JP4034696B2

JP4034696B2 - スピーカ用振動板

Info

Publication number: JP4034696B2
Application number: JP2003169749A
Authority: JP
Inventors: 佐和子薄木; 周二佐伯
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: JP2004088739A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカ用振動板に関し、より特定的には、薄型化を図るスピーカに用いられるスピーカ用振動板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌｄｉｇｉｔａｌａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の電子機器においては、より薄型化、大画面化が進む一方で、高音質化をも求められる状況になっている。かかる状況においては、電子機器に搭載されるスピーカも同様に、薄型化、スリム化および高音質化が求められる。そこで、矩形あるいは楕円形状等の形状を有するスリム型スピーカが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１２は、従来のスリム型スピーカの構造を示す図である。図１２（ａ）は、従来のスリム型スピーカの上面図であり、図１２（ｂ）は、従来のスリム型スピーカの正面図である。図１２において、スリム型スピーカは、マグネット９０１と、プレート９０２と、ヨーク９０３と、筐体９０４と、円筒形状のコイル９０５と、楕円（に近い）形状の振動板９０６とを備えている。振動板９０６は、中央部（振動板９０６に固着されているコイル９０５の内側の部分）に、断面が半楕円形状であるドーム形状部分９１１を有している。さらに、振動板９０６は、外周部（図１２（ａ）に示す振動板９０６における点線より外側の部分）に、断面が半円形状であるエッジ部９１２を有している。振動板９０６のエッジ部９１２は筐体９０４によって支持されている。ここで、振動板９０６は、プレート９０２とヨーク９０３との間の磁気ギャップにコイル９０５が挿入されるように支持される。
【０００４】
なお、図１２ではコイル９０５は円形であるので、振動板９０６の長手方向（図１２（ａ）では横方向）にコイルの駆動力が伝搬しにくくなる。これを防止する目的で、コイルの形状は、振動板の形状と同じ楕円形状にされる場合がある。これによって、コイルの長手方向における振動板の剛性を維持することができる。しかし、長手方向と垂直な方向における振動板の剛性は、長手方向の剛性と比較すると十分な剛性が確保できない。そのため、図１２に示すように振動板中央部をドーム形状にすることや、または、ボイスコイルボビン等によって補強することが行われていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１９１４９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の振動板の構造では、振動板中央部をドーム形状にしたり、ボイスコイルボビン等によって補強する必要があるので、振動板中央部が高さが増す。従って、従来の振動板の構造では、スピーカを薄型化することに限界があった。特に、ボイスコイルボビン等によって補強する場合には、上記問題点に加えて、スピーカの振動系の質量が重くなるために効率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
一方、振動板が楕円や長方形である場合、従来の振動板の構造では、振動板のエッジ部における弾性が、振動板の中心部付近と、長手方向に関して両端となる部分付近との間で異なる。具体的には、中心部付近の弾性が小さく、両端となる部分付近で弾性が大きくなる。その結果、振動板は、振幅が振動板中心部に近づくにつれて大きくなる太鼓運動（図８参照。）を行う。つまり、振動板全体がピストン運動を行うことができないために、音響特性が劣化するという課題があった。
【０００８】
それ故に、本発明の目的は、スピーカの薄型化を図ることが可能なスピーカ用振動板を提供することである。また、本発明の他の目的は、形状が楕円や長方形の場合でも高音質な再生が可能なスピーカ用振動板を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記目的を達成するために以下の特徴を有する。すなわち、第１の発明は、コイルが固着されるスピーカ用振動板（以下、単に「振動板」と呼ぶ。）である。振動板は、コイルの固着部分の外側であるエッジ部と、コイルの固着部分の内側である振動板中央部とを備える。そして、振動板中央部には、リブが設けられる。
【００１０】
上記によれば、振動板におけるコイルの固着部分の内側の部分（中央部）の厚さを、リブの高さに抑えることができる。従って、スピーカに振動板を設置するためのスペースを小さくできるので、スピーカの薄型化を図ることができる。また、従来のように中央部をドーム形状等とすることなしに、当該中央部の剛性をリブによって向上することができる。以上より、上記振動板によれば、音質を維持しつつ、スピーカの薄型化を図ることができる。
【００１１】
また、エッジ部は、断面形状が凸型である部分を有している場合、リブは、エッジ部よりも断面の高さが低く設けられる。
【００１２】
また、コイルが第１の方向に沿って延びる形状である場合、リブが設けられる方向は、第１の方向に垂直な第２の方向に関する成分を含むようにしてもよい。ここで、「第１の方向に沿って延びる形状」とは、コイルが、例えば長方形や楕円形のように、縦方向と横方向との長さが異なる形状のことをいう。つまり、「第１の方向」とは、後述する長径方向（例えば、図１（ｂ）における縦方向）のことをいい、「第２の方向」とは、後述する短径方向のことをいう。なお、この場合、リブは、第２の方向に延びるように設けられてもよいし、第１の方向に対して所定の角度を有する格子状に設けられてもよい。
【００１３】
上記によれば、リブがコイルの長手方向と垂直な方向、すなわち、第２の方向に関する成分を含むような方向に設けられることによって、振動板中央部における第２の方向の剛性を向上することができる。従って、コイルの平面形状が縦方向と横方向との長さが異なる形状であっても、音質を維持するとともに、スピーカの薄型化を図ることができる。
【００１４】
また、リブは、コイルが固着される側に設けられ、かつ、当該コイルよりも断面の高さが低くなるようにしてもよい。この場合、リブが振動板の厚さに全く影響を与えないので、スピーカを設計する際、設計者はコイルの厚さおよびエッジ部の高さのみを考慮すればよい。従って、スピーカをより薄型にすることができる。
【００１５】
また、リブは、振動板中央部と一体的に成形されることによって設けられてもよいし、振動板中央部に接着されることによって設けられてもよい。リブが一体的に成形されることによって、構成部品点数が少なくなる。さらに、振動板とリブとを接着する必要がないので、組立工数が少なくなる。
【００１６】
第２の発明は、コイルが固着される振動板である。振動板は、コイルの固着部分の外側であるエッジ部と、コイルの固着部分の内側である振動板中央部とを備える。振動板中央部には、断面が平坦で、かつ、エッジ部よりも厚い補強部が設けられる。なお、「エッジ部よりも厚い」とは、振動中央部の板の厚さが、エッジ部を構成する板の厚さ（エッジ部の凸型形状の高さではない）よりも厚いことをいう。
【００１７】
上記によれば、第１の発明と同様、中央部をドーム形状等とすることなしに、中央部の剛性を向上することができる。従って、第２の発明に係る振動板によっても、音質を維持しつつ、スピーカの薄型化を図ることができる。
【００１８】
第３の発明は、第１の方向に沿って延びる形状を有する振動板である。
ここで、振動板には、第１の方向に沿って延びる形状を有するコイルが固着される。振動板は、コイルの固着部分の外側であるエッジ部と、コイルの固着部分の内側である振動板中央部とを備える。エッジ部は、第１の方向に関する弾性と当該第１の方向に垂直な第２の方向に関する弾性とがほぼ同じになる形状を有する。
【００１９】
上記によれば、コイルの平面形状が縦方向と横方向との長さが異なる形状であっても、振動板の中心部における振動の変位量を抑えることができる。ここで、コイルの平面形状が縦方向と横方向との長さが異なる形状である場合、振動板にリブを設けなければ、エッジ部のうち振動板中心部に近い部分の弾性が、長手方向に関して両端となる部分付近の弾性と比べて小さくなる。その結果、振動板の振動姿態は、変位量が振動板中心部に近づくにつれて大きくなり、理想的なピストン運動からかけ離れてしまう。これに対して、上記振動板によれば、エッジ部のうち第１の方向に延びる部分、すなわち、振動板中心に近い位置に例えばリブが設けられる（後述する図７（ａ）参照。）。これによって、当該位置のエッジ部の弾性を大きくなるので、振動板中心付近と両端付近とのエッジ部の弾性のバランスをとることができる。その結果、振動板の振動姿態がピストン運動に近くなり、音質を改善することができる。
【００２０】
また、エッジ部には、コイルの固着部分の周囲に断面が凸型である部分が設けられてもよい。このとき、エッジ部における断面が凸型である部分のうち、第１の方向を向く部分の断面の高さは、第２の方向を向く部分の断面の高さよりも高くなるようにする。これによって、振動板中心付近と両端付近とのエッジ部の弾性のバランスをさらに改善することができる。
【００２１】
また、エッジ部のうち、第１の方向に関してコイルの両側に位置する部分には、第２の方向と略平行に延びるリブが設けられる。
【００２２】
また、上記第１から第３の発明において、コイルは、スピーカ用振動板と一体的に成形されるプリントボイスコイルであってもよい。あるいは、振動板は、コイルを固着することによって当該コイルと一体的に成型された後、形状が成形されてもよい。
【００２３】
また、上記第１から第３の発明において、エッジ部は、コイルの外周に沿った部分のうち少なくとも一部の断面形状が、コイルが固着される側に凸型であってもよい。これによって、コイルを振動板に安定して固着させることができる。さらに、コイルを接着剤で振動板に固着させる際、接着剤がエッジ部の方へ流れ出ることを防止することができる。
【００２４】
なお、振動板は、上記第１の発明の特徴と第３の発明の特徴とを有する形態で提供されてもよいし、上記第２の発明の特徴と第３の発明の特徴とを有する形態で提供されてもよい。また、上記第１から第３の発明に係るスピーカ用振動板は、スピーカに組み込まれた形態で提供されてもよい。なお、当該スピーカは、振動板を支持する筐体と、振動板に固着された駆動コイルと、磁気回路とを備える。また、磁気回路は、振動板の振動方向に対して、駆動コイルをはさんだ両側に配置される少なくとも２つのマグネットを含んでもよい。さらに、２つのマグネットは、振動方向に対して着磁方向が互いに逆になるように配置されてもよい。また、上記第１から第３の発明に係る振動板は、以上のようなスピーカを備えた電子機器として提供されてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係るスピーカ用振動板（以下、単に「振動板」と呼ぶ。）について、図１および図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る振動板を用いたスピーカの構造を示す図である。図２は、実施の形態１に係る振動板を用いたスピーカの音圧周波数特性を示す図である。
【００２６】
図１（ａ）はスピーカの断面図である。図１（ａ）において、スピーカは、第１のマグネット１０１と、第２のマグネット１０２と、コイル１０３と、振動板１０４と、第１の筐体１０５と、第２の筐体１０６と、第１のヨーク１０９と、第２のヨーク１１０とを備えている。第１の筐体１０５には、第１の空気孔１０７が設けられる。第２のヨーク１１０には、第２の空気孔１０８が設けられる。また、実施の形態１では、スピーカの外形形状は図示していないが、底面が長方形である直方体であるとする。具体的には、その外形形状の縦横比は、３．２倍であるとする。
【００２７】
図１（ａ）において、第１および第２のマグネット１０１および１０２は、直方体形状であり、例えばエネルギー積が３８ＭＧＯｅであるネオジウムマグネットである。第１および第２のマグネット１０１および１０２の着磁方向は、振動板１０４の振動方向を基準として反対の方向である。例えば第１のマグネット１０１が上向き（第２のマグネットから第１のマグネットへの方向）の着磁であれば、第２のマグネット１０２は下向き（第１のマグネットから第２のマグネットへの方向）の着磁である。第１のマグネット１０１は、第１のマグネット１０１および第２のマグネット１０２の中央を通る対称軸ｘが一致するように、第１のヨーク１０９に固定されている。同様に、第２のマグネット１０２は、対称軸ｘが一致するように、第２のヨーク１１０に固定されている。第１のヨーク１０９は、その外周部で第１の筐体１０５に接続されており、第２のヨーク１１０はその外周部で第２の筐体１０６に接続されている。第１および第２のヨーク１０９および１１０は、例えば鉄等の磁性体材料が用いられる。第１の筐体１０５および１０６は、非磁性体であり、例えばＰＣ（ポリカーボネイト）のような樹脂材料を用いている。
【００２８】
コイル１０３は、第１および第２のマグネット１０１および１０２と中心が一致するように、すなわち対称軸ｘがコイル１０３の中心に位置するように、振動板１０４上に形成されている。実施の形態１においては、コイル１０３は接着剤によって振動板１０４と接着されている。振動板１０４は、コイル１０３が第１および第２のマグネット１０１および１０２から等距離に位置するように、その外周部が第１の筐体１０５および１０６に挟まれることによって固定されている。第２の空気孔１０８は第２のヨーク１１０に設けられ、第１の空気孔１０７は第１の筐体１０５の片側の面に設けられる。
【００２９】
図１（ｂ）は、実施の形態１に係る振動板１０４およびコイル１０３の上面図である。図１（ｂ）に示すように、振動板１０４は、図１（ｂ）における縦方向に沿って延びる形状である。つまり、縦方向と横方向との長さが異なる形状である。なお、以下では、振動板１０４の長手方向を長径方向と呼び、長径方向と垂直な方向を短径方向と呼ぶことがある。
【００３０】
上述のように、振動板１０４にはコイル１０３が固着されており、コイル１０３は振動板１０４と同様、図１（ｂ）における縦方向に沿って延びる形状である。具体的には、コイル１０３の平面形状は矩形形状である。振動板１０４は、コイル１０３の固着部分の外側部分（以下、「エッジ部」と呼ぶ。）と、コイル１０３の固着部分の内側部分（以下、「中央部」と呼ぶ。）とからなる。エッジ部には、コイル１０３の固着部分の周囲（図１（ｂ）に示す点線で囲まれた部分）に、断面形状が凸型の凸型部２０１が環状に設けられる。さらに、中央部には、リブ２０２が設けられる。リブ２０２は、コイル１０３の短径方向に延びるように設けられる。これによって、振動板１０４の中央部における短径方向の剛性が向上する。
【００３１】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示す振動板１０４の中央部のＡ−Ａ’断面図である。図１（ｃ）に示すように、実施の形態１においては、複数の（図１（ｃ）では１３本）リブが設けられる。各リブは、長径方向に関する長さの間隔を変えて設けられている。なお、本実施の形態では、各リブの深さは一定である。ただし、リブ毎の深さが異なるように各リブを設けてもよい。リブ２０２が設けられる方向（実施の形態１では短径方向）に垂直な方向の断面に関しては、リブ２０２の断面形状はＶ字形状である。なお、当該断面形状はどのような形状であってもよい。また、振動板１０４の中央部は、リブ２０２が設けられている部分以外の断面は平坦である。つまり、振動板１０４の中央部は、平面状の板にリブが一体的に設けられた構成である。
【００３２】
図１（ｄ）は、図１（ｂ）に示す振動板１０４のＢ−Ｂ’断面図である。図１（ｄ）に示すように、リブ２０２は、コイル１０３が固着されている側および凸型部２０１が突起している側とは同じ側に設けられる（同じ側に突起している。）。リブ２０２は、凸型部２０１よりも低く、コイル１０３とほぼ同等の高さである。従って、実施の形態１に係る振動板１０４をスピーカに用いる場合、スピーカを設計する際に振動板１０４の中央部の厚さを考慮する必要がない。そのため、中央部がドーム形状である振動板を用いる場合に比べてスピーカを薄くすることができる。
【００３３】
なお、凸型部２０１の断面は凸型形状である。具体的には、凸型部２０１の断面は半円形状であるが、波形、楕円形状といった他の形状であってもよい。また、リブ２０２が配置される方向（実施の形態１では短径方向）の断面に関しては、リブ２０２の断面形状は台形であるが、半円状、Ｖ字形状、楕円形状等でもよい。また、リブ２０２が設けられる側は、凸型部２０１が突起している側と同じ側（図１（ｄ）で言えば、上側）でもよいし、凸型部２０１が突起している側と逆側（図１（ｄ）で言えば、下側）でもよい。
【００３４】
以上のように構成されたスピーカについて、その動作と効果を説明する。上述した構成によって、第１および第２のマグネット１０１および１０２、ならびに第１および第２のヨーク１０９および１１０によって磁場が形成される。そして、磁気ギャップＧ（図１（ａ）参照。）内において最も磁束密度が高くなるように、コイル１０３が配置される。コイル１０３に交流電気信号が入力されると、駆動力が発生する。発生した駆動力によってコイル１０３およびそれと接着している振動板１０４が振動することによって、音が放射される。
【００３５】
振動板１０４が振動する時、振動板１０４の長径方向の剛性は、コイル１０３によって維持される。一方、振動板１０４の短径方向の剛性は、コイル１０３が矩形形状であることから、リブ２０２がなければ長径方向と比べて低くなる。しかし、短径方向の向きにリブ２０２が設けられていることによって、振動板１０４の短径方向の剛性が改善される。その結果、短径方向に発生する振動モードが抑制されるので、高域の再生限界周波数が高くなる。
【００３６】
図２に、リブ２０２を設けた場合と設けなかった場合とにおける音圧周波数特性を示す。図２に示すように、リブ２０２を設けた場合における高域の再生限界周波数は１０ｋＨｚまで改善し、リブ２０２を設けなかった場合における再生限界周波数（図２では、約４．５ｋＨｚ）に比べて高くなっている。このように、振動板１０４の中央部にリブ２０２を設けることによって、中央部をドーム形状にしたり、ボイスコイルボビンを設けなくとも、中央部における短径方向の剛性を改善できる。
【００３７】
以上のように、実施の形態１によれば、振動板１０４の中央部における短径方向の剛性をリブ２０２によって維持することができる。従って、高域音の再生を確保することができる。さらに、リブ２０２を用いることによって、振動板１０４の中央部における厚さを、従来に比べて薄くすることができる。以上より、実施の形態１によれば、音質を維持しつつスピーカ自体の薄型化を図ることができる。
【００３８】
なお、実施の形態１においては、振動板１０４およびコイル１０３の形状は長方形であった。ここで、他の実施形態においては、振動板１０４およびコイル１０３の形状は、縦方向と横方向との長さが異なる形状に限定されず、縦方向と横方向との長さが同じ形状（例えば正方形）であってもよい。縦方向と横方向との長さが同じ形状の振動板１０４であっても、その中央部にリブを設けることによって、剛性を上げることができる。その他、振動板１０４およびコイル１０３の形状は、楕円等であってもよい。また、振動板１０４およびコイル１０３の形状は、必ずしも同一である必要はない。
【００３９】
なお、実施の形態１においては、振動板１０４の中央部にリブ２０２を設けることによって、剛性を向上した。ここで、他の実施形態においては、振動板１０４の厚さを厚くすることによって剛性を向上してもよい。例えば、偏肉成形やフィルムの接着といった手法によって、中央部の厚みのみを厚くしてもよい。なお、図２に、中央部の厚みを他の部分（例えば、凸型部２０１）の２倍にした場合における音圧周波数特性を示す。図２に示すように、中央部の厚みを他の部分の２倍にした場合、厚さがそのままの場合（リブ２０２を設けなかった場合と同じ）における再生限界周波数（約４．５ｋＨｚ）に比べて、高域の再生限界周波数が７ｋＨｚに改善されている。このように、中央部の厚みを他の部分よりも厚くする方法によっても、ある程度の音質を維持することができる。従って、音質を維持するとともにスピーカ自体の薄型化を図ることができる。なお、中央部の厚みを厚くする方法の場合、厚みを厚くするほど剛性を向上することができるが、厚みを厚くするに伴って振動板の重量が大きくなることによって音圧が低下する点に注意する必要がある。
【００４０】
図３は、実施の形態１の変形例における振動板の断面図を示す図である。実施の形態１においては、凸型部２０１の開口面とリブ２０２の開口面との高さが一致する構成であった（図１（ｄ）参照。）が、他の実施の形態においては、両者の高さは必ずしも一致する必要はない。また、図３においては、コイル１０３の固着部分の外周に沿って固定用リブ２０３が設けられる。固定用リブ２０３は、コイル１０３が固着される側の面に対して断面が凸型になるように成形される。固定用リブ２０３によって、コイル１０３を振動板に安定して固着させることができる。さらに、コイル１０３を接着剤で振動板に固着させる際、接着剤が凸型部２０１の方へ流れ出ることを防止することができる。なお、固定用リブ２０３は、コイル１０３の固着部分の外周に沿った部分のうち少なくとも一部に設けられればよい。また、固定用リブ２０３の断面形状は、コイルが固着される側に凸型であればよい。
【００４１】
なお、実施の形態１において、振動板１０４は、リブ２０２とそれ以外の部分とを一体的に成形してもよいし、リブ２０２と振動板１０４とを別体として成形してもよい。図４は、リブ２０２を振動板１０４と別体として成形する場合におけるリブ２０２を含む部材の一例を示す図である。図４に示す部材２０４を、中央部の断面が平坦な振動板１０４に接着することによって、中央部にリブ２０２を有する振動板１０４を形成することができる。
【００４２】
また、実施の形態１においては、振動板１０４の短径方向に延びるようにリブ２０２が設けられたが、他の実施の形態においては、リブ２０２が設けられる方向は、これに限定されない。コイルの平面形状が、縦方向と横方向との長さが異なる形状である場合、リブ２０２は、短径方向に関する成分を含む方向に延びるように設けられればよい。これによって、短径方向の剛性を向上することができるからである。図５は、他の実施の形態における振動板１０４の中央部を示す図である。図５（ａ）に示すように、リブ２０２は、短径方向に対して所定の角度（図５（ａ）では４５°）を有して設けられてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、短径方向に対して所定の角度を有する格子状に設けられてもよい。
【００４３】
図６は、リブ２０２の断面を示す図である。リブ２０２の内部は、図６（ａ）に示すように中空であってもよいし、図６（ｂ）に示すように中密（内部が空洞でない）であってもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る振動板について、図７および図８を用いて説明する。図７は、実施の形態２に係る振動板を示す図である。図８は、実施の形態２に係る振動板の振動姿態を示す図である。なお、図示しないが、実施の形態２に係る振動板は、図１（ａ）と同様、スピーカに接続されて用いられる。また、以下において、実施の形態１と同じ構成要素については同じ参照符号を付す。
【００４５】
図７（ａ）は、実施の形態２に係る振動板の平面図である。図７（ａ）に示すように、振動板３０１は、図７（ａ）における縦方向に沿って延びる形状である。つまり、振動板１０４と同様、縦方向と横方向との長さが異なる形状である。
【００４６】
振動板３０１は、凸型部３０２にリブ３０３を備える点で、振動板１０４と異なっている。図７（ａ）に示すように、リブ３０３は、凸型部３０２のうち、長径方向（図７（ａ）では縦方向）を向く部分に設けられる。リブ３０３は、短径方向（図７（ａ）では横方向）に延びるように設けられる。なお、振動板３０１の中央部等、その他の構成は振動板１０４と同様である。
【００４７】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す振動板３０１のＣ−Ｃ’断面図である。なお、図７（ｂ）では、リブ３０３が設けられている部分のみを示す。図７（ｂ）に示すように、実施の形態２においては、複数の（図７（ｂ）では１１本）リブが設けられる。各リブは、長径方向に関する長さの間隔を変えて設けられている。なお、各リブの深さは一定である。また、図７（ｂ）においては、リブ３０３の断面形状はＶ字形状であるが、当該断面形状はどのような形状であってもよい。
【００４８】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す振動板１０４のＤ−Ｄ’断面図である。図７（ｃ）に示される半楕円状の曲線の点線部分は、凸型部３０２の表面を示す。一方、当該点線部分の弦となる直線は、リブ３０３のＶ字形状の先端を示す。つまり、リブ３０３は、半楕円形状をした凸型部３０２の断面における頂点から一定の深さとなるように設けられる。なお、図７（ｃ）は、リブ３０３が設けられている点以外は、図１（ｄ）と同様である。
【００４９】
上記のように、凸型部３０２にリブ３０３を設けることによって、凸型部３０２の弾性を変化させることができる。具体的には、振動板３０１の中心に近い部分の凸型部３０２においてリブ３０３を設けることによって、当該部分の弾性を大きくすることができる。
【００５０】
図８は、２５０Ｈｚの音を放射する際における振動板の長径方向に関する振動姿態を示す図である。図８では、凸型部３０２にリブ３０３を設けた振動板３０１の振動姿態（図８における「リブあり」）と、凸型部にリブを設けていない点以外は振動板３０１と同じ構造である振動板の振動姿態（図８における「リブなし」）とが示されている。
【００５１】
図８に示されるように、凸型部にリブを設けていない振動板については、振動板の中心付近における変形量と両端（長径方向に関する両端）における変形量との差が大きい。これは、凸型部にリブを設けていないので、振動板の中心に近い部分の凸型部の弾性と、振動板の中心から遠い部分の凸型部の弾性とのバランスがとれていないからである。つまり、振動板の中心付近においては、凸型部の弾性が小さいことから変形量が大きくなるのに対して、振動板の両端においては、凸型部の弾性が大きいことから変形量が小さくなる。このため、振動板は理想的なピストン運動からかけ離れた振動姿態となり、振動板が振動する際に音響特性に悪影響を及ぼす振動モードが生じてしまう。
【００５２】
これに比して、振動板３０１については、振動板の中心付近における変形量と両端における変形量との差が小さくなっている。これは、凸型部３０２にリブ３０３を設けたことによって、振動板の中心に近い部分の凸型部の弾性と、振動板の中心から遠い部分の凸型部の弾性とのバランスが改善されたからである。つまり、振動板の中心付近において、リブ３０３によって凸型部３０２の弾性を大きくすることによって変形量を抑える。その結果、振動板３０１全体がピストン運動に近い振動を行うこととなり、音響特性を改善することができるのである。
【００５３】
以上のように、実施の形態２によれば、凸型部にリブを設けることによって、振動板が縦方向と横方向との長さが異なる形状である場合でも、凸型部の弾性のバランスをとることができる。そのため、音質を改善することができる。さらに、図８に示されるように、振動板の中心部分における変位量を抑えることができるので、スピーカの他の部材（例えば、図１（ａ）に示す第１および第２のマグネット１０１および１０２）を、振動板により近づけて配置することができる。すなわち、スピーカの薄型化を図ることができる。
【００５４】
なお、実施の形態２では、振動板の中央部にリブ２０２が設けられた構成であったが、リブ２０２は設けなくともよい。その場合であっても、リブ３０３による効果は上記と同様である。
【００５５】
また、実施の形態２の変形例においては、凸型部３０２にタンジェンシャルリブをさらに設ける構成であってもよい。図９は、実施の形態２の変形例における振動板の平面図である。図９に示すように、タンジェンシャルリブ３０４は、凸型部３０２のうち、長径方向に関して両端付近となる部分に設けられる。タンジェンシャルリブ３０４は、複数設けられ、それぞれの延びる向きが異なっている。このように、振動板３０１の中心から遠い部分の凸型部３０２においてタンジェンシャルリブ３０４を設けることで、当該部分の弾性を小さくすることができる。これによって、凸型部３０２の弾性のバランスをさらに改善することができる。以上のように、他の実施の形態においては、リブに加えてタンジェンシャルリブを付加することによって、凸型部３０２全体の弾性を調整してもよい。
【００５６】
なお、実施の形態２では、凸型部３０２の断面の高さはどの部分でも同じであったが、断面の高さを変化させることによって凸型部３０２の弾性を調整してもよい。具体的には、凸型部３０２のうち、振動板の中心に近い部分の高さを高くし、振動板の中心から遠い部分の高さを低くする。この方法によっても、凸型部３０２の弾性を調整することができる。
【００５７】
また、実施の形態２においても、実施の形態１と同様、固定用リブを設ける構成であってもよい（図３参照。）。固定用リブを設けることによって、実施の形態１と同様、コイルを振動板に安定して固着させることができる。さらに、コイルを接着剤で振動板に固着させる際、接着剤が凸型部の方へ流れ出ることを防止することができる。
【００５８】
なお、実施の形態１および２においては、コイル１０３として巻き線コイルを用いたが、他の実施の形態においては、例えば振動板（例えば、ポリイミド）に銅をメッキし、エッチングすることで振動板にプリントされるプリントコイルを用いてもよい。また、コイル１０３の形状は、楕円形状でもよい。
【００５９】
また、実施の形態１および２においては、振動板１０４およびコイル１０３は、リブが一体成形された振動板１０４にコイル１０３を後から接着する方法で作成している。ここで、振動板１０４およびコイル１０３の作成方法は、コイル１０３を振動板１０４に接着した後に振動板１０４を成形する方法であってもよい。特に、上述のプリントコイルを用いる場合には、当該方法が好ましい。また、実施の形態１および２においては、振動板１０４の片面にコイル１０３を接着したが、振動板１０４の両面にコイルを接着するようにしてもよい。
【００６０】
また、実施の形態１または２に係る振動板の材料としては、例えば、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）の他、目標特性に合わせて紙やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の材料が考えられる。
【００６１】
また、実施の形態１および２においては、エッジ部には凸型部が設けられる構成であったが、凸型部がない構成であってもよい。つまり、エッジ部の断面は平坦であってもよい。このとき、実施形態２におけるリブ３０３は、凸型部がある場合と同様の位置に設けられる。
【００６２】
また、実施の形態１および２では、本発明に係る振動板を２つのマグネットが挟み込む方式のスピーカに用いる例を説明したが、内磁形や外磁形等、他の方式の磁気回路や駆動方式のスピーカにおいても本発明に係る振動板を用いることができる。さらに、本発明に係る振動板を用いたスピーカは、薄型化が容易であるので、携帯電話やＰＤＡ等の電子機器に利用することが有効である。
【００６３】
以上の実施の形態１または２で示した振動板を用いたスピーカを備えた電子機器の一例である携帯電話機について説明する。図１０は携帯電話機の部分破断図であり、図１１は携帯電話機の概略構成を示すブロック図である。
【００６４】
図１０において、携帯電話機４０１は、携帯電話機４０１の筐体４０２と、筐体４０２に設けられた音孔４０３と、実施の形態１または２で示した振動板を用いたスピーカ４０４とを備えている。スピーカ４０４の振動板は、筐体４０２の内部において音孔４０３に対向するように設けられている。
【００６５】
図１１において、携帯電話機４０１は、アンテナ５０１と、送受信回路５０２と、呼出信号発生回路５０３と、スピーカ４０４と、マイクロホン５０５とを備えている。また、送受信回路５０２は、復調部５０２１と、変調部５０２２と、信号切替部５０２３と、留守録音部５０２４とを備えている。
【００６６】
アンテナ５０１は、最寄りの基地局より出力された電波を受信する。復調部５０２１は、アンテナ５０１から入力された変調波を復号して受信信号に変換し、受信信号を信号切替部５０２３に与える。信号切替部５０２３は、受信信号の内容に応じて信号処理を切り換える回路である。すなわち、受信信号が呼出信号の場合、受信信号は呼出信号発生回路５０３に与えられ、受信信号が音声信号の場合、受信信号はスピーカ４０４に与えられ、受信信号が留守録音の音声信号の場合、受信信号は留守録音部５０２４に与えられる。留守録音部５０２４は例えば半導体メモリで構成される。電源オン時の留守録音メッセージは留守録音部５０２４に記憶されるが、携帯電話機がサービスエリア外にある時や電源がオフ時には、留守録音メッセージは基地局の記憶装置に記憶される。呼出信号発生回路５０３は呼出信号を生成し、スピーカ４０４に与える。
【００６７】
従来の携帯電話機と同様に、小型のマイクロホン５０５が設けられている。変調部５０２２は、ダイヤル信号や、マイクロホン５０５で変換された音声信号を変調し、アンテナ５０１に出力する回路である。
【００６８】
このような構成の携帯端末装置の動作を説明する。基地局から出力された電波はアンテナ５０１で受信され、復調部５０２１でベースバンドの受信信号に復調される。信号切替回路５０２３は、着信信号から呼出信号を検出すると、着信を携帯電話機の使用者に知らせるため、着信信号を呼出信号発生回路５０３に出力する。
【００６９】
呼出信号発生回路５０３は、このような着信信号を受けると、可聴帯域の純音またはそれらの複合音の信号である呼出信号を出力する。携帯電話機に設けられている音孔４０３を通してスピーカ４０４から出力されるこの呼び出し音を聞くことによって使用者は着信を知る。
【００７０】
使用者が受話状態に入ると、信号切替部５０２３は受信信号をレベル調整した後、音声信号をスピーカ４０４に直接に出力する。スピーカ４０４はレシーバ又はスピーカとして動作し、音声信号を再生する。
【００７１】
また使用者の音声はマイクロホン５０５で収音され、電気信号に変換された変調部５０２２に入力される。音声信号は変調され、所定の搬送波に変換されてアンテナ５０１から出力される。
【００７２】
また、携帯電話機の使用者が電源をオンにして留守録音状態にセットした場合、送話内容は留守録音部５０２４に記憶される。携帯端末機の使用者が電源をオフにしている場合、送話内容は基地局に一時記憶される。使用者がキー操作による留守録音の再生依頼を行うと、信号切替部５０２３はこの依頼を受けて、留守録音部５０２４または基地局から録音メッセージを取得する。信号切替部５０２３は取得した音声信号を拡声レベルに調整し、スピーカ４０４に出力する。この時、スピーカ４０４はレシーバ又はスピーカとして動作し、メッセージを出力する。
【００７３】
なお、以上の応用例ではスピーカを直接筐体に取り付けたが、携帯電話機に内蔵されている基板上に取り付けてもよい。また他の電子機器に取り付けても同様の動作および効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る振動板を用いたスピーカの構造を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る振動板を用いたスピーカの音圧周波数特性を示す図である。
【図３】他の実施の形態における振動板の断面図を示す図である。
【図４】リブ２０２を振動板１０４と別体として成形する場合におけるリブ２０２を含む部材の一例を示す図である。
【図５】他の実施の形態における振動板１０４の中央部を示す図である。
【図６】リブ２０２の断面を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る振動板を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る振動板の振動姿態を示す図である。
【図９】他の実施形態における振動板の平面図である。
【図１０】実施の形態１または２で示した振動板を用いたスピーカを備えた携帯電話機の部分破断図である。
【図１１】実施の形態１または２で示した振動板を用いたスピーカを備えた携帯電話機の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】従来のスリム型スピーカの構造を示す図である。
【符号の説明】
１０３コイル
１０４，３０１振動板
２０１，３０２凸型部
２０２リブ
３０３リブ

Claims

１つのコイルが固着されている細長形状のスピーカ用平面振動板であって、
前記コイルの固着部分の外側であるエッジ部と、
前記コイルの固着部分の内側である振動板中央部とを備え、
前記振動板中央部には、複数のリブが、前記振動板中央部に対して前記コイルが固着される面側に、前記振動板中央部と一体的に、前記コイルよりも断面の高さが低くなるように設けられ、
前記コイルは、前記振動板の長手方向である第１の方向に沿って延びる形状であり、
前記リブは、前記第１の方向に対して略垂直な第２の方向に設けられ、前記振動板中央部に対して前記コイルが固着される面側に、断面形状が凸型で、断面の内部が中空である、スピーカ用平面振動板。
前記エッジ部は、断面形状が凸型である部分を有する請求項１記載のスピーカ用平面振動板。
前記リブは、前記振動板中央部に接着されることによって設けられる、請求項１記載のスピーカ用平面振動板。
前記エッジ部のうち、前記コイルを基準にして前記第２の方向の両側に位置する部分には、前記第２の方向と略平行に延びるリブが設けられることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカ用平面振動板。
前記エッジ部には、前記コイルの固着部分の周囲に断面が凸型である部分が環状に設けられ、
前記エッジ部における断面が凸型である部分のうち、前記第１の方向を向く部分の断面の高さは、前記第２の方向を向く部分の断面の高さよりも高い、請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカ用平面振動板。
前記コイルは、前記スピーカ用振動板と一体的に成形されるプリントボイスコイルである、請求項１から５のいずれか１項に記載のスピーカ用平面振動板。
前記コイルを固着することによって当該コイルと一体的に成型された後、形状が成形される、請求項１から５のいずれか１項に記載のスピーカ用平面振動板。
前記エッジ部には、前記コイルの外周に沿った前記エッジ部の部分のうち少なくとも一部において、前記振動板に対して前記コイルが固着される面側に凸型とされる固定用リブが設けられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカ用平面振動板。