(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体に振動自在に支持された振動体と、前記振動体に振動力を与えるボイスコイルと、前記ボイスコイルに磁界を与える磁界発生部とを有するスピーカにおいて、
前記振動体は、内周縁と外周縁とを有するリング形状で、少なくとも外周縁に前記ボイスコイルからの振動力が与えられ、前記振動体の発音方向の前方に、リング形状の制御部材が設けられており、前記制御部材の内周端部で囲まれた領域および外周端部よりも外側の領域に、前記振動体から発せられる音波の通過空間が形成されており、
前記制御部材の外周端部よりも外側の通過空間が、前記振動体の外周縁の発音方向前方に対向し、前記制御部材の内周端部で囲まれた通過空間が、前記振動体の内周縁の発音方向前方に対向していることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記制御部材の外周端部が、前記振動体の外周縁よりも中心側に位置し、前記制御部材の内周端部が、前記振動体の内周縁よりも外周側に位置している請求項１記載のスピーカ。
【請求項３】
前記制御部材の外周端部に、前記振動体から発音方向の前方に離れるにしたがって中心から徐々に離れる傾斜側面が設けられている請求項１または２記載のスピーカ。
【請求項４】
前記制御部材の前記振動体に対向する対向部に、中心から離れるにしたがって前記振動体との距離が徐々に広がる対向傾斜面が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項５】
前記振動体の内周縁が前記支持体に固定され、外周縁がダンパー部材を介して前記支持体に支持されて外周縁が自由度を有している請求項１ないし４のいずれかに記載のスピーカ。
【請求項６】
前記振動体の内周縁と外周縁の双方がダンパー部材を介して前記支持体に支持され、別々のボイスコイルからの振動力が、前記内周縁と外周縁に個別に与えられる請求項１ないし４のいずれかに記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング形状の振動体を有するスピーカに係り、特に斜め前方で聞いたときの音圧の低下や音質の劣化を防止できるスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１ないし特許文献３に、リング形状の振動体を用いたスピーカが開示されている。
【０００３】
リング形状の振動体は、円形でドーム状の振動体に比べて分割共振が起こりにくく、音の歪みが発生しにくい。そのため、振動体を比較的小径として主に高音域で発音するツイータとして使用されることが多い。
【０００４】
しかし、リング形状の振動体を使用したスピーカは、中心線を含む面で切断した断面図で見たときに、中心線を挟んで両側に振動体の一部が存在し、中心線を挟んで両側に発音部が位置することになる。そのため、中心線に対して角度を有する斜め前方から音を聞いたときに、中心線を挟んだ一方の側の発音部からの音波と他方の側の発音部からの音波とが干渉しやすくなる。
【０００５】
高音域の音波は波長が短く且つ指向性が高いため、中心線を挟んで両側に位置する発音部からの音波の干渉により、斜め前方で聞いたときの音圧が低下し、また音質が劣化しやすくなる。
【０００６】
特に、車載用のスピーカシステムでは、ツイータが、前方の窓の両側のピラー部などの乗員から見たときに斜め前方の位置に取り付けられることが多い。そのため、前述した音波の干渉による影響が強調されやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１００８７９号公報
【特許文献２】特開２００９−１７１４７５号公報
【特許文献３】米国特許第６，３２０，９７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、リング形状の振動体を備え、中心線に対して斜め前方で聞いたときに、音圧の低下や音質の劣化が発生しにくい構造の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】
【０００９】
本発明は、支持体に振動自在に支持された振動体と、前記振動体に振動力を与えるボイスコイルと、前記ボイスコイルに磁界を与える磁界発生部とを有するスピーカにおいて、
前記振動体は、内周縁と外周縁とを有するリング形状で、少なくとも外周縁に前記ボイスコイルからの振動力が与えられ、前記振動体の発音方向の前方に、リング形状の制御部材が設けられており、前記制御部材の内周端部で囲まれた領域および外周端部よりも外側の領域に、前記振動体から発せられる音波の通過空間が形成されており、
前記制御部材の外周端部よりも外側の通過空間が、前記振動体の外周縁の発音方向前方に対向し、前記制御部材の内周端部で囲まれた通過空間が、前記振動体の内周縁の発音方向前方に対向していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、前記制御部材の外周端部が、前記振動体の外周縁よりも中心側に位置し、前記制御部材の内周端部が、前記振動体の内周縁よりも外周側に位置していることが好ましい。
【００１２】
本発明のスピーカは、リング形状の振動体の前方にリング形状の制御部材が対向している。中心線に対して角度を有する斜め前方から音を聞いたときに、中心線を挟んで傾き方向に位置する発音部から発せられる音波は、制御部材の外周端部よりも外側の通過空間を経て人に耳に向かいやすいが、傾き方向と逆側に位置する発音部から発せられる音波の伝搬が制御部材で抑制されやすい。そのため、左右の発音部からの音波の干渉を抑制でき、音圧の低下や音質の劣化を抑制できるようになる。
【００１３】
一方、スピーカの中心線の前方で音を聞いたときは、リング形状の振動体から発せられる音波が、制御部材の内周端部で囲まれた通過空間を経て前方へ伝達され、音波は位相差を生じることなく人の耳に届きやすくなる。
【００１４】
また、本発明は、前記制御部材の外周端部に、前記振動体から発音方向の前方に離れるにしたがって中心から徐々に離れる傾斜側面が設けられているものが好ましい。
【００１５】
上記構成では、リング形状の振動体から発せられる音波が、傾斜側面に導かれて斜め前方へ導かれやすくなり、中心線に対して斜め前方から聞いたときに、音圧レベルの低下を抑制しやすくなる。
【００１６】
本発明は、前記制御部材の前記振動体に対向する対向部に、中心から離れるにしたがって前記振動体との距離が徐々に広がる対向傾斜面が設けられているものが好ましい。
【００１７】
上記構成では、振動体と制御部材との対向部で音波の共鳴が発生しにくくなり、共鳴に起因する音質の劣化を防止しやすくなる。
【００１８】
本発明は、前記振動体の内周縁が前記支持体に固定され、外周縁がダンパー部材を介して前記支持体に支持されて外周縁が自由度を有しているものである。あるいは、前記振動体の内周縁と外周縁の双方がダンパー部材を介して前記支持体に支持され、別々のボイスコイルからの振動力が、前記内周縁と外周縁に個別に与えられるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のスピーカは、リング形状の振動体を使用したものであって、斜め前方から音を聞いたときに音圧の低下や音質の劣化を生じるのを防止しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスピーカの縦断面図、
【図２】第１の実施の形態のスピーカを前方から見た正面図、
【図３】本発明の第２の実施の形態のスピーカの縦断面図、
【図４】本発明の効果を説明する線図、
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１と図２に示す第１の実施の形態のスピーカ１は、主に高音用として使用される。
スピーカ１は、磁界発生部１０を有している。磁界発生部１０は、中央部が凹状に形成された磁性材料製の下部ヨーク１１と、下部ヨーク１１の凹部内に設置された円板形状の磁石１２と、磁石１２の上に設置された円板形状の上部ヨーク１３とを有している。磁石１２は、下部ヨーク１１と接する下面１２ａと、上部ヨーク１３と接する上面１２ｂとが逆の極性となる向きに着磁されている。
【００２２】
図１と図２に示すように、円板形状の上部ヨーク１３の中心を通る線が、スピーカ１の中心線Ｏである。
【００２３】
下部ヨーク１１の上部内周面１１ａは円筒形状であり、上部ヨーク１３の外周面１３ａも円筒面であり、上部内周面１１ａと外周面１３ａとの対向部に、磁気キャップＧが形成されている。
【００２４】
下部ヨーク１１の外周上部に、合成樹脂や非鉄金属などの非磁性材料で形成された外側支持体１５が固定され、上部ヨーク１３の上面の中央部に、合成樹脂や非鉄金属などの非磁性材料で形成された内側支持体１６が固定されている。
【００２５】
外側支持体１５と内側支持体１６の間に振動体２１が設けられている。振動体２１は、布、不織布、紙、樹脂フィルムなど、またはこれらの複合材である軟質なシート材料で形成されている。
【００２６】
振動体２１は、図２に示す正面図ではリング形状であり、内周縁２１ａと外周縁２１ｂを有している。図１に示す縦断面図では、振動体２１は、内周縁２１ａと外周縁２１ｂの中間部が前方へ出る突形状である。
【００２７】
振動体２１の内周縁２１ａは、内側支持体１６に固定されている。振動体２１の外周縁２１ｂにダンパー材２２が連結されており、このダンパー材２２が外側支持体１５に固定されている。図１に示すように、ダンパー材２２は、振動体２１の外周縁２１ｂと外側支持体１５との間で、断面形状が湾曲して取り付けられている。ダンパー材２２は、振動体２１と同じ素材で振動体２１から延長して一体に形成されていてもよいし、ダンパー材２２が振動体２１とは別のシート素材で形成されて、外周縁２１ｂに接合されていてもよい。
【００２８】
振動体２１の外周縁２１ｂはダンパー材２２で支持されながら、前後に動くことができる。振動体２１は、内周縁２１ａが内側支持体１６に固定されているので、外周縁２１ｂにおいて最も自由度が高くなっている。また、ダンパー材２２は振動体２１と一緒に前後に振動するので、ダンパー材２２も振動体２１の一部として機能する。
【００２９】
図１に示すように、振動体２１の外周縁２１ｂに円筒形状のボビン２３が固定されている。ボビン２３にボイスコイル２４が取り付けられており、ボイスコイル２４が磁気ギャップＧに挿入されている。
【００３０】
スピーカ１の前方にイコライザー３０が設置されている。イコライザー３０は、合成樹脂または非鉄金属などの非磁性材料で形成されている。イコライザー３０は、外周部分がリング形状の取付け部３１であり、外側支持体１５の前端部に固定されている。図２に示すように、イコライザー３０は、取付け部３１から中心線Ｏに向けて複数の支持リブ３３が一体に延びており、それぞれの支持リブ３３の先部に、リング形状の制御部材３２が一体に形成されている。
【００３１】
図１に示すように、リング形状の制御部材３２は、リング形状の振動体２１の発音側前方に間隔を空けて対向している。図１には、振動体２１の内周縁２１ａから発音方向の前方に向けて中心線Ｏと平行に延びる円筒状の内周垂直面Ｖ１が示され、振動体２１の外周縁２１ｂから前方へ向けて中心線Ｏと平行に延びる円筒状の外周垂直面Ｖ２が示されている。
【００３２】
制御部材３２の外周端部３４は、外周垂直面Ｖ２よりも中心線Ｏに近い内側に位置し、制御部材３２の内周端部３５は、内周垂直面Ｖ１よりも中心線Ｏから離れる外周側に位置している。
【００３３】
制御部材３２の外周端部３４と、取付け部３１との間には、振動体２１が振動したときに発生する音波が通過するリング状の外側通過空間３８が形成されており、制御部材３２の内周端部３５で囲まれた領域に、振動体２１の振動で発生した音波を前方へ通過させる円形の内側通過空間３７が形成されている。振動体２１の外周縁２１ｂの前方に外側通過空間３８が対向し、振動体２１の内周縁２１ａの前方に内側通過空間３７が対向している。
【００３４】
制御部材３２の外周端部３４には、傾斜側面３４ａが形成されている。傾斜側面３４ａの傾斜方向Ｓ１は、振動体２１から発音方向の前方に向かうにしたがって、中心線Ｏから徐々に離れる向きである。また、イコライザー３０の取付け部３１の内周面３１ａは、前記傾斜側面３４ａに対向しており、この内周面３１ａも傾斜側面３４ａと同じ向きに傾斜している。
【００３５】
外側通過空間３８は、傾斜側面３４ａと内周面３１ａとが対向する空間であり、振動体２１から離れるにしたがって、中心線Ｏから徐々に離れる向きに延びる空間である。この外側通過空間３８によって、振動体２１の外周縁２１ｂ付近で発生する音波を、中心線Ｏから離れる向き（Ｄ１方向）に導きやすくなっており、また、外周縁２１ｂ付近で発生する音波の伝搬を、中心線Ｏに向かう方向（Ｄ２方向）へ妨げやすくなっている。
【００３６】
外側通過空間３８は、傾斜側面３４ａを有しているために、振動体２１に対向する部分の開口面積が広くなっている。本明細書において「外側通過空間３８が振動体２１の外周縁２１ｂの発音方向前方に対向する」とは、外側通過空間３８の振動体２１に向く開口部が外周縁２１ｂに対向することを意味し、その限りにおいて、制御部材３２の外周端部３４が外周垂直面Ｖ２よりも外周側に位置していてもよい。ただし、図１に示すように、外周端部３４が外周垂直面Ｖ２よりも中心線Ｏ側に位置していると、振動板２１の外周縁２１ｂ付近の振動で発せられる音波が外周垂直面Ｖ２に沿って前方に伝搬しやすくなり、中心線Ｏ上の前方で音を聞いた場合に、十分な音圧レベルを確保しやすくなる。
【００３７】
図１に示すように、制御部材３２の振動体２１に対面する対向部３６に対向傾斜面３６ａが形成されている。この対向傾斜面３６ａの傾斜方向Ｓ２は、中心線Ｏから離れるにしたがって、振動体２１との対向距離が徐々に広がるように設定されている。前記対向傾斜面３６ａを形成しておくことで、振動体２１の振動で発せられる音圧が外側通過空間３８を経て前方に向けて効率よく伝達される。
【００３８】
また、前記対向傾斜面３６ａを形成すると、対向部３６と振動体２１との間の狭い空間内で不要な共鳴が発生するのを防止しやすくなる。
【００３９】
制御部材３２の内周端部３５に傾斜面３５ａが形成されている。傾斜面３５ａは、振動体２１から前方へ離れるにしたがって中心線Ｏから徐々に離れる向きである。この傾斜面３５ａを設けることで、内側通過空間３７から前方へ発せられる音波が前方に向けて広がりやすくなっている。また、傾斜面３５ａを形成すると、内側通路空間３７において不要な共鳴が発生しにくくなり、共鳴による音質を劣化を防止しやすくなる。
【００４０】
このスピーカ１は、ボイスコイル２４に音声信号が与えられると、ボビン２３を介して、振動体２１の外周縁２１ｂに振動力が与えられる。振動体２１は、外周縁２１ｂで最も自由度が高いので、高い周波数の音声信号が与えられたときに、外周縁２１ｂが振動しやすくなり、高音域の音を発するときに、領域αの発音部において音圧が最も大きくなる。
【００４１】
スピーカ１の前方において中心線Ｏ上で音を聞くときは、領域αから発せられる高音域の音波が、外周垂直面Ｖ２に沿って外側通過空間３８を通過して前方に発せられる。そのため、中心線Ｏ上で聞くときに、高音域の音圧が高く、音の歪みも少なく音質が良好である。
【００４２】
一方、中心線Ｏから斜めに外れた方向（Ｄ１，Ｄ２方向）で音を聞くときに、図１の右側に位置する領域αから発せられる高音域の音波が外側通過空間３８を通過してＤ１方向に向けられて、人の耳に届きやすくなる。逆に、図１の左側に位置する領域αから発せられる高音域の音波は、Ｄ２方向へ向かうときに制御部材３２で妨げられ、Ｄ２方向へ伝わりにくくなる。高音域の音波は指向性が強いが、右側の音が優先的に耳に届き、左側の音が耳に届きにくいので、左右両側の離れた領域α，αから発せられる高音域の音波が干渉しにくくなり、斜め前方で聞いたときの高音域の音圧の低下を抑制でき、音質の劣化を改善できる。
【００４３】
また、振動体２１の内周縁２１ａが内側支持体１６に固定されているので内周縁２１ａに近い発音部である領域βは自由度が低く、この領域βでは、領域αに比べて比較的低い音域の音圧が形成されやすい。比較的低い音域の音波は指向性があまり強くなく、波長も比較的長いので、領域βから内側通過空間３７を通過して前方へ与えら得る音波が干渉しにくい。内側通過空間３７が領域βの前方で広く空いていることで、比較的低音域の音圧レベルを高く維持でき、その結果、広い周波数帯域で良質な音質を得ることができる。
【００４４】
図３に示す第２の実施の形態のスピーカ１０１は、磁界発生部１１０が、下部ヨーク１１１と、リング状の磁石１１２と、リング状の上部ヨーク１１３を有しており、下部ヨーク１１１と上部ヨーク１１３との間に外周側磁気ギャップＧ１と内周側磁気ギャップＧ２が形成されている。
【００４５】
リング形状の振動体１２１は、内周縁１２１ａがダンパー材１２２ａを介して内側支持体１１６に支持され、外周縁１２１ｂがダンパー材１２２ｂを介して外側支持体１１５に支持されている。振動体１２１の内周縁１２１ａにボビン１２３ａが取り付けられ、ボビン１２３ａに取り付けられたボイスコイル１２４ａが内周側磁気ギャップＧ２に挿入されている。振動体１２１の外周縁１２１ｂにボビン１２３ｂが取り付けられ、ボビン１２３ｂに取り付けられたボイスコイル１２４ｂが外周側磁気ギャップＧ１に挿入されている。
【００４６】
外側支持体１１５に、図１と同じ構造のイコライザー３０が取り付けられている。イコライザー３０には、取付け部３１と制御部材３２と外側通過空間３８および内側通過空間３７が一体に形成されている。
【００４７】
また、内側支持体１１６には、円錐形状の中央イコライザー１３０が取り付けられており、中央イコライザー１３０が内側通過空間３７に位置している。
【００４８】
このスピーカ１０１は、２つのボイスコイル１２４ａ，１２４ｂによって、振動体１２１の内周縁１２１ａと外周縁１２１ｂに振動力が与えられるため、音圧レベルが高くなる。このスピーカ１０１においても、振動体１２１の前方にリング形状の制御部材３２が対向しているため、中心線Ｏに対して斜め前方で音を聞いたときに、振動体１２１の外周縁１２１ａから発せられる音波の干渉を抑制できるようになる。
【実施例】
【００４９】
図４は本発明の実施例のスピーカと比較例のスピーカとの音圧レベルを比較した線図である。
【００５０】
実施例のスピーカ１は、図１に示した構造であり、振動体２１の外周縁２１ｂの直径が２５ｍｍのものを使用した。比較例は、実施例と同じスピーカでイコライザー３０を取り外したものを使用した。
【００５１】
ボイスコイル２４に１ワットの高周波信号を与え、その周波数を変化させながら、振動体２１から１ｍ離れ且つ中心線から２０度の角度の斜め前方の位置で音圧を測定した。
【００５２】
図４は、横軸に周波数をとり、縦軸に音圧レベルを示している。（ａ）が実施例で（ｂ）が比較例である。図４によれば、１０ｋＨｚ付近で、比較例の音圧が低下し、実施例ではその音圧の低下を抑制できているのが解る。
【符号の説明】
【００５３】
１  スピーカ
１０  磁界発生部
１１  下部ヨーク
１２  磁石
１３  上部ヨーク
１５  外側支持体
１６  内側支持体
２１  振動体
２１ａ  内周縁
２１ｂ  外周縁
２２  ダンパー材
２４  ボイスコイル
３０  イコライザー
３１  取付け部
３２  制御部材
３４  外周端部
３４ａ  傾斜側面
３５  内周端部
３５ａ  傾斜面
３６  対向部
３６ａ  対向傾斜面
３７  内側通過空間
３８  外側通過空間
１０１  スピーカ
１１０  磁界発生部
１２１  振動体
１２１ａ  内縁部
１２１ｂ  外縁部
１２４ａ，１２４ｂ  ボイスコイル
【図１】
0005626787.tif 000002
【図２】
0005626787.tif 000003
【図３】
0005626787.tif 000004
【図４】
0005626787.tif 000005