(57)【要約】【課題】１本のスピーカユニットで低音域から高音域までの広い周波数の帯域に亘って広い指向性を有する電気音響変換器を提供する。【解決手段】円錐面状又は楕円錐面状等の錐形状に形成されたコーン部１１と、一対の縦割り筒状面１２が並列に形成され、隣接する縦割り筒状面１２の一方の側部どうしの間で谷部が形成された翼状部１４とを備える振動体１、コーン部の軸に沿う振動体の振動と該振動に対応する電気信号との変換を行う変換部、及び振動体をコーン部の軸方向に沿って移動可能に支持する支持部を有し、コーン部の小径側端部及び翼状部における谷部の底部が変換部に固定されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錐形状に形成されたコーン部と、一対の縦割り筒状面が並列に形成され、隣接する前記縦割り筒状面の一方の側部どうしの間で谷部が形成された翼状部とを備える振動体、前記コーン部の軸に沿う前記振動体の振動と該振動に対応する電気信号との変換を行う変換部、及び前記振動体を前記コーン部の軸方向に沿って移動可能に支持する支持部を有し、前記コーン部の小径側端部及び前記翼状部における前記谷部の底部が前記変換部に固定されていることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
前記コーン部と前記変換部との間にローパスフィルタ機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気音響変換器。
【請求項３】
前記ローパスフィルタ機構は、前記コーン部の小径側端部の弾性率を前記翼状部よりも小さくすることにより構成されていることを特徴とする請求項２記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記コーン部の小径側端部に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記小径側端部の振動を制動する制動部材が前記開口部に設けられていることを特徴とする請求項４記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体を振動させて音を再生するスピーカ又は音を収集するマイクロホンに好適な電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なダイナミックスピーカは、コーンと呼ばれる円錐面状の振動板をボイスコイルモータで往復駆動するピストンモーションにより音を発するスピーカであり、低い周波数ではほぼ点音源として機能し、広い指向特性を有するが、振動板の口径と再生音の半波長がほぼ同等になる周波数以上の帯域では、指向性が鋭くなる。このため、高音域の再生には、小口径の振動板を使用した小型のスピーカが用いられる。
また、ダイナミックスピーカの動作原理と逆の動作原理を有するダイナミックマイクロホンでも、上記と同様のことが言える。即ち、広い指向性で高音域を収集するには、小口径の振動板を使用した小型のマイクロホンが用いられる。
【０００３】
これに対してリッフェル型スピーカは、一対の長方形の湾曲板により振動板が構成され、中高音域での指向性が広く、また、振動板の湾曲方向に沿う横方向に音が広がり、縦方向にはほとんど広がらないという特性を有する。
【０００４】
このようなリッフェル型スピーカとして、従来、例えば特許文献１又は特許文献２に開示されたものがある。
特許文献１には、高分子樹脂フィルムの中央部分にボイスコイルとしての導電体パターンをプリント形成し、その中央部分を折り返し加工して接着することによって、導電体パターンを有する平板状の部分と、湾曲形状の第１，第２の振動部とを一体化して備える振動板が形成されており、この振動板の平板状の部分は磁気回路内の磁気ギャップ内に配置され、両振動部の先端は支持部材に固定された構造のスピーカが開示されている。
特許文献２には、振動板中央部が凹部を形成した状態で折り返され、その凹部内に、長円の環状に巻回された偏平なボイスコイルが配置され、そのボイスコイルを上下に離間した二つの磁気ギャップ内に配置した構造のスピーカが開示されている。このスピーカにおいても、振動板の外周部は、環状のフレーム上に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７８０７９号公報
【特許文献２】特開２００７−１７４２３３号公報
【特許文献３】特開平８−１４０１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種のリッフェル型スピーカは、低音域での再生には適さないため、可聴帯域の全域を再生するためには、別途、低音域用のスピーカ（ウーハー）を用いたマルチスピーカシステムとする必要がある。
また、例えば特許文献３に示されるようにダイナミックスピーカのメインコーンの前方に小径のサブコーンを同軸に取り付けて広い帯域の再生を狙ったダブルコーン型のスピーカもあるが、マルチスピーカシステムを代替できるほどの改善効果は認められない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、１本のスピーカユニットで低音域から高音域までの広い周波数の帯域に亘って広い指向性を有する電気音響変換器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】
【０００８】
今回発明者らがリッフェル型スピーカのような一対の湾曲形成された振動面を有するスピーカの動作原理の解析を行うにあたり、その指向性の広さが、高音域での振動領域が線音源に集中することに起因するのではなく、振動板の形状そのものに依るものであることを見出した。そこで、この形状の振動板と低音域用コーン部とを組み合わせることにより、低音域から高音域までの再生が可能なスピーカユニットが実現可能であるとの結論に到達し、以下の解決手段とした。
【０００９】
本発明の電気音響変換器は、錐形状に形成されたコーン部と、一対の縦割り筒状面が並列に形成され、隣接する前記縦割り筒状面の一方の側部どうしの間で谷部が形成された翼状部とを備える振動体、前記コーン部の軸に沿う前記振動体の振動と該振動に対応する電気信号との変換を行う変換部、及び前記振動体を前記コーン部の軸方向に沿って移動可能に支持する支持部を有し、前記コーン部の小径側端部及び前記翼状部における前記谷部の底部が前記変換部に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
この電気音響変換器は、振動体に縦割り筒状面を有する翼状部とコーン部とを備えているので、本発明をスピーカに適用した場合、翼状部の振動により、リッフェル型スピーカと同様に中高音域で広い指向性を有するとともに、コーン部の振動により、ダイナミックスピーカと同様に低音域においても高い音圧を有する。
したがって、１本のスピーカユニットにより低音域から中高音域までの可聴帯域の全域で広い指向性で再生可能なフルレンジスピーカユニットを実現することができる。
本発明をマイクロホンに適用する場合も、縦割り筒状面の振動により中高音域、コーン部の振動により低音域をそれぞれ収音することができ、低音域から中高音域まで広い指向性で収音することができる。
【００１１】
本発明の電気音響変換器において、前記コーン部と前記変換部との間にローパスフィルタ機構が設けられているとよい。
ローパスフィルタ機構が設けられているので、高音域におけるコーン部の振動を抑制して、翼状部による高音域の再生又は収音をコーン部が干渉することを防止することができる。
【００１２】
本発明の電気音響変換器において、前記ローパスフィルタ機構は、前記コーン部の小径側端部の弾性率を前記翼状部よりも小さくすることにより構成されているとよい。
コーン部の小径側端部の弾性率を小さくする構成として、前記コーン部の前記小径側端部に開口部が形成された構成としてもよい。
開口部が形成されることによりコーン部の小径側端部の固さ（スチフネス）が小さくなるので弾性率も小さくなる。開口部の数、大きさ、形状、配置等を適宜設定することにより、機械的ローパスフィルタとしてのカットオフ周波数を調整することができ、所望の音質の電気音響変換器を得ることができる。
【００１３】
コーン部の小径側端部に開口部を形成する場合、前記小径側端部の振動を制動する制動部材を前記開口部に設けてもよい。
制動部材としては、樹脂フィルム、ゴム膜等を用いることができ、その材質等を選択することにより、機械的ローパスフィルタとしてのＱ値を調整することができ、所望の音質の電気音響変換器を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電気音響変換器をスピーカに適用した場合、このスピーカは、低音域においてはコーン部により高い音圧を有し、中高音域においては縦割り筒状面からの再生音の放射により広い指向性を有しており、１本のスピーカユニットにより低音域から中高音域までの広い範囲で広い指向性を有するフルレンジスピーカユニットを実現することができる。また、本発明の電気音響変換器をマイクロホンに適用した場合も、このマイクロホンは、低音域から高音域まで広い周波数帯域に亘って広い指向性で収音することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態のスピーカを示す分解斜視図である。
【図２】図１のスピーカの組立状態を示す斜視図である。
【図３】図２のスピーカの正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図５】図２の半分を断面にした斜視図である。
【図６】第１実施形態のスピーカに用いられている振動体を拡大した分解斜視図である。
【図７】図６の振動体の組立状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態のスピーカを示す分解斜視図である。
【図９】図８のスピーカの組み立て状態を示す斜視図である。
【図１０】図８のスピーカの断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態のスピーカを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電気音響機器をスピーカに適用した実施形態について図面を参照して説明する。
１．全体の構成
図１〜図７は、本発明の第１実施形態のスピーカ（電気音響機器）１００を示す。
この実施形態のスピーカ１００は、振動体１と、この振動体１を往復駆動するアクチュエータ（変換部）２と、これら振動体１及びアクチュエータ２を支持するための支持枠３と、振動体１を支持枠３に往復移動自在に支持するエッジ部４とを備えている。
なお、図２において、エッジ部４が設けられている側を上、アクチュエータ２が設けられている側を下とするように上下方向を設定し、この上下方向と直交し、後述する振動体１の谷部１３の延在方向をｘ方向、このｘ方向と直交する方向をｙ方向とする。このｘ方向及びｙ方向に対して、上下方向をｚ方向と称する場合もある。また、上方を向く面を表面、下方を向く面を裏面とする。
【００１７】
２．各部の構成
（１）振動体の構成
振動体１は、図２及び図３等に示したように、円錐面状に形成されたコーン部１１と、このコーン部１１の中央部の表面側に設けられた正面視で矩形状の翼状部１４とを備えている。
翼状部１４は、一対の縦割り筒状面１２が並列に形成されるとともに、隣接する縦割り筒状面１２の一方の側部どうしの間で谷部１３を形成した構成とされている。
なお、上述の縦割り筒状面１２とは、筒状の面の一部を縦割りにして切り取った面のことである。また、上述の縦割り筒状面１２の側部とは、縦割り筒状面１２において、前記筒状の面の湾曲する方向の側の部位のことである。
【００１８】
縦割り筒状面１２は、一方向（縦割り筒状面１２の周方向である横方向）に湾曲し、その一方向と直交する方向（縦割り筒状面１２の縦方向）へは直線状となっている。そして、一対の縦割り筒状面１２が、その凸となる方向を同じ表面側に向けて並列に配置されるとともに、隣接する側部どうしが、縦割り筒状面１２の周方向に沿う断面において、谷部１３の底部１６での縦割り筒状面１２の接線方向をほぼ平行に配置して接合されている。図４に示すように、谷部１３の底部１６では、両縦割り筒状面１２がわずかに間隔をあけて接合されており、したがって、その谷部１３の底部１６における接線Ｌ１，Ｌ２が平行に配置される。
【００１９】
なお、縦割り筒状面１２の断面形状は、必ずしも単一円弧面でなくてもよく、複数の曲率を連続させたもの、縦割り筒状面１２の周方向（横方向）に沿う断面が放物線形状やスプライン曲線など曲率が一定ないし連続的に変化するもの、角筒状面としたもの、階段状に複数の段差部を有する形状としたものなどを採用することができる。
また、均一な音響特性（周波数特性、指向特性）を得るために、各縦割り筒状面１２は、その谷部１３の底部１６における接線Ｌ１，Ｌ２の間の中心で谷部１３に沿う平行な面Ｍを中心として面対称に形成することが好ましい。ただし、本発明においては、必ずしも面対称でなくてもよい。
この面Ｍにおいて翼状部１４の谷部１３の長手方向の中心位置を翼状部１４の中心軸Ｍｃとする（図６参照）。
【００２０】
そして、図６及び図７に示すように、円錐面状のコーン部１１の小径側端部１１ａに、翼状部１４がその谷部１３を下方向にして重ね合わせられる。更に、コーン部１１の中心軸Ｃ（図６参照）上に翼状部１４の中心軸Ｍｃを一致させて固定されており、振動体１の下端部において、翼状部１４の谷部１３がコーン部１１の小径側端部１１ａの径方向に配置される。
【００２１】
また、図６及び図７に示すように、コーン部１１の小径側端部１１ａには、翼状部１４における谷部１３の底部１６の両端部を収容する切欠部１７が形成されている。この切欠部１７内に谷部１３の底部１６の両端部を収容して、その底部１６がコーン部１１の小径側端部１１ａに接着等により固定される。更に、この谷部１３の底部１６の両端には、谷部１３を塞ぐように端板１８が配設されている。これにより、コーン部１１の切欠部１７内に翼状部１４における谷部１３の底部１６の両端部を収容したときに、谷部１３がコーン部１１の裏面側に開口しないようにされ、コーン部１１の表面側と裏面側との間での音波の通り抜けが防止され、翼状部１４の前面の全面から音波を効率よく放射することができる。
【００２２】
上述の端板１８が設けられた谷部１３の両端部を除き、翼状部１４における縦割り筒状面１２の横方向及び縦方向の周縁には、コーン部１１との間の隙間を塞ぐように、薄膜の支持部材４１が設けられる。この支持部材４１は、翼状部１４を往復移動自在に支持するとともに、翼状部１４から放射される音波が裏面側に回り込まないように空間を区画し、かつコーン部１１及び翼状部１４のそれぞれの振動を妨げないように、エッジ部４と同様の柔軟な材料で構成される。また、支持部材４１は、例えば、１〜２ｍｍ程度の厚さの発泡材などで構成されてもよい。
【００２３】
更に、コーン部１１の小径側端部１１ａにおいて、翼状部１４が重ねられて支持部材４１により囲まれた領域内には、複数の丸い開口部４２が貫通して形成されるとともに、これら開口部４２を塞ぐように、樹脂フィルム、ゴム膜等からなる薄膜の制動部材４３がコーン部１１上に貼り付けられる。これら開口部４２は、コーン部１１の小径側端部１１ａの周にわたって適宜の間隔をおいて配置される。また、制動部材４３は、帯状に形成され、小径側端部１１ａに周方向に沿ってコーン部１１上に貼付される。なお、制動部材４３にも、翼状部１４における谷部１３の底部１６を配置・収容させる溝部４４が形成されている。
なお、前述の開口部４２は丸穴に限らない。長円や細長い穴、螺旋状の開口でもよい。開口部４２の数も、複数ではなく一つでもよい。また、開口部４２に替えて、薄肉に形成した薄肉部でもよいし、ヒダ状（蛇腹状）に形成したヒダ部でもよい。
【００２４】
この振動体１のコーン部１１及び翼状部１４は、その材質が限定されるものではなく、スピーカの振動板として一般的に用いられる合成樹脂、紙、金属等の材料を用いることができ、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル等の合成樹脂からなるフィルムを真空成形することにより、比較的容易に成形することができる。
この実施形態の振動体１においては、コーン部１１は一般的なコーン紙により形成され、翼状部１４は合成樹脂からなる１枚のフィルムを真空成型等により一体成形して形成されており、翼状部１４における谷部１３の底部１６は、フィルムの中央部が断面Ｕ字状に折り返されることにより形成されている。そして、前述したようにコーン部１１に開口部４２が形成されていることにより、コーン部１１の小径側端部１１ａの弾性率が、コーン部１１の他の部分に比べて小さくされている。薄膜の制動部材４３も、材質が限定されるものではないが、コーン部１１を構成しているコーン紙よりもさらに機械的な抵抗が大きいものが用いられる。
【００２５】
このように構成された振動体１は、翼状部１４とコーン部１１との形状の異なる二つの振動面（放音面）を有することになるが、図２及び図７に示すように、翼状部１４は、振動面となる縦割り筒状面１２の全面が前方（上方であるｚ方向）に向けられているのに対して、コーン部１１は、その小径側端部１１ａに翼状部１４が重ねられていることから、この翼状部１４が重ねられている部分を除いて露出する上部の表面が前方（上方であるｚ方向）に向けられた振動面（放音面）となる。
【００２６】
（２）振動体以外の各部の構成
アクチュエータ２は、例えばボイスコイルモータが用いられ、振動体１における翼状部１４の谷部１３の底部１６及びコーン部１１の小径側端部１１ａに設けられたボイスコイル２０と、支持枠３に固定された磁石機構２１とにより構成される。
ボイスコイル２０は、円筒状のボビン２０ａの回りにコイル２０ｂが巻回されたものであり、その軸方向と振動体１のコーン部１１の軸方向とを一致させ、直径方向に翼状部１４の谷部１３の底部１６が配置されるように、ボイスコイル２０の上端と振動体１の下端とが接着剤等を介して固着されている。この場合、図４及び図５に示すように、ボイスコイル２０の上端部がコーン部１１の小径側端部１１ａから挿入され、その挿入端が翼状部１４の谷部１３の底部１６に当接しており、これにより、ボイスコイル２０の上端部に、コーン部１１の小径側端部１１ａ及び翼状部１４の谷部１３の底部１６の両方が固定されている。
【００２７】
そして、このボイスコイル２０の外周部がダンパー２２を介して支持枠３に支持されており、ボイスコイル２０は支持枠３に対してボイスコイル２０の軸方向に沿って往復移動自在である。ダンパー２２は一般的なダイナミックスピーカに用いられる材料のものを適用することができる。
磁石機構２１は、環状の磁石２３と、この磁石２３の一方の極に固定されたリング状のアウターヨーク２４と、他方の極に固定されたインナーヨーク２５とを備えており、インナーヨーク２５の中心のポール部２５ａの先端部がアウターヨーク２４内に配置されることにより、これらアウターヨーク２４とインナーヨーク２５との間に、環状に磁気ギャップ２６が形成され、この磁気ギャップ２６内にボイスコイル２０の端部が挿入状態に配置されている。
【００２８】
支持枠３は、例えば金属材により成形され、図示例では、矩形の枠状に形成されたフランジ部３０と、フランジ部３０の下方に延びる複数のアーム部３１と、これらアーム部３１の下端に形成された環状フレーム部３２とを備えている。そして、そのフランジ部３０の内周面は円周面に形成されており、その内側に、コーン部１１の小径側端部１１ａ及び翼状部１４における谷部１３の底部１６を下方に向けて振動体１が配置され、振動体１のコーン部１１の大径側端部１１ｂがエッジ部４を介してフランジ部３０の上面に支持されている。したがって、エッジ部４は、振動体１のコーン部１１に対応して円形リング状に形成される。このエッジ部４も、一般的なダイナミックスピーカに用いられている材料のものを適用することができる。
本発明において、振動体１をコーン部１１の軸方向（谷部１３の深さ方向であるｚ方向）に振動可能に支持する支持部３５は、この実施形態では、支持枠３とエッジ部４によって構成されている。
【００２９】
この支持枠３に振動体１を取り付けた状態において、縦割り筒状面１２は、図４に示すように、縦割り筒状面１２の湾曲方向に沿って最も外側の先端どうしを結ぶ線（図示例では、谷部１３の底部１６とは反対側の側部の先端と支持部材４１との接続点どうしを結ぶ線）を境界線Ｈとするとき、先端から谷部１３に向かうにしたがって境界線Ｈから漸次離間する方向に湾曲する。
前述したように、縦割り筒状面１２は、単一円弧面だけでなく、複数の曲率を連続させたもの、断面が放物線形状やスプライン曲線など曲率が一定ないし連続的に変化するもの、角筒状面としたもの、階段状に複数の段差部を有する形状としたものなどを採用することができるが、その先端どうしを結ぶ境界線Ｈを超えない形状の凸面とするのが好ましい。
なお、図１及び図２等において符号３３は、ボイスコイル２０を外部に接続するための端子を示している。
【００３０】
３．動作
このように構成されたスピーカ１００は、振動体１に固定されたアクチュエータ２のボイスコイル２０に音声信号に応じた駆動電流が流れると、その駆動電流によって生じる磁束変化と、磁気ギャップ２６内の磁界とにより、ボイスコイル２０に駆動電流に応じた駆動力が作用し、磁界と直交する方向（ボイスコイル２０の軸方向、図４では矢印で示す上下方向であるｚ方向）にボイスコイル２０を振動させる。これにより、このボイスコイル２０に接続されている振動体１が、コーン部１１の軸方向（谷部１３の深さ方向）に沿って振動し、表面から再生音が放射される。
【００３１】
この場合、振動体１は、翼状部１４とコーン部１１とを有しており、いずれも振動面を形成しているが、前述したように、翼状部１４は縦割り筒状面１２から再生音が放射されるので、リッフェル型スピーカに用いられている振動板と同様に中高音域での指向性が広く、一方、コーン部１１は、その円錐表面のピストンモーションによって音が再生されるので、低い周波数で広い指向性を有している。
また、コーン部１１の小径側端部１１ａには、開口部４２が形成されていることにより、その開口部４２の形成領域の弾性率が小さく設定されており、アクチュエータ２のボイスコイル２０の振動の周波数が低い場合は、コーン部１１の全体がボイスコイル２０と一体に振動するが、周波数が高くなると、コーン部１１の上部への振動の伝達が小径側端部１１ａにおける開口部４２の形成領域で抑制される結果、コーン部１１の上部の振動が抑制される。つまり、コーン部１１の小径側端部１１ａに形成した開口部４２が、コーン部１１の上部の振動面とアクチュエータ２のボイスコイル２０との間で伝達される振動に対してローパスフィルタとして機能するフィルタ機構を構成している。このため、翼状部１４による高音域の再生をコーン部１１が干渉することを防止することができる。
したがって、このスピーカは、１本のスピーカユニットにより低音域から中高音域までの可聴帯域の全域で広い指向性で再生可能なフルレンジスピーカユニットを実現することができる。
【００３２】
この場合、開口部４２の数、大きさ、形状、配置等を適宜設定することにより、機械的ローパスフィルタとしてのカットオフの周波数を設定することができる。また、開口部４２に制動部材４３が貼付されているので、この制動部材４３の材質や厚さ等を適宜選択することにより、機械的ローパスフィルタとしての共振のＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）を設定することができる。以上、開口部４２及び制動部材４３の構成により、機械的ローパスフィルタの周波数特性を最適に設定することができるので、所望の音響特性の電気音響変換器が得られる。
【００３３】
なお、翼状部１４は、その縦割り筒状面１２の周縁をコーン部１１に支持している支持部材４１が縦割り筒状面１２の周縁を囲むように配置され、また、谷部１３の底部１６の両端も端板１８により塞がれた状態となっているので、表面側から放射された音波が翼状部１４の裏面側に抜けていくことが防止され、翼状部１４の縦割り筒状面１２の全体から前方に効率的に放音することができる。
また、この実施形態では、振動体１の外周部が円錐面状のコーン部１１により形成されているので、エッジ部４を円形リング状の単純形状とすることができる。さらに、アクチュエータ２のボイスコイル２０も円筒状に形成して、その上端部を振動体１のコーン部１１と翼状部１４との両方に固着したので、このアクチュエータ２としても、通常のダイナミックスピーカに用いられているものを適用することができ、したがって、エッジ部４、支持枠３、アクチュエータ２等として、通常のコーン状振動板のみからなるダイナミックスピーカと共通の部品を適用することができ、安価に製造することができる。
【００３４】
また、以上の第１実施形態では、図３に示すように、振動体１は、コーン部１１に正面視で矩形状に形成した翼状部１４を組み合わせた形状としたが、他の形状の翼状部を組み合わせることもできる。例えば図８〜図１０に示す第２実施形態のスピーカ（電気音響変換器）２００のように、振動体５０の翼状部５４を正面視で円形としてもよい。なお、この図８〜図１０に示す第２実施形態のスピーカ２００において、第１実施形態のスピーカ１００と共通要素には同一符号を付して説明を簡略化する（第３実施形態においても同様とする）。
【００３５】
第２実施形態のスピーカ２００では、翼状部５４が、図８〜図１０に示すように、一対の縦割り筒状面５２が並列に形成され、隣接する縦割り筒状面５２の一方の側部どうしの間で谷部５３を形成するとともに、この谷部５３の延在方向の両端部を谷部塞ぎ部５１により閉塞した構成とされる。そして、この谷部塞ぎ部５１は、全体として円錐面状に形成され、縦割り筒状面５２の外側から延びて設けられる。つまり、この翼状部５４は、図１０に断面を示したように、谷部５３を下側とすると、この谷部５３から上側方向の大部分の面が縦割り筒状面５２とされると共に、谷部５３の両端では谷部塞ぎ部５１が円錐面の一部をなすように形成される。また、翼状部５４の下端は、谷部５３の底部５６により直線状に構成されるが、翼状部５４の上端は正面視で円形に形成される。
【００３６】
この第２実施形態のスピーカ２００の翼状部５４以外の構成は、第１実施形態のものと同じ構造であり、振動体５０は、円錐面状のコーン部１１の小径側端部１１ａに、翼状部５４が谷部５３を下方向にして重ね合わされることにより構成される。そして、翼状部５４は、コーン部１１の中心Ｃ上に中心軸Ｍｃを一致させて固定される。したがって、振動体５０の下端部において、翼状部５４の谷部５３の底部５６がコーン部１１の小径側端部１１ａの径方向に配置される。
【００３７】
また、コーン部１１の小径側端部１１ａには、翼状部５４の底部５６の両端部を収容する切欠部１７が形成されており、この切欠部１７に翼状部５４の底部５６の両端部を収容して、その底部５６がコーン部１１の小径側端部１１ａに接着等により固定される。また、ボイスコイル２０の上端と振動体５０の下端とは接着剤等を介して固着されている。この場合、図１０に示すように、ボイスコイル２０の上端部がコーン部１１の小径側端部１１ａから挿入され、その挿入端が翼状部５４の谷部５３の底部５６に当接しており、これにより、ボイスコイル２０の上端部に、コーン部１１の小径側端部１１ａ及び翼状部５４の谷部５３の底部５６の両方が固定される。
【００３８】
一方、翼状部５４の上端は、円形リング状に形成された薄膜の支持部材５５を介してコーン部１１の円錐面の途中に接続される。この支持部材５５は、翼状部５４の上端とコーン部１１との間の隙間を塞ぐように設けられるとともに、翼状部５４を往復移動自在に支持する。また、支持部材５５は、翼状部５４から放射される音波が裏面側に回り込まないように空間を区画し、かつ、コーン部１１及び翼状部５４のそれぞれの振動を妨げないように、第１実施形態の場合と同様、エッジ部４と同様の一般的なダイナミックスピーカに用いられている柔軟な材料により構成される。
【００３９】
さらに、第２実施形態のスピーカ２００においても、第１実施形態のスピーカ１００と同様に、コーン部１１の小径側端部１１ａに複数の開口部４２を形成することにより、アクチュエータ２とコーン部１１との間にローパスフィルタ機構を設けている。また、開口部４２を塞ぐように、薄膜の制動部材４３をコーン部１１上に貼付けており、これら開口部４２及び制動部材４３の構成により、機械的ローパスフィルタの周波数特性が調整される。
【００４０】
このように構成される第２実施形態のスピーカ２００においては、第１実施形態のスピーカ１００と同様に、振動体５０が翼状部５４とコーン部１１とを組み合わせて構成されていることから、翼状部５４の縦割り筒状面５２から再生音が放射されて、リッフェル型スピーカに用いられている振動板と同様に中高音域での指向性が広く、一方、コーン部１１は、その円錐表面のピストンモーションによって音が再生されるので、低い周波数で広い指向性を有する。したがって、スピーカ２００は、１本のスピーカユニットにより低音域から中高音域までの可聴帯域の全域で広い指向性で再生可能なフルレンジスピーカユニットを実現することができる。
【００４１】
また、この第２実施形態では、翼状部５４の谷部５３の両端部は、あらかじめ谷部塞ぎ部５１により閉塞された形状とされていることから、コーン部１１の切欠部１７内に谷部５３の底部５６の両端部を収容したときに、谷部５３がコーン部１１の裏面側に開口することがなく、コーン１１の表面側と裏面側との間で音波の通り抜けが防止され、翼状部５４の前面の前面から音波を効率良く放射することができる。さらに、谷部１３の両端部を谷部塞ぎ部５１で閉塞した翼状部５４を形成し、その翼状部５４の上端、すなわち外周部を正面視で円形に設けていることから、支持部材５５を円形リング状の単純な形状とすることができる。したがって、エッジ部４、支持枠３、アクチュエータ２等の部品に加えて、支持部材５５も、通常のコーン状振動板のみからなるダイナミックスピーカと共通の部品を適用することができ、安価に製造することができる。
【００４２】
なお、第２実施形態のスピーカ２００では、図１０に示すように、翼状部５４の底部５６を、ボイスコイル２０の上端、すなわち円筒状のボビン２０ａの上端と当接する二箇所で固定することとしていたが、翼状部５４とボイスコイル２０との固定位置はこれに限定されるものではない。例えば、図１１に示す第３実施形態のスピーカ３００のように、ボイスコイル６０のボビン６０ａを縦割り筒状面５２の裏面側まで延長した形状とし、翼状部１４の底部５６だけではなく、縦割り筒状面５２の裏面とも接着剤等を介して固着することも可能である。この場合、翼状部５４とボイスコイル２０とが広い面積で強固に高い耐久性を持って接続されることから、これらの間の振動の伝達ロスが小さくなり、翼状部５４とボイスコイル２０との間で振動を確実に伝達することができる。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、コーン部１１を円錐面状に形成し、エッジ部４を円形のリング状に形成したが、コーン部を楕円錐面状に形成し、エッジ部も楕円形のリング状に形成してもよい。また、コーン部１１は、一般的なダイナミックスピーカとして用いられる振動板であれば、円錐面状や楕円錘面状以外の形状でもよく、正面視で丸型や角型、あるいは角型に丸型を組み合わせた形状でもよく、全体として錐形状に形成されていればよい。
また、翼状部１４，５４は、１枚のフィルムから一体成形した例を示したが、２枚のフィルムの一側部どうしを接着した形態等としてもよい。また、翼状部の裏面に補強用のリブやブロック等を固着してもよい。翼状部の表面に対しては、縦割り筒状面にその周方向に沿って板状又は棒状のリブを設けることが可能である。このスピーカは、前述したように、縦割り筒状面を再生音の放射面としているので、その縦割り筒状面の周方向に沿う方向への指向性は広いが、これと直交する方向には狭いという特性を有しており、このため、縦割り筒状面の放射面に周方向に沿って板状又は棒状のリブを設けたとしても、音響的な影響は少ない。
【００４４】
また、上記実施形態では、翼状部を、一対の縦割り筒状面を有する構成としたが、このような対の縦割り筒状面を、これらの谷部を交差させて複数対組み合わせた構成としてもよい。
さらに、振動体を往復駆動する変換部として、ボイスコイルモータを適用したが、ボイスコイルモータに代えて、圧電素子等を用いてもよい。
また、上記実施形態ではいずれも本発明をスピーカに適用したが、本発明をマイクロホンに適用することも可能である。本発明をスピーカに適用する場合は、ボイスコイルモータ等の変換部が、音声信号に基づく電気信号を振動体の振動に変換するが、本発明をマイクロホンに適用する場合も、変換部としてボイスコイルモータ等を用いることができ、その場合の変換部は、音波を受けて振動する振動体の振動を電気信号に変換する。そして、本発明を適用したマイクロホンは、コーン部により低音域、翼状部により中高音域を収音するとともに、高音域におけるコーン部の振動の伝達が抑制され、感度を維持しながら指向性が良好となり、低音域から高音域まで広い周波数帯域に亘って広い指向性で収音することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１，５０…振動体、２…アクチュエータ（変換部）、３…支持枠、４…エッジ部、１１…コーン部、１１ａ…小径側端部、１２，５２…縦割り筒状面、１３，５３…谷部、１４，５４…翼状部、１６，５６…底部、１７…切欠部、１８…端板、２０，６０…ボイスコイル、２１…磁石機構、２２…ダンパー、２３…磁石、２４…アウターヨーク、２５…インナーヨーク、２５ａ…ポール部、２６…磁気ギャップ、３０…フランジ部、３１…アーム部、３２…環状フレーム部、３３…端子、４１…支持部材、４２…開口部、４３…制動部材、４４…溝部、５１…谷部塞ぎ部、５５…支持部材、１００，２００，３００…スピーカ（電子音響変換器）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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