薄型音響電気機械変換器
【課題】 従来よりも容易に組み立てることができると共に、意匠性に優れた薄型音響電気機械変換器を提供する。
【解決手段】 本発明に係る薄型音響電気機械変換器としての平面スピーカ１０は、筐体としての一対のカバー２２および２４を有しており、この筐体内には、４本のピン２６，２６，…が設けられている。それぞれのピン２６は、その両端が各永久磁石板１８および２０に設けられた嵌合孔３４および３６に嵌合することによって保持されており、平面スピーカ１０の組み立て時には、振動膜１２と各緩衝部材１４および１６との位置決めを実現するための位置決め用治具として機能し、当該組み立て後は、振動膜１２の変位方向を制御するための変位制御手段として機能する。また、このピン２６は、筐体に内蔵された状態にあるので、当該筐体の平面性を含む意匠性が保たれる。
【解決手段】 本発明に係る薄型音響電気機械変換器としての平面スピーカ１０は、筐体としての一対のカバー２２および２４を有しており、この筐体内には、４本のピン２６，２６，…が設けられている。それぞれのピン２６は、その両端が各永久磁石板１８および２０に設けられた嵌合孔３４および３６に嵌合することによって保持されており、平面スピーカ１０の組み立て時には、振動膜１２と各緩衝部材１４および１６との位置決めを実現するための位置決め用治具として機能し、当該組み立て後は、振動膜１２の変位方向を制御するための変位制御手段として機能する。また、このピン２６は、筐体に内蔵された状態にあるので、当該筐体の平面性を含む意匠性が保たれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面スピーカ等の薄型音響電気機械変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面スピーカとして、例えば特許文献１に開示されたものがある。この平面スピーカは、永久磁石板と、この永久磁石板に対向するように配置された振動膜と、これら永久磁石板および振動膜間に介在する緩衝部材と、永久磁石板に対する振動膜の相対位置を規制する支持部材と、を具備する。このうち、永久磁石板の振動膜と対向する側の面には、その全体にわたって、帯状のＮ極とＳ極とが交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンが形成されている。この多極着磁パターン面において、各Ｎ極と各Ｓ極との各境界付近は、ニュートラルゾーンと呼ばれており、このニュートラルゾーンを跨ぐように、互いに隣り合うＮ極からＳ極に向かう磁界が形成されている。つまり、振動膜の表面を沿うように、当該磁界が形成されている。一方、振動膜は、薄くて柔軟な樹脂フィルムの表面に蛇行形状の導線パターンから成るコイルがプリント配線されたものであり、このコイルの直線部分が永久磁石板のニュートラルゾーンに対応する位置に当たるように、言い換えれば当該コイルの直線部分が磁界を横切る方向に延伸するように、支持部材によって支持されている。また、振動膜（樹脂フィルム）は、その面内方向への変位は規制されるものの、厚み方向（面外方向）へは自由に変位できるように、当該支持部材によって支持されている。そして、緩衝部材は、柔軟性および通気性を有すると共に振動膜と略同じ大きさのシートが積み重ねられたものであり、このシートと永久磁石板との間、若しくは当該シートと振動膜との間に、適当な隙間が形成されるように、配設されている。なお、振動膜および緩衝部材それぞれの外周縁は、何らにも固定されていない言わばフリーな状態とされている。
【０００３】
この構成によれば、コイルに駆動電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、振動膜の厚み方向に沿う機械力（電磁力）が当該コイルに作用する。すると、このコイルに付随して、振動膜が振動し、この結果、音波が発生する。なお、従来技術は、スピーカとは逆の変換作用を奏するマイクロホンにも適用可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３３１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の従来技術において、支持部材は、具体的に、支持棒とその両端に螺合されるナットとの組み合わせから成る、とされている。例えば、当該従来技術（特許文献１）の図１を参照すると、２枚の永久磁石板が互いに一定の距離を置いて対向するように設けられており、この位置関係は、それぞれの永久磁石板の四隅が４本の支持棒の両端近傍に強固に固定されることによって保たれている。そして、振動膜の四隅に穴が穿設されており、それぞれの穴に支持棒が挿通される。これによって、振動膜の面内方向への変位がミクロンオーダの精度で規制され、当該振動膜の厚み方向への変位は自由とされる。また、緩衝部材についても同様に、その四隅に穴が穿設されており、それぞれの穴に支持棒が挿通される。
【０００６】
さらに、従来技術（図１の構成）では、それぞれの永久磁石板の多極着磁パターン面とは反対側の面に、磁束漏洩防止用の高透磁率磁性板が密着されている。そして、これらの高透磁率磁性板それぞれの外面（永久磁石板が密着されている面とは反対側の面）側において、それぞれの支持棒の両端にナットが螺合されている。つまり、各高透磁率磁性板は、平面スピーカの筐体としても機能する。そして、支持棒およびナットは、上述の如く振動膜の変位方向を制御するための言わば変位制御手段として機能すると共に、各高透磁率磁性板を互いに結合するための結合手段としても機能する。
【０００７】
しかしながら、従来技術では、筐体としての各高透磁率磁性板それぞれの外面側に支持棒の両端およびナットが突出（露出）した状態にある。これは、当該支持棒およびナットが、上述の如く変位制御手段として機能すると共に、結合手段としても機能することに起因する。このように筐体の外面側に突出した部分が存在すると、平面スピーカ独特の平面性が損なわれ、いわゆる意匠性が低下する。なお、従来技術の図６には、永久磁石板が１枚の構成や３枚の構成が開示されているが、これらの場合も、同様である。
【０００８】
また、従来技術では、特段に明示されていないが、平面スピーカの組み立て時に専用の治具が用いられるため、次のような問題がある。即ち、当該従来技術の図１の構成を例に挙げると、平面スピーカの組み立て時には、まず、上述の支持棒を模擬した４本の位置決めピンを備える治具が、作業台の上に置かれる。続いて、下方側の高透磁率磁性板が、その四隅に設けられた各穴に各位置決めピンが挿通されるように、当該治具に装着される。これと同様に、下方側の永久磁石板、下方側の緩衝部材、振動膜、上方側の緩衝部材、上方側の永久磁石板、および上方側の高透磁率磁性板が、この順番で、それぞれの四隅に設けられた各穴に各位置決めピンが挿通されるように、当該治具に装着される。このようにして各構成要素の位置決めが成された後、当該各構成要素の位置関係が崩れないように、各位置決めピンを含む治具が取り外される。つまり、各構成要素の各穴から各位置決めピンが引き抜かれる。そして、これら各位置決めピンに代えて、各支持棒が、各穴に挿通され、当該各支持棒それぞれの両端にナットが螺合される。このように、従来技術では、各位置決めピンを含む治具を用いて各構成要素の位置決めが成され、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、各支持棒およびナットが装着されるので、この組み立て作業が非常に面倒である。しかも、各構成要素の位置関係が崩れないようにするために、相当の注意を要する。
【０００９】
そこで、本発明は、従来よりも容易に組み立てることができると共に、意匠性に優れた薄型音響電気機械変換器を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、互いに距離を置いて対向する２つの平板部を有する筐体と、これら２つの平板部間を架け渡すように設けられた１以上の棒状体と、この棒状体が挿通される挿通孔を有し、それぞれの平板部の内面に対向した状態で当該棒状体の延伸方向に沿って変位可能とされ、かつ当該棒状体の延伸方向を横切る方向への変位が規制された振動膜と、を具備する。そして、各平板部によって挟まれた空間に、振動膜の表面に沿う方向の磁界が形成されており、振動膜の表面に、当該磁界を横切る方向に延伸する部分を有するコイルが付属されており、このコイルに流れる電流と当該コイルに作用する機械力との一方から他方に変換する薄型音響電気機械変換器を、前提とする。この前提の下、それぞれの平板部の内面側に設けられており、棒状体の端部を保持する保持手段を、具備する。そして、この保持手段とは別個に設けられており、各平板部を個別に含む一対の構造体を互いに結合することによって筐体を構成する結合手段を、さらに具備する。
【００１１】
この構成によれば、例えば、コイルに電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、振動膜の厚み方向、言い換えれば棒状体の延伸方向、に沿う機械力が、当該コイルに作用する。すると、このコイルに付随して、振動膜が振動し、この結果、音波が発生する。つまり、電流という電気エネルギを機械力という機械エネルギに変換し、ひいては音波に変換するための変換器、いわゆるスピーカ、が実現される。これとは逆に、音波が振動膜に当たることによって、当該振動膜がその厚み方向に沿って振動すると、これに伴い、コイルも振動する。この結果、フレミングの右手の法則に従って、コイルに電流が流れる。つまり、音波に起因する機械エネルギを電気エネルギに変換するための変換器、いわゆるマイクロホン、が実現される。
【００１２】
ところで、本発明においては、振動膜が有する挿通孔に棒状体が挿通されることによって、当該棒状体の延伸方向を横切る方向、つまり振動膜の面内方向、への当該振動膜の変位が規制される。一方、棒状体の延伸方向、つまり振動膜の厚み方向、については、振動膜は変位可能とされる。要するに、棒状体は、振動膜が有する挿通孔と共に、当該振動膜の変位方向を制御するための変位制御手段として機能する。このように、振動膜が、その厚み方向にのみ変位可能とされ、面内方向への変位については規制されることによって、良好な音響特性が得られる。
【００１３】
ここで、棒状体の端部は、それぞれの平板部の内面側に設けられた保持手段によって保持された状態にある。言い換えれば、当該棒状体の端部は、各平板部を含む筐体の外面側に露出しないように、構成されている。併せて、筐体は、各平板部を個別に含む一対の構造体が互いに結合することによって構成され、これら一対の構造体を結合するための結合手段は、保持手段とは別個に設けられる。言い換えれば、当該結合手段は、変位制御手段として機能する棒状体とは別個のものである。従って、上述した従来技術では、変位制御手段として機能する支持棒およびナットが結合手段としても機能するために、当該支持棒の両端およびナットが筐体の外面側に突出した状態になるが、本発明によれば、そのような突出部は存在しない（厳密に言えば、適宜の結合手段が採用されることによって、当該突出部が存在しない構成が実現可能である）。
【００１４】
さらに、本発明における棒状体は、薄型音響電気機械変換器の組み立て時に、振動膜を含む各構成要素の位置決めを行うための治具としても機能する。具体的には、当該組み立て時において、まず、一方の構造体（平板部）に設けられた保持手段によって、棒状体の一端が保持される。この状態で、棒状体が、その他端側から振動膜の挿通孔に挿通されることによって、当該振動膜の位置決めが成される。この位置決めの後、他方の構造体に設けられた保持手段によって、棒状体の他端が保持されるように、当該他方の構造体が、結合手段により、一方の構造体と結合される。これ以降、棒状体は、上述の如く変位制御手段として機能する。つまり、上述の従来技術では、組み立て時に専用の治具が用いられ、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、変位制御手段としての支持棒およびナットが装着されるのに対して、本発明によれば、組み立て時に治具として機能する棒状体が、そのまま、要するに筐体に内蔵されたままの状態で、変位制御手段として機能する。
【００１５】
なお、本発明において、保持手段は、それぞれの平板部の内面に直接または間接的に設けられた嵌合孔を備えており、この嵌合孔に棒状体の端部が嵌合されることによって、当該棒状体の端部が保持されるようにしてもよい。
【００１６】
また、上述の磁界が、概略平板状の磁石板によって形成されており、この磁石板が、少なくとも一方の平板部の内面に密着されている場合には、当該磁石板に、嵌合孔が設けられてもよい。
【００１７】
さらに、振動膜が有する挿通孔は、当該振動膜の周縁近傍に位置するのが、望ましい。特に、振動膜の形状が四角形である場合には、その四隅に当該挿通孔が位置するのが、望ましい。即ち、振動膜の周縁近傍は、当該振動膜の中央寄りの部分に比べて、音波と振動との相互変換作用に大きく寄与しない。従って、このような振動膜の周縁近傍に挿通孔が設けられることによって、音響特性に特段な影響を与えることなく、振動膜の面内方向への変位を規制しつつ、厚さ方向への変位を可能とする、という当該挿通孔と棒状体との組み合わせによる作用が良好に発揮される。
【００１８】
また、振動膜は、筐体に固定された端子と接続されることがある。例えば、当該振動膜のコイルの端部が、これに当たる。この場合、振動膜の当該端子との接続部分以外の部分に、挿通孔が設けられてもよい。即ち、振動膜は、当該接続部分において、筐体に固定されることになる。そうなると、この接続部分においては、少なくとも振動膜の面内方向への変位は規制される。従って、このような接続部分に挿通孔が設けられる必要はなく、ゆえに、当該接続部分以外の部分に挿通孔が設けられることで足りる。そして、この挿通孔に合わせて、棒状体も適宜に設けられる。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、従来技術では、組み立て時に専用の治具が用いられ、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、変位制御手段としての支持棒およびナットが装着されるのに対して、本発明によれば、組み立て時に同様の治具として機能する棒状体が、そのまま変位制御手段として機能する。また、従来技術では、当該支持棒の両端およびナットが筐体の外面側に突出するが、本発明によれば、そのような突出部は存在しない。これらを総合して明らかなように、本発明によれば、従来技術に比べて、組み立てが容易であると共に、意匠性に優れた薄型音響電気機械変換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面スピーカの概略構成を示す図である。
【図２】同平面スピーカの組み立て手順図である。
【図３】同平面スピーカの別の例を示す図解図である。
【図４】同平面スピーカの改良例を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明が適用された平面スピーカ１０の一実施形態について、以下に説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る平面スピーカ１０は、外観的には扁平の概略直方体状のものである。そして、構造的には、図２の組み立て手順図（特に図２（ｈ））にも示すように、１枚の振動膜１２と、この振動膜１２の両面を挟むように設けられた前面側緩衝部材１４および背面側緩衝部材１６と、これらの緩衝部材１４および１６をさらに外側から挟むように設けられた前面側永久磁石板１８および背面側永久磁石板２０と、筐体としての前面側カバー２２および背面側カバー２４と、を具備する。
【００２３】
このうち、振動膜１２は、上述した従来技術におけるのと同様であるので詳しい図示は省略するが、可撓性を有する概略矩形の薄膜と、この薄膜の表面に密着形成された蛇行形状のコイルと、から成る。ここで、薄膜としては、例えば厚さ寸法が３０［μｍ］程度のポリエチレンテレフタレートや芳香族ポリイミド等の樹脂製のフィルムが採用される。一方、コイルは、例えばプリント配線技術によって形成された銅箔等の導体パターンであり、その厚さ寸法は、目標とする公称インピーダンスによって決まり、例えば２０［μｍ］〜５０［μｍ］の範囲内で適宜に決定される。さらに、振動膜１２の四隅には、棒状体としての４本の円柱状ピン２６，２６，…が挿通される４つの挿通孔２８，２８，…が穿設されている。なお、それぞれのピン２６は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料によって形成されており、その表面は、滑らかに研磨加工されている。また、それぞれの挿通孔２８は、円形孔であり、その内径は、当該ピン２６の外径よりも僅かに（例えば数十［μｍ］〜数百［μｍ］）大きい。
【００２４】
前面側緩衝部材１４は、その表面が振動膜１２（薄膜）の表面と略同形状かつ略同寸法のシート状部材であり、柔軟性および通気性を有する素材、例えば不織布、によって形成されている。そして、この前面側緩衝部材１４の四隅にも、振動膜１２と同様に、各ピン２６，２６，…が挿通される４つの円形の挿通孔３０，３０，…が穿設されている。
【００２５】
背面側緩衝部材１６は、基本的に前面側緩衝部材１４と同規格のものであり、この背面側緩衝部材１６の四隅にも、４つの挿通孔３２，３２，…が穿設されている。なお、これらの緩衝部材１４および１６は、不織布に限らず、上述した従来技術におけるのと同様の複数枚のシートが積み重ねられたものであってもよい。
【００２６】
前面側永久磁石板１８もまた、従来技術におけるのと同様であるので詳しい図示は省略するが、その表面は振動膜１２の表面と略同形状かつ同寸法であり、適当な厚みを有する概略平板状のものである。この前面側永久磁石板１８は、例えばフェライトや希土類磁性粉を含んだ樹脂磁石またはゴム磁石によって形成されており、その（前面側緩衝部材１４を挟んで）振動膜１２と対向する側の面には、帯状のＮ極とＳ極とが交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンが全面にわたって形成されている。この多極着磁パターン面において、各Ｎ極と各Ｓ極との各境界部分は、ニュートラルゾーンであり、このニュートラルゾーンを跨ぐように、互いに隣り合うＮ極からＳ極に向かって磁界が形成されている。つまり、振動膜の表面に沿うように、当該磁界が形成されている。ここで、振動膜１２の表面には、上述の如く蛇行形状のコイルが形成されているが、このコイルの直線部分がニュートラルゾーンと対向するように、言い換えれば当該直線部分が磁界を横切る方向に延伸するように、これらコイルとニュートラルゾーンとの相互の位置関係が設定されている。さらに、各ニュートラルゾーン上の適宜の位置に、例えば千鳥格子状に、前面側永久磁石板１８をその前面側から背面側に貫通するように、音波放出孔としての複数の円形貫通孔が穿設されている。また、この前面側永久磁石板１８の四隅には、当該前面側永久磁石板１８をその前面側から背面側に貫通するように、上述した各ピン２６，２６，…の各端部が嵌合される４つの円形嵌合孔３４，３４，…が穿設されている。
【００２７】
背面側永久磁石板２０は、基本的に前面側永久磁石板１８と同規格のものであり、この背面側永久磁石板２０の四隅にも、４つの嵌合孔３６，３６，…が穿設されている。また、図示しないが、この背面側永久磁石板２０にも、音波放出孔としての複数の貫通孔が穿設されている。なお、多極着磁パターンは、当該背面側永久磁石板２０の（背面側緩衝部材１６を挟んで）振動膜１２と対向する側の面に形成されている。
【００２８】
前面側カバー２２は、鉄板等の高透磁率の金属製であり、一面が開口された概略直方体状の中空部３８を有している（特に図２（ｇ）参照）。このような前面側カバー２２は、例えば打ち抜き曲げ加工または絞り加工によって形成される。そして、この前面側カバー２２の中空部３８内に、前面側永久磁石板１８が、その裏面（多極着磁パターン面とは反対側の面）を当該前面側カバー２２の内面（中空部３８の奥面）に密着させた状態で収容される。なお、これら前面側カバー２２の内面と前面側永久磁石板１８の裏面とは、当該前面側永久磁石１８自身の磁気吸着力によって強固に密着される。また、この前面側カバー２２にも、前面側永久磁石板１８の音波放出孔と対向するように、同様の音波放出孔としての複数の円形貫通孔４０，４０，…が穿設されている。さらに、この前面側カバー２２の中空部３８の開口側周縁には、外方に向かって食み出すように板状のフランジ４２が設けられている。そして、詳しい図示は省略するが、このフランジ４２の四隅には、結合手段としての４つのネジ（雄ネジ）４４，４４，…が挿通されるネジ挿通孔としての４つの円形貫通孔が穿設されている。
【００２９】
背面側カバー２４は、基本的に前面側カバー２２と同規格のものであり、この背面側カバー２４の中空部４６（特に図２（ａ）参照）内に、背面側永久磁石板１８が、その裏面を当該背面側カバー２４の内面（中空部４６の奥面）に密着させた状態で収容される。なお、図示しないが、この背面側カバー２４にも、音波放出孔としての複数の貫通孔が穿設されている。また、この背面側カバー２４のフランジ４８の四隅には、上述のネジ４４，４４，…が螺着される４つのネジ孔（雌ネジ）が設けられている。
【００３０】
このように構成された平面スピーカ１０によれば、振動膜１２のコイルに駆動電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、当該振動膜１２の厚み方向、言い換えれば各ピン２６，２６，…の延伸方向、に沿う機械力が、当該コイルに作用する。すると、このコイルに付随して、振動膜１２（薄膜）が振動する。この結果、音波が発生し、詳しくは、上述した前面側カバー２２の各貫通孔４０，４０，…を含む各音波放出音を介して当該音波が外部に放出される。
【００３１】
なお、振動膜１２が振動する際に、当該振動膜１２が各永久磁石板１８および２０に衝突して、雑音（異常音）が発生することが懸念される。しかし、これら振動膜１２と各永久磁石板１８および２０との間には、柔軟性を有する緩衝部材１４および１６が介在しているので、当該雑音の発生は防止される。また、これらの緩衝部材１４および１６が介在することによって、外部への音波の放出が阻害されることが懸念されるが、上述したように、当該緩衝部材１４および１６は通気性をも有するので、そのような懸念もない。その一方で、緩衝部材１４および１６は防塵用フィルタとしても機能するので、外部から平面スピーカ１０内へのゴミ類の進入も防止される。
【００３２】
ところで、良好な音響特性を得るには、振動膜１２は、その面内方向への変位が規制され、厚み方向にのみ振動することが、理想とされる。そのために、当該振動膜１２の四隅に挿通孔２８，２８，…が設けられており、これらの挿通孔２８，２８，…にピン２６，２６，…が挿通されている。なお、振動膜１２の面内方向への変位は、挿通孔２８，２８，…の内径とピン２６，２６，…の外径との寸法差によって、上述した数十［μｍ］〜数百［μｍ］というミクロンオーダの精度で規制される。また、例えば図１（ｃ）に示すように、振動膜１２の外周縁は、何らとも接触しない言わばフリーな状態とされているので、当該振動膜１２の外周縁が各カバー２２および２４の内面と接触することによる接触音（異音）の発生も抑制される。
【００３３】
ここで、図２を改めて参照して、本実施形態の平面スピーカ１０の組み立て手順を説明する。
【００３４】
まず、図２（ａ）に示すように、背面側カバー２４が、その中空部４６の開口側を上方に向けた状態で、図示しない作業台の上に設置（載置）される。そして、図２（ｂ）に示すように、この背面側カバー２４の中空部４６内に、背面側永久磁石板１８が、その多極極着磁パターン面を上方に向けた状態で、収容される。このとき、上述したように背面側永久磁石板１８は、自身の磁気吸着力によって、平面側カバー２４の中空部４６内に強固に固定される。さらに、図２（ｃ）に示すように、背面側永久磁石板２０の各嵌合孔３６，３６，…に１本ずつピン２６が装着され、詳しくは当該ピン２６の一端が嵌合される。
【００３５】
続いて、図２（ｄ）に示すように、背面側緩衝部材１６が、その四隅に設けられた各挿通孔３２，３２，…に各ピン２６，２６，…が挿通されるように、背面側永久磁石板１８（多極着磁パターン面）の上に装着される。これと同様に、図２（ｅ）に示すように、振動膜１２が、その四隅に設けられた各挿通孔２８，２８，…に各ピン２６，２６，…が挿通されるように、背面側緩衝部材１６の上に装着される。さらに、図２（ｆ）に示すように、前面側緩衝部材１４が、その四隅に設けられた各挿通孔３０，３０，…に各ピン２６，２６，…が挿通されるように、振動膜１２の上に装着される。
【００３６】
その一方で、図２（ｇ）に示すように、前面側カバー２２の中空部３８内に、前面側永久磁石板１８が、その多極着磁パターン面を当該中空部３８の開口側に向けた状態で、収容される。そして、この前面側カバー２２が、その中空部３８の開口側を背面側カバー２４の中空部４６の開口側に合わせるように、当該背面側カバー２４に結合される。このとき、図２（ｈ）に示すように、前面側永久磁石板１８の各嵌合孔３４，３４，…に、各ピン２６，２６，…の他端が嵌合される。そして、上述した結合手段としての４つのネジ４４，４４，…によって、これら前面側カバー２２と背面側カバー２４とが強固に結合され、平面スピーカ１０が完成する。
【００３７】
この一連の組み立て手順から分かるように、当該組み立て時においては、各ピン２６，２６，…は、振動膜１２と各緩衝部材１４および１６との位置決めを実現するための一種の治具として機能する。そして、組み立て後は、上述したように、当該各ピン２６，２６，…は、振動膜１２の変位方向を制御するための変位制御手段として機能する。つまり、組み立て時には、各位置決めピンを含む治具が用いられ、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、変位制御手段としての支持棒およびナットが装着される、という上述の従来技術とは異なり、本実施形態における各ピン２６，２６，…は、筐体に内蔵されたままの状態にある。従って、その分、本実施形態によれば、従来技術に比べて、組み立て作業が容易である。
【００３８】
また、上述の従来技術では、変位制御手段としての支持棒およびナットが筐体を結合するための結合手段としても機能するために、当該支持棒の両端およびナットが筐体の外面側に突出した状態になるが、本実施形態によれば、変位制御手段としてのピン２６，２６，…と結合手段としてのネジ４４，４４，…とが、互いに別個に設けられているので、そのような突出部は存在しない。従って、当該突出部を有する従来技術とは異なり、本実施形態によれば、平面スピーカ１０の平面性が保たれ、つまり意匠性が向上する。なお、複数台の平面スピーカ１０の組み合わせによってアレイスピーカシステムが構成されることがあるが、このアレイスピーカシステム全体としても、意匠性が保たれる。また、従来技術では、このアレイシステム化（組み立て）の際に、突出部が邪魔な存在となるが、本実施形態においては、そのような邪魔な存在はないので、当該アレイシステム化の際の作業性が向上する。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、上述の従来技術に比べて、組み立てが容易であると共に、意匠性に優れた平面スピーカ１０を実現することができる。加えて、組み立て完成後の当該平面スピーカ１０の駆動時においては、振動膜１２の厚さ方向への変位が適切に確保されると共に、当該振動膜１２の面内方向への変位が正確に規制されるので、良好な音響特性が得られる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、ピン２６，２６，…が円柱状とされたが、これに限らない。これらのピン２６，２６，…は、棒状であればよく、例えば角柱状であってもよい。ただし、当該ピン２６，２６，…の形状に合わせて、各永久磁石板１８および２０の各嵌合孔３４，３４，…および３６，３６，…や、振動膜１２の挿通孔２８，２８，…、各緩衝部材１４および１６の各挿通孔３０，３０，…および３２，３２，…それぞれの形状も定められる。また、当該ピン２６，２６，…として、デルリン（登録商標：ポリアセタール樹脂）等の硬質樹脂（いわゆるエンジニアリングプラスチック）製のものが採用されれば、軽量化が図られる。
【００４１】
さらに、振動膜１２は、矩形に限らず、円形状や楕円形状、或いは矩形以外の多角形状であってもよい。ただし、いずれの場合も、振動膜１２の周縁近傍に挿通孔２８，２８，…が設けられるのが、望ましい。そして、言うまでもなく、この挿通孔２８，２８，…の位置ならびに数に合わせて、上述のピン２６，２６，…や、各永久磁石板１８および２０の各嵌合孔３４，３４，…および３６，３６，…、各緩衝部材１４および１６の各挿通孔３０，３０，…および３２，３２，…それぞれの位置ならびに数が定められる。
【００４２】
また、例えば図３に示すように、振動膜１２は、ワイヤ５０および５０等の適当な導電線を介して、筐体（図３においては背面側カバー２４のフランジ４８）に固定された端子５２および５２と接続されることがある。即ち、コイルの端部５４および５４が、これに当たる。この場合、振動膜１２は、これらコイルの端部５４および５４と端子５２および５２との接続部分において、筐体２４に固定されることになる。そうなると、この接続部分においては、少なくとも振動膜１２の面内方向への変位は規制される。ゆえに、このような接続部分に挿通孔２８が設けられる必要はない。従って、当該接続部分以外の部分、例えば当該接続部分と対向する辺に沿う２箇所にのみ、２つの挿通孔２８および２８が設けられてもよい。このようにすれば、ピン２６の本数が削減され、コストダウンが図られる。この場合も、各永久磁石板１８および２０の各嵌合孔３４，３４，…および３６，３６，…、各緩衝部材１４および１６の各挿通孔３０，３０，…および３２，３２，…それぞれの位置ならびに数が定められる。
【００４３】
そして、一対の構造体としての各カバー２２および２４を相互に結合するための結合手段として、ネジ４４，４４，…が採用されたが、これに限らない。例えば、かしめや、スポット溶接等の適宜の溶接、或いは適当な接着剤等が、当該結合手段として採用されてもよい。なお、どのような結合手段が採用されるのかによって、各カバー２２および２４のフランジ４２および４８が不要となることもある。
【００４４】
加えて、極端には、各カバー２２および２６の一方または両方は、無くてもよい。この場合、各永久磁石板１８および２０の一方または両方が、筐体を兼ねる。例えば、前面側永久磁石板１８が筐体を兼ねる場合は、当該前面側永久磁石板１８を貫通しない程度に、多極着磁パターン面側から嵌合孔３６が設けられるようにする。背面側永久磁石板２０が筐体を兼ねる場合も、同様である。
【００４５】
さらに、上述した従来技術の図６には、永久磁石板が１枚の構成や３枚の構成が開示されているが、このような構成についても、本発明を適用することができる。即ち、いずれの構成においても、筐体の外面にピン２６，２６，…の端部が突出（露出）しないように、その内面側に当該ピン２６，２６，…の端部を嵌合させるための嵌合孔が設けられればよい。
【００４６】
そしてさらに、それぞれのピン２６の外面と、これに挿通される振動膜１２の挿通孔２８の内面と、の摺動性を向上させるために、例えば図４に示すように、当該挿通孔２８の内面に厚みを持たせてもよく、詳しくはスリーブ６０を設けてもよい。このようなスリーブ６０は、例えば上述したプリント配線技術によるスルーホールによって実現される。特に、振動膜１２の両面にコイルが形成され、この両面のコイルがスルーホールによって相互に接続されることがあるが、このような場合に、当該スリーブ６０としてのスルーホールが併せて形成されると、極めて有益である。
【００４７】
本実施形態においては、平面スピーカ１０を例に挙げて説明したが、これとは逆の変換作用を奏するマイクロホンにも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 平面スピーカ
１２ 振動膜
２２ 前面側カバー
２４ 背面側カバー
２６ ピン
２８ 挿通孔
３４，３６ 嵌合孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面スピーカ等の薄型音響電気機械変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面スピーカとして、例えば特許文献１に開示されたものがある。この平面スピーカは、永久磁石板と、この永久磁石板に対向するように配置された振動膜と、これら永久磁石板および振動膜間に介在する緩衝部材と、永久磁石板に対する振動膜の相対位置を規制する支持部材と、を具備する。このうち、永久磁石板の振動膜と対向する側の面には、その全体にわたって、帯状のＮ極とＳ極とが交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンが形成されている。この多極着磁パターン面において、各Ｎ極と各Ｓ極との各境界付近は、ニュートラルゾーンと呼ばれており、このニュートラルゾーンを跨ぐように、互いに隣り合うＮ極からＳ極に向かう磁界が形成されている。つまり、振動膜の表面を沿うように、当該磁界が形成されている。一方、振動膜は、薄くて柔軟な樹脂フィルムの表面に蛇行形状の導線パターンから成るコイルがプリント配線されたものであり、このコイルの直線部分が永久磁石板のニュートラルゾーンに対応する位置に当たるように、言い換えれば当該コイルの直線部分が磁界を横切る方向に延伸するように、支持部材によって支持されている。また、振動膜（樹脂フィルム）は、その面内方向への変位は規制されるものの、厚み方向（面外方向）へは自由に変位できるように、当該支持部材によって支持されている。そして、緩衝部材は、柔軟性および通気性を有すると共に振動膜と略同じ大きさのシートが積み重ねられたものであり、このシートと永久磁石板との間、若しくは当該シートと振動膜との間に、適当な隙間が形成されるように、配設されている。なお、振動膜および緩衝部材それぞれの外周縁は、何らにも固定されていない言わばフリーな状態とされている。
【０００３】
この構成によれば、コイルに駆動電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、振動膜の厚み方向に沿う機械力（電磁力）が当該コイルに作用する。すると、このコイルに付随して、振動膜が振動し、この結果、音波が発生する。なお、従来技術は、スピーカとは逆の変換作用を奏するマイクロホンにも適用可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３３１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の従来技術において、支持部材は、具体的に、支持棒とその両端に螺合されるナットとの組み合わせから成る、とされている。例えば、当該従来技術（特許文献１）の図１を参照すると、２枚の永久磁石板が互いに一定の距離を置いて対向するように設けられており、この位置関係は、それぞれの永久磁石板の四隅が４本の支持棒の両端近傍に強固に固定されることによって保たれている。そして、振動膜の四隅に穴が穿設されており、それぞれの穴に支持棒が挿通される。これによって、振動膜の面内方向への変位がミクロンオーダの精度で規制され、当該振動膜の厚み方向への変位は自由とされる。また、緩衝部材についても同様に、その四隅に穴が穿設されており、それぞれの穴に支持棒が挿通される。
【０００６】
さらに、従来技術（図１の構成）では、それぞれの永久磁石板の多極着磁パターン面とは反対側の面に、磁束漏洩防止用の高透磁率磁性板が密着されている。そして、これらの高透磁率磁性板それぞれの外面（永久磁石板が密着されている面とは反対側の面）側において、それぞれの支持棒の両端にナットが螺合されている。つまり、各高透磁率磁性板は、平面スピーカの筐体としても機能する。そして、支持棒およびナットは、上述の如く振動膜の変位方向を制御するための言わば変位制御手段として機能すると共に、各高透磁率磁性板を互いに結合するための結合手段としても機能する。
【０００７】
しかしながら、従来技術では、筐体としての各高透磁率磁性板それぞれの外面側に支持棒の両端およびナットが突出（露出）した状態にある。これは、当該支持棒およびナットが、上述の如く変位制御手段として機能すると共に、結合手段としても機能することに起因する。このように筐体の外面側に突出した部分が存在すると、平面スピーカ独特の平面性が損なわれ、いわゆる意匠性が低下する。なお、従来技術の図６には、永久磁石板が１枚の構成や３枚の構成が開示されているが、これらの場合も、同様である。
【０００８】
また、従来技術では、特段に明示されていないが、平面スピーカの組み立て時に専用の治具が用いられるため、次のような問題がある。即ち、当該従来技術の図１の構成を例に挙げると、平面スピーカの組み立て時には、まず、上述の支持棒を模擬した４本の位置決めピンを備える治具が、作業台の上に置かれる。続いて、下方側の高透磁率磁性板が、その四隅に設けられた各穴に各位置決めピンが挿通されるように、当該治具に装着される。これと同様に、下方側の永久磁石板、下方側の緩衝部材、振動膜、上方側の緩衝部材、上方側の永久磁石板、および上方側の高透磁率磁性板が、この順番で、それぞれの四隅に設けられた各穴に各位置決めピンが挿通されるように、当該治具に装着される。このようにして各構成要素の位置決めが成された後、当該各構成要素の位置関係が崩れないように、各位置決めピンを含む治具が取り外される。つまり、各構成要素の各穴から各位置決めピンが引き抜かれる。そして、これら各位置決めピンに代えて、各支持棒が、各穴に挿通され、当該各支持棒それぞれの両端にナットが螺合される。このように、従来技術では、各位置決めピンを含む治具を用いて各構成要素の位置決めが成され、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、各支持棒およびナットが装着されるので、この組み立て作業が非常に面倒である。しかも、各構成要素の位置関係が崩れないようにするために、相当の注意を要する。
【０００９】
そこで、本発明は、従来よりも容易に組み立てることができると共に、意匠性に優れた薄型音響電気機械変換器を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、互いに距離を置いて対向する２つの平板部を有する筐体と、これら２つの平板部間を架け渡すように設けられた１以上の棒状体と、この棒状体が挿通される挿通孔を有し、それぞれの平板部の内面に対向した状態で当該棒状体の延伸方向に沿って変位可能とされ、かつ当該棒状体の延伸方向を横切る方向への変位が規制された振動膜と、を具備する。そして、各平板部によって挟まれた空間に、振動膜の表面に沿う方向の磁界が形成されており、振動膜の表面に、当該磁界を横切る方向に延伸する部分を有するコイルが付属されており、このコイルに流れる電流と当該コイルに作用する機械力との一方から他方に変換する薄型音響電気機械変換器を、前提とする。この前提の下、それぞれの平板部の内面側に設けられており、棒状体の端部を保持する保持手段を、具備する。そして、この保持手段とは別個に設けられており、各平板部を個別に含む一対の構造体を互いに結合することによって筐体を構成する結合手段を、さらに具備する。
【００１１】
この構成によれば、例えば、コイルに電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、振動膜の厚み方向、言い換えれば棒状体の延伸方向、に沿う機械力が、当該コイルに作用する。すると、このコイルに付随して、振動膜が振動し、この結果、音波が発生する。つまり、電流という電気エネルギを機械力という機械エネルギに変換し、ひいては音波に変換するための変換器、いわゆるスピーカ、が実現される。これとは逆に、音波が振動膜に当たることによって、当該振動膜がその厚み方向に沿って振動すると、これに伴い、コイルも振動する。この結果、フレミングの右手の法則に従って、コイルに電流が流れる。つまり、音波に起因する機械エネルギを電気エネルギに変換するための変換器、いわゆるマイクロホン、が実現される。
【００１２】
ところで、本発明においては、振動膜が有する挿通孔に棒状体が挿通されることによって、当該棒状体の延伸方向を横切る方向、つまり振動膜の面内方向、への当該振動膜の変位が規制される。一方、棒状体の延伸方向、つまり振動膜の厚み方向、については、振動膜は変位可能とされる。要するに、棒状体は、振動膜が有する挿通孔と共に、当該振動膜の変位方向を制御するための変位制御手段として機能する。このように、振動膜が、その厚み方向にのみ変位可能とされ、面内方向への変位については規制されることによって、良好な音響特性が得られる。
【００１３】
ここで、棒状体の端部は、それぞれの平板部の内面側に設けられた保持手段によって保持された状態にある。言い換えれば、当該棒状体の端部は、各平板部を含む筐体の外面側に露出しないように、構成されている。併せて、筐体は、各平板部を個別に含む一対の構造体が互いに結合することによって構成され、これら一対の構造体を結合するための結合手段は、保持手段とは別個に設けられる。言い換えれば、当該結合手段は、変位制御手段として機能する棒状体とは別個のものである。従って、上述した従来技術では、変位制御手段として機能する支持棒およびナットが結合手段としても機能するために、当該支持棒の両端およびナットが筐体の外面側に突出した状態になるが、本発明によれば、そのような突出部は存在しない（厳密に言えば、適宜の結合手段が採用されることによって、当該突出部が存在しない構成が実現可能である）。
【００１４】
さらに、本発明における棒状体は、薄型音響電気機械変換器の組み立て時に、振動膜を含む各構成要素の位置決めを行うための治具としても機能する。具体的には、当該組み立て時において、まず、一方の構造体（平板部）に設けられた保持手段によって、棒状体の一端が保持される。この状態で、棒状体が、その他端側から振動膜の挿通孔に挿通されることによって、当該振動膜の位置決めが成される。この位置決めの後、他方の構造体に設けられた保持手段によって、棒状体の他端が保持されるように、当該他方の構造体が、結合手段により、一方の構造体と結合される。これ以降、棒状体は、上述の如く変位制御手段として機能する。つまり、上述の従来技術では、組み立て時に専用の治具が用いられ、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、変位制御手段としての支持棒およびナットが装着されるのに対して、本発明によれば、組み立て時に治具として機能する棒状体が、そのまま、要するに筐体に内蔵されたままの状態で、変位制御手段として機能する。
【００１５】
なお、本発明において、保持手段は、それぞれの平板部の内面に直接または間接的に設けられた嵌合孔を備えており、この嵌合孔に棒状体の端部が嵌合されることによって、当該棒状体の端部が保持されるようにしてもよい。
【００１６】
また、上述の磁界が、概略平板状の磁石板によって形成されており、この磁石板が、少なくとも一方の平板部の内面に密着されている場合には、当該磁石板に、嵌合孔が設けられてもよい。
【００１７】
さらに、振動膜が有する挿通孔は、当該振動膜の周縁近傍に位置するのが、望ましい。特に、振動膜の形状が四角形である場合には、その四隅に当該挿通孔が位置するのが、望ましい。即ち、振動膜の周縁近傍は、当該振動膜の中央寄りの部分に比べて、音波と振動との相互変換作用に大きく寄与しない。従って、このような振動膜の周縁近傍に挿通孔が設けられることによって、音響特性に特段な影響を与えることなく、振動膜の面内方向への変位を規制しつつ、厚さ方向への変位を可能とする、という当該挿通孔と棒状体との組み合わせによる作用が良好に発揮される。
【００１８】
また、振動膜は、筐体に固定された端子と接続されることがある。例えば、当該振動膜のコイルの端部が、これに当たる。この場合、振動膜の当該端子との接続部分以外の部分に、挿通孔が設けられてもよい。即ち、振動膜は、当該接続部分において、筐体に固定されることになる。そうなると、この接続部分においては、少なくとも振動膜の面内方向への変位は規制される。従って、このような接続部分に挿通孔が設けられる必要はなく、ゆえに、当該接続部分以外の部分に挿通孔が設けられることで足りる。そして、この挿通孔に合わせて、棒状体も適宜に設けられる。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、従来技術では、組み立て時に専用の治具が用いられ、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、変位制御手段としての支持棒およびナットが装着されるのに対して、本発明によれば、組み立て時に同様の治具として機能する棒状体が、そのまま変位制御手段として機能する。また、従来技術では、当該支持棒の両端およびナットが筐体の外面側に突出するが、本発明によれば、そのような突出部は存在しない。これらを総合して明らかなように、本発明によれば、従来技術に比べて、組み立てが容易であると共に、意匠性に優れた薄型音響電気機械変換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面スピーカの概略構成を示す図である。
【図２】同平面スピーカの組み立て手順図である。
【図３】同平面スピーカの別の例を示す図解図である。
【図４】同平面スピーカの改良例を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明が適用された平面スピーカ１０の一実施形態について、以下に説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る平面スピーカ１０は、外観的には扁平の概略直方体状のものである。そして、構造的には、図２の組み立て手順図（特に図２（ｈ））にも示すように、１枚の振動膜１２と、この振動膜１２の両面を挟むように設けられた前面側緩衝部材１４および背面側緩衝部材１６と、これらの緩衝部材１４および１６をさらに外側から挟むように設けられた前面側永久磁石板１８および背面側永久磁石板２０と、筐体としての前面側カバー２２および背面側カバー２４と、を具備する。
【００２３】
このうち、振動膜１２は、上述した従来技術におけるのと同様であるので詳しい図示は省略するが、可撓性を有する概略矩形の薄膜と、この薄膜の表面に密着形成された蛇行形状のコイルと、から成る。ここで、薄膜としては、例えば厚さ寸法が３０［μｍ］程度のポリエチレンテレフタレートや芳香族ポリイミド等の樹脂製のフィルムが採用される。一方、コイルは、例えばプリント配線技術によって形成された銅箔等の導体パターンであり、その厚さ寸法は、目標とする公称インピーダンスによって決まり、例えば２０［μｍ］〜５０［μｍ］の範囲内で適宜に決定される。さらに、振動膜１２の四隅には、棒状体としての４本の円柱状ピン２６，２６，…が挿通される４つの挿通孔２８，２８，…が穿設されている。なお、それぞれのピン２６は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料によって形成されており、その表面は、滑らかに研磨加工されている。また、それぞれの挿通孔２８は、円形孔であり、その内径は、当該ピン２６の外径よりも僅かに（例えば数十［μｍ］〜数百［μｍ］）大きい。
【００２４】
前面側緩衝部材１４は、その表面が振動膜１２（薄膜）の表面と略同形状かつ略同寸法のシート状部材であり、柔軟性および通気性を有する素材、例えば不織布、によって形成されている。そして、この前面側緩衝部材１４の四隅にも、振動膜１２と同様に、各ピン２６，２６，…が挿通される４つの円形の挿通孔３０，３０，…が穿設されている。
【００２５】
背面側緩衝部材１６は、基本的に前面側緩衝部材１４と同規格のものであり、この背面側緩衝部材１６の四隅にも、４つの挿通孔３２，３２，…が穿設されている。なお、これらの緩衝部材１４および１６は、不織布に限らず、上述した従来技術におけるのと同様の複数枚のシートが積み重ねられたものであってもよい。
【００２６】
前面側永久磁石板１８もまた、従来技術におけるのと同様であるので詳しい図示は省略するが、その表面は振動膜１２の表面と略同形状かつ同寸法であり、適当な厚みを有する概略平板状のものである。この前面側永久磁石板１８は、例えばフェライトや希土類磁性粉を含んだ樹脂磁石またはゴム磁石によって形成されており、その（前面側緩衝部材１４を挟んで）振動膜１２と対向する側の面には、帯状のＮ極とＳ極とが交互に現れる平行縞状の多極着磁パターンが全面にわたって形成されている。この多極着磁パターン面において、各Ｎ極と各Ｓ極との各境界部分は、ニュートラルゾーンであり、このニュートラルゾーンを跨ぐように、互いに隣り合うＮ極からＳ極に向かって磁界が形成されている。つまり、振動膜の表面に沿うように、当該磁界が形成されている。ここで、振動膜１２の表面には、上述の如く蛇行形状のコイルが形成されているが、このコイルの直線部分がニュートラルゾーンと対向するように、言い換えれば当該直線部分が磁界を横切る方向に延伸するように、これらコイルとニュートラルゾーンとの相互の位置関係が設定されている。さらに、各ニュートラルゾーン上の適宜の位置に、例えば千鳥格子状に、前面側永久磁石板１８をその前面側から背面側に貫通するように、音波放出孔としての複数の円形貫通孔が穿設されている。また、この前面側永久磁石板１８の四隅には、当該前面側永久磁石板１８をその前面側から背面側に貫通するように、上述した各ピン２６，２６，…の各端部が嵌合される４つの円形嵌合孔３４，３４，…が穿設されている。
【００２７】
背面側永久磁石板２０は、基本的に前面側永久磁石板１８と同規格のものであり、この背面側永久磁石板２０の四隅にも、４つの嵌合孔３６，３６，…が穿設されている。また、図示しないが、この背面側永久磁石板２０にも、音波放出孔としての複数の貫通孔が穿設されている。なお、多極着磁パターンは、当該背面側永久磁石板２０の（背面側緩衝部材１６を挟んで）振動膜１２と対向する側の面に形成されている。
【００２８】
前面側カバー２２は、鉄板等の高透磁率の金属製であり、一面が開口された概略直方体状の中空部３８を有している（特に図２（ｇ）参照）。このような前面側カバー２２は、例えば打ち抜き曲げ加工または絞り加工によって形成される。そして、この前面側カバー２２の中空部３８内に、前面側永久磁石板１８が、その裏面（多極着磁パターン面とは反対側の面）を当該前面側カバー２２の内面（中空部３８の奥面）に密着させた状態で収容される。なお、これら前面側カバー２２の内面と前面側永久磁石板１８の裏面とは、当該前面側永久磁石１８自身の磁気吸着力によって強固に密着される。また、この前面側カバー２２にも、前面側永久磁石板１８の音波放出孔と対向するように、同様の音波放出孔としての複数の円形貫通孔４０，４０，…が穿設されている。さらに、この前面側カバー２２の中空部３８の開口側周縁には、外方に向かって食み出すように板状のフランジ４２が設けられている。そして、詳しい図示は省略するが、このフランジ４２の四隅には、結合手段としての４つのネジ（雄ネジ）４４，４４，…が挿通されるネジ挿通孔としての４つの円形貫通孔が穿設されている。
【００２９】
背面側カバー２４は、基本的に前面側カバー２２と同規格のものであり、この背面側カバー２４の中空部４６（特に図２（ａ）参照）内に、背面側永久磁石板１８が、その裏面を当該背面側カバー２４の内面（中空部４６の奥面）に密着させた状態で収容される。なお、図示しないが、この背面側カバー２４にも、音波放出孔としての複数の貫通孔が穿設されている。また、この背面側カバー２４のフランジ４８の四隅には、上述のネジ４４，４４，…が螺着される４つのネジ孔（雌ネジ）が設けられている。
【００３０】
このように構成された平面スピーカ１０によれば、振動膜１２のコイルに駆動電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、当該振動膜１２の厚み方向、言い換えれば各ピン２６，２６，…の延伸方向、に沿う機械力が、当該コイルに作用する。すると、このコイルに付随して、振動膜１２（薄膜）が振動する。この結果、音波が発生し、詳しくは、上述した前面側カバー２２の各貫通孔４０，４０，…を含む各音波放出音を介して当該音波が外部に放出される。
【００３１】
なお、振動膜１２が振動する際に、当該振動膜１２が各永久磁石板１８および２０に衝突して、雑音（異常音）が発生することが懸念される。しかし、これら振動膜１２と各永久磁石板１８および２０との間には、柔軟性を有する緩衝部材１４および１６が介在しているので、当該雑音の発生は防止される。また、これらの緩衝部材１４および１６が介在することによって、外部への音波の放出が阻害されることが懸念されるが、上述したように、当該緩衝部材１４および１６は通気性をも有するので、そのような懸念もない。その一方で、緩衝部材１４および１６は防塵用フィルタとしても機能するので、外部から平面スピーカ１０内へのゴミ類の進入も防止される。
【００３２】
ところで、良好な音響特性を得るには、振動膜１２は、その面内方向への変位が規制され、厚み方向にのみ振動することが、理想とされる。そのために、当該振動膜１２の四隅に挿通孔２８，２８，…が設けられており、これらの挿通孔２８，２８，…にピン２６，２６，…が挿通されている。なお、振動膜１２の面内方向への変位は、挿通孔２８，２８，…の内径とピン２６，２６，…の外径との寸法差によって、上述した数十［μｍ］〜数百［μｍ］というミクロンオーダの精度で規制される。また、例えば図１（ｃ）に示すように、振動膜１２の外周縁は、何らとも接触しない言わばフリーな状態とされているので、当該振動膜１２の外周縁が各カバー２２および２４の内面と接触することによる接触音（異音）の発生も抑制される。
【００３３】
ここで、図２を改めて参照して、本実施形態の平面スピーカ１０の組み立て手順を説明する。
【００３４】
まず、図２（ａ）に示すように、背面側カバー２４が、その中空部４６の開口側を上方に向けた状態で、図示しない作業台の上に設置（載置）される。そして、図２（ｂ）に示すように、この背面側カバー２４の中空部４６内に、背面側永久磁石板１８が、その多極極着磁パターン面を上方に向けた状態で、収容される。このとき、上述したように背面側永久磁石板１８は、自身の磁気吸着力によって、平面側カバー２４の中空部４６内に強固に固定される。さらに、図２（ｃ）に示すように、背面側永久磁石板２０の各嵌合孔３６，３６，…に１本ずつピン２６が装着され、詳しくは当該ピン２６の一端が嵌合される。
【００３５】
続いて、図２（ｄ）に示すように、背面側緩衝部材１６が、その四隅に設けられた各挿通孔３２，３２，…に各ピン２６，２６，…が挿通されるように、背面側永久磁石板１８（多極着磁パターン面）の上に装着される。これと同様に、図２（ｅ）に示すように、振動膜１２が、その四隅に設けられた各挿通孔２８，２８，…に各ピン２６，２６，…が挿通されるように、背面側緩衝部材１６の上に装着される。さらに、図２（ｆ）に示すように、前面側緩衝部材１４が、その四隅に設けられた各挿通孔３０，３０，…に各ピン２６，２６，…が挿通されるように、振動膜１２の上に装着される。
【００３６】
その一方で、図２（ｇ）に示すように、前面側カバー２２の中空部３８内に、前面側永久磁石板１８が、その多極着磁パターン面を当該中空部３８の開口側に向けた状態で、収容される。そして、この前面側カバー２２が、その中空部３８の開口側を背面側カバー２４の中空部４６の開口側に合わせるように、当該背面側カバー２４に結合される。このとき、図２（ｈ）に示すように、前面側永久磁石板１８の各嵌合孔３４，３４，…に、各ピン２６，２６，…の他端が嵌合される。そして、上述した結合手段としての４つのネジ４４，４４，…によって、これら前面側カバー２２と背面側カバー２４とが強固に結合され、平面スピーカ１０が完成する。
【００３７】
この一連の組み立て手順から分かるように、当該組み立て時においては、各ピン２６，２６，…は、振動膜１２と各緩衝部材１４および１６との位置決めを実現するための一種の治具として機能する。そして、組み立て後は、上述したように、当該各ピン２６，２６，…は、振動膜１２の変位方向を制御するための変位制御手段として機能する。つまり、組み立て時には、各位置決めピンを含む治具が用いられ、その後、当該治具が取り外され、これに代えて、変位制御手段としての支持棒およびナットが装着される、という上述の従来技術とは異なり、本実施形態における各ピン２６，２６，…は、筐体に内蔵されたままの状態にある。従って、その分、本実施形態によれば、従来技術に比べて、組み立て作業が容易である。
【００３８】
また、上述の従来技術では、変位制御手段としての支持棒およびナットが筐体を結合するための結合手段としても機能するために、当該支持棒の両端およびナットが筐体の外面側に突出した状態になるが、本実施形態によれば、変位制御手段としてのピン２６，２６，…と結合手段としてのネジ４４，４４，…とが、互いに別個に設けられているので、そのような突出部は存在しない。従って、当該突出部を有する従来技術とは異なり、本実施形態によれば、平面スピーカ１０の平面性が保たれ、つまり意匠性が向上する。なお、複数台の平面スピーカ１０の組み合わせによってアレイスピーカシステムが構成されることがあるが、このアレイスピーカシステム全体としても、意匠性が保たれる。また、従来技術では、このアレイシステム化（組み立て）の際に、突出部が邪魔な存在となるが、本実施形態においては、そのような邪魔な存在はないので、当該アレイシステム化の際の作業性が向上する。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、上述の従来技術に比べて、組み立てが容易であると共に、意匠性に優れた平面スピーカ１０を実現することができる。加えて、組み立て完成後の当該平面スピーカ１０の駆動時においては、振動膜１２の厚さ方向への変位が適切に確保されると共に、当該振動膜１２の面内方向への変位が正確に規制されるので、良好な音響特性が得られる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、ピン２６，２６，…が円柱状とされたが、これに限らない。これらのピン２６，２６，…は、棒状であればよく、例えば角柱状であってもよい。ただし、当該ピン２６，２６，…の形状に合わせて、各永久磁石板１８および２０の各嵌合孔３４，３４，…および３６，３６，…や、振動膜１２の挿通孔２８，２８，…、各緩衝部材１４および１６の各挿通孔３０，３０，…および３２，３２，…それぞれの形状も定められる。また、当該ピン２６，２６，…として、デルリン（登録商標：ポリアセタール樹脂）等の硬質樹脂（いわゆるエンジニアリングプラスチック）製のものが採用されれば、軽量化が図られる。
【００４１】
さらに、振動膜１２は、矩形に限らず、円形状や楕円形状、或いは矩形以外の多角形状であってもよい。ただし、いずれの場合も、振動膜１２の周縁近傍に挿通孔２８，２８，…が設けられるのが、望ましい。そして、言うまでもなく、この挿通孔２８，２８，…の位置ならびに数に合わせて、上述のピン２６，２６，…や、各永久磁石板１８および２０の各嵌合孔３４，３４，…および３６，３６，…、各緩衝部材１４および１６の各挿通孔３０，３０，…および３２，３２，…それぞれの位置ならびに数が定められる。
【００４２】
また、例えば図３に示すように、振動膜１２は、ワイヤ５０および５０等の適当な導電線を介して、筐体（図３においては背面側カバー２４のフランジ４８）に固定された端子５２および５２と接続されることがある。即ち、コイルの端部５４および５４が、これに当たる。この場合、振動膜１２は、これらコイルの端部５４および５４と端子５２および５２との接続部分において、筐体２４に固定されることになる。そうなると、この接続部分においては、少なくとも振動膜１２の面内方向への変位は規制される。ゆえに、このような接続部分に挿通孔２８が設けられる必要はない。従って、当該接続部分以外の部分、例えば当該接続部分と対向する辺に沿う２箇所にのみ、２つの挿通孔２８および２８が設けられてもよい。このようにすれば、ピン２６の本数が削減され、コストダウンが図られる。この場合も、各永久磁石板１８および２０の各嵌合孔３４，３４，…および３６，３６，…、各緩衝部材１４および１６の各挿通孔３０，３０，…および３２，３２，…それぞれの位置ならびに数が定められる。
【００４３】
そして、一対の構造体としての各カバー２２および２４を相互に結合するための結合手段として、ネジ４４，４４，…が採用されたが、これに限らない。例えば、かしめや、スポット溶接等の適宜の溶接、或いは適当な接着剤等が、当該結合手段として採用されてもよい。なお、どのような結合手段が採用されるのかによって、各カバー２２および２４のフランジ４２および４８が不要となることもある。
【００４４】
加えて、極端には、各カバー２２および２６の一方または両方は、無くてもよい。この場合、各永久磁石板１８および２０の一方または両方が、筐体を兼ねる。例えば、前面側永久磁石板１８が筐体を兼ねる場合は、当該前面側永久磁石板１８を貫通しない程度に、多極着磁パターン面側から嵌合孔３６が設けられるようにする。背面側永久磁石板２０が筐体を兼ねる場合も、同様である。
【００４５】
さらに、上述した従来技術の図６には、永久磁石板が１枚の構成や３枚の構成が開示されているが、このような構成についても、本発明を適用することができる。即ち、いずれの構成においても、筐体の外面にピン２６，２６，…の端部が突出（露出）しないように、その内面側に当該ピン２６，２６，…の端部を嵌合させるための嵌合孔が設けられればよい。
【００４６】
そしてさらに、それぞれのピン２６の外面と、これに挿通される振動膜１２の挿通孔２８の内面と、の摺動性を向上させるために、例えば図４に示すように、当該挿通孔２８の内面に厚みを持たせてもよく、詳しくはスリーブ６０を設けてもよい。このようなスリーブ６０は、例えば上述したプリント配線技術によるスルーホールによって実現される。特に、振動膜１２の両面にコイルが形成され、この両面のコイルがスルーホールによって相互に接続されることがあるが、このような場合に、当該スリーブ６０としてのスルーホールが併せて形成されると、極めて有益である。
【００４７】
本実施形態においては、平面スピーカ１０を例に挙げて説明したが、これとは逆の変換作用を奏するマイクロホンにも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 平面スピーカ
１２ 振動膜
２２ 前面側カバー
２４ 背面側カバー
２６ ピン
２８ 挿通孔
３４，３６ 嵌合孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに距離を置いて対向する２つの平板部を有する筐体と、
上記２つの平板部間を架け渡すように設けられた１以上の棒状体と、
上記棒状体が挿通される挿通孔を有し上記２つの平板部それぞれの内面に対向した状態で該棒状体の延伸方向に沿って変位可能とされかつ該棒状体の延伸方向を横切る方向への変位が規制された振動膜と、
を具備し、
上記２つの平板部間に上記振動膜の表面に沿う方向の磁界が形成されており、
上記振動膜の表面に上記磁界を横切る方向に延伸する部分を有するコイルが付属されており、
上記コイルに流れる電流と該コイルに作用する機械力との一方から他方に変換する薄型音響電気機械変換器において、
上記２つの平板部それぞれの内面側に設けられ上記棒状体の端部を保持する保持手段と、
上記保持手段とは別個に設けられ上記２つの平板部を個別に含む一対の構造体を互いに結合することによって上記筐体を構成する結合手段と、
をさらに具備すること、
を特徴とする、薄型音響電気機械変換器。
【請求項２】
上記保持手段は上記２つの平板部それぞれの内面に直接または間接的に設けられた嵌合孔を備え、
上記嵌合孔に上記棒状体の端部が嵌合されることによって該端部が保持される、
請求項１に記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項３】
上記磁界を形成する概略平板状の磁石板が上記２つの平板部の少なくとも一方の内面に密着されており、
上記磁石板に上記嵌合孔が設けられた、
請求項２に記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項４】
上記挿通孔は上記振動膜の周縁近傍に位置する、
請求項１ないし３のいずれかに記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項５】
上記振動膜は上記筐体に固定された端子と接続される接続部分を有し、
上記挿通孔は上記接続部分以外の部分に位置する、
請求項１ないし４のいずれかに記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項１】
互いに距離を置いて対向する２つの平板部を有する筐体と、
上記２つの平板部間を架け渡すように設けられた１以上の棒状体と、
上記棒状体が挿通される挿通孔を有し上記２つの平板部それぞれの内面に対向した状態で該棒状体の延伸方向に沿って変位可能とされかつ該棒状体の延伸方向を横切る方向への変位が規制された振動膜と、
を具備し、
上記２つの平板部間に上記振動膜の表面に沿う方向の磁界が形成されており、
上記振動膜の表面に上記磁界を横切る方向に延伸する部分を有するコイルが付属されており、
上記コイルに流れる電流と該コイルに作用する機械力との一方から他方に変換する薄型音響電気機械変換器において、
上記２つの平板部それぞれの内面側に設けられ上記棒状体の端部を保持する保持手段と、
上記保持手段とは別個に設けられ上記２つの平板部を個別に含む一対の構造体を互いに結合することによって上記筐体を構成する結合手段と、
をさらに具備すること、
を特徴とする、薄型音響電気機械変換器。
【請求項２】
上記保持手段は上記２つの平板部それぞれの内面に直接または間接的に設けられた嵌合孔を備え、
上記嵌合孔に上記棒状体の端部が嵌合されることによって該端部が保持される、
請求項１に記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項３】
上記磁界を形成する概略平板状の磁石板が上記２つの平板部の少なくとも一方の内面に密着されており、
上記磁石板に上記嵌合孔が設けられた、
請求項２に記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項４】
上記挿通孔は上記振動膜の周縁近傍に位置する、
請求項１ないし３のいずれかに記載の薄型音響電気機械変換器。
【請求項５】
上記振動膜は上記筐体に固定された端子と接続される接続部分を有し、
上記挿通孔は上記接続部分以外の部分に位置する、
請求項１ないし４のいずれかに記載の薄型音響電気機械変換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２６８０４５（Ｐ２０１０−２６８０４５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５５３８（Ｐ２００９−１１５５３８）
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００２２３１８２）ティーオーエー株式会社 (190)
【出願人】（５９９０８４９８０）株式会社プロトロ (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００２２３１８２）ティーオーエー株式会社 (190)
【出願人】（５９９０８４９８０）株式会社プロトロ (6)
【Ｆターム（参考）】
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