(57)【要約】【課題】  一般の小口径を含む多くのスピーカー再生音を特徴付ける歪み感の要因として振動板の分割振動があり、特に高音の刺激音、ざらつき音は歌声のぬくもり感を阻害するものである。  従来の主な対策は振動板の内部損失を増すことであるが音量、過度特性、高音再生限界などの低下を伴う。  音量を補うための許容入力拡大はスピーカーだけにとどまらないコストアップが必要となる。  低コストで音質水準を従来より高めるには電気音響変換効率を低下させず分割振動の早期減衰を求める。【解決手段】  振動板の重さの5％以内の材料による分割振動損失用ヒレを振動板に適切に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカーの振動板に、振動損失用ヒレを設けたことによるスピーカーの分割振動損失用ヒレ付き振動板。
【請求項２】
振動板とエッジの境界において、振動板周囲から出っ張るヒレを形成した請求項１に記載のスピーカーの分割振動損失用ヒレ付き振動板。
【請求項３】
ヒレ領域分を確保する振動板の周端部からヒレ領域分までの内周をエッジ接合部とすることによって形成される請求項１に記載のスピーカーの分割振動損失用ヒレ付き振動板。
【請求項４】
振動板中心領域から外周 に伸びる複数のヒレを形成する 請求項１に記載のスピーカーの分割振動損失用ヒレ付き振動板。
【請求項５】
振動板の分割振動が、振動板に設けたヒレの空気運動抵抗を生じ、分割振動が損失することを求めた請求項１に記載のスピーカーの分割振動損失用ヒレ付き振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般のスピーカー振動板における高音質化に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の大小含めた多くのスピーカー振動板は、パルプを主体とする多種の強化素材を抄き込んだものが多く紙製のコーン型が主流であり、可聴周波数域に対応できる軽さと強度が得られ、電気音響変換効率が良く、低コスト化、省電力化においても需要が多い理由である。
【０００３】
その他の振動板材料では、分割振動の対策として内部損失の大きな人工素材の利用も一般的であり、振動板の成型ではコルゲーションまたは放射状のひだあるいはリブなどで強化する手法もある。
【０００４】
近年のテレビ高画質化やデジタル音声再生機器の発展に対し、音の出口であるスピーカーの高音質化も期待されるものであるが、分割振動による歪み音が発生する中音から高音域の音質についても、それに追いついていない現状がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フルレンジスピーカーでは、およそ2000Hz以上から振動板の分割振動による歪み感としての音割れ、ざらつき音、刺激音などを伴いやすく、特に肉声と比較して声の再生で歪みを感じやすく、声の倍音成分は10000Hzに達するため、歌声で落ち着いた強さ、なめらかさ、優しさ、ぬくもり感などを阻害する要因となる。
【０００６】
従来の分割振動の対策において、振動板の内部損失を大きくすることは、ボイスコイルから振動板周囲へ伝わる進行波の損失を増すことになり、ボイスコイルの振動利用率が低下され、音量の低下や過度特性、高音再生限界などに影響した。
【０００７】
したがって、振動板周囲に進行波が到達した時点での振動損失を求めることが必要であると考える。
【０００８】
振動板領域における部分部分の振動状況を探る手段として、圧電センサー、カンチレバーの構成を主とする接触振動センサーによって観察した結果、中心領域より中腹部から外周領域で分割振動が均等に分散されず、部分部分の振動となって分布化される傾向がある。
【０００９】
特に振動板周端部は進行波が到達する部分であり、周囲全体に分散しないことによって、部分部分に振動が大きく集中して異音が生じ安いと考えられ、例えば進行波が伝わるムチなどのように先端の挙動として激しい音や運動の現象としてとらえることができる。
【００１０】
分割振動の種類として、フルレンジスピーカーとしては大きい口径20Cmでのインパルス再生波形の観測では振動板中心から周端部に伝わる振動伝播速度が異なる２種類の振動が観測でき速い縦波、遅い横波と見られる。
【００１１】
振動板の縦波は、空気を振動させる方向に対し90°であるため音の放射性がないものであるが縦波応力に伴う振動板周端部でのゆがみによる音の発生が、インパルス再生波形の初期に現れると思われる。
【００１２】
接触振動センサーの観測において5000Hz程度の振動の時、ボイスコイル部の振動が極小となる状況があり、強い力の縦波振動の反共振による抑制と考えられる。
【００１３】
振動板中腹部での縦波応力による、張りたるみに伴う凹凸振動が生じ、歪み音の要因であると考えられる。
【００１４】
張りたるみに伴う凹凸振動は、丁度、筆記用具の下敷き板の両端を持って押し引き運動による振動形態であり、振動させるには強い力が必要であるが弱い力で振動の腹に触れると止まる性質であり、接触振動センサーが振動板に触れる瞬間にビリつき音がしても振動電圧がほとんど検出されないことから触れると止まる弱い振動の存在があると考えた物であり、ボイスコイル部の振動が極小となる状況で発生しやすい。
【００１５】
その他、ボイスコイルボビンと振動板接合部周辺の振幅量落差が大きいことが観測でき、接合部周辺で大きな弾性変形に伴って連鎖するボビンやセンターキャップのゆがみが生じ安く、歪み音が発生すると考える。  
【００１６】
以上のような振動板周囲、振動板中腹部、センターキャップを含む中心周辺などの領域での 分割振動は、インパルス再生波形における時間軸で振動が残り、スムーズな波形減衰パターンとならないものである。
【００１７】
本発明は、それらの対策を施すうえで、従来のスピーカー規格変更点が少ない簡単で効果的なスピーカー振動板の改良を可能とし、多くのオーディオ機器に利用できる形態で、聴感上の歪み音が気にならないスピーカー振動板を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
振動板に振動損失用のヒレを形成するものであり、ヒレの出っ張り量を制限することによってヒレ振動に伴う空気運動が音波に変換する率を下げ、ヒレ周りの空気運動抵抗として分割振動の損失を求めるものであり、振動板のヒレ形成において裏表、全領域を対象に同心円状、放射状または小片状のヒレを分散して配置するなど、スビーカーの仕様に適したヒレの形成パターンを選択する。
【００１９】
少ないヒレ材料で効果を得られ安い標準のヒレ形成において、振動板とエッジの境界で振動板周囲の表側または裏側に出っ張るヒレを形成し、振動板周囲へ進行波が到達した時点での振動損失を得る。
【００２０】
フリーエッジに対応できる構造では、ヒレ領域分を確保する振動板の周端部から、ヒレ領域分までの内周をエッジ接合部とし、ヒレがエッジに干渉しないようにヒレを曲げ成型することや、ヒレの出っ張る方向を凹型エッジでは表側、凸型エッジでは裏側とする。
【００２１】
振動板中心および中腹部の分割振動に対応するため、振動板中心領域から周囲領域に伸びるヒレを複数または放射状に形成する。
【００２２】
ヒレ材料は振動板と同材もしくは同類かそれより低強度または薄いことにより、ヒレに振動を伝え安くする。
【００２３】
ヒレ材料の内部損失または通気性を有することで振動損失を高めることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
インパルス再生波形の観測によって、ヒレを適切に形成した振動板ではインパルス突入後の振動減衰が早期減衰パターンとしてして反映される。
【００２５】
また、出力音圧周波数特性において高音域の山谷の発生を減少できることに反映される。
【００２６】
必要なヒレ材料の重さが振動板の重さの５パーセント以内で良いため、既存のスピーカーにもヒレを付けることによる音量低下やSN比など基本特性の悪化が生じにくく、許容入力の小さい小型スピーカーでも歌声ではぬくもり感を阻害する著しい歪み感を無くすことが可能で、大小含めた多くのスピーカーを簡単で低コストのまま高音質化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（A）はスピーカー平面図であり、（B）は側面断面図、（C）はセンターキャップ部の側面図である。
【図２】エッヂ構造に対応するヒレの形成状態の部分断面図をそれぞれ（D）、（E）、（F）、（G）、（H）、（L）に示す。
【図３】（J）は実施例でのインパルス再生波形であり、（K）は本発明を実施しないインパルス再生波形を示す。
【図４】（L）は実施例での出力音圧周波数特性であり、（M）は本発明を実施しない出力音圧周波数特性である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明人の実験試作による良好な効果を得られやすい標準的なヒレの設定として、図１に示す振動板5の外周部に出っ張るヒレ１と中心領域からの放射状のヒレ3および２を形成し、振動板の表側、裏側のどちらにヒレの形成を選択してもよい。
【００２９】
エッジ構造に対応する外周のヒレ形成において、図２（D）の凹型フリーエッジ4では振動板周囲に設定するヒレ１の領域分を確保する内周をエッジの接合部4aとする。
【００３０】
外周部のヒレを別部品で形成する場合、図2（H）,（I）に示すようにヒレ1d、1eのように接着し、ヒレ形状は傾斜するリング状もしくは分割する多角形状で配置してもよい。
【００３１】
図2（E）,（F）,（G）に示すヒレ部を1a、1b、1cのように曲げ成型することで縦波の振動損失を高めることが可能である。
【００３２】
振動減衰状態を観測することにおいて、図3（K）より（J）のようにインパルス再生波形の振動減衰が早いパターンを得られるように振動板にヒレを設定する。
【００３３】
口径20cmmフルレンジスピーカーの軸上にセットするマイクロフォンで受けるインパルス再生波形観測において、振動板外周から内周10mm程度を平板で遮ったとき、振動板外周に到達する振動からの音が遮られるため、後期振動が下がることは当然であるが、時間軸で速い初期でも下がることが確認でき、中心から外周への振動伝播速度が異なる2種類の振動の存在として見られ初期が縦波、後期が横波であると考えられる。
【００３４】
このような口径の大きなスピーカーの外周でも横波伝播速度より速い縦波5000Hz〜10000Hzに達する振動の影響が著しくあり、外周にヒレを形成することで後期振動と初期振動の減衰を早められる。  
【００３５】
図１（A）,（B）,（C）において、外周のヒレ1で対応できない振動板中腹部、センターキャップ6を含む中心周辺などの領域での分割振動に対応することにおいて、ヒレ材料が少なく効果的に振動損失を得る実験試作の結果、放射状のヒレ2および3を形成するものである。
【００３６】
振動板中心から外周に分布する振動が放射状のヒレ2および3にしわを生じさせる振動として作用し、外周部のヒレ1においても図2（E）〜（I）のように振動板面に対し立てるように曲げ成型することによって、しわ振動の損失を得られやすいと考える。
【００３７】
この、しわ振動の損失を得やすいためには振動板材料の強度または厚みより少ないことが望ましい。
【００３８】
図１（C）に示すようにセンターキャップもしくは高音用振動板、ヘッドホン用振動板などにも放射状のヒレ3を成型または接着形成することにより効果を期待でき、小口径の振動板に対するヒレの出っ張り量は2mm以下としなくても発音の影響は見られず厚み0.1mmの紙程度の強度に相当するヒレでも有効性を求められる。
【００３９】
小型の楕円型またはトラック型スピーカーの放射状のヒレは中心から長手方向に最低２カ所でも効果を期待できる。
【００４０】
口径20Cmフルレンジスピーカーでの図1における外周ヒレ1の出っ張り量は6mmで最良であったが、8mmとした場合、出力音圧周波数特性において7000Hz前後でピークが発生しインパルス再生波形の振動減衰にも改善が見られず、ヒレに伝わる周波数に対してヒレ出っ張り量が多すぎる場合に発生する。
【００４１】
放射状のヒレ材料の強度は振動板に比べ高すぎると効果が得られない場合があり、放射状のヒレが主に対応する振動は縦波応力による触れると止まる弱い振動であるため、ヒレ強度が高すぎる場合、ヒレの無い部分に振動が移行され損失が求めにくいものであり、少ない数の放射状のヒレで効率良く損失を得るには適度なヒレ強度であることが良く、多くの実施では厚み0,1mm〜0,2mmのクラフト紙粘着テープで形成した。
【００４２】
粘着材がヒレ材料の内部損失を得るのに有効であり、接着面以外をティッシュペーパーで覆い振動板に貼り付けてから立て起こすことによる方法でも形成できる。
【実施例】
【００４３】
図1に基づく実施例では、既存の口径6Cmスピーカーの振動板に、ヒレ材料として厚み0.1mmの紙粘着テープを利用し、外周のヒレ出っ張り量3mmとし、放射状のヒレ出っ張り量2mmを8カ所接着した。
【００４４】
図3（K）はヒレを形成する前の既存のままのスピーカーのインパルス再生波形を示し、（J）は実施例でのインパルス再生波形を示すものでありインパルス突入後の振動が少ないことが確認できる。
【００４５】
図4（M）はヒレを形成する前の既存のままのスピーカーの出力音圧周波数特性を示し、（L）は実施例での出力音圧周波数特性を示すものであり、6000Hz以上で山谷の減少が確認でき、既存の特性（M）を悪化させる部分は生じないと言える。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
車両、パネル等の軽量な防振材としての可能性。
【符号の説明】
【００４７】
1,  2,  3   ヒレ
4  エッヂ
4a  エッヂ接合部
5  振動板
6  センターキャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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