(57)【要約】【課題】  屈曲動作を円滑に行うことができ、特定方向に容易に巻回形状や波打ち形状に形成することができる電磁変換器を提供することを目的とする。【解決手段】  導電材により所定の導線パターン３が形成された振動膜２と、複数のヨーク材１，…と、各ヨーク材１に導線パターン３に向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れるように配置された複数の磁石４，…とを備えてなり、該磁石４，…を用いて導線パターン３を横切る磁界を発生させるとともに導線パターン３に駆動電流を供給することで導線パターン３に加わる電磁力により振動膜２が振動する電磁変換器であって、前記振動膜２は、特定方向に屈曲可能であり、前記複数のヨーク材１，…は、該振動膜２の屈曲を妨げることなく特定方向に適宜間隔を有して配置されていることを解決手段とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材により所定の導線パターンが形成された振動膜と、複数のヨーク材と、各ヨーク材に導線パターンに向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れるように配置された複数の磁石とを備えてなり、該磁石を用いて導線パターンを横切る磁界を発生させるとともに導線パターンに駆動電流を供給することで導線パターンに加わる電磁力により振動膜が振動する電磁変換器であって、
前記振動膜は、特定方向に屈曲可能であり、前記複数のヨーク材は、該振動膜の屈曲を妨げることなく特定方向に適宜間隔を有して配置されていることを特徴とする電磁変換器。
【請求項２】
各ヨーク材における磁石の一方の極性の磁極に鎖交する磁束を発生するように前記導線パターンの一部がヨーク材ごとに渦巻コイル状に形成されている請求項１に記載の電磁変換器。
【請求項３】
各ヨーク材は短冊状であり、その幅方向両側部には、同一の極性の磁極が現れている請求項１または２に記載の電磁変換器。
【請求項４】
前記振動膜は、長尺帯状の形状を有するとともに、各ヨーク材は、その長手方向両端部で固定手段により前記振動膜の幅方向両縁部に固定されている請求項３に記載の電磁変換器。
【請求項５】
導電材により所定の導線パターンが形成された振動膜と、該振動膜に沿って設けられるとともに、導線パターンに向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れる着磁パターンをそれぞれに有する複数の磁石とを備えてなり、該磁石を用いて導線パターンを横切る磁界を発生させるとともに導線パターンに駆動電流を供給することで導線パターンに加わる電磁力により振動膜が振動する電磁変換器であって、
前記振動膜は、特定方向に屈曲可能であり、前記複数の磁石は、該振動膜の屈曲を妨げることなく特定方向に適宜間隔を有して配置されてい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】
本発明は、電磁変換器に関し、詳しくは、特定方向に容易に巻回形状や波打ち形状に形成可能な電磁変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図７に示すような、電磁変換器（音響変換装置）が知られている（特許文献１参照）。該電磁変換器は、導電材によりコイル（導電パターン）が形成され、緩衝材１３により包囲された状態で布製のカバー１４によって被覆されたダイヤフラム（振動部材）１２が、固定用布１５により被覆され縫製されて布製の支持体１６上に固定された複数の磁石１７，…上に配置されてなる。
【０００３】
かかる電磁変換器は、ダイヤフラム１２を覆うカバー１４および磁石１７を固定する支持体１６を可撓性のある布で形成することにより、電磁変換器自体を可撓性のあるものとして、衣類の内部や肩パットに収納可能としている。
【特許文献１】特開２００３−６１１７５号公報（〔０１２３〕〜〔０１３０〕段落、図１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の電磁変換器では、ダイヤフラム１２と支持体１６とが磁石１７を間に挟んだ二層構造になっており、電磁変換器を屈曲させると、ダイヤフラム１２のみならず支持体１６まで屈曲するため、該屈曲部で両者に周差が生じることにより外周側に位置する部材が突っ張って円滑に屈曲させることができず、電磁変換器をある一方向に巻回形状や波打ち形状に形成することが困難である。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、屈曲動作を円滑に行うことができ、特定方向に容易に巻回形状や波打ち形状に形成することができる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】
本発明に係る電磁変換器は、導電材により所定の導線パターンが形成された振動膜と、複数のヨーク材と、各ヨーク材に導線パターンに向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れるように配置された複数の磁石とを備えてなり、該磁石を用いて導線パターンを横切る磁界を発生させるとともに導線パターンに駆動電流を供給することで導線パターンに加わる電磁力により振動膜が振動する電磁変換器であって、前記振動膜は、特定方向に屈曲可能であり、前記複数のヨーク材は、該振動膜の屈曲を妨げることなく特定方向に適宜間隔を有して配置されていることを特徴とする。
【０００７】
該電磁変換器によれば、隣接するヨーク材間に位置する振動膜を屈曲部として屈曲動作が円滑に行えるようになる。
【０００８】
前記電磁変換器にあっては、各ヨーク材における磁石の一方の極性の磁極に鎖交する磁束を発生するように前記導線パターンの一部がヨーク材ごとに渦巻コイル状に形成されていることが好ましい。
【０００９】
上記好ましい構成によれば、渦巻コイル状部の巻き数を変更することにより、容易に導電パターンのインピーダンスの調整が行える。
【００１０】
前記電磁変換器にあっては、各ヨーク材は短冊状であり、その幅方向両側部には、同一の極性の磁極が現れていることが好ましい。
【００１１】
上記好ましい構成によれば、隣接するヨーク材が、各ヨーク材の両側部に現れた同一の極性の磁極により互いに反発するようになる。
【００１２】
前記電磁変換器にあっては、前記振動膜は、長尺帯状の形状を有するとともに、各ヨーク材は、その長手方向両端部で固定手段により前記振動膜の幅方向両縁部に固定されていることが好ましい。
【００１３】
上記好ましい構成によれば、極めてシンプル且つ見栄えに優れた構造により、屈曲動作が円滑に行える電磁変換器が得られる。
【００１４】
本発明に係る電磁変換器は、導電材により所定の導線パターンが形成された振動膜と、該振動膜に沿って設けられるとともに、導線パターンに向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れる着磁パターンをそれぞれに有する複数の磁石とを備えてなり、該磁石を用いて導線パターンを横切る磁界を発生させるとともに導線パターンに駆動電流を供給することで導線パターンに加わる電磁力により振動膜が振動する電磁変換器であって、前記振動膜は、特定方向に屈曲可能であり、前記複数の磁石は、該振動膜の屈曲を妨げることなく特定方向に適宜間隔を有して配置されていることを特徴とする。
【００１５】
該電磁変換器によれば、隣接する磁石間に位置する振動膜を屈曲部として屈曲動作が円滑に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明に係る電磁変換器によれば、隣接するヨーク材（磁石）間に位置する振動膜を屈曲部として屈曲動作が円滑に行えるようになり、容易に巻回形状や波打ち形状に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る電磁変換器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本実施の形態の電磁変換器の平面図であり、図１（ｂ）は、該電磁変換器のＡ−Ａ線における幅方向断面図である。また、図２は、該電磁変換器のＢ−Ｂ線における縦方向断面図である。該電磁変換器は、所定の導線パターン３が形成され、長尺帯状の形状を有する振動膜２と、該振動膜２の長手方向（特定方向）に適宜間隔を有して配置された複数の短冊状のヨーク材１，…（幅Ｗ〔ｍｍ〕）と、各ヨーク材１に配置された複数の断面長方形状の棒状の磁石４，…とを備えている。
【００１８】
図１（ａ）、図１（ｂ）および図２に示す電磁変換器では、振動膜２は、耐熱性を有し且つ柔軟な素材、例えば、ポリアミド繊維等の長繊維織物織布により形成されている。また、該振動膜２は、下織布２ｂと、該下織布２ｂに逢着された上織布２ａとからなる二層構造に形成されている。また、振動膜２の幅方向両縁部には、左右一対の長尺状のガイド布（リボン）５，５が縫着されている。
【００１９】
前記複数のヨーク材１，…は、それぞれ軟鉄で形成されている。そして、各ヨーク材１は、図１（ｂ）に示すように、振動膜２との間に前記磁石４を介在させた状態で、その長手方向両端部で左右一対のリベット（固定手段）６，６によって振動膜２の幅方向両縁部に固定され、その幅方向を振動膜２の長手方向に略一致させて振動膜２に適宜間隔を有して配置されている。なお、該リベット６，６は、図１（ｂ）に示すように、前記ガイド布５，５を貫通しているので、リベット６，６による振動膜２の両縁部の破れが防止され、振動膜２への各ヨーク材１の取り付けが補強されている。また、振動膜２と前記複数の磁石４，…とは、両者の間に実質的に隙間が形成されていない状態で互いに密着している。
【００２０】
前記磁石４は、図２に示すように、その一方の側面にＮ極が現れ、他方の側面にＳ極が現れており、導線パターン３（振動膜２）に向けてＮ極およびＳ極が振動膜２の長手方向に交互に現れるように各ヨーク材１に複数本〔３本〕ずつ配置されている。各磁石４において、ヨーク材１に接する側の側面に現れた磁極から発生する磁束の漏れは、ヨーク材１により減じられており、その結果、各磁石４において、導線パターン３に向いて発生する磁束の強度が強められている。なお、各ヨーク材１の両側部には、導線パターン３に向けて同一の極性の磁極（図２ではＮ極）が現れている。
【００２１】
前記導線パターン３は、図２に示すように、上織布２ａと下織布２ｂとの間に挟み込まれた状態で振動膜２の内部に収納されており、その一部は、図２および図３に示すように、各ヨーク材１における磁石４の一方の極性の磁極（図２ではＳ極）に鎖交する磁束を発生するようにヨーク材１ごとに同方向（図３では時計回り方向）に巻かれた渦巻コイル状に形成され、互いに隣接した渦巻コイル状部は、振動膜２の一方の縁部で導線パターン３の一部である絶縁皮膜を有する導電線（例：エナメル線）により接続されている。なお、該導線パターン３は、導電性を有する線材（導電材）、詳しくは、単位長さ当たりの抵抗値が一定の線材、具体的には、断面が円形状であり、且つ断面積が長さ方向で一定の絶縁皮膜を有する導電線（絶縁性を有する、例えばエナメル膜、ポリエステル膜、ポリウレタン膜等で被覆された銅線）を用いて形成されている。
【００２２】
また、前記導線パターン３の両端部３ａ，３ａ´は、それぞれ絶縁性のある被覆材３ｂ，３ｂ´によって被覆されており、振動膜２の一方の縁部（図１では左側の縁部）の上下端部に設けられた一対の矩形状の導電プレート８，８を介して前記複数の渦巻コイル状部に電気的に接続されている。本実施形態の電磁変換器をスピーカーとして用いる場合は、該両端部３ａ，３ａ´に、外部のアンプの出力端子、例えば、オーディオアンプのスピーカー出力端子、ＣＤプレイヤーやＭＤプレイヤー等の音声出力端子、無線交信器の出力端子等を電気的に接続することにより、導線パターン３に駆動電流を供給する。
【００２３】
本実施の形態の電磁変換器においては、上述のように、振動膜２は柔軟性を有する素材からなるため、例えば長手方向に屈曲が可能であり、且つ短冊状の複数のヨーク材１，…が振動膜２の長手方向に適宜間隔を有して配置され、隣接するヨーク材１間には、振動膜２のみが存在し、また、該振動膜２の一方の縁部には、渦巻コイル状部間を接続するエナメル線が付設されているに過ぎないので、該電磁変換器は、複数のヨーク材１，…により振動膜２の屈曲が妨げられることなく、隣接するヨーク材１間に位置する振動膜２を屈曲部として屈曲動作を円滑に行うことができる。なお、図５に示すように、振動膜２の一方の縁部に所定間隔をおいて導電パターン３の一部となる矩形状の導電膜３ｂを蒸着等で形成しておき、該導電パターン３ｂに半田７等により渦巻コイル状部を電気的に接合することにより、導電パターン３ｂを介して渦巻コイル状部間を接続してもよい。これによれば、前記屈曲部における導電パターン３が線状でなく膜状となるため、電磁変換器の屈曲動作を更に円滑に行うことができる。
【００２４】
本実施の形態の電磁変換器をスピーカーとして用いるべく、外部のアンプを使用して導線パターン３に音声信号を含む駆動電流を供給すると、導線パターン３の一部は、前述したように各ヨーク材１における磁石の一方の極性の磁極（図２ではＳ極）に鎖交する磁束を発生する渦巻コイル状に形成されているので、図４に示すように、あるタイミングでは、該一方の極性の磁極（Ｓ極）の両脇に位置する直線部分（複数本〔３本〕のエナメル線が集合した部分）に流れる電流の向きは互いに逆の向きとなる。また、各Ｎ極から磁力線が出て隣接するＳ極に入っており、振動膜２の表面に垂直な磁界成分の絶対値は、該振動膜２の表面近傍で最大となり、隣接するＮ極とＳ極の各境界で最小となっている。図４においては、隣接するＮ極とＳ極の各境界に導線パターン３の各直線部分がほぼ位置しており、各境界で最大となった磁界（の水平成分）が導線パターン３の各直線部分を横切っている。なお、図２、図３および図４では、Ｎ極およびＳ極上にも前記直線部分の一部が配置されているが、該直線部分が隣接するＮ極とＳ極の間のみに配置されていると、前記各境界で最大となった磁界が該直線部分を最も効率的に横切るようになり、スピーカーの能率（音圧）を高める上でより好ましい態様となる。
【００２５】
この状態で、図４に示すように、導線パターン３に電流と磁界の相互作用により生じる電磁力Ｆが加わる。フレミングの左手の法則によれば、この電磁力Ｆは、全ての直線部分で上向きの状態と下向きの状態とを交互に繰り返す。そのため、振動膜２は、導線パターン３に供給した駆動電流の変化に応じ、その長手方向両縁部が複数のリベット６，６，…を介して複数のヨーク材１，…に固定された状態で、その厚み方向に振動する。そして、該振動で周りの空気が振動し、音波が発生する。また、導線パターン３は、図２および図３に示すように、一方向の電流を流したときに、該導線パターン３に加わる電磁力Ｆが同一方向となるように形成されており、且つ前述のように隣接するＮ極とＳ極の各境界で最大となった磁界の水平成分が、導線パターン３の各直線部分を横切っているため、振動膜２の振動によって、効率的に音波が発生する。
【００２６】
また、本実施の形態の電磁変換器は、前述したように複数のヨーク材１，…により振動膜２の屈曲が妨げられることなく、隣接するヨーク材１間に位置する振動膜２を屈曲部として屈曲動作を円滑に行うことができるので、図６に示すように振動膜２の長手方向（複数のヨーク材１，…の配列方向）に容易に巻回形状に形成することができる。これにより、例えば、該電磁変換器をその長手方向（複数のヨーク材１，…の配列方向）をプロジェクター用のスクリーンの巻回方向に略一致させて該スクリーンに内蔵することにより、巻き取り／巻き出しがスムーズに行えるとともに映写画面から直接音声が出力されるスクリーンが得られる。なお、図１に示す各ヨーク材１の幅Ｗ（ｍｍ）が短い程、また、振動膜２の柔軟性が高い程、電磁変換器の屈曲性が高まり、巻回形状に形成する場合は小径に形成することができる。
【００２７】
また、該電磁変換器は、複数のヨーク材１，…により振動膜２の屈曲が妨げられることなく、隣接するヨーク材１間に位置する振動膜２を屈曲部として屈曲動作を円滑に行うことができることから、振動膜２の長手方向に容易に波打ち形状に形成することもできる。
【００２８】
また、該電磁変換器において、各ヨーク材１は短冊状であり、その幅方向両側部には、同一の極性の磁極が現れているので、隣接するヨーク材１が、各ヨーク材１の両側部に現れた同一の極性の磁極により互いに反発するようになり、電磁変換器を特定方向に巻回形状や波打ち形状に形成し、また、元の平面形状に復帰させる操作を行う際に、隣接するヨーク材１のくっ付きが防止され、かかる操作が円滑に行えるようになる。
【００２９】
また、各ヨーク材１により、磁石４の漏洩磁束が減少するため、磁気カード、携帯電話、パソコン等、周囲の帯磁物や各種電気機器等に与える影響を最小限に押さえることができるため、衣服の一部（ポケット等）に収納して携帯することができるし、縫着して衣服と一体化することも可能である。
【００３０】
また、各ヨーク材１により、導線パターン３に向いて発生する各磁石４の磁束の強度が強められており、しかも、振動膜２と複数の磁石４，…とは、両者の間に実質的に隙間が形成されていない状態で互いに密着しているため、導線パターン３が複数の磁石４，…から効率よく磁界を受けるようになり、導線パターン３に駆動電流を供給することで導線パターン３に加わる電磁力Ｆの強度が増してスピーカー（電磁変換器）の能率が高められる。
【００３１】
また、各ヨーク材１における磁石４の一方の極性の磁極（図２および図４ではＳ極）に鎖交する磁束を発生するように導線パターン３の一部がヨーク材１ごとに渦巻コイル状に形成されているので、渦巻コイル状部の巻き数を変更することにより、容易に導電パターンのインピーダンスの調整が行え、各種機器とのインピーダンスマッチングをとることも容易に行える。
【００３２】
また、本実施の形態の電磁変換器において、導線パターン３を形成するに当たり、エナメル線を複数本略並行に配線すれば、仮にその内の１本が断線しても、残りのエナメル線で導線パターン３の機能を維持することもできる。
【００３３】
尚、本実施の形態の電磁変換器は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００３４】
本実施形態の電磁変換器では、振動膜２を柔軟性を有する長繊維織物織布で形成し、ヨーク材１を軟鉄で短冊状に形成したが、振動膜２は、特定方向に屈曲可能である限り、その他の材質、例えば、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルム等から形成されていてもよく、
ヨーク材１は、磁石４の漏洩磁束を減じる材質である限り、その他の材質、いわゆるプラマグネットやケイ素鋼板であってもよいし、その形状も、振動膜２の屈曲を妨げることなく特定方向に適宜間隔を有して配置されている限り、短冊状以外の形状であってもよい。なお、振動膜２をポリイミドフィルム等で形成する場合は、導電パターン３は、基材材質にポリイミドフィルム等を用いたフレキシブルプリント配線板をエッチングして形成することが可能となる。
【００３５】
該電磁変換器では、導電材により所定の導線パターン３が形成された振動膜２と、複数のヨーク材１，…と、各ヨーク材１に導線パターン３に向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れるように配置された複数の磁石４，…とを備えてなり、該磁石４を用いて導線パターンを横切る磁界を発生させるとともに導線パターン３に駆動電流を供給することで導線パターン３に加わる電磁力により振動膜が振動する構成を採用したが、該複数の磁石４，…が配置されたヨーク材１の代わりに、導線パターン３に向けてＮ極およびＳ極が特定方向に交互に現れる着磁パターンをそれぞれに有する複数の磁石（平板磁石）を用いることも可能である。これによっても、隣接する磁石間に位置する振動膜２を屈曲部として屈曲動作を円滑に行うことができ、電磁変換器を特定方向に容易に巻回形状や波打ち形状に形成することができる。
【００３６】
該電磁変換器では、左右一対のリベット６，６によって、各ヨーク材１をその両端部で振動膜２の幅方向両縁部に固定したが、その他の固定手段、例えば、各種のカシメ部品で固定してもよいし、各ヨーク材１の両端部に貫通孔を形成し該貫通孔に糸や紐を通して該ヨーク材１を振動膜２に縫着してもよい。なお、リベット６の材質には金属が使用できるが、例えばナイロン系樹脂やゴムを使用すれば、手指の接触により怪我をする虞が少なくなり好ましい。
【００３７】
該電磁変換器では、各ヨーク材１の両側部に導線パターン３に向けてＮ極が現れるようにし、該ヨーク材１の中央部にＳ極が現れるようにしたが、その逆、即ち、各ヨーク材１の両側部に導線パターン３に向けてＳ極が現れるようにし、該ヨーク材１の中央部にＮ極が現れるようにしてもよい。
【００３８】
本実施の形態の電磁変換器は、以上説明したスピーカーのみならず、例えば、マイクロフォンに用いることも可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る電磁変換器の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線における幅方向断面図である。
【図２】図２は、図１（ａ）の電磁変換器のＢ−Ｂ線における縦方向断面図である。
【図３】図３は、同電磁変換器の導線パターンを示す平面図である。
【図４】図４は、同電磁変換器において、振動膜と磁石との相互位置関係を示す説明図である。
【図５】図５は、同電磁変換器において、渦巻コイル状部間を接続する別の構成を示す要部平面図である。
【図６】図６は、同電磁変換器を長手方向に巻回形状に形成した状態を示す模式図である。
【図７】図７は、従来例の電磁変換器の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…ヨーク材、２…振動膜、３…導電パターン、４…磁石、６…リベット（固定手段）
【図１】
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【図２】
2005072787.tif 000004
【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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