(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造でありながら、キャビティ効果と指向特性の劣化をそれぞれ改善された平面スピーカーを提供する。【解決手段】フィルムにコイルパターンをプリントした振動板と該振動板の対向面に配された板状のマグネットからなり、該板状のマグネットに複数の貫通孔を配し、該複数個の貫通孔の少なくとも一部が振動板側の口径に対して反振動板側の口径が広く形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムにコイルパターンをプリントした振動板と、前記振動板の対向面側に配された板状のマグネットからなり、前記板状のマグネットに複数の貫通孔を配した平面スピーカーにおいて、前記複数個の貫通孔のうち少なくとも一部が、振動板側の口径に対して反振動板の口径が広く形成されていることを特徴とする平面スピーカー。
【請求項２】
前記マグネットが前記振動板の両面側に配置され、それら両面のマグネットの少なくとも一方の側に、振動板と反対側の口径を広くした前記貫通孔を形成していることを特徴とする請求項1に記載の平面スピーカー。
【請求項３】
前記貫通孔の断面がテーパー形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の平面スピーカー。
【請求項４】
テーパー形状が振動板側の開口の軸を通る面に対称であることを特徴とする請求項３に記載の平面スピーカー。
【請求項５】
テーパー形状が振動板側の開口の軸を通る面に非対称であることを特徴とする請求項３に記載の平面スピーカー。
【請求項６】
前記貫通孔の断面の一部が垂直状であるものを含む請求項３または５のいずれかに記載の平面スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面スピーカーの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーの一タイプとして図１のような平面スピーカーが知られている。この平面スピーカーは、図２のように、高分子フィルムにヴォイスコイルＡをプリントした振動板Ｂを用い、厚さ方向の前後に配したマグネットＣ、Ｃ間を磁気ギャップとし、この空隙で振動板Ｂを振動させて音を伝えるようになっており、マグネットＣ，Ｃには音抜き孔Ｄが等間隔で多数配設されている。
【０００３】
かかる平面スピーカーは、慣用のスピーカーに比べて厚さを薄くでき、また、平面波として音が出るため、聴いていても疲れず、反射波が少ないので音の減衰率も低い利点が得られるとされているが、マグネットは相当の厚さを持ち、それに音抜き穴Ｄとして、板面と直交する垂直の円筒状が形成されていたので、図３のように、キャビテイ効果により特性上のピークが発生する問題があった。
【０００４】
また、振動板に対して垂直に位置する円筒状の音抜き穴Ｄであるために、振動板軸上から外れた位置での指向特性（３０°、６０°角度を振った位置）が著しく劣化しやすく、ことに高周波数域の減衰が速いという問題があった。こうした対策として、振動板前面のマグネットを無くし、裏面のマグネットのみで動作させることは可能であるが、磁束密度の低下を招き十分な音圧が確保できないという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−３３３４９３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造でありながら、キャビティ効果と指向特性の劣化をそれぞれ改善し得た平面スピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、フィルムにコイルパターンをプリントした振動板と、前記振動板の対向面側に配された板状のマグネットからなり、前記板状のマグネットに複数の貫通孔を配した平面スピーカーにおいて、前記複数個の貫通孔の少なくとも一部が、振動板側の口径に対して反振動板の口径が広く形成されていることを特徴とを基本的特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、マグネットに多数配された音抜き穴としての貫通孔の少なくとも一部のものにつき、振動板に近い部分の開口面積に対して音を放射する位置での開口面積を相対的に大きくしているので、マグネットが厚くても振動板前面での空洞共振を回避でき、キャビティー効果による特性の暴れ現象を解消することができる。
また、音を放射する位置での開口面積が大きいので、振動板軸上から外れた位置（３０°、６０°）での指向特性の劣化が少なくなり、高い周波数域が減衰しにくくなるというすぐれた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
好適には、マグネットが前記振動板の両面側に配置され、それら両面側のマグネットの少なくとも一方の側に、振動板と反対側の口径を広くした前記貫通孔を形成している。
これによれば、十分な音圧を確保しつつキャビティ効果の防止と指向特性の劣化防止を図ることができるというすぐれた効果が得られる。
【０００９】
振動板側の口径に対して該振動板と反対側の口径を広く形成した貫通孔は、断面がテーパー形状である。
これにより、キャビティー効果の発生を回避しつつスムーズな音の広がりを確保できる。
なお、本発明において、「テーパー形状」とは、全体が傾斜している場合はもとより、断面の一部が垂直である場合を含む。
【００１０】
前記テーパー形状は、振動板側の開口の軸を通る面に対して対称である場合のほか、非対称である場合の双方を含んでいる。
前者によれば指向性なく各方位に同等の音圧を得ることができる。後者によれば、テーパー角度をゼロを含んで小さくした部分は音圧が下がり、テーパー角度を大きくした部分は音圧が上がるので、意図的に特定方向の音圧が高い指向特性を得ることができる。
このため、たとえば車載用のスピーカーとして利用し、ドアなどに装備させた場合、スピーカー取付け位置は受聴点から下方になるが、スピーカーに配されている貫通孔のテーパー孔の角度を上方側に大きくすることで上方側の音圧をあげることができ、聴取効果をあげることができる。
【実施例１】
【００１１】
以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図４ないし図６は本発明による平面スピーカーの第１実施例を示している。
１、１´は皿状ないし薄箱状をなしたフレームであり、各フレームの周縁には鍔部１０，１０´が形成されており、それら鍔部１０，１０´を重合固定することにより扁平状の盤体が構成されるようになっている。
【００１２】
２、２´はそれぞれのフレーム１、１´内に配置固定された板状のマグネットであり、焼結マグネットまたはインジェクション成型によるボンド磁石からなり、磁極を垂直にした複数の帯板状の単位磁石部２ａが、隣り合う同士で極性が反対となるように同一平面上に配列されている。図面上で上と下のマグネット２，２´における磁極はＮ極同士、Ｓ極同士が正対している。
【００１３】
３は前記マグネット２，２´の磁極面２０，２０´から所定の距離だけ離して保持ないしはフリー配置された振動板(振動膜)であり、高分子フィルム３０の片面(両面でもよい)に複数のヴォイスコイル６を印刷的手法で施している。
各ヴォイスコイル６の平面パターンは一筆書きの枠状、渦巻状など任意であるが、いずれの場合も、互いに隣り合う極性の異なる磁極によって形成される磁界中に置かれることが必要である。
【００１４】
４、４´は前記振動板３、３とマグネット２，２´間に張られた緩衝シートであり、不織布あるいは和紙などで構成されており、後述する音抜き孔１１，１１´を通してごみ類の進入を阻止する防塵手段も兼ねている。
前記緩衝シート４、４´と振動板３の間には空隙が設けられ、この空隙により振動板３の振動の阻害を防止し、かつ振動板３が大きく振動した時にも接触を抑制し、雑音の発生を防止するようになっている。
【００１５】
前記マグネット２，２´には一定間隔ごとに音抜き孔としての貫通孔２１、２１´が配設されており、それら貫通孔２１、２１´に対応してフレーム１、１´にも厚さ方向を貫通して音抜き孔１１，１１´が配設されている。
こうしたことは従来のものと同様であるが、第１実施例においては、前面側におけるマグネット２の貫通孔２１の所要範囲（ここでは断面の全体）を、振動板３に近い側の開口部２１０が相対的に小径で、反振動板側の開口部２１１が相対的に大径となるように断面積が漸次拡大したテーパー形状に構成している。
後面側のマグネット２´の貫通孔２１´はこの実施例では開口部２１０´と反振動板側の開口部２１１が同じ径の直筒形状としている。  なお、フレーム１の音抜き孔１１、１１´は、開口部２１１に対応したストレートな形状としているが、テーパー形状としてもよい。
【実施例２】
【００１６】
図７は本発明の第２実施例を示しており、前面側と背面側の両マグネット２、２´の貫通孔２１、２１´の所要範囲（ここでは断面の全体）を、それぞれ振動板３に近い側の開口部２１０、２１０´が相対的に小径で、反振動板側の開口部２１１、２１１´が相対的に大径となるように断面積が漸次拡大したテーパー形状に構成している。
【実施例３】
【００１７】
図８と図９は本発明の第３実施例を示しており、前面側マグネット２の貫通孔２１の断面所要範囲を、振動板３に近い側の開口部２１０が相対的に小径で、反振動板側の開口部２１１が相対的に大径となるように断面積が漸次拡大したテーパー形状に構成していることは、第１実施例と同様であるが、第１実施例では、貫通孔２１のテーパー形状を振動板３に近い側の開口部２１０の軸心を通る面Ｍに対称としているのに対して、この第３実施例では、貫通孔２１のテーパー形状を、開口部２１０の軸心を通る面Ｍに非対称としている。
すなわち、図９のように、孔壁の円周上の一部を、テーパー角度がゼロあるいは小さい角度の第１形状部２１ａとするとともに、これと反対側の部分を反振動板側の開口部２１１に向かって径が拡大した第２径形状部２１ｂとしている。
他の構成は第１実施例と同様であるから、同じ箇所に同じ符号を付し、説明は援用する。
【実施例４】
【００１８】
図１０は本発明の第４実施例を示しており、前面側マグネット２の貫通孔２１のテーパー形状を、テーパー角度がゼロあるいは小さい角度の第１形状部２１ａと、反振動板側の開口部２１１に向かって径が拡大した第２径形状部２１ｂからなる非対称形状にするとともに、背面側マグネット２´の貫通孔２１´についても、テーパー角度がゼロあるいは小さい角度の第１形状部２１ａ´と、反振動板側の開口部２１１´に向かって径が拡大した第２径形状部２１ｂ´からなる非対称形状に構成している。
他の構成は第１実施例と同様であるから、同じ箇所に同じ符号を付し、説明は援用する。
【００１９】
なお、上記実施例はあくまでも本発明の数例であり、これに限定されるものではない。
１）非対称形状の態様は、図１１（ａ）のように、第１形状部２１ａがテーパー角度ゼロの場合、図１１（ｂ）のように第１形状部２１ａのテーパー角度が第２径形状部２１ｂ（２１ｂ´）よりも相対的に小さい場合のいずれをも含む。しかし、第１形状部２１ａと第２径形状部２１ｂ（２１ｂ´）は３６０度のいずれの方向にあってもよい。
２）貫通孔２１の平面形状は限定がなく、真円形のほか、図１１（ｃ）のような長円形ないし楕円形、図１１（ｄ）のような卵形など種々の形状を採用できる。
３）本発明は、すべての貫通孔２１あるいは２１´をテーパー状（一部に傾斜ゼロを有している場合を含む）にする場合に限られず、スピーカーの使用状況や音を出したい方向などに応じて、たとえば、一つ置き、各列ごと、中央域のみなど、一部の貫通孔２１あるいは２１´だけをテーパー状にし、他を直筒状にしてもよい。
４）また、貫通孔２１あるいは２１´をテーパー状（一部に傾斜ゼロを有している場合を含む）にする場合、振動板側の開口の軸を通る面に対称のものと振動板側の開口の軸を通る面に非対称のものを組み合わせてもよい。
【００２０】
実施例の作用を説明すると、ヴォイスコイル６に入力端子を介して給電すると、各ヴォイスコイル６は互いに隣り合う極性の異なる単位磁石部２ａ、２ａによって形成される磁界中に置かれるので、隣り合うヴォイスコイルの隣接辺に同じ方向の電流が流れると、振動板３はフレミングの左手の法則により電磁力を受けることになり、振動板３は前記マグネット２，２´間をギャップとして、ヴォイスコイルに流れる音声電流によって振動し、音としてマグネット２，２´の各貫通孔２１，２１´から放射される。
【００２１】
このとき、第１実施例では、前面側のマグネット２の貫通孔２１が振動板に近い部分からテーパーを付けたホーン形状をなし、音を放射する位置での開口面積が大きくなっているので、マグネット２が厚くても空洞共振が回避され、キャビティ効果による中域ピークの発生をなくすことができる。第２実施例では、前面側と後面側の両マグネット２、２´の貫通孔２１、２１´がともにホーン形状をなしているので、空洞共振を一層回避できる。
図１２（ａ）は本発明の第１実施例における周波数と、１ｍで１Ｗ入力条件での音圧の関係を測定した結果を示しており、図３の従来タイプと比べて中域ピークが解消されていることがわかる。
【００２２】
また、本発明は前面側のマグネット２の貫通孔２１が振動板に近い部分からテーパーを付けたホーン形状をなしているので、振動板軸から外れた位置での音圧の減衰を少なくすることができる。図８（ｂ）は３０°および６０°角度を振った位置での測定結果を示しており、図３の従来の貫通孔形式に比べて、高音域の減衰が著しく改善された指向特性となっていることがわかる。したがって、迫力のある到達距離の長い平面波を得ることができる。
【００２３】
第３実施例においては、前面側のマグネット２の貫通孔２１が振動板側の開口の軸を通る面に非対称であるため、テーパー角度をゼロを含んで小さくした部分２１ａは音圧が下がり、テーパー角度を大きくした部分２１ｂは音圧が上がるので、特定方向の音圧を高くすることができる。したがって、テーパー角度を大きくした部分２１ｂの向きをスピーカーの置かれる位置や聴取方向に対応させることにより、キャビティ効果の改善と指向特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の平面スピーカーの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う部分的断面図である。
【図３】従来の平面スピーカーの特性（０°、３０°、６０°）を示す線図である。
【図４】本発明による平面スピーカーの第１実施例の部分切欠斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う部分的断面図である。
【図６】マグネットと振動板の関係を示す部分的斜視図である。
【図７】本発明による平面スピーカーの第２実施例の部分的断面図である。
【図８】本発明による平面スピーカーの第３実施例の部分切欠斜視図である。
【図９】第３実施例の部分的断面図である。
【図１０】第４実施例の部分的断面図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ第３、第４実施例における貫通孔の形状例を示す平面図である。
【図１２】（ａ）は第１実施例の特性（０°）を示す線図、（ｂ）は同じく特性（３０°、６０°）を示す線図ある。
【符号の説明】
【００２５】
２、２´  板状のマグネット
３  振動板
２１、２１´  貫通孔
２１ａ、２１ａ´  第１形状部分
２１ｂ、２１ｂ´  第２形状部分
２１０、２１０´  振動板側の開口部
２１１、２１１´  反振動板側の開口部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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