JP2023161699A

JP2023161699A - 副振動板、およびスピーカ

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Publication number: JP2023161699A
Application number: JP2022072190A
Authority: JP
Inventors: 義孝川嶋; Yoshitaka Kawashima; 雄貴石井; Yuki Ishii; 勇毅和泉; Yuki Izumi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-11-08
Also published as: US20230345179A1; CN116962943A

Abstract

【課題】スピーカの高音特性を向上させる。【解決手段】スピーカ１００に用いられる副振動板１５０であって、スピーカ１００の音の放出方向に向かって開口面積が大きくなる傾斜部１５２と、傾斜部１５２の先端縁から放出方向に直交する方向に沿って外側に向かって直線的に延在する環状の縁部１５３と、を備える副振動板１５０。【選択図】図１

Description

本開示は、各種音響機器や映像機器等に使用される副振動板、これを用いたスピーカに関する。

従来、特許文献１に記載されるように、振動板の中央に副振動板が配置されたスピーカが存在している。この副振動板は、高域再生を補助することができ、スピーカの高域の周波数特性を伸ばす役割をする部品である。また、副振動板は、ボイスコイル体を封止するダストキャップとしても機能する。

実開平１－０５７８８５号公報

ところが、従来の副振動板を備えたスピーカでは可聴領域の上限に至るまでに、高域特性が徐々に落ちるという課題があった。

本開示は、上記課題に鑑みなされたものであり、音圧周波数特性の高域特性の低下を抑制しうる副振動板、および副振動板を備えたスピーカの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の１つである副振動板は、スピーカに用いられる副振動板であって、前記スピーカの音の放出方向に向かって開口面積が大きくなる傾斜部と、前記傾斜部の先端縁から放出方向に直交する方向に沿って外側に向かって直線的に延在する環状の縁部と、を備える。

また、上記目的を達成するために、本開示にかかるスピーカは、主振動板と、磁気回路と、前記磁気回路、および前記主振動板を保持するフレームと、前記スピーカ用主振動板に一端部が結合されるとともに、他端部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されるボイスコイル体と、音の放出方向において、前記主振動板の前方に配置される副振動板と、を備え、前記副振動板は、放出方向に向かって開口面積が大きくなる傾斜部と、前記傾斜部の先端縁から放出方向に交差する方向の外側に向かって直線的に延在する環状の縁部と、を備える。

本開示の構成により、スピーカの音圧周波数特性を向上させることができる。

本開示の一実施の形態に係るスピーカの断面を示した断面図である。本開示の一実施の形態に係る副振動板を示した断面図である。実施の形態に係る主振動板、および副振動板を示した平面図である。実施の形態に係るスピーカを備えた電子機器の外観を示した図である。実施の形態に係るスピーカを備えた移動体を示した断面図である。

次に、本開示に係る副振動板、およびスピーカの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示に係る副振動板、およびスピーカの一例を示したものに過ぎない。従って本開示は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本開示を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、本開示の一実施の形態に係るスピーカの断面を示した断面図である。図２は、本開示の一実施の形態に係る副振動板を示した断面図である。図３は、実施の形態に係る主振動板、および副振動板を示した平面図である。スピーカ１００は、入力された電気信号を音響に変換する電気音響変換器であって、主振動板１１０と、磁気回路１２０と、フレーム１３０と、ボイスコイル体１４０と、副振動板１５０と、を備えている。本実施の形態の場合、スピーカ１００は、ダンパー１６０を備えている。

主振動板１１０は、ボイスコイル体１４０の往復動（図中Ｚ軸方向）に伴って振動し、音を発生させる板状、または膜状の部材である。主振動板１１０の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、円錐台形状、いわゆるコーン形状である。主振動板１１０は、音の放出方向（図中Ｚ＋方向）に向かって口径が広がるように配置され、口径の大きい側の端部は、エッジ１１１を介してフレーム１３０に連結され、口径の小さい側の端部は、ボイスコイル体１４０の外周面に連結されている。

磁気回路１２０は、着磁された永久磁石である円柱状のマグネット１２１と、マグネット１２１の上部に取り付けられた円板状のプレート１２２と、マグネット１２１とプレート１２２とを収容する有底円筒状のヨーク１２３とを備えており、プレート１２２とヨーク１２３との間に円環状の磁気ギャップ１０２を形成している。

フレーム１３０は、磁気回路１２０、および主振動板１１０を保持する構造部材である。フレーム１３０の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、全体視漏斗形状となっている。フレーム１３０の上端周縁部に囲まれる位置に、主振動板１１０の外周縁が配置されており、フレーム１３０と主振動板１１０とは円環状のエッジ１１１を介してそれぞれ接着されている。

ボイスコイル体１４０は、円筒状のボビン１４１と、ボビン１４１の外周に巻き付けられたコイル１４２と、を備えている。主振動板１１０の中心部に一端が結合されるとともに、他端を磁気回路１２０の磁気ギャップ１０２にはまり込むように配置されている。また、ボイスコイル体１４０は、フレーム１３０とボイスコイル体１４０とを架橋状に接続するダンパー１６０によって支えられている。

副振動板１５０は、音の放出方向（図中Ｚ＋方向）において、主振動板１１０の前方に配置され、主振動板１１０の中央部分に配置されるコーン状の部材であり、スピーカ１００の高域特性を向上させるために、ボイスコイル体１４０の先端に取り付けられる。本実施の形態の場合、副振動板１５０は、ボイスコイル体１４０を封止する封止部１５１を備えている。封止部１５１は、放出方向に膨出するドーム状であり、封止部１５１の一部には放出方向の反対側（図中Ｚ－方向）に向かってドーム状に窪んだ陥没部１５４が設けられている。陥没部１５４は、スピーカ１００を製造する際に積み重ねられた副振動板１５０を１枚ずつ取り外しやすくするために設けられている。副振動板１５０は、ボイスコイル体１４０の先端の内周面に接着剤などで接続されている。

副振動板１５０は、図２に示すように、スピーカ１００の音の放出方向（図中Ｚ＋方向）に向かって開口面積が大きくなる傾斜部１５２と、傾斜部１５２の先端縁から放出方向に直交する方向（図中ＸＹ平面内）に沿って外側に向かって直線的に延在する環状の縁部１５３と、を備えている。直線的に延在するとは、放出方向を含む面で切断した場合、縁部１５３の断面が直線となる状態である。副振動板１５０が平面上に広がる縁部１５３を備えることにより、副振動板１５０の構造的剛性を向上させることができ、副振動板１５０の全体の軽量化を図ることができる。これにより、副振動板１５０の微小振幅を増加させることができ、従来の副振動板を備えたスピーカが有していた可聴領域の２０ｋＨｚに到達するまでに徐々に特性が落ちる傾向を抑制することが可能となる。つまり、副振動板１５０によりスピーカ１００の高域特性を伸ばす事を可能としている。

副振動板１５０の封止部１５１、傾斜部１５２、および縁部１５３は、一体に形成されている。副振動板１５０の傾斜部１５２と縁部１５３との間は、明確に稜線が判別できる程度に屈曲した屈曲部１５５が形成される。屈曲部１５５から先に配置される縁部１５３は、平面、またはほぼ平面の環状である。コイル１４２の巻軸を中心とする放射方向において、屈曲部１５５から縁部１５３先端までの長さＬは、１ｍｍ以上、８ｍｍ以下の範囲内、または傾斜部１５２の最大口径Ｄの１％以上、２０％以下であることが好ましい。縁部１５３の長さＬが１ｍｍ未満、または最大口径Ｄの１％未満の場合、副振動板１５０の構造的剛性を効果的に向上させることができず、スピーカ１００の高音特性の向上が望めない。また、縁部１５３の長さＬが８ｍｍより大、または最大口径Ｄの２０％より大の場合、副振動板１５０の重量増となり、不要な共振が発生してスピーカ１００の特性に悪影響を与えると考えられる。

縁部１５３は、傾斜部１５２よりも高密度であってもよい。縁部１５３を他の部分よりも高密度にすることにより、縁部１５３の剛性を高め、副振動板１５０の重量をあまり増加させることなく副振動板１５０全体の構造的剛性を向上させることが可能となる。縁部１５３を高密度化する方法は、限定されるものではないが、縁部１５３を傾斜部１５２などの他の部分よりも強く圧縮することで厚さを薄くし、高密度化を図ってもよい。また、副振動板１５０が紙製の場合、縁部１５３に硬化剤を含浸や塗布することにより高密度化、強度増加を図っても構わない。

傾斜部１５２の形状は、限定されるものではなく、主振動板１１０から離れるに従って開口面積が大きくなる円錐台形状でもかまわない。本実施の形態の場合、傾斜部１５２は、内側に向かって膨出するように湾曲しており、放出方向において、傾斜部１５２の先端部の曲率半径は、基端部の曲率半径より長くなっている。つまり傾斜部１５２は、複数の曲率で湾曲している。具体的には、傾斜部１５２の先端部の曲率半径は、基端部の曲率半径の１０倍以上となっている。

主振動板１１０、および副振動板１５０を構成する材質は、特に限定されるものではなく、紙、樹脂、金属などを例示することができる。また、主振動板１１０、および副振動板１５０を構成する材質は、同じでもよく、異なっていてもかまわない。

次に、スピーカ１００の適用例１を説明する。図４は、スピーカの適用例１である電子機器の外観を示した図である。スピーカ１００を備える電子機器２００としてオーディオ用のミニコンポシステムを例示し説明する。

電子機器２００は、エンクロージャー２０１にスピーカ１００と、ウーファー２０２と、が組込まれたスピーカシステム２０３を左右にそれぞれ備えている。

また、電子機器２００は、スピーカシステム２０３に入力する電気信号の増幅回路を含むアンプ２０４と、アンプ２０４に入力されるソースを出力するチューナー２０５や、ＣＤプレーヤ２０６を備えている。

オーディオ用のミニコンポシステムである電子機器２００は、チューナー２０５やＣＤプレーヤ２０６から入力される音楽信号などをアンプ２０４により増幅し、スピーカシステム２０３に備えられたスピーカ１００、ウーファー２０２から音が放出される。具体的にはスピーカ１００は、ボイスコイル体１４０に入力された電気信号により発生した動的な磁力と磁気回路１２０の磁気ギャップ１０２に発生する静的な磁力との相互作用により、フレーム１３０に対してボイスコイル体１４０が振動し、当該振動が伝えられることにより主振動板１１０、および副振動板１５０が振動して音を発する。

この構成により、上述したように従来では実現できなかった良好な音質、とくに高音域において高い特性を維持した電子機器２００を実現することが可能となる。

なおスピーカ１００の電子機器２００への応用として、オーディオ用のミニコンポシステムについて説明したが、これに限定されない。例えば自動車用のオーディオシステムや持ち運び可能なポータブル用のオーディオ機器等への応用も可能である。さらに、液晶テレビや有機ＥＬディスプレイテレビ等の映像機器、携帯電話等の情報通信機器、コンピュータ関連機器等の電子機器に広く応用、展開が可能である。

次に、スピーカ１００の適用例２を説明する。図５は、スピーカの適用例２である移動体を示した断面図である。本実施の形態の場合、移動体３００として自動車を例示し説明する。

同図に示すように、本開示の副振動板１５０を備えたスピーカ１００は、移動体３００のリアトレイやフロントパネルに組込まれている。スピーカ１００からは、別途移動体に取り付けられているカーナビゲーションやカーオーディオから送信される音声信号に基づき移動体内に音を発するものとなっている。

このように移動体３００に取り付けられたスピーカ１００の副振動板１５０によれば、スピーカ１００全体の音域特性における高音域の特性を向上させることができ、高い性能を発揮することができる。

以上で説明した副振動板１５０は、平面に広がる環状の縁部１５３を備えているため、副振動板１５０の重量増加を抑制しながら副振動板１５０の構造的強度を向上させることができる。この効果は、比較的構造的強度の高い金属製の副振動板１５０よりも構造的強度の低い紙製の副振動板１５０において顕著に現れる。また、副振動板１５０を備えたスピーカ１００によれば、高域限界周波数の物性値が２０ｋＨｚまでに高域特性が徐々に落ちる傾向を抑制し、高域周波数の特性を伸ばすことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、主振動板１１０の形状は、特に限定されるものではない。主振動板１１０の形状としては、本実施の形態の場合のような円錐形状ばかりではなく、楕円錐形状などの立体的な形状でもよい。また、立体的な形状ばかりではなく円板形状や矩形の板形状など平面的な形状であってもよい。

また、スピーカ１００は、内磁型の磁気回路１２０に限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカ１００であってもよい。また、スピーカ１００は、ダンパー１６０を備えなくてもかまわない。

また、ボイスコイル体１４０は、ボビンを備えず、コイル１４２を備えるものでも構わない。

本開示にかかる副振動板、および副振動板を備えたスピーカによれば映像音響機器や情報通信機器等の電子機器、自動車等の移動体に適用できる。

１００スピーカ
１０２磁気ギャップ
１１０主振動板
１１１エッジ
１２０磁気回路
１２１マグネット
１２２プレート
１２３ヨーク
１３０フレーム
１４０ボイスコイル体
１４１ボビン
１４２コイル
１５０副振動板
１５１封止部
１５２傾斜部
１５３縁部
１５４陥没部
１５５屈曲部
１６０ダンパー
２００電子機器
２０１エンクロージャー
２０２ウーファー
２０３スピーカシステム
２０４アンプ
２０５チューナー
２０６プレーヤ
３００移動体

Claims

スピーカに用いられる副振動板であって、
前記スピーカの音の放出方向に向かって開口面積が大きくなる傾斜部と、
前記傾斜部の先端縁から放出方向に直交する方向に沿って外側に向かって直線的に延在する環状の縁部と、
を備える副振動板。
前記傾斜部と前記縁部とは屈曲部を介して屈曲しており、屈曲部から前記縁部の先端までの長さは１ｍｍ以上、８ｍｍ以下、または前記傾斜部の最大口径の１％以上、２０％以下の範囲内である
請求項１に記載の副振動板。
前記縁部は、前記傾斜部よりも高密度である
請求項１または２に記載の副振動板。
前記縁部は、前記傾斜部よりも厚さが薄い
請求項３に記載の副振動板。
前記縁部は、硬化剤が付着している
請求項３に記載の副振動板。
放出方向において、前記傾斜部の先端部の曲率半径は、基端部の曲率半径より長い
請求項１または２に記載の副振動板。
主振動板と、
磁気回路と、
前記磁気回路、および前記主振動板を保持するフレームと、
前記主振動板に一端部が結合されるとともに、他端部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されるボイスコイル体と、
音の放出方向において、前記主振動板の前方に配置される副振動板と、を備え、
前記副振動板は、
放出方向に向かって開口面積が大きくなる傾斜部と、
前記傾斜部の先端縁から放出方向に交差する方向の外側に向かって直線的に延在する環状の縁部と、を備える
スピーカ。