JP2022153024A - スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】低歪化を実現しつつ、パワーリニアリティーの向上を実現できるスピーカ用振動板を提供すること。【解決手段】中心に配置される振動板本体２７ａと、振動板本体２７ａの外周に配置されるエッジ２７ｅと、を備えるスピーカ用振動板２７であって、エッジ２７ｅは、前側に向かって突出するアップロール部２７ｂと、後側に向かって突出するダウンロール部２７ｃと、アップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとを連結する連結部２７ｄと、を備え、連結部２７ｄは、連結部２７ｄ以外の他のエッジ２７ｅよりも材厚が薄いスピーカ用振動板２７。【選択図】図１

Description

本開示は、各種音響機器に使用されるスピーカ用振動板やこれを用いたスピーカおよびこのスピーカを用いた電子機器や移動体に関するものである。

従来の低歪化を目的としたスピーカ用振動板は、スピーカ用振動板の上下方向の振幅の対称性を向上させて低歪化を図るために、中心に配置された振動板本体と、振動板本体の外周に配置され、前側に向かって突出するアップロール部と、後側に向かって突出するダウンロール部と、アップロール部とダウンロール部とを連結する連結部と、を複数設けたエッジから構成されたスピーカ用振動板が使用されていた。

尚、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平５－２９２５９４号公報

しかしながら、このスピーカ用振動板は、低歪化が実現できるという効果はあるものの、アップロール部とダウンロール部とを連結する連結部が複雑な形状となるため、この連結部にてエッジが突っ張ってしまう傾向があり、スピーカ用振動板が大振幅した場合に、エッジの連結部が振幅に追随しきれずにパワーリニアリティーが低下してしまうという課題を有するものであった。

そこで本開示は、この問題を解決したもので、低歪化を実現しつつ、パワーリニアリティーの向上を実現できるスピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および移動体を提供することを目的とするものである。

この目的を達成するために、本開示の一つは、中心に配置される振動板本体と、前記振動板本体の外周に配置されるエッジと、を備えるスピーカ用振動板であって、前記エッジは、前側に向かって突出するアップロール部と、後側に向かって突出するダウンロール部と、前記アップロール部と前記ダウンロール部とを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記連結部以外の他の前記エッジよりも材厚が薄いスピーカ用振動板。

この目的を達成するために、本開示の他の一つは、磁気回路と、前記磁気回路と結合されるフレームと、前記フレームの外周部に結合されるスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、を備えるスピーカであって、前記スピーカ用振動板は、中心に配置される振動板本体と、前記振動板本体の外周に配置されるエッジと、を備え、前記エッジは、前側に向かって突出するアップロール部と、後側に向かって突出するダウンロール部と、前記アップロール部と前記ダウンロール部とを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記連結部以外の他の前記エッジよりも材厚が薄いスピーカ。

この目的を達成するために、本開示の他の一つは、スピーカと、前記スピーカへの入力信号の増幅回路と、を備える電子機器であって、前記スピーカは、磁気回路と、前記磁気回路と結合されるフレームと、前記フレームの外周部に結合されるスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、を備え、前記スピーカ用振動板は、中心に配置される振動板本体と、前記振動板本体の外周に配置されるエッジと、を備え、前記エッジは、前側に向かって突出するアップロール部と、後側に向かって突出するダウンロール部と、前記アップロール部と前記ダウンロール部とを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記連結部以外の他の前記エッジよりも材厚が薄い電子機器。

この目的を達成するために、本開示の他の一つは、スピーカと、前記スピーカが取り付けられる筐体と、前記スピーカ、および前記筐体を移動させる駆動手段と、を備える移動体であって、前記スピーカは、磁気回路と、前記磁気回路と結合されるフレームと、前記フレームの外周部に結合されるスピーカ用振動板と、前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、を備え、前記スピーカ用振動板は、中心に配置される振動板本体と、前記振動板本体の外周に配置されるエッジと、を備え、前記エッジは、前側に向かって突出するアップロール部と、後側に向かって突出するダウンロール部と、前記アップロール部と前記ダウンロール部とを連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記連結部以外の他の前記エッジよりも材厚が薄い移動体。

本開示によれば、エッジのアップロール部とダウンロール部とを連結する連結部の厚さを、連結部以外のエッジよりも薄くしてスピーカ用振動板を構成しているので、低歪化を実現しつつ、パワーリニアリティーの向上を実現することができる。よって、スピーカの高忠実再生が可能となり、明瞭度が高く、ダイナミックレンジの広い良好な音質を実現できるスピーカ用振動板を得ることができる。

本開示の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の平面図である。 本開示の実施の形態１におけるスピーカ用振動板のエッジの連結部の詳細説明図である。 本開示の実施の形態２におけるスピーカの断面図である。 本開示の実施の形態３における電子機器の外観図である。 本開示の実施の形態４における移動体の断面図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本開示について説明する。

図１は、本開示の実施の形態１におけるスピーカ用振動板の平面図を示したもの、図２は、本開示の実施の形態１におけるスピーカ用振動板のエッジの連結部の詳細説明図を示したものである。

図１および図２に示すように、スピーカ用振動板２７は、中心に配置された振動板本体２７ａと、この振動板本体２７ａの外周に配置され、前側（音を放出する側）に向かって突出するアップロール部２７ｂと、後側に向かって突出するダウンロール部２７ｃと、アップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとを連結する連結部２７ｄとを有するエッジ２７ｅを備えている。連結部２７ｄは、連結部２７ｄ以外の他のエッジ２７ｅよりも材厚を薄くしてスピーカ用振動板２７を構成したものである。

連結部２７ｄの材厚を他の部分に比べて薄くすることで、連結部２７ｄの柔軟性を確保し連結部２７ｄへの応力集中を緩和してパワーリニアリティーを改善させることができる。

よって、低歪化を実現しつつ、パワーリニアリティーの向上を実現できるスピーカ用振動板２７とすることができる。

本実施の形態の場合、スピーカ用振動板２７は、アップロール部２７ｂと、ダウンロール部２７ｃと、連結部２７ｄと、をそれぞれ複数備えている。アップロール部２７ｂの周方向の長さと、ダウンロール部２７ｃの周方向の長さを同じにしている。

スピーカ用振動板２７の上下振幅の安定性を考慮すると、図１に示すように、最低でもアップロール部２７ｂを２箇所とダウンロール部２７ｃを２箇所と連結部２７ｄを４箇所とすることが望ましい。

これにより、スピーカ用振動板２７の上下振幅に対し、同じ駆動力とすることができることに加え、アップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとを含むエッジ２７ｅによって排除される空気量の合成を一定とすることができるため、空気排除量の非対称性をなくすことができる。よって、低歪化とパワーリニアリティーの向上を実現させることができる。

なお、アップロール部２７ｂを３箇所とダウンロール部２７ｃを３箇所と連結部２７ｄを６箇所として構成しても良い。また、アップロール部２７ｂを４箇所とダウンロール部２７ｃを４箇所と連結部２７ｄを８箇所として構成しても良い。すなわち、アップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとを同数とすることで、同様の効果を実現することができる。

アップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとを連結する連結部２７ｄについて説明する。

図２に示すように、スピーカ用振動板２７のエッジ２７ｅの連結部２７ｄは、アップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃの形状を徐変させて構成している。図２の(ａ)で示す部分は平面図を、図２の（ｂ）で示す部分は断面図をそれぞれ示している。

すなわち、連結部２７ｄの一部はアップロール部２７ｂからダウンロール部２７ｃに向かうに従って、アップロール部２７ｂの直径形状を徐々に変化させていく徐変により小さくなるような形状である。一方、連結部２７ｄの他部はダウンロール部２７ｃの直径形状を徐変させて大きくなるような形状である。

連結部２７ｄの周方向における中間部にはアップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとの両方の相反する形状が存在し、そのためスピーカ用振動板２７が上下振幅する際に、このアップロール部２７ｂとダウンロール部２７ｃとの両方の相反する形状が存在することによる形状が、それ以外のエッジ２７ｅ分と比較すると抵抗成分となり、この連結部２７ｄにてエッジが突っ張ってしまう傾向となるため、パワーリニアリティーが低下してしまう。そのため、この連結部２７ｄを連結部２７ｄ以外の他のエッジ２７ｅよりも材厚を薄くして構成することで、スピーカ用振動板が上下振幅する際の抵抗成分を小さくすることができる。よって、パワーリニアリティーを向上させることができる。

また、連結部２７ｄの材厚は、連結部２７ｄの両端から連結部の中心に向けて徐変させて構成しても良い。例えば、連結部２７ｄの周方向における両端は材厚が厚く、連結部２７ｄの周方向における中心が最薄になるように徐変させて構成しても良い。

これにより、急に材厚が変更になる変曲部分をなくして応力集中を緩和させることができ、エッジ２７ｅの切れ等のダメージを抑制して品質や信頼性面で良好なものとすることができる。なお、連結部２７ｄの徐変の開始位置については、周方向における連結部２７ｄの両端のみならず、連結部２７ｄの両端近傍としても良い。

このように連結部２７ｄの両端近傍として構成することで、形状が変更になる部分と異なる位置に材厚の徐変開始部を設定することで、さらに１箇所に応力集中することを緩和させることができ、品質や信頼性面でより良好なものとすることができる。

エッジ２７ｅはその製造方法として、金型による材料の加熱プレス成形や、金型内部へ材料を射出するインジェクション成形等の方法により得ている。金型のクリアランスを調整することで連結部の厚みを、他の部分に比べて薄く設定することができる。

エッジ２７ｅの材料としては、ゴム、発泡ゴム、エラストマー、発泡エラストマーのうちのいずれかから構成させることが望ましい。エッジ２７ｅがこれらの材料から構成させることで、一般的に振動板の材料として多用されている布等と比べると、材料自身の伸びが大きいことから、よりパワーリニアリティーを向上させることができる。

発泡タイプの材料は、軽量化できることからスピーカの音圧レベルを向上させることができる。一方、発泡タイプの材料は、密度が低いため、切れやすい等の信頼性面において弱い傾向がある。このため、エッジ２７ｅの連結部２７ｄの材厚を周方向に徐変する形状や、材厚の徐変開始部を形状が変更になる部分と異なる位置に設定することで、発泡タイプの材料を使用しても応力集中を緩和させることができ、品質や信頼性面を良好なものとすることができる。

連結部２７ｄの材厚は、連結部以外の他のエッジ２７ｅの材厚の３０％以上、６０％以下の範囲から選定されることが望ましい。エッジ２７ｅの材厚が徐変する場合、エッジの材厚の一番薄い部分の材厚が、連結部以外の他のエッジ２７ｅの材厚の３０％以上、６０％以下の範囲から選定される。これにより、パワーリニアリティーの向上効果を顕著に確保することができる。

連結部２７ｄの材厚が、連結部２７ｄ以外の他のエッジ２７ｅの材厚の３０％より小さい場合には、連結部２７ｄが切れやすくなりスピーカ用振動板２７品質や信頼性面において弱くなる傾向となる。一方、連結部２７ｄの材厚が、連結部２７ｄ以外の他のエッジ２７ｅの材厚の６０％より大きい場合には、パワーリニアリティーの効果を顕著に確保することが困難となる。

以上のように、実施の形態１のスピーカ用振動板２７は、連結部２７ｄの材厚を他のエッジ２７ｅの部分に比べて薄くすることで、連結部２７ｄの柔軟性を確保し連結部２７ｄへの応力集中を緩和してパワーリニアリティーを改善させることができる。よって、低歪化を実現しつつ、パワーリニアリティーの向上を実現できるスピーカ用振動板とすることができるという効果を奏する。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本開示について説明する。

図３は、実施の形態２のスピーカの断面図を示したものである。図３に示すように、着磁されたマグネット２１を上部プレート２２およびヨーク２３により挟み込んで内磁型の磁気回路２４を構成している。

磁気回路２４のヨーク２３は、フレーム２６に結合されている。フレーム２６の周縁部２６ａには、実施の形態１に記載されるスピーカ用振動板２７のエッジ２７ｅが接着されている。スピーカ用振動板２７の中心部は、ボイスコイル体２８の一端と結合される。ボイスコイル体２８の他端は、磁気回路２４の磁気ギャップ２５にはまり込むように配置されている。なお本実施の形態の場合、ボイスコイル体２８として、ボイスコイル２８ａとボイスコイル２８ａが巻き付けられるボビン２８ｂとを備えたものを例示したが、ボビン２８ｂを備えないボイスコイル体２８でもかまわない。

なお、実施の形態２では、内磁型の磁気回路２４を有するスピーカ１０について説明したが、これに限定されず、外磁型の磁気回路を有するスピーカ１０に適用してもよい。

実施の形態２で説明したスピーカ１０によれば、低歪化とパワーリニアリティーの向上ができるスピーカ１０を実現することができる。よって、スピーカ１０の高忠実再生が可能となり、明瞭度が高く、ダイナミックレンジの広い良好な音質を実現することができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本開示について説明する。

図４は、本開示の一実施形態の電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステムの外観図を示したものである。

スピーカ１０は、エンクロジャー１１に組込まれてスピーカシステム１６が構成されている。

アンプ１２は、スピーカシステム１６に入力する電気信号の増幅回路を含む電子機器である。プレーヤ等の操作部１３は増幅回路であるアンプ１２に入力されるソースを出力する。電子機器であるオーディオ用のミニコンポシステム１４は、このようにアンプ１２、操作部１３、スピーカシステム１６を有する。アンプ１２、操作部１３、エンクロジャー１１は、ミニコンポシステム１４の本体部である。すなわちスピーカ１０は、ミニコンポシステム１４の本体部に装着されている。

またスピーカ１０のボイスコイル体２８は、本体部のアンプ１２から給電されてスピーカ用振動板２７を振動させて音を発する。これにより、従来では実現できなかった高忠実再生が可能で明瞭度が高く、ダイナミックレンジの広い良好な音質や良好な特性を可能としたミニコンポシステム１４が得られる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本開示について説明する。

図５は、実施の絵形態４の移動体である自動車１５の断面図を示したものである。図５に示すように、移動体である自動車１５は、実施の形態２に記載されるスピーカ１０をリアトレイやフロントパネルなどに備えている。スピーカ１０は、カーナビゲーションやカーオーディオの一部として使用される。自動車１５は、駆動手段１５ａを備え、スピーカ１０を収容する筐体として機能する車体１５ｂとともにスピーカ１０を移動させる。

これにより、スピーカ１０の特徴を活かし、高忠実再生が可能で明瞭度が高く、ダイナミックレンジの広い良好な音質や良好な特性を可能とした自動車等の移動体を実現することができる。

本開示にかかるスピーカ用振動板、スピーカ、電子機器および移動体は、高音質が必要な電子機器、さらには自動車等の装置に適用できる。

１０ スピーカ
１１ エンクロジャー
１２ アンプ
１３ 操作部
１４ ミニコンポシステム
１５ 自動車
１５ａ 駆動手段
１５ｂ 車体
１６ スピーカシステム
２１ マグネット
２２ 上部プレート
２３ ヨーク
２４ 磁気回路
２５ 磁気ギャップ
２６ フレーム
２６ａ 周縁部
２７ スピーカ用振動板
２７ａ 振動板本体
２７ｂ アップロール部
２７ｃ ダウンロール部
２７ｄ 連結部
２７ｅ エッジ
２８ ボイスコイル体
２８ａ ボイスコイル
２８ｂ ボビン

Claims (10)

1. 中心に配置される振動板本体と、前記振動板本体の外周に配置されるエッジと、を備えるスピーカ用振動板であって、
   前記エッジは、
   前側に向かって突出するアップロール部と、
   後側に向かって突出するダウンロール部と、
   前記アップロール部と前記ダウンロール部とを連結する連結部と、を備え、
   前記連結部は、前記連結部以外の他の前記エッジよりも材厚が薄い
   スピーカ用振動板。
2. 前記エッジは、
   前記アップロール部と、前記ダウンロール部と、前記連結部と、を複数備える
   請求項１に記載のスピーカ用振動板。
3. 前記アップロール部の周方向の長さと、前記ダウンロール部の周方向の長さは同じである
   請求項１または２に記載のスピーカ用振動板。
4. 前記連結部は、
   前記アップロール部の形状と、前記ダウンロール部の形状と、を徐変させた形状である
   請求項１から３のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
5. 前記連結部の材厚は、前記連結部の両端から前記連結部の中心に向けて徐変する
   請求項１から４のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
6. 前記連結部の材厚は、前記連結部以外の他の前記エッジの材厚の３０％以上６０％以下の範囲から選定された材厚である
   請求項１から５のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
7. 前記エッジは、ゴム、発泡ゴム、エラストマー、発泡エラストマーのうちのいずれかにより構成される
   請求項１から６のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板。
8. 磁気回路と、
   前記磁気回路と結合されるフレームと、
   前記フレームの外周部に結合される請求項１から７のいずれか１つに記載のスピーカ用振動板と、
   前記スピーカ用振動板に結合されるとともに、前記スピーカ用振動板の一部が前記磁気回路の磁気ギャップに配置されたボイスコイルと、
   を備えるスピーカ。
9. 請求項８に記載のスピーカと、
   前記スピーカへの入力信号の増幅回路と、
   を備える電子機器。
10. 請求項８に記載のスピーカと、
    前記スピーカが取り付けられる筐体と、
    前記スピーカ、および前記筐体を移動させる駆動手段と、
    を備える移動体。

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