(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状に対向配置された少なくとも１対の電極で、前記電極の一方又は両方に複数の貫通開口を有し、これら電極が電界共役流体に浸漬され、前記電極と前記電界共役流体とを振動板を含む容器にて封入し、前記電極に電気信号を供給したとき発生する前記電界共役流体の動力を、直接、振動板の動力とすることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
前記電界共役流体の動力は、前記電極間で生じる前記電界共役流体の移動流の移動力であることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記電極を固定するフレーム部材と、
前記振動板を前記フレーム部材に対し振動自在に支持する支持部材と、
前記フレーム部材に対し振動自在に支持されかつ、前記振動板と協働して前記電界共役流体及び前記電極を密閉して収容する弾性外殻と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記電極の前記貫通開口は互いに相対しない部位からなる模様にて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記弾性外殻と前記電極との間に、前記電界共役流体が流入及び流出できる予備容積部を備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の電気音響変換器。
【請求項６】
前記振動板の周囲に、前記電界共役流体が流入及び流出できる予備容積部を備えていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１記載の電気音響変換器。
【請求項７】
前記振動部材はコーン形状、ドーム形状又は平板形状を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカなどの電気音響変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気音響変換器として、図１の断面図にて示す動電型スピーカが知られている。かかる動電型スピーカにおいては、バックプレートの中央部から突出するポールヨーク１が載置され、その周囲にはマグネット２が載置されている。トッププレート３はマグネット２の上に載置され、ポールヨーク１との間に磁気ギャップを形成して磁気回路を構成する。トッププレート３はフレーム５に固着されている。該磁気ギャップにはボイスコイル４を巻装したボイスコイルボビンが振動自在に挿入され、ボイスコイルボビンはダンパー７により支持されている。ボイスコイルボビンにはコーン形状の振動板８がその中央部にて結合し、更にその円錐台形の頂切端部上にセンターキャップ６が冠着されている。振動板８の開口周縁部はエッジ９を介してフレーム５に支持されている。なお、ボイスコイルのリード線は錦糸線を介してフレーム５の側面に設けられた端子に接続されている。
【０００３】
このように、従来の代表的な駆動方式の動電型スピーカユニットにおいては、磁気回路内にボイスコイルを配して、音声信号をボイスコイルに入力することにより、発生するフレミングの左手法則に基づく電磁力によって、ボイスコイルを駆動してこれに接合された振動板を駆動することで、空気を振動させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の動電型スピーカユニットにおいて軽量化が求められているが、磁気回路を構成する磁石や軟磁性材料の使用がそれの障害となっている。
そこで、本発明は、磁気回路を有しない軽量の電気音響変換器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気音響変換器は、面状に対向配置された少なくとも１対の電極で、前記電極の一方又は両方に複数の貫通開口を有し、これら電極が電界共役流体に浸漬され、前記電極と前記電界共役流体とを振動板を含む容器にて封入し、前記電極に電気信号を供給したとき発生する前記電界共役流体の動力を、直接、振動板の動力とすることを特徴とする。
【０００６】
本発明の電気音響変換器においては、前記電界共役流体の動力は、前記電極間で生じる前記電界共役流体の移動流の移動力であることを特徴とする。
本発明の電気音響変換器においては、前記電極を固定するフレーム部材と、
前記振動板を前記フレーム部材に対し振動自在に支持する支持部材と、
前記フレーム部材に対し振動自在に支持されかつ、前記振動板と協働して前記電界共役流体及び前記電極を密閉して収容する弾性外殻と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の電気音響変換器においては、前記電極の前記貫通開口は互いに相対しない部位からなる模様にて形成されていることを特徴とする。
本発明の電気音響変換器においては、前記弾性外殻と前記電極との間に、前記電界共役流体が流入及び流出できる予備容積部を備えていることを特徴とする。本発明の電気音響変換器においては、前記振動板の周囲に、前記電界共役流体が流入及び流出できる予備容積部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気音響変換器においては、前記振動部材はコーン形状、ドーム形状又は平板形状を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の電気音響変換器の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本発明の電気音響変換器は、図２に示すように、電界共役流体１３中に浸漬された少なくとも１対の電極１０を含んでおり、電界共役流体１３が対向する電極に接触して包囲するとともに振動板１４に接触している。駆動原理は、電気信号が電極間に供給されたとき電極間に生じる電界共役流体の移動流によって振動板１４を駆動することで、空気を振動させている。
【００１０】
本発明は、電界下にジェット噴流を発生する電界共役流体（Electro-Conjugate Fluid）を用いた電気音響変換器である。
本発明で用いる電界共役流体は、印加電圧に応じて電極間に移動流を形成可能な液体である。ここで使用される電界共役流体は、印加電圧に応じて電極間に移動流を形成することができる使用温度において液状であり、この液状物質は実質的に絶縁性である。
【００１１】
電圧印加により単独で上記移動流を生ぜしめる特性を有する電界共役流体の例としては、以下の有機化合物が挙げられる。
（１）  ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、
（２）  トリブチルシトレート（ＴＢＣ）、
（３）  モノブチルマレエート（ＭＢＭ）、
（４）  ジアリルマレエート（ＤＡＭ）、
（５）  ジメチルフタレート（ＤＭＰ）、
（６）  トリアセチン（Ｔｒｉａｃｅｔｉｎ）、
（７）  エチルセルソルブアセテート、
（８）  酢酸−２−（２−エトキシエトキシ）エチル、
（９）  １，２−ジアセトキシエタン、
（１０）  トリエチレングリコールジアセテート、
（１１）  ブチルセロソルブアセテート、
（１２）  ブチルカルビトールアセテート、
（１３）  ３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート（商品名；ソルフィットＡＣ）、
（１４）  フマル酸ジブチル（ＤＢＦ）、
（１５）  ２−エチルヘキシルベンジルフタレート（商品名；プラサイザーＢ−８）、
（１７）  プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）、
（１８）  メチルアセチルリシノレート（ＭＡＲ−Ｎ）、
（１９）  ２−エチルヘキシルパルミテート（商品名；エキセパールＥＨ−Ｐ）、
（２０）  ジブチルイタコネート（ＤＢＩ）、
（２１）  ポリエチレングリコールモノオレエート（商品名；エマノーン４１１０）、
（２２）  ブチルステアレート（商品名；エキセパールＢＳ）、
（２３）  ２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレート（商品名：キョウワノールＤ）、
（２４）  ２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート（商品名；キョウワノールＭ）、
（２５）  プロピレングリコールモノエチルエーテル、
（２６）  プロピレングリコールエチルエーテルアセテート（商品名；ＢＰ−エトキシプロピルアセテート）、
（２７）  ９，１０−エポキシブチルステアレート（商品名：サンソサイザーＥ−４０３０）、
（２８）  テトラヒドロフタル酸ジオクチルエステル（商品名：サンソサイザーＤＯＴＰ）、
（２９）  トリブチルホスフェート（ＴＢＰ）、
（３０）  トリブトキシエチルホスフェート（ＴＢＸＰ）、
（３１）  トリス（クロロエチル）ホスフェート（ＣＬＰ）、
（３２）  ２−メチルアセト酢酸エチル、
（３３）  １−エトキシ−２−アセトキシプロパン、
（３４）  ２−（２，２−ジクロロビニル）−３，３−ジメチルシクロプロパンカルボキシリックアシッドメチルエステル（ＤＣＭ−４０）、
（３５）  リナリルアセテート、
（３６）  デカン二酸ジブチル、
（３７）  商品名；キョウワノール−Ｍ：商品名；エキセパールＥＨ−Ｐ＝１：４混合物（キョウワノール−Ｍ＝２，２，４−トリメチル−１，３，−ペンタンジオールモノイソブチレートエキセパールＥＨ−Ｐ＝２−エチルヘキシルパルミテート、
（３８）  ＤＡＭ：商品名；エキセパールＢＳ＝１：４混合物ＤＡＭ＝ジアリルマレエートエキセパールＢＳ＝ブチルステアレート、
（３９）  ドデカン二酸ジブチル（ＤＢＤＤ）、
（４０）  ドコサン二酸ジブチル。
【００１２】
さらに、本発明で使用される電界共役流体として以上の化合物媒体のいずれかを組み合わせて混合使用することができるが、これらは電界共役流体の一例であり、これらの化学構造式や混合物のみに限定されるものではない。
具体的な実施の形態では、図３に示すように、本発明の電気音響変換器は、振動板１４を含む扁平円筒状形状の変形可能密閉構造１１から構成されている。変形可能密閉構造１１は、その外周側にてフレーム部材２０（固定部）に振動自在に固定されている。
【００１３】
さらに、図３に示すように、変形可能密閉構造１１の電極は、電気信号の供給によって生じる電界共役流体１３の移動流を環流させる複数の貫通孔２２ａを有し、その全周縁部がフレーム部材２０へ固定されている。電極１０いわゆる電極板にはパンチング金属板、植毛電極、金属メッシュのような複数貫通開口のあいた金属平板が効果的に用いられる。
【００１４】
また、変形可能密閉構造１１は、電極１０に関して反対側にフレーム部材２０に固定されたゴムのような弾性材料を用いた弾性外殻１１ａをも備えており、これら弾性外殻１１ａ及び振動板１４が変形可能密閉構造をなし、電界共役流体１３及び電極１０を収容しかつ密封する。また、弾性外殻１１ａは振動板１４と同じような振動板とを組み合せたものでも良い。
【００１５】
図４に示すように、弾性外殻１１ａ内部には、１対の電極板１０に接触するように電界共役流体（ＥＣＦ）１３が封入され、電界共役流体が振動板１４と弾性外殻１１ａの間を電極１０を介して相互に流動できるように、構成されている。電極に印加される音声電圧に応じた電界共役流体のジェット流により、振動板１４が駆動される。このとき、弾性外殻１１ａと電極１０とによって画定される空間は、振動板１４が動くことによって生じる電界共役流体１３の体積変化を吸収する。すなわち、電気音響変換器は、弾性外殻１１ａと電極１０との間に、電界共役流体１３が流入及び流出できる予備容積部を備えている。
【００１６】
電気音響変換器においては、１対の電極が互いに相対しない部位からなる模様にて形成されている。また、図５に示すように、一方の電極が振動板に形成される場合、第１電極１０ａは、第２電極１０ｂのパンチング電極板（図５ｂ）の貫通孔２２ａに対応する複数の島状電極部位２２ｂからなる模様（図５ａ）にて形成されている。
【００１７】
他の実施例では、電極パターンの組み合わせで種々の変形例が考えられる。例えば、図６に示す例では、第２電極１０ｂとして植毛電極板（図６ｂ）を配置し、振動板１４に覆設される第１電極１０ａには植毛電極板の貫通孔２２ａに対応する複数の島状電極部位２２ｂからなる模様（図６ａ）にて形成して、非一様電界を形成しやすいような電極パターンとすることもできる。第１電極１０ａには、振動板に一様にベタに被覆した電極膜を採用できるが、振動板質量を増加させることになる。
【００１８】
更に、図７に示すように、変形可能密閉構造１１を複数個並べて使用することも可能である。この場合、電界共役流体は個々に封入した方が有効である。
このように、第１実施例では、本発明の電気音響変換器は、１対の電極板を対向して非一様電界を形成し得るように配し、これら電極に接触するように電界共役流体を封入した密閉構造から構成される。また、振動板１４の振動に伴う体積変化を吸収するために変形可能な弾性外殻１１ａを設けている。
【００１９】
第１実施例では振動板の変形による内容積の変化を弾性外殻側が吸収しているが、図８に示すように、第２実施例では、電極１０の外周側で電界共役流体１３の移動ができるベローズ構造で内容積の変化を吸収する。これにより、第１実施例より薄型化することができる。さらに、図１２のように電極を振動板１４の内面に形成すれば、更に薄型化することができる。
【００２０】
第２実施例では、第２電極１０ｂを固定板１５に固定し、固定板１５をフレーム部材２０へ固定する構造を備える。第１電極１０ａ及び振動板１４の移動に伴い、弾性外殻部１１ａが変形し体積変化を起こすので、ベローズ構造１２を外周側に設け、電界共役流体１３が半径方向へ循環できるようにしてある。ベローズ構造１２は電気音響変換器の駆動時の体積変化を吸収する。このように、本発明の電気音響変換器は、振動板の周囲に、電界共役流体が流入及び流出できる予備容積部を備えて構成することもできる。
【００２１】
なお、電界共役流体の種類によっては、一方向の応答しかないものもあるため、その場合は直流電圧によるバイアスをかけることで交流信号応答を実現できる。この場合、直流バイアス時に振動系がバランスするように支持する必要がある。
図９〜図１３に以上の偏平円筒状形状の変形可能密閉構造１１を用いた応用例を示す。
【００２２】
図９に示すように、従来のスピーカ構造のコーン形状振動部材８の円錐台形の頂切端部に、磁気回路及びボイスコイル部分に代えて、本発明の変形可能密閉構造１１の振動板を固着配置することができる。
図１０に示すように、振動板１４を平板形状としてそのまま変形可能密閉構造１１を利用することもできる。従来の圧電素子を用いて形成されたスピーカにおいて圧電素子に代えて、本発明の変形可能密閉構造１１を応用したものである。図１０のように、電界共役流体を封入した変形可能密閉構造１１を形成し、これを振動板に直接接合する。振動板はエッジにて外周部を支持する。このように形成することで、振動板の分割振動によるスピーカとして利用できる。
【００２３】
図１１に示すように、放射効率を上げるために、ドーム形状に成形した振動板を張り合わせ、電気音響変換器の振動部材１４をドーム形状とすることもできる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、電界下の電界共役流体が発生するジェット流を駆動源とし、磁気回路を必要としない。しかも電極対と電界共役流体とを密封した構造だけで構成され、かつその電界共役流体の量によらないので、従来の磁気回路に比べ、電気音響変換器の小型軽量化が可能となる。また、磁気回路を必要とせず、振動板の全面駆動を実現できるので、理想的な薄型化された振動状態を実現でき、ボイスコイルの代替えの小型化駆動装置として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】動電型スピーカの概略部分断面図。
【図２】本発明による電気音響変換器の原理を示す概略断面図。
【図３】本発明による実施例の電気音響変換器を示す一部切り欠き斜視図。
【図４】本発明による実施例の電気音響変換器を示す部分断面図。
【図５】本発明による実施例の電気音響変換器における電極パターンを示す部分平面図。
【図６】本発明による他の実施例の電気音響変換器における電極パターンを示す部分平面図。
【図７】本発明による他の実施例の電気音響変換器を示す平面図。
【図８】本発明による他の実施例の電気音響変換器を示す部分断面図。
【図９】本発明による他の実施例の電気音響変換器を示す概略部分断面図。
【図１０】本発明による他の実施例の電気音響変換器を示す概略部分断面図。
【図１１】本発明による他の実施例の電気音響変換器を示す概略部分断面図。
【図１２】本発明による他の実施例の電気音響変換器を示す部分断面図。
【符号の説明】
１０  電極
１０ａ  第１電極
１０ｂ  第２電極
１１  変形可能密閉構造
１１ａ  弾性外殻
１２  ベローズ構造
１３  電界共役流体（ＥＣＦ）
１４  振動板
２０  フレーム部材
２２ａ  貫通開口
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003841638.tif 000011
【図１１】
0003841638.tif 000012
【図１２】
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