JPWO2009101813A1 - スピーカ、及び電子機器 - Google Patents

スピーカ、及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2009101813A1
JPWO2009101813A1 JP2009553370A JP2009553370A JPWO2009101813A1 JP WO2009101813 A1 JPWO2009101813 A1 JP WO2009101813A1 JP 2009553370 A JP2009553370 A JP 2009553370A JP 2009553370 A JP2009553370 A JP 2009553370A JP WO2009101813 A1 JPWO2009101813 A1 JP WO2009101813A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
speaker
voice coil
edge
box
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009553370A
Other languages
English (en)
Inventor
武輪　弘行
弘行 武輪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Publication of JPWO2009101813A1 publication Critical patent/JPWO2009101813A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/15—Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

本発明のスピーカは、１つの開口面を有する縦長の箱型５面体である振動板と、振動板を振動可能に支持するエッジと、振動板を構成する５面のうち開口面に隣接する４つの側面に巻きつけられて固定されるボイスコイルと、ボイスコイルに駆動力を与える磁気回路とを備え、振動板において、開口面から当該開口面に対向する上面までの高さはボイスコイルの厚さの２倍以上であり、当該上面の長辺は当該上面の短辺の２倍以上の長さであり、振動板の長手方向を形成する２つの側面及び上面には、凹凸形状から成る複数の補強リブが形成される。

Description

本発明はスピーカに関し、より特定的には、スリム化及び薄型化が可能なスピーカに関する。
近年、ハイビジョンテレビやワイドビジョンテレビ等の普及によって、テレビの画面は横長のものが一般的になりつつある。また、我が国の比較的狭い住宅事情を理由として、テレビセット全体として狭幅で薄型のものが望まれている。
テレビ用のスピーカユニット（以下、単に、スピーカという）は、通常、ブラウン管の両脇に取り付けられるので、テレビセットの横幅を大きくする一因となっている。そのため、従来から、テレビ用のスピーカとして、角型や楕円型等の細長構造のスピーカが用いられてきた。また、ブラウン管の横長化によって、スピーカの横幅を更に狭くすることが要求されている。一方で、画面の高画質化に対応した音声の高音質化がスピーカに要求されている。加えて、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイを用いた薄型テレビが増加していることによって、スピーカのスリム化及び薄型化は更に要求されている。
ここで、従来の細長型（スリム型）のスピーカについて説明する。図３７は、従来のスリム型スピーカ９００の構造を示す図である。図３７（ａ）は従来のスリム型スピーカ９００の平面図であり、図３７（ｂ）は従来のスリム型スピーカ９００の長手方向（ｃ−ｃ’）に関する断面図であり、図３７（ｃ）は短手方向（ｏ−ｏ’）に関する断面図である。図３７に示すように、従来のスリム型スピーカ９００は、マグネット９０１、プレート９０２、ヨーク９０３、フレーム９０４、ボイスコイルボビン９０５、ボイスコイル９０６、ダンパ９０７、振動板９０９、ダストキャップ９１０、及びエッジ９１１を備える。
ボイスコイル９０６は、銅、アルミ等から成る導体の巻き線であり、円筒形状のボイスコイルボビン９０５に固着される。ボイスコイルボビン９０５は、マグネット９０１とプレート９０２とヨーク９０３とから成る構造体の磁気ギャップ９０８中にボイスコイル９０６が位置するように、ボイスコイル９０６を支持する。また、ボイスコイルボビン９０５は、ダンパ９０７を介してフレーム９０４に接続される。また、ボイスコイルボビン９０５は、ボイスコイル９０６が固着される側の反対側において、楕円形状又は略楕円形状の振動板９０９に接着される。振動板９０９の中央部には、断面が略半円形状であるダストキャップ９１０が固着される。エッジ９１１は、環形状であり、かつ、断面が半円形状である。また、エッジ９１１の内周部は、振動板９０９の外周部に固着される。エッジ９１１の外周部は、フレーム９０４に固着される。
従来のスリム型スピーカ９００を駆動させる場合、ボイスコイル９０６に駆動電流が印可される。この場合、ボイスコイル９０６に印可される駆動電流及びボイスコイル９０６の周りの磁界の作用によって、ボイスコイルボビン９０５はピストン運動を行う。このことによって、振動板９０９は、ボイスコイルボビン９０５のピストン運動の方向に振動する。この結果として、振動板９０９から音波が放射される。ここで、図３７に示す従来のスリム型スピーカ９００は、例えば、特許文献１に記載されている。図３８は、従来のスリム型スピーカ９００において、１Ｗの電力が入力された場合における再生音圧レベルと周波数特性との関係を示す図である。図３８において、縦軸は再生音圧レベルを示し、横軸は駆動周波数を示す。なお、図３８に示した再生音圧レベルを測定するマイクの配置位置は、スリム型スピーカ９００の中心軸上であってスリム型スピーカ９００から正面側に１ｍ離れた位置である。
特開２００４−３２６５９号公報
しかしながら、上記した従来のスリム型スピーカ９００には、以下の問題点があった。図３７に示すように、従来のスリム型スピーカ９００は、細長構造の振動板９０９の中央部分を駆動するという駆動方法を採っているために、振動板９０９の長手方向に関して分割共振が発生し易い。この結果として、再生音圧レベルに関する周波数特性は、音声再生帯域における中高帯域にピークディップを生じる特性となり、音質の劣化を招いていた。例えば、図３８に示す特性では、２ｋＨｚ、３ｋＨｚおよび５ｋＨｚ付近に顕著なディップが見られる。
それ故に、本発明の目的は、上記した問題を解消することであって、スリム型（細長構造）でありながら分割共振が起こりにくく、広帯域にわたって平坦な周波数特性を得ることができる、音質の優れたスピーカを提供することである。
上記した問題を解決するために、本発明のスピーカは、１つの開口面を有する縦長の箱型５面体である振動板と、振動板を振動可能に支持するエッジと、振動板を構成する５面のうち開口面に隣接する４つの側面に巻きつけられて固定されるボイスコイルと、ボイスコイルに駆動力を与える磁気回路とを備え、振動板において、開口面から当該開口面に対向する上面までの高さはボイスコイルの厚さの２倍以上であり、当該上面の長辺は当該上面の短辺の２倍以上の長さであり、振動板の長手方向を形成する２つの側面及び上面には、凹凸形状から成る複数の補強リブが形成される。
また、振動板の開口面に隣接する４つの側面にはフランジが設けられ、ボイスコイルは、更に、フランジにも固定されることが好ましい。
また、振動板の内側には、少なくとも１つの仕切りが設けられてもよい。
また、エッジは、断面が弧形状であるシートから成り、当該弧形状の中央部から端部にかけて徐々に厚みが増してもよい。
また、エッジは、振動板とは異なる材質から成ってもよい。
また、エッジは、発泡ゴム又は高分子エラストマーから成り、振動板は、ポリイミド樹脂又はパルプから成ってもよい。
また、磁気回路は、直方体形状の１つの内磁極と直方体形状の２つの外磁極とを含み、１つの内磁極は、振動板の開口面に近接して配置され、２つの外磁極は、振動板の両サイドにそれぞれ配置されることが好ましい。
また、振動板の開口面に対向する上面に接続されて、当該振動板を振動可能に支持する少なくとも１つのダンパを更に備え、エッジは、振動板の開口面に隣接する４つの側面の当該開口面側の端部に接続されて当該振動板を支持してもよい。
また、ダンパは、断面が弧形状である扇状のシートから成ってもよい。
また、ダンパは、断面が弧形状である短冊状のシートから成ってもよい。
また、振動板の開口面に対向する上面に接続されて、当該振動板を振動可能に支持する複数のダンパを更に備え、複数のダンパのうち少なくとも２つは、振動板の開口面に対向する上面の同一位置に一端が接続され、他端は互いに異なる方向に向いて当該振動板を支持してもよい。
また、本発明は、上記したスピーカを備えた電子機器（典型的にはテレビジョン放送受信機）としてとらえることもできる。
本発明によれば、スリム型でありながら、分割共振が起こりにくく、広帯域にわたって平坦な周波数特性を得ることができる音質の優れたスピーカを提供できる。また、本発明によれば、薄型化されたスピーカを提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の一例を示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の振動系１５０を示す図である。 図３は、スピーカ１００の振動系１５０の構成要素を説明するための図である。 図４は、図１に示すスピーカ１００のＡ−Ａ’断面を示す図である。 図５は、スピーカ１００が備えるボイスコイル１１５を示す図である。 図６は、有限要素法解析対象であるスピーカ１００の平面図であり、振動板１１１の長辺方向に関する共振について説明するための図である。 図７は、中心線Ａ−Ａ’上のみに駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝０の場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図である。 図８は、Ｘで示す周波数付近で生じたピークにおけるボイスコイル１１５の長辺方向に関する振動モードを示す図である。 図９は、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝ｃ＿ｌの場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図である。 図１０は、有限要素法解析によって求めた、長辺方向に関して振動系１５０に占める振動板の駆動部分長さ（ｆ＿ｌ／ｄ＿ｌ）とピークディップ（音圧偏差）との関係を示す図である。 図１１は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の他の一例を示す斜視図である。 図１２は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の他の一例を示す斜視図である。 図１３は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の一例を示す斜視図である。 図１４は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の振動系２５０を示す図である。 図１５は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の振動系２５０を示す図である。 図１６は、振動系２５０を構成する箱型５面体２０１を示す斜視図である。 図１７は、補強リブ２３５が箱型５面体２０１の上面にのみ形成された場合における振動系２５０の短辺方向の断面形状のモデル２５０−１を示す図である。 図１８は、モデル２５０−１の有限要素法解析結果を示す図である。 図１９は、モデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３を示す図である。 図２０は、図１９のモデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３の有限要素法解析結果を示す図である。 図２１は、図１７に示したモデル２５０−１において、変形前の形状に、５．５ｋＨｚでの共振モード形状（変形後の形状）を重畳した図である。 図２２は、図１７に示したモデル２５０−１において、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にした場合の解析結果を示す図である。 図２３は、図１７に示すモデル２５０−１を３次元モデル化し、また、箱型５面体２０１の側面と上面とに、連続した凹凸形状によって形成される補強リブ２３５を設けたモデルである。 図２４は、図２３に示す補強リブ２３５を有するモデルの有限要素法解析の結果を示す図である。 図２５は、第３の実施形態に係るスピーカ３００が備える振動系３５０を示す図である。 図２６は、箱型５面体２０１の凹形状内部に仕切り３６２を設けたスピーカ３００の振動系３５０を示す図である。 図２７は、図２６の振動系３５０の断面図である。 図２８は、図１１に示した裏面から音声を放射するタイプのスピーカに、仕切り３６２を適用する場合に用いられる磁気回路の下部分の斜視図である。 図２９は、図２８に示す磁気回路の下部分の断面図である。 図３０は、第４の実施形態に係るスピーカ４００を示す斜視図である。 図３１は、図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０を示す平面図である。 図３２は、図３１に示す振動系４５０のＢ−Ｂ’断面を示す図である。 図３３は、図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０の他の例を示す平面図である。 図３４は、図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０の他の例を示す平面図である。 図３５は、図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０の他の例を示す断面図である。 図３６は、本発明のスピーカを備える薄型テレビを示す図である。 図３７は、従来のスリム型スピーカ９００の構造を示す図である。 図３８は、従来のスリム型スピーカ９００において、１Ｗの電力が入力された場合における再生音圧レベルと周波数特性との関係を示す図である。
符号の説明
１００、２００、３００、４００、９００ スピーカ
１０１、２０１ 箱型５面体
１０３ 逆Ｌ字型フランジ
１１１、２１１、９０９ 振動板
１１２、３１２、９１１ エッジ
１１３、１１４、９０４ フレーム
１１５、９０６ ボイスコイル
１１６、１１７、９０１ マグネット
１１８、１２１、１２２、９０３ ヨーク
１１９、１２０、９０２ プレート
１５０、２５０、３５０、４５０ 振動系
２３５ 補強リブ
２５０−１、２５０−２、２５０−３ モデル
３５６ 突起部
３６２ 仕切り
３６６ 空隙
４７１、９０７ ダンパ
４７３ ダンパ台
９０５ ボイスコイルボビン
９１０ ダストキャップ
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の一例を示す斜視図である。第１の実施形態に係るスピーカ１００は、細長形状（スリム型）であって、振動板の駆動部分が大きく、また、振動板の剛性が高いことに、特に特徴を有する。
図２は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の振動系１５０を示す図である。図３は、スピーカ１００の振動系１５０の構成要素を説明するための図である。図４は、図１に示すスピーカ１００のＡ−Ａ’断面を示す図である。図１及び図４に示す通り、スピーカ１００は、振動板１１１と、エッジ１１２と、上フレーム１１３と、下フレーム１１４と、ボイスコイル１１５と、上マグネット１１６と、下マグネット１１７と、上ヨーク１１８と、上プレート１１９と、下プレート１２０と、下ヨーク１２１と、サイドヨーク１２２とを備える。また、図１に示す通り、スピーカ１００は、縦方向の長さと横方向の長さとが異なる細長形状である。
まず、スピーカ１００の振動系１５０の構造について説明する。図２及び図３に示すように、振動系１５０は、振動板１１１とエッジ１１２とから構成される。振動板１１１は、細長形状であって、縦方向と横方向の長さの比は、２以上：１であることが好ましい。言い換えると、振動板１１１において、縦方向の長さを１とした場合に横方向の長さは０．５以下であることが好ましい。なお、以下では、図２に示すように、振動板１１１の縦方向を長辺方向と呼び、横方向を短辺方向と呼ぶ。振動板１１１は、箱型５面体１０１と逆Ｌ字型フランジ１０３とで構成される。箱型５面体１０１は、細長い６面体の箱の長辺方向を構成する長方形面の１つを取り去った形状である。この取り去られた面を開口面と呼んでもよい。逆Ｌ字型フランジ１０３は、断面形状がＬ字形状（図４を参照）であって、箱型５面体１０１と同様に細長形状である。箱型５面体１０１の開口部１０２には、逆Ｌ字型フランジ１０３が固着される。図５は、スピーカ１００が備えるボイスコイル１１５を示す図である。逆Ｌ字型フランジの平面部１０４（図３を参照）には、ボイスコイル１１５が固着される（図４を参照）。逆Ｌ字型フランジ１０３の下端部１０５（図３を参照）には、エッジ１１２の内周部１０６が接続される。エッジ１１２は、細長環形状であり、断面が略半円形状（弧形状）であるロールエッジ（図４を参照）である。エッジ１１２の凸方向と振動板１１１の凸方向とは、互いに反対方向を向く。エッジ１１２の外周１０７（図３を参照）は、上フレーム１１３と下フレーム１１４に挟持固着される（図４を参照）。上フレーム１３及び下フレーム１４は、略四角筒形状である。
なお、振動板１１１及びエッジ１１２を形成する材料は、ポリイミド樹脂又はＰＥＮ樹脂等であって、厚さが５０μｍ〜数１００μｍである薄い高分子フィルムが好適である。図２に示す振動系１５０は、真空成型等を用いてこの高分子フィルムを一体成型することによって、連続した一体形状に形成される。しかし、振動系１５０は、インジェクション成型等を用いて一体成型されることによって、連続した一体形状に形成されてもよい。
次に、スピーカ１００の全体構造について、図１及び図４を主に用いて説明する。図４に示すように、振動板１１１における箱型５面体１０１の開口部１０２の下側には、下プレート１２０が空間を空けて配置され、下プレート１２０の下側には下マグネット１１７が固着され、また、下マグネット１１７の下側には下ヨーク１２１が固着される。この様に、下プレート１２０、下マグネット１１７、及び下ヨーク１２１は、振動板１１１の凸方向とは逆の方向に位置する。下ヨーク１２１は、振動板１１１の短辺方向に延長されて、下フレーム１１４に固着される。エッジ１１２の上側には、上プレート１１９が空間を空けて配置され、上プレート１１９の上側には上マグネット１１６が固着され、上マグネット１１６の上側には上ヨーク１１８が固着され、上ヨーク１１８は上フレーム１１３と固着される。上ヨーク１１８と下ヨーク１２１とは、サイドヨーク１２２により磁気的に接続される。以上の構造によって構成された、下プレート１２０から上プレート１１９までの磁気回路によって、図４に示す磁気ギャップＧに磁束が発生する。なお、上マグネット１１６及び下マグネット１１７は、振動板１１１と同様に、上側から視た形状は矩形形状である。上マグネット１１６は、当該上マグネット１１６の長辺方向と、振動板１１１の長辺方向とが一致する向きで配置される。同様に、下マグネット１１７は、当該下マグネット１１７の長辺方向と、振動板１１１の長辺方向とが一致する向きで配置される。また、上記した磁気回路において、下プレート１２０及び下マグネット１１７を内磁極と呼び、また、上プレート１１９及び上マグネット１１６を外磁極と呼んでもよい。
振動板１１１には、図４に示すように、図５に示すボイスコイル１１５が固着される。図５に示すように、ボイスコイル１１５を上面から視た形状は矩形である。ボイスコイル１１５は、振動板１１１と中心軸が一致するように、振動板１１１の外周の段差部分に巻き付けられて固着される。より具体的には、ボイスコイル１１５は、箱型５面体１０１の側面下端と逆Ｌ字型フランジ１０３の平面部１０４の両面に、例えば接着剤を介して、固着される。ここで、箱型５面体１０１は、ボイスコイル１１５の厚さ（高さ）の２倍以上の高さを有する。このことから、ボイスコイル１１５は、図４に示すように、上下方向に関して、振動系１５０の中間位置付近に配置可能となる。より具体的には、ボイスコイル１１５は、箱型５面体１０１の上端とエッジ１１２の下端との中間位置付近に配置可能となる。なお、図３７に示す従来のスリム型スピーカ９００のような一般的なスピーカでは、ボイスコイルは、振動板の下端部又は当該下端部よりも下側に配置される。ボイスコイル１１５の両端には引き出し配線１１０が設けられ（図５を参照）、当該引き出し配線１１０は、上フレーム１１３等に設けられた入力端子（図示せず）に、空間中を経て接続される。そして、引き出し配線１１０には、駆動電流が供給される。ここで、図４に示すように、振動板１１１は、エッジ１１２が上フレーム１１３と下フレーム１１４とに狭持保持されることによって支持されて、磁気ギャップＧ中に配置される。また、エッジ１１２は高い柔軟性を有する。また、上述したように、ボイスコイル１１５は、振動板１１１に固着される。このことによって、ボイスコイル１１５に電流を印可することで生じたボイスコイル１１５の駆動力によって、振動板１１１が振動して空間に音波が放射され音声が再生される。
以下では、口径８ｃｍの円形スピーカ相当の出力をスピーカ１００によって発生させる場合において、振動系１５０及びボイスコイル１１５の好ましい寸法の一例について、具体的に説明する。この場合には、ボイスコイル１１５に用いる銅線の直径は、通常φ０．１ｍｍからφ０．２ｍｍ程度となる。このことから、ボイスコイル１１５において、銅線の束の巻き幅は、２層巻きの場合、０．５ｍｍ程度となる。ここで、逆Ｌ字型フランジ１０３の平坦部１０４の幅は、ボイスコイル１１５を構成する巻き線の巻き幅以上であることが好ましい。従って、逆Ｌ字型フランジ１０３の平坦部１０４の幅は、０．５ｍｍから１ｍｍ程度と短くなる。そして、口径８ｃｍの円形スピーカ相当の出力をスピーカ１００によって発生させるためには、箱型５面体１０１の短辺長さは７ｍｍ、長辺長さは１２０ｍｍが好ましく、また、エッジ１１２の短辺長さは２０ｍｍ、長辺長さは１４０ｍｍが好ましい。なお、上記したように逆Ｌ字型フランジ１０３の平坦部１０４の幅は狭いので、振動板１１１の長辺長さは、箱型５面体１０１の長辺長さとほぼ等しくなる。また、以上に説明したの寸法の場合、箱型５面体１０１の長辺長さは、振動系１５０の長辺長さの８５．７％となる。
以上に説明した構成によって、スピーカ１００において、振動板１１１は、長辺方向に関しては全体が駆動され、短辺方向に関しては最端部が駆動される。また、この構成によって、スピーカ１００は、振動板１１１の共振を抑制できる。以下では、スピーカ１００における、振動板１１１の共振抑制効果について説明する。
まず、振動板１１１の長辺方向に関する共振抑制効果を説明する。ここで、仮に、従来のスリム型スピーカ９００と同様に、振動板１１１を１点のみで中心駆動した場合には、多数の共振が誘起されて、音圧周波数特性は、ピーク及びディップの多い特性となる（図３８を参照）。これは、振動板１１１が薄いフィルムから成る細長形状であるために、振動板１１１の長辺方向に低周波数から多数の共振が生じるからである。
しかしながら、本発明のスピーカ１００では、振動板１１１の長辺方向全体に駆動力を与えるので、振動板１１１の長辺方向に関する共振を抑制できる。以下に、スピーカ１００における振動板１１１の長辺方向の駆動部分長さと共振抑制効果との関係について、有限要素法解析を用いて説明する。
図６は、有限要素法解析対象であるスピーカ１００の平面図であり、振動板１１１の長辺方向に関する共振について説明するための図である。有限要素法解析において、ボイスコイル１１５の特定の部分（ｆ＿ｌで示す部分）に、ボイスコイル１１５に駆動電流が印加されることによって生じる駆動力Ｆを印加した。図６に示す白抜き矢印は、駆動力Ｆが印加される部分を示す。そして、駆動力Ｆが印加されるｆ＿ｌで示す部分の長さを「０」から徐々に増加させて、音圧周波数特性の変化を求めた。具体的には、ｆ＿ｌの長さを、振動系１５０の中心線Ａ−Ａ’上のみに駆動力Ｆを印加した場合の長さ「０」から、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合の「ｃ＿ｌ」まで増加させた。なお、上記した解析において、振動系１５０は厚さ０．０７５ｍｍのポリイミド樹脂フィルムから成り、振動系１５０の全長ｄ＿ｌは９０ｍｍであり、ボイスコイル１１５の全長ｃ＿ｌは６５ｍｍである。この場合、ボイスコイル１１５が振動系１５０に占める割合は、約７２％である。
図７は、中心線Ａ−Ａ’上のみに駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝０の場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図である。図７に示すように、Ｘで示す８００Ｈｚ付近に最初の大きなピークディップが発生し、Ｙで示す周波数付近に次の大きなピークディップが発生し、また、Ｚで示す周波数付近にその次の大きなピークディップが発生している。これらＸ、Ｙ、Ｚで示す周波数付近で生じる振動モードを精査した結果、Ｘ、Ｙ付近のピークディップは振動系１５０の長辺方向の共振モードによって生じ、Ｚ付近のピークディップは振動系１５０の短辺方向の共振モードによって生じたことが判った。なお、最低共振周波数Ｆ０は、１４０Ｈｚ付近に存在している。
図８は、Ｘで示す周波数付近で生じたピークにおけるボイスコイル１１５の長辺方向に関する振動モードを示す図である。Ｘで示す周波数付近で生じたピークにおけるボイスコイル１１５の振動モードは、図６に示す中心線Ａ−Ａ’を中心として左右対称形状であるので、図８には右半分のモード形状のみを示している。なお、図８において、モード形状の左端が、中心線Ａ−Ａ’の位置に対応し、モード形状の右端が、ボイスコイル１１５の長辺方向の端部に対応する。図８に示された共振モードは、振動板１１１の中心部及び端部の振幅が極大となる共振モードであるので、長辺方向に関する第１次共振モードである。
駆動力Ｆが印加されるｆ＿ｌで示す部分の長さを０から徐々に増やすと、振動板１１１の長辺方向の共振は抑制され、この結果として、Ｘ及びＹ付近のピークディップは小さくなる。図９は、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝ｃ＿ｌの場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図である。図９に示すように、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合には、振動系１５０の長辺方向の共振モードによって生じたＸ、Ｙ付近のピークディップは、ほぼ消滅している。このことによって、スピーカ１００において高音質で使用可能な音声再生帯域は、図９に示すＺ付近の周波数帯域まで拡大される。つまり、振動板１１１の長辺方向に関して駆動部分長さを増加させることによって、当該長辺方向における共振モードは抑制される。図１０は、以上に説明した有限要素法解析によって求めた、長辺方向に関して振動系１５０に占める振動板の駆動部分長さ（ｆ＿ｌ／ｄ＿ｌ）とピークディップ（音圧偏差）との関係を示す図である。図１０に示すように、長辺方向に関して振動系１５０全体のうち６０％以上を駆動すれば、音圧偏差は、一般に好ましいとされる音圧偏差３ｄＢ以内となることが判る。
以上では振動板１１１の長辺方向に関する共振抑制効果について説明を行った。以下では、振動板１１１の短辺方向に関する共振抑制効果について説明を行う。
既に説明しように、スピーカ１００において、振動板１１１は、長辺方向に関しては全体が駆動され、短辺方向に関しては最端部が駆動される。このことから、振動板１１１の短辺方向に関する共振を完全に抑制することは困難である。この結果、図９に示すように、振動板１１１の短辺方向に関する第１次共振モード（Ｚを参照）は存在する。
しかしながら、振動板１１１は、箱形５面体１０１が有する張り出し構造の効果によって、短辺方向に関する共振周波数は平面形状に比べて高くなる。振動板１１１（箱形５面体１０１）は、既に説明したように、ポリイミド樹脂等の薄いフィルム材料から成り、通常５０μｍ〜数１００μｍの厚さである。また、箱形５面体１０１の張り出し高さ（厚さ）は、ボイスコイル１１５の高さ（厚さ）の２倍以上の高さであることが好ましい。なお、口径８ｃｍの円形スピーカ相当の出力をスピーカ１００によって発生させる場合には、箱形５面体１０１の張り出し高さは、５ｍｍ程度となる。ここで、箱形５面体１０１の厚さが５０μｍであって、箱形５面体１０１の張り出し高さが５ｍｍである場合、これら５０μｍと５ｍｍとを単純に比較すると１００倍の差がある。この１００倍の差が短辺方向に関する共振抑制効果に直接反映するわけではないが、上記した張り出し構造によって振動板１１１の短辺方向の剛性は大幅に向上する。この結果として、振動板１１１の短辺方向に関して、共振は抑制され、第１次共振モードの共振周波数は高くなる。
以上に説明した通り、第１の実施形態に係るスピーカ１００によれば、長辺方向に関しては振動系１５０の全長の６０％以上の長さに駆動力を与えることによって長辺方向の共振を抑制し、また、短辺方向に関しては高剛性な振動板１１１の構造によって短辺方向の共振周波数を高くできる。このことによって、スピーカ１００は、音圧周波数特性を高周波数まで平坦にでき、振動板１１１に高周波数まで共振の影響を抑制したピストン運動を行わせることができる。この結果として、第１の実施形態に係るスピーカ１００は、従来のスリム型スピーカ９００（図３７を参照）に比べて音質を大幅に改善できる。
なお、既に説明したように、振動板１１１の寸法において、長辺方向の長さを１とした場合に短辺方向の長さは０．５以下であることが好ましい。ここで、振動板１１１が仮に平板形状である場合、振動板１１１において、短辺方向の第１次共振周波数は、長辺方向の第１次共振周波数の２乗に反比例する。例えば、振動板１１１の寸法の縦横比を２：１とし、振動板１１１の長辺方向の第１次共振周波数をｆＬ１［Ｈｚ］とし、振動板１１１の短辺方向の第１次共振周波数をｆＳ１［Ｈｚ］とする場合、ｆＳ１は、４＊ｆＬ１の値になる。振動板１１１が箱型５面体形状である場合は短辺方向の長さが張り出しにより長くなるので共振周波数は下がるが、第１の実施形態に係るスピーカ１００の共振抑制効果は、振動板１１１が細長形状になるほど大きくなるといえる。
以下では、第１の実施形態に係るスピーカ１００が有する、薄型形状を実現できる効果について説明する。図４に示すように、第１の実施形態に係るスピーカ１００では、ボイスコイル１１５は、箱型５面体１０１の凸部頂点とエッジ１１２のロール形状の凸部頂点との略中間に位置する。つまり、ボイスコイル１１５は、上下方向に関して振動系１５０の略中間位置に配置される。また、下プレート１２０及び下マグネット１１７から成る内磁極は、振動板１１１の凹部に配置される。また、上プレート１１９及び上マグネット１１６から成る２つの外磁極は、振動板１１１の両サイドであってエッジ１１２のロール形状の凹方向に配置される。そして、内磁極と外磁極との間に、ボイスコイル１１５は位置する。このような配置によって、内磁極及び外磁極は、振動板１１１とエッジ１１２とから成る振動系１５０の凹部分に入れ込まれる。また、このような配置によって、内磁極の位置を設定する際には、内磁極と振動板１１１とのクリアランスを考慮すればよく、また、外磁極の位置を設定する際には、外磁極とエッジ１１２とのクリアランスを考慮すればよい。より具体的には、内磁極の位置を設定する際には、振動板１１１が振動して下がる距離のみを考慮すればよい。なぜなら、振動板１１１が振動して上がる方向には接触する部品は原則として存在しないので、振動板１１１の上側のクリアランスは考慮する必要が無いからである。また、外磁極の位置を設定する際には、エッジ１１２が振動して上がる距離のみを考慮すればよい。なぜなら、エッジ１１２が振動して下がる方向には接触する部品は原則として存在しないので、エッジ１１２の下側のクリアランスは考慮する必要が無いからである。以上に説明したように、第１の実施形態に係るスピーカ１００は、内磁極及び外磁極が振動系１５０の凹部分に入れ込まれて配置されるので、一般的なスピーカ（図３７を参照）よりも大幅な薄型化を実現できる。
以上に説明した通り、第１の実施形態に係るスピーカ１００によれば、従来のスリム型スピーカ９００（図３７を参照）に比べて、音質を大幅に改善でき、加えて、薄型形状を実現できる。
なお、以上では、上ヨーク１１８側に開口部を設けて、上ヨーク１１８側から音声を放射する構造とした（図１及び図４を参照）。しかしながら、図１１に示すように、上ヨーク１１８側に開口部を設けず、下ヨーク１２１側に開口部１２５を設けて、下ヨーク１２１側から音声を放射する構造としてもよい。このことによって、振動系１５０の裏側から生じる音声を放射できる。
また、図１２に示すように、上ヨーク１１８側に開口部を設けず、サイドヨーク１２２側に開口部１２７を設けて、サイドヨーク１２２側から音声を放射する構造としてもよい。この場合、上ヨーク１１８側の開口部は、例えば、上部フレーム１３０によって塞がれる。このことによって、スピーカ１００の側面から音声を放射できるので、スピーカ１００をより狭い隙間に実装できる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るスピーカ２００は、第１の実施形態に係るスピーカ１００が有する特徴に加えて、振動板の短辺方向に関する剛性を高める補強リブが振動板に設けられていることに、特に特徴を有する。なお、第２の実施形態に係るスピーカ２００において、第１の実施形態に係るスピーカ１００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、原則として説明を省略する。
図１３は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の一例を示す斜視図である。図１４及び図１５は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の振動系２５０を示す図である。図１６は、振動系２５０を構成する箱型５面体２０１を示す斜視図である。
図１３〜図１５に示すように、第２の実施形態に係るスピーカ２００は、第１の実施形態に係るスピーカ１００（図１及び図２を参照）に対して、振動系１５０を振動系２５０に置き換えた構成である。振動系２５０は、振動系１５０に対して、振動板１１１を振動板２１１に置き換えた構成である。振動板２１１は、振動板１１１に対して、箱型５面体１０１を箱型５面体２０１に置き換えた構成である。
図１６に示すように、箱型５面体２０１は、箱型５面体１０１（図３を参照）における長辺方向と平行な３つの面に、短辺方向に関する剛性を高める凹凸から成る複数の補強リブ２３５を設けた構造である。なお、補強リブ２３５は、図１６に示すように、箱型５面体２０１における長辺方向と平行な３つの面に、連続した凹凸形状によって設けられるのが好ましい。また、補強リブ２３５は、振動系２５０を一体成型する際に、同時に一体的に形成されるのが好ましい。
以下では、第２の実施形態に係るスピーカ２００が奏する効果について説明する。第２の実施形態に係るスピーカ２００は、振動板２１１の短辺方向の剛性を補強リブ２３５によって更に高めることによって、第１の実施形態に係るスピーカ１００が奏する効果に加えて、共振周波数を更に高めることができる。以下に、補強リブ２３５の効果について、有限要素法解析を用いて具体的に説明する。
図１７は、補強リブ２３５が箱型５面体２０１の上面にのみ形成された場合における振動系２５０の短辺方向の断面形状のモデル２５０−１を示す図である。図１７において、モデル２５０−１は、左右対称である振動系２５０の断面形状の中心線ｏ−ｏ’から左半分のモデルである。図１７に示すように、補強リブ２３５は、箱型５面体２０１の上面にのみ形成される。ボイスコイル１１５は、箱型５面体２０１と逆Ｌ字型フランジ１０３との接合点近傍に固着される。逆Ｌ字型フランジ１０３の端部にはエッジ１１２の内周部が接合され、エッジ１１２の外周部は上フレーム１１３等（図示せず）によって固定される。モデル２５０−１において、厚さを５０μｍとし、振動系２５０の左半分の幅（中心線ｏ−ｏ’からエッジ１１２の外周部までの幅）を１０ｍｍとし、箱型５面体２０１の左半分の幅を３．５ｍｍとし、材料をポリイミド樹脂とした。そして、有限要素法解析を用いて、モデル２５０−１のボイスコイル１１５に駆動力を加えてモデル２５０−１の変形を解析し、中心線ｏ−ｏ’上であって箱型５面体２０１の上面から１ｍ離れた観測点における音圧周波数特性を計算した。
図１８は、上記したモデル２５０−１の有限要素法解析結果を示す図である。図１８において、横軸は音声の再生周波数、縦軸は音声の再生音圧レベルを示す。図１８に示すように、周波数５．５ｋＨｚと１０．０５ｋＨｚとに共振に起因する再生音圧のピークが発生して、特性が乱れている。なお、Ｆ０は、最低共振周波数を示す。一般に、スピーカには、再生周波数が変動しても再生音圧は一定となる特性が求められる。このため、モデル２５０−１において、高音質で音声再生可能な使用帯域は、５．５ｋＨｚまでとなる。このことから、高音質で音声再生可能な使用帯域を拡大するためには、５．５ｋＨｚと１０．０５ｋＨｚとに存在する再生音圧のピークを、より高い周波数まで持ち上げる必要がある。
ここで、第１の実施形態で説明した通り、スピーカ２００において、振動系２５０の長辺方向に関しては振動板２１１全体が駆動されるので、長辺方向に関しての共振は抑制される。従って、振動系２５０の短辺方向に関しての共振周波数によって、高音質で音声再生可能な使用帯域（以下、単に、使用帯域と呼ぶ）の限界が決まる。そこで、モデル２５０−１に比べて、振動系２５０全体の短辺方向の幅は変更せず、箱型５面体２０１の幅を変更した２つのモデル２５０−２及び２５０−３を作成し、モデル２５０−１を含めた３つのモデルの使用帯域を比較した。
図１９は、モデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３を示す図である。図１９に示すように、モデル２５０−２の箱型５面体２０１の幅の半分は４．５ｍｍ、モデル２５０−１の箱型５面体２０１の幅の半分は３．５ｍｍ、モデル２５０−３の箱型５面体２０１の幅の半分は２．５ｍｍである。なお、図１９では、図１７と同様に、振動系２５０の左半分をモデル化している。また、図１９に示すモデル２５０−１は、図１７に示すモデル２５０−１と同一である。
図２０は、図１９のモデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３の有限要素法解析結果を示す図である。なお、図２０に示すモデル２５０−１の解析結果は、図１８に示すモデル２５０−１の解析結果と同一である。また、Ｆ０は、最低共振周波数を示す。図２０に示す通り、３つのモデルの音圧周波数特性を比較すると、２つ目の再生音圧のピークβが生じる周波数は、モデル２５０−２では９．９ｋＨｚ、モデル２５０−１では１０．５ｋＨｚ、モデル２５０−３では１０．９ｋＨｚである。このことから、箱型５面体２０１の幅が狭くなるに伴って、ピークβの周波数は高くなることが判る。一方で、図２０に示す通り、１つ目の再生音圧のピークαが生じる周波数は、３つのモデルの全てにおいて５．５ＫＨｚ近傍である。このことから、図１９に示したモデルのように、単に、箱型５面体２０１の幅を変更することでは、使用帯域は拡大しないことが判る。
図２１は、図１７に示したモデル２５０−１において、変形前の形状に、５．５ｋＨｚでの共振モード形状（変形後の形状）を重畳した図である。図２１に示す通り、５．５ｋＨｚで生じる共振は、ボイスコイル１１５が固着された箱型５面体２０１の側面部（図２１のＸで示す部分）の変形に起因することが判る。
そこで、使用帯域を拡大するために、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を、１０倍にして再度解析した。図２２は、図１７に示したモデル２５０−１において、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にした場合の解析結果を示す図である。図２２（ａ）は、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にしたモデル２５０−１を示す図である。図２２（ａ）に示すように、ＲＦで示す箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にしている。なお、他の条件は、図１７に示したモデル２５０−１と同一である。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）に示すモデル２５０−１の有限要素法解析の結果を示す図である。図２２（ｂ）に示す通り、５．５ｋＨｚに存在した再生音圧のピークαは消滅して、使用帯域が１０．０５ｋＨｚまで拡大している。この解析結果から、短辺方向に関する箱型５面体２０１の側面部の剛性を高めることによって、使用帯域を拡大できることが判る。
そこで、短辺方向に関する箱型５面体２０１の側面部の剛性を高めるために、箱型５面体２０１の上面部に加えて、側面部にも複数の凹凸から成る補強リブを設ける。以下に、有限要素法解析によって、この補強リブの効果を検証した。図２３は、図１７に示すモデル２５０−１を３次元モデル化し、また、箱型５面体２０１の側面と上面とに、連続した凹凸形状によって形成される補強リブ２３５を設けたモデルである。なお、計算都合上、図２３のモデルにおいて、振動系２５０の長辺方向（Ｂ−Ｂ’方向）の幅は、補強リブ２３５が１つ形成される幅としている。図２４は、図２３に示す補強リブ２３５を有するモデルの有限要素法解析の結果を示す図である。図２４に示す通り５．５ｋＨｚに存在した再生音圧のピークαは消滅して、使用帯域が１０．０５ｋＨｚまで拡大している。なお、以上では、補強リブ２３５は、箱型５面体２０１にのみ形成された。しかし、補強リブ２３５は、箱型５面体２０１から、最大で、逆Ｌ字型フランジ１０３の端部まで、一体形状で延長形成されてもよい。
以上に説明した有限要素解析結果から、第２の実施形態に係るスピーカ２００によれば、振動系２５０を構成する箱型５面体２０１に複数の補強リブ２３５を設けることによって、第１の実施形態に係るスピーカ１００（図１を参照）の効果に加えて、更に、音質を向上させることができる。
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態に係るスピーカ１００及び２００において、振動系を構成する振動板及びエッジは、同一材料を用いて１つの部材として一体的に形成された。第３の実施形態に係るスピーカ３００（図示せず）では、振動系を構成する振動板とエッジとは、互いに別個の部材として形成され、その後互いに接続される点に、特に特徴を有する。以下では、一例として、第２の実施形態に係るスピーカ２００と比較し、相違点を中心に説明を行う。なお、第３の実施形態に係るスピーカ３００において、第２の実施形態に係るスピーカ２００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、原則として説明を省略する。
図２５は、第３の実施形態に係るスピーカ３００が備える振動系３５０を示す図である。図２５に示すように、逆Ｌ字型フランジ１０３の下端部には、エッジ３１２が固着されている。振動板２１１は、例えば、ポリイミド樹脂等の高分子フィルムを材料に用いて真空成型等によって成型されてもよいし、更には、パルプ等を材料に用いて成型されてもよい。エッジ３１２は、振動板２１１とは異なる材料から成る。エッジ３１２は、例えば、粘弾性体である発泡ゴムを成型金型内で発泡成型することによって成型されてもよいし、また、例えば、ゴムと高分子との重合体である高分子エラストマー材料を用いてインジェクション成型されてもよい。
また、エッジ３１２は、図２５に示すように断面が略半円形状（弧形状）であるロールエッジあり、ロール形状の最下部３５７の厚さが、ロール形状の基部３５８の厚さに比べて薄い形状である。ロール形状の基部３５８の厚さは、ロール形状の最下部３５７の厚さの１．５倍以上であることが好ましい。
また、図２５中の拡大図（ｂ）に示すように、逆Ｌ字型フランジ１０３の外周面に沿うように、エッジ３１２の内周面が接合される。逆Ｌ字型フランジ１０３とエッジ３１２とは、接着剤を用いて接合されてもよいし、インサート成型によって融着接合されてもよい。また、逆Ｌ字型フランジ１０３とエッジ３１２とを接合する際に、突起部３５６が形成されるようにすることが好ましい。
以下では、第３の実施形態に係るスピーカ３００の動作および効果について説明する。スピーカ３００では、振動系３５０を構成する振動板２１１とエッジ３１２とを別個の材料で形成する。このため、スピーカ３００では、振動板２１１及びエッジ３１２の材料を、要求される特性に応じて選択できる。この結果として、スピーカ３００によれば、更なる性能向上が図れる。以下、具体的に説明する。
上記したように、振動板２１１は、軽量で高剛性であるポリイミド樹脂等の高分子フィルム又はパルプ等から成る。このことから、振動板２１１は、少ない変形で高周波数まで振動できるので、使用帯域の上限が拡大する。また、エッジ３１２は、柔軟性が高い発泡ゴム又は高分子エラストマー等から成る。このことから、振動系３５０における最低共振周波数Ｆ０は低下するので、使用帯域の下限が拡大する。この結果として、使用帯域は大幅に拡大する。
加えて、上記したように、エッジ３１２は、ロール形状の最下部３５７の厚さが、ロール形状の基部３５８の厚さに比べて薄い形状である。このことによって、エッジ３１２の力変位特性において、振動板２１１の振動振幅が小さい領域ではロール形状の最下部３５７が主に変形し、振動振幅が増加するに伴ってロール形状の基部３５８の変形が徐々に生じるようにできる。この結果として、エッジ３１２において、低剛性を実現しつつ直線性に優れた力変位特性を実現できる。また、振動振幅が増加するに伴ってロール形状の基部３５８（厚い部分）の変形が徐々に生じるので、エッジ３１２は耐屈曲性に優れる。
更に、図２５中の拡大図（ｂ）に示すように、突起部３５６を形成する場合には、突起部３５６によって、振動板２１１にボイスコイル１１５（図示せず）を接着剤を用いて接着する際に、接着剤をせき止めて保持することが容易となる。このことによって、接着剤がエッジ３１２のロール部に流出して生じる最低共振周波数Ｆ０の変化及び異常音の発生を防ぐことができる。
以上に説明したように、第３の実施形態に係るスピーカ３００によれば、第２の実施形態に係るスピーカ２００の効果に加えて、更に、使用帯域を拡大し、また、信頼性に優れたスピーカを実現できる。
なお、以上では、スピーカ３００は、補強リブを有する振動板２１１を備えるものとして説明した。しかしながら、スピーカ３００は、補強リブを有さない振動板１１１を備えてもよい。
また、スピーカ３００において、箱型５面体２０１の凹形状内部に仕切り２６２を設けてもよい。図２６は、箱型５面体２０１の凹形状内部に仕切り３６２を設けたスピーカ３００の振動系３５０を示す図である。図２７は、図２６の振動系３５０の断面図である。仕切り３６２は、例えば、箱形５面体２０１の中央に長辺方向と平行な３つの面をつなぐ形状で設けられる。また、仕切り３６２は、箱形５面体２０１の凹形状の深さと等しい高さまで形成されるのが好ましい。仕切り３６２を設けることによって、振動板２１１の剛性を更に高めることができる。ここで、他の実施形態に係るスピーカにおいても同様に仕切りを設けることができる。しかしながら、第３の実施形態に係るスピーカ３００においては、振動板２１１はエッジ３１２と別個に成型されるので、製造都合上、他の実施形態に係るスピーカよりも容易に仕切りを設けることができる。ここで、仕切り３６２を設ける場合には、仕切り３６２と磁気回路との接触を回避するために、磁気回路を分割構造にする必要がある。図１１に示した裏面から音声を放射するタイプのスピーカに、上記した仕切り３６２を適用する場合を例に挙げて説明する。図２８は、この場合に用いられる磁気回路の下部分の斜視図である。図２９は、図２８に示す磁気回路の下部分の断面図である。図２８及び図２９に示すように、下マグネット１１７及び下プレート１２０には、仕切り３６２との接触を避けるために、空隙３６６が設けられる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係るスピーカ４００は、第１〜第３の実施形態に係るスピーカ１００〜３００が有する特徴に加えて、振動板のローリング運動を抑制するダンパが設けられることに、特徴を有する。以下では、一例として、第２の実施形態に係るスピーカ２００と比較し、相違点を中心に説明を行う。なお、第４の実施形態に係るスピーカ４００において、第２の実施形態に係るスピーカ２００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、原則として説明を省略する。
図３０は、第４の実施形態に係るスピーカ４００を示す斜視図である。図３１は、図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０を示す平面図である。図３２は、図３１に示す振動系４５０のＢ−Ｂ’断面を示す図である。図３０〜図３２に示すように、スピーカ４００において、振動板２１１を構成する箱型５面体２０１の上面の長辺方向の両側端部には、それぞれ、ダンパ４７１の一端が接着される。ダンパ４７１は、図３２に示す通り、断面が略半円状（弧形状）のロール形状である。ダンパ４７１の他端は、図３０に示す通り、上フレーム１１３に設けられたダンパ台４７３に接着される。なお、ダンパ台４７３は、上フレーム１１３の一部を延長して形成されてもよい。ダンパ４７１の材料には、布にフェノール樹脂を含侵硬化したもの、高分子フィルム、発泡ゴムや粘弾性体エラストマー等から成る薄いシート等が用いられる。
図３２に示すように、振動板２１１は、エッジ１１２とダンパ４７１とによって、Ｚ方向に振動可能に支持される。より具体的には、振動板２１１は、箱型５面体２０１の上面の長辺方向の両側端部においてダンパ４７１に支持され、また、逆Ｌ字型フランジ１０３の下端外周においてエッジ１１２に支持される。このことによって、振動板２１１は立体的に支持されるので、振動板２１１のローリング運動を効果的に抑制できる。この結果として、第４の実施形態に係るスピーカ４００によれば、振動板２１１は図３２に示すＺ方向にのみ振動するため、高音質の音声再生を実現できる。
なお、ダンパ４７１の形状は、図３０〜図３２に示したロールした短冊形状には限られず、例えば、図３３に示すように、ロールした扇形状であってもよい。また、例えば、図３４に示すように、振動板２１１は、箱型５面体２０１の上面の長辺方向の両側端部のそれぞれにおいて、放射状に接続される複数のダンパ４７１に支持されてもよい。図３３又は図３４に示すダンパの構成にすることによって、振動板２１１のローリング運動を更に効果的に抑制できる。また、図３５に示す振動系４５０の断面図のように、ダンパ４７１のロール方向を反対にしても同様の効果が得られる（図３２を参照）。
以上に説明した各実施形態係るスピーカは、高音質でありながらスリム化および薄型化が容易であるので、図３６に示すように、薄型テレビ（薄型のテレビジョン放送受信機）に実装することが有効である。また、同様に、携帯電話やＰＤＡ等の電子機器に実装することも有効である。
本発明は、スピーカ等に利用可能であり、特に、スリム型スピーカにおいて高音質で音声を再生したい場合等に有用である。
本発明はスピーカに関し、より特定的には、スリム化及び薄型化が可能なスピーカに関する。
近年、ハイビジョンテレビやワイドビジョンテレビ等の普及によって、テレビの画面は横長のものが一般的になりつつある。また、我が国の比較的狭い住宅事情を理由として、テレビセット全体として狭幅で薄型のものが望まれている。
テレビ用のスピーカユニット（以下、単に、スピーカという）は、通常、ブラウン管の両脇に取り付けられるので、テレビセットの横幅を大きくする一因となっている。そのため、従来から、テレビ用のスピーカとして、角型や楕円型等の細長構造のスピーカが用いられてきた。また、ブラウン管の横長化によって、スピーカの横幅を更に狭くすることが要求されている。一方で、画面の高画質化に対応した音声の高音質化がスピーカに要求されている。加えて、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイを用いた薄型テレビが増加していることによって、スピーカのスリム化及び薄型化は更に要求されている。
ここで、従来の細長型（スリム型）のスピーカについて説明する。図３７は、従来のスリム型スピーカ９００の構造を示す図である。図３７（ａ）は従来のスリム型スピーカ９００の平面図であり、図３７（ｂ）は従来のスリム型スピーカ９００の長手方向（ｃ−ｃ’）に関する断面図であり、図３７（ｃ）は短手方向（ｏ−ｏ’）に関する断面図である。図３７に示すように、従来のスリム型スピーカ９００は、マグネット９０１、プレート９０２、ヨーク９０３、フレーム９０４、ボイスコイルボビン９０５、ボイスコイル９０６、ダンパ９０７、振動板９０９、ダストキャップ９１０、及びエッジ９１１を備える。
ボイスコイル９０６は、銅、アルミ等から成る導体の巻き線であり、円筒形状のボイスコイルボビン９０５に固着される。ボイスコイルボビン９０５は、マグネット９０１とプレート９０２とヨーク９０３とから成る構造体の磁気ギャップ９０８中にボイスコイル９０６が位置するように、ボイスコイル９０６を支持する。また、ボイスコイルボビン９０５は、ダンパ９０７を介してフレーム９０４に接続される。また、ボイスコイルボビン９０５は、ボイスコイル９０６が固着される側の反対側において、楕円形状又は略楕円形状の振動板９０９に接着される。振動板９０９の中央部には、断面が略半円形状であるダストキャップ９１０が固着される。エッジ９１１は、環形状であり、かつ、断面が半円形状である。また、エッジ９１１の内周部は、振動板９０９の外周部に固着される。エッジ９１１の外周部は、フレーム９０４に固着される。
従来のスリム型スピーカ９００を駆動させる場合、ボイスコイル９０６に駆動電流が印可される。この場合、ボイスコイル９０６に印可される駆動電流及びボイスコイル９０６の周りの磁界の作用によって、ボイスコイルボビン９０５はピストン運動を行う。このことによって、振動板９０９は、ボイスコイルボビン９０５のピストン運動の方向に振動する。この結果として、振動板９０９から音波が放射される。ここで、図３７に示す従来のスリム型スピーカ９００は、例えば、特許文献１に記載されている。図３８は、従来のスリム型スピーカ９００において、１Ｗの電力が入力された場合における再生音圧レベルと周波数特性との関係を示す図である。図３８において、縦軸は再生音圧レベルを示し、横軸は駆動周波数を示す。なお、図３８に示した再生音圧レベルを測定するマイクの配置位置は、スリム型スピーカ９００の中心軸上であってスリム型スピーカ９００から正面側に１ｍ離れた位置である。
特開２００４−３２６５９号公報
しかしながら、上記した従来のスリム型スピーカ９００には、以下の問題点があった。図３７に示すように、従来のスリム型スピーカ９００は、細長構造の振動板９０９の中央部分を駆動するという駆動方法を採っているために、振動板９０９の長手方向に関して分割共振が発生し易い。この結果として、再生音圧レベルに関する周波数特性は、音声再生帯域における中高帯域にピークディップを生じる特性となり、音質の劣化を招いていた。例えば、図３８に示す特性では、２ｋＨｚ、３ｋＨｚおよび５ｋＨｚ付近に顕著なディップが見られる。
それ故に、本発明の目的は、上記した問題を解消することであって、スリム型（細長構造）でありながら分割共振が起こりにくく、広帯域にわたって平坦な周波数特性を得ることができる、音質の優れたスピーカを提供することである。
上記した問題を解決するために、本発明のスピーカは、１つの開口面を有する縦長の箱型５面体である振動板と、振動板を振動可能に支持するエッジと、振動板を構成する５面のうち開口面に隣接する４つの側面に巻きつけられて固定されるボイスコイルと、ボイスコイルに駆動力を与える磁気回路とを備え、振動板において、開口面から当該開口面に対向する上面までの高さはボイスコイルの厚さの２倍以上であり、当該上面の長辺は当該上面の短辺の２倍以上の長さであり、振動板の長手方向を形成する２つの側面及び上面には、凹凸形状から成る複数の補強リブが形成される。
また、振動板の開口面に隣接する４つの側面にはフランジが設けられ、ボイスコイルは、更に、フランジにも固定されることが好ましい。
また、振動板の内側には、少なくとも１つの仕切りが設けられてもよい。
また、エッジは、断面が弧形状であるシートから成り、当該弧形状の中央部から端部にかけて徐々に厚みが増してもよい。
また、エッジは、振動板とは異なる材質から成ってもよい。
また、エッジは、発泡ゴム又は高分子エラストマーから成り、振動板は、ポリイミド樹脂又はパルプから成ってもよい。
また、磁気回路は、直方体形状の１つの内磁極と直方体形状の２つの外磁極とを含み、１つの内磁極は、振動板の開口面に近接して配置され、２つの外磁極は、振動板の両サイドにそれぞれ配置されることが好ましい。
また、振動板の開口面に対向する上面に接続されて、当該振動板を振動可能に支持する少なくとも１つのダンパを更に備え、エッジは、振動板の開口面に隣接する４つの側面の当該開口面側の端部に接続されて当該振動板を支持してもよい。
また、ダンパは、断面が弧形状である扇状のシートから成ってもよい。
また、ダンパは、断面が弧形状である短冊状のシートから成ってもよい。
また、振動板の開口面に対向する上面に接続されて、当該振動板を振動可能に支持する複数のダンパを更に備え、複数のダンパのうち少なくとも２つは、振動板の開口面に対向する上面の同一位置に一端が接続され、他端は互いに異なる方向に向いて当該振動板を支持してもよい。
また、本発明は、上記したスピーカを備えた電子機器（典型的にはテレビジョン放送受信機）としてとらえることもできる。
本発明によれば、スリム型でありながら、分割共振が起こりにくく、広帯域にわたって平坦な周波数特性を得ることができる音質の優れたスピーカを提供できる。また、本発明によれば、薄型化されたスピーカを提供することができる。
第１の実施形態に係るスピーカ１００の一例を示す斜視図 第１の実施形態に係るスピーカ１００の振動系１５０を示す図 スピーカ１００の振動系１５０の構成要素を説明するための図 図１に示すスピーカ１００のＡ−Ａ’断面を示す図 スピーカ１００が備えるボイスコイル１１５を示す図 有限要素法解析対象であるスピーカ１００の平面図 中心線Ａ−Ａ'上のみに駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝０の場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図 Ｘで示す周波数付近で生じたピークにおけるボイスコイル１１５の長辺方向に関する振動モードを示す図 ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝ｃ＿ｌの場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図 有限要素法解析によって求めた、長辺方向に関して振動系１５０に占める振動板の駆動部分長さ（ｆ＿ｌ／ｄ＿ｌ）とピークディップ（音圧偏差）との関係を示す図 第１の実施形態に係るスピーカ１００の他の一例を示す斜視図 第１の実施形態に係るスピーカ１００の他の一例を示す斜視図 第２の実施形態に係るスピーカ２００の一例を示す斜視図 第２の実施形態に係るスピーカ２００の振動系２５０を示す図 第２の実施形態に係るスピーカ２００の振動系２５０を示す図 振動系２５０を構成する箱型５面体２０１を示す斜視図 補強リブ２３５が箱型５面体２０１の上面にのみ形成された場合における振動系２５０の短辺方向の断面形状のモデル２５０−１を示す図 モデル２５０−１の有限要素法解析結果を示す図 モデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３を示す図 、図１９のモデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３の有限要素法解析結果を示す図 図１７に示したモデル２５０−１において、変形前の形状に、５．５ｋＨｚでの共振モード形状（変形後の形状）を重畳した図 図１７に示したモデル２５０−１において、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にした場合の解析結果を示す図 図１７に示すモデル２５０−１を３次元モデル化し、また、箱型５面体２０１の側面と上面とに、連続した凹凸形状によって形成される補強リブ２３５を設けたモデルを示す図 図２３に示す補強リブ２３５を有するモデルの有限要素法解析の結果を示す図 第３の実施形態に係るスピーカ３００が備える振動系３５０を示す図 箱型５面体２０１の凹形状内部に仕切り３６２を設けたスピーカ３００の振動系３５０を示す図 図２６の振動系３５０の断面図 図１１に示した裏面から音声を放射するタイプのスピーカに、仕切り３６２を適用する場合に用いられる磁気回路の下部分の斜視図 図２８に示す磁気回路の下部分の断面図 第４の実施形態に係るスピーカ４００を示す斜視図 図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０を示す平面図 図３１に示す振動系４５０のＢ−Ｂ’断面を示す図 図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０の他の例を示す平面図 図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０の他の例を示す平面図 図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０の他の例を示す断面図 本発明のスピーカを備える薄型テレビを示す図 従来のスリム型スピーカ９００の構造を示す図 従来のスリム型スピーカ９００において、１Ｗの電力が入力された場合における再生音圧レベルと周波数特性との関係を示す図
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の一例を示す斜視図である。第１の実施形態に係るスピーカ１００は、細長形状（スリム型）であって、振動板の駆動部分が大きく、また、振動板の剛性が高いことに、特に特徴を有する。
図２は、第１の実施形態に係るスピーカ１００の振動系１５０を示す図である。図３は、スピーカ１００の振動系１５０の構成要素を説明するための図である。図４は、図１に示すスピーカ１００のＡ−Ａ’断面を示す図である。図１及び図４に示す通り、スピーカ１００は、振動板１１１と、エッジ１１２と、上フレーム１１３と、下フレーム１１４と、ボイスコイル１１５と、上マグネット１１６と、下マグネット１１７と、上ヨーク１１８と、上プレート１１９と、下プレート１２０と、下ヨーク１２１と、サイドヨーク１２２とを備える。また、図１に示す通り、スピーカ１００は、縦方向の長さと横方向の長さとが異なる細長形状である。
まず、スピーカ１００の振動系１５０の構造について説明する。図２及び図３に示すように、振動系１５０は、振動板１１１とエッジ１１２とから構成される。振動板１１１は、細長形状であって、縦方向と横方向の長さの比は、２以上：１であることが好ましい。言い換えると、振動板１１１において、縦方向の長さを１とした場合に横方向の長さは０．５以下であることが好ましい。なお、以下では、図２に示すように、振動板１１１の縦方向を長辺方向と呼び、横方向を短辺方向と呼ぶ。振動板１１１は、箱型５面体１０１と逆Ｌ字型フランジ１０３とで構成される。箱型５面体１０１は、細長い６面体の箱の長辺方向を構成する長方形面の１つを取り去った形状である。この取り去られた面を開口面と呼んでもよい。逆Ｌ字型フランジ１０３は、断面形状がＬ字形状（図４を参照）であって、箱型５面体１０１と同様に細長形状である。箱型５面体１０１の開口部１０２には、逆Ｌ字型フランジ１０３が固着される。図５は、スピーカ１００が備えるボイスコイル１１５を示す図である。逆Ｌ字型フランジの平面部１０４（図３を参照）には、ボイスコイル１１５が固着される（図４を参照）。逆Ｌ字型フランジ１０３の下端部１０５（図３を参照）には、エッジ１１２の内周部１０６が接続される。エッジ１１２は、細長環形状であり、断面が略半円形状（弧形状）であるロールエッジ（図４を参照）である。エッジ１１２の凸方向と振動板１１１の凸方向とは、互いに反対方向を向く。エッジ１１２の外周１０７（図３を参照）は、上フレーム１１３と下フレーム１１４に挟持固着される（図４を参照）。上フレーム１１３及び下フレーム１１４は、略四角筒形状である。
なお、振動板１１１及びエッジ１１２を形成する材料は、ポリイミド樹脂又はＰＥＮ樹脂等であって、厚さが５０μｍ〜数１００μｍである薄い高分子フィルムが好適である。図２に示す振動系１５０は、真空成型等を用いてこの高分子フィルムを一体成型することによって、連続した一体形状に形成される。しかし、振動系１５０は、インジェクション成型等を用いて一体成型されることによって、連続した一体形状に形成されてもよい。
次に、スピーカ１００の全体構造について、図１及び図４を主に用いて説明する。図４に示すように、振動板１１１における箱型５面体１０１の開口部１０２の下側には、下プレート１２０が空間を空けて配置され、下プレート１２０の下側には下マグネット１１７が固着され、また、下マグネット１１７の下側には下ヨーク１２１が固着される。この様に、下プレート１２０、下マグネット１１７、及び下ヨーク１２１は、振動板１１１の凸方向とは逆の方向に位置する。下ヨーク１２１は、振動板１１１の短辺方向に延長されて、下フレーム１１４に固着される。エッジ１１２の上側には、上プレート１１９が空間を空けて配置され、上プレート１１９の上側には上マグネット１１６が固着され、上マグネット１１６の上側には上ヨーク１１８が固着され、上ヨーク１１８は上フレーム１１３と固着される。上ヨーク１１８と下ヨーク１２１とは、サイドヨーク１２２により磁気的に接続される。以上の構造によって構成された、下プレート１２０から上プレート１１９までの磁気回路によって、図４に示す磁気ギャップＧに磁束が発生する。なお、上マグネット１１６及び下マグネット１１７は、振動板１１１と同様に、上側から視た形状は矩形形状である。上マグネット１１６は、当該上マグネット１１６の長辺方向と、振動板１１１の長辺方向とが一致する向きで配置される。同様に、下マグネット１１７は、当該下マグネット１１７の長辺方向と、振動板１１１の長辺方向とが一致する向きで配置される。また、上記した磁気回路において、下プレート１２０及び下マグネット１１７を内磁極と呼び、また、上プレート１１９及び上マグネット１１６を外磁極と呼んでもよい。
振動板１１１には、図４に示すように、図５に示すボイスコイル１１５が固着される。図５に示すように、ボイスコイル１１５を上面から視た形状は矩形である。ボイスコイル１１５は、振動板１１１と中心軸が一致するように、振動板１１１の外周の段差部分に巻き付けられて固着される。より具体的には、ボイスコイル１１５は、箱型５面体１０１の側面下端と逆Ｌ字型フランジ１０３の平面部１０４の両面に、例えば接着剤を介して、固着される。ここで、箱型５面体１０１は、ボイスコイル１１５の厚さ（高さ）の２倍以上の高さを有する。このことから、ボイスコイル１１５は、図４に示すように、上下方向に関して、振動系１５０の中間位置付近に配置可能となる。より具体的には、ボイスコイル１１５は、箱型５面体１０１の上端とエッジ１１２の下端との中間位置付近に配置可能となる。なお、図３７に示す従来のスリム型スピーカ９００のような一般的なスピーカでは、ボイスコイルは、振動板の下端部又は当該下端部よりも下側に配置される。ボイスコイル１１５の両端には引き出し配線１１０が設けられ（図５を参照）、当該引き出し配線１１０は、上フレーム１１３等に設けられた入力端子（図示せず）に、空間中を経て接続される。そして、引き出し配線１１０には、駆動電流が供給される。ここで、図４に示すように、振動板１１１は、エッジ１１２が上フレーム１１３と下フレーム１１４とに狭持保持されることによって支持されて、磁気ギャップＧ中に配置される。また、エッジ１１２は高い柔軟性を有する。また、上述したように、ボイスコイル１１５は、振動板１１１に固着される。このことによって、ボイスコイル１１５に電流を印可することで生じたボイスコイル１１５の駆動力によって、振動板１１１が振動して空間に音波が放射され音声が再生される。
以下では、口径８ｃｍの円形スピーカ相当の出力をスピーカ１００によって発生させる場合において、振動系１５０及びボイスコイル１１５の好ましい寸法の一例について、具体的に説明する。この場合には、ボイスコイル１１５に用いる銅線の直径は、通常φ０．１ｍｍからφ０．２ｍｍ程度となる。このことから、ボイスコイル１１５において、銅線の束の巻き幅は、２層巻きの場合、０．５ｍｍ程度となる。ここで、逆Ｌ字型フランジ１０３の平面部１０４の幅は、ボイスコイル１１５を構成する巻き線の巻き幅以上であることが好ましい。従って、逆Ｌ字型フランジ１０３の平面部１０４の幅は、０．５ｍｍから１ｍｍ程度と短くなる。そして、口径８ｃｍの円形スピーカ相当の出力をスピーカ１００によって発生させるためには、箱型５面体１０１の短辺長さは７ｍｍ、長辺長さは１２０ｍｍが好ましく、また、エッジ１１２の短辺長さは２０ｍｍ、長辺長さは１４０ｍｍが好ましい。なお、上記したように逆Ｌ字型フランジ１０３の平面部１０４の幅は狭いので、振動板１１１の長辺長さは、箱型５面体１０１の長辺長さとほぼ等しくなる。また、以上に説明した寸法の場合、箱型５面体１０１の長辺長さは、振動系１５０の長辺長さの８５．７％となる。
以上に説明した構成によって、スピーカ１００において、振動板１１１は、長辺方向に関しては全体が駆動され、短辺方向に関しては最端部が駆動される。また、この構成によって、スピーカ１００は、振動板１１１の共振を抑制できる。以下では、スピーカ１００における、振動板１１１の共振抑制効果について説明する。
まず、振動板１１１の長辺方向に関する共振抑制効果を説明する。ここで、仮に、従来のスリム型スピーカ９００と同様に、振動板１１１を１点のみで中心駆動した場合には、多数の共振が誘起されて、音圧周波数特性は、ピーク及びディップの多い特性となる（図３８を参照）。これは、振動板１１１が薄いフィルムから成る細長形状であるために、振動板１１１の長辺方向に低周波数から多数の共振が生じるからである。
しかしながら、本発明のスピーカ１００では、振動板１１１の長辺方向全体に駆動力を与えるので、振動板１１１の長辺方向に関する共振を抑制できる。以下に、スピーカ１００における振動板１１１の長辺方向の駆動部分長さと共振抑制効果との関係について、有限要素法解析を用いて説明する。
図６は、有限要素法解析対象であるスピーカ１００の平面図であり、振動板１１１の長辺方向に関する共振について説明するための図である。有限要素法解析において、ボイスコイル１１５の特定の部分（ｆ＿ｌで示す部分）に、ボイスコイル１１５に駆動電流が印加されることによって生じる駆動力Ｆを印加した。図６に示す白抜き矢印は、駆動力Ｆが印加される部分を示す。そして、駆動力Ｆが印加されるｆ＿ｌで示す部分の長さを「０」から徐々に増加させて、音圧周波数特性の変化を求めた。具体的には、ｆ＿ｌの長さを、振動系１５０の中心線Ａ−Ａ’上のみに駆動力Ｆを印加した場合の長さ「０」から、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合の「ｃ＿ｌ」まで増加させた。なお、上記した解析において、振動系１５０は厚さ０．０７５ｍｍのポリイミド樹脂フィルムから成り、振動系１５０の全長ｄ＿ｌは９０ｍｍであり、ボイスコイル１１５の全長ｃ＿ｌは６５ｍｍである。この場合、ボイスコイル１１５が振動系１５０に占める割合は、約７２％である。
図７は、中心線Ａ−Ａ’上のみに駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝０の場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図である。図７に示すように、Ｘで示す８００Ｈｚ付近に最初の大きなピークディップが発生し、Ｙで示す周波数付近に次の大きなピークディップが発生し、また、Ｚで示す周波数付近にその次の大きなピークディップが発生している。これらＸ、Ｙ、Ｚで示す周波数付近で生じる振動モードを精査した結果、Ｘ、Ｙ付近のピークディップは振動系１５０の長辺方向の共振モードによって生じ、Ｚ付近のピークディップは振動系１５０の短辺方向の共振モードによって生じたことが判った。なお、最低共振周波数Ｆ0は、１４０Ｈｚ付近に存在している。
図８は、Ｘで示す周波数付近で生じたピークにおけるボイスコイル１１５の長辺方向に関する振動モードを示す図である。Ｘで示す周波数付近で生じたピークにおけるボイスコイル１１５の振動モードは、図６に示す中心線Ａ−Ａ’を中心として左右対称形状であるので、図８には右半分のモード形状のみを示している。なお、図８において、モード形状の左端が、中心線Ａ−Ａ’の位置に対応し、モード形状の右端が、ボイスコイル１１５の長辺方向の端部に対応する。図８に示された共振モードは、振動板１１１の中心部及び端部の振幅が極大となる共振モードであるので、長辺方向に関する第１次共振モードである。
駆動力Ｆが印加されるｆ＿ｌで示す部分の長さを０から徐々に増やすと、振動板１１１の長辺方向の共振は抑制され、この結果として、Ｘ及びＹ付近のピークディップは小さくなる。図９は、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合（ｆ＿ｌ＝ｃ＿ｌの場合）における、スピーカ１００の音圧周波数特性の解析結果を示す図である。図９に示すように、ボイスコイル１１５全体に駆動力Ｆを印加した場合には、振動系１５０の長辺方向の共振モードによって生じたＸ、Ｙ付近のピークディップは、ほぼ消滅している。このことによって、スピーカ１００において高音質で使用可能な音声再生帯域は、図９に示すＺ付近の周波数帯域まで拡大される。つまり、振動板１１１の長辺方向に関して駆動部分長さを増加させることによって、当該長辺方向における共振モードは抑制される。図１０は、以上に説明した有限要素法解析によって求めた、長辺方向に関して振動系１５０に占める振動板の駆動部分長さ（ｆ＿ｌ／ｄ＿ｌ）とピークディップ（音圧偏差）との関係を示す図である。図１０に示すように、長辺方向に関して振動系１５０全体のうち６０％以上を駆動すれば、音圧偏差は、一般に好ましいとされる音圧偏差３ｄＢ以内となることが判る。
以上では振動板１１１の長辺方向に関する共振抑制効果について説明を行った。以下では、振動板１１１の短辺方向に関する共振抑制効果について説明を行う。
既に説明しように、スピーカ１００において、振動板１１１は、長辺方向に関しては全体が駆動され、短辺方向に関しては最端部が駆動される。このことから、振動板１１１の短辺方向に関する共振を完全に抑制することは困難である。この結果、図９に示すように、振動板１１１の短辺方向に関する第１次共振モード（Ｚを参照）は存在する。
しかしながら、振動板１１１は、箱形５面体１０１が有する張り出し構造の効果によって、短辺方向に関する共振周波数は平面形状に比べて高くなる。振動板１１１（箱形５面体１０１）は、既に説明したように、ポリイミド樹脂等の薄いフィルム材料から成り、通常５０μｍ〜数１００μｍの厚さである。また、箱形５面体１０１の張り出し高さ（厚さ）は、ボイスコイル１１５の高さ（厚さ）の２倍以上の高さであることが好ましい。なお、口径８ｃｍの円形スピーカ相当の出力をスピーカ１００によって発生させる場合には、箱形５面体１０１の張り出し高さは、５ｍｍ程度となる。ここで、箱形５面体１０１の厚さが５０μｍであって、箱形５面体１０１の張り出し高さが５ｍｍである場合、これら５０μｍと５ｍｍとを単純に比較すると１００倍の差がある。この１００倍の差が短辺方向に関する共振抑制効果に直接反映するわけではないが、上記した張り出し構造によって振動板１１１の短辺方向の剛性は大幅に向上する。この結果として、振動板１１１の短辺方向に関して、共振は抑制され、第１次共振モードの共振周波数は高くなる。
以上に説明した通り、第１の実施形態に係るスピーカ１００によれば、長辺方向に関しては振動系１５０の全長の６０％以上の長さに駆動力を与えることによって長辺方向の共振を抑制し、また、短辺方向に関しては高剛性な振動板１１１の構造によって短辺方向の共振周波数を高くできる。このことによって、スピーカ１００は、音圧周波数特性を高周波数まで平坦にでき、振動板１１１に高周波数まで共振の影響を抑制したピストン運動を行わせることができる。この結果として、第１の実施形態に係るスピーカ１００は、従来のスリム型スピーカ９００（図３７を参照）に比べて音質を大幅に改善できる。
なお、既に説明したように、振動板１１１の寸法において、長辺方向の長さを１とした場合に短辺方向の長さは０．５以下であることが好ましい。ここで、振動板１１１が仮に平板形状である場合、振動板１１１において、短辺方向の第１次共振周波数は、長辺方向の第１次共振周波数の２乗に反比例する。例えば、振動板１１１の寸法の縦横比を２：１とし、振動板１１１の長辺方向の第１次共振周波数をｆＬ１［Ｈｚ］とし、振動板１１１の短辺方向の第１次共振周波数をｆＳ１［Ｈｚ］とする場合、ｆＳ１は、４＊ｆＬ１の値になる。振動板１１１が箱型５面体形状である場合は短辺方向の長さが張り出しにより長くなるので共振周波数は下がるが、第１の実施形態に係るスピーカ１００の共振抑制効果は、振動板１１１が細長形状になるほど大きくなるといえる。
以下では、第１の実施形態に係るスピーカ１００が有する、薄型形状を実現できる効果について説明する。図４に示すように、第１の実施形態に係るスピーカ１００では、ボイスコイル１１５は、箱型５面体１０１の凸部頂点とエッジ１１２のロール形状の凸部頂点との略中間に位置する。つまり、ボイスコイル１１５は、上下方向に関して振動系１５０の略中間位置に配置される。また、下プレート１２０及び下マグネット１１７から成る内磁極は、振動板１１１の凹部に配置される。また、上プレート１１９及び上マグネット１１６から成る２つの外磁極は、振動板１１１の両サイドであってエッジ１１２のロール形状の凹方向に配置される。そして、内磁極と外磁極との間に、ボイスコイル１１５は位置する。このような配置によって、内磁極及び外磁極は、振動板１１１とエッジ１１２とから成る振動系１５０の凹部分に入れ込まれる。また、このような配置によって、内磁極の位置を設定する際には、内磁極と振動板１１１とのクリアランスを考慮すればよく、また、外磁極の位置を設定する際には、外磁極とエッジ１１２とのクリアランスを考慮すればよい。より具体的には、内磁極の位置を設定する際には、振動板１１１が振動して下がる距離のみを考慮すればよい。なぜなら、振動板１１１が振動して上がる方向には接触する部品は原則として存在しないので、振動板１１１の上側のクリアランスは考慮する必要が無いからである。また、外磁極の位置を設定する際には、エッジ１１２が振動して上がる距離のみを考慮すればよい。なぜなら、エッジ１１２が振動して下がる方向には接触する部品は原則として存在しないので、エッジ１１２の下側のクリアランスは考慮する必要が無いからである。以上に説明したように、第１の実施形態に係るスピーカ１００は、内磁極及び外磁極が振動系１５０の凹部分に入れ込まれて配置されるので、一般的なスピーカ（図３７を参照）よりも大幅な薄型化を実現できる。
以上に説明した通り、第１の実施形態に係るスピーカ１００によれば、従来のスリム型スピーカ９００（図３７を参照）に比べて、音質を大幅に改善でき、加えて、薄型形状を実現できる。
なお、以上では、上ヨーク１１８側に開口部を設けて、上ヨーク１１８側から音声を放射する構造とした（図１及び図４を参照）。しかしながら、図１１に示すように、上ヨーク１１８側に開口部を設けず、下ヨーク１２１側に開口部１２５を設けて、下ヨーク１２１側から音声を放射する構造としてもよい。このことによって、振動系１５０の裏側から生じる音声を放射できる。
また、図１２に示すように、上ヨーク１１８側に開口部を設けず、サイドヨーク１２２側に開口部１２７を設けて、サイドヨーク１２２側から音声を放射する構造としてもよい。この場合、上ヨーク１１８側の開口部は、例えば、上部フレーム１３０によって塞がれる。このことによって、スピーカ１００の側面から音声を放射できるので、スピーカ１００をより狭い隙間に実装できる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るスピーカ２００は、第１の実施形態に係るスピーカ１００が有する特徴に加えて、振動板の短辺方向に関する剛性を高める補強リブが振動板に設けられていることに、特に特徴を有する。なお、第２の実施形態に係るスピーカ２００において、第１の実施形態に係るスピーカ１００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、原則として説明を省略する。
図１３は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の一例を示す斜視図である。図１４及び図１５は、第２の実施形態に係るスピーカ２００の振動系２５０を示す図である。図１６は、振動系２５０を構成する箱型５面体２０１を示す斜視図である。
図１３〜図１５に示すように、第２の実施形態に係るスピーカ２００は、第１の実施形態に係るスピーカ１００（図１及び図２を参照）に対して、振動系１５０を振動系２５０に置き換えた構成である。振動系２５０は、振動系１５０に対して、振動板１１１を振動板２１１に置き換えた構成である。振動板２１１は、振動板１１１に対して、箱型５面体１０１を箱型５面体２０１に置き換えた構成である。
図１６に示すように、箱型５面体２０１は、箱型５面体１０１（図３を参照）における長辺方向と平行な３つの面に、短辺方向に関する剛性を高める凹凸から成る複数の補強リブ２３５を設けた構造である。なお、補強リブ２３５は、図１６に示すように、箱型５面体２０１における長辺方向と平行な３つの面に、連続した凹凸形状によって設けられるのが好ましい。また、補強リブ２３５は、振動系２５０を一体成型する際に、同時に一体的に形成されるのが好ましい。
以下では、第２の実施形態に係るスピーカ２００が奏する効果について説明する。第２の実施形態に係るスピーカ２００は、振動板２１１の短辺方向の剛性を補強リブ２３５によって更に高めることによって、第１の実施形態に係るスピーカ１００が奏する効果に加えて、共振周波数を更に高めることができる。以下に、補強リブ２３５の効果について、有限要素法解析を用いて具体的に説明する。
図１７は、補強リブ２３５が箱型５面体２０１の上面にのみ形成された場合における振動系２５０の短辺方向の断面形状のモデル２５０−１を示す図である。図１７において、モデル２５０−１は、左右対称である振動系２５０の断面形状の中心線ｏ−ｏ’から左半分のモデルである。図１７に示すように、補強リブ２３５は、箱型５面体２０１の上面にのみ形成される。ボイスコイル１１５は、箱型５面体２０１と逆Ｌ字型フランジ１０３との接合点近傍に固着される。逆Ｌ字型フランジ１０３の端部にはエッジ１１２の内周部が接合され、エッジ１１２の外周部は上フレーム１１３等（図示せず）によって固定される。モデル２５０−１において、厚さを５０μｍとし、振動系２５０の左半分の幅（中心線ｏ−ｏ’からエッジ１１２の外周部までの幅）を１０ｍｍとし、箱型５面体２０１の左半分の幅を３．５ｍｍとし、材料をポリイミド樹脂とした。そして、有限要素法解析を用いて、モデル２５０−１のボイスコイル１１５に駆動力を加えてモデル２５０−１の変形を解析し、中心線ｏ−ｏ’上であって箱型５面体２０１の上面から１ｍ離れた観測点における音圧周波数特性を計算した。
図１８は、上記したモデル２５０−１の有限要素法解析結果を示す図である。図１８において、横軸は音声の再生周波数、縦軸は音声の再生音圧レベルを示す。図１８に示すように、周波数５．５ｋＨｚと１０．０５ｋＨｚとに共振に起因する再生音圧のピークが発生して、特性が乱れている。なお、Ｆ0は、最低共振周波数を示す。一般に、スピーカには、再生周波数が変動しても再生音圧は一定となる特性が求められる。このため、モデル２５０−１において、高音質で音声再生可能な使用帯域は、５．５ｋＨｚまでとなる。このことから、高音質で音声再生可能な使用帯域を拡大するためには、５．５ｋＨｚと１０．０５ｋＨｚとに存在する再生音圧のピークを、より高い周波数まで持ち上げる必要がある。
ここで、第１の実施形態で説明した通り、スピーカ２００において、振動系２５０の長辺方向に関しては振動板２１１全体が駆動されるので、長辺方向に関しての共振は抑制される。従って、振動系２５０の短辺方向に関しての共振周波数によって、高音質で音声再生可能な使用帯域（以下、単に、使用帯域と呼ぶ）の限界が決まる。そこで、モデル２５０−１に比べて、振動系２５０全体の短辺方向の幅は変更せず、箱型５面体２０１の幅を変更した２つのモデル２５０−２及び２５０−３を作成し、モデル２５０−１を含めた３つのモデルの使用帯域を比較した。
図１９は、モデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３を示す図である。図１９に示すように、モデル２５０−２の箱型５面体２０１の幅の半分は４．５ｍｍ、モデル２５０−１の箱型５面体２０１の幅の半分は３．５ｍｍ、モデル２５０−３の箱型５面体２０１の幅の半分は２．５ｍｍである。なお、図１９では、図１７と同様に、振動系２５０の左半分をモデル化している。また、図１９に示すモデル２５０−１は、図１７に示すモデル２５０−１と同一である。
図２０は、図１９のモデル２５０−２、２５０−１、及び２５０−３の有限要素法解析結果を示す図である。なお、図２０に示すモデル２５０−１の解析結果は、図１８に示すモデル２５０−１の解析結果と同一である。また、Ｆ0は、最低共振周波数を示す。図２０に示す通り、３つのモデルの音圧周波数特性を比較すると、２つ目の再生音圧のピークβが生じる周波数は、モデル２５０−２では９．９ｋＨｚ、モデル２５０−１では１０．５ｋＨｚ、モデル２５０−３では１０．９ｋＨｚである。このことから、箱型５面体２０１の幅が狭くなるに伴って、ピークβの周波数は高くなることが判る。一方で、図２０に示す通り、１つ目の再生音圧のピークαが生じる周波数は、３つのモデルの全てにおいて５．５ＫＨｚ近傍である。このことから、図１９に示したモデルのように、単に、箱型５面体２０１の幅を変更することでは、使用帯域は拡大しないことが判る。
図２１は、図１７に示したモデル２５０−１において、変形前の形状に、５．５ｋＨｚでの共振モード形状（変形後の形状）を重畳した図である。図２１に示す通り、５．５ｋＨｚで生じる共振は、ボイスコイル１１５が固着された箱型５面体２０１の側面部（図２１のＸで示す部分）の変形に起因することが判る。
そこで、使用帯域を拡大するために、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を、１０倍にして再度解析した。図２２は、図１７に示したモデル２５０−１において、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にした場合の解析結果を示す図である。図２２（ａ）は、箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にしたモデル２５０−１を示す図である。図２２（ａ）に示すように、ＲＦで示す箱型５面体２０１の側面部のヤング率を１０倍にしている。なお、他の条件は、図１７に示したモデル２５０−１と同一である。図２２（ｂ）は、図２２（ａ）に示すモデル２５０−１の有限要素法解析の結果を示す図である。図２２（ｂ）に示す通り、５．５ｋＨｚに存在した再生音圧のピークαは消滅して、使用帯域が１０．０５ｋＨｚまで拡大している。この解析結果から、短辺方向に関する箱型５面体２０１の側面部の剛性を高めることによって、使用帯域を拡大できることが判る。
そこで、短辺方向に関する箱型５面体２０１の側面部の剛性を高めるために、箱型５面体２０１の上面部に加えて、側面部にも複数の凹凸から成る補強リブを設ける。以下に、有限要素法解析によって、この補強リブの効果を検証した。図２３は、図１７に示すモデル２５０−１を３次元モデル化し、また、箱型５面体２０１の側面と上面とに、連続した凹凸形状によって形成される補強リブ２３５を設けたモデルである。なお、計算都合上、図２３のモデルにおいて、振動系２５０の長辺方向（Ｂ−Ｂ’方向）の幅は、補強リブ２３５が１つ形成される幅としている。図２４は、図２３に示す補強リブ２３５を有するモデルの有限要素法解析の結果を示す図である。図２４に示す通り５．５ｋＨｚに存在した再生音圧のピークαは消滅して、使用帯域が１０．０５ｋＨｚまで拡大している。なお、以上では、補強リブ２３５は、箱型５面体２０１にのみ形成された。しかし、補強リブ２３５は、箱型５面体２０１から、最大で、逆Ｌ字型フランジ１０３の端部まで、一体形状で延長形成されてもよい。
以上に説明した有限要素解析結果から、第２の実施形態に係るスピーカ２００によれば、振動系２５０を構成する箱型５面体２０１に複数の補強リブ２３５を設けることによって、第１の実施形態に係るスピーカ１００（図１を参照）の効果に加えて、更に、音質を向上させることができる。
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態に係るスピーカ１００及び２００において、振動系を構成する振動板及びエッジは、同一材料を用いて１つの部材として一体的に形成された。第３の実施形態に係るスピーカ３００（図示せず）では、振動系を構成する振動板とエッジとは、互いに別個の部材として形成され、その後互いに接続される点に、特に特徴を有する。以下では、一例として、第２の実施形態に係るスピーカ２００と比較し、相違点を中心に説明を行う。なお、第３の実施形態に係るスピーカ３００において、第２の実施形態に係るスピーカ２００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、原則として説明を省略する。
図２５は、第３の実施形態に係るスピーカ３００が備える振動系３５０を示す図である。図２５に示すように、逆Ｌ字型フランジ１０３の下端部には、エッジ３１２が固着されている。振動板２１１は、例えば、ポリイミド樹脂等の高分子フィルムを材料に用いて真空成型等によって成型されてもよいし、更には、パルプ等を材料に用いて成型されてもよい。エッジ３１２は、振動板２１１とは異なる材料から成る。エッジ３１２は、例えば、粘弾性体である発泡ゴムを成型金型内で発泡成型することによって成型されてもよいし、また、例えば、ゴムと高分子との重合体である高分子エラストマー材料を用いてインジェクション成型されてもよい。
また、エッジ３１２は、図２５に示すように断面が略半円形状（弧形状）であるロールエッジあり、ロール形状の最下部３５７の厚さが、ロール形状の基部３５８の厚さに比べて薄い形状である。ロール形状の基部３５８の厚さは、ロール形状の最下部３５７の厚さの１．５倍以上であることが好ましい。
また、図２５中の拡大図（ｂ）に示すように、逆Ｌ字型フランジ１０３の外周面に沿うように、エッジ３１２の内周面が接合される。逆Ｌ字型フランジ１０３とエッジ３１２とは、接着剤を用いて接合されてもよいし、インサート成型によって融着接合されてもよい。また、逆Ｌ字型フランジ１０３とエッジ３１２とを接合する際に、突起部３５６が形成されるようにすることが好ましい。
以下では、第３の実施形態に係るスピーカ３００の動作および効果について説明する。スピーカ３００では、振動系３５０を構成する振動板２１１とエッジ３１２とを別個の材料で形成する。このため、スピーカ３００では、振動板２１１及びエッジ３１２の材料を、要求される特性に応じて選択できる。この結果として、スピーカ３００によれば、更なる性能向上が図れる。以下、具体的に説明する。
上記したように、振動板２１１は、軽量で高剛性であるポリイミド樹脂等の高分子フィルム又はパルプ等から成る。このことから、振動板２１１は、少ない変形で高周波数まで振動できるので、使用帯域の上限が拡大する。また、エッジ３１２は、柔軟性が高い発泡ゴム又は高分子エラストマー等から成る。このことから、振動系３５０における最低共振周波数Ｆ0は低下するので、使用帯域の下限が拡大する。この結果として、使用帯域は大幅に拡大する。
加えて、上記したように、エッジ３１２は、ロール形状の最下部３５７の厚さが、ロール形状の基部３５８の厚さに比べて薄い形状である。このことによって、エッジ３１２の力変位特性において、振動板２１１の振動振幅が小さい領域ではロール形状の最下部３５７が主に変形し、振動振幅が増加するに伴ってロール形状の基部３５８の変形が徐々に生じるようにできる。この結果として、エッジ３１２において、低剛性を実現しつつ直線性に優れた力変位特性を実現できる。また、振動振幅が増加するに伴ってロール形状の基部３５８（厚い部分）の変形が徐々に生じるので、エッジ３１２は耐屈曲性に優れる。
更に、図２５中の拡大図（ｂ）に示すように、突起部３５６を形成する場合には、突起部３５６によって、振動板２１１にボイスコイル１１５（図示せず）を接着剤を用いて接着する際に、接着剤をせき止めて保持することが容易となる。このことによって、接着剤がエッジ３１２のロール部に流出して生じる最低共振周波数Ｆ0の変化及び異常音の発生を防ぐことができる。
以上に説明したように、第３の実施形態に係るスピーカ３００によれば、第２の実施形態に係るスピーカ２００の効果に加えて、更に、使用帯域を拡大し、また、信頼性に優れたスピーカを実現できる。
なお、以上では、スピーカ３００は、補強リブを有する振動板２１１を備えるものとして説明した。しかしながら、スピーカ３００は、補強リブを有さない振動板１１１を備えてもよい。
また、スピーカ３００において、箱型５面体２０１の凹形状内部に仕切り３６２を設けてもよい。図２６は、箱型５面体２０１の凹形状内部に仕切り３６２を設けたスピーカ３００の振動系３５０を示す図である。図２７は、図２６の振動系３５０の断面図である。仕切り３６２は、例えば、箱形５面体２０１の中央に長辺方向と平行な３つの面をつなぐ形状で設けられる。また、仕切り３６２は、箱形５面体２０１の凹形状の深さと等しい高さまで形成されるのが好ましい。仕切り３６２を設けることによって、振動板２１１の剛性を更に高めることができる。ここで、他の実施形態に係るスピーカにおいても同様に仕切りを設けることができる。しかしながら、第３の実施形態に係るスピーカ３００においては、振動板２１１はエッジ３１２と別個に成型されるので、製造都合上、他の実施形態に係るスピーカよりも容易に仕切りを設けることができる。ここで、仕切り３６２を設ける場合には、仕切り３６２と磁気回路との接触を回避するために、磁気回路を分割構造にする必要がある。図１１に示した裏面から音声を放射するタイプのスピーカに、上記した仕切り３６２を適用する場合を例に挙げて説明する。図２８は、この場合に用いられる磁気回路の下部分の斜視図である。図２９は、図２８に示す磁気回路の下部分の断面図である。図２８及び図２９に示すように、下マグネット１１７及び下プレート１２０には、仕切り３６２との接触を避けるために、空隙３６６が設けられる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係るスピーカ４００は、第１〜第３の実施形態に係るスピーカ１００〜３００が有する特徴に加えて、振動板のローリング運動を抑制するダンパが設けられることに、特徴を有する。以下では、一例として、第２の実施形態に係るスピーカ２００と比較し、相違点を中心に説明を行う。なお、第４の実施形態に係るスピーカ４００において、第２の実施形態に係るスピーカ２００と同様の構成要素については、同様の参照符号を付し、原則として説明を省略する。
図３０は、第４の実施形態に係るスピーカ４００を示す斜視図である。図３１は、図３０に示すスピーカ４００が備える振動系４５０を示す平面図である。図３２は、図３１に示す振動系４５０のＢ−Ｂ’断面を示す図である。図３０〜図３２に示すように、スピーカ４００において、振動板２１１を構成する箱型５面体２０１の上面の長辺方向の両側端部には、それぞれ、ダンパ４７１の一端が接着される。ダンパ４７１は、図３２に示す通り、断面が略半円状（弧形状）のロール形状である。ダンパ４７１の他端は、図３０に示す通り、上フレーム１１３に設けられたダンパ台４７３に接着される。なお、ダンパ台４７３は、上フレーム１１３の一部を延長して形成されてもよい。ダンパ４７１の材料には、布にフェノール樹脂を含侵硬化したもの、高分子フィルム、発泡ゴムや粘弾性体エラストマー等から成る薄いシート等が用いられる。
図３２に示すように、振動板２１１は、エッジ１１２とダンパ４７１とによって、Ｚ方向に振動可能に支持される。より具体的には、振動板２１１は、箱型５面体２０１の上面の長辺方向の両側端部においてダンパ４７１に支持され、また、逆Ｌ字型フランジ１０３の下端外周においてエッジ１１２に支持される。このことによって、振動板２１１は立体的に支持されるので、振動板２１１のローリング運動を効果的に抑制できる。この結果として、第４の実施形態に係るスピーカ４００によれば、振動板２１１は図３２に示すＺ方向にのみ振動するため、高音質の音声再生を実現できる。
なお、ダンパ４７１の形状は、図３０〜図３２に示したロールした短冊形状には限られず、例えば、図３３に示すように、ロールした扇形状であってもよい。また、例えば、図３４に示すように、振動板２１１は、箱型５面体２０１の上面の長辺方向の両側端部のそれぞれにおいて、放射状に接続される複数のダンパ４７１に支持されてもよい。図３３又は図３４に示すダンパの構成にすることによって、振動板２１１のローリング運動を更に効果的に抑制できる。また、図３５に示す振動系４５０の断面図のように、ダンパ４７１のロール方向を反対にしても同様の効果が得られる（図３２を参照）。
以上に説明した各実施形態係るスピーカは、高音質でありながらスリム化および薄型化が容易であるので、図３６に示すように、薄型テレビ（薄型のテレビジョン放送受信機）に実装することが有効である。また、同様に、携帯電話やＰＤＡ等の電子機器に実装することも有効である。
本発明は、スピーカ等に利用可能であり、特に、スリム型スピーカにおいて高音質で音声を再生したい場合等に有用である。
１００、２００、３００、４００、９００ スピーカ
１０１、２０１ 箱型５面体
１０３ 逆Ｌ字型フランジ
１１１、２１１、９０９ 振動板
１１２、３１２、９１１ エッジ
１１３、１１４、９０４ フレーム
１１５、９０６ ボイスコイル
１１６、１１７、９０１ マグネット
１１８、１２１、１２２、９０３ ヨーク
１１９、１２０、９０２ プレート
１５０、２５０、３５０、４５０ 振動系
２３５ 補強リブ
２５０−１、２５０−２、２５０−３ モデル
３５６ 突起部
３６２ 仕切り
３６６ 空隙
４７１、９０７ ダンパ
４７３ ダンパ台
９０５ ボイスコイルボビン
９１０ ダストキャップ

Claims (13)

  1. スピーカであって、
    １つの開口面を有する縦長の箱型５面体である振動板と、
    前記振動板を振動可能に支持するエッジと、
    前記振動板を構成する５面のうち開口面に隣接する４つの側面に巻きつけられて固定されるボイスコイルと、
    前記ボイスコイルに駆動力を与える磁気回路とを備え、
    前記振動板において、前記開口面から当該開口面に対向する上面までの高さは前記ボイスコイルの厚さの２倍以上であり、当該上面の長辺は当該上面の短辺の２倍以上の長さであり、
    前記振動板の長手方向を形成する２つの側面及び前記上面には、凹凸形状から成る複数の補強リブが形成されることを特徴とする、スピーカ。
  2. 前記振動板の開口面に隣接する４つの側面にはフランジが設けられ、
    前記ボイスコイルは、更に、前記フランジにも固定されることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
  3. 前記振動板の内側には、少なくとも１つの仕切りが設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスピーカ。
  4. 前記エッジは、断面が弧形状であるシートから成り、当該弧形状の中央部から端部にかけて徐々に厚みが増すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のスピーカ。
  5. 前記エッジは、前記振動板とは異なる材質から成ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のスピーカ。
  6. 前記エッジは、発泡ゴム又は高分子エラストマーから成り、
    前記振動板は、ポリイミド樹脂又はパルプから成ることを特徴とする、請求項５に記載のスピーカ。
  7. 前記磁気回路は、直方体形状の１つの内磁極と直方体形状の２つの外磁極とを含み、
    前記１つの内磁極は、前記振動板の開口面に近接して配置され、
    前記２つの外磁極は、前記振動板の両サイドにそれぞれ配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載のスピーカ。
  8. 前記振動板の開口面に対向する上面に接続されて、当該振動板を振動可能に支持する少なくとも１つのダンパを更に備え、
    前記エッジは、前記振動板の開口面に隣接する４つの側面の当該開口面側の端部に接続されて当該振動板を支持することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載のスピーカ。
  9. 前記ダンパは、断面が弧形状である扇状のシートから成ることを特徴とする、請求項８に記載のスピーカ。
  10. 前記ダンパは、断面が弧形状である短冊状のシートから成ることを特徴とする、請求項８に記載のスピーカ。
  11. 前記振動板の開口面に対向する上面に接続されて、当該振動板を振動可能に支持する複数のダンパを更に備え、
    前記複数のダンパのうち少なくとも２つは、前記振動板の開口面に対向する上面の同一位置に一端が接続され、他端は互いに異なる方向に向いて当該振動板を支持することを特徴とする、請求項１０に記載のスピーカ。
  12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載のスピーカを備えた、電子機器。
  13. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載のスピーカを備えた、テレビジョン放送受信機。
JP2009553370A 2008-02-14 2009-02-13 スピーカ、及び電子機器 Pending JPWO2009101813A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008032836 2008-02-14
JP2008032836 2008-02-14
PCT/JP2009/000569 WO2009101813A1 (ja) 2008-02-14 2009-02-13 スピーカ、及び電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2009101813A1 true JPWO2009101813A1 (ja) 2011-06-09

Family

ID=40956844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009553370A Pending JPWO2009101813A1 (ja) 2008-02-14 2009-02-13 スピーカ、及び電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8553926B2 (ja)
EP (1) EP2244488B1 (ja)
JP (1) JPWO2009101813A1 (ja)
WO (1) WO2009101813A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058556A1 (ja) * 2008-11-19 2010-05-27 パナソニック株式会社 スピーカと、スピーカを備えた電子機器
JP4545222B1 (ja) * 2009-07-13 2010-09-15 三菱電機エンジニアリング株式会社 電磁変換器
JP5849197B2 (ja) * 2010-03-24 2016-01-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スピーカ、および、それを備える電子機器
JP2012119933A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Pioneer Electronic Corp スピーカ装置
US9351078B2 (en) * 2011-05-19 2016-05-24 Tang Band Industries Co., Ltd. Vibrating panel device for electromagnetic vibrator and its manufacture method
US9788122B2 (en) * 2012-12-26 2017-10-10 Xin Min HUANG Vibrating panel device for electromagnetic vibrator and manufacture method thereof
US9197965B2 (en) 2013-03-15 2015-11-24 James J. Croft, III Planar-magnetic transducer with improved electro-magnetic circuit
US9100740B2 (en) * 2013-05-31 2015-08-04 Lai-Shi Huang Innovative magnetic design for speakers
CN203632854U (zh) * 2013-09-25 2014-06-04 瑞声科技(沭阳)有限公司 电声器件
CN204733374U (zh) * 2015-06-23 2015-10-28 瑞声光电科技(常州)有限公司 扬声器
CN204741558U (zh) * 2015-06-23 2015-11-04 瑞声光电科技(常州)有限公司 扬声器
CN109862484B (zh) * 2018-12-30 2021-10-01 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种扬声器
WO2021000208A1 (zh) * 2019-07-01 2021-01-07 瑞声声学科技(深圳)有限公司 发声器件及电子设备
CN113542987A (zh) * 2020-04-17 2021-10-22 歌尔股份有限公司 扬声器振膜以及发声装置
CN113542989B (zh) * 2020-04-17 2023-09-22 歌尔股份有限公司 一种振膜以及微型发声装置
CN114513728B (zh) * 2021-12-31 2024-03-12 歌尔股份有限公司 电子设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55157397U (ja) * 1979-04-27 1980-11-12
JPH04639Y2 (ja) * 1985-06-12 1992-01-09
JP2000217192A (ja) * 1998-05-08 2000-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピ―カ
JP2002152881A (ja) * 2000-11-08 2002-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ
JP2003047089A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Victor Co Of Japan Ltd 電気音響変換器
JP2007104633A (ja) * 2005-01-28 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動電型電気音響変換器および電子機器
JP2007306203A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55157397A (en) 1979-05-29 1980-12-08 Mitsubishi Electric Corp Freeze-melt type sludge treatment unit
US4322584A (en) * 1979-06-30 1982-03-30 Pioneer Electronic Corporation Voice coil bobbin for planar diaphragm
ES2095205T3 (es) 1987-08-18 1997-02-16 Bp Oil Int Metodo para la determinacion directa de propiedades fisicas de productos hidrocarbonados.
JPH04639A (ja) 1990-04-18 1992-01-06 Nec Shizuoka Ltd 誤り検出システム
EP0963136B1 (en) * 1998-05-08 2011-08-31 Panasonic Corporation Speaker
JP3812150B2 (ja) * 1998-06-18 2006-08-23 松下電器産業株式会社 スピーカ
US6714655B2 (en) * 2001-05-11 2004-03-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Speaker
JP3997133B2 (ja) 2001-10-09 2007-10-24 松下電器産業株式会社 電気音響変換器及び電子機器
EP1377115B1 (en) 2002-06-24 2016-01-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Loudspeaker diaphragm
JP3841222B1 (ja) 2005-01-28 2006-11-01 松下電器産業株式会社 動電型電気音響変換器および電子機器
CN1943272B (zh) * 2005-01-28 2012-06-27 松下电器产业株式会社 电动电声换能器和电子装置
JP4677341B2 (ja) * 2005-12-21 2011-04-27 パイオニア株式会社 スピーカー装置及び携帯電話機
KR20080014879A (ko) 2006-05-10 2008-02-14 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 스피커

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55157397U (ja) * 1979-04-27 1980-11-12
JPH04639Y2 (ja) * 1985-06-12 1992-01-09
JP2000217192A (ja) * 1998-05-08 2000-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピ―カ
JP2002152881A (ja) * 2000-11-08 2002-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ
JP2003047089A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Victor Co Of Japan Ltd 電気音響変換器
JP2007104633A (ja) * 2005-01-28 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 動電型電気音響変換器および電子機器
JP2007306203A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピーカ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2244488A1 (en) 2010-10-27
EP2244488B1 (en) 2015-07-29
WO2009101813A1 (ja) 2009-08-20
EP2244488A4 (en) 2013-01-23
US8553926B2 (en) 2013-10-08
US20100322458A1 (en) 2010-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009101813A1 (ja) スピーカ、及び電子機器
JP5372012B2 (ja) スピーカと、スピーカを備えた電子機器
JP4590403B2 (ja) スピーカ
KR101817102B1 (ko) 패널 진동형 음향 발생 표시 장치
KR101817103B1 (ko) 패널 진동형 음향 발생 표시 장치
JP4886853B2 (ja) スピーカ装置
KR102559531B1 (ko) 표시장치
JP3915448B2 (ja) 電気音響変換器
JP3136959B2 (ja) スピーカ
US10932050B2 (en) Micro-speaker
KR20180131248A (ko) 표시 장치
JP5849197B2 (ja) スピーカ、および、それを備える電子機器
JP5676580B2 (ja) スピーカ、及びそのスピーカを備える音響機器
KR102540217B1 (ko) 표시장치
JPH07298389A (ja) スピーカ
JP2007221417A (ja) スピーカ用振動板
JP5950261B2 (ja) スピーカおよびスピーカを備えた電子機器
JP2009267875A (ja) ダストキャップ、および、これを用いた動電型スピーカー
JP3760826B2 (ja) 電気音響変換器
JP3767441B2 (ja) 電気音響変換器
JP5217065B2 (ja) スピーカー用磁気回路およびこれを用いた動電型スピーカー
JP2011239125A (ja) エッジおよびこれを用いた動電型スピーカー

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110617

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20110826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130305

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130425

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130620