JP2004260736A

JP2004260736A - スピーカ装置

Info

Publication number: JP2004260736A
Application number: JP2003051543A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Hikichi; 俊博引地
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: US7088842B2; JP3989856B2; CN1525791A; US20040170297A1

Abstract

【課題】指向性が良好で薄型化が可能な逆ドーム型スピーカの利点を生かしながら、高域から低域に至るまで広い再生帯域を得る。
【解決手段】ボイスコイル１が取り付けられ、ボイスコイル１側に突出した凹断面形状のドーム振動板２と、ドーム振動板２の外縁部に設けられ、ドーム振動板２をフレーム３に支持する凹断面形状のエッジ４と、ボイスコイル１が配置される磁気ギャップＧを形成する磁気回路５とを備え、エッジ４は、ドーム振動板２による再生帯域より低い再生帯域を担う広いエッジ幅（ｂ＝１．５〜３・ａ）を有する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のドーム型スピーカの基本構造は、図１（ａ）に示すように、ボイスコイルＡが取り付けられたドーム振動板Ｂを備え、リング状マグネットＣ１とトップヨークＣ２とヨークＣ３とで磁気回路（内磁型）を形成し、トップヨークＣ２の外周とヨークＣ３との間隙に形成される磁気ギャップにボイスコイルＡを配置し、ヨークＣ３の周囲にフレームＤを設けて、ドーム振動板ＢをエッジＥによってフレームＤに支持させるものである。
【０００３】
図１（ａ）に示すドーム振動板Ｂは、スピーカ装置の表面側に突出した凸状断面を有するものであるが、これによると、スピーカの全高がヨークＣ３の底面からドーム振動板Ｂの突出した頂部までとなり、ドーム振動板Ｂの突出分だけ全高が厚くなる。これに対して、更に薄型を目指して、図１（ｂ）に示すように、ドーム振動板ＢをボイスコイルＡ側に突出した凹状断面を有する形状にした逆ドーム型スピーカが知られている（下記特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公昭５４−１２４２号公報
【特許文献２】
特開平１１−８８９８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなドーム型スピーカは、一般に指向性が高く、また、ドーム振動板の湾曲を曲率半径の異なる円弧を連続させることで、高域共振の分散効果が得られ、高域共振周波数を高くできると共に、高域でフラットな音圧周波数特性が得られることが知られている。そこで、このようなドーム型スピーカは、この高域特性を生かして、主に高音再生用スピーカ（ツイータ）として採用されることが多い。
【０００６】
そして、前述した逆ドーム型スピーカは、振動板外形の最適位置を駆動して高域特性をコントロールすることで、同一口径のドーム型スピーカに比べて更に指向性を改善することが可能である。また、振動板の凹断面形状によって高い形状安定性と形状剛性が得られるので、分割振動周波数が高く、中音域の歪みを低く抑えることが可能になる。更には、振動板を浅い凹断面形状にすることで、前室効果（振動板前面の窪みによって生じる音圧特性の乱れ）の起きない良好な性能を得ることができる。
【０００７】
このように、逆ドーム型スピーカは、一般に、薄型が可能で、コーン型のスピーカ等に比べて高域での周波数特性や指向性において優れた特性を有している。しかしながら、通常、ドーム振動板とエッジとの逆共振による特性の乱れを抑えるために、エッジ幅（エッジ外径）をなるべく小さくしており、その結果、ドーム型振動板はドーム振動板の内部のみの有効振動面積しか持たないので、逆ドーム型スピーカを含めたドーム型スピーカは、一般に低域の再生には不利である。また、エッジ幅が小さいため、振動板の振幅範囲が小さくなり、大振幅が必要な低域再生には向かないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に対処することを一つの課題とするものである。すなわち、指向性が良好で薄型化が可能な逆ドーム型スピーカの利点を生かしながら、高域から低域に至るまで広い再生帯域を有するスピーカ装置を提供すること等が本発明の目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明によるスピーカ装置は、以下の独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
【００１０】
請求項１に係る発明は、スピーカ装置であって、ボイスコイルが取り付けられ、該ボイスコイル側に突出した凹断面形状のドーム振動板と、該ドーム振動板の外縁部に設けられ、前記ドーム振動板をフレームに支持する凹断面形状のエッジと、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを形成する磁気回路とを備え、前記エッジは、前記ドーム振動板による再生帯域より低い再生帯域を担う広いエッジ幅を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図２は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す説明図（概略断面図）である。スピーカ装置の基本構成は、ボイスコイル１が取り付けられたドーム振動板２、このドーム振動板２をフレーム３に支持するエッジ４、マグネット５０，トップヨーク５１，ヨーク５２からなる磁気回路５とを備え、この磁気回路５により形成される磁気ギャップＧ内にボイスコイル１が配置されている。また、必要に応じてドーム振動板２をフレーム３に支持するサスペンション６が設けられる。
【００１２】
そして、第１には、本発明の実施形態に係るスピーカ装置は、ドーム振動板２をボイスコイル１側に突出した凹断面形状とし、ドーム振動板２の外縁部に設けられるエッジ４を同様の凹断面形状として、エッジ４をドーム振動板２による再生帯域より低い再生帯域を担うように広いエッジ幅にしたことを特徴とする。
【００１３】
これによると、まず、凹断面形状のドーム振動板２と同じく凹断面形状のエッジ４を備えるので、スピーカ表面側に突出する部分がなく、また、ドーム振動板２とエッジ４の凹みを浅くすることで平面振動板に近い形態が得られるので、スピーカ装置の全高を低く抑えることが可能になり、装置の薄型を達成することができる。また、ドーム振動板２とエッジ４とを浅い凹断面形状にすることで、形状安定性と高剛性を確保でき、分割振動周波数を高めて中音域の歪みを低く抑えることが可能であり、また前室効果の起きない良好な性能を得ることができる。
【００１４】
更には、エッジ４の幅を広くしたので、エッジ自身が低域の再生特性を有すると共にドーム振動板２を大振幅させることが可能になるので、良好な低域再生が可能になる。したがって、ドーム振動板２自身の良好な高域再生と併せて、広い再生帯域を確保することが可能になる。更には、逆ドーム型スピーカとして良好な指向性を発揮することもできる。
【００１５】
第２には、このようなスピーカ装置を前提として、エッジ外径ｂを当該エッジの内径ａの１．５〜３倍にしたことを特徴とする。エッジ幅は、エッジ外径ｂがエッジ内径ａの１．５培より小さいようでは、ドーム振動板２は低域再生のために十分な振幅を得ることができないし、エッジ自身の低域再生特性を得ることもできない。また、エッジ幅をエッジ外径ｂがエッジ内径ａの３倍より大きくなる程広くすると、低域再生が可能な軟らかい材料では、ドーム振動板１を支持するために必要な剛性を確保することができないし、材料を硬くすると、低域再生を行うことができなくなる。したがって、前述の作用を得るエッジ幅としては、エッジ外径ｂを当該エッジの内径ａの１．５〜３倍程度にするのが有効であり、特には、エッジ外径ｂをエッジ内径ａの２倍程度にするのが有効である。
【００１６】
第３には、前述のスピーカ装置を前提として、ドーム振動板２とエッジ４とは別の部材で形成されていることを特徴とする。これによると、前述の作用と併せて、高域再生を担うドーム振動板２と低域再生を担うエッジ４の周波数特性を容易に設定することが可能になる。
【００１７】
第４には、前述のスピーカ装置を前提として、ドーム振動板２とエッジ４とは異なる材料で形成されていることを特徴とする。これによると、前述の作用と併せて、高域再生を担うドーム振動板２と低域再生を担うエッジ４の周波数特性を材料の違いによって容易に設定することが可能になる。
【００１８】
第５には、前述のスピーカ装置を前提として、スピーカ装置を構成する磁気回路を内磁型にすることを特徴とする。前述したスピーカ装置の磁気回路は外磁型でもよいが、図２に示した磁気回路５のように内磁型を採用することによって、装置全体の高さをより抑えることができ、更なる薄型が可能になる。
【００１９】
図３は、実施形態のスピーカ装置における音圧周波数特性の解析例を示すグラフである。実施形態のスピーカ装置によると、ドーム振動板２とエッジ４に対して、有限要素法等によって目標帯域内で特性が乱れないように、材料、材厚、湾曲形状（曲率Ｒ）等を決定することができる。同図は、有限要素法によって、ｂ＝２ａ（ａ：エッジ内径，ｂ：エッジ外径）とした場合の解析例を示したものである。一般的なドーム型スピーカの場合は、２０ｋＨｚ付近に高域共振周波数ｆｈが存在する高音再生用のスピーカでは、低域共振周波数ｆ０は１ｋＨｚ程度と高くなるが、本発明の実施形態に係るスピーカ装置によると、解析上図示のように４００Ｈｚ程度に引き下げることが可能になる。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態に係るスピーカ装置において、ｂ＝２ａ（ａ：エッジ内径，ｂ：エッジ外径）の場合の音圧周波数特性の測定例を示すグラフである。ここでは、指向性を示すために、方向（θ_０＝０°，θ_１＝３０°，θ_２＝６０°）毎の特性を示している。同図（ａ）はドーム振動板２及びエッジ４が共に凹断面状のスピーカの測定例であり、同図（ｂ）は、比較のためにドーム振動板及びエッジを凸断面状にしたスピーカの測定例を示している。ドーム振動板２及びエッジ４が凹断面状のものでは、同図（ａ）に示すように、約２００〜１０ｋＨｚの広帯域で方向に拘わらずほぼフラットな音圧周波数特性を示すことができる。これに対して、ドーム振動板とエッジを凸断面状にした場合には、同図（ｂ）に示すように、５ｋＨｚを超えた当たりで指向性が悪化する傾向がある。
【００２１】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るスピーカ装置によると、指向性が良好で薄型化が可能な逆ドーム型スピーカの利点を生かしながら、高域から低域に至るまで広い再生帯域を有するスピーカ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスピーカ装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るスピーカ装置における音圧周波数特性の解析例を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係るスピーカ装置において、ｂ＝２ａ（ａ：エッジ内径，ｂ：エッジ外径）の場合の音圧周波数特性の測定例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ボイスコイル
２ドーム振動板
３フレーム
４エッジ
５磁気回路
６サスペンション
５０マグネット
５１トップヨーク
５２ヨーク
Ｇ磁気ギャップ

Claims

ボイスコイルが取り付けられ、該ボイスコイル側に突出した凹断面形状のドーム振動板と、該ドーム振動板の外縁部に設けられ、前記ドーム振動板をフレームに支持する凹断面形状のエッジと、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップを形成する磁気回路とを備え、前記エッジは、前記ドーム振動板による再生帯域より低い再生帯域を担う広いエッジ幅を有することを特徴とするスピーカ装置。
前記エッジの外径は、当該エッジの内径の１．５〜３倍であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
前記ドーム振動板と前記エッジとは別の部材で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ装置。
前記ドーム振動板と前記エッジとは異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスピーカ装置。
前記磁気回路を内磁型とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスピーカ装置。