(57)【要約】【課題】  歪が発生する帯域を狭くして、良好な音の再生が可能なスピーカ装置を提供する。【解決手段】  振動板１と環状のボイスコイル支持体６とが振動板１上の環状の連結部４において連結され、振動板１が、連結部４の内周側に形成されるドーム形状の第１振動板２と、連結部４の外周側に形成される第２振動板３とを有するスピーカ装置であって、第１振動板２の中央部には凹んだ逆ドーム部５が設けられ、振動板１は複数の固有振動モードを有し、逆ドーム部５の直径と、第１振動板２の直径と、振動板１の直径との比が調節されて、複数の固有振動モードのうちの少なくとも２つの固有振動モードの共振周波数が近付けられている。【選択図】        図１
2007005906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と環状のボイスコイル支持体とが前記振動板上の環状の連結部において連結され、前記振動板が、前記連結部の内周側に形成されるドーム形状の第１振動板と、前記連結部の外周側に形成される第２振動板とを有するスピーカ装置であって、
前記第１振動板の中央部には凹んだ逆ドーム部が設けられ、
前記振動板は複数の固有振動モードを有し、前記逆ドーム部の直径と、前記第１振動板の直径と、前記振動板の直径との比が調節されて、前記複数の固有振動モードのうちの少なくとも２つの固有振動モードの共振周波数が近付けられたスピーカ装置。
【請求項２】
前記第１振動板の固有振動モードの第１共振周波数と前記第２振動板の固有振動モードの第２共振周波数とが近付けられた請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
前記逆ドーム部の直径と、前記第１振動板の直径と、前記振動板の直径との比が、１：１．４〜２：２．３〜３．２である請求項２記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板と環状のボイスコイル支持体とが前記振動板上の環状の連結部において連結され、前記振動板が、前記連結部の内周側に形成されるドーム形状の第１振動板と、前記連結部の外周側に形成される第２振動板とを有するスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの各種電気機器の小型化及び薄型化に伴って、それら電気機器に内蔵されるスピーカ装置の小型化及び薄型化も要求されている。スピーカ装置には、振動板と環状のボイスコイル支持体とがその振動板上の連結部において連結された構造のものがあり、連結部の内周側の振動板はドーム形状や逆ドーム形状などの形状に形成されている。スピーカ装置の薄型化を達成するべく振動板を薄型化する場合、連結部の内周側の振動板は逆ドーム形状にするのがよい。或いは、連結部の内周側の振動板をドーム形状にし、且つ、そのドーム形状の中央部に凹部を設けることでもよい。
【０００３】
連結部の内周側の振動板を単純な逆ドーム形状に構成したスピーカ装置としては、特許文献１に示すようなものがある。
図５に例示するこのスピーカ装置では、ドーム振動板２０の外周部分が、環状のボイスコイル支持体２１と連結される連結部２５に形成されている。そして、連結部２５の内周側のドーム振動板２０は、ボイスコイル２２側に突出した逆ドーム形状である。連結部２５の外周側にはエッジ部２４の内周側が連結され、このエッジ部２４の外周側はフレーム２３に連結される。その結果、ボイスコイル支持体２１が上下に振動すると、連結部２５の内周側のドーム振動板２０及び外周側のエッジ部２４の両方が上下に振動し、ドーム振動板２０及びエッジ部２４が全体として振動板を形成することになる。この振動板全体では、ドーム振動板２０の振動が高域再生を担い、エッジ部２４の振動が低域再生を担うものとされている。
そして、低域共振周波数と高域共振周波数との間の中音域を広くして、広い中音域で歪の無い再生が行えるようにするべく、エッジ部の内径（振動板の外径）：ａと、エッジ部の外径：ｂとの比を調節している。具体的には、エッジ部の外径：ｂをエッジ部の内径：ａの１．５〜３倍に調節することで低域共振周波数を引き下げることができ、その結果、中音域を広くすることが可能になっている。
【０００４】
また、連結部の内周側の振動板をドーム形状にし、且つ、そのドーム形状の中央部に凹部を設けて構成したスピーカ装置としては、特許文献２に示すようなものがある。
しかし、このスピーカ装置は、振動板をドーム形状にしながらも薄型化を達成するという目的でその中央部を凹ませたものであり、振動板の形状と共振周波数との関連性は示唆されていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６０７３６号公報
【特許文献２】特開２００４−５６２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のスピーカ装置では、低域共振周波数と高域共振周波数との間の中音域を広くして、少なくとも中音域では歪のない再生を行おうとしている。しかし、このスピーカ装置では、歪が発生する音域を低音域及び高音域に押しやっているだけであり、全音域で見た場合、歪の存在は解決されていない。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、歪が発生する帯域を狭くして、良好な音の再生が可能なスピーカ装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るスピーカ装置の特徴構成は、振動板と環状のボイスコイル支持体とが前記振動板上の環状の連結部において連結され、前記振動板が、前記連結部の内周側に形成されるドーム形状の第１振動板と、前記連結部の外周側に形成される第２振動板とを有するスピーカ装置であって、
前記第１振動板の中央部には凹んだ逆ドーム部が設けられ、
前記振動板は複数の固有振動モードを有し、前記逆ドーム部の直径と、前記第１振動板の直径と、前記振動板の直径との比が調節されて、前記複数の固有振動モードのうちの少なくとも２つの固有振動モードの共振周波数が近付けられた点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、振動板が有する少なくとも２つの固有振動モードの共振周波数が近付けられることで、それら共振周波数の近傍における歪が発生する帯域が近付けられることになる。振動板が有する固有振動モードの共振には、第１振動板で発生する第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・があり、第２振動板で発生する第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・があり、振動板全体で発生する第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・がある。そして、本発明では上述の少なくとも２つの共振による共振周波数が近付けられる。つまり、例えば、第１振動板での第一次共振による共振周波数と第２振動板での第一次共振による共振周波数とを近付ける場合や、第１振動板での第二次共振による共振周波数と第２振動板での第三次共振による共振周波数とを近付ける場合などがある。その結果、複数の共振周波数による共振を起源とする歪が狭い帯域内に集中して存在することになり、その分、歪が存在しない帯域を広くすることができる。また、この効果を得るためには、逆ドーム部の直径と、第１振動板の直径と、振動板の直径との比を調節すればよい。従って、歪が存在しない広い帯域を活用して、良好な音の再生が可能なスピーカ装置を提供できる。
【００１０】
本発明に係るスピーカ装置の別の特徴構成は、上記特徴構成に加えて、前記第１振動板の固有振動モードの第１共振周波数と前記第２振動板の固有振動モードの第２共振周波数とが近付けられた点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、逆ドーム部の直径と、振動板の直径と、第１振動板の直径との比を調節することで、第１振動板の固有振動モードの第１共振周波数と、第２振動板の固有振動モードの第２共振周波数とを近付けることができる。上記第１共振周波数は、第１振動板で発生する第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・の何れかの共振周波数のことであり、上記第２共振周波数とは、第２振動板で発生する第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・の何れかの共振周波数のことである。その結果、第１共振周波数による共振を起源とする歪と第２共振周波数による共振を起源とする歪とが狭い帯域内に集中して存在することになり、その分、歪が存在しない帯域を広くすることができる。
【００１２】
本発明に係るスピーカ装置の更に別の特徴構成は、上記特徴構成に加えて、前記逆ドーム部の直径と、前記第１振動板の直径と、前記振動板の直径との比が、１：１．４〜２：２．３〜３．２である点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、逆ドーム部の直径と、第１振動板の直径と、振動板の直径との比を、１：１．４〜２：２．３〜３．２に調節することで、第１振動板の固有振動モードの第１共振周波数と、第２振動板の固有振動モードの第２共振周波数とを近付けることができる。その結果、第１共振周波数による共振と第２共振周波数による共振とを起源とする歪が狭い帯域内に集中して存在することになり、その分、歪が存在しない帯域を広くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して本発明に係るスピーカ装置について説明する。
図１（ａ）に示すのはスピーカ装置の上面図であり、図１（ｂ）に示すのは断面図である。図示するように、スピーカ装置は、振動板１と環状のボイスコイル支持体６とが振動板１上の環状の連結部４において連結されて構成されている。ボイスコイル支持体６にはボイスコイル７が設けられ、このボイスコイル７は、永久磁石９、ヨーク１０及びトップヨーク８で構成される磁気回路の磁気ギャップＧに位置している。
振動板１は、連結部４の内周側に形成される半球形のドーム形状の第１振動板２と、連結部４の外周側に形成される第２振動板３とを有している。第１振動板２の中央部には凹んだ逆ドーム部５が設けられている。従って、第１振動板２はボイスコイル７が設けられているのとは逆側に突出し、その第１振動板２に形成された逆ドーム部５はボイスコイル７が設けられている側に突出している。第２振動板３の外周側の端部は、フレーム１１に固定されている。本実施形態の例では、振動板１の直径：ｃ＝１６ｍｍであり、第１振動板２の直径：ｃ＝１０ｍｍである。
【００１５】
そして、ボイスコイル７に流される電流（入力信号）に応じてボイスコイル７が様々な周波数で上下に振動されることで、ボイスコイル支持体６を介してボイスコイル７に連結された振動板１（第１振動板２及び第２振動板３）も上下に振動し、その結果、入力信号に応じた様々な周波数の音が再生されることになる。しかし、振動板１の固有振動モードによる共振が発生したとき、入力信号には存在しない音、つまり歪が出力されることになる。
【００１６】
図１に示したような振動板１は、複数の固有振動モードを有し、その固有振動モードの共振周波数において歪を発生させる。振動板１で発生する固有振動モードの共振には、第１振動板２で発生する固有振動モード（第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・）があり、第２振動板３で発生する固有振動モード（第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・）があり、振動板１全体で発生する固有振動モード（第一次共振、第二次共振、第三次共振、・・・）がある。そして、本明細書中において第１振動板の固有振動モードの第１共振周波数とは、第１振動板で発生する第一次共振の共振周波数、第二次共振の共振周波数、第三次共振の共振周波数、・・・の何れかの１つ共振周波数のことである。同様に、第２振動板の固有振動モードの第２共振周波数とは、第２振動板で発生する第一次共振の共振周波数、第二次共振の共振周波数、第三次共振の共振周波数、・・・の何れか１つ共振周波数のことである。
【００１７】
図２に示すのは、図１に示した振動板１が有する２つの固有振動モードの例である。図２（ａ）の斜線部に示すのは、振動板１をある周波数で振動させたときに現れる固有振動モードにおいて大きく振動している部位である。図２（ａ）の場合、第２振動板３において固有振動モードが現れている。図２（ｂ）の斜線部に示すのは、振動板１をある周波数で振動させたときに現れる固有振動モードにおいて大きく振動している部位である。図２（ｂ）の場合、第１振動板２において固有振動モードが現れている。上述のような固有振動モードが現れる周波数及びその近傍の周波数で振動板１を振動させているときには、出力音に歪が発生していると考えてもよい。
【００１８】
図３に示すのは、図１に示した第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａを調節したときの、第１振動板２において固有振動モードが現れる周波数（第１共振周波数）と、第２振動板３において固有振動モードが現れる周波数（第２共振周波数）とのグラフである。図２（ａ）に例示した第２振動板３における固有振動モードと、図２（ｂ）に示した第１振動板２における固有振動モードとは別々の周波数で発生しているが、後述するように、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａを調節することで、第１振動板２における固有振動モードと第２振動板３における固有振動モードとを近い周波数で発生させる、つまり、第１共振周波数と第２共振周波数との近付けることができる。
【００１９】
図３に示すように、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａを調節しても、第２振動板３の共振周波数（第２共振周波数）に大きな変化は見られない。これは、連結部４の内周側（第１振動板２）と外周側（第２振動板３）とが、連結部４を挟んで分離されているに等しいからである。他方で、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａを調節すると、第１振動板２の共振周波数（第１共振周波数）は大きく変化する。例えば、逆ドーム部５の直径：ａ＝２ｍｍであるとき、第１振動板２の共振周波数は約８０００Ｈｚであるが、ａ＝３ｍｍのときの共振周波数は約７２５０Ｈｚ、ａ＝４ｍｍのときの共振周波数は約６５００Ｈｚ、ａ＝５ｍｍのときの共振周波数は約５８００Ｈｚ、ａ＝５．７ｍｍのときの共振周波数は約５４００Ｈｚ、ａ＝６ｍｍのときの共振周波数は約５２００Ｈｚ、ａ＝７ｍｍのときの共振周波数は約４９００Ｈｚと変化する。
【００２０】
以上のように、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａを調節することで、第１振動板２に現れる固有振動モードの第１共振周波数を変化させることができる。そして、第１共振周波数と、第２振動板３に現れる固有振動モードの第２共振周波数とを近付けることができる。これは、逆ドーム部５の直径：ａと、第１振動板２の直径：ｂと、振動板１の直径：ｃとの比を調節することで、第１振動板２に現れる固有振動モードの第１共振周波数と第２振動板３に現れる固有振動モードの第２共振周波数とを制御していると考えることもできる。但し、本実施形態では詳細には記載しないが、第１振動板２での第一次共振による共振周波数（第１共振周波数）と第２振動板３での第一次共振による共振周波数（第２共振周波数）とを近付ける場合や、第１振動板２での第二次共振による共振周波数（第１共振周波数）と第２振動板３での第三次共振による共振周波数（第２共振周波数）とを近付ける場合など、共振の次数とは無関係に様々な場合がある。
【００２１】
図４に示すのは、特定の周波数領域において第１振動板２に現れた固有振動モードによる歪の大きさと、特定の周波数領域において第２振動板３に現れた固有振動モードによる歪の大きさとを模式的に描いたものである。図４（ａ）に示すように、第１振動板２に現れる固有振動モードの第１共振周波数と、第２振動板３に現れる固有振動モードの第２共振周波数が大きく異なっているとき（例えば、図３のグラフにおいて逆ドーム部５の直径：ａ＝４ｍｍのとき）、歪が発生する周波数範囲（帯域）の合計は単純に第１周波数範囲と第２周波数範囲との和になる。第１周波数範囲は、第１振動板２に現れる固有振動モードの第１共振周波数をピーク周波数として含む範囲であり、第２周波数範囲も同様に、第２振動板３に現れる固有振動モードの第２共振周波数をピーク周波数として含む範囲である。
他方で、図４（ｂ）に示すように、第１振動板２に現れる固有振動モードの第１共振周波数と、第２振動板３に現れる固有振動モードの第２共振周波数が近接しているとき（例えば、図３のグラフにおいて逆ドーム部５の直径：ａ＝５．５ｍｍのとき）、第１周波数範囲と第２周波数範囲とは重畳しており、歪が発生する周波数範囲の合計は図４（ａ）に示した場合よりも狭い。本実施形態においては、図４に示すように共振周波数を含む周波数範囲において歪が発生するとき、そのような周波数範囲が互いに重なっていれれば（つまり、歪が発生する周波数範囲が互いに重複した分だけ、歪が発生しない帯域が広くなれば）、それらの周波数範囲に含まれる共振周波数は近接しているものとする。例えば、図４（ｂ）では、第１周波数範囲と第２周波数範囲とが部分的に重なっているので、第１共振周波数と第２共振周波数とは近付けられていると言える。
【００２２】
このように、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａを調節する、つまり、逆ドーム部５の直径：ａと、第１振動板２の直径：ｂと、振動板１の直径：ｃとの比を調節することで、複数の固有振動モードのうちの少なくとも２つの固有振動モードの共振周波数が近付けられることになる。その結果、図４（ｂ）に示すように、歪が発生する周波数範囲の合計を狭くすることができる。従って、歪が発生する帯域を狭くして、広い帯域にわたって良好な音の再生が可能なスピーカ装置を提供できる。
【００２３】
具体的に図３を参照して説明すると、本実施形態では、第２振動板３における固有振動モードの第２共振周波数は約５４００Ｈｚである。また、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａが５ｍｍ〜７ｍｍであるとき、第１振動板２における固有振動モードの第１共振周波数は約４９００Ｈｚ〜５８００Ｈｚである。従って、逆ドーム部５の直径：ａと、第１振動板２の直径：ｂと、振動板１の直径：ｃとの比を、１：１．４〜２：２．３〜３．２に調節することで、第１共振周波数と第２共振周波数とが近付けられ、第１共振周波数による共振を起源とする歪と第２共振周波数による共振を起源とする歪とが狭い帯域内に集中して存在することになる。その結果、歪が存在しない帯域を広くすることができる。
また、第１振動板２の逆ドーム部５の直径：ａが５．５ｍｍ〜６ｍｍであるとき、第１振動板２における固有振動モードの第１共振周波数は約５２００Ｈｚ〜約５５００Ｈｚである。従って、逆ドーム部５の直径：ａと、第１振動板２の直径：ｂと、振動板１の直径：ｃとの比を、１：１．７〜１．８：２．７〜２．９に調節することで、第１共振周波数と第２共振周波数とが更に近付けられ、歪が存在しない帯域を更に広くすることができる。
【００２４】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では第１振動板２と第２振動板３とが同一の部材で形成されるように記載したが、第１振動板２と第２振動板３とは一体でもよく又は別体でもよい。また、振動板１、第１振動板２及び第２振動板３の形状が円形であるように記載したが、完全な円形でなくてもよい。
【００２５】
＜２＞
上記実施形態では、振動板１に現れる２つの固有振動モードの共振周波数を近付ける場合について説明したが、振動板１に現れる３以上の固有振動モードの共振周波数を近付けたい場合にも、逆ドーム部５の直径と、第１振動板２の直径と、振動板１の直径との比を調節すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、スピーカ装置において音の歪が発生する帯域を狭くさせるために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）はスピーカ装置の上面図であり、（ｂ）は断面図
【図２】振動板の固有振動モードを説明する図
【図３】逆ドーム部の直径を変化させたときの第１振動板の第１共振周波数と第２振動板の第２共振周波数との変化を示すグラフ
【図４】第１振動板の固有振動モードによる歪が発生する帯域と第２振動板の固有振動モードによる歪が発生する帯域との関係を模式的に示す図
【図５】従来のスピーカ装置の断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  振動板
２  第１振動板
３  第２振動板
４  連結部
５  逆ドーム部
６  ボイスコイル支持体
【図１】
2007005906.tif 000003
【図２】
2007005906.tif 000004
【図３】
2007005906.tif 000005
【図４】
2007005906.tif 000006
【図５】
2007005906.tif 000007