JP7417914B2

JP7417914B2 - スピーカー

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Publication number: JP7417914B2
Application number: JP2022561355A
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Inventors: 一樹本田; 将史西田; 純一池田; 一平來山
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2024-01-19
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Description

本開示は、スピーカーに関する。

例えば特許文献１には、ドーム状の振動板と、その振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーが開示されている。フェーズプラグに対向する振動板の一部分から発生した音波の位相が、前記振動板の他の部分から発生した音波の位相に合わせられる。これにより、音圧の低下が抑制され、音質が向上する。

米国特許第５８７５２５２号

本開示は、ドーム状の振動板とその前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーにおいて、さらに音質を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
前方に凸に湾曲したドーム状の振動板と、
内部に前記振動板が配置され、前方に向かうにしたがって内径が増加する筒状部材と、
前記振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグと、を有し、
前記フェーズプラグが、
前方に向いた前面と、
前記振動板の前面における中央部分に対して平行に一定の間隔をあけて対向する後面と、
前記前面と前記後面とを接続する側面とを備え、
スピーカーの前後方向視で、前記フェーズプラグの前面が、前記フェーズプラグの後面に比べて大きく、
前記フェーズプラグの側面の少なくとも一部が、前方に延在しつつ外側に延在して前記筒状部材の内周面および前記振動板の前面に対して対向し、前記振動板から発生した音波を前記筒状部材の内周面に向ける傾斜面を含んでいる、スピーカーが提供される。

また、本開示の別態様によれば、
前方に凸に湾曲したドーム状の振動板と、
前記振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグと、を有し、
前記フェーズプラグが、
前方に向いた前面と、
前記振動板の前面における中央部分に対して平行に一定の間隔をあけて対向する後面と、
前記前面と前記後面とを接続する側面とを備え、
前記フェーズプラグが、前記側面に複数のリブを備え、
前記複数のリブそれぞれが、前記振動板の前面に対して平行に前記一定の間隔をあけて対向する対向面を備え、
前記複数のリブそれぞれが、スピーカーの前後方向視で、前記前面の外周縁を越えて外側に向かって突出している、スピーカーが提供される。

本開示によれば、ドーム状の振動板とその前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーにおいて、さらに音質を向上させることができる。

本開示の実施の形態１に係るスピーカーの内部を示す概略的な斜視図実施の形態１に係るスピーカーの音響発生ユニットの断面図実施の形態１に係るスピーカーの音響発生ユニットの分解図実施の形態１に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図実施の形態１に係るフェーズプラグの前方斜視図実施の形態１に係るフェーズプラグの後方斜視図実施の形態１に係るフェーズプラグの側面図実施の形態１に係るフェーズプラグの後面図フェーズプラグが設けられていない比較例のスピーカーに生じる第１の問題点を示すスピーカーの概略図フェーズプラグが設けられていない比較例のスピーカーに生じる第２の問題点を示すスピーカーの概略図フェーズプラグが設けられていない比較例のスピーカーにおける音圧－周波数特性を示す図実施の形態１に係るフェーズプラグの後面による効果を示すスピーカーの概略図実施の形態１に係るフェーズプラグの側面による効果を示すスピーカーの概略図実施の形態１のスピーカーにおける音圧分布図皿状のフェーズプラグを備える比較例のスピーカーにおける音圧分布図実施の形態１に係るスピーカーの音圧－周波数特性（実線）と、フェーズプラグを備えていない比較例のスピーカーの音圧－周波数特性（一点鎖線）のシミュレーション値を示す図実施の形態１のスピーカーにおける波面の伝播を示す図平板状のフェーズプラグを備える比較例のスピーカーにおける波面の伝播を示す図複数のリブを備えるフェーズプラグを有するスピーカーの音圧－周波数特性（実線）と、複数のリブを備えていないフェーズプラグを有するスピーカーの音圧－周波数特性（一点鎖線）のシミュレーション値を示す図実施の形態２に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図実施の形態２に係るフェーズプラグの前方斜視図実施の形態２に係るフェーズプラグの後方斜視図実施の形態２に係るフェーズプラグの側面図実施の形態２に係るフェーズプラグの後面図実施の形態３に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図別の実施の形態に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図さらに別の実施の形態に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係るスピーカーの内部を示す概略的な斜視図である。図２は、実施の形態１に係るスピーカーの音響発生ユニットの断面図である。図３は、音響発生ユニットの分解図である。

図１に示すように、スピーカー１０は、エンクロージャー１２と、エンクロージャー1２内に設けられた音響発生ユニット１４とを有する。本実施の形態１の場合、スピーカー１０は同軸スピーカーであって、図２および図３に示すように、音響発生ユニット１４は、ウーファ１６と、ツイータ１８とを含んでいる。また、音響発生ユニット１４は、ウーファ１６を支持するフレーム２０と、ツイータ１８とフレーム２０を支持する磁気回路２２とを含んでいる。さらに、音響発生ユニット１４は、フェーズプラグ２４を含んでいる。

本実施の形態１の場合、ウーファ１６は、振動板２６と、振動板２６の前端をフレーム２０の環状の前端部２０ａに固定するエッジと、振動板２６からスピーカー１０の後方に向かって延在する円筒状のボイスコイルボビン３０と、ボイスコイルボビン３０に設けられたボイスコイル３２と、ボイスコイルボビン３０を振動可能に支持するダンパー３４と、マグネット３６とを含んでいる。

ウーファ１６の振動板２６は、スピーカー１０の前方に向かうにしたがって内径が増加する筒状の部材、例えば円錐台状の部材である。その形状の中心軸がスピーカー１０の前後方向に延在するスピーカー１０の中心軸Ｃと一致するように、振動板２６は、エッジ２８とダンパー３４とを介してフレーム２０に振動可能に支持されている。磁気回路２２内に配置されたウーファ１６用のマグネット３６に隣接配置されたボイスコイル３２に電流が流れることにより、ボイスコイルボビン３０が前後方向に振動する。それにより、ボイスコイルボビン３０に接続されたウーファ１６の振動板２６が振動して音波を発生する。

ツイータ１８は、振動板３８と、振動板３８を支持するエッジ４０と、振動板３８からスピーカー１０の後方に向かって延在する円筒状のボイスコイルボビン４２と、ボイスコイルボビン４２に設けられたボイスコイル４４と、マグネット４６とを含んでいる。

ツイータ１８の振動板３８は、前方に凸に湾曲したドーム状の部材である。例えば、振動板３８は、半球形状を備える。その形状の中心軸がスピーカー１０の中心軸Ｃと一致するように、振動板３８はエッジ４０を介して磁気回路２２の円筒部２２ａの頂面に振動可能に設けられている。その結果、ウーファ１６の振動板２６とツイータ１８の振動板３８が同軸（中心軸Ｃ）上に配置されている。なお、磁気回路２２の円筒部２２ａは、ウーファ１６のボイスコイルボビン３０内に配置される。これにより、ツイータ１８の振動板３８は、ウーファ１６の振動板２６内に配置されている。磁気回路２２内に配置されたツイータ１８用のマグネット４６に隣接配置されたボイスコイル４４に電流が流れることにより、ボイスコイルボビン４２が前後方向に振動する。それにより、ボイスコイルボビン４２に接続されたツイータ１８の振動板３８が振動して音波を発生する。

フェーズプラグ２４は、ツイータ１８の振動板３８の前方に配置されている。

図４は、実施の形態１に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図である。また、図５～図８は、実施の形態１に係るフェーズプラグの前方斜視図、後方斜視図、側面図、および後面図である。

図４～図８に示すように、フェーズプラグ２４は、前方に向いた前面２４ａと、ツイータ１８の振動板３８の前面３８ａに対向する後面２４ｂと、前面２４ａと後面２４ｂとを接続する側面２４ｃとを備える。また、フェーズプラグ２４は、磁気回路２２の円筒部２２ａの頂面に取り付けられる環状のアタッチメント部２４ｄと、側面２４ｃとアタッチメント部２４ｄとを接続する複数の脚部２４ｅとを備える。アタッチメント部２４ｄは、スピーカー１０の前後方向視で、ツイータ１８の振動板３８の外側に位置して振動板３８を囲んでいる環状の部分である。脚部２４ｅは、アタッチメント部２４ｄから延在し、フェーズプラグ２４の主要部分（前面２４ａ、後面２４ｂ、側面２４ｃ）をツイータ１８の振動板３８の前方で支持している。なお、脚部２４ｅは、音質に影響しないように、後面２４ｂや後述するリブの対向面に比べて、振動板３８の前面３８ａから離れている。

フェーズプラグ２４の前面２４ａは、スピーカー１０の前方から見える表面の部分であって、スピーカー１０の前後方向視で中心軸Ｃを中心とする円形状である。また、本実施の形態１の場合、前面２４ａは、中心軸Ｃと直交する方向視で円錐状の凸面である。その円錐状の前面２４ａは、内側に凸に湾曲した錐面を備えている。また、前後方向視で、前面２４ａの大きさは、ツイータ１８の振動板３８の大きさとほぼ等しい。このような円錐状の凸面で構成されるフェーズプラグ２４の前面２４ａの役割については後述する。

フェーズプラグ２４の後面２４ｂは、ツイータ１８の振動板３８の前面２８ａにおける中央部分に対して平行に一定の間隔ｄをあけて対向する、フェーズプラグ２４の表面の部分である。間隔ｄは、例えば０．５ｍｍである。このようなフェーズプラグ２４の後面２４ｂの役割については後述する。

フェーズプラグ２４の側面２４ｃは、前面２４ａと後面２４ｂとを接続するフェーズプラグ２４の表面の部分である。本実施の形態１の場合、スピーカー１０の前後方向視で、フェーズプラグ２４の前面２４ａが、その後面２４ｂに比べて大きい。そのため、フェーズプラグ２４の側面２４ａは、前方に延在しつつ外側に延在する傾斜面２４ｆを、少なくとも部分的に含んでいる。その結果、傾斜面２４ｆは、後面２４ｂに対向していない振動板３８の前面３８ａの部分に対してスピーカー１０の前後方向に対向するとともに、ウーファ１６の振動板２６の内周面２６ａに対して前後方向に対して直交する方向に対向している。なお、本実施の形態１の場合、傾斜面２４ｆは、側面２４ｃの一部であって、前面２４ａに接続している。また、本実施の形態１の場合、傾斜面２４ｆは、前後方向に対して直交する方向視で、外側に凸に湾曲した湾曲面である。このような傾斜面２４ｆを備えるフェーズプラグ２４の側面２４ｃの役割については後述する。

さらに、本実施の形態１の場合、フェーズプラグ２４は、側面２４ｃから振動板３８の前面３８ａに向かって後方に突出する複数のリブ２４ｇを備える。また、複数のリブ２４ｇは、側面２４ｃに片持ち支持された板状の突出部であって、スピーカー１０の前後方向視で、中心軸Ｃに対して放射方向に延在している。さらに、複数のリブ２４ｇそれぞれは、振動板３８の前面３８ａに対して平行に一定の間隔ｄをあけて対向する対向面２４ｈを備える。対向面２４ｈと後面２４ｂは、連続した湾曲面である。なお、本実施の形態１の場合、複数のリブ２４ｇは、スピーカー１０の前後方向視で、前面２４ａの外周縁を越えて外側に向かって突出していない。

本実施の形態１の場合、複数のリブ２４ｇそれぞれは、スピーカー１０の前方に向かうにしたがって肉厚が増加する形状を備えている。すなわち、図７に示すように、複数のリブ２４ｇの前方側の肉厚ｔ１が、後方側（振動板３８側）の肉厚ｔ２に比べて大きい。

また、本実施の形態１の場合、複数のリブ２４ｇそれぞれの対向面２４ｈは、スピーカー１０の前後方向視で、外側に向かうにしたがって幅が減少する形状を備えている。すなわち、図８に示すように、スピーカー１０の前後方向視で、中央側の幅ｗ１が外側の幅ｗ２に比べて大きい。

このような複数のリブ２４ｇの役割については後述する。

ここからは、上述した特徴を備えるフェーズプラグ２４の役割や効果について説明する。なお、フェーズプラグ２４の役割や効果を説明する前に、参考として、フェーズプラグ２４が存在しない場合に起こる問題について説明する。

図９は、フェーズプラグが設けられていない比較例のスピーカーに生じる第１の問題点を示すスピーカーの概略図である。また、図１０は、その比較例のスピーカーに生じる第２の問題点を示すスピーカーの概略図である。

図９に示すように、フェーズプラグがない比較例のスピーカーの場合、ツイータのドーム状の振動板から前方に向かって伝播する音波は、音波が発生する位置によって到達距離が異なる。例えば、ツイータの振動板の中央部から発生した音波ＳＷ１と、ツイータ振動板の外周部から発生した音波ＳＷ２との間には、到達距離差ΔＬ１が生じる。このΔＬ１は、ドーム状の振動板の高さＨに相当する。

この到達距離差ΔＬ１により、スピーカーの前方の測定位置において、ある周波数において１８０度に近い位相のずれが生じ、その周波数の音圧レベルが低下する。その結果、スピーカーの前方にいるユーザが、ある音域において音圧不足を感じうる。

また、図１０に示すように、ツイータの振動板から発生した音波は、ウーファの振動板で反射するか否かで到達距離が異なる。例えば、ツイータの振動板の中央部から発生した音波ＳＷ１と、ツイータの振動板からウーファの振動板に向かって伝播し、そのウーファの振動板に反射された音波ＳＷ３との間には、到達距離差ΔＬ２が生じる。この到達距離差ΔＬ２は、スピーカーの前後方向に対するウーファの振動板の傾斜角度によって決まる。

この到達距離差ΔＬ２により、スピーカーの前方の測定位置において、ある周波数において１８０度に近い位相のずれが生じ、その周波数の音圧レベルが低下する。その結果、スピーカーの前方にいるユーザが、ある音域において音圧不足を感じうる。

図１１は、フェーズプラグが設けられていない比較例のスピーカーにおける音圧－周波数特性を示す図である。なお、図１１において、実線は実測値を示し、一点鎖線はシミュレーション値を示している。

図１１に示すように、フェーズプラグがない比較例のスピーカーの場合、８０００～９０００Ｈｚの音域Ａでディップが生じ、１５０００Ｈｚ以上の高音域で音圧レベルの低下が生じている。なお、「ディップ」とは、ある音域の音圧レベルがその周囲の音域のレベルに比べて低下することを言う。このように、フェーズプラグがない場合には、一部の周波数帯域で音圧レベルの低下が生じ、その結果として、スピーカーの周波数特性が悪くなる。音域Ａでのディップは図１０に示す第２の問題点に起因し、音域Ｂでの音圧レベルの低下は図９に示す第１の問題点に起因する。なお、一般的な人間の可聴範囲は、２０～２００００Ｈｚの範囲である。

このような音質の低下を抑制するように、本実施の形態１のスピーカー１０におけるフェーズプラグ２４は、上述したように、また図４に示すように、複数の特徴を備えている。

まず、フェーズプラグ２４の後面２４ｂによる効果を、図１２を参照しながら説明する。

図１２は、実施の形態１に係るフェーズプラグの後面による効果を示すスピーカーの概略図である。

上述したように、また図４に示すように、フェーズプラグ２４の後面２４ｂは、ツイータ１８の振動板３８の前面３８ａにおける中央部分に対して平行に一定の間隔ｄをあけて対向する。その結果、図１２に示すように、フェーズプラグ２４の後面２４ｂに対向するツイータ１８の振動板３８の前面における中央部分から発生した音波ＳＷ１は、フェーズプラグ２４と振動板３８の間の隙間を介して外方向に伝播し、その隙間から出た後に前方に向かって伝播する。その結果、図９示す第１の問題点を解消することができる、すなわち、フェーズプラグに対向する中央部分から発生した音波ＳＷ１とフェーズプラグに対向しない外側部分から発生した音波ＳＷ２との間の到達距離差が小さくなる。

次に、フェーズプラグ２４の側面２４ｃによる効果を、図１３、図１４Ａ、および図１４Ｂを参照しながら説明する。

図１３は、実施の形態１に係るフェーズプラグの側面による効果を示すスピーカーの概略図である。また、図１４Ａは、実施の形態１のスピーカーにおける音圧分布図である。さらに、図１４Ｂは、皿状のフェーズプラグを備える比較例のスピーカーにおける音圧分布図である。なお、図１４Ａ、１４Ｂにおいて、破線は異なる音圧レベルの境界を示している。

図４に示すように、スピーカー１０の前後方向視で、フェーズプラグ２４の前面２４ａが、その後面２４ｂに比べて大きい。また、そのために、フェーズプラグ２４の側面２４ｃは、前方に延在しつつ外側に延在する傾斜面２４ｆを、少なくとも部分的に含んでいる。また、本実施の形態１の場合、傾斜面２４ｆは、スピーカー１０の前後方向に対して直交する方向視で、外側に凸に湾曲した湾曲面である。

このようなフェーズプラグ２４の側面２４ｃにより、図１３に示すように、ツイータ１８振動板３８の異なる位置から発生した音波は、前方ではなく、ウーファ１６の振動板２６の内周面２６ａに向けられる。それにより、ツイータ１８の振動板３８からの音波は、ウーファ１６の振動板２６の内周面２６ａに向かって伝播し、そしてその内周面２６ａに沿って前方に伝播する。すなわち、ツイータ１８の振動板３８の中央部分から発生した音波も、外側部分から発生した音波も実質的に同一の経路に沿って伝播する。

また、フェーズプラグ２４の側面２４ｃにより、図１４Ａに示す音圧分布図からわかるように、音波は、フェーズプラグの前方への回折が抑制（遅延）されている。その結果、音波は、音圧レベルを維持しながらウーファの振動板に沿って伝播する。一方、図１４Ｂに示す比較例の場合、フェーズプラグが薄い皿状であるために、音波はフェーズプラグの前方に回折する。その結果、音波は、音圧レベルが低下しながらウーファの振動板の内周面に沿って伝播する。

図１５は、実施の形態１のスピーカーの音圧－周波数特性（実線）と、フェーズプラグを備えていない比較例のスピーカーの音圧－周波数特性（一点鎖線）のシミュレーション値を示している。

図１５に示すように、フェーズプラグ２４の側面２４ｃにより、８０００～９０００Ｈｚの音域Ａでのディップの発生が抑制される。その結果、音質が向上、特に、音の色彩が向上する。

なお、本実施の形態１の場合、図４に示すように、フェーズプラグ２４の側面２４ｃにおける傾斜面２４ｆは、スピーカー１０の前後方向に対して直交する方向視で、外側に凸に湾曲した湾曲面であるが、これに限らない。傾斜面２４ｆは、スピーカー１０の前後方向に対して直交する方向視で直線状であってもよい。なお、フェーズプラグの前方への音波の回折を抑制する（その回折の発生を遅延させる）ためには、湾曲面が好ましい。また、側面２４ｃの全体が、傾斜面２４ｆであってもよい。

また、本実施の形態１の場合、図４に示すように、フェーズプラグ２４の側面２４ｃには、後面２４ｂからスピーカーの１０の少なくとも前後方向に延在する壁面２４ｉと、壁面２４ｉから少なくとも外側に向かって延在して傾斜面２４ｆに接続する軒天状の壁面２４ｊとを含んでいる。本実施の形態１の場合、壁面２４ｉは後面２４ｂから壁面２４ｊに向かって前方に延在しつつ外側に延在し、壁面ｊは壁面２４ｉから傾斜面２４ｆに向かって外側に延在しつつ後方に延在している。後面２４ｂと振動板３８との間から出た音波は、後面２４ｂの外周端から壁面２４ｉに沿って進み、そして壁面２４ｉの前端から壁面２４ｊに沿って進む。

壁面２４ｉに沿って進む音波は、ウーファ１６の振動板２６に沿って進む音波に比べて先行する。しかし、壁面２４ｉに沿って進んだ音波は、その後、壁面２４ｉに沿って外側に進む。その間に、ウーファ１６の振動板２６に沿って進む音波が追いつく。具体的には、壁面２４ｊに沿って進む音波が傾斜面２４ｆに到達するタイミングに、壁面２４ｊと傾斜面２４ｆとの接続箇所と実質的に同一の前後方向位置に、ウーファ１６の振動板２６に沿って進む音波が到達する。その後は、フェーズプラグ２４に沿って進む音波とウーファ１６の振動板２６に沿って進む音波とが揃った状態で前方に進む。このような後面２４ｂと傾斜面２４ｆとの間に位置する壁面２４ｉ、２４ｊの形状や長さを適当に調整することにより、フェーズプラグ２４に沿って進む音波の経路長を調整することできる。その結果、音波全体は位相を揃えた状態でスピーカー１０の前方に向かって進むことができる。

続いて、フェーズプラグ２４の前面２４ａによる効果を、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照しながら説明する。

図１６Ａは、実施の形態１のスピーカーにおける波面の伝播を示す図である。また、図１６Ｂは、平板状のフェーズプラグを備える比較例のスピーカーにおける波面の伝播を示す図である。なお、図１６Ａ、１６Ｂにおいて、異なる２つの波面Ｗ１、Ｗ２それぞれを一点鎖線および二点鎖線で示し、それらの合成波の波面Ｗを破線で示している。

図４に示すように、本実施の形態１の場合、フェーズプラグ２４の前面２４ａは、中心軸Ｃと直交する方向視で前方に突出する円錐状の凸面である。その円錐状の前面２４ａは、内側に凸に湾曲した錐面を備えている。

このようなフェーズプラグの前面によれば、また、波面が物体の表面に対して直交するように音波が物体の表面に沿って伝播する性質によれば、図１６Ａに示すように、異なる２つの波面Ｗ１、Ｗ２がフェーズプラグの前方で合流すると、その合成波の波面Ｗは、全体にわたって一様に前方に向かって凸に湾曲する波面となる。一方、図１６Ｂに示すように、フェーズプラグが板状である場合、異なる２つの波面Ｗ１、Ｗ２が、フェーズプラグの前面上で干渉し、その結果、合成波の波面Ｗは、フェーズプラグの前方で伝播する部分が凹状な波面になる。

このようなフェーズプラグ２４の前面２４ａにより、図１５に示すように、１５０００Ｈｚ以上の高音域Ｂでの音圧レベルの低下が抑制される。その結果、音質が向上、特に、音の伸びが向上する。

続いて、フェーズプラグ２４の複数のリブ２４ｇの効果について説明する。

上述したように、また図４に示すように、複数のリブ２４ｇそれぞれは、スピーカー１０の前後方向視で、中心線Ｃに対して放射方向に延在している。さらに、複数のリブ２４ｇそれぞれは、振動板３８の前面３８ａに対して平行に一定の間隔ｄをあけて対向する対向面２４ｈを備える。

このような複数のリブ２４ｇにより、振動板３８の様々な箇所から発生する音波は、その発生位置が中央から離れるにしたがって、直接前方に向かう割合が増加する。すなわち、発生位置が中央から離れるに従い、複数のリブ２４ｇ間を介してすぐに前方に伝播する音波が増加し、リブ２４ｇの対向面２４ｈと振動板３８との間の隙間を伝播した後に前方に向かう音波が減少する。簡単に言えば、発生位置が中央から離れるに従い、ショートカットする音波が増加し、遠回りする音波が減少する。具体的には、リブ２４ｇの対向面２４ｈに対向する振動板３８の部分から発生した音波の伝播経路は、その音波が対向面２４ｈと振動板３８との間の隙間を出た後に前方に向かうので、対向面２４ｈと対向していない振動板３８の部分から発生して直接前方に伝播する音波の伝播経路に比べて長くなる。このように音波の伝播経路の長さが多様に異なることにより、スピーカーの前方の測定位置に到達する各周波数の音圧レベルが平坦化される。

図１７は、複数のリブを備えるフェーズプラグを有するスピーカーの音圧－周波数特性（実線）と、複数のリブを備えていないフェーズプラグを有するスピーカーの音圧－周波数特性（一点鎖線）のシミュレーション値を示している。なお、一点鎖線で示す複数のリブを備えていないフェーズプラグは、後述する図２４に示されている。

図１７に示すように、フェーズプラグが複数のリブを備えることにより、３００００Ｈｚ以下の音域において、スピーカーの前方の測定位置に到達する各周波数の音圧レベルが平坦化され、音質が向上する。

なお、本実施の形態１の場合、音圧レベルの平坦化の程度、特定の周波数の音圧レベルの微調整のために、図７や図８に示すように、複数のリブ２４ｇそれぞれの肉厚、および複数のリブ２４ｇそれぞれの対向面２４ｈの幅が微調整されている。肉厚が前方に向かうにしたがって増加することにより、複数のリブ２４ｇ間を伝播する音波、具体的にはリブ２４ｇ近傍を伝播する音波の伝播経路の長さが、リブ間中央を伝播する音波に比べてわずかに長くなる。また、対向面２４ｈの幅が外側に向かうにしたがって減少することにより、対向面２４ｈと振動板３８との間の隙間を伝播する音波の一部が、対向面２４ｈの外側端に到達する前に、複数のリブ間に抜ける。

以上のような実施の形態１によれば、ドーム状の振動板とその前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーにおいて、さらに音質を向上させることができる。

(実施の形態２）
上述の実施の形態１の場合、図４に示すように、複数のリブ２４ｇは、スピーカー１０の前後方向視で、フェーズプラグ２４の前面２４ａの外周縁を越えて外側に向かって突出していない。したがって、複数のリブ２４ｇ間を前方に向かって伝播する音波は、側面２４ｃで反射され、ウーファ１６の振動板２６の内周面２６ａに向かって伝播する。これと異なり、本実施の形態２に係るスピーカーにおいては、複数のリブ２４ｇ間を前方に向かって伝播する音波は、そのまま前方に向かってスピーカーから出力される。この異なる点以外は実質的に同じであるため、この異なる点を中心に、本実施の形態２について説明する。

図１８は、実施の形態２に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図である。また、図１９～図２２は、実施の形態２に係るフェーズプラグの前方斜視図、後方斜視図、側面図、および後面図である。

図１８～図２２に示すように、本実施の形態２に係るスピーカーにおけるフェーズプラグ１２４は、前方に向いた前面１２４ａと、ツイータの振動板１３８の前面１３８ａに対向する後面１２４ｂと、前面１２４ａと後面１２４ｂとを接続する側面１２４ｃと、磁気回路に取り付けられる環状のアタッチメント部１２４ｄと、側面１２４ｃとアタッチメント部１２４ｄとを接続する複数の脚部１２４ｅとを備える。

本実施の形態２に係るフェーズプラグ１２４において、スピーカーの前後方向視で、前面１２４ａと後面１２４ｂは、実質的に同一の大きさである。そのため、側面１２４ｃは、前方に延在しつつ外側に延在し、前後方向に直交する方向視で、平坦な傾斜面を含んでいる。しかしながら、その傾斜面は、スピーカーの中心軸Ｃに対する傾斜角度が小さく、中心軸と実質的に平行である。したがって、本実施の形態２に係るフェーズプラグ１２４の側面１２４ｃは、上述の実施の形態１に係るフェーズプラグ２４の外側に凸の湾曲面状の側面２４ｃとは異なり、ツイータの振動板１３８から発生した音波をウーファの振動板１２６の内周面１２６ａに向ける役割をほとんど果たしていない。

また、スピーカーの前後方向視で、フェーズプラグ１２４の前面１２４ａの大きさが振動板１３８に比べて小さい。さらに、フェーズプラグ１２４の側面１２４ｃに設けられた複数のリブ１２４ｇは、スピーカーの前後方向視で前面１２４ａの外周縁を越えて外側に突出し、側面１２４ｃから振動板１３８に向かう方向には実質的に突出していない。そして、複数のリブ１２４ｇそれぞれは、振動板１３８の前面１３８ａに対して平行に一定の間隔をあけて対向する対向面１２４ｈを備えている。なお、複数のリブ１２４ｇにおいていくつかのリブ（本実施の形態２の場合には３つのリブ）は、複数の脚部１２４ｅとスピーカーの前後方向視で重ねって一体化されている。

このような複数のリブ１２４ｇによれば、複数のリブ１２４ｇ間を前方に向かって伝播する音波（すなわち、リブ１２４ｇの対向面１２４ｈに対向しない振動板１３８の部分から発生した音波と、対向面１２４ｈと対向する振動板１３８の部分から発生して対向面１２４ｈと振動板１３８との間の隙間から出た後の音波）は、フェーズプラグ１２４の側面１２４ｃによってウーファの振動板１２６に向かって実質的に反射されることなく、音圧レベルを維持しつつ、そのまま前方に向かって伝播する。それにより、スピーカーの前方の測定位置において、音圧レベルの低下が抑制される。その結果、上述の実施の形態１におけるフェーズプラグ２４の側面２４ｃの役割、すなわち８０００～９０００Ｈｚの音域でのディップの発生を抑制する役割を補完することができる。したがって、このような複数のリブ１２４ｇによれば、フェーズプラグ１２４の側面１２４ｃをスピーカーの中心軸Ｃに対して平行に設けることも可能である。

なお、このような実施の形態２におけるフェーズプラグ１２４の構成は、ウーファの振動板１２６が平板または傾斜角度がゆるい形状の場合、すなわちツイータの振動板が前方に向かうにしたがって内径が増加するウーファの振動板内に配置されていない場合に有効である。

以上のような実施の形態２も、上述の実施の形態１と同様に、ドーム状の振動板とその前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーにおいて、さらに音質を向上させることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３は、上述の実施の形態２の改良形態である。したがって、異なる点を中心に、本実施の形態３について説明する。

図２３は、実施の形態３に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図である。

図２３に示すように、本実施の形態３に係るスピーカーにおけるフェーズプラグ２２４は、前方に向いた前面２２４ａと、ツイータの振動板２３８の前面２３８ａに対向する後面２２４ｂと、前面２２４ａと後面２２４ｂとを接続する側面２２４ｃとを備える。

本実施の形態３に係るフェーズプラグ２２４において、その側面２２４ｃの少なくとも一部は、上述の実施の形態１に係るフェーズプラグ２２４における側面２２４ｃと同様に、前方に延在しつつ外側に延在する傾斜面２２４ｆを含んでいる。傾斜面２２４ｆは、スピーカーの前後方向に対して直交する方向視で、外側に凸に湾曲した湾曲面である。

また、スピーカーの前後方向視で、フェーズプラグ２２４の前面２２４ａの大きさが振動板２３８に比べて小さい。また、フェーズプラグ２２４の側面２２４ｃに設けられた複数のリブ２２４ｇは、スピーカーの前後方向視で前面２２４ａの外周縁を越えて外側に突出している。それに加えて、複数のリブ２２４ｇは、振動板２３８に向かって突出している。

このようなフェーズプラグ２２４によれば、実施の形態１に係るフェーズプラグ２４における側面２２４ｃによる効果と、実施の形態２に係るフェーズプラグ１２４における複数のリブ１２４ｇによる効果とを得ることができる。すなわち、スピーカーの前後方向視でフェーズプラグ２２４の前面２２４ａにオーバーラップする振動板２３８の部分から発生した音波をウーファの振動板２２６に向けることができる。また、スピーカーの前後方向視でフェーズプラグ２２４の前面２２４ａの外側においては、リブ２２４ｇの対向面２２４ｈに対向しない振動板２３８の部分から発生した音波が、複数のリブ２２４ｇ間を前方に向かって通過し、そのまま前方に伝播する。それと同様に、複数のリブ２２４ｇの対向面２２４ｈと対向する振動板２３８の部分から発生して対向面２２４ｈと振動板２３８との間の隙間から出た後の音波も、複数のリブ２２４ｇ間を前方に向かって通過し、前方に伝播する。

以上のような実施の形態３も、上述の実施の形態１と同様に、ドーム状の振動板とその前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーにおいて、さらに音質を向上させることができる。

以上、３つの実施の形態１～３を挙げて本開示を説明したが、本開示の実施の形態はこれらに限定されない。

例えば、上述の実施の形態１～３に係るスピーカーのフェーズプラグそれぞれは、複数のリブを備えている。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。

図２４は、別の実施の形態に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図である。

図２４に示すように、別の実施の形態に係るスピーカーにおけるフェーズプラグ３２４は、複数のリブを備えていない点を除いて、実施の形態１に係るフェーズプラグ２４と実質的に同一である。すなわち、スピーカーの前後方向視で、前面３２４ａが後面３２４ｂに比べて大きく、それにより側面３２４ｃが少なくとも部分的に前方に延在しつつ外側に延在する傾斜面３２４ｆを含んでいる。また、前面３２４ａは、中心軸Ｃと直交する方向視で円錐状の凸面である。その円錐状の前面３２４ａは、内側に凸に湾曲した錐面を備えている。

このような別の実施の形態に係るフェーズプラグ３２４によれば、複数のリブを備えていないために音圧レベルを平坦化することは期待できないものの、側面３２４ｃによって８０００～９０００Ｈｚの音域でのディップの発生を抑制することができる。それに加えて、前面３２４ａによって１５０００Ｈｚ以上の高音域での音圧レベルの低下を抑制することができる。すなわち、実施の形態１に係るフェーズプラグ２４による音質向上効果を部分的に享受することができる。

なお、複数のリブに関して、上述の実施の形態１および２のフェーズプラグ２４、１２４の場合、図５および図１９に示すように、複数のリブ２４ｇ、１２４ｇの個数は、複数の脚部２４ｅ、１２４ｅの個数に比べて多い。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。複数のリブの個数と複数の脚部の個数が同一であってもよい。この場合、リブと脚部が、スピーカーの前後方向視で重なって一体化されてもよい。

また、上述の実施の形態１の場合、図４に示すように、フェーズプラグ２４の前面２４ａは中心軸Ｃと直交する方向視で円錐状の凸面であって、その円錐状の前面３２４ａは内側に凸に湾曲した錐面を備えている。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。

図２５は、さらに別の実施の形態に係るフェーズプラグを含むスピーカーの部分拡大断面図である。

図２５に示すように、さらに別の実施の形態に係るスピーカーにおけるフェーズプラグ４２４の前面４２４ａは、図４に示す実施の形態１に係るフェーズプラグ２４の前面２４ａと同様に、中心軸Ｃと直交する方向視で円錐状の凸面である。しかしながら、フェーズプラグ４２４の円錐状の前面４２４ａは、外側に凸に湾曲した錐面を備えている。また、ウーファーの振動板４２６は、そのフェーズプラグ４２４の前面４２４ａに対応する形状、すなわち中央側に凸に湾曲する形状を備えている。

すなわち、図１６Ａに示すように、フェーズプラグの前方で、全体にわたって一様に前方に向かって凸の合成波の波面を発生させるためには、フェーズプラグの前面形状とウーファの振動板形状とが協働する必要がある。したがって、フェーズプラグの前面形状は、図２５に示すように、ウーファの振動板の形状に基づいて変更される。

さらに、上述の実施の形態１の場合、スピーカー１０は、図４に示すように、ウーファ１６とツイータ１８とを備える同軸スピーカーである。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。すなわち、ドーム状の振動板が内部に配置され、前方に向かうにしたがって内径が増加する筒状部材は、ウーファの振動板に限らず、例えばエンクロージャーのホーンであってもよい。

すなわち、本開示に係る一実施の形態は、広義には、前方に凸に湾曲したドーム状の振動板と、内部に前記振動板が配置され、前方に向かうにしたがって内径が増加する筒状部材と、前記振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグと、を有し、前記フェーズプラグが、前方に向いた前面と、前記振動板の前面における中央部分に対して平行に一定の間隔をあけて対向する後面と、前記前面と前記後面とを接続する側面とを備え、スピーカーの前後方向視で、前記フェーズプラグの前面が、前記フェーズプラグの後面に比べて大きく、前記フェーズプラグの側面の少なくとも一部が、前方に延在しつつ外側に延在して前記筒状部材の内周面および前記振動板の前面に対して対向し、前記振動板から発生した音波を前記筒状部材の内周面に向ける傾斜面を含んでいる、スピーカーである。

また、本開示の別の実施の形態は、広義には、前方に凸に湾曲したドーム状の振動板と、前記振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグと、を有し、前記フェーズプラグが、前方に向いた前面と、前記振動板の前面における中央部分に対して平行に一定の間隔をあけて対向する後面と、前記前面と前記後面とを接続する側面とを備え、前記フェーズプラグが、前記側面に複数のリブを備え、前記複数のリブそれぞれが、前記振動板の前面に対して平行に前記一定の間隔をあけて対向する対向面を備え、前記複数のリブそれぞれが、スピーカーの前後方向視で、前記前面の外周縁を越えて外側に向かって突出している、スピーカーである。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、前述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。

本開示は、ドーム状の振動板と、その前方に配置されたフェーズプラグとを備えるスピーカーに適用可能である。

Claims

前方に凸に湾曲したドーム状の振動板と、
内部に前記振動板が配置され、前方に向かうにしたがって内径が増加する筒状部材と、
前記振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグと、を有し、
前記フェーズプラグが、
前方に向いた前面と、
前記振動板の前面における中央部分に対して平行に一定の間隔をあけて対向する後面と、
前記前面と前記後面とを接続する側面とを備え、
スピーカーの前後方向視で、前記フェーズプラグの前面が、前記フェーズプラグの後面に比べて大きく、
前記フェーズプラグの側面の少なくとも一部が、前方に延在しつつ外側に延在して前記筒状部材の内周面および前記振動板の前面に対して対向し、前記振動板から発生した音波を前記筒状部材の内周面に向ける傾斜面と、前記後面から少なくとも前後方向に延在する第１壁面と、前記第１壁面から少なくとも外側に向かって延在して前記傾斜面に接続する軒天状の第２壁面とを含んでいる、スピーカー。
前方に凸に湾曲したドーム状の振動板と、
前記振動板の前面の前方に配置されたフェーズプラグと、を有し、
前記フェーズプラグが、
前方に向いた前面と、
前記振動板の前面における中央部分に対して平行に一定の間隔をあけて対向する後面と、
前記前面と前記後面とを接続する側面とを備え、
前記フェーズプラグが、前記側面に複数のリブを備え、
前記複数のリブそれぞれが、前記側面から前記振動板の前面に向かって突出している、スピーカー。
前記フェーズプラグの側面の少なくとも一部が、前方に延在しつつ外側に延在する傾斜面を含んでいる、請求項２に記載のスピーカー。
前記複数のリブそれぞれが、前記振動板の前面に対して平行に前記一定の間隔をあけて対向する対向面を備える、請求項２に記載のスピーカー。
前記複数のリブそれぞれが、スピーカーの前後方向視で、前記前面の外周縁を越えて外側に向かって突出している、請求項２に記載のスピーカー。
スピーカーの前後方向視で、前記フェーズプラグの前面が、前記フェーズプラグの後面に比べて大きい、請求項２に記載のスピーカー。
内部に前記振動板が配置され、前方に向かうにしたがって内径が増加する筒状部材、をさらに有し、
前記フェーズプラグの側面の少なくとも一部が、前方に延在しつつ外側に延在して前記筒状部材の内周面および前記振動板の前面に対して対向し、前記振動板から発生した音波を前記筒状部材の内周面に向ける傾斜面を含んでいる、請求項６に記載のスピーカー。
前記複数のリブそれぞれが、前方に向かうにしたがって肉厚が増加する形状を備える、請求項２に記載のスピーカー。
前記複数のリブそれぞれの対向面が、スピーカーの前後方向視で、外側に向かうにしたがって幅が減少する形状を備える、請求項２に記載のスピーカー。
前記フェーズプラグの前記傾斜面が、外側に凸に湾曲した湾曲面である、請求項１または７に記載のスピーカー。
前記フェーズプラグの前面が、内側に凸に湾曲した錐面を備える円錐状の凸面である、請求項１または２に記載のスピーカー。
前記ドーム状の振動板が、ツイータの振動板であって、
前記筒状部材が、ウーファの振動板である、請求項１または７に記載のスピーカー。