(57)【要約】【課題】  低い周波数で大きな振幅で振動する振動部の前方に対向部材が設けられている構造において、本来の発音周波数よりも高い周波数のエアーノイズの発生を低減できる「低音用のスピーカ装置」を提供する。【解決手段】  ケース２の内部空間３に発音ユニット１０が収納され、内底壁２ｆに振動部１６が現れている。振動部１６には対向部材４が対向し、振動部１６と対向部材４との間に音圧空間５が形成され、音圧空間５の両側に発音窓６が開口している。対向部材４の表面に、振動部１６に対向する発泡材の緩衝材２１を設けることで、振動部１６が振動して発生する空気の振動を緩衝材２１の内部損出として消化できるようになり、エアーノイズが低減する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気駆動部と前記磁気駆動部によって振動させられる振動部とを有する発音ユニットと、前記発音ユニットを収納する内部空間を有するケースとが設けられ、前記ケースの発音側の壁部に前記振動部が露出しているスピーカ装置において、
前記ケースの発音側の壁部から一定の距離を開けて前記振動部に対向する対向部材が設けられ、前記壁部と前記対向部材との間の空間が、前記ケースの側方に向けて開口しており、
前記対向部材の前記振動部に対向する表面に、発泡材で形成された緩衝材が、前記振動部と間隔を空けて設置されていることを特徴とする低音用のスピーカ装置。
【請求項２】
前記緩衝材の表面と前記振動部の表面との距離が、前記振動部の前記空間内に向けての最大振幅よりも長い請求項１記載の低音用のスピーカ装置。
【請求項３】
前記緩衝材の外縁が円形であり、前記緩衝材の前記外縁が、前記振動部の外縁よりも前記振動部の中心側に位置している請求項１または２記載の低音用のスピーカ装置。
【請求項４】
前記緩衝材の外縁が円形であり、前記緩衝材の中心部に、穴または前記対向部材に向けて窪む凹部が形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の低音用のスピーカ装置。
【請求項５】
前記緩衝材の前記振動部に対向する表面が、前記振動部の表面の形状と同じ向きに傾斜する傾斜面を有している請求項１ないし４のいずれかに記載の低音用のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用などとして使用される低音用のスピーカ装置に係り、特に低い周波数で振動部が振動するときのいわゆるエアーノイズを低減できるスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１と特許文献２に記載されているように、車載用などとして使用される低音用のスピーカ装置は、振動板の前方にアダプタやケースの一部が間隔を空けて対向している。
【０００３】
特許文献１に記載のスピーカ装置は、振動板とアダプタとの間の空間を音響負荷部として機能させ、低音効果を高めようとしている。また、特許文献２に記載のスピーカ装置は、低い周波数で大きな振幅で振動する重りの前方がケースで覆われて保護されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３５８３号公報
【特許文献２】特開２００２−７８０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各特許文献に記載されているように、低音用のスピーカ装置は、振動板の前方を塞ぐことで低音効果を高めたり、または大きな振幅で振動する振動板を保護できるようにしている。
【０００６】
しかし、この場合に、振動板の前方に発生した空気の圧力すなわち音圧によって、振動板の前方の空気が、壁面に当たって横方向へ流れようとするため、本来振動板の振動により発生する低音の他に、空気が振動板の前方の狭い空間内を移動することに起因するエアーノイズが発生しやすくなる。
【０００７】
このエアーノイズには、振動板で発音しようとする低音よりも高い周波数の音が含まれるために、音楽などを聴取するときに耳障りになる。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、振動部の前方に対向部材が設けられた構造において、振動部と対向部材との間の空間に与えられる音圧によるエアーノイズの発生を抑制できる低音用のスピーカ装置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】
【０００９】
本発明は、磁気駆動部と前記磁気駆動部によって振動させられる振動部とを有する発音ユニットと、前記発音ユニットを収納する内部空間を有するケースとが設けられ、前記ケースの発音側の壁部に前記振動部が露出しているスピーカ装置において、
前記ケースの発音側の壁部から一定の距離を開けて前記振動部に対向する対向部材が設けられ、前記壁部と前記対向部材との間の空間が、前記ケースの側方に向けて開口しており、
前記対向部材の前記振動部に対向する表面に、発泡材で形成された緩衝材が、前記振動部と間隔を空けて設置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の低音用のスピーカ装置は、振動部の前方に対向部材が設けられているため、振動部と対向部材との間の空気の流れを、振動部の外周方向に放出する効果を高めることができ、さらに、振動部と対向部材との間の狭い空間に発生する不要なエアーノイズを抑制することなどで低音効果を高めることができる。また、低い周波数で大きな振幅で振動する振動部を、対向部材で保護することができる。また、対向部材に、振動部に対向する発泡材で形成された緩衝材が設けられているため、振動部と対向部材との間の空気の流れに起因する比較的周波数の高い空気振動が緩衝材の弾性変形による内部損失として消化されやすくなる。そのため、比較的高い周波数で生じるいわゆるエアーノイズを低減できる。
【００１１】
本発明は、前記緩衝材の表面と前記振動部の表面との距離が、前記振動部の前記空間内に向けての最大振幅よりも長いことが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、前記緩衝材の外縁が円形であり、前記緩衝材の前記外縁が、前記振動部の外縁よりも前記振動部の中心側に位置していることが好ましい。
【００１３】
上記のように構成することで、振動部の外周に設けられているダンパーなどの突出部が緩衝材に当たりにくくなる。
【００１４】
また、本発明は、前記緩衝材の外縁が円形であり、前記緩衝材の中心部に、穴または前記対向部材に向けて窪む凹部が形成されていることが好ましい。
【００１５】
振動部の中心部に前方へ突形状のキャップ部が設けられている場合に、前記穴または凹部を形成することで、前記キャップが緩衝材に当たりにくくなる。
【００１６】
さらに、本発明は、前記緩衝材の前記振動部に対向する表面が、前記振動部の表面の形状と同じ向きに傾斜する傾斜面を有していることで、さらに、振動部と緩衝材とが当たりにくくなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の低音用のスピーカ装置は、振動部の前方の対向部材が設けられていても、振動部の振動時のエアーノイズを低減でき、低音の発音の質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の低音用のスピーカ装置を示す斜視図、
【図２】図１に示すスピーカ装置をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図、
【図３】図１に示すスピーカ装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図、
【図４】前記スピーカ装置の変形例を示す断面図、
【図５】本発明の効果を説明するための線図、
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１ないし図３に示すスピーカ装置は低音用であり、主に車載用として使用される。このスピーカ装置１は、図１に示すＺ１側が上向きに設置されて使用される。
【００２０】
スピーカ装置１は合成樹脂材料などで形成されたケース２を有している。ケース２は、天井壁２ａと、左右方向（Ｘ方向）で対向する側壁２ｂ，２ｂと、前後方向（Ｙ方向）で対向する側壁２ｃ，２ｃとを有している。図３に示すように、前後方向（Ｙ方向）の両側部には、前記側壁２ｃ，２ｃに連続して前記天井壁２ａと対向する底壁２ｄ，２ｄが一体に形成されている。ケース２には、底壁２ｄ，２ｄの中心側から上方（Ｚ１方向）に立ち上がる一対の内側壁２ｅ，２ｅが設けられている。また、内側壁２ｅと内側壁２ｅの上端どうしを連結し、且つ左右両側の側壁２ｂ，２ｂと連続する内底壁２ｆが一体に形成されている。この内底壁２ｆが、発音側の壁部である。
【００２１】
ケース２は、天井壁２ａ、側壁２ｂ，２ｂ、側壁２ｃ，２ｃ、底壁２ｄ，２ｄ、内側壁２ｅ，２ｅおよび内底壁２ｆで囲まれた内部空間３を有している。この内部空間３は、外部空間とほぼ隔絶されており、この内部空間３に発音ユニット１０が収納されている。
【００２２】
ケース２の底壁２ｄ，２ｄの下面に対向部材４が固定されている。対向部材４は板状であり、金属板または合成樹脂板である。対向部材４は、前記底壁２ｄ，２ｄにねじ止めなどの手段で固定されている。あるいは、ケース２に底壁２ｄ，２ｄが設けられておらずに底部が開口しており、この底部の開口が対向部材４で覆われてもよい。
【００２３】
図２と図３に示すように、対向部材４は、前記内底壁２ｆの下側（Ｚ２側）に距離を開けて対向しており、ケース２の下部には、内底壁２ｆと対向部材４とで上下が規制され、且つ前後方向（Ｙ方向）が内側壁２ｅと内側壁２ｅで規制された音圧空間５が形成されている。図１と図２に示すように、ケース２の側壁２ｂ，２ｂの下部には、前記音圧空間５が外部空間と連通する発音窓６，６が開口している。
【００２４】
図２に示すように、発音ユニット１０は、ケース２の内部空間３の内部に収納される磁気駆動部１１を有している。磁気駆動部１１は、磁性材料で形成された中心ヨーク１２と、同じく磁性材料で形成された周囲ヨーク１３と、前記中心ヨーク１２と周囲ヨーク１３との間に挟まれたマグネット１４とを有している。
【００２５】
周囲ヨーク１３の下側（Ｚ２側）には、金属製または合成樹脂材の支持フレーム１５が固定されている。支持フレーム１５は上方（Ｚ１方向）に向けて窪む形状であり、この支持フレーム１５に振動部１６が支持されている。振動部１６は、円錐状のコーン１６ａと、コーン１６ａの中心部に取り付けられたキャップ１６ｂとを有している。キャップ１６ｂは下側に向けて突形状である。
【００２６】
コーン１６ａの外周部は、外周ダンパー１７を介して支持フレーム１５の外周部に支持され、コーン１６ａの内周部は、内周ダンパー１８を解して支持フレーム１５に支持されている。前記外周ダンパー１７と内周ダンパー１８の変形に伴って、コーン１６ａとキャップ１６ｂが上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）へ振動可能に支持されている。
【００２７】
コーン１６ａの内周部には、上方（Ｚ１方向）に延びる円筒状のボビン１９が接合されており、このボビン１９にボイスコイル１９ａが支持されている。ボイスコイル１９ａは、前記中心ヨーク１２と周囲ヨーク１３とが対向する磁気ギャップ内に位置している。
【００２８】
ケース２の内底壁２ｆには円形の開口部２ｇが切り欠かれている。発音ユニット１０の前記支持フレーム１５の外周部に、取付け片１５ａが一体に形成されており、この取付け片１５ａが、開口部２ｇの外周側で内底壁２ｆの下面に固定されている。その結果、内底壁２ｆの開口部２ｇの内部に、発音ユニット１０の振動部１６が現れて、この振動部１６が音圧空間５に対向している。
【００２９】
前記音圧空間５の内部では、対向部材４の上側（Ｚ１側）に向く表面に、緩衝材２１が固定されている。図２と図３に示す実施の形態では、緩衝材２１が一定の厚さの板材であり、振動部１６に対向する表面２１ａが平面である。緩衝材２１の外縁２１ｂは円形である。外縁２１ｂの直径Ｄ１は、振動部１６のコーン１６ａの直径よりも小さく、外縁２１ｂがコーン１６ａの外縁よりも内側に位置している。そのため、振動部１６が上下に振動したときに、外周ダンパー１７が緩衝材２１に当たるのを防止できる。
【００３０】
緩衝材２１の中心部には、緩衝材２１を上下に貫通する穴２１ｃが形成されている。この穴２１ｃが振動部１６に設けられたキャップ１６ｂの最も突出する部分に対向しており、振動部１６が上下に振動したときに、キャップ１６ｂが緩衝材２１に当たりにくくなっている。
【００３１】
緩衝材２１の厚さ寸法Ｔは、振動部１６が、下方向（Ｚ２方向）に最大の振幅で振動したときに、緩衝材２１の表面２１ａが振動部１６に当たることのないように設定されている。
【００３２】
前記緩衝材２１は、振動部１６が振動して音圧空間５に発生する空気の振動に追従して弾性変形し、振動を内部損失として消費できるものであり、発泡材で形成されている。発泡材は発泡ゴムが好ましく、エチレンプロピレンゴムやシリコンゴムが使用される。
【００３３】
具体的には、日東電工株式会社製の商品名「エプトシーラー」のエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭゴム）で、内部気泡に独立気泡と連続気泡が混在している発泡材が使用される。この発泡材は、１０×１０ｍｍの大きさの試験片を圧縮率２５％で圧縮したときに要する力が５．０（Ｎ／ｃｍ2）以下の硬度のものが好ましく、さらに好ましくは、３．０（Ｎ／ｃｍ2）以下である。
【００３４】
前記スピーカ装置１は、対向部材４が下向きとされて車両の内部などに設置される。発音ユニット１０の振動部１６の前方が対向部材４で覆われているため、異物が振動部１６に当たるのを避けることができる。
【００３５】
前記スピーカ装置１は、低音用として使用され、ボイスコイル１９ａに与えられる電流により、振動部１６が上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に１００Ｈｚ以下の周波数で比較的大きな振幅で振動する。この振動により、音圧空間５内に音圧が発生し、空気の振動が対向部材４によってＸ方向へ向けられて、発音窓６から外部に出力される。振動部１６の前方に、内底壁２ｆと内側壁２ｅ，２ｅおよび対向部材４とで囲まれた音圧空間５が形成されているために、低音効果を増加させることができる。
【００３６】
振動部１６が上下に大きく振動する際に、音圧空間５に空気の圧力の変化の音圧が発生するとともに、振動部１６の動きに伴って音圧空間５に空気の流れが発生し、この空気が対向部材４に当たって発音窓６に向けて流れるようとする。このときの空気の流れによって、本来の音圧よりも高い周波数のエアーノイズが発生しやすくなる。しかし、音圧空間５内に緩衝材２１が設けられ、この緩衝材２１が振動部１６に対向しているため、音圧空間５の内部で発生する空気の動きに追従して緩衝材２１が弾性変形し、そのエネルギーが緩衝材２１の内部損失として消化される。そのために、空気の流れで発生する比較的高い周波数の空気の振動が抑制されて、エアーノイズが低減し、低音の発音音質を向上できる。
【００３７】
図５は、発音窓６にマイクを置いて音圧を検知して周波数分析した測定結果を示している。横軸は周波数（Ｈｚ）で縦軸が音圧の強度（ｄＢ）である。振動部１６は４２Ｈｚの比較的低い基本周波数で駆動されているが、図５の周波数分析では、基本周波数４２Ｈｚの他に高調波が検出されている。基本周波数と高調波の周波数の音圧のピークのうちの、（ｉ）は、緩衝材２１が設置されたスピーカ装置での音圧のピークで、（ｉｉ）は、緩衝材２１を使用していないスピーカ装置での音圧のピークである。
【００３８】
図５において、（ｉｉｉ）と（ｉｖ）の波形は、ノイズフロアと称されるノイズ成分であり、（ｉｉｉ）は、緩衝材２１が設置されたスピーカ装置のノイズフロアのレベルを示し、（ｉｖ）は、緩衝材２１を使用していないスピーカ装置のノイズフロアのレベルを示している。
【００３９】
緩衝材２１を使用すると、本来得ようとしている４２Ｈｚの音圧のレベル低下がほとんどない代わりに、高調波においては、ピークレベルとノイズフロアの双方において音圧のレベルが下がっており、エアーノイズが低減していることがわかる。
【００４０】
なお、測定に使用した緩衝材２１は、日東電工株式会社製の商品名「エプトシーラー」のエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭゴム）で、内部気泡に独立気泡と連続気泡が混在している発泡材である。１０×１０ｍｍの大きさの試験片を圧縮率２５％で圧縮したときに要する力が１．８〜２．０（Ｎ／ｃｍ2）の硬度のものを使用した。緩衝材２１の形状は、図２と図３に示したものであり、厚さＴが５ｍｍ、外縁２１ｂの直径Ｄ１が９５ｍｍ、穴２１ｃの直径Ｄ２が１５ｍｍであり、緩衝材２１の表面２１ａと、コーン１６ａの外周縁とのＺ方向の間隔が１０ｍｍであった。
【００４１】
図４は、スピーカ装置の変形例を示している。
図４（Ａ）に示すスピーカ装置１Ａは、緩衝材２１Ａの中心部に、その表面から対向部材４に向かって窪む凹部２１ｄが形成されている。この凹部２１ｄが、振動部１６のキャップ１６ｂの下向きの突部の中心部に対向することで、振動部１６が振動したときに、キャップ１６ｂと緩衝材２１Ａとが当たりにくくなっている。
【００４２】
図４（Ｂ）に示すスピーカ装置１Ｂは、緩衝材２１Ｂの表面２１ｅが、キャップ１６ｂの突形状に倣うように凹曲面形状となっている。図４（Ｃ）に示すスピーカ装置１Ｃは、緩衝材２１Ｃの表面２１ｆが、キャップ１６ｂの突形状とコーン１６ａの凹形状の双方に倣うように突曲面となっている。
【００４３】
図４（Ｂ）と図４（Ｃ）に示すように、緩衝材の表面２１ｅ，２１ｆが、発音ユニット１０の振動部１６の表面形状に倣う傾斜面を含む凹部や凸部になっていると、低い周波数で大きな振幅で振動する振動部１６と緩衝材とが当たるのを防止しやすくなり、その分だけ振動部１６と対向部材４を接近させて、スピーカ装置を薄型に構成しやすくなる。また、振動部１６の振動による空気の波を、緩衝材の表面の広い面積で受けることができるために、緩衝効果が高くなり、エアーノイズをさらに低減しやすくなる。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  スピーカ装置
２  ケース
３  内部空間
４  対向部材
５  音圧空間
６  発音窓
１０  発音ユニット
１１  磁気駆動部
１５  支持フレーム
１６  振動部
１６ａ  コーン
１６ｂ  キャップ
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ  緩衝材
２１ａ，２１ｅ，２１ｆ  表面
２１ｃ  穴
２１ｄ  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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