(57)【要約】【課題】振動板の振動状態に悪影響を与えずに、振動板への給電に対する耐久性を向上させる。【解決手段】本発明の静電型スピーカ１は、電極２０と、静電力によって変位可能な振動板１０とを有する静電型スピーカであって、前記振動板は、その周縁部の境界Ｂに沿って配置された複数のスリット１０２と、前記スリットの外側に設けられた給電部１０１とを有することを特徴とする。このような構成によれば、内側の領域Ｒｖでは音響波の発生に適した振動を実現することができる一方、外側の領域Ｒｅでは給電に適した強度が確保される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面電極と、前記平面電極に対向して設けられ静電力によって変位可能な振動板とを有する静電型スピーカであって、
前記振動板は、
その周縁部に沿って所定の間隔で形成された複数の開口部と、
前記開口部の外側に設けられた給電部と
を有することを特徴とする静電型スピーカ。
【請求項２】
平面電極と、前記平面電極に対向して設けられ静電力によって変位可能な振動板とを有する静電型スピーカであって、
前記振動板は、
少なくとも１つの閉じた領域と、
前記領域を定義する境界に沿って所定の間隔で形成された複数の開口部と、
前記領域の外側に設けられた給電部と
を有することを特徴とする静電型スピーカ。
【請求項３】
前記複数の開口部は、各々同一形状のスリットである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の静電型スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電型スピーカの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電型スピーカ（コンデンサスピーカ）といわれるスピーカが知られている。静電型スピーカは、その構造が比較的簡易であるため、軽量、コンパクトに設計することができるという点、および理論的な取り扱いも簡単であるという点などにおいて注目されている。静電型スピーカは、典型的には、空隙を隔てて向かい合う２枚の平行平面電極と、電極の間に挿入されその両端等を筐体等に支持された導電性のシート状の部材（以下、振動板または振動膜という）とから構成される（いわゆるプッシュ・プル型）。振動板に所定のバイアス電圧を印加しておき、両電極に印加する電圧を変化させると、振動板に作用する静電力は変化し、これにより振動板は変位する。振動板は、通常、その淵や辺などを筐体に固定されているため、中央部分ほど変位が大きくなり、振動板全体としては撓んだ状態になる。電極に印加する電圧を入力楽音信号に応じて変化させれば、それに応じて振動板は変位を繰り返し（すなわち振動し）、入力楽音信号に応じた音響波が振動板から発生する。発生した楽音は、例えば金属板電極に空けられた穴などを通り抜けてスピーカ外部へ放音される（非特許文献１を参照）。ここで、振動板に電圧を供給するためには、電源ケーブルの先端に取り付けられたクリップ端子を振動板の縁に噛ませる方法や、電源ケーブルと振動板の縁を半田付けする方法が用いられる。あるいは、例えば振動板の一辺の縁に導電性テープを貼り付け、このテープを電極やスピーカ筐体の外に取り回し、このテープと電源ケーブルとを半田やクリップ等で接合させる方法もある。
【非特許文献１】岡崎正倫，木村洋介，柳允善，及川靖広，山崎芳男著、「全帯域でピストン振動する振動板を持つコンデンサスピーカとその応用」、日本音響学会講演論文集 p.５６３−５６４、２００４年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、通常用いられている振動板の厚さは数〜数十ミクロン程度であるため、一般的に機械的な強度が低い。例えば、振動板と電源ケーブルとの接合部（以下、給電部という）において、経年変化による腐食や剥離が起こり、断線が発生する虞がある。また、断線まではいかなくとも、給電部の接触抵抗値が上昇することによって、振動板によって発生する音波の特性（音圧や音質など）が低下する。また、振動板には自己の振動のために力（弾性応力）がかかるから、継続して使用しているうちに強度の低い給電部から振動板が破損する虞もある。ここで、振動板の機械的強度を確保するために振動板の厚さを増すことも考えられるが、厚さが変われば振動状態も変化するため、音質や音圧といった音響特性に悪影響が出る虞がある。また、導電性テープ等を用いる場合においては、給電部にかかる力をある程度軽減することはできるが、テープを貼り付けた部分とそうでない部分とで振動板の厚さが異なることになるため、振動板の振動状態への悪影響が考えられるし、導電性テープを取り回すことに起因した抵抗値の上昇に伴う音質の劣化も考えられる。
【０００４】
このように、従来の技術においては、振動板の振動状態に悪影響を与えずに、給電部の耐久性を維持しつつ振動板に電圧を印加することができなかった。
そこで、本発明は、振動板の振動状態に悪影響を与えずに、接触部の強度を保ちつつ電圧を印加することができる振動板および当該振動板への給電方法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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、一の態様において、平面電極と前記平面電極に対向して設けられ静電力によって変位可能な振動板とを有する静電型スピーカであって、前記振動板は、その周縁部に所定の間隔で形成された複数の開口部と、前記開口部の外側に設けられた給電部とを有することを特徴とする。
【０００６】
本発明は、他の態様において、平面電極と、前記平面電極に対向して設けられ静電力によって変位可能な振動板とを有する静電型スピーカであって、前記振動板は、少なくとも１つの閉じた領域と、前記領域を定義する境界に沿って所定の間隔で形成された複数の開口部と、前記領域の外側に設けられた給電部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、振動板上の所定領域に開口部が形成されるため、開口部を境にその内側の領域では音響波の発生に適した振動を実現することができる一方、その外側では給電部を設けるのに適した強度が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な態様について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の１つの実施例に係る静電型スピーカ１の大略構造の斜視図である。同図に示すように、静電型スピーカ１は、振動板１０と、これに対向する２つの平面電極（以下、単に電極という）２０とから大略構成される。
【０００９】
電極２０は、厚さｋで辺の長さがそれぞれｗである、金属板に孔Ｈを開けたパンチングメタル、あるいはスパッタ加工済み不織布、導電性塗料が塗布された不織布などの導電性を備え且つ音波透過性の高い材料から構成され、静電型スピーカ１の筐体（図示せず）に固定される。このとき、振動板１０から両電極２０までの距離ｄが等しくなるように配置される。換言すれば、対向する電極のちょうど中間の位置が振動板１０ (正確には、信号が入力されていないときの状態である無変位状態における振動板１０) の固定位置となる。
【００１０】
また、静電型スピーカ１は、図示せぬ電源を備え、所望の電圧をそれぞれの電極２０に印加するとともに、振動板１０上にバイアス電圧を印加することができるようになっている。電極２０への給電方法については従来技術を採用することができるため、図示および説明を省略する。振動板１０上への給電においては、同図に示すように、振動板１０上に設けられた給電部１０１を介し、電源と接続された電源コードから給電が行われるようになっている。具体的には、給電部１０１において電源コードと振動板１０とを半田付けによって接合してもよいし、給電部１０１付近において剛性の高い金属板を振動板１０の両面から挟み込み、圧着端子等で電源コード３０を振動板１０にネジ止めしてもよい。静電型スピーカ１は、更に、外部から音声信号を入力する入力部を備え、この音声信号に応じて印加電圧の値を変化させることにより、振動板１０に音声信号に応じた振動をさせることができるようになっている。振動板１０の振動によって発生した音波は、少なくとも一方の電極２０を通り抜けてスピーカ外部に放音される。
【００１１】
振動板１０は、例えば、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（polypropylene、ポリプロピレン）などのフィルムに金属膜を蒸着したものあるいは導電性塗料を塗布したものであって、例えば厚さ数ミクロン〜数十ミクロン程度の導電性の板状（膜状）部材である。振動板１０は、塩化ビニル、アクリル（メチルメタアクリレート）、ゴム等の絶縁材料により形成された固定手段（図示せず）において、所定の張力が振動板１０に作用している状態で、例えばその縁の一辺が静電型スピーカ１の筐体（図示せず）に支持される。振動板１０には、複数の開口部（スリット１０２）が形成されている。以下、詳細に説明する。
【００１２】
図２は振動板１０の詳細な構造を説明するための図である。同図に示すように、振動板１０の周縁部には長さｄｗ、ｄｓの長方形の孔（スリット１０２）が、一定間隔ｔで配置されている。そして、このスリットによって振動板は内側の領域Ｒｖと外側の領域Ｒｅとを定義することができる。換言すれば、振動板１０には同図中点線で表される境界Ｂが定義され、内側の閉じた領域Ｒｖと外側（すなわち振動板１０の周辺部）の領域Ｒｅとを隔てている境界Ｂに沿ってスリット１０２が配置される。領域Ｒｅ内の任意の場所には、給電部１０１が設けられる。
【００１３】
このように複数のスリット１０２を境界Ｂに沿って配置すると、境界Ｂの内側の領域Ｒｖの部分は強度（剛性）が低下する一方、外側の領域Ｒｅの部分は強度がほとんど低下しない。このように、本発明においては、１枚の振動板１０の強度（剛性）を部分的に変更するのである。同図の例では、いわば、境界Ｂを境として振動板１０の内側部分（領域Ｒｖ）が、スリット間の振動板部分を介して振動板１０の「外枠」（領域Ｒｅ）に吊られたような状態となる。これによって、領域Ｒｖの部分は領域Ｒｅに比べて振動し易くなる。このため、領域Ｒｖの部分によって発生する音響波の音圧や音質を向上させることができる。
【００１４】
一方、給電部１０１はほぼ元の剛性が保たれた領域Ｒｅに設けられるため、給電部の劣化等の問題が生じない。ここで、境界Ｂを十分に周縁部に設定すれば（換言すれば、領域Ｒｖの面積を領域Ｒｅの面積に対して十分大きくすれば）、実質的に音響波を発生させているのは領域Ｒｖであるといえるから、例えば給電部１０１の剛性を上げるために金属板などによって給電部１０１を補強することも可能である。図３(a)および図３(b)に給電部１０１の一例を拡大した図およびその断面図を示す。図３(b)に示すように、給電部１０１は、振動板１０を両面から挟み、ネジ孔が空けられた２枚の補強用アルミ板１０３と、アルミ板１０３と電源ケーブルとをネジ止めするためのネジ１０４とで構成される。このような補強の結果、領域Ｒｅにおける振動が抑制されたとしても、その影響はスリットによって領域Ｒｖの振動状態にはほとんど及ばないため、振動板１０全体として音圧や音質に与える悪影響は実質的に無視できる。
【００１５】
なお、スリット１０２を形成するにあたっては、最も簡単には、一枚の振動板を用意し、これに同一形状の孔を形成していけばよい。以上説明したように、本発明によれば、一枚の振動板に簡単な加工を施すことにより、音圧や音質の向上と給電部の耐久性とを同時に向上させることが可能である。
【００１６】
なお、スリットの配置方法は、図２に示した例に限られない。スリットの形状、大きさ、面積、スリットの数、隣り合うスリットとの間隔、スリットの位置については、適宜、変更可能である。振動板の剛性と、そこで発生する音響波の特性（出力や周波数特性など）との間には関連があるから、所望の音響特性に応じてスリットの配置を決定することも可能である。例えば、スリットの面積を小さく、間隔を大きく（荒く）すると、領域Ｒｖにおける振動に対する復元力が大きく、振動板の振幅は小さくなるから、音響波の出力レベルは抑制されることになる。逆に、スリットの面積を大きく、間隔を小さく（密に）すると、復元力は小さく、振動板の振幅は大きくなるから、高出力を実現することができる。また、領域Ｒｖの面積を小さくすることで、高周波数領域を支配的または選択的に出力させることができる。逆に、領域Ｒｖの面積を大きくすれば、低音領域を含めた広い全周波数帯を出力させることができる。このように、所望の周波数帯域に応じて、領域Ｒｅの面積や数を適宜設定することができる。また、各スリット間の間隔は必ずしも一定である必要はない。
【００１７】
図４は、異なる面積を有する２つの領域Ｒｖ１およびＲｖ２が振動板１０上に形成されるように、複数のスリット１０２を配置した例を示したものである。この例においては、領域Ｒｖ１からは中高音が支配的に出力される一方、領域Ｒｖ２からは全音域が出力されるように構成されている。なお、給電部１０１は両領域の外側に設けられるが、その図示については省略する。
【００１８】
また、図５に示すように、同一面積の領域（Ｒｖ３〜Ｒｖ６）が複数連続して形成されるように、スリット１０２を配置してもよい。このように、いわば振動板１０上に振動領域の集合（アレイ）を形成することにより、所望の周波数特性や指向特性を持った音響波を放音することが可能となる。なお、給電部１０１はこのアレイ領域の外側に設けられるが、その図示については省略する。
【００１９】
なお、上述した実施例においては、本発明の振動板１０を用いて一対の対向電極を用いたプッシュ・プル型の静電型スピーカ１について説明したが、振動板１０を用いてシングル型の静電型スピーカを構成してよいことは勿論である。また、給電部１０１は一箇所ではなく、領域Ｒｅ内ならば複数の箇所に設けても構わない。また、スリット１０２のような貫通孔を形成する代わりに、スリット１０２の配置位置に対応する位置を他の領域に比べて強度が弱い（剛性の低い）材料で形成してもよい。要は、振動板１０上に、音響波の発生に適した相対的に剛性の低い領域と、給電部の形成に適した相対的に剛性の高い領域とが形成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る静電型スピーカ１の大略構成を表す外観斜視図である。
【図２】振動板１０の構造を説明するための図である。
【図３（ａ）】給電部１０１を拡大した図である。
【図３（ｂ）】給電部１０１の断面図である。
【図４】振動板１０Ａの構造を説明するための図である。
【図５】振動板１０Ｂの構造を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・静電型スピーカ、１０、１０Ａ、１０Ｂ・・・振動板、２０・・・電極、３０・・・電源コード、１０１・・・給電部、１０２・・・スリット、１０３・・・アルミ板、１０４・・・ネジ。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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