(57)【要約】      （修正有）【課題】一方向の指向性が比較的大きく、かつ一方向に垂直な方向の指向性が比較的小さい振動板を提供する。【解決手段】振動板１は、周方向の一側縁３ａ，３ｂが漸近するよう面対称に配置される一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂを備え、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂが面対称の対称面と平行方向に振動され、縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性は周方向の単位幅あたりの曲げ剛性より大きい。縦割り筒状体２ａ，２ｂは、直交方向に曲げ剛性が異なる平板状の異方性材料を用いることができ、異方性材料は、繊維強化プラスチックにすることができる。縦割り筒状体２ａ，２ｂは、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行な複数の凸条部を有することができる。【選択図】図１
2016178561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向の一側縁が漸近するよう面対称に配置される一対の縦割り筒状体を備え、この一対の縦割り筒状体が前記面対称の対称面と平行方向に振動される振動板であって、
前記縦割り筒状体の中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性が周方向の単位幅あたりの曲げ剛性より大きいことを特徴とする振動板。
【請求項２】
前記縦割り筒状体として、直交方向に曲げ剛性が異なる平板状の異方性材料を用いる請求項１に記載の振動板。
【請求項３】
前記異方性材料が、繊維強化プラスチックである請求項１又は請求項２に記載の振動板。
【請求項４】
前記縦割り筒状体が、その中心軸と平行な複数の凸条部を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の振動板。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動板を備える電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板及び電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーやマイクロフォン等の電気音響変換器に用いられる振動板として、周方向の一側縁が漸近するよう面対称に配置される一対の縦割り筒状体を備え、この一対の縦割り筒状体が前記面対称の対称面と平行方向に振動される翼状の振動板（リッフェル型振動板とも呼ばれる）が知られている（例えば特開２００２−７８０７９号公報参照）。
【０００３】
このような翼状の振動板は、一対の縦割り筒状体の中心軸と平行かつ漸近方向と平行な平面、つまり一対の縦割り筒状体の対称面における正面への指向性（以下、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性と呼ぶことがある）が比較的大きく（拡散性が小さく）、縦割り筒状体の中心軸と垂直（縦割り筒状体の対称面に垂直）な平面における正面への指向性（以下、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の指向性と呼ぶことがある）が比較的小さい（拡散性が大きい）ことが知られている。このため、翼状の振動板を用い、縦割り筒状体の中心軸を鉛直方向に配置したスピーカーは、水平方向には音を広く拡散する一方、鉛直方向には音が拡散しないため、水平面上でのスピーカーからの距離に対する音圧レベルの低下率が小さいという利点を有する。
【０００４】
このような翼状の振動板の利点をさらに顕著なものとするため、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の指向性をできるだけ小さくすると共に、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性をさらに大きくすることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７８０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記事情に鑑みて、本発明は、一方向の指向性が比較的大きく、かつ前記一方向に垂直な方向の指向性が比較的小さい振動板及び電気音響変換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた発明は、周方向の一側縁が漸近するよう面対称に配置される一対の縦割り筒状体を備え、この一対の縦割り筒状体が前記面対称の対称面と平行方向に振動される振動板であって、前記縦割り筒状体の中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性が周方向の単位幅あたりの曲げ剛性より大きいことを特徴とする振動板である。
【０００８】
当該振動板は、前記一対の縦割り筒状体の中心軸と平行方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいことによって、前記一対の縦割り筒状体の中心軸と平行な一方向には分割振動（振動の腹が複数できる状態）が生じ難く、かつ縦割り筒状体の中心軸と垂直方向には分割振動が生じ得る。これによって、当該振動板は、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性が比較的大きく、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の指向性が比較的小さい。
【０００９】
前記縦割り筒状体として、直交方向に曲げ剛性が異なる平板状の異方性材料を用いるとよい。このように、前記縦割り筒状体として、直交方向に曲げ剛性が異なる平板状の異方性材料を用いることによって、従来の振動板と同じ幾何学形状を用いつつ、容易かつ確実に、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性を比較的大きく、かつ中心軸と垂直方向の指向性を比較的小さくすることができる。
【００１０】
前記異方性材料が、繊維強化プラスチックであるとよい。このように、前記異方性材料が、繊維強化プラスチックであることによって、縦割り筒状体の曲げ剛性に大きな異方性を付与することができ、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の指向性を小さく維持しつつ、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性を容易に大きくすることができる。
【００１１】
前記縦割り筒状体が、その中心軸と平行な複数の凸条部を有するとよい。このように、前記縦割り筒状体が、その中心軸と平行な複数の凸条部を有することによって、等方性の材料を用いて縦割り筒状体の曲げ剛性に異方性を付与することができ、中心軸と垂直方向の指向性を小さく維持しつつ、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性を容易に大きくすることができる。
【００１２】
前記課題を解決するためになされた別の発明は、当該振動板を備える電気音響変換器である。
【００１３】
当該気音響変換器は、当該振動板を備えることによって、前記一対の縦割り筒状体の中心軸と平行な方向の指向性が比較的大きく、かつ中心軸と垂直な方向の指向性が比較的小さい。
【００１４】
ここで、「漸近する」とは互いの距離が連続的に小さくなり、かつその変化量が次第に小さくなることをいう。「曲げ剛性」とは、弾性率と断面二次モーメントとの積として算出される値である。なお、「弾性率」は、ＪＩＳ−Ｋ７１６１（２０１４）に準拠して測定することができる。また、「中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性」とは、縦割り筒状体の中心軸と平行な縦割り筒状体上の仮想線を折り返すように縦割り筒状体を折り曲げる際の曲げ剛性を意味し、「周方向の単位幅あたりの曲げ剛性」とは、「中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性」の場合と垂直な方向に、縦割り筒状体の中心軸と垂直な縦割り筒状体上の仮想線を折り返すように縦割り筒状体を折り曲げる際の曲げ剛性を意味する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の振動板及び電気音響変換器は、中心軸と平行方向の指向性が比較的大きく、かつ中心軸と垂直方向の指向性が比較的小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の振動板を示す模式的斜視図である。
【図２】図１の振動板を備える電気音響変換器の模式的断面図である。
【図３】本発明の図１とは異なる実施形態の振動板を示す模式的斜視図である。
【図４】図３の振動板を備える電気音響変換器の模式的断面図である。
【図５】振動板の１対の縦割り筒状体の漸近する側縁の中央１点を加振したモデルによる音圧レベルの縦割り筒状体の中心軸と平行方向の振動板正面からの角度が異なる観測位置毎の周波数特性を示すグラフである。
【図６】図５と同じ振動板のモデルによる音圧レベルの縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の振動板正面からの角度が異なる観測位置毎の周波数特性を示すグラフである。
【図７】図５とは異なる振動板のモデルによる音圧レベルの縦割り筒状体の中心軸と平行方向の振動板正面からの角度が異なる観測位置毎の周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
【００１８】
［第一実施形態］
図１に示す本発明の一実施形態に係る振動板１は、いわゆるリッフェル型の翼状振動板である。当該振動板１は、Ｘ−Ｙ−Ｚ直交座標系において、周方向の一側縁が漸近するようＹ方向に垂直なＸ−Ｚ方向の対称面Ｐを挟んで面対称に配置される一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂを備える。詳しくは、この一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂは、それぞれＸ方向に配向され、互いにＹ方向に並んで配置される。当該振動板１は、この一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂが、対称面Ｐと平行方向に、より詳しくは、縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近する側縁３ａ、３ｂは、主として一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直方向（Ｚ方向）に振動される。
【００１９】
＜縦割り筒状体＞
一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂは、それぞれ薄板状の部材から形成され、中心軸Ｃａ，ＣｂがＸ方向になるよう配置される。また、縦割り筒状体２ａ，２ｂは、漸近する側縁３ａ，３ｂの近傍領域がＸ−Ｚ平面と略平行、かつ側縁３ａ，３ｂと反対側の側縁４ａ，４ｂの近傍領域がＸ−Ｙ平面と略平行になるよう湾曲している。また、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂは、中心軸Ｃａ，Ｃｂに垂直な平面での断面形状がＸ方向位置に拘わらず略一定となるよう形成されている。なお、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの間隔は、漸近する側縁３ａ，３ｂにおいて最少となるものであればよく、漸近する側縁３ａ，３ｂが接触していてもよく、離れていてもよい。
【００２０】
縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂに垂直な平面での断面形状としては、例えば円弧、楕円弧、連続的に曲率が変化する他の形状等とすることができる。
【００２１】
縦割り筒状体２ａ，２ｂは、平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向（Ｘ方向）の単位幅あたりの曲げ剛性（弾性率に単位幅あたりの断面二次モーメントを乗じた値）が、周方向の単位幅あたりの曲げ剛性より大きい。
【００２２】
縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の周方向の単位幅あたりの曲げ剛性に対する比の下限としては、３が好ましく、４がより好ましい。一方、縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の周方向の単位幅あたりの曲げ剛性に対する比の上限としては、３００が好ましく、１００がより好ましい。縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の周方向の単位幅あたりの曲げ剛性に対する比が前記下限に満たない場合、中心軸Ｃａ，Ｃｂに平行なＸ方向の縦割り筒状体２ａ，２ｂの分割振動を抑制できず指向性が不十分となるおそれがある。また、この場合、必要な剛性を確保すると縦割り筒状体２ａ，２ｂが重くなることにより振動に必要なエネルギーが大きくなり、駆動効率が小さくなるおそれもある。逆に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の周方向の単位幅あたりの曲げ剛性に対する比が前記上限を超える場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂが過度に高価となるおそれがある。
【００２３】
縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の下限としては、０．００５Ｎ・ｍが好ましく、０．０１Ｎ・ｍがさらに好ましい。一方、縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の上限としては、１０Ｎ・ｍが好ましく、１Ｎ・ｍがさらに好ましい。縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性が前記下限に満たない場合、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の分割振動の抑制が不十分となるおそれがある。逆に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの展開状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性が前記上限を超える場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂが過度に高価となるおそれがある。
【００２４】
縦割り筒状体２ａ，２ｂの平均厚さの下限としては、材質にもよるが、５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。一方、縦割り筒状体２ａ，２ｂの平均厚さの上限としては、８００μｍが好ましく、５００μｍがより好ましい。縦割り筒状体２ａ，２ｂの平均厚さが前記下限に満たない場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂの強度が不十分となるおそれがある。逆に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの平均厚さが前記上限を超える場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂが重くなり、振動に必要なエネルギーが大きくなることにより、駆動効率が小さくなるおそれがある。
【００２５】
縦割り筒状体２ａ，２ｂを形成する材料としては、弾性率に異方性を有する材料が好ましい。このように、縦割り筒状体２ａ，２ｂを形成する材料として弾性率に異方性を有する材料を使用することによって、比較的容易に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性を周方向の単位幅あたりの曲げ剛性よりも大きくすることができる。
【００２６】
縦割り筒状体２ａ，２ｂを形成するために用いられる弾性率に異方性を有する材料としては、例えば樹脂マトリックス中に引き揃えられた複数の繊維を含む繊維強化プラスチック、一軸延伸フィルム、液晶ポリマー、木材等が挙げられる。
【００２７】
前記繊維強化プラスチックとしては、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、高弾性率ポリエチレン繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）、繊維強化プラスチック（ＺＦＲＰ）等が挙げられる。
【００２８】
前記繊維強化プラスチックの製造方法としては、例えば繊維に樹脂組成物を含浸した１又は複数のプリプレグを金型内で加圧しながら焼成する方法等が挙げられる。
【００２９】
前記一軸延伸フィルムは、樹脂組成物を一方向に延伸して分子に配向性を付与したものである。一軸延伸フィルムを形成する樹脂組成物の主成分としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。なお、主成分とは、含有量が５０質量％以上、好ましくは８０質量％以上である成分を意味する。
【００３０】
前記液晶ポリマーとしては、例えばエチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、フェノール及びフタル酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体等を主成分とする樹脂組成物が挙げられる。
【００３１】
前記木材としては、特に針葉樹が好ましく、樹脂を含浸して補強したものを使用してもよい。
【００３２】
縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の弾性率の下限としては、３０ＧＰａが好ましく、５０ＧＰａがより好ましい。一方、縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の弾性率の上限としては、５００ＧＰａが好ましく、２００ＧＰａがより好ましい。縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の弾性率が前記下限に満たない場合、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の分割振動の抑制が不十分となるおそれがある。逆に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の弾性率が前記上限を超える場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂが過度に高価となるおそれがある。
【００３３】
縦割り筒状体２ａ，２ｂの密度の下限としては、８００ｋｇ／ｍ３が好ましく、１，０００ｋｇ／ｍ３がより好ましい。一方、縦割り筒状体２ａ，２ｂの密度の上限としては、４，６００ｋｇ／ｍ３が好ましく、３，０００ｋｇ／ｍ３がより好ましい。縦割り筒状体２ａ，２ｂの密度が前記下限に満たない場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂの曲げ剛性が不十分となるおそれがある。逆に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの密度が前記上限を超える場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂの振動に必要なエネルギーが大きくなるので駆動効率が小さくなるおそれがある。
【００３４】
＜利点＞
当該振動板１は、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいことによって、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行なＸ方向には分割振動が生じ難いので、Ｘ方向の指向性が比較的大きい。また、当該振動板１は、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直なＹ方向には分割振動が生じ得るので、Ｙ方向の指向性が比較的小さい。
【００３５】
［電気音響変換器］
図２に示す本発明の一実施形態に係る電気音響変換器は、図１の振動板１と、一対の支持部５ａ，５ｂと、被駆動部６と、導電パターン７と、磁石８と、一対のヨーク９ａ，９ｂと、筐体１０とを備える。
【００３６】
（支持部）
前記一対の支持部５ａ，５ｂは、当該振動板１の一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの互いに漸近しない側縁４ａ，４ｂにそれぞれ連接して設けられる。この一対の支持部５ａ，５ｂは、当該振動板１の漸近しない側縁４ａ，４ｂをＺ方向に往復移動可能に支持する。
【００３７】
この支持部５ａ，５ｂの材質は、特に限定されないが、縦割り筒状体２ａ，２ｂと同一の材料で縦割り筒状体２ａ，２ｂと一体に形成することができる。
【００３８】
この支持部５ａ，５ｂの形状としては、当該振動板１の漸近しない側縁４ａ，４ｂをＺ方向に往復移動可能に支持できればよいが、例として、図示するようにＺ方向に突出するたわみを形成するよう湾曲又は屈曲した形状とすることができる。
【００３９】
このように支持部５ａ，５ｂは、たわみを有することによって、縦割り筒状体２ａ，２ｂと比べて周方向の曲げ剛性が十分に小さくなることで容易に曲げ変形し、縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近しない側縁４ａ，４ｂのＺ方向の往復移動、つまり当該振動板１全体のＺ方向の往復移動を可能にする。
【００４０】
（被駆動部）
前記被駆動部６は、当該振動板１の一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの互いに漸近する側縁３ａ，３ｂから延出するよう設けられる。この被駆動部６は、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近する側縁３ａ，３ｂに他の部材を接続して形成してもよく、縦割り筒状体２ａ，２ｂと一体に形成、つまり一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近する側縁３ａ，３ｂ近傍を互いに貼り合わせること、又は別の部材の両面に張り付けることによって形成してもよい。
【００４１】
また、この被駆動部６は、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近する側縁３ａ，３ｂ上の１又は複数の領域上に部分的に設けられてもよい。この場合、以下の導電パターン７、磁石８及びヨーク９ａ，９ｂも、この被駆動部６に対応する１又は複数の部分に設けることが好ましい。また、縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近する側縁３ａ，３ｂ全体に沿って設けられた一つの被駆動部６に、以下の導電パターン７、磁石８及びヨーク９ａ，９ｂを複数組配置してもよい。
【００４２】
（導電パターン７）
前記導電パターン７は、被駆動部６の表面又は内部に、通電可能に形成される。
【００４３】
（磁石）
前記磁石８は、被駆動部６と干渉することなく、導電パターン７に磁束を印加できるよう配置される。
【００４４】
（ヨーク）
前記一対のヨーク９ａ，９ｂは、磁石８のＳ極又はＮ極に接し、かつ被駆動部６及び導電パターン７を間隔を空けて挟み込むように配置される。これによって、ヨーク９ａ，９ｂは、磁石８の磁束を導電パターン７に集中的に印加するよう案内する。
【００４５】
（筐体）
筐体１０は、当該振動板１の一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近しない側縁４ａ，４ｂを前記支持部５ａ，５ｂを介して支持すると共に、磁石８及び一対のヨーク９ａ，９ｂを保持する。
【００４６】
＜作用＞
当該電気音響変換器は、導電パターン７に電流を流すことによって形成される磁束と磁石８が形成する磁束との吸引及び反発により、縦割り筒状体２ａ，２ｂを中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直なＺ方向に振動させることができる。これにより、当該電気音響変換器は、空気振動を発生、つまり電気信号を音響信号に変換するスピーカーとして使用することができる。
【００４７】
また、当該電気音響変換器は、縦割り筒状体２ａ，２ｂが空気振動を受けることにより中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直なＺ方向に振動するので、磁石８が形成する磁界内で導電パターン７が振動し、導電パターン７に起電力を発生する。つまり、当該電気音響変換器は、音響信号を電気信号に変換するマイクロフォンとして使用することもできる。
【００４８】
＜利点＞
当該電気音響変換器は、先に説明したように、当該振動板１の縦割り筒状体２ａ，２ｂが、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行なＸ方向には分割振動が生じ難く、中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直なＹ方向には分割振動が生じ得るので、Ｘ方向の指向性が比較的大きく、かつＹ方向の指向性が比較的小さい。
【００４９】
また、当該電気音響変換器は、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行なＸ方向には分割振動が生じ難いことによって、一対の縦割り筒状体２ａ，２ｂの漸近する側縁３ａ，３ｂの一部に被駆動部６が設けられる場合にも、Ｘ方向に大きい指向性かつＹ方向に小さい指向性で音響信号を電気信号に又は電気信号を音響信号に変換することができる。
【００５０】
［第二実施形態］
図３に示す本発明の図１とは異なる実施形態に係る振動板１１は、周方向の一側縁が漸近するようＹ方向に垂直なＸ−Ｚ方向の対称面Ｐを挟んで面対称に配置される一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂを備える。この一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂは、中心軸Ｃａ，ＣｂがＸ方向となるよう配置される。当該振動板１１は、この一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが、対称面Ｐと平行方向に振動される。より詳しくは、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの漸近する側縁１３ａ、１３ｂは、主として一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直方向（Ｚ方向）に振動される。
【００５１】
＜縦割り筒状体＞
当該振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂは、漸近する側縁１３ａ，１３ｂの近傍領域がＸ−Ｚ平面と略平行、かつ反対側の側縁１４ａ，１４ｂの近傍領域がＸ−Ｙ平面と略平行になるよう湾曲しており、中心軸Ｃａ，Ｃｂに垂直な平面での断面形状が、略一定となるよう形成されている。
【００５２】
また、一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂは、それぞれ薄板状の板状本体１５と、この板状本体１５の少なくとも一方の面側に突出するよう、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行に形成される複数の凸条部１６とを有する。この凸条部１６は、好ましくは、板状本体１５の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂ同士の対向面と反対の面側に形成される。
【００５３】
（板状本体）
板状本体１５の平均厚さの下限としては、１００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。一方、板状本体１５の平均厚さの上限としては、８００μｍが好ましく、５００μｍがより好ましい。縦割り筒状体２ａ，２ｂの平均厚さが前記下限に満たない場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂの強度が不十分となるおそれがある。逆に、縦割り筒状体２ａ，２ｂの平均厚さが前記上限を超える場合、縦割り筒状体２ａ，２ｂが重くなり、振動に必要なエネルギーが大きくなることにより、駆動効率が小さくなるおそれがある。
【００５４】
（凸条部）
凸条部１６は、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの片面の略全面に、互いに間隔を空けて平行に形成される。複数の凸条部１６は、それぞれ略一定の断面形状を有することが好ましく、それぞれの断面形状が等しいことがより好ましい。また、複数の凸条部１６は、略等間隔で形成されることが好ましい。
【００５５】
凸条部１６の断面形状としては、例えば方形、三角形、半円形等とすることができる。凸条部１６は、内部に中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行に伸びる空洞を有してもよい。また、板状本体１５の凸条部１６に隣接する部分に中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行に伸びる空洞が形成されてもよい。
【００５６】
凸条部１６は、例えば金型等を用いて板状本体１５と一体に形成してもよく、板状本体１５に他の材料を貼り合わせることにより形成してもよい。板状本体１５を複数のシート状の材料を貼り合わせることにより形成する場合、棒状又は管状の複数の芯材を中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行配置してシート状の材料の間に挟み込むことで、複数の凸条部１６を形成することができる。
【００５７】
凸条部１６の平均高さの板状本体１５の平均厚さに対する比の下限としては、０．５が好ましく、０．８がより好ましい。一方、凸条部１６の平均高さの板状本体１５の平均厚さに対する比の上限としては、５が好ましく、３がより好ましい。凸条部１６の平均高さの板状本体１５の平均厚さに対する比が前記下限に満たない場合、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、凸条部１６の平均高さの板状本体１５の平均厚さに対する比が前記上限を超える場合、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが過度に重くなり、駆動効率が小さくなるおそれがある。
【００５８】
凸条部１６の平均幅の板状本体１５の平均厚さに対する比の下限としては、０．７が好ましく、１がより好ましい。一方、凸条部１６の平均幅の板状本体１５の平均厚さに対する比の上限としては、２０が好ましく、１０がより好ましい。凸条部１６の平均幅の板状本体１５の平均厚さに対する比が前記下限に満たない場合、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、凸条部１６の平均幅の板状本体１５の平均厚さに対する比が前記上限を超える場合、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが過度に重くなり、駆動効率が小さくなるおそれがある。
【００５９】
凸条部１６の平均幅の凸条部１６間の平均間隔に対する比の下限としては、０．２が好ましく、０．３がより好ましい。一方、凸条部１６の平均幅の凸条部１６間の平均間隔に対する比の上限としては、５が好ましく、３がより好ましい。凸条部１６の平均幅の凸条部１６間の平均間隔に対する比が前記下限に満たない場合、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、凸条部１６の平均幅の凸条部１６間の平均間隔に対する比が前記上限を超える場合、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが過度に重くなり、駆動効率が小さくなるおそれがある。
【００６０】
凸条部１６は、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向（Ｘ方向）の単位幅あたりの曲げ剛性を増大させるが、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの周方向の単位幅あたりの曲げ剛性には大きく寄与しない。つまり、凸条部１６は、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂは、平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性を周方向の単位幅あたりの曲げ剛性よりも大きくする。
【００６１】
図３の振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの曲げ剛性等の特性は、図１の振動板１の縦割り筒状体２ａ，２ｂと同様とすることができる。従って、図３の振動板１１について、特に言及しない構成は、図１の振動板１と同様とすることができる。ただし、図３の振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの周方向の単位幅あたりの曲げ剛性は、応力集中により実質的に曲げが作用する凸条部１６のない位置での断面から算出する。
【００６２】
当該振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂは、前記凸条部１６を有するので、等方性の材料のみで形成しても、割り縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の曲げ剛性を周方向の曲げ剛性よりも大きくすることができる。
【００６３】
また、当該振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂは、図１の振動板１の縦割り筒状体２ａ，２ｂと同様に、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行なＸ方向の弾性率が大きい異方性材料で形成することによって、平板状に展開した状態での中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性の周方向の単位幅あたりの曲げ剛性に対する比をさらに大きくすることができる。
【００６４】
当該振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂを形成し得る等方性の材料としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、変性ゴム樹脂、フェノール樹脂等を主成分とする樹脂組成物を用いることができる。また、樹脂組成物の主成分は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のどちらでもよい。また、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂを形成する樹脂組成物は、例えばフィラー、添加剤等を含んでもよい。
【００６５】
＜利点＞
当該振動板１１は、一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが凸条部１６を有するので、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行方向の曲げ剛性が周方向の曲げ剛性より大きいことによって、Ｘ方向の指向性が比較的大きく、かつＹ方向の指向性が比較的小さい。
【００６６】
［電気音響変換器］
図４に示す本発明の一実施形態に係る電気音響変換器は、図３の振動板１１と、被駆動部１７と、導電パターン１８と、磁石１９と、一対のヨーク２０ａ，２０ｂと、筐体２１とを備える。
【００６７】
（被駆動部）
図４の電気音響変換器における被駆動部、導電パターン１８、磁石１９及びヨーク２０ａ，２０ｂは、図２の電気音響変換器における被駆動部６、導電パターン７、磁石８及びヨーク９ａ，９ｂと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００６８】
（筐体）
図４の電気音響変換器において、筐体２１は、当該振動板１１の一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの漸近しない側縁１４ａ，１４ｂを直接支持すると共に、磁石１９及び一対のヨーク２０ａ，２０ｂを保持する。このため、図４の電気音響変換器において、縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの漸近しない側縁１４ａ，１４ｂは、筐体２１によって移動不能に固定されている。
【００６９】
＜作用＞
図４の電気音響変換器は、一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂの漸近しない側縁１４ａ，１４ｂが固定されているが、一対の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが漸近しない側縁１４ａ，１４ｂを節とする振動をすることができる。このため、図４の電気音響変換器は、図２の電気音響変換器と同様に、電気信号を音響信号に変換するスピーカー又は音響信号を電気信号に変換するマイクロフォンとして使用することができる。
【００７０】
＜利点＞
当該電気音響変換器は、先に説明したように、当該振動板１１の縦割り筒状体１２ａ，１２ｂが、中心軸Ｃａ，Ｃｂと平行なＸ方向には分割振動が生じ難く、中心軸Ｃａ，Ｃｂと垂直なＹ方向には分割振動が生じ得るので、Ｘ方向の指向性が比較的大きく、かつＹ方向の指向性が比較的小さい。
【００７１】
［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００７２】
例えば、電気音響変換器の実施形態は、当該振動板とそれ以外の構成との組合せを限定するものではない。具体例として、支持部の有無等は、当該振動板の実施形態に関係なく選択することができる。
【００７３】
当該振動板は、縦割り筒状体の中心軸に沿って縦割り筒状体の配置に係る対称面に垂直な方向の幅が一定でなくてもよい。換言すると、当該振動板は、縦割り筒状体の対称面に平行かつ縦割り筒状体の中心軸に垂直な方向から見た縦割り筒状体の投影形状が方形でなくてもよい。具体的には、当該振動板は、前記方向から見た縦割り筒状体の投影形状が、例えば円形、楕円形等であってもよい。
【００７４】
［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００７５】
当該振動板において、縦割り筒状体を形成する異方性材料は、縦割り筒状体の中心軸と平行方向に伸びるよう形成される複数の空洞又は低弾性材料含有部を有するもの等、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の曲げ剛性に比べて、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の曲げ剛性が小さくなるような内部構造を有するものであってもよい。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００７７】
本発明に係る振動板の実施例をコンピュータ上でモデリングし、振動板の一対の縦割り筒状体の漸近しない側縁を固定して漸近する側縁上の中央１点を振動させた場合にそれぞれ複数の観測点において観測される音圧レベルの周波数特性をシミュレーションにより解析した。つまり、本発明の実施例に係る振動板をスピーカー用振動板として用いたときに得られる音の拡散の程度、すなわち振動板の実施形態のモデルの指向性をシミュレーションにより確認した。
【００７８】
＜振動板のモデル＞
振動板のモデルとしては、実現可能なものとして、炭素繊維を一方向に引き揃えたシート状のプリプレグを３枚積層して焼成したものを想定した。
【００７９】
具体的には、振動板のモデルとしては、一対の縦割り筒状体の厚さが２７０μｍで一定、密度が１，５３７ｋｇ／ｍ３、縦割り筒状体の中心軸方向の長さが３０ｃｍ、縦割り筒状体の断面形状が中心角９０°の円弧状、縦割り筒状体の半径が３ｃｍ、縦割り筒状体の中心軸方向の弾性率が１１０ＧＰａ、縦割り筒状体の周方向の弾性率が７．８ＧＰａのモデルを用いた。
【００８０】
つまり、シミュレーションに用いた振動板のモデルは、縦割り筒状体の展開状態での中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性が０．１８Ｎ・ｍであり、縦割り筒状体の周方向の単位幅あたりの曲げ剛性が０．０１３Ｎ・ｍである。従って、縦割り筒状体の展開状態での中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性は、周方向の単位幅あたりの曲げ剛性の約１４倍である。
【００８１】
＜シミュレーション＞
前記振動板のモデルについて、一対の縦割り筒状体の漸近する側縁の中央を基準位置とし、この基準位置から１ｍ離れた、振動板からの角度が異なる複数の観測点において観測される音圧レベルと周波数との関係をそれぞれシミュレーションした。前記複数の観測点の位置としては、前記基準位置の振動方向正面を０°とし、縦割り筒状体の中心軸に平行方向の角度（縦割り筒状体の対称面に振動方向の交線を形成する平面内での振動方向正面に対する角度）、及び縦割り筒状体の中心軸に垂直方向の角度（対称面内での振動方向正面に対する角度）をそれぞれ１５°毎に０°から６０°までをシミュレーションした。
【００８２】
図５に、前記振動板のモデルについて、観測点を縦割り筒状体の中心軸と平行方向に角度を変えたシミュレーション結果を示す。また、図６に、前記振動板のモデルについて、観測点を縦割り筒状体の中心軸と垂直方向に角度を変えたシミュレーション結果を示す。
【００８３】
図５に示されるように、前記振動板のモデルでは、特に１００Ｈｚから１ｋＨｚまでの周波数範囲において、縦割り筒状体の中心軸と平行方向に振動板正面からの角度が大きくなる程観測される音圧レベルが小さくなっている。しかし、１ｋＨｚ以上では、縦割り筒状体の中心軸と平行方向に分割振動するため同方向に音を拡散して指向性が小さい。
【００８４】
一方、図６を確認すると、前記振動板のモデルでは、可聴域全ての周波数において、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の振動板正面からの角度によっては、観測される音圧レベルがあまり変化しない。つまり、振動板のモデルは、縦割り筒状体の中心軸と垂直方向には音を略均等に拡散させ、指向性が非常に小さく、指向性がないと言って差し支えない。
【００８５】
＜振動板の理想モデル＞
続いて、前記振動板のモデルの縦割り筒状体の中心軸方向の曲げ振動を抑制した理想モデル（実現可能性を確認していないモデル）を用いて、前記と同様に、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の角度毎の音圧レベルのシミュレーションを行った。
【００８６】
このシミュレーションの結果、図７のような結果が得られた。このモデルでは、１００ｋＨｚ以上の全ての測定周波数範囲において、縦割り筒状体の中心軸と平行方向に振動板正面からの角度が大きくなる程、観測される音圧レベルが小さくなった。つまり、当該振動板において、縦割り筒状体の展開状態での中心軸と平行方向の単位幅あたりの曲げ剛性を周方向の単位幅あたりの曲げ剛性に比して大きくすることによって、縦割り筒状体の中心軸と平行方向の指向性を大きく、かつ縦割り筒状体の中心軸と垂直方向の指向性を小さくできることが確認できた。
【００８７】
以上のシミュレーションによって、本発明により、一方向の指向性が比較的大きく、かつ前記一方向と垂直な方向の指向性が比較的小さい振動板及び電気音響変換器を提供できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の振動板及び電気音響変換器は、指向性スピーカー又は指向性マイクロフォンに好適に利用される。
【符号の説明】
【００８９】
１，１１  振動板
２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂ  縦割り筒状体
３ａ，３ｂ，１３ａ，１３ｂ  側縁
４ａ，４ｂ，１４ａ，１４ｂ  側縁
１５  板状本体
１６  凸条部
５ａ，５ｂ  支持部
６，１７  被駆動部
７，１８  導電パターン
８，１９  磁石
９ａ，９ｂ，２０ａ，２０ｂ  ヨーク
１０，２１  筐体
Ｃａ，Ｃｂ  中心軸
Ｐ  対称面
【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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