JP2021048429A - スピーカユニット、及びスピーカ湾曲振動板 - Google Patents

Abstract

【課題】難聴者並びに健聴者に対しても、不足の無い性能を有するより高性能、且つ、高品質な湾曲振動板スピーカシステムを提供する。【解決手段】本発明に係るスピーカユニット１０は、コーン状をした第一の振動板１と、一端側から他端側へ向かって湾曲した曲面部を形成するシート状をした第二の振動板を取り付けるための板状をしたブレード片５と、これらコーン状振動板とブレード片とを共に駆動するドライバユニット３とを少なくとも備えている。ブレード片は、第一の振動板の径小１ａ側から径大１ｂ側へ向かって突出するように、ドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップを介して接続されている。第一の振動板は、径小側がドライバユニットに接続されると共に、径大側がコーン支持枠９に取り付けられたものとなっている。そして、第二の振動板は、一端側をブレード片の一面に重ねるように配するものとなる。【選択図】図１

Description

本発明は、湾曲振動板を用いたスピーカユニットと、これを用いたスピーカに係り、詳しくは、難聴者が補聴器をつけることなく健聴者と共に聞き取ることができ、かつ、再生周波数帯域が拡大した、より高性能な複合型の湾曲振動板スピーカシステムに関する。

近年、加齢が原因とする老人性難聴や、外耳や中耳、内耳、蝸牛神経等に障害を有する器質性難聴、ストレスを要因とした機能性難聴、といった聴覚障害者が増えてきており、国内の難聴者の数は２，０００万人ともいわれている。難聴の場合、音が聞こえなくなるだけでなく、聞こえた音であっても鮮明に聞き分けることが難しくなる。そのため、会話の内容がよくわかっていないのに返事をしてしまって相手に誤解を与えたり、途中で何度も聞き返すことで会話が弾まなくなってしまったりすることがある。

また、難聴が原因でスムーズなコミュニケーションができなくなり、知らず知らずのうちに話をするのが億劫になって人と会う機会が減ったり、外出しないで家に引きこもりがちになったりという現象が起き、社会からの孤立・疎外という問題が起きるおそれがあると言われている。

このような難聴の不便さを軽減する手段として、一般的に補聴器の使用がある。また、テレビを視聴する場合には、テレビのイヤホンジャックに接続して音声をＦＭ電波で飛ばし、これを手持ちのＦＭラジオで受信してテレビの音声を取得するＦＭトランスミッタがある。

ところが補聴器は、「わずらわしい」「装着が恥ずかしい」といった理由であまり好んで使われておらず、仕方なく使っている場合が多い。また、補聴器には雑音も拾ってしまうものも少なくなく、却ってストレスが大きいものとなってしまう場合がある。
一方、ＦＭトランスミッタを用いる場合、ＦＭトランスミッタを準備し、テレビを視聴するたびにＦＭトランスミッタを設置しなければならないといった煩わしさがある。また、ＦＭトランスミッタをイヤホンジャックに接続することで音声の出力先が切り替り、難聴者と健聴者とが共に不自由なくテレビを視聴することができないという問題がある。

そこで、全ての難聴者ではないが、多くの難聴者が聞き取ることができる音声を発生するスピーカとして、中空構造の筐体と、筐体に収容したドライブユニットと、筐体の表面に配された湾曲振動板とを具備し、ドライブユニットの振動を湾曲振動板の端縁部へ伝えて放音するようにしたスピーカが出願人によって提案されている（たとえば、特許文献１，２を参照）。

このような湾曲振動板を用いたスピーカ（以下、単に「湾曲振動板スピーカ」という。）は、難聴者が補聴器をつけることなく聞き取ることができると共に、健聴者も違和感なく聞き取ることができるものである。
しかも、特許文献１，２に記載された発明に係る湾曲振動板スピーカは、その後の実証実験において、近くは勿論のこと、遠くでも明瞭に聞き取れることが確認できている。すなわち、音量を上げ過ぎたときのような音割れがなく、かつ、近くでもうるさ過ぎることなく聞き取ることがきるものとなっている。

この湾曲振動板スピーカは、基本的性能が実用に耐え得るレベルにあり、製造可能なレベルであることが確認されているが、再生周波数帯域、とりわけ４００〜５００Ｈｚ以下の低音帯域（以下、「低域」という。）の拡大において、再生性能が向上した音質改善が求められている。

ここで、湾曲振動板スピーカは、一般的に湾曲振動板をムービングコイル、いわゆるボイスコイルにて駆動して発音せしめる手法である。この手法に於いて低域側の再生能力を増すには、能力に見合ったボイスコイル振幅（移動）量を増し、それに見合った振動板及び構造、並びにパワーアップが必要である。

しかしながら、低域側の再生能力を増すために強引にボイスコイルの振幅量を増すと、湾曲振動板自体が異常音を発する。そのため、従来型スピーカと同等の低域再生を行うには、湾曲振動板の長さをより長くする等面積を拡大しなければならず、その寸法は実用的な寸法とは言えないものとなる。

そこで、低域側の再生能力を増すため、湾曲振動板スピーカユニットが装着された筐体に、コーン状振動板を備えるダイナミック型スピーカユニットをさらに装着し、両方のスピーカユニットを駆動してそれぞれ放音することが考えられる。これにより、低域側が出にくいという湾曲振動板の音質がコーン状振動板による放音によって補正され、湾曲振動板とコーン状振動板を用いた複合型のフルレンジスピーカとすることができる。

ところが、このような複合型のスピーカシステムでは、スピーカユニットを装着する筐体を共有することができるものの、再生周波数帯域に応じた二つのスピーカユニット（湾曲振動板スピーカユニットとダイナミック型スピーカユニット）を必要とするため、コスト高になるものであった。

また、二つのスピーカから放音された好ましい音圧感を確保するため、湾曲振動板とコーン状振動板の放音方向が同じとなるように、筐体に対してそれぞれのスピーカユニットを装着しようとすると、より大きな設置面積を必要とし、筐体が巨大化したものとなってしまう。一方、設置面積を考慮して、湾曲振動板とコーン状振動板の放音方向を異なるものとすると、何れかのスピーカにおいて十分な音圧感が得られないものとなってしまう。

特許第５６６８２３３号公報 特開２０１６−１４００６０号公報

そこで、本出願の発明者は特願２０１８−０９３３９５において、コーン状をした第一の振動板と、湾曲した単一の曲面部を有するシート状の第二の振動板と、これら第一の振動板と第二の振動板とを共に駆動するドライバユニットとを少なくとも備え、ドライバユニットが、第一の振動板の径小側と第二の振動板の一端側とに共に接続されたスピーカユニット及びこのスピーカユニットを用いたスピーカを提案した。

このスピーカユニットは、ドライバユニットが一つで済むことで製造コストと重量が低減されると共に、小さくまとめてコンパクト化されたものとすることができる。また、このスピーカユニットを用いたスピーカは、コーン状振動板を備えるダイナミック型の第一のスピーカと、湾曲振動板を備える第二のスピーカとが組み合わされたハイブリッド型スピーカシステムとなる。ゆえに、第二のスピーカ（湾曲振動板スピーカ）の及ばない低域側の再生帯域を、第一のスピーカ（ダイナミック型スピーカ）によって補うものとすることができる。

このように特願２０１８−０９３３９５において提案されたスピーカユニット及びスピーカは、より広帯域の音の再生が可能な難聴者に極めて有効なスピーカシステムとすることができる。
ところが、従来のスピーカユニットでは、第二の振動板（湾曲振動板）の一端側をドライバユニットへ接続する際、ボイスコイルの先端やセンターキャップ（ダストキャップ）の中央に切込みを設け、この切り込み内に第二の振動板（湾曲振動板）の一端側を挿入するものとしている。ゆえに、接続作業が些か煩わしく複雑であり、量産化するには効率の良くないものであることから、もっと効率良く簡易にドライバユニットと第二の振動板とを接続するための改良が求められていた。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、再生周波数帯域の拡大により音質が改善されると共に、コストが低減し、さらに、筐体が巨大化することなく好ましい音圧感が確保された、湾曲振動板を用いた複合型のスピーカシステムにおいて、効率良く簡易に製造することができるスピーカユニットと、このスピーカユニットを用いたスピーカを提供するものである。

本発明に係る第一のスピーカユニットは、コーン状をした第一の振動板と、一端側から他端側へ向かって湾曲した曲面部を形成するシート状をした第二の振動板の一端側を取り付けるための板状をしたブレード片と、前記第一の振動板と前記ブレード片とを共に駆動するドライバユニットと、を少なくとも備え、前記第一の振動板は、径小側が前記ドライバユニットに接続され、前記ブレード片は、前記第一の振動板の径小側から径大側へ向かって突出するように、前記ドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップを介して前記ドライバユニットに接続されていることを特徴とする。

また、本発明に係る第二のスピーカユニットは、コーン状をした第一の振動板と、一端側から他端側へ向かって湾曲した曲面部を形成するシート状をした第二の振動板と、前記第二の振動板の一端側が取り付けられる板状をしたブレード片と、前記第一の振動板を駆動すると共に、前記ブレード片を介して前記第二の振動板を駆動するドライバユニットと、前記第一の振動板と前記第二の振動板と前記ドライバユニットとが装着される支持部材と、を少なくとも備え、前記支持部材は、前記第一の振動板の径大側が露呈する大きさの開口を有する平板状をした支持板と、前記支持板に連設された、前記第二の振動板の湾曲と等しい曲面部を有する支持面と、前記支持面の終端部に連設された、前記第二の振動板の他端側を取り付ける固定部と、前記支持面上に配された柔軟な弾性支持部材と、から構成され、前記第一の振動板は、径小側が前記ドライバユニットに接続されると共に、径大側が前記支持部材の支持板に接続され、前記ブレード片は、前記第一の振動板の径小側から径大側へ向かって突出するように、前記ドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップを介して前記ドライバユニットに接続され、前記第二の振動板は、一端側が前記ブレード片に接続されると共に、他端側が前記支持部材の固定部に接続され、さらに、曲面部の凹面側と前記支持部材の支持面との間に前記弾性支持部材が介在していることを特徴とする。

上述した第一のスピーカユニット及び第二のスピーカユニットにおいて、ブレード片は、基端側がセンターキャップに対して垂直であり、先端側先端側へ行くに従って前記第二の振動板の曲率に合わせて湾曲していることが望ましい。すなわち、ブレード片が、ドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップに対して基端側から先端側まで一連に直角に突出するように取り付けられていると、ブレード片の先端が第二の振動板の一面に強く当接し、第二の振動板にストレスを与えて円滑な駆動を妨げてしまうおそれがある。ところが、ブレード片の基端側がセンターキャップに対して垂直であり、先端側へ行くに従って第二の振動板の曲率に合わせて湾曲していると、第二の振動板にストレスを与えるおそれがなく、ボイスコイルの振動を効率良く第二の振動板へ伝えて円滑に駆動させることができる。

このブレード片は、センターキャップと別体でも良いが、センターキャップと一体とすることが望ましい。すなわち、ブレード片を既存のセンターキャップへ取り付けるものとしても良いが、そうするとボイスコイル先端へのセンターキャップの取り付けと、センターキャップへのブレード片の取り付けといった二つの作業を要することになるが、ブレード片とセンターキャップとを予め一体としておけば、ボイスコイル先端へのセンターキャップの取り付ける一つの作業によって効率良くブレード片を取り付けることができる。しかも、ブレード片とセンターキャップを一体とすることで、ボイスコイルの振動によってブレード片がセンターキャップから剥がれ落ちてしまうといったおそれも回避することができる。

また、上述した第二のスピーカユニットにおいて、第二の振動板は、何れも発泡シート材からなることが望ましい。すなわち、重量を軽くするために第二の振動板の厚みを薄くし過ぎると、第二の振動板に適度な張りをもたせることができず、効率良く振動させることができない。一方、第二の振動板に適度な張りをもたせるために第二の振動板の厚みを厚くし過ぎると、第二の振動板の重量が重くなり過ぎて、やはり効率良く振動させることができない。ところが、第二の振動板が発泡シート材からなるものであると、第二の振動板の厚みを増やしても、空洞を有するため重量がむやみに増えることなく、第二の振動板に適度な張りをもたせることができ、効率良く振動させることができる。

また、上述した第二のスピーカユニットにおいて、第二の振動板は、湾曲方向に沿った対向する二つの側縁部の長さが、一端側及び他端側の長さよりも長い形状をしたもの、たとえば、略細長矩形状をしたものとすることができる。これにより、第二の振動板が一端側から他端側へ向かって湾曲し易く、第二の振動板の効率良く容易に振動させることができる。

また、上述した第二のスピーカユニットにおいて、第二の振動板は、湾曲方向に沿った対向する二つの側縁部の長さが、一端側及び他端側の長さよりも長く、かつ、前記両側縁部の長さが互いに異なる形状、たとえば、略細長台形状もしくは略細長扇形状をしたものであって、曲面部の凸面が、短い側縁部の方を向いて配されたものとすることができる。これにより、第二の振動板から発せられる音声を所定の方向、具体的には、曲面部の凸面が向いて方向に向けて放音させることができる。

この際、ブレード片は、予め水平方向又は鉛直方向に対して斜めに取り付けられているものとすると、第一の振動板を周方向に回転させることなく、第二の振動板の曲面部の凸面が、短い側縁部の方を向いて配されたものとすることができる。

さらに、上述した第二のスピーカユニットにおいて、弾性支持部材は、柔軟で弾性があり、第二の振動板を支持することができる部材であれば特に限定されるものではなく、たとえば、糸状の繊維が絡み合った綿状部材からなるものとすることができる。

この弾性支持部材は、支持面上、すなわち、第二の振動板の背面側に全面的に配されたものに限らず、支持面上に部分的に配されたものとすることができる。弾性支持部材を部分的に配する手段としては、たとえば、支持面の湾曲方向に沿って中央部に一本、もしくは離間して複数本が線状に配されたものや、支持面上に点在して配されものを挙げることができる。

そして、本発明に係るスピーカは、上述した第一のスピーカユニット及び第二のスピーカユニットの何れかを筐体に装着してなることを特徴とする。

本発明の第一のスピーカユニット及び第二のスピーカユニットは、第一の振動板を駆動するドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップに、第二の振動板の一端側を取り付け可能とする板状をしたブレード片が予め設けられたものとなっている。ゆえに、ボイスコイルの先端やセンターキャップ（ダストキャップ）の中央に切込みを設け、この切り込み内に第二の振動板（湾曲振動板）の一端側を挿入するといった煩わしい複雑な作業を要することなく、第二の振動板の一端側をブレード片に接続するだけで、効率良く簡易にドライバユニットと第二の振動板とを接続することができる。

しかも、第一の振動板の径小側と第二の振動板の一端側とが同じドライバユニットに接続されているので、第一の振動板を駆動するドライバユニットと第二の振動板を駆動するドライバユニットとが共有されて一つで済み、製造コストの低減と軽量化が達成できると共に、設置面積が少なくコンパクト化されたものとなっている。

また、本発明のスピーカは、上述した本発明の第一のスピーカユニット及び第二のスピーカユニットを筐体に装着（収容）することで、コーン状振動板を備えるダイナミック型の第一のスピーカと、湾曲振動板を備える第二のスピーカとが組み合わされたハイブリッド型スピーカシステムとし、第二のスピーカ（湾曲振動板スピーカ）の及ばない低域側の再生帯域を、第一のスピーカ（ダイナミック型スピーカ）によって補うものとすることで、より広帯域の音の再生が可能となり、難聴者に極めて有効なスピーカと、健聴者向けのスピーカを備えたスピーカシステムとすることができる。

したがって、湾曲振動板を用いた複合型のスピーカシステムにおいて、再生周波数帯域の拡大により音質が改善されると共に、コストが低減し、さらに、筐体が巨大化することなく好ましい音圧感が確保された、湾曲振動板を用いた複合型のスピーカシステムにおいて、効率良く簡易に製造することができるスピーカユニットと、このスピーカユニットを用いたスピーカを提供することができる。

本発明に係る第一のスピーカユニットを示す正面斜視図である。 本発明に係る第一のスピーカユニットの構造を説明する分解図である。 本発明に係るスピーカユニットに用いるドライバユニットを構成するボイスコイルを説明する正面斜視図である。 本発明に係るスピーカユニットに用いるドライバユニットを構成する磁気回路を説明する、（Ａ）分解斜視図、（Ｂ）組み立て完成斜視図である。 本発明に係る第一のスピーカユニットに対して第二の振動板を取り付ける状態を示す、（Ａ）取り付け前の正面斜視図、（Ｂ）取り付け後の正面斜視図である。 本発明に係る第一のスピーカユニットに第二の振動板を取り付けるブレードを説明する側面図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットを示す正面斜視図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットを示す左側面図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットを示す正面図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットを示す平面図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットの構造を説明する分解斜視図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットの他の構造を説明する分解斜視図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットの他の構造を説明する分解斜視図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットの他の構造を説明する分解斜視図である。 本発明に係る第二のスピーカユニットを筐体に装着したスピーカを示す正面斜視図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットを示す正面斜視図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットを示す正面図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットを示す左側面図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットを示す右側面図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットを示す平面図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットに用いると第二の振動板（湾曲振動板）を示す正面図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットにおいて第二の振動板を取り付けるブレードを説明する正面図である。 本発明に係る第三のスピーカユニットを筐体に装着したスピーカを示す正面斜視図である。

以下、本発明に係るスピーカユニットと、このスピーカユニットを用いたハイブリッド型スピーカシステムの実施の形態の一例について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるため技術的に種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

本実施の形態に係る第一のスピーカユニット１０は、図１及び図２に示すように、コーン状をした第一の振動板（以下、「コーン状振動板」という。）１と、一端側から他端側へ向かって湾曲した曲面部を形成するシート状をした第二の振動板（以下、「湾曲振動板」という。）の一端側を取り付けるための板状をしたブレード片５と、これらコーン状振動板とブレード片５とを共に駆動するドライバユニット３とを少なくとも備える。

コーン状振動板１は、すり鉢状をしたシート状部材であって、径小側１ａがドライバユニット３に接続されると共に、径大側１ｂがコーン支持枠９に取り付けられたものとなっている。
このコーン状振動板１は、コーン支持枠９が後述する支持部材６に取り付けられ、さらに支持部材６が筐体５０に装着されることで、もしくはコーン支持枠９が直接筐体５０に装着されることで、スピーカを構成するものとなる。

ブレード片５は、コーン状振動板１の径小１ａ側から径大１ｂ側へ向かって突出するように、ドライバユニット３のボイスコイル３１の先端に取り付けられるセンターキャップ４と一体となっており、ドライバユニット３に接続されている。
センターキャップ（ダストキャップ）４は、ボイスコイル３１内に埃が入らないように取り付けられる部材であって、コーン紙と同じ材料を用いて音色の統一感を高めたり、金属系の材料を用いてドーム型ツイータの役割を持たせたりすることができる。

ドライバユニット３は、入力（通電）された電気信号（音声信号）に応じてコーン振動板１とブレード片５とを共に振動させるアクチュエータである。
ドライバユニット３としては、たとえば、ムービングコイル方式もしくはムービングマグネット方式の電磁式アクチュエータを挙げることができる。これらのドライバユニット３は、コイルの占積率が高いゆえ、磁気効率が高いものとなっている。ゆえに、音量が高く鮮明な放音が期待できる。

ムービングコイル方式のアクチュエータは、磁気回路が構成する磁気ギャップ中にボイスコイルを挿入配置し、このボイスコイルに電気信号等を印加することで印加信号に伴った振動を起し、ボイスコイルと接続された振動板に振動を伝達して駆動するものとなっている。すなわち、ボイスコイルの一端は磁気回路（磁界）の中に収まっており、他端は振動板に接続されていることから、入力された電気信号がボイスコイルを動かし、その動きが振動板に伝わって音響エネルギー（音）に変換されるものとなる。

本実施の形態においてドライバユニット３は、ボイスコイルの一端が磁気回路の磁気ギャップ中に挿入され、電気信号を印加することでボイスコイルを駆動するムービングコイル方式のアクチュエータとして説明する。
ボイスコイル３１は、図３に示すように、円筒状をしたコイルボビン３１１の外周端部に、所望径のコイル線材３１２を所望のターン数にて巻き付けることにより構成される。

一方、磁気回路３２は、図４に示すように、ボイスコイル３１を駆動するのに対応した形状になっており、最も多用されている一般的な構造は、リング形状のフェライトマグネット３２１と、良好な磁性材たる鉄材からなる円板の中央部に所定寸法直径の穴３２４ａを設けたプレート３２４と、同じく鉄材からなる円板の中央部に円柱状の凸部（以下、「ポール」と記す）３２３を設けたヨーク３２２等の磁気回路部品で構成されている。

磁気ギャップは、円筒状をしたフェライトマグネット３２１の上面にプレート３２４が配置装着されると共に、フェライトマグネット３２１の下面に、円柱状をしたポール３２３を備えるヨーク３２２の円板部が配置装着されることで形成される。すなわち、ポール３２３とプレート３２４は、ポール３２３の外径及びプレート穴３２４ａの内径が芯合わせして装着されるため、ポール３２３の外面とプレート３２４中央部の穴３２４ａの内面との間に、所定幅寸法を有したリング状の隙間、即ちギャップ３３が構成される。

また、磁気ギャップ３３の奥行き方向の寸法は、プレート３２４の厚さ寸法にて決定される。ゆえに、フェライトマグネット３２１が有する磁気が、ヨーク３２２及びプレート３２４によってギャップ３３に導かれ、収束されるため、該ギャップ３３に磁束が発生し、磁気ギャップが構成されることとなる。そして、このリング状磁気ギャップ３３の中心にボイスコイル３１が配置される。

したがって、図２に示すように、コーン状振動板１は、径小１ａ側の中心部に設けた所定寸法の穴（以下、「ネック部」と記す。）内にボイスコイル３１を挿入し、ネック部とコイルボビン３１１の外周部の接触部分に接着剤を塗布することで、ドライバユニット３に接続固定される。

本実施の形態におけるスピーカユニット１０では、湾曲振動板２の一端２ａ側をドライバユニット３へ接続する場合、ボイスコイル３１の先端に取り付けたセンターキャップ４と一体となっているブレード片５へ取り付けることで、湾曲振動板２とドライバユニット３（ボイスコイル３１）とを接続することができる。

すなわち、図５（Ａ）に示すように、ブレード片５の一面側もしくは湾曲振動板２の一面側に接着剤を塗布した後、図中二点鎖線矢印で示すように、湾曲振動板２の一端２ａ側の一面をブレード片５の一面に重ねるように配することで、図５（Ｂ）に示すようなスピーカユニットとすることができる。

この手段は、ボイスコイル３１の先端に切り込みを設け、湾曲振動板２の一端側２ａを切り込みに挿入する従来の手段に比して、湾曲振動板２とドライバユニット３（ボイスコイル３１）とを確実に接続することができる。

また、このブレード片５は、基端側がセンターキャップに対して垂直であり、先端側先端側へ行くに従って前記第二の振動板の曲率に合わせて湾曲しているものとすると望ましい。つまり、湾曲振動板２を弾性的に曲げて変形させて曲面部を形成する作業や、湾曲振動板２のブレード片５への取り付け作業は、ブレード片が先端側へ行くに従って第二の振動板の曲率に合わせて湾曲していると行い易く、さらに、ドライバユニット３による駆動時に、湾曲振動板２にストレスを与えるおそれがなく円滑に駆動させることができる。
図６において、ブレード片５は、先端側へ行くに従って第二の振動板の曲率に合わせて湾曲しているものとして示されている。

このように構成されたスピーカユニット１０では、コーン振動板１の径小側１ａと、ブレード片５を介して取り付けられる湾曲振動板２の一端側２ａ端面とが、ドライバユニット３（ボイスコイル３１）に共に接続されたものとなる。ゆえに、ドライバユニット３に電気信号等を印加することで、ボイスコイル３１が印加信号に伴った振動を起し、このボイスコイル３１に接続されたコーン振動板１と湾曲振動板２とに振動を伝達して共に駆動することができるものとなっている。

すなわち、ボイスコイル３１の一端（基端部分）は磁気回路（磁界）３２の中に収まっており、他端（先端部分）はコーン振動板１及びブレード片５を介して湾曲振動板２に接続されていることから、入力された電気信号がボイスコイル３１を動かし、その動きがコーン振動板１と湾曲振動板２とに伝わって、音響エネルギー（音）に変換されるものとなる。

ここで、湾曲振動板２がドライバユニット３によって駆動される方向は、湾曲振動板２の表面上での拡がり方向、すなわち、湾曲振動板２の一端側２ａから対向する他端側２ｂ（もしくは他端側２ｂから対向する一端側２ａ）へ向かうにしたがって曲面部が拡がる湾曲方向をいう。

したがって、本実施の形態における第一のスピーカユニット１０は、湾曲振動板２とドライバユニット３、及びブレード片５とを簡易にかつ確実に接続することができるものとなるので、効率良く量産化することができる。

そして、第一のスピーカユニット１０のブレード片５に湾曲振動板２を取り付けた後は、これを後述する支持部材６に装着することで、図７に示すような第二のスピーカユニット２０とすることができる。また、この第一のスピーカユニット１０は、コーン支持枠９を筐体に装着すると共に、湾曲振動板２の他端２ｂ側を筐体に固定することで、スピーカとすることもできる。

次に、上述した第一のスピーカユニット１０を用いて構成した第二のスピーカユニット２０について説明する。
なお、以下に述べる実施の形態では、上述した第一のスピーカユニット１０とは異なる部分を中心に説明する。したがって、第一のスピーカユニット１０と同様の構成部分は同じ符号を付してその説明は省略し、特に説明しない限り同じであるものとする。

本実施の形態に係る第二のスピーカユニット２０は、図７乃至図１４に示すように、コーン状をした第一の振動板（コーン状振動板）１と、一端側から他端側へ向かって湾曲したシート状の第二の振動板（湾曲振動板）２と、湾曲振動板２の一端側が取り付けられる板状をしたブレード片５と、コーン状振動板１を駆動すると共に、ブレード片５を介して湾曲振動板２を駆動するドライバユニット３と、これらコーン状振動板１と湾曲振動板２とドライバユニット３とが装着される支持部材６と、を少なくとも備える。

本実施の形態に係るスピーカユニット２０において、湾曲振動板２は、湾曲する曲面部を形成することが可能な柔軟性を有するシート状部材であって、一端側２ａが、コーン状振動板１の径小側１ａが接続されたドライバユニット３に、センターキャップ４とブレード片５を介して接続されるものとなっている。

この湾曲振動板２は、起立した平板状態で一端側２ａをブレード片５に接続した後、他端側２ｂを弾性的に曲げて変形させることで曲面を形成し、変形した湾曲凸面側を前方に向けて他端側２ｂを支持部材６の後述する固定部６３に接続するものである。また、湾曲振動板２は、予め湾曲する曲面部を有するように成形された部材であっても良く、この場合は一端側２ａをブレード片５に接続した後、湾曲凸面が前方を向くように配し、他端側２ｂを支持部材６の後述する固定部６３に接続する。

また、湾曲振動板２は、一端２ａ側から他端２ｂ側へ向かう湾曲方向に沿った対向する二つの側縁部２ｃ，２ｄの長さが、一端２ａ側及び他端２ｂ側の長さよりも長い略細長矩形状であって、さらに、二つの側縁部２ｃ，２ｄ間の距離（幅）が、他端側２ｂから一端側２ａへ向かう途中より徐々に小さくなる形状をしたものとなっている。

すなわち、湾曲振動板２における一端側２ａ寄りの側縁部の形状は、コーン状振動板１のすり鉢形状に適合した略同形となっており、コーン状振動板１が接続されたドライバユニット３に湾曲振動板２の一端側２ａを接続しても、湾曲振動板２がコーン状振動板１に接触することがなく、コーン状振動板１と湾曲振動板２とが干渉しないようになっている。

また、図示しないが、湾曲振動板２は、側縁部にくびれ部や、表面に切欠部を有しているものとしても良い。
くびれ部は、湾曲振動板２の側縁部が曲線的になだらかに切欠されて幅狭となる領域を部分的に有するものであって、たとえば、湾曲振動板２を正面視して、ギター形もしくは雪だるま形とすることができる。
また、切欠部は、湾曲振動板２の中央付近に単数もしくは複数の穴が形成されるように表面が切欠された開口領域を部分的に有するものであって、たとえば、大きな丸形の穴を一つ形成したものや、小さな穴で模様を形成したものとすることができる。

すなわち、湾曲振動板２は、このようなくびれ部や切欠部を設けることで共振による歪を制限し、過大な共振を押さえ適度な高調波による聞こえの改善を行うことができるものとすることができる。

この湾曲振動板２の材料は、カーボン紙などの紙、ポリイミドやポリエステルなどの可撓性を有するプラスチック、バルサ材などの木材、アルミやベリリウム、ボロンなどの金属を用いることができる。また、湾曲振動板２の厚みは、予め湾曲する曲面部を有するように成形したり、弾性的に曲げて変形させたりすることができれば特に限定されない。

また、湾曲振動板２の材料としては、たとえば、発泡シート材としても良い。具体的には、積水化学工業社の「ソフトロンＳ」と称される、ポリエチレンに電子線を照射して、５倍から５０倍まで加熱発泡させた、厚さ１ｍｍ程度のシート状高発泡体とすることができる。

また、支持部材６は、図１１に示すように、支持板６１と、この支持板６１に連設された支持面６２と、この支持面６２の終端部に連設された固定部６３と、支持面６２上に配された柔軟な弾性支持部材６４と、を含むことにより構成されている。なお、図１１中に示す符号６５は、支持部材６の支持板６１に第一のスピーカユニット１０を取り付け固定するためのビスである。

支持板６１は、コーン状振動板１の径大１ｂ側が露呈する大きさの開口を有する平板状をした部位であって、コーン振動板１の径大側１ｂが接続されたコーン支持枠９を開口周囲に取り付けることで、コーン振動板１の径大側１ｂが支持板６１によって支持部材６に接続されたものとなっている。

支持面６２は、湾曲振動板２の湾曲と等しい曲面部を有する部位であって、湾曲振動板２の背面側において、曲面部が湾曲振動板２の背面と接することなく位置するものとなっている。この支持面６２は、湾曲振動板２が前面側からの外力によって変形しないように補助するものとして機能する。

固定部６３は、湾曲振動板２の他端２ｂ側を取り付ける部位であって、幅方向に沿って上面に凹溝を有するものとなっている。ゆえに、この凹溝内に湾曲振動板２の他端側２ｂを取り付けることで、曲振動板２の他端側２ｂが固定部６３によって支持部材６に接続されたものとなる。

弾性支持部材６４は、柔軟で弾性があり、湾曲振動板２が撓まないように支持することができる部材であって、たとえば、スポンジや糸状の繊維が絡み合った綿状部材からなるものとすることができる。すなわち、弾性支持部材６４は、湾曲振動板２の一端２ａ側がブレード片５に接続されると共に、他端２ｂ側が支持部材６の固定部６３に接続されることで、湾曲振動板２における曲面部の凹面側と支持部材６の支持面６２との間に介在するように配されたものとなっている。
図１１において、弾性支持部材６４は、湾曲振動板２における曲面部の凹面側と支持部材６の支持面６２との間に全面的に介在するものとして示されている。

弾性支持部材６４は、図１１に示すように、湾曲振動板２における曲面部の凹面側と支持部材６の支持面６２との間に全面的に介在するものではなく、図１２乃至図１４に示すように、部分的に介在するものとしても良い。

弾性支持部材６４を部分的に配する手段として、たとえば、図１２には、支持面６２の湾曲方向に沿って延びる細長い弾性支持部材６４が、支持面６２の中央部に一本配されたものとして示されている。また、図１３には、支持面６２の湾曲方向に沿って延びる細長い弾性支持部材６４が、支持面６２に離間して二本配されたものとして示されている。また、図１４には、支持面６２の湾曲方向と直交する方向に延びるブロック状の弾性支持部材６４が、支持面６２の湾曲方向に沿って離間して三つ配されたものとして示されている。なお、図示しないが、小片状をした弾性支持部材が、支持面上に点在して配されものとしても良い。

このように構成されたスピーカユニット２０では、コーン振動板１の径小側１ａが直接ドライバユニット３（ボイスコイル３１）に接続されると共に、湾曲振動板２の一端側２ａがブレード片５を介して間接的にドライバユニット３（ボイスコイル３１）に接続され、さらに、コーン振動板１の径大側１ｂと湾曲振動板２の他端側２ｂとが、共に支持部材６に接続されたものとなっている。ゆえに、コーン振動板１と、湾曲振動板２と、ドライバユニット３とが、支持部材６によって安定的に支持され、運搬がし易く、容易に筐体に装着することができるものとなっている。

そして、本実施の形態に係るスピーカ１００は、たとえば、図１５に示すように、コーン振動板１と、湾曲振動板２と、ドライバユニット３と、ブレード片５と、支持部材６と、を少なくとも備える第二のスピーカユニット２０を、筐体５０に装着することにより構成されたものとすることができる。

このように構成したスピーカ１００は、コーン振動板１を備えるダイナミック型の第一のスピーカと、湾曲振動板２を備える第二のスピーカとを備えるものとなり、ドライバユニット３に対して電気信号を入力すると、従来の難聴者及び健聴者向けスピーカシステムに比して、高性能で、尚且つ、軽量で、設置面積が少なく、更にスピーカの万能性が向上し、難聴者と健聴者とが共に満足して聞くことのできるハイブリッド型スピーカシステムとすることができる。

次に、上述した第一のスピーカユニット１０を用いて構成した第三のスピーカユニット３０について説明する。
本実施の形態に係る第三のスピーカユニット３０は、図１６乃至図２２に示すように、コーン状をした第一の振動板（コーン状振動板）１と、一端側から他端側へ向かって湾曲したシート状の第二の振動板（湾曲振動板）１２と、湾曲振動板２の一端１２ａ側が取り付けられる板状をしたブレード片５と、コーン状振動板１を駆動すると共に、ブレード片５を介して湾曲振動板１２を駆動するドライバユニット３と、これらコーン状振動板１と湾曲振動板１２とドライバユニット３とが装着される支持部材６と、を少なくとも備える。

本実施の形態に係るスピーカユニット３０において、湾曲振動板１２は、図２１に示すように、一端１２ａ側から他端１２ｂ側へ向かう湾曲方向に沿った対向する二つの側縁部１２ｃ，１２ｄの長さが、一端１２ａ側及び他端１２ｂ側の長さよりも長く、かつ、両側縁部１２ｃ，１２ｄの長さが互いに異なり、曲面部の凸面が、長さの短い側縁部１２ｄの方を向いて配されたものとなっている。

ブレード片５は、コーン状振動板１の径小１ａ側から径大１ｂ側へ向かって突出すると共に、図２２に示すように、ドライバユニット３のボイスコイル３１の先端に取り付けられたセンターキャップ４に対して水平方向斜めもしくは鉛直方向斜めに配されたものとなっている。

また、支持部材６は、第二のスピーカユニット２０と同様に、支持板６１と、この支持板６１に連設された支持面６２と、この支持面６２の終端部に連設された固定部６３と、支持面６２上に配された柔軟な弾性支持部材（図示せず）と、を含むことにより構成されたものとすることができる。

このように構成されたスピーカユニット３０では、コーン振動板１の径小側１ａが直接ドライバユニット３（ボイスコイル３１）に接続されると共に、湾曲振動板２の一端側２ａがセンターキャップ４に対して斜めに配されたブレード片５を介して間接的にドライバユニット３（ボイスコイル３１）に接続され、さらに、コーン振動板１の径大側１ｂと湾曲振動板２の他端側２ｂとが、共に支持部材６に接続されたものとなっている。ゆえに、湾曲振動板２の曲面部の凸面が、短い側縁部１２ｄの方を向いて配されたものとなる。

そして、本実施の形態に係るスピーカ２００は、図２３に示すように、コーン振動板１と、湾曲振動板２と、ドライバユニット３と、ブレード片５と、支持部材６と、を少なくとも備える第三のスピーカユニット３０を、筐体５０に装着することにより構成されたものとすることができる。

このように構成したスピーカ２００は、コーン振動板１を備えるダイナミック型の第一のスピーカと、湾曲振動板２を備える第二のスピーカとを備えるものとなり、難聴者と健聴者とが共に聞き取ることができると共に、湾曲振動板２から発せられる音声を所定の方向に向けて放音させることができるものとなっている。

すなわち、たとえば、このようなスピーカ２００がテレビなどの音響機器の下方に設置される場合、曲面部の凸面が上方を向いたものとすることで、音響機器と同じ高さで聞いても、音声が上方に放音されるものとなって好ましい音圧感を確保できるものとなる。一方、スピーカ２００がテレビなどの音響機器の上方に設置される場合、曲面部の凸面が下方を向いたものとすることで、音響機器と同じ高さで聞いても、音声が下方に放音されるものとなって好ましい音圧感を確保できるものとなる。

なお、スピーカ１００，２００においてドライバユニット３に入力される電気信号は、たとえば、テレビやラジオ、オーディオプレイヤー、パーソナルコンピュータ、スマートフォンやタブレットなどのスマートデバイス、等より出力した音声信号を挙げることができる。
また、図示しないが、筐体５０の裏板部には、オーディオジャック、及びスイッチを装着するための穴が設けられている。

したがって、これらのスピーカ１００，２００では、コーン状振動板を備えるダイナミック型の第一のスピーカからの音と、湾曲振動板を備える第二のスピーカからの音とを混在させることにより、広帯域の音（難聴者及び健聴者向け音波）の再生を可能とすることができる。また、スピーカ１００，２００は、コーン状振動板を駆動するドライバユニットと湾曲振動板を駆動するドライバユニットとが共有されたものとなっているので、製造コストと重量が低減されたものとなっている。さらに、第一のスピーカと第二のスピーカとを一体的に連設することで、設置面積が少なくコンパクト化されたものとすることができる。

１ 第一の振動板（コーン状振動板）、１ａ 径小側、１ｂ 径大側、２，１２ 第二の振動板（湾曲振動板）、２ａ 一端側、２ｂ 他端側、２ｃ，２ｄ 側縁部、３ ドライバユニット、４ センターキャップ（ダストキャップ）、５ ブレード、５ａ 基端部、６ 支持部材、６１ 支持板、６２ 支持面、６３ 固定部、６４ 弾性支持部材、９ コーン支持枠、１０，２０，３０ スピーカユニット、３１ ボイスコイル、３２ 磁気回路、５０ 筐体、１００，２００ スピーカ（ハイブリッド型スピーカシステム）。

Claims (12)

1. コーン状をした第一の振動板と、
   一端側から他端側へ向かって湾曲した曲面部を形成するシート状をした第二の振動板の一端側を取り付けるための板状をしたブレード片と、
   前記第一の振動板と前記ブレード片とを共に駆動するドライバユニットと、
   を少なくとも備え、
   前記第一の振動板は、径小側が前記ドライバユニットに接続され、
   前記ブレード片は、前記第一の振動板の径小側から径大側へ向かって突出するように、前記ドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップを介して前記ドライバユニットに接続されている、
   ことを特徴とするスピーカユニット。
2. コーン状をした第一の振動板と、
   一端側から他端側へ向かって湾曲した曲面部を形成するシート状をした第二の振動板と、
   前記第二の振動板の一端側が取り付けられる板状をしたブレード片と、
   前記第一の振動板を駆動すると共に、前記ブレード片を介して前記第二の振動板を駆動するドライバユニットと、
   前記第一の振動板と前記第二の振動板と前記ドライバユニットとが装着される支持部材と、
   を少なくとも備え、
   前記支持部材は、
   前記第一の振動板の径大側が露呈する大きさの開口を有する平板状をした支持板と、
   前記支持板に連設された、前記第二の振動板の湾曲と等しい曲面部を有する支持面と、
   前記支持面の終端部に連設された、前記第二の振動板の他端側を取り付ける固定部と、
   前記支持面上に配された柔軟な弾性支持部材と、
   から構成され、
   前記第一の振動板は、径小側が前記ドライバユニットに接続されると共に、径大側が前記支持部材の支持板に接続され、
   前記ブレード片は、前記第一の振動板の径小側から径大側へ向かって突出するように、前記ドライバユニットのボイスコイルの先端に取り付けられたセンターキャップを介して前記ドライバユニットに接続され、
   前記第二の振動板は、一端側が前記ブレード片に接続されると共に、他端側が前記支持部材の固定部に接続され、さらに、曲面部の凹面側と前記支持部材の支持面との間に前記弾性支持部材が介在している、
   ことを特徴とするスピーカユニット。
3. 前記ブレード片は、基端側がセンターキャップに対して垂直であり、先端側へ行くに従って前記第二の振動板の曲率に合わせて湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカユニット。
4. 前記ブレード片は、前記センターキャップと一体であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のスピーカユニット。
5. 前記第二の振動板は、発泡シート材からなることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載のスピーカユニット。
6. 前記第二の振動板は、湾曲方向に沿った対向する二つの側縁部の長さが、前記一端側及び前記他端側の長さよりも長く、かつ、前記両側縁部の長さが互いに異なり、曲面部の凸面が、短い側縁部の方を向いて配されていることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載のスピーカユニット。
7. 前記ブレード片は、水平方向又は鉛直方向に対して斜めに取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載のスピーカユニット。
8. 前記弾性支持部材は、前記支持面上に部分的に配されていることを特徴とする請求項２乃至７の何れか一項に記載のスピーカユニット。
9. 前記弾性支持部材は、前記支持面の湾曲方向に沿って線状に配されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカユニット。
10. 前記弾性支持部材は、前記支持面上に点在して配されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のスピーカユニット。
11. 前記弾性支持部材は、綿状部材である請求項２乃至１０の何れか一項に記載のスピーカユニット。
12. 前記請求項２乃至１１に記載のスピーカユニットの何れかを筐体に装着してなることを特徴とするスピーカ。
    

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