JP6699033B2 - スピーカの振動板及びスピーカ - Google Patents

Description

この発明は、空気を振動させて音波を放射するスピーカの振動板、及び、当該振動板を備えるスピーカに関するものである。

例えば、特許文献１に記載の振動板には、内周側から外周側にかけて厚さが徐々に薄くなる肉厚部として、互いに長さの異なる長肉厚部と短肉厚部という複数種類の肉厚部が形成されている。これら長さの異なる肉厚部により、分割振動を低減して周波数特性の改善を図っている。

特開２０１２―１３８８８７号公報

上記特許文献１に記載の振動板は、長さの異なる複数種類の肉厚部を形成する必要があり、肉厚部の全体的な形状が複雑化する。従って、振動板の製造を難しくしていた。また、形状が複雑であるために、肉厚部の設計の際には検討すべき寸法が多岐にわたり、多くの手間を要する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、上記のような従来の分割振動を低減するための構成に比べ簡素な形状の構成によって、分割振動が低減された振動板を得ることを目的とする。

この発明に係るスピーカの振動板は、内周側縁部から当該内周側縁部よりも大径の外周側縁部まで傾斜して伸びる本体部と、本体部に、内周側縁部から外周側縁部へと向かう放射方向に沿って連続して一体に形成されたリブとを備え、本体部の内周部分は、外周部分よりも肉厚で放射方向の長さが一様な肉厚部となっていることを特徴とするものである。

この発明によれば、放射方向に沿って形成されたリブに加えて放射方向の長さが一様な肉厚部という簡素な形状の構成により、振動板の分割振動を低減することができる。

この発明の実施の形態１に係るスピーカの断面図である。 この発明の実施の形態１に係る振動板の平面図及び断面図である。 振動板で分割振動が発生している様子を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係るスピーカの断面図である。 環状部材の平面図及び断面図である。

実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るスピーカ１の断面図を示す。
スピーカ１は、略コーン形状の振動板１１を有している。振動板１１は、紙面上方である前方側に位置する外周側縁部１１ａが、平面視で円環状のエッジ１２の一端に固定され、後方側に位置して外周側縁部１１ａよりも小径の内周側縁部１１ｂが、ボイスコイル１３に固定されている。エッジ１２の他端は、不図示のフレームに固定されている。

ボイスコイル１３は、略円筒形状で振動板１１の後方側に設けられ、不図示のフレームにダンパ１４を介して接続している。ボイスコイル１３の前方側には、ドーム形状のキャップ１５が設けられている。キャップ１５は、振動板１１の中心部分及びボイスコイル１３を覆うように、その周縁部１５ａが振動板１１に固定されている。キャップ１５の周縁部１５ａの直径は、振動板１１の内周側縁部１１ｂの直径よりも大きく形成されているので、キャップ１５はスピーカ１内部への異物の侵入を防ぐことができ、いわゆるダストキャップとして機能する。
また、スピーカ１は、ボイスコイル１３を振動させるための磁界を生じる不図示のマグネットを、有している。

ここで、図２（ａ）に振動板１１の平面図を、図２（ｂ）に振動板１１の断面図を示す。図２（ａ）の平面図は、振動板１１を後方側から見たものであり、振動板１１の裏面を示している。また、図２（ｂ）の断面図は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿って振動板１１を切断したものである。
振動板１１は、内周側縁部１１ｂから外周側縁部１１ａまで傾斜して伸びる略円錐面状の本体部１１ｃを有し、本体部１１ｃには、内周側縁部１１ｂから外周側縁部１１ａへと向かう放射方向Ｒに沿って伸びた突起であるリブ１１ｄが一体的に形成されている。図２に示すリブ１１ｄは計５つとしたが、その個数は任意の数であって良い。
また、振動板１１の本体部１１ｃの内周部分は、外周部分よりも肉厚で、一様な厚さの円環状の肉厚部１１ｅとなっている。肉厚部１１ｅは、放射方向Ｒに沿った長さが一様にＬとなっており、肉厚部１１ｅの外縁１１ｆは、円形である。
振動板１１は、例えば射出成形で製造された樹脂製の振動板である。

上記のように構成されたスピーカ１では、ボイスコイル１３に音声信号が入力されると、当該音声信号に応じてスピーカ１の軸方向Ｘに沿ってボイスコイル１３が振動する。振動板１１は、ボイスコイル１３に固定されているので、ボイスコイル１３の振動に伴い振動板１１も振動する。振動板１１が振動することで、振動板１１の周囲の空気が振動し、音波が放射される。
振動板１１は、リブ１１ｄが形成されていることにより、剛性が高くなる。これにより、音波の伝搬速度が高くなるとともに、振動板１１が撓みにくくなり、分割振動が低減される。また、肉厚部１１ｅが形成されていることにより振動板１１の強度は高く、更に分割振動が低減される。分割振動が低減されることで、音圧に関する周波数特性においてピーク又はディップが低減して周波数特性が平坦化され、良質な音の再生が可能となる。

肉厚部１１ｅは、内周部分の強度を高めるものであるため、中域から高域にかけての周波数での分割振動の低減に効果的であり、当該周波数でのピーク又はディップを効果的に低減させることができる。例えば楽曲を再生する場合、３ｋＨｚ付近にピークが現れると聴取者は耳障りに感じるが、リブ１１ｄ及び肉厚部１１ｅの寸法を適宜設計することで、３ｋＨｚ付近での分割振動を重点的に低減させて、そのような不快感を与えないようにすることが可能である。

以上のように、この実施の形態１に係るスピーカ１によれば、振動板１１にリブ１１ｄと肉厚部１１ｅを備えることにより、振動板１１の分割振動が低減される。これにより、周波数特性が平坦化され、良質な音の再生が可能となる。放射方向Ｒに沿って形成された突起であるリブ１１ｄ、また、放射方向Ｒに沿った長さが一様な肉厚部１１ｅは、それぞれ簡素な形状の構成となっている。

なお、上記では、リブ１１ｄ及び肉厚部１１ｅが振動板１１の裏面で凸となるように構成した場合を例に挙げた。しかしながら、リブ１１ｄ及び肉厚部１１ｅの一方又は両方が、振動板１１の表面で凸となるように構成してもよい。また、肉厚部１１ｅが、振動板１１の表面と裏面の両方で凸となるように構成してもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、振動板１１にリブ１１ｄと肉厚部１１ｅを備えることにより、分割振動を低減した。実施の形態２では、分割振動の更なる低減が可能な形態について説明する。
この発明の実施の形態２に係るスピーカ１の構成については、図１を援用する。

図３に、分割振動が発生している際の振動板１１の様子を、拡大した断面図で概略的に示す。振動していないときの振動板１１の位置は、図３中に点線で示している。図３に示す分割振動は、部位Ｐを境として外周側と内周側とで逆相となっており、部位Ｐの位置が振動の節といえる。この場合、キャップ１５の周縁部１５ａが、いずれかの部位Ｐの位置で振動板１１に固定されるように、キャップ１５の径を設計する。これにより、振動板１１が分割振動する際に節となる部位Ｐを、キャップ１５との固定箇所にして、部位Ｐの強度を高める。このようにすることで、部位Ｐを節とした振動を効果的に減衰させることができ、振動板１１の分割振動が更に低減される。

部位Ｐの強度を高めることは、実施の形態１と同様に、中域から高域にかけての周波数での分割振動の低減に効果的であり、当該周波数でのピーク又はディップを効果的に低減させることができる。また、キャップ１５による補強の強さ等を適宜設計することで、例えば３ｋＨｚ付近等の聴取者が特に耳障りと感じる周波数でのピーク又はディップを、重点的に低減させることも可能である。
なお、キャップ１５は、接着剤等で振動板１１に固定される。

部位Ｐの補強材としてキャップ１５を利用することで、部品点数を増やすことなく分割振動の低減が可能であるが、新たに別の部材を用意して、部位Ｐの補強材として利用してもよい。例えば、環状の部材を用意して、部位Ｐの位置で振動板１１の表面又は裏面に固定してもよい。要は、振動板１１が分割振動する際の振動の節となる部位Ｐに、円形の部材が固定されればよい。

図４は、部位Ｐに部材を固定して補強する構成を、ダブルコーンスピーカであるスピーカ２に適用した場合の断面図である。スピーカ２は、振動板１１の内周側に、略コーン形状の第２振動板２１を更に有している。
第２振動板２１は、前方側に位置する外周側縁部２１ａが自由端であり、後方側に位置する内周側縁部２１ｂがボイスコイル１３に固定されている。第２振動板２１の中心部分２１ｃは、ドーム形状に形成されて、スピーカ２内部への異物の侵入を防いでいる。つまり、第２振動板２１は、ダストキャップとしての機能を併せ持つ。

第２振動板２１の周りには、第２振動板２１と隙間を空けて環状部材２２が設けられ、環状部材２２は、振動板１１が分割振動する際の振動の節となる部位Ｐの位置で、振動板１１に固定されている。図５（ａ）に環状部材２２の平面図を、図５（ｂ）に環状部材２２の断面図を示す。図５（ｂ）の断面図は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って環状部材２２を切断したものである。環状部材２２は、中心部分に孔２２ａを有する円環状に形成される。
部位Ｐの補強材となるこの環状部材２２により、キャップ１５の無いダブルコーンのスピーカ２でも、更なる分割振動の低減が可能となる。

キャップ１５及び環状部材２２は、振動を減衰させる素材で構成されているとなおよい。例えば、フェルト、ゴム、グラスファイバ等である。特にグラスファイバで構成すると、音の再生に必要な振動板１１の振動に対する影響を少なくできるので、分割振動を低減させつつ、再生時の音圧が低下するのを抑えることができる。
環状部材２２は、キャップ１５の中心部分を円形にくり抜くことでも作成することができる。

なお、ダストキャップとしての機能を併せ持つ第２振動板２１を有するダブルコーンのスピーカは、一般的に、そもそも環状部材２２のような環状に振動板１１を補強する部材を有していない。従って、部位Ｐに限らず内周側縁部１１ｂと外周側縁部１１ａとの間の部位で、環状部材２２が振動板１１に固定されることで、振動板１１の剛性を高めることができるため、一般的なダブルコーンのスピーカと比較した場合には、より分割振動を低減させることができる。
また、環状部材２２を振動板１１の表面に固定した場合を例に挙げたが、環状部材２２を振動板１１の裏面に固定してもよい。

以上のように、この実施の形態２に係るスピーカ１，２によれば、振動板１１が分割振動する際の振動の節となる部位Ｐに、キャップ１５又は環状部材２２が固定される。これにより、実施の形態１と比較して分割振動を更に低減することができる。

また、部位Ｐに固定される円形の部材は、振動板１１の内周側縁部１１ｂよりも大径で、振動板１１に固定されて振動板１１の中心部分を覆うキャップ１５であることとした。キャップ１５を利用することで、部品点数を増やすことなく分割振動の低減が可能となる。

また、部位Ｐに固定される円形の部材、環状部材２２は、グラスファイバで構成されることとした。従って、分割振動を低減させつつ、再生時の音圧が低下するのを抑えることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１，２ スピーカ、１１ 振動板、１１ａ 外周側縁部、１１ｂ 内周側縁部、１１ｃ 本体部、１１ｄ リブ、１１ｅ 肉厚部、１１ｆ 外縁、１２ エッジ、１３ ボイスコイル、１４ ダンパ、１５ キャップ、１５ａ 周縁部、２１ 第２振動板、２１ａ 外周側縁部、２１ｂ 内周側縁部、２１ｃ 中心部分、２２ 環状部材、２２ａ 孔。

Claims (8)

1. 内周側縁部から当該内周側縁部よりも大径の外周側縁部まで傾斜して伸びる本体部と、
   前記本体部に、前記内周側縁部から前記外周側縁部へと向かう放射方向に沿って連続して一体に形成されたリブとを備え、
   前記本体部の内周部分は、外周部分よりも肉厚で前記放射方向の長さが一様な肉厚部となっていることを特徴とするスピーカの振動板。
2. 請求項１記載のスピーカの振動板を備えることを特徴とするスピーカ。
3. 前記振動板が分割振動する際の振動の節となる部位に固定される円形の部材を備えることを特徴とする請求項２記載のスピーカ。
4. 前記円形の部材は、前記振動板の内周側縁部よりも大径で、前記振動板に固定されて前記振動板の中心部分を覆うキャップであることを特徴とする請求項３記載のスピーカ。
5. 前記円形の部材は、グラスファイバで構成されることを特徴とする請求項３または請求項４記載のスピーカ。
6. 前記振動板の内周側に設けられる第２振動板と、
   前記振動板に前記内周側縁部と前記外周側縁部との間の部位で固定される環状部材とを備えることを特徴とする請求項２記載のスピーカ。
7. 前記環状部材は、前記振動板が分割振動する際の振動の節となる部位に固定されることを特徴とする請求項６記載のスピーカ。
8. 前記環状部材は、グラスファイバで構成されることを特徴とする請求項６または請求項７記載のスピーカ。

Images