(57)【要約】【課題】中音域から高音域にわたる音域の改善が図れるようにした電気音響変換器を提供する。【解決手段】振動板１１を、断面形状がドーム形状の中央振動部１９とその中央振動部１９の外周に一体に連続して配置されエッジ部２１ｂがフレーム１３に固定支持された断面ドーム形状の外周振動部２１とで構成する。振動板１１は、厚い板厚領域Ｄとそれにより薄い板厚領域Ｄ−１の組合せ形状に作り、薄い板厚領域Ｄ−１を、外周振動部２１のエッジ部２１ｂとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路と、
前記磁気回路を収納するフレームと、
断面が略ドーム形状の中央振動部、及び、前記中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を有し、前記外周振動部の外周側のエッジ部分の端部が前記フレームに固定された振動板
とを備え、
前記振動板が、前記中央振動部全体を含む第１の板厚領域と、前記外周振動部の前記エッジ部分を含み板厚が前記第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
磁気回路と、
前記磁気回路を収納するフレームと、
断面が略ドーム形状の中央振動部、及び、前記中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を有し、前記外周振動部の外周側のエッジ部分の端部が前記フレームに固定された振動板
とを備え、
前記振動板が、前記中央振動部全体及び前記外周振動部における前記中央振動部との連結部分に連なる所定領域を含む第１の板厚領域と、前記外周振動部における前記所定領域以外の部分であり板厚が前記第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項３】
前記振動板は単層構造であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記振動板は、前記第１の板厚領域が複数層構造であり前記第２の板厚領域が前記第１の板厚領域の層数よりも少ない層数の層構造である積層体で構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
磁気回路と、
前記磁気回路を収納するフレームと、
断面が略ドーム形状の中央振動部、及び、前記中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を有し、前記外周振動部の外周側のエッジ部分の端部が前記フレームに固定された振動板
とを備え、
前記振動板が、前記中央振動部全体を含む第１の領域と、前記外周振動部の前記エッジ部分を含み前記第１の領域よりも軟質であり可撓性を有する第２の領域とを形成してなることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項６】
断面が略ドーム形状の中央振動部と、
前記中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部
を備える振動板であって、
前記振動板が、前記中央振動部全体を含む第１の板厚領域と、前記外周振動部の前記エッジ部分を含み板厚が前記第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなることを特徴とする振動板。
【請求項７】
断面が略ドーム形状の中央振動部と、
前記中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部
とを備える振動板であって、
前記振動板が、前記中央振動部全体及び前記外周振動部における前記中央振動部との連結部分に連なる所定領域を含む第１の板厚領域と、前記外周振動部における前記所定領域以外の部分であり板厚が前記第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなることを特徴とする振動板。
【請求項８】
前記第１の板厚領域及び前記第２の板厚領域が単層構造で構成されたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の振動板。
【請求項９】
前記第１の板厚領域が複数層構造であり前記第２の板厚領域が前記第１の板厚領域の層数よりも少ない層数の層構造であることを特徴とする請求項６または７に記載の振動板。
【請求項１０】
断面が略ドーム形状の中央振動部と、
前記中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部
とを備える振動板であって、
前記振動板が、前記中央振動部全体を含む第１の領域と、前記外周振動部の前記エッジ部分を含み前記第１の領域よりも軟質であり可撓性を有する第２の領域とを形成してなることを特徴とする振動板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッドホーン等に適する全帯域型の電気音響変換器及び振動板に関する。
【背景技術】
【０００２】
低音域から高音域までの広帯域にわたって音声を再生するのに全帯域型の電気音響変換器がある。
【０００３】
電気音響変換器の概要は、振動板とその振動板を駆動する磁気回路部とを有し、振動板は例えば、図４に示すように、フレーム１１３内に収容された振動板１１１が用いられる。振動板１１１は、ドーム形状の中央振動部１０１とその中央振動部１０１の外周に一体に連続して配置された外周振動部１０３の組合せにより低音域から高音域までの全帯域にわたってカバーする構造となっている。このときの一般的な周波数レスポンス（出力音圧周波数特性）を図５に示す。
【０００４】
図５に示す周波数レスポンスは、基準軸上１ｍの点における音圧レベルを周波数に対応して連続した曲線となるよう自動測定したものである。この周波数レスポンスにおいて、再生される周波数範囲を実効周波数帯域ＦＢという。低域の限界を示す低域共振周波数ｆｏと、高域の限界を示す高域共振周波数ｆｈの範囲で、出力音圧レベルが−１０ｄＢ低下した低域再生限界Ｌと高域再生限界Ｈの周波数範囲が示されている。特性は、ピストン振動域ＰＢの平坦な特性と、振動板の複雑な振動域からなる分割振動域ＤＢとに２分される。全体域型では、低域再生限界Ｌから高域再生限界Ｈまでの実効周波数帯域ＦＢの全域を使用する。
【０００５】
この場合、低音域ではエッジ部１０５を支点として振動するピストン振動域ＰＢのため、特性は出力音圧の周波数特性はほぼフラットとなる。中音域では、振動板の周辺のエッジ部１０５及び中央振動部１０１と外周振動部１０３境目となる連結部にそれぞれ影響が現れ、共振により、図４の矢印ａ、ｂに示すような逆位相の振動が発生して音が打ち消し合い、中音の谷ｄと呼ばれるデイップが生じる。高音域では、振動板はピストン振動ができなくなり、振動板の各部分が複雑に振動する分割振動域ＤＢになるため、多くのピークデイップが生じる。高域限界では、主に振動板の中央部のスティフネスと質量、ボイスコイル１０７の質量で決まる周波数で高域共振が起こり、この高域限界周波数（高域再生限界Ｈ）でのピークを最後に音圧が急激に低下する。
【０００６】
これらの問題を解消する手段として、例えば、高音域を拡げるために、音響損失特性０。０２以上の振動板材料を用い、振動板の分割振動を利用して２０ｋＨｚ以上の周波数帯を再生可能とする手段が知られている。あるいは、エッジ部の固定支持を弾性部材を用いることにより中音域でのエッジ部の逆位相振動を抑えてデイップを小さくする手段が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１５２８８５号公報
【特許文献２】特開２００５−２０４２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した如く全帯域型の振動板にあっては、特に、中音域から高音域にかけて問題が起きるようになる。しかしながら、中音域を改善する特許文献１の手段にあっては、音響損失特性が０．０２以上の特殊な材料を用いる必要があることと、高音域以外の音域改善には大きくつながらない不具合をかかえる。
【０００８】
一方、弾性部材でエッジ部を支持する特許文献２の手段にあっては、エッジ部の振動特性の改善は図れる反面、中央振動部と外周振動部の境目で起きる逆位相の改善にはつながらず、中音域から高音域にかけての不具合をかかえる。
【０００９】
そこで、本発明にあっては、中音域から高音域にわたる音域の音質改善が図れるようにした電気音響変換器及び振動板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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、磁気回路と、磁気回路を収納するフレームと、断面が略ドーム形状の中央振動部、及び、中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を有し、外周振動部の外周側のエッジ部分の端部がフレームに固定された振動板とを備え、振動板が、中央振動部全体を含む第１の板厚領域と、外周振動部のエッジ部分を含み板厚が第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなる電気音響変換器であることを特徴とする。
【００１１】
更に本発明にあっては、磁気回路と、磁気回路を収納するフレームと、断面が略ドーム形状の中央振動部、及び、中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を有し、外周振動部の外周側のエッジ部分の端部がフレームに固定された振動板とを備え、振動板が、中央振動部全体及び外周振動部における中央振動部との連結部分に連なる所定領域を含む第１の板厚領域と、外周振動部における所定領域以外の部分であり板厚が第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなる電気音響変換器であることを特徴とする。
【００１２】
更に本発明にあっては、磁気回路と、磁気回路を収納するフレームと、断面が略ドーム形状の中央振動部、及び、中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を有し、外周振動部の外周側のエッジ部分の端部がフレームに固定された振動板とを備え、振動板が、中央振動部全体を含む第１の領域と、外周振動部のエッジ部分を含み第１の領域よりも軟質であり可撓性を有する第２の領域とを形成してなる電気音響変換器であることを特徴とする。
【００１３】
更に本発明にあっては、断面が略ドーム形状の中央振動部と、中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部を備える振動板であって、振動板が、中央振動部全体を含む第１の板厚領域と、外周振動部のエッジ部分を含み板厚が第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなる振動板であることを特徴とする。
【００１４】
更に本発明にあっては、断面が略ドーム形状の中央振動部と、中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部とを備える振動板であって、振動板が、中央振動部全体及び外周振動部における中央振動部との連結部分に連なる所定領域を含む第１の板厚領域と、外周振動部における所定領域以外の部分であり板厚が第１の板厚領域よりも薄い第２の板厚領域とを形成してなる振動板であることを特徴とする。
【００１５】
更に本発明にあっては、断面が略ドーム形状の中央振動部と、中央振動部の外周全周にわたり成形され断面が略ドーム形状の外周振動部とを備える振動板であって、振動板が、中央振動部全体を含む第１の領域と、外周振動部のエッジ部分を含み第１の領域よりも軟質であり可撓性を有する第２の領域とを形成してなる振動板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、振動板は外周振動部のエッジ部を支点として一体に振動するピストン振動域となり、出力音圧の周波数特性をフラットにできる。
【００１７】
特に、中音域において、エッジ部及び中央振動部と外周振動部をつなぐ部分は一体に連続し合う板厚又は硬質の板厚により共振による逆位相の振動が小さく抑えられ音圧デイップの改善を図ることができる。また、高音域において、厚い板厚あるいは、硬質の板厚によって振動板の複雑な分割振動を小さく抑えピークデイップの改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本発明の実施の態様を説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この技術的思想は、構成物品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００１９】
図１に示すように、実施の形態に係る電気音響変換器１は、磁極（ヨーク）３と中心極５と磁石７とで構成された磁気回路９と、磁気回路９の上方に配置された振動板１１とを有している。
【００２０】
磁気回路９を構成する磁極３、中心極５、磁石７はフレーム１３の凹部１５から立ち上がる柱状突起体１７と嵌合し、磁極３と中心極５との間に所定のギャップＧを有して凹部１５内に収納配置されている。
【００２１】
振動板１１は、断面形状がドーム形状の中央振動部１９とその中央振動部１９の外周に一体に連続して形成された外周振動部２１とを有し、中央振動部１９から外周振動部２１へ続く境目Ｔの裏面にはギャップＧ内にボイスコイル２２が落し込みにより中心出しをしながら接着剤を介して接合支持される。一方、外周振動部２１は、中央振動部１９と同じ板厚の板厚部２１ａと、それより薄い板厚のエッジ部２１ｂとからなる。エッジ部２１ｂの周端縁Ｐはフレーム１３の外周縁に接着剤等の接着手段によって接着された支持構造となっている。
【００２２】
外周振動部２１のエッジ部２１ｂの領域（第２の板厚領域）Ｄ−１は、図１に示した如く中央振動部１９及び外周振動部２１の板厚部２１ａからなる領域（第１の板厚領域）Ｄの板厚αより薄い板厚に形成され、エッジ部２１ｂの領域Ｄ−１を支点として振動するピストン振動域が作られると共に、谷となる音圧デイップが小さく抑えられる板厚βに設定されている。
【００２３】
板厚寸法αは、特に限定されないが、例えば、ヘッドホーンやイヤホーンに用いる場合には、必要な重量やスティフネス等を考慮すると、例えば、５μｍから２５０μｍ程度とすることができる。
【００２４】
また、エッジ部２１ｂを除いた中央振動部１９及び外周振動部２１の板厚部２１ａからなる第１の板厚領域Ｄは、中央振動部１９から外周振動部２１へ続く境目Ｔにおいて中央振動部１９と外周振動部２１の音が互いに打ち消し合う逆位相の振動が小さく抑えられる厚みの板厚寸法βに設定されている。
【００２５】
板厚寸法βは、特に限定されないが、例えば、ヘッドホーンやイヤホーンに用いる場合には、重量管理やスティフネスの観点から、例えば、４μｍから４０μｍ程度とすることができる。
【００２６】
図１の振動板１１は、例えば、合成樹脂フィルムからなる単層構造を有する。合成樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）等が好適に用いられる。また、人工素材や天然素材との混合からなるビニロン系繊維等の不織布、天然素材からなるガンピ紙やコウゾ紙等の抄紙、更には、木製シートを用いることができる。
【００２７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、振動板１１は、中央振動部１９とその外周の外周振動部２１とを薄板で形成し、その上から、木製シート２３を重ね合せる積層構造としてもよい。
【００２８】
木製シート２３は、例えば、丸太状の木材を回転させながら切削刃にあてて、ロータリスライス、所謂、かつらむきを行うことで作られるようになっている。また、板目材、柾目木材からのスライス加工によっても作製できる。
【００２９】
使用する天然木の材質としては、導管密度が均一で小さい、導管が短い、木繊維質が長い、夏目の成長が遅い等の条件に加えて成形加工のし易い材料があげられる。加えて、音響特性の各条件、例えば、音速伝搬速度が速いこと、適度に高い内部損失を有するために低密度、高弾性率とともに異方性、不均一性を満たすものが最適で、ここでは、特に、広葉樹で、散孔材で塞冷地、高標高地で生育するダケカンバ等のカバ材を用いることができる。ホウノキ材又はイタヤカエデ等のカエデ系やハードメープル等のメープル系材等も用いることができる。
【００３０】
なお、図２に示す振動板１１において、所定の音響特性を奏するために必要な各条件を天然木だけで実現するのは難しい。振動板１１の成形性、形状安定性を考慮し、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す例では、木の材質に近似する紙のシート（補強シート）と木製シート２３を重ね合せた積層構造とすることで達成している。
【００３１】
紙のシートとしては、高耐熱で引っ張り等の機械強度が高いガンピ、コウゾ等の抄紙を用いた手段となっており、機械強度増強のため、樹脂含浸を行うことも可能である。木製材料と紙材料の重ね合せ方向は、それぞれの繊維方向が、平行あるいは直交、更にランダムな方向でも構わない。
【００３２】
また、木製材料や紙材料の他に、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等のセラミック、金属単体、２種あるいはそれ以上の合金の薄膜を第１の板厚領域Ｄの振動板として用いることができる。高密度材料の場合は、軽量化を図るために薄膜とするか、振動板面積を小さくすることが好ましい。
【００３３】
図２において第２の板厚領域Ｄ−１は、合成樹脂フィルムからなる単層構造となっている。材質には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルイミド、ポリイミド等が用いられ、振動板１１全体が一体に振動するピストン振動域となる厚みβに設定されている。なお、第２の板厚領域Ｄ−１を、合成樹脂単体や木製材料、紙材料、セラミック材料、金属及び合金材料との積層とすることも可能である。
【００３４】
このように構成された電気音響変換器１によれば、中央振動部１９とその外周の外周振動部２１からなる振動板１１は、薄板に作られたエッジ部２１ｂによって、特に中音域において逆位相の振動を小さく抑えることが可能となり、音圧デイップｄの改善を図ることができる。また、高音域において厚い板厚によって振動板の複雑な分割振動を小さく抑えピークデイップの改善を図ることができる。
【００３５】
なお、図１及び図２（ａ）、（ｂ）における振動板１１は、厚い板厚領域Ｄと薄い板厚領域Ｄ−１を作るのに一体構造あるいは積層構造の手段を採用した実施形態となっているが、図３に示す形状としてもよい。即ち、図３に示す例では、中央振動部１９とその外周に外周振動部２１を作ることは実施形態と同一であるが、板厚が厚い第１の板厚領域Ｄにあたる部分を板厚が薄い第２の板厚領域Ｄ−１よりも硬質の材質で形成する。一方、第２の板厚領域Ｄ−１、即ち、エッジ部２１ｂにあたる部分を柔らかい可撓性の材質で作る一体構造の振動板１１とするものである。なお、この場合、第１の板厚領域Ｄの板厚は第２の板厚領域Ｄ−１の板厚と同等または、第２の板厚領域Ｄ−１の板厚よりも薄くすることも可能である。
【００３６】
「硬質の材料」としては、例えば、上述の紙、木材等が利用可能である。「柔らかい可撓性を持つ材料」としては、同様に、紙、木材が利用可能であり、更には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルイミド、ポリイミドの合成樹脂が利用可能である。
【００３７】
なお、図３に示す振動板は、成形後、板圧領域Ｄに相当する円柱状の硬質材料のブロックとその外周に接しさせた軟質材料のブロックを予め接合しておき、その接合ブロックを、断面方向に、薄層にスライスし、シートとする。このシートを成形し、不要な外周部分を除去することにより製造できる。また、単一材料の紙あるいは木のシートから、板圧領域Ｄとなる部分に、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂溶液の樹脂含浸を行い、加熱硬化と成形を同時に行うことにより、中央部を硬質とする振動板が製造できる。これにより、図３の振動板１１を用いた場合においても、図１及び図２（ａ）（ｂ）に示す振動板１１と同一の作用・効果が得られるようになる。
【００３８】
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から、当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が可能であり、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲で変形して具体化できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電気音響変換器及び振動板は、ヘッドホーンやイヤホーン等の全帯域型で小型の動電型タイプのスピーカに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気音響変換器の概要切断面図。
【図２】実施の形態に係る振動板の第１例を示した概要説明図であり、図２（ａ）は成形後の振動板の上面図、図２（ｂ）は成形後の振動板の断面図。
【図３】実施の形態に係る振動板の第２例を示した概要説明図。
【図４】従来例の電気音響変換器の振動板を示した概要説明図。
【図５】周波数レスポンス（出力音圧周波数特性）の説明図。
【符号の説明】
【００４１】
３…磁極
５…中心極
７…磁石
９…磁気回路
１１…振動板
１３…フレーム
１５…凹部
１７…柱状突起体
１９…中央振動部
２１…外周振動部
２１ａ…板厚部
２１ｂ…エッジ部
２２…ボイスコイル
【図１】
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【図２】
2008085985.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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