電気音響変換器用振動板およびその振動板を用いた電気音響変換器
【課題】振動板面内での共振モードを分散させ、周波数特性を安定にし平坦なものにした電気音響変換器用振動板およびその振動板を用いた電気音響変換器を提供する。
【解決手段】振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、振動板の周方向に沿って順次配列されたリブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせ、不規則的なリブパターンとした。
【解決手段】振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、振動板の周方向に沿って順次配列されたリブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせ、不規則的なリブパターンとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
マイクロホンやスピーカのような電気音響変換器用振動板としては図６や図７に示すように、円形のものやトラック形状のものがある。最近では、薄型ＴＶ用として省スペース化を図ったトラック形状の電気音響変換器が多く用いられている。
【０００２】
しかるに、マイクロホンやスピーカなどの電気音響変換器の振動板は、振動板面内で共振モードが生じ、これが原因となって周波数特性の乱れ（暴れ）が生じる。
【背景技術】
【０００３】
従来、これを解決するために、図６、図７に示すように、振動板１００の面上に、規則性、対象性のある凸リブまたは凹リブ１０１を入れることによって剛性を向上させ、共振を抑え、周波数特性を平らにする手法が採られていた。
【０００４】
ここで、凹リブとは、振動板面において、前面から背面側に突出したリブのことであり、前面から見ると溝のように見える。凸リブとは前面から前方に突出したリブのことである。
【０００５】
従来においては、各リブの形状や長さ、配置パターン等に規則性、対象性を有している。
【０００６】
図６や図７に示した従来例に相当する先行技術としては、例えば特開平９−２２４２９７、特表２００７−５３５２６０が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２２４２９７
【特許文献２】特表２００７−５３５２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の振動板は、図６に示したもののように、円形をなしその振動板１００の周方向全体にわたって内側から外周部に向って所定の間隔で同形状の複数のリブが規則的に配列されている。
特許文献２の振動板は、振動板の形状はトラック形状をなしている。この文献２では振動板の長さ方向両端部に所定の間隔で内側の円形部分から外周にかけて放射状に多数のリブがそれぞれ形成され、両端部のリブパターンはそれぞれ等しくなっている。
【０００９】
図８は、図７に示したトラック形状の振動板の周波数特性を示す。図７に示す振動板では、リブ１０１は振動板１００の内側から外周部に向って延び、かつ所定の間隔で配置されている。また、全てのリブ１０１の外端部は振動板外周部まで延び、振動板の周方向全体にわたって規則的に配置されている。また、リブパターンは振動板１０１の長さ方向中央部の長軸に対し線対称となっている。また、短軸に対しても線対称となっており、対象性を有している。
【００１０】
このトラック形状の振動板では、共振モードを分散させるために多数のリブ１０１を形成しても図８においてＡ部で示すように、高域においてピークとディップが生じ、かつ音圧も低下している。
【００１１】
このように、共振モードを低減させるために振動板の面状にリブを規則的、対称的に形成しても高域において安定した平坦な周波数特性を実現することはできない、という課題があった。
【００１２】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、振動板面内での共振モードを分散させ、高域において周波数特性を安定にし平坦なものにした電気音響変換器用振動板およびその振動板を用いた電気音響変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、振動板の周方向に沿って順次配列されたリブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせ、不規則的なリブパターンとしたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の電気音響変換器用振動板において、前記振動板はトラック形状をなし、中央部に円形のドーム部が形成され、その外周部にボイスコイル取付部が形成され、かつその外周部はトラック形状のエッジ部が形成され、前記トラック形状をなす振動板の長軸方向に凸リブが形成され、トラック形状の上半部および下半部にそれぞれ凹リブが複数形成されたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の電気音響変換器用振動板を備えた電気音響変換器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、共振モードを分散させるために形成された前記各リブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つは異ならせ、振動板内の剛性の弱い部分に共振モードが乗り易いのを防止し、かつエッジ部とドーム部の逆共振が発生するなどしても音圧の打ち消し合い、または強め合いを抑制するようにしたため、高域において、大きなディップ・ピークを抑制でき、良好な音質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例のトラック形状の振動板の平面図を示す。
【図２】同上の斜視図を示す。
【図３】同上の振動板を用いた電気音響変換器の音圧に対する周波数特性のシミュレーションを示す。
【図４】本発明に対する比較例の振動板の共振モードのシミュレーションの説明図である。
【図５】本発明品の共振モードのシミュレーションの説明図である。
【図６】従来の円形の振動板の平面図を示す。
【図７】従来のトラック形状の振動板の平面図を示す。
【図８】従来のトラック形状の振動板を用いた電気音響変換器の音圧に対する周波数特性のシミュレーションを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に沿って本発明を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の一実施例の平面図、図２はその斜視図を示す。この例では振動板としてトラック形状のものを例として示す。
【００１８】
振動板１の振動面は、図２から明らかなように、円形で示すドーム部１ａと、その外周に形成されたトラック形状のエッジ部１ｂとを有し、エッジ部１ｂはドーム部１ａの外周のボイスコイル取付部２から外周固定部に向って音響放射方向に湾曲形成され、側断面がほぼコーン状をなす。ボイスコイル取付部２の内部には孔がなく塞がれており、ドーム部１ａが形成されている。エッジ部１ｂの外周部には外周固定部３が設けられている。
【００１９】
この実施例では、振動板面上に、前面から見て前方に突出した凸状のリブと、背面側に突出し、前面から見るとへこみ溝のように見える凹状のリブを複数形成し、各リブ相互の形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせてリブパターンを部分的に無原則とすることにより、振動板面内での共振モードを分散させ、周波数特性を安定した平坦のものとしたことを特徴としている。
【００２０】
ここで無原則とは、規則的なリブパターンに対する反対の概念であり、リブの形状、長さ、位置、間隔の少なくとも一つを異ならせたことをいう。そして、リブの形態としては、前方に突出する凸リブ、背面側に突出し、前面から見ると背面側にへこんだ凹リブのいずれか、またはそれらを混在させたものでも良い。凸リブおよび凹リブ混在の場合、本発明ではそれらの数を異ならせ、凹凸の面積を等しくなりづらくし、大きなピーク・ディップの発生を抑制するようにしている。
【００２１】
図１において、説明の便宜上、トラック形状の振動板の中央部に形成された円形のボイスコイル取付部２の中心を０とする。また、トラック形状の長径方向の長さ方向に沿って延び、中心０を通る長軸をＸ−Ｘ’、短径方向の長さ方向に沿って延び、中心０を通る短軸をＹ−Ｙ’とする。
【００２２】
また、中心０を中心とするＸ−Ｙの扇形の領域を第１の領域、Ｙ−Ｘ’の領域を第２の領域、Ｘ’−Ｙ’の領域を第３の領域、Ｙ’−Ｘの領域を第４の領域とする。
【００２３】
このトラック形状の振動板１では、Ｘ−Ｘ’線上であってボイスコイル取付部２の両側であって長軸方向には前方に向って突出するほぼ逆Ｕ字状をなすアップロール状の凸リブ４、４’がそれぞれ一つずつ形成されている。
【００２４】
また、Ｙ−Ｙ’線上の短軸方向には、細長いレンズ形をなし、背面に向って突出し、前面から見て凹状の凹リブ５、５’がそれぞれ形成されている。この凹リブ５、５’の形状は上記凸リブ４、４’に比べ形状は小さい。
【００２５】
トラック形状の振動板１では、Ｘ−Ｘ’線の長軸方向において、円形のボイスコイル取付部２の外周から振動板１の外周部までの距離が長い。したがって、この部分は剛性が低く、共振モードが生じやすいため、後述する他のリブに比べこの凸リブ４の幅を大きくし、振動板１の長軸方向の剛性を高めている。
【００２６】
各凸リブ４、４’の内端は円形をなすボイスコイル取付部２の外周部から振動板１の外周部に向って直線状に延びている。しかし、各凸リブ４、４’の外端は振動板１の外周部に接することなく、外周部とは離間した内側に位置している。
【００２７】
凸リブ４の幅は広く、内端部はほぼ円弧状に形成され、外端部は内端部に比べ尖っている。
【００２８】
また、凸リブ４、４’の頂部４ａ、４ａ’はＲがついて湾曲している。
【００２９】
図１の図示の状態において、左側上方の第１の領域側における長軸上の一方の凸リブ４の時計方向上方位置には、凸リブ４と間隔ｌ１を介し背面側に向って突出し、前面から見ると凹状をなす第１の凹リブ６が形成されている。この第１の凹リブ６の内端は尖り、外端は内端に比べ尖り度は小さく全体形状は細長いほぼ流線形の形状に形成されている。この凹リブ６の内端部は先細となっており、内端部から外端部に向って徐々に幅広となり、かつ外端は再び先細となっているが外端部の幅は内端部の幅より若干幅広となっている。また、凹リブ６の外端は振動板１の外周部に接している。凹リブ６の内端は下側に位置する凸リブ４のほぼ中央部に位置し、ボイスコイル取付部２に接していない。
【００３０】
図示の状態において、第１の凹リブ６の時計方向上方には凹リブ６より寸法が長く、同じくほぼ流線形をなす第２の凹リブ７が間隔をあけて形成されている。この第２の凹リブ７の内端はボイスコイル取付部２の外周に接し、かつ外端は振動板１の外周部に向って直線状に延びるが、外端は振動板１の外周部に接することなく、やや内側に位置している。
【００３１】
この第２の凹リブ７の時計方向上方には間隔をあけて第１、第２の凹リブ６、７に比べ長さが短く前面から見ると細長いレンズ形をなす第１の凹リブ８が形成されている。この第１の凹リブ８の外端および内端は尖っている。外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付部２側に向って延びるが、ボイスコイル取付部２に接することはなく、内端とボイスコイル取付部２の外周間には若干の距離がある。
【００３２】
この第１のほぼレンズ形の凹リブ８の時計方向であって横方向には間隔を介してほぼレンズ形をなす第２の凹リブ９が形成されている。この第２の凹リブ９は上記第１の凹リブ８より長く、さらに細長い形をなす。外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付部２に向って延びるが、内端は第１の凹リブ８に比べボイスコイル取付部２の外周に接近しているが、若干の間隔がある。
【００３３】
この第２の凹リブ９の時計方向には間隔を介しほぼレンズ形をなす第３の凹リブ１０が形成されている。この第３の凹リブ１０は先のレンズ形をなす第２の凹リブ９より長さは短い。外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付部２に向って延びるが、内端とボイスコイル取付部２の外周間には若干の間隔がある。
【００３４】
この第３の凹リブ１０の時計方向には、この凹リブ１０より若干長さが短く細長いほぼレンズ形の凹リブ５が間隔を介し形成されている。この凹リブ５はＹ−Ｙ’線の短軸上に位置している。外端は振動板１の外周に接している。内端はボイスコイル取付部２に向って延びるが、内端とボイスコイル取付部２の外周間には若干の間隔がある。
【００３５】
第１の領域において、凸リブ４と、ほぼ流線形をなす第１の凹リブ６との間隔、第１の凹リブ６と第２の凹リブ７との間隔、第２の凹リブ７とほぼレンズ形をなす第１の凹リブ８との間隔、第１の凹リブ８と同じくほぼレンズ形をなす第２の凹リブ９との間隔、第２の凹リブ９と同じくほぼレンズ形をなす第３の凹リブ１０との間隔、第３の凹リブ１０とＹ−Ｙ’線上に位置する凹リブ５との間隔は、図示の態様から明らかなように、それぞれ異なっている。
【００３６】
また、各リブの内端とボイスコイル取付部２の外周間の距離、つまり中心０からの距離はそれぞれ異なっている。第１の領域におけるリブパターンは無原則になっている。
【００３７】
第２の領域において、Ｙ−Ｙ’線上の凹リブ５の時計方向には間隔を介し凹リブ１０が形成されている。この凹リブ１０の形状は、凹リブ５を基準とすると、反時計方向（図示の状態において左側）に隣接して形成された第１の領域の上記した第３の凹リブ１０と同じである。
【００３８】
第２の領域内の凹リブ１０の時計方向には間隔を介して凹リブ９が形成されている。この凹リブ９の形状は、第１の領域の第２の凹リブ９と同様である。
【００３９】
この凹リブ９の時計方向には間隔を介しほぼレンズ形の凹リブ１１が形成されている。凹リブ１１の外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付外周部２と離間している。この凹リブ１１は第１の領域の第１の凹リブ８と形状が異なる。また、第２の領域における凹リブ１１と凹リブ９との間隔は、第１の領域におけるほぼレンズ形をなす第２の凹リブ９と、これと隣接する反時計方向側の第１の凹リブ８との間隔より広い。
【００４０】
第２の領域の凹リブ１１の時計方向には間隔を介しほぼ流線形をなす凹リブ７が形成されている。この第２の領域の凹リブ７の形状は第１の領域のほぼ流線形をなす第２の凹リブ７と同じであるが、両隣にそれぞれ位置する他のリブとの間隔は異なる。
【００４１】
第２の領域の凹リブ７の時計方向には間隔を介しほぼ流線形をなす凹リブ６が形成されている。この凹リブ６の形状は、第１の領域のほぼ流線形をなす第１の凹リブ６とほぼ同じであるが、両隣にそれぞれ位置する他のリブ相互の間隔は異なる。
【００４２】
第２の領域の上記凹リブ６の時計方向には間隔ｌ２を介しＸ−Ｘ’線上の他方の凸リブ４’が形成されている。この間隔ｌ２は、第１の領域側の一方の凸リブ４と凹リブ６との間の間隔ｌ１より短い。第２の領域内のリブ相互も無原則になっている。
【００４３】
次に第３の領域内のリブについて説明する。
【００４４】
長軸上の他方の凸リブ４の時計方向には間隔ｌ１を介し凹リブ６が形成されている。この凹リブ６の形状は、第１の領域の第１の凹リブ６とほぼ同様である。また、他方の凸リブ４’との間隔は、第１の領域の第１の凹リブ６と一方の凸リブ４との間の間隔ｌ１とほぼ同じである。
【００４５】
第３の領域の凹リブ６の時計方向には間隔を介しそれぞれ凹リブ７、凹リブ８、凹リブ９、凹リブ１０、Ｙ−Ｙ’線上の凹リブ５’が形成されている。これらの各リブ６〜１０の形状は第１の領域におけるほぼ流線形をなす第１、第２の凹リブ６、７、ほぼレンズ形をなす第１〜第３の凹リブ８〜１０と同じであるが、第３の領域内のリブ相互は無原則となっている。
【００４６】
次に第４の領域内のリブについて説明する。
【００４７】
第３および第４の領域の境界のＹ−Ｙ’線上の凹リブ５’と、第４および第１の領域の境界のＸ−Ｘ’線上の凸リブ４との間に、Ｙ−Ｙ’線上の凹リブ５’から間隔を介し凹リブ１０、凹リブ９、凹リブ１１、凹リブ７、凹リブ６が順次形成されている。
【００４８】
これらのリブの形状は、第２の領域において、Ｙ−Ｙ’線上の一方の凹リブ５から間隔を介して順次形成された凹リブ１０、凹リブ９、凹リブ１１、凹リブ７、凹リブ６とほぼ同じであるが、第４の領域内のリブ相互は無原則となっている。
【００４９】
以上のように、凸リブ４、４’は長軸方向に一対形成され、長軸を基準としたトラック形状の振動板１の上半部および下半部には間隔を介し複数の凹リブが形成されており、これらの各リブは、ボイスコイル取付部２の外周と振動板１の外周部との間に放射状に形成されている。
【００５０】
以上の各リブの形状、配置は、Ｘ−Ｘ’線に対し、その上半部と下半部とは線対称ではない。Ｙ−Ｙ’線に対し、その左半部と右半部も線対称でない。本発明では、振動板の周方向に順次隣接して配列されリブ相互の形状、長さ、間隔等を異ならせている。本発明では、振動板を均等に２以上の領域に分割したとき、少なくとも一方の領域内では隣接するリブ相互の形状、長さ、配置、間隔は異なっており不規則に形成されている。そして、周方向における第１〜第４の各領域内の各リブの形状、長さ、配置、間隔等は全て異なり、完全なる無原則となっている。
【００５１】
この振動板１のボイスコイル取付部２の背面にボイスコイル（図示せず）を取付け、それを適宜の構成の磁気回路（図示せず）の磁気ギャップ内に配置し、かつ振動板１をトラック形のフレーム（図示せず）に組み込むなどしてトラック型の電気音響変換器を作製した。
【００５２】
図３はその電気音響変換器の音圧に対する周波数特性のシミュレーションを示す。
【００５３】
本発明によれば、丸で囲んだＢで示すように、高域において共振モードが抑制され、音圧が向上し、かつピーク・ディップの発生が抑制され、良好な周波数特性が得られ、音質が向上した。
【００５４】
本発明によれば共振モードが抑制されるが、それを立証するための比較例として、図７に示す規則性、かつ対称性を有するリブ１０１からなる振動板を用いた電気音響変換器の共振モード測定のシミュレーションを示す。
【００５５】
図４は比較例の電気音響変換器の、ある特定の周波数での共振モードのシミュレーションを示す。
【００５６】
この振動板では長さ方向両端部であってボイスコイル取付部２に赤色部分ａの集中した形状の強い共振モードが生じ、その周囲に黄色ｂの部分、さらにその周囲に緑色ｃの部分、さらにその周囲に空色ｄの部分の共振モードが生じた。その他の短径方向や外周部は概ね青色ｅを呈した。色は振動板の偏位量の絶対値に対応しており、青色ｅ→空色ｄ→緑色ｃ→黄色ｂ→赤色ａは振動の度合いを示し、青色ｅは共振が少なく、赤色ａは良く振動していることを示す。この振動板は、短径側に比べ長径側の両端部側であってボイスコイル取付部２側の中央部に赤色ａの部分が集中しており、共振モードが大である。
【００５７】
したがって、共振モードを低減させるために振動板の面状にリブ１０１を周方向に所定の間隔を介し規則的に形成しても共振が生じ、高域側において安定した平坦な周波数特性を実現することはできないことがわかる。
【００５８】
図５は、リブパターンを無原則とした本発明に係る振動板１を用いた電気音響変換器の同じくある特定の周波数での共振モードのシミュレーションを示す。
【００５９】
本発明によれば、共振モードは分散され、赤色ａの強い共振モードが低減した。また、その周辺の黄色ｂの部分、緑色ｃの部分、空色ｄの部分の領域が低減した。なお、図中ａ’は橙色で、赤色ａより共振モードは低い。
【００６０】
従来品のように、振動板に形成するリブが規則的なパターンでは集中した形状の共振モードが現れる。この理由としては、規則的パターンを持つ振動板では、振動板内の、剛性の弱い部分に共振モードが乗り易く、場合によってはエッジ部とドーム部の逆共振が発生するなどして音圧を打ち消し合いまたは強め合い、図８において、Ａで示すように、周波数特性に大きなディップ・ピークを生じさせる。
【００６１】
これに対し、本発明品では、少なくとも隣接するリブ相互の形状、長さ、配置、間隔等の少なくとも一つを異ならせるなどしてリブパターンを不規則的にし、振動板内に共振モードが乗りにくくし、仮にエッジ部１ｂとドーム部１ａの逆共振が発生した場合、音圧の打ち消し合い、または強め合いを防止するようにし、高域における大きなピーク・ディップの発生を抑制している。
【００６２】
したがって、図３に示す良好な周波数特性を得ることができた。
【００６３】
なお、図１、図２において、凸リブ４、４’や凹リブ５〜１１の数、形状、長さ、配置、間隔、リブが振動板の内側から外周部に向かって延びる方向等は本発明の最適と思われる実施例を例示したもので、図示例に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更は可能である。
【００６４】
また、図１および図２に示す実施例では、リブとしては凸リブ４、４’と凹リブ５〜１１とを混在させたが、混在させずいずれか一方のリブとしても良い。
【００６５】
また、上記実施例ではトラック形状の振動板について説明したが、円形の振動板についても本発明を適用し得る。
【符号の説明】
【００６６】
１ 振動板
１ａ ドーム部
１ｂ エッジ部
２ ボイスコイル取付部
３ 外周固定部
４、４’ 凸リブ
５、５’ 凹リブ
６ ほぼ流線形の凹リブ
７ ほぼ流線形の凹リブ
８ ほぼレンズ形の凹リブ
９ ほぼレンズ形の凹リブ
１０ ほぼレンズ形の凹リブ
１１ ほぼレンズ形の凹リブ
ｌ１、ｌ２ 距離
０ 中心
Ｘ−Ｘ’ 長軸
Ｙ−Ｙ’ 短軸
【技術分野】
【０００１】
マイクロホンやスピーカのような電気音響変換器用振動板としては図６や図７に示すように、円形のものやトラック形状のものがある。最近では、薄型ＴＶ用として省スペース化を図ったトラック形状の電気音響変換器が多く用いられている。
【０００２】
しかるに、マイクロホンやスピーカなどの電気音響変換器の振動板は、振動板面内で共振モードが生じ、これが原因となって周波数特性の乱れ（暴れ）が生じる。
【背景技術】
【０００３】
従来、これを解決するために、図６、図７に示すように、振動板１００の面上に、規則性、対象性のある凸リブまたは凹リブ１０１を入れることによって剛性を向上させ、共振を抑え、周波数特性を平らにする手法が採られていた。
【０００４】
ここで、凹リブとは、振動板面において、前面から背面側に突出したリブのことであり、前面から見ると溝のように見える。凸リブとは前面から前方に突出したリブのことである。
【０００５】
従来においては、各リブの形状や長さ、配置パターン等に規則性、対象性を有している。
【０００６】
図６や図７に示した従来例に相当する先行技術としては、例えば特開平９−２２４２９７、特表２００７−５３５２６０が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２２４２９７
【特許文献２】特表２００７−５３５２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の振動板は、図６に示したもののように、円形をなしその振動板１００の周方向全体にわたって内側から外周部に向って所定の間隔で同形状の複数のリブが規則的に配列されている。
特許文献２の振動板は、振動板の形状はトラック形状をなしている。この文献２では振動板の長さ方向両端部に所定の間隔で内側の円形部分から外周にかけて放射状に多数のリブがそれぞれ形成され、両端部のリブパターンはそれぞれ等しくなっている。
【０００９】
図８は、図７に示したトラック形状の振動板の周波数特性を示す。図７に示す振動板では、リブ１０１は振動板１００の内側から外周部に向って延び、かつ所定の間隔で配置されている。また、全てのリブ１０１の外端部は振動板外周部まで延び、振動板の周方向全体にわたって規則的に配置されている。また、リブパターンは振動板１０１の長さ方向中央部の長軸に対し線対称となっている。また、短軸に対しても線対称となっており、対象性を有している。
【００１０】
このトラック形状の振動板では、共振モードを分散させるために多数のリブ１０１を形成しても図８においてＡ部で示すように、高域においてピークとディップが生じ、かつ音圧も低下している。
【００１１】
このように、共振モードを低減させるために振動板の面状にリブを規則的、対称的に形成しても高域において安定した平坦な周波数特性を実現することはできない、という課題があった。
【００１２】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、振動板面内での共振モードを分散させ、高域において周波数特性を安定にし平坦なものにした電気音響変換器用振動板およびその振動板を用いた電気音響変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、振動板の周方向に沿って順次配列されたリブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせ、不規則的なリブパターンとしたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の電気音響変換器用振動板において、前記振動板はトラック形状をなし、中央部に円形のドーム部が形成され、その外周部にボイスコイル取付部が形成され、かつその外周部はトラック形状のエッジ部が形成され、前記トラック形状をなす振動板の長軸方向に凸リブが形成され、トラック形状の上半部および下半部にそれぞれ凹リブが複数形成されたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の電気音響変換器用振動板を備えた電気音響変換器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、共振モードを分散させるために形成された前記各リブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つは異ならせ、振動板内の剛性の弱い部分に共振モードが乗り易いのを防止し、かつエッジ部とドーム部の逆共振が発生するなどしても音圧の打ち消し合い、または強め合いを抑制するようにしたため、高域において、大きなディップ・ピークを抑制でき、良好な音質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例のトラック形状の振動板の平面図を示す。
【図２】同上の斜視図を示す。
【図３】同上の振動板を用いた電気音響変換器の音圧に対する周波数特性のシミュレーションを示す。
【図４】本発明に対する比較例の振動板の共振モードのシミュレーションの説明図である。
【図５】本発明品の共振モードのシミュレーションの説明図である。
【図６】従来の円形の振動板の平面図を示す。
【図７】従来のトラック形状の振動板の平面図を示す。
【図８】従来のトラック形状の振動板を用いた電気音響変換器の音圧に対する周波数特性のシミュレーションを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に沿って本発明を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の一実施例の平面図、図２はその斜視図を示す。この例では振動板としてトラック形状のものを例として示す。
【００１８】
振動板１の振動面は、図２から明らかなように、円形で示すドーム部１ａと、その外周に形成されたトラック形状のエッジ部１ｂとを有し、エッジ部１ｂはドーム部１ａの外周のボイスコイル取付部２から外周固定部に向って音響放射方向に湾曲形成され、側断面がほぼコーン状をなす。ボイスコイル取付部２の内部には孔がなく塞がれており、ドーム部１ａが形成されている。エッジ部１ｂの外周部には外周固定部３が設けられている。
【００１９】
この実施例では、振動板面上に、前面から見て前方に突出した凸状のリブと、背面側に突出し、前面から見るとへこみ溝のように見える凹状のリブを複数形成し、各リブ相互の形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせてリブパターンを部分的に無原則とすることにより、振動板面内での共振モードを分散させ、周波数特性を安定した平坦のものとしたことを特徴としている。
【００２０】
ここで無原則とは、規則的なリブパターンに対する反対の概念であり、リブの形状、長さ、位置、間隔の少なくとも一つを異ならせたことをいう。そして、リブの形態としては、前方に突出する凸リブ、背面側に突出し、前面から見ると背面側にへこんだ凹リブのいずれか、またはそれらを混在させたものでも良い。凸リブおよび凹リブ混在の場合、本発明ではそれらの数を異ならせ、凹凸の面積を等しくなりづらくし、大きなピーク・ディップの発生を抑制するようにしている。
【００２１】
図１において、説明の便宜上、トラック形状の振動板の中央部に形成された円形のボイスコイル取付部２の中心を０とする。また、トラック形状の長径方向の長さ方向に沿って延び、中心０を通る長軸をＸ−Ｘ’、短径方向の長さ方向に沿って延び、中心０を通る短軸をＹ−Ｙ’とする。
【００２２】
また、中心０を中心とするＸ−Ｙの扇形の領域を第１の領域、Ｙ−Ｘ’の領域を第２の領域、Ｘ’−Ｙ’の領域を第３の領域、Ｙ’−Ｘの領域を第４の領域とする。
【００２３】
このトラック形状の振動板１では、Ｘ−Ｘ’線上であってボイスコイル取付部２の両側であって長軸方向には前方に向って突出するほぼ逆Ｕ字状をなすアップロール状の凸リブ４、４’がそれぞれ一つずつ形成されている。
【００２４】
また、Ｙ−Ｙ’線上の短軸方向には、細長いレンズ形をなし、背面に向って突出し、前面から見て凹状の凹リブ５、５’がそれぞれ形成されている。この凹リブ５、５’の形状は上記凸リブ４、４’に比べ形状は小さい。
【００２５】
トラック形状の振動板１では、Ｘ−Ｘ’線の長軸方向において、円形のボイスコイル取付部２の外周から振動板１の外周部までの距離が長い。したがって、この部分は剛性が低く、共振モードが生じやすいため、後述する他のリブに比べこの凸リブ４の幅を大きくし、振動板１の長軸方向の剛性を高めている。
【００２６】
各凸リブ４、４’の内端は円形をなすボイスコイル取付部２の外周部から振動板１の外周部に向って直線状に延びている。しかし、各凸リブ４、４’の外端は振動板１の外周部に接することなく、外周部とは離間した内側に位置している。
【００２７】
凸リブ４の幅は広く、内端部はほぼ円弧状に形成され、外端部は内端部に比べ尖っている。
【００２８】
また、凸リブ４、４’の頂部４ａ、４ａ’はＲがついて湾曲している。
【００２９】
図１の図示の状態において、左側上方の第１の領域側における長軸上の一方の凸リブ４の時計方向上方位置には、凸リブ４と間隔ｌ１を介し背面側に向って突出し、前面から見ると凹状をなす第１の凹リブ６が形成されている。この第１の凹リブ６の内端は尖り、外端は内端に比べ尖り度は小さく全体形状は細長いほぼ流線形の形状に形成されている。この凹リブ６の内端部は先細となっており、内端部から外端部に向って徐々に幅広となり、かつ外端は再び先細となっているが外端部の幅は内端部の幅より若干幅広となっている。また、凹リブ６の外端は振動板１の外周部に接している。凹リブ６の内端は下側に位置する凸リブ４のほぼ中央部に位置し、ボイスコイル取付部２に接していない。
【００３０】
図示の状態において、第１の凹リブ６の時計方向上方には凹リブ６より寸法が長く、同じくほぼ流線形をなす第２の凹リブ７が間隔をあけて形成されている。この第２の凹リブ７の内端はボイスコイル取付部２の外周に接し、かつ外端は振動板１の外周部に向って直線状に延びるが、外端は振動板１の外周部に接することなく、やや内側に位置している。
【００３１】
この第２の凹リブ７の時計方向上方には間隔をあけて第１、第２の凹リブ６、７に比べ長さが短く前面から見ると細長いレンズ形をなす第１の凹リブ８が形成されている。この第１の凹リブ８の外端および内端は尖っている。外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付部２側に向って延びるが、ボイスコイル取付部２に接することはなく、内端とボイスコイル取付部２の外周間には若干の距離がある。
【００３２】
この第１のほぼレンズ形の凹リブ８の時計方向であって横方向には間隔を介してほぼレンズ形をなす第２の凹リブ９が形成されている。この第２の凹リブ９は上記第１の凹リブ８より長く、さらに細長い形をなす。外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付部２に向って延びるが、内端は第１の凹リブ８に比べボイスコイル取付部２の外周に接近しているが、若干の間隔がある。
【００３３】
この第２の凹リブ９の時計方向には間隔を介しほぼレンズ形をなす第３の凹リブ１０が形成されている。この第３の凹リブ１０は先のレンズ形をなす第２の凹リブ９より長さは短い。外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付部２に向って延びるが、内端とボイスコイル取付部２の外周間には若干の間隔がある。
【００３４】
この第３の凹リブ１０の時計方向には、この凹リブ１０より若干長さが短く細長いほぼレンズ形の凹リブ５が間隔を介し形成されている。この凹リブ５はＹ−Ｙ’線の短軸上に位置している。外端は振動板１の外周に接している。内端はボイスコイル取付部２に向って延びるが、内端とボイスコイル取付部２の外周間には若干の間隔がある。
【００３５】
第１の領域において、凸リブ４と、ほぼ流線形をなす第１の凹リブ６との間隔、第１の凹リブ６と第２の凹リブ７との間隔、第２の凹リブ７とほぼレンズ形をなす第１の凹リブ８との間隔、第１の凹リブ８と同じくほぼレンズ形をなす第２の凹リブ９との間隔、第２の凹リブ９と同じくほぼレンズ形をなす第３の凹リブ１０との間隔、第３の凹リブ１０とＹ−Ｙ’線上に位置する凹リブ５との間隔は、図示の態様から明らかなように、それぞれ異なっている。
【００３６】
また、各リブの内端とボイスコイル取付部２の外周間の距離、つまり中心０からの距離はそれぞれ異なっている。第１の領域におけるリブパターンは無原則になっている。
【００３７】
第２の領域において、Ｙ−Ｙ’線上の凹リブ５の時計方向には間隔を介し凹リブ１０が形成されている。この凹リブ１０の形状は、凹リブ５を基準とすると、反時計方向（図示の状態において左側）に隣接して形成された第１の領域の上記した第３の凹リブ１０と同じである。
【００３８】
第２の領域内の凹リブ１０の時計方向には間隔を介して凹リブ９が形成されている。この凹リブ９の形状は、第１の領域の第２の凹リブ９と同様である。
【００３９】
この凹リブ９の時計方向には間隔を介しほぼレンズ形の凹リブ１１が形成されている。凹リブ１１の外端は振動板１の外周部に接している。内端はボイスコイル取付外周部２と離間している。この凹リブ１１は第１の領域の第１の凹リブ８と形状が異なる。また、第２の領域における凹リブ１１と凹リブ９との間隔は、第１の領域におけるほぼレンズ形をなす第２の凹リブ９と、これと隣接する反時計方向側の第１の凹リブ８との間隔より広い。
【００４０】
第２の領域の凹リブ１１の時計方向には間隔を介しほぼ流線形をなす凹リブ７が形成されている。この第２の領域の凹リブ７の形状は第１の領域のほぼ流線形をなす第２の凹リブ７と同じであるが、両隣にそれぞれ位置する他のリブとの間隔は異なる。
【００４１】
第２の領域の凹リブ７の時計方向には間隔を介しほぼ流線形をなす凹リブ６が形成されている。この凹リブ６の形状は、第１の領域のほぼ流線形をなす第１の凹リブ６とほぼ同じであるが、両隣にそれぞれ位置する他のリブ相互の間隔は異なる。
【００４２】
第２の領域の上記凹リブ６の時計方向には間隔ｌ２を介しＸ−Ｘ’線上の他方の凸リブ４’が形成されている。この間隔ｌ２は、第１の領域側の一方の凸リブ４と凹リブ６との間の間隔ｌ１より短い。第２の領域内のリブ相互も無原則になっている。
【００４３】
次に第３の領域内のリブについて説明する。
【００４４】
長軸上の他方の凸リブ４の時計方向には間隔ｌ１を介し凹リブ６が形成されている。この凹リブ６の形状は、第１の領域の第１の凹リブ６とほぼ同様である。また、他方の凸リブ４’との間隔は、第１の領域の第１の凹リブ６と一方の凸リブ４との間の間隔ｌ１とほぼ同じである。
【００４５】
第３の領域の凹リブ６の時計方向には間隔を介しそれぞれ凹リブ７、凹リブ８、凹リブ９、凹リブ１０、Ｙ−Ｙ’線上の凹リブ５’が形成されている。これらの各リブ６〜１０の形状は第１の領域におけるほぼ流線形をなす第１、第２の凹リブ６、７、ほぼレンズ形をなす第１〜第３の凹リブ８〜１０と同じであるが、第３の領域内のリブ相互は無原則となっている。
【００４６】
次に第４の領域内のリブについて説明する。
【００４７】
第３および第４の領域の境界のＹ−Ｙ’線上の凹リブ５’と、第４および第１の領域の境界のＸ−Ｘ’線上の凸リブ４との間に、Ｙ−Ｙ’線上の凹リブ５’から間隔を介し凹リブ１０、凹リブ９、凹リブ１１、凹リブ７、凹リブ６が順次形成されている。
【００４８】
これらのリブの形状は、第２の領域において、Ｙ−Ｙ’線上の一方の凹リブ５から間隔を介して順次形成された凹リブ１０、凹リブ９、凹リブ１１、凹リブ７、凹リブ６とほぼ同じであるが、第４の領域内のリブ相互は無原則となっている。
【００４９】
以上のように、凸リブ４、４’は長軸方向に一対形成され、長軸を基準としたトラック形状の振動板１の上半部および下半部には間隔を介し複数の凹リブが形成されており、これらの各リブは、ボイスコイル取付部２の外周と振動板１の外周部との間に放射状に形成されている。
【００５０】
以上の各リブの形状、配置は、Ｘ−Ｘ’線に対し、その上半部と下半部とは線対称ではない。Ｙ−Ｙ’線に対し、その左半部と右半部も線対称でない。本発明では、振動板の周方向に順次隣接して配列されリブ相互の形状、長さ、間隔等を異ならせている。本発明では、振動板を均等に２以上の領域に分割したとき、少なくとも一方の領域内では隣接するリブ相互の形状、長さ、配置、間隔は異なっており不規則に形成されている。そして、周方向における第１〜第４の各領域内の各リブの形状、長さ、配置、間隔等は全て異なり、完全なる無原則となっている。
【００５１】
この振動板１のボイスコイル取付部２の背面にボイスコイル（図示せず）を取付け、それを適宜の構成の磁気回路（図示せず）の磁気ギャップ内に配置し、かつ振動板１をトラック形のフレーム（図示せず）に組み込むなどしてトラック型の電気音響変換器を作製した。
【００５２】
図３はその電気音響変換器の音圧に対する周波数特性のシミュレーションを示す。
【００５３】
本発明によれば、丸で囲んだＢで示すように、高域において共振モードが抑制され、音圧が向上し、かつピーク・ディップの発生が抑制され、良好な周波数特性が得られ、音質が向上した。
【００５４】
本発明によれば共振モードが抑制されるが、それを立証するための比較例として、図７に示す規則性、かつ対称性を有するリブ１０１からなる振動板を用いた電気音響変換器の共振モード測定のシミュレーションを示す。
【００５５】
図４は比較例の電気音響変換器の、ある特定の周波数での共振モードのシミュレーションを示す。
【００５６】
この振動板では長さ方向両端部であってボイスコイル取付部２に赤色部分ａの集中した形状の強い共振モードが生じ、その周囲に黄色ｂの部分、さらにその周囲に緑色ｃの部分、さらにその周囲に空色ｄの部分の共振モードが生じた。その他の短径方向や外周部は概ね青色ｅを呈した。色は振動板の偏位量の絶対値に対応しており、青色ｅ→空色ｄ→緑色ｃ→黄色ｂ→赤色ａは振動の度合いを示し、青色ｅは共振が少なく、赤色ａは良く振動していることを示す。この振動板は、短径側に比べ長径側の両端部側であってボイスコイル取付部２側の中央部に赤色ａの部分が集中しており、共振モードが大である。
【００５７】
したがって、共振モードを低減させるために振動板の面状にリブ１０１を周方向に所定の間隔を介し規則的に形成しても共振が生じ、高域側において安定した平坦な周波数特性を実現することはできないことがわかる。
【００５８】
図５は、リブパターンを無原則とした本発明に係る振動板１を用いた電気音響変換器の同じくある特定の周波数での共振モードのシミュレーションを示す。
【００５９】
本発明によれば、共振モードは分散され、赤色ａの強い共振モードが低減した。また、その周辺の黄色ｂの部分、緑色ｃの部分、空色ｄの部分の領域が低減した。なお、図中ａ’は橙色で、赤色ａより共振モードは低い。
【００６０】
従来品のように、振動板に形成するリブが規則的なパターンでは集中した形状の共振モードが現れる。この理由としては、規則的パターンを持つ振動板では、振動板内の、剛性の弱い部分に共振モードが乗り易く、場合によってはエッジ部とドーム部の逆共振が発生するなどして音圧を打ち消し合いまたは強め合い、図８において、Ａで示すように、周波数特性に大きなディップ・ピークを生じさせる。
【００６１】
これに対し、本発明品では、少なくとも隣接するリブ相互の形状、長さ、配置、間隔等の少なくとも一つを異ならせるなどしてリブパターンを不規則的にし、振動板内に共振モードが乗りにくくし、仮にエッジ部１ｂとドーム部１ａの逆共振が発生した場合、音圧の打ち消し合い、または強め合いを防止するようにし、高域における大きなピーク・ディップの発生を抑制している。
【００６２】
したがって、図３に示す良好な周波数特性を得ることができた。
【００６３】
なお、図１、図２において、凸リブ４、４’や凹リブ５〜１１の数、形状、長さ、配置、間隔、リブが振動板の内側から外周部に向かって延びる方向等は本発明の最適と思われる実施例を例示したもので、図示例に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更は可能である。
【００６４】
また、図１および図２に示す実施例では、リブとしては凸リブ４、４’と凹リブ５〜１１とを混在させたが、混在させずいずれか一方のリブとしても良い。
【００６５】
また、上記実施例ではトラック形状の振動板について説明したが、円形の振動板についても本発明を適用し得る。
【符号の説明】
【００６６】
１ 振動板
１ａ ドーム部
１ｂ エッジ部
２ ボイスコイル取付部
３ 外周固定部
４、４’ 凸リブ
５、５’ 凹リブ
６ ほぼ流線形の凹リブ
７ ほぼ流線形の凹リブ
８ ほぼレンズ形の凹リブ
９ ほぼレンズ形の凹リブ
１０ ほぼレンズ形の凹リブ
１１ ほぼレンズ形の凹リブ
ｌ１、ｌ２ 距離
０ 中心
Ｘ−Ｘ’ 長軸
Ｙ−Ｙ’ 短軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、
振動板の周方向に沿って順次配列されたリブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせ、不規則的なリブパターンとしたことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項２】
請求項１記載の電気音響変換器用振動板において、前記振動板はトラック形状をなし、中央部に円形のドーム部が形成され、その外周部にボイスコイル取付部が形成され、かつその外周部はトラック形状のエッジ部が形成され、前記トラック形状をなす振動板の長軸方向に凸リブが形成され、トラック形状の上半部および下半部にそれぞれ凹リブが複数形成されたことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気音響変換器用振動板を備えてなることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項１】
振動板の内側から外周部に向って複数のリブが間隔を介して形成された電気音響変換器用振動板において、
振動板の周方向に沿って順次配列されたリブの形状、長さ、配置、間隔の少なくとも一つを異ならせ、不規則的なリブパターンとしたことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項２】
請求項１記載の電気音響変換器用振動板において、前記振動板はトラック形状をなし、中央部に円形のドーム部が形成され、その外周部にボイスコイル取付部が形成され、かつその外周部はトラック形状のエッジ部が形成され、前記トラック形状をなす振動板の長軸方向に凸リブが形成され、トラック形状の上半部および下半部にそれぞれ凹リブが複数形成されたことを特徴とする電気音響変換器用振動板。
【請求項３】
請求項１または２記載の電気音響変換器用振動板を備えてなることを特徴とする電気音響変換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０９８５９（Ｐ２０１２−１０９８５９Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８０４９（Ｐ２０１０−２５８０４９）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００１１２５６５）フォスター電機株式会社 (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００１１２５６５）フォスター電機株式会社 (113)
【Ｆターム（参考）】
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