WO2011049189A1 - スピーカ振動板及びスピーカ装置 - Google Patents

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WO2011049189A1
WO2011049189A1 PCT/JP2010/068654 JP2010068654W WO2011049189A1 WO 2011049189 A1 WO2011049189 A1 WO 2011049189A1 JP 2010068654 W JP2010068654 W JP 2010068654W WO 2011049189 A1 WO2011049189 A1 WO 2011049189A1
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dimples
speaker diaphragm
diaphragm
speaker
dimple
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PCT/JP2010/068654
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴央 坂本
Original Assignee
ソニー株式会社
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Publication date
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Priority to US13/502,651 priority patent/US8750554B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12Non-planar diaphragms or cones
    • H04R7/14Non-planar diaphragms or cones corrugated, pleated or ribbed
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12Non-planar diaphragms or cones

Definitions

  • the present invention relates to a speaker diaphragm and a speaker device, and is particularly suitable for application to a subwoofer.
  • the diaphragm of polypropylene which is an olefin resin, is excellent in environmental resistance, particularly water resistance, has good appearance, has a suitably large internal loss, and has a good balance of physical properties as a diaphragm for speakers. It is used.
  • the specific gravity of polypropylene is 0.9 [g / cm 3 ], which is larger than that of paper, and the Young's modulus is also lower.
  • a liquid crystal polymer or the like may be used as the material of the diaphragm in order to increase the rigidity
  • the specific gravity is large and the internal loss is also smaller than that of polypropylene.
  • honeycomb structures and three-layered diaphragms in which a foam is sandwiched between flat skin layers, in particular, three-layered diaphragms, in order to structurally reduce the weight and increase the rigidity of the diaphragm. Since it is necessary to bond each layer in the structure, there is a problem that the complicated manufacturing process is increased and the cost is increased.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and proposes a speaker diaphragm and a speaker device capable of increasing the maximum sound pressure by further reducing the weight without increasing the internal loss and reducing the high rigidity and the environmental resistance. It is something to try.
  • the diaphragm and the arch structure which is radially arranged from the center to the outer periphery of the diaphragm and has a concave shape so that the stress is dispersed
  • a plurality of dimples are provided.
  • a diaphragm, and a plurality of dimples having an arch structure which is radially arranged from the center side to the outer periphery side of the diaphragm and has a concave shape to disperse stress.
  • a magnetic circuit unit is provided to vibrate the diaphragm in accordance with the audio signal.
  • the present invention while realizing weight reduction as a diaphragm by a plurality of concavely formed dimples, while maintaining high rigidity by the arch structure of the dimples, the maximum sound pressure is increased along with the weight reduction.
  • a possible speaker diaphragm can be realized.
  • weight reduction as a speaker diaphragm by a plurality of dimples formed in a concave shape high rigidity is maintained by the arch structure of the dimples, and a magnetic circuit portion along with the weight reduction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the speaker device.
  • FIG. 2 is a schematic line sectional view showing a sectional structure of the dimple.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of dimples.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a variation of the speaker diaphragm.
  • FIG. 5 is a schematic line sectional view showing the sectional structure of the dimple.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing three analysis models of (A) no dimple, (B) surface dimple, and (C) back surface dimple.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing simulation results when a static load is applied with an aperture of 25 cm in (A) no dimples, (B) surface dimples, and (C) back surface dimples.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing simulation results when a static load is applied with an aperture of 30 cm in (A) no dimples, (B) surface dimples, and (C) back surface dimples.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing simulation results when a static load is applied with an aperture of 38 cm in (A) no dimples, (B) surface dimples, and (C) back surface dimples.
  • FIG. 10 shows simulation results when a constant vibration is applied with an aperture of 25 cm in each of (I) surface and (II) surface of (A) no dimple, (B) surface dimple, and (C) back surface dimple.
  • FIG. 11 shows simulation results when a constant vibration is applied at an aperture of 30 cm on each of (I) surface and (II) surface of (A) no dimple, (B) surface dimple, and (C) back surface dimple.
  • FIG. 12 shows simulation results when a constant vibration is applied with an aperture of 38 cm on each of (I) surface and (II) surface of (A) no dimple, (B) surface dimple, and (C) back surface dimple.
  • FIG. FIG. 13 is a schematic diagram showing sound pressure levels corresponding to the presence or absence of dimples.
  • reference numeral 1 denotes an on-vehicle speaker device on the premise of being installed as a whole in a trunk or the like of a car, and is a low frequency band (for example 5 Hz to 400 Hz ] Is used as a subwoofer.
  • the speaker device 1 has a cone-shaped speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 2 is supported by the frame 4 through an edge 3 provided on an outer peripheral portion thereof.
  • the speaker diaphragm 2 is fixed to a cylindrical voice coil bobbin 6 around which a voice coil 5 made of a lead wire (not shown) is wound via an attachment member 7. Is supported by the frame 4. Furthermore, the speaker device 1 is attached to the lower end side of the frame 4 in a state where the magnetic circuit unit 15 for vibrating the speaker diaphragm 2 back and forth is fixed.
  • the magnetic circuit unit 15 has a disk-shaped yoke 11 in which a cylindrical pole piece is planted from the center, and a ring-shaped magnet 10 is fixed so as to surround the upper periphery of the yoke 11. Further, the magnetic circuit portion 15 is fixed in a state in which the ring-shaped plate 9 is stacked on the magnet 10, and the frame 4 is attached to the plate 9.
  • the speaker diaphragm 2 vibrates back and forth to generate a sound according to the audio signal.
  • the speaker diaphragm 2 is a cone-shaped capless type, and is produced by so-called insert molding in which polypropylene is filled in a predetermined form.
  • the speaker diaphragm 2 is formed in a substantially pentagonal cone shape, that is, a shape (hereinafter referred to as a substantially pentagonal cone shape) consisting of only the side portion and the bottom portion of the approximately pentagonal frustum with gentle ridges. ing.
  • the speaker diaphragm 2 can set five places (that is, odd places) of reverse vibration in the case where the divided vibration occurs, and prevent the reverse vibration places from being positioned diagonally, thereby preventing resonance in advance.
  • the dimples 16 are formed on the surface of the speaker diaphragm 2, so as to radially spread from the center side to the outer circumferential side are formed.
  • the central portion of the innermost circumferential side is the dimple 16.
  • the dimples 16 in fact have a thickness such that the thickness of the speaker diaphragm 2 is 1 [mm], and the depth thereof is 0.5 [1/2] which is 1/2.
  • the speaker diaphragm 2 is reduced in weight by the amount of the recess.
  • the dimple 16 is a shape itself when the sphere (shown by a broken line) is depressed when pressed, and the radius of curvature R of the surface on which the dimple 16 is formed because of the sphere is equal at any place. Further, the dimple 16 has a so-called arch structure in which the curvature radius R of the surface on which the dimple 16 is formed is equal at any place, and therefore has a structural characteristic in which stress is dispersed. Therefore, the speaker diaphragm 2 can maintain the same high rigidity as before the dimple 16 is formed although the dimple 16 is formed and the thickness thereof is reduced to half. ing.
  • the speaker diaphragm 2 is not generally uniform in thickness as in the prior art where the convex portion is formed on the opposite side of the concave portion in which the dimple 16 is formed, but before the dimple 16 is formed While maintaining the same high rigidity, the weight of the concave portion can be reliably reduced.
  • the dimple 16 is formed to have a diameter of 6 mm on the outer peripheral side (from the outer peripheral side to the fourth row). This is the optimum size when trying to secure 0.5 [mm] in which the thickness of the speaker diaphragm 2 is 1 [mm] and the depth of the dimple 16 is 1/2 of the thickness.
  • the diameter is not necessarily limited to this.
  • the diameter may be 5 mm or 7 mm.
  • the dimples 16 are formed to have a diameter of 5 mm in the innermost row.
  • the adjacent dimples 16 on the innermost circumferential side are prevented from overlapping with each other, and the arch structure can be secured for any of the dimples 16.
  • the pitch of the plurality of dimples 16 arranged on the outermost side is about 3 [mm]
  • the pitch toward the innermost side is about 3 It has been gradually narrowed to 1 [mm] and 0.5 [mm].
  • the speaker diaphragm 2 can reduce the weight of the speaker diaphragm 2 itself by arranging a plurality of dimples 16 of the arch structure radially from the center side toward the outer periphery side with respect to the surface thereof. The maximum sound pressure when vibrated by the magnetic circuit unit 15 can be increased.
  • the speaker diaphragm 2 is higher than before the dimples 16 are formed because the dimples 16 have an arch structure although the dimples 16 for reducing the weight are formed on the surface of the speaker diaphragm 2.
  • the rigidity can be substantially maintained, and both weight reduction and high rigidity can be realized.
  • FIGS. 4 (A) and 4 (B) in which the corresponding parts to FIGS. 1 (A) and 1 (B) are assigned the same reference numerals, 20 indicates a speaker diaphragm considered as a variation of the speaker diaphragm 2; Basically, a plurality of dimples 16 are provided on the back surface of the speaker diaphragm 20.
  • the speaker diaphragm 20 is also configured as a cone-like capless type, and is produced by so-called insert molding in which glass fibers and polypropylene are filled in a predetermined mold, and the glass fibers and the polypropylene are melted by the insert molding. It is made to adhere.
  • the speaker diaphragm 20 in this case, a plurality of dimples 16 are formed not on the surface of the glass fiber but on the back surface of the polypropylene.
  • an aperture diameter of the speaker diaphragm 20 three types of 25 [cm], 30 [cm], and 38 [cm] are assumed.
  • the speaker diaphragm 20 is also formed in a substantially pentagonal cone shape, the locations of the reverse vibration in the case where the divided vibration occurs are made five locations (that is, odd locations), and the reverse vibration locations are positioned diagonally Since this can be prevented from occurring, resonance can be prevented in advance, and deterioration in sound quality can be suppressed.
  • a plurality of dimples 16 arranged so as to radially spread from the center side to the outer circumferential side are formed on the back surface. 16 is not formed.
  • the central portion is not used as a marking space for a brand name or logo, and naturally the dimples 16 are also provided for the central portion. May be provided.
  • the speaker diaphragm 20 can be further reduced in weight as compared with the speaker diaphragm 2 (FIG. 1), the maximum sound pressure can be increased accordingly. As shown in FIG. 5 in which the parts corresponding to FIG.
  • the depth of the dimples 16 is actually 1 ⁇ 2 where the thickness of the speaker diaphragm 20 is 1 [mm]. The thickness is reduced to 0.5 [mm], and the speaker diaphragm 20 is reduced in weight by the amount of the recess.
  • the dimple 16 is a shape itself when the sphere (shown by a broken line) is depressed when pressed, and the radius of curvature R of the surface on which the dimple 16 is formed because of the sphere is equal at any place. Further, the dimple 16 has a so-called arch structure in which the curvature radius R of the surface on which the dimple 16 is formed is equal at any place, and therefore has a structural characteristic in which stress is dispersed.
  • the speaker diaphragm 20 can maintain the same high rigidity as before the dimple 16 is formed although the dimple 16 is formed and the thickness thereof is reduced to half. It is done.
  • the speaker diaphragm 20 is not generally uniform in thickness as in the prior art where the convex portion is formed on the opposite side of the concave portion where the dimple 16 is formed, but before the dimple 16 is formed While maintaining the same high rigidity, the weight of the concave portion can be reliably reduced.
  • the dimple 16 is formed to have a diameter of 6 mm on the outer peripheral side (from the outer peripheral side to the fourth row).
  • the diameter is not necessarily limited to this.
  • the diameter may be 5 mm or 7 mm.
  • the dimples 16 are formed to have a diameter of 5 mm in the innermost row.
  • the pitch of the plurality of dimples 16 arranged on the outermost side is about 3 [mm], while the pitch toward the innermost side is Is gradually narrowed to about 1 mm and 0.5 mm.
  • the inner side of the speaker diaphragm 20 is rigid but the outer side is rigidly weak, so it is necessary to prevent the decrease in rigidity by leaving many portions where the dimples 16 are not formed on the outer side. It is because there is.
  • the speaker diaphragm 20 can be reduced in weight by arranging a plurality of dimples 16 of the arch structure radially from the center toward the outer periphery with respect to the back surface, so that the weight of the speaker diaphragm 20 itself can be reduced.
  • the maximum sound pressure when vibrated by the magnetic circuit unit 15 can be increased. Further, in the speaker diaphragm 20, although the dimple 16 for weight reduction is formed on the back surface, the dimple 16 has an arch structure, so it is higher than before the dimple 16 is formed. The rigidity can be substantially maintained, and both weight reduction and high rigidity can be realized. [1-4. simulation result] Next, as shown in FIGS.
  • the speaker diaphragm RG in which the dimple 16 is not provided the speaker diaphragm 2 in which the dimple 16 is provided on the surface, and the dimple 16 Prepare three types of analysis models corresponding to the speaker diaphragm 20 provided on the back surface, and simulate a displacement amount when a stress is applied from the outside by a computer.
  • a computer-based finite element method is used to obtain verification results of different sizes for three types of bore sizes of 25 cm, 30 cm, and 38 cm.
  • As the stress applied from the outside there are cases where a constant static load is applied and cases where a constant vibration such as that when the speaker diaphragm actually outputs a sound is applied, and simulations were performed for each. .
  • a speaker diaphragm RG without a dimple having a diameter of 25 [cm], the speaker diaphragm 2 of the surface dimple, and the speaker vibration of the back dimple The amount of displacement when a constant static load is applied to the plate 20 is color-coded and displayed within a range of ⁇ 0.05 [mm].
  • the surface area of the speaker diaphragm RG without dimples is 57972 [mm] 2 ]
  • the speaker diaphragm 2 of the surface dimple has a surface area of 58,270 [mm] 2 ]
  • the surface area increased by 0.51% with a mass of 26.866 [g] and the mass decreased by 7.4%.
  • the surface area of the speaker diaphragm RG without dimples is 57,972 [mm] 2 ],
  • the mass of 29.025 [g] the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple has a surface area of 58,240 [mm] 2 ]
  • the surface area 84165 [mm] of the speaker diaphragm RG without dimples 2 ] The mass of 42.069 [g]
  • the speaker diaphragm 2 of the surface dimple has a surface area of 84,466 [mm] 2 ]
  • the surface area increased by 0.36% with a mass of 38.898 [g] and the mass decreased by 7.5%.
  • the surface area 84165 [mm] in the speaker diaphragm RG without dimples 2 The mass of 42.069 [g]
  • the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple has a surface area of 84429 [mm] 2 ] And the surface area increased by 0.31% to a mass of 39.099 [g] and the mass decreased by 7.1%. That is, with respect to the speaker diaphragm RG without dimples, the surface of the speaker diaphragm 2 of the surface dimple and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple are increased by 0.31% to 0.36% by the presence of the dimples 16. , It can be seen that the mass is reduced by 7.1% to 7.5%. As shown in FIG.
  • a constant static load is applied to the dimple-free speaker diaphragm RG having a diameter of 38 cm, the speaker diaphragm 2 of the surface dimple, and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple.
  • the amount of displacement is color-coded and displayed within the range of ⁇ 0.05 [mm] as before.
  • simulation results with the same color distribution are obtained in all of the speaker diaphragm RG without dimples, the speaker diaphragm 2 of the surface dimples, and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimples, that is, the presence or absence of dimples 16 and It can be seen that regardless of the displacement amount, no rigid difference is found.
  • the diameter is as large as 38 [cm] and becomes rigid as it goes to the outer peripheral side, so the displacement unevenness becomes large, and a part of the outermost peripheral side has a large displacement amount Has appeared.
  • the surface area 136510 [mm] of the speaker diaphragm RG without dimples 2 ] The mass of 67.835 [g], the surface of the speaker diaphragm 2 of the surface dimple 136816 [mm] 2 ]
  • the surface area increased by 0.22% with a mass of 62.732 [g] and the mass decreased by 7.5%.
  • a constant vibration is applied to the dimple-free speaker diaphragm RG having a diameter of 25 cm, the speaker diaphragm 2 of the front surface dimple, and the speaker diaphragm 20 of the rear surface dimple.
  • the displacement amount is color-coded and displayed within a range of ⁇ 0.05 [mm].
  • simulation results with the same color distribution are obtained in all of the speaker diaphragm RG without dimples, the speaker diaphragm 2 of the surface dimples, and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimples, that is, the presence or absence of dimples 16 and Regardless, it can be seen that there is no difference in rigidity, which is the same as a slight displacement amount.
  • the surface area of the speaker diaphragm RG without dimples is 57972 [mm] 2 ]
  • the speaker diaphragm 2 of the surface dimple has a surface area of 58,270 [mm] 2 ]
  • the surface area increased by 0.51% with a mass of 26.866 [g] and the mass decreased by 7.4%.
  • the surface area of the speaker diaphragm RG without dimples is 57,972 [mm] 2 ],
  • the mass of 29.025 [g] the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple has a surface area of 58,240 [mm] 2 ]
  • the displacement when a constant vibration is applied to the speaker diaphragm RG without dimples having a diameter of 30 cm, the speaker diaphragm 2 of the surface dimples, and the speaker diaphragm 20 of the back dimples The amount is color-coded within ⁇ 0.05 mm.
  • simulation results with the same color distribution are obtained in all of the speaker diaphragm RG without dimples, the speaker diaphragm 2 of the surface dimples, and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimples, that is, the presence or absence of dimples 16 and Regardless, it can be seen that there is no difference in rigidity, which is the same as a slight displacement amount.
  • the surface area 84165 [mm] of the speaker diaphragm RG without dimples 2 ] The mass of 42.069 [g]
  • the speaker diaphragm 2 of the surface dimple has a surface area of 84,466 [mm] 2 ]
  • the surface area increased by 0.36% with a mass of 38.898 [g] and the mass decreased by 7.5%.
  • the surface area 84165 [mm] in the speaker diaphragm RG without dimples 2 The mass of 42.069 [g]
  • the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple has a surface area of 84429 [mm] 2 ] And the surface area increased by 0.31% to a mass of 39.099 [g] and the mass decreased by 7.1%. That is, with respect to the speaker diaphragm RG without dimples, the surface of the speaker diaphragm 2 of the surface dimple and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple are increased by 0.31% to 0.36% by the presence of the dimples 16. , It can be seen that the mass is reduced by 7.1% to 7.5%. As shown in FIG.
  • the displacement when a constant vibration is applied to the speaker diaphragm RG without a dimple having a diameter of 38 cm, the speaker diaphragm 2 of the surface dimple, and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple The amount is color-coded and displayed within the range of ⁇ 0.05 [mm] as before.
  • simulation results with the same color distribution are obtained in all of the speaker diaphragm RG without dimples, the speaker diaphragm 2 of the surface dimples, and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimples, that is, the presence or absence of dimples 16 and It can be seen that regardless of the displacement amount, there is no rigid difference from each other.
  • the diameter is as large as 38 [cm] and becomes rigid as it goes to the outer peripheral side, so the displacement unevenness becomes large, and a part of the outermost side has a large displacement amount It has appeared.
  • the surface area 136510 [mm] of the speaker diaphragm RG without dimples 2 ] The mass of 67.835 [g], the surface of the speaker diaphragm 2 of the surface dimple 136816 [mm] 2 ]
  • the surface area increased by 0.22% with a mass of 62.732 [g] and the mass decreased by 7.5%.
  • the displacement unevenness or displacement amount is any aperture. Even if, it turns out that it is equivalent and there is no rigid difference. That is, in all of the speaker diaphragm RG without dimples, the speaker diaphragm 2 of front surface dimples, and the speaker diaphragm 20 of back surface dimples, the rigidity does not largely change regardless of the size of the aperture, and high rigidity is achieved. It means that it is maintained.
  • the maximum sound pressure level with dimples is about 0.2 [dB] higher than that without dimples.
  • the difference in the maximum sound pressure level is such that the surface area is larger in the presence of dimples than in the absence of dimples, and it is apparent that the weight is reduced, and the diameter is 30 cm or 38 cm. Also, it is always produced by the presence of the dimples 16 regardless of the front or back surface. [1-6. Operation and effect] In the above configuration, in the speaker diaphragm 2 of the front surface dimple and the speaker diaphragm 20 of the rear surface dimple used in the speaker device 1, the surface area is increased by the plurality of dimples 16 provided, and the mass is reduced. it can.
  • the surface area of the speaker diaphragm 2 of the front surface dimple and the speaker diaphragm 20 of the rear surface dimple are increased in surface area and reduced in mass, so the sound pressure when vibrating by the same magnetic circuit unit 15 If it is a level, it can be surely increased.
  • the speaker device 1 since the speaker device 1 has an arch structure in which a plurality of dimples 16 provided for the speaker diaphragm 2 of the surface dimple and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple disperse the stress, the dimple 16 is formed Even though the thickness is reduced to half, the same high rigidity as before the formation of the dimple 16 can be maintained.
  • the speaker device 1 uses the speaker diaphragm 2 of the surface dimple and the speaker diaphragm 20 of the back surface dimple to increase the surface area and reduce the mass by the plurality of dimples 16 while maintaining high rigidity. And the maximum sound pressure level can be reliably increased.
  • the speaker diaphragm 2 or the speaker diaphragm 20 formed in a substantially pentagonal cone shape is described.
  • the present invention is not limited to this, and a speaker diaphragm formed in various other shapes such as a circular shape, an elliptical shape, and a rectangular shape may be used.
  • the dimple 16 is not formed on the central portion on the innermost circumference side of the speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 20 so as to be used as a marking space for a brand name or logo. Said about.
  • the present invention is not limited to this, and the dimples 16 may be formed all over the central portion on the innermost circumferential side of the speaker diaphragm 2 as well. In this case, the speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 20 can be further reduced in weight and sound pressure can be increased.
  • the present invention is not limited to this, and the speaker diaphragm 2 having other various diameters may be targeted. Furthermore, in the above-mentioned embodiment, the case where the speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 20 which were shape
  • the thickness of the speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 20 is 1 mm, and the depth of the dimple 16 is 0.5 mm, which is half of the thickness. I mentioned about the case that I want to do. However, the present invention is not limited to this, and the thickness is not limited to 1 [mm], and the speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 20 having various thicknesses may be used. Furthermore, in the above-described embodiment, the thickness of the speaker diaphragm 2 and the speaker diaphragm 20 is 1 mm, and the depth of the dimple 16 is half of the thickness 0.5 [mm]. We mentioned about the case where it was made to be].
  • the present invention is not limited to this, and the depth of the dimple 16 may be determined in various proportions such as 1/3 and 2/5 of the thickness.
  • the speaker diaphragm of the present invention is configured by the speaker diaphragms 2 and 20 as the diaphragm and the dimples 16 as the dimples has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the speaker diaphragm may be configured by diaphragms and dimples having other various configurations.
  • the pitch of the plurality of dimples 16 arranged on the outermost side is about 3 [mm], and the pitch toward the innermost side is about 1 [mm], 0.5 [
  • the present invention is not limited to this, and as long as the pitch on the outer circumferential side is large and the pitch is gradually narrowed toward the innermost circumferential side, pitches of other sizes may be used.
  • the case where the dimples 16 formed to have a diameter of 6 [mm] is provided to the speaker diaphragms 2 and 20 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and dimples formed to various other diameters may be provided on the speaker diaphragms 2 and 20 as long as the arch structure can be secured.
  • the speaker device of the present invention is configured by the speaker diaphragms 2 and 20 as the diaphragm, the dimples 16 as the dimples, and the magnetic circuit unit 15 as the magnetic circuit unit. I mentioned the case.
  • the present invention is not limited to this, and the speaker device may be configured by the diaphragm, the dimple, and the magnetic circuit unit having other various configurations.
  • the speaker device of the present invention can be applied as a subwoofer for home theaters and the like in a home other than being applied as an on-vehicle subwoofer on the premise of being installed in a trunk or the like of a car.
  • the speaker diaphragm of the present invention can be used as a diaphragm for a television, a cone paper of a personal computer, a headphone or a microphone other than being used as the speaker diaphragm 2 of a subwoofer for vehicle use.

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Abstract

 本発明は、内部損失が大きく、高剛性、耐環境性を低下させることなく一段と軽量化して最大音圧を増大できるようにする。 スピーカ振動板(2)と、スピーカ振動板(2)の中心側から外側へ向かって放射状に配列され、応力が分散されるように凹状に形成されたアーチ構造を有する複数のディンプル(16)とを設けることにより、凹状に形成された複数のディンプル(16)によってスピーカ振動板(2)としての軽量化を実現しながら、当該ディンプルのアーチ構造によって高剛性を維持すると共に、当該軽量化に伴って最大音圧を増大することができる。

Description

スピーカ振動板及びスピーカ装置
 本発明は、スピーカ振動板及びスピーカ装置に関し、特にサブウーファーに適用して好適なものである。
 従来、サブウーファー等に用いられる振動板の材料としては、密度が小さくヤング率(剛性)が高いこと、適度な内部損失を有すること、及び耐環境性能が要求されている。オレフィン系樹脂であるポリプロピレンの振動板は耐環境性、特に耐水性に優れ、かつ外観性も良く、内部損失も適度に大きく、スピーカ用の振動板としての物性バランスも良いため、紙に次いで多く使用されている。
 しかし、ポリプロピレンの振動板では、ポリプロピレンの比重が0.9[g/cm]で紙よりも大きくヤング率も低いために、カーボンファイバー等のフィラーで強化することにより剛性を高めるようにしているが、更に比重が大きくなってしまう。このためポリプロピレンの振動板では、紙に比べると重くなって感度が落ちたり、高周波数帯域のエネルギーも出し難いものとなっている。
 一方、互いに異なる材質で形成された第1の振動板層及び第2の振動板層を備えた多層構造の振動板が提案されている(例えば特許文献1)。
特開2005−318012公報
 ところで、剛性アップを図る観点から液晶ポリマー等を振動板の材料とすることもあるが、比重が大きく内部損失もポリプロピレンに比べて小さくなってしまうという問題がある。
 また、構造的に振動板の軽量化及び高剛性化を求めたものとして、ハニカム構造としたものや、発泡体を平板のスキン層でサンドイッチした3層構造の振動板も有るが、特に3層構造のものは各層を接着する必要があるため、煩雑な製造工程が増えてしまってコストアップを招くという問題がある。
 さらに上述した特許文献1に記載されている多層構造の振動板では、射出成形によるものであるため第1の振動板層と第2の振動板層とを接着するという煩雑な製造工程を要することはないが、多層構造のために振動板自体の重量が増大するという問題がある。
 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、内部損失が大きく、高剛性、耐環境性を低下させることなく一段と軽量化して最大音圧を増大し得るスピーカ振動板及びスピーカ装置を提案しようとするものである。
 かかる課題を解決するため本発明のスピーカ振動板においては、振動板と、振動板の中心側から外周側へ向かって放射状に配列され、応力が分散されるように凹状に形成されたアーチ構造を有する複数のディンプルとを設けるようにする。
 これにより、凹状に形成された複数のディンプルによって振動板としての軽量化を実現しながら、当該ディンプルのアーチ構造によって高剛性を維持すると共に、当該軽量化に伴って最大音圧を増大することができる。
 また本発明のスピーカ装置においては、振動板と、振動板の中心側から外周側へ向かって放射状に配列され、応力が分散されるように凹状に形成されたアーチ構造を有する複数のディンプルと、振動板をオーディオ信号に応じて振動させる磁気回路部とを設けるようにする。
 これにより、凹状に形成された複数のディンプルによって振動板としての軽量化を実現しながら、当該ディンプルのアーチ構造によって高剛性を維持すると共に、当該軽量化に伴って磁気回路部により振動板を振動させたときの最大音圧を増大することができる。
 本発明によれば、凹状に形成された複数のディンプルによって振動板としての軽量化を実現しながら、当該ディンプルのアーチ構造によって高剛性を維持すると共に、当該軽量化に伴って最大音圧を増大し得るスピーカ振動板を実現することができる。
 また本発明によれば、凹状に形成された複数のディンプルによってスピーカ振動板としての軽量化を実現しながら、当該ディンプルのアーチ構造によって高剛性を維持すると共に、当該軽量化に伴って磁気回路部により振動板を振動させたときの最大音圧を増大し得るスピーカ装置を実現することができる。
 図1は、スピーカ装置の構造を示す略線図である。
 図2は、ディンプルの断面構造を示す略線的断面図である。
 図3は、ディンプルの配列を示す略線図である。
 図4は、スピーカ振動板のバリエーションを示す略線図である。
 図5は、ディンプルの断面構造を示す略線的断面図である。
 図6は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルの3種類の解析モデルを示す略線図である。
 図7は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルにおいて、口径25cmで静荷重が与えられたときのシミュレーション結果を示す略線図である。
図8は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルにおいて、口径30cmで静荷重が与えられたときのシミュレーション結果を示す略線図である。
 図9は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルにおいて、口径38cmで静荷重が与えられたときのシミュレーション結果を示す略線図である。
 図10は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルの各(I)表面及び(II)裏面において、口径25cmで一定の振動が与えられたときのシミュレーション結果を示す略線図である。
 図11は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルの各(I)表面及び(II)裏面において、口径30cmで一定の振動が与えられたときのシミュレーション結果を示す略線図である。
 図12は、(A)ディンプル無し、(B)表面ディンプル、(C)裏面ディンプルの各(I)表面及び(II)裏面において、口径38cmで一定の振動が与えられたときのシミュレーション結果を示す略線図である。
 図13は、ディンプルの有無に対応した音圧レベルを示す略線図である。
 以下、発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.他の実施の形態
<1.実施の形態>
[1−1.スピーカ装置の構造]
 図1(A)及び(B)において、1は全体として自動車のトランク内等に設置されることを前提とした車載用のスピーカ装置を示し、低周波数帯域(例えば5[Hz]~400[Hz])を再生するサブウーファーとして用いられるものである。
 このスピーカ装置1は、コーン状のスピーカ振動板2を有し、当該スピーカ振動板2がその外周部分に設けられたエッジ3を介してフレーム4に支持されている。
 またスピーカ振動板2は、取付部材7を介して、リード線(図示せず)でなるボイスコイル5が巻回された円筒状のボイスコイルボビン6に固着されると共に、当該ボイスコイルボビン6がダンパー8を介してフレーム4に支持されている。
 更にスピーカ装置1は、フレーム4の下端側に、スピーカ振動板2を前後に振動させるための磁気回路部15が固定した状態で取り付けられている。
 この磁気回路部15は、中央から円柱形状のポールピースが植立された円盤形状のヨーク11を有し、当該ヨーク11の上面外周を取り囲むように円環形状のマグネット10が固着されている。
 また磁気回路部15は、マグネット10上に円環形状のプレート9が積層した状態で固着されると共に、当該プレート9に対してフレーム4が取り付けられている。
 かくしてスピーカ装置1では、外部から供給されるオーディオ信号に基づく印加電流に応じて磁気回路部15のボイスコイル5に電磁力が与えられると、当該ボイスコイル5がマグネット10と引き合い又は反発することにより、スピーカ振動板2が前後に振動してオーディオ信号に応じた音を発生させるようになされている。
[1−2.スピーカ振動板の構造]
 次に、スピーカ振動板2の詳細な構造について説明する。このスピーカ振動板2としてはコーン状のキャップレスタイプであり、ポリプロピレンを所定の型枠内に充填する所謂インサート成形によって生成されている。なお、スピーカ振動板2の口径(正面から見たときの直径)としては25[cm]、30[cm]、及び38[cm]の3種類が想定されている。
 またスピーカ振動板2は、略5角形状のコーン型すなわち稜部がなだらかな略5角錐台の側面部分及び底部分のみからなる形状(以下、これを略5角コーン形状と呼ぶ)に形成されている。
 これによりスピーカ振動板2は、分割振動が生じた場合の逆振動の箇所を5箇所(すなわち奇数箇所)とし、逆振動箇所同士を対角線上に位置させないようにできるので、共振を未然に防止し、音質の低下を抑制し得るようになされている。
 さらにスピーカ振動板2は、その表面に対し、中心側から外周側へ放射状に広がるように配列された複数のディンプル16が形成されているが、その最内周側の中央部分については当該ディンプル16が形成されておらず、ブランド名やロゴ等の表記スペースとして用いられるようになされている。
 図2に示すように、実際上ディンプル16は、スピーカ振動板2の肉厚が1[mm]であるところ、その深さが1/2となる0.5[mm]となるように肉厚が削られており、スピーカ振動板2としてはその凹み分だけ軽量化が計られている。
 このディンプル16は、球体(破線で示す)が押し付けられたときに凹んだときの形状そのものであり、球体ゆえに当該ディンプル16が形成された面の曲率半径Rは何れの場所でも等しくなる。
 また、このディンプル16は、当該ディンプル16が形成された面の曲率半径Rは何れの場所でも等しい所謂アーチ構造となっており、このため応力が分散される構造特性を有している。それゆえスピーカ振動板2は、ディンプル16が形成されてその肉厚が1/2に半減しているにも拘わらずディンプル16が形成される前と同程度の高剛性を維持し得るようになされている。
 これによりスピーカ振動板2は、ディンプル16が形成されている凹部の反対側に凸部が形成されているような従来からある一般的な肉厚均等ではないものの、ディンプル16が形成される前と同程度の高剛性を維持しながら、凹部の分だけ確実に軽量化し得るようになされている。
 またディンプル16は、外周側(外周側から4列目まで)における直径が6[mm]に形成されている。これは、スピーカ振動板2の肉厚が1[mm]で、当該ディンプル16の深さが肉厚の1/2となる0.5[mm]を確保しようとしたときの最適なサイズであるが、必ずしもこれに限るものではなく、例えば直径が5[mm]や7[mm]であっても良い。
 同様にディンプル16は、最内周側の列においては、その直径が5[mm]に形成されている。これによりスピーカ振動板2としては、最内周側で隣接するディンプル16が互いに重なってしまうことを回避し、何れのディンプル16に対してもアーチ構造を確保し得るようになされている。
 更に図3に示すようにスピーカ振動板2は、最外周側に配列された複数のディンプル16のピッチが約3[mm]となっているのに対し、最内周側へ向かってピッチが約1[mm]、0.5[mm]と次第に狭くなってきている。
 これは、スピーカ振動板2の内周側が剛性的に強いものの外周側が剛性的に弱いため、外周側にあってはディンプル16が形成されていない部分を多く残すことにより剛性の低下を防ぐ必要があるからである。
 このようにスピーカ振動板2は、その表面に対してアーチ構造のディンプル16を中心側から外周側へ向かって放射状に複数配列したことにより、当該スピーカ振動板2自体を軽量化することができるので、磁気回路部15により振動されたときの最大音圧を増大し得るようになされている。
 またスピーカ振動板2は、その表面に対して軽量化のためのディンプル16が形成されたにも拘わらず、当該ディンプル16がアーチ構造であるため、ディンプル16が形成される前と比べても高剛性をほぼ維持でき、軽量化及び高剛性の両立を実現し得るようになされている。
[1−3.スピーカ振動板のバリエーション]
 ところでスピーカ振動板2としては、上述したように、その表面に複数のディンプル16が形成されている場合について説明したが、その裏面に複数のディンプル16が形成されているスピーカ振動板というのも考えられる。
 なお、フレーム4、取付部材7、ダンパー8及び磁気回路部15等の基本構造はスピーカ装置1(図1)と同じであるため、ここでは便宜上説明を省略する。
 図1(A)及び(B)との対応部分に同一符号を付した図4(A)及び(B)に示すように、20はスピーカ振動板2のバリエーションとして考えられるスピーカ振動板を示し、基本的にはスピーカ振動板20のその裏面に複数のディンプル16が設けられている。
 このスピーカ振動板20においてもコーン状のキャップレスタイプに構成されており、硝子繊維及びポリプロピレンを所定の型枠内に充填する所謂インサート成形によって生成され、当該インサート成形により硝子繊維とポリプロピレンとが溶融接着するようになされている。
 この場合のスピーカ振動板20としては、硝子繊維の表面に対してではなく、ポリプロピレンの裏面に対して複数のディンプル16が形成されるようになされている。なお、スピーカ振動板20の口径としても25[cm]、30[cm]及び38[cm]の3種類が想定されている。
 またスピーカ振動板20においても、略5角コーン形状に形成されているため、分割振動が生じた場合の逆振動の箇所を5箇所(すなわち奇数箇所)とし、逆振動箇所同士を対角線上に位置させないようにできるので、共振を未然に防止し、音質の低下を抑制し得るようになされている。
 さらにスピーカ振動板20においても、その裏面に対し、中心側から外周側へ放射状に広がるように配列された複数のディンプル16が形成されているが、その最内周側の中央部分については当該ディンプル16が形成されていない。
 しかしながらスピーカ振動板20では、その裏面にディンプル16を設けている関係上、その中央部分についてはブランド名やロゴ等の表記スペースとして用いられることがないので、当然その中央部分に対してもディンプル16を設けるようにしても良い。
 この場合、スピーカ振動板20では、スピーカ振動板2(図1)に比べて更なる軽量化を図ることができるので、それに伴って最大音圧についても増大させ得るようになされている。
 図2との対応部分に同一符号を付した図5に示すように、実際上ディンプル16は、スピーカ振動板20の肉厚が1[mm]であるところ、その深さが1/2となる0.5[mm]となるように肉厚が削られており、スピーカ振動板20としてはその凹み分だけ軽量化が計られている。
 このディンプル16は、球体(破線で示す)が押し付けられたときに凹んだときの形状そのものであり、球体ゆえに当該ディンプル16が形成された面の曲率半径Rは何れの場所でも等しくなる。
 また、このディンプル16は、当該ディンプル16が形成された面の曲率半径Rは何れの場所でも等しい所謂アーチ構造となっており、このため応力が分散される構造特性を有している。それゆえスピーカ振動板20としては、ディンプル16が形成されてその肉厚が1/2に半減しているにも拘わらずディンプル16が形成される前と同程度の高剛性を維持し得るようになされている。
 これによりスピーカ振動板20は、ディンプル16が形成されている凹部の反対側に凸部が形成されているような従来からある一般的な肉厚均等ではないものの、ディンプル16が形成される前と同程度の高剛性を維持しながら、凹部の分だけ確実に軽量化し得るようになされている。
 またディンプル16は、外周側(外周側から4列目まで)における直径が6[mm]に形成されている。これは、スピーカ振動板2の肉厚が1[mm]で、当該ディンプル16の深さが肉厚の1/2となる0.5[mm]を確保しようとしたときの最適なサイズであるが、必ずしもこれに限るものではなく、例えば直径が5[mm]や7[mm]であっても良い。
 同様にディンプル16は、最内周側の列においては、その直径が5[mm]に形成されている。これによりスピーカ振動板2としては、最内周側で隣接するディンプル16が互いに重なってしまうことを回避し、何れのディンプル16に対してもアーチ構造を確保し得るようになされている。
 更に図3に示したようにスピーカ振動板20においても、最外周側に配列された複数のディンプル16のピッチが約3[mm]となっているのに対し、最内周側へ向かってピッチが約1[mm]、0.5[mm]と次第に狭くなってきている。
 これは、スピーカ振動板20の内周側が剛性的に強いものの外周側が剛性的に弱いため、外周側にあってはディンプル16が形成されていない部分を多く残すことにより剛性の低下を防ぐ必要があるからである。
 このようにスピーカ振動板20は、その裏面に対してアーチ構造のディンプル16を中心から外周側へ向かって放射状に複数配列したことにより、当該スピーカ振動板20自体を軽量化することができるので、磁気回路部15により振動されたときの最大音圧を増大し得るようになされている。
 またスピーカ振動板20では、その裏面に対して軽量化のためのディンプル16が形成されたにも拘わらず、当該ディンプル16がアーチ構造であるため、ディンプル16が形成される前と比べても高剛性をほぼ維持でき、軽量化及び高剛性の両立を実現し得るようになされている。
[1−4.シミュレーション結果]
 次に、図6(A)、(B)及び(C)に示すように、ディンプル16が設けられていないスピーカ振動板RGと、ディンプル16が表面に設けられたスピーカ振動板2と、ディンプル16が裏面に設けられたスピーカ振動板20とに対応した3種類の解析モデルを用意し、外部から応力を与えたときの変位量をコンピュータによりシミュレーションする。
 ここでは、コンピュータによる有限要素法を用い、口径が25[cm]、30[cm]及び38[cm]の3種類に対してサイズ違いの検証結果を得るようになされている。なお、外部から与えられる応力としては、一定の静荷重を与える場合と、実際にスピーカ振動板が音を出力するときのような一定の振動を与える場合とがあり、それぞれについてシミュレーションが行われた。
 実際上、図7(A)、(B)及び(C)に示すように、口径が25[cm]でなるディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して一定の静荷重を与えた場合の変位量が、±0.05[mm]の範囲内で色分け表示されている。
 この場合、ディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、同じ色分布によるシミュレーション結果が得られており、すなわちディンプル16の有無や表裏に拘わらず同等の僅かな変位量であって互いに剛性的な差異は見受けられないことが分かる。
 なお、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積57972[mm]、質量29.025[g]に対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2は表面積58270[mm]、質量26.866[g]となって表面積が0.51%アップすると共に質量が7.4%ダウンしている。
 同様に、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積57972[mm]、質量29.025[g]に対して、裏面ディンプルのスピーカ振動板20は表面積58240[mm]、質量26.98[g]となって表面積が0.46%アップすると共に質量が7.0%ダウンしている。
 すなわちディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、ディンプル16の存在によって、その表面積が0.46%~0.51%アップし、質量が7.0%~7.4%ダウンしていることが分かる。
 図8に示すように、口径が30[cm]でなるディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して一定の静荷重を与えた場合の変位量が、±0.05[mm]の範囲内で色分け表示されている。
 この場合、ディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、同じ色分布によるシミュレーション結果が得られており、すなわちディンプル16の有無や表裏に拘わらず同等の僅かな変位量であって互いに剛性的な差異は見受けられないことが分かる。
 なお、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積84165[mm]、質量42.069[g]に対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2は表面積84466[mm]、質量38.898[g]となって表面積が0.36%アップすると共に質量が7.5%ダウンしている。
 同様に、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積84165[mm]、質量42.069[g]に対して、裏面ディンプルのスピーカ振動板20は表面積84429[mm]、質量39.099[g]となって表面積が0.31%アップすると共に質量が7.1%ダウンしている。
 すなわちディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、ディンプル16の存在によって、その表面積が0.31%~0.36%アップし、質量が7.1%~7.5%ダウンしていることが分かる。
 図9に示すように、口径が38[cm]でなるディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して一定の静荷重を与えた場合の変位量が、これまでと同様±0.05[mm]の範囲内で色分け表示されている。
 この場合、ディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、同じ色分布によるシミュレーション結果が得られており、すなわちディンプル16の有無や表裏に拘わらず同等の変位量であって剛性的な差異は見受けられないことが分かる。
 但し、この場合は、口径が38[cm]と大きく、外周側へ行くに連れて剛性的に弱くなるため、変位ムラが大きくなっており、最外周側の一部には変位量の大きい領域が出現している。
 なお、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積136510[mm]、質量67.835[g]に対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2は表面積136816[mm]、質量62.732[g]となって表面積が0.22%アップすると共に質量が7.5%ダウンしている。
 同様に、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積136510[mm]、質量67.835[g]に対して、裏面ディンプルのスピーカ振動板20は表面積136770[mm]、質量63.100[g]となって表面積が0.19%アップすると共に質量が7.0%ダウンしている。
 すなわちディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、ディンプル16の存在によって、その表面積が0.19%~0.22%アップし、質量が7.0%~7.5%ダウンしていることが分かる。
 ところで図10に示すように、口径が25[cm]でなるディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して一定の振動を与えた場合の変位量が、±0.05[mm]の範囲内で色分け表示されている。
 この場合、ディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、同じ色分布によるシミュレーション結果が得られており、すなわちディンプル16の有無や表裏に拘わらず同等の僅かな変位量であって互いに剛性的な差異は見受けられないことが分かる。
 なお、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積57972[mm]、質量29.025[g]に対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2は表面積58270[mm]、質量26.866[g]となって表面積が0.51%アップすると共に質量が7.4%ダウンしている。
 同様に、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積57972[mm]、質量29.025[g]に対して、裏面ディンプルのスピーカ振動板20は表面積58240[mm]、質量26.98[g]となって表面積が0.46%アップすると共に質量が7.0%ダウンしている。
 すなわちディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、ディンプル16の存在によって、その表面積が0.46%~0.51%アップし、質量が7.0%~7.4%ダウンしていることが分かる。
 図11に示すように、口径が30[cm]でなるディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して一定の振動を与えた場合の変位量が、±0.05[mm]の範囲内で色分け表示されている。
 この場合、ディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、同じ色分布によるシミュレーション結果が得られており、すなわちディンプル16の有無や表裏に拘わらず同等の僅かな変位量であって互いに剛性的な差異は見受けられないことが分かる。
 なお、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積84165[mm]、質量42.069[g]に対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2は表面積84466[mm]、質量38.898[g]となって表面積が0.36%アップすると共に質量が7.5%ダウンしている。
 同様に、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積84165[mm]、質量42.069[g]に対して、裏面ディンプルのスピーカ振動板20は表面積84429[mm]、質量39.099[g]となって表面積が0.31%アップすると共に質量が7.1%ダウンしている。
 すなわちディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、ディンプル16の存在によって、その表面積が0.31%~0.36%アップし、質量が7.1%~7.5%ダウンしていることが分かる。
 図12に示すように、口径が38[cm]でなるディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して一定の振動を与えた場合の変位量が、これまでと同様±0.05[mm]の範囲内で色分け表示されている。
 この場合、ディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、同じ色分布によるシミュレーション結果が得られており、すなわちディンプル16の有無や表裏に拘わらず同等の変位量であって互いに剛性的な差異は見受けられないことが分かる。
 但し、この場合、口径が38[cm]と大きく、外周側へ行くに連れて剛性的に弱くなるため、変位ムラが大きくなっており、最外周側の一部には変位量の大きい領域が出現している。
 なお、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積136510[mm]、質量67.835[g]に対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2は表面積136816[mm]、質量62.732[g]となって表面積が0.22%アップすると共に質量が7.5%ダウンしている。
 同様に、ディンプル無しのスピーカ振動板RGにおける表面積136510[mm]、質量67.835[g]に対して、裏面ディンプルのスピーカ振動板20は表面積136770[mm]、質量63.100[g]となって表面積が0.19%アップすると共に質量が7.0%ダウンしている。
 すなわちディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、ディンプル16の存在によって、その表面積が0.19%~0.22%アップし、質量が7.0%~7.5%ダウンしていることが分かる。
 このようにディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して、静荷重や一定の振動を与えた場合の変位ムラや変位量が何れの口径であっても同等であって剛性的な差異がないことが分かる。
 すなわち、このことはディンプル無しのスピーカ振動板RG、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20の全てにおいて、口径のサイズに拘わらずその剛性が大きく変わることがなく、高剛性が維持されていることを意味している。
 これに加えてディンプル無しのスピーカ振動板RGに対して、表面ディンプルのスピーカ振動板2及び裏面ディンプルのスピーカ振動板20については、複数のディンプル16が設けられた結果、表面積がアップすると共に質量がダウンしており、これにより音圧レベルをディンプル無しに比べて増大させ得るようになされている。
[1−5.最大音圧の変化]
 図13に示すように、例えば口径が25[cm]のときのディンプル無しのスピーカ振動板RGと、表面ディンプルのスピーカ振動板2とによる音圧レベルの比較結果においては、約100[Hz]付近でディンプル無しよりもディンプル有りの最大音圧レベルが0.2[dB]程度上回っていることが分かる。
 このような最大音圧レベルの差は、ディンプル無しよりもディンプル有りの方が表面積が大きくなり、かつ軽量化されていることが明らかである以上、口径が30[cm]、38[cm]のときも、表面又は裏面に拘わらずディンプル16の存在によって必ず生じるようになされている。
[1−6.動作及び効果]
 以上の構成において、スピーカ装置1に用いられる表面ディンプルのスピーカ振動板2や裏面ディンプルのスピーカ振動板20では、複数設けられたディンプル16によってその表面積を大きくすると共に、その質量を軽量化することができる。
 これよりスピーカ装置1では、表面ディンプルのスピーカ振動板2や裏面ディンプルのスピーカ振動板20が表面積が増大しかつ質量が軽量化されているため、同じ磁気回路部15により振動させた場合の音圧レベルであれば確実に増大させることができる。
 このときスピーカ装置1は、表面ディンプルのスピーカ振動板2や裏面ディンプルのスピーカ振動板20に対して複数設けられたディンプル16が応力を分散させるアーチ構造となっているため、ディンプル16が形成されてその肉厚が1/2に半減しているにも拘わらずディンプル16が形成される前と同程度の高剛性を維持することができる。
 以上の構成によれば、スピーカ装置1は表面ディンプルのスピーカ振動板2や裏面ディンプルのスピーカ振動板20を用いることにより高剛性を維持しながら複数のディンプル16によって表面積の増大と質量の軽量化を図り、最大音圧レベルを確実に増大させることができる。
<2.他の実施の形態>
 なお上述の実施の形態においては、略5角コーン形状に形成されたスピーカ振動板2又はスピーカ振動板20を用いるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、円形状、楕円形状、矩形状等のその他種々の形状に形成されたスピーカ振動板を用いるようにしても良い。
 また上述の実施の形態においては、スピーカ振動板2及びスピーカ振動板20における最内周側の中央部分についてはブランド名やロゴ等の表記スペースとして用いるべくディンプル16が形成されていないようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、スピーカ振動板2における最内周側の中央部分についても全てディンプル16が形成されているようにしても良い。この場合、スピーカ振動板2及びスピーカ振動板20としては一段と軽量化され、音圧を上げることができる。
 さらに上述の実施の形態においては、スピーカ振動板2のサイズとして直径が約25[cm]、約30[cm]、及び約38[cm]の3種類を対象とするようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、その他種々の直径を有するスピーカ振動板2を対象とするようにしても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、ポリプロピレンで成形されたスピーカ振動板2及びスピーカ振動板20を用いるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、カーボン、樹脂、紙等のその他種々の材料でなるスピーカ振動板を用いるようにしても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、スピーカ振動板2及びスピーカ振動板20の肉厚が1[mm]で、当該ディンプル16の深さが肉厚の1/2となる0.5[mm]とするようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、肉厚が1[mm]に限るものではなく、その他種々の厚さのスピーカ振動板2及びスピーカ振動板20を用いるようにしても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、スピーカ振動板2及びスピーカ振動板20の肉厚が1[mm]に対して、当該ディンプル16の深さが肉厚の1/2となる0.5[mm]とするようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、肉厚の1/3や2/5等のその他種々の割合でディンプル16の深さを決定するようにしても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、振動板としてのスピーカ振動板2、20と、ディンプルとしてのディンプル16とによって本発明のスピーカ振動板を構成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる振動板及びディンプルによってスピーカ振動板を構成するようにしても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、最外周側に配列された複数のディンプル16のピッチが約3[mm]であり、最内周側へ向かってピッチが約1[mm]、0.5[mm]と次第に狭くなってくるように形成された場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、外周側のピッチが大きく、最内周側へ向かってピッチが次第に狭くなってくるように形成されるのであれば、他のサイズのピッチであっても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、直径が6[mm]に形成されたディンプル16をスピーカ振動板2、20に設けるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、アーチ構造を確保できるサイズであれば他の種々の直径に形成されたディンプルをスピーカ振動板2、20に設けるようにしても良い。
 さらに上述の実施の形態においては、振動板としてのスピーカ振動板2、20と、ディンプルとしてのディンプル16と、磁気回路部としての磁気回路部15とによって本発明のスピーカ装置を構成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる振動板、ディンプル及び磁気回路部によってスピーカ装置を構成するようにしても良い。
 本発明のスピーカ装置は、自動車のトランク内等に設置されることを前提とした車載用のサブウーファーとして適用する以外にも、家庭内のホームシアター等のサブウーファーとして適用することができる。また本発明のスピーカ振動板は車載用のサブウーファーのスピーカ振動板2として用いられる以外にも、テレビ、パーソナルコンピュータのコーン紙、ヘッドフォンやマイクロフォン用のダイヤフラムとして用いられることができる。
 1……スピーカ装置、2……スピーカ振動板、3……エッジ、4……フレーム、5……ボイスコイル、6……ボイスコイルボビン、7……取付部材、8……ダンパー、9……プレート、10……マグネット、11……ヨーク、15……磁気回路部、16……ディンプル

Claims (8)

  1.  振動板と、
     上記振動板の中心側から外周側へ向かって放射状に配列され、応力が分散されるように凹状に形成されたアーチ構造を有する複数のディンプルと
     を具えるスピーカ振動板。
  2.  上記ディンプルは、上記振動板を振動させる際の応力を分散させるため、当該ディンプルの曲率半径が全て等しいアーチ構造となっている
     請求項1に記載のスピーカ振動板。
  3.  上記ディンプルは、当該振動板の肉厚が削られた状態に形成されている
     請求項2に記載のスピーカ振動板。
  4.  上記ディンプルは、上記振動板の厚さに対して1/2の深さに形成されている(ことにより、当該振動板の肉厚が削られた状態となる)
     請求項3に記載のスピーカ振動板。
  5.  上記ディンプルは、上記振動板の上記外周側から上記中心側へ向かうに連れて隣接ディンプル間のピッチが次第に狭くなっている
     請求項4に記載のスピーカ振動板。
  6.  上記ディンプルは、上記振動板の上記外側から上記中心側へ向かうに連れてその直径が小さく形成されている
     請求項5に記載のスピーカ振動板。
  7.  上記振動板は、全体がコーン状でなり、かつ外周部が5角形である
     請求項6に記載のスピーカ振動板。
  8.  振動板と、
     振動板の中心側から外側へ向かって放射状に配列され、応力が分散されるように凹状に形成されたアーチ構造を有する複数のディンプルと、
     上記振動板をオーディオ信号に応じて振動させる磁気回路部と
     を具えるスピーカ装置。
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