(57)【要約】  振動板及び当該振動板の周囲に配されるエッジ部を有し、振動板は、互いに非対称な形状である第１の領域と第２の領域とを有し、第１の領域と第２の領域との重量差が閾値より小さく、且つ、エッジ部におけるスティフネスが略均等となるように構成されている振動系である。図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板及び当該振動板の周囲に配されるエッジ部を有し、
前記振動板は、互いに非対称な形状である第１の領域と第２の領域とを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との重量差が閾値より小さく、且つ、前記エッジ部におけるスティフネスが略均等となるように構成されている
振動系。
【請求項２】
前記振動板の形状に近似し、対称な形状である基本形状の駆動点をオフセットした方向に対して略直交する線であり、且つ、前記振動板の駆動点を通る分割線により、前記第１の領域と前記第２の領域とが形成される
請求項１に記載の振動系。
【請求項３】
所定の入力に対して、前記振動板を最大振幅値まで変位させたときの前記振動系の最小変位に対する最大変位の割合が閾値より小さくなるように構成されている
請求項１に記載の振動系。
【請求項４】
所定の入力に対して、前記振動板を最大振幅値まで変位させたときの前記振動系の最小変位に対する最大変位の割合が２３％より小さくなるように構成されている
請求項３に記載の振動系。
【請求項５】
前記第１の領域と前記第２の領域との重量差が１０％より小さい
請求項１に記載の振動系。
【請求項６】
前記エッジ部は、ハーフロール形状を有し、
前記第１の領域の周囲に配される第１のエッジ部から前記第２の領域の周囲に配される第２のエッジ部にかけて、前記ハーフロール形状における幅、高さ及び厚みの少なくとも一つが連続的に変化する
請求項１に記載の振動系。
【請求項７】
前記第１のエッジ部の略中央の位置に第１の基準位置が設定され、前記第２のエッジ部の略中央の位置に第２の基準位置が設定され、前記第１の基準位置から前記第２の基準位置にかけて前記ハーフロール形状における幅、高さ及び厚みの少なくとも一つが大きくなるように変化する
請求項６に記載の振動系。
【請求項８】
前記基本形状がトラック形状又は正多角形状である
請求項２に記載の振動系。
【請求項９】
請求項１に記載の振動系と、
磁気ギャップを有する磁気回路と、
前記振動板に設けられたボイルコイル取付部に取り付けられるボビンと、
前記ボビンに巻回されるコイルと
を有するスピーカ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のスピーカ装置を有する
映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、振動系、スピーカ装置及び映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、トラック形状を有し、ボイルコイル取付部が中央からオフセット（偏心）した振動板を備えるスピーカ装置が記載されている。なお、トラック形状とは、矩形における対向する２辺を半円状に置換した形状であり、陸上競技場のトラックのような形状である。トラック形状は、中心を通る垂直方向の直線により分割される形状が互いに左右対称を成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５２０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トラック形状の駆動点を振動板の中心からオフセットさせることにより振動板の振動モードが分散され、音圧−周波数特性の平坦化や歪の低下が得られる。しかしながら、駆動点を変位させることにより、振動板が水平を保って振動せず、水平方向に対して斜め方向に傾きながら振動する所謂ローリングと呼ばれる現象が発生する虞がある。ローリングが発生した場合には、音質の低下や、ボビンと磁気回路との接触による異常音の発生、接触に伴う部品の損傷等が生じ得る。【０００５】
したがって、本開示は、ローリングの発生を防止する振動系、スピーカ装置及び映像表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、例えば、
振動板及び当該振動板の周囲に配されるエッジ部を有し、
振動板は、互いに非対称な形状である第１の領域と第２の領域とを有し、
第１の領域と第２の領域との重量差が閾値より小さく、且つ、エッジ部におけるスティフネスが略均等となるように構成されている
振動系である。【０００７】
本開示は、例えば、
上述した振動系と、
磁気ギャップを有する磁気回路と、
振動板に設けられたボイルコイル取付部に取り付けられるボビンと、
ボビンに巻回されるコイルと
を有するスピーカ装置である。
本開示は、上述したスピーカ装置を有する映像表示装置でも良い。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の少なくとも実施の形態によれば、ローリングの発生を防止することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施の形態にかかるスピーカ装置の断面図である。
【図２】図２は、一実施の形態にかかる振動系の構成を説明するための図である。
【図３】図３は、一実施の形態にかかる分割線の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、一実施の形態にかかる振動系の構成を説明するための図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、応力バランスの不均一に伴って生じる変形度合いの相違を説明するための図である。
【図６】図６は、ボビンと磁気回路が接触した状態を示す部分拡大図である。
【図７】図７は、一実施の形態にかかるエッジ部のスティフネスを略均等にするための構成例を説明するための図である。
【図８】図８Ａは、トラック形状の振動板を有するスピーカ装置の音圧−周波数特性を示し、図８Ｂは、一実施の形態に係る形状の振動板を有するスピーカ装置の音圧−周波数特性を示す図である。
【図９】図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、一実施の形態にかかるスピーカ装置の応用例を説明するための図である。
【図１０】図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、本開示の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施の形態＞
＜２．変形例＞
以下に説明する実施の形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。
【００１１】
＜１．一実施の形態＞
［スピーカ装置の構成例］
図１は、本開示の一実施の形態にかかるスピーカ装置（スピーカ装置１）の断面図である。スピーカ装置１は、振動板１１を有している。振動板１１の周囲（外周）にはエッジ部１２が配されて、エッジ部１２の更に外周に沿って配される固定部１３により、振動板１１がフレーム１４に取り付けられている。本実施の形態では、エッジ部１２は、音の放射方向に対して凸となるハーフロール形状を有している。なお、本実施の形態におけるエッジ部１２は、振動板１１の振動（動き）と共に変形可動する箇所を意味する。
【００１２】
スピーカ装置１は、ボイスコイル１５を有している。ボイスコイル１５は、円筒状を有するボビン１５ａと、当該ボビン１５ａに巻回され、音声電流が流れるコイル１５ｂとを有している。本実施の形態では、ボビン１５ａの先端付近にセンターキャップ１５ｃが装着されている。振動板１１の所定箇所（例えば、中央から所定分、オフセットした箇所）には、ボイスコイル取付部としての円形状の孔部１６が形成され、当該孔部１６にボビン１５ａの先端が取り付けられる。
【００１３】
スピーカ装置１は、磁気回路１７を有している。磁気回路１７は、プレート１７ａと、マグネット１７ｂと、ヨーク１７ｃとを有している。プレート１７ａは、磁性材料によって形成され、厚みの薄い円環状に形成されたものであり、フレーム１４に取り付けられている。プレート１７ａの後面には円環状に形成されたマグネット１７ｂが取り付けられている。マグネット１７ｂの後面にはヨーク１７ｃが取り付けられている。
【００１４】
ヨーク１７ｃは、円板状のベース面部１７ｄと、ベース面部１７ｄの中心付近から前方へ突出されたセンターポール部１７ｅとが一体に形成された構成を有している。センターポール部１７ｅは、例えば、円柱状に形成されている。なお、ベース面部１７ｄとセンターポール部１７ｅが別体の構成とされる場合もあり、この場合、ベース面部１７ｄに相当するプレートは、バックプレートと称される。ヨーク１７ｃのベース面部１７ｄの前面がマグネット１７ｂの後面に取り付けられている。また、スピーカ装置１は、エンクロージャ（不図示）を有している。
【００１５】
プレート１７ａ、マグネット１７ｂ及びヨーク１７ｃは、中心軸が一致された状態で結合されている。プレート１７ａとセンターポール部１７ｅとの間の空間が磁気ギャップ１８として形成されている。この磁気ギャップ１８に、コイル１５ｂの少なくとも一部が位置されている。なお、本実施の形態におけるセンターポール部１７ｅには空気の流路として孔部１７ｆが設けられており、孔部１７ｆによりスピーカ装置１の動作時における背圧に対するコントロールがなされる。
【００１６】
［振動系について］
（振動系全体について）
次に、本実施の形態にかかる振動系（振動系２）について説明する。図２に示すように、スピーカ装置１の構成のうち、スピーカ装置１が有する振動板１１及びエッジ部１２により振動系２が構成される。本実施の形態に係る振動板１１は、全体としては概略、横長の楕円状（平面視において手漕ぎボートのような形状であって、オーバル形状等とも称される。）を有している。振動板１１の外周縁は直線を含んでいても良いし、外周縁の全てが曲線により構成されていても良い。エッジ部１２及び固定部１３の形状も振動板１１に対応した形状を有している。
【００１７】
振動系２における振動板１１は、仮想的な分割線ＬＮにより第１の領域１１ａと、第２の領域１１ｂとに分割される。第１の領域１１ａと第２の領域１１ｂとは、互いに非対称な形状であり、それらの重量差が閾値より小さくなるように構成されている。第１の領域１１ａの外縁を構成するカーブと、第２の領域１１ｂの外縁を構成するカーブは異なる曲率を有している。
【００１８】
エッジ部１２も同様に、仮想的な分割線ＬＮにより、第１の領域１１ａの周囲に配される第１のエッジ部１２ａと、第２の領域１１ｂの周囲に配される第２のエッジ部１２ｂとに分割される。
【００１９】
（分割線について）
ここで、図３を参照して分割線ＬＮについて説明する。振動板１１の形状に近似し、例えば中央で垂直方向に分割した場合に左右対称となる形状である基本形状を想定する。本実施の形態の場合は、基本形状として図３Ａに示すようにトラック形状の振動板２１を想定する。振動板２１の駆動点ＤＰがオフセットされる。なお、駆動点ＤＰは、例えば、ボイスコイル１５の中央若しくはその付近、換言すれば、ボビン１５ａの円形状の断面の中央若しくはその付近を意味する。そして、振動板２１の駆動点ＤＰをオフセットした方向（図３における水平方向（左方向））に対して略直交し、駆動点ＤＰを通る線が本実施の形態における分割線ＬＮとされる。なお、略直交とは、直交、若しくは本実施の形態の効果を奏する程度に直交から誤差程度ずれた状態を許容することを意味する。
【００２０】
（振動系の重量の調整について）
更に進んで、本実施の形態にかかる振動系２について説明する。上述したように、トラック形状の振動板２１の駆動点ＤＰをオフセットしただけでは、図４に示すように、分割線ＬＮにより形成されるそれぞれの領域の間に重量差が生じる。この重量差が、ローリングが発生する原因となる。そこで、本実施の形態では、第１の領域１１ａの形状と第２の領域１１ｂの形状とを非対称な形状とし、形状や厚みを変更するだけで、換言すれば錘等の他の構成部品を使用しないで重量差を閾値より小さく（好ましくは０）する。なお、閾値より小さいとは、閾値以下でも良く閾値未満でも良い。
【００２１】
なお、本実施の形態における重量差は、第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂの重量に加え、それぞれの領域における振動板が空気から受ける重量（空気の付加マス）を含む概念である。
【００２２】
（スティフネスの調整について）
一方で、分割線ＬＮにより形成される第１の領域１１ａ及び第２の領域１１ｂは、駆動点ＤＰの位置をオフセットしたことにより駆動点ＤＰから振動板端までの位置が均一でなくなること、それぞれの領域に含まれるエッジ部の長さに差が出ること等に起因して、その応力バランスが不均一となり得る。この応力バランスの不均一によりスピーカ装置１の動作時に振動板１１が傾く虞がある。
【００２３】
図５Ａは上述した振動板１１等を示す図であり、図５Ｂは振動板１１及びエッジ部１２を長手方向の側面から見た図である。なお、図５Ｂは、所定の入力を印加した場合におけるエッジ部１２の挙動（動き）を模式的に示した図である。所定の入力は、音声信号であっても良いし、固定部１３によりフレーム１４に固定された振動板１１に対して均等に印加される力でも良い。
【００２４】
図５Ｂに示すように、応力バランスのばらつきに起因してエッジ部１２において変形が大きい箇所と変形が小さい箇所とが生じている。本例では、Ｃ字形状の第１のエッジ部１２ａの中央付近の変形が最も大きく、第２のエッジ部１２ｂの中央付近の変形が最も小さい。スティフネス（変形のしづらさ）で見れば、第１のエッジ部１２ａ側のスティフネスは小さく、第２のエッジ部１２ｂ側のスティフネスは大きいことになる。このように、応力バランスのばらつきに起因してエッジ部１２における変形の度合いにばらつきが生じ、これが音質の低下を招く。
【００２５】
そこで、本実施の形態では、エッジ部１２におけるスティフネスが略均等とされるようにエッジ部１２を構成する。スティフネスが略均等とは、所定の入力を印加した場合に、振動板１１をそのスピーカ装置１を使用する最大振幅値まで変位させたときの振動系２の最小変位に対する最大変位の割合が閾値より小さくなるように構成されていることを意味する。閾値としては２３％を挙げることができる。変位のばらつきが２３％より小さい、例えば２３％未満であれば、図６（丸印を付した箇所）に示すようなボビン１５ａと磁気回路１７とが接触し、異常音の発生や部品の破壊につながるローリングが生じていないとすることができる。
【００２６】
エッジ部１２におけるスティフネスを略均等とする構成例について説明する。本実施の形態では、エッジ部１２の形状を連続的に変化させることにより、エッジ部１２におけるスティフネスを略均等としている。より具体的には、図７に示すように、本実施の形態において、変形が最も大きい箇所（スティフネスが最も小さい箇所）である第１のエッジ部１２ａの中央付近に第１の基準位置ＰＯ１を設定する。また、図７に示すように、本実施の形態において、変形が最も小さい箇所（スティフネスが最も大きい箇所）である第２のエッジ部１２ｂの中央付近に第２の基準位置ＰＯ２を設定する。
【００２７】
エッジ部１２における第１の基準位置ＰＯ１の箇所は、スティフネスが小さいことから変形を抑制する必要がある。そこで、ハーフロール形状の幅（直径）及び高さ（半径）を小さくすることで、変形しづらい形状とする。エッジ部１２における第２の基準位置ＰＯ２の箇所は、スティフネスが大きいことから変形し易くする必要がある。そこで、ハーフロール形状の幅（直径）及び高さ（半径）を大きくすることで、変形しやすい形状とする。
【００２８】
本実施の形態では、第１の基準位置ＰＯ１から第２の基準位置ＰＯ２にかけて、ハーフロール形状の幅及び高さを連続的に（例えば、リニアに）大きくする。かかる構成によりエッジ部１２におけるスティフネスを略均等とすることができる。
【００２９】
なお、上述した例では、エッジ部１２の幅及び高さを変化させるようにしたが、これに限定されることなく、厚みを変化させることでエッジ部１２におけるスティフネスを略均等としても良い。また、エッジ部１２の幅、高さ及び厚みの少なくとも一つを変化させてエッジ部１２におけるスティフネスを略均等としても良い。
【００３０】
［本実施の形態により得られる効果の一例］
本実施の形態によれば、振動系２におけるローリングの発生を防止することができる。
図８は、本実施の形態により得られる効果の一例を説明するための図である。図８Ａは、振動板１１及びエッジ部１２がトラック形状である場合の音圧−周波数特性を示し、図８Ｂは、振動板１１及びエッジ部１２が本実施の形態で説明した形状である場合の音圧−周波数特性を示している。図８Ａ及び図８Ｂのグラフにおける横軸は周波数を示し、縦軸は音圧レベルを示している。図８Ａと図８Ｂの上側に描かれた黒色の実線は音圧−周波数特性の基本波成分を示し、図８Ａと図８Ｂの下側に描かれた黒色の実線は音圧−周波数特性の２倍波成分（第２高調波）を示している。
図８Ａ及び図８Ｂにそれぞれ丸印を付したように、図８Ｂの方が、高域における音圧レベルのばらつきが改善されている（高域が比較的フラットになっている）。また、二次歪特性が改善されている。
【００３１】
［応用例］
本実施の形態にかかるスピーカ装置１は、様々な機器に対して適用することができる。例えば、図９Ａに示すように、映像表示装置の一例であるテレビジョン受信装置の左右のベゼルに複数のスピーカ装置１が組み込まれていても良い。この場合、一対のスピーカ装置１を、互いの第２の領域１１ｂが反対方向を向くように配置しても良い。また、図９Ｂに示すように、テレビジョン装置の下側のベゼルに一対のスピーカ装置１を配置しても良いし、図９Ｃに示すようにサウンドバーに一対のスピーカ装置１を配置しても良い。
【００３２】
なお、横向きに一対のスピーカ装置１を配置する場合、当該一対のスピーカ装置１を同じ向きに配置するのではなく、同じ形状を有する側（第１の領域１１ａ側同士や第２の領域１１ｂ側同士）が向き合うように配置することが聴感上好ましい。また、縦向きに配置する場合は、例えば図９Ａに示したように、テレビジョン受信装置の縦方向を軸にスピーカ装置１が左右対称となるように配置した方が聴感上好ましい。
【００３３】
なお、映像表示装置はテレビジョン装置に限られず、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、ロボット機器等であっても良い。また、スピーカ装置１は、車載装置、例えば、ヘッドレストに取り付けられても良い。
【実施例】
【００３４】
次に、本開示の実施例について説明する。なお、本開示の内容は以下の実施例に限定されるものではない。【００３５】
本実施例は、第１の領域１１ａの重量及び第２の領域１１ｂの重量を変化させ、且つ、エッジ部１２の形状を変化させた場合及び一定（形状を変化させない）の場合に分け、それぞれの場合におけるローリングの度合いについて評価した。【００３６】
「重量差（％）」は、（重い方の重量（ｇ））／（軽い方の重量（ｇ））×１００−１００で求めた。
「エッジ形状」は、第１の基準位置ＰＯ１におけるロールの幅（寸法）と、第２の基準位置ＰＯ２におけるロールの幅（寸法）との比で示し、当該寸法の比の範囲で形状が連続的に変化する場合と、形状が変化しない場合とで考察した。
「ローリングの度合い」は、振動板１１をそのスピーカ装置１を使用する最大振幅値まで変位させたときの振動系２の最小変位に対する最大変位の増分の比で規定した。
「ローリングの度合い」が２３％より小さい例（良好な例）に対しては「○」と評価し、当該評価より「ローリングの度合い」が更に半減する例、即ち「ローリングの度合い」が１２％より小さい例（好ましい例）に対しては「◎」と評価した。「ローリングの度合い」が２３％より大きい例（好ましくない例）に対しては「×」と評価した。【００３７】
下記の表１に結果を示す。【００３８】
【表１】
2019111558.tif 000003
【００３９】
表１に示す結果から、重量差が例えば１０％より小さく（より好ましくは重量差が６％より小さく）、且つ、エッジ部１２の形状を変化させることが好ましいことがわかる。また、重量差が６％より大きい場合でも、エッジ部１２の形状を変化させることによりローリングの度合いを２３％より小さくできる。また、重量差が比較的小さい（１２．０％）であってもエッジ部１２の形状を変化させない場合には、ローリングの度合いが大きくなることから、エッジ部１２の形状を変化させることが好ましいことがわかる。【００４０】
＜２．変形例＞
以上、本開示の一実施の形態について具体的に説明したが、本開示の内容は上述した一実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。【００４１】
上述した実施の形態では、基本形状をトラック形状としたがこれに限定されるものではない。例えば、図１０Ａに示すように基本形状が円形状であっても良いし、図１０Ｂに示すように基本形状が矩形状であっても良いし、図１０Ｃに示すように基本形状が正多角形状（例えば正方形や正六角形）であっても良い。そして、各基本形状に応じて、駆動点ＤＰをオフセットした方向に略直交し、当該駆動点ＤＰを通る分割線ＬＮにより分割される第１の領域及び第２の領域を有する振動板の形状であっても良い。【００４２】
エッジ部の形状は、ハーフロール以外の形状でも良く、例えば、波形、凹ロール、フラット等の形状であっても良い。【００４３】
上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。上述した実施の形態および変形例は、適宜組み合わせることができる。【００４４】
本開示は、以下の構成も採ることができる。
（１）
振動板及び当該振動板の周囲に配されるエッジ部を有し、
前記振動板は、互いに非対称な形状である第１の領域と第２の領域とを有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との重量差が閾値より小さく、且つ、前記エッジ部におけるスティフネスが略均等となるように構成されている
振動系。
（２）
前記振動板の形状に近似し、対称な形状である基本形状の駆動点をオフセットした方向に対して略直交する線であり、且つ、前記振動板の駆動点を通る分割線により、前記第１の領域と前記第２の領域とが形成される
（１）に記載の振動系。
（３）
所定の入力に対して、前記振動板を最大振幅値まで変位させたときの前記振動系の最小変位に対する最大変位の割合が閾値より小さくなるように構成されている
（１）又は（２）に記載の振動系。
（４）
所定の入力に対して、前記振動板を最大振幅値まで変位させたときの前記振動系の最小変位に対する最大変位の割合が２３％より小さくなるように構成されている
（３）に記載の振動系。
（５）
前記第１の領域と前記第２の領域との重量差が１０％より小さい
（１）から（４）までの何れかに記載の振動系。
（６）
前記エッジ部は、ハーフロール形状を有し、
前記第１の領域の周囲に配される第１のエッジ部から前記第２の領域の周囲に配される第２のエッジ部にかけて、前記ハーフロール形状における幅、高さ及び厚みの少なくとも一つが連続的に変化する
（１）から（５）までの何れかに記載の振動系。
（７）
前記第１のエッジ部の略中央の位置に第１の基準位置が設定され、前記第２のエッジ部の略中央の位置に第２の基準位置が設定され、前記第１の基準位置から前記第２の基準位置にかけて前記ハーフロール形状における幅、高さ及び厚みの少なくとも一つが大きくなるように変化する
（６）に記載の振動系。
（８）
前記基本形状がトラック形状又は正多角形状である
（２）に記載の振動系。
（９）
（１）から（８）までの何れかに記載の振動系と、
磁気ギャップを有する磁気回路と、
前記振動板に設けられたボイルコイル取付部に取り付けられるボビンと、
前記ボビンに巻回されるコイルと
を有するスピーカ装置。
（１０）
（９）に記載のスピーカ装置を有する
映像表示装置。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・スピーカ装置、２・・・振動系、１１・・・振動板、１１ａ・・・第１の領域、１１ｂ・・・第２の領域、１２・・・エッジ部、１２ａ・・・第１のエッジ部、１２ｂ・・・第２のエッジ部、１５ａ・・・ボビン、１５ｂ・・・コイル、１７・・・磁気回路、ＤＰ・・・駆動点、ＰＯ１・・・第１の基準位置、ＰＯ２・・・第２の基準位置
【図１】
2019111558.tif 000004
【図２】
2019111558.tif 000005
【図３】
2019111558.tif 000006
【図４】
2019111558.tif 000007
【図５】
2019111558.tif 000008
【図６】
2019111558.tif 000009
【図７】
2019111558.tif 000010
【図８】
2019111558.tif 000011
【図９】
2019111558.tif 000012
【図１０】
2019111558.tif 000013
【国際調査報告】
2019111558.tif 000014
2019111558.tif 000015