JP2002078079A

JP2002078079A - 電気音響変換器

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Publication number: JP2002078079A
Application number: JP2000253584A
Authority: JP
Inventors: Takashi Oyaba; 隆史大矢場; Shoichiro Terauchi; 正一郎寺内; Tomonori Ishizuki; 智規石附; Katsutoki Hanayama; 勝時花山; Ryuichi Kato; 竜一加藤
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2002-03-15
Also published as: CN1346230A; DE60117346D1; DE60117346T2; EP1182907B1; EP1182907A3; EP1182907A2

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波特性に優れたスピーカを提供する。【解決手段】高分子樹脂フィルムの中央部分に導電体
パターンＣＬa1，ＣＬb1をプリント形成し、その中央部
分を折り返し加工して接着することによって、導電体パ
ターンＣＬa1，ＣＬb1を有する平板状の部分２３と、湾
曲形状の第１，第２の振動部２１ａ，２１ｂとを一体化
して備える振動板２１を形成する。磁石１７とヨーク１
８，１９により磁気回路と磁気ギャップＭＧを形成し、
平板状の部分２３を磁気ギャップＭＧ内に挿入し、振動
板２１全体を浮かせた状態で支持部材２０に支持する。
かかる構造において、導電体パターンＣＬa1，ＣＬb1に
オーディオ信号を供給すると、磁気ギャップＭＧの磁界
と、磁気ギャップＭＧ内に挿入されている磁導電体パタ
ーンＣＬa1，ＣＬb1に生じる磁束変化とによって生じる
磁極により、平板状の部分２３がＨ方向に振動し、更に
第１，第２の振動部２１ａ，２１ｂもＨ方向に振動して
高周波特性の優れた再生音が放音される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばオーディオ
スピーカ等の電気音響変換器に関し、特に、高周波域の
特性に優れた電気音響変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気音響変換器として、
図１４と図１５に示す構造のオーディオスピーカが知ら
れている。

【０００３】図１４の断面図に示す従来のオーディオス
ピーカは、支持部材１，２間に張設された振動板３と、
振動板３を上下に挟むようにして対向配置された複数組
の磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂを備えて構成されてい
る。

【０００４】振動板３は、平板状の薄いフィルム素材の
表面に、ボイスコイルに相当する導電体パターン７が形
成された構造となっている。

【０００５】磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂは、左右方向
に所定間隔Ｌをおいて隙間が生じるように配置されてい
る。これにより、磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂの磁界内
を導電体パターン７が横切り、また、間隔Ｌの隙間を通
じて再生音が上下方向Ｘへ放音されるようになってい
る。

【０００６】かかる構造において、導電体パターン７に
オーディオ信号を印加すると、磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，
６ｂと導電体パターン７との磁束によって生じる駆動力
により、振動板３全体が上下方向Ｘに振動し、更にその
振動によって生じる再生音が間隔Ｌの隙間を通して上下
方向Ｘへ放音される。

【０００７】図１５の断面図に示す従来のオーディオス
ピーカは、湾曲形状の部分８ｂ，８ｃを有する振動板８
と、振動板８を支持する支持部材９，１０と、振動板８
の一部分８ａを挟むようにして対向配置されたヨーク１
１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂと、磁石１３ａ，１３ｂ
を備えて構成されている。

【０００８】振動板８は薄いフィルム素材を基体とした
３つの部分８ａ，８ｂ，８ｃで構成されている。第１の
部分８ａは、ヨーク１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ及
び磁石１３ａ，１３ｂで挟まれた部分、第２，第３の部
分８ｂ，８ｃは、第１の部分８ａの上端部Ｐにて連結さ
れ、且つ左右上方に向けて凸状に湾曲された部分となっ
ている。そして、第１の部分８ａは、フィルム素材の表
面にボイスコイルに相当する導電体パターン１４，１５
が形成されており、第２，第３の部分８ｂ，８ｃの外側
端部がそれぞれ支持部材９，１０に支持されることで、
第１の部分８ａを含む振動板８全体が浮いた状態で支持
部材９，１０に支持されている。

【０００９】ヨーク１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ
は、導電体パターン１４，１５を挟むようにして間隔Ｗ
をおいて対向配置され、これによって、ヨーク１１ａ，
１１ｂ，１２ａ，１２ｂの磁界内を導電体パターン１
４，１５が横切るようになっている。

【００１０】かかる構造において、導電体パターン１
４，１５にオーディオ信号を印加すると、ヨーク１１
ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂと導電体パターン１４，１
５との磁束によって生じる駆動力により、振動板８の第
１の部分８ａが上下方向Ｘに振動し、更に第１の部分８
ａに連動して第２，第３の部分８ｂ，８ｃが振動するこ
とにより、第２，第３の部分８ｂ，８ｃの振動で生じる
再生音が上下方向Ｘに放音される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
に示した上記従来のオーディオスピーカは、振動板３を
挟むようにして磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂが設けられ
ているため、振動板３の振動によって生じる再生音は磁
石４ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂによって遮られてしまい、音
圧特性と高周波特性が劣化する問題があった。すなわ
ち、振動板３の振動によって生じる再生音は、磁石４
ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂ間の所定間隔Ｌの隙間を通しての
み放音されることから、音圧特性と高周波特性が劣化す
るという問題があった。

【００１２】また、磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂによっ
て画成された空間の周波数特性（伝達関数）の影響によ
り、振動板３の振動によって生じる再生音の周波数特性
が変化してしまうという問題があった。

【００１３】また、放音効果を高めようとして、磁石４
ａ，４ｂ〜６ａ，６ｂ間の間隔Ｌを広げることにする
と、磁気回路の効率が低下し、磁石４ａ，４ｂ〜６ａ，
６ｂの磁束密度の絶対値として例えば０．５テラスを超
えるような高磁束密度を得ることが極めて困難となり、
低感度のスピーカになってしまうという問題があった。

【００１４】図１５に示した上記従来のオーディオスピ
ーカは、それぞれ別体の第１，第２，第３の部分８ａ，
８ｂ，８ｃを上記の上端部Ｐにおいて接着剤等で固着す
ることで、一体化構造の振動板８が形成されている。こ
のため、振動板８の重量が大きくなって高周波特性が劣
化すると共に、製造工程が多くなるという問題があっ
た。

【００１５】また、上側のヨーク１１ａ，１１ｂと下側
のヨーク１２ａ，１２ｂとの２カ所の隙間（磁気ギャッ
プ）内に、振動板８の導電体パターン１４，１５が挿入
された構造となっている。つまり、磁気回路は上記２カ
所の導電体パターン１４，１５に対応して２カ所の磁気
ギャップを有する構造となっている。このため、導電体
パターン１４と導電体パターン１５にはオーディオ信号
に応じて逆向きの電流を流し、上側のヨーク１１ａ，１
１ｂによる磁気ギャップと下側のヨーク１２ａ，１２ｂ
による磁気ギャップとの磁界方向も互いに逆向きにする
必要があることから、磁気回路が複雑となり、結果とし
て導電体パターン１４，１５を複雑なパターン形状にし
なければならなくなったり、コスト高を招くなどの問題
があった。

【００１６】また、振動板８の導電体パターン１４，１
５は、振動する方向（上下方向Ｘ）に沿って上下に並ん
で離間形成されているため、第１の部分８ａの振動エネ
ルギーが第２，第３の部分８ｂ，８ｃに十分伝わらず、
エネルギー損失が大きくなるという問題があった。特
に、上端部Ｐから離れた下側の導電体パターン１５とヨ
ーク１２ａ，１２ｂとの磁気回路によって第１の部分８
ａに生じる振動エネルギーは第２，第３の部分８ｂ，８
ｃに伝搬する途中で減衰し、結果として高周波域での音
圧特性及び周波数特性が劣化する問題があった。

【００１７】尚、この振動エネルギー減衰の欠点を改善
する方法として、第１の部分８ａの基体（フィルム素
材）の剛性を上げる方法が考えられるが、かかる方法を
講じることにすると、例えば振動板８全体の重量を増加
したり、第１の部分８ａの厚みを増す必要が生じること
になり、結果的に高周波域の音圧特性及び周波数特性の
向上を図ることが困難になるという問題があった。

【００１８】本発明は上記従来の問題を克服すると共
に、高周波域での音圧特性及び周波数特性などの特性に
優れ、小型、高能率、低価格などを実現し得る電気音響
変換器を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、曲面状に形成された薄い振動板を有する電気
音響変換器であって、上記振動板の表面に直線状の薄い
導電体が一体化して形成され、上記振動板のうち上記導
電体の形成された領域のみが磁気回路の磁気ギャップ内
に挿入された構造を有することを特徴とする。

【００２０】また、上記目的を達成するため本発明の電
気音響変換器は、上記振動板の中央領域に上記導電体が
形成され、上記中央領域を折り返し加工して接着するこ
とにより形成される平板状の部分が上記磁気ギャップ内
に挿入されていることを特徴とする。

【００２１】また、上記目的を達成するため本発明の電
気音響変換器は、上記磁気ギャップが偶数カ所設けら
れ、上記振動板の中央領域に対して上記導電体が略線対
称に形成され、上記中央領域に対し略線対称な上記導電
体の偶数カ所の部分が上記偶数カ所の磁気ギャップ内に
それぞれ挿入された構造を有することを特徴とする。

【００２２】これらの構成を有する本発明の電気音響変
換器は、振動板が曲面状に形成され、振動板の表面に導
電体が一体形成されている。この振動板のうち導電体が
形成されている領域のみが磁気ギャップ内に挿入され、
オーディオ信号の供給を受けて導電体に生じる電流変化
と磁気ギャップ内の磁界の作用によって駆動力が発生
し、その駆動力を受けて振動板全体が振動し再生音が放
音される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。尚、一実施形態として、例えば２
０ｋＨｚ以上の高周波域での再生を可能とする高周波オ
ーディオスピーカについて説明する。

【００２４】（第１の実施の形態）図１は、第１の実施
形態の高周波オーディオスピーカの構造を、分かり易く
するために一部分を破断して示した斜視図である。

【００２５】この高周波オーディオスピーカ１６は、直
方体形状の磁石１７と、磁石１７の両極（Ｎ極とＳ極）
側を挟むようにして固着されたヨーク１８，１９と、ヨ
ーク１８の凸状の上端部（磁極）１８ａとヨーク１９の
凸状の上端部（磁極）１９ａに対して略水平に配置され
た矩形環状の支持部材２０と、支持部材２０に支持され
且つ支持部材２０内の隙間２０ａと上記磁極１８ａ，１
９ａとの間に浮いた状態で設けられた振動板２１を備え
て構成されている。

【００２６】更に、図２の縦断面図（図１のＡ−Ａ’線
に沿った矢視縦断面図）に示すように、磁石１７とヨー
ク１８，１９によって磁気回路が形成され、ヨーク１
８，１９の磁極１８ａ，１９ａが所定間隔で対向配置さ
れることで磁気ギャップＭＧが形成され、この磁気ギャ
ップＭＧ内に、支持部材２０にて支持された振動板２１
が浮いた状態で挿入されている。

【００２７】また、磁気ギャップＭＧの中心位置に対し
て、磁石１７とヨーク１８，１９及び振動板２１は、左
右対称な構造となっている。

【００２８】振動板２１は、図３の平面図（展開図）に
示すように、ポリイミドやポリエステルなどの比較的耐
熱性が高く且つ可撓性を有する薄い（本実施形態では、
厚み１０μｍ〜５０μｍの範囲内としている）長方形状
の高分子樹脂フィルムを基体とし、その高分子樹脂フィ
ルムの表面に、銅やアルミニウムその他の高導電率の金
属材料からなる薄い導電体パターン２２をプリント技法
によって一体化して形成した構造となっている。

【００２９】更に、導電体パターン２２は、図３中の仮
想点線Ｑで示す部分を中心としてほぼ線対称で、電気的
に一体化された第１，第２の導電体パターン２２ａ，２
２ｂから成っている。仮想点線Ｑで示す部分に対し図中
の左側の部分（以下、「第１の振動部」という）２１ａ
には、内側から外側に向けて反時計回りで大きくなって
いく矩形状且つ螺旋状の第１の導電体パターン２２ａが
形成され、仮想点線Ｑで示す部分に対し図中の右側の部
分（以下、「第２の振動部」という）２１ｂには、外側
から内側に向けて時計回りで小さくなっていく矩形状且
つ螺旋状の第２の導電体パターン２２ｂが形成され、こ
れら第１，第２の導電体パターン２２ａ，２２ｂは仮想
点線Ｑで示す部分の一端ＱＰにおいて電気的に接続され
ている。

【００３０】すなわち、第１の導電体パターン２２ａ
は、仮想点線Ｑに近い側の直線状の導電体パターン部
（ボイスコイルに相当する導電体パターン部）ＣＬa1
と、支持部材２０に近い側の導電体パターン部（ボイス
コイルに相当する導電体パターン部）ＣＬa2と、これら
の導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬa2を繋ぐ導電体パター
ン部ＣＬa12，ＣＬa12によって矩形状且つ螺旋状に形成
されている。第２の導電体パターン２２ｂは、仮想点線
Ｑに近い側の直線状の導電体パターン部ＣＬb1と、支持
部材２０に近い側の導電体パターン部ＣＬb2と、これら
の導電体パターン部ＣＬb1，ＣＬb2を繋ぐ導電体パター
ン部ＣＬb12，ＣＬb12によって矩形状且つ螺旋状に形成
されている。尚、これら電気的に接続されている第１，
第２の導電体パターン２２ａ，２２ｂは、プリント工程
において同時に一体形成され、製造工程の簡素化が図ら
れている。

【００３１】更に、図４の断面図に示すように、第１，
第２の導電体パターン２２ａ，２２ｂを外側に向けて、
基体である高分子樹脂フィルムを仮想点線Ｑに沿って折
り返し加工することにより、仮想点線Ｑに対して線対称
な導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1同士が背中合わせの
状態で位置合わせされている。つまり、上記したよう
に、第１の導電体パターン２２ａは反時計回り、第２の
導電体パターン２２ｂは時計回りに形成され、仮想点線
Ｑに対し線対称となっているため、基体である高分子樹
脂フィルムを仮想点線Ｑに沿って折り返し加工すること
で、導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1同士が背中合わせ
された状態で位置合わせされている。

【００３２】更に、振動板２１は、導電体パターン部Ｃ
Ｌa1，ＣＬb1に対応する高分子樹脂フィルムの接触面Ａ
Ｒを接着することにより、導電体パターン部ＣＬa1，Ｃ
Ｌb1の形成されている部分２３が平板状で、第１，第２
の振動部２１ａ，２１ｂが湾曲状に広がった構造となっ
ている。

【００３３】そして、導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1
に対応する平板状の部分２３を支持部材２０の隙間２０
ａ内に配した状態で、第１の振動部２１ａと第２の振動
部２１ｂの外側両端を支持部材２０に対称に固定し、更
に、直線状の導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1を含む平
板状の部分２３を磁気ギャップＭＧ内に挿入して、支持
部材２０を筐体（図示省略）に位置決め固定することに
より、図１及び図２に示したように、振動板２１を浮か
せた状態にし、且つスピーカ１６の電気音響変換に寄与
する部分を対称な構造としている。

【００３４】また、導電体パターン２２の両端Ｓａ，Ｓ
ｂに、高導電率の細いリード線（図示省略）を溶融接続
し、それらのリード線を通じてオーディオ信号を供給す
るようになっている。

【００３５】かかる構造のスピーカ１６において、上記
のリード線を通じて導電体パターン２２にオーディオ信
号を印加すると、磁気ギャップＭＧ内に挿入された直線
上の導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1には、共にオーデ
ィオ信号による駆動電流が同じ方向に流れることにな
る。そして、オーディオ信号に応じて同じ方向に流れる
駆動電流によって生じる磁束変化と磁気ギャップＭＧの
磁界とによって駆動力が発生し、その駆動力によって上
記平板状の部分２３が磁気ギャップＭＧの磁界方向に対
し直交する方向Ｈに振動し、更にその振動を受けて第
１，第２の振動部２１ａ，２１ｂが振動することによ
り、再生音が放音される。

【００３６】このように本実施形態のスピーカ１６は、
図４に示したように、極めて薄い高分子樹脂フィルムを
折り返し加工して接着することによって得られる極めて
薄い平板状の部分２３のみを磁気ギャップＭＧ内に挿入
した構造となっているため、磁気ギャップＭＧの間隔を
極めて小さくすることが可能となっている。

【００３７】具体的に例示すれば、磁気ギャップＭＧ
を、通常のスピーカの磁気ギャップに比べて極めて小さ
な、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲内にすることが
でき、１．５テスラ程度の高い磁束密度を実現すること
が可能となっている。

【００３８】また、上記したように、第１，第２の導電
体パターン２２ａ，２２ｂをそれぞれ反時計回りと時計
回りに形成しておき、折り返し加工によって導電体パタ
ーン部ＣＬa1，ＣＬb1同士を背中合わせにした構造とな
っているため、オーディオ信号を印加した際に、導電体
パターン部ＣＬa1，ＣＬb1には、駆動電流が同じ方向に
流れ且つ同じ方向に磁束が生じることになり、磁束密度
が高くなる。このため、電気音響変換効率の高いスピー
カを実現することが可能となっている。

【００３９】更に、第１，第２の導電体パターン２２
ａ，２２ｂをそれぞれ反時計回りと時計回りに形成して
おき、折り返し加工によって導電体パターン部ＣＬa1，
ＣＬb1同士を背中合わせにするという簡素な構造によっ
て、上記の電気音響変換効率の向上を実現していること
から、従来技術で述べたような導電体パターン全体の形
状を複雑にしたり磁気回路を複雑にしなければならない
等の問題を解消することができ、製造工程の簡素化、製
造コストの削減等を可能にしている。

【００４０】また、図２〜図４に示したように、振動板
２１の基体である高分子樹脂フィルムを折り返し加工す
るという極めて簡素な手段によって、磁気ギャップＭＧ
内に挿入される導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1を中心
として、振動板２１の第１，第２の振動部２１ａ，２１
ｂを対称な構造にすることができる。このため、第１，
第２の振動部２１ａ，２１ｂをバランス良く振動させる
ことができ、オーディオ信号に従って、忠実で歪みのな
い明瞭な再生音を再生することが可能となっている。

【００４１】また、再生音を生じさせる第１，第２の振
動部２１ａ，２１ｂは、磁石１７とヨーク１８，１９に
よって形成される磁気回路内には位置せず、開放された
状態となっているため、音圧特性及び周波数特性を向上
させることが可能となっている。

【００４２】また、振動板２１は、軽量化が可能な簡素
な構造であり、平板状の部分２３の振動エネルギーを第
１，第２の振動部２１ａ，２１ｂに高効率で伝搬させる
ことが可能であるため、高周波域での再生特性を大幅に
向上させることが可能である。

【００４３】また、図３に示した第１，第２の導電体パ
ターン２２ａ，２２ｂのうち、磁気ギャップＭＧ内に挿
入される直線上の導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1が、
電気音響変換に寄与する駆動部分となっている。したが
って、導電体パターン部ＣＬa1，ＣＬb1を除いた導電体
パターン部ＣＬa2，ＣＬa12とＣＬb2，ＣＬb12の電気抵
抗を十分小さくし、且つ軽量化が可能なパターン形状に
することで、音圧特性及び周波数特性を容易に向上させ
ることが可能な構造となっている。

【００４４】具体的に例示すれば、図３に示すように、
支持部材２０にて支持される部分に固着される導電体パ
ターン部ＣＬa2，ＣＬb2を幅広に形成することで電気的
内部抵抗を低減し、導電パターン部ＣＬa12とＣＬb12の
幅を小さくすることで軽量化を図るなどの手段を講じる
ことで、全体的に電気的損失が少なく且つ軽量な導電体
パターン２２を実現することができ、ひいては、軽量で
振動エネルギーの損失が極めて少ない振動板２１を実現
することができて、音圧特性と高周波域の周波数特性に
優れたスピーカ１６を実現することができる。

【００４５】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施形態を図５乃至図７を参照して説明する。図５
は、第２の実施形態の高周波オーディオスピーカの構造
を、分かり易くするために一部分を破断して示した斜視
図である。この高周波オーディオスピーカ２５は、直方
体形状の２個の磁石２６，２７と、磁石２６，２７の両
極側を挟むようにして固着された３個のヨーク２８，２
９，３０と、ヨーク２８，２９，３０の凸状の上端部
（磁極）３１，２８ａ，２８ｂ，３２に対して略水平に
配置された矩形環状の支持部材３３と、支持部材３３に
支持された振動板３４を備えて構成されている。

【００４６】すなわち、図６の縦断面図（図５のＢ−
Ｂ’線に沿った矢視縦断面図）に示すように、磁石２
６，２７とヨーク２８，２９，３０によって磁気回路が
形成され、ヨーク２８の磁極２８ａとヨーク２９の磁極
３１とが所定間隔で対向配置されることで第１の磁気ギ
ャップＭＧ１が形成され、ヨーク２８の磁極２８ｂとヨ
ーク３０の磁極３２とが所定間隔で対向配置されること
で第２の磁気ギャップＭＧ２が形成され、支持部材３３
がヨーク２９，３０の内側に配設されると共に、支持部
材３３の隙間３３ａ内にヨーク２８が配設されている。

【００４７】更に、振動板３４は、その両端部分が支持
部材３３に固着されると共に、第１の磁気ギャップＭＧ
１と第２の磁気ギャップＭＧ２内を通ってヨーク２８の
外側に突出した湾曲形状となっている。

【００４８】更に、振動板３４の横幅は支持部材３３の
隙間３３ａよりも幅広に形成され、振動板３４の両端部
分は支持部材３３の内側両端において磁石２６，２７側
に向けて固着されている。そして、振動板３４の両端部
分はそれぞれ同じ曲率で磁石２６，２７側に向けて湾曲
され、第１，第２の磁気ギャップＭＧ１，ＭＧ２内を通
ってヨーク２８の外側に突き出た中央部分が半円筒状に
湾曲されることで、振動板３４全体が力学的にバランス
のとれた状態で支持部材３３に支持されている。

【００４９】更に振動板３４の構造を図７の平面図（展
開図）を参照して詳述する。図７に示すように、振動板
３４は、ポリイミドやポリエステルなどの比較的耐熱性
が高く且つ可撓性を有する薄い（本実施形態では、厚み
１０μｍ〜５０μｍの範囲内としている）長方形状の高
分子樹脂フィルムを基体とし、その高分子樹脂フィルム
の表面に、銅やアルミニウムその他の高導電率の金属材
料からなる薄い導電体パターン部３５をプリント技法に
よって一体化して形成した構造となっている。

【００５０】更に、導電体パターン部３５は、長方形状
の高分子樹脂フィルムの中心部分（仮想点線Ｑで示す部
分）に対してほぼ線対称で、矩形状且つ螺旋状の形状と
なっている。ここで、導電体パターン部３５のうち、仮
想点線Ｑに対して平行な直線状の導電体パターン部３５
ａ，３５ｂが所定間隔Ｌ１をおいて形成され、この間隔
Ｌ１は、図６に示した第１，第２の磁気ギャップＭＧ
１，ＭＧ２の間隔Ｌ２よりも大きくなっている（Ｌ１＞
Ｌ２）。

【００５１】そして、かかる構造の振動板３４を支持部
材３３の内側両端に固着し、図６に示したように３カ所
で湾曲させることで、導電体パターン部３５ａ，３５ｂ
を第１，第２の磁気ギャップＭＧ１，ＭＧ２内にそれぞ
れ位置させ、更に、仮想点線Ｑの部分を第１，第２の磁
気ギャップＭＧ１，ＭＧ２から等しい距離の頂上部分と
なるようにバランスを取って配設している。

【００５２】また、導電体パターン部３５の両端Ｓａ，
Ｓｂに、高導電率の細いリード線（図示省略）を溶融接
続し、これらのリード線を通じてオーディオ信号を供給
するようになっている。

【００５３】かかる構造のスピーカ２５において、上記
リード線を通じて導電体パターン３５の両端Ｓａ，Ｓｂ
にオーディオ信号を供給すると、導電体パターン部３５
ａにおける磁束変化と磁気ギャップＭＧ１の磁界とによ
って生じる第１の駆動力と、導電体パターン部３５ｂに
おける磁束変化と磁気ギャップＭＧ２の磁界とによって
生じる第２の駆動力との２つの駆動力によって、振動板
３４全体が磁気ギャップＭＧ１，ＭＧ２の磁界方向に対
して直交する方向Ｈに振動し、その振動によって再生音
が生成されて放音される。

【００５４】このように本実施形態のスピーカ２５は、
図７に示したように、振動板３５を極めて簡素な構造で
実現しているため、軽量化及び製造工程の簡素化などが
可能となり、更に、軽量化に伴って高周波域の周波数特
性を大幅に向上させることができる。

【００５５】また、図６に示したように、導電体パター
ン部３５ａ，３５ｂの形成されている振動板３５の各側
端部分は、磁気ギャップＭＧ１，ＭＧ２内を１回だけ通
る構造となっているため、磁気ギャップＭＧ１，ＭＧ２
のそれぞれの間隔を極めて狭くすることができる。つま
り、図２に示した第１の実施形態のように、基体として
の高分子樹脂フィルムを折り返し加工して磁気ギャップ
ＭＧに挿入するよりも、本実施形態のスピーカ２５によ
れば、磁気ギャップＭＧ１，ＭＧ２の間隔を更に狭くす
ることができる。

【００５６】また、図６に示したように、振動板３４は
全体的に半円筒形であり、更に一部分に不要な応力が掛
かることが無いようにバランスの取れた形状となってい
る。このため、指向性の優れたスピーカを実現すること
ができる。更に、オーディオ信号に対して忠実で歪みの
ない明瞭な再生音を再生することが可能となっている。

【００５７】また、再生音を生じさせる振動板３４の中
央部分は、磁気回路内には位置せず、開放された状態と
なっているため、音圧特性及び周波数特性を向上させる
ことが可能となっている。

【００５８】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施形態を図８乃至図１０を参照して説明する。本実
施形態は、第１の実施形態と第２の実施形態のスピーカ
の特長を備えた構造の高周波オーディオスピーカであ
る。

【００５９】図８は本実施形態の高周波オーディオスピ
ーカの構造を示す縦断面図であり、図２及び図６と同一
又は相当する部分を同一符号で示している。

【００６０】同図において、この高周波オーディオスピ
ーカ３６は、直方体形状の２個の磁石２６，２７と、磁
石２６，２７の両極側を挟むようにして固着された３個
のヨーク２８，２９，３０と、ヨーク２８，２９，３０
の凸状の上端部（磁極）３１，２８ａ，２８ｂ，３２に
対して略水平に配置された矩形環状の支持部材２０と、
支持部材２０に支持された振動板３４を備えて構成され
ている。

【００６１】磁石２６，２７とヨーク２８，２９，３０
によって磁気回路が形成され、ヨーク２８の磁極２８ａ
とヨーク２９の磁極３１とが所定間隔で対向配置される
ことで第１の磁気ギャップＭＧ１が形成され、ヨーク２
８の磁極２８ｂとヨーク３０の磁極３２とが所定間隔で
対向配置されることで第２の磁気ギャップＭＧ２が形成
され、支持部材２０の隙間２０ａ内と第１，第２の磁気
ギャップＭＧ１，ＭＧ２内に振動板３４が浮いた状態で
配されている。

【００６２】更に振動板３４の構造を図９の平面図（展
開図）を参照して詳述する。図９に示すように、振動板
３４は、ポリイミドやポリエステルなどの比較的耐熱性
が高く且つ可撓性を有する薄い（本実施形態では、厚み
１０μｍ〜５０μｍの範囲内としている）長方形状の高
分子樹脂フィルムを基体とし、その高分子樹脂フィルム
の表面に、銅やアルミニウムその他の高導電率の金属材
料からなる薄い導電体パターン３５をプリント技法によ
って一体化して形成した構造となっている。

【００６３】更に、導電体パターン３５は、長方形状の
高分子樹脂フィルムの中心部分（仮想点線Ｑで示す部
分）に対してほぼ線対称で、矩形状且つ螺旋状の形状と
なっている。

【００６４】ここで、仮想点線Ｑから等間隔離れた仮想
点線Ｑａ，Ｑｂで示す２カ所の部分を折り返し加工する
ことにより、図１０に示すように、仮想点線Ｑａ側の導
電体パターン部３５ａと仮想点線Ｑｂ側の導電体パター
ン部３５ｂをそれぞれ外側に向け、更に、導電体パター
ン部３５ａに対応する高分子樹脂フィルムの接触面ＡＲ
ａと、導電体パターン部３５ｂに対応する高分子樹脂フ
ィルムの接触面ＡＲｂをそれぞれ接着することにより、
導電体パターン部３５ａ，３５ｂが形成されている部分
２３ａ，２３ｂがそれぞれ平板状で、平板状の部分２３
ａ，２３ｂを境にして、平板状の部分２３ａ，２３ｂの
間の内側振動部３４ｃと、平板状の部分２３ａ，２３ｂ
の外側の外側振動部３４ａ，３４ｂとがそれぞれ湾曲し
た形状の振動板３４が形成されている。

【００６５】そして、振動板３４を支持部材２０の隙間
２０ａ内に配した状態で、外側振動部３４ａ，３４ｂを
支持部材２０に対称に固定し、導電体パターン部３５ａ
に対応する平板状の部分２３ａを第１の磁気ギャップＭ
Ｇ１内、導電体パターン部３５ｂに対応する平板状の部
分２３ｂを第２の磁気ギャップＭＧ２内に挿入して、支
持部材２０を筐体（図示省略）に位置決め固定すること
により、図８に示すように、振動板３４を浮かせた状態
にし、且つスピーカ３６の電気音響変換に寄与する部分
を対称な構造としている。

【００６６】かかる構造のスピーカ３６において、導電
体パターン３５の両端Ｓａ，Ｓｂにオーディオ信号を供
給すると、導電体パターン部３５ａにおける磁束変化と
磁気ギャップＭＧ１の磁界とによって生じる第１の駆動
力と、導電体パターン部３５ｂにおける磁束変化と磁気
ギャップＭＧ２の磁界とによって生じる第２の駆動力と
の２つの駆動力によって、振動板３４全体が磁気ギャッ
プＭＧ１，ＭＧ２の磁界方向に対して直交する方向Ｈに
振動し、その振動によって再生音が生成されて放音され
る。

【００６７】このように本実施形態のスピーカ３６によ
れば、振動板３４が内側振動部３４ｃと外側振動部３４
ａ，３４ｂの３つの部分を有するため、音再生に寄与す
る面積を実質的に広げることが可能となり、高効率のス
ピーカを実現することができる。また、第１，第２の実
施形態と同様に、振動板３４を簡素且つ軽量な構造にす
ることができるため、音圧特性及び高周波帯域での周波
数特性を向上させることができる。

【００６８】（指向周波数特性）次に、上記第１〜第３
の実施形態の各スピーカ１６，２５，３６の特徴を、図
１１〜図１３に示す指向周波数特性（directional freq
uency characteristic）の実験結果に基づいて説明す
る。

【００６９】尚、図１１はスピーカ１６、図１２はスピ
ーカ２５、図１３はスピーカ３６の指向周波数特性を示
している。また、これら図１１〜図１３において、横軸
は対数周波数（ｌｏｇｆ）、縦軸は音圧（ｄＢ）であ
る。

【００７０】更に、これら図１１〜図１３において、２
点鎖線で示す指向周波数特性は、図２、図６、図８中に
示した方向（正面軸上）Ｈにマイクロフォンを設置して
計測した指向角度０°での特性を示し、１点鎖線で示す
指向周波数特性は指向角度１５°での特性、破線で示す
指向周波数特性は指向角度３０°での特性、点線で示す
指向周波数特性は指向角度４５°での特性、実線で示す
指向周波数特性は指向角度６０°での特性となってい
る。

【００７１】図１１において、第１の実施形態のスピー
カ１６は、正面付近（角度０°，１５°）での音圧は全
体的にフラットになり、角度３０°以上の方向での音圧
は比較的低い周波数から低下していくという特徴を有し
ている。

【００７２】図１２において、第２の実施形態のスピー
カ２５は、角度による音圧のバラツキが無く、周波数が
高くなるに従って全体的に音圧が低下していく傾向を示
すものの、その低下傾向は比較的少なく、良好な指向性
を示すという特徴を有している。

【００７３】図１３において、第３の実施形態のスピー
カ３６は、正面付近（角度０°，１５°）での音圧は全
体的にフラットになり、角度３０°〜６０°では比較的
高い周波数（図中のＴ点）まで伸びている。すなわち、
第３の実施形態のスピーカ３６は、第１，第２の実施形
態のスピーカ１６，２５の特徴を兼ね備えた特性にな
る。

【００７４】このように、第１乃至第３の実施形態で述
べた各スピーカ１６，２５，３６は、それぞれ特徴的な
指向周波数特性を発揮することから、スピーカシステム
等を設計する際に、これら各スピーカの構造を適宜に選
択することで、所望の指向周波数特性を得ることができ
る。また、これら各スピーカの構造を適宜に組み合わせ
ることで、所望の指向周波数特性を得ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電気音響変
換器によれば、曲面状に形成された薄い振動板を備え、
振動板の表面に直線状の薄い導電体を一体化して形成し
て、振動板のうち導電体が形成された領域のみを磁気回
路の磁気ギャップ内に挿入した構造としたので、振動板
の軽量化と、導電体と磁気ギャップによる電気音響変換
効率を向上させることが可能となり、高周波域での音圧
特性及び周波数特性などの特性に優れ、小型、高能率、
低価格などを実現し得る電気音響変換器を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構造を一部破断して
示した斜視図である。

【図２】第１の実施形態の構造を図１中のＡ−Ａ’線に
沿って示した縦断面図である。

【図３】第１の実施形態の振動板の構造を展開して示し
た平面図である。

【図４】第１の実施形態の振動板の構造を示した縦断面
図である。

【図５】本発明の第２の実施形態の構造を一部破断して
示した斜視図である。

【図６】第２の実施形態の構造を図５中のＢ−Ｂ’線に
沿って示した縦断面図である。

【図７】第２の実施形態の振動板の構造を展開して示し
た平面図である。

【図８】第３の実施形態の構造を示した縦断面図であ
る。

【図９】第３の実施形態の振動板の構造を展開して示し
た平面図である。

【図１０】第３の実施形態の振動板の構造を示した縦断
面図である。

【図１１】第１の実施形態のスピーカの指向周波数特性
を示す図である。

【図１２】第２の実施形態のスピーカの指向周波数特性
を示す図である。

【図１３】第３の実施形態のスピーカの指向周波数特性
を示す図である。

【図１４】従来のスピーカの構造を示した断面図であ
る。

【図１５】従来の他のスピーカの構造を示した断面図で
ある。

【符号の説明】

１６，２５，３６…スピーカ１７，２６，２７…磁石１８，１９，２８，２９，３０…ヨーク１８ａ，１９ａ，３１，２８ａ，２８ｂ，３２…磁極２０，３３…支持部材２０ａ，３３ａ…隙間２１，３４…振動板２１ａ…第１の振動部２１ｂ…第２の振動部２２，３５…導電体パターン２２ａ…第１の導電体パターン２２ｂ…第２の導電体パターンＣＬa1，ＣＬa2，ＣＬa12，ＣＬb1，ＣＬb2，ＣＬb12，
３５ａ，３５ｂ…導電体パターン部３４ａ，３４ｂ…外側振動部３４ｃ…内側振動部ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２…磁気ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石附智規埼玉県所沢市花園４丁目2610番地パイオニア株式会社所沢工場内 (72)発明者花山勝時埼玉県所沢市花園４丁目2610番地パイオニア株式会社所沢工場内 (72)発明者加藤竜一埼玉県所沢市花園４丁目2610番地パイオニア株式会社所沢工場内Ｆターム(参考） 5D012 AA03 BA03 BB05 CA02 CA12 FA02 5D016 AA07 GA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲面状に形成された薄い振動板を有する
電気音響変換器であって、前記振動板の表面に直線状の薄い導電体が一体化して形
成され、前記振動板のうち前記導電体の形成された領域
のみが磁気回路の磁気ギャップ内に挿入された構造を有
することを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】前記振動板の中央領域に前記導電体が形
成され、前記中央領域を折り返し加工して接着すること
により形成される平板状の部分が前記磁気ギャップ内に
挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の電気
音響変換器。
【請求項３】前記磁気ギャップが偶数カ所設けられ、
前記振動板の中央領域に対して前記導電体が略線対称に
形成され、前記中央領域に対し略線対称な前記導電体の
偶数カ所の部分が前記偶数カ所の磁気ギャップ内にそれ
ぞれ挿入された構造を有することを特徴とする請求項１
に記載の電気音響変換器。