説明

高音域スピーカ

【課題】振動板の固有振動数による共振を抑制して、高音域の再現性を良好にした高音域スピーカを提供する。
【解決手段】薄くて軽量なシート材でドーム状の振動板10が形成されている。振動板10の前方に規制部19が対向し、規制部19に弾性体20が固着されている。弾性体20の対向面20aは、振動板10の表面に軽く接触し、または接着されて固定されている。高音域の再生は分割共振が利用される。振動板10が弾性体20で支えられていることで、分割共振に起因する固有振動数による共振を抑制することができ、しかも分割共振が極端に抑制されることがない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気駆動部によって振動板を振動させて発音する高音域スピーカに係り、特に、分割共振で発生する振動板の固有振動数に基づく共振を効果的に抑制して、良好な音質を得ることができる高音域スピーカに関する。
【背景技術】
【0002】
高音域スピーカ(ツィータ)は、薄くて軽量のドーム形状の振動板と、この振動板を駆動する磁気駆動部を有している。この種の高音域スピーカは分割共振を利用している。すなわち、振動板にその部分によって振動の方向や強さが異なる振動を発生させて、高音域の種々の音質を再現している。しかし、振動板に分割共振を生じさせる結果として、振動板にその材料や大きさならびに厚さに起因する特有の固有振動数での共振が発生しやすくなり、原音に対する再生音の忠実性を損なうという課題がある。
【0003】
上記課題の対策として、以下の特許文献1に記載された高音域スピーカは、軟質でドーム状の振動板の外周部にボイスコイルが設けられ、振動板の中心部が、環状懸架部材に支持されている。この構造により、歪が小さい音響再生が可能になるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−543512号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載された高音域スピーカは、軟質でドーム状の振動板の外周部と中央部の双方を拘束して振動させるものであるため、分割共振の振動モードが制約され、原音に忠実な音の再生に支障をきたすおそれがある。
【0006】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、振動板の固有振動数に基づく共振を抑制することで、音質の低下を抑制でき、原音に対する再生の忠実性を高めることができる高音域スピーカを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、振動板と振動板を駆動する磁気駆動部とを有する高音域スピーカにおいて、前記振動板の発音方向の前方に、前記振動板の表面の一部に接触しまたは前記振動板の表面の一部に固定された弾性体が支持されていることを特徴とするものである。
【0008】
本発明の高音域スピーカは、振動板の一部が前方から支持されているために、振動板に不規則な歪みが生じるのを防止でき、振動板の固有振動数での共振を抑制しやすくなる。振動板は剛体ではなく弾性体で支持されているため振動板が過剰に拘束されることがなく、分割共振による振動が抑制されにくくなり、原音に対する再生音の忠実性を維持しやすくなる。
【0009】
本発明は、前記振動板は、外周縁が円形で中央部が発音方向の前方へ突出する凸湾曲形状であり、前記弾性部材は、振動板の中央部を囲む円輪形状であることが好ましい。
【0010】
さらに本発明は、前記弾性部材の前記振動板と対面する対向面は、前記振動板の凸湾曲形状に合わせた凹曲面形状であることが好ましい。
【0011】
上記のように、振動板を円輪形状で対向面が凹曲面形状の弾性体で支持することで、振動板の固有振動数での共振を抑制しやすくなる。
【0012】
本発明は、前記振動板および前記磁気駆動部を支持するフレームが設けられ、前記フレームに、前記振動板の発音方向の前方に対向する規制部が設けられており、前記規制部の前記振動板に向く対向面に前記弾性体が固定されているものである。
【0013】
さらに本発明は、前記フレームは、前記振動板および前記磁気駆動部を支持する後部フレームと、前記規制部が設けられた前部フレームとに分離されており、前記前部フレームが前記後部フレームに組み付けられて、前記弾性体が、前記振動板の発音方向の前方に設置されることが好ましい。
【0014】
上記構成では、後部フレームに前部フレームを組み込む作業で、弾性体を振動板の前方に設置でき、組立作業が容易である。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、分割共振による発音を大きく抑制することなく、振動板の固有振動数での共振を抑制でき、音の歪みを抑制して原音に対する再生音の忠実性を高めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施の形態の高音域スピーカの一部断面を含む斜視図、
【図2】図1に示す高音域スピーカの断面図、
【図3】実施の形態の高音域スピーカの特性を示す線図、
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1と図2に示す高音域スピーカ(ツィータ)1は、後部フレーム2と前部フレーム3を有している。後部フレーム2と前部フレーム3は、合成樹脂材料や非磁性の金属材料で形成されている。
【0018】
後部フレーム2は円輪形状であり、その中央部に磁気駆動部5が支持されている。磁気駆動部5は、磁性材料で形成された後部ヨーク6を有している。後部ヨーク6は中央に円形の凹部6aが形成されており、この凹部6aの内部に磁石7が設けられている。磁石7は円板形状であり、下面7aと上面7bが異なる磁極に着磁され、下面7aが後部ヨーク6の凹部6aの底部に固定されている。磁石7の上面7bに円板形状の前部ヨーク8が固定されている。前部ヨーク8の外周面と、後部ヨーク6の凹部6aの内側面との間に磁気ギャップGが形成されている。
【0019】
後部ヨーク6の外周部の前部にフランジ部6bが一体に形成されている。後部ヨーク6と磁石7および前部ヨーク8によって磁気駆動部5が組み立てられた後に、後部ヨーク6のフランジ部6bが、後部フレーム2の内周部に接着などの手段で固定される。
【0020】
磁気駆動部5よりも発音側の前方に振動板10が設けられている。振動板10は、厚さが0.3mm以下、好ましくは0.2mm以下のアルミニウム箔や紙材などのように軟質で軽量なシート材料で形成されている。振動板10は、外周縁11よりも中央部12が発音方向の前方へ突出する凸曲面形状である。この凸曲面形状はドーム形状、すなわち球面の一部とほぼ一致した形状である。なお、中央部12は、高音域スピーカ1の中心線O上に位置する振動板10の点を意味している。
【0021】
振動板10の外周縁11は、ダンパー部材13で支持されている。ダンパー部材13は、振動板10と同等のシート材料または振動板10よりもやや剛性が高いシート材料で形成されている。ダンパー部材13は、図2に示す断面図において、発音方向の前方に向けて凸曲線形状に変形した円輪形状である。ダンパー部材13の内周縁部13bは、振動板10の外周縁11に接合され、ダンパー部材13の外周縁部13aは、後部フレーム2の前方に向く支持平面2bに設置され、接着剤などで固定されている。
【0022】
振動板10の外周縁11またはダンパー部材13の内周縁部13bにボビン14の上端部が接合されている。ボビン14は非磁性のシート材料で形成されている。ボビン14にボイスコイル15が取付けられており、ボイスコイル15が磁気ギャップGの内部に挿入されている。
【0023】
前部フレーム3は、円輪形状であり、背面側に、後部フレーム2の外周部が取付けられるための凹部3aが形成されている。前部フレーム3の前方には、円形の開口部3bが形成されており、振動板10およびダンパー部材13の一部が、開口部3bの内部に露出している。
【0024】
図1と図2に示すように、前部フレーム3の開口部3bに梁部18が設けられている。梁部18は、開口部3bの対向する2箇所から中心線Oに向かって延びている。開口部3bの中央部には円輪形状の規制部19が設けられている。規制部19は、一対の梁部18,18に支えられている。前部フレーム3と一対の梁部18,18および規制部19は、合成樹脂材料または非磁性の金属材料によって一体に形成されている。
【0025】
円輪形状の規制部19は、振動板10の発音方向の前方に対向し、中心線Oに対して同心円に位置している。規制部19の振動板10に対向する対向面19aに弾性体20が接着されて固定されている。弾性体20は、規制部19の形状に倣った円輪形状であり、振動板10の中央部12を囲む領域において、中心線Oと同心円に配置されている。
【0026】
弾性体20は、エチレンゴムスポンジなどのゴムスポンジ、シリコーンスポンジ、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの発泡樹脂で形成されており、JIS−K6253に準拠する硬度が、5以上で40以下、好ましくは10以上で30以下、さらに好ましくは10以上で20以下のものが使用される。
【0027】
図2に示すように、弾性体20の振動板10に対向する対向面20aは、振動板10の凸曲面形状に倣う凹曲面形状である。弾性体20の対向面20aは、振動板10の表面に接着されることなく接触し、あるいは接着剤で固定されるが、対向面20aが凹曲面形状であるため、振動板10と弾性体20との接触面積が広くなる。
【0028】
高音域スピーカ1の組み立て方法は、後部フレーム2に、後部ヨーク6と磁石7および前部ヨーク8とが重ねられた磁気駆動部5が取付けられ、同じく後部フレーム2に、振動板10に接合されたダンパー部材13の外周縁部13aが固定される。このとき、ボビン14に形成されたボイスコイル15が、磁気駆動部5の磁気ギャップG内に挿入されて、後部フレーム2に、磁気駆動部5とボイスコイル15とが組み付けられる。
【0029】
弾性体20は、規制部19の対向面19aに予め接着されて固定されている。規制部19に弾性体20が取付けられた状態で、後部フレーム2を前部フレーム3に嵌合させて、後部フレーム2と前部フレーム3とをねじ止めで固定し、あるいは接着剤を介して固定する。
【0030】
上記の簡単な組み立て工程で、規制部19に固定された弾性体20を、振動板10の発音側の前方に設置することができる。後部フレーム2と前部フレーム3とが組み合わされて固定されたときに、弾性体20の対向部20aが振動板10の前面に軽く接触する。本明細書において、弾性体20と振動板10とが軽く接触するとは、弾性体20で振動板10を実質的に変形させることがないように接触する状態、あるいは、振動板10が振動したときに、弾性体20の対向面20aに当たる程度にきわめて微小な隙間を介して対向している状態を意味する。または、弾性体20の対向面20aに接着剤を塗布しておき、後部フレーム2と前部フレーム3とが組み合わされて固定されたときに、振動板10と弾性体20とを接着固定してもよい。この場合も、振動板10がドーム形状を維持するように、弾性体20の寸法が設定される。
【0031】
高音域スピーカ1は高音帯域の発音用として使用される。ボイスコイル15に通電されると、ボイスコイル15およびボビン14に電磁駆動力が与えられて、振動板10が振動させられる。
【0032】
高音域スピーカ1のドーム状の振動板10は、薄く軽量であり、分割共振を利用している。分割共振とは、振動板10の部分によって振動の方向や強さが相違する。この分割共振により高音域の再生が行われる。振動板10を分割共振で振動させると、振動板10は、その材質や厚さおよび面積に応じた固有振動数により共振しやすくなる。このときの共振は、分割共振による高音の発生時の振幅よりも大きく、振動板10が大きく波打つ形状の変形を伴う。
【0033】
しかし、実施の形態の高音域スピーカ1は、振動板10が前方において弾性体20で支えられており、弾性体20の対向面20aが凹曲面形状であるため、振動板10が、ドーム状の凸曲面形状から大きく変形するのを規制しやすくなっている。さらに、中央部12を囲む円輪の領域で振動板10が弾性体20によって支えられている。中央部12が弾性体20の中心穴の内部に位置することで、振動板10がドーム形状を維持しやすくなっている。
【0034】
そのため、振動板10が波打つように変形する固有振動数による共振が生じにくくなる。一方において、振動板10は、硬度の低い弾性体20で支持されているため、分割共振、すなわち振動板10のそれぞれの場所での振動が発生したときに、弾性体20がその振動に追従して変形しやすくなり、分割共振を利用した高音の発生が抑制されにくくなる。
【0035】
弾性板20は、振動板10に軽く接触していてもよいし、接着されていてもよい。弾性体20と振動板10が接着されていると、振動板10が固有振動数で波打つ形状で共振するのを抑制する効果を高めることができる。一方、弾性体20が振動板10に軽く接触していると、振動板10の分割共振を弾性体20が阻害しにくくなる。
【0036】
図3は、横軸が発音周波数(kHz)で、縦軸が圧力変化量(dB)である。圧力変化量は、振動板10の前方にマイクを配置して測定したものである。
【0037】
弾性体20を振動板10の前方に軽く接触させた実施の形態の周波数特性が実線で示されており、弾性体20を設けていない従来例の周波数特性が破線で示されている。
【0038】
図3に示すように、本発明の実施の形態は、振動板10の固有振動数による共振に依存する部分的な落ち込み(A)(B)を抑制できている。また全体として圧力変化量が大きく、高音が原音に近い状態で再生される。
【符号の説明】
【0039】
1 高音域スピーカ
2 後部フレーム
3 前部フレーム
5 磁気駆動部
6 後部ヨーク
7 磁石
8 前部ヨーク
10 振動板
11 外周縁
12 中央部
13 ダンパー部材
14 ボビン
15 ボイスコイル
18 梁部
19 規制部
19a 対向面
20 弾性体
20a 対向面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
振動板と振動板を駆動する磁気駆動部とを有する高音域スピーカにおいて、
前記振動板の発音方向の前方に、前記振動板の表面の一部に接触しまたは前記振動板の表面の一部に固定された弾性体が支持されていることを特徴とする高音域スピーカ。
【請求項2】
前記振動板は、外周縁が円形で中央部が発音方向の前方へ突出する凸湾曲形状であり、前記弾性部材は、振動板の中央部を囲む円輪形状である請求項1記載の高音域スピーカ。
【請求項3】
前記弾性部材の前記振動板と対面する対向面は、前記振動板の凸湾曲形状に合わせた凹曲面形状である請求項2記載の高音域スピーカ。
【請求項4】
前記振動板および前記磁気駆動部を支持するフレームが設けられ、前記フレームに、前記振動板の発音方向の前方に対向する規制部が設けられており、前記規制部の前記振動板に向く対向面に前記弾性体が固定されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の高音域スピーカ。
【請求項5】
前記フレームは、前記振動板および前記磁気駆動部を支持する後部フレームと、前記規制部が設けられた前部フレームとに分離されており、前記前部フレームが前記後部フレームに組み付けられて、前記弾性体が、前記振動板の発音方向の前方に設置される請求項4記載の高音域スピーカ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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