(57)【要約】【課題】情報・音響機器等のスピーカ部分に小型形状、斬新・異型のデザインが要請されている状況下、直線形状の音響変換駆動装置を提供する。【解決手段】一対の棒状磁石が一定の間隙を空けて異極性で平行面状に対峙している磁束空間に沿って、細長形状で薄い平面状の駆動板を挿入する。前記一対の棒状磁石が形成する磁束に直交し、長手方向の一方方向に電流が流れる導電回路を駆動板面に設定する。二対の棒状磁石が同一面上の間隙の上下に磁束方向が相異なる磁束空間を形成する場合は、長手方向の上下に方向が異なって電流が周回する渦巻状の導電回路が設定された駆動板を挿入する。駆動板には、直接導電回路が形成されたハード基盤等を用いる。駆動板の回路に電流を流すことにより、駆動板が小口方向の上下に振動し、駆動板に直交して接合された振動板或は情報・音響機器の筐体部品等を振動させる線状駆動型のスピーカ或は駆動装置を可能にする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下（１）〜（３）により構成される音響変換装置および（１）〜（２）により構成される音響変換駆動装置
（１）、互いに異なる極性を持った面で、一定の間隙を保ち全面状に対峙する、2つの棒状磁石、あるいは１つの棒状磁石と１つのヨーク、もしくは２個のヨーク（以下「一対の磁石」と総称する）
（２）、前記一対の磁石の間隙に挿入されている板状の駆動板で、前記一対の磁石の間隙に形成される磁束に直交するように、その駆動板の一方または両方の面に、一方の端からもう一方の端の長手方向（所定の方向）に電流が流れるように導電回路が設定されている駆動板
（３）前記駆動板の導電回路が設定された面に直交するように接合されている音響再生の為の振動板
【請求項２】
「請求項１」（１）に記載の一対の磁石が、互いに対峙する磁石面と反対の面で、導磁性の金属（ヨーク）を介して接合されている「請求項１」に記載の音響変換装置および音響変換駆動装置。
【請求項３】
「請求項１」（２）に記載の駆動板の代わりに、導電回路が駆動板の長辺に沿って複数回周回する渦巻状の導電回路で形成されている駆動板で、電流が所定の方向に流れる回路線群の部分のみが、一対の磁石が形成する磁束圏内あるいはその近傍に設定され、電流が所定の方向とは逆方向に流れる回路線群は前記の磁束圏外に位置するように設定される「請求項１」に記載の音響変換装置および音響変換駆動装置。
【請求項４】
導電回路が駆動板の長辺に沿って複数回周回する渦巻状の導電回路で形成されている駆動板で構成される場合で、電流が所定の方向に流れる回路線群の部分のみが、前記一対の磁石が形成する磁束圏内あるいはその近傍に設定され、所定の方向とは逆方向に電流が流れる回路線群の部分が、前記の一対の磁石が形成する磁束方向と反対の磁束方向を形成する別の一対の磁石が形成する間隙に位置するように設定された「請求項１」に記載の音響変換装置および音響変換駆動装置。
【請求項５】
「請求項4」において、二対（4個）の磁石のすべて、あるいは極性の異なるいずれか2個の棒状磁石が、それぞれが対峙する磁石面と反対の面で、導磁体の金属（ヨーク）を介して接合されている「請求項4」に記載の音響変換装置および音響変換駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響変換装置の駆動構造に関する。本発明での駆動構造は、薄い板状の駆動板になり、振動板に駆動力を伝達する駆動部分は直線形状となる。
【背景技術】
【０００２】
旧来の音響変換装置の駆動部分の構造は、コーン型スピーカに代表されるボイスコイルが巻かれた円筒形のボビン構造か、平面の振動板(膜)上に設定された回路構造（ダイナミック型平面スピーカ）か、または導電化された振動板(膜)そのものが直接駆動力を得る構造（静電型スピーカ）が主流である。
【０００３】
コーン型スピーカの駆動構造は、通常円筒形であり、振動板へ駆動力を伝える駆動点は円形状になる。円形の駆動点は、振動板の接合部分と振動板そのものに一定の面積を要求するので、小型化する情報・家電製品等での適用に構造的に難がある場合も生じる。
【０００４】
情報・音響機器等の急速な発展に伴い軽薄短小化が進み、スピーカ部分に小型形状、斬新・異型のデザインが求められているが、コーンスピーカ構造だけではこれらの要請への対応に限界がある。
【０００５】
一方、静電型スピーカを含む平面型スピーカの場合、音響変換効率を高めるために振動板(膜)と磁石との間隔を狭め振動板の振幅が大きく取れない構造となるため、大きな面積の平面スピーカでない限り低域の再生に難があり小型化への対応には同じく限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ハード基盤回路技術を適用する方法、あるいはソフト基盤回路を接合する方法等で、平板状の駆動板面に磁束と直交する回路を直接設定することで、駆動板の長手側の小口部分が線状の駆動源になり、且つ駆動板の振幅が大きく取れる構造を可能にする。
【０００７】
線状の駆動装置が可能となることから、細長形状の振動板を持つスピーカの製造、駆動装置として使用する場合で駆動点が線形の形状となることが好まれる情報・音響機器への適用を可能にする。
【０００８】
本発明は、直線形状の音響駆動装置を製造し、この装置を単数あるいは複数個使用することによって、旧来の平面スピーカよりも大きな振幅がとれる（低域再生力のある）多様な形状のスピーカ製品を可能にするものである。
【０００９】
さらに、本発明の駆動装置を既設の様々な家具・設備等に取り付けることによってそれらの家具・設備等の任意の部分をそのまま振動板として駆動せしめ、音響再生装置に変換することも可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
互いに異なる極性の棒状磁石（ヨークを含む）が、一定の間隙を空けて方形面状に対峙している磁束空間を設定し、この対峙した一対の棒状磁石が形成する磁束に直交するように薄い平面状の駆動板をその間隙に挿入設定する。
【００１１】
駆動板の片面または両面には、前記の一対の棒状磁石が形成する磁束に直交し、且つ大部分の電流が長手方向且つ一方方向に流れるような導電回路が設定される。平面状の駆動板上に導電回路を設定する方法例として、ハード基盤回路技術で駆動板に直接回路を設定する方法か、あるいはソフト基盤回路を（そのまま、または折り曲げて）駆動板に接合する方法等がある。
【００１２】
前述と同様な一対の棒状磁石と、その一対の磁石と逆方向の磁束方向を形成する別個の一対の磁石とを、それぞれの間隙が同一の空間面になるように設定し、これらの二対の棒状磁石が形成する間隙に薄い平面状の駆動板を挿入する。駆動板の片面または両面には、前記の二対の棒状磁石が形成する二方向の磁束に直交し、且つ所定の方向の磁束に直交する駆動板面の部分には所定の方向の電流が流れ、逆の方向の磁束に直交するの駆動板面の部分には逆方向に電流が流れるような導電回路（周回回路）が設定される。
【００１３】
前記いずれかの導電回路に電気信号（音響信号）を流すと駆動板は磁束方向と電流方向に直交する方向、即ち駆動板の長辺の小口面方向に駆動力を得る。駆動板の長辺の小口面は線形形状をしており、この線状駆動力を直交する振動板に伝えることで、細長形状の振動板を持つ音響変換装置が製造可能となる。また、複数のこの線状駆動装置を平板状の振動板に接合することにより、従来よりも振幅が大きく取れる平面スピーカの製造を可能にする。
【発明の効果】
【００１４】
現行の世界市場の殆ど全部を席捲するコーン型スピーカは、音響効率も高く且つ広域の音響再生能力を示しているが、円柱形状のボビンの構造は、同心円状（時計回り、あるいは逆時計回り）にコイルを巻くために駆動点あるいは振動板が円形となり、一定の面積を占めざるを得ない。
【００１５】
一方、振動膜面上に導電回路を設定する平面スピーカ（ガムーゾン型）方式は、音響再生のレスポンスが良く、特に中高音域の再生能力に秀でている。比較的自由な形状で製造できるが、低音域の再生に難があり、大型平面スピーカを除き音響効率もコーン型に劣っている。
【００１６】
本発明は、回路基盤技術を適用することで導電回路を平面状の駆動板に形成することを可能にした。これにより大きな振幅が取れる線状の駆動方式が可能となり、（円形でない）斬新・異型のスピーカ形状を可能にした。
【００１７】
プラズマ・液晶ディスプレイ等の薄型化・大型化あるいは携帯電話・携帯端末・携帯音響機器等の情報・音響機器の小型化・高機能化の進展で、スピーカに対する性能向上・異型形状への要求が高まっている。本発明は、細い線状のスピーカ、高い能率と低音再生能力を併せ持つ平面スピーカ、また線状駆動装置による機器部品の直接駆動：音響再生機能の機器部品への付加、あるいは既存家具・設備等への音響再生機能の追加等を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
2個以上(複数)の棒状磁石(ヨークを含む)を、磁石が互いに異なる極性で一定の間隙を持ってそれぞれ面状に対峙する構造を設定し、前記の間隙に形成される磁束に直交する導電回路が設定された平面状の駆動板をこの間隙に挿入する。駆動板は、長辺側の小口面で、駆動板が振動板と直交するように、振動板に接合される。導電回路に電気信号（音響信号）が入力されると、フレミングの左手の法則に従って駆動板は小口面方向に振動し、この振動を振動板に伝えることにより、音響変換器として機能する。又、駆動板を直接に、或いは振動板に接合された音響変換器を任意の直交する平板上の物体に接合することにより、その物体を振動板として作動させることが出来る。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明に拠る概念的な線状音響変換駆動装置あるいは線状音響変換器(以下、「線状音響変換器」と総称する)を示す。
図２は、図１の線状音響変換器に対応した磁石とヨークの組み合わせ構造（磁石・ヨーク構造体）を示す。本発明に拠る磁石とヨークの組み合わせ構造は、多種多様にあり別途図１０にそれらを例示する。
【００２０】
図１および図２に示すように、一対の棒状磁石1aおよび1bが一定の間隙を保ち、互いに異なる極性で平行面状に対峙している。図１内に記載の0点から見て、左の棒状磁石1aの対峙する面の極性はN極、右の棒状磁石1bはS極面にて互いに対峙している。従って、前記一対の磁石1aおよび1bの間隙では、左の磁石1aから右の磁石1bに向かう磁束が形成されている。
【００２１】
棒状磁石1aおよび1bは、互いに対峙する極性面の反対の面でヨーク1dにより接合され、互いに対峙する極性面の反対の面での磁束漏洩を防止すると伴に間隙部分の磁束を強化している。
【００２２】
図３は、平面状の駆動板1cとその面上に設定された導電回路3gを示している。駆動板1cは、ハード回路基板に用いられるガラスエポキシ樹脂板で、樹脂板の両面（または片面）に貼り付けられた銅板をエッチングして導電回路3gが形成されている。導電回路3gは、図３上の右端下の入力端子3hから電流を流すと、複数の並列回路を通って左端下の出力端子3fに向かって、駆動板1cの面上で単一方向に電流が流れるように形成されている。
【００２３】
前述の駆動板1cを、棒状磁石1aおよび1bが形成する間隙に設定した構造が図４に示されている。
【００２４】
図１において、一対の磁石1aと1bの間隙には（０点から見て）左の磁石のＮ極から右の磁石のＳ極に向かう磁束、即ちＸ軸上のプラス方向の磁束が形成されている。図３の説明で示した通り、駆動板面上の入力端子3hから導電回路3gに直流電流が流された場合、即ちＺ軸上のマイナス方向に直流電流が流れると、その電流（即ち駆動板）はフレミングの左手の法則に従い上方向、即ちＹ軸上のプラス方向に力を受ける。交流電流である音響信号が駆動板の導電回路に入力されると、駆動板は音響信号に従ってY軸上の上下に振動する。この駆動板の振動が接合された振動板に伝えられることにより、実施例１の構造は音響変換器として作動する。
【実施例２】
【００２５】
図５は、前記「実施例１」で示したものとは異なる磁石・ヨーク構造体と別の方式の導電回路を組み合わせた平面スピーカの概略図（断面図）を示す。
【００２６】
3組の音響駆動装置が所定の位置でスピーカの筐体底部に固定され、3個の駆動板が一枚の振動板5hに接合されている。更に、振動板5hは、エッジ5iを通じて所定の位置で筐体フレームに固定され、全体として１個の平面スピーカを形成している。
【００２７】
図６に示すように、二対の棒状磁石がそれぞれ上下部で互いに異なる極性で対峙し、且つ二対の磁石はそれぞれ異なる磁束方向を形成している。即ち、上部の一対の棒状磁石5aおよび5bは、（図６の０点から見て）左の磁石5aの極性がN極、右側の磁石5bの極性がS極で、所定の間隔を空けて面状に対峙している。下部の一対の棒状磁石５cおよび5dは、（同じく０点から見て）左の磁石５cの極性がS極、右側の磁石5dの極性がN極で、所定の間隔を空けて面状に対峙している。従って、上部の一対の磁石5aおよび5bの間隙では、磁束が左の磁石から右の磁石に向かう方向（X軸上のプラス方向）となり、下部の一対の磁石５cおよび5dの間隙では、磁束が右の磁石から左の磁石に向かう方向（X軸上のマイナス方向）となる。
【００２８】
（同じく０点から見て）左側の上下の2つの磁石５aおよび5cは、左端のヨーク5eに接合され上下の磁石５aおよび5cの磁路を形成している。同様に、右側の上下の2つの磁石5bおよび５dは、右端のヨーク5fに接合され上下の磁石５cおよび5dの磁路を形成している。両端のヨークで上下の磁石の磁路を形成することで、上下の二対の磁石の間隙に形成される磁束を強化するとともに、磁束がヨークの外側に漏洩することを防止している。
【００２９】
図７は、板状の駆動板5gとその駆動板面に設定された導電回路7kを示している。長方形のハード基盤面の両面にエッチングで（外周側から見て）時計と逆回りの渦巻き状回路が設定されている。駆動板5gの表面右端下の入力端子7lから入力された電流が渦巻き状の回路を通り内周端に達し、更にスルーホール7mで裏面に移り、裏面では内側から外側に向かって（表面から見て）時計と逆回りの渦巻き状の回路を通過して外周端の出力端子に到達する。  
このような回路設定により、駆動板の上半分の導電回路は、(図７正面から見て）右から左に電流が流れる回路となり、駆動板の下半分の導電回路は、左から右に電流が流れる回路となる。
【００３０】
図８は、前記磁石・ヨーク構造体と渦巻き状回路が設定された駆動板の組み合わせの図解である。駆動板5gは、上下二対の磁石が対峙する間隙に挿入されている。上部の一対の磁石5aと5bが対峙する間隙には駆動板5gの面の上半分の中央部が位置し、下部の一対の磁石5cと5dが対峙する間隙には駆動板5gの面の下半分の中央部が位置するように設定される。
【００３１】
図8において、（図8の０点から見て）上部の一対の磁石5aと5bの間隙には左の磁石のＮ極から右の磁石のＳ極に向かう磁束、即ち図8におけるＸ軸上のプラス方向の磁束が形成されている。図7において、（駆動板の横正面から見て）右下の入力端子7lから直流電流が流される場合、即ち図8において駆動板の上半分にはＺ軸上のマイナス方向に電流が流れると、その電流（即ち駆動板）はフレミングの左手の法則に従い上方向、即ちＹ軸上のプラス方向に力を受ける。
【００３２】
同様に、図8において、（図8の０点から見て）下部の一対の磁石5cと5dの間隙には右の磁石のＮ極から左の磁石のＳ極に向かう磁束、即ち図８におけるＸ軸上のマイナス方向の磁束が形成されている。図７において、（駆動板の横正面から見て）右下の入力端子7lから直流電流が流される場合、即ち図８において駆動板の下半分にはＺ軸上のプラス方向に電流が流れると、その電流（即ち駆動板）はフレミングの左手の法則に従い上方向、即ちＹ軸上のプラス方向に力を受ける。
【００３３】
前述のように、二対の磁石が形成する磁束と駆動板上の導電回路は、所定の方向の直流電流が流れた場合、駆動板をそれぞれ上方向（Ｙ軸上のプラス方向）に動かす働きをする。
交流電流である音響信号を駆動板の導電回路に入力すると、駆動板は音響信号に従ってY軸上の上下に振動する。
【００３４】
図５に示された3個の駆動板上の導電回路は、それぞれの入出力端子でリード線により直列に結線され、筺体裏側の入出力端子に接合されている。
音響信号が入力端子から入力されると、3つの駆動板が同一方向に受ける力は振動板に伝達され、振動板が振動することによりその音響信号が空気の疎密波としての音響に再生される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】線状駆動形式を用いた音響変換機の概念図
【図２】電流が単一方向に流れる形式の磁石とヨークの構造例
【図３】電流が単一方向に流れる形式の駆動板とその駆動板上に設定された導電回路例
【図４】電流が単一方向に流れる形式の磁石・ヨーク・駆動板の構造例
【図５】複数の線状駆動装置を用いた平面スピーカの概略図
【図６】電流が（駆動板上で）双方向に流れる形式の磁石とヨークの構造例
【図７】電流が（駆動板上で）双方向に流れる形式の駆動板とその駆動板上に設定された導電回路例
【図８】電流が（駆動板上で）双方向に流れる形式の磁石・ヨーク・駆動板の構造例
【図９】磁石・ヨーク・駆動板の構造例（単一方向電流と双方向電流）
【図１０】線状駆動形式が適用できる磁石とヨークの組み合わせ構造例
【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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