JP6861379B2 - スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカ - Google Patents

Description

本発明は各種音響機器に使用されるスピーカ用振動板に関するものである。

図８は、従来のスピーカの要部の断面図を示したものである。

その構成は、ポールピース付きの下部プレート１と上部プレート２の間にマグネット３を配し、下部プレート１のポールピースの外周と上部プレート２の内周の間に均一な隙間の磁気ギャップ４が形成されている。上部プレート２の上面にはフレーム５の下端が接合されている。振動板６Ｂは、コーン７Ｂとエッジ８Ｂで形成されている。環状のエッジ８の内周部の裏面にコーン７Ｂの外周部が接着されている。コーン７Ｂの中央にはボイスコイル９が接合されている。振動板６Ｂの外周はエッジ８Ｂを介してフレーム５の上端に接合されている。ボイスコイル９とフレーム５の間には、ダンパー１０が接合されている。コーン７Ｂの中心付近には、磁気ギャップ４へのゴミの侵入を防ぐダストキャップ１１が設けられている。

ボイスコイル９の線輪に電気信号が入力されると、ボイスコイル９は磁気ギャップ４から上下の力を受けて動き、この力はボイスコイル９に接合されたコーン７Ｂを動かし、コーン７Ｂはスピーカ前面に音を発生する。

コーン７Ｂの外周形状は真円で、中央に向かって同心円の徐変形状になっているのが一般的である。コーン７Ｂの肉厚は外周から中央にわたって均一である。エッジ８Ｂの肉厚も外周から中央にわたって均一である。

図９は、従来の別のスピーカの要部の断面図を示す。

このスピーカは、エッジ８Ｂの内周部の表面にコーン７Ｂの外周部が接着されている点だけが図８とは異なっている。

また、特許文献１には、コーン７Ｂの外周形状がＲ付きの五角形のスピーカ用振動板が開示されている。

特開平１１−２０５８９５号公報

コーン７Ｂの外周形状が真円で、コーン７Ｂの中央に向かって同心円の徐変形状になっている図８，図９に示した振動板６Ｂでは、コーン７Ｂに同心円状に共振が発生し、面鳴き等を起こし、周波数特性にピーク・ディップを生じさせたり、エッジ８Ｂに共振が発生し、周波数特性にピーク・ディップを生じさせる。

これに対して特許文献１のスピーカでは、共振を分散して音質を改善できるが、外周形状がＲ付きの五角形のコーンと、内周がＲ付きの五角形のエッジとの複雑な貼り合わせ工程が必要である。

本発明は、コーンとエッジとの貼り合わせが容易で、しかも、周波数特性を平坦化でき、音質の優れたスピーカ用振動板を提供することを目的とする。

本発明のスピーカは、外周から内周に向かって曲面で、外周の３か所の大径区間が中心から等しい半径：Ｌ上に位置し、前記３か所の大径区間のうちの隣接する前記大径区間の間が、前記半径：Ｌよりも径が小さい円弧の小径区間で接続した形状で、かつ中心部周辺に向かって徐々に円形に成形されたコーンと、内周部が前記コーンの外周に接続された環状のエッジとを有し、前記エッジの内周径が、前記コーンの前記小径区間の最小径より小さく、前記エッジの内周部が、前記コーンの裏面と表面のうちの表面に接着されており、前記エッジの内周と外周との途中に、肉厚が前記エッジの外周よりも厚肉で、密度が前記エッジの外周よりも低密度の厚肉低密度区間を設け、前記エッジにおける前記厚肉低密度区間よりも内周側の前記コーンと接着する部分の密度が前記厚肉低密度区間よりも高密度であることを特徴とする。

この構成によると、コーンの外周形状を３か所の大径区間の間に小径区間を挟んで構成される変形形状とすることによって、中高域の周波数特性を平坦化できる。さらにエッジの内周部をコーンの表面に接着したので、エッジの内周の形状を真円とすることによって、このスピーカ用振動板を使用したスピーカを正面から目視した利用者に、コーンボディの外周形状が真円でないことを意識させずに済み、外観品位が良好である。

本発明のスピーカ用振動板を使用したスピーカの断面図 同実施の形態のフレームとスピーカ用振動板の外周部分の拡大断面図 同実施の形態のスピーカ用振動板の分解斜視図 同実施の形態のスピーカ用振動板の平面図 同実施の形態のスピーカ用振動板のコーンの平面図 同実施の形態のスピーカの周波数特性図 別の実施の形態のスピーカ用振動板のコーンの平面図 従来のスピーカの断面図 従来のスピーカの断面図 （ａ)（ｂ）比較例のエッジ断面図と（ｃ）実施例のエッジ断面図

以下、本発明のスピーカ用振動板の実施の形態を、図１〜図７と図１０に基づいて説明する。

本発明のスピーカ用振動板を使用したフルレンジスピーカを図１に示す。

このスピーカは、ポールピース付きの下部プレート１と上部プレート２の間にマグネット３を配し、下部プレート１のポールピースの外周と上部プレート２の内周の間に均一な隙間の磁気ギャップ４が形成されている。上部プレート２の上面にはフレーム５の下端が接合されている。振動板６は、コーン７とエッジ８で形成されている。コーン７の中央にはボイスコイル９が接合されている。振動板６の外周はエッジ８を介してフレーム５の上端に接合されている。ボイスコイル９とフレーム５の間には、ダンパー１０が接合されている。コーン７の中心付近には、磁気ギャップ４へのゴミの侵入を防ぐダストキャップ１１が設けられている。

振動板６は、図２に示すようにエッジ８の内周部の裏面にコーン７が接着されている。図３はコーン７とエッジ８を貼り合わせる工程の分解斜視図を示す。図４は振動板６の正面図を示す。

エッジ８は中心Ｓを中心とした環状で、外周８ａ，内周８ｂが共に真円形状である。これに対して中心Ｓに向かって傾斜したコーン７の外周は、図４において破線７ａで図示されている。コーン７の外周形状は、中心Ｓを中心とした真円形状ではない。

コーン７の材質は、例えば木材パルプで抄紙成形した紙である。この場合のエッジ８の材質は、コーン７よりも弾性係数の大きなエーテル系発泡ウレタンを使用した。

ボイスコイル９との接合部である中心周辺に向かって先すぼまり曲面に成形されたコーン７は、外周の３か所の大径区間１２，１３，１４が中心Ｓから等しい半径：Ｌ上に位置し、隣接する前記大径区間１２，１３，１４の間が、半径：Ｌよりも径が小さい円弧の小径区間１５，１６，１７によって接続した形状で、かつ前記ボイスコイルとの接合部である中心部周辺に向かって徐々に円形に成形されている。

コーン７を図５に示す。

コーン７の外周の１２０°間隔の点ａ，ｂ，ｃは、中心Ｓから等しい半径：Ｌ（直径１６ｃｍ相当のスピーカの場合には例えばＬ＝１１９ｍｍ／２）上に位置している。点ａを中央として距離：２ｎ（直径１６ｃｍ相当のスピーカの場合には例えばｎ＝１０ｍｍ）の点ａ１−ａ２区間の形状は半径：Ｌの円弧形状である。点ｂを中央として距離：２ｎの点ｂ１−ｂ２区間，点ｃを中央として距離：２ｎの点ｃ１−ｃ２区間の形状も半径：Ｌの円弧形状である。

コーン７の外周の点ａ１−ｃ２区間の形状は、点ａ１−ｃ２から等距離で中心Ｓから半径：Ｌ−ｐ（直径１６ｃｍ相当のスピーカの場合 ｐ＝２ｍｍで、Ｌ−ｐは１１５ｍｍ／２）上の点ａｃを通過する円弧である。コーン７の外周の点ａ２−ｂ１区間，ｂ２−ｃ１区間も点ａ１−ｃ２区間の形状と同じで、点ａ２−ｂ１区間の形状は、点ａ２−ｂ１から等距離で中心Ｓから半径：Ｌ−ｐ上の点ａｂを通過する円弧である。点ｂ２−ｃ１区間の形状は、点ｂ２−ｃ１から等距離で中心Ｓから半径：Ｌ−ｐ上の点ｂｃを通過する円弧である。

ここではコーン７の外周の点ａ１−ａ２区間，点ｂ１−ｂ２区間，点ｃ１−ｃ２区間が大径区間１２，１３，１４である。コーン７の外周の点ａ１−ｃ２区間，点ａ２−ｂ１区間，点ｂ２−ｃ１区間が小径区間１５，１６，１７である。

エッジ８の内周８ｂの半径は半径：Ｌ−ｐより小さく、外周径は半径Ｌより大きい。ボイスコイル９が配置される側をコーン７の裏面、ボイスコイル９が配置される側と反対側をコーン７の表面とした場合に、エッジ８の内周部がコーン７の表面の上に接着されている。

エッジ８とコーン７の断面の詳細を、図１と図２に基づいて説明する。

エッジ８の外周部には、フレーム５に固定するための外周固定部１８が形成され、エッジ８の内周部にはコーン７と接着される内周固定部１９が形成されている。外周固定部１８と内周固定部１９の途中には、Ｒ形状のロール部２０が形成されている。外周固定部１８の肉厚ｖ１とロール部２０の肉厚ｖ２は同じで、内周固定部１９には肉厚ｖ１よりも厚い肉厚ｖ３に形成させている。

エッジ８の作成は、均一な厚みのシート状の材料を下型と上型で挟んでプレス加工されており、プレス仕上がりの肉厚が同じ外周固定部１８とロール部２０との材料密度は同じである。プレス仕上がりの肉厚がロール部２０よりも厚い内周固定部１９は、外周固定部１８，ロール部２０よりも低密度である。エッジ８には、内周固定部１９の更に内周に肉厚ｖ４，長さｗの貼り合わせ部２１が一体に形成されている。肉厚ｖ４は肉厚ｖ３よりも薄く、プレス仕上がりの肉厚が内周固定部１９よりも薄い貼り合わせ部２１の密度は、内周固定部１９よりも高密度である。

直径１６ｃｍ相当のスピーカの場合に肉厚ｖ１＝ｖ２＝１．０ｍｍ，肉厚ｖ３＝１．３ｍｍ，肉厚ｖ４＝１．０ｍｍ，長さｗ＝１．０ｍｍであった。ロール部２０のＲ形状の半径ｘは６．５ｍｍであった。

コーン７の外周寄りの位置には、図２に示したように、接着されたエッジ８の内周付近にコーン７の裏面側に距離ｒだけ屈曲した第１区間２２が形成されている。この第１区間２２の中央付近の肉厚ｕが両側よりも薄くなるように肉厚が次第に変化している。具体的には、直径１６ｃｍ相当のスピーカの場合に第１区間２２を挟んでコーン７の内周側と外周側のコーン７の肉厚が０．６５ｍｍの場合、第１区間２２の幅＝１１．５ｍｍ，距離ｒ＝１．１５ｍｍ，肉厚ｕ＝０．４ｍｍであった。

コーン７とエッジ８との接着は、エッジ８の内周固定部１９の一部と貼り合わせ部２１とがコーン７に接着されている。

図６の太い実線Ａ１は実施例の実施品のスピーカの周波数特性図を示す。図６の細い実線Ｂ１はコーン７の外周形状が真円の一般的なスピーカの周波数特性図を示す。この２つの特性を比べると、一般的なスピーカで発生していた５ｋＨｚ付近でのピーク・ディップが、実施品の場合のスピーカでは解消されている。

このように、コーン７の外周形状を、特許文献１のコーンよりも真円に近い形状にするとともに、エッジ８の内周の形状を真円とし、エッジ８の内周部が、コーン７の表面に接着することによって、コーン７の外周形状が真円から変形した形状であっても、スピーカを正面から目視した利用者に、コーン７の外周形状が真円でないことを意識させずに済み、外観品位が良好である。さらに、コーン７の外周形状を大径区間１２，１３，１４の間に小径区間１５，１６，１７を挟んで構成される変形形状であるため、中高域の周波数特性を平坦化できた。

さらに、コーン７に肉厚が内周側よりも薄くなった第１区間２２を形成したため、コーン７の中央からエッジ８に向かって伝搬する共振成分を低減することができ、特許文献１とほぼ同様に中高域（５ｋＨｚ付近）でのディップを低減することができた。

さらに、エッジ８にこのエッジ８の外周固定部１８，ロール部２０よりも低密度の内周固定部１９を形成したため、共振分散を改善することができ、周波数特性を平坦化に近付けることができた。

また、コーン７の内周固定部１９の更に内周に、内周固定部１９よりも高密度の貼り合わせ部２１を一体に形成したため、この貼り合わせ部２１の部分でエッジ８をコーン７の側に押圧することによって、コーン７とエッジ８を貼り合わせ易く、コーン７とエッジ８との良好な接着状態を実現でき、製造が容易である。

さらに、エッジ８の内周固定部１９の肉厚ｖ４が内周固定部１９の肉厚ｖ３よりも薄く、内周固定部１９と貼り合わせ部２１の境に段差２３が形成されているため、エッジ８の成形性が良好であり、中高域（５ｋＨｚ付近）での高調波歪みのピークも図６のＡ２に示したように低減できた。なお、図６の下側の太い実線Ａ２は、実施品のスピーカ用振動板を使用したスピーカの二次高調波の歪みの周波数特性を示す。図６の下側の細い実線Ｂ２は、コーンの外周形状が真円の一般的なスピーカ用振動板を使用したスピーカの二次高調波の歪みの周波数特性を示す。太い実線Ａ２と細い実線Ｂ２を比較して、実施品では中高域での歪みのピークを低減できていることがわかる。

実施品と比較例を比べてエッジ８の成形性について、詳しく説明する。

実施品のエッジ８の断面を図１０（ｃ）が示す。図１０（ａ），（ｂ）が比較例１，比較例２である。

図１０（ａ）に示した比較例１は、外周固定部１８からロール部２０を経て貼り合わせ部２１にわたって肉厚が単一で高密度に形成したエッジを示す。

図１０（ｃ）に示した実施品では、エッジ８の内周固定部１９の肉厚ｖ３を、外周固定部１８の肉厚ｖ１よりも厚く成形して低密度領域を設けたため、内部損失が向上し周波数特性の平坦性向上・歪みピーク低減を実現できた。

これに対して図１０（ｂ）に示した比較例２のエッジの場合には、内周固定部１９が図１０（ｃ）と同じ肉厚ｖ３に成形されて低密度領域が設けられていても、貼り合わせ部２１の肉厚が、図１０（ｃ）の実施品のように薄く加工した高密度領域に形成されていないため、低密度の内周固定部１９の形状保持性が悪い。そのため、周波数特性の平坦化を実現できない。図１０（ｃ）に示した実施品では、エッジ８の貼り合わせ部２１を薄くして内周固定部１９よりも高密度に成形されているため、低密度領域の内周固定部１９の内周側と外周側を高密度領域で挟んで高内部損失状態を閉じ込めることが出来るので、成形性が良くエッジ形状が保持できる。これにより、内部損失が高く高性能で生産性にも優れたエッジが構成できることがわかる。

さらに図１０（ｃ）に示した実施品の貼り合わせ部２１について詳しく説明する。

直径１６ｃｍ相当のスピーカの場合に肉厚ｖ１＝ｖ２＝１．０ｍｍ，肉厚ｖ３＝１．３ｍｍ，肉厚ｖ４＝１．０ｍｍ，長さｗ＝１．０ｍｍ、ロール部２０のＲ形状の半径ｘは６．５ｍｍの場合に、貼り合わせ部２１の肉厚ｖ４が図１０（ａ）の肉厚と同じになるように段差２３を形成して最内周部を薄くし圧縮率を高めることで、厚肉偏肉構造を保つことができ、エッジ厚み向上（偏肉部）による内部損失向上で、共振を吸収できた。

最後に、実施の形態と特許文献１を比較する。

特許文献１のようにコーンの外周形状がＲ付きの五角形のスピーカ用振動板の場合には、周波数特性の中域（１ｋＨｚから２ｋＨｚ付近）の歪みを低減することが狙いであるのに対して、本実施の形態のＲ付きの三角形のスピーカ用振動板の場合には、その構造上、五角形よりもカット部分の径を小さくすることが出来るので、共振周波数を高い方まで影響を与えることができ、中域だけではなく中高域にまで範囲を広げて共振分散できるものである。本実施の形態のスピーカ用振動板の場合には、更に高い周波数（５ｋＨｚ付近）をコントロールするため、振動板の円周上に屈曲点を設け、特性のスムーズ性追求を行っている。

なお、上記の説明では、コーン７の第１区間２２の平面形状が真円であったが、図７に符号２２Ａで示すように第１区間がコーン７の外周形状に沿った平面形状とすることによって、周波数特性の一層の平坦化を期待できる。真円の場合の第１区間２２を仮想線で示す。

本発明のスピーカ用振動板は、各種の音響機器の中高域の周波数特性の高音質化に寄与するものである。

１ 下部プレート
２ 上部プレート
３ マグネット
４ 磁気ギャップ
５ フレーム
６ 振動板
７ コーン
７ａ コーン７の外周
８ エッジ
８ａ エッジ８の外周
８ｂ エッジ８の内周
９ ボイスコイル
１０ ダンパー
１１ ダストキャップ
１２，１３，１４ 大径区間
１５，１６，１７ 小径区間
１８ 外周固定部
１９ 内周固定部
２０ ロール部
２１ 貼り合わせ部
２２ 第１区間
２２Ａ コーン７の外周形状に沿った第１区間
２３ 内周固定部１９と貼り合わせ部２１の境の段差
Ｓ コーン７の中心
ａ，ｂ，ｃ コーン７の外周の１２０°間隔の点
ｖ１ 外周固定部１８の肉厚
ｖ２ ロール部２０の肉厚
ｖ３ 内周固定部１９の肉厚
ｖ４ 貼り合わせ部２１の肉厚
ｗ 貼り合わせ部２１の長さ
ｕ 第１区間２２の中央付近の肉厚
ｒ コーン７の裏面側に屈曲した距離

Claims (4)

1. 外周から内周に向かって曲面で、外周の３か所の大径区間が中心から等しい半径：Ｌ上に位置し、前記３か所の大径区間のうちの隣接する前記大径区間の間が、前記半径：Ｌよりも径が小さい円弧の小径区間で接続した形状で、かつ中心部周辺に向かって徐々に円形に成形されたコーンと、
   内周部が前記コーンの外周に接続された環状のエッジとを有し、
   前記エッジの内周径が、前記コーンの前記小径区間の最小径より小さく、前記エッジの内周部が、前記コーンの裏面と表面のうちの表面に接着されており、
   前記エッジの内周と外周との途中に、肉厚が前記エッジの外周よりも厚肉で、密度が前記エッジの外周よりも低密度の厚肉低密度区間を設け、
   前記エッジにおける前記厚肉低密度区間よりも内周側の前記コーンと接着する部分の密度が前記厚肉低密度区間よりも高密度である、
   スピーカ用振動板。
2. 前記コーンの外周部寄りの部分に、肉厚が内周側よりも薄肉で、前記裏面側に屈曲した区間を設けた、
   請求項１記載のスピーカ用振動板。
3. 前記裏面側に屈曲した区間の平面形状が、真円または前記コーンの外周形状に沿った形状である、
   請求項２記載のスピーカ用振動板。
4. 請求項１記載のスピーカ用振動板を搭載したスピーカ。

Images