この振動板２３を前記液晶表示装置における液晶表示パネルの保護板として兼用する電気音響変換装置２１が考えられている。このような電気音響変換装置２１においては、前記各コイル２８および前記永久磁石２６を、前記振動板２３の中央部分に配設することができず、前記液晶表示装置の視認に邪魔にならない位置である前記振動板２３の周辺部分のみにしか配設することができない。このため、前記振動板２３の中央部分にまで振動を伝達して前記振動板２３の全体を振動させることにより高音圧の音を含む良好な音を出力等するためには、前記振動板２３の周辺部分における振動を前記振動板２３の中央部分に効率よく伝達する必要がある。
【０００８】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、振動板を大きく振動させることにより、高い音圧の音を含む良好な音を出力しまたは入力することができる電気音響変換装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る電気音響変換装置は、平面状の振動板の裏側に前記振動板の面に対して直交する方向に磁化された磁石を配設し、前記磁石の磁化された方向に対し直交する方向に電流が流れるように巻回されたコイルを前記磁石の外周面に対向するように配設し、前記コイルを前記振動板の裏面に連接し、前記振動板を振動させる支点となる支点部材を前記コイルの内側に前記振動板の裏面に当接するように配設してなり、前記コイルにおけるＮ極部とＳ極部とに対し、前記磁石による磁場を逆方向に及ぼすことを特徴とする。
【００１０】
ここで、Ｎ極部とは前記コイルにおける前記磁石のＮ極に近接する部分をいい、Ｓ極部とは前記コイルにおける前記磁石のＳ極に近接する部分をいう。
【００１１】
この本発明に係る電気音響変換装置によれば、コイルにおけるＮ極部とＳ極部とには、逆方向の磁場が及ぶので、前記Ｓ極部とＮ極部とを逆方向に振動させることができる。このため、振動板におけるＮ極部に当接する部分とＳ極部に当接する部分とを支点部材を支点として逆方向に振動させることができるので、振動板の角度をその中央部分に向けてより大きくすることができ、これにより振動板をその中央部分において大きく振動させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る他の電気音響変換装置は、前記振動板の裏面に弾性部材を配設し、前記振動板を前記弾性部材によって支持することを特徴とする。
【００１３】
この本発明に係る他の電気音響変換装置によれば、振動板が支持される部分においてその振動が規制されずに、弾性部材の弾力性によって振動板全体を振動させることができる。
【００１４】
さらに、本発明に係る他の電気音響変換装置は、前記支点部材における前記振動板の裏面との当接面を、球面または円周面によって構成することを特徴とする。
【００１５】
この本発明に係る他の電気音響変換装置によれば、振動板における支点部材との当接面を損傷することなく、さらに例えば支点部材の当接面が平面状であるのと比較して振動板の角度をその中央部分に向けてより大きくすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気音響変換装置の実施形態を図１から図５を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る電気音響変換装置を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図である。ここで、図１は、この電気音響変換装置を表面から振動板３の裏面に配設される磁石等を透過して視認している図とする。
【００１８】
図１および図２に示すように、本電気音響変換装置１は、アクリル等の材料によって構成された平面形状が矩形状の振動板３を備えており、この振動板３は、裏側が視認可能なように透明色によって可撓性を有するように構成されている。
【００１９】
この振動板３の裏側における各角部分には、振動板を振動させる支点となる球状または円柱形状の支点部材５を介して合計４つの平面形状が四角形状に構成された永久磁石６が配設されており、この支点部材５は、前記振動板３の裏面および前記各永久磁石６の頂面に対しその円周面または球面が当接するように配置されている。
【００２０】
また、前記各永久磁石６は、前記振動板３の面に対して直交する方向に磁化されており、本実施形態においては、前記各永久磁石６は、図２において右側がＮ極、左側がＳ極となるように配置されている。
【００２１】
さらに、前記各永久磁石６の近傍には、前記永久磁石６の磁化された方向に対し直交する方向に電流が流れるように巻回された所定の巻き数を有するコイル８が前記各永久磁石６の周面に対向するように配設されている。
【００２２】
そして、図３及び図４に示すように、これら各コイル８における前記各永久磁石６のＮ極に近接する部分であるＮ極部９には、前記各コイル８に流れる電流の方向に対して直交する方向であって前記各永久磁石６のＮ極から外側方向への磁場が及ぶようになっている。一方、前記各コイル８における前記各永久磁石６のＳ極に近接する部分であるＳ極部１０には、前記コイル８に流れる電流の方向に対して直交する方向であって外側から前記各永久磁石６のＳ極方向への磁場が及ぶようになっている。すなわち、各コイル８におけるＮ極部９とＳ極部１０とでは、電流の方向に対して逆方向の磁場が及ぶようになっている。
【００２３】
さらにまた、これら各コイル８は、前記振動板３の裏面に連接されている。
【００２４】
また、前記各永久磁石６は、基体１２の表面に配設されており、この基体１２の端部は、前記振動板３の方向に折曲して延設されている。さらに、前記基体１２の端部には、例えばゴム等の材料によって構成された弾性部材１３が配設されており、これら弾性部材１３は、前記振動板３の裏面における周縁部分に連接されている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２６】
なお、便宜上、以下の説明においては、電気音響変換装置１をスピーカとして用いる場合について説明する。
【００２７】
まず、図示しない電源によって前記コイル８に対して音声信号を電気信号として所定の周波数の交流電流を入力する。すると、本実施形態において、前記振動板３の図１における右側に配設されたコイル８ａにおけるＮ極部９ａには紙面奥側に向かう電流が流れ、Ｓ極部１０ａには紙面手前側に向かう電流が流れる。一方、前記振動板３の図１における左側に配設されたコイル８ｂにおけるＮ極部９ｂには紙面手前側に向かう電流が流れ、Ｓ極部１０ｂには紙面奥側に向かう電流が流れる。
【００２８】
このとき、前記右側に配設されたコイル８ａにおけるＮ極部９ａを流れる電流には、前記永久磁石６から外部の方向（図３において右方向）への磁場が及び、これにより、前記Ｎ極部９ａに対しては、振動板３の裏側方向に向かう電磁力が作用する。また、前記右側に配設されたコイル８ａにおけるＳ極部１０ａを流れる電流には、外部から前記永久磁石６の方向（図３において左方向）への磁場が及び、これにより、前記Ｓ極部１０ａに対しては、振動板３の表側方向に向かう電磁力が作用する。
【００２９】
一方、前記左側に配設されたコイル８ｂにおけるＮ極部９を流れる電流には、前記永久磁石６から外部の方向（図４において右方向）への磁場が及び、このとき前記右側に配設されたコイル８ａとは反対方向に電流が流れているので、これにより、前記Ｎ極部９ｂに対しては、振動板３の表側方向に向かう電磁力が作用する。また、前記左側に配設されたコイル８ｂにおけるＳ極部１０ｂを流れる電流には、外部から前記永久磁石６の方向（図４における左方向）への磁場が及び、これにより、前記Ｓ極部１０ｂに対しては、振動板３の裏側方向に向かう電磁力が作用する。
【００３０】
すなわち、前記各コイル８ａ，８ｂにおけるＮ極部９ａ，９ｂとＳ極部１０ａ，１０ｂとには、振動板３の表側方向と裏側方向という逆方向の電磁力が作用し、これにより前記振動板３のうち前記右側のコイル８ａのＳ極部１０ａに接する部分および前記左側のコイル８ｂのＮ極部９ｂに接する部分は、図５に示すように、前記各コイル８ａ，８ｂの振動にともない表側方向に振動する。一方、前記振動板３のうち前記右側のコイル８ａのＮ極部９ａに接する部分および前記左側のコイル８ｂのＳ極部１０ｂに接する部分は、前記各コイル８ａ，８ｂの振動にともなって裏側方向に振動する。
【００３１】
また、このとき前記振動板３の周縁部分も、前記各コイル８ａ，８ｂのＮ極部９ａ，９ｂに接する部分と前記Ｓ極部１０ａ，１０ｂに接する部分の振動が伝達され、連接されている弾性部材１３の弾力性により振動する。
【００３２】
このように前記振動板３は、Ｎ極部９ａ，９ｂに接する部分とＳ極部１０ａ，１０ｂに接する部分とが各支点部材５を支点として逆方向に振動するので、前記振動の角度をその中央部の方向に対して大きくすることができる。そして、前記電気音響変換装置１は、前記振動板３をその中央部分において大きく振動させ、これにより音声を出力する。
【００３３】
本実施形態によれば、前記電気音響変換装置１は、前記各コイル８ａ，８ｂにおけるＮ極部９ａ，９ｂとＳ極部１０ａ，１０ｂとにおいて逆方向に振動させることにより、前記振動板３における各Ｎ極部９ａ，９ｂに接する部分と各Ｓ極部１０ａ，１０ｂに接する部分とを前記支点部材５を支点として逆方向に振動させるので、前記振動板３をその中央部分において大きく振動させることができる。
【００３４】
また、前記支点部材５における前記振動板３との当接面が円周面状または球面状であるので、前記振動板３における前記支点部材５との当接面を損傷することなく、さらに例えば前記支点部材５の当接面が平面状であるのと比較して振動板３の角度をその中央部分に向けてより大きくすることができる。
【００３５】
さらに、前記各コイル８ａ，８ｂのうち前記永久磁石６における内側に配置された極に近接する部分（本実施形態においては、前記右側のコイル８ａにおけるＳ極部１０ａと前記左側のコイル８ｂにおけるＮ極部９ｂ）が同じ方向（本実施形態においては表側方向）に振動するようになっている。また、前記各コイル８ａ，８ｂのうち前記永久磁石６における外側方向に配置された極に近接する部分（本実施形態においては、前記右側のコイル８ａにおけるＮ極部９ａと前記左側のコイル８ｂにおけるＳ極部１０ｂ）が同じ方向（本実施形態においては裏側方向）に振動するようになっている。このため、前記振動板３をより大きく振動させることができる。
【００３６】
さらにまた、前記電気音響変換装置１は、振動板３の周辺部分の振動が規制されずに、前記弾性部材１３の弾力性によって前記振動板３の周辺部分を含む全体を振動させることができる。
【００３７】
したがって、前記電気音響変換装置１は、前記振動板３をその中央部分において大きく振動させることができるので、これにより高い音圧の音も出力することができ、この結果広い領域の音圧の良好な音を出力することができる。
【００３８】
また、前記電気音響変換装置１は、前記振動板３の全体を振動させることができるので、前記振動板３の中央部の方向に対してより振動の角度を大きくすることができ、より高い音圧の音を出力することができる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態においては電気音響変換装置１としてスピーカを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、前記電気音響変換装置１をマイクロホンとして用いることもできる。
【００４１】
また、振動板３や永久磁石６、さらには支点部材５やコイル８等の形状は本実施形態の形状に限定されるものではなく、種々変更することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る電気音響変換装置によれば、振動板をその中央部分において大きく振動させることができるので、これにより高い音圧の音も出力することができ、この結果広い領域の音圧の良好な音を出力することができる。
【００４３】
また、本発明に係る他の電気音響変換装置によれば、振動板の全体を振動させることができるので、振動板の中央部の方向に対してより振動の角度を大きくすることができ、より高い音圧の音を出力することができる。
【００４４】
さらに、本発明にかかる他の電気音響変換装置によれば、前記振動板における前記支持部材と当接する面の損傷を防止することにより、長寿命化を図ることができるとともに、振動板の全体を振動させることにより、振動板の中央部の方向に対してより振動の角度を大きくすることができ、より高い音圧の音を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電気音響変換装置の一実施形態を示す平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図
【図３】図２の右側の磁石およびコイルの詳細を示す拡大図
【図４】図２の左側の磁石およびコイルの詳細を示す拡大図
【図５】図１の振動板が振動する動作を示す断面図
【図６】従来の電気音響変換装置の一例を示す断面図
【符号の説明】
１  電気音響変換装置
３  振動板
５  支点部材
６  永久磁石
８ａ，８ｂ  コイル
９ａ，９ｂ  Ｎ極部
１０ａ，１０ｂ  Ｓ極部
１２  基体
１３  弾性部材
【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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