WO2019131529A1 - スピーカ - Google Patents

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WO2019131529A1
WO2019131529A1 PCT/JP2018/047300 JP2018047300W WO2019131529A1 WO 2019131529 A1 WO2019131529 A1 WO 2019131529A1 JP 2018047300 W JP2018047300 W JP 2018047300W WO 2019131529 A1 WO2019131529 A1 WO 2019131529A1
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WO
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diaphragm
equalizer
center cap
sound
cap
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Application number
PCT/JP2018/047300
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄助 冨田
和幸 稲垣
Original Assignee
株式会社Ｊｖｃケンウッド
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Publication date
Application filed by 株式会社Ｊｖｃケンウッド filed Critical 株式会社Ｊｖｃケンウッド
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/30—Combinations of transducers with horns, e.g. with mechanical matching means, i.e. front-loaded horns

Definitions

  • the present disclosure relates to a speaker provided with an equalizer.
  • Patent Document 1 describes a technique for suppressing the front room effect.
  • Patent Document 2 describes that, in a speaker including a diaphragm to which a center cap is attached, an equalizer for adjusting a frequency characteristic and the like of an output sound is disposed on the front side of the center cap.
  • Patent Document 1 suppresses the front room effect by thinning the diaphragm (reducing the height), and does not suppress the interference of the emitted sound.
  • the equalizer is disposed close to the front of the center cap so as to cover the center cap in order to adjust the frequency characteristics and the like of the output sound to improve the sound quality.
  • the equalizer described in Patent Document 2 does not suppress the front room effect, and there is a limit to the improvement of the sound quality by the equalizer in the state where the disturbance due to the peak or dip is generated in the reproduction frequency characteristic due to the front room effect.
  • An embodiment aims at providing a speaker in which high sound quality can be obtained by suppressing a front room effect.
  • a diaphragm a center cap located on the inner peripheral side of the diaphragm, and a central hole having an inner diameter larger than the diameter of the central cap, the central cap being the central hole
  • an equalizer disposed to cover the area on the inner peripheral side of the diaphragm, wherein the first surface on the sound emission direction side by the diaphragm in the equalizer is formed by a curved surface,
  • a speaker is provided in which the inner peripheral end of the equalizer is in proximity to the proximity of the center cap and the diaphragm.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the speaker of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view at a position S2-S2 in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the loudspeaker according to the first embodiment as viewed from the front.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the diaphragm 5 and the equalizer 91 provided in the speaker of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing reproduction frequency characteristics of the speaker of the first embodiment and the conventional speaker.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the speaker of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the speaker of the third embodiment.
  • FIG. 1 shows a two-way coaxial speaker 53.
  • the speaker in the first embodiment is a tweeter 51 in the two-way coaxial speaker 53.
  • the coaxial speaker 53 has a tweeter 51 for reproducing the high range and a woofer 52 for reproducing the low range.
  • the tweeter 51 and the woofer 52 are configured such that the respective axis lines CL51 and CL52 are located on the coaxial axis line CL53 and emit sound forward.
  • the axis line CL51 and the axis line CL52 are sound emission axes of the diaphragms of the tweeter 51 and the woofer 52
  • the axis line CL53 is a sound emission axis of the coaxial speaker 53.
  • the woofer 52 has a diaphragm 30, and the outer peripheral end of the diaphragm 30 is attached to the frame 10 via an edge 20.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view at a position S2-S2 in FIG. 1, and is a longitudinal cross-sectional view of the tweeter 51.
  • the front-rear direction of the coaxial speaker 53 or the tweeter 51 is defined by an arrow.
  • the front is along the axis CL 53 and on the opposite side of the diaphragm 5 of the tweeter 51 to the magnetic circuit M.
  • the front is the sound emission direction of the coaxial speaker 53.
  • the tweeter 51 is fixed to a tip end of a tweeter bracket 52 a extending on an axis CL 53 connected to a central portion of the yoke of the woofer 52 by a screw or the like, and integrated with the woofer 52.
  • the tweeter 51 is, for example, a dynamic type speaker having a cone-shaped diaphragm 5 whose diameter increases toward the front.
  • the shape of the diaphragm 5 is not limited to a cone having a straight cross section including the axis, but may be a petal like a morning glory having a curved shape.
  • the shape of the diaphragm will be described as a cone.
  • the tweeter 51 has a magnetic circuit M including a yoke 1, an annular magnet 2 fixed to the yoke 1, and a plate 3 fixed to the magnet 2.
  • the frame 4 of the tweeter 51 is fixed to the front surface of the plate 3.
  • the frame 4 has a shape in which the diameter increases toward the front side, and has an annular frame 4a at the foremost part.
  • the outer peripheral end of a cone-shaped (or petal-shaped morning glory) diaphragm 5 is attached to the frame 4 a via an edge 6.
  • a central hole 5 c which is a circular hole is formed at the central portion of the diaphragm 5.
  • a cylindrical voice coil bobbin 7 is bonded to the central hole 5c so as to extend rearward with the axis CL7 coaxial with the axis CL53.
  • a center cap 8 which is formed in a spherical shape with a convex front is bonded so as to cover the front end of the voice coil bobbin 7.
  • the center cap 8 and the diaphragm 5 form a valley portion 85, and at the valley portion 85, the center cap 8 and the diaphragm 5 approach each other.
  • the valley portion 85 at this time is referred to as a proximity portion.
  • the configurations of the center cap 8 and the diaphragm 5 are not limited.
  • the closest portion between the center cap 8 and the diaphragm 5 is the proximity portion.
  • the bonding portion is a proximity portion.
  • connection point connecting the center cap 8 and the diaphragm 5 is a boundary where the vibration mode in the high frequency region between the center cap 8 and the diaphragm 5 changes. Become.
  • This connection point is the proximity part.
  • the junction between the center cap 8 and the voice coil bobbin 7 is a boundary at which the vibration mode in the high frequency region changes. This junction is the proximity.
  • the shape of the center cap 8 is not limited to the shape convex to the front, and may be a shape convex to the rear. As shown in FIG. 2, the center of curvature C ⁇ b> 8 of the center cap 8 is located on the axis CL ⁇ b> 53.
  • An equalizer panel 9 having an equalizer 91 is attached to the front of the frame 4 a of the frame 4.
  • the equalizer panel 9 is made of, for example, a resin, and has an annular frame 9a centered on the axis line CL53.
  • the equalizer 91 is generally formed in a shape similar to a part of the morning glory petals.
  • the equalizer 91 is supported so as to be connected to the equalizer panel 9 by two diametrically extending support arms 9 b and 9 b.
  • the equalizer 91 is an annular member having a central hole 91 a whose central axis is the axis line CL 53.
  • the equalizer 91 may have slits or the like and may not be completely connected in the circumferential direction, but is herein assumed to be an annular member completely connected.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the center cap 8, the diaphragm 5, and the equalizer 91. As shown in FIG. 3, the inner diameter D91a and the outer diameter D91b of the equalizer 91 are larger than the outer diameter D8b of the center cap.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing only the center cap 8 of the tweeter 51, the diaphragm 5, and the equalizer 91.
  • the central axis of the central hole 91 a coincides with the axis line CL 53, and the central hole 91 a is formed as an opening larger than the diameter (the outer diameter D 8 b) of the center cap 8.
  • the inner diameter D91a of the equalizer 91 is set slightly larger than the outer diameter D8b of the center cap 8 which is also the diameter of the valley portion 85. Since the inner diameter D91a of the equalizer 91 is slightly larger than the outer diameter D8b of the center cap 8, when the tweeter 51 is viewed from the front along the axis line CL53, the center cap 8 does not hide and the entire center cap 8 is a central hole. I am facing 91a.
  • the equalizer 91 is disposed so as to cover the area on the inner peripheral side of the diaphragm 5.
  • the equalizer 91 When the inner peripheral end which is the end on the central hole 91a side of the equalizer 91 is positioned immediately above the valley 85, the output sound from the root of the center cap 8 among the sounds emitted from the center cap 8 is equal to the equalizer It is not guided to the horn formed by the front face 91 b which is the first face of 91. Therefore, by making the inner diameter D91a slightly larger than the outer diameter D8b, acoustic energy emitted from the center cap 8 can be efficiently used. If the inner peripheral end of the equalizer 91 is close to the above-described close portion, an effect is obtained that the acoustic energy emitted from the center cap 8 can be efficiently used.
  • the outer diameter D91b of the equalizer 91 is set smaller than the outer diameter D5b of the diaphragm 5. It is desirable that the outer diameter D91b be approximately 1/2 or less of the outer diameter D5b.
  • the outer diameter D91b is desirably equal to or less than twice the inner diameter D91a.
  • the maximum diameter difference between the inner diameter D91a and the outer diameter D8b is preferably, for example, approximately 1/10 of the outer diameter D8b in diameter.
  • the front surface 91 b of the equalizer 91 and the rear surface 91 c which is the second surface opposite to the front surface 91 b, are curved surfaces having different shapes. Specifically, the front surface 91 b is formed of a curved surface, and plays a role of a horn for the sound emitted from the center cap 8.
  • the rear surface 91 c is a surface along the front surface 5 a (third surface) of the opposing diaphragm 5 and is formed to have a distance La in a direction orthogonal to the front surface 5 a of the diaphragm 5.
  • the entire rear surface 91 c form a constant distance opposing portion Ta in which the distance La to the front surface 5 a of the diaphragm 5 is constant.
  • the distance La is set to a value as small as possible within a range that does not interfere with the vibration of the diaphragm 5 when the audio signal of the maximum amplitude allowed to the tweeter 51 is input.
  • the center cap 8 can obtain a sound pressure greater than that of the cone-shaped portion of the diaphragm 5. As described above, since the entire center cap 8 faces the center hole 91a, the output sound of the high range from the center cap 8 can be emitted to the outside without being disturbed, and the output sound pressure of the high range is reduced. Is prevented. Furthermore, since the front surface 91b of the equalizer 91 is a curved surface, the sound from the center cap 8 is emitted forward by the horn effect.
  • the curved surface shape of the front surface 91b may be, for example, any shape such as an exponential horn, a hyperbolic horn, and a right conical horn. Further, the outer diameter D91b of the equalizer 91 and the diameter of the front end 91e of the equalizer 91 may or may not coincide with each other. In the first embodiment, the diameter of the front end 91e is smaller than the outer diameter D91b, but may be larger than the outer diameter D91b.
  • the rear surface 91 c of the equalizer 91 is close to the front surface 5 a of the diaphragm 5.
  • the inner peripheral end of the rear surface 91 c is close to the valley portion 85.
  • the rear surface 91 c is slightly separated by a constant distance La (for example, 1 mm or less) in the direction orthogonal to the front surface 5 a of the diaphragm 5.
  • a thickness in a direction parallel to the axis line CL53 of the equalizer 91 is a thickness t
  • the equalizer 91 is formed in a shape in which the thickness t increases continuously from the edge of the central hole 91a toward the radially outer side There is.
  • the front space Va of the valley portion 85 which particularly influences the front chamber effect is a straight line LNa indicating the position of a plane passing through the apex 8a of the center cap 8 and orthogonal to the axis CL 53, the diaphragm 5 and the center cap 8 It is assumed that it is an annular space sandwiched between The front space Va is a front room of the tweeter 51. In FIG. 4, halftone dots are attached to the front space Va.
  • the center cap 8 is convex rearward (concave as viewed from the front)
  • the diameter of the diaphragm 5 on the rear side is in the range of about 1/2 to 2/3 of the outer diameter D5b of the diaphragm 5.
  • the space between the diaphragm 5 and the center cap 8 is a front chamber.
  • a phenomenon in which the output sound from the center cap 8 and the output sound from the diaphragm 5 interfere with each other in the front room to cause a peak or dip at a specific frequency to disturb the frequency characteristics is called a front room effect.
  • the output direction of the sound from the center cap 8 is omnidirectional regardless of the concave-convex shape or the curved surface shape of the center cap 8 and interference with the output sound from the diaphragm 5 occurs.
  • the equalizer 91 is at a position where the inner peripheral end 91 d enters the front space Va and approaches the valley 85. Thereby, interference between the output sound from the cone-shaped diaphragm 5 and the output sound from the center cap 8 is prevented by the inner peripheral end 91 d functioning as a shielding wall, and the frequency characteristic of the output sound of the tweeter 51 Is less likely to occur.
  • the equalizer 91 is provided so as to open the area on the outer peripheral side of the diaphragm 5 and to cover the area on the inner peripheral side in a ring shape. Specifically, the equalizer 91 does not cover the area on the outer peripheral edge side which is the area on the edge 6 side of the diaphragm 5 and corresponds to the area on the inner peripheral edge which is the area on the valley portion 85 side of the diaphragm 5 corresponding to the front space Va. Provided to cover the Thereby, the sound emitted forward from the inner peripheral side near the center cap 8 in the diaphragm 5 is blocked by the equalizer 91.
  • the sound in the direction in which the sound emitted from the diaphragm 5 in the case without the equalizer 91 should travel is blocked by the equalizer 91 to change the emission direction, and the sound is emitted from the end of the area covered by the equalizer 91.
  • the equalizer 91 annularly covers a partial range in the radial direction of the diaphragm 5 at a position close to the diaphragm.
  • the air in the space between the equalizer 91 and the diaphragm 5 is expanded or compressed.
  • the resistance due to the expansion or compression of the air suppresses and smoothes the vibration of the diaphragm 5 in the portion covered by the equalizer 91. Therefore, since the phases of the vibration of the diaphragm 5 and the vibration of the voice coil bobbin 7 are aligned, the distortion component of the sound emitted from the diaphragm 5 is reduced.
  • the radially outer portion of the diaphragm 5 is open without being covered by the equalizer 91. Since the output sound pressure from the opened portion is sufficiently ensured, the sound pressure of the output sound of the diaphragm 5 as a whole is not excessively reduced. That is, by providing the equalizer 91, the tweeter 51 suppresses the output sound from the inner peripheral side of the diaphragm 5, which interferes with the output sound from the center cap 8, while securing the sound pressure of the output sound from the diaphragm 5. Do. Therefore, the tweeter 51 provided with the equalizer 91 can reduce distortion components to obtain high sound quality.
  • the air between the diaphragm and the shield decreases.
  • the pressure of the air on the sound emitting direction side of the diaphragm increases and the air is compressed as compared with the case where there is no shield.
  • the pressure of air on the sound emission direction side of the diaphragm decreases, and the pressure of air from the surroundings increases.
  • the presence of the shield resists the vibration of the diaphragm and the amplitude is limited.
  • the Pascal principle can be approximately applied because the gap between the diaphragm and the shield is small, the pressure applied to the shield area of the diaphragm becomes uniform. As a result, the vibration becomes in phase throughout the shielding area, and the amplitude is smoothed.
  • the vibration of the diaphragm 5 becomes close to the vibration generally called piston vibration by smoothing the amplitude or the phase of the vibration of the diaphragm 5, so that the phase with the vibration of the voice coil bobbin 7 is aligned.
  • the equalizer 91 improves the sound quality and maintains the sound pressure of the output sound by the cone-shaped portion of the diaphragm 5, and emits the output sound from the center cap 8 as a horn with high efficiency. Furthermore, since the equalizer 91 effectively prevents the interference between the output sound from the cone-shaped portion of the diaphragm 5 and the output sound from the center cap 8, a peak or dip hardly occurs in the frequency characteristics of the tweeter 51, High-quality sound can be obtained by suppressing the disturbance of the frequency of the output sound.
  • the ratio of the outer diameter D91b of the equalizer 91 to the outer diameter D5b of the diaphragm 5 or the inner diameter D91a of the central hole 91a, and the diameter difference between the inner diameter D91a of the equalizer 91 and the outer diameter D8b of the center cap 8 It can be freely set in accordance with the shape and characteristics of the circuit M or the diaphragm 5.
  • FIG. 5 shows frequency-sound pressure characteristics when the tweeter 51 including the equalizer 91 and the conventional tweeter corresponding to the tweeter 51 removed from the tweeter 51 for comparison are driven by the same input signal. It is a graph. The measurement direction is on the axis CL51. In FIG. 5, the solid line is the characteristic of the tweeter 51, and the broken line is the characteristic of the conventional tweeter.
  • a high sound pressure is obtained in the range of approximately 9 kHz to 17 kHz as compared with the characteristics of the conventional tweeter. This is to prevent interference between the output sound from the diaphragm 5 and the output sound from the center cap 8 by the inner peripheral end 91 d of the equalizer 91, and the proximity space between the equalizer 91 and the diaphragm 5 in the portion covered by the equalizer 91. It is presumed that this is a result of suppression of unnecessary resonance due to expansion or compression of air during vibration. Thus, the tweeter 51 can suppress the front room effect to obtain high sound quality.
  • FIG. 6 shows a tweeter 51A which is a speaker of the second embodiment.
  • the tweeter 51A includes an equalizer 92 and a diaphragm 5A.
  • FIG. 6 schematically shows the diaphragm 5A and the equalizer 92 provided correspondingly.
  • FIG. 6 corresponds to FIG.
  • the equalizer 92 has an annular portion 93 which is a portion covering a region on the inner peripheral side of the cone-shaped diaphragm 5A, and a cap facing portion 94 which covers a part of the center cap 8A.
  • the annular portion 93 corresponds to the equalizer 91. That is, the annular portion 93 has a central hole 93a, the front surface 93b is curved, and the rear surface 93c has a constant distance LAa in the direction orthogonal to the front surface 5Aa of the diaphragm 5A.
  • the cap facing portion 94 has a central hole 94a, and a distance LAb in a direction in which the rear surface 94c is orthogonal to the front surface 8Aa of the center cap 8A is a constant surface.
  • the front surface 94 b of the cap facing portion 94 is formed so that the thickness t in the direction parallel to the axis line CL 51 A is substantially constant.
  • the equalizer 92 has a cap facing portion 94 which is disposed close to the center cap 8A and covers a part of the center cap 8A.
  • This structure is effective when the center cap 8A is large and its surface area is relatively large with respect to the surface area of the diaphragm 5A.
  • the output sound from the center cap 8A is sufficiently large.
  • the cap facing portion 94 covers a part of the center cap 8A to suppress the output sound pressure from the center cap 8A, unnecessary resonance caused by excessive vibration of the center cap 8A can be reduced. Therefore, it is possible to balance the output sound pressure from the diaphragm 5A and the output sound pressure from the center cap 8A.
  • the equalizer 92 includes the annular portion 93 to obtain the same effect as the tweeter 51. Further, by providing the cap facing portion 94, the output sound quality of the center cap 8A is improved. Can.
  • the cap facing portion 94 forms a narrow space, that is, a so-called horn throat, between the outer peripheral end of the cap facing portion 94 and the inner peripheral end of the annular portion 93 as a sound emission port.
  • a so-called horn throat between the outer peripheral end of the cap facing portion 94 and the inner peripheral end of the annular portion 93 as a sound emission port.
  • the sound emitted from the center of the center cap is difficult to obtain the horn effect. Therefore, by providing the cap facing portion 94 to increase the sound pressure of the sound emitted from the center of the center cap 8A, the sound emitted from the center can be easily introduced to the throat. With this structure, a large horn effect can be obtained by guiding the output sound from the center cap 8A more to the front surface 93b of the annular portion 93 which is a curved surface.
  • the equalizer 92 may have a recess 93 c 1 on the rear surface 93 c of the annular portion 93.
  • the depression 93c1 absorbs and attenuates the energy of sound standing back and forth between the front surface 5Aa of the diaphragm 5A and the rear surface 93c of the annular portion 93, thereby suppressing the output sound from the diaphragm 5A. It becomes.
  • the front room effect due to the interference with the output sound from the center cap 8A can be further suppressed, and high sound quality can be obtained.
  • the sound absorbing structure only needs to be able to absorb and attenuate energy.
  • the sound absorbing structure may have a wedge shape or a circumferential groove in which the hole diameter decreases in the front direction of the equalizer 92.
  • the sound absorbing structure may have a shape in which a large number of dimples are arranged, or may be an irregularly shaped hole.
  • a sound absorbing material made of a porous material such as glass wool capable of absorbing and attenuating energy may be attached to the equalizer 92 so as not to contact the diaphragm 5A.
  • a sound absorbing structure such as a depression 93c1 may be provided on the rear surface 91c of the equalizer 91 in the tweeter 51 of the first embodiment.
  • FIG. 7 shows a tweeter 51B which is a speaker of the third embodiment.
  • the tweeter 51 B includes an equalizer 91 ′ instead of the equalizer 91.
  • a convex portion 91f is provided which protrudes so as to approach the front surface 5a of the diaphragm 5.
  • the convex portion 91 f may be provided on the entire periphery of the outer peripheral end portion, or may be partially provided in a circular arc shape in the circumferential direction.
  • the convex portion 91 f makes it difficult for air between the rear surface 91 c of the equalizer 91 ′ and the front surface 5 a of the diaphragm 5 to escape from the outer peripheral side to the outside when the tweeter 51 B operates. Therefore, a larger resistance is generated by the expansion or compression of the air accompanying the vibration of the diaphragm 5, and the vibration of the diaphragm 5 is further suppressed. Thereby, although the output sound pressure from the diaphragm 5 is also suppressed, the unnecessary resonance which arises in the diaphragm 5 is further suppressed, and the sound quality of the output sound of the tweeter 51B is improved.
  • a portion of the rear surface 91 c other than the convex portion 91 f is a constant distance opposing portion Ta in which the distance La in the direction orthogonal to the front surface 5 a of the diaphragm 5 is constant.
  • the tweeter 51, 51A, or 51B provided with the equalizer 91, 92, or 91 ′ has been described as the speakers of the first to third embodiments, the speaker is not limited to the tweeter, and may be a squawker, a woofer, or a full range speaker. It may be.
  • the center cap 8 is not limited to the one having a convex shape in the front, but has a convex shape toward the rear (concave shape when viewed from the front). The shape which does not form may be sufficient. Even in this case, since interference of the output sound of the center cap 8 and the diaphragm 5 occurs, the output sound from the center cap 8 is given a horn effect by the equalizer 91, 92 or 91 ′, and the inner periphery of the diaphragm 5 is produced. By compressing the output sound from the unit, interference can be prevented and high sound quality can be obtained.
  • the present invention is not limited to the speakers according to the first to third embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

Abstract

スピーカ（５１）は、振動板（５）とセンターキャップ（８）とイコライザ（９１）とを備える。センターキャップ（８）は、振動板（５）の内周側に位置する。イコライザ（９１）は、センターキャップ（８）の直径よりも大きい内径（Ｄ９１ａ）の中央孔（９１ａ）を有し、センターキャップ（８）が中央孔（９１ａ）に臨んだ状態で、振動板（５）の内周側の領域を覆うように配置されている。イコライザ（９１）における振動板（５）による放音方向側の第１の面（９１ｂ）は曲面で形成されている。イコライザ（９１）の内周端部はセンターキャップ（８）と振動板（５）との近接部（８５）に近接している。

Description

スピーカ
　本開示は、イコライザを備えるスピーカに関する。
　中央が前方に突出するセンターキャップが取り付けられたコーン型の振動板では、センターキャップの周縁部及びその近傍が環状に窪んだ凹部となっている。このようなスピーカを動作させると、凹部近くの前方空間において、センターキャップからの出力音と振動板からの出力音とが干渉して特定の周波数にピークまたはディップが発生し周波数特性が乱れる、いわゆる前室効果が生じることが知られている。前室効果はキャビティ効果とも称される。特許文献１には、前室効果を抑制する技術が記載されている。
　特許文献２にはセンターキャップが取り付けられた振動板を備えるスピーカにおいて、センターキャップの前方側に出力音の周波数特性などを調整するためのイコライザを配置することが記載されている。
特開２００４－３４３８０４号公報 特開平５－１０３３８８号公報
　特許文献１に記載されたスピーカは、振動板を薄く（高さを低く）することで前室効果を抑制するものであり、放出された音の干渉を抑制するものではない。
　特許文献２に記載されたスピーカにおいて、イコライザは、出力音の周波数特性などを調整して音質を改善するために、センターキャップを覆うようにその前方に近接して配置されている。しかしながら、特許文献２に記載のイコライザは前室効果を抑制するものではなく、前室効果によって再生周波数特性にピークまたはディップによる乱れが生じている状態では、イコライザによる音質改善には限界がある。
　実施形態は、前室効果を抑制して高音質が得られるスピーカを提供することを目的とする。
　実施形態の一態様によれば、振動板と、前記振動板の内周側に位置するセンターキャップと、前記センターキャップの直径よりも大きい内径の中央孔を有し、前記センターキャップが前記中央孔に臨んだ状態で、前記振動板の内周側の領域を覆うように配置されたイコライザとを備え、前記イコライザにおける前記振動板による放音方向側の第１の面が曲面で形成され、前記イコライザの内周端部が前記センターキャップと前記振動板との近接部に近接しているスピーカが提供される。
　実施形態のスピーカによれば、前室効果を抑制して高音質を得ることができる。
図１は、第１実施形態のスピーカを示す斜視図である。 図２は、図１のＳ２－Ｓ２位置での断面図である。 図３は、第１実施形態のスピーカを前方から見た模式的な平面図である。 図４は、第１実施形態のスピーカが備える振動板５及びイコライザ９１の構成を説明するための模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態のスピーカ及び従来のスピーカの再生周波数特性を示すグラフである。 図６は、第２実施形態のスピーカを示す模式的な断面図である。 図７は、第３実施形態のスピーカを示す模式的な断面図である。
＜第１実施形態＞
　図１は、２ウエイのコアキシャルスピーカ５３を示す。第１実施形態のスピーカは、２ウエイのコアキシャルスピーカ５３におけるツイータ５１である。コアキシャルスピーカ５３は、高音域を再生するツイータ５１と低音域を再生するウーハ５２とを有する。
　ツイータ５１及びウーハ５２は、それぞれの軸線ＣＬ５１，ＣＬ５２が同軸の軸線ＣＬ５３上に位置し、前方側に放音するよう構成されている。ここで、軸線ＣＬ５１及び軸線ＣＬ５２は、ツイータ５１及びウーハ５２のそれぞれの振動板の放音軸であり、軸線ＣＬ５３は、コアキシャルスピーカ５３の放音軸である。ウーハ５２は振動板３０を有し、振動板３０の外周端部がエッジ２０を介してフレーム１０に取り付けられている。
　図２は、図１におけるＳ２－Ｓ２位置での断面図であり、ツイータ５１の縦断面図である。図１及び図２において、コアキシャルスピーカ５３またはツイータ５１の前後方向が矢印で規定されている。前方は、軸線ＣＬ５３に沿い、ツイータ５１の振動板５に対し磁気回路Ｍとは反対側である。前方はコアキシャルスピーカ５３の放音方向である。
　ツイータ５１は、ウーハ５２のヨークの中心部位に連結された軸線ＣＬ５３上に延びるツイータブラケット５２ａの先端にねじなどによって固定されて、ウーハ５２と一体化されている。ツイータ５１は、例えば前方に向かって径が拡大するコーン状の振動板５を有するダイナミック型のスピーカである。振動板５の形状は、軸線を含む断面が直線状になるコーン状に限らず、曲線状になる朝顔の花弁状などであってもよい。以下、振動板の形状をコーン状として説明する。
　図１及び図２に示すように、ツイータ５１は、ヨーク１、ヨーク１に固定された環状のマグネット２、及びマグネット２に固定されたプレート３からなる磁気回路Ｍを有する。プレート３の前面には、ツイータ５１のフレーム４が固定されている。フレーム４は前方側に向け径が拡大する形状を有し、最前部には環状の枠部４ａを有する。枠部４ａには、コーン状（または朝顔の花弁状）の振動板５の外周端部が、エッジ６を介して取り付けられている。
　振動板５の中央部には円孔である中央孔５ｃが形成されている。中央孔５ｃには、円筒状のボイスコイルボビン７が、その軸線ＣＬ７を軸線ＣＬ５３と同軸として後方側に延びるよう接着されている。
　振動板５の中央部には、前方に凸で球面形状に形成されたセンターキャップ８が、ボイスコイルボビン７の前端部を覆うように接着されている。このとき、センターキャップ８と振動板５とは谷部８５を形成し、谷部８５においてセンターキャップ８と振動板５とが近接する。このときの谷部８５を近接部とする。センターキャップ８と振動板５の構成は限定されない。
　センターキャップ８がボイスコイルボビン７と接着され、振動板５との間に距離を有している場合、センターキャップ８と振動板５の最接近部を近接部とする。センターキャップ８が振動板５と接着されている場合は、接着部が近接部となる。
　センターキャップ８と振動板５とが別部品である場合、センターキャップ８と振動板５とを接続する接続箇所は、センターキャップ８と振動板５との高周波数領域における振動態様が変化する境界となる。この接続箇所が近接部である。センターキャップ８と振動板５とが一体物である場合、センターキャップ８とボイスコイルボビン７との接合部が高周波数領域における振動態様が変化する境界である。この接合部が近接部となる。
　センターキャップ８の形状は、前方に凸の形状に限定されず、後方に凸の形状であってもよい。図２に示すように、センターキャップ８の曲率中心Ｃ８は、軸線ＣＬ５３上に位置している。
　フレーム４の枠部４ａの前面には、イコライザ９１を有するイコライザパネル９が取り付けられている。イコライザパネル９は例えば樹脂製であり、軸線ＣＬ５３を中心とする環状のフレーム９ａを有する。イコライザ９１は、概略、朝顔の花弁の一部に類似する形状に形成されている。イコライザ９１は、イコライザパネル９に対し、直径方向に延びる２つの支持腕９ｂ，９ｂにより連結するように支持されている。
　イコライザ９１は、軸線ＣＬ５３を中心軸とする中央孔９１ａを有する環状部材である。イコライザ９１は、スリットなどを有して周方向に完全に連結していなくてもよいが、ここでは完全に連結した環状部材であるとする。
　次に、図３及び図４を参照して、イコライザ９１と、センターキャップ８を含む振動板５との詳細な構成をも説明する。図３は、センターキャップ８、振動板５、及びイコライザ９１を模式的に示す平面図である。図３に示すように、イコライザ９１の内径Ｄ９１ａ及び外径Ｄ９１ｂはセンターキャップの外径Ｄ８ｂより大きい。
　図４は、ツイータ５１のセンターキャップ８、振動板５、及びイコライザ９１のみを抽出して図示した模式的な断面図である。
　図４において、中央孔９１ａの中心軸は軸線ＣＬ５３と一致し、中央孔９１ａは、センターキャップ８の直径（外径Ｄ８ｂ）よりも大きい開口として形成されている。詳しくは、イコライザ９１の内径Ｄ９１ａは、谷部８５の直径でもあるセンターキャップ８の外径Ｄ８ｂに対しわずかに大きく設定されている。イコライザ９１の内径Ｄ９１ａがセンターキャップ８の外径Ｄ８ｂよりもわずかに大きいため、ツイータ５１を軸線ＣＬ５３に沿って前方側から見ると、センターキャップ８は隠れることなく、センターキャップ８の全体が中央孔９１ａに臨んでいる。イコライザ９１は、振動板５の内周側の領域を覆うように配置されている。
　イコライザ９１の中央孔９１ａ側の端部である内周端部が谷部８５の直上に位置すると、センターキャップ８から放出される音のうち、センターキャップ８の根元部からの出力音が、イコライザ９１の第１の面である前面９１ｂにて形成されるホーンに導かれない。このため、内径Ｄ９１ａを外径Ｄ８ｂよりわずかに大きくすることで、センターキャップ８から発せられる音響エネルギを効率よく利用できる。イコライザ９１の内周端部が、上記の近接部に近接していれば、センターキャップ８から発せられる音響エネルギを効率よく利用できるという効果が得られる。
　イコライザ９１の外径Ｄ９１ｂは、振動板５の外径Ｄ５ｂよりも小さく設定されている。外径Ｄ９１ｂは、外径Ｄ５ｂの概ね１／２以下であることが望ましい。外径Ｄ９１ｂは、内径Ｄ９１ａの２倍以下であることが望ましい。内径Ｄ９１ａと外径Ｄ８ｂとの最大径差は、例えば直径で外径Ｄ８ｂの概ね１／１０であることが望ましい。
　イコライザ９１の前面９１ｂと前面９１ｂとは反対側の第２の面である後面９１ｃとは、異なる形状の曲面である。具体的には、前面９１ｂは曲面で形成され、センターキャップ８から放音された音に対してホーンの役割を果たす。後面９１ｃは、対向する振動板５の前面５ａ（第３の面）に沿った面であって、振動板５の前面５ａと直交する方向の距離Ｌａを有するように形成されている。後面９１ｃの全体が、振動板５の前面５ａとの距離Ｌａが一定である定距離対向部Ｔａを形成することが好ましい。距離Ｌａは、ツイータ５１に許容される最大振幅の音声信号が入力した際の振動板５の振動に干渉しない範囲で、できるだけ小さい値に設定される。
　一般的に、高音域において、センターキャップ８からは振動板５のコーン状の部分よりも大きな音圧が得られる。上記のようにセンターキャップ８の全体が中央孔９１ａに臨んでいるので、センターキャップ８からの高音域の出力音は妨げられることなく外部に放出することができ、高音域の出力音圧の低下が防止される。さらに、イコライザ９１の前面９１ｂが曲面となっているので、ホーン効果によって、センターキャップ８からの音が前方に放出される。
　前面９１ｂの曲面形状は、例えば、指数関数ホーン、双曲線ホーン、直円錐状ホーンなどのいずれの形状であってもよい。また、イコライザ９１の外径Ｄ９１ｂと、イコライザ９１の前端９１ｅの径とは、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。第１実施形態において、前端９１ｅの径は外径Ｄ９１ｂより小さいが、外径Ｄ９１ｂより大きくてもよい。
　イコライザ９１の後面９１ｃは、振動板５の前面５ａに近接している。後面９１ｃの内周端部は谷部８５に近接している。上記のように、後面９１ｃは、振動板５の前面５ａに対して直交する方向に一定の距離Ｌａ（例えば１ｍｍ以下）で僅かに離隔している。イコライザ９１の軸線ＣＬ５３に平行な方向の厚さを厚さｔとすると、イコライザ９１は、厚さｔが中央孔９１ａの縁部から径方向外側に向かうに従って連続的に増加する形状に形成されている。
　図４において、前室効果に特に影響する谷部８５の前方空間Ｖａは、センターキャップ８の頂点８ａを通り軸線ＣＬ５３に直交する面の位置を示す直線ＬＮａと、振動板５及びセンターキャップ８とに挟まれた環状の空間であるとする。前方空間Ｖａはツイータ５１の前室である。図４において、前方空間Ｖａには網点が付されている。なお、センターキャップ８が後方に凸状（前方から見て凹状）である場合には、振動板５の外径Ｄ５ｂに対して１／２～２／３程度の径の範囲において、後方側の振動板５とセンターキャップ８との間の空間を前室とする。
　前室において、センターキャップ８からの出力音と振動板５からの出力音が干渉して特定の周波数にピークまたはディップが発生して周波数特性が乱れる現象を前室効果と呼ぶ。センターキャップ８の凹凸形状または曲面形状に関わらず、センターキャップ８からの音の出力方向は全方位に渡っており、振動板５からの出力音との干渉が発生する。
　イコライザ９１は、内周端部９１ｄが前方空間Ｖａに進入し、谷部８５に接近した位置にある。これにより、コーン状の振動板５からの出力音とセンターキャップ８からの出力音との干渉が、内周端部９１ｄが遮蔽壁として機能することによって防止され、ツイータ５１の出力音の周波数特性の乱れが生じにくくなっている。
　また、イコライザ９１は、振動板５の外周側の領域は開放し、内周側の領域を環状に覆うように設けられている。詳しくは、イコライザ９１は、振動板５のエッジ６側の領域である外周縁側の領域を覆わず、前方空間Ｖａに対応する、振動板５の谷部８５側の領域である内周縁側の領域を覆うように設けられている。これにより、振動板５におけるセンターキャップ８に近い内周側から前方に放出される音が、イコライザ９１によって妨げられる。イコライザ９１がない場合における振動板５から放出された音が進むべき方向の音が、イコライザ９１により妨げられて放出方向が変化し、音はイコライザ９１に覆われた領域の端から放出される。
　このように音の放出位置及び方向がずれ、ホーン外周からの距離がある位置で放音されるため、前方空間Ｖａの外側でセンターキャップ８からの出力音との干渉が仮に起きたとしても、その程度は無視できる程度となる。よって、ツイータ５１の出力音の周波数特性の乱れは生じにくい。
　また、イコライザ９１は、振動板５の径方向の一部の範囲を、近接した位置で環状に覆う。振動板５が振動すると、イコライザ９１と振動板５との間の空間の空気が膨張または圧縮される。空気の膨張または圧縮による抵抗によって、イコライザ９１によって覆われている部分の振動板５の振動が抑制され、平滑化される。よって、振動板５の振動とボイスコイルボビン７の振動との位相が揃うため、振動板５からの放出音のひずみ成分が減少する。
　一方で、振動板５の径方向外側の部分は、イコライザ９１には覆われず開放されている。この開放された部分からの出力音圧は十分確保されるため、振動板５全体として出力音の音圧が過度に低下することはない。すなわち、ツイータ５１はイコライザ９１を備えることにより、振動板５からの出力音の音圧を確保しつつ、センターキャップ８からの出力音と干渉する振動板５の内周側からの出力音を抑制する。よって、イコライザ９１を備えるツイータ５１は、ひずみ成分を減少させて、高音質を得ることができる。
　振動板の放音方向のごく近傍に振動板の形状に沿うような形状の遮蔽物があると、振動板と遮蔽物の間の空気が少なくなる。振動板が放音方向に移動した際には、遮蔽物がない場合と比べて振動板の放音方向側の空気の圧力が高くなって空気が圧縮される。一方、振動板が放音方向と反対に移動した際には、振動板の放音方向側の空気の圧力が低くなって、周囲からの空気の圧力が高くなる。
　その結果、遮蔽物の存在は振動板の振動にとって抵抗となり、振幅が制限される。また、振動板と遮蔽物との間隙が小さいためパスカルの原理を近似的に適用できるので、振動板の遮蔽領域にかかる圧力が均一となる。その結果、遮蔽領域全体で振動の位相が揃うようになり、かつ、振幅が平滑化される。
　以上の原理によって、振動板５の振幅または振動の位相の平滑化によって、振動板５の振動は一般にピストン振動と呼ばれる振動に近くなるため、ボイスコイルボビン７の振動との位相が揃うようになる。
　このように、イコライザ９１は、振動板５のコーン状の部分による出力音の音質向上及び音圧維持を図り、かつセンターキャップ８からの出力音を、ホーンとして高効率に放出する。さらに、イコライザ９１は、振動板５のコーン状の部分からの出力音とセンターキャップ８からの出力音との干渉を効果的に防止するので、ツイータ５１の周波数特性においてピークまたはディップが生じにくく、出力音の周波数の乱れを抑制して高音質が得られる。
　イコライザ９１の外径Ｄ９１ｂと、振動板５の外径Ｄ５ｂまたは中央孔９１ａの内径Ｄ９１ａとの各比率、並びに、イコライザ９１の内径Ｄ９１ａとセンターキャップ８の外径Ｄ８ｂとの径差は、用いる磁気回路Ｍまたは振動板５の形状及び特性などに応じて自由に設定することができる。
　上記のように、出力音の音圧維持の観点で好適なのは、
　外径Ｄ９１ｂ≦０．５×外径Ｄ５ｂ
　外径Ｄ９１ｂ≦２×内径Ｄ９１ａ
　内径Ｄ９１ａと外径Ｄ８ｂとの最大径差≒０．１×外径Ｄ８ｂ
である。
　図５は、イコライザ９１を備えるツイータ５１と、比較のためツイータ５１からイコライザ９１を外したものに相当する従来のツイータとを、同じ入力信号で駆動させたときの、周波数－音圧特性を示すグラフである。測定方向は軸線ＣＬ５１上である。図５において、実線がツイータ５１の特性であり、破線が従来のツイータの特性である。
　図５に示すように、ツイータ５１の特性は、従来のツイータの特性と比べて、概ね９ｋＨｚ～１７ｋＨｚの範囲で高い音圧が得られていることがわかる。これは、イコライザ９１の内周端部９１ｄによる振動板５からの出力音とセンターキャップ８からの出力音との干渉防止、及び、イコライザ９１とそれが覆う部分の振動板５との近接空間の振動時の空気の膨張または圧縮による不要な共振の抑制の結果であると推察される。このように、ツイータ５１は、前室効果を抑制して高音質が得られる。
＜第２実施形態＞
　図６は、第２実施形態のスピーカであるツイータ５１Ａを示す。ツイータ５１Ａは、イコライザ９２及び振動板５Ａを備える。図６は、振動板５Ａと、それに対応して設けられたイコライザ９２とを示す模式的に示している。図６は、図４に対応する。
　イコライザ９２は、コーン状の振動板５Ａの内周側の領域を覆う部分である環状部９３と、センターキャップ８Ａの一部を覆うキャップ対向部９４とを有する。環状部９３はイコライザ９１に相当する。すなわち、環状部９３は中央孔９３ａを有し、前面９３ｂが曲面とされ、後面９３ｃが振動板５Ａの前面５Ａａに対して直交する方向の距離ＬＡａが一定の面とされている。
　キャップ対向部９４は、中央孔９４ａを有し、後面９４ｃがセンターキャップ８Ａの前面８Ａａに対して直交する方向の距離ＬＡｂが一定の面とされている。キャップ対向部９４の前面９４ｂは、軸線ＣＬ５１Ａに平行な方向での厚さｔがほぼ一定になるように形成されている。
　このように、イコライザ９２は、センターキャップ８Ａに近接して配置され、その一部を覆うキャップ対向部９４を有している。この構造は、振動板５Ａの表面積に対しセンターキャップ８Ａが大型でその表面積が比較的大きい場合に有効である。センターキャップ８Ａが大型であると、センターキャップ８Ａからの出力音は十分に大きい。キャップ対向部９４がセンターキャップ８Ａの一部を覆ってセンターキャップ８Ａからの出力音圧を抑制すると、センターキャップ８Ａの過剰な振動に伴い生じる不要な共振を低減することができる。よって、振動板５Ａからの出力音圧とセンターキャップ８Ａからの出力音圧とのバランスを取ることができる。
　このように、ツイータ５１Ａは、イコライザ９２が環状部９３を備えることで、ツイータ５１と同様の効果が得られ、さらにキャップ対向部９４を備えることで、センターキャップ８Ａの出力音質の改善を図ることができる。
　キャップ対向部９４は、キャップ対向部９４の外周端部と環状部９３の内周端部との間に音の放出口となる狭い空間、いわゆるホーンのスロートを形成する。通常、センターキャップの中央から放出された音は、ホーン効果が得られにくい。そこでキャップ対向部９４を設けてセンターキャップ８Ａの中央から放出される音の音圧を高めることにより、中央から放出された音をスロートに導きやすくすることができる。この構造によって、センターキャップ８Ａからの出力音を曲面である環状部９３の前面９３ｂにより多く導き、高いホーン効果を得ることができる。
　図６に示すように、イコライザ９２は、環状部９３の後面９３ｃに窪み９３ｃ１を有していてもよい。窪み９３ｃ１は、振動板５Ａの前面５Ａａと環状部９３の後面９３ｃとの間で往復反射して定在する音のエネルギを吸収して減衰させ、振動板５Ａからの出力音を抑制する吸音構造となる。振動板５Ａからの出力音を抑制することで、センターキャップ８Ａからの出力音との干渉による前室効果をさらに抑制し、高音質を得ることができる。
　吸音構造は、エネルギを吸収して減衰させることができればよい。例えば、吸音構造は、イコライザ９２の前面方向に向かい孔径が小さくなる、くさび形状であってもよく、周状の溝であってもよい。吸音構造は、ディンプルが多数配置された形状であってもよく、不規則な形状の孔であってもよい。イコライザ９２に、エネルギを吸収して減衰させることができるグラスウールなどの多孔質材料による吸音材を振動板５Ａに接触しないように貼付してもよい。
　なお、第１実施形態のツイータ５１におけるイコライザ９１の後面９１ｃに窪み９３ｃ１などの吸音構造を設けてもよい。
＜第３実施形態＞
　図７は、第３実施形態のスピーカであるツイータ５１Ｂを示す。ツイータ５１Ｂは、イコライザ９１の代わりにイコライザ９１’を備える。図７に示すように、イコライザ９１’の後面９１ｃの外周端部に、振動板５の前面５ａに接近するよう突出した凸部９１ｆが設けられている。凸部９１ｆは、外周端部の全周に設けてもよいし、周方向に部分的に円弧状に設けてもよい。
　凸部９１ｆにより、イコライザ９１’の後面９１ｃと振動板５の前面５ａとの間の空気が、ツイータ５１Ｂの動作時に外周側から外部に逃げにくくなる。そのため、振動板５の振動に伴う空気の膨張または圧縮によってより大きな抵抗が生じ、振動板５の振動がより抑制される。これにより、振動板５からの出力音圧も抑制されるが、振動板５に生じる不要な共振もさらに抑制され、ツイータ５１Ｂの出力音の音質が向上する。
　第３実施形態において、後面９１ｃにおける凸部９１ｆ以外の部分が、振動板５の前面５ａとの直交する方向の距離Ｌａが一定の定距離対向部Ｔａとなる。外周端部に凸部９１ｆを設けることにより、凸部９１ｆ側からの音の出力が制限され、ホーン内側からの出力を増強させる。また、ホーン内側からの出力の増強により、凸部９１ｆがない状態と比べ、前面９１ｂによって形成されたホーンロードを通過する出力が増え、より高いホーン効果を得ることができる。なお、凸部９１ｆに相当する凸部を、第２実施形態のイコライザ９２の環状部９３に設けてもよい。
　第１～第３実施形態のスピーカとして、イコライザ９１、９２、または９１’を備えるツイータ５１、５１Ａ、または５１Ｂを説明したが、スピーカはツイータに限定されず、スコーカ、ウーハ、またはフルレンジのスピーカであってもよい。
　上述のように、センターキャップ８は、前方に凸状のものに限定されず、後方に向かって凸状の形状（前方から見て凹状）を有し、振動板５との間に谷部８５を形成しない形状であってもよい。この場合においてもセンターキャップ８と振動板５の出力音の干渉は発生するため、イコライザ９１、９２、または９１’によってセンターキャップ８からの出力音にホーン効果を持たせ、振動板５の内周部からの出力音を圧縮することで、干渉を防止し、高音質を得ることができる。
　本発明は以上説明した第１～第３実施形態のスピーカに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
　本願の開示は、２０１７年１２月２８日に出願された特願２０１７－２５３０９１号に記載の主題と関連しており、それらの全ての開示内容は引用によりここに援用される。

Claims (5)

  1. 　振動板と、
    　前記振動板の内周側に位置するセンターキャップと、
    　前記センターキャップの直径よりも大きい内径の中央孔を有し、前記センターキャップが前記中央孔に臨んだ状態で、前記振動板の内周側の領域を覆うように配置されたイコライザと、
    　を備え、
    　前記イコライザにおける前記振動板による放音方向側の第１の面が曲面で形成され、
    　前記イコライザの内周端部が前記センターキャップと前記振動板との近接部に近接している
    　スピーカ。
  2. 　前記イコライザにおける前記第１の面とは反対側の第２の面は、前記振動板の前記放音方向側の第３の面と対向し、
    　前記イコライザは、前記第３の面と直交する方向の前記第２の面と前記第３の面との距離が一定である定距離対向部を有する
    　請求項１に記載のスピーカ。
  3. 　前記イコライザは、外周端部の前記第２の面に、前記振動板に接近するよう突出した凸部を有する請求項２に記載のスピーカ。
  4. 　前記イコライザは、前記中央孔内に、前記センターキャップの一部を覆うキャップ対向部をさらに有し、
    　前記キャップ対向部の外周端部と前記イコライザの内周端部との間に音の放出口を有する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のスピーカ。
  5. 　前記イコライザは、前記振動板と対向する面に吸音構造を有する請求項１～４のいずれか１項に記載のスピーカ。
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