JP7185116B2 - 振動板またはダストキャップ並びにスピーカーユニット - Google Patents

Description

本発明は、音波を放射する振動板またはダストキャップ並びにこれを備えて構成される動電型のスピーカーユニットに関する。

動電型のスピーカーユニットにおいては、円筒状のボイスコイルボビンの円筒側面に、スピーカー振動板（特に、コーン型振動板）の内周端を接着剤で接着する組立構造が多用されている。動電型スピーカーでは、ボイスコイルボビンに巻回されるコイルに音声信号電流が供給される。コーン型の振動板の外径部にはエッジが連結し、エッジの外周端側は磁気回路と連結するフレームに固定され、ボイスコイルのコイルは磁気回路の磁気空隙に配置される。ダストキャップは、ボイスコイルボビン並びに磁気回路の磁気空隙に異物が入るのを防ぐように取り付けられる。その結果、振動板およびボイスコイルが振動すると、振動板およびダストキャップが音波を放射する。

振動板およびダストキャップの形状は、動電型のスピーカーユニットが再生する音声の品質並びに音圧周波数特性に影響を与える。振動板およびダストキャップは、軽さと構造強度の両立を必要とする。従来のスピーカーにおいては、このコーン型振動板の形状、または、ダストキャップの形状に工夫を施して、音圧周波数特性の平坦化を含めた音響特性の改善を図ろうとするものがある。円形のコーン型振動板では、振動系の構成が中心軸に対して対称性がよくなり、その結果、ローリング等の動作不良が発生しにくくなる利点がある一方で、コーン型振動板の剛性が低くなると、円形であるが故に分割振動モードの影響が顕著に現れて音圧周波数特性上のピーク・ディップが大きくなり、再生音質の低下を招く場合があるという問題がある。

例えば、従来には、内周部と外周部とが円形であるコーン形状の振動板を形作る等高線が多角形（正方形）であるスピーカー用振動板がある（特許文献１、図３、図４）。振動板部の剛性が、周方向に対して不均一となって著しい分割共振が発生せず、周波数特性の平坦化が図られる。

また、従来には、少なくとも内周にボイスコイルを接合するとともに、外周から内周に向かって曲面の等高線および外周が多角形であり、かつボイスコイルとの接合部である中心部周辺に向かって円形へと徐変して形成され、更に、前記外周に内周が前記外周と同じ多角形のロールエッジを貼り合わせた振動板を用いたスピーカーがある（特許文献２）。

また、従来には、略円錐形状をしたスピーカー振動板の傾斜部において中心部からエッジ部に向かって放射状に設けられ、前記エッジ部に向かうに従って周方向に湾曲し、周方向に沿って周期的な構造を形成する複数の凸部と、前記複数の凸部の間に形成された複数の凹部とを備え、前記複数の凸部から前記複数の凹部に向かう面の少なくとも一方は曲面的に形成されている、ことを特徴とするスピーカー振動板を用いたスピーカーがある（特許文献３）。

実開平２－４３０９３号公報 特許第３７９６９３７号公報 特許第３５０８８３４号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、音波を放射する振動板およびダストキャップ並びにこれを備えて構成される動電型のスピーカーユニットに関し、分割振動モードの影響が現れて音圧周波数特性上のピーク・ディップが大きくなることを防いで、再生音質に優れるスピーカーユニットを提供することにある。

本発明の振動板またはダストキャップは、動電型のスピーカーユニットを構成する振動板またはダストキャップであって、音波を放射する振動板部の曲面の形状を規定する複数の等高線がそれぞれ、その全ての角部を円弧により面取りされた複数の正多角形により規定され、かつ、正多角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように、それぞれ同心円の中心点から所定の異なる回転角度を与えて正多角形が配置されて、複数の等高線に応じた渦巻状の凹凸が曲面に形成されている。

好ましくは、本発明の振動板またはダストキャップは、正多角形の角部を面取りする円弧の半径ｒが、一つの等高線における全ての角部において異なるように設定されている。

また、好ましくは、本発明の振動板またはダストキャップは、一つの等高線における円弧の半径ｒの最大値ｒ_ｍａｘが、他の円弧の半径ｒの最小値ｒ_ｍinの１倍以上～４倍以下になるように設定されている。

また、好ましくは、本発明の振動板またはダストキャップは、正多角形が、好ましくは、正三角形または正方形または正五角形または正六角形または正七角形または正八角形である。

また、好ましくは、本発明の振動板またはダストキャップは、正多角形が、正方形または正五角形または正六角形または正七角形または正八角形の場合に、正多角形の角部を面取りする円弧の半径ｒが、一つの等高線を一周する軌跡において、単調増加することなく、または、単調減少することなく異なって出現するように設定されている。

また、好ましくは、本発明の振動板は、円孔を規定する内径部と、内径部と同心円となる円形の縁部を規定する外径部と、内径部と外径部を結ぶ略円錐面状の曲面を有する振動板部と、を有し、正多角形の角部を面取りする円弧の半径ｒが、内径部に近い等高線の場合よりも、外径部に近い等高線の場合の方が大きくなるように設定されている。

また、本発明のスピーカーユニットは、上記の振動板と、振動板の内径部に連結されるボイスコイルと、振動板の外径部に連結されるエッジと、エッジの外周端部が固定されるフレームと、ボイスコイルのコイルが配置される磁気空隙を有してフレームに固定される磁気回路と、を少なくとも備える。

また、本発明のスピーカーユニットは、コーン形状の振動板と、振動板の内径部に連結されるボイスコイルと、振動板またはボイスコイルに連結する上記のダストキャップと、振動板の外径部に連結されるエッジと、エッジの外周端部が固定されるフレームと、ボイスコイルのコイルが配置される磁気空隙を有してフレームに固定される磁気回路と、を少なくとも備える。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明の振動板またはダストキャップは、動電型のスピーカーユニットを構成する振動板またはダストキャップであって、音波を放射する振動板部の曲面の形状を複数の等高線により規定されている。本発明のスピーカーユニットは、この振動板またはダストキャップと、振動板のエッジ部の外周端部が固定されるフレームと、フレームに固定されてボイスコイルのコイルが接続される端子と、ボイスコイルのコイルが配置される磁気空隙を有してフレームに固定される磁気回路と、を備える。

振動板またはダストキャップの振動板部の曲面の形状を規定する複数の等高線は、それぞれ、その全ての角部を円弧により面取りされた複数の正多角形により規定されている。そして、複数の等高線は、さらに正多角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように、それぞれ同心円の中心点から所定の異なる回転角度を与えて正多角形が配置されている。その結果、振動板またはダストキャップは、複数の等高線の正多角形の角部が連なってできる曲面に応じた渦巻状の凹凸が振動板部の曲面に形成されている。曲面の渦巻状の凹凸形状は、振動板またはダストキャップの振動板部の剛性を高めるので、分割振動モードの影響により出現しやすい音圧周波数特性上のピーク・ディップを抑制し、再生音質に優れるスピーカーユニットを提供することができる。

ここで、振動板部の曲面の形状を規定する複数の等高線においては、正多角形の角部を面取りする円弧の半径ｒが、一つの等高線における全ての角部において異なるように設定されているようにするのが好ましい。また、一つの等高線における円弧の半径ｒの最大値ｒ_ｍａｘが、他の円弧の半径ｒの最小値ｒ_ｍinの１倍以上～４倍以下になるように設定されているのが好ましい。また、振動板が、円孔を規定する内径部と、内径部と同心円となる円形の縁部を規定する外径部と、内径部と外径部を結ぶ略円錐面状の曲面を有する振動板部と、を有するコーン形状の振動板の場合には、正多角形の角部を面取りする円弧の半径ｒが、内径部に近い等高線の場合よりも、外径部に近い等高線の場合の方が大きくなるように設定するのが好ましい。円弧の半径ｒが異なれば、曲面の渦巻状の凹凸形状がそれぞれ異なるものになるので、特定の周波数での分割振動を抑制して、スピーカーユニットの音圧周波数特性をより平坦にして、再生音質を優れるものにできる。

振動板部の曲面の形状を規定する複数の等高線においては、正多角形が正三角形または正方形または正五角形または正六角形または正七角形または正八角形であるのが好ましい。正多角形が、正方形または正五角形または正六角形または正七角形または正八角形である場合には、正多角形の角部を面取りする円弧の半径ｒを、一つの等高線を一周する軌跡において、単調増加することなく、または、単調減少することなく異なって出現するように設定すれば、より効果的に分割振動を抑制できる。

本発明の動板およびダストキャップ並びにこれを備えて構成される動電型のスピーカーユニットは、分割振動モードの影響が現れて音圧周波数特性上のピーク・ディップが大きくなることを防いで、再生音質に優れるスピーカーユニットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る動電型のスピーカーユニットの外観図である。 本発明の一実施形態に係る振動板および比較例の振動板の形状を説明するモデルの外観図である。 本発明の一実施形態に係る振動板の形状を示す図およびこの振動板を用いた動電型のスピーカーユニットの音圧周波数特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る振動板の形状を示す図およびこの振動板を用いた動電型のスピーカーユニットの音圧周波数特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る振動板の形状を示す図およびこの振動板を用いた動電型のスピーカーユニットの音圧周波数特性を示すグラフである。 比較例の振動板の形状を示す図およびこの振動板を用いた動電型のスピーカーユニットの音圧周波数特性を示すグラフである。 比較例の振動板の形状を示す図およびこの振動板を用いた動電型のスピーカーユニットの音圧周波数特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る振動板の形状を示す図である。 本発明の一実施形態に係るダストキャップの形状を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態による振動板またはダストキャップ並びにスピーカーユニットについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１は、本発明の好ましい実施形態による動電型のスピーカーユニット１について説明する図である。具体的には、図１は、コーン型振動板並びにダストキャップを備えるスピーカーユニット１の外観を示す前面側からの斜視図である。なお、スピーカーユニット１の形態は、本実施例の場合に限定されない。また、本発明の説明に不要なスピーカーユニット１の構成については、図示及び説明を省略する。

本実施例のスピーカーユニット１は、スピーカーシステム用または車両取付用の呼び口径が１６ｃｍの動電型スピーカーである。スピーカーユニット１は、スピーカーシステムを構成するキャビネット又は車両のボディ／ドア等に取り付けられて、音声を再生するスピーカーを構成する。ただし、このスピーカーユニット１を用いるスピーカーシステム等の具体的な形態については、図示及び説明を省略する。

スピーカーユニット１は、金属材料でバスケット状に形成されるフレーム２と、フレーム２に固定される磁気回路３と、紙質材料を抄紙して形成するコーン形状の振動板１０と、振動板１０の内周側に連結してそのコイルが（図示しない）磁気回路３の（図示しない）磁気空隙に配置される（図示しない）ボイスコイル４と、ボイスコイル４の（図示しない）ボビンに連結して振動可能に支持する（図示しない）ダンパー５と、振動板１０の外周側に連結して振動板１０を振動可能に支持するエッジ９と、ボイスコイル４の（図示しない）ボビンの上端側を塞ぐように取り付けられるダストキャップ２０と、を備える。なお、ボイスコイル４、並びに、ダンパー５は、図１では振動板１０の背面側に位置して隠れることになるので、外観視されていない。

したがって、スピーカーユニット１では、強い直流磁界が発生する磁気回路３の磁気空隙中に配置されるボイスコイル４のコイルに音声信号電流が供給されると、図示するＺ軸方向に駆動力が発生し、ボイスコイル４ならびに振動板１０並びにダストキャップ２０から構成されるスピーカー振動系がＺ軸方向に振動する。つまり、スピーカー振動系は、ダンパー５およびエッジ９によって振動可能に支持されており、その結果、振動板１０並びにダストキャップ２０の前後に存在する空気に圧力変化を生じ、音声信号電流を音波（音声）に変換する。

コーン形状の振動板１０は、円孔を規定する内径部１１と、内径部１１と同心円となる円形の縁部を規定する外径部１２と、内径部１１と外径部１２を結ぶ略円錐面状の曲面を有する振動板部１３と、を有する。さらに、振動板１０には、複数の渦巻状の凹凸１４が振動板部１３の曲面に形成されている。また、ダストキャップ２０は、円形の縁部を規定する外径部２２と、略ドーム状の振動板部２３と、を有し、複数の渦巻状の凹凸２４が振動板部２３の曲面に形成されている。

図２は、本実施例の振動板１０ｘおよび比較例の振動板１００ｘの形状を説明するモデルの外観図である。具体的には、図２（ａ）が、本実施例の振動板１０の形状を説明する透明樹脂で形成されたモデル振動板１０ｘの写真であり、図２（ｂ）が、比較例の振動板１００の形状を説明する透明樹脂で形成されたモデル振動板１００ｘの写真である。比較例の振動板１００は、振動板部１３の曲面に凹凸を有さないので、モデル振動板１００ｘの振動板部１３は、透明で滑らかな略円錐面状の曲面になっている。一方で、本実施例の振動板１０は、振動板部１３の曲面に５本の渦巻状の凹凸１４が形成されているので、モデル振動板１０ｘの振動板部１３に白く濁ったように見えている。

本実施例の振動板１０の振動板部１３は、その曲面の形状を複数の等高線により規定されている。また、それらの等高線は、その全ての角部を円弧により面取りされた複数の正五角形により規定されている。そして、複数の等高線は、さらに正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように、それぞれ同心円の中心点Ｏから所定の異なる回転角度を与えて正多角形が配置されている。その結果、振動板１０の振動板部１３には、複数の等高線の正五角形の角部を結んでできる渦巻状の凹凸１４が、図２（ａ）に示すように形成される。

振動板部１３での渦巻状の凹凸１４は、振動板１０の振動板部１３の剛性を高めるので、振動板１０を用いるスピーカーユニット１は、分割振動モードの影響により出現しやすい音圧周波数特性上のピーク・ディップを抑制し、再生音質に優れるものになる。一方で、比較例の振動板１００では、分割振動モードの影響が音圧周波数特性上のピーク・ディップとして出現しやすくなる。

図３～図７は、本実施例または比較例の振動板の形状を示す図およびその振動板を用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフである。具体的には、図３～図５が本実施例の振動板１０、１０ａ、および１０ｂの場合であり、図６および図７が比較例の振動板１００、および１００ａの場合である。また、それぞれの図において、図（ａ）が振動板の形状を示す斜視図であり、図（ｂ）が振動板の平面図であり、図（ｃ）が振動板の側面図であり、図（ｄ）がその振動板を用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフである。それぞれの図（ｂ）および図（ｃ）では、振動板部１３の曲面の形状を規定する複数の等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃが、点線で記載されている。なお、振動板部１３の曲面の形状を規定する等高線は、スピーカー振動系が振動するＺ軸方向に直交する平面により規定される。

なお、本実施例または比較例の振動板では、略円錐面状の曲面を有する振動板部１３は、その曲面の形状を複数の等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃにより規定されている。本実施例の振動板１０、１０ａ、１０ｂの振動板部１３において、等高線Ｃａよりも内径部１１に近いところ、または、等高線Ｃｃよりも外径部１２に近いところ、では、（図示しない）等高線は円形になっている。渦巻状の凹凸１４は、振動板部１３に現れて、ボイスコイル４に連結する内径部１１、または、エッジ９に連結する外径部１２の形状には影響しない。

本実施例の振動板１０では、図３に示すように、最も内径部１１に近い等高線Ｃａは、正五角形の全ての角部を同じ半径ｒａの円弧により面取りされた五角形になっている。また、中間の等高線Ｃｂは、等高線Ｃａの正五角形を周方向に１５°の角度だけ回転させて、正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正五角形であって、その全ての角部を同じ半径ｒｂ（＞ｒａ）の円弧により面取りされた五角形になっている。また、最も外径部１２に近い等高線Ｃｃは、等高線Ｃｂの正五角形を周方向にさらに１２°の角度だけ回転させて、正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正五角形であって、その全正五角形の全ての角部を同じ半径ｒｃ（＞ｒｂ）の円弧により面取りされた五角形になっている。

したがって、振動板１０では、振動板部１３の曲面に等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃの角部の円弧を結んでできる５本の渦巻状の凹凸１４が形成されている。図３（ａ）の斜視図および図３（ｃ）の側面図に示すように、振動板１０の振動板部１３の円錐状の曲面にはコーン状の凹面側だけでなく凸面側でも凹凸１４が現れ、振動板部１３の剛性を高める。

その結果、図３（ｄ）に示すように、振動板１０を用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフは、約１ｋＨｚ～約７ｋＨｚの周波数領域においてピーク・ディップが少ない比較的に平坦な周波数特性を示している。これは、渦巻状の凹凸１４が、振動板１０の振動板部１３の剛性を高めて、特定の周波数での分割振動モードが生じにくくなるからである。

次に、他の本実施例の振動板１０ａでは、図４に示すように、最も内径部１１に近い等高線Ｃａは、正五角形の全ての角部を異なる半径ｒａ１～ｒａ５の円弧により面取りされた五角形になっている。また、中間の等高線Ｃｂは、等高線Ｃａの正五角形を周方向に１５°の角度だけ回転させて、正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正五角形であって、その全ての角部を異なる半径ｒｂ１～ｒｂ５（それぞれ対応する円弧ｒａよりも大きい）の円弧により面取りされた五角形になっている。また、最も外径部１２に近い等高線Ｃｃは、等高線Ｃｂの正五角形を周方向にさらに１２°の角度だけ回転させて、正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正五角形であって、その全正五角形の全ての角部を異なる半径ｒｃ１～ｒｃ５（それぞれ対応する円弧ｒｂよりも大きい）の円弧により面取りされた五角形になっている。

振動板１０ａでは、等高線Ｃａにおいて正五角形の全ての角部を面取りする円弧の半径ｒａ１～ｒａ５は、等高線Ｃａを一周する軌跡において単調増加するように設定されている。つまり、半径の値がｒａ１＜ｒａ２＜ｒａ３＜ｒａ４＜ｒａ５という関係が成り立つ。また、ｒａ５≦４＊ｒａ１という関係になるように単調増加を抑えて、一つの等高線における円弧の半径の最大値ｒａ５が、他の円弧の半径の最小値ｒａ１の１倍以上～４倍以下になるように設定されている。また、等高線Ｃｂにおいても、等高線Ｃａと同様に、円弧の半径ｒｂ１～ｒｂ５が、ｒｂ１＜ｒｂ２＜ｒｂ３＜ｒｂ４＜ｒｂ５という関係が成り立ち、また、ｒｂ５≦４＊ｒｂ１という関係になるように設定されている。また、等高線Ｃｃにおいても、等高線ＣａまたはＣｂと同様に、円弧の半径ｒｃ１～ｒｃ５が、ｒｃ１＜ｒｃ２＜ｒｃ３＜ｒｃ４＜ｒｃ５という関係が成り立ち、また、ｒｃ５≦４＊ｒｃ１という関係になるように設定されている。

したがって、振動板１０ａでは、振動板１０の場合と同様に、振動板部１３の曲面に等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃの角部の円弧を結んでできる５本の渦巻状の凹凸１４が形成されている。一つの等高線における円弧の半径の最大値が、他の円弧の半径の最小値の１倍以上～４倍以下になり、好ましくは約２倍程度になるように設定されている。図４（ａ）の斜視図および図４（ｃ）の側面図に示すように、振動板１０ａの振動板部１３の円錐状の曲面にはコーン状の凹面側だけでなく凸面側でも凹凸１４が現れ、振動板部１３の剛性を高める。

その結果、図４（ｄ）に示すように、振動板１０ａを用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフは、約１ｋＨｚ～約７ｋＨｚの周波数領域においてピーク・ディップがさらに少ない比較的に平坦な周波数特性を示している。これは、渦巻状の凹凸１４が、振動板１０ａの振動板部１３の剛性を高めて、特定の周波数での分割振動モードが生じにくくなるからである。

次に、他の本実施例の振動板１０ｂでは、図５に示すように、振動板１０ａのように等高線Ｃａ～Ｃｃのそれぞれの正五角形の全ての角部を面取りする円弧の半径を異なるようにさせているものの、等高線を一周する軌跡において単調増加または単調減少しないように、順番を入れ替えて凹凸１４を形成している。例えば、図５（ｂ）に示すように、正五角形の角部を面取りする円弧は、等高線Ｃａを一周する軌跡において半径の値がｒａ１、ｒａ３、ｒａ２、ｒａ５、ｒａ４という順番で出現して、単調に増加または減少しないように設定されている。等高線Ｃｂを一周する軌跡においても、同様に半径の値がｒｂ１、ｒｂ３、ｒｂ２、ｒｂ５、ｒｂ４という順番で出現し、等高線Ｃｃを一周する軌跡においても、同様に半径の値がｒｃ１、ｒｃ３、ｒｃ２、ｒｃ５、ｒｃ４という順番で出現し、単調に増加または減少しないように設定されている。

したがって、振動板１０ｂでは、振動板１０または１０ａの場合と同様に、振動板部１３の曲面に等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃの角部の円弧を結んでできる５本の渦巻状の凹凸１４が形成されている。図５（ａ）の斜視図および図５（ｃ）の側面図に示すように、振動板１０ｂの振動板部１３の円錐状の曲面にはコーン状の凹面側だけでなく凸面側でも凹凸１４が現れ、振動板部１３の剛性を高める。ただし、振動板１０ｂの場合には、等高線を一周する軌跡における最初の角部の円弧と最後の角部の円弧の大きさの差（例えばｒａ４とｒａ１）が、単調増加する振動板１０ａの場合（例えばｒａ５とｒａ１）に比べて小さくなるので、振動板部１３の曲面の外観上の見栄えが改善できる利点がある。

その結果、図５（ｄ）に示すように、振動板１０ｂを用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフは、約１ｋＨｚ～約７ｋＨｚの周波数領域においてピーク・ディップがさらに少ない比較的に平坦な周波数特性を示している。これは、渦巻状の凹凸１４が、振動板１０ｂの振動板部１３の剛性を高めて、特定の周波数での分割振動モードが生じにくくなるからである。

次に、比較例の振動板１００では、図６に示すように、上記の本実施例の振動板１０、１０ａ、１０ｂとは異なり、振動板部１３の曲面に渦巻状の凹凸１４が形成されていない。最も内径部１１に近い等高線Ｃａと、中間の等高線Ｃｂと、最も外径部１２に近い等高線Ｃｃと、はそれぞれ、図６（ｂ）に示すように、円形の等高線になっている。したがって、比較例の振動板１００は、振動板部１３の剛性を高める渦巻状の凹凸１４の効果を示す比較例である。

図６（ｄ）に示すように、比較例の振動板１００を用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフは、約１ｋＨｚ～約７ｋＨｚの周波数領域においてピーク・ディップが大きくなり、平坦ではない周波数特性を示している。これは、渦巻状の凹凸１４が無いので、振動板１００の振動板部１３の剛性が低くなり、特定の周波数での分割振動モードが生じ易くなるからである。

次に、比較例の振動板１００ａでは、図７に示すように、上記の本実施例の振動板１０、１０ａ、１０ｂとは一部が異なり、振動板部１３の曲面に凹凸１４が形成されているものの、径方向に直線状であり渦巻状になっていない。等高線Ｃａは、正五角形の全ての角部を同じ半径ｒａの円弧により面取りされた五角形になっている。また、等高線Ｃｂ、Ｃｃは、等高線Ｃａの正五角形を周方向に回転させておらず、正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では同じように配置させた略相似形の正五角形であって、その全ての角部を同じ半径ｒｂ（＞ｒａ）または半径ｒｃ（＞ｒｂ）の円弧によりそれぞれ面取りされた五角形になっている。したがって、比較例の振動板１００ａは、本実施例の振動板１０の振動板部１３の剛性を高める渦巻状の凹凸１４が渦巻状になっている効果を示す比較例である。

図７（ｄ）に示すように、比較例の振動板１００ａを用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性を示すグラフは、約１ｋＨｚ～約７ｋＨｚの周波数領域において約２．５ｋＨｚ付近のディップが大きくなり、平坦ではない周波数特性を示している。これは、凹凸１４が渦巻状では無いので、振動板１００ａの振動板部１３の剛性が低くなり、特定の周波数での分割振動モードが生じ易くなるからである。

図８は、他の実施例の振動板１０ｃの形状を示す図である。具体的には、図８（ａ）が振動板１０ｃの形状を示す斜視図であり、図８（ｂ）が振動板１０ｃの平面図であり、図８（ｃ）が振動板１０ｃの側面図である。

本実施例の振動板１０ｃでは、図８に示すように、最も内径部１１に近い等高線Ｃａは、正六角形の全ての角部を異なる半径ｒａ１～ｒａ６の円弧により面取りされた六角形になっている。また、中間の等高線Ｃｂは、等高線Ｃａの正六角形を周方向に１５°の角度だけ回転させて、正六角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正六角形であって、その全ての角部を異なる半径ｒｂ１～ｒｂ６（それぞれ対応する円弧ｒａよりも大きい）の円弧により面取りされた六角形になっている。また、最も外径部１２に近い等高線Ｃｃは、等高線Ｃｂの正六角形を周方向にさらに１２°の角度だけ回転させて、正六角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正六角形であって、その正六角形の全ての角部を異なる半径ｒｃ１～ｒｃ６（それぞれ対応する円弧ｒｂよりも大きい）の円弧により面取りされた六角形になっている。

振動板１０ｃでは、等高線Ｃａにおいて正六角形の全ての角部を面取りする円弧の半径ｒａ１～ｒａ６は、等高線を一周する軌跡において単調増加または単調減少しないように、順番を入れ替えて凹凸１４を形成している。例えば、図８（ｂ）に示すように、正六角形の角部を面取りする円弧は、等高線Ｃａを一周する軌跡において半径ｒａ１、ｒａ５、ｒａ２、ｒａ４、ｒａ３、ｒａ６という順番で出現して、単調に増加または減少しないように設定されている。等高線Ｃｂを一周する軌跡においても、同様に半径ｒｂ１、ｒｂ５、ｒｂ２、ｒｂ４、ｒｂ３、ｒｂ６という順番で出現し、等高線Ｃｃを一周する軌跡においても、同様に半径ｒｃ１、ｒｃ５、ｒｃ２、ｒｃ４、ｒｃ３、ｒｃ６という順番で出現し、単調に増加または減少しないように設定されている。

したがって、振動板１０ｃでは、振動板部１３の曲面に等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃの角部の円弧を結んでできる６本の渦巻状の凹凸１４が形成されている。図８（ａ）の斜視図および図８（ｃ）の側面図に示すように、振動板１０ａの振動板部１３の円錐状の曲面にはコーン状の凹面側だけでなく凸面側でも凹凸１４が現れ、振動板部１３の剛性を高める。その結果、振動板１０ｃを用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性は、約１ｋＨｚ～約７ｋＨｚの周波数領域においてピーク・ディップが少ない比較的に平坦な周波数特性を示す。これは、渦巻状の６本の凹凸１４が、振動板１０ｃの振動板部１３の剛性を高めて、特定の周波数での分割振動モードが生じにくくなるからである。

なお、振動板１０ｃのように、音波を放射する振動板部１３の曲面の形状を規定する複数の等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃは、それぞれ、その全ての角部を円弧により面取りされた複数の正多角形により規定されるものであればよい。正多角形は、正三角形または正方形または正五角形または正六角形または正七角形または正八角形など、角部の数がある程度少ないものである方が好ましい。例えば、正多角形の角部の数が１０個以上にもなれば、正多角形が円形に近づいていき、渦巻状の凹凸１４が形成されても振動板部１３の剛性を高める効果を発揮しにくくなる恐れがあるからである。また、正多角形は、正三角形であってもよい。正三角形の角部を面取りする円弧の半径ｒを全て異なるように設定する場合には、一つの等高線を一周する軌跡において、単調増加、または、単調減少して異なって出現するのは、やむを得なくなる。もちろん、正多角形を配置する等高線は、上記の等高線Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃのように３つの場合に限られず、複数であればよく、更に多い数にして細かく設定してもよい。

図９は、他の実施例のダストキャップ２０の形状を示す図である。具体的には、図９（ａ）がダストキャップ２０の形状を示す斜視図であり、図９（ｂ）がダストキャップ２０の平面図であり、図９（ｃ）がダストキャップ２０の側面図である。ダストキャップ２０は、円形の縁部を規定する外径部２２と、略ドーム状の振動板部２３と、を有し、複数の渦巻状の凹凸２４が振動板部２３の曲面に形成されている。

本実施例のダストキャップ２０では、図９に示すように、最も中心点Ｏに近い等高線Ｃａは、正五角形の全ての角部を異なる半径ｒａ１～ｒａ５の円弧により面取りされた五角形になっている。また、最も外径部２２に近い等高線Ｃｂは、等高線Ｃａの正五角形を周方向に１２°の角度だけ回転させて、正五角形の角部の周方向の位置が隣接する等高線の間では異なるように配置させた略相似形の正五角形であって、その正五角形の全ての角部を異なる半径ｒｂ１～ｒｂ５（それぞれ対応する円弧ｒａよりも大きい）の円弧により面取りされた五角形になっている。

ダストキャップ２０では、等高線Ｃａにおいて正六角形の全ての角部を面取りする円弧の半径ｒａ１～ｒａ６は、等高線を一周する軌跡において単調増加または単調減少しないように、順番を入れ替えて凹凸１４を形成している。例えば、図９（ｂ）に示すように、正五角形の角部を面取りする円弧は、等高線Ｃａを一周する軌跡において半径ｒａ１、ｒａ３、ｒａ２、ｒａ５、ｒａ４という順番で出現して、単調に増加または減少しないように設定されている。等高線Ｃｂを一周する軌跡においても、同様に半径ｒｂ１、ｒｂ３、ｒｂ２、ｒｂ５、ｒｂ４という順番で出現し、単調に増加または減少しないように設定されている。

したがって、ダストキャップ２０では、振動板部２３の曲面に等高線Ｃａ、Ｃｂの角部の円弧を結んでできる５本の渦巻状の凹凸２４が形成されている。図９（ａ）の斜視図および図９（ｃ）の側面図に示すように、ダストキャップ２０の振動板部２３のドーム状の曲面には凸面側だけでなく凹面側でも凹凸２４が現れ、振動板部２３の剛性を高める。その結果、ダストキャップ２０を用いた動電型のスピーカーユニット１の音圧周波数特性は、約１ｋＨｚ以上の高い周波数領域においてピーク・ディップが少ない比較的に平坦な周波数特性を示すようになる。これは、渦巻状の５本の凹凸２４が、ダストキャップ２０の振動板部２３の剛性を高めて、特定の周波数での分割振動モードが生じにくくなるからである。

図９は、他の実施例のダストキャップ２０の場合であるが、本発明の振動板は、ダストキャップ２０と同様に音波を放射するドーム形状の振動板であってもよい。また、振動板の口径、形状を問わず、本発明の振動板は、ドーム形状の振動板とコーン形状の振動板を組み合わせるようなバランスドーム形状の振動板であってもよい。もちろん、コーン形状の振動板であって、ダストキャップ部分を一体に形成している振動板であってもよい。また、ダストキャップは、振動板としてのサブコーンを備えるものであってもよい。

なお、実施例の振動板１０またはダストキャップ２０を構成する材料は、樹脂材料であってもよい。例えば、振動板１０またはダストキャップ２０を構成する樹脂材料は、ＰＥＴのフィルム状部材であってもよい。振動板１０またはダストキャップ２０を形成する材料は、例えば、他のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、等の軽量な樹脂材料のフィルム、もしくは、シートを熱プレスして形成したものであってもよく、また、エラストマーのシートをプレス成形したものであってもよい。また、振動板１０またはダストキャップ２０を形成する材料は、セルロース等の天然繊維や合成繊維から構成された不織布、または、紙材であってもよい。

本発明の振動板は、図示するような動電型のスピーカーユニットに限らず、ダンパーを備えずにスピーカー振動系を構成するスピーカーユニットであってもよい。また、動電型のスピーカーユニットに限らず、圧電型のスピーカーユニットにも適用が可能である。

１ スピーカーユニット
２ フレーム
３ 磁気回路
４ ボイスコイル
９ エッジ
１０ 振動板
１１ 内径部
１２ 外径部
１３ 振動板部
１４ 渦巻状凹凸
２０ ダストキャップ
２２ 外径部
２３ 振動板部
２４ 渦巻状凹凸

Claims (8)

1. 動電型のスピーカーユニットを構成する振動板またはダストキャップであって、
   音波を放射する振動板部の曲面の形状を規定する複数の等高線がそれぞれ、その全ての角部を円弧により面取りされた複数の正多角形により規定され、かつ、前記正多角形の前記角部の周方向の位置が隣接する前記等高線の間では異なるように、それぞれ同心円の中心点から所定の異なる回転角度を与えて前記正多角形が配置されて、複数の前記等高線に応じた渦巻状の凹凸が前記曲面に形成されている、
   振動板またはダストキャップ。
2. 前記正多角形の前記角部を面取りする前記円弧の半径ｒが、一つの前記等高線における全ての前記角部において異なるように設定されている、
   請求項１に記載の振動板またはダストキャップ。
3. 前記複数の正多角形の中心は、一致しており、
   前記複数の正多角形の前記角部の数は、一致している、
   請求項１または２に記載の振動板またはダストキャップ。
4. 前記正多角形が、好ましくは、正三角形、正方形、正五角形、正六角形、正七角形または正八角形である、
   請求項１から３のいずれかに記載の振動板またはダストキャップ。
5. 前記正多角形が、正方形、正五角形、正六角形、正七角形または正八角形の場合に、前記正多角形の前記角部を面取りする前記円弧の半径ｒが、一つの前記等高線を一周する軌跡において、単調増加することなく、または、単調減少することなく異なって出現するように設定されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の振動板またはダストキャップ。
6. 円孔を規定する内径部と、
   前記 内径部と同心円となる円形の縁部を規定する外径部と、
   前記 内径部と前記外径部を結ぶ略円錐面状の前記曲面を有する前記振動板部と、を有し、
   前記正多角形の前記角部を面取りする前記円弧の半径ｒが、前記内径部に近い前記等高線の場合よりも、前記外径部に近い前記等高線の場合の方が大きくなるように設定されている、
   請求項１から５のいずれかに記載の振動板。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の前記振動板と、
   前記 振動板の内径部に連結されるボイスコイルと、
   前記 振動板の外径部に連結されるエッジと、
   前記 エッジの外周端部が固定されるフレームと、
   前記 ボイスコイルの前記コイルが配置される磁気空隙を有して前記フレームに固定される磁気回路と、を少なくとも備える、
   スピーカーユニット。
8. コーン形状の振動板と、
   前記 振動板の内径部に連結されるボイスコイルと、
   前記 振動板または前記ボイスコイルに連結する請求項１から５のいずれかに記載の前記ダストキャップと、
   前記 振動板の外径部に連結されるエッジと、
   前記 エッジの外周端部が固定されるフレームと、
   前記 ボイスコイルの前記コイルが配置される磁気空隙を有して前記フレームに固定される磁気回路と、を少なくとも備える、
   スピーカーユニット。

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