(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022076636
(43)【公開日】2022-05-20
(54)【発明の名称】振動板、スピーカ装置
(51)【国際特許分類】
H04R 7/12 20060101AFI20220513BHJP
【FI】
H04R7/12 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020187110
(22)【出願日】2020-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000221926
【氏名又は名称】東北パイオニア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】丹 博樹
(72)【発明者】
【氏名】中川 勝
(72)【発明者】
【氏名】古頭 晶彦
(72)【発明者】
【氏名】大嶋 健一
【テーマコード(参考)】
5D016
【Fターム(参考)】
5D016AA09
5D016AA15
5D016BA02
5D016BA03
5D016FA01
5D016GA01
(57)【要約】
【課題】軽量かつ高剛性のスピーカ用振動板を提供する。
【解決手段】振動板6は、切頭円錐状(コーン型)に形成されており、その内周縁61にボイスコイルボビン5を固定できるように形成されている。振動板6は、軽量材料で形成されており、軽量材料を用いたことによる剛性低下を補うために、強化構造として凹部63が形成されている。凹部63は、振動板6の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部64と、第1屈曲部64よりも外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部65と、第2屈曲部65よりも外周側において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第3屈曲部66と、を含んでいる。第2屈曲部65及び第3屈曲部66は、外周縁62の近傍に形成されている。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸と外周が定められるコーン型のスピーカ用振動板であって、
前記軸を含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部が形成されており、
前記凹部は、当該振動板の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部と、該第1屈曲部よりも前記外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部と、該第2屈曲部よりも前記外周側において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第3屈曲部と、を含んでおり、
前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの振動板に沿った距離が、前記第2屈曲部から当該振動板の外周縁までの振動板に沿った距離よりも大きく形成されている
ことを特徴とする振動板。
【請求項2】
軸と外周が定められるコーン型のスピーカ用振動板であって、
前記軸を含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部が形成されており、
前記凹部は、当該振動板の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部と、該第1屈曲部よりも前記外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部と、当該振動板の外周縁と、を含んでおり、
前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの振動板に沿った距離が、前記第2屈曲部から当該振動板の外周縁までの振動板に沿った距離よりも大きく形成されている
ことを特徴とする振動板。
【請求項3】
前記凹部が当該振動板の全周に亘って形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の振動板。
【請求項4】
前記軸を含んだ断面視において、前記第1屈曲部から前記軸側に延びた部分が一定の曲率を有しており、前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの部分が、前記第1屈曲部から前記軸側に延びた部分と等しい曲率を有している
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の振動板。
【請求項5】
前記軸を含んだ断面視において、前記第1屈曲部から前記軸側に延びた部分が一定の曲率を有しており、当該部分が形成する仮想円上に当該振動板の外周縁が位置している
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の振動板。
【請求項6】
請求項1~5の何れか1項に記載の振動板を備えたことを特徴とするスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スピーカ用振動板及びスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
コーン型の振動板を備えたスピーカ装置が知られている(例えば特許文献1を参照)。
図1は、コーン型の振動板906を備えた従来のスピーカ装置901の概略構成図である。このスピーカ装置901は、フレーム2と、磁気ギャップGを形成する磁気回路3と、磁気ギャップG内に挿入されたボイスコイル4と、ボイスコイル4が巻かれたボイスコイルボビン5と、ボイスコイルボビン5が固定された振動板906と、振動板906をフレーム2に取り付けたエッジ7と、ダンパ8と、センターキャップ9と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したコーン型のスピーカ用振動板について、本願発明者は、軽量化のために軽量材料を用いて形成することを試みた。しかしながら、軽量材料を用いた場合、振動板の剛性が低下して音質が損なわれるという問題が生じ、軽量化と剛性確保を両立させることは容易ではなかった。
【0005】
そこで、本発明が解決しようとする課題としては、軽量かつ高剛性のスピーカ用振動板、及び、該振動板を備えたスピーカ装置を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の振動板は、軸と外周が定められるコーン型のスピーカ用振動板であって、前記軸を含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部が形成されており、前記凹部は、当該振動板の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部と、該第1屈曲部よりも前記外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部と、該第2屈曲部よりも前記外周側において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第3屈曲部と、を含んでおり、前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの振動板に沿った距離が、前記第2屈曲部から当該振動板の外周縁までの振動板に沿った距離よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【0007】
本発明の振動板は、軸と外周が定められるコーン型のスピーカ用振動板であって、前記軸を含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部が形成されており、前記凹部は、当該振動板の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部と、該第1屈曲部よりも前記外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部と、当該振動板の外周縁と、を含んでおり、前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの振動板に沿った距離が、前記第2屈曲部から当該振動板の外周縁までの振動板に沿った距離よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明のスピーカ装置は、上記振動板を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】本発明の第1実施例の振動板を備えたスピーカ装置の概略構成図である。
【
図7】
図3の本発明の振動板と従来の振動板と比較例の振動板とのスティフネス変化を示す表である。
【
図8】
図3の本発明の振動板と比較例の振動板の周波数特性を示すグラフである。
【
図9】本発明の第2実施例の振動板の斜視図である。
【
図13】本発明の第3実施例の振動板の斜視図である。
【
図16】本発明の第4実施例の振動板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の一実施形態を説明する。本発明の一実施形態にかかる振動板は、軸と外周が定められるコーン型のスピーカ用振動板であって、前記軸を含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部が形成されており、前記凹部は、当該振動板の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部と、該第1屈曲部よりも前記外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部と、該第2屈曲部よりも前記外周側において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第3屈曲部と、を含んでおり、前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの振動板に沿った距離が、前記第2屈曲部から当該振動板の外周縁までの振動板に沿った距離よりも大きく形成されている。本発明によれば、振動板に前記凹部を形成することで剛性を高めることができる。よって、前記構成の振動板を軽量材料で形成することで、軽量化と剛性確保を両立させることができる。
【0011】
本発明の一実施形態にかかる振動板は、軸と外周が定められるコーン型のスピーカ用振動板であって、前記軸を含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部が形成されており、前記凹部は、当該振動板の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部と、該第1屈曲部よりも前記外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部と、当該振動板の外周縁と、を含んでおり、前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの振動板に沿った距離が、前記第2屈曲部から当該振動板の外周縁までの振動板に沿った距離よりも大きく形成されている。本発明によれば、振動板に前記凹部を形成することで剛性を高めることができる。よって、前記構成の振動板を軽量材料で形成することで、軽量化と剛性確保を両立させることができる。
【0012】
また、上記振動板は、前記凹部が当該振動板の全周に亘って形成されていてもよい。
【0013】
また、上記振動板は、前記軸を含んだ断面視において、前記第1屈曲部から前記軸側に延びた部分が一定の曲率を有しており、前記第1屈曲部から前記第2屈曲部までの部分が、前記第1屈曲部から前記軸側に延びた部分と等しい曲率を有していてもよい。
【0014】
また、上記振動板は、前記軸を含んだ断面視において、前記第1屈曲部から前記軸側に延びた部分が一定の曲率を有しており、当該部分が形成する仮想円上に当該振動板の外周縁が位置していてもよい。
【0015】
また、本発明の一実施形態にかかるスピーカ装置は、上記振動板を備えている。
【実施例0016】
(第1実施例)
図2は、本発明の第1実施例の振動板6を備えたスピーカ装置1の概略構成図である。このスピーカ装置1は、フレーム2と、フレーム2に支持され、磁気ギャップGを形成する磁気回路3と、磁気ギャップG内に挿入されたボイスコイル4と、ボイスコイル4が巻かれた円筒状のボイスコイルボビン5と、ボイスコイルボビン5が固定された振動板6と、振動板6をフレーム2に取り付けたエッジ7と、ダンパ8と、センターキャップ9と、を備えている。
【0017】
磁気回路3は、例えば外磁型の磁気回路であり、環状の磁石31と、ヨーク32と、環状のトッププレート33と、を有して構成されている。ヨーク32は、ボトムプレート34と、ボトムプレート34の中心から立設したセンターポール35と、を有して構成されている。磁石31は、その中心にセンターポール35が挿入され、ボトムプレート34に重ねられている。トッププレート33は、その中心にセンターポール35が挿入され、磁石31の振動板6側の面に重ねられている。「磁気ギャップG」は、トッププレート33とセンターポール35との間のギャップである。このような磁気回路3は、ボイスコイル4と協働して振動板6を振動させる。
【0018】
振動板6は、
図3~5に示すように、切頭円錐状(コーン型)に形成されており、その内周縁(ネック)61にボイスコイルボビン5を固定できるように形成されている。
図3~5において、一点鎖線Pは振動板6の軸を示している。
図4の平面視において、振動板6の内周縁61及び外周縁62(請求項の外周に相当)は正円であるが、本発明においてはこれに限らず、振動板の内周縁及び外周縁が楕円であってもよい。振動板6は、軸Pを含んだ断面視において、内周縁61から外周縁62にかけて緩やかにカーブしている。
【0019】
本例の振動板6は、軽量化を図るため、従来品よりも剛性が低い軽量材料で形成されている。そして、軽量材料を用いたことによる剛性低下を補うために、以下の強化構造が設けられている。即ち、振動板6には、軸Pを含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部63が形成されている。「放音方向」は、軸Pに沿ったボイスコイル4と反対側の方向である。また、本例では、凹部63が振動板6の全周に亘って形成されている。
【0020】
図6に示すように凹部63は、振動板6の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部64と、第1屈曲部64よりも外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部65と、第2屈曲部65よりも外周側において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第3屈曲部66と、を含んでいる。即ち、凹部63は、第1屈曲部64、第2屈曲部65、第3屈曲部66の三箇所で屈曲されることで形成されている。本明細書において、「屈曲」とは、なだらかに曲がっているのではなく、折れ曲がっていることを意味する。
【0021】
「振動板6の中腹部」とは、内周縁61から外周縁62までの間の中央近傍であり、当該部分が振動する共振状態において振幅が特に大きい部分である。この中腹部の中で共振状態の振幅が最も大きい箇所に第1屈曲部64が形成されている。
【0022】
第2屈曲部65及び第3屈曲部66は、外周縁62の近傍に形成されている。このため、第1屈曲部64から第2屈曲部65までの振動板6に沿った距離が、第2屈曲部65から第3屈曲部66を経由した外周縁62までの振動板6に沿った距離よりも大きく形成されている。なお、本例では、振動板6の外径が120mm程度であるのに対し、第1屈曲部64から第2屈曲部65までの振動板6に沿った距離が20mm程度であり、第2屈曲部65から第3屈曲部66までの振動板6に沿った距離が1~2mm程度であり、第3屈曲部66から外周縁62までの振動板6に沿った距離が5mm程度である。
【0023】
また、
図6に示すように、振動板6は、軸Pを含んだ断面視において、第1屈曲部64から軸P側(内周縁61側)に延びた部分が一定の曲率を有しており、第1屈曲部64から第2屈曲部65までの部分及び第3屈曲部66から外周縁62までの部分が、第1屈曲部64から軸P側に延びた部分と等しい曲率を有している。さらに、第1屈曲部64から軸P側に延びた部分が形成する仮想円上に振動板6の外周縁62が位置している。
図6中の二点鎖線Fは、前記仮想円の一部を示している。
【0024】
即ち、本例の振動板6は、一定曲率でカーブした中腹部から外周側の部分を、第1屈曲部64、第2屈曲部65の二箇所で屈曲させ、ベースカーブ(二点鎖線F)上に外周縁62を戻すように第3屈曲部66で屈曲させて凹部63を形成している。このようにすることで、スピーカ装置のデザインやレイアウトを殆ど変更することなく、振動板6の軽量化と剛性補強を達成することができる。
【0025】
エッジ7は、平面視において環状に形成されている。また、エッジ7は、
図2に示す断面視において、放音方向に凸の円弧状に形成されたエッジ本体71と、エッジ本体71の内周縁に連続したエッジ内周部72と、エッジ本体71の外周縁に連続したエッジ外周部73と、を一体に有して構成されている。エッジ内周部72は、振動板6の第3屈曲部66よりも外周側の部分に接着される。エッジ外周部73は、フレーム2に取り付けられる。
【0026】
ダンパ8は、環状に形成されており、内周縁がボイスコイルボビン5に取り付けられ、外周縁がフレーム2に取り付けられている。このダンパ8は、ボイスコイルボビン5や振動板6が振動することを許容しつつ、これらの振動を徐々に減衰させる。
【0027】
センターキャップ9は、振動板6の内周縁61近傍に取り付けられて、ボイスコイルボビン5の振動板6側の開口を覆っている。
【0028】
図7は、上述した本発明の振動板6(本発明品1)と従来品の振動板と比較例の振動板とのスティフネス変化を示す表である。従来品の振動板は、
図1に示した形状の振動板であり、本発明の振動板6から凹部63をなくした形状(
図6の二点鎖線Fに沿った形状)の振動板である。当該従来品の振動板は、標準材料で形成されている。また、比較例の振動板は、形状は従来品の振動板と同じであり、材質は本発明の振動板6と同じ軽量材料が用いられている。また、
図7の各スティフネス値は、振動板の内周縁を固定して外周に所定の外力を印加した場合のスティフネス値(単位は[N/mm])である。
【0029】
図7の表から、軽量材料を用いた比較例は従来品に対しスティフネスが低下しているが、軽量材料を用い、凹部63を形成した本発明品1(振動板6)は、スティフネスにおいて従来品を上回っていることが読み取れる。即ち、本発明品1(振動板6)は、従来品よりも重量が軽くなっている上に従来品よりも剛性がアップしている。
【0030】
図8は、上述した本発明の振動板6(本発明品1)と比較例の振動板に対し、ある条件下でシミュレーションを行った結果得られた周波数特性を示すグラフである。比較例の振動板は、
図7の表の比較例の振動板と同じものである。
【0031】
図8のグラフから、本発明品1(振動板6)は、エッジとの共振である1kHz付近のピークが比較例に対し高周波数側にシフトしていることが読み取れる。これは、第2屈曲部65及び第3屈曲部66が外周縁62の近傍に形成されて本発明品1(振動板6)の外周側の剛性が強化されていることに起因している。
【0032】
また、
図8のグラフから、振動板の中腹部の共振状態の振幅が大きくなる4kHz付近のピークについて、本発明品1(振動板6)は、比較例のピークが分散した形状に変化している(平坦化している)ことが読み取れる。即ち、本発明品1(振動板6)は、スピーカとしての周波数特性が比較例よりも良好なものになっている。これは、第1屈曲部64が振動板6の中腹部に形成されていることに起因している。
【0033】
また、本発明の振動板6は、凹部63の形状が単純であるため、重量増加を抑制でき(複雑な強化構造にすると重量が増加する)、振動板6の成形金型の作製も容易である。さらに、本発明の振動板6は、エッジ内周部72が貼り合わされる部分(第3屈曲部66よりも外周側の部分)よりも内周側に凹部63が形成されているので、振動板6にエッジ内周部72を接着する作業を容易に行うことができる。
【0034】
(第2実施例)
図9~12は、本発明の第2実施例の振動板106を示す図である。
図9~12において、上述した実施例と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。本例の振動板106も、第1実施例と同様にスピーカ装置を構成する。
【0035】
振動板106は、
図9~11に示すように、切頭円錐状(コーン型)に形成されており、その内周縁(ネック)61にボイスコイルボビンを固定できるように形成されている。本例の振動板106は、軽量化を図るため、軽量材料で形成されている。そして、軽量材料を用いたことによる剛性低下を補うために、以下の強化構造が設けられている。即ち、振動板106には、軸Pを含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部163が形成されている。また、本例では、凹部163が振動板106の全周に亘って形成されている。
【0036】
図12に示すように凹部163は、振動板106の中腹部において放音方向側に凸となる向きに屈曲された第1屈曲部64と、第1屈曲部64よりも外周側において放音方向と逆側に凸となる向きに屈曲された第2屈曲部65と、振動板106の外周縁62と、を含んでいる。即ち、凹部163は、第1屈曲部64、第2屈曲部65の二箇所で屈曲されることで形成されている。
【0037】
第2屈曲部65は、外周縁62の近傍に形成されている。このため、第1屈曲部64から第2屈曲部65までの振動板106に沿った距離が、第2屈曲部65から外周縁62までの振動板106に沿った距離よりも大きく形成されている。
【0038】
また、
図12に示すように、振動板106は、軸Pを含んだ断面視において、第1屈曲部64から軸P側(内周縁61側)に延びた部分が一定の曲率を有しており、第1屈曲部64から第2屈曲部65までの部分及び第2屈曲部65から外周縁62までの部分が、第1屈曲部64から軸P側に延びた部分と等しい曲率を有している。さらに、第1屈曲部64から軸P側に延びた部分が形成する仮想円上に振動板106の外周縁62が位置している。
図12中の二点鎖線Fは、前記仮想円の一部を示している。
【0039】
即ち、本例の振動板106は、一定曲率でカーブした中腹部から外周側の部分を、第1屈曲部64で屈曲させ、ベースカーブ(二点鎖線F)上に外周縁62を戻すように第2屈曲部65で屈曲させて凹部163を形成している。本例では、第2屈曲部65よりも外周側の部分にエッジが接着される。このようにすることで、スピーカ装置のデザインやレイアウトを殆ど変更することなく、振動板106の軽量化と剛性補強を達成することができる。
【0040】
本例の振動板106も、第1実施例と同様に、従来品よりも重量が軽くなっている上に従来品よりも剛性がアップしている。また、凹部163の形状が単純であるため、重量増加を抑制でき、振動板106の成形金型の作製も容易である。
【0041】
(第3実施例)
図13~15は、本発明の第3実施例の振動板206を示す図である。
図13~15において、上述した実施例と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。本例の振動板206も、第1実施例と同様にスピーカ装置を構成する。
【0042】
振動板206は、
図13~15に示すように、切頭円錐状(コーン型)に形成されており、その内周縁(ネック)61にボイスコイルボビンを固定できるように形成されている。本例の振動板206は、軽量化を図るため、軽量材料で形成されている。そして、軽量材料を用いたことによる剛性低下を補うために、以下の強化構造が設けられている。即ち、振動板206には、軸Pを含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部263が形成されている。
【0043】
第1実施例及び第2実施例では、凹部63,163が振動板の全周に亘って形成されていたが、本例では、振動板206の周方向の一部267を凹部263にせず、リブ状に残している。本例では、このリブ状の部分267が五箇所に形成されており、5つの凹部263が振動板206の周方向に形成されている。
【0044】
各凹部263は、
図15の軸Pを含んだ断面視においては、第1実施例の凹部63と同形状である。また、リブ状の部分267は、
図15の軸Pを含んだ断面視においては、一定曲率でカーブしている。即ち
図6の二点鎖線Fに沿った形状である。また、リブ状の部分267は、厚みが均一に形成されている。
【0045】
(第4実施例)
図16~18は、本発明の第4実施例の振動板306を示す図である。
図16~18において、上述した実施例と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。本例の振動板306も、第1実施例と同様にスピーカ装置を構成する。
【0046】
振動板306は、
図16~18に示すように、切頭円錐状(コーン型)に形成されており、その内周縁(ネック)61にボイスコイルボビンを固定できるように形成されている。本例の振動板306は、軽量化を図るため、軽量材料で形成されている。そして、軽量材料を用いたことによる剛性低下を補うために、以下の強化構造が設けられている。即ち、振動板306には、軸Pを含んだ断面視において、放音方向と反対側に凹んだ凹部363が形成されている。
【0047】
本例では、第3実施例と同様に、振動板306の周方向の一部367を凹部363にせず、リブ状に残している。本例では、このリブ状の部分367が五箇所に形成されており、5つの凹部363が振動板306の周方向に形成されている。また、リブ状の部分367は、第3実施例のリブ状の部分267よりも幅が小さく形成されている。
【0048】
各凹部363は、
図18の軸Pを含んだ断面視においては、第3実施例の凹部263と同形状である。ただし、各凹部363の周方向の幅は第3実施例の凹部263よりも大きい。また、リブ状の部分367は、
図18の軸Pを含んだ断面視においては、内周側から外周側に向かうにしたがって徐々に厚みが大きくなるように形成されている。
【0049】
上述した実施例1~4の振動板は、軸Pを含んだ断面視において、内周縁61から外周縁62にかけて緩やかにカーブしていたが、本発明の振動板は、内周縁から外周縁にかけてストレートな形状であってもよい。
【0050】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。上述の各図で示した実施例は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。