JP4551418B2

JP4551418B2 - スピーカ装置

Info

Publication number: JP4551418B2
Application number: JP2007096493A
Authority: JP
Inventors: 秀明杉浦
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2007215222A

Description

本発明は、スピーカ装置に係わり、特に、外周にボイスコイルが取り付けられるリング状の内周振動板と、内周に前記ボイスコイルが取り付けられるリング状の外周振動板とから構成される振動板を供えたスピーカ装置に関するものである。

一般的に、スピーカ装置は、音波発生用の振動板と、この振動板と一体に設けられ、振動可能なダンパなどにより弾性支持されているボイスコイルボビンと、ボイスコイルボビンに巻回され、磁気ギャップ内に配置されたボイスコイルとを備えたものが知られている。

このスピーカ装置は、ボイスコイルに再生音に応じた電流を流すことにより、ボイスコイルを介して、振動板を振動させ、音響エネルギーである音波を発生させている。

ところで、近年、ＤＶＤなどの普及により、広域の再生能力を持つスピーカ装置が要求されている。このため、スピーカ装置の周波数特性における共振ピークを低減して、不要音を極力排除することが望まれている。

そこで、本発明は、上記のような問題点を一例とし、周波数特性の共振ピークを低減することにより、広域の再生能力を持つスピーカ装置を提供すること等、を課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、（ａ）フレームと、（ｂ）環状の平面形状に設けられた内周振動板、該内周振動板を取り囲む環状の平面形状に設けられた外周振動板、前記内周振動板の内周部を前記フレームに支持する第１のエッジ、前記外周振動板の外周部を前記フレームに支持する第２のエッジ及びボイスコイルを有する振動体と、（ｃ）磁石、ヨーク及びプレートを有する磁気回路と、を備え、前記内周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周部までの距離が周方向において実質的に等しい形状に形成され、
前記外周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周までの距離が周方向において実質的に等しい形状に形成されており、、前記内周振動板及び前記外周振動板が、音響放射方向に向かって湾曲する断面形状を有し、かつ、当該内周振動板の曲率半径と当該外周振動板の曲率半径が互いに異なり、前記ボイスコイルに対する前記内周振動板の内周部の高さと、前記ボイスコイルに対する前記外周振動板の外周部の高さと、が実質的に同じであり、前記第１のエッジ及び前記第２のエッジが、音響放射方向に対して凹状の断面形状を有することを特徴とするスピーカ装置に存する。
請求項２の発明は、（ａ）フレームと、（ｂ）環状の平面形状に形成された内周振動板、該内周振動板を取り囲む環状の平面形状に形成された外周振動板、前記内周振動板の内周部を前記フレームに支持する第１のエッジ、前記外周振動板の外周部を前記フレームに支持する第２のエッジ及びボイスコイルを有する振動体と、（ｃ）磁石、ヨーク及びプレートを有する磁気回路と、を備え、前記内周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周部までの距離が周方向において実質的に等しい形状を有し、前記外周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周までの距離が周方向において実質的に等しい形状を有しており、前記内周振動板及び前記外周振動板が、音響放射方向に向かって湾曲する断面形状を有し、かつ、当該内周振動板の曲率半径と当該外周振動板の曲率半径とが互いに異なり、前記ボイスコイルに対する前記内周振動板の内周部の高さと、前記ボイスコイルに対する前記外周振動板の外周部の高さと、が実質的に同じであることを特徴とするスピーカ装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記内周振動板の外周部における接線と前記ボイスコイルの振動方向とが成す角度と、前記外周振動板の内周部における接線と前記ボイスコイルの振動方向とが成す角度と、が互いに異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ装置に存する。

請求項４記載の発明は、前記内周振動板が、当該内周振動板の外周部から内周部にかけて当該内周振動板の外周部における接線よりも前記磁気回路側に設けられ、前記外周振動板が、当該外周振動板の外周部から内周部にかけて当該外周振動板の内周部における接線よりも前記磁気回路側に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のスピーカ装置に存する。
請求項５記載の発明は、前記内周振動板及び前記外周振動板が有する面積は、互いに実質的に同一であることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置に存する。

請求項６記載の発明は、前記内周振動板と前記外周振動板とが、一体に成形されていることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ装置に存する。
請求項７記載の発明は、前記振動板が、前記内周振動板の外周部から前記外周振動板の内周部にかけて連続的に形成されており、前記ボイスコイルは、前記内周振動板の外周部又は前記外周振動板の内周部にて支持されていることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ装置に存する。

請求項８記載の発明は、前記振動板は、前記内周振動板の外周部から前記外周振動板の内周部にかけて、前記ボイスコイルを支持すると共に、該ボイスコイルの振動方向に対して直交する方向に延在する平坦な面が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置に存する。
請求項９記載の発明は、前記振動板が有する平坦な面には、前記ボイスコイルを支持するボイスコイルボビンの上端部が連結されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置に存する。

請求項１０記載の発明は、前記ボイスコイルボビンは、前記振動板と一体に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ装置に存する。
請求項１１記載の発明は、前記磁気回路のヨークは、底面部と、当該底面部を囲む筒形状に形成される外周部と、を備え、前記磁石は、前記ヨークの底面部に配置され、前記プレートは、当該磁石の上に配置され、前記プレートと前記ヨークの外周部との間に、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップが形成されており、前記第１のエッジは、前記プレート上に配置され、前記第２のエッジは、前記ヨークの外周部近傍に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置に存する。

請求項１２記載の発明は、前記振動板の前面側にホーンが配置されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置に存する。
請求項１３記載の発明は、前記振動板の前面には、前記第１のエッジ又は前記第２のエッジを覆う保護部材が配置されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置に存する。

請求項１４記載の発明は、前記保護部材は、前記内周振動板の内側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のスピーカ装置に存する。
請求項１５記載の発明は、前記第１のエッジの内周部を支持する前記フレームは、前記プレート上に設けられており、前記第２のエッジを支持する前記フレームは、前記磁気回路の背面側に設けられていると共に、前記ヨークに支持される底面部と、筒形状に形成されて当該第２のエッジの外周部が連結される外周部と、を備えており、前記第２のエッジを支持するフレームの支持面と前記第２のエッジを支持する前記フレームの支持面とが実質的に同じ高さであることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置に存する。
請求項１６記載の発明は、前記内周振動板の内周部及び外周部は実質的に円形に形成されており、前記外周振動板の内周部及び外周部は実質的に円形に形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のスピーカ装置に存する。
請求項１７に記載の発明は、前記ボイスコイルは、実質的に、前記内周振動板の外周部及び前記外周振動板の内周部に振動自在に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置に存する。
請求項１８に記載の発明は、前記ボイスコイル及び当該ボイスコイルが巻き回されたボイスコイルボビンは、実質的に、前記内周振動板の外周部及び前記外周振動板の内周部に振動自在に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置に存する。

以上説明したように、請求項１〜１８記載の発明によれば、内周振動板及び外周振動板が、互いの曲率半径が異なるように曲面状に形成する。従って、内周振動板の周波数特性と、外周振動板の周波数特性とを合成した周波数特性である振動板全体の周波数特性において、共振ピークを低減することができ、周波数特性をフラットにすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のスピーカ装置を構成する振動板の一実施の形態を示す断面図である。

同図に示すように、スピーカ装置は、振動して音波を発生する振動板１０を備えている。そして、この振動板１０は、ボイスコイル１１が巻回されたボイスコイルボビン１２が、外周に取り付けられているリング状の内周振動板１０ａと、ボイスコイルボビン１２が、内周に取り付けられているリング状の外周振動板１０ｂとから構成されている。

上述した内周振動板１０ａの内周及び外周振動板１０ｂの外周は、適度なコンプライアンスと合成とを兼ね備えたリング形状のエッジ１３を介して、フレーム１４に固定されている。このエッジ１３により、振動板１０及びボイスコイルボビン１２を弾性支持することができる。上述した内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとは一体成形されてもよい。また、これら振動板１０ａ、１０ｂとボイスコイルボビン１２とを一体成形するようにしてもよい。

また、上記内周振動板１０ａ及び外周振動板１０ｂは各々、半径方向に曲率がつけられている。図中、Ｒ_１が、内周振動板１０ａの曲率がつけられている曲面の曲率半径を示し、Ｒ_２が、外周振動板１０ｂの曲率がつけられている曲面の曲率半径を示している。本発明のスピーカ装置においては、内周振動板１０ａの曲率半径Ｒ_１と、外周振動板１０ｂの曲率半径Ｒ_２とを、互いに異ならしめることにより、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの共振周波数を異ならしめしている。

さらに、本発明のスピーカ装置においては、内周振動板１０ａの面積Ｓ_１と、外周振動板１０の面積Ｓ_２とを等しくすることにより、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの音圧レベルを等しくしている。

また、上述した振動板を組み込んだスピーカ装置は、図２（ａ）、（ｂ）に示すようになる。同図（ａ）は、スピーカ装置の正面図、（ｂ）は正面図においてＡ−Ａ′線に沿った断面図である。同図に示すように、スピーカ装置は、さらに、マグネット１５、マグネット１５の上部に配置されたトッププレート１６、マグネット１５の下部と外周に配置されたヨーク１７とを備えている。また、振動板１０の前面には、振動板１０を保護するための保護部材１９が取り付けられている。

さらに、トッププレート１６−ヨーク１７間に磁気ギャップ１８が設けられる。上記各部材が、トッププレート１６→磁気ギャップ１８→ヨーク１７→マグネット１５と一巡する、磁気回路を構成している。そして、上記磁気ギャップ１８にボイスコイル１１が配置される。

上述した構成のスピーカ装置の周波数特性について、図３及び図４を参照して以下説明する。図３（ａ）は、内周振動板１０ａ及び外周振動板１０ｂの各々の周波数特性Ａ、Ｂを示すグラフである。

上述した構成でも説明したように、曲率半径Ｒ₁≠曲率半径Ｒ₂とすることにより、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの共振周波数をずらすことができる。また、面積Ｓ₁＝面積Ｓ₂とすることにより、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの音圧レベルがほぼ等しくすることができる。なお、本実施形態において、共振周波数は、高域共振周波数である。

従って、図３（ｂ）に示す、内周振動板１０ａの周波数特性と、外周振動板１０ｂの周波数特性とを合成した周波数特性である振動板１０全体の周波数特性において、高域の共振ピークを低減することができ、周波数特性をフラットにすることができる。このため、本発明のスピーカ装置は、広域の再生能力を持つことができる。

上記の周波数特性をフラットにすることについては、図４に示す、本発明のスピーカ装置の周波数特性Ｃと、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの共振周波数が同一である従来のスピーカ装置の周波数特性Ｄとを示すグラフからも明らかである。同図に示すように、従来のスピーカ装置では、高域での共振ピークＱｐが低減されておらず、周波数特性がフラットになる領域が狭い。これに比べて、本発明のスピーカ装置は、共振ピークが低減され、且つほとんど現れておらず、周波数特性がフラットになる領域が広い。

上述したスピーカ装置によれば、内周振動板１０ａ及び外周振動板１０ｂの曲率半径Ｒ₁及びＲ₂、つまり、曲率を異ならしめるだけで、簡単に、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの共振周波数を異ならせている。しかも、内周振動板１０ａ及び外周振動板１０ｂに曲率をつけることにより、高域での振動板１０の変形・分割振動の防止を図ることができる。

また、上述したスピーカ装置によれば、内周振動板１０ａと、外周振動板１０ｂとの面積Ｓ₁及びＳ₂を等しくすることにより、内周振動板１０ａと、外周振動板１０ｂとの音圧レベルを等しくすることができる、つまり、内周振動板１０ａと、外周振動板１０ｂとの各々の共振ピークを同等にすることができるため、より一層、共振ピークを低減することができ、周波数特性をフラットにすることができる。

なお、上述した実施形態によれば、両振動板１０ａ及び１０ｂに曲率をつけ、曲率半径Ｒ₁≠曲率半径Ｒ₂とすることにより、外周振動板１０ａと内周振動板１０ｂとの共振周波数を異ならせていた。しかしながら、共振周波数を異ならせる方法としては、上述したものに限られるものではなく、例えば、外周振動板１０ａと内周振動板１０ｂとの頂角θ_１及びθ_２（図１参照）を異ならせることも考えられる。

頂角θ_１は、ボイスコイル１１の巻線方向に対して直角となる直線ｌ_３と、内周振動板１０ａの曲面に対する接線ｌ_１であり、かつ、その内周振動板１０ａの外周を通る接線ｌ_１とがなす角度である。また、頂角θ_２は、直線ｌ_３と、外周振動板１０ｂの曲面に対する接線ｌ_２であり、かつ、その外周振動板１０ｂの内周を通る接線ｌ_２とがなす角度である。この場合も、上述した実施形態と同様に、周波数特性をフラットにすることができる。

また、上述した実施形態によれば、内周振動板１０ａ及び外周振動板１０ｂの半径方向に曲率をつけていた。しかし、本発明はこれに限定したものでなく、内周振動板１０ａと外周振動板１０ｂとの共振周波数が異なってさえいれば、例えば、図５に示すように、半径方向が直線状のものであってもよい。ただし、直線状のものだと、高域での振動板１０の変形・分割振動が発生し易いため、上述したように曲率を異ならせた振動板１０の方が望ましい。

また、上述した実施形態によれば、振動板１０から発生する音波を直接拡散させるいわゆるコーン式のスピーカ装置であった。しかし、本発明はこれに限定したものでなく、振動板１０から発生する音波を、開口部に導くホーンを備えたホーン形のスピーカ装置にも適用することができる。図６（ａ）、（ｂ）はホーン形のスピーカ装置の一実施形態を示す。同図（ａ）は、ホーン形のスピーカ装置の正面図、（ｂ）は正面図において、Ｂ−Ｂ′線に沿った断面図である。同図において、振動板１０の前面には、振動板１０からの音波を開口部２１に導くホーン２０が取り付けられている。

本発明のスピーカ装置を構成する振動板の一実施の形態を示す断面図である。図１の振動板を組み込んだスピーカ装置の一実施の形態を示す正面図及びＡ−Ａ′断面図である。（ａ）は、図２のスピーカ装置を構成する内周振動板１０ａ及び外周振動板１０ｂ各々の周波数特性を示すグラフである。（ｂ）は、図２のスピーカ装置を構成する振動板１０全体の周波数特性を示すグラフである。本発明のスピーカ装置及び従来のスピーカ装置の周波数特性を示すグラフである。本発明のスピーカ装置に用いられる振動板の他の実施形態を示す構成図である。本発明のスピーカ装置を適用したホーン形のスピーカ装置の一実施の形態を示す正面図及びＢ−Ｂ′断面図である。

符号の説明

１０振動板
１０ａ内周振動板
１０ｂ外周振動板
１１ボイスコイル
１９保護部材
２０ホーン
Ｒ₁、Ｒ₂ 曲率半径

Claims

フレームと、環状の平面形状に形成された内周振動板、該内周振動板を取り囲む環状の平面形状に形成された外周振動板、前記内周振動板の内周部を前記フレームに支持する第１のエッジ、前記外周振動板の外周部を前記フレームに支持する第２のエッジ及びボイスコイルを有する振動体と、磁石、ヨーク及びプレートを有する磁気回路と、を備え、
前記内周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周部までの距離が周方向において実質的に等しい形状を有し、
前記外周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周までの距離が周方向において実質的に等しい形状を有しており、
前記内周振動板及び前記外周振動板が、音響放射方向に向かって湾曲する断面形状を有し、かつ、当該内周振動板の曲率半径と当該外周振動板の曲率半径とが互いに異なり、
前記ボイスコイルに対する前記内周振動板の内周部の高さと、前記ボイスコイルに対する前記外周振動板の外周部の高さと、が実質的に同じであり、
前記第１のエッジ及び前記第２のエッジが、音響放射方向に対して凹状の断面形状を有する
ことを特徴とするスピーカ装置。
フレームと、環状の平面形状に形成された内周振動板、該内周振動板を取り囲む環状の平面形状に形成された外周振動板、前記内周振動板の内周部を前記フレームに支持する第１のエッジ、前記外周振動板の外周部を前記フレームに支持する第２のエッジ及びボイスコイルを有する振動体と、磁石、ヨーク及びプレートを有する磁気回路と、を備え、
前記内周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周部までの距離が周方向において実質的に等しい形状を有し、
前記外周振動板が、その中心から内周部までの距離が周方向において実質的に等しく、かつ、前記中心から外周までの距離が周方向において実質的に等しい形状を有しており、
前記内周振動板及び前記外周振動板が、音響放射方向に向かって湾曲する断面形状を有し、かつ、当該内周振動板の曲率半径と当該外周振動板の曲率半径とが互いに異なり、
前記ボイスコイルに対する前記内周振動板の内周部の高さと、前記ボイスコイルに対する前記外周振動板の外周部の高さと、が実質的に同じである
ことを特徴とするスピーカ装置。
前記内周振動板の外周部における接線と前記ボイスコイルの振動方向とが成す角度と、前記外周振動板の内周部における接線と前記ボイスコイルの振動方向とが成す角度と、が互いに異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ装置。
前記内周振動板が、当該内周振動板の外周部から内周部にかけて当該内周振動板の外周部における接線よりも前記磁気回路側に設けられ、
前記外周振動板が、当該外周振動板の外周部から内周部にかけて当該外周振動板の内周部における接線よりも前記磁気回路側に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のスピーカ装置。
前記内周振動板及び前記外周振動板が有する面積は、互いに実質的に同一であることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
前記内周振動板と前記外周振動板とが、一体に成形されていることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ装置。
前記振動板が、前記内周振動板の外周部から前記外周振動板の内周部にかけて連続的に形成されており、
前記ボイスコイルは、前記内周振動板の外周部又は前記外周振動板の内周部にて支持されていることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ装置。
前記振動板は、前記内周振動板の外周部から前記外周振動板の内周部にかけて、前記ボイスコイルを支持すると共に、該ボイスコイルの振動方向に対して直交する方向に延在する平坦な面が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。
前記振動板が有する平坦な面には、前記ボイスコイルを支持するボイスコイルボビンの上端部が連結されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置。
前記ボイスコイルボビンは、前記振動板と一体に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ装置。
前記磁気回路のヨークは、底面部と、当該底面部を囲む筒形状に形成される外周部と、を備え、
前記磁石は、前記ヨークの底面部に配置され、
前記プレートは、当該磁石の上に配置され、
前記プレートと前記ヨークの外周部との間に、前記ボイスコイルが配置される磁気ギャップが形成されており、
前記第１のエッジは、前記プレート上に配置され、
前記第２のエッジは、前記ヨークの外周部近傍に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置。
前記振動板の前面側にホーンが配置されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置。
前記振動板の前面には、前記第１のエッジ又は前記第２のエッジを覆う保護部材が配置されていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置。
前記保護部材は、前記内周振動板の内側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のスピーカ装置。
前記第１のエッジの内周部を支持する前記フレームは、前記プレート上に設けられており、
前記第２のエッジを支持する前記フレームは、前記磁気回路の背面側に設けられていると共に、前記ヨークに支持される底面部と、筒形状に形成されて当該第２のエッジの外周部が連結される外周部と、を備えており、
前記第２のエッジを支持するフレームの支持面と前記第２のエッジを支持する前記フレームの支持面とが実質的に同じ高さであることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
前記内周振動板の内周部及び外周部は実質的に円形に形成されており、
前記外周振動板の内周部及び外周部は実質的に円形に形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のスピーカ装置。
前記ボイスコイルは、実質的に、前記内周振動板の外周部及び前記外周振動板の内周部に振動自在に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。
前記ボイスコイル及び当該ボイスコイルが巻き回されたボイスコイルボビンは、実質的に、前記内周振動板の外周部及び前記外周振動板の内周部に振動自在に支持されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。