JPH1188983A

JPH1188983A - スピーカユニット

Info

Publication number: JPH1188983A
Application number: JP25022897A
Authority: JP
Inventors: Shoji Tanaka; 祥司田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】小容積キャビネットにおいても大音圧低域再
生を実現することを目的とする。【解決手段】振動板５と、弾性材をロール状に成型し
たエッジ６と、フレーム４とを備え、エッジ６の少なく
とも頂部の断面形状を略円弧状とし、エッジ断面の外側
のロール立ち上がり部の幅をＷ１、エッジ断面の内側の
ロール立ち上がり部の幅をＷ２、エッジ断面の全高を
Ｈ、エッジ断面の内側の円弧長をＬ、振動板の最大振幅
をＸとした時に０．５５×Ｗ１≦Ｈ≦１．５×Ｗ１，
１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦２．９×（Ｘ²＋Ｗ
２²）^0.5なる条件を満たすことにより、振動板５が大振
幅をしてもエッジ６が偏平にならずロール形状を保つの
で、キャビネット内部音圧によって生じるエッジの降伏
変形が発生せず、小容積キャビネットでも大音圧低域再
生を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低域再生能率と中
高域の周波数特性を損なうことなく、大音圧時での低域
の異常音を防止したスピーカユニットに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタル化に伴うＡＶ機器の高音
質化、小型化に対応するため、小内容積でありながら低
域再生能力を高めたスピーカシステム、またはサブウー
ハなどが望まれてきている。特に小型キャビネットであ
りながら低域を大音圧で再生できることが必要とされて
きており、小型化の時代潮流はとどまるところがない。

【０００３】また、近年は大出力アンプが比較的容易に
実現できるようになってはきたものの、低域でできるだ
け高い能率（出力音圧レベル）を得ることは依然として
必要とされている。なぜならばアンプの大出力化は、再
生装置のトータルコストを上げることになり、また昨今
の省エネルギーや環境保護の流れにそぐわないからであ
る。

【０００４】また、低音用とは言え、スピーカユニット
の中高域の周波数特性が良好であることも必要とされ
る。なぜならば中高域のピークなどの特性の乱れは、こ
れを対策するためにネットワークの著しいコストアップ
を招いたり、またそれを行ったとしても高音質ソースを
再生するには不十分なことが多いからである。

【０００５】このためにスピーカユニットは、低域で振
動板が容易に大振幅ができるようにロール状のエッジが
広く用いられており、またエッジの幅が大きすぎると中
高域の周波数特性の乱れを生じるため、エッジの幅はあ
まり大きくはしていない。このようなスピーカユニット
については文献を参照するまでもなく広く知られている
が、以下にこのような従来の最も一般的なスピーカユニ
ットついて、図面を参照しながら説明する。図７は従来
のスピーカユニットの構造断面図である。

【０００６】図７に示すように、界磁部５１とボイスコ
イル５２で磁気回路が構成され、界磁部５１にフレーム
５４が取り付けられている。ボイスコイル５２はフレー
ム５４に外周部が固定されたダンパ５３により支持され
ている。ボイスコイル５２には振動板５５が取り付けら
れている。振動板５５にはエッジ５６が取り付けられて
おり、エッジ５６の外周部はフレーム５４に固定されて
いる。

【０００７】振動板５５が大振幅できるように界磁部５
１は深いものとなっており、ダンパ５３から界磁部５１
までの距離も大きく取ってある。そしてエッジ５６は断
面形状が半円であり幅の大きなものとなっている。また
エッジ５６は振動板５５が柔軟に且つロスなく動くよう
に、発泡ウレタンなどのような柔らかく且つ機械抵抗の
小さな材質でできている。上記構成により振動板５５が
スムーズに大振幅をすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、小容積のキャビネットにおいて大音圧で低
域を再生しようとしてもエッジがすさまじい異常音を発
生してしまうので、小容積キャビネットでは大音圧の低
域再生ができないという問題点があった。また、これを
防ごうとすると、低域の再生能率（出力音圧レベル）が
著しく低下したり、中高域の周波数特性が悪化するとい
う問題点があった。これは従来認識されていない新しい
タイプの問題点であるので、以下詳しく説明する。

【０００９】これは小容積のキャビネットを用いる場合
に特有の問題点である。つまり従来のスピーカユニット
でも、キャビネット内容積が従来のようにある程度とれ
る場合には、大振幅をしてもエッジからすさまじい異常
音が出ることはない。

【００１０】出たとしてもせいぜいエッジが突っ張る時
に出るクリッピング音、いわゆる突っ張り音であり、
「ボコボコ」「ポコンポコン」というような音である。
ところが小容積キャビネットにおいて発生するそのエッ
ジ異常音は、「バリバリ」「バチバチ」「パンパン」と
いうようなすさまじい音である。

【００１１】以下この問題点について、図面を参照しな
がら説明する。図８は、従来のスピーカユニットが単体
で動作させた場合の、またはある程度の内容積のキャビ
ネットに収納して動作させた場合の、振動板大振幅時の
エッジの断面形状変化を示すエッジ部の拡大断面図であ
る。

【００１２】図８の図中点線に示すように、振動板６５
が大振幅をするとこれに従ってエッジ６６が変形して偏
平な断面形状になってしまう。さらに図９は、この従来
のスピーカユニットを小内容積のキャビネットに収納し
て動作させた場合の、振動板大振幅時のエッジの断面形
状変化を示すエッジ部の拡大断面図である。

【００１３】振動板７５が大振幅をしてエッジ７６が偏
平な断面形状になると、キャビネット内部圧力と大気圧
との差圧のために、図９の図中点線に示すようにエッジ
７６が降伏変形を発生する。つまり振動板７５が前に出
た時にはキャビネット内部の空気の圧力は大気圧よりも
低くなり、振動板７５が後ろに入った時にはキャビネッ
ト内部の空気の圧力は大気圧よりも高くなる。キャビネ
ット内容積が小さくなるとこの差圧が非常に高くなるの
で、偏平な断面形状になったエッジ７６はこれに耐えき
れずに降伏変形するわけである。

【００１４】特に図９において振動板７５が前に出た時
には、エッジ７６の変形は図中点線に示すように、降伏
変形の極端な形態つまり反転に至ってしまう。この様子
は今回、エッジの振動姿態をストロボスコープで観察し
て確認することができたものである。

【００１５】プラスチック洗面器や紙皿などの僅かに凸
面になっている底面を指で押すと、これが反転して凹面
になる時に「ペコッ」という大きな音が出ることは、よ
く経験するところである。

【００１６】エッジが反転する時にもこれと同様のこと
が起こるわけである。エッジの材質は固くないので一見
大きな音が出るようには思えないが、この反転が１秒間
に数十回という低域周波数の周期で繰り返されるので、
および反転の振動が振動板に伝わるので、非常に大きな
異常音が出るのである。

【００１７】以上の理由でエッジの異常音が発生するわ
けであるが、従来の半円のエッジ断面形状のままでは、
エッジの異常音を出なくしようとすると数々の犠牲を伴
うことになる。

【００１８】例えば、エッジのロール半径をもっと大き
くすれば、大振幅時にもエッジ断面形状が偏平になるこ
とはない。しかしこうするとエッジの輻射面積が大きく
なるので、中高域でのエッジの共振レベルが高くなって
中高域の周波数特性を悪化させる。

【００１９】また、実効振動面積が小さくなるので能率
が低下することになるし、同じ音圧を出すためには一層
振幅を増やさなければならなくなる。またエッジの投影
面積が増えるのでキャビネット内部圧力と大気圧との差
圧に対抗するためには、エッジの材質を厚くしなければ
ならない。このためにかえってエッジのスティフネスと
機械抵抗が大きくなり、最低共振周波数の上昇とロスの
増加を招いて低域の能率が著しく低下することにもな
る。

【００２０】なお、従来のロールエッジの断面形状はほ
とんどすべてが半円であるが、断面形状が半円でないも
のも僅かに提案されている。しかしそれらとて、キャビ
ネット内部圧力と大気圧との差圧やエッジの降伏変形、
反転については全く考慮していない。そのため、これの
対策と高い低域再生能率および中高域の良好な周波数特
性を両立することができない。

【００２１】その一例として図１０を参照しながら、実
公昭５５−１２５５４号公報に提案されている従来のス
ピーカユニットについて説明する。図１０にそのエッジ
付近の拡大断面図を示す。

【００２２】図１０において、断面形状が略Ｕ字型をし
たエッジ８６は、その端部がフレーム８４の表面と振動
板８５の表面外周部に取り付けられている。そしてエッ
ジ８６の側面部が、フレーム８４の内周側面部と、振動
板８５に設けられた外周側面部に当接するように構成さ
れている。これにより、振動板８５の振幅に対してエッ
ジ８６がいわゆるキャタピラ運動を行う。

【００２３】この構成によれば振動板８５が大振幅をし
てもエッジ８６は偏平にならないので、小容積キャビネ
ットに本スピーカユニットを収納してもエッジの降伏変
形、反転は起こらないように一見思われる。しかし実際
にはエッジ８６の側面部がフレーム８４の内周側面部と
振動板８５の外周側面部に少しでも接触すると、スティ
フネスと機械抵抗が著しく大きくなり振動板８５がスム
ーズに振幅できなくなるばかりでなく、エッジ８６の側
面部から接触音やノイズが発生することになる。

【００２４】このため、エッジ８６の側面部がフレーム
８４の内周側面部と振動板８５の外周側面部に当接する
と述べられているものの、実際には僅かな隙間を設ける
ことが避けられない。従ってキャビネット内部圧力と大
気圧との差圧はこの隙間から入ってエッジ８６の側面部
にも加わることとなり、このまっすぐな側面部は長いス
パンをもっているので、側面部が降伏変形を発生するこ
とになる。またそればかりでなく非常に縦長な断面形状
をしているために、振動板に加わる等価質量が大きく中
高域の周波数特性の悪化を招く。

【００２５】以上説明したように従来のスピーカユニッ
トではエッジの降伏変形、反転による異常音が発生する
ので、低域再生能率と中高域の周波数特性を損なうこと
なく、小内容積キャビネットでの大音圧低域再生を実現
することができなかった。

【００２６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、低域再生能率と中高音域の周波数特性を損なうこと
なく、エッジの降伏変形、反転の異常音を防止して小内
容積キャビネットでの大音圧低域再生を実現するスピー
カユニットを提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のスピーカユニットは、振動板と、振動板の外
周部に取り付けられた弾性材をロール状に成型したエッ
ジと、エッジ外周部を固定するフレームとを備え、エッ
ジの少なくとも頂部の断面形状が略円弧状であるととも
に、エッジ断面の外側のロール立ち上がり部の幅をＷ
１、エッジ断面の内側のロール立ち上がり部の幅をＷ
２、エッジ断面の全高をＨ、エッジ断面の内側の円弧長
をＬ、振動板の最大振幅をＸとした時に、０．５５×Ｗ
１≦Ｈ≦１．５×Ｗ１および１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）
^0.5≦Ｌ≦２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5なる条件を満たし
たものである。

【００２８】この構成により、振動板が大振幅をしても
エッジ断面形状が偏平にならずロール形状を保つ。且つ
エッジ側面部が長すぎないことから、小内容積キャビネ
ットにおいても、キャビネット内部圧力と大気圧との差
圧によるエッジの降伏変形、反転が起こらず、エッジの
異常音が発生しない。従って小容積キャビネットでも大
音圧低域再生を行うことができ、またエッジの幅と厚み
を大きくする必要がないので、低域再生能率と中高域の
周波数特性を損なうこともない。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明は、振動板
と、前記振動板の外周部に取り付けられた弾性材をロー
ル状に成型したエッジと、前記エッジ外周部を固定する
フレームとを備え、前記エッジの少なくとも頂部の断面
形状が略円弧状であるとともに、エッジ断面の外側のロ
ール立ち上がり部の幅をＷ１、エッジ断面の内側のロー
ル立ち上がり部の幅をＷ２、エッジ断面の全高をＨ、エ
ッジ断面の内側の円弧長をＬ、振動板の最大振幅をＸと
した時に、０．５５×Ｗ１≦Ｈ≦１．５×Ｗ１および
１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦２．９×（Ｘ²＋Ｗ
２²）^0.5なる条件を満たしたものであり、低域再生能率
と中高域の周波数特性を損なうことなく小容積キャビネ
ットでも大音圧低域再生を行うことができる。

【００３０】また、本発明の第２の発明は、エッジの断
面形状を楕円の一部としたものであり、第１の発明の作
用に加えて、エッジの成型が容易で量産性を向上させる
ことができる。

【００３１】また、本発明の第３の発明は、エッジの最
大幅をＷ３とした時に、Ｗ１＜Ｗ３としたものであり、
第１の発明の作用に加えて能率を向上させることができ
る。

【００３２】また、本発明の第４の発明は、エッジをダ
ウンロールとし、エッジのＷ２の開口部と開口部の奥の
空間とによって生じる音波吸収の周波数と音波打ち消し
の周波数のいずれかまたは両方を、振動板のピーク周波
数付近に設定したものであり、第１の発明の作用に加え
て中高域の特性改善を図ることができる。

【００３３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１によるス
ピーカユニットの構造断面図である。図１において、１
は界磁部であり、マグネットサイズは外径６０ｍｍ×内
径３２ｍｍ×厚み１４ｍｍである。２はボイスコイルで
あり公称口径２５ｍｍの高耐入力タイプである。３はダ
ンパであり材質は綿布にフェノールを含浸したものであ
る。ボイスコイル２の底部と界磁部１との当たり寸法は
１３ｍｍ、ダンパ３の裏面部と界磁部１との当たり寸法
は１２．５ｍｍである。

【００３４】４はフレームであり、口径１４ｃｍの鉄板
フレームである。５は振動板であり直径が１００ｍｍで
材質が厚み０．５ｍｍの紙のコーン、および直径が４０
ｍｍで材質が厚み０．４ｍｍの紙のセンタキャップであ
る。６はエッジであり、材質は厚み１ｍｍの発泡ウレタ
ンで、原反厚み１２ｍｍ程度の発泡ウレタンを加熱成型
したものである。

【００３５】本実施の形態ではエッジ６の断面形状は、
頂部が外半径５ｍｍの半円、断面の外側のロール立ち上
がり部の幅Ｗ１が１０ｍｍ、断面の全高Ｈが８ｍｍであ
り、半径５ｍｍの半円と３ｍｍの垂直部が結合された形
となっている。また、断面の内側のロール立ち上がり部
の幅Ｗ２が８ｍｍ、断面の内側の円弧長Ｌが１８．６ｍ
ｍである。つまりＨ＝０．８×Ｗ１の関係になってい
る。

【００３６】この口径１４ｃｍのスピーカユニットの実
効振動半径は５５ｍｍ、実効振動質量は１６ｇ、最低共
振周波数は３５Ｈｚであり、内容積が僅か４．８リット
ルという小容積の密閉型キャビネットに収納される。キ
ャビネットに収納された状態での最低共振周波数は約７
０Ｈｚである。従来はこの口径に対しては１０〜１５リ
ットル程度以上のキャビネット内容積が普通である。そ
して最大出力５０Ｗのアンプで駆動され、この時の振動
板５の最大振幅は±１０ｍｍである。

【００３７】以上のように構成された本実施の形態のス
ピーカユニットについて、以下その作用と効果を図１、
図２、図３を参照しながら説明する。図２は、本実施の
形態のスピーカユニットの振動板大振幅時のエッジの断
面形状変化を示す、エッジ部の拡大断面図である。

【００３８】つまり図２のフレーム１４、振動板１５、
エッジ１６は図１で説明したものと同じである。図２に
おいて振動板１５が最大振幅Ｘだけ変位した時のエッジ
１６の断面形状を点線で示しており、Ｘ＝１０ｍｍであ
る。図１と同じくＷ２は８ｍｍ、Ｌは１８．６ｍｍであ
る。またフレーム１４の内周端部とエッジ１６の内側立
ち上がり部を結ぶ図中の一点鎖線の長さは（Ｘ²＋Ｗ
２²）^0.5であり、１２．８ｍｍである。つまりＬ＝１．
４５×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5の関係になっている。そして
最大振幅時においてもエッジ１６の断面形状が偏平にな
らずロール形状を保っている。

【００３９】このＷ１、Ｈ、Ｗ２、Ｌ、Ｘの関係とエッ
ジの断面形状について以下説明する。エッジの幅を広げ
ずに大振幅時にもエッジ断面形状がロール形状を保つよ
うにするには、頂部が偏平でないことと、エッジ断面形
状がいわゆる縦長であることつまり、最低限Ｈ＞０．５
×Ｗ１であることが必要である。しかし極端に縦長にな
ると、エッジ側面部が長くなりすぎてここが降伏変形、
反転を起こし始めるばかりでなく、エッジの等価質量も
増加するので中高域の周波数特性の悪化を招く。従って
ＨはＷ１に対してある程度の比率以内にあることも必要
である。

【００４０】試作実験やストロボスコープでの観察を行
ったところ、エッジ頂部の形状は略円弧状が最適である
ことが分かった。そしてまた、Ｗ１とＨの関係とその効
果について図３に示すような概略関係が得られた。図３
において、Ｐは本発明のエッジが降伏変形を起こさない
キャビネット内部圧力と大気圧との差圧の限界最大値、
Ｐ0は従来の半円断面形状のエッジが降伏変形を起こさ
ないキャビネット内部圧力と大気圧との差圧の限界最大
値である。これより従来よりも有為差ある効果（量産に
よるばらつきなどを考慮してＰ／Ｐ0 が１．１倍程度以
上）を発揮するためにはＷ１とＨについて、０．５５×
Ｗ１≦Ｈ≦１．５×Ｗ１の条件を満たすことが必要であ
る。

【００４１】もうひとつには、最大振幅した場合でもエ
ッジが突っ張って偏平にならないことが必要である。つ
まり最低限、Ｌ＞（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5でなければならな
い。しかし、Ｌが長すぎるとエッジの幅と厚みを大きく
せざるを得なくなるので、またエッジの等価質量が増加
するので、能率の低下や中高域の周波数特性の悪化を招
くことになる。従ってＬは（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5に対して
ある程度の比率以内にあることも必要である。

【００４２】これについても、同様に試作実験や有限要
素法コンピュータシミュレーションなどの結果、１．０
７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）
^0.5の条件を満たすことが必要であることが分かった。

【００４３】本実施の形態ではエッジの頂部が半円形で
あり、且つ上記２つの条件を満たしている。このため、
振動板が大振幅をしてもエッジ断面形状が偏平にならず
ロール形状を保つ。且つエッジ側面部が長すぎないこと
から、小内容積キャビネットにおいても、キャビネット
内部圧力と大気圧との差圧によるエッジの降伏変形、反
転が起こらず、エッジの異常音が発生しない。従って小
容積キャビネットでも大音圧低域再生を行うことができ
る。またエッジの幅と厚みを大きくする必要がないの
で、低域再生能率と中高域の周波数特性を損なうことも
ない。

【００４４】本実施の形態と界磁部、ボイスコイル、ダ
ンパ、フレームが全く同じ、振動板も直径が９８ｍｍで
ほぼ同じ、実効振動質量や最低共振周波数もほぼ同じ、
エッジ厚みと材質は同じだがエッジの断面形状は半径
５．５ｍｍの半円形である従来のスピーカユニットを、
同じく内容積４．８リットルのキャビネットに収納した
場合、振幅±６．５ｍｍを越えるとエッジの降伏変形、
反転の異常音を発生していた。この時のキャビネット内
部圧力と大気圧との差圧は約０．０１７パスカル（１７
００Ｎ／ｍ²）である。

【００４５】ところが本実施の形態では、キャビネット
内部圧力と大気圧との差圧が約０．０２６パスカル（２
６００Ｎ／ｍ²）までエッジの降伏変形、反転が発生し
なかった。その結果、振幅±１０ｍｍまで異常音なく低
域再生を行うことができ、低域再生能率と中高域の周波
数特性を損なうことなく従来よりも約４ｄＢほど高い低
域最大音圧を実現することができた。

【００４６】以上のように本実施の形態によれば、小内
容積キャビネットにおいて振動板が大振幅をしてもエッ
ジ断面形状がロール形状を保つので、キャビネット内部
圧力と大気圧との差圧によるエッジの降伏変形、反転が
起こらず、エッジの異常音が発生しない。従って小容積
キャビネットでも大音圧低域再生することができ、また
エッジの幅と厚みを大きくする必要がないので、低域再
生能率と中高域の周波数特性を損なうこともない。

【００４７】なお、本実施の形態では、エッジをアップ
ロールとしたが、これをダウンロールとしても構わない
ことは言うまでもない。

【００４８】また、本実施の形態では、エッジ断面形状
を半円部分と垂直部分を結合したものとしたが、側面が
垂直ではなく若干の傾きを有していても構わない。また
頂部断面形状がサインカーブの頂上付近の形状などであ
っても構わない。

【００４９】また、本実施の形態ではエッジのロール立
ち上がり部の鉛直方向位置が同じ高さとしたが、例えば
フレーム取り付け面の側の方が少し高くなっている等、
極端でなければ高さが違っても構わない。この場合のＨ
はフレーム取り付け面からエッジ頂部までの高さと、振
動板側つまりエッジ内周側の立ち上がり部からエッジ頂
部までの高さとの平均とすればよい。

【００５０】また、本実施の形態ではスピーカユニット
を通常の動電型としたが、可動磁石型スピーカユニット
やその他の変換方式のスピーカユニットとすることもで
きる。

【００５１】また、本実施の形態ではエッジを振動板の
裏側に取り付けたが、振動板の表側に取り付けても構わ
ない。またエッジとフレームとの間に矢紙などのスペー
サを取り付けても構わない。

【００５２】また、本実施の形態ではエッジの厚みを一
定としたが、例えば頂部を少し厚くする等、若干の厚み
の変化を設けても構わない。また材質は発泡ウレタン以
外に、ゴム、発泡ゴム、エラストマ、ゴムコーティング
した布、軟質プラスティックなどであってももちろん構
わない。

【００５３】また、本実施の形態ではエッジは軸対称で
ありどの回転方向をとってもエッジ断面形状は同じであ
るが、これが若干非軸対称となっていても構わない。こ
の場合はエッジ断面形状を回転方向角度で加重平均した
ものを考えればよい。

【００５４】また、本実施の形態ではフレームの内周端
部とエッジのロール立ち上がり部が一致しているが、エ
ッジのロール立ち上がり部がフレーム内周端部より若干
オーバーハングしていても、またはその逆であっても構
わない。振動板側についても同様のことが言える。

【００５５】また、本実施の形態では最大振幅をアンプ
の最大出力時のものとしたが、最大振幅をアンプの出力
とは関係なく、ダンパのストローク、ボイスコイルと界
磁部の当たり寸法やダンパと界磁部の当たり寸法などと
して設計しても、もちろん構わない。また最大振幅を、
磁気回路の駆動力歪やダンパの非直線性歪など顕著とな
らない値付近として設計しても構わない。

【００５６】その他、本発明は上記説明した例に限定さ
れるものでないことは、言うまでもない。

【００５７】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２によるスピーカユニットの構造断面図である。図４
において、界磁部２１、ボイスコイル２２、ダンパ２
３、フレーム２４は実施の形態１と同一、また振動板２
５もほぼ同じなので、これらの説明は省略する。

【００５８】本実施の形態のスピーカユニットの実効振
動半径は５４ｍｍ、実効振動質量は１６ｇ、最低共振周
波数は３０Ｈｚであり、実施の形態１と同様に内容積が
僅か４．８リットルという小容積の密閉型キャビネット
に収納される。そして最大出力４０Ｗのアンプで駆動さ
れ、この時の振動板２５の最大振幅は±９．５ｍｍ、つ
まりＸ＝９．５ｍｍである。

【００５９】本実施の形態では、エッジ２６の断面形状
が楕円の一部となっている。エッジ２６の材質は厚み１
ｍｍの発泡ウレタンで、原反厚み１４ｍｍ程度の発泡ウ
レタンを加熱成型したものである。そしてエッジ２６の
断面形状は外側が、長径が１６ｍｍ、短径が１１ｍｍの
楕円の上半分であり、内側が長径が１４ｍｍ、短径が９
ｍｍの楕円の上半分である。

【００６０】つまり断面の外側のロール立ち上がり部の
幅Ｗ１が１１ｍｍ、断面の全高Ｈが８ｍｍ、断面の内側
のロール立ち上がり部の幅Ｗ２が９ｍｍ、断面の内側の
円弧長Ｌは１８．４ｍｍである。このためＨ＝０．７３
×Ｗ１の関係になっている。

【００６１】また（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5＝１３．１ｍｍで
あり、Ｌ＝１．４×（Ｘ²＋Ｗ２²）⁰ ^.5の関係になって
いる。

【００６２】従って本実施の形態のエッジは、頂部の形
状が略円弧状になっており、０．５５×Ｗ１≦Ｈ≦１．
５×Ｗ１および１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦
２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5の２つの条件を満たすの
で、実施の形態１のところで説明したのと全く同じ作
用、効果が得られる。具体的には振幅±９．５ｍｍまで
異常音なく低域再生を行うことができ、低域再生能率と
中高域の周波数特性を損なうことなく従来よりも約３．
５ｄＢほど高い低域最大音圧を実現することができた。

【００６３】さらに本実施の形態ではエッジの断面形状
を楕円の一部としたので、エッジ断面の側面部が勾配を
もち垂直部がないので、エッジの成型が容易で量産性に
優れたスピーカユニットを実現できる。

【００６４】なお本実施の形態では、エッジ断面形状を
楕円の半分としたが、楕円の１／３や１／４などの任意
の割合とすることもできる。

【００６５】その他、本発明は、実施の形態１のところ
で説明したのと同様に、上記説明した例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。

【００６６】（実施の形態３）図５は本発明の実施の形
態３によるスピーカユニットの構造断面図である。図５
において、界磁部３１、ボイスコイル３２、ダンパ３
３、フレーム３４は第１の実施の形態と同一、また振動
板３５もほぼ同じなので、これらの説明は省略する。

【００６７】本実施の形態のスピーカユニットの実効振
動半径は５７．３ｍｍ、実効振動質量は１６．２ｇ、最
低共振周波数は２８Ｈｚであり、実施の形態１と同様に
内容積が僅か４．８リットルという小容積の密閉型キャ
ビネットに収納される。そして最大出力６５Ｗのアンプ
で駆動され、この時の振動板３５の最大振幅は±１０．
５ｍｍ、つまりＸ＝１０．５ｍｍである。

【００６８】本実施の形態ではエッジ３６の断面形状
が、外側が直径９．５ｍｍの円のほぼ２／３、内側が直
径８ｍｍの円の３／４となっている。エッジ３６の材質
は厚み０．７５ｍｍの発泡ゴムで、水平方向にパーティ
ングを有する成型金型（いわゆる割り型）の中で加熱発
泡させたものである。

【００６９】断面の外側のロール立ち上がり部の幅Ｗ１
は７．７ｍｍ、断面の全高Ｈは７．６ｍｍ、断面の内側
のロール立ち上がり部の幅Ｗ２は５．６ｍｍ、断面の内
側の円弧長Ｌは１８．８ｍｍである。

【００７０】このためＨ＝０．９９×Ｗ１の関係になっ
ている。また（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5＝１１．９ｍｍであ
り、Ｌ＝１．６×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5の関係になってい
る。従って本実施の形態のエッジは、頂部の形状が当然
ながら円弧となっており、且つ０．５５×Ｗ１≦Ｈ≦
１．５×Ｗ１、１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦
２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5の２つの条件を満たすの
で、実施の形態１のところで説明したのと全く同じ作
用、効果が得られる。具体的には振幅±１０．５ｍｍま
で異常音なく低域再生を行うことができ、低域再生能率
と中高域の周波数特性を損なうことなく従来よりも５ｄ
Ｂほど高い低域最大音圧を実現することができた。

【００７１】さらに本実施の形態ではエッジ３６の最大
幅Ｗ３が９．５ｍｍであり、Ｗ１＜Ｗ３としている。こ
れによりＬを短くすることなくＷ１またはＷ２を小さく
することができるので、同じフレームを用いながら実効
振動半径を大きくすることができる。従って、従来より
も能率を向上させたスピーカユニットを実現することが
できる。本実施の形態では、従来のスピーカユニットよ
りも約１ｄＢほど能率を向上させることができた。

【００７２】なお、本実施の形態では、エッジ断面形状
を円の一部としたが、これが楕円やその他の形状であっ
ても構わないことは言うまでもない。

【００７３】その他、本発明は、実施の形態１のところ
で説明したのと同様に、上記説明した例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。

【００７４】（実施の形態４）図６は本発明の実施の形
態４によるスピーカユニットの構造断面図である。図６
において、界磁部４１、ボイスコイル４２、ダンパ４
３、フレーム４４は実施の形態１と同一、また振動板４
５もほぼ同じなので、これらの説明は省略する。

【００７５】本実施の形態のスピーカユニットの実効振
動半径は５４ｍｍ、実効振動質量は１６ｇ、最低共振周
波数は３０Ｈｚであり、実施の形態１と同様に内容積が
僅か４．８リットルという小容積の密閉型キャビネット
に収納される。そして最大出力６０Ｗのアンプで駆動さ
れ、この時の振動板４５の最大振幅は±１０．９ｍｍ、
つまりＸ＝１０．９ｍｍである。

【００７６】本実施の形態ではエッジ４６はダウンロー
ルエッジとなっており、断面形状が外側が直径８．５ｍ
ｍの円のほぼ３／４、内側が直径７ｍｍの円の５／６と
なっている。エッジ４６の材質は厚み０．７５ｍｍの発
泡ゴムで、水平方向にパーティングを有する成型金型
（いわゆる割り型）の中で加熱発泡させたものである。

【００７７】断面の外側のロール立ち上がり部の幅Ｗ１
は６．５ｍｍ、断面の全高Ｈは７．５ｍｍ、断面の内側
のロール立ち上がり部の幅Ｗ２は３．５ｍｍ、断面の内
側の円弧長Ｌは１８．３ｍｍである。

【００７８】このためＨ＝１．１５×Ｗ１の関係になっ
ている。また（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5＝１１．４ｍｍであ
り、Ｌ＝１．６１×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5の関係になって
いる。従って本実施の形態のエッジは、頂部の形状が当
然ながら円弧となっており、且つ、０．５５×Ｗ１≦Ｈ
≦１．５×Ｗ１、１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦
２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5の２つの条件を満たすの
で、実施の形態１のところで説明したのと全く同じ作
用、効果が得られる。具体的には振幅±１０．９ｍｍま
で異常音なく低域再生を行うことができ、低域再生能率
と中高域の周波数特性を損なうことなく従来よりも４ｄ
Ｂ強ほど高い低域最大音圧を実現することができた。

【００７９】さらに、本実施の形態ではエッジ４６をダ
ウンロールとし、エッジ４６のＷ２の開口部と開口部の
奥の空間とによって吸収が起こるので、この共振周波数
を振動板４５のピーク周波数付近に設定することによっ
て、中高域の特性改善を行うことができる。

【００８０】この共振は２つ存在する。一つはエッジの
Ｗ２の開口部を首とし、開口部の奥の空間をキャビティ
とするヘルムホルツレゾネータによる吸収で、本実施の
形態では約３．５ｋＨｚである。もう一つはＷ２の開口
部の半径が半波長となる周波数での反射打ち消しであ
り、振動板からの直接波と、振動板から出た音波がＷ２
の開口部で反射した反射波とが打ち消し合うものであ
る。これは本実施の形態では約３ｋＨｚである。

【００８１】これにより本実施の形態では、振動板４５
の高域共振周波数の３〜３．５ｋＨｚ付近のピークを約
２ｄＢ低減することができた。

【００８２】なお、本実施の形態では、Ｗ２とＷ３の比
率をかなり大きくしたが、これを減ずればヘルムホルツ
レゾネータによる吸収は起こりにくくなる。しかし反射
打ち消しの作用は極端には弱くならない。このことを念
頭に置いて所望の特性になるよう適宜Ｗ２とＷ３の比率
を設計すればよい。

【００８３】なお、本実施の形態では、エッジ断面形状
を円の一部としたが、これが楕円やその他の形状であっ
ても構わないことは言うまでもない。

【００８４】その他、本発明は、実施の形態１のところ
で説明したのと同様に、上記説明した例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスピーカユ
ニットによれば、エッジの少なくとも頂部の断面形状が
略円弧状であるとともに、エッジ断面の外側のロール立
ち上がり部の幅をＷ１、エッジ断面の内側のロール立ち
上がり部の幅をＷ２、エッジ断面の全高をＨ、エッジ断
面の内側の円弧長をＬ、振動板の最大振幅をＸとした時
に、０．５５×Ｗ１≦Ｈ≦１．５×Ｗ１および１．０７
×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ≦２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5
なる条件を満たすことにより、振動板が大振幅をしても
エッジ断面形状が偏平にならずロール形状を保つ。且つ
エッジ側面部が長すぎないことから、小内容積キャビネ
ットにおいても、キャビネット内部圧力と大気圧との差
圧によるエッジの降伏変形、反転が起こらず、エッジの
異常音が発生しない。従って、小容積キャビネットでも
大音圧低域再生を行うことができ、またエッジの幅と厚
みを大きくする必要がないので、低域再生能率と中高域
の周波数特性を損なうこともない。

【００８６】また、エッジの断面形状を楕円の一部とす
ることにより、エッジ断面の側面部が勾配をもち垂直部
がないので、エッジの成型が容易で量産性を向上するこ
とができる。

【００８７】また、エッジの最大幅Ｗ３をＷ１＜Ｗ３と
することにより、Ｌを短くすることなくＷ１またはＷ２
を小さくすることができるので、同じフレームを用いな
がら実効振動半径を大きくすることができる。従って、
従来よりも能率を向上することができる。

【００８８】さらに、エッジをダウンロールとすること
により、エッジのＷ２の開口部と開口部の奥の空間とに
よって音波の吸収や打ち消しが起こるので、この周波数
を振動板のピーク周波数付近に設定することによって、
中高域の特性改善を行うことができる。

【００８９】以上のように本発明は極めて大きな実用的
価値をもつものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるスピーカユニッ
トの構造断面図

【図２】同スピーカユニットのエッジ部の拡大断面図

【図３】同スピーカユニットのエッジの効果を示す関係
図

【図４】本発明の実施の形態２におけるスピーカユニッ
トの構造断面図

【図５】同実施の形態３におけるスピーカユニットの構
造断面図

【図６】同実施の形態４におけるスピーカユニットの構
造断面図

【図７】従来のスピーカユニットの構造断面図

【図８】従来のスピーカユニットのエッジ部の拡大断面
図

【図９】従来のスピーカユニットのエッジ部の拡大断面
図

【図１０】従来のスピーカユニットのエッジ部の拡大断
面図

【符号の説明】

１界磁部２ボイスコイル３ダンパ４フレーム５振動板６エッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動板と、前記振動板の外周部に取り付
けられた弾性材をロール状に成型したエッジと、前記エ
ッジ外周部を固定するフレームとを備え、前記エッジの
少なくとも頂部の断面形状が略円弧状であるとともに、
エッジ断面の外側のロール立ち上がり部の幅をＷ１、エ
ッジ断面の内側のロール立ち上がり部の幅をＷ２、エッ
ジ断面の全高をＨ、エッジ断面の内側の円弧長をＬ、振
動板の最大振幅をＸとした時に、０．５５×Ｗ１≦Ｈ≦
１．５×Ｗ１および１．０７×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5≦Ｌ
≦２．９×（Ｘ²＋Ｗ２²）^0.5なる条件を満たすことを
特徴とするスピーカユニット。
【請求項２】エッジの断面形状が楕円の一部であるこ
とを特徴とする請求項１記載のスピーカユニット。
【請求項３】エッジの最大幅をＷ３とした時に、Ｗ１
＜Ｗ３としたことを特徴とする請求項１記載のスピーカ
ユニット。
【請求項４】エッジをダウンロールとし、前記エッジ
の開口部とその開口部の奥の空間とによって生じる音波
吸収の周波数と音波打ち消しの周波数のいずれかまたは
両方を、振動板のピーク周波数付近に設定したことを特
徴とする請求項３記載のスピーカユニット。