(57)【要約】【課題】複数の振動発生装置に伴う振動板の振動を簡単に制御して所望の音質および音量を確保できるとともに、高温多湿の過酷な環境を含む様々な環境下でほぼ制限無く使用できる、耐久性の優れたコンパクトで持ち運びし易い組立性の良好な平面スピーカを提供する。【解決手段】本発明に係る平面スピーカ１は、繊維強化プラスチックにより形成される略平面状の振動板２と、振動板２に取り付けられるとともに、入力される電気信号を振動に変換して振動板２に伝える複数の振動発生装置２０と、振動板２上に取り付けられるとともに、振動板２を伝搬する振動の減衰率を制御するリブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃとを備える。【選択図】  図１
2017050651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチックにより形成される略平面状の振動板と、
前記振動板に取り付けられるとともに、入力される電気信号を振動に変換して前記振動板に伝える複数の振動発生装置と、
前記振動板上に取り付けられるとともに、前記振動板を伝搬する振動の減衰率を制御するリブと、
を備えることを特徴とする平面スピーカ。
【請求項２】
前記リブは、前記振動板の全体にわたって振動の振幅を平滑化することを特徴とする請求項１に記載の平面スピーカ。
【請求項３】
前記振動板が炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の平面スピーカ。
【請求項４】
前記リブが略Ｌ字型の断面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の平面スピーカ。
【請求項５】
前記振動板は、２つの平行な長辺と２つの平行な短辺とを有する長方形状を成し、
前記振動発生装置は、円形を成すとともに、その中心が前記振動板の前記短辺間のほぼ中央に位置されるように前記振動板上に２つ取り付けられ、
前記振動発生装置の一方は、その中心が前記振動板の一方の前記長辺から前記短辺の長さの１／４の距離だけ内側に離れて位置されるように前記振動板上に固定され、前記振動発生装置の他方は、その中心が前記振動板の他方の前記長辺から前記短辺の長さの１／４の距離だけ内側に離れて位置されるように前記振動板上に固定され、
前記リブは、２つの前記振動発生装置の間に位置する第１のリブと、２つの前記振動発生装置を挟むようにこれらの振動発生装置の両側に位置される第２および第３のリブとを有する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の平面スピーカ。
【請求項６】
前記平面スピーカを設置するための設置壁上に固定されるとともに、前記振動板をスライド自在に受ける固定枠を更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の平面スピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の振動発生装置を備える平面スピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状の振動板に複数の振動発生装置を取り付けて成る平面スピーカは従来から様々な形態のものが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。このような平面スピーカでは、例えば、外部から入力されて微弱な電流に変換された音声信号がアンプで増幅されて振動発生装置に送られる。そして、前記電流に基づいて振動発生装置により発生される振動が振動板に与えられることにより音響が発生される。
【０００３】
また、振動発生装置は、例えば、磁石と該磁石に対向して設けられるコイルとから成り、磁石により発生される磁界と直交する方向でコイルに電流（前述した外部入力微弱電流）を流してコイルと磁界との間でフレミングの左手の法則に従った力を発生させて例えば振動ロッドを振動させることにより、振動ロッドを振動板に当接させて振動板を振動させる（したがって、電気信号を振動（音響信号）に変換する）ようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００３／０７３７８７号
【特許文献２】特開２００３−１７４６９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、振動発生装置が複数存在する平面スピーカの場合には、各振動発生装置から発生される振動に基づいて共振が起こるなどして、所定の幾つかの周波数で音響強度にピークが生じ、エコーがかかっているように聴こえる現象が起こり得る。これは、エコーが望ましくない音響環境においては問題となる。
【０００６】
また、大音量を要するスピーカは、一般に、大型化して大きな設置スペースを必要とすることから、大きなスペースを確保できない環境での設置には不向きであるが、省スペースで大音量のスピーカを設置したいニーズもある。また、近年のように多様化する音響環境では、過酷な環境下でも制限なくスピーカを設置できることが望まれるが、高温多湿の環境下などでは、振動板等の素材の耐久性を維持できない場合がある。
【０００７】
更に、ディスプレイなどでプロモーション用に使用する音響設備では、容易に搬送して簡単に組み立てられるコンパクトなスピーカーが求められている。
【０００８】
本発明は、前述した問題に着目してなされたものであり、複数の振動発生装置に伴う振動板の振動を簡単に制御して所望の音質および音量を確保できるとともに、高温多湿の過酷な環境を含む様々な環境下でほぼ制限無く使用できる、耐久性の優れたコンパクトで持ち運びし易い組立性の良好な平面スピーカ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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の平面スピーカは、繊維強化プラスチックにより形成される略平面状の振動板と、前記振動板に取り付けられるとともに、入力される電気信号を振動に変換して前記振動板に伝える複数の振動発生装置と、前記振動板上に取り付けられるとともに、前記振動板を伝搬する振動の減衰率を制御するリブとを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、振動板を伝搬する振動の減衰率を制御するリブが振動板に取り付けて設けられるため、スピーカの用途や、必要とされる音響効果、あるいは、振動板の寸法などに応じて、振動板に対するリブの取り付け位置を適切に選択するだけで、複数の振動発生装置に伴う振動板の振動を簡単に制御して（例えば、複数の振動発生装置に伴う共振を抑制することにより、あるいは、音響強度のピークが生じないように振動板の全体にわたって振動の振幅を平滑化することにより）所望の音質および音量を確保できる。特に、平面スピーカを設置するための設置壁に振動板を直接に取り付ければ、振動板の振動が壁面にも伝達され、より大きな音量を低出力の音響アンプでも実現できる。また、振動板が繊維強化プラスチックにより形成されるため、軽量で持ち運びし易いとともに、耐久性に優れ、高温多湿の過酷な環境を含む様々な環境下でほぼ制限無く使用できる。また、振動板に振動発生装置とリブとを取り付けるだけで済むため、コンパクト化も実現でき、組み立ても容易（組立性が良好）である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の振動発生装置に伴う振動板の振動を簡単に制御して所望の音質および音量を確保できるとともに、高温多湿の過酷な環境を含む様々な環境下でほぼ制限無く使用できる、耐久性の優れたコンパクトで持ち運びし易い組立性の良好な平面スピーカが得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面スピーカの全体構成を示す概略平面図である。
【図２】振動板に取り付けられるリブの部分斜視図である。
【図３】振動板に振動発生装置が取り付けられた、図１の平面スピーカの部分組み付け状態を示す斜視図である。
【図４】振動板に取り付けられる振動発生装置の構成を示す斜視図である。
【図５】図１の平面スピーカの設置形態の一例を示す斜視図である。
【図６】図１の平面スピーカの構成要素となり得る固定枠の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る平面スピーカ１は、繊維強化プラスチックにより形成される略平面状の振動板２と、振動板２に取り付けられるとともに、入力される電気信号を振動に変換して振動板２に伝える複数の振動発生装置２０と、振動板２上に取り付けられるとともに、振動板２を伝搬する振動の減衰率を制御するリブ３０とを備える。特に、本実施形態では、振動発生装置２０が２つ設けられるとともに、リブ３０が３つのリブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃから成るが、振動発生装置２０およびリブ３０の数はこれらに限らず、用途等に応じて任意に設定できる。なお、この平面スピーカ１では、例えば、外部から入力されて微弱な電流に変換された音声信号がアンプ（図示せず）で増幅されて振動発生装置２０に送られる。そして、前記電流に基づいて振動発生装置２０により発生される振動が振動板２に与えられることにより音響が発生される。
【００１４】
振動板２は、前述したように、マトリックス樹脂が繊維により強化されて成る繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって形成される。マトリックス樹脂としは、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などを挙げることができるが、環境変化に対する耐久性を考慮すると、エポキシ樹脂がポリエステル樹脂よりも好ましい。また、強化繊維としては、炭素繊維が挙げられるが、他の種類の繊維であっても構わない。なお、本実施形態では、振動板２が２つの平行な短辺２ａ，２ｂと２つの平行な長辺２ｃ，２ｄとを有する長方形状に形成されるが、円形、楕円形など、他の形状の平板であっても構わない。
【００１５】
振動板２は、発生する音の周波数特性を考慮して形成される。例えば、振動板２は、炭素繊維補強の場合、炭素繊維の引張弾性率が２３．５ｔｆ／ｍｍ2以上で且つ樹脂の含有率が３７％よりも少ないことが好ましい。強化繊維は、振動板２の縦方向および横方向を含めてこれらの方向に対して角度を成す多方向に配向されてもよい。特に、本実施形態では、繊維方向が互いに異なる複数の樹脂層を積層することにより振動板２が形成される。その場合、積層数は４層以上であることが望ましい。
【００１６】
振動板２の縦横寸法は、７００ｍｍ×７００ｍｍ以上であることが好ましく、特に本実施形態のように長方形の場合には、例えば、短辺２ａ，２ｂが９８０ｍｍに設定され、長辺２ｃ，２ｄが１２００ｍｍに設定される。振動板２の厚さは１．５ｍｍ以上であることが好ましく、本実施形態では例えば３ｍｍに設定される。なお、音量（音の大きさ）は振動板２の面積に比例するが、振動板２の少なくとも一部をボックス型にするなどして面積を大きくすれば、全体の縦横寸法を大きくすることなく大きな音量を得ることもできる。
【００１７】
なお、振動板２は、それが円形の場合には、その中心から振動発生装置２０をずらすことにより、振動発生装置２０から発生した振動に対して様々な共振周波数を有する部位を作ることができる。そのため、長方形や楕円形の振動板２を使用することで、より変化に富んだ振動周波数に対応することができる。
【００１８】
また、ＦＲＰ製の振動板２は、その外周縁で繊維の端縁が露出するため、破損や怪我を防止するために、図３および図５に示されるように振動板２の外周縁の少なくとも一部に合成樹脂やゴム等から成る保護部材４を取着することが好ましい。この場合、保護部材４は、振動板２に対して嵌合及び／又は接着により取り付けられる。なお、この保護部材４は、後述するように振動板２を固定枠１０に固定する際に（図５参照）、振動板２と固定枠１０との間に形成される場合がある隙間を埋める（隙間の形成を防止する）役目を果たすこともできる。
【００１９】
振動を発生して振動板２に伝える振動発生装置２０は、前述したように振動板２に取り付けられるが、特に本実施形態では、厚みが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍのアクリルフォームを基材とした接着力が２０Ｎ／ｃｍ以上のアクリル樹脂粘着剤を用いて、振動板２の背面に取り付けられる。しかしながら、振動発生装置２０は、粘着剤以外の取り付け手段により、振動板２の表面に取り付けられても構わない。
【００２０】
また、振動発生装置２０は、例えば、磁石（図示せず）と該磁石に対向して設けられるコイル（図示せず）とから成り、磁石により発生される磁界と直交する方向でコイルに電流（前述した外部入力微弱電流）を流してコイルと磁界との間でフレミングの左手の法則に従った力を発生させて例えば振動ロッドを振動させることにより、振動ロッドを振動板に当接させて振動板を振動させる（したがって、電気信号を振動（音響信号）に変換する）ようになっている。
【００２１】
この場合、振動ロッドと振動板２との間に介在する前述したアクリルフォームの厚さや硬度を調整パラメータとして、発生する音域を調整してもよい。アクリルフォームの硬度を低くし或いはアクリルフォームの厚さを大きくすると、低周波域が強調され、一方、薄く高硬度にすると、高周波域が強調される。これを利用して、様々な種類の音域を強調する振動発生装置２０を振動板２に複数取り付けることにより、再生する音質を所望の音質に調整できる。
【００２２】
また、振動発生装置２０は、ステレオ再生機能を得る場合には、円形を成して、その中心が図１に示されるように振動板２の短辺２ａ，２ｂ間のほぼ中央（長辺２ｃ，２ｄの長さＨの二等分線に相当する中心線Ｏ上）に位置されるように振動板２上に取り付けられる。具体的には、図１に示されるように、振動発生装置２０の一方は、その中心Ｏ１が振動板２の一方の長辺２ｃから短辺２ａ，２ｂの長さＬの１／４の距離（Ｌ／４）だけ内側に離れて位置されるように振動板２上に固定され、また、振動発生装置２０の他方は、その中心Ｏ２が振動板２の他方の長辺２ｄから短辺２ａ，２ｂの長さの１／４の距離（Ｌ／４）だけ内側に離れて位置されるように振動板２上に固定される。しかしながら、振動板２に対する振動発生装置２０の設置位置はこれに限らない。
【００２３】
また、再生する音質に歪音が生じないようにするためには、図示しない前述したアンプと振動発生装置２０とを繋ぐリード線２４（図４参照）が振動板２に直接に接触しないようにしなければならない。そのため、本実施形態では、例えば、リード線２４を厚さが５ｍｍ以上のウレタンまたはアクリルフォームを基材とした粘着性テープにより振動板２に固定する、あるいは、図４に示されるように振動発生装置２０に隣接して振動板２に取り付けられる合成樹脂発泡体２３の上にリード線２４を載置する。
【００２４】
なお、本実施形態では、振動発生装置２０を保護する目的、および、リード線２４を浮かせる目的で、左右の各振動発生装置２０を個別にそれと対応して隣接する合成樹脂発泡体２３と共に外側から覆うカバー体２５が振動板２に取り付けられる。この場合、カバー体２５は、振動板２の振動に伴ってカバー体２５が共振して異音を発生させないように、基材に発泡材を用いた両面テープ等を用いて振動板２に取り付けられる。
【００２５】
また、前述したように、本実施形態の平面スピーカ１は、振動板２を伝搬する振動の減衰率を制御する少なくとも１つのリブ３０、本実施形態では、略Ｌ字型の断面を有する３つのリブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（図２参照）を有する。これらのリブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、例えばその剛性を高めて振動板２を伝搬する振動を大きく減衰できるようにＦＲＰにより形成されるが、他の材料により形成されてもよく、あるいは、他の断面形状を有しても構わない。なお、リブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、例えばエポキシ系接着剤やアクリルフォームを基材とした両面接着テープを用いて振動板２の表面または裏面に取り付けられる。
【００２６】
また、本実施形態において、リブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、図２に示されるように、高さ寸法Ａ×幅（横）寸法Ｂが例えば６０ｍｍ×６０ｍｍに設定され、また、厚さ寸法が１．５ｍｍに設定される。また、各リブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの長さ（縦）寸法Ｃは、全て同じであってもよく或いは異なっていてもよく、振動板２の寸法や振動減衰量に応じて、あるいは、リブが取り付けられる振動板２の位置に応じて、適宜に設定される。すなわち、これらのリブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、その素材や寸法によって及び／又はリブが取り付けられる振動板２の位置によって、振動板２を伝搬する振動の減衰率を制御する。
【００２７】
振動の減衰率を制御する一例として、所定の幾つかの周波数で音響強度にピークが生じないようにすることが挙げられる。前述したように、振動発生装置２０が複数存在する本実施形態のような平面スピーカ１の場合には、各振動発生装置２０から発生される振動に基づいて共振が起こるなどして、所定の幾つかの周波数で音響強度にピークが生じ（音響強度にピークが生じる周波数は、振動板２の素材や寸法などによって変動する）、エコーがかかっているように聴こえる現象が起こり得る。これは、エコーが望ましくない音響環境においては問題となる。
【００２８】
そのため、本実施形態の１つの振動減衰率制御形態では、所定の幾つかの周波数で音響強度にピークが生じないように、言い換えると、振動板２の全体にわたって振動の振幅を平滑化するべくリブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを振動板２上に設置する。具体的には、２つの振動発生装置２０が図１に示されるように位置される場合、第１のリブ３０Ｂが２つの振動発生装置２０，２０間に位置されるとともに、第２および第３のリブ３０Ａ，３０Ｃが２つの振動発生装置２０，２０を挟むようにこれらの振動発生装置２０，２０の両側に位置される。
【００２９】
より具体的には、第１のリブ３０Ｂは、２つの振動発生装置２０，２０間の中心位置、すなわち、その長手方向中心線Ｏ５が振動板２の長辺２ｃ，２ｄから短辺２ａ，２ｂの長さＬの１／２の距離（Ｌ／２）だけ内側に離れて位置されるように振動板２上に縦向きに固定され、一方、第２のリブ３０Ａは、その長手方向中心線Ｏ３が振動板２の短辺２ａから長辺２ｃ，２ｄの長さＨの１／４の距離（Ｈ／４）だけ内側に離れて位置されるように振動板２上に横向きに固定され、また、第３のリブ３０Ｃは、その長手方向中心線Ｏ４が振動板２の短辺２ｂから長辺２ｃ，２ｄの長さＨの１／４の距離（Ｈ／４）だけ内側に離れて位置されるように振動板２上に横向きに固定される。
【００３０】
この場合、振動板２の縦（Ｈ）×横（Ｌ）×厚さ寸法が１１９０ｍｍ×８４０ｍｍであれば、リブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの寸法Ａ×Ｂ×Ｃはそれぞれ、６０ｍｍ×６０ｍｍ×５００ｍｍであり、また、これらの厚さは２．０ｍｍである。このような位置にリブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを設置すると、リブ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの存在によって振動板２の剛性が高くなり、振動板２の撓みが所望の度合いに抑制されることで、振動板２の振動が制御され、エコーのかからない滑らかな音を実現できる。
【００３１】
しかしながら、振動板２の振動の減衰率を制御する制御形態はこれに限らず、リブによって様々な音響制御形態を実現できる。例えば、先の制御形態とは逆に、エコーを発生させるような位置にリブを設けてもよい。また、振動発生装置２０から距離が近い位置にリブを設置すると、周波数が高くなり（高音となり）、一方、振動発生装置２０から距離が遠い位置にリブを設置すると、周波数が低くなる（低音となる）ことを利用して、求められる音質および音量に応じてリブの取り付け位置を任意に選択し、所望の音響状態を実現することができる。
【００３２】
図５には、本実施形態の平面スピーカ１の設置形態の一例が示されている。この設置形態では、平面スピーカ１の構成要素となり得る固定枠１０を利用して、平面スピーカ１がその設置壁１００上に取り付けられる。具体的には、固定枠１０は、振動板２をスライド自在に受けるスライド通路１５をその内側に形成するように断面がコの字型の例えば金属製のフック部材として形成され、設置壁１００の壁面（例えば、平面スピーカ１をディスプレイなどでプロモーション用に使用する場合には、展示ブースなどの壁面）上に例えばビス止めして固定される。また、固定枠１０は、図６に示されるように、固定枠本体１０ａと、固定枠本体１０ａの内側に設けられる例えばウレタン発泡から成る緩衝材１２とから成っていてもよい。
【００３３】
このような固定枠１０を用いると、振動板２を固定枠１０にスライド装着するだけで平面スピーカ１を設置壁１００に設置できるため、現場での平面スピーカ１の組み立て作業が容易になる。また、固定枠１０を用いることなく振動板２を直接に設置壁１００に取り付ければ、振動板２の振動が設置壁１００にも伝達され、より大きな音量を低出力の音響アンプでも実現できる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の平面スピーカ１によれば、振動板２を伝搬する振動の減衰率を制御するリブ３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）が振動板２に取り付けて設けられるため、スピーカの用途や、必要とされる音響効果、あるいは、振動板の寸法などに応じて、振動板２に対するリブ３０の取り付け位置を適切に選択するだけで、複数の振動発生装置２０に伴う振動板２の振動を簡単に制御して（例えば、複数の振動発生装置２０に伴う共振を抑制することにより、あるいは、音響強度のピークが生じないように振動板２の全体にわたって振動の振幅を平滑化することにより）所望の音質および音量を確保できる。特に、平面スピーカ１を設置するための設置壁１００に振動板２を直接に取り付ければ、振動板２の振動が壁面にも伝達され、より大きな音量を低出力の音響アンプでも実現できる。また、振動板２が繊維強化プラスチックにより形成されるため、軽量で持ち運びし易いとともに、耐久性に優れ、高温多湿の過酷な環境を含む様々な環境下でほぼ制限無く使用できる。また、振動板２に振動発生装置２０とリブ３０とを取り付けるだけで済むため、コンパクト化も実現でき、組み立ても容易（組立性が良好）である。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した構成に限定されることはなく、種々変形することが可能である。例えば、振動発生装置の振動発生形態は前述した実施形態のものに限らず、様々な振動発生形態を採用できる。また、リブの素材、形状、寸法、振動板に対する取り付け位置等も任意に設定できる。更に、振動板に関しても、ＦＲＰにより形成されていさえすれば、その形状や寸法等を任意に設定できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  平面スピーカ
２  振動板
１０  固定枠
２０  振動発生装置
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  リブ
【図１】
2017050651.tif 000003
【図２】
2017050651.tif 000004
【図３】
2017050651.tif 000005
【図４】
2017050651.tif 000006
【図５】
2017050651.tif 000007
【図６】
2017050651.tif 000008