(57)【要約】【課題】円錐状の振動板を用いた電気音響変換器において、振動板外周を保持するエッジの、高音域における振動板外周部の分割共振に伴うエッジ共振によってエッジ前面に生じる不要な音響エネルギーの、振動板前面の放射音響エネルギーに対する影響を除去する手段を提供する。【解決手段】磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップに振動可能に設けられたボイスコイルと、このボイスコイルが外周に巻回されたボイスコイルと、このボイスコイルの前端部と結合された円錐状の振動板と、この振動板の外周部に設けられたエッジと、このエッジの外周部が結合されたフレームとを備えた電気音響変換器において、前記エッジ前面に、内径がエッジの内径より小さく、外径がエッジの外径より大きい円錐状の拡散板を設けた構成とした。【選択図】図１
2007251457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップに振動可能に設けられたボイスコイルと、このボイスコイルが外周に巻回されたボイスコイルと、このボイスコイルの前端部と結合された円錐状の振動板と、この振動板の外周部に設けられたエッジと、このエッジの外周部が結合されたフレームとを備えた電気音響変換器において、
前記エッジ前面に、内径がエッジの内径より小さく、外径がエッジの外径より大きい円錐状の拡散板を設けたことを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
請求項１記載の電気音響変換器において、前記振動板は低域周波数再生用の振動板であってその中心部に高域周波数帯域再生専用ユニットが設けられたことを特徴とする電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響機器の一種である、電気信号により円錐状の振動板を振動させて音響を放射する電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の円錐状振動板を用いた汎用型のいわゆるスピーカの如き電気音響変換器は、図５（ａ）、（ｂ）に一例として示すように、センターポールの外周面とマグネット上に載置したプレートの内周面との間に磁気ギャップ１ａを形成した磁気回路１と、下端外周に設けられたボイスコイルを磁気ギャップ１ａ内に挿入した円筒状のボビン２と、ボビン２の上端近くの外周を内周端で支持するダンパー３と、内周端を磁気回路１の上面に固定すると共にほぼ中間部でダンパー３の外周端を保持するほぼ円錐状のフレーム４と、内周端がボビン２の上端外周に結合された円錐状の振動板５と、内周端を振動板５の外周端に結合すると共に外周端をフレーム４の外周端に固定したエッジ６と、ボビン２の上端の開口をふさいで外周を振動板５の内面に結合したダストカバー７とを有し、フレーム４の外周端をキャビネットの壁面８に固定してキャビネット内に設置され、使用される。
【０００３】
図７（ａ）、（ｂ）は他の従来例である。図５に示す構成と実質的に同じ構成の電気音響変換器において、ダストカバー７の代わりに、ボビン２の中心に、つまり振動板５の軸線と同軸に、高音域用スピーカユニット９を搭載して高音域の周波数特性の向上を図った同軸２ウェイ型の電気音響変換器を示す。
【０００４】
上記した構成の汎用型と同軸２ウェイ型の各電気音響変換器において、ボビン２上のボイスコイルに電気信号を入力することにより駆動されて振動し、空気に粗密波を生じさせて音響エネルギーを前面側に放射させる振動板５は、その外周端がエッジ６を介し振動可能に保持され、エッジ６自体はその外周端がフレーム４に固定される。このエッジ６の材料として要求される性質は、低音域再生能力を確保するため振動板５の大きな振幅を許容することと同時に、中高音域における性能確保のため、振動板５の分割共振領域においてエッジ内部で振動エネルギーを吸収し得る損失分、つまり機械的抵抗分が大きいことである。しかし、耐久性、耐候性等を考慮すると、前記条件を充分満たす材料を使用することは困難であり、その結果、振動板の外周部からエッジ部にかけて共振現象が発生し、図５（ｂ）、図７（ｂ）において、矢印で示すように、振動板の分割共振領域において振動板軸上（正面）の周波数特性が大きく乱されることがある。
【０００５】
また、再生音の周波数が高くなるに従って放射音の指向性が強くなるため、振動板軸上（正面）から外れた方向、すなわち振動板の外周部外側に対しては音圧が低下することにより、リスニングエリアが狭くなる、という課題がある。一般的に円形振動板の指向性は、ｋａ＞２（ｋ＝２π×周波数／音速，ａ＝円形振動板の半径）を超えて周波数が高くなるに従い指向性が強くなる。
【０００６】
図６は図５の構成の電気音響変換器における周波数特性図で、図中太線で示す特性曲線Ｅは振動板の軸線に対し角度０°の位置で測定した特性であり、細線で示す特性曲線Ｆは軸線に対し角度３０°外れたエリアで測定した特性である。０°エリア曲線Ｅでは３〜４ｋＨｚの帯域で顕著なディップを、５〜６ｋＨｚの帯域では顕著なピークを生じているが、全帯域でほぼ安定した特性を示す。一方、３０°エリア曲線Ｆにあっては２ｋＨｚ付近で音圧は下がり始め、４ｋＨｚでディップを生じ、１０ｋＨｚではピークとディップを反復し、中高音域の音圧が低下していることが判る。
【０００７】
図７に示した電気音響変換器の音圧に対する周波数特性は、図４の曲線Ｃで示す。この電気音響変換器は高音用スピーカ９を搭載しているため、図５の電気音響変換器に比べ高音域の特性は向上しているものの、４〜５ｋＨｚでピークが生じ、かつ８ｋＨｚ〜９ｋＨｚ近辺で大きなディップが生じ、良好な音質を得ることはできない。これは、高音用スピーカの音が低音用振動板のエッジ部に反射して、位相のずれた音が合成されることによる。
【０００８】
この様なエッジ共振の影響を、エッジが発生する異常音によるものと捉え、この異常音を抑制する手段が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２３２９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それによれば、スピーカを取り付けるキャビネットの筒状開口の周壁の内端縁を、スピーカのエッジ外周に当接させ、開口周壁の外端縁からエッジの内周端の前面位置まで伸びるダクトを設けることによって、エッジ前面に閉じた空間を形成し、エッジから発生した異常音をこの閉じた空間に閉じ込め、急速に減衰させ、抑制する。しかし、このエッジ音抑制手段は、エッジ前面に閉じた空間を作ることによって却って空間共振を起こしやすくその調整も困難であり、かつ指向性の改善効果もない。
【００１０】
本発明は、上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、エッジを介し振動板をフレームに支持した電気音響変換器において、空間共振を起こしにくく、広指向性化を図った電気音響変換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の本発明は、磁気ギャップを有する磁気回路と、この磁気回路の前記磁気ギャップに振動可能に設けられたボイスコイルと、このボイスコイルが外周に巻回されたボイスコイルと、このボイスコイルの前端部と結合された円錐状の振動板と、この振動板の外周部に設けられたエッジと、このエッジの外周部が結合されたフレームとを備えた電気音響変換器において、前記エッジ前面に、内径がエッジの内径より小さく、外径がエッジの外径より大きい円錐状の拡散板を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の電気音響変換器において、前記振動板は低域周波数再生用の振動板であってその中心部に高域周波数帯域再生専用ユニットが設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電気音響変換器によれば、振動板振動時のエッジ共振によってエッジ前面に生じる不要な音響エネルギーは、エッジ前面に配置した円錐状の拡散板によって振動板の外周放射方向に拡散され、振動板が放射する音響エネルギーがエッジ前面の音響エネルギーから受ける影響を解消するため、空間共振を起こしにくく、振動板軸線方向とその周辺の音響特性が顕著に改善される。
また、周波数が高くなるに従い指向性が強くなるが、その指向性の強い高域を拡散器を介し振動板側方へ分散させることができ、広指向性化でき、指向性の改善効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施例］
以下、本発明を実施するについて最良の形態の具体例を添付図面に沿って詳細に説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１（ａ）は本発明の第１実施例にかかる電気音響変換器の平面図、（ｂ）は部分断面側面図を示す。
【００１６】
図１の電気音響変換器は、逆Ｔ字状をなすヨークのセンターポール外周面とヨーク上に設けられた環状のマグネットの上に設けられたプレートの内周面との間に磁気ギャップ１１ａを形成した磁気回路１１と、後端外周部に巻回したボイスコイルを磁気ギャップ１１ａ内に挿入した円筒状のボビン１２と、このボビン１２の前端近くの外周に結合してボビンを軸方向に振動可能に保持するダンパー１３と、内周端を磁気回路１１の上面に固定すると共に中間部においてダンパー１３の外周端を保持する実質的に円錐型のフレーム１４と、内周端をボビン１２の上端外周に結合した円錐状をなすフルレンジタイプの振動板１５と、内周縁を振動板１５の外周端に結合すると共に外周縁をフレーム１４の外周端に固定して振動板を振動可能に保持するエッジ１６とを備えている。ボビン１２の前端開口はダストカバー１７によって塞がれ、ボビン１２前方の外周端は振動板１５の内周端近くの内面に結合されている。また、フレーム１４はその外周端において、スピーカキャビネットの壁面１８に固定して電気音響変換器は使用される。
【００１７】
図１の電気音響変換器において、本発明による特徴とするところは、振動板１５の振動時、特に高音域周波数再生時に振動板１５外周部からエッジ１６にかけて生じる分割共振によって、エッジ前面に放射される音響エネルギーを振動板１５の外側方向に拡散させるために、環状のエッジ１６の内径より小さい内径と、エッジ１６の外径より大きい外径とを有する環状で円錐形状の拡散板（Ｄｅｆｕｓｅｒ）２０を、エッジ１６の前面に、同心円状に設置したことにある。振動板１５の外周部およびエッジ１６の前面と、拡散板２０の背面との間は所定の隙間が設けられる。図から判るように、拡散板２０の内径と外径、つまり環状部分の幅は、図１（ａ）の電気音響変換器を正面から見て振動板１５の外周部分とエッジ１６とが完全に隠れる寸法に設定する。特に拡散板２０の内径がエッジ１６の内径に近すぎれば、エッジ共振による音響エネルギーが振動板１５の前面側に回りこみ、外方拡散の効果が減少するためである。また、拡散板２０の内径が小さ過ぎ、振動板１５を覆うようにしてしまうと、振動板１５の放射音響エネルギーが拡散板２０の背面に回り込んで外方に拡散されてしまうので、振動板前面の周波数特性が低下してしまう。拡散板２０の外径については、エッジ１６の外周を支えるフレーム１４の寸法が許容する範囲内で設定すればよい。
【００１８】
一方、拡散板２０の、特に正面から見て背面側、つまりエッジ１６に対向する側の面とエッジ１６との間隔および角度も重要であるが、拡散板２０を円錐状とすることによって少なくともエッジ対向面が、図１（ｂ）に見られるように、振動板１５の軸線に対して４５°に近い角度とすることが望ましいが、限定はされない。ただ、軸線に対して９０°に近い角度になればエッジ１６からの放射エネルギーが拡散板２０の対向面で反射して振動板１５の前面側に回り込む危険があり、４５°を越えて軸線との平行関係に近づけば投影面における拡散板の幅が狭くなって放射エネルギーの捕捉量が減少し、拡散効果も減少する。
【００１９】
拡散板２０の材質としては耐水性を有する樹脂製のものを用いると好適である。成形が容易でコスト的にも安いためである。なお、金属製のものを用いても良い。拡散板２０の固定にあたっては、フレーム１５の前方外周部と拡散板２０の外周部間を適間隔でもって設けた棒状の連結部（図示せず）を介し連結し、支持すれば良い。
【００２０】
図２はこの実施例における拡散板２０を備える電気音響変換器の周波数特性図で、図中太線による曲線Ａは振動板軸線に対する角度０°の軸線上の位置、つまり正面位置で測定した周波数特性であり、細線による曲線Ｂは振動板軸線に対し３０°外れた位置で測定した周波数特性である。両曲線ＡおよびＢとも、高音域の音圧が多少低下するが、格別顕著なディップもピークも発生せず、３０°外れた位置でも拡散板２０を設けない場合の両曲線Ｅ，Ｆ間ほどに顕著な差異は認められず、明らかに指向性の強い高音域の周波数成分は振動板外方に拡散していることがわかる。
【００２１】
［実施の形態２］
図３（ａ），（ｂ）は、図７とおなじ同軸２ウェイ型の電気音響変換器に本発明を適用した第２の実施例を示す。この場合、図１の第１実施例で用いたダストカバー１７に代えて、高音域周波数再生専用のスピーカユニット１９を、円筒状ボビン１２の上端開口内に中心を合わせて、振動板１５と同軸となるように設置すると共に、振動板１５を低音域周波数再生用の振動板とする。それ以外は、エッジ１６の前面に同心に設置する環状かつ円錐状の拡散板２０を含めて、図１と同じ構成とする。
【００２２】
図４はこの第２実施例の拡散板２０を備える同軸２ウェイ型電気音響変換器の、振動板軸線上で測定した周波数特性を、太線による曲線Ｄで示す。既に説明した細線による曲線Ｃが示す拡散板のない従来の同軸２ウェイ型電気音響変換器の特性と比較すれば明らかなように、低音域から２０ｋＨｚの高音域まで、格別顕著なピークもディップも生ずることなくほぼ一定な音圧を維持している。すなわち、拡散板を持たない場合の曲線Ｃにおける４〜５ｋＨｚのピークと８ｋＨｚの深いディップに対応する特性の乱れが、拡散板２０によって抑制されていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を汎用円錐型振動板を用いた電気音響変換器に適用した第１の実施例を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は中央縦断面図。
【図２】図１の電気音響変換器の異なる測定位置における周波数特性図。
【図３】本発明を同軸２ウェイ型の電気音響変換器に適用した第２の実施例を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその中央縦断面図。
【図４】図３の電気音響変換器の周波数特性を従来の同種変換器の特性との比較において示す図。
【図５】従来の汎用円錐型振動板を用いた電気音響変換器の構成を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその中央縦断面図。
【図６】図５の電気音響変換器の異なる測定位置における周波数特性図。
【図７】従来の同軸２ウェイ型電気音響変換器の構成を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその中央縦断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１１    磁気回路
１２    ボビン
１３    ダンパー
１４    フレーム
１５    振動板
１６    エッジ
１７    ダストカバー
１９    高音域周波数再生専用ユニット
２０    拡散板
【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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