JP4898957B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカ装置に関するものである。

ドーム型振動板を有するスピーカ装置が知られている。一般的なドーム型スピーカ装置では、振動板の外周部のみがエッジを介して振動自在にフレームに支持されているため、例えばボイスコイルから伝播した振動が、振動板の中心部付近で重なり合い、共振，逆共振（分割振動）等の不要な振動が発生して、音響特性が低下する場合がある。
例えば、ドーム型振動板の内周部を支持部により支持する構造を有し、上記不要な振動を低減するスピーカ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６０−１１１１９５号公報

上記特許文献１に記載のスピーカ装置の一実施例では、円錐状の銅板の側面に複数の窓孔が形成され、振動板の背面側の空気が銅板の窓孔を通じ、振動板の背面側に向けて流動可能となっている。

しかし、銅板の外周部はセンターポール部の上端部に取り付けられ、銅板の窓孔を通じて空気が移動することで、例えば、銅板が振動し不要な音波を発すること、振動板の背面側から発せられる音波が銅板にて反射されて生じる反射波と、振動板の前面側から放射される音波とが干渉すること等にて、音響特性が低下するという問題がある。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、ドーム形振動板を有するスピーカ装置で、音響特性の低下を防ぐこと、振動板振動に生じる不要な音波の発生を防ぐこと、振動板の背面側で発生される音波の反射によって生じる反射波と振動板の前面側から放射される音波とが干渉することによる音響特性低下を防ぐこと、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明のスピーカ装置は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
［請求項１］フレームと、前記フレームに支持される振動体と磁気回路と、前記磁気回路上に配置されるとともに音響放射方向に向かって延設された支柱とを有し、前記振動体は、振動板と、該振動板に固着されるとともに前記磁気回路の磁気ギャップに遊嵌されるボイスコイルとを備え、前記振動板は、該振動板の外周部が前記フレームに振動自在に連結され、該振動板の内周部が、前記支柱に振動自在に支持されており、前記支柱は、軸方向に沿って形成された第１の孔部と前記軸方向に対して直交する方向に沿って形成され、前記第１の孔部と連通する第２の孔部とを有することを特徴とするスピーカ装置。

本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置を説明する断面図である。 図１に示したスピーカ装置の分解断面図である。 図１に示したスピーカ装置の振動板および内周支持部を説明するための図である。（Ａ）は音響放射方向側から視認した振動板および平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した振動板および内周支持部の断面図である。 図１に示したスピーカ装置の主要部を説明するための図である。（Ａ）は図１に示したスピーカ装置の振動板、支柱、イコライザ等の主要部付近を拡大した断面斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した支柱の全体斜視図である。 図４に示したスピーカ装置の支柱中央部の長手方向に対して直交する方向に沿った断面図である。 本発明の一実施形態に係るスピーカ装置の音圧周波数特性を説明するための図である。 本発明の他の実施形態を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る自動車を示した説明図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１〜図１０は、本発明の実施形態に係るスピーカ装置の断面図である。スピーカ装置１は、フレーム６と、フレーム６に支持される振動体３と磁気回路２と、磁気回路２上に配置されるとともに音響放射方向ＳＤに向かって延設された支柱４とを有し、振動体３は、振動板３１と、振動板３１に固着されるとともに磁気回路２の磁気ギャップ２Ｇに遊嵌されるボイスコイル３２とを備え、振動板３１は、振動板３１の外周部３１Ｂがフレーム６に振動自在に連結され、振動板３１の内周部３１Ａが、支柱４に振動自在に支持されており、支柱４は、軸方向に沿って形成された第１の孔部（縦孔）４０１を有し、支柱４又は磁気回路２の一部には、軸方向に対して直交する方向に沿って形成され、第１の孔部４０１と連通する第２の孔部４０２が形成されていることを特徴とする。

このような特徴によると、第２の孔部４０２と第１の孔部４０１とを連通させることで、支柱４の側部に形成される空間を第１の孔部４０１に連通させることができ、第１の孔部４０１自体が形成する空間又は第１の孔部４０１が連通する空間を利用して、支柱４の側部の空間の内圧を吸収させることができる。したがって、この支柱４の側部空間を振動板３１の背圧空間にしている場合には、振動板３１の背圧変動を吸収することができ、音響特性の改善が可能になる。
また、支柱４は、振動板３１より音響放射方向に突出する突起部４７を備え、第１の孔部４０１は、振動板３１より音響方向に突出するように延びている（４０１Ａ参照）こと、支柱４の突起部４７に嵌合する嵌合部を備える蓋部５を有し、支柱４の突起部４７と蓋部５の嵌合部との間には、第１の孔部４０１と連通する空間４１１が形成されていることを特徴とする。これによると、空間４１１或いは蓋部５内に形成した空間によって、振動板３１の背圧変動を吸収する空間を拡大させることができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、フレーム６内に磁気回路２又は磁気回路２を支持する支持部６４とフレーム６の内面とで囲まれる第１の空間９２が形成され、磁気回路２上に磁気回路２と振動板３１とで囲まれる第２の空間９１が形成されており、第１の空間９２と第２の空間９１とが前記第１，第２の孔部４０１，４０２および磁気回路２に形成された通気孔２０１を介して連通していることを特徴とする。

この特徴によると、第２の空間９１が振動板３１の背圧空間になるので、この空間が第２の孔部４０２及び第１の孔部４０１を介して第１の空間９２（バックチャンバー）に連通することになる。これによって、振動板３１の背圧変動が吸収されると共に、磁気回路２で発生した熱を第１の空間９２へ逃がすこと等が可能になる。これによって、例えば低音域の帯域拡大等の音響特性改善が可能になると共に、スピーカ装置の耐久性を向上させることができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、図２に示すように、磁気回路２の通気孔２０１内に、吸音部材８０が配置されていることを特徴とする。また、第１の空間９２内に、吸音部材８１が配置されていることを特徴とする。この吸音部材８０，８１は一体の吸音部材８であってもよいし、それぞれ別体として設けられてもよい。また、吸音部材８，８０，８１は磁気回路２の通気孔２０１の一端を覆うように配置されていることが特徴にもなっている。

このような特徴によると、吸音部材８，８０，８１が不要な音を吸収するので、スピーカ装置１の音響特性が改善される。振動板３１の背面空間（第２の空間９１）と第１の空間９２（バックチャンバー）が連通された場合、振動板３１の背面側に放射される音が通気孔２０１を介して第１の空間９２に到達する。第１の空間９２では、その壁面で音が反射を繰り返して共振を起すことがあり、また反射した音が振動板側に戻って干渉を起こすことがある。このような現象が生じた場合には、スピーカ装置１の音圧周波数特性に特定の周波数でピークやディップが生じ、音響特性が悪化する懸念がある。前述した吸音部材８を設けることで、このような共振や干渉を抑止することができ、良好な音響特性を維持することができる。吸音部材８を磁気回路２の通気孔２０１の一端を覆うように配置することで、共振や干渉をさらに抑止することができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、図３に示すように、支柱４は、柱部４１と、柱部４１の上端部に形成される突起部４７と、柱部４の下方に形成される脚部４３とを備え、第２の孔部４０２は、脚部４３に形成されていることを特徴とする。第２の孔部４０２を磁気回路２に近い脚部４３に設けることで、磁気回路２の放熱を速やかに第１の空間９２側に逃がすことができる。
また、第１の孔部４０１は、柱部４１と脚部４３に形成されており、柱部４１は、振動板３１より音響放射方向に突出する形状の突起部４７を備え、第１の孔部４０１は、振動板３１の音響放射方向に突出するように延びていること、支柱４１の突起部４７に嵌合する嵌合部を備える蓋部５を有し、支柱４を突起部４７と蓋部５の嵌合部との間には、空間４１１が形成されていることを特徴とする。これによると、吸音部材８を設けた場合にも、空間４１１或いは蓋部５内に形成した空間によって、振動板３１の背圧変動を吸収する空間を拡大させること、第１の孔部４０１に第１の空間９２の空気の一部を出入りさせることができ、プレート２３から支柱４に伝達され且つ蓄積される熱を、第１の空間９２側に逃がすことができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、図４に示すように、振動体３は、振動板３１の内周部３１Ａを支持する内周支持部３５を備え、振動板３１の内周部３１Ａは、内周支持部３５を介して支柱４に支持されており、第２の孔部４０２は、内周支持部３５の近傍に形成されていることを特徴とする。第２の孔部４０２を内周支持部３５の近傍に形成することで、第１の孔部４０１に第１の空間９２の空気の一部を出入りさせることができ、プレート２３から支柱４に伝達され且つ蓄積される熱を、第１の空間９２側に逃がすことができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、支柱４は、磁気回路２を構成する構成部材に支持されており、第２の孔部４０２は、例えば図３に示すように、磁気回路２の近傍に形成されていることを特徴とする。これによると、第２の孔部４０２を磁気回路２の近傍に形成することで、磁気回路２の放熱を速やかに第１の空間９２側に逃がすことができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、支柱４は、内周支持部３５の内径より大きい外径の柱部４１と、柱部４１の先端に形成され、内周支持部３５の内径より小さい又は略同じ外径に形成され、振動板３１の内周部３１Ａより音響放射方向に突出した形状の突起部４７と、柱部４１と突起部４７との間に形成され、支柱４の軸方向に対して直交する方向に沿った平坦形状の平坦段部４２とを有し、内周支持部３５は、内周支持部３５の内周部が支柱４の突起部４７に嵌合した状態で、平坦段部４２に連結されており、第２の孔部４０２は、支柱４の突起部４７の下に形成されている（図４参照）。これによると、第２の孔部４０２を内周支持部３５が設けられた振動板３１の内周部３１Ａの近傍に設けるので、第１の孔部４０１に第１の空間９２の空気の一部を出入りさせることができ、プレート２３から支柱４に伝達され且つ蓄積される熱を、第１の空間９２側に逃がすことができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、図５〜図７に示すように、磁気回路２は、プレート２３，磁石２２およびヨーク２１を備え、第２の孔部４０２は、プレート２３に形成されていることを特徴とする。図５に示す例では、プレート２３に溝２３Ｓが形成されて、その溝２３Ｓが支柱に形成された第２の孔部４０２に連通している。図６に示す例では、プレート２３に形成された深い溝２３Ｓ自体が第２の孔４０２を形成している。図７に示す例では、プレート２３に斜め方向に横孔２３Ｐが形成され、この横孔２３Ｐが第２の孔４０２になっている。これによると、第２の孔部４０２を磁気回路２に形成することで、磁気回路２の放熱を速やかに第１の空間９２側に逃がすことができる。

なお、前述した各図に示した例では、第１の孔部４０１が磁気回路２に形成された通気孔２０１に比べて小径になっているが、これに限らず、図８に示すように、第１の孔部４０１と磁気回路２に形成された通気孔２０１を同径にしてもよい。また、第２の孔４０１は、磁気回路２方向に向けて段階的に又は連続的に拡大させても良く、必要に応じて、孔径を変更しても構わない。第２の空間９２だけでは振動板３１の背圧変動を吸収できない場合、通気孔２０１を拡大することで吸収に要する容積を拡大でき、振動板３１の背圧変動をさらに吸収することができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、図９に示すように、フレーム６は、磁気回路２を支持する支持部６４を備えており、支持部６４の外面が凹凸面６４ａ有することを特徴とする。また、この凹凸面６４ａは、第１の空間９２に面するフレーム６（第１のフレーム６１）の内面に形成しても良い。また、図１０に形成するように支持部６４の外面に傾斜面６４ｂを形成することを特徴とする。また傾斜面は、第１の空間９２に面するフレーム６（第１のフレーム６１）の内面に形成しても良い。

このように、第１の空間９２の内壁面に当たる支持部６４の外面，第１のフレーム６１の内面，或いは磁気回路２のヨークの外面に、凹凸面６４ａを形成することで、第１の空間９２に到達した音を拡散させることができる。これによって、振動板３１の背面側から生じる音が第１の空間９２の内壁面で反射した音と干渉して定在波が生じる現象を抑止することができる。また、同様に、第１の空間９２の内壁面に当たる支持部６４の外面，第１のフレーム６１の内面，或いは磁気回路２のヨークの外面に、傾斜面６４ｂを形成することで、反射波が進行する方向を互いに異ならしめることができ、振動板３１の背面側から生じる音が第１の空間９２の内壁面で反射した音と干渉して定在波が生じる現象を抑止することができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、内周支持部３５は、振動板３１の内周部３１Ａと支柱４の間で、ボイスコイル３２の振動方向に対して直交する方向に沿って延在していることを特徴とする。より具体的には、内周支持部３５は、屈曲部３５４と、屈曲部３５３から外周部にかけて、振動板３１の径方向断面形状に対応した断面形状に形成され、振動板３１の中央孔部の内周部３１Ａと連結する連結部３５２と、内周支持部３５の内周部３５６に形成されるとともに支柱４に接合する接合部３５５と、接合部３５５と屈曲部３５３との間に形成された径方向断面平板形状部３５４とを有することを特徴とする（図１２参照）。

スピーカ装置１の別の特徴としては、支柱４の突起部４７に嵌合する嵌合部を備えるイコライザ５を有し、内周支持部３５は、内周部３５６が支柱４の突起部４７に嵌合して平坦段部４２に連結されるとともに、平坦段部４２とイコライザ５により挟持されていることを特徴とする（図４参照）。

イコライザ５は、支柱４の音響放射側端部に設けられており、その形状に応じて、振動板３１から放射される音波の音圧周波数特性の乱れを低減する。またイコライザ５は、その形状に応じて、振動板から放射される音波の所望の指向特性を得ることができる。イコライザ５と平坦段部４２により挟持して内周支持部３５を支持することで、内周支持部３５が片持ち状に支持され、支持剛性を高めることができる。これによって内周支持部３５での不要な振動を抑止することができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、図１３に示すように、イコライザ５は、振動板３１の音響放射側に配置され、内周支持部３５と規定間隔５０１をあけて、少なくとも内周支持部３５の径方向断面平板形状部３５４を覆う形状に形成されていることを特徴とする。このようにイコライザ５を設けたので、イコライザ５の底部と内周支持部３５との間の規定間隔５０１の隙間により、特定の周波数において内周支持部３５が逆共振しても、内周側支持部３５から発せられる音波が位相反転し、振動板３１の音波と重ね合い、フラットな音響特性とすることができる。また、イコライザ５を設けたので、内周側支持部３５から発せられる不要な音波が、ユーザに向けて放射されることを抑止することができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、振動板３１は、内周部３１Ａが外周部３１Ｂより音響放射方向側に位置する形状に形成され、表面が湾曲状に形成されていることを特徴とする。また、スピーカ装置１の別の特徴としては、振動体３１は、外周支持部３４と、ボイスコイル支持部３３とを有し、振動板３１は、外周支持部３４を介して振動自在にフレーム６に支持されており、ボイスコイル３２は、ボイスコイル支持部３３に支持されており、磁気回路２は、プレート２３，磁石２２，およびヨーク２１を備えることを特徴とする。このような特徴により、図示のようなドーム型振動板を有するスピーカ装置に適用することができる。

スピーカ装置１の別の特徴としては、内周支持部３５は、振動板３１より内部損失が大きい材料により形成され、振動板３１の振動に対して変形自在に形成されていることを特徴とする。このように、比較的大きな内部損失の材料により形成された内周支持部３５を設けることで、例えば、共振や逆共振などの不要な振動を低減することができる。

以下、スピーカ装置１の各構成要素について、図１〜図１５を参照しながら、具体的に説明する。ここで説明するスピーカ装置１は、例えば、高音用スピーカ装置（いわゆるツイータ）、小型スピーカ装置、車載用スピーカ装置、等のスピーカ装置に採用することができる。そして、本発明の実施形態に係るスピーカ装置１は車載用として特に適する。本発明の実施形態に係るスピーカ装置１を搭載した自動車１Ｘ（図１７参照）は、スピーカ装置１の良好な音響特性を生かして、快適な運転環境を実現することができる。

［磁気回路２］
磁気回路２は、例えば、内磁型磁気回路、外磁型磁気回路等を採用することができる。図示の例では、磁気回路２は内磁型磁気回路を採用しているがこれに限らない。磁気回路２は、ボイスコイル３２が遊嵌する磁気ギャップ２Ｇを備える。また、磁気回路２は、矩形状、円形状、楕円形状、などの規定形状に形成されている。図示の例では、磁気回路２は円形状に形成されているがこれに限らない。また、磁気回路２はフレーム６により支持されている。フレーム６には支持部６４を設けて、磁気回路２のヨーク２１を支持部６４で支持するようにしても良い（図８，９参照）。

具体例では、磁気回路２は、ヨーク２１、磁石２２、プレート２３、およびショートリング（環状の金属部材）２５を有する。磁気回路２のプレート２３上には吸音部材２４を配置してもよい。磁気ギャップ２Ｇにショートリング２５を配置してもよい。

図示の例では、ヨーク２１は、断面形状が略Ｕ字形状に形成されている。詳細には、ヨーク２１は、平板状の底面部の縁から音響放射方向に向かって屈曲して延出した筒形状部が形成されている。ヨーク２１は、例えば、鉄、合金等の公知の材料により形成されている。また、ヨーク２１は、底面部の中央部に孔部が形成されている。

磁石２２は、例えば、ネオジム系、サマリウム・コバルト系、フェライト系、アルニコ系、等の規定材料を含む永久磁石である。図示の例では、磁石２２は、ヨーク２１上に設けられている。磁石２２は、平板状に形成されるとともに、中央部に孔部が形成された環形状である。

プレート２３は、例えば鉄、合金などの規定材料により形成されており、図示のすように、磁石２２上に設けられている。プレート２３は、平板形状に形成されるとともに、中央部に孔部が形成された環形状である。

ショートリング２５は、磁気回路２の磁気ギャップ２Ｇ内において、ボイスコイル３２に電流歪みが生じることを抑止すべく設けられている。このショートリング２５は、例えば、アルミニウムや銅などの金属材料、低飽和磁束密度材料又は非磁性材料などにより形成されている。ショートリング２５は、図示のように、銅により環状に形成されており、ヨーク２１の磁気ギャップ２Ｇ近傍に設けられている。また、このショートリング２５は、スピーカの再生音に含まれる高調波歪を低減することができる。

また、図示の例では、磁気回路２のプレート２３上には、吸音部材２４が設けられている。詳細には、磁気回路２上、内周支持部３５における音響放射方向とは逆側に、吸音部材２４が設けられている。この吸音部材２４は、振動板３１と磁気回路２により囲まれる空間９１内の不要な音を低減する。吸音部材２４は、例えば、低発泡ウレタンなどの樹脂部材、人工皮革、布、不織布等の公知材料により形成されている。

［振動体３］
振動体３は、図示のように、フレーム６により振動自在に支持されている。詳細には、振動体３は、振動板３１（ドーム型振動板）、ボイスコイル３２、ボイスコイルボビン３３、外周側エッジ（外周支持部）３４、および内周側エッジ（内周支持部）３５を有する。

振動板３１は、例えば、ドーム形状、平板形状、コーン形状等の規定形状に形成されている。本実施形態に係る振動板３１は、図示のように、ドーム形状に形成されており、詳細には、内周部３１Ａが外周部３１Ｂより音響放射方向（ＳＤ）側に位置する形状に形成されており、内周部３１Ａと外周部３１Ｂ間の表面が曲面状（径方向断面形状が凸形状）に形成されている。

また、振動板３１の形成材料は、例えばハードドーム系の材料として金属系の素材を採用することが好ましい。具体的には、振動板３１の形成材料は、例えばチタン、マグネシウム、アルミニウムなど公知の振動板材料を採用することができる。また、振動板３１の形成材料は、上記形態に限られるものではなく、例えばセラミック材料、ソフトドーム系材料、紙、樹脂、布などを採用してもよい。

また、振動板３１は、図示のように、外周部３１Ｂがフレーム６に振動自在に連結されており、内周部３１Ａが、支柱４と内周部３１Ａとの間に配置されるとともに径方向断面形状が平板形状に形成された環状の内周側エッジ３５を介して、支柱４に振動自在に支持されている。

また、振動板３１には、ボイスコイル３２を支持する筒形状のボイスコイル支持部（ボイスコイルボビン）３３が外周部近傍に設けられている。ボイスコイル３２は、このボイスコイルボビン３３により支持されている。図示の例では、ボイスコイル３２はボイスコイルボビン３３を介して振動板３１に設けられているが、この形態に限られるものではなく、ボイスコイル３２は振動板３１に直接固着されていてもよい。このボイスコイル３２は、磁気回路２の磁気ギャップ２Ｇに遊嵌されている。

外周側エッジ（外周支持部）３４は、図示のように、振動板３１の外周部３１Ｂとフレーム６との間に設けられている。また、外周側エッジ３４は、例えば環形状に形成され、径方向断面形状が凸形状、Ｕ字形状、波形形状、等の規定形状に形成されている。外周側エッジ３４は、布に目どめコーティングを塗布したもの、ゴム、ウレタンフォーム、革などを採用することができる。また、外周側エッジ３４としては、これらの材料にダンピング剤を塗布したものを使用してもよい。本実施形態に係る振動板３１は、この外周側エッジ３４を介して振動自在にフレーム６に支持されている。また、外周側エッジ３４とフレーム６の間に環状の中間部材（パッキン）３６を設けてもよい。

内周側エッジ（内周支持部）３５は、振動板３１の内周部３１Ａを支持する。詳細には、内周側エッジ３５は、支柱４と振動板３１の内周部３１Ａとの間に配置されている。また、内周側エッジ３５は、径方向断面形状が平板形状に形成された環形状に形成されている。つまり、振動板３１は、この内周側エッジ３５を介して支柱４に振動自在に支持されている。

この内周側エッジ３５は、振動板の振動に対して変形自在に形成されている。また、内周側エッジ３５は、振動板３１より内部損失が大きい材料により形成されることが好ましく、例えば、布に目どめコーティングを塗布したもの、ゴム、ウレタンフォーム、革、振動板を構成する部材よりも剛性（ヤング率）が小さい部材などを採用することができる。本実施形態に係る内周側エッジ３５は、繊維系素材にゴムをコーティングしたものを採用する。また、外周側エッジ３４としては、これらの材料にダンピング剤を塗布したものを使用してもよい。また、内周側エッジ３５は、外周側エッジ３４と同じ材料にて形成されていてもよく、この場合には、比較的低い製造コストにて、内周側エッジ３５を作製することができる。このように、比較的大きな内部損失の材料により形成された内周側エッジ３５を設けることで、例えば共振や逆共振等の不要な振動を低減することができる。

詳細には、内周側エッジ３５は、振動板３１の内周部３１Ａと支柱４の間に、ボイスコイル３２の振動方向に対して直交する方向に沿って延在した径方向断面平板形状部３５４を有する。この形状の内周側エッジ３５を設けることにより、内周側エッジ３５が比較的小さな振動範囲となる。また、内周側エッジ３５の振動範囲が比較的小さいので、スピーカ装置１の全高を比較的小さくすることができる。

より詳細には、内周側エッジ３５は、外周部３５１、連結部３５２、屈曲部３５３、径方向断面平板形状部３５４、接合部３５５、および内周部３５６を有する。

外周部３５１は、振動板３１の中心孔部３１１の内径より大きな外径を有する。連結部３５２は、屈曲部３５３から外周部３５１にかけて、振動板３１の径方向断面形状に対応した断面形状に形成され、振動板３１の中央孔部の内周部３１Ａと連結する。

屈曲部３５３は、径方向断面平板形状部３５４の縁部に形成されている。本実施形態に係る屈曲部３５３は、振動板３１の中心孔部３１１の内径に位置するように形成されている。内周側エッジ３５が上記屈曲部３５３により振動板３１に接合しているので、振動板３１の振動方向に対し、略垂直な方向に内周側エッジ３５を延在させることができる。

また、内周側エッジ３５はこの屈曲部３５３を有するので、振動板３１の内周部を支柱４の近傍に設けることができ、比較的大きい振動有効面積を得ることができる。

径方向断面平板形状部３５４は、接合部３５５と屈曲部３５３との間に形成されており、ボイスコイル３２の振動方向（音響放射方向ＳＤと同じ方向）に対して直交する方向に沿って延在しており、径方向断面形状が平板形状に形成されている。

接合部３５５は、内周側エッジ３５の内周部３５６に形成されるとともに支柱４に接合する。内周部３５６は、支柱４の外径より小さい又は略同じ内径に形成されている。

［支柱４］
支柱４（振動板中央支持部）は、磁気回路上に配置されるとともに、音響放射方向（ＳＤ）に向かって延設されている。この支柱４は、磁気回路４を構成する構成部材にて支持されている。詳細には、支柱４は、磁気回路２のプレート２３上に設けられている。この支柱４は、例えば樹脂などの公知材料により形成されている。

詳細には、柱部４１、平坦段部４２、脚部４３、フランジ４５、突起部（上部嵌合部）４７、下部嵌合部４８、縦孔４０１（４０１Ａ，４０１Ｂ）、横孔４０２を有する。また、一例としては、支柱４は、柱部４１、平坦段部４２、脚部４３、フランジ４５、突起部（上部嵌合部）４７、下部嵌合部４８等が、樹脂により一体成形されている。

柱部４１は、内周支持部の内径より大きい外径に形成されている。
平坦段部４２は、柱部４１と突起部４７との間に形成され、支柱４の軸方向に対して直交する方向に沿って平坦形状に形成されている。内周側エッジ３５は、内周側エッジ３５の内周部が支柱４の突起部４７に嵌合した状態で、平坦段部４２に連結されている。

脚部４３は、柱部４１の磁気回路側に形成されており、縦孔４０１，横孔４０２が形成されている。より具体的には、脚部４３は、複数の脚部、具体的には４つの脚部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄを有する。これら脚部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄは、上部で柱部４１に接合されている。

フランジ４５は、柱部４１，脚部４２の外径より大きな外径に形成されており、支柱４の下部嵌合部４８がプレート２３の中央孔部２３０に嵌合した状態で、プレート２３に接着剤等により固着されている。

突起部（上部嵌合部）４７は、柱部４の先端部（音響放射側端部）に形成され、内周側エッジ３５の内径より小さい又は略同じ外径に形成され、振動板の内周部より音響放射方向に突出した形状に形成されている。この突起部４７には、イコライザ５が設けられている。

支柱４が、柱部４１、平坦段部４２、脚部４３、フランジ４５、突起部（上部嵌合部）４７、下部嵌合部４８等にて構成されることで、特に内周側エッジ３５から伝播する振動を支柱４内で減衰させることができる。
また、内周側エッジ３５と支柱４とが、エポキシ樹脂やアクリル系樹脂やポリウレタン樹脂等の熱硬化型樹脂，湿気硬化型樹脂，２液反応性樹脂，その他の接着剤等の弾性材料を介して接合されることで、内周側エッジ３５を伝搬して支柱４にて反射する振動を上記の弾性材料によって減衰させることができるとともに、反射された振動が所定の振幅を維持しつつ再び内周側エッジ３５を伝搬することを抑止することができる。

下部嵌合部４８は、磁気回路２への接合部であり、本実施形態では磁気回路２のプレート２３の中央孔部２３０に嵌合している。

支柱４は、支柱４の軸方向に沿って縦孔（第１の孔部）４０１が形成されている。また、支柱４は、支柱４の軸方向に対して直交する方向に沿って形成され、縦孔（第１の孔部）４０１と連通する横孔（第２の孔部）４０２とを有する。本実施形態に係る横孔（第２の孔部）４０２は、一例としては、図１４に示すように、脚部４３に複数個形成されている。また、縦孔４０１は、柱部４１に形成された縦孔４０１Ａと、脚部４３に形成されるとともに縦孔４０１Ａより大きな径の縦孔４０１Ｂとを有する。

支柱４は、磁気回路２から音響放射方向に向かって延在するように柱状の形状を有するので、支柱４が振動することを抑止することができ、また支柱が振動することにて不要な音波が音響放射方向に向けて発せられることを抑止することができる。
支柱４の縦孔４０１，横孔４０２は、後述するように、振動板３１と磁気回路２により囲まれる空間（第２の空間）９１の内圧（振動板３１の背圧）変化の低減、放熱、第１の空間９２（バックチャンバー）への通気路９００などのために設けられている。

［イコライザ又は蓋部５］
イコライザ５は、支柱４の音響放射側端部に設けられており、その形状に応じて、振動板３１から放射される音波の音圧周波数特性の乱れを低減する。またイコライザ５は、その形状に応じて、振動板から放射される音波の所望の指向特性を得ることができる。

イコライザ５は、振動板３１の音響放射側（ＳＤ）に配置され、内周側エッジ３５と規定間隔５０１の隙間をあけて、少なくとも内周側エッジ３５の径方向断面平板形状部３５４を覆う形状に形成されている。詳細には、イコライザ５は略円錐形状に形成されており、イコライザ５の外周部が、内周側エッジ３５の径方向断面平板形状部３５４より大きな径となるように形成されている。このイコライザ５の径、大きさ、隙間の大きさ形状などを適宜設定することで、所望の音響特性を得ることができる。

例えば、スピーカ駆動時、上記内周側エッジ３５により共振や逆共振等の不要な振動が低減する。また、上記イコライザ５を設けたので、イコライザ５の底部と内周側エッジ３５との間の規定間隔５０１の隙間により、特定の周波数において内周側エッジ３５が逆共振しても、内周側エッジ３５から発せられる音波が位相反転し、振動板３１の音波と重ね合い、フラットな音響特性とすることができる。また、上記イコライザ５を設けたので、内周側エッジ３５から発せられる不要な音波が、ユーザに向けて放射されることを抑止することができる。

また、図示の例では、イコライザ５は、音響放射側に対して逆側に、支柱４の突起部４７に嵌合する嵌合部５２が形成されている。
また、内周側エッジ３５は、内周部が支柱４の突起部４７に嵌合して平坦段部４２に連結されるとともに、イコライザ５の嵌合部５２と支柱４の突起部４７とが嵌合した状態で、支柱４の平坦段部４２とイコライザ５の接合部５３により狭持されている。このため、支柱４と内周側エッジ３５は、比較的高い接合強度にて接合されている。
また、イコライザ５に嵌合部５２を設けることで、支柱４が有する縦孔４０１をさらに大きくすることができ、第１の空間９２を実質大きくすることができ、低音域での音響特性が良好となる。また必要に応じ、イコライザ５の嵌合部５２と支柱４の突起部４７との間に空間（間隙）４１１を形成し、第１の空間９２を実質大きくすることも可能であり、適宜変更することができる。
また、イコライザ５を、第１の孔部４０１の端部（音響放射側）を塞ぐ蓋部として用いても構わない。

また、スピーカ製造時、内周側エッジ３５の内周部を支柱４の突起部４７に嵌合して平坦段部４２に連結した後、イコライザ５の嵌合部５２と支柱４の突起部４７とを嵌合させることで、簡単に本発明に係るスピーカ装置を作製することができる。

［フレーム６］
フレーム６は、例えば金属、樹脂などの公知の材料により形成され磁気回路２、振動体３を支持している。フレーム６は、第１フレーム（最内側フレーム）６１、第２フレーム（中間部材）６２、および第３フレーム（最外側フレーム）６３を有する。また、必要に応じて磁気回路２を支持するための支持部６４を有している。

第１フレーム（最内側フレーム）６１は、図示の例では、断面Ｕ字形状に形成され、内部に磁気回路２を備える。また、第１フレーム６１と磁気回路２のヨーク２１との間に、空間（第１の空間）９２が形成されるように、第１フレーム６１の上端部と磁気回路２のヨーク２１の上端部との間に、環形状の第２フレーム（中間部材）６２が設けられている。また、第１フレーム６１には、必要に応じて孔６１１，６１２を設けてもよく、例えば通気孔６１１，６１２はフレームと外部とを連通させる通気孔として機能する。

また、フレーム６に支持部６４を設ける場合には、図８，９に示すように、第１フレーム６１の内側に空間（第１の空間）９２を介して支持部６４が設けられている。すなわち、支持部６４の外面と第１フレーム６１の内面の間に空間９２が形成されている。

図示の例では、振動板３１と磁気回路２に囲まれる空間（第２の空間）９１と、ヨーク２１とフレーム６１にて囲まれる空間（第１の空間）９２が、支柱４の縦孔４０１，横孔４０２、および磁気回路２に形成された通気孔２０１を介して連通する通気路９００が形成されている。本実施形態に係るスピーカ装置１は、この通気路９００を有するので、空間（第１の空間）９２をバックチャンバーとして用いることでき、低音域での音響特性が良好である。

環形状の第２フレーム（中間部材）６２は、上述したように、第１フレーム６１と磁気回路２との間に設けられており、上端部に外周側エッジ３４、中間部材（パッキン）３６を介して振動板３１の外周部が振動自在に連結されている。

第３フレーム（最外側フレーム）６３は、略筒形状に形成され、第１フレーム６１、および第２フレーム６２より径方向外周側に設けられている。この第３フレーム６３上には、保護部材７が設けられている。

支持部６４は、第２フレーム６２と一体又は第２フレーム６２に上部が接続されて支持されている。支持部６４にも通気孔２０１に対応する開口が形成されている。

［保護部材７］
保護部材７は、振動板３１の音響放射側に設けられており、振動板３１やイコライザ５等を保護する。詳細には、保護部材７は、多孔金属部材７１、および装飾部７２を有する。
多孔金属部材７１は、例えば多孔の金属板で形成され、外周端部がフレーム６の第３フレーム６３に固定されている。装飾部７２、多孔金属部材７１より径方向外側、フレーム６の第３フレーム６３上に設けられている。
［吸音部材８］
吸音部材８は、磁気回路２の通気孔２０１内に配置することができる（吸音部材８０）。また、吸音部材８は空間９２内に配置することができる（吸音部材８１）。吸音部材８０，８１は一体の吸音部材８であってもよいし、それぞれ別体として設けられてもよい。また、吸音部材８，８０，８１は磁気回路２の通気孔２０１の一端を覆うように配置されている。

これらの吸音部材８は、通気孔２０１及び空間９２で反射・干渉する不要な音を低減する。吸音部材８は、例えば、低発泡ウレタンなどの樹脂部材、人工皮革、布、不織布等の公知材料により形成されている。

このようなスピーカ装置１は、例えば音声信号がフレーム６に設けられた端子部（不図示）を介してボイスコイル３２に入力されると、その音声信号に応じてボイスコイル３２にローレンツ力が作用し、その力によりボイスコイル３２が振動する。ボイスコイル３２の振動が振動板３１の外周部から中心部に伝達されるが、本発明に係るスピーカ装置１では、振動板３１の中心部に孔部が形成されており、その孔部に内周側エッジ３５を介して振動板３１が支柱４により支持されているので、振動板の共振，逆共振などの不要な振動を低減することができる。
また、比較的大きい内部損失の材料で形成された内周側エッジ３５を設けることで、不要な振動を低減することができる。

また、本発明に係るスピーカ装置１では、内周側エッジ３５の径方向断面形状が平板形状に形成されており、例えば断面形状がロール形状の内周側エッジと比べて、そのような余長部がない、詳細には、内周側エッジ３５の径方向に沿った長さが比較的短いので、音響特性における不要なピーク・ディップが低減し、低音域から高音域にかけてフラットな音響特性を得ることができる。つまり、高音質な再生音のスピーカ装置を提供することができる。
特に、一般的なスピーカ装置と比べて、逆共振の周波数ピークがより高周波域側とすることができ、音響特性をフラットにすることができる。

［音響特性］
図１５は、スピーカ装置の音圧周波数特性を説明するための図である。同図において、縦軸はＳＰＬ（Sound Pressure Level：単位ｄＢ（decibel））を示し、横軸は周波数（単位Ｈｚ）を示す。

同図において、実線（ＥＱ）は、イコライザ５を設けたスピーカ装置１の音圧周波数特性を示し、点線（ＮＯＥＱ）は、イコライザ５を設けない場合のスピーカ装置１の音圧周波数特性を示す。

イコライザ５を設けないスピーカ装置１では、約１５ｋＨｚ付近にピークが生じているが、イコライザ５を設けたスピーカ装置１では、そのピークが低減してフラットな音響特性となり、比較的高音質の再生音を得ることができる。
これは、上述したように、上記イコライザ５を設けることにより、イコライザ５の底部と内周側エッジ３５との間の規定間隔５０１の隙間により、特定の周波数において内周側エッジ３５が逆共振しても、内周側エッジ３５から発せられる音波が位相反転し、振動板３１の音波と重ね合いにより、音質が良好となった。

スピーカ装置１は、フレーム６と、フレーム６に支持される振動体３と磁気回路２と、磁気回路２上に配置されるとともに音響放射方向に向かって延設された支柱４とを有し、振動体３は、振動板３１と、振動板３１に固着されるとともに磁気回路２の磁気ギャップ２Ｇに遊嵌されるボイスコイル３２と、振動板３１の内周部を支持する内周支持部（内周側エッジ３５）とを備え、振動板３１は、振動板３１の外周部がフレーム６に振動自在に連結され、該振動板の内周部が、支柱４と内周部との間に配置されるとともに径方向断面形状が平板形状に形成された環状の内周支持部（内周側エッジ３５）を介して、支柱４に振動自在に支持されているので、振動板の不要な振動を低減することができる。
つまり、振動板３１が、外周側エッジ３４と断面形状平板形状の内周側エッジ３５とにより振動自在に支持されているので、振動板の不要な振動を低減することができ、比較的高音質の再生音を得ることができる。
また、音響特性上の不要なピーク・ディップを低減し、高音質な再生音のスピーカ装置を提供することができる。

図１６は、本発明の他の実施形態を示す説明図である（同図（ａ）が正面図、同図（ｂ）がＡ−Ａ断面図）。この実施形態は、基本構造は前述したものと同じであって同一部位には同一符号を付して重複説明を省略する。ここでは磁気回路２を支持するフレーム６Ａが後方フレーム６Ｂにねじ止めされており、フレーム６Ａと後方フレーム６Ｂとの間に第１の空間９２が形成されている。そして、イコライザ５が支柱４に取り付けられ、イコライザ５の中心に第１の孔部４０１が形成され、第１の孔部４０１から磁気回路２を貫通する通気孔２０１を通って第１の空間９２に連通している。また、第１の孔部４０１と連通するように第２の孔部４０２が形成され、第１の空間９２が、第２の孔部４０２〜第１の孔部４０１〜通気孔２０１を通って第１の空間９２と連通している。後方フレーム６Ｂは支持台６５に支持されている。

この実施形態では、イコライザ５が保護部材７００より音響放射方向に突出している。これによって、また、振動板３１は、内周振動板３０１と外周振動板３０２からなるリング状振動板である。内周振動板３０１と外周振動板３０２の曲率半径を異なる径にして両者の共振周波数を変え、内周振動板３０１と外周振動板３０２の面積を等しくして両振動板の音圧レベルを同等にしている。これによって、スピーカ装置の広域再生を可能にしている。

Claims (23)

1. フレームと、前記フレームに支持される振動体と磁気回路と、前記磁気回路上に配置されるとともに音響放射方向に向かって延設された支柱とを有し、
   前記振動体は、振動板と、該振動板に固着されるとともに前記磁気回路の磁気ギャップに遊嵌されるボイスコイルとを備え、
   前記振動板は、該振動板の外周部が前記フレームに振動自在に連結され、該振動板の内周部が、前記支柱に振動自在に支持されており、
   前記支柱は、軸方向に沿って形成された第１の孔部を有し、
   前記支柱又は前記磁気回路の一部には、前記軸方向に対して直交する方向に沿って形成され、前記第１の孔部と連通する第２の孔部が形成されていることを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記支柱は、前記振動板より音響放射方向に突出する突起部を備え、
   前記第１の孔部は、前記振動板より音響方向に突出するように延びていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記支柱の突起部に嵌合する嵌合部を備える蓋部を有し、
   前記支柱の突起部と前記蓋部の嵌合部との間には、前記第１の孔部と連通する空間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 前記フレーム内に前記磁気回路又は磁気回路を支持する支持部と前記フレームの内面とで囲まれる第１の空間が形成され、前記磁気回路上に前記磁気回路と前記振動板とで囲まれる第２の空間が形成されており、
   前記第１の空間と前記第２の空間とが前記第１，第２の孔部および前記磁気回路に形成された通気孔を介して連通していることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
5. 前記磁気回路の通気孔内に、吸音部材が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
6. 前記第１の空間内に、前記吸音部材と一体又は別体の吸音部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のスピーカ装置。
7. 前記吸音部材は前記磁気回路の通気孔の一端を覆うように配置されていることを特徴とする請求項６に記載のスピーカ装置。
8. 前記支柱は、柱部と、該柱部の上端部に形成される突起部と、前記柱部の下方に形成される脚部とを備え、
   前記第２の孔部は、前記脚部に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のスピーカ装置。
9. 前記第１の孔部は、前記柱部と前記脚部に形成されており、
   前記柱部は、前記振動板より音響放射方向に突出する形状の突起部を備え、
   前記第１の孔部は、前記振動板の音響放射方向に突出するように延びていることを特徴とする請求項８に記載のスピーカ装置。
10. 前記支柱の突起部に嵌合する嵌合部を備える蓋部を有し、
    前記支柱を突起部と前記蓋部の嵌合部との間には、空間が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ装置。
11. 前記振動体は、前記振動板の内周部を支持する内周支持部を備え、
    前記振動板の内周部は、前記内周支持部を介して前記支柱に支持されており、
    前記第２の孔部は、前記内周支持部の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
12. 前記支柱は、前記磁気回路を構成する構成部材に支持されており、
    前記第２の孔部は、前記磁気回路の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
13. 前記支柱は、
    前記内周支持部の内径より大きい外径の柱部と、
    前記柱部の先端に形成され、前記内周支持部の内径より小さい又は略同じ外径に形成され、前記振動板の内周部より音響放射方向に突出した形状の突起部と、
    前記柱部と前記突起部との間に形成され、当該支柱の軸方向に対して直交する方向に沿った平坦形状の平坦段部とを有し、
    前記内周支持部は、該内周支持部の内周部が前記支柱の突起部に嵌合した状態で、前記平坦段部に連結されており、
    前記第２の孔部は、前記支柱の突起部に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のスピーカ装置。
14. 前記磁気回路は、プレート，磁石およびヨークを備え、
    前記第２の孔部は、前記プレートに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
15. 前記フレームは、前記支持部の外面又は前記フレームの内面に、傾斜面又は連続的に形成される凹凸面を有することを特徴とする請求項４に記載のスピーカ装置。
16. 前記内周支持部は、前記振動板の内周部と前記支柱の間で、前記ボイスコイルの振動方向に対して直交する方向に沿って延在していることを特徴とする請求項１１に記載のスピーカ装置。
17. 前記内周支持部は、
    屈曲部と、
    前記屈曲部から外周部にかけて、前記振動板の径方向断面形状に対応した断面形状に形成され、前記振動板の中央孔部の内周部と連結する連結部と、
    当該内周支持部の内周部に形成されるとともに前記支柱に接合する接合部と、
    前記接合部と前記屈曲部との間に形成された径方向断面平板形状部とを有することを特徴とする請求項１１に記載のスピーカ装置。
18. 前記支柱の突起部に嵌合する嵌合部を備えるイコライザを有し、
    前記内周支持部は、内周部が前記支柱の突起部に嵌合して前記平坦段部に連結されるとともに、前記平坦段部と前記イコライザにより挟持されていることを特徴とする請求項１３に記載のスピーカ装置。
19. 前記イコライザは、前記振動板の音響放射側に配置され、前記内周支持部と規定間隔をあけて、少なくとも前記内周支持部の径方向断面平板形状部を覆う形状に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のスピーカ装置。
20. 前記振動板は、内周部が外周部より音響放射方向側に位置する形状に形成され、表面が湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
21. 前記振動体は、外周支持部と、ボイスコイル支持部とを有し、
    前記振動板は、前記外周支持部を介して振動自在に前記フレームに支持されており、
    前記ボイスコイルは、前記ボイスコイル支持部に支持されており、
    前記磁気回路は、プレート，磁石，およびヨークを備えることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
22. 前記内周支持部は、前記振動板より内部損失が大きい材料により形成され、前記振動板の振動に対して変形自在に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のスピーカ装置。
23. 請求項１に記載されるスピーカ装置を備える自動車。

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