(57)【要約】【課題】付帯音を大幅に低減させることができるスピーカ用振動板を提供する。【解決手段】振動板１１の表面または裏面には、複数の凹部及び凸部よりなる凹凸パターンが形成されている。周方向に所定の角度ずつに区分けされた複数の領域が設定され、領域それぞれに凹部４４及び凸部４５が形成されている。凹部４４及び凸部４５は半径方向で全ての大きさが異なる。隣接する領域では、凹部４４及び凸部４５は半径方向の位置がずれている。凹部４４及び凸部４５は、複数の領域をまたぐように振動板１１の外周端部４１から内周端部４０へと漸近する１または複数の曲線を描くよう配列されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に円形の開口を有する振動板であり、
前記振動板の表面または裏面には、複数の凹部及び凸部よりなる凹凸パターンが形成されており、
前記凹凸パターンは、
前記振動板の周方向に所定の角度ずつに区分けされた複数の領域が設定され、前記複数の領域それぞれに複数の凹部及び凸部が形成され、
前記複数の領域それぞれで複数の凹部及び凸部は半径方向で全ての大きさが異なり、
前記複数の領域における隣接する領域で、複数の凹部及び凸部は半径方向の位置がずれており、
前記振動板上の複数の凹部及び凸部はそれぞれ、複数の領域をまたぐように前記振動板の外周端部から前記開口側の内周端部へと漸近する１または複数の曲線を描くよう配列されている
ことを特徴とするスピーカ用振動板。
【請求項２】
前記複数の領域それぞれで複数の凹部及び凸部はそれぞれ、前記外周端部側から前記内周端部側へと大きさが順次小さくなっている
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項３】
前記曲線上の複数の凹部及び凸部はそれぞれ、前記外周端部側から前記内周端部側へと大きさが順次小さくなっている
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカ用振動板。
【請求項４】
前記振動板の周方向の複数の領域は、周方向の一の方向に凸の複数の第１の曲線で区分けされおり、
前記凹部及び凸部はそれぞれ、隣接する２つの前記第１の曲線と、前記第１の曲線と交差する方向の２つの第２の曲線とで囲まれた形状である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカ用振動板。
【請求項５】
前記第１の曲線は凸部で形成されており、前記凹凸パターンの前記凸部と前記第１の曲線とがつながっている
ことを特徴とする請求項４記載のスピーカ用振動板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のスピーカ用振動板を用いたスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ用振動板及びスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカから発せられる音は、本来再生すべき音である原音に対応する音と、原音以外の付加的な音である付帯音とを含む。スピーカから発せられる付帯音は、例えばスピーカ用振動板（以下、振動板と略記することがある）の共振によって発生する。スピーカから発せられる音の質を向上させるには、付帯音を極力低減させることが有効である。付帯音を低減させる１つの手法は、振動板の構造を工夫して共振周波数を分散させることである。
【０００３】
特許文献１には、振動板を織布で構成して凹凸を設けることによって共振周波数を分散させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０３９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スピーカから発せられる付帯音を低減させるため、共振周波数をさらに効果的に分散させることができるピーカ用振動板が望まれている。
本発明はこのような要望に鑑み、振動板の構造を工夫することによって共振周波数をさらに効果的に分散させ、付帯音を大幅に低減させることができるスピーカ用振動板及びスピーカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、中央部に円形の開口（１２ａ）を有する振動板（１１）であり、前記振動板の表面または裏面には、複数の凹部（４４）及び凸部（４５）よりなる凹凸パターンが形成されており、前記凹凸パターンは、前記振動板の周方向に所定の角度ずつに区分けされた複数の領域が設定され、前記複数の領域それぞれに複数の凹部及び凸部が形成され、前記複数の領域それぞれで複数の凹部及び凸部は半径方向で全ての大きさが異なり、前記複数の領域における隣接する領域で、複数の凹部及び凸部は半径方向の位置がずれており、前記振動板上の複数の凹部及び凸部はそれぞれ、複数の領域をまたぐように前記振動板の外周端部から前記開口側の内周端部へと漸近する１または複数の曲線を描くよう配列されていることを特徴とするスピーカ用振動板を提供する。
【０００７】
前記複数の領域それぞれで複数の凹部及び凸部はそれぞれ、前記外周端部側から前記内周端部側へと大きさが順次小さくなっていることが好ましい。
前記曲線上の複数の凹部及び凸部はそれぞれ、前記外周端部側から前記内周端部側へと大きさが順次小さくなっていることが好ましい。
【０００８】
前記振動板の周方向の複数の領域は、周方向の一の方向に凸の複数の第１の曲線で区分けされおり、前記凹部及び凸部はそれぞれ、隣接する２つの前記第１の曲線と、前記第１の曲線と交差する方向の２つの第２の曲線とで囲まれた形状であることが好ましい。
前記第１の曲線は凸部で形成されており、前記凹凸パターンの前記凸部と前記第１の曲線とがつながっていることが好ましい。
【０００９】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、上記の構成を有するスピーカ用振動板を用いたスピーカを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスピーカ用振動板及びスピーカによれば、共振周波数をさらに効果的に分散させることができる。これにより、付帯音を大幅に低減させることができ、音質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のスピーカの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のスピーカ用振動板の一実施形態を示す正面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】一実施形態のスピーカ用振動板に形成されている凹凸パターンを模式的に示す図である。
【図５】凹凸パターンを形成する方法を説明するための図である。
【図６】一実施形態における付帯音の低減効果を説明するための特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のスピーカ用振動板及びスピーカについて、添付図面を参照して説明する。図１は本発明のスピーカの一実施形態であるスピーカ１０を示す断面図である。図１の上側はスピーカ１０の前面側である。図１において、振動板１１は、コーン状の振動板本体１２と、振動板本体１２の外周縁に沿って形成された環状のエッジ１３とを有している。振動板本体１２の中央部には円形の開口１２ａが形成されている。円筒状部材１４の前面側端部（上端部）は、開口１２ａの端部に固定されている。図１では図示を省略しているが、開口１２ａにはドーム状のキャップが装着される。
【００１３】
フレーム１５は、振動板１１の径方向外側を囲うように配置されている。フレーム１５の前端部には、エッジ１３の外周縁が固定されている。コルゲート状ダンパ１９は、一端が円筒状部材１４の外周部に結合され、他端がフレーム１５の後端側の内周部に結合されている。コルゲート状ダンパ１９は、振動板１１の振動を減衰させる。
【００１４】
ヨーク２３は、円板部２１と、円板部２１の中心部からスピーカ１０の前面側へと突出したボス部２２とを有している。ボス部２２の前面側端部は、円筒状部材１４の内部へと入り込んでいる。環状板２４は、円板部２１の位置よりも前面側に円板部２１に対向するように配置されている。環状磁石２５は、円板部２１と環状板２４との間に挟まれている。ボイスコイル２９は、円筒状部材１４の外周部の後端部（下端部）に巻回されている。
【００１５】
環状板２４の内周面とボイスコイル２９との間及び円筒状部材１４の内周面とボス部２２の外周面との間には、所定距離の環状間隙が形成されている。ボイスコイル２９に音声信号に応じた電流が供給されると、環状間隙には磁場が形成される。ボイスコイル２９に電流が流れるとボイスコイル２９は前後方向の磁力を受け、振動板本体１２が前後方向に振動する。これによって、スピーカ１０は音を発生する。
【００１６】
図２を用いて本発明のスピーカ用振動板の一実施形態である振動板１１の具体的構成について説明する。図２に示すように、振動板本体１２の表面には、白色で示す凹部４４と黒色で示す凸部４５とが複数形成されている。凹部４４及び凸部４５は、振動板本体１２の開口１２ａ側の端部である内周端部４０から外周端部４１までの範囲全体に渡って形成されている。破線で示す４３は振動板本体１２とエッジ１３との境界線である。凹部４４及び凸部４５は、４つの曲線で囲まれた形状である。凸部４５は例えば５０μｍ程度の高さである。凹部４４及び凸部４５の詳細な形状については後述する。図２より分かるように、複数の凹部４４及び凸部４５は、本実施形態特有のパターンを描くように配列されている。パターンの詳細についても後述する。
【００１７】
図３は図２の振動板本体１２の部分拡大図である。図３では、凹部４４及び凸部４５を部分的に示している。図２，図３に示すように、振動板本体１２の表面には、内周端部４０から外周端部４１まで径方向に伸びる曲線よりなるリブ状の凸部４２が複数形成されている。凸部４２は振動板本体１２の周方向に等間隔で全周に渡って形成されている。それぞれの凸部４２は、周の一方向に凸の比較的なだらかな曲線を描いている。隣接する２つの凸部４２の間には、凸部４２と交差する方向の曲線で囲まれた凹部４４及び凸部４５が形成されている。
【００１８】
図３において、隣接する２つの凸部４２で囲まれた領域をそれぞれ領域４２１〜４２４とすると、領域４２１の凸部４５と、隣接する領域４２２の凸部４５とは径方向の位置がずれて一部で連結している。領域４２２の凸部４５と隣接する領域４２３の凸部４５、領域４２３の凸部４５と隣接する領域４２４の凸部４５も同様に、径方向の位置がずれて一部で連結している。従って、複数の凸部４５は互いに連結している。振動板本体１２上の全ての凸部４２及び凸部４５は互いに直接的または間接的につながっている。隣接する２つの領域で、凹部４４は径方向の位置がずれた状態であり、隣接する凹部４４は凸部４２で分断されている。
【００１９】
複数の凸部４５それぞれで、例えば凸部４５の４つの角の対角線の交点をつなげると、図３に破線矢印で示すように、複数の領域をまたぐような所定の曲線を描く。図２に示す本実施形態の振動板１１では、図２より分かるように、また、図４に模式的に示すように、複数の凸部４５が外周端部４１から内周端部４０に向かって（あるいはその逆に）所定の曲線を描くように配列されている。複数の凸部４５が描く曲線は、内周端部４０に無限に近付く漸近線である。図２に示す本実施形態においては、複数の凸部４５で形成される曲線が全周に渡って複数本存在している。凹部４４も同様である。
【００２０】
さらに、隣接する２つの凸部４２の間の１つの領域内では、凹部４４及び凸部４５は、外周端部４１から内周端部４０に向かって大きさが順次小さくなっている。凹部４４及び凸部４５は、４つの曲線で囲まれた平行四辺形に似た形状である。複数の凹部４４及び凸部４５は、互いに相似な形状である。但し、ここでいう相似とは数学的には相似ではない同様の形状という意味も含む。実際の製品では、所定の大きさより小さい凹部４４及び凸部４５を形成することは困難である。従って、内周端部４０の近傍では、４つの曲線で囲む形状とすることができず、三角形に似た形状となる場合がある。また、凹部４４及び凸部４５が描く曲線は理想的には無限に近付く漸近線であるが、内周端部４０の近傍で凹部４４及び凸部４５が存在しない場合がある。
【００２１】
本実施形態の振動板１１では、振動板本体１２の同一の半径の位置（同一円周上）にある凸部４５は同じ大きさである。２つの凸部４２の間の１つの領域内では、凸部４５は径方向で大きさが全て異なっている。凸部４５によって形成されている複数の領域をまたぐ曲線上でも、凸部４５は大きさが全て異なっている。凹部４４も同様である。本実施形態の振動板１１は、以上のような本実施形態特有のパターンを描くように配列されている複数の凹部４４及び凸部４５を有することから、振動板１１の共振周波数を分散させる効果を奏する。共振周波数の分散効果については後述する。
【００２２】
ところで、図２に示す本実施形態においては、凹部４４及び凸部４５を、振動板本体１２の内周端部４０から外周端部４１までの範囲全体に渡って形成しているが、振動板１１の共振周波数の分散に寄与するのは、境界線４３より内側に配置された凹部４４及び凸部４５である。従って、境界線４３より外側のエッジ１３の部分における凹部４４及び凸部４５を省略してもよい。内周端部４０から外周端部４１まで径方向に伸びる凸部４２を省略してもよい。但し、凸部４２を設ける方が好ましい。
【００２３】
振動板本体１２上で最大の大きさを有する凹部４４の一辺の長さは、振動モードの腹から節までの距離の１／６以下とすることが好ましい。凹部４４は凸部４２と交差する側の辺の方が凸部４２と沿った辺よりも長いので、凸部４２と交差する側の辺の長さを振動モードの腹から節までの距離の１／６以下とすればよい。最大の凹部４４の辺の長さを振動モードに応じて決めると、振動板本体１２上に設ける周方向の凹部４４及び凸部４５の数が決まる。従って、複数の凹部４４及び凸部４５によって形成される漸近線の数も決まる。振動板１１の共振周波数は振動板本体１２の材質で異なることから、凹部４４及び凸部４５の大きさは振動板本体１２の材質に応じて適宜設定することが好ましい。
【００２４】
凹部４４及び凸部４５が描くパターンの他の例について説明する。複数の凸部４５（または凹部４４）が渦巻状に配列し、振動板本体１２の外周端部４１から内周端部４０に向かって周回しつつ内周端部４０に漸近する構成としてもよい。この場合、複数の凹部４４及び凸部４５が描く曲線は１つずつであるが、複数の凹部４４及び凸部４５が描く曲線が振動板本体１２を周回することにより、振動板本体１２の全体に凹部４４及び凸部４５が形成されることになる。
【００２５】
以上のことから、複数の凹部４４及び凸部４５が描く内周端部４０への漸近線は１または複数である。
【００２６】
次に、図２に示す本実施形態の振動板１１を製造する方法の一例について説明する。振動板１１は例えばプラスチック樹脂により形成する。振動板１１を製作する金型に、エッチングによって図２に示す凹凸パターンを形成するための凹凸を設ける。金型のエッチングに使用するフィルムに凹凸パターンに対応したパターンを形成する。透明のフィルム上に、凸部４５に対応する部分を黒、凹部４４対応する部分を透明としたパターンを印刷することによってエッチングに使用するフィルムを得ることができる。
【００２７】
図５を用いて、透明のフィルム上に凹凸パターンに対応したパターンを形成する版下の作成方法の一例について説明する。図５では、理解を容易にするため、振動板１１と重ね合わせた状態を図示している。図５に示す例は、振動板本体１２の内径Ｒ１が２６．８ｍｍ、凹凸パターンの内周端部である内径Ｒ２が３０ｍｍ、振動板本体１２の外径Ｒ３が１０７ｍｍ、振動板１１の最外径Ｒ４が１１０ｍｍの場合を示している。
【００２８】
振動板本体１２の開口１２ａの中心点を始点として、外周端部４１に向かって複数本の曲線を黒で描く。図５の例では曲線を５本描いている。１本のなだらかな曲線を描き、中心点を中心として所定角度ずつ回転させて５本の曲線を描けばよい。図５の例では、３．７５°ずつ回転させる。まず、径方向に伸びる２つの曲線に囲まれた１つの領域において、径方向の曲線と交差する２つの曲線で囲んで凸部４５に対応する４つの曲線で囲まれた１つの形状（基本形状）を描く。基本形状は径方向のいずれかの位置に設ければよい。凸部４５に対応する形状を黒で描く。図５では、凸部４５に対応する形状にハッチングを付している。
【００２９】
基本形状を領域内で径方向にずらし、内周方向には順次小さくなり、外周方向には順次大きくなるよう同様に４つの曲線で囲まれた形状を描く。このとき、２つの凸部４５に対応する形状の間には、凹部４４に対応する形状を形成する。凹部４４に対応する形状は透明のままとする。このようにして、１つの領域内に凹部４４及び凸部４５に対応する形状のパターンが形成される。
【００３０】
上記の１つの領域を図５の最も右側に位置する領域とすれば、左隣の領域では、凹部４４及び凸部４５に対応する形状を小さくしつつ内周側にずらす。これにより、左隣の領域内に凹部４４及び凸部４５に対応する形状のパターンが形成される。同様にして、順次左隣の領域にパターンを形成し、４つの領域全てに凹部４４及び凸部４５に対応する形状のパターンを形成する。なお、図５では、凹部４４及び凸部４５に対応する形状のパターンを一部のみ図示している。版下は振動板１１の最外径Ｒ４よりも大きい外径Ｒ５とし、外径Ｒ５は例えば１４３ｍｍとする。即ち、内径Ｒ２から外径Ｒ５までの範囲にパターンを形成する。
【００３１】
図５に示す４つの領域の角度は１５°である。この角度１５°の４つの領域を周方向に複写して全周にパターンを描く。図５の例では、３６０÷３．７５より９６個の領域ができることになる。以上のように形成した版下を用いて透明のフィルム上にパターンを印刷すれば、金型のエッチングに使用する凹凸パターンに対応したパターンを有するフィルムができ上がる。このパターンを有するフィルムを用いて金型をエッチングし、凹部４４及び凸部４５に対応した凹凸を有する金型を製造する。凹凸を有する金型を用いて振動板を成型すれば、図２に示す振動板１１となる。
【００３２】
図６を用いて従来の振動板と本実施形態の振動板１１との付帯音の相違について説明する。図６は、時刻０で振動板に一定のインパルス力を与えたとき、周波数１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲で時間経過に伴って振動レベルがどのように減衰していくかを示している。図６（Ａ）は本実施形態特有の凹凸パターンを有さず、格子状の凹凸パターンを有する従来の振動板の減衰特性であり、図６（Ｂ）は本実施形態特有の凹凸パターンを有する振動板１１の減衰特性である。破線の丸で囲んだ部分を比較すれば明らかなように、図６（Ｂ）に示す本実施形態の振動板１１の方が、振動レベルが短時間で減衰している。即ち、これは、共振周波数が分散して付帯音が減少していることを示す。
【００３３】
本実施形態の振動板１１においては、半径方向では、凹部４４及び凸部４５の大きさが全て異なる。凹部４４及び凸部４５が描く曲線上でも凹部４４及び凸部４５の大きさが全て異なる。同一円周上では、周期的に同じ大きさの凹部４４、同じ大きさの凸部４５が存在するものの、同じ大きさの凹部４４、同じ大きさの凸部４５は連続しない。このため、スピーカ１０を駆動して音を発生させた際、振動板１１を伝わる表面波は、駆動源が位置する内周端部４０側からエッジ１３側へと向かう経路がどのような経路であっても、インピーダンス変化のパターンが一致しない。これが、共振周波数を分散させる効果を奏する理由である。
【００３４】
また、本実施形態の振動板１１においては、内周端部４０側の凹部４４及び凸部４５が密となっているので、音に不要な要素を付け加える振動は、内周端部４０の近傍部分では熱へ変換される。熱は、振動板１１の内部及び空気層へと伝導する。
【００３５】
他の実施形態として、振動板が楕円の場合について説明する。振動板が楕円の場合には、凹凸パターンの周方向の領域（２つの凸部４２で囲まれた領域）を長径部分と短径部分とで異ならせることが好ましい。具体的には、図５で説明したように、真円の振動板１１では、周方向の領域は例えば３．７５°ずつで均等である。楕円の振動板においては、長径部分では凹凸が密になるように領域の角度を小さくし、短径部分では凹凸が疎となるように領域の角度を大きくすることが好ましい。
【００３６】
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば振動板本体１２の裏面に凹凸パターンを設けてもよいし、表面及び裏面の双方に凹凸パターンを設けてもよい。振動板本体１２の開口１２ａを中心位置からずらしてもよい。開口１２ａは所定の面積の中央部内のいずれかの位置に設ければよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  スピーカ
１１  振動板
１２  振動板本体
１２ａ  開口
１３  エッジ
４０  内周端部
４１  外周端部４１
４４  凹部
４２，４５  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011139431.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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