JP2005303775A - 音響変換器用振動板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 音響変換器用振動板エッジ部へのV字状溝の装備によって最低共振周波数F0を効果的に下げることができ、しかも、振動板本体上での音響特性に歪みの発生を抑えて、高品位な音響特性を得る。
【解決手段】 振動板本体33の外周にロール型のエッジ部35が一体形成され、このエッジ部35には、複数本のV字状溝37が振動板本体33の外周縁に対して接線方向に形成される音響変換器用振動板31において、各V字状溝37は、両端位置をエッジ部35の内周及び外周からそれぞれ離間させ、且つ、エッジ部35のロール高さHに対して、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定することで、小さな駆動力でも振動板本体33に十分な振幅を与えることが可能になり、最低共振周波数F0を効果的に下げることができる。
【選択図】 図3
【解決手段】 振動板本体33の外周にロール型のエッジ部35が一体形成され、このエッジ部35には、複数本のV字状溝37が振動板本体33の外周縁に対して接線方向に形成される音響変換器用振動板31において、各V字状溝37は、両端位置をエッジ部35の内周及び外周からそれぞれ離間させ、且つ、エッジ部35のロール高さHに対して、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定することで、小さな駆動力でも振動板本体33に十分な振幅を与えることが可能になり、最低共振周波数F0を効果的に下げることができる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、音響変換器用振動板に関し、特に、円形の振動板本体の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部が一体形成されると共に、このエッジ部には、複数本のV字状溝が前記振動板本体の外周縁に対して接線方向に沿って形成される音響変換器用振動板に関する。
音響変換器は、スピーカユニットのように外部から入力される電気信号を振動板の振動に変えることで音響に変換して出力するものと、逆に、マイクロホンユニットのように外部から入力される音響を振動板で受けて電気信号に変換して出力するものとに大別することができる。
図1及び図2は、スピーカユニットとして使用される音響変換器の従来例を示したものである。
図1及び図2は、スピーカユニットとして使用される音響変換器の従来例を示したものである。
ここに示したスピーカユニット1は、携帯ラジオなどに使用される小口径のユニットであり、その構造は、有底円筒型の支持ヨーク5の中央部に、マグネット6とセンターポール7が固定されている。マグネット6とセンターポール7は、センターポール7の外周面と支持ヨーク5の内周面との間にエアーギャップ8が形成されるように固定されている。そして、上記支持ヨーク5の開口端側に設けたフレーム4には、その外周縁のエッジ取付部4aに振動板2の外周縁が固定されている。
振動板2は、円形の振動板本体21の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部22が一体形成され、このエッジ部22には、複数本のV字状溝24が振動板本体21の外周縁に対して接線方向に沿って形成されている。図示例の場合、V字状溝24は、エッジ部22の裏面側から形成されている。従って、エッジ部22を前面外観は、断面V字状の突条が形成された形になっている。
また、振動板本体21の外周の裏面側には、前記エアーギャップ8に遊嵌するボイスコイル3が接着固定されている。
また、振動板本体21の外周の裏面側には、前記エアーギャップ8に遊嵌するボイスコイル3が接着固定されている。
以上のスピーカユニット1は、支持ヨーク5,マグネット6,センターポール7等によって構成される磁気回路がエアーギャップ8に磁束を集中させており、その磁束中に配置されたボイスコイル3に電気信号が入力されると、ボイスコイル3が入力された電気信号に応じた軸方向の振動を起こす。このボイスコイル3の振動によって振動板2が振幅駆動されて、音を発生する。
振動板2のエッジ部22に装備したV字状溝24は、補強用リブとして機能してエッジ部22の強度を向上させると同時に、振動板本体21の振幅に応じて溝幅を開閉する弾性変形を起こすことで、振動板本体21の大きな振幅を容易にして、最低共振周波数F0を下げる手段として有効であることが知られている。
また、V字状溝24は、振動板本体21及びエッジ部22の上に同心状に発生する共振波を分断し、いわゆる軸対称共振モードの共振による音質低下の防止にも有効である。
また、V字状溝24は、振動板本体21及びエッジ部22の上に同心状に発生する共振波を分断し、いわゆる軸対称共振モードの共振による音質低下の防止にも有効である。
ところで、V字状溝24は、溝の深さが浅すぎると、振動板本体21の振幅に伴って溝幅が開閉しても、振動板の振幅方向に対する変位量が大きくとれないため、最低共振周波数F0を下げる手段としての効力が薄くなってしまう。
そこで、これまで、V字状溝24の溝の深さを、エッジ部22のロールの高さに対して、その1/3よりも深く設定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
そこで、これまで、V字状溝24の溝の深さを、エッジ部22のロールの高さに対して、その1/3よりも深く設定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、多数のV字状溝24を接近配置したことで、エッジ部22が周方向には折れ曲がり易くなってしまうと、それによって振動板本体21の振幅時に振動板本体21に周方向の歪みが生じて、歪みが音質を低下させる原因となってしまう。
そこで、図1に示したように、隣接するV字状溝24間に、周方向に延在する補強用V溝25を形成する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
そこで、図1に示したように、隣接するV字状溝24間に、周方向に延在する補強用V溝25を形成する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
ところが、本願発明者の研究によれば、振動板本体21の外周に対して接線方向にエッジ部22上に形成するV字状溝24は、溝の深さが浅すぎると、振動板の振幅方向に対する変位量が大きくとれず、最低共振周波数F0を下げる手段としての効力が薄くなってしまうため、特許文献1のように、V字状溝24の溝の深さを、エッジ部22のロールの高さに対して、その1/3よりも深く設定することは、重要である。
しかし、それだけでは、十分でない。
しかし、それだけでは、十分でない。
V字状溝24の溝の深さが深過ぎた場合、振動板の振幅方向に対する変位量を大きくすることはできるが、大きく変位した後の復元性が低下したり、或いは、補強リブとしての機能が強く出過ぎて、ボイスコイル3の駆動力が大きくないと、振動板本体21に適正な振幅を付与できなくなってしまうという問題が生じる。
従って、エッジ部22に装備するV字状溝24の溝の深さは、深くなり過ぎないように、最適の深さの基準を作ることが、今後の重要な課題となっている。
従って、エッジ部22に装備するV字状溝24の溝の深さは、深くなり過ぎないように、最適の深さの基準を作ることが、今後の重要な課題となっている。
また、従来の振動板2の場合、エッジ部22に装備されるV字状溝24は、端部が振動板本体21の外周に到達しているため、V字状溝24の変形に伴って、V字状溝24から振動板本体21の外周にダイレクトに歪み伝達されて、振動板本体21上に音質を低下させる歪みが生じ易いという問題もあった。
本発明が解決しようとする課題としては、上述した従来技術において生じる、エッジ部に装備するV字状溝の溝の深さが深すぎるために振動板の駆動が困難になるという問題、エッジ部に装備するV字状溝の変形が振動板本体に歪みを発生させる原因となってしまうという問題がそれぞれ一例として挙げられる。
請求項1に記載の音響変換器用振動板は、円形の振動板本体の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部が一体形成され、このエッジ部には、複数本のV字状溝が前記振動板本体の外周縁に対して接線方向に沿って形成される音響変換器用振動板であって、各V字状溝は、両端位置がエッジ部の内周及び外周からそれぞれ所定距離だけ離間するように長さが設定され、且つ、前記エッジ部のロール高さHに対して、前記V字状溝の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定したことを特徴とする。
以下、本発明に係る音響変換器用振動板の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図3及び図4は本発明に係る音響変換器用振動板の一実施の形態を示したもので、図3は本発明の一実施の形態の音響変換器用振動板の正面図、図4は図3のB−B線に沿う断面図である。
図3及び図4は本発明に係る音響変換器用振動板の一実施の形態を示したもので、図3は本発明の一実施の形態の音響変換器用振動板の正面図、図4は図3のB−B線に沿う断面図である。
この一実施の形態の音響変換器用振動板31は、携帯ラジオなどに使用される小口径のスピーカユニット等に使用されるものである。
この音響変換器用振動板31は、円形の振動板本体33の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部35を一体形成したもので、このエッジ部35には、複数本のV字状溝37が振動板本体33の外周縁に対して略接線方向に沿って形成されている。
この音響変換器用振動板31は、円形の振動板本体33の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部35を一体形成したもので、このエッジ部35には、複数本のV字状溝37が振動板本体33の外周縁に対して略接線方向に沿って形成されている。
本実施の形態の場合、振動板本体33とエッジ部35は、例えばポリプロピレン・ポリカーボネイト等の合成樹脂フィルムのプレス成形によって一体形成される。また、エッジ部35上のV字状溝37もプレス成形によって形成される。
本実施の形態の場合、振動板本体33の形状は、前面側に凸のドーム状であり、エッジ部35は振動板本体33と同様に前面側に凸のロール型である。
本実施の形態の場合、振動板本体33の形状は、前面側に凸のドーム状であり、エッジ部35は振動板本体33と同様に前面側に凸のロール型である。
エッジ部35の裏面側の内周縁には略円筒状のボイスコイル39が接着剤により固定される。
エッジ部35の外周縁は、図示はしていないが、平坦なフランジ部とされ、この平坦なフランジ部が、スピーカユニットのフレームのエッジ取付け部に固定される。
エッジ部35の外周縁は、図示はしていないが、平坦なフランジ部とされ、この平坦なフランジ部が、スピーカユニットのフレームのエッジ取付け部に固定される。
エッジ部35に形成する各V字状溝37は、図3に示すように、両端位置がエッジ部35の内周及び外周からそれぞれ所定距離S1,S2だけ離間するように長さLが設定されている。
また、図4に示すように、エッジ部35のロール高さHに対して、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定している。
また、図4に示すように、エッジ部35のロール高さHに対して、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定している。
以上に説明した音響変換器用振動板31では、エッジ部35に装備するV字状溝37の溝の深さhが、浅過ぎることも深過ぎることもない最適範囲に維持できる。
即ち、V字状溝37の溝の深さが浅過ぎるために振動板の振幅方向に対する変位量が不足することがなく、また、V字状溝37の溝の深さが深過ぎるために補強リブとしての機能が強く出過ぎて、振動板本体33の振幅に大きな駆動力が必要となるという問題も生じない。
即ち、V字状溝37の溝の深さが浅過ぎるために振動板の振幅方向に対する変位量が不足することがなく、また、V字状溝37の溝の深さが深過ぎるために補強リブとしての機能が強く出過ぎて、振動板本体33の振幅に大きな駆動力が必要となるという問題も生じない。
従って、ボイスコイル39の駆動力を大きくせずとも振動板本体33の大きな振幅を実現することができて、V字状溝37の装備によって最低共振周波数F0を効果的に下げることができる。
しかも、図3にも示したように、V字状溝37の端部が振動板本体33の外周縁に到達していないため、振幅時のV字状溝37の変形によってV字状溝37から振動板本体33に歪みが伝達されることがなく、振動板本体33上での音響特性に歪みの発生を抑えて、高品位な音響特性を得ることができる。
しかも、図3にも示したように、V字状溝37の端部が振動板本体33の外周縁に到達していないため、振幅時のV字状溝37の変形によってV字状溝37から振動板本体33に歪みが伝達されることがなく、振動板本体33上での音響特性に歪みの発生を抑えて、高品位な音響特性を得ることができる。
更に、本実施の形態の場合、振動板本体33が、より広角な範囲に音響特性を発揮し得るドーム型としているため、小径の振動板でも、指向性が広く、高能率な音響特性を確保することができ、携帯電話やヘッドホン等に組み込む小型の音響変換器に使用することで、これらの小型の音響変換器の指向性や低音域の音響特性を向上させることができる。
なお、以上の本実施の形態の作用効果を確認するために、上記実施の形態の音響変換器用振動板31に準じた構成の実施例と、比較例1,2の音響変換器用振動板について、振動板本体上に発生する歪みの周波数特性への影響度、最低共振周波数F0等を比較測定した。
比較例1は、振動板本体及びエッジ部の内外径、V字状溝の長さL等を本発明の実施例のものと同一にした。ただし、エッジ部に形成するV字状溝の溝の深さは、上記の実施の形態の設定範囲外にした。
また比較例2の場合は、比較例1におけるV字状溝を、従来のようにV字状溝の端部が振動板本体の外周に到達する長さに変更した構成とした。
また比較例2の場合は、比較例1におけるV字状溝を、従来のようにV字状溝の端部が振動板本体の外周に到達する長さに変更した構成とした。
以上の実施例及び比較例1,2に対する比較測定の結果、上記実施の形態で示したように、V字状溝37の端部が振動板本体33の外周に到達しないように所定の離間距離S1を確保することが、歪みの発生防止に大きく貢献していることが確認できた。
また、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に規制することが、最低共振周波数F0を下げることに極めて有効であることが、確認できた。
また、本願発明者の研究によれば、V字状溝37の深さhは、より好ましくは、エッジ部35のロール高さHに対してその1/2程度に設定すると、最低共振周波数F0の降下に更に効果的であることが確認できた。
また、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に規制することが、最低共振周波数F0を下げることに極めて有効であることが、確認できた。
また、本願発明者の研究によれば、V字状溝37の深さhは、より好ましくは、エッジ部35のロール高さHに対してその1/2程度に設定すると、最低共振周波数F0の降下に更に効果的であることが確認できた。
なお、本発明に係る音響変換器用振動板における振動板本体の形状は、上記実施の形態に示したドーム型に限らない。例えば、振動板本体をコーン型とすることも可能である。
しかし、小径の音響変換器への使用で、広角の指向性が求められるような場合には、ドーム型とすると良い。
しかし、小径の音響変換器への使用で、広角の指向性が求められるような場合には、ドーム型とすると良い。
また、音響変換器用振動板の材質は、上記実施の形態に示したポリプロピレン・ポリカーボネイトに限らない。また、振動板本体とエッジ部とで材質を相異させることも考えられる。
また、本発明に係る振動板は、上記実施の形態で示したスピーカユニットへの利用に限らず、マイクロホンユニットへの利用も可能である。
以上詳述したように、本発明に係る実施の形態の音響変換器用振動板31は、円形の振動板本体33の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部35が一体形成され、このエッジ部35には、複数本のV字状溝37が振動板本体33の外周縁に対して接線方向に沿って形成される音響変換器用振動板31であり、各V字状溝37は、両端位置がエッジ部35の内周及び外周からそれぞれ所定距離だけ離間するように長さが設定され、且つ、エッジ部35のロール高さHに対して、V字状溝37の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定したものである。
このため、上記音響変換器用振動板31は、エッジ部35に装備するV字状溝37の溝の深さが、浅過ぎることも深過ぎることもない最適範囲に維持できる。
即ち、V字状溝37の溝の深さが浅過ぎるために音響変換器用振動板31の振幅方向に対する変位量が不足することがなく、また、V字状溝37の溝の深さが深過ぎるために補強リブとしての機能が強く出過ぎて、振動板本体33の振幅に大きな駆動力が必要となるという問題も生じない。
従って、ボイスコイルの駆動力を大きくせずとも振動板本体33の大きな振幅を実現することができて、V字状溝の装備によって最低共振周波数F0を効果的に下げることができる。
しかも、V字状溝37の端部が振動板本体33の外周縁に到達していないため、振幅時のV字状溝37の変形によってV字状溝37から振動板本体33に歪みが伝達されることがなく、振動板本体33上での音響特性に歪みの発生を抑えて、高品位な音響特性を得ることができる。
このため、上記音響変換器用振動板31は、エッジ部35に装備するV字状溝37の溝の深さが、浅過ぎることも深過ぎることもない最適範囲に維持できる。
即ち、V字状溝37の溝の深さが浅過ぎるために音響変換器用振動板31の振幅方向に対する変位量が不足することがなく、また、V字状溝37の溝の深さが深過ぎるために補強リブとしての機能が強く出過ぎて、振動板本体33の振幅に大きな駆動力が必要となるという問題も生じない。
従って、ボイスコイルの駆動力を大きくせずとも振動板本体33の大きな振幅を実現することができて、V字状溝の装備によって最低共振周波数F0を効果的に下げることができる。
しかも、V字状溝37の端部が振動板本体33の外周縁に到達していないため、振幅時のV字状溝37の変形によってV字状溝37から振動板本体33に歪みが伝達されることがなく、振動板本体33上での音響特性に歪みの発生を抑えて、高品位な音響特性を得ることができる。
31 音響変換器用振動板
33 振動板本体
35 エッジ部
37 V字状溝
H エッジ部のロールの高さ
h V字状溝の溝の深さ
33 振動板本体
35 エッジ部
37 V字状溝
H エッジ部のロールの高さ
h V字状溝の溝の深さ
Claims (2)
- 円形の振動板本体の外周に縦断面形状がロール型のエッジ部が一体形成され、このエッジ部には、複数本のV字状溝が前記振動板本体の外周縁に対して接線方向に沿って形成される音響変換器用振動板であって、
各V字状溝は、両端位置がエッジ部の内周及び外周からそれぞれ所定距離だけ離間するように長さが設定され、且つ、前記エッジ部のロール高さHに対して、前記V字状溝の深さhを(1/3)H≦h≦(2/3)Hの範囲に設定したことを特徴とする音響変換器用振動板。 - 前記振動板本体の形状をドーム状としたことを特徴とする請求項1に記載の音響変換器用振動板。
Priority Applications (1)
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JP2004118691A JP2005303775A (ja) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 音響変換器用振動板 |
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2004
- 2004-04-14 JP JP2004118691A patent/JP2005303775A/ja active Pending
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