WO2007135745A1

WO2007135745A1 - スピーカ装置

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Publication number: WO2007135745A1
Application number: PCT/JP2006/310396
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Dohi; Akihiko Furuto
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2008-11-24
Also published as: EP2023655A1; US20100208934A1; EP2023655A4; JP4839370B2; EP2023655B1; JPWO2007135745A1

Abstract

　スピーカ装置を従来より小型化すること、薄型化すること、軽量化すること、高音質に音を再生すること等。　内周縁８ａがボイスコイルボビン６に連結され、外周縁８ｂがエッジ９を介してフレーム５に連結され、内周縁８ａと外周縁８ｂとの間に頂部８ｃが形成されるとともに内周縁８ａ及び外周縁８ｂが頂部８ｃに比して音響放射側に位置する形状に形成された振動板８と、振動板８の内周縁８ａに連結されたボイスコイルボビン６に配置されたボイスコイル７を駆動する内磁型磁気回路４とを有する。

Description

明細書

スピーカ装置

技術分野

[0001] 本発明は、スピーカ装置に関するものである。

背景技術

[0002] オーディオシステム等の音響機器に装備されるスピーカ装置は、アンプからの音声信号 (電気工ネルギ)を音 (音響エネルギ）に変換するいわゆる電気-音響変翻である。スピーカ装置を動作原理により大別すると、動電型、静電型、圧電型、放電型、電磁型等に分けられるが、現在は再生周波数帯域、変換効率等の緒条件を兼ね備えた動電型 (ダイナミック型）が主流を占めている。

[0003] 従来の動電型スピーカ装置の一例として、いわゆるコーン型スピーカが知られている。スピーカ装置は、例えばオーディオシステムの一部として単体で用いられるほか自動車のドア内や平面型の電子表示装置の筐体内、その他各種形態を有する筐体内の狭い空間内等に取り付けて装備されることが多い。その場合には、スピーカ装置は、限られた寸法の筐体内に取り付けやすいように、その高さをできるだけ低く抑えて薄型に形成する必要がある力コーン型スピーカでは薄型化が困難である。

[0004] 例えば特許文献 1により開示されたスピーカ装置では、内周縁と外周縁との間に頂部を有する振動板を備えるスピーカ装置が開示されている。つまりこのスピーカ装置では、振動板が頂部で折り返された断面形状を備えるので、一般的なコーン状振動板を備えるスピーカ装置と比べて薄型化することができる。

[0005] 特許文献 1：特許第 3643855号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところでスピーカ装置が装着される筐体の小型化や省スペース化、等により更なるスピーカ装置の小型化や薄型化が望まれているが、上述したスピーカ装置では、上記形状の振動板を外磁型磁気回路により駆動してヽるために、ボイスコイルの径方向外側に、外磁型磁気回路のリング状磁石やリング状プレートが形成されているので、スピーカ装置を小型化することや薄型化することが困難であった。

また外磁型磁気回路のリング状磁石は、比較的重量が重い。またリング状磁石を単純に小型化すると磁気ギャップ間の磁束が低減してしま、、振動板の駆動力が低下して、再生音の音質が低下する虞がある。

[0007] 本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、スピーカ装置を従来より小型化すること、薄型化すること、軽量化すること、高音質に音を再生すること、等が本発明の目的である。

課題を解決するための手段

[0008] このような目的を達成するために、本発明は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。

請求項 1に記載の発明のスピーカ装置は、内周縁がボイスコイルボビンに連結され、外周縁がエッジを介してフレームに連結され、前記内周縁と前記外周縁との間に頂部が形成されるとともに前記内周縁及び前記外周縁が前記頂部に比して音響放射側に位置する形状に形成された振動板と、前記ボイスコイルボビンに配置されたボイスコイルを駆動する内磁型磁気回路とを有することを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]本発明の一実施形態に係るスピーカ装置 100を説明するための図であり、スピ一力装置 100の表側 (音響放射側)力もみた正面図である。

[図 2]図 1に示したスピーカ装置 100の A— A線に沿った断面図である。

[図 3]本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置 100aを説明するための断面図である。

[図 4] (A)〜（C)は、図 1に示したスピーカ装置 100の振動板を説明するための図である。 (A)はスピーカ装置 100の振動板の断面形状の一具体例を説明する断面図であり、 (B)はスピーカ装置 100の振動板の断面形状の他の具体例を説明するための断面図であり、 (C)は (A)に示した振動板の断面形状を詳細に説明するための図である。

[図 5] (A) , (B)は磁気回路の磁束密度のシミュレーション結果を説明するための図である。 [図 6]図 5 (A) ,図 5 (Β)に示した磁気回路 4の磁気ギャップ 4gでの磁束密度の分布を説明するための図である。

圆 7] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凹形状に形成された比較対象としての振動板を示す図であり、 (B)は (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

圆 8] (A)は内側振動板部 81の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凸形状に形成された振動板を示す図であり、 (B) は (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

圆 9] (A)は内側振動板部 81の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成された振動板を示す図であり、 (B)は (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[図 10] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、内側振動板部 81の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)よりも長い振動板を示す図であり、（B)は (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[図 11] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、内側振動板部 81の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)と同じ長さの振動板を示す図であり、（B)は (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[図 12] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、内側振動板部 81の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)より短い振動板を示す図であり、（B)は (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[図 13] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 4. 8倍に形成された振動板を示す図であり、（B)は (A) に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[図 14] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 3. 8倍に形成された振動板を示す図であり、（B)は (A) に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[図 15] (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 3. 2倍に形成された振動板を示す図であり、（B)は (A) に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 本発明の一実施形態に係るスピーカ装置は、内周縁がボイスコイルボビンに連結され、外周縁がエッジを介してフレームに連結され、内周縁と外周縁との間に頂部が形成されるとともに内周縁及び外周縁が頂部に比して音響放射側に位置する形状に形成された振動板と、ボイスコイルボビンに配置されたボイスコイルを駆動する内磁型磁気回路とを有することを特徴とする。

上記構成のスピーカ装置では、内磁型磁気回路が、ボイスコィノレ及びボイスコィノレボビンを介して上記形状の振動板を駆動するので、例えば外磁型磁気回路により振動板を駆動する従来のスピーカ装置と比べて、スピーカ装置を薄型化することができる。

[0011] 以下、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を図面を参照しながら説明する。

[0012] 図 1は本発明の一実施形態に係るスピーカ装置 100を説明するための図である。詳細には図 1はスピーカ装置 100の表側（音響放射側）力みた正面図である。図 2 は図 1に示したスピーカ装置 100の A— A線に沿った断面図である。図 3は、本発明の他の実施形態に係るスピーカ装置 100aを説明するための断面図である。

[0013] スピーカ装置 100は、ヨーク 1、プレート 2、磁石 3を備える内磁型磁気回路 4と、フレーム（スピーカフレーム） 5と、ボイスコイルボビン 6に卷回されて配置されたボイスコィノレ 7と、振動板 8と、エッジ 9と、ダンノ 10と、センターキャップ咅 11と、リード線 12とを有する。

[0014] 内磁型磁気回路 4は本発明に係る内磁型磁気回路の一実施形態に相当する。振動板 8は本発明に係る振動板の一実施形態に相当する。ヨーク 1は本発明に係るョークの一実施形態に相当する。フレーム 5は本発明に係るフレームの一実施形態に相当する。

[0015] 本実施形態に係る磁気回路 4は、ヨーク 1、 2つの磁石 3 (31) ,磁石 3 (32)、 2つのプレート 2 (21) ,プレート 2 (22)を有する。プレート 2 (21)はセンタープレートともいうヨーク 1は、磁石 3 (31)の底面に接合される底部 laと、この底部 laから放射状に径方向外方に広がるとともに、音響放射方向（正面）に向かって屈曲し、屈曲部からプレート 2 (21)の側方にまで延出した形状の側部 lbとを有する。また、ヨーク 1の底部 laと側部 lbは一体形成されている。本実施形態に係るヨーク 1は、側部 lbの音響放射側の端部の外周側角部に傾斜面部 Idが形成されてヽる。またヨーク 1の中央部には孔部 lhが形成されている。ヨーク 1の形成材料としては、例えば無機材料，金属 ,鉄等の磁性体等を採用することができる。

[0016] また、磁気回路 4は、図 2に示すように、磁石 3 (31)と磁石 3 (32)の間にはプレート 2 (21)が配置され、磁石 3 (32)上にプレート 2 (22)が配置されて、る。磁石 3 (31)と磁石 3 (32)は、同極が対向するように配置されており、このような構成の磁気回路 4 をいわゆる反発磁気回路という。反発磁気回路を採用することにより、磁気ギャップ 4 gにて磁束密度を比較的高くすることができる、高感度化が図れる、等の効果が得られる。

磁石 3 (31) , 3 (32)の形成材料は、例えばネオジム系、サマリウム 'コバルト系、ァルニコ系、フェライト系磁石等の永久磁石等を採用することができる。プレート 2 (21) , 2 (22)の形成材料としては、例えば鉄などの金属や磁性体等を採用することができる。

[0017] また、本実施形態に係る磁気回路 4では、ヨーク 1、磁石 3 (31)、プレート 2 (21)、磁石 3 (32)、及びプレート 2 (22)が中心軸 oを基準に同心状に形成されおり、詳細には、同軸上でかつ中心軸 o方向に沿って重なる位置に近接配置されている。

[0018] また、磁石 3 (31)、プレート 2 (21)、磁石 3 (32)、及びプレート 2 (22)は、リング形状に形成されていてもよい。この構成の磁石 3 (31)及び磁石 3 (32)を、厚み方向（振動方向）に沿って同極が対向するように着磁して、磁石 3 (31) , 3 (32)の内外側面で磁気間隙を形成して、磁束の流れる方向と磁気回路 4内を流れる磁束が同じ方向となる、いわゆるラジアルリングマグネットを設けたラジアル型磁気回路を、磁気回路 4として採用してもよい。磁気回路 4としてラジアル型磁気回路を採用することにより、磁気効率を向上することができる、薄型化することができる、小型化することができる、等の効果が得られる。

[0019] また、本実施形態に係る磁気回路 4では、磁石 3 (31)が、鉄等のヨーク 1に囲まれた構造となってヽるので、磁気漏洩を低減することができる。

[0020] また、磁気回路 4は、図 2に示すように、ボイスコイル 7を駆動させるための磁気ギヤップ 4gを有し、この磁気ギャップ 4gに磁石 3 (31) , 3 (32)による磁束が集中している。磁気ギャップ 4gは、詳細には、ヨーク 1の側部 lbの内側面と、プレート 2 (21)の外側面との間に形成されており、全周に亘つて略均等な間隙にて形成されている。

[0021] 上述したように本実施形態に係る磁気回路 4は、同極が対向するように配置された 2つの磁石 3 (31) , 3 (32)を備えるいわゆる反発磁気回路を採用した力この形態に限られるものではない。例えばスピーカ装置 100aは、図 3に示すように、ヨーク 1のポール部 la上に磁石 3 (31)を配置し、その磁石 3 (31)上にプレート 2 (21)を配置した構成の磁気回路 4aを有してもよい。図 3に示した構成のスピーカ装置 100aでは、ョーク 1、プレート 2 (21)、及び磁石 3 (31)力もなる磁気回路 4aを備えるので、スピー力装置を、より薄型化することができる、より小型化することができる等の効果がある。

[0022] 図 1,図 2に示すように、フレーム 5は、背面平坦部 (底部） 51の中央部に磁気回路 4が配置され、その背面平坦部 51の中央部に開口部 5aが形成されている。また、フレーム 5は、背面平坦部 51の外周縁から音響放射側に屈曲形成されたコーン形状部 52を有する。フレーム 5のコーン形状部 52の中段には、ダンバ 10の外周縁 10aが固定される平坦部 53が形成され、コーン形状部 52の正面側上段近傍には、エッジ 9 の外周縁 9aが直接又は接合部材 90を介して固定される平坦部 54が形成され、フレーム 5の外周部にはフランジ 55が形成されている。またコーン形状部 52は、平坦部 5 3と平坦部 54間に、一つ又は複数の窓部 52aと腕部 52bが形成されている。

本実施形態に係るフレーム 5では、背面平坦部 51、コーン形状部 52、平坦部 53、平坦部 54、及びフランジ 55がー体形成されてヽる。

[0023] ボイスコイル 7は、例えば電線を円筒形状のボイスコイルボビン 6に卷回されて形成され、ボイスコイルボビン 6に固定されて、少なくともボイスコイル 7の一部が磁気回路 4の磁気ギャップ 4g内に振動自在に配置される。

[0024] センターキャップ部 11は、例えばボイスコイルボビン 6の内径に略等しい外径に形成され、ボイスコイルボビン 6に接着剤等で固着されることにより、ボイスコイルボビン 6 に連結される。本実施形態に係るセンターキャップ部 11は、音響放射側に向力つて凸形状に形成されている。前記センターキャップ部 11はスピーカ装置を薄型化するために、凹形状に形成されても構わなぐ特に限定されない。

[0025] 振動板 8の形成材料としては、例えば榭脂等の高分子系、紙系、金属系などの各種材料を採用することができる。振動板 8は、内周縁 8aから外周縁 8bに至るリング状の音響放射面を有し、その内周縁 8aは、ボイスコイルボビン 6を連結するための中央孔部が形成されてヽる。振動板 8の中央孔部にボイスコイルボビン 6が嵌装されて接着剤等によって固着されることにより、振動板 8の内周縁 8aがボイスコイルボビン 6の音響放射側端部の近傍に連結される。振動板 8の外周縁 8bはエッジ 9を介してフレーム 5に取り付けられている。

エッジ 9は、例えばリング形状に形成されている。エッジ 9としては、例えばロールェッジ、 V字エッジ、コルゲーシヨンエッジ、フラットエッジ等の各種のエッジを採用することができる。本実施形態に係るエッジ 9としてはロールエッジを採用する。エッジ 9は適度なコンプライアンスと剛性を兼ね備え、エッジ 9の内周縁 9bが振動板 8の外周縁 8bに接着剤等によって固着されることにより振動板 8に連結されている。また、上述したようにエッジ 9の外周縁 9aは、直接又は接合部材 90を介してフレーム 5の平坦部 5 4に固着されることにより、フレーム 5に連結されている。以上により、振動板 8の外周縁 8bはエッジ 9を介してフレーム 5に連結されている。したがって、エッジ 9は、振動板 8の外周縁を弾性支持して、る。

[0026] また、振動板 8は、図 1,図 2に示すように、内周縁 8aと外周縁 8bとの間に、頂部 8c が形成されるとともに、内周縁 8a及び外周縁 8bが頂部 8cに比して音響放射側に位置する形状に形成されている。振動板 8の頂部 8cは、ダンバ 10の内周縁 10bに接着剤等により固定されている。

[0027] ダンバ 10は、例えば布に榭脂を含浸して加熱成形されて形成される。ダンバ 10としては、例えば同心円状のコルゲーシヨンを有する円形ダンバ等の各種形状のダンパを採用することができ、ダンバ 10は適度なコンプライアンスと剛性を兼ね備え、ダンパ 10の外周縁 10aがフレーム 5に連結し、内周縁 10bにより振動板 8の頂部 8cを支持している。また本実施形態に係るダンバ 10の内周縁 10bは、図 2に示すように、音響放音側に向力つて屈曲するとともに、振動板 8の傾斜面に沿って屈曲した形状に形成され、接着剤等により頂部 8cに固定されているので、確実にダンバ 10の内周縁 10bと、振動板 8の頂部 8cとが固定される。

また、スピーカ装置 100では、図 1,図 2に示すように、ダンバ 10、フレーム 5の平坦部 53、ボイスコイル 7、プレート 2 (21)、振動板 8の頂部 8cが、略同一平面となるように形成されている。

[0028] 上記構成のスピーカ装置 100では、振動板 8の頂部 8cが、ダンバ 10の高さとなるように設定したので、振動板 8の頂部 8cの高さのバラツキを低減することができ、高品質に音を再生することができる。また、振動板 8の頂部 8cが、ダンバ 10の高さとなるように設定したので、組み立て作業性が向上する。

[0029] 上記構成のダンバ 10は、スピーカの非駆動時において、エッジ 9と共に振動板 8、センターキャップ部 11、ボイスコイルボビン 6、ボイスコイル 7それぞれを、スピーカの所定位置において弾性支持するとともに、磁気ギャップ 4g内に配置されるボイスコィル 7及びボイスコイルボビン 6を、ヨーク 1の側部 lb等の磁気回路 4を構成する部分に接触させな 1/、位置で弾性保持する。

またダンバ 10は、スピーカの駆動において、センターキャップ部 11、振動板 8、ボイスコイルボビン 6、及びボイスコイル 7を振動方向（中心軸 (o)方向）に沿って、弾性支持する機能を有する。

また上述したように、ヨーク 1は、側部 lbの音響放射側の端部の外周側角部に傾斜面部 Idが形成されているので、スピーカ駆動時に、振動板 8が振動方向（中心軸 (o) 方向）に沿って振動した場合であっても、ヨーク 1に振動板 8が接触することを防止することがでさる。

[0030] また、ボイスコイル 7の両端は、それぞれボイスコイルボビン 6及び振動板 8に沿って引き出され、例えば図 1に示すように、振動板 8の内周縁近傍において、一対のリード線 12それぞれと、電気的に接続される。

リード線 12は、例えば複数の細、電線をより合わせる形成された屈曲に強、錦糸線であり、振動板 8に形成された孔 13を介してフレーム 5に固定された入力端子部 1 4に接続される。

[0031] 上記構成のスピーカ装置 100では、入力端子部 14に音声信号が入力されると、音声信号に応じた電流がリード線 12を介してボイスコイルボビン 6に供給される。その結果、磁気ギャップ 4g内のボイスコイルボビン 6が電磁駆動され、ボイスコイルボビン 6に連結されたセンターキャップ部 11及び振動板 8が、エッジ 9及びダンバ 10に支持されながらピストン振動方向に沿って駆動して、振動板 8から音声信号に応じた音響エネルギーが音響放射される。

[0032] 図 4 (A)〜図 4 (C)は、図 1に示したスピーカ装置 100の振動板を説明するための図である。詳細には図 4 (A)はスピーカ装置 100の振動板の断面形状の一具体例を説明する断面図である。図 4 (B)はスピーカ装置 100の振動板の断面形状の他の具体例を説明するための断面図である。図 4 (C)は図 4 (A)に示した振動板の断面形状を詳細に説明するための図である。

[0033] 本実施形態では、スピーカ装置 100の全高を低く抑えかつ駆動状態における振動板 8の分割振動を抑え、高域の音圧周波数特性を向上させるために、振動板 8は以下に示す構造を有する。詳細には、図 1,図 2,図 4 (A)〜図 4 (C)に示すように、振動板 8は内周縁 8aと外周縁 8bとの間に折り返し部分を有して形成され、折り返し部分が頂部 8cを形成するこの頂部 8cは、振動板 8の折り返し部分の先端部分であり、内周縁 8aと外周縁 8b が頂部 8cに比して音響放射側に位置するように鋭角に折り返されて形成されて!ヽる

[0034] 振動板 8は、例えば図 4 (A)〜図 4 (C)に示すように、振動板 8の頂部 8cから内周縁 8a側に形成されている内側振動板部 81、および振動板 8の頂部 8cから外周縁 8b 側に形成されている外側振動板部 82を有する。内側振動板部 81及び外側振動板咅 82は、一体形成されている。

[0035] 振動板 8は、詳細には図 4 (A)に示すように、振動板 8の頂部 8cから内周縁 8a側に形成されている内側振動板部 81の断面形状が音響放射側に凸形状に形成され、かつ、振動板 8の頂部 8cから外周縁 8b側に形成されてヽる外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凸形状に形成されている。

[0036] また、図 4 (B)に示すように、振動板 8は、内側振動板部 81の断面形状が音響放射側に凸形状に形成され、かつ、外側振動板部 82aの断面形状が略直線状に形成されていてもよい。

[0037] また、図 4 (C)に示すように、振動板 8の頂部 8cの直径 φ aは、振動板 8の外周縁 8 bの直径 φ bより小さい。また頂部 8cの直径 φ aはボイスコイルボビン 6の直径 φ cより大きい。

また、本実施形態に係る振動板 8は、図 4 (C)に示すように、内周縁 8aから頂部 8c に径方向に沿った長さ r81が、頂部 8cから外周縁 8bに径方向に沿った長さ r82より短くなるように形成されてヽることが好ま、。

また、本実施形態に係る振動板 8は、図 4 (C)に示すように、振動板 8の外周縁 8b の直径 φ ΐ)は、振動板 8の外周縁 8bの高さ d8の 4倍以下であることが好ましい。この振動板 8の外周縁 8bの高さ d8は、振動板 8の頂部 8cから振動板 8の外周縁 8bまで音響放射方向に沿った距離である。

[0038] 上記構成のスピーカ装置 100では、内周縁 8aから外周縁 8bに亘る振動面力頂部 8cで折り返されて形成されているので、頂部 8cから内周縁 8a又は外周縁 8bまでの高さが、振動板 8の全高となる。したがって、振動板 8の全高は、同じ口径 (振動板の外径）、ボイスコイル径 (振動板 8の内周縁 8a)を有する従来のコーン状振動板と比ベて低く形成することができる。

また、更に本実施形態に係る振動板 8では、振動板 8の頂部 8cの直径 φ aを、振動板 8の外周縁 8bの直径 φ bに対して最適化したこと、内側振動板部 81を凸形状に形成するとともに外側振動板部 82の断面形状を凸形状又は略直線形状に形成すること、振動板 8の外周縁 8bの直径 φ bと高さ d8を最適化すること、等により高域再生周波数特性を向上させることができる。

上記条件のいずれか、又は 2つの条件の組み合わせ、 3つの条件の組み合わせにより、振動板 8を形成しても、高域再生周波数特性を向上させる効果が得られる。

[0039] つまり、本実施形態に係るスピーカ装置 100は、スピーカ装置を従来より小型化すること、薄型化すること、軽量ィヒすること等の効果が得られるとともに、高音質に音を再生することができる。

[0040] 次に、本願発明者は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置 100の磁気回路 4 の性能を確認するために、磁気回路 4の磁束密度の分布をコンピュータを用いてシミユレーシヨンを行った。

図 5 (A) ,図 5 (B)は磁気回路の磁束密度のシミュレーション結果を説明するための図である。詳細には図 5 (A)はヨーク端部に傾斜面部が形成されていない磁気回路の磁束の分布を示す図である。図 5 (B)はヨーク端部に傾斜面部が形成された磁気回路の磁束の分布を示す図である。図 6は、図 5 (A) ,図 5 (B)に示した磁気回路 4の磁気ギャップ 4gでの磁束密度の大きさを説明するための図である。縦軸は磁束密度の大きさ (T:テスラ）を示し、横軸は磁気ギャップにおける振動方向に沿った位置 (m m)を示す図である。図 6において、図 5 (A)に示した構造の磁気回路 4の磁束密度の大きさを点線にて示し、図 5 (B)に示した構造の磁気回路 4の磁束密度の大きさを実線にて示す。また、図 6において、センタープレート 2と磁石 3 (31)との境界付近が Omm、センタープレート 2の中心部付近が 2mm、センタープレート 2と磁石 3 (32)との境界付近が 4mmに対応する。 [0041] 図 5 (A)に示すように、磁石 3 (31)と磁石 3 (32)間に狭持されたプレート 2 (21)の端部付近に、磁束が集中していることが確認できる。またヨーク 1の側部 lbにより、磁束漏れを防止していることが確認できる。このように反発磁気回路を採用したので、磁気ギャップ 4gの磁束密度を比較的高くすることができる。

[0042] 更に図 5 (B)に示すように、ヨーク 1の側部 lbの端部に傾斜面部 Idが形成された磁気回路 4では、図 5 (A)に示した磁気回路と比べて、傾斜面部 Id付近の磁束の流れが改善されていることが確認できる。また磁石 3 (31)の端部付近で磁束が閉じることなく流れてヽることが確認することができた。

[0043] また磁気回路 4は、図 6に示すように、センタープレート 2 (21)の中心部付近（2mm 付近)で、磁束密度の大きさが最大 (約 1. 04T)となり、中心部付近から ± lmm付近で、磁束密度の大きさが略均一となっていることが確認できた。また点線で示すようにヨーク 1の側部 lbの端部に傾斜面部 Idが形成されていない場合と比べて、実線で示すように、ヨーク 1の側部 lbの端部に傾斜面部 Idを形成した場合に、磁束密度の大きさが大きくなることが確認できた。

[0044] 上述したように、磁気回路 4として、ヨーク 1の側部 lbの端部に傾斜面部 Idを形成することで、磁気回路 4の磁気ギャップ 4gの磁束密度の大きさを、より大きくすることができる。

また上述したように、ヨーク 1の側部 lbの音響放射側の端部の外周側角部に傾斜面部 Idを形成することで、スピーカ駆動時に、振動板 8が振動方向（中心軸 (o)方向 )に沿って振動した場合であっても、ヨーク 1に振動板 8が接触することを防止することができる。

[0045] 次に、本願発明者は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置 100の振動板の性能を確認するために、断面形状が異なる振動板を検討して、その振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性（SPL : Sound Pressure Level)をシミュレートした。図 7〜図 15は、振動板の断面形状と、その振動板を用いたスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。以下、各図面を参照しながらスピーカの音圧周波数特性を説明する。

[0046] [断面形状の最適化] 図 7 (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凹形状に形成された比較対象としての振動板を示す図であり、図 7 (B)は図 7 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図 8 (A)は内側振動板部 81 の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凸形状に形成された振動板を示す図であり、図 8 (B)は図 8 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図 9 (A)は内側振動板部 81の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成された振動板を示す図であり、図 9 (B)は図 9 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[0047] 先ず、図 7 (A)に示すように、内側振動板部 81の断面形状が略直線形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凹形状に形成された比較対象の振動板では、図 7 (B)に示すように、音圧レベルが、周波数が約 30Hzでは約 60dBであり、 30Hz力ら 200Hzまで音圧レべノレ力 S上昇し、 200Hzにて 85dBに達し、 200Hzから 1kHzまで略フラットな特性を有し、 1kHzから急激に上昇して、約 3kH zにて最大値約 97dBとなった後、 3kHzから 5kHzまで急激に減少して、 5kHzにて約 67Hzとなり、 5kHz力ら 20kHzに力ナて上昇して、 20kHzにて 75dBの値を示す

[0048] 一方、図 8 (A)に示すように、内側振動板部 81の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に凸形状に形成された本発明に係る振動板 8では、図 8 (B)に示すように、音圧レベルが、周波数が約 30Hzでは、約 60dBであり、 30Hz力ら 200Hzまで音圧レべノレ力 S上昇し、 200Hzにて 85dBに達し、 200Hzから 1kHzまで略フラットな特性を有し、 1kHzから上昇して、約 4kHzにて極大値約 91 dBとなつた後減少し、約 7kHzにて極大値約 91 dBとなつた後減少して、約 15kHzで 65dBを示し、約 15kHz力ら 20kHzに力 4ナて上昇して、 20kHzにて 7 5dBの値を示す。

上述したように、図 8 (A)に示した本発明に係る振動板 8では、図 7 (A)に示した比較例と比べて、高域 (例えば約 3kHzから 10kHz程度）の周波数特性が向上していることが確認できた。

[0049] また、図 9 (A)に示すように、内側振動板部 81の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が音響放射側に略直線形状に形成された本発明に係る振動板 8では、図 9 (B)に示すように、音圧レベルが、周波数が約 30Hzで ίま、約 60dBであり、 30Hz力ら 200Hzまで音圧レべノレ力 S上昇し、 200Hzにて 85dB に達し、 200Hzから 1kHzまで略フラットな特性を有し、 1kHzから上昇して、約 4. 5k Hzにて極大値約 95dBとなった後減少し、約 11kHzで 60dB以下を示し、約 11kHz 力ら 20kHzに力ナて上昇して、 20kHzにて 75dBの値を示す。

上述したように、図 9 (A)に示した本発明に係る振動板 8では、図 7に示した比較例と比べて、高域 (例えば約 3kHzから 10kHz程度）の周波数特性が向上していることが確認できた。

[0050] [内側振動板部 81の長さ A (r81)と、外側振動板部 82の長さ B (r82)の最適化] 図 10 (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、内側振動板部 81の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)よりも長い振動板を示す図であり、図 10 (B)は図 1 0 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図 11 (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、内側振動板部 81の長さ A(r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)と同じ長さの振動板を示す図であり、図 11 (B)は図 11 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図 12 (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、内側振動板部 81の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)より短い振動板を示す図であり、図 12 (B)は図 12 (A)に示した振動板を採用したスピー力装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。

[0051] 次に、図 10 (A) ,図 10 (B)〜図 12 (A) ,図 12 (B)に示すように、内側振動板部 81 の長さ A(r81)と外側振動板部 82の長さ B (r82)の最適化を行った。図 12 (B)に示すように、内側振動板部 81の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)より短い振動板を採用した場合に、その他の場合と比べて、高域特性が向上していることが確認できた。つまり、本発明に係る振動板 8では、内側振動板部 81 の長さ A (r81)が、外側振動板部 82の長さ B (r82)より短い振動板を採用することが好ましい。

[0052] [振動板の外径と振動場の高さの最適化]

図 13 (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 4. 8倍に形成された振動板を示す図であり、図 13 (B) は図 13 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレ一シヨン結果を示す図である。図 14 (A)は内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 3. 8倍に形成された振動板を示す図であり、図 14 (B)は図 14 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図 15 (A)は内側振動板部 81 の断面形状が凸形状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 3. 2倍に形成された振動板を示す図であり、図 15 (B)は図 15 (A)に示した振動板を採用したスピーカ装置の音圧周波数特性を示す図である。

[0053] 次に、図 13 (A) ,図 13 (B)〜図 15 (A) ,図 15 (B)に示すように、振動板の外径と振動場の高さの最適化を行った。

図 13 (A)に示すように、内側振動板部 81の断面形状が略直線状に形成されるとともに外側振動板部 82の断面形状が略直線形状に形成され、振動板の外周縁の直径 (外径）が振動板の外周縁の高さ d8の 4. 8倍に形成された振動板では、図 13 (B) に示すように、他の場合と比べて高域周波数特性が劣化して！/ヽる。

一方、図 14 (A) ,図 15 (A)に示すように、振動板 8の外周縁の直径 (外径)が振動板の外周縁の高さ d8の 3. 8倍に形成された振動板や、 3. 2倍に形成された振動板では、他の場合と比べて高域周波数特性が向上している。このため、例えば振動板 8の外周縁の直径 (外径）が振動板の外周縁の高さ d8の約 4倍以下、詳細には約 3. 8倍以下や 3. 2倍以下となる形状の振動板 8を採用することが望ましい。

[0054] 以上説明したように、本発明に係るスピーカ装置 100は、内周縁 8aがボイスコイルボビン 6に連結され、外周縁 8bがエッジ 9を介してフレーム 5に連結され、内周縁 8aと外周縁 8bとの間に頂部 8cが形成されるとともに内周縁 8a及び外周縁 8bが頂部 8cに比して音響放射側に位置する形状に形成された振動板 8と、振動板 8の内周縁 8a〖こ連結されたボイスコイルボビン 6に配置されたボイスコイル⁷を駆動する内磁型磁気回路 4とを有するので、例えば外磁型磁気回路と比べて、本発明に係るスピーカ装置 1 00では中心部に磁石 3が形成されているので、スピーカ装置を従来より小型化すること、薄型化すること、軽量ィ匕することができる。

また、反発磁気回路を採用することで磁気効率が向上するため、高音質に音を再生することができる。

[0055] また、内磁型磁気回路 4は、磁石 3 (31)と、磁石 3 (31)上に配置されたプレート 2 ( 21)と、磁石 3 (31)の底面に接合される底部 laから放射状に径方向外方に広がるとともに、音響放射方向に向力つて屈曲しプレート 2 (21)の側方にまで延出した形状のヨーク 1とを有するので、磁石 3 (31)が鉄材等力なるヨーク 1やフレーム 5により囲まれた構造となるので、磁気漏洩を防止することができる。

また、磁気漏洩防止のためのヨーク 1やフレーム 5の厚みを低減することができる。つまり軽量ィ匕することができる。

[0056] また、ダンバ 10は、ダンバ 10の外周縁 10aがフレーム 5に連結し、当該ダンバの内周縁 10bにより振動板 8の頂部 8cを支持するので、ダンバ 10は、振動板 8の頂部 8c を振動自在に支持することができる。また、振動板 8の頂部 8cが、ダンバ 10の高さとなるように設定したので、振動板 8の頂部 8cの高さのバラツキを低減することができ、高品質に音を再生することができる。また、振動板 8の頂部 8cが、ダンバ 10の高さとなるように設定したので、組み立て作業性が向上する。

[0057] また内磁型磁気回路 4として反発磁気回路を採用したので、スピーカ装置 100を小型化及び薄型化した場合であっても、磁気ギャップ 4gの磁束密度を向上することができる、振動板 8に対する駆動力を向上することができる、高品質に音を再生することができる等の効果が得られる。

[0058] また、内磁型磁気回路 4の周囲に配置されるヨーク 1は、当該ヨーク 1の側部 lbの音響放射側の端部の外周側角部に傾斜面部 Idを形成したので、更に磁気ギャップ 4gの磁束密度を向上することができ、振動板 8に対する駆動力を向上することができる。

[0059] またスピーカ装置 100は、上述したように、内磁型磁気回路 4は、磁石 3と、プレート 2と、ヨーク 1とを有し、ボイスコイル 7力プレート 2 (21)の外側面とヨーク 1の内側面間の磁気ギャップ 4gに、ボイスコイルボビン 6及び振動板 8により振動自在に支持され、ボイスコイル 7、プレート 2 (21)、振動板 8の頂部 8c、及びダンバ 10力略同一平面となるように形成され、ヨーク 1の側部 lbの音響放音側端部力振動板 8の頂部 8c より音響放射側に位置し、ヨーク 1の端部に傾斜面部 Idを備えるので、スピーカ装置 100を小型化及び薄型化することができる。

[0060] なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではな、。上述した実施形態や具体例を組み合わせてもよヽ。

また、上述した実施形態では、図 2に示すように、磁気回路 4として反発磁気回路を採用したが、この形態に限られるものではない。例えば図 3に示すような構造の磁気回路を採用することで、よりスピーカ装置の薄型化や小型化を実現することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 内周縁がボイスコイルボビンに連結され、外周縁がエッジを介してフレームに連結され、前記内周縁と前記外周縁との間に頂部が形成されるとともに前記内周縁及び前記外周縁が前記頂部に比して音響放射側に位置する形状に形成された振動板と前記ボイスコイルボビンに配置されたボイスコイルを駆動する内磁型磁気回路とを有することを特徴とするスピーカ装置。

[2] 前記振動板の頂部がダンバに支持されて、ることを特徴とする請求項 1に記載のスピー力装置。

[3] 前記ダンバは外周縁が前記フレームに連結し、当該ダンバの内周縁により前記振動板の頂部を支持することを特徴とする請求項 2に記載のスピーカ装置。

[4] 前記内磁型磁気回路は反発磁気回路であることを特徴とする請求項 1に記載のスピー力装置。

[5] 前記内磁型磁気回路の周囲に配置される前記ヨークは、当該ヨークの端部に傾斜面部が形成されてヽることを特徴とする請求項 1に記載のスピーカ装置。

[6] 前記内磁型磁気回路は、磁石と、前記磁石上に配置されたプレートと、前記磁石の底面に接合される底部から放射状に径方向外方に広がるとともに、音響放射方向に向かって屈曲し前記プレートの側方にまで延出した形状のヨークとを有し、前記ボイスコイル力前記プレートの外側面とヨークの内側面間の磁気ギャップに、前記ボイスコイルボビン及び前記振動板により振動自在に支持され、

前記ボイスコイル、前記プレート、前記振動板の頂部が、略同一平面となるように形成され、

前記ヨークの端部が、前記振動板の頂部より前記音響放射側に位置することを特徴とする

請求項 1に記載のスピーカ装置。