(57)【要約】【課題】  振動膜と蛇行コイルパターンとの分割振動を抑え、オーディオ信号の音圧低下およびひずみの発生を低減させることが可能な電磁変換器を提供する。【解決手段】  多極着磁パターンが形成された下側永久磁石板１１と、これに緩衝部材１３を介して対向配置された振動体１５と、振動体１５に緩衝部材１３を介して対向配置された上側永久磁石板１７と、これら下側永久磁石板１１、緩衝部材１３、振動体１５、上側永久磁石板１７を重ねた構造体２０を覆う、背面フレーム３１および前面フレームとからなるフレーム３０とで構成される電磁変換器１０。振動体１５は、振動膜１５ａ、蛇行コイルパターン１５ｂ、振動膜１５ａと蛇行コイルパターン１５ｂとで形成されている凹凸部分１５ｃを埋める、絶縁性の結合補強材１５ｄを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の異なる磁極が一定の間隔をおいて交互に形成された永久磁石板と、上記永久磁石板に対向配置され、かつ上記永久磁石板の上記異なる磁極同士の間隙部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるコイルを全面に形成した振動膜とを備えた電磁変換器において、
上記蛇行形状の導体パターンからなるコイルと上記振動膜とで形成されている凹凸部分を埋める絶縁性の結合補強材を備えた
ことを特徴とする電磁変換器。
【請求項２】
絶縁性の結合補強材を、ポリエステルとしたことを特徴とする請求項１記載の電磁変換器。
【請求項３】
絶縁性の結合補強材を、ポリイミドとしたことを特徴とする請求項１記載の電磁変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばオーディオ信号を再生する電磁変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石と振動膜とを組み合わせた電磁変換器については、様々な技術が提案されている。この種の電磁変換器は、通常、永久磁石板と、その永久磁石板に対向するように配置した振動膜と、これら永久磁石板と振動膜との間に配置された緩衝部材とを備えている。永久磁石板は、帯状の異なる磁極が一定の間隔を置いて交互に形成されたものである（以下、この平行縞状の着磁パターンを多極着磁パターンともいう。）。また、振動膜は多極着磁パターンの形成面と対向配置され、異なる磁極同士の間隙部分の、いわゆる着磁のニュートラルゾーンと称される部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるコイル（以下、蛇行コイルパターンともいう。）が全面に形成されている。上述の永久磁石板の、帯状の異なる磁極同士の間隙部分には、発生した音波を外部に放出するための音放射穴が、一定のピッチで複数形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述の永久磁石板、振動膜、緩衝部材を重ねた構造体は、例えば上述の構造体の下側に敷かれる板状の背面フレームと、上述の構造体の上側および周囲を覆う前面フレームとを張り合わせて構成されるフレームに覆われる。以上のようにして構成された電磁変換器は、例えばスピーカ等の音響装置用の筐体に取り付けられ、オーディオ信号を再生する音響装置として用いられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３３１５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電磁変換器の振動膜と蛇行コイルパターンとを合わせて、ここでは振動体と称し、その動作を簡単に説明する。
振動膜に設けられた蛇行コイルパターンに電流（オーディオ信号）が流れることにより、この蛇行コイルパターンと、永久磁石板における多極着磁パターンとが電磁的に結合し、フレミングの左手の法則にしたがって振動膜が厚み方向に振動し、音波が発生する。このとき、蛇行コイルパターンに流れる電流の周波数が低い場合、振動膜は薄く柔軟性に富むため振動体は一体化して同じ方向に振動する。周波数の低い帯域とは、ここでは２００Ｈｚ以下を指す。
しかし、蛇行コイルパターンに流れる電流の周波数が高くなるにつれ、また、周波数が低い場合でも振幅が大きい場合は、蛇行コイルパターンと振動膜との振動方向にずれが生じ、振動膜が振動する方向に対して蛇行コイルパターンが逆向きの力を受け、振動膜と蛇行コイルパターンとは、互いに相反する方向に振動する（以下、分割振動ともいう）。このように分割振動が生じることは、発生する音波の位相差、波形の乱れ、指向特性の劣化の原因となり、発生するオーディオ信号の音圧の低下やひずみの発生等を招くという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、振動体の強度を向上させることによって振動膜と蛇行コイルパターンとの分割振動を抑え、オーディオ信号の音圧低下およびひずみの発生を低減させることが可能な電磁変換器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電磁変換器は、帯状の異なる磁極が一定の間隔をおいて交互に形成された永久磁石板と、永久磁石板に対向配置され、かつ永久磁石板の異なる磁極同士の間隙部分に対向する位置に、蛇行形状の導体パターンからなるコイルを全面に形成した振動膜を備えた電磁変換器において、蛇行形状の導体パターンからなるコイルと振動膜とで形成されている凹凸部分を埋める、絶縁性の結合補強材を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、振動膜と蛇行コイルパターンとで形成されている凹凸部分を埋める、絶縁性の結合補強材を備えて電磁変換器を構成したので、振動体全体の強度を向上させ、振動膜と蛇行コイルパターンとの分割振動を抑えることができる。このため、オーディオ信号の音圧低下およびひずみの発生を低減させることが可能な電磁変換器が得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の様々な形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による、電磁変換器１０の構成を説明するための分解斜視図である。図２は、電磁変換器１０の、振動体における、絶縁性の結合補強材の構成の例を示す断面図である。図３は、振動体の動作を説明するための概略的な説明図であり、絶縁性の結合補強材を備えていない場合の振動体の動作を示してある。図中の矢印は、振動膜および蛇行形状の導体パターンからなるコイルの振動する方向を示す。
図２および図３の断面図はいずれも、図３の（ａ）の、蛇行形状の導体パターンからなるコイルを簡略化して示した振動体の平面図を、Ｘ−Ｘ線に沿って矢印の方向に見たときの図に対応させて示したものである。なお、断面を示すハッチングは一部省略してある。
ここでは、一枚の振動板を二枚の永久磁石板により、緩衝部材を介して上下から挟むような構成の電磁変換器としている。また、ここでは、音波を外部に放射するための音放射穴が形成されている永久磁石板を上側永久磁石板と称し、上側永久磁石板と振動膜を介して対向する永久磁石板を、下側永久磁石板と称した。さらに、振動に係わる構造体である、振動膜と、蛇行形状の導体パターンからなるコイルと、絶縁性の結合補強材とを合わせて振動体と称する。
【００１０】
図において、電磁変換器１０は以下のように構成されている。下側永久磁石板１１は、後述する振動膜１５ａに対向する面のほぼ全面に焼結フェライト磁石からなる帯状の異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）が一定の間隔をおいて交互に形成されている（以下、この平行縞状の着磁パターンを、多極着磁パターンともいう。）。異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士の間隙に、図示しない着磁のニュートラルゾーンが存在する。
【００１１】
下側永久磁石板１１の上側の、多極着磁パターンが形成されている面と対向する位置には、緩衝部材１３を介して振動体１５が配置されている。振動体１５は、薄く柔軟な樹脂フィルムからなる振動膜１５ａと、これの全面に形成された蛇行形状の導体パターンからなるコイル（以下、蛇行コイルパターンともいう。）１５ｂと、これら振動膜１５ａと蛇行コイルパターン１５ｂとで形成されている凹凸部分１５ｃを埋める絶縁性の結合補強材１５ｄとで構成されている。蛇行コイルパターン１５ｂの長手方向の直線部分のそれぞれは、下側永久磁石板１１の異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士の間隙部分の、ニュートラルゾーンに対応する位置となるように設けられている。直線部分とは、ここでは蛇行コイルパターン１５ｂのうち、一定の間隔を持って互いに平行に配置されている、長い直線部分のことを指す。
絶縁性の結合補強材１５ｄとしては、様々な材料が考えられるが、蛇行コイルパターン１５ｂから発生するジュール熱が直接伝わる部分であることなどから、非弾性率や内部損失の高い材料が望ましいと考えられる。ここではポリエステルを用いた。ポリエステルは耐熱、耐寒等の耐環境性に優れ、かつ経時変化の少ない材料であるため、絶縁性の結合補強材として好適である。
【００１２】
次に、絶縁性の結合補強材１５ｄの形成方法の例につき説明する。
たとえば、ポリエステルを熱やプラズマ等のエネルギーで蒸発・気化させた後、絶縁性の結合補強材１５ｄを形成したい対象の凹凸部分１５ｃに薄膜化することにより形成する（蒸着法）。また、絶縁性の結合補強材１５ｄを、これを形成したい対象の凹凸部分１５ｃに合わせた形状に切って、両面テープを用いて上述の凹凸部分１５ｃの振動膜１５ａに張り付けることにより形成する方法でも良い。
【００１３】
以上のようにして形成した絶縁性の結合補強材１５ｄは、所望の特性により、たとえば以下に示すように構成する。
図２（ａ）は、絶縁性の結合補強材１５ｄの厚みを蛇行コイルパターン１５ｂに合わせてとった例であり、これら絶縁性の結合補強材１５ｄおよび蛇行コイルパターン１５ｂの上部が揃い、平坦になっている。図２（ｂ）は、蛇行コイルパターン１５ｂに対して、絶縁性の結合補強材１５ｄの厚みを多くとった例である。また、図２（ｃ）は、蛇行コイルパターン１５ｂよりも絶縁性の結合補強材１５ｄの厚みを薄くして形成した例である。図２（ｄ）は、一部の凹凸部分１５ｃ（ここでは中央部）における絶縁性の結合補強材１５ｄの厚みを多くとり、その他の凹凸部分１５ｃを埋める絶縁性の結合補強材１５ｄは、蛇行コイルパターン１５ｂよりも薄く形成してある。また、最も外側の凹凸部分１５ｃにおいては、振動膜１５ａの縁に近付くほど絶縁性の結合補強材１５ｄの厚みが薄くなっている。図２（ｅ）は、図２（ｂ）と同じく、蛇行コイルパターン１５ｂに対して、絶縁性の結合補強材１５ｄの厚みを多くとってあるが、蛇行コイルパターン１５ｂ上も絶縁性の結合補強材１５ｄで覆い、絶縁性の結合補強材１５ｄの表面を平坦にしてある。
【００１４】
このように、絶縁性の結合補強材１５ｄはどのような厚さにも形成することができる。また、一つの振動体１５において、異なる厚みを有する絶縁性の結合補強材１５ｄを組み合わせて形成することも可能である。
振動体１５全体のサイズおよび蛇行コイルパターン１５ｂの間隔、インピーダンス設定等においては、電磁変換器を製作する仕様によって異なるため、既に述べた振動体の分割振動の発生パターンもそれらの条件によって異なる。したがって、図２の（ａ）〜（ｅ）に示すように絶縁性の結合補強材１５ｄの形状や厚み等を好適な方法で調整して形成し、所望の特性が得られるようにする。
【００１５】
振動体１５の上側には、緩衝部材１３を挟んで、振動体１５に対向する面のほぼ全面に焼結フェライト磁石からなる帯状の多極着磁パターンが形成された上側永久磁石板１７が配置されている。上側永久磁石板１７には、多極着磁パターンの異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）同士の間隙のニュートラルゾーンに沿って、一定のピッチで音放射穴１７ａが設けられている。
【００１６】
以上の下側永久磁石板１１、緩衝部材１３、振動体１５、上側永久磁石板１７が重ねられた構造体２０の下側に、この構造体２０を載置した板状の背面フレーム３１と、構造体２０の上側および周囲を覆う前面フレーム３３とを張り合わせることにより、フレーム３０が構成されている。このフレーム３０の、前面フレーム３３における、構造体２０の上側を覆う部分の、音放射穴１７ａが形成された位置に対応して、音放射穴３３ａが設けられている。
【００１７】
次に動作について説明する。
図示しない入力端子より信号が入力され、振動膜１５ａの表面に形成されている蛇行コイルパターン１５ｂに、オーディオ信号としての電流が流れると、その蛇行コイルパターン１５ｂと、これに対向配置された下側および上側の永久磁石板１１および１７における多極着磁パターンとが電磁的に結合し、フレミングの左手の法則にしたがって振動膜１５ａ（振動体１５）が厚み方向に振動する。
このとき、振動体が従来のように振動膜１５ａおよび蛇行コイルパターン１５ｂのみで構成されている場合（図３（ｂ））、蛇行コイルパターン１５ｂに流れる電流の周波数が高くなるにつれ、また、周波数が低い場合でも振幅が大きい場合は、図３（ｃ）に示されるような分割振動を起こす。
しかし、実施の形態１の電磁変換器１０における振動体１５は、振動膜１５ａと蛇行コイルパターン１５ｂとで形成されている凹凸部分１５ｃを埋める、絶縁性の結合補強材１５ｄを備えているため、振動体１５全体の強度が向上されることとなり、蛇行コイルパターン１５ｂに流れる電流が高周波である場合、または振幅が大きい場合であっても、分割振動を抑えられ、振動膜１５ａと蛇行コイルパターン１５ｂは同方向に振動する。
このような振動によって発生した音波が、音放射穴１５ａおよび３３ａを介して空気中に放射される。
【００１８】
以上のように、この発明の実施の形態１の電磁変換器１０によれば、振動膜１５ａと蛇行コイルパターン１５ｂとで形成されている凹凸部分１５ｃを埋める、絶縁性の結合補強材１５ｄを備えていることにより、振動体１５全体の強度が向上されるため振動体１５の分割振動を抑えることができる。よって、オーディオ信号の音圧低下およびひずみの発生を低減させることが可能な電磁変換器を得ることができる。
【００１９】
実施の形態１の電磁変換器１０では、絶縁性の結合補強材１５ｄとしてポリエステルを用いた例を示したが、その他の好適な絶縁性の材料を用いても良い。たとえば、ポリエステルの代わりにポリイミドを用いた場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。その他、絶縁性の結合補強材１５ｄとしての機能を満足し、同様の効果を奏する好適なものであれば、これらの材料に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１の電磁変換器の構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１の電磁変換器の振動体における、絶縁性の結合補強材の構成の例を示す断面図である。
【図３】電磁変換器の振動体の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  電磁変換器、１１  下側永久磁石板、１３  緩衝部材、１５  振動体、１５ａ  振動膜、１５ｂ  蛇行形状の導体パターンからなるコイル、１５ｃ  凹凸部分、１５ｄ  絶縁性の結合補強材、１７  上側永久磁石板、１７ａ  音放射穴、２０  構造体、３０  フレーム、３１  背面フレーム、３３  前面フレーム、３３ａ  音放射穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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