(57)【要約】【課題】  磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーに関し、振動板の面積が小さくても大きな音圧レベルを得ることができ、ピーク・ディップの少ない音圧周波数特性を得て、精度の高い音声再生が可能な磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーを提供する。【解決手段】  アクチュエータが、磁歪素子と、磁歪素子に磁界を作用させるコイルと、磁歪素子に連結する駆動シャフトと、を有し、振動板が、放射面部の一方端部に設けられて振動板を弾性を有して揺動可能に支持する支持部と、支持部に近接して設けられてアクチュエータの磁歪素子に連結する駆動シャフトに当接する被駆動部と、を有し、アクチュエータの磁歪素子の伸縮に応じて、振動板が、支持部を中心にして放射面部の一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪素子を含むアクチュエータと、該アクチュエータの駆動力により加振される放射面部を有する振動板と、該アクチュエータを固定する固定部および該振動板の周囲に配置される枠部を含むフレームと、を備えるスピーカーであって、
該アクチュエータが、該磁歪素子と、該磁歪素子に磁界を作用させるコイルと、該磁歪素子に連結する駆動シャフトと、を有し、
該振動板が、該放射面部の一方端部に設けられて該振動板を弾性を有して揺動可能に支持する支持部と、該支持部に近接して設けられて該アクチュエータの該磁歪素子に連結する該駆動シャフトに当接する被駆動部と、を有し、
該アクチュエータの該磁歪素子の伸縮に応じて、該振動板が、該支持部を中心にして該放射面部の該一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動する、
スピーカー。
【請求項２】
前記振動板の外周端部と前記フレームの前記枠部とを連結して、該振動板を揺動可能に支持するエッジをさらに備える、
請求項１に記載のスピーカー。
【請求項３】
前記振動板の前記放射面部における前記支持部を中心にして揺動する方向に沿った断面長が、該支持部と前記被駆動部との距離により規定される距離よりも長く設定されている、
請求項１または２に記載のスピーカー。
【請求項４】
前記振動板が、前記放射面部の背面側に突出してその端部が前記被駆動部と連結するリブ部をさらに有する、
請求項３に記載のスピーカー。
【請求項５】
磁歪素子を含むアクチュエータと、該アクチュエータの駆動力により加振される放射面部を備える振動板部を有して該アクチュエータを固定する固定部および該振動板部の周囲に配置される枠部を含むフレームと、を備えるスピーカーであって、
該アクチュエータが、該磁歪素子と、該磁歪素子に磁界を作用させるコイルと、該磁歪素子に連結する駆動シャフトと、を有し、
該フレームの該振動板部が、該放射面部の一方端部に設けられて該振動板部を弾性を有して揺動可能に支持する支持部と、該支持部に近接して設けられて該アクチュエータの該磁歪素子に連結する該駆動シャフトに当接する被駆動部と、を有し、
該アクチュエータの該磁歪素子の伸縮に応じて、該フレームの該振動板部が、該支持部を中心にして該放射面部の該一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動する、
スピーカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
音声電気信号を機械振動並びに音波に変換して音声を再生するスピーカーに関し、特に、磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声を再生するスピーカーでは、多用される磁気回路の磁気空隙にボイスコイルを配置する動電型スピーカーの他に、磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーがある。磁歪素子は、磁界中においてその磁界の方向に伸張する性質を有し、磁界を発生するコイルに供給される電気信号を、機械振動に変換し得る電気機械変換器である。磁歪素子は、応答が早くて大きな応力を発生しうる一方で、伸張し得る距離が動電型スピーカーの場合に比べて極めて短い。したがって、磁歪素子を含むアクチュエータを、音声を再生するスピーカーに用いるにあたって、様々な工夫を施すものがある。例えば、磁歪素子を壁振動用のスピーカーの加振器に用いる場合がある。
【０００３】
従来には、一端側にストッパが配設されて当該一端が固定端に規定されると共に他端が自由端に規定されて軸線方向に沿って伸縮する柱状磁歪素子と、音響信号に基づく駆動電流によって前記柱状磁歪素子を伸縮させる磁界を生成する磁界生成部と、前記柱状磁歪素子の前記他端側に配設されると共に当該柱状磁歪素子の伸縮による振動を振動体に伝達する振動伝達体とを備え、前記振動方向における前記ストッパと前記振動伝達体との間に弾性部材が配設されている音響機器がある（特許文献１）。
【０００４】
また、従来には、有底有蓋筒状であって磁気経路を構成するヨークと、前記ヨークの蓋部に一端が固定され、他端が自由端に構成され、前記ヨークの筒状方向に配置され、磁界の変動に応じた変位を発生させる超磁歪素子と、前記ヨーク内で前記超磁歪素子周囲に配置され外部から供給される信号に応じた磁界を発生させるコイルと、一端が前記超磁歪素子の自由端に接すると共に、前記ヨークの底部の中心穴を貫通した他端が、前記超磁歪素子の変位を外部物体に伝達するように配置され、中間部に鍔部を有する振動ロッドと、前記振動ロッドに設けられた前記鍔部と前記ヨークの底部とに挟まれて配置されるゴム弾性体と、所定の質量を有し、該超磁歪スピーカーが自立するように前記振動ロッドの他端が外部物体上に載置された状態で、前記ヨークを介して前記超磁歪素子に荷重をかけると共に、該質量によって前記超磁歪素子の変位が外部物体に有効に伝達されるようにするボディ部と、を有することを特徴とする超磁歪スピーカーがある（特許文献２）。
【０００５】
また、従来には、面状に広がる振動板を有する発音具と、振動板の面に沿って延設して発音具に接合した振動伝播具と、振動伝播具に出力振動を伝達する振動出力用アクチュエータを備えたことを特徴とする発音構造がある（特許文献３）。具体的には、前記振動伝播具の曲げ剛性を前記振動板の曲げ剛性より大きくするものであってもよく、または、前記振動伝播具が直線状に延びる方向の異なる複数の条部を接合したもの、または、前記振動伝播具が彎曲状に延びたものであってもよい。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８４２９０号公報  （第１図〜第２図）
【特許文献２】特開２００６−３１１２５５号公報  （第１図〜第４図）
【特許文献３】特開２００５−３４８２９４号公報  （第１図〜第２１図）
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の磁歪素子ならびに発音構造を用いるスピーカーでは、効率よく振動を伝搬するに過ぎず、精度の高い音声再生が期待できない、という課題がある。磁歪素子を含むアクチュエータを振動の駆動源として、振動板ないし構造物の壁面等の曲振動を積極的に利用する従来のスピーカーでは、ピーク・ディップの激しい音圧周波数特性になりやすく、大きな音圧レベルを得るために用いる面積の大きな振動板ないし壁面の固有の響きが付いた音色になりがちになる、という課題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する課題を解決するためになされたものであり、その目的は、磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーに関し、振動板の面積が小さくても大きな音圧レベルを得ることができ、ピーク・ディップの少ない音圧周波数特性を得て、精度の高い音声再生が可能な磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、磁歪素子を含むアクチュエータと、アクチュエータの駆動力により加振される放射面部を有する振動板と、アクチュエータを固定する固定部および振動板の周囲に配置される枠部を含むフレームと、を備えるスピーカーであって、アクチュエータが、磁歪素子と、磁歪素子に磁界を作用させるコイルと、磁歪素子に連結する駆動シャフトと、を有し、振動板が、放射面部の一方端部に設けられて振動板を弾性を有して揺動可能に支持する支持部と、支持部に近接して設けられてアクチュエータの磁歪素子に連結する駆動シャフトに当接する被駆動部と、を有し、アクチュエータの磁歪素子の伸縮に応じて、振動板が、支持部を中心にして放射面部の一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動する。
【００１０】
また、本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、振動板の外周端部とフレームの枠部とを連結して、振動板を揺動可能に支持するエッジをさらに備える。
【００１１】
また、本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、振動板の放射面部における支持部を中心にして揺動する方向に沿った断面長が、支持部と被駆動部との距離により規定される距離よりも長く設定されている。
【００１２】
また、本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、振動板が、放射面部の背面側に突出してその端部が被駆動部と連結するリブ部をさらに有する。
【００１３】
また、本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、磁歪素子を含むアクチュエータと、アクチュエータの駆動力により加振される放射面部を備える振動板部を有してアクチュエータを固定する固定部および振動板部の周囲に配置される枠部を含むフレームと、を備えるスピーカーであって、アクチュエータが、磁歪素子と、磁歪素子に磁界を作用させるコイルと、磁歪素子に連結する駆動シャフトと、を有し、フレームの振動板部が、放射面部の一方端部に設けられて振動板部を弾性を有して揺動可能に支持する支持部と、支持部に近接して設けられてアクチュエータの磁歪素子に連結する駆動シャフトに当接する被駆動部と、を有し、アクチュエータの磁歪素子の伸縮に応じて、フレームの振動板部が、支持部を中心にして放射面部の一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動する。
【００１４】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１５】
本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、磁歪素子を含むアクチュエータと、アクチュエータの駆動力により加振される放射面部を有する振動板と、アクチュエータを固定する固定部および振動板の周囲に配置される枠部を含むフレームと、を備えるスピーカーである。アクチュエータは、磁歪素子と、磁歪素子に磁界を作用させるコイルと、磁歪素子に連結する駆動シャフトと、を有し、振動板は、放射面部の一方端部に設けられて振動板を弾性を有して揺動可能に支持する支持部と、支持部に近接して設けられてアクチュエータの磁歪素子に連結する駆動シャフトに当接する被駆動部と、を有する。
【００１６】
その結果、本発明のスピーカーは、アクチュエータの磁歪素子の伸縮に応じて、振動板が、支持部を中心にして放射面部の一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動する。振動板の被駆動部は、支持部に近接して設けられているので、放射面部の一方端部側の被駆動部がアクチュエータの磁歪素子に連結する駆動シャフトで振動させられると、他方の他方端部の方が大きく変位するからである。音圧はほぼ加速度に比例するので、変位が大きいほど変位を２階微分すると得られる加速度も大きくなる。
【００１７】
したがって、伸張し得る距離が動電型スピーカーの場合に比べて極めて短い磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーであっても、振動板の面積が小さくても大きな音圧レベルを得ることができる。スピーカーは、振動板の放射面部における支持部を中心にして揺動する方向に沿った断面長が、支持部と被駆動部との距離により規定される距離よりも長く設定されていれば、揺動する面積が大きくなり、より大きな音圧レベルを得ることが出来る。
【００１８】
また、好ましくは、振動板が、放射面部の背面側に突出してその端部が被駆動部と連結するリブ部をさらに有していてもよい。長径方向及び短径方向を有する細長形の振動板は、剛性を有して一体に振動する放射面部を有する平面振動板であるので、アクチュエータの磁歪素子の伸縮にほぼ比例して、矩形の振動板の他方端部が大きく変位する。したがって、振動板の曲振動を積極的に利用するピーク・ディップの激しいスピーカーではなく、入力音声信号に対して固有の響きが少ない音色の音声を再生可能な精度の高いスピーカーが実現される。
【００１９】
なお、本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、振動板をフレームと一体に形成して、アクチュエータの駆動力により加振される放射面部を備える振動板部を有してアクチュエータを固定する固定部および振動板部の周囲に配置される枠部を含むフレームを備えるものであってもよい。樹脂等により、振動板部をフレームと一体成形することで、部品点数を削減してコスト削減が可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーであっても、振動板の面積が小さくても大きな音圧レベルを得ることができ、ピーク・ディップの少ない音圧周波数特性を得て、精度の高い音声再生が可能なスピーカーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるスピーカー１を説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態によるスピーカー１の動作を説明する図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態による磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー１を説明する図である。具体的には、図１（ａ）は、スピーカー１を前面側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、スピーカー１を背面側から見た場合の斜視図である。また、図２は、スピーカー１の動作を説明する図であり、具体的には、中心線での側方Ａ−Ａ断面図である。なお、スピーカー１の一部の構造や、内部構造等は、図示を省略している。
【００２４】
本実施例のスピーカー１は、表側に長辺の長さが約２２０ｍｍで短辺の長さが約４０ｍｍの略矩形の放射面を規定する平面振動面２ａを有するスピーカー振動板２を含み、（図示しない）磁歪素子を含むアクチュエータ４によりスピーカー振動板２を振動させるスピーカーである。スピーカー振動板２は、断面がロール状のエッジ３によってその外周端を支持されており、エッジ３の外周端は、フレーム７の枠部６に固定されている。フレーム７は、スピーカー振動板２の周囲を囲む枠部６の他に、アクチュエータ４を固定する固定部５を備えている。音声信号電流が供給されるアクチュエータ４は、磁歪素子に連結する駆動シャフト８を介してスピーカー振動板２を振動させる。フレーム７の底面側には、（図示しない）ターミナルが取り付けられて、錦糸線などの（図示しない）接続線により音声信号電流が供給される。
【００２５】
スピーカー振動板２は、スピーカー１を前面視した場合に、略矩形状の平面振動面２ａを有する振動板であって、射出成形する樹脂により形成される振動板である。スピーカー振動板２は、縦に長い長径方向の一方である下方端部に設けられてスピーカー振動板２を揺動可能に支持する支持部２ｂを有している。具体的には、支持部２ｂは、平面振動面２ａから延設されてフレーム７の固定部５に連結するヒンジ部分である。したがって、スピーカー振動板２は、支持部２ｂを中心にして長径方向の下方端部よりも他方の上方端部２ｄの方が大きく変位するように揺動可能なようにフレーム７に対して固定されている。
【００２６】
スピーカー振動板２は、さらに支持部２ｂに近接して設けられてアクチュエータ４の磁歪素子に連結する駆動シャフト８に当接する被駆動部２ｃを有する。被駆動部２ｃは、スピーカー振動板２の背面側に設けられて、同じくスピーカー振動板２の背面側に設けられるリブ部２ｅに連結する。リブ部２ｅは、長径方向の中心軸に沿って伸びる主リブと、主リブから短径方向に伸びる副リブと、を含み、主リブが平面部２ａの背面側に突出してその端部が被駆動部２ｃと連結する。スピーカー振動板２は、リブ部２ｅにより剛性を高められているので、駆動シャフト８を介してアクチュエータ４の磁歪素子で発生する駆動力により一体に揺動し、駆動力の伝達ロスを防止できる。
【００２７】
エッジ３は、例えば、柔軟性を有する発泡ゴムを金型内に注入して断面がロール形状になるように加熱発泡して形成したものであり、あるいは、布材に樹脂またはゴム等を含浸してシート状に形成したもの、または、発泡ウレタン等のシート材を、フラットな断面を有するように内形および外形を略正方形に切断したエッジである。であってもよい。略矩形状のスピーカー振動板２は、長径方向に沿った長辺２辺と、短径方向に沿った上方側の短辺１辺が、エッジ３のコンプライアンスで柔軟に支持される。
【００２８】
アクチュエータ４は、（図示しない）磁歪素子と、磁歪素子に磁界を作用させる（図示しない）コイルと、をケース内に納めたアクチュエータであり、磁歪素子の上方側の一端に連結する駆動シャフト８をさらに有している。駆動シャフト８は、例えば、軽量な樹脂で成形された断面が略Ｔ字状の部材であり、スピーカー振動板２の被駆動部２ｃにＴ字の先端が当接する。したがって、本実施例のスピーカー１は、この駆動シャフト８を介してアクチュエータ４の磁歪素子の伸縮による駆動力をスピーカー振動板２に伝達し、スピーカー振動板２を振動させる。
【００２９】
図２に図示するように、スピーカー１では、スピーカー振動板２が、アクチュエータ４の磁歪素子の伸縮ｘに応じて、支持部２ｂを中心にして、長径方向の一方端部における変位量ｙ１よりも、他方の他方端部における変位量ｙ２の方が大きく変位するように揺動する。スピーカー１では、スピーカー振動板２の平面部２ａにおける支持部２ｂを中心にして揺動する方向に沿った断面長（本実施例の場合には、約２２０ｍｍ。）が、支持部２ｂと被駆動部２ｃとの距離により規定される距離（本実施例の場合には、約２０ｍｍ。）よりも長く設定されているので、スピーカー振動板２が揺動する面積が大きくなり、より大きな音圧レベルを得ることが出来る。したがって、アクチュエータ４の磁歪素子が伸張し得る距離が短くても、スピーカー振動板２の変位量を大きくすることが出来る。
【００３０】
スピーカー１では、長径方向に細長いスピーカー振動板２の被駆動部２ｃが、ヒンジ部分である支持部２ｂに近接して設けられているものの、磁歪素子を有するアクチュエータ４で発生する駆動力は応答が早くて大きいので、十分にスピーカー振動板２を揺動させることが出来る。その結果、変位を２階微分すると得られる加速度にほぼ比例する音圧も大きくできるので、本実施例のスピーカー１では、スピーカー振動板２の平面部２ａの面積が小さくても大きな音圧レベルを得ることができる。
【００３１】
長径方向及び短径方向を有する細長形のスピーカー振動板２は、リブ部２ｅにより剛性を有して一体に振動する放射面部２ａを有する平面振動板であるので、スピーカー１では、アクチュエータ４の磁歪素子の伸縮ｘと、支持部２ｂから長径方向に伸びる距離ｚにほぼ比例して、矩形のスピーカー振動板２の他方端部が大きく変位する。したがって、スピーカー振動板の曲振動を積極的に利用するピーク・ディップの激しいスピーカーではなく、入力音声信号に対して固有の響きが少ない音色の音声を再生可能な精度の高いスピーカー１が実現される。
【００３２】
なお、本実施例のスピーカー１は、細長い略矩形状のスピーカー振動板２を備える小型のスピーカー１の場合であるが、駆動シャフト８を介してアクチュエータ４により加振されるスピーカー振動板２が、長径方向及び短径方向を有する細長形状に限られるものではない。スピーカー振動板２は、放射面部２ａの外径形状にかかわらず、放射面部２ａの一方端部に支持部２ｂが設けられて、支持部２ｂに近接してアクチュエータ４の磁歪素子の駆動力を伝達する駆動シャフト８に当接する被駆動部２ｃが設けられればよい。
【００３３】
アクチュエータ４の磁歪素子の伸縮に応じて、スピーカー振動板２が、支持部２ｂを中心にして放射面部２ａの一方端部よりも他方の他方端部の方が大きく変位するように揺動するものであれば、スピーカー振動板２の放射面部２ａの外径形状は、円形でも良く、また、他の多角形形状であっても良い。本実施例の場合と同様に、音声再生能力に優れる磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーを実現できる。
【００３４】
また、本実施例のスピーカー１では、スピーカー振動板２をフレーム７と別に構成しているが、スピーカー振動板２をフレーム７とを樹脂等により一体に形成して、部品点数してコスト削減を図ることもできる。フレーム７は、アクチュエータ４の駆動力により加振される放射面部２ａを備えるスピーカー振動板２を有し、かつ、アクチュエータ４を固定する固定部５およびスピーカー振動板２の周囲に配置される枠部６を含むものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の磁歪素子を含むアクチュエータを備えるスピーカーは、ディスプレイ等の映像・音響機器に内蔵するスピーカーとしてのみならず、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するゲーム機、スロットマシン等の遊戯機、あるいは、車両用のスピーカーに特に適する。
【符号の説明】
【００３６】
１        スピーカー
２        スピーカー振動板
３        エッジ
４        アクチュエータ
５        固定部
６        枠部
７        フレーム
８        駆動シャフト
【図１】
2012044287.tif 000003
【図２】
2012044287.tif 000004