JP2007189322A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動板の放音側に磁気回路を配置したスピーカ装置において、簡単な構成で、振動板から放射される音波に指向性をもたせることができる薄型のスピーカ装置を提供する。
【解決手段】スピーカ装置１は、振動板１７を駆動し、当該振動板１７の放音側に配置された磁気回路１００と、スピーカ装置１の外枠の全部又は一部を構成するとともに振動板１７を支持するフレーム部材の内側の中央部に形成されて当該振動板１７の中心部を後方から貫通して放音側に突出する先端部に、磁気回路１００を支持する磁気回路支持部１０Ｂと、磁気回路１００より放音側に配置され、振動板１７により放射される音波の音響特性に規定した変化を与えるイコライザ１４を有する。イコライザ１４は、該スピーカ装置１の中心軸と直交する軸を通る面に対して非対称な形状に形成され、振動板１７により放射される音波の指向性を規定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピーカ装置に関するものである。

例えば図１に示すように、磁気回路１００ｊをコーン型振動板１７ｊの凹側すなわち前面側（放音側）に配置したスピーカが知られている（例えば、特許文献１参照）。このスピーカ装置１ｊでは、図１に示すように、磁気回路１００ｊが前面側に配置されているので、振動板の裏面側に磁気回路を配置した場合と比べて薄型に形成することができる。
ところで、例えば車載用のスピーカ装置等では、スピーカ正面位置にて受聴される場合が少なく、真正面方向に対して斜視方向の位置にて受聴される場合が多い。例えば特許文献２に開示されているスピーカ装置では、コーン振動板の前面側に指向性制御器を配置して、放射される音波に指向性をもたせている。

特開２００５−２３６４２４号公報 特開２００３−１５３３６７号公報

しかし、特許文献２により開示されたスピーカ装置では、振動板の前面側ではなく、振動板の裏面側に磁気回路が配置され、振動板の前面側に比較的大きな指向性制御器が形成されているので、スピーカ装置全体を薄型化することが困難である。また特許文献１により開示されたスピーカ装置に、単純に上記指向性制御器を設けたとしても、指向性制御器が比較的大きいので、薄型化することが困難である。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、振動板の放音側に磁気回路を配置したスピーカ装置において、簡単な構成で、振動板から放射される音波に指向性をもたせることができる薄型のスピーカ装置を提供することが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の各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。
請求項１に記載の発明のスピーカ装置は、振動板を駆動し、当該振動板の放音側に配置された磁気回路と、スピーカ装置の外枠の全部又は一部を構成するとともに前記振動板を支持するフレーム部材の内側の中央部に形成されて当該振動板の中心部を後方から貫通して放音側に突出する先端部に、前記磁気回路を支持する磁気回路支持部と、前記磁気回路より放音側に配置され、前記振動板により放射される音波の音響特性に規定した変化を与えるイコライザとを有し、前記イコライザは、該スピーカ装置の中心軸と直交する軸を通る面に対して非対称な形状に形成され、前記振動板により放射される音波の指向性を規定することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るスピーカ装置は、振動板を駆動し、当該振動板の放音側に配置された磁気回路と、スピーカ装置の外枠の全部又は一部を構成するとともに振動板を支持するフレーム部材の内側の中央部に形成されて当該振動板の中心部を後方から貫通して放音側に突出する先端部に、磁気回路を支持する磁気回路支持部と、磁気回路より放音側に配置され、振動板により放射される音波の音響特性に規定した変化を与えるイコライザとを有する。このイコライザは、該スピーカ装置の中心軸と直交する軸を通る面に対して非対称な形状に形成され、振動板により放射される音波の指向性を規定することを特徴とする。

上記構成のスピーカ装置では、イコライザが、該スピーカ装置の中心軸と直交する軸を通る面に対して非対称な形状に形成され、振動板により放射される音波の指向性を規定するので、簡単な構成で振動板から放射される音波に指向性をもたせることができ、薄型のスピーカ装置を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を説明するための正面図である。図３は、図２に示したスピーカ装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
本実施形態に係るスピーカ装置（スピーカともいう）１は、例えば図２，３に示すように、フレーム１０、フレーム本体部１０Ａ、磁気回路支持部１０Ｂ、第１プレート１１、マグネット１２、第２プレート１３、イコライザ（支持フレーム）１４、ヨーク１５、ボイスコイルボビン１６、第１のボイスコイル１６Ａ、第２のボイスコイル１６Ｂ、振動板１７、エッジ部１８、ダンパ１９、及びネットワーク素子２０を有する。
例えば第１プレート１１、マグネット１２、第２プレート１３、及びヨーク１５により構成される磁気回路１００は、本発明に係る磁気回路の一実施形態に相当する。磁気回路支持部１０Ｂは、本発明に係る磁気回路支持部の一実施形態に相当する。イコライザ（支持フレーム）１４は、本発明に係るイコライザの一実施形態に相当する。以下、各構成要素を詳細に説明する。

本実施形態に係るスピーカ装置１は、例えば図２，３に示すように、スピーカ装置１の外壁部分を構成する略椀形状のフレーム本体部１０Ａと、このフレーム本体部１０Ａの底部内側の中央部分からフレーム本体部１０Ａの開口側に同心状に延びるように一体的に形成された略円柱状の磁気回路支持部１０Ｂとによって構成されている。本実施形態ではフレーム本体部１０Ａと磁気回路支持部１０Ｂとが、スピーカの外枠の全部又は一部を構成するとともに振動板１７を支持するフレーム部材（フレーム）１０に相当する。本実施形態では図２，３に示すようにフレーム本体部１０Ａの側面には、通気孔部を備えたスピーカフレーム側面部１０１が形成されている。このスピーカフレーム側面部１０１には、コイル２１や、キャパシタ、抵抗素子、トランジスタ等の各種素子（ネットワーク素子）２０が配置されている。このネットワーク素子２０は、例えばフレーム本体部１０Ａの側面部に設けられた端子部１３０から入力される音響信号（電気信号）をコントロールするための電子素子であり、例えばチョークコイルや、キャパシタ、抵抗等の電子素子を採用することができる。本実施形態に係るネットワーク素子２０では、コイル（チョークコイル）２１を採用する。例えば端子部１３０から入力された電気信号は、ネットワーク素子２０，錦糸線３０を介して、ボイスコイル１６Ａ，１６Ｂに入力される。またフレーム１０の外周部には、スピーカ装置１の取り付け対象である被取付部材に取り付けるための取付部１０Ｃが形成されている。本実施形態に係る取付部１０Ｃは、例えば図２に示すように、フレーム１０の外周部の左右に形成されている。詳細には取付部１０Ｃは、図２に示した中心軸ｏを通るｘ軸上で、中心軸ｏを挟んで対向するように形成されている。

磁気回路支持部１０Ｂには、放音側（前面側）に対して反対方向に向けて開口した形状の凹部１１０が形成されている。本実施形態に係る磁気回路支持部１０Ｂは、図３に示すように磁気回路支持部１０Ｂの中央部付近にまで凹部１１０が形成されている。

また、磁気回路支持部１０Ｂの先端面（図３において上側端面）に、磁気回路支持部１０Ｂの外径より大きい外径を有するリング状の第１プレート１１が同心状に固定され、この第１プレート１１の前面（図３において上側の面）側に、第１プレート１１の外径より小さい外径を有する円筒形状のマグネット１２が同心状に固定されている。さらに、このマグネット１２の前面（図３において上側の面）側に第１プレート１１と同じ外径を有する第２プレート１３が同心状に固定されている。そして第２プレート１３の前面側に、第１プレート１１およびマグネット１２，第２プレート１３のそれぞれの外径よりも大きな外径を有する円筒形状のイコライザ１４が同心状に固定されている。

このイコライザ１４には、例えば第１プレート１１および第２プレート１３の外径よりも内径が小さく外径が大きい円環状の溝１４Ａが、イコライザ１４の本体と同心状にかつ後面側に開口するように形成されている。この溝１４Ａの深さ（イコライザ１４の中心軸（ｏ）方向に沿った幅）は、振動板１７の振幅よりも大きくなるように形成されている。本実施形態では図３に示すように、第１プレート１１、マグネット１２、第２プレート１３の中心軸ｏに沿って配置されたネジ形状の固定部材１２０により、イコライザ１４が固定されている。
このイコライザ１４の後面（図３において下側の面）には、このイコライザ１４の溝１４Ａの外径（溝１４Ａの外側の内壁の径）と同じ内径を有するリング状のヨーク１５が同心状に固定されており、このヨーク１５の内周面と第１プレート１１の外周面および第２プレート１３の外周面との間に、それぞれ磁気ギャップ５１が形成されている。以上のように、第１プレート１１とマグネット１２、第２プレート１３、ヨーク１５によって磁気回路１００が構成されている。

また上述したように、イコライザ１４は、磁気回路１００より放音側に配置されており、振動板１７により放射される音波の音響特性に規定した変化を与える。またイコライザ１４は、図２，３に示すように、スピーカ装置１の中心軸ｏと直交する軸（例えば図２，３に示した中心軸ｏを通るｙ軸）を通る面に対して非対称な形状に形成され、振動板１７により放射される音波の指向性を規定する。詳細には、このイコライザ１４は、図２に示すように、放音側からの平面視において、中心軸ｏ（ｚ軸）を通るｙ軸に対して、左右非対称な形状に形成されている。より詳細には、イコライザ１４は、全周のうち所定の径方向（本実施形態では中心軸ｏを通るｘ軸方向）に沿った外径が他の部分よりも長く規定された形状の長手部１４１を備える。

またイコライザ１４は、図２，３に示すように、イコライザ１４は、全周のうち所定の径方向（本実施形態では中心軸ｏを通るｘ軸方向）に沿った外径が他の部分よりも長い長さｒ１４Ｌに規定された形状の（図２，３において左側）長手部１４１と、略外径ｒ１４Ｒに規定された半円筒部１４２とを有する。またイコライザ１４は、ｘ軸に対して図２に示す上側が外径ｒ１４ｕに規定され、図２に示す下側が、略同じ外径ｒ１４ｄに規定されている。つまり本実施形態に係るイコライザ１４は、図２，３に示すように、ｘ軸に対しては略対称な形状に形成され、ｙ軸に対しては非対称な形状に形成されている。

また、イコライザ１４は、予め規定された値より高い熱伝導性を有する材料により構成され、磁気回路１００からの熱を放熱する。イコライザ１４は、例えばアルミや銅等の各種材料により構成される。また従来の一定の外径を有するイコライザと比べて、本発明に係るイコライザ１４は、例えば従来のイコライザの外径よりも大きな外径を有する長手部１４１を備えるので、従来と比べて体積および表面積が増し、放熱性が向上する。
具体的には例えば、口径１３ｃｍのスピーカ装置にて、定格パワー相当の試験用プログラム信号印加試験にて、イコライザの外径違いで、ボイスコイルの発熱に伴うイコライザの温度を測定すると、単純に外径３５ｍｍのイコライザを設けた場合には、イコライザの側面部の温度が１００°Ｃとなり、単純に外径３９．５ｍｍのイコライザを設けた場合には、イコライザの側面部の温度が９５°Ｃとなった。つまりイコライザの外径を大きくすることで、イコライザの体積および表面積が増加して放熱性能が向上する。本実施形態に係るイコライザ１４は、従来と比べて大きな外径を有する長手部１４１を備えるので、従来と比べて体積および表面積が増加して放熱性が向上する。イコライザ１４の形状は放熱性能や、振動板から放出される音波の音響特性や指向性等に応じて適宜最適な形状に形成することが好ましい。また本実施形態に係るイコライザ１４は、従来と比べて体積が大きく、表面積が大きく、また熱容量が大きいので、スピーカの耐入力性能が向上して、スピーカ全体の性能を向上させることができる。

図２，３に示すように、フレーム１０のフレーム本体部１０Ａと第１プレート１１，マグネット１２，第２プレート１３には、ボイスコイルボビン１６が同心状でかつ中心軸ｏ方向に振動自在に外嵌されており、このボイスコイルボビン１６の前端部部分（図３の上側部分）に対向する部分に第１のボイスコイル１６Ａが巻回され、第２プレート１３の外周面に対向する部分に第２のボイスコイル１６Ｂが巻回されている。このボイスコイルボビン１６の後端部外周面に、コーン形状の振動板の内周部が固定され、この振動板１７の外周部がエッジ部１８を介してフレーム本体部１０Ａの前端外周部に支持されている。そして、ボイスコイルボビン１６の後端部の振動板１７に連結されている部分とフレーム１０との間にダンパ１９が介装されて、このダンパ１９によって、ボイスコイルボビン１６および振動板１７が中心軸（o）方向に振動自在に支持されている。

以上説明したスピーカ装置１の動作を簡単に説明する。上記構成のスピーカ装置１では、音響信号（電気信号）が図３に示すように、フレーム本体部１０Ａの側面部に設けられた端子部１３０からネットワーク素子２０を介して入力されてネットワーク素子２０から第１ボイスコイル１６Ａおよび第２ボイスコイル１６Ｂに電流が流されると、マグネット１２による磁界との作用によって、ボイスコイルボビン１６がその中心軸（ｏ）方向（図３において上下方向）に沿って振動され、これにより振動板１７が振動されることによって音波（粗密波）の出力を行う。
この際、イコライザ１４が、略円形状に形成され、左右非対称な形状に形成されており、振動板１７から放射される音波の指向性を規定する。詳細には、振動板１７から放射される音波が、左右非対称な形状に形成されたイコライザ１４の側面部１４ａや底面部１４ｂに反射した後、放音側に出力されて、指向性が規定される。

［比較実験］
本願発明者は、本発明の一実施形態に係る左右非対称なイコライザ１４を備えるスピーカ装置１の性能を確認するために、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１と、比較対象の前面磁気回路が円状の従来のスピーカ装置との音圧周波数特性を計測して、比較を行った。

図４は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１と、比較対象の従来のスピーカ装置の音圧周波数特性を説明するための図である。詳細には図４（ａ）は、スピーカ装置の中心軸ｏ（ｚ軸）方向で、規定距離だけ離れた位置で測定した結果を示す図である。図４（ｂ）は、スピーカ装置の中心軸ｏ（ｚ軸）から（イコライザ１４の長手部１４１側に）４５度傾いた方向で、規定距離だけ離れた位置で測定した結果を示す図である。実線は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１、点線は従来に係るスピーカ装置それぞれの音圧周波数特性を示す。横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸は音圧（ｄＢ）を示す。また本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１は、上記左右非対称な形状のイコライザ１４を備えており、従来のスピーカ装置は、対称な磁気回路を備えている。

図４（ａ）に示すように、軸上０°方向において、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１による音圧レベルＰ０は、従来のスピーカ装置による音圧レベルＰ０ｊと比べて、周波数帯域１ｋＨｚから１１ｋＨｚにかけて、ピークディップが平坦化されており、音質が向上している。

また、図４（ｂ）に示すように、中心軸から４５°傾いた方向において、本発明の一実施形態にスピーカ装置１による音圧レベルＰ４５は、従来のスピーカ装置による音圧レベルＰ４５ｊと比べて、周波数帯域１ｋＨｚから１１ｋＨｚにかけて、ピークディップが平坦化されており、音質が向上している。特に周波数帯域６ｋＨｚ付近では、本発明の一実施形態にスピーカ装置１による音圧レベルＰ４５は、ピークが平坦化されて音質が向上している。この６ｋＨｚ付近の周波数帯域は、通常ツイータにて主に再生される帯域であり、例えばウーファーとツイータとをスピーカシステムとして採用した場合には、ウーファーに本発明に係るイコライザ１４を採用することにより、ウーファーのピークによる耳障りな音が低減され、ツイーターの性能を発揮することができる。

また例えば車室内に、スピーカを取り付けた場合に、スピーカの向きと受聴者との位置関係は、必ずしもスピーカの中心軸方向（０°方向）とはならずに、中心軸に対して規定角度、例えば４５°などの斜め方向にて受聴する場合が多い。このため本発明に係るスピーカ装置を車室内用スピーカ装置に採用することで、車室内でのスピーカ装置による再生音の音質を向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではない。上述した実施形態に係るイコライザ１４は、図２に示すように、放音側からの平面視において、ｙ軸に対して左側に長手部１４１が形成され、右側に半円筒部１４２が形成されていたが、この形態に限られるものではない。イコライザ１４は、放音側からの平面視において例えば規定軸（ｙ軸）に対して左右非対称、規定軸に直交する軸（ｘ軸）に対して略対称な形状に形成されていてもよいし、単純にｙ軸に対して左右非対称な形状に形成されていてもよい。

また、例えば上述した実施形態では、ネットワーク素子２０をフレーム１０の側面部に設けたが、この形態に限られるものではない。例えば磁気回路支持部１０Ｂの内部にネットワーク素子２０を設けてもよい。こうすることにより、スピーカ装置１をより小型化することができる。
また、上述した実施形態では、コーン形状の振動板を有するスピーカ装置を説明したが、この形態に限られるものではない。例えばコーン形状、ドーム形状、平面形状、円形状、楕円形状、各種形状の振動板を有するスピーカ装置であってもよい．
また、上述した実施形態では、導電型の駆動方式のスピーカを説明したが、この形態に限られるものではない。例えば、電磁型、静電型、圧電型等、各種駆動方式を採用してもよい。
また、磁気回路１００は、上述した実施形態に限られるものではない。例えば第１のボイスコイル１６Ａとボイスコイル１６Ｂとを設けたが、ボイスコイルは一つのみでもよい。

以上説明したように、本発明に係るスピーカ装置１は、振動板１７を駆動し、当該振動板１７の放音側に配置された磁気回路１００と、スピーカ装置１の外枠の全部又は一部を構成するとともに振動板１７を支持するフレーム部材の内側の中央部に形成されて当該振動板１７の中心部を後方から貫通して放音側に突出する先端部に、磁気回路１００を支持する磁気回路支持部１０Ｂと、磁気回路１００より放音側に配置され、振動板１７により放射される音波の音響特性に規定した変化を与えるイコライザ１４を有する。このイコライザ１４は、該スピーカ装置１の中心軸と直交する軸を通る面に対して非対称な形状に形成され、振動板１７により放射される音波の指向性を規定するので、簡単な構成で振動板から放射される音波に指向性をもたせることができ、薄型のスピーカ装置を提供することができる。
イコライザ１４は、詳細には、放音側からの平面視において、左右非対称な形状に形成されているので、簡単な構成で振動板から放射される音波に指向性をもたせることができる。

また、イコライザ１４は、全周のうち所定の径方向に沿った外径が他の部分よりも長く規定された形状の長手部１４１と、外径が略一定に規定された半円筒部１４２とを有するので、簡単な構成で振動板から放射される音波に指向性をもたせることができる。

また、イコライザ１４は、予め規定された値より高い熱伝導性を有する材料により構成され、磁気回路１００からの熱を放熱するので、例えば従来のイコライザの外径よりも大きな外径を有する長手部１４１を備えるので、従来と比べてイコライザの体積および表面積が増し、放熱性が向上する。

コーン型振動板の前面側に磁気回路が配置された従来のスピーカ装置を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を説明するための正面図である。 図２に示したスピーカ装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカ装置１と、比較対象の従来のスピーカ装置の音圧周波数特性を説明するための図である。（ａ）はスピーカ装置の中心軸ｏ（ｚ軸）方向で、規定距離だけ離れた位置で測定した結果を示す図であり、（ｂ）はスピーカ装置の中心軸ｏ（ｚ軸）から（イコライザ１４の長手部１４１側に）４５度傾いた方向で、規定距離だけ離れた位置で測定した結果を示す図である。

符号の説明

１ スピーカ装置
１０ フレーム
１０Ａ フレーム本体部
１０Ｂ 磁気回路支持部
１１ 第１プレート
１２ マグネット
１３ 第２プレート
１４ イコライザ（支持フレーム）
１５ ヨーク
１６ ボイスコイルボビン
１６Ａ 第１のボイスコイル
１６Ｂ 第２のボイスコイル
１７ 振動板
１８ エッジ部
１９ ダンパ
２０ ネットワーク素子
１００ 磁気回路
１３０ 端子部
１４１ 長手部
１４２ 半円筒部

Claims (4)

1. 振動板を駆動し、当該振動板の放音側に配置された磁気回路と、
   スピーカ装置の外枠の全部又は一部を構成するとともに前記振動板を支持するフレーム部材の内側の中央部に形成されて当該振動板の中心部を後方から貫通して放音側に突出する先端部に、前記磁気回路を支持する磁気回路支持部と、
   前記磁気回路より放音側に配置され、前記振動板により放射される音波の音響特性に規定した変化を与えるイコライザとを有し、
   前記イコライザは、該スピーカ装置の中心軸と直交する軸を通る面に対して非対称な形状に形成され、前記振動板により放射される音波の指向性を規定することを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記イコライザは、放音側からの平面視において、左右非対称な形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記イコライザは、全周のうち所定の径方向に沿った外径が他の部分よりも長く規定された形状の長手部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 前記イコライザは、予め規定された値より高い熱伝導性を有する材料により構成され、前記磁気回路からの熱を放熱することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載のスピーカ装置。

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