(57)【要約】【課題】  動電型モータの回転を正逆に反転させながら、その駆動力によって振動板を強制的に振動させて音波を発生させるスピーカシステムが提案されているが、モータの回転駆動力を直線上での往復的な駆動力に変換し、この往復的な駆動力によって振動板を振動させているため、エネルギー損失が大きく、音声信号から音波への変換におけるリニアリティも損なわれる。【解決手段】  スピーカシステムＳ１は、体積可変部Ｖ１と第一回転駆動手段Ｍ１とを備えている。体積可変部Ｖ１は第一部材Ｂ１と第二部材Ｄ１とを有している。そして、第一部材Ｂ１は回転中心軸を中心に周方向に変位可能に支持されており、第一部材Ｂ１が第二部材Ｄ１に対して相対的に周方向に変位することにより、体積可変部Ｖ１の前面側の体積が変化する。そして、第一回転駆動手段Ｍ１が第一部材Ｂ１を、回転中心軸の周方向において変動させることによって、体積可変部Ｖ１の前面側の体積を増減させて音波を発生させる。【選択図】  図４
2005260510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積可変部と第一回転駆動手段とを備えたスピーカシステムであって、
該体積可変部が第一部材と第二部材とを有し、
該第一部材が回転中心軸を中心に周方向に変位可能に支持されており、
該第一部材が該第二部材に対して相対的に周方向に変位することにより、該体積可変部の前面側の体積が変化し、
該第一回転駆動手段が該第一部材を、該回転中心軸の周方向において変動させることによって、該体積可変部の前面側の体積を増減させて音波を発生させる、スピーカシステム。
【請求項２】
該第二部材が回転中心軸を中心に周方向に変位不能に固定された、請求項１記載のスピーカシステム。
【請求項３】
第二回転駆動手段を備え、
該第二部材が回転中心軸を中心に周方向に変位可能に支持されており、
該第一回転駆動手段が該第一部材を、該回転中心軸の周方向において変動させるとともに、該第二回転駆動手段が該第二部材を、該回転中心軸の周方向において変動させることによって、該体積可変部の前面側の体積を増減させて音波を発生させる、請求項１記載のスピーカシステム。
【請求項４】
該第一部材の回転中心軸と該第二部材の回転中心軸とが同軸上に存する、請求項３記載のスピーカシステム。
【請求項５】
該第一部材が一の方向にのみ回転し、
該第二部材が該第一部材と同一の方向にのみ回転する、請求項３又は４記載のスピーカシステム。
【請求項６】
該第一部材が回転速度を変化させながら回転し、
該第二部材が等速回転する、請求項３乃至５のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項７】
該第二回転駆動手段が第二モータである、請求項３乃至６のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項８】
該第二モータが第二超音波モータである、請求項７記載のスピーカシステム。
【請求項９】
該第二部材が該第二モータの回転軸に取り付けられた、請求項７又は８記載のスピーカシステム。
【請求項１０】
該第一部材と該第二部材の一方の部材が開口を有し、
他方の部材が該開口を塞ぐ閉塞部を有する、請求項１乃至９のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項１１】
該開口が周方向に向いた、請求項１０記載のスピーカシステム。
【請求項１２】
該閉塞部が該開口から出入方向に摺動する摺動部である、請求項１０又は１１記載のスピーカシステム。
【請求項１３】
該開口の縁部近傍と該閉塞部の周縁部近傍との間に可撓性のエッジ部が介在し、
該エッジ部の変形によって該閉塞部が該開口に対して所定範囲で変位可能となる、請求項１０又は１１記載のスピーカシステム。
【請求項１４】
該第一部材と該第二部材の一方の部材が開口を有し、
他方の部材が該開口を塞ぐ閉塞部を有し、
該開口の縁部近傍と該閉塞部の周縁部近傍との間に可撓性のエッジ部が介在し、
該エッジ部の変形によって該閉塞部が該開口に対して所定範囲で変位可能となり、
該閉塞部と該エッジ部とによってパッシブラジエータが構成される、請求項１記載のスピーカシステム。
【請求項１５】
該一方の部材に対する該閉塞部の変位方向を、所定の方向のみに制限する制限手段を備えた、請求項１４記載のスピーカシステム。
【請求項１６】
該制限手段が、該閉塞部の変位方向を周方向のみに制限する、請求項１５記載のスピーカシステム。
【請求項１７】
該開口が周方向に向いた、請求項１４乃至１６のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項１８】
該第一部材が一の方向にのみ回転する、請求項１４乃至１７のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項１９】
該第一部材が、所定の回転速度を中心として回転速度を増減させながら回転する、請求項１８記載のスピーカシステム。
【請求項２０】
該開口が周方向に並んで複数形成され、
該複数の開口が複数の該閉塞部で塞がれる、請求項１０乃至１９のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項２１】
該第一回転駆動手段が第一モータである、請求項１乃至２０のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【請求項２２】
該第一モータが第一超音波モータである、請求項２１記載のスピーカシステム。
【請求項２３】
該第一部材が該第一モータの回転軸に取り付けられた、請求項２１又は２２記載のスピーカシステム。
【請求項２４】
体積可変部の周断面において、基底面と、基底面から立ち上がる立ち上がり面のうちの少なくとも一の面とのなす角が鈍角である、請求項１乃至２３のいずれか一の項に記載のスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカシステムに関し、より詳細には、回転方向の駆動力によって音波を発生させるスピーカシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声信号を音波に変換する音響変換器（スピーカシステム）の最も一般的なものの一つに、マグネットとボイスコイルを備えた動電型スピーカシステムがある。このタイプのスピーカシステムは、振動板の振動によって前面側の体積を変化させ、これを音圧変化に換えて音波を発生させる。
【０００３】
これとは別に、動電型モータの回転を正逆に反転させながら、その駆動力によって振動板を強制的に振動させて音波を発生させるスピーカシステムも提案されている。このようなスピーカシステムは、特に低い周波数帯域において大出力で音波を発生させるのに適している。
【０００４】
しかし、上記したようなモータを用いたスピーカシステムは、モータの回転駆動力を直線上での往復的な駆動力に変換し、この往復的な駆動力によって振動板を振動させている。そのために、エネルギー損失が大きい。また、音声信号から音波への変換におけるリニアリティを損なう。つまり、歪みが大きい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明の目的は、モータの回転駆動力を直線上の往復運動に変換することなく利用し、音波を発生させることができるスピーカシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本願発明にかかるスピーカシステムは、体積可変部と第一回転駆動手段とを備えたスピーカシステムであって、該体積可変部が第一部材と第二部材とを有し、該第一部材が回転中心軸を中心に周方向に変位可能に支持されており、該第一部材が該第二部材に対して相対的に周方向に変位することにより、該体積可変部の前面側の体積が変化し、該第一回転駆動手段が該第一部材を、該回転中心軸の周方向において変動させることによって、該体積可変部の前面側の体積を増減させて音波を発生させる。
【０００７】
かかる構成によれば、回転駆動力が直線上の往復的な駆動力に変換されることなく、音響エネルギーに変換される。
【発明の効果】
【０００８】
本願のスピーカシステムによれば、モータの回転駆動力を直線上の往復運動に変換することなく利用して音波を発生させることができるので、エネルギー損失が少なく、また、音声再生におけるリニアリティを損ないにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
課題を解決するための手段として上記したスピーカシステムにおいて、該第二部材が回転中心軸を中心に周方向に変位不能に固定されていてもよい。
【００１０】
また、課題を解決するための手段として上記したスピーカシステムにおいて、第二回転駆動手段を備え、該第二部材が回転中心軸を中心に周方向に変位可能に支持されており、該第一回転駆動手段が該第一部材を、該回転中心軸の周方向において変動させるとともに、該第二回転駆動手段が該第二部材を、該回転中心軸の周方向において変動させることによって、該体積可変部の前面側の体積を増減させて音波を発生させるように構成してもよい。
【００１１】
かかる構成によれば、二の回転駆動手段によって、より精緻に体積可変部を駆動制御することができる。
【００１２】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一部材が一の方向にのみ回転し、該第二部材が該第一部材と同一の方向にのみ回転するように構成してもよい。
【００１３】
かかる構成によれば、回転駆動手段が反転することがなく、よって、反転時における速度の不連続性の悪影響を受けることがない。
【００１４】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一部材が回転速度を変化させながら回転するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第二回転駆動手段が第二モータであってもよい。
【００１６】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第二モータが第二超音波モータであることが、出力効率の点、制御の容易さの点、位相のロールオフを少なくする点から望ましい。
【００１７】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第二部材が該第二モータの回転軸に取り付けられていてもよい。
【００１８】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一部材と該第二部材の一方の部材が開口を有し、他方の部材が該開口を塞ぐ閉塞部を有するように構成してもよい。
【００１９】
また、上記スピーカシステムにおいて、該閉塞部が該開口から出入方向に摺動する摺動部であってもよい。
【００２０】
また、上記スピーカシステムにおいて、該開口の縁部近傍と該閉塞部の周縁部近傍との間に可撓性のエッジ部が介在し、該エッジ部の変形によって該閉塞部が該開口に対して周方向における所定範囲で変位可能となるように構成すると、閉塞部周辺の気密性を維持しつつ、閉塞部の運動を比較的自由にできるので、好ましい。
【００２１】
また、課題を解決するための手段として上記したスピーカシステムにおいて、該第一部材と該第二部材の一方の部材が開口を有し、他方の部材が該開口を塞ぐ閉塞部を有し、該開口の縁部近傍と該閉塞部の周縁部近傍との間に可撓性のエッジ部が介在し、該エッジ部の変形によって該閉塞部が該開口に対して周方向における所定範囲で変位可能となり、該閉塞部と該エッジ部とによってパッシブラジエータが構成されるようにすると、部品点数が少なく単純な構成とすることができる。
【００２２】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一部材が一の方向にのみ回転するように構成してもよい。
【００２３】
かかる構成によれば、回転駆動手段が反転することがなく、よって、反転時における速度の不連続性の悪影響を受けることがない。
【００２４】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一部材が、所定の回転速度を中心として回転速度を増減させながら回転するようにしてもよい。
【００２５】
また、上記スピーカシステムにおいて、該開口が周方向に並んで複数形成され、該複数の開口が複数の該閉塞部で塞がれるようにすると、スピーカシステムのサイズのわりに、振動面積を大きくすることができる。
【００２６】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一回転駆動手段が第一モータであってもよい。
【００２７】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一モータが第一超音波モータであることが、出力効率の点、制御の容易さの点、位相のロールオフを少なくする点から望ましい。
【００２８】
また、上記スピーカシステムにおいて、該第一部材が該第一モータの回転軸に取り付けられていてもよい。
【実施例１】
【００２９】
本願発明の一実施例たるスピーカシステムＳ１を図１〜４を参照しつつ説明する。
【００３０】
ここで説明するスピーカシステムＳ１は、主に、体積可変部Ｖ１と第一回転駆動手段たる第一超音波モータＭ１とによって構成されている。
【００３１】
図１は、体積可変部Ｖ１を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。図２は、体積可変部Ｖ１の斜観図である。
【００３２】
体積可変部Ｖ１は、主に、第一部材としての合成樹脂製の舌部材Ｂ１と、第二部材としての合成樹脂製のカバー部材Ｄ１とが組み合わされて構成されている。図中の符号Ｃは、カバー部材Ｄ１、舌部材Ｂ１  第一超音波モータＭ１に共通の中心軸である。部材Ｂ１に「舌部材」なる名称を付したのは、後述するように、この部材があたかも口から舌が出入りするような挙動を示すからである。なお、ここでは、第一超音波モータＭ１によって駆動される部材を第一部材として位置付ける。
【００３３】
図１、図２から理解されるように、カバー部材Ｄ１は、略円輪状の周縁部１１を有している。また、中央部には上方に突出した略円柱形状の中央突出部１２が形成されている。カバー部材Ｄ１には、中央突出部１２から周縁部１１にかけて、六の収容室１３が放射状に形成されている。六の収容室１３は、６０度間隔で配置されている。収容室１３は、カバー部材Ｄ１の基底１４から上方に突出しており、その内部には空間が形成されている。
【００３４】
舌部材Ｂ１は、円板状の基盤２１を有している。また舌部材Ｂ１は、基盤２１から上方に突出した六の突出部２２を有している。六の突出部２２は、基盤２１上において、６０度間隔で放射状に形成されている。
【００３５】
カバー部材Ｄ１も舌部材Ｂ１も、その形状は略回転対称形をなす。ここに言う「回転対称形」とは、中心軸を中心として、（３６０／Ｎ）度のＭ倍だけ回転させたとき、その形状自身への全射となるような形状のことを言う。但し、ここでの「Ｎ」は、２以上の所定の整数であり、「Ｍ」は任意の整数である。本実施例のスピーカシステムＳ１においては、「Ｎ」は「６」である。
【００３６】
体積可変部Ｖ１は、このように構成されたカバー部材Ｄ１と舌部材Ｂ１とが組み合わされて構成されている。
【００３７】
カバー部材Ｄ１の周縁部１１内に舌部材Ｂ１の基盤２１が嵌め込まれている。カバー部材の収容室１３は、その内部の空間と外部空間とを連通させる開口を有している。この開口の形状は略矩形であり、その開口面の法線は、周方向に略一致する。この開口に舌部材Ｂ１の突出部２２が嵌め込まれている。突出部２２は収容室１３の開口を塞ぐ閉塞部として機能する。
【００３８】
図３は、スピーカシステムＳ１がケース３０に取り付けられ、ケース３０がバッフル板３５に取り付けられた状態における、縦断面図である。この図における体積可変部Ｖ１の断面は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図に一致する。
【００３９】
図３により、カバー部材Ｄ１の開口１５を舌部材Ｂ１の突出部２２が塞いでいる状態が、より容易に理解できる。なお、突出部２２の周辺には隙間が必要であるが、この隙間は狭い方がよい。また、この隙間を粘性の低いグリスなどの流体で塞いでおくことが好ましい。気密性を保つことができ、また、舌部材Ｂ１の動きがあまり妨げられないからである。
【００４０】
体積可変部Ｖ１の前面側とは、カバー部材Ｄ１の周縁部１１や舌部材Ｂ１の基盤２１よりも、図２、図３における上方側のことを意味する。
【００４１】
ケース３０は略円筒形状の側部３１と、その底を塞ぐ略円形の底部３２と、側部３１の上端から半径方向外側に突出したフランジ部３３とを備える。底部３２には複数の孔部３４が形成されている。
【００４２】
バッフル板３５に形成された円孔にケース３０が嵌め込まれている。また、バッフル板３５にフランジ部３３をネジ止めすることによって、バッフル板３５にケース３０が取り付けられている。
【００４３】
スピーカシステムＳ１はケース３０内に配されているのであるが、図３に示す実施例では、カバー部材Ｄ１がケース３０の側部３１と一体化されている。よって、カバー部材Ｄ１は動くことができない。
【００４４】
ケース３０の底部３２には第一超音波モータＭ１が固定されており、第一超音波モータＭ１の回転軸４１の先端に、舌部材Ｂ１の中心部が固定されている。なお、図中の符号４２は、舌部材Ｂ１を回転軸４１に取り付けるための結合部材である。第一超音波モータＭ１が駆動されると、舌部材Ｂ１が動く。つまり、舌部材Ｂ１の突出部２２が周方向に変位する。突出部２２は開口１５の内側を摺動する摺動部としても機能する。第一超音波モータＭ１は、回転速度を変化させつつ、かつ、回転方向の反転を繰り返すように、駆動される。
【００４５】
図４は、図１のＢ−Ｂ線矢視断面と、第一超音波モータＭ１の側面図とを組み合わせて記載した図である。この図から理解されるように、第一超音波モータＭ１が回転方向の反転を繰り返すように駆動されると、突出部２２は、カバー部材Ｄ１の開口１５からの突出量の増減を繰り返す。換言すると、舌部材Ｂ１は、カバー部材Ｄ１に対して、周方向において振動する。すると、体積可変部Ｖ１の前面側の体積が増減を繰り返す。これによって、スピーカシステムＳ１が音波を発生させる。なお、図４における矢印Ｒ１は、周方向において往復動する突出部２２の移動方向を示す。
【００４６】
最も単純な例を説明すると、第一超音波モータＭ１の回転速度が正弦波的に変化すると、回転軸４１の角度も正弦波的に変化する。すると、体積可変部Ｖ１の前面側の体積も略正弦波的に変化し、これによってスピーカシステムＳ１は正弦波状の音波を発生させる。
【００４７】
第一超音波モータＭ１の回転速度の変化をより複雑化させると、より複雑な音波を発生させることができる。第一超音波モータＭ１の回転速度を、音声信号に基づいた所定の変調方法で変調すると、その音声信号に応じた音波を発生させることができる。
【００４８】
スピーカシステムＳ１は、第一超音波モータＭ１をその駆動源とする。よって、電気音響変換における変換効率を非常に高くすることができる。また、第一超音波モータＭ１の回転角の変化に、体積可変部Ｖ１の前面側の体積の変化が比例するので、第一超音波モータＭ１の回転速度変調の基礎となる音声信号と、体積可変部Ｖ１の前面側の体積の変化との関係において、周波数軸上での位相のロールオフを極力小さくできる。
【００４９】
なお、第一超音波モータＭ１に換えて、動電型モータを用いることも可能である。
【００５０】
またスピーカシステムＳ１においては、舌部材Ｂ１が第一超音波モータＭ１の回転軸４１に直結されているが、必ずしも直結させる必要はない。たとえば、舌部材Ｂ１と第一超音波モータＭ１の回転軸４１との間に、ギヤ機構やベルト伝達機構を介在させて、間接的に両者を連結させるようにしてもよい。また、この場合のギヤ機構を傘歯車で構成することによって、回転軸方向を変換するようにしてもよい。
【００５１】
またスピーカシステムＳ１においては、カバー部材Ｄ１に複数の開口１５が形成され、舌部材Ｂ１に複数の突出部２２が形成されている。このように、開口１５や突出部２２を複数設けることによって、スピーカシステムＳ１の振動面積を、体積可変部Ｖ１の面積よりも大きくすることが可能である。このことは、発生させることのできる音量のわりに、サイズの小さなスピーカシステムを構成できるということを意味する。なお、ここにいう振動面積とは、実質的に六の開口１５の面積の総和に略一致する。また、体積可変部Ｖ１の面積とは、カバー部材Ｄ１の外径にその直径が一致する円の面積に略一致する。
【００５２】
以上、図１〜４を参照しつつ、本願発明の一実施例たるスピーカシステムＳ１を説明した。
【実施例２】
【００５３】
次に、本願発明の他の実施例たるスピーカシステムＳ２を、主に図５を参照しつつ説明する。
【００５４】
図５は、図３に示したケース３０と略同一形状の円筒形のケース５０に、スピーカシステムＳ２が取り付けられた状態における、スピーカシステムＳ２の縦断面図である。
【００５５】
スピーカシステムＳ２は、主に、体積可変部Ｖ２と第一回転駆動手段たる第一超音波モータＭ１とによって構成されている。
【００５６】
体積可変部Ｖ２の平面図は図１（ａ）に示されるものと略同一であり、体積可変部Ｖ２の正面図は図１（ｂ）に示されるものと略同一であり、体積可変部Ｖ２の斜観図は、図２に示されるものと略同一である。
【００５７】
スピーカシステムＳ２においても、体積可変部Ｖ２は、主に、カバー部材Ｄ２と舌部材Ｂ２とが組み合わされて構成されている。カバー部材Ｄ２の構造は実施例１におけるカバー部材Ｄ１と略同一であり、舌部材Ｂ２の構造は実施例１における舌部材Ｂ１と略同一である。
【００５８】
スピーカシステムＳ２においても、舌部材Ｂ２の突出部２２が、カバー部材Ｄ２の開口１５を塞ぐ閉塞部として機能し、かつ、開口１５の内側を摺動する摺動部として機能する。舌部材Ｂ２がカバー部材Ｄ２に対して相対的に、周方向に変位する。このことによって、体積可変部Ｖ２の前面側の体積が増減し、これによってスピーカシステムＳ２が音波を発生させる。
【００５９】
このように、スピーカシステムＳ２は多くの点で、実施例１のスピーカシステムＳ１と共通する。ただし、次の点で、スピーカシステムＳ２は、実施例１のスピーカシステムＳ１と相違する。
【００６０】
つまり、スピーカシステムＳ２では、舌部材Ｂ２は動くことができないように構成されている。舌部材Ｂ２は、固定柱４３を介して、ケース５０の底部３２に固定されている。なお、舌部材Ｂ２の基盤２５は、円環状をなしているため、舌部材Ｂ２は一の部材によって構成されている。つまり、一の舌部材Ｂ２に六の突出部２２が形成されている。
【００６１】
一方、第一超音波モータＭ１の回転軸４１の先端にカバー部材Ｄ２の中心部が固定されている。よって、カバー部材Ｄ２が周方向において、往復変位する。この意味で、スピーカシステムＳ２では、カバー部材Ｄ２が体積可変部Ｖ２の第一部材である。そして、舌部材Ｂ２が体積可変部Ｖ２の第二部材である。
【００６２】
カバー部材Ｄ２の周縁部１７は半径方向外側に張り出している。この張り出し部分が、ケース５０の側部３７の内壁に形成された環状の溝部に遊嵌されている。よって、ケース５０に対して、カバー部材Ｄ２は回転可能に支持されている。
【００６３】
第一超音波モータＭ１が回転方向の反転を繰り返すように駆動されると、カバー部材Ｄ２が周方向において往復動し、突出部２２は、カバー部材Ｄ２の開口１５からの突出量の増減を繰り返す。すると、体積可変部Ｖ２の前面側の体積が増減を繰り返す。これによって、スピーカシステムＳ２が音波を発生させる。
【００６４】
以上、主に図５を参照しつつ、本願発明の一実施例たるスピーカシステムＳ２を説明した。
【実施例３】
【００６５】
次に、本願発明のさらに他の実施例たるスピーカシステムＳ３を、図６〜８を参照しつつ説明する。
【００６６】
ここで説明するスピーカシステムＳ３は、主に、体積可変部Ｖ３と第一回転駆動手段たる第一超音波モータＭ１とによって構成されている。
【００６７】
図６は、体積可変部Ｖ３を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。図７は、体積可変部Ｖ３の斜観図である。
【００６８】
体積可変部Ｖ３は、主に、第一部材としての合成樹脂製の主部材Ｐ３と、第二部材としての閉塞部材Ｑ３とが組み合わされて構成されている。閉塞部材Ｑ３の形状は、略矩形板状である。図中の符号Ｃは、主部材Ｐ３、閉塞部材Ｑ３、第一超音波モータＭ１に共通の中心軸である。
【００６９】
図６、図７から理解されるように、主部材Ｐ３は、実施例１のスピーカシステムＳ１におけるカバー部材Ｄ１と類似の構造を有する。つまり、主部材Ｐ３はその平面視において、略円形の輪郭を有する。また、中央部には上方に突出した略円柱形状の中央突出部６２が形成されており、中央突出部６２から周縁にかけて、六の室６３が放射状に形成されている。六の室６３は、６０度間隔で配置されている。室６３は、主部材Ｐ３の基盤６４から上方に突出しており、その内部には空間が形成されている。主部材Ｐ３の形状は略回転対称形をなす。
【００７０】
主部材Ｐの室６３は、その内部の空間と外部空間とを連通させる開口を有している。この開口の形状は略矩形であり、その開口面の法線は、周方向に略一致する。この六の各開口が、閉塞部材Ｑ３によって塞がれている。なお、その開口面の法線が周方向に略一致することは、必須のことではない。開口の向きは設計条件等に応じて適宜決定すればよい。
【００７１】
閉塞部材Ｑ３によって開口を気密的に塞ぎ、かつ、閉塞部材Ｑ３が主部材Ｐ３に対してある程度の範囲で変位できるようにするためには、開口の縁部近傍と閉塞部材Ｑ３の周縁部近傍との間に、可撓性のエッジ部を介在させることが有効である。
【００７２】
本実施例では、閉塞部材Ｑ３の外形寸法は、開口の寸法よりも小さい。開口に閉塞部材Ｑ３を取り付けるには、閉塞部材Ｑ３の周辺にできる隙間を塞ぐ部材が必要である。スピーカシステムＳ３では、この隙間をエッジ部材７１で塞いでいる。
【００７３】
エッジ部材７１は、動電型スピーカシステムのコーン振動板とフレームとの間に配されるフリーエッジと同様に構成されている。つまり、形状は矩形環状であり、ウレタンフォーム、ゴム、革、目どめコーティングを施した布などの、ある程度の気密性がある可撓性材料によって構成されている。エッジ部材７１が可撓性を有するため、閉塞部材Ｑ３は主部材Ｐ３に対して相対的に、周方向に変位可能である。また、気密性も保たれる。閉塞部材Ｑ３は、開口の位置を中心として周方向において所定の範囲内で変位できる。
【００７４】
図８は、図６のＢ−Ｂ線矢視断面と、第一超音波モータＭ１の側面図とを組み合わせて記載した図である。
【００７５】
この図により、主部材Ｐ３の開口１５に、エッジ部材７１を介して閉塞部材Ｑ３が取り付けられ、開口１５が塞がれている状態が、より容易に理解できる。
【００７６】
主部材Ｐ３は、その中心部が、ケースの底部等に固定された第一超音波モータＭ１の回転軸４１の先端に固定されている。
【００７７】
また、閉塞部材Ｑ３は、固定柱４４を介して、ケースの底部等に固定されている。
【００７８】
第一超音波モータＭ１が駆動されると、主部材Ｐ３が動く。つまり、主部材Ｐ３の室６３が周方向に変位する。第一超音波モータＭ１は、回転速度を変化させつつ、かつ、回転方向の反転を繰り返すように、駆動される。
【００７９】
閉塞部材Ｑ３は動くことが出来ないように固定されているため、第一超音波モータＭ１が回転方向の反転を繰り返すように駆動されると、主部材Ｐ３は閉塞部材Ｑ３に対して相対的に、周方向において振動する。すると、体積可変部Ｖ３の前面側の体積が増減を繰り返す。これによって、スピーカシステムＳ３が音波を発生させる。なお、図８における矢印Ｒ２は、周方向において往復動する室６３の移動方向を示す。
【００８０】
上記したスピーカシステムＳ３では、閉塞部材Ｑ３の周辺の隙間を、可撓性材料で構成されるエッジ部材７１で塞いでいる。よって気密性を保つ点においても、また、主部材Ｐ３を閉塞部材Ｑ３に対して変位しやすくする点においても好ましい。
【００８１】
なお、閉塞部材Ｑ３とエッジ部材７１とを一体化した構造、つまり、フィクストエッジを有するコーン振動板のような構造を採用することもできる。
【００８２】
また、上記したスピーカシステムＳ３では、閉塞部材Ｑ３を固定し、主部材Ｐ３を周方向に変位させるようにしたが、主部材Ｐ３を固定し、閉塞部材Ｑ３を周方向に変位させるようにしてもよい。この場合は、閉塞部材Ｑ３が体積可変部Ｖ３の第一部材となり、主部材Ｐ３が体積可変部Ｖ３の第二部材となる。
【００８３】
以上、図６〜８を参照しつつ、本願発明の一実施例たるスピーカシステムＳ３を説明した。
【実施例４】
【００８４】
次に、本願発明のさらに他の実施例たるスピーカシステムＳ４を、主に図９〜１１を参照しつつ説明する。
【００８５】
図９は、図８に示したと同様の様式によって、スピーカシステムＳ４の構造を示した図である。
【００８６】
スピーカシステムＳ４は、主に、体積可変部Ｖ４と第一回転駆動手段たる第一超音波モータＭ１と、第二回転駆動手段たる第二超音波モータＭ２とによって構成されている。
【００８７】
体積可変部Ｖ４の平面図は図６（ａ）に示されるものと略同一であり、体積可変部Ｖ４の正面図は図６（ｂ）に示されるものと略同一であり、体積可変部Ｖ４の斜観図は、図７に示されるものと略同一である。
【００８８】
スピーカシステムＳ４においても、体積可変部Ｖ４は、主に、第一部材たる主部材Ｐ４と第二部材たる閉塞部材Ｑ４とが組み合わされて構成されている。主部材Ｐ４の構造は実施例３における主部材Ｐ３と略同一であり、閉塞部材Ｑ４の構造は実施例３における閉塞部材Ｑ３と略同一である。また、スピーカシステムＳ４においても、主部材Ｐ４に矩形の開口１５が形成されており、この開口１５を塞ぐように閉塞部材Ｑ４が取り付けれられている。そして、閉塞部材Ｑの周辺にできる隙間はエッジ部材７１によって塞がれている。スピーカシステムＳ４におけるエッジ部材７１の構造は、実施例３のスピーカシステムＳ３におけるエッジ部材７１の構造と同様である。
【００８９】
スピーカシステムＳ４においても、主部材Ｐ４が閉塞部材Ｑ４に対して相対的に、周方向に変位し、体積可変部Ｖ４の前面側の体積を増減させて音波を発生させる。
【００９０】
このように、スピーカシステムＳ４は多くの点で、実施例３のスピーカシステムＳ３と共通する。ただし、次の点で、スピーカシステムＳ４は、実施例３のスピーカシステムＳ３と相違する。
【００９１】
つまり、スピーカシステムＳ４では、閉塞部材Ｑ４が第二超音波モータＭ２によって駆動される。これにより、閉塞部材Ｑ４も周方向に移動する。
【００９２】
図９から理解されるように、第一超音波モータＭ１の回転軸４１と、第二超音波モータＭ２の回転軸４５とは同軸状に配されている。第二超音波モータＭ２の回転軸４５は筒状に形成されている。つまり、中心孔が形成されている。この中心孔を第一超音波モータＭ１の回転軸４１が貫いている。
【００９３】
第一超音波モータＭ１は主部材Ｐ４を回転させるべく、その回転軸４１の先端が主部材Ｐ４の中心部に固定されている。
【００９４】
第二超音波モータＭ２は閉塞部材Ｑ４を回転させるべく、その回転軸４５が支持部材４６を介して閉塞部材Ｑ４に固定されている。
【００９５】
第一超音波モータＭ１はケースの底部等に固定されており、その上に第二超音波モータＭ２が結合部材４７を介して固定されている。
【００９６】
このように構成されているため、主部材Ｐ４の回転中心軸と閉塞部材Ｑ４の回転中心軸とは同軸上に存することとなる。
【００９７】
このように構成されたスピーカシステムＳ４の超音波モータＭ１、Ｍ２をどのように制御して音波を発生させるかについては、種々の方法が考えられるが、次のような回転制御が好ましい。つまり、超音波モータＭ１、Ｍ２の両方において、回転軸に反転が生じないように制御して音波を発生させるのである。図９における矢印Ｒ３、Ｒ４は、このように超音波モータＭ１、Ｍ２の回転を制御したときの、主部材Ｐ４の室６３、閉塞部材Ｑ４の移動方向をそれぞれ示す。
【００９８】
例えば、第二超音波モータＭ２を定速回転させ、その回転速度を中心として回転速度が増減するように第一超音波モータＭ１を回転させるのである。そして、第一超音波モータＭ１において、回転軸４１の反転が生じないようにするのである。第一超音波モータＭ１の回転方向と第二超音波モータＭ２の回転方向が互いに反対となることはない。
【００９９】
このように、超音波モータＭ１、Ｍ２の両方において、回転軸４１、４５の反転が生じないように制御するのは、次の理由による。つまり、一般にモータを反転させるときには、回転制御信号との対応が損なわれやすいからである。例えば、滑らかな回転速度の変化によって回転を反転させるような回転制御信号を与えても、反転時にモータの回転速度が不連続になることがあるのである。そのような事態となると、発生させようとする音波に歪みが生ずることになる。
【０１００】
よって、超音波モータＭ１、Ｍ２の回転方向を常に一定方向に維持するのが、つまり、反転を生じさせないようにすることが好ましいのである。
【０１０１】
図１０は、上記のように超音波モータＭ１、Ｍ２の回転を制御するときの一例を示す図であり、（ａ）は超音波モータＭ１、Ｍ２の各回転軸４１、４５の回転角を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する回転角の関係図である。横軸も縦軸もリニアな軸である。
【０１０２】
図１０（ａ）において、実線は第一超音波モータＭ１に関する関係線であり、破線は第二超音波モータＭ２に関する関係線である。
【０１０３】
この図から理解されるように、破線は一定の傾きを有する直線である。つまり、第二超音波モータＭ２は定速回転をする。
【０１０４】
一方、実線は破線を中心に上下動する曲線である。この実曲線の傾きは常に０以上である。つまり、第一超音波モータＭ１は回転速度を変動させてはいるが、反転はしていない。
【０１０５】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における実線の角度から破線の角度を引いた角度を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する相対角度の関係図である。横軸も縦軸もリニアな軸である。この相対角度とは、第二超音波モータＭ２の回転軸４５に対する相対的な、第一超音波モータＭ１の回転軸４１の角度のことである。
【０１０６】
図１０（ｂ）から理解されるように、第一超音波モータＭ１の回転軸４１の角度は、第二超音波モータＭ２の回転軸４５に対して相対的に、略正弦波的に角度を変位させている。
【０１０７】
よって、スピーカシステムＳ４の体積可変部Ｖ４の前面側の体積が増減を繰り返す。これによって、スピーカシステムＳ４が音波を発生させる。
【０１０８】
図１１は、超音波モータＭ１、Ｍ２の回転を反転させないように制御するための他の例を示す図であり、（ａ）は超音波モータＭ１、Ｍ２の各回転軸４１、４５の回転角を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する回転角の関係図である。横軸も縦軸もリニアな軸である。
【０１０９】
図１１（ａ）において、実線は第一超音波モータＭ１に関する関係線であり、破線は第二超音波モータＭ２に関する関係線である。
【０１１０】
この図から理解されるように、実線は期間Ｊ２、Ｊ４において一定の傾きを有するが、期間Ｊ１、Ｊ３においては曲線をなす。一方、破線は期間Ｊ１、Ｊ３において一定の傾きを有するが、期間Ｊ２、Ｊ４においては曲線をなす。
【０１１１】
つまり、第一超音波モータＭ１は、期間Ｊ２、Ｊ４において定速回転をしており、期間Ｊ１、Ｊ３においては回転速度を変動させている。また、第二超音波モータＭ２は、期間Ｊ１、Ｊ３において定速回転をしており、期間Ｊ２、Ｊ４においては回転速度を変動させている。
【０１１２】
このように、超音波モータＭ１、Ｍ２ともに、ある期間おいては回転速度を変動させてはいるが、図１１（ａ）における実線も破線も傾きは常に０以上である。つまり、超音波モータＭ１、Ｍ２は回転速度を変動させてはいるが、反転はしていない。
【０１１３】
図１１（ｂ）は、図１０（ａ）における実線の角度から破線の角度を引いた角度を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する相対角度の関係図である。横軸も縦軸もリニアな軸である。
【０１１４】
図１１（ｂ）から理解されるように、第一超音波モータＭ１の回転軸４１の角度は、第二超音波モータＭ２の回転軸４５に対して相対的に、略正弦波的に角度を変位させている。
【０１１５】
よって、スピーカシステムＳ４の体積可変部Ｖ４の前面側の体積が増減を繰り返す。これによって、スピーカシステムＳ４が音波を発生させる。
【０１１６】
以上、主に図９〜１１を参照しつつ、本願発明の一実施例たるスピーカシステムＳ４を説明した。
【実施例５】
【０１１７】
次に、本願発明のさらに他の実施例たるスピーカシステムＳ５を、主に図１２を参照しつつ説明する。
【０１１８】
図１２は、図８、図９に示したと同様の様式によって、スピーカシステムＳ５の構造を示した図である。
【０１１９】
スピーカシステムＳ５は、主に、体積可変部Ｖ５と第一回転駆動手段たる第一超音波モータＭ１とによって構成されている。
【０１２０】
体積可変部Ｖ５の平面図は図６（ａ）に示されるものと略同一であり、体積可変部Ｖ５の正面図は図６（ｂ）に示されるものと略同一であり、体積可変部Ｖ５の斜観図は、図７に示されるものと略同一である。
【０１２１】
スピーカシステムＳ５においても、体積可変部Ｖ５は、主に、第一部材たる主部材Ｐ５と第二部材たる閉塞部材Ｑ５とが組み合わされて構成されている。主部材Ｐ５の構造は実施例３における主部材Ｐ３と略同一である。
【０１２２】
閉塞部材Ｑ５は、後述するように、エッジ部材７１との組み合わせにより、パッシブラジエータとして機能するように構成されている。
【０１２３】
スピーカステムＳ５においても、主部材Ｐ５に室６３が形成され、この室６３に矩形の開口１５が形成されている。また、この開口１５を塞ぐように矩形板状の閉塞部材Ｑ５が取り付けれている。閉塞部材Ｑ５の周辺にできる隙間はエッジ部材７１によって塞がれている。スピーカシステムＳ５におけるエッジ部材７１の構造は、実施例３のスピーカシステムＳ３におけるエッジ部材７１の構造と同様である。
【０１２４】
スピーカシステムＳ５においても、主部材Ｐ５が閉塞部材Ｑ５に対して相対的に、周方向に変位し、体積可変部Ｖ５の前面側の体積を増減させて音波を発生させる。
【０１２５】
このように、スピーカシステムＳ５は多くの点で、実施例３のスピーカシステムＳ３と共通する。ただし、次の点で、スピーカシステムＳ５は、実施例３のスピーカシステムＳ３と相違する。
【０１２６】
つまり、スピーカシステムＳ５では、閉塞部材Ｑ５がエッジ部材７１を介して主部材Ｐ５に支持されているが、他の部材（主部材Ｐ以外の部材）からは支持されていない。
【０１２７】
図１２から理解されるように、第一超音波モータＭ１はケースの底部等に固定されており、さらに、主部材Ｐ５を回転させるべく、その回転軸４１の先端が主部材Ｐ５の中心部に固定されている。
【０１２８】
また、閉塞部材Ｑ５は、エッジ部材７１との組合せによって、パッシブラジエータを構成する。そしてその（パッシブラジエータの）共振周波数が、スピーカシステムＳ５の再生下限周波数よりもさらに低くなるように構成する。例えば、スピーカシステムＳ５の再生下限周波数が４０Ｈｚであれば、パッシブラジエータの共振周波数が１０Ｈｚになるように、パッシブラジエータを構成する。
【０１２９】
このように構成されたスピーカシステムＳ５の超音波モータＭ１をどのように制御して音波を発生させるかについては、種々の方法が考えられるが、次のような回転制御が好ましい。つまり、超音波モータＭ１において、回転軸４１の反転が生じないように制御して音波を発生させるのである。図１２における矢印Ｒ５は、このように超音波モータＭ１の回転を制御したときの、室６３の移動方向を示す。
【０１３０】
超音波モータＭ１の回転軸４１の反転が生じないように制御するのが好ましい理由は、前述したとおりである。
【０１３１】
さらに、特にスピーカシステムＳ５においては、第一超音波モータＭ１を、所定の回転速度を中心として回転速度が増減するように回転速度を変化させるのが好ましい。その理由は、このように第一超音波モータＭ１の回転を制御すると、閉塞部材Ｑ５が該所定の回転速度による定速回転に近い回転をなすからである。
【０１３２】
つまり、第一超音波モータＭ１の回転速度を変化させるのは、空気を振動させて音波を発生させるためである。よって、第一超音波モータＭ１の回転速度の最も緩やかな変化は、スピーカシステムＳ５の再生下限周波数での変調による回転速度変化である。
【０１３３】
一方、前述したとおり、閉塞部材Ｑ５とエッジ部材７１との組合せによって構成されるパッシブラジエータの共振周波数は、スピーカシステムＳ５の再生下限周波数よりもさらに低い。
【０１３４】
よって、第一超音波モータＭ１を、所定の回転速度を中心として回転速度が増減するように回転速度を変化させても、閉塞部材Ｑ５はその速度変化に追従せず、該所定の回転速度によってほぼ定速回転すると考えられる。
【０１３５】
つまり、実施例４のスピーカシステムＳ４を図１０で示すような駆動制御方法で駆動したときと同様の挙動を、スピーカシステムＳ５の主部材Ｐ５と閉塞部材Ｑ５とが示すと考えられる。
【０１３６】
スピーカシステムＳ５は、部品点数が少なく、構造が単純である上に、第一超音波モータＭ１の適切な駆動制御によって歪みの少ない音波を発生させることができる。
【０１３７】
なお、超音波モータＭ１において、必ずしも回転軸４１の反転が生じないように制御する必要はない。例えば、０(度／秒)の回転速度（つまり、停止状態）を中心として、回転軸４１の反転を繰り返しながら、主部材Ｐを駆動してもよい。この場合は、パッシブラジエータはほぼ停止状態になると考えられる。
【０１３８】
また、図１２には記載されていないが、閉塞部材Ｑ５の主部材Ｐ５に対する移動方向を所定の方向に制限するための制限手段を設けることも効果的である。
【０１３９】
図１３は、この制限手段の構成を示す図である。制限手段は、閉塞部材Ｑ５の裏側に取り付けられたロッド８１と、主部材Ｐ５の室６３の内壁に取り付けられた筒状のガイド８２とによって構成される。ガイド８２にロッド８１が挿入されており、ガイド８２によってロッド８１の移動方向が規制される。このような制限手段を設けると、閉塞部材Ｑ５の主部材Ｐ５に対する変位は、周方向の成分のみを有することとなる。よって、例えば周方向と直交する方向における微振動を防止することができ、閉塞部材Ｑ５の運動が円滑になる。なお、制限手段によって定められる方向は、周方向に限らない。制限手段によって閉塞部材Ｑ５の移動方向をどの方向に定めるかは、スピーカシステムＳ５の設計条件等に応じて適宜決定すればよい。
【０１４０】
また、実施例５に限らず、上述した全ての実施例（実施例１〜５）について、次のように変形することもできる。つまり、体積可変部の周断面において、基底面と、基底面から立ち上がる立ち上がり面のなす角を鈍角とすると、より高い周波数の再生に有利である。なぜなら、高い周波数におけるほど、振動する部材の面がどの方向を向くかによって、スピーカシステムの指向性や、ひいては出力効率が影響を受けやすくなるからである。なお、ここに言う体積可変部の「周断面」とは、体積可変部を周方向に沿った円筒面で切断したときに表れる断面のことである。例えば、図４、図８、図９、図１２には、体積可変部の周断面が表れている。
【０１４１】
図１４は、図１２に示す実施例の変形例を示す、体積可変部Ｖ５の周断面図である。体積可変部Ｖ５は、主に、主部材Ｐ５と閉塞部材Ｑ５とによって構成されるが、この体積可変部Ｖ５においては、主部材Ｐ５の盤面９０が基底面となる。図１４から理解されるように、室６３の外側面９１は基底面（盤面）９０から立ち上がる面である。また、閉塞部材Ｑ５の外側面９２も、基底面（盤面）９０から立ち上がる面である。
【０１４２】
図１４に示すように、外側面９１と基底面（盤面）９０とのなす角αは鈍角である。また、外側面９２と基底面（盤面）９０とのなす角βも鈍角である。
【０１４３】
この実施例では、閉塞部材Ｑ５が定速に近い回転運動をなし、主部材Ｐ５が速度変化を伴う回転運動をなすので、実質的には室６３の外側面９１が振動板として機能する。よって、なす角βを鈍角とするよりも、なす角αを鈍角とすることの方が有効である。つまり、なす角αをより大きくすると、あたかも前後方向（図中の上下方向）に振動板が振動しているのに似た状態となる。よって、高い周波数において効率良く音波を発生させることができる。
【０１４４】
なお、体積可変部において、基底面と、基底面から立ち上がるすべての立ち上がり面のなす角を鈍角とする必要はない。基底面から立ち上がる立ち上がり面が複数存在するときは、少なくともそのうちの一の面と基底面とのなす角を鈍角とすることにより効果が生ずる。
【０１４５】
上述したように、速度変化を伴う回転運動をなす部材の表面における立ち上がり面と、基底面とのなす角を鈍角とすることが有効である。
【０１４６】
なおこのときのなす角は鈍角であれがどのような角度であってもよいが、１２０度以上であれば好ましく、１３５度以上であればより好ましい。
【０１４７】
以上、主に図１２を参照しつつ、本願発明の一実施例たるスピーカシステムＳ５を説明した。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本願のスピーカシステムを用いることにより、エネルギー損失を少なくし、音声再生におけるリニアリティを損ないにくくすることができるので、電気音響の技術分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】体積可変部を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図２】体積可変部の斜観図である。
【図３】スピーカシステムがケースに取り付けられ、ケースがバッフル板に取り付けられた状態における、縦断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線矢視断面と、第一超音波モータの側面図とを組み合わせて記載した図である。
【図５】ケースにスピーカシステムが取り付けられた状態における、スピーカシステムの縦断面図である。
【図６】体積可変部を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図７】体積可変部の斜観図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線矢視断面と、第一超音波モータの側面図とを組み合わせて記載した図である。
【図９】図８に示したと同様の様式によって、スピーカシステムの構造を示した図である。
【図１０】超音波モータＭ１、Ｍ２の回転の一例を示す図であり、（ａ）は超音波モータの各回転軸の回転角を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する回転角の関係図であり、（ｂ）は、（ａ）における実線の角度から破線の角度を引いた角度を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する相対角度の関係図である。
【図１１】超音波モータの回転を反転させないように制御するときの他の例を示す図であり、（ａ）は超音波モータの各回転軸の回転角を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する回転角の関係図であり、（ｂ）は、（ａ）における実線の角度から破線の角度を引いた角度を縦軸に、時間を横軸にして表わした、時間に対する相対角度の関係図である。
【図１２】図８、図９に示したと同様の様式によって、スピーカシステムの構造を示した図である。
【図１３】制限手段の構成を示す図である。
【図１４】図１２に示す実施例の変形例を示す、体積可変部の周断面図である。
【符号の説明】
【０１５０】
Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３,Ｓ４,Ｓ５  スピーカシステム
Ｖ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ４,Ｖ５  体積可変部
Ｂ１,Ｂ２  舌部材
Ｄ１,Ｄ２  カバー部材
Ｐ３,Ｐ４,Ｐ５  主部材
Ｑ３,Ｑ４,Ｑ５  閉塞部材
Ｍ１  第一超音波モータ
Ｍ２  第二超音波モータ
【図１】
2005260510.tif 000003
【図２】
2005260510.tif 000004
【図３】
2005260510.tif 000005
【図４】
2005260510.tif 000006
【図５】
2005260510.tif 000007
【図６】
2005260510.tif 000008
【図７】
2005260510.tif 000009
【図８】
2005260510.tif 000010
【図９】
2005260510.tif 000011
【図１０】
2005260510.tif 000012
【図１１】
2005260510.tif 000013
【図１２】
2005260510.tif 000014
【図１３】
2005260510.tif 000015
【図１４】
2005260510.tif 000016