振動板、およびそれを備えたスピーカー装置
【課題】振動板に偏肉構造を設けることで、高域再生拡大を図りつつ、音圧周波数特性の乱れを低減することができるスピーカー装置を提供する。
【解決手段】スピーカー装置は、振動板１０２に内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を設けた。肉厚部は、振動板１０２の中心から放射方向における長さが異なる長肉厚部１１１と短肉厚部１１２とを備え、かつ、放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成することにより、入力信号に忠実に音響再生することができる。また、振動板１０２の内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも厚くしているので、振動板１０２の内周側の強度を高めることができ、振動板１０２の内周側の歪みによる分割振動を低減することができる。したがって、スピーカー装置の高域の音圧を増加させることができ、高域側の広帯域化が図れる。
【解決手段】スピーカー装置は、振動板１０２に内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を設けた。肉厚部は、振動板１０２の中心から放射方向における長さが異なる長肉厚部１１１と短肉厚部１１２とを備え、かつ、放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成することにより、入力信号に忠実に音響再生することができる。また、振動板１０２の内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも厚くしているので、振動板１０２の内周側の強度を高めることができ、振動板１０２の内周側の歪みによる分割振動を低減することができる。したがって、スピーカー装置の高域の音圧を増加させることができ、高域側の広帯域化が図れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示は、振動板、およびそれを備えたスピーカー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカー装置は、主に磁気回路やボイスコイルを具備した駆動系と、空気を振動させるための振動板と、振動板を支える支持系とを備えている。上記のような構成を有するスピーカー装置として、コーン型スピーカー装置（低音再生用、フルレンジ再生用など）や、ドーム型スピーカー（高音再生用）が一般的に知られている。
【０００３】
特許文献１は、コーン型の振動板に肉厚の異なる部位を数箇所設け、音圧周波数特性の乱れ、特に高域部を改良する技術を開示している。
【０００４】
特許文献２は、振動板の軽量化のためにコーン型振動板の中央部から外周側にかけ徐々に薄くする技術を開示している。
【０００５】
このように、従来のスピーカー装置は、振動板の改良を施すことにより、良質な音楽を再生することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２３７７９号公報
【特許文献２】特開昭６０−４７５９７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】山本武夫著「スピーカー・システム」ラジオ技術社 １９７７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に示すように、一般的なコーン型スピーカー装置用の振動板に中域（約２ｋＨｚ）から高域（約２０ｋＨｚ）の周波数を有する振動が加わると、分割振動が発生することがあり、出力される音声の音質が悪化するという問題があった。具体的には、従来の振動板は、外周側における強度が不足していたため、中域の音声が入力されると外周側において円周方向の分割振動が発生していた。また、従来の振動板は、内周側における強度が不足していたため、高域の音声が入力されると内周側において円周方向の分割振動が発生していた。また、中域及び高域における特定周波数では、放射方向の分割振動が発生することがあった。これらの影響により、従来のスピーカー装置では、音圧周波数特性において大きなピークや大きなディップが発生し、音声の乱れを生じる問題があった。なお、「分割振動」とは、振動板が撓みながら振動する動作のことである。
【０００９】
また、特許文献１が開示している振動板は、肉厚部の長さが一定であり、かつ肉厚部を除く部位では外周側から内周側になるにつれ徐々に薄くなっている。このような構成では、音圧周波数特性の乱れは低減するが、振動板の内周側の強度が低下することにより、高域の音圧が低減するので、高域における再生帯域の拡大に適さないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願に開示する振動板は、内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている。
【００１１】
本願に開示するスピーカー装置は、マグネットと、入力される電流と前記マグネットが発生する磁束とに作用して所定方向に変位可能な可動コイルと、前記可動コイルとともに前記所定方向に変位可能な振動板とを備え、前記振動板に内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示によれば、入力される音声信号をできるだけ忠実に再生することができ、音質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態にかかるスピーカー装置の斜視図
【図２】実施の形態にかかるスピーカー装置の端面図
【図３】実施の形態にかかる振動板の一例を示す平面図
【図４】振動板における長肉厚部の断面図
【図５】振動板における短肉厚部の断面図
【図６】振動板の変形例を示す平面図
【図７】振動板の変形例を示す平面図
【図８】実施の形態にかかるスピーカー装置の周波数特性図
【図９】実施の形態にかかる振動板の一例を示す平面図
【図１０】従来のスピーカー装置の振動板を示す平面図
【図１１】従来のスピーカー装置の周波数特性図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態）
〔１．スピーカー装置の構成〕
図１は、実施の形態にかかるスピーカー装置の斜視図である。図２は、図１におけるＺ−Ｚ部の端面図である。
【００１５】
スピーカー装置１００は、ボイスコイル１０１、振動板１０２、ダストキャップ１０３、エッジ部材１０４、ダンパー部材１０５、マグネット１０６、トッププレート１０７、ボトムプレート１０８、およびフレーム１０９を備えている。
【００１６】
ボイスコイル１０１は、矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位可能に、ボトムプレート１０８に支持されている。ボイスコイル１０１は、巻線部を備え、巻線部はマグネット１０６の磁界に配置されている。ボイスコイル１０１は、一方の端部に振動板１０２が固定されている。ボイスコイル１０１は、端子１０１ａを備えている。端子１０１ａを通して外部からボイスコイル１０１に電流（音声信号）を流すと、ボイスコイル１０１とマグネット１０６が発生する磁束との間に電磁力が働き、ボイスコイル１０１は矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位する。ボイスコイル１０１は、端子１０１ａに交流電流が入力されることで、交流電流の向きに応じて矢印Ａ及びＢに示す方向へ往復変位（振動）する。
【００１７】
振動板１０２は、略円錐形状に形成されている。振動板１０２は、ボイスコイル１０１に固定されているため、ボイスコイル１０１の変位（振動）に伴って矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位（振動）する。振動板１０２は、矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位（振動）することにより、近傍の空気を振動させて空中に音波を放射する。振動板１０２は、樹脂、パルプ、金属、グラスファイバーなどで形成することができ、本実施の形態では雲母を配合したポリプロピレンで形成したが、振動板１０２の材質はこれらに限定されない。なお、振動板１０２の形状は、本実施の形態では真円形を含む円錐形状としたが、楕円形を含む円錐形状や、角錐形状であってもよい。また、図２に示す一点鎖線Ｃは、スピーカー装置の中心線であり、スピーカー装置に備わる各部材において中心線Ｃに近い側を「内周側」と定義し、中心線Ｃから遠い側を「外周側」と定義する。「内周側」は、例えば振動板１０２における中心線Ｃに近い側の端部およびその近傍を含む。「外周側」は、例えば振動板１０２における中心線Ｃから遠い側の端部およびその近傍を含む。
【００１８】
ダストキャップ１０３は、樹脂や金属等で半球形状に形成された部材である。ダストキャップ１０３は、振動板１０２の振動を安定化させるために、振動板１０２の内周側に固定されている。ダストキャップ１０３は、外部からの異物の混入を防止するために、振動板１０２の内周側に形成された開口部を閉塞している。なお、ダストキャップ１０３の材質や形状は一例である。
【００１９】
エッジ部材１０４は、樹脂等で環状に形成された部材である。エッジ部材１０４は、内周側が振動板１０２に固定され、外周側がフレーム１０９に固定されている。エッジ部材１０４は、振動板１０２の必要な変位（振動）を妨げないように軟質材料で形成されていることが好ましい。エッジ部材１０４は、振動板１０２の振動を安定させる。なお、エッジ部材１０４の材質や形状は一例である。
【００２０】
ダンパー部材１０５は、樹脂等で円盤状に形成された部材である。ダンパー部材１０５は、蛇腹形状を有する、ダンパー部材１０５は、内周側がボイスコイル１０１に固定され、外周側がフレーム１０９に固定されている。ダンパー部材１０５は、振動板１０２の必要な変位（振動）を妨げないように軟質材料で形成されていることが好ましい。ダンパー部材１０５は、振動板１０２の振動を安定化させる。なお、ダンパー部材１０５の材質や形状は一例である。
【００２１】
マグネット１０６は、ボトムプレート１０８に固定されている。マグネット１０６は、永久磁石を用いることが好ましく、例えばフェライト磁石やネオジウム磁石等を用いることができる。マグネット１０６は、環状に形成され、内周側の開口部にボイスコイル１０１の一部とボトムプレート１０８の一部とが配置されている。
【００２２】
トッププレート１０７は、マグネット１０６に固定されている。
【００２３】
ボトムプレート１０８は、スピーカー装置１００の最下部に配置され、内周側の中央部に形成された円柱状の突起部１０８ａにボイスコイル１０１を支持している。
【００２４】
フレーム１０９は、マグネット１０６、トッププレート１０７、ボトムプレート１０８で構成される駆動系と、振動板１０２とを固定する。
【００２５】
図１及び図２に示すスピーカー装置１００において、端子１０１ａに交流電流（音声信号）が入力されると、ボイスコイル１０１は、入力される交流電流とマグネット１０６が発生している磁束とに基づき電磁力が作用し、矢印Ａ及びＢに示す方向へ変位する。振動板１０２は、ボイスコイル１０１に固定されているため、ボイスコイル１０１の変位に伴って矢印Ａ及びＢに示す方向へ変位する。振動板１０２が矢印Ａ及びＢに示す方向へ変位することにより、振動板１０２の周辺の空気が振動し、音声が出力される。すなわち、振動板１０２は、空気を振動させることで空中に音波を放射する。
【００２６】
〔２．振動板１０２の構成〕
図３は、振動板１０２の平面図である。図４は、図３におけるＸ−Ｘ部の断面図である。図５は、図３におけるＹ−Ｙ部の断面図である。
【００２７】
振動板１０２は、肉薄部１１０、長肉厚部１１１、および短肉厚部１１２を備えている。
【００２８】
肉薄部１１０は、厚さが均一である。肉薄部１１０は、主に振動板１０２の外周側に備わる。
【００２９】
長肉厚部１１１は、図３に示すように、振動板１０２の中心Ｃから放射方向（放射状）に形成されている。長肉厚部１１１は、本実施の形態では等間隔に４本備えたが、本数や間隔寸法については本実施の形態の構成に限らない。長肉厚部１１１は、長肉厚部１１１の内周側から外周側にかけての長さＬ１は、短肉厚部１１２の内周側から外周側にかけての長さＬ１１より長い。長肉厚部１１１は、図４に示すように、振動板１０２の表面１０２ａに形成されている。長肉厚部１１１は、厚さＴ１が内周側から外周側にかけて徐々に薄くなっている。長肉厚部１１１は、外周側が肉薄部１１０の厚さＴ２と同一である。なお、長肉厚部１１１の長さＬ１及び厚さＴ１は、所望の周波数特性や他の部材の仕様によって、任意の寸法とすることができる。
【００３０】
短肉厚部１１２は、図３に示すように、振動板１０２の中心Ｃから放射方向（放射状）に形成されている。短肉厚部１１２は、本実施の形態では等間隔に４本備えたが、本数や間隔寸法については本実施の形態の構成に限らない。短肉厚部１１２は、図５に示すように、振動板１０２の表面１０２ａに形成されている。短肉厚部１１２は、厚さＴ１１が内周側から外周側にかけて徐々に薄くなっている。短肉厚部１１２は、外周側が肉薄部１１０の厚さＴ２と同一である。なお、短肉厚部１１２の長さＬ１１及び厚さＴ１１は、所望の周波数特性や他の部材の仕様によって、任意の寸法とすることができる。
【００３１】
なお、本明細書に記載している「徐々に薄く」とは、図４に示すように振動板１０２の厚さが内周側から外周側にかけて連続的に小さくなっている形状に限らず、振動板１０２の厚さが内周側から外周側にかけて段階的に小さくなっている形状（階段状）を含む。
【００３２】
また、本実施の形態では、長肉厚部１１１と短肉厚部１１２は、振動板１０２の表面１０２ａに形成されているが、振動板１０２の裏面１０２ｂ（表面１０２ａの裏側）に形成しても同様の効果が得られる。また、長肉厚部１１１と短肉厚部１１２のうち、いずれか一方を振動板１０２の表面１０２ａに形成し、他方を振動板１０２の裏面１０２ｂに形成しても、同様の効果が得られる。
【００３３】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２の数は、本実施の形態ではそれぞれ４カ所としたが、少なくとも１カ所に備わっていればよい。
【００３４】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２の数は、本実施の形態では偶数としたが、奇数であってもよい。例えば、図６に示すように、長肉厚部１１１が２つ、短肉厚部１１２が１つという構成でもよい。なお、図６は、振動板１０２の変形例を示す平面図である。
【００３５】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、本実施の形態では中心Ｃを通る線分を中心に対称となる位置に配置されてもよいし、非対称となる位置に配置されていてもよい。
【００３６】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、振動板１０２のサイズや材質に応じて任意に設定することができる。例えば、図７に示すように、長肉厚部１１１は、第１の長肉厚部１１１ａと、第１の長肉厚部１１１ａよりも短い第２の長肉厚部１１１ｂとを備えた構成としてもよい。なお、図７は、振動板１０２の変形例を示す平面図である。
【００３７】
また、長肉厚部１１１は、図３に示す構成では振動板１０２の外周側の端部の近くまで形成されているが、振動板１０２の外周側の端部に到るまで形成してもよい。
【００３８】
以下、本実施の形態の振動板１０２の動作を説明する。
【００３９】
本実施の形態の振動板１０２は、内周側から外周側まで長肉厚部１１１を備えていることにより、内周側から外周側まで機械的に補強された構成となっている。すなわち、振動板１０２は、長肉厚部１１１により強度が高められている。このような構成とすることにより、振動板１０２の外周側に発生する分割振動を低減することができる。
【００４０】
また、振動板１０２は、短肉厚部１１２を備えていることにより、内周側が機械的に補強された構成となっている。すなわち、振動板１０２は、短肉厚部１１２によって強度が高められている。このような構成とすることにより、振動板１０２の内周側に発生する分割振動を低減することができる。
【００４１】
さらに、振動板１０２は、長肉厚部１１１と短肉厚部１１２の厚さが内周側から外周側にかけて徐々に薄くなるように形成しているため、内周側と外周側の強度が異なる。このような構成とすることにより、振動板１０２において放射状方向に発生する分割振動を低減することができる。
【００４２】
本実施の形態の振動板１０２は、内周側から外周側にかけて徐々に薄くなる長肉厚部１１１と短肉厚部１１２とを備えているので、外周側、内周側、および放射状方向に発生する分割振動を低減することができる。
【００４３】
図８は、本実施の形態のスピーカー装置１００の周波数特性を示すグラフである。図９は、図８に示す周波数特性を得たスピーカー装置１００に備わる振動板１０２の平面図である。図９に示す振動板１０２は、雲母を配合したポリプロピレンで形成した。図９に示す振動板１０２の最外径Ｒ１は、４７．０ｍｍとした。相対向する長肉厚部１１１の端部間隔Ｒ２は、４２．０ｍｍとした。相対向する短肉厚部１１２の端部間隔Ｒ３は、３３．０ｍｍとした。長肉厚部１１１と短肉厚部１１２との間の肉厚部の端部間隔Ｒ４は、２５．０ｍｍとした。長肉厚部１１１の先端部分の幅寸法Ｗ１は、５．１ｍｍとした。長肉厚部１１１の根元部分の幅寸法Ｗ２は、８．０ｍｍとした。短肉厚部１１２の先端部分の幅寸法Ｗ３は、５．１ｍｍとした。短肉厚部１１２の根元部分の幅寸法Ｗ４は、８．０ｍｍとした。長肉厚部１１１における最も厚い部分の厚さＴ１（図４参照）は、０．３５ｍｍとした。短肉厚部１１２における最も厚い部分の厚さＴ１１（図５参照）は、０．３５ｍｍとした。肉薄部１１０の厚さＴ２（図４及び図５参照）は、０．２ｍｍとした。なお、上記の寸法は一例である。
【００４４】
一方、図１０は、長肉厚部及び短肉厚部を備えていない振動板２０２の平面図である。振動板２０２は、全体的に均一の厚さを有する肉薄部２１０で形成されている。振動板２０２の最外径Ｒ１１は、４７．０ｍｍとした。図１１は、図１０に示す振動板２０２を搭載したスピーカー装置の周波数特性を示すグラフである。
【００４５】
図１０に示す振動板２０２を備えたスピーカー装置は、図１１に示すように中域（約２ｋＨｚ）から高域（約２０ｋＨｚ）までの間の帯域において振動板２０２に分割振動が発生し、大きなピークと大きなディップが発生している。これに対し、図９に示す振動板２０２を備えたスピーカー装置は、図８に示すように中域から高域の間の帯域において分割振動が低減され、音圧のピークとディップが低減されている。
【００４６】
すなわち、本実施の形態の振動板１０２は、長肉厚部１１１を備えたことにより、振動板１０２の外周側の強度を向上できるため、外周側において円周方向に発生する分割振動を低減することができる。したがって、中域の周波数特性を改善することができる。また、本実施の形態の振動板１０２は、短肉厚部１１２を備えたことにより、振動板１０２の内周側の強度を向上できるため、内周側において円周方向に発生する分割振動を低減することができる。したがって、高域の周波数特性を改善することができる。また、本実施の形態の振動板１０２は、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を内周側から外周側へ向かって徐々に薄くなるように形成したことにより、振動板１０２の放射方向に発生する分割振動を低減することができるので、中域及び高域の周波数特性を改善することができる。
【００４７】
〔３．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態では、振動板１０２に長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を備えることにより、振動板１０２の強度を高めることができ、振動板１０２の歪みによる分割振動を低減することができる。したがって、振動板１０２が音声を発生する際の動作を安定させることができ、スピーカー装置の音圧の乱れを低減することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、振動板１０２の内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも厚くしているので、振動板１０２の内周側の強度を高めることができ、振動板１０２の内周側の歪みによる分割振動を低減することができる。したがって、スピーカー装置の高域の音圧を増加させることができ、高域側の広帯域化が図れる。
【００４９】
また、本実施の形態では、振動板１０２を樹脂で形成したことにより、射出成型などの成型法を用いて容易に作製することができる。したがって、本実施の形態の振動板１０２は、量産性に優れる。
【００５０】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、先端部分の幅寸法を根元部分の幅寸法よりも小さくしたことにより、先端部分と根元部分との間の部分が金型から振動板１０２を抜く際の抜き勾配として作用するため、成型直後の振動板１０２を金型から抜き取りやすくすることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態の振動板１０２は、図９に示すように長肉厚部１１１の先端部分の幅寸法Ｗ１を根元部分の幅寸法Ｗ２よりも小さくなる形状としたが、幅寸法Ｗ１と幅寸法Ｗ２とが同じ寸法となる形状としてもよい。また、短肉厚部１１１の先端部分の幅寸法Ｗ３を根元部分の幅寸法Ｗ４よりも小さくなる形状としたが、幅寸法Ｗ３と幅寸法Ｗ４とが同じ寸法となる形状としてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を振動板１０２の表面１０２ａに形成したが、裏面１０２ｂに形成することにより長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を目立ちにくくすることができる。すなわち、振動板１０２は、スピーカー装置１００に搭載されたとき表面１０２ａが外部に露出するため、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を裏面１０２ｂに形成することで目立ちにくくすることができるため、好ましい。
【００５３】
また、本実施の形態は、振動板に偏肉構造を設けることで、高域再生拡大を図りつつ、音圧周波数特性の乱れを低減することができるスピーカー装置に関するものであって、入力信号に忠実に音響再生できるスピーカーを提供できる。そのため、本実施の形態のスピーカー装置は、家庭内のオーディオ装置のみならず、車載用スピーカー、パソコン用スピーカー、業務用スピーカーなど幅広い用途に適用できる。
【００５４】
また、本実施の形態におけるマグネット１０６は、マグネットの一例である。本実施の形態におけるボイスコイル１０１は、可動コイルの一例である。本実施の形態における振動板１０２は、振動板の一例である。本実施の形態における長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、複数の肉厚部の一例である。長肉厚部１１１は、第１の肉厚部の一例である。短肉厚部１１２は、第２の肉厚部の一例である。本実施の形態におけるボイスコイル１０１及び振動板１０２の変位方向（図２の矢印Ａ及びＢに示す方向）は、可動コイル及び振動板の変位方向（所定方向）の一例である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本願の開示は、振動板、スピーカー装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１００ スピーカー装置
１０１ ボイスコイル
１０２ 振動板
１０３ ダストキャップ
１０４ エッジ部材
１０５ ダンパー部材
１０６ マグネット
１０７ トッププレート
１０８ ボトムプレート
１０９ フレーム
１１０ 肉薄部
１１１ 長肉厚部
１１２ 短肉厚部
【技術分野】
【０００１】
本願の開示は、振動板、およびそれを備えたスピーカー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスピーカー装置は、主に磁気回路やボイスコイルを具備した駆動系と、空気を振動させるための振動板と、振動板を支える支持系とを備えている。上記のような構成を有するスピーカー装置として、コーン型スピーカー装置（低音再生用、フルレンジ再生用など）や、ドーム型スピーカー（高音再生用）が一般的に知られている。
【０００３】
特許文献１は、コーン型の振動板に肉厚の異なる部位を数箇所設け、音圧周波数特性の乱れ、特に高域部を改良する技術を開示している。
【０００４】
特許文献２は、振動板の軽量化のためにコーン型振動板の中央部から外周側にかけ徐々に薄くする技術を開示している。
【０００５】
このように、従来のスピーカー装置は、振動板の改良を施すことにより、良質な音楽を再生することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２３７７９号公報
【特許文献２】特開昭６０−４７５９７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】山本武夫著「スピーカー・システム」ラジオ技術社 １９７７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に示すように、一般的なコーン型スピーカー装置用の振動板に中域（約２ｋＨｚ）から高域（約２０ｋＨｚ）の周波数を有する振動が加わると、分割振動が発生することがあり、出力される音声の音質が悪化するという問題があった。具体的には、従来の振動板は、外周側における強度が不足していたため、中域の音声が入力されると外周側において円周方向の分割振動が発生していた。また、従来の振動板は、内周側における強度が不足していたため、高域の音声が入力されると内周側において円周方向の分割振動が発生していた。また、中域及び高域における特定周波数では、放射方向の分割振動が発生することがあった。これらの影響により、従来のスピーカー装置では、音圧周波数特性において大きなピークや大きなディップが発生し、音声の乱れを生じる問題があった。なお、「分割振動」とは、振動板が撓みながら振動する動作のことである。
【０００９】
また、特許文献１が開示している振動板は、肉厚部の長さが一定であり、かつ肉厚部を除く部位では外周側から内周側になるにつれ徐々に薄くなっている。このような構成では、音圧周波数特性の乱れは低減するが、振動板の内周側の強度が低下することにより、高域の音圧が低減するので、高域における再生帯域の拡大に適さないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願に開示する振動板は、内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている。
【００１１】
本願に開示するスピーカー装置は、マグネットと、入力される電流と前記マグネットが発生する磁束とに作用して所定方向に変位可能な可動コイルと、前記可動コイルとともに前記所定方向に変位可能な振動板とを備え、前記振動板に内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示によれば、入力される音声信号をできるだけ忠実に再生することができ、音質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態にかかるスピーカー装置の斜視図
【図２】実施の形態にかかるスピーカー装置の端面図
【図３】実施の形態にかかる振動板の一例を示す平面図
【図４】振動板における長肉厚部の断面図
【図５】振動板における短肉厚部の断面図
【図６】振動板の変形例を示す平面図
【図７】振動板の変形例を示す平面図
【図８】実施の形態にかかるスピーカー装置の周波数特性図
【図９】実施の形態にかかる振動板の一例を示す平面図
【図１０】従来のスピーカー装置の振動板を示す平面図
【図１１】従来のスピーカー装置の周波数特性図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態）
〔１．スピーカー装置の構成〕
図１は、実施の形態にかかるスピーカー装置の斜視図である。図２は、図１におけるＺ−Ｚ部の端面図である。
【００１５】
スピーカー装置１００は、ボイスコイル１０１、振動板１０２、ダストキャップ１０３、エッジ部材１０４、ダンパー部材１０５、マグネット１０６、トッププレート１０７、ボトムプレート１０８、およびフレーム１０９を備えている。
【００１６】
ボイスコイル１０１は、矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位可能に、ボトムプレート１０８に支持されている。ボイスコイル１０１は、巻線部を備え、巻線部はマグネット１０６の磁界に配置されている。ボイスコイル１０１は、一方の端部に振動板１０２が固定されている。ボイスコイル１０１は、端子１０１ａを備えている。端子１０１ａを通して外部からボイスコイル１０１に電流（音声信号）を流すと、ボイスコイル１０１とマグネット１０６が発生する磁束との間に電磁力が働き、ボイスコイル１０１は矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位する。ボイスコイル１０１は、端子１０１ａに交流電流が入力されることで、交流電流の向きに応じて矢印Ａ及びＢに示す方向へ往復変位（振動）する。
【００１７】
振動板１０２は、略円錐形状に形成されている。振動板１０２は、ボイスコイル１０１に固定されているため、ボイスコイル１０１の変位（振動）に伴って矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位（振動）する。振動板１０２は、矢印ＡまたはＢに示す方向へ変位（振動）することにより、近傍の空気を振動させて空中に音波を放射する。振動板１０２は、樹脂、パルプ、金属、グラスファイバーなどで形成することができ、本実施の形態では雲母を配合したポリプロピレンで形成したが、振動板１０２の材質はこれらに限定されない。なお、振動板１０２の形状は、本実施の形態では真円形を含む円錐形状としたが、楕円形を含む円錐形状や、角錐形状であってもよい。また、図２に示す一点鎖線Ｃは、スピーカー装置の中心線であり、スピーカー装置に備わる各部材において中心線Ｃに近い側を「内周側」と定義し、中心線Ｃから遠い側を「外周側」と定義する。「内周側」は、例えば振動板１０２における中心線Ｃに近い側の端部およびその近傍を含む。「外周側」は、例えば振動板１０２における中心線Ｃから遠い側の端部およびその近傍を含む。
【００１８】
ダストキャップ１０３は、樹脂や金属等で半球形状に形成された部材である。ダストキャップ１０３は、振動板１０２の振動を安定化させるために、振動板１０２の内周側に固定されている。ダストキャップ１０３は、外部からの異物の混入を防止するために、振動板１０２の内周側に形成された開口部を閉塞している。なお、ダストキャップ１０３の材質や形状は一例である。
【００１９】
エッジ部材１０４は、樹脂等で環状に形成された部材である。エッジ部材１０４は、内周側が振動板１０２に固定され、外周側がフレーム１０９に固定されている。エッジ部材１０４は、振動板１０２の必要な変位（振動）を妨げないように軟質材料で形成されていることが好ましい。エッジ部材１０４は、振動板１０２の振動を安定させる。なお、エッジ部材１０４の材質や形状は一例である。
【００２０】
ダンパー部材１０５は、樹脂等で円盤状に形成された部材である。ダンパー部材１０５は、蛇腹形状を有する、ダンパー部材１０５は、内周側がボイスコイル１０１に固定され、外周側がフレーム１０９に固定されている。ダンパー部材１０５は、振動板１０２の必要な変位（振動）を妨げないように軟質材料で形成されていることが好ましい。ダンパー部材１０５は、振動板１０２の振動を安定化させる。なお、ダンパー部材１０５の材質や形状は一例である。
【００２１】
マグネット１０６は、ボトムプレート１０８に固定されている。マグネット１０６は、永久磁石を用いることが好ましく、例えばフェライト磁石やネオジウム磁石等を用いることができる。マグネット１０６は、環状に形成され、内周側の開口部にボイスコイル１０１の一部とボトムプレート１０８の一部とが配置されている。
【００２２】
トッププレート１０７は、マグネット１０６に固定されている。
【００２３】
ボトムプレート１０８は、スピーカー装置１００の最下部に配置され、内周側の中央部に形成された円柱状の突起部１０８ａにボイスコイル１０１を支持している。
【００２４】
フレーム１０９は、マグネット１０６、トッププレート１０７、ボトムプレート１０８で構成される駆動系と、振動板１０２とを固定する。
【００２５】
図１及び図２に示すスピーカー装置１００において、端子１０１ａに交流電流（音声信号）が入力されると、ボイスコイル１０１は、入力される交流電流とマグネット１０６が発生している磁束とに基づき電磁力が作用し、矢印Ａ及びＢに示す方向へ変位する。振動板１０２は、ボイスコイル１０１に固定されているため、ボイスコイル１０１の変位に伴って矢印Ａ及びＢに示す方向へ変位する。振動板１０２が矢印Ａ及びＢに示す方向へ変位することにより、振動板１０２の周辺の空気が振動し、音声が出力される。すなわち、振動板１０２は、空気を振動させることで空中に音波を放射する。
【００２６】
〔２．振動板１０２の構成〕
図３は、振動板１０２の平面図である。図４は、図３におけるＸ−Ｘ部の断面図である。図５は、図３におけるＹ−Ｙ部の断面図である。
【００２７】
振動板１０２は、肉薄部１１０、長肉厚部１１１、および短肉厚部１１２を備えている。
【００２８】
肉薄部１１０は、厚さが均一である。肉薄部１１０は、主に振動板１０２の外周側に備わる。
【００２９】
長肉厚部１１１は、図３に示すように、振動板１０２の中心Ｃから放射方向（放射状）に形成されている。長肉厚部１１１は、本実施の形態では等間隔に４本備えたが、本数や間隔寸法については本実施の形態の構成に限らない。長肉厚部１１１は、長肉厚部１１１の内周側から外周側にかけての長さＬ１は、短肉厚部１１２の内周側から外周側にかけての長さＬ１１より長い。長肉厚部１１１は、図４に示すように、振動板１０２の表面１０２ａに形成されている。長肉厚部１１１は、厚さＴ１が内周側から外周側にかけて徐々に薄くなっている。長肉厚部１１１は、外周側が肉薄部１１０の厚さＴ２と同一である。なお、長肉厚部１１１の長さＬ１及び厚さＴ１は、所望の周波数特性や他の部材の仕様によって、任意の寸法とすることができる。
【００３０】
短肉厚部１１２は、図３に示すように、振動板１０２の中心Ｃから放射方向（放射状）に形成されている。短肉厚部１１２は、本実施の形態では等間隔に４本備えたが、本数や間隔寸法については本実施の形態の構成に限らない。短肉厚部１１２は、図５に示すように、振動板１０２の表面１０２ａに形成されている。短肉厚部１１２は、厚さＴ１１が内周側から外周側にかけて徐々に薄くなっている。短肉厚部１１２は、外周側が肉薄部１１０の厚さＴ２と同一である。なお、短肉厚部１１２の長さＬ１１及び厚さＴ１１は、所望の周波数特性や他の部材の仕様によって、任意の寸法とすることができる。
【００３１】
なお、本明細書に記載している「徐々に薄く」とは、図４に示すように振動板１０２の厚さが内周側から外周側にかけて連続的に小さくなっている形状に限らず、振動板１０２の厚さが内周側から外周側にかけて段階的に小さくなっている形状（階段状）を含む。
【００３２】
また、本実施の形態では、長肉厚部１１１と短肉厚部１１２は、振動板１０２の表面１０２ａに形成されているが、振動板１０２の裏面１０２ｂ（表面１０２ａの裏側）に形成しても同様の効果が得られる。また、長肉厚部１１１と短肉厚部１１２のうち、いずれか一方を振動板１０２の表面１０２ａに形成し、他方を振動板１０２の裏面１０２ｂに形成しても、同様の効果が得られる。
【００３３】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２の数は、本実施の形態ではそれぞれ４カ所としたが、少なくとも１カ所に備わっていればよい。
【００３４】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２の数は、本実施の形態では偶数としたが、奇数であってもよい。例えば、図６に示すように、長肉厚部１１１が２つ、短肉厚部１１２が１つという構成でもよい。なお、図６は、振動板１０２の変形例を示す平面図である。
【００３５】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、本実施の形態では中心Ｃを通る線分を中心に対称となる位置に配置されてもよいし、非対称となる位置に配置されていてもよい。
【００３６】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、振動板１０２のサイズや材質に応じて任意に設定することができる。例えば、図７に示すように、長肉厚部１１１は、第１の長肉厚部１１１ａと、第１の長肉厚部１１１ａよりも短い第２の長肉厚部１１１ｂとを備えた構成としてもよい。なお、図７は、振動板１０２の変形例を示す平面図である。
【００３７】
また、長肉厚部１１１は、図３に示す構成では振動板１０２の外周側の端部の近くまで形成されているが、振動板１０２の外周側の端部に到るまで形成してもよい。
【００３８】
以下、本実施の形態の振動板１０２の動作を説明する。
【００３９】
本実施の形態の振動板１０２は、内周側から外周側まで長肉厚部１１１を備えていることにより、内周側から外周側まで機械的に補強された構成となっている。すなわち、振動板１０２は、長肉厚部１１１により強度が高められている。このような構成とすることにより、振動板１０２の外周側に発生する分割振動を低減することができる。
【００４０】
また、振動板１０２は、短肉厚部１１２を備えていることにより、内周側が機械的に補強された構成となっている。すなわち、振動板１０２は、短肉厚部１１２によって強度が高められている。このような構成とすることにより、振動板１０２の内周側に発生する分割振動を低減することができる。
【００４１】
さらに、振動板１０２は、長肉厚部１１１と短肉厚部１１２の厚さが内周側から外周側にかけて徐々に薄くなるように形成しているため、内周側と外周側の強度が異なる。このような構成とすることにより、振動板１０２において放射状方向に発生する分割振動を低減することができる。
【００４２】
本実施の形態の振動板１０２は、内周側から外周側にかけて徐々に薄くなる長肉厚部１１１と短肉厚部１１２とを備えているので、外周側、内周側、および放射状方向に発生する分割振動を低減することができる。
【００４３】
図８は、本実施の形態のスピーカー装置１００の周波数特性を示すグラフである。図９は、図８に示す周波数特性を得たスピーカー装置１００に備わる振動板１０２の平面図である。図９に示す振動板１０２は、雲母を配合したポリプロピレンで形成した。図９に示す振動板１０２の最外径Ｒ１は、４７．０ｍｍとした。相対向する長肉厚部１１１の端部間隔Ｒ２は、４２．０ｍｍとした。相対向する短肉厚部１１２の端部間隔Ｒ３は、３３．０ｍｍとした。長肉厚部１１１と短肉厚部１１２との間の肉厚部の端部間隔Ｒ４は、２５．０ｍｍとした。長肉厚部１１１の先端部分の幅寸法Ｗ１は、５．１ｍｍとした。長肉厚部１１１の根元部分の幅寸法Ｗ２は、８．０ｍｍとした。短肉厚部１１２の先端部分の幅寸法Ｗ３は、５．１ｍｍとした。短肉厚部１１２の根元部分の幅寸法Ｗ４は、８．０ｍｍとした。長肉厚部１１１における最も厚い部分の厚さＴ１（図４参照）は、０．３５ｍｍとした。短肉厚部１１２における最も厚い部分の厚さＴ１１（図５参照）は、０．３５ｍｍとした。肉薄部１１０の厚さＴ２（図４及び図５参照）は、０．２ｍｍとした。なお、上記の寸法は一例である。
【００４４】
一方、図１０は、長肉厚部及び短肉厚部を備えていない振動板２０２の平面図である。振動板２０２は、全体的に均一の厚さを有する肉薄部２１０で形成されている。振動板２０２の最外径Ｒ１１は、４７．０ｍｍとした。図１１は、図１０に示す振動板２０２を搭載したスピーカー装置の周波数特性を示すグラフである。
【００４５】
図１０に示す振動板２０２を備えたスピーカー装置は、図１１に示すように中域（約２ｋＨｚ）から高域（約２０ｋＨｚ）までの間の帯域において振動板２０２に分割振動が発生し、大きなピークと大きなディップが発生している。これに対し、図９に示す振動板２０２を備えたスピーカー装置は、図８に示すように中域から高域の間の帯域において分割振動が低減され、音圧のピークとディップが低減されている。
【００４６】
すなわち、本実施の形態の振動板１０２は、長肉厚部１１１を備えたことにより、振動板１０２の外周側の強度を向上できるため、外周側において円周方向に発生する分割振動を低減することができる。したがって、中域の周波数特性を改善することができる。また、本実施の形態の振動板１０２は、短肉厚部１１２を備えたことにより、振動板１０２の内周側の強度を向上できるため、内周側において円周方向に発生する分割振動を低減することができる。したがって、高域の周波数特性を改善することができる。また、本実施の形態の振動板１０２は、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を内周側から外周側へ向かって徐々に薄くなるように形成したことにより、振動板１０２の放射方向に発生する分割振動を低減することができるので、中域及び高域の周波数特性を改善することができる。
【００４７】
〔３．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態では、振動板１０２に長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を備えることにより、振動板１０２の強度を高めることができ、振動板１０２の歪みによる分割振動を低減することができる。したがって、振動板１０２が音声を発生する際の動作を安定させることができ、スピーカー装置の音圧の乱れを低減することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、振動板１０２の内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも厚くしているので、振動板１０２の内周側の強度を高めることができ、振動板１０２の内周側の歪みによる分割振動を低減することができる。したがって、スピーカー装置の高域の音圧を増加させることができ、高域側の広帯域化が図れる。
【００４９】
また、本実施の形態では、振動板１０２を樹脂で形成したことにより、射出成型などの成型法を用いて容易に作製することができる。したがって、本実施の形態の振動板１０２は、量産性に優れる。
【００５０】
また、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、先端部分の幅寸法を根元部分の幅寸法よりも小さくしたことにより、先端部分と根元部分との間の部分が金型から振動板１０２を抜く際の抜き勾配として作用するため、成型直後の振動板１０２を金型から抜き取りやすくすることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態の振動板１０２は、図９に示すように長肉厚部１１１の先端部分の幅寸法Ｗ１を根元部分の幅寸法Ｗ２よりも小さくなる形状としたが、幅寸法Ｗ１と幅寸法Ｗ２とが同じ寸法となる形状としてもよい。また、短肉厚部１１１の先端部分の幅寸法Ｗ３を根元部分の幅寸法Ｗ４よりも小さくなる形状としたが、幅寸法Ｗ３と幅寸法Ｗ４とが同じ寸法となる形状としてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を振動板１０２の表面１０２ａに形成したが、裏面１０２ｂに形成することにより長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を目立ちにくくすることができる。すなわち、振動板１０２は、スピーカー装置１００に搭載されたとき表面１０２ａが外部に露出するため、長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２を裏面１０２ｂに形成することで目立ちにくくすることができるため、好ましい。
【００５３】
また、本実施の形態は、振動板に偏肉構造を設けることで、高域再生拡大を図りつつ、音圧周波数特性の乱れを低減することができるスピーカー装置に関するものであって、入力信号に忠実に音響再生できるスピーカーを提供できる。そのため、本実施の形態のスピーカー装置は、家庭内のオーディオ装置のみならず、車載用スピーカー、パソコン用スピーカー、業務用スピーカーなど幅広い用途に適用できる。
【００５４】
また、本実施の形態におけるマグネット１０６は、マグネットの一例である。本実施の形態におけるボイスコイル１０１は、可動コイルの一例である。本実施の形態における振動板１０２は、振動板の一例である。本実施の形態における長肉厚部１１１及び短肉厚部１１２は、複数の肉厚部の一例である。長肉厚部１１１は、第１の肉厚部の一例である。短肉厚部１１２は、第２の肉厚部の一例である。本実施の形態におけるボイスコイル１０１及び振動板１０２の変位方向（図２の矢印Ａ及びＢに示す方向）は、可動コイル及び振動板の変位方向（所定方向）の一例である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本願の開示は、振動板、スピーカー装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１００ スピーカー装置
１０１ ボイスコイル
１０２ 振動板
１０３ ダストキャップ
１０４ エッジ部材
１０５ ダンパー部材
１０６ マグネット
１０７ トッププレート
１０８ ボトムプレート
１０９ フレーム
１１０ 肉薄部
１１１ 長肉厚部
１１２ 短肉厚部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、
前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている、振動板。
【請求項２】
前記肉厚部は、第１の肉厚部と第２の肉厚部とを備え、
前記第１の肉厚部は、前記振動板の内周側から外周側まで放射方向に形成され、
前記第２の肉厚部は、放射方向の長さが前記第１の肉厚部の放射方向の長さよりも短い、請求項１に記載の振動板。
【請求項３】
マグネットと、
入力される電流と前記マグネットが発生する磁束とに作用して所定方向に変位可能な可動コイルと、
前記可動コイルとともに前記所定方向に変位可能な振動板とを備え、
前記振動板は、内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、
前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている、スピーカー装置。
【請求項４】
前記肉厚部は、第１の肉厚部と第２の肉厚部とを備え、
前記第１の肉厚部は、前記振動板の内周側から外周側まで放射方向に形成され、
前記第２の肉厚部は、放射方向の長さが前記第１の肉厚部の放射方向の長さよりも短い、請求項３に記載のスピーカー装置。
【請求項１】
内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、
前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている、振動板。
【請求項２】
前記肉厚部は、第１の肉厚部と第２の肉厚部とを備え、
前記第１の肉厚部は、前記振動板の内周側から外周側まで放射方向に形成され、
前記第２の肉厚部は、放射方向の長さが前記第１の肉厚部の放射方向の長さよりも短い、請求項１に記載の振動板。
【請求項３】
マグネットと、
入力される電流と前記マグネットが発生する磁束とに作用して所定方向に変位可能な可動コイルと、
前記可動コイルとともに前記所定方向に変位可能な振動板とを備え、
前記振動板は、内周側から外周側に放射状に複数の肉厚部を備え、
前記肉厚部は、放射方向の長さが異なる少なくとも２種類の肉厚部を備え、前記放射方向に内周側から外周側に向けて徐々に厚みが薄くなるように形成されている、スピーカー装置。
【請求項４】
前記肉厚部は、第１の肉厚部と第２の肉厚部とを備え、
前記第１の肉厚部は、前記振動板の内周側から外周側まで放射方向に形成され、
前記第２の肉厚部は、放射方向の長さが前記第１の肉厚部の放射方向の長さよりも短い、請求項３に記載のスピーカー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１３８８８７（Ｐ２０１２−１３８８８７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８６８２（Ｐ２０１１−１３８６８２）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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