JP4054707B2 - スピーカ用エッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動板の支持系であるエッジの弾性変形の範囲を広くしたスピーカ用エッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的なスピーカの構造を示す断面図を図１に示す。このスピーカは、振動板１、エッジ２、ダンパー３、ボイスコイルボビン４、マグネット５、センターポール６、プレート７、ボイスコイル８、フレーム１０を含んで構成される。マグネット５、センターポール６、プレート７、磁気ギャップ９で構成される磁束の磁路を磁気回路Ｍという。
【０００３】
振動板１の特定の半径方向をＸ軸とし、中心軸をＺ軸とする。エッジ２は＋Ｚ軸方向から見ると環状構造の弾性部材である。エッジ２は貼りシロ２ａ、貼りシロ２ｂ、湾曲部２ｃを有している。エッジ２はその内周に設けられた貼りシロ２ａにより振動板１の外周部に固着され、外周に設けられた貼りシロ２ｂによりフレーム１０の外周部に固着される。Ｘ軸とＺ軸を含む平面でエッジ２を切断した場合、湾曲部２ｃの断面形状は、一般的に中空で半円状に湾曲したものが多い。
【０００４】
磁気回路Ｍによる磁束は磁気ギャップ９の部分でボイスコイル８を横切る。ボイスコイル８にオーディオ信号に対応した駆動電流が印加されると、フレミングの法則により電磁力が発生し、ボイスコイルボビン４と振動板１は一体となってＺ軸方向に振動する。こうしてドーム部を含む振動板１から音が放射される。
【０００５】
図中に示すＡ１はスピーカの有効振動径であり、180 °対称位置にある左右の湾曲部２ｃの中心位置間の距離に等しい。従ってエッジ２の湾曲部２ｃの中心は、振動板１の中心からＡ１／２のところに位置する。一般的にスピーカの音圧特性に寄与する振動板の有効面積は、有効振動径Ａ１により決定される。
【０００６】
ダンパー３とエッジ２は、振動板１を所定の位置決め精度でＺ方向及び半径方向に弾性的に保持すると共に、振動板１とボイスコイルボビン４の上下振動の振幅を規制する支持系である。エッジ２の外周は貼りシロ２ｂを用いてフレーム１０に固着される。振動板１の上下振動の振幅最大値と振幅線形性は、ダンパー３とエッジ２の特性である弾性特性と粘性特性（ダンピング特性）で決まる。
【０００７】
スピーカの能率は有効振動径Ａ１が大きいほど高くなる。スピーカの能率向上のために、同じ外径のスピーカのままで振動板の口径を拡大するには、エッジ２の湾曲部２ｃにおいて、その半径方向の幅（以下、断面幅という）を狭くする必要がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭６１−２７６４９９号
【特許文献２】
特許第３１２７６６９号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
湾曲部の断面形状が半円状のエッジ２において、その湾曲部の曲率半径を小さくすることにより、エッジの幅を狭くすることができる。しかしながらこの方法では、振動板１とボイスコイルボビン４の上下振動の振幅に対してエッジ２が追従して変形しにくくなる。この場合、エッジ２及び振動板１の振幅の最大値が小さくなり、エッジの弾性変形における振幅線形性が著しく損なわれる。これと同時に、エッジ２のスティフネスも増加するため、スピーカの最大音圧は大きくならず、スピーカの最低共振周波数が高くなる。このため低域部分の再生が困難になり、音質が劣化する。
【００１１】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、振動板の外径やエッジの断面幅を拡大せずに、振動板の支持系であるエッジの弾性変形の範囲を広くしたスピーカ用エッジを実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決する手段】
本願の請求項１記載の発明は、振動板及びフレームを有するスピーカに用いられ、エッジ外周が前記フレームに固着され、エッジ内周が前記振動板の外周に固着され、前記振動板の外周に沿って湾曲部が一周する環状構造のスピーカ用エッジであって、
前記振動板の径方向に沿った前記湾曲部の断面形状が中空の略半楕円状であり、前記楕円の短径に沿った幅と長径に沿った高さとの比が１．０：１．１４以上であり、前記楕円の長径が前記振動板の中心軸と平行で、前記楕円の短径が前記振動板の中心軸と直交する向きに設定され、前記湾曲部は、断面幅が５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、ゴムシート、ゴムが充填された布材のシート材、樹脂によるフィルム材、及び溶融射出成型用樹脂からなる粘弾性材料のいずれか一つから構成され、前記湾曲部の内周の点を内周点とし、前記内周点と所定の中心角をなす位置であって前記湾曲部の外周の点を外周点とするとき、前記一対の内周点及び外周点を結ぶ溝を前記湾曲部の環状位置に沿って等間隔に複数個形成し、前記振動板の中心及び前記内周点を結ぶ第１の直線と、前記中心及び前記外周点を結ぶ第２の直線との中心角が０°以上、４０°以下の範囲にあり、前記溝は、その断面形状がＶ字状及びＵ字状のいずれかになるよう前記エッジの素材の塑性変形により形成され、その断面形の底部及び角部の内径の曲率半径が０．１（ｍｍ）〜０．３（ｍｍ）の範囲内にあることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態におけるスピーカ用エッジについて、図２〜図１８を参照しながら説明する。なお、図１に示した従来のスピーカと同じ構成部品には同じ名称を付して説明は省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるスピーカ用エッジについて、図面を参照しつつ説明する。図２は本発明の実施の形態１におけるスピーカ用エッジ及び振動板の平面構造を示す平面図であり、図３はスピーカ用エッジの要部構造を示す断面図である。図４は本実施の形態のスピーカ用エッジが用いられるスピーカの要部構造を示す断面図である。図４においてエッジ２２以外のスピーカの構成要素は図１に示すものと同一であるので、それらの説明を省略する。
【００１８】
図４に示すスピーカは、図１に示す構成部材のうち、エッジの構造を変更したことを特徴とする。図３に示すようにエッジ２２は、内側の貼りシロ２２ａ、湾曲部２２ｃ、外側の貼りシロ２２ｂが環状に一体成形されたものである。図中のＡ２はスピーカの有効振動径を示す。有効振動径Ａ２とはエッジ２２の１８０°対称位置にある湾曲部２２ｃの中心位置間の距離である。従って湾曲部２２ｃの頂点は、振動板２１の中心からＡ２／２のところに位置する。図中のＢを湾曲部２２ｃの断面幅と呼ぶ。なお、Ｚは振動板２１の振動方向を示す。
【００１９】
本実施の形態のエッジ２２は、振動板２１の外周に沿って湾曲部２２ｃが一周する環状構造を有している。また湾曲部２２ｃの振動板２１の径方向に沿った断面形状は中空の略半楕円状であり、楕円の長径が振動板２１の中心軸と平行で、楕円の短径に沿った幅が振動板２１の中心軸と直交する向きに設定されることを特徴とする。このようなエッジを楕円エッジと呼ぶ。この長径に沿った高さ、即ち頂点から貼りシロ２２ｂの下面までを高さＦとし、短径に沿った幅、即ち頂点から貼りシロ２２ｂの左端までの幅をＧとする。貼りシロ２２ａが振動板２１の外周部に固着され、貼りシロ２２ｂがフレームに固着されることにより、振動板２１は振動自在に保持される。
【００２０】
このような楕円エッジを持つスピーカの動作について説明する。このスピーカのボイスコイルに対してオーディオ信号に対応した駆動電流を印加すると、ボイスコイルボビンに固着された振動板２１がＺ方向に振動する。エッジ２２は振動板２１の外周部に貼りシロ２２ａを介して固着され、エッジ２２の貼りシロ２２ｂがフレーム１０を支持することにより、振動板２１の振動を規制する。即ちエッジ２２がなければ、振動板２１はＺ方向に正規の姿勢で振動するとは限らない。
【００２１】
ボイスコイル８の駆動電流を大きくしていくと、振動板２１の振動振幅は大きくなる。このとき、湾曲部２２ｃの伸びにより、楕円エッジの変形量も大きくなる。湾曲部２２ｃの変形量が限界に達すると、振動板２１はそれ以上の振幅で振動できなくなる。このとき振動板２１のＺ方向の振幅を振幅最大値と呼ぶ。
【００２２】
湾曲部２２ｃの断面形状を中空の略楕円形状にすることにより、弾性変形の限界を超えることなく、且つエッジ２２の外径（Ａ２＋Ｂ）を変更しないで、湾曲部２２ｃの断面幅Ｂを縮小し、スピーカの有効振動径Ａ２を拡大することができる。スピーカの能率は有効振動面積に比例するので、有効振動径Ａ２を拡大することによってスピーカとしての能率を向上させることができる。
【００２３】
図５はエッジに加える力と変位との関係を示す特性図である。横軸をＺ方向の力〔Ｎ〕とし、縦軸をＺ方向の変位〔ｍ〕としている。本図では湾曲部２２ｃの断面幅Ｂを同じとし、湾曲部の断面形状が半円の従来のエッジ（以下、半円エッジＪ０という）、及び本実施の形態による楕円エッジＪ１の力と変位との関係を図に示す。
【００２４】
半円エッジＪ０に比べ、楕円エッジＪ１の振幅最大値は著しく大きくなる。これは湾曲部が楕円形状の場合、湾曲部の素材面に沿った断面長さが長くなるため、変形時の伸張量が大きくなり得るからである。
【００２５】
湾曲部の断面形状を半円形状とする場合、前述したようにスピーカの能率を向上させるために湾曲部の断面幅Ｂを更に狭くすると、振幅最大値が抑えられてしまう。これでは最大音圧を損なうことになり、スピーカとしての性能は劣化する。湾曲部の断面形状を楕円形状とすることにより、最大振幅及び最大音圧を損なうことなく、スピーカの能率を向上させることができる。
【００２６】
図６はエッジ及びダンパーのスティフネス特性を示した説明図である。横軸はエッジ又はダンパーのＺ方向変位〔ｍ〕を示し、縦軸はスティフネス〔Ｎ／ｍ〕を示している。本図に、楕円エッジＪ１のスティフネス特性、同じ断面幅を持つ半円エッジＪ０のスティフネス特性、ごく一般的な波型形状のダンパーＤ０のスティフネス特性を夫々示す。
【００２７】
半円エッジＪ０とダンパーＤ０では、振動振幅が大きくなるにつれてスティフネスが大きくなる。即ち、半円エッジＪ０とダンパーＤ０は、振動板の支持部材として動きにくくなり、振動振幅が規制される。
【００２８】
しかし、楕円エッジＪ１の特性では、半円エッジＪ０の特性やダンパーＤ０の特性と逆であり、振動振幅が小さいときの方が動きにくくなり、振動振幅の最大値に向かってスティフネスが小さくなる傾向がある。即ち楕円エッジＪ１は振動振幅が大きい領域で動き易くなる。振動系全体のスティフネス特性は、エッジとダンパーの総合特性で決定される。従って、ダンパーと逆のスティフネス特性を持つ楕円エッジＪ１を用いれば、全体のスティフネスの線形性を向上させることができる。このことにより、スピーカの振幅線形性の向上と低歪化が実現できる。従って有効振動径を許容範囲内に保持した状態で、スピーカとして音質を向上させる効果が得られる。
【００２９】
図７は湾曲部２２ｃの長径に沿った高さをＦとし、短径に沿った幅をＧとしたときの楕円エッジのスティフネス特性を示す説明図である。図７の縦軸はスティフネス〔Ｎ／ｍ〕を示し、横軸はエッジのＺ方向の変位〔ｍ〕を示す。湾曲部が同じ断面幅Ｂの楕円エッジにおいて、短径に沿った幅Ｇと長径に沿った高さＦの比率を変更した場合のスティフネス特性が示されている。図中のＨ１はＧ：Ｆが3.5 ：3.8 の場合、Ｈ２はＧ：Ｆが3.5 ：4.0 の場合、Ｈ３はＧ：Ｆが3.5 ：4.5 の場合、Ｈ４はＧ：Ｆが3.5 ：5.0 の場合のスティフネス特性を示す。
【００３０】
スピーカ全体の振幅線形性を改善するという観点では、楕円エッジのスティフネス特性は、ダンパーのスティフネス特性と逆転している必要がある。そのような特性を持つのは、Ｈ２の3.5 ：4.0 以上の場合、即ちＨ２、Ｈ３、Ｈ４の場合である。従って、幅Ｇと高さＦとの比が3.5 ：4.0 以上、即ち1.0 ：1.14以上が有効な範囲となる。
【００３１】
以上のような構造のスピーカ用エッジによれば、同じ口径のスピーカにおいて湾曲部の断面幅を狭くして有効振動径を拡大し、スピーカの能率を向上させることができる。これにより、振幅の最大値を損なうことがなく、スピーカの振幅の線形性を改善して音質を向上させることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２におけるスピーカ用エッジについて説明する。図８は本実施の形態２におけるスピーカ用エッジ及び振動板の構造を示す平面図である。図９は本実施の形態におけるスピーカ用エッジの要部構造を示し、溝に沿った断面図である。図１０は溝と直角方向に切断した場合のスピーカ用エッジの断面図である。本実施の形態のスピーカ用エッジでは、実施の形態１の楕円エッジに加えて、湾曲部に多数の溝を振動板のタンジェンシャル方向に設けたことを特徴とする。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
図８に示すように、このスピーカの振動板３１の外周部に、溝つきのエッジ３２が接合される。本実施の形態のエッジ３２は実施の形態１と同様に、貼りシロ３２ａ、貼りシロ３２ｂ、湾曲部３２ｃを有し、振動板３１の径方向に沿った湾曲部３２ｃの断面形状が中空の略半楕円状のものである。そして楕円の長径が振動板３１の中心軸と平行で、楕円の短径が振動板３１の中心軸と直交する向きに設定される。
【００３４】
図８に示すように、振動板３１の中心をＯとし、湾曲部３２ｃの内周の一点をＰ１（第１の点）とし、湾曲部３２ｃの外周の一点をＰ２（第２の点）とする。また中心Ｏと点Ｐ１を結ぶ直線をＬ１とし、中心Ｏと点Ｐ２を結ぶ直線をＬ２とし、直線Ｌ１とＬ２とのなす角度をαとする。次に点Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線Ｌ３上に、エッジの素材を塑性変形させることにより溝３３を形成する。この溝３３は振動板３１の外周部に沿うように、好ましくは等間隔に複数個配置される。溝３３の向きを示す角度αは、振動板の外径寸法や溝３３の配置数によって異なるが、０°以上、４０°以下の範囲とする。直線Ｌ３と直交する法線Ｌ４で切断した場合の溝３３の断面形状は、図１０に示すようにＵ字状、又はＶ字状とする。溝３３を図８の直線Ｌ３に沿って切断したとき、図９に示すように溝３３の角部３３ａは、エッジ３２の湾曲部３２ｃの輪郭と一致する。また底部３３ｂは溝３３の谷である。
【００３５】
図１０に示すエッジ３２の断面図において、溝３３の断面形状をＵ字状とした場合、溝３２の角部３３ａ及び底部３３ｂの内径の曲率半径を記号Ｒで示す。溝３３の底部３３ｂの曲率半径をＲ１とし、角部３３ａの曲率半径をＲ２、Ｒ３とする。溝３３はエッジ３２の素材の塑性変形により湾曲部３２ｃと同時に一体に成形される。この成形方法は素材により異なる。例えばゴムシート、ゴムが充填された布材等のシート材、又は樹脂によるフィルム材の場合は、金型による加圧成形を用いる。エッジの素材が樹脂の場合は溶融射出成形を用いる。これらの曲率半径は素材の局所的な応力の繰り返しにより弾性疲労が発生し、この部分で破断するのを防止できる値に設定される。曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の値は湾曲部の断面幅と素材の厚みを考慮して、例えば０．１(mm)〜０．３(mm ) の範囲内に設定される。このようなＲ部分を面取りともいう。
【００３６】
実施の形態１の場合と同様にして、エッジ３２の湾曲部の断面形状を中空の略楕円とすることにより、弾性変形の限界を超えることなく、エッジの外径を変更しないで湾曲部の断面幅Ｂを縮小し、振動板の有効振動径Ａ２を拡大することができる。スピーカの能率は有効振動径によって決定される有効振動面積に比例するので、スピーカとしての能率が向上する。
【００３７】
図１１は楕円エッジにおいて、溝がある場合と溝がない場合のスティフネス特性を比較した説明図である。横軸はＺ方向変位〔ｍ〕を表し、縦軸はスティフネス〔Ｎ／ｍ〕を表す。Ｋ１は溝がない場合の楕円エッジの特性である。Ｋ２は溝がある場合の楕円エッジの特性である。領域Ｌは溝がない楕円エッジにおいて、スティフネス特性が急激に変化する範囲を示している。この急激な変化は、Ｚ方向の力Ｎを増加させたとき、湾曲部の変形量が限界に達し、遂にはエッジの内周部に固着された振動板自身が変形することによって生じる。従って、振幅の最大値は、領域Ｌの左端の点Ｍ１における値で表され、この例では振幅の最大値は0.002 ｍである。
【００３８】
このような構造の溝３３を設けることにより、溝３３の素材が溝の法線Ｌ４の方向に拡がり、湾曲部３２ｃの弾性変形量を大きくすることができる。このため、突っ張り現象を緩和でき、図１１に示すように振幅の最大値を点Ｍ１から点Ｍ２に拡大できる。この例では点Ｍ２での変位量は0.003 ｍに近い値になる。即ち片振幅が更に１mm程度増加する。
【００３９】
一方、有効振動径を拡大するために図３のような溝なし楕円エッジを用いると、スピーカの最低共振周波数が高くなる。最低共振周波数を低下させるために、楕円エッジに溝３３を設けることによって、エッジ３２のスティフネスの増加を抑制することができる。
【００４０】
溝付きの楕円エッジは、図１１の特性Ｋ２で示すように、スティネスが変化しない範囲が広くなる。このために、極めて線形性に優れたエッジが得られる。このように溝付き楕円エッジを用いたスピーカ全体のスティフネス特性は、従来の半円エッジを用いたスピーカより著しく向上する。
【００４１】
なお、溝３３の数は図８では３６個として図示しているが、溝の数は任意でよい。スピーカの設計者又は製造者が成形のし易さ、振幅線形性、振幅最大値、スピーカの最低共振周波数を考慮して、溝の数及びその形状並びに溝の配置方法を選択することができる。
【００４２】
図１２は角度α、湾曲部の内径Ｎ１、湾曲部の外径Ｎ２の関係を示した説明図である。αが最も大きくなる条件は、湾曲部の内周に溝３３の中心線が接する場合である。この状態ではαは次の（１）式のように示される。
α＝cos ^-1（Ｎ１／Ｎ２） ・・・（１）
【００４３】
口径が80mm〜300 mmの一般的なスピーカにおいては、湾曲部の断面幅Ｂは20mm以下である。図１３は湾曲部の断面幅（エッジ幅と表記）を5 〜20mmとして、湾曲部の内径（エッジ内径と表記）Ｎ１と、湾曲部の外径（エッジ外径と表記）Ｎ２を変化させたときの角度αの値とエッジ幅との関係を示したものである。
【００４４】
αが４０°を超えるようなスピーカは、エッジ幅が極端に大きい特殊なものとなり、有効振動径を拡大して能率を上げるという本発明の目的の対象からはずれる。従って、溝を構成するための角度αの範囲は０°以上、４０°以下の範囲とする。
【００４５】
図１４は溝の各部において、面取りの曲率半径Ｒを0.0mm 〜0.4mm まで変化させた場合と、溝のない場合との振動板とエッジによる最低共振周波数の変化の例を示した図である。この図によれば、面取りの曲率半径Ｒが０mm（面取り無し）のときは、溝がない場合よりも最低共振周波数が高くなっている。即ち面取り無しでは、湾曲部のスティフネスが増加し、動きにくくなり、振幅の最大値が抑えられる。
【００４６】
面取りの曲率半径Ｒが0.2mm のときに、最低共振周波数は図１４中で最も低くなる。即ち、エッジにおける湾曲部のスティフネスが最も小さくなり、湾曲部が動き易くなる。面取りの曲率半径Ｒが0.4mm では、再び溝がない場合よりも最低共振周波数が上がり、湾曲部が動きにくくなる。溝３３を設ける目的は、振幅の最大値の拡大とスティフネスの低減にあるので、曲率半径Ｒを0.1mm 〜0.3mm の範囲としたときにその効果が得られる。
【００４７】
また、実際のエッジの成形では、柔らかい布やゴムなどの複合素材が使われることが多いため、面取り無しで溝３３を形成することは実質的に難しい。このような条件からも面取りが必然的に形成される。
【００４８】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３におけるスピーカ用エッジについて説明する。図１５は本実施の形態３におけるスピーカ用エッジ及び振動板の構造を示す平面図である。本実施の形態のスピーカ用エッジは、実施の形態１の楕円エッジに加えて、エッジに多数の溝を設け、これらの溝を放射状に配置したことを特徴とする。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４９】
図１６は本実施の形態におけるスピーカ用エッジの要部構造を示し、溝に沿って切断した場合の断面図である。図１７は溝と直角方向に切断した場合のスピーカ用エッジの断面図である。このスピーカは、図４に示す構成部材のうち、エッジの形状を更に変更したものである。
【００５０】
図１５に示すように、振動板４１の外周部に対して溝つきのエッジ４２が接合される。エッジ４２は図１６に示すように、貼りシロ４２ａ、貼りシロ４２ｂ、湾曲部４２ｃを有し、実施の形態１、２と同様に振動板４１の径方向に沿って湾曲部４２ｃの断面形状が中空の略半楕円状に成形されたものである。そして楕円の長径が振動板４１の中心軸と平行で、楕円の短径が振動板４１の中心軸と直交する向きに設定される。
【００５１】
図１５に示すように、振動板４１の中心をＯとし、中心Ｏから振動板４１の外側に向かう半径線が湾曲部４２ｃの内周と交差する点をＱ１（内周点）とし、湾曲部４２ｃの外周と交差する点をＱ２（外周点）とする。次に直線Ｑ１−Ｑ２に沿って、エッジの素材の塑性変形により溝４３を形成する。この溝４３は振動板４１の外周部に沿うよう放射状に、好ましくは等間隔に配置される。
【００５２】
直線Ｑ１−Ｑ２で切断した場合の溝４３の断面形状は図１６のようになり、溝４３の底部を４２ｄで示し、エッジ４２の角部を４２ｅで示す。なお、貼りシロ４２ａは湾曲部４２ｃの内周部の貼りシロであり、貼りシロ４２ｂは湾曲部４２ｃの外周部の貼りシロである。次に図１５の直線Ｑ１−Ｑ２と直交する直線Ｌ５で切断した場合の溝４３の断面を含むエッジ４２の側面図を図１７に示す。溝４３の断面形状はＵ字状又はＶ字状となる。
【００５３】
図１７の断面図において、溝４３の断面形状をＵ字状とした場合の溝４３の角部及び底部の内径の曲率半径が示されている。溝４３の底部の曲率半径をＲ３とし、溝４３の角部の曲率半径をＲ４、Ｒ５とする。このような曲率半径を有する面取り部は、実施の形態２と同様に素材の局所的な応力の繰り返しにより、弾性疲労を発生し、この部分で破断するのを防止するために設定される。曲率半径Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の値は湾曲部の断面幅と素材の厚みを考慮して、図１０に示すものと同様に０．１(mm)〜０．３(mm)の範囲内に設定される。
【００５４】
このような構造のスピーカにおいても、エッジ４２における湾曲部の断面形状を中空の略楕円状とすることにより、エッジの外径を変更することなく湾曲部の断面幅Ｂを縮小し、振動板の有効振動径Ａ２を拡大することができる。スピーカの能率は有効振動径で決定される有効振動面積に比例するので、スピーカとしての能率が向上する。以上の効果は実施の形態１と同等の効果である。
【００５５】
更に溝４３を設けることにより、エッジ４２の変形量が大きくなるにつれて溝４３の部分が円周方向に拡がることができる。このため、突っ張り現象を緩和でき、楕円エッジの振幅の最大値を拡大できる。
【００５６】
また前述したように有効振動径を拡大するために、溝なし楕円エッジを用いると、スピーカの最低共振周波数が高くなる。楕円エッジにこのような溝４３を設けることによって、楕円エッジのスティフネスを著しく小さくすることができる。このため溝４３は、振動系の最低共振周波数を低下させるのに有効な方法となる。以上の効果は実施の形態２と同等の効果である。
【００５７】
図１８は各エッジのスティフネス特性を比較した説明図である。横軸はＺ方向の変位〔ｍ〕を表し、縦軸はスティフネス〔Ｎ／ｍ〕を表す。本図において溝無しの楕円エッジＪ１のスティフネス特性、実施の形態２の溝付き楕円エッジＪ２のスティフネス特性（角度α＝１０°）、本実施の形態３における溝付き楕円エッジＪ３のスティフネス特性が夫々示されている。これらの特性より同じ楕円形状で溝を放射状に設けた本実施の形態のエッジにおけるスティフネス特性と、他の楕円エッジのスティフネス特性との違いが判る。
【００５８】
図１８によると、溝付き楕円エッジＪ３のように放射状に溝４３を設けたエッジ４２では、振幅最大値が更に増大する。この方法は、楕円エッジにおける振幅の最大値の拡大を重視したときに有効な方法と言える。
【００５９】
なお、図１５において放射状に設けた溝４３の数は３６個としたが、任意の数でよい。さらに図１６において、溝４３の底部４２ｄの断面形状は略半楕円状としているが、この部分は半円状であってもよい。スピーカの設計者や製造者が素材の成形のし易さ、振幅線形性、振幅最大値、スピーカの最低共振周波数を考慮して、溝の形状や配置を自由に選択することができる。
【００６０】
以上のように溝付き楕円エッジによれば、溝無し楕円エッジよりも大振幅時におけるエッジのスティフィネスを低減し、振動板の軸方向の弾性変形範囲を更に拡大することができる。こうすることで湾曲部の断面幅の狭いエッジにおいて、振幅線形性を改善し、スピーカの能率を向上しつつ、最低共振周波数を低下させ、低域再生能力を高め、最大音圧も拡大することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のスピーカ用エッジによれば、同じ口径のスピーカにおいて、エッジの断面幅を狭くして、有効振動径を拡大し、スピーカの能率を向上させることができる。これにより、振幅の最大値を損なうことがなく、スピーカの振幅の線形性を改善して音質を向上させることができる。
【００６２】
また、エッジの湾曲部に、断面がＶ字状又はＵ字状の溝を多数設けることにより、大振幅時におけるエッジのスティフィネスを低減し、振動板の軸方向の弾性変形範囲を更に拡大することができる。こうすることで、断面幅の狭いエッジにおいて、振幅の線形性を改善し、スピーカの能率を向上しつつ、最低共振周波数を低下させ、低域再生能力を高め、最大音圧も拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例のスピーカの要部構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるスピーカ用エッジの平面図である。
【図３】実施の形態１におけるスピーカ用エッジの要部断面図である。
【図４】実施の形態１の楕円エッジが用いられるスピーカの要部構造を示す断面図である。
【図５】実施の形態１の楕円エッジと従来の半円エッジにおいて、力と変位との関係を示す特性図である。
【図６】実施の形態１における楕円エッジ、従来例の半円エッジ、及び一般的なダンパーにおける変位とスティフネスとの関係を示す特性図である。
【図７】実施の形態１の楕円エッジにおいて、長径と短径の比率を変化させたときの変位とスティフネスとの関係を示す特性図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるスピーカ用エッジの平面図である。
【図９】実施の形態２におけるスピーカ用エッジの要部構造を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２におけるスピーカ用エッジの要部構造を示す断面図である。
【図１１】実施の形態２のスピーカ用エッジにおいて、溝の有無による変位とスティフネスとの関係を示す特性図である。
【図１２】実施の形態２のスピーカ用エッジにおいて、中心角αと湾曲部の内径、外径との関係を示す説明図である。
【図１３】エッジ内径とエッジ外径を変化させたときの角度αの値を示した図である。
【図１４】溝の面取りの曲率半径Ｒを変化させた場合と、溝のない場合と、エッジのエッジの溝における曲率半径をパラメータとする最低共振周波数の変化を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態３におけるスピーカ用エッジの平面図である。
【図１６】実施の形態３におけるスピーカ用エッジの要部構造を示す断面図である。
【図１７】実施の形態３におけるスピーカ用エッジの要部構造を示す断面図である。
【図１８】各実施の形態におけるエッジの変位とスティフネスとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１，２１，３１，４１ 振動板
２，２２，３２，４２ エッジ
３ ダンパー
４ ボスコイルボビン
５ マグネット
６ センターポール
７ プレート
８ ボイスコイル
９ 磁気ギャップ
１０ フレーム
２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４２ａ，４２ｂ 貼りシロ
２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ 湾曲部
３３，４３ 溝
３３ｂ，４２ｅ 底部
３３ａ，４２ｄ 角部
Ｍ 磁気回路

Claims (1)

1. 振動板及びフレームを有するスピーカに用いられ、エッジ外周が前記フレームに固着され、エッジ内周が前記振動板の外周に固着され、前記振動板の外周に沿って湾曲部が一周する環状構造のスピーカ用エッジであって、
   前記振動板の径方向に沿った前記湾曲部の断面形状が中空の略半楕円状であり、前記楕円の短径に沿った幅と長径に沿った高さとの比が１．０：１．１４以上であり、前記楕円の長径が前記振動板の中心軸と平行で、前記楕円の短径が前記振動板の中心軸と直交する向きに設定され、
   前記湾曲部は、断面幅が５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、ゴムシート、ゴムが充填された布材のシート材、樹脂によるフィルム材、及び溶融射出成型用樹脂からなる粘弾性材料のいずれか一つから構成され、
   前記湾曲部の内周の点を内周点とし、前記内周点と所定の中心角をなす位置であって前記湾曲部の外周の点を外周点とするとき、前記一対の内周点及び外周点を結ぶ溝を前記湾曲部の環状位置に沿って等間隔に複数個形成し、
   前記振動板の中心及び前記内周点を結ぶ第１の直線と、前記中心及び前記外周点を結ぶ第２の直線との中心角が０°以上、４０°以下の範囲にあり、
   前記溝は、その断面形状がＶ字状及びＵ字状のいずれかになるよう前記エッジの素材の塑性変形により形成され、その断面形の底部及び角部の内径の曲率半径が０．１（ｍｍ）〜０．３（ｍｍ）の範囲内にあることを特徴とするスピーカ用エッジ。

Images