扬声器、扬声器系统、立体声扬声器系统以及车载用立体声扬声器系统的制作方法

本发明涉及扬声器、扬声器系统、立体声扬声器系统以及车载用立体声扬声器系统，特别涉及具备扩散器的扬声器、包括该扬声器的扬声器系统、立体声扬声器系统以及车载用立体声扬声器系统。

背景技术：

在安装有中央向前方突出的中心盖的锥状的振动板中，中心盖的周缘部及其附近成为呈环状凹陷的凹部。已知如果使具备这样的振动板的扬声器动作，则在凹部的紧靠前方的空间中，来自中心盖的输出音与来自振动板的输出音发生干涉而在特定的频率产生波峰、波谷(dip)而声压频率特性紊乱，所谓产生前室效应(腔室效应)。应当抑制该前室效应，在专利文献1中记载了抑制技术的例子。另一方面，在专利文献2中记载了在具备安装有上述中心盖的振动板的扬声器中，在中心盖的前方侧配置用于调整输出音的指向特性的扩散器的技术的例子。

专利文献1：日本特开2004-343804号公报(jp2004-343804a)；

专利文献2：日本特开2011-010056号公报(jp2011-010056a)。

技术实现要素：

专利文献2所记载的扬声器的扩散器并不是抑制前室效应的扩散器，在由于前室效应而在声压频率特性中产生波峰、波谷引起的紊乱的状态下，在指向特性的调整方面存在极限，因此期望改善。

本实施方式要解决的问题在于提供一种能够抑制前室效应并良好地进行指向特性调整的扬声器、扬声器系统、立体声扬声器系统以及车载用立体声扬声器系统。

为了解决上述问题，本实施方式的第1方式的扬声器具备：振动体，具有向后方凹陷的环状的谷部；以及扩散器，具有环状或弧状的基部，并定位成基部的振动体侧的端部与谷部对置。在基部的振动体侧的端部，设置有与振动体之间的距离比其他部分大的一个或两个以上挖空部。

根据本实施方式，能够得到能够抑制前室效应并良好地进行指向特性调整的效果。

附图说明

图1是具备作为第1实施方式涉及的扬声器的高音扬声器的同轴扬声器的立体图。

图2是图1中的s2-s2位置的剖视图。

图3是高音扬声器所具备的扩散器基座的前面侧的立体图。

图4是扩散器基座的后面侧的立体图。

图5是用于说明扩散器基座的扩散器的底端部的周向高度的曲线图。

图6是用于说明基于有无扩散器的指向特性的差异的曲线图。

图7是用于说明基于有无挖空部的声压频率特性的差异的曲线图。

图8是表示第2实施方式涉及的扬声器系统的主视图。

图9是表示第3实施方式涉及的立体声扬声器系统的主视图。

图10是表示汽车的驾驶席附近的示意俯视图。

图11是表示第4实施方式涉及的车载用立体声扬声器系统的示意主视图。

图12是用于说明挖空部e的变形例的曲线图。

具体实施方式

基于附图对实施方式进行说明。

(第1实施方式：高音扬声器51)

图1是表示搭载有作为第1实施方式涉及的扬声器的高音扬声器51的同轴扬声器53的立体图。同轴扬声器53是所谓的同轴双路扬声器，具备低音扬声器52以及与低音扬声器52同轴地安装的高音扬声器51。低音扬声器52具备框架52a以及经由边缘52b支承于框架52a的锥状的振动板52c。此处，锥状除了圆锥台状以外，还意味着牵牛花的花瓣状等从根部侧向前端侧连续地扩径的形状。为了便于以下的说明，如图1所示，沿着同轴扬声器53的轴线cl53规定前后方向。低音扬声器52的轴线cl52和高音扬声器51的轴线cl51与同轴扬声器53的轴线cl53一致。

图2是高音扬声器51的纵剖视图、且是图1中的s2-s2位置的剖视图。高音扬声器51是所谓的电动式扬声器。高音扬声器51具备主体框架1、磁轭2、磁铁3以及包括顶板4的磁路m。

主体框架1具有中央孔1a，呈大致环状，固定于从低音扬声器52的中央部向前方突出的支柱52d。磁轭2呈圆锅状，通过周壁的外周部与主体框架1的中央孔1a卡合而安装于主体框架1。磁铁3为圆盘状，以在与磁轭2的周壁之间形成径向的规定间隙的方式固定于底壁的前面。顶板4为圆盘状，安装于磁铁3的前面。

主体框架1经由振动板6的边缘能够前后移动地支承锥状或牵牛花的花瓣状的振动板6。振动板6在中央具有嵌合部。另外，在振动板6以堵塞嵌合部的方式安装有向前方凸出的球壳状的中心盖7，形成为所谓的平衡圆顶状。振动板6和中心盖7通过振动而发声。另外，在中心盖7为向前方凸出的形状的情况下，中心盖7和振动板6形成环状谷部qa。换言之，振动板6和中心盖7夹着谷部qa，形成用于发声的振动体67。中心盖7也可以与振动板6形成为一体构造。另外，中心盖7也可以与音圈骨架5粘接，在与振动板6之间具有距离。中心盖7并不限定于前方凸状，也可以朝向后方形成凸状。另外，筒状的音圈骨架5的前端部插入振动板6的嵌合部，以向后方延伸的方式安装。在音圈骨架5的后端侧卷绕有音圈5a。卷绕有音圈5a的音圈骨架5能够前后移动地配置在磁铁3以及顶板4与磁轭2的径向间隙内。当向音圈供给声音信号时，通过与磁路m的电磁感应，音圈骨架5以及安装有该音圈骨架5的振动板6前后振动而输出声音。

振动板6的嵌合部的内周缘部、即中心盖7的外周缘以及音圈骨架5的前端部位置，在将振动板6和中心盖7合并而成的平衡圆顶的振动体67中，成为与也被称为颈部的向后方侧凹陷的部分的谷底相当的环状谷部qa。

高音扬声器51在前方侧具备扩散器基座8。在该例子中，扩散器基座8安装于主体框架1的前面。扩散器基座8例如由树脂形成。图3是从斜前方观察扩散器基座8的立体图，图4是从斜后方观察扩散器基座8的立体图。如图2-4所示，扩散器基座8为大致环状的板形状，具备具有比振动板6的外径d5b大的内径d8b的发声孔8a、以及配置在发声孔8a内且通过支承臂10相对于发声孔8a的内周部连结支承的扩散器9。扩散器基座8具备向后方侧折返而形成凸缘的外周端8b。从发声孔8a到外周端8b通过斜面连接。此处，斜面在纵剖面形状中可以是直线，也可以具有曲率。在该例子中，支承臂10绕轴线cl51以120°间距设置有三个。

扩散器9具备：圆板状的前端部9d，在中心具有以轴线cl91为轴的中央孔9a；以及基部9b，形成为从前端部9d的周缘向后方侧呈伞状扩展的形状。扩散器9可以仅由基部9b构成而没有前端部9d，另外，前端部9d也可以不是平坦的圆板状。基部9b也可以是不具有扩展的筒状。中央孔9a的轴线cl9(参照图3)在将扩散器9安装于主体框架1上的状态下，与高音扬声器51的轴线cl51一致。另外，中央孔9a的轴线cl9与高音扬声器51的轴线cl51也可以不一致。在不一致的情况下，由于从轴线cl51的轴上的任意点到中央孔9a的棱线的距离绕轴线cl51变化，因此通过使路径不同的声音的到达轴上，可以获得使声压频率特性的波峰、波谷平滑化的效果。基部9b的内表面9b1构成为，在圆板状的前端部9d与形成为伞状的基部9b之间具有角部，在与形成为圆弧状的中心盖7之间具有空间。基部9b的内表面9b1也可以形成为大致沿着中心盖7的曲面。另外，在基部9b不具有伞状的扩展而为筒状的情况下，内表面9b1成为与轴线cl91大致平行的面。外表面9b2形成为被设定成板厚相对于内表面9b1大致相同的曲面。扩散器9也可以不是绕轴线cl91连续而闭合的环状，而是一部分带有狭缝的不连续的大致环状。另外，也可以形成为包括在周向上较大开口的c型状的弧状。在以下的说明中，作为闭合的环状部件进行说明。

基部9b形成为，其后方侧端部(后端部)即底端部9c的径向位置位于成为与环状谷部qa对应的位置的前方。另外，在前后方向上，基部9b的至少后端侧位于环状谷部qa的前方空间va内。前方空间va被规定为，在将包括振动板6的外周缘以及中央盖7的顶点中的、某一位于后方侧的一方(低的一方)的部位且与轴线cl51正交的平面设为基准平面lnb时，比振动板6以及中心盖7更靠前方侧且比基准平面lnb更靠后方侧的空间。在图2中，基准平面lnb用点划线表示，以基准平面lnb与振动体67之间的区域表示前方空间va的截面。并且，扩散器9的基部9b的一部分进入比基准平面lnb更靠后方侧的位置。即，扩散器9的基部9b的一部分位于前方空间va内。

进而，基部9b的后方侧端部即底端部9c不是整周包含在同一平面状，而是成为一部分向前方挖空的挖空部e。在该例子中，如图3、4所示，挖空部e作为凹部9c1～9c3形成在3个部位。

为了容易理解，也参照图5进行说明。图5是将底端部9c的前后方向位置以图3中的周向位置pa为0°的一周360°平面展开的图。周向位置pa设为不是挖空部e的位置。即，横轴是以绕轴线cl9的周向位置pa为基点的周向位置，纵轴是以周向位置pa的底端部9c为基准高度lna(参照图2)的朝前方向的凹陷量即挖空高度h。如图5所示，凹部9c1～9c3的挖空高度h最大设为ha。纵轴的挖空高度h越大，意味着挖空程度越强。在挖空高度h超过基部9b的轴线方向的宽度的情况下，基部9b被分割，形成狭缝。在由挖空部e形成的狭缝有多个的情况下，以支承由狭缝分割的多个基部9b的方式配置支承臂10。另外，在挖空部e中，将挖空高度h为正值的周向距离设为挖空宽度w。

在高音扬声器51中，扩散器9的底端部9c进入前方空间va，并且接近环状谷部qa配置。由此，扩散器9的基部9b作为将前方空间va划分为中心盖7侧和振动板6的锥状侧的分离壁发挥功能。因此，通过抑制来自中心盖7的输出音与来自振动板6的锥状部分的输出音的干涉，能够减少特定频率的波峰、波谷的产生，难以产生输出音的声压频率特性的紊乱。即，抑制前室效应。

但是，在不具有挖空部e的情况下，扩散器9也作为音响管而动作，由于基部9b的前后方向的高度均匀，因此具有单一的共振频率。因此，成为特定的频域被强调的输出音，产生波峰而致使频率特性产生紊乱。因此，通过在扩散器9设置一个或多个挖空部e，能够分散因筒状的基部9b的前后方向的高度及直径而引起的共振频率，抑制输出音的波峰。在具有多个挖空部e的情况下，筒状的基部9b的共振频率分散，因此指向特性提高。

在挖空部e为矩形状的情况下，基部9b的高度成为挖空部e和挖空部e以外的两种。因此，共振频率也仅为2点，在频率特性上成为具有2处波峰的特性。因此，挖空部e的形状优选为正弦波状、三角波状、圆弧状等使共振频率进一步分散的形状。另外，更优选挖空部e以外的点在高度方向上也不均匀。另外，在高音扬声器51的声压频率特性中，成为问题的波峰、波谷的频率与这两个共振频率有关系的情况并不限定于此，也有可能存在优选为矩形状的挖空部e的情况。挖空部e的配置并不限定于扩散器9的后端部，也可以是前端部。与配置在后端部的情况相同，能够使因音响管效应而引起的共振频率分散，另外，作为防止中心盖7与振动板6的输出音的干涉的防御壁的效果，由于与谷部qa之间的距离短，因此能够得到更多的效果。

进而，扩散器9与环状谷部qa的接近程度被设定成，底端部9c的没有挖空部e的部分与环状谷部qa之间的前后方向距离在向高音扬声器51输入成为额定的最大振幅的声音信号的情况下不与振动板的振幅干涉的范围内成为最小。由此，能够最大限度地发挥基部9b作为分离壁的功能，进一步抑制前室效应。

这样，高音扬声器51通过具有扩散器9，能够良好地抑制来自中心盖7的输出音与来自振动板6的锥状部分的输出音的干涉。通过抑制该干扰，因具有与发声轴方向不同的角度的输出音的抵消而引起的能量消失减少，因此输出音的声压在全方位上提高，输出音的指向特性变宽。更详细地说，不仅在与轴线cl51垂直的面内，而且在位于从轴线cl51到挖空部e的某一方向的立体角的范围内声压变高，由此指向性变宽。

图6是说明基于有无扩散器9的指向特性的差异、例如振动板6的外周为25mm左右的情况下的14.5khz下的特性的曲线图。在图6中，实线表示高音扬声器51的指向特性、即具有扩散器9的情况下的指向特性，虚线表示没有扩散器9的情况下的扬声器的指向特性。将成为正面的轴线cl51的前方设为0°。

如图6所示，指向特性通过安装扩散器9而广指向化，特别是在比40°广角的区域内的指向特性提高显著。该结果在14khz～20khz下以同样的倾向得到。

此处，在扩散器9附近的配置有挖空部e的角度范围和未配置有挖空部e的角度范围内，来自中心盖7的声音与来自锥状的振动板6的声音的干涉的情形不同，干涉的情形绕轴线cl9变化。由此，扩散器9通过在底端部9c具有挖空部e，能够调整从高音扬声器51放出的声音的到达轴线cl9的声音的干涉程度。由此，能够根据设置挖空部e位置、设置的数量以及挖空部e的形状来调整高音扩声器51的输出音的指向特性。另外，能够抑制高音扬声器51的轴线cl51上的声压频率特性的波峰、波谷。由于从轴线cl51的轴上的任意点到中央孔9a的棱线的距离绕轴线cl51变化，因此路径不同的声音到达轴上，由此可以获得使声压频率特性的波峰、波谷平滑化的效果。

图7是根据有无挖空部e、在成为正面的轴线cl53的前方的10khz～20khz的声压频率特性。实线是具有挖空部e的高音扩声器51的特性，虚线是将高音扩声器51的扩散器9更换为基部9b的形状不具有挖空部e的扩散器的情况下的特性。

如图7所示，通过设置挖空部e，特别能够提高16khz以上的高音域中的声压。这是因为，利用扩散器9的基部9b，在扩散器9附近减少来自中心盖7的放出音与来自振动板6的放出音的干涉，从而抑制前室效应，通过挖空部e使轴线cl53上的到达音变化，从而来自中心盖7的高音域的声压增加。

(第2实施方式：扬声器系统61)

一般可知，在将扬声器安装于外壳的扬声器系统的正面(前面)侧进行输出音的听取的情况下，高音域的指向特性当指向性在上方侧(头顶侧)较宽时，听取声场向上方扩展，特别是在音乐欣赏方面良好。因此，优选在扬声器系统中采用具有扩散器9的扬声器，将该扬声器以在使用状态下挖空部e成为上侧(顶侧)方式安装于外壳。

图8是作为一例而示出第2实施方式涉及的扬声器系统61的正面图(主视图)。扬声器系统61是具有作为音响箱的外壳(enclosure)61a、安装于外壳61a的低音扬声器61b和高音扬声器51a的所谓双路扬声器。高音扩声器51a具有与第1实施方式的高音扩声器51相同的结构，以扩散器9的一个挖空部e朝向使用姿势下的上方(用箭头图示)的姿势安装于外壳61a。

扬声器系统61在输出音的至少高音域中，向上方的声压变高，作为指向特性，上方侧丰富。由此，在正面(前面)听取输出音的收听者能够感觉到音像清晰且通过在上方定位而具有空间上的扩展性的良好的声场。

(第3实施方式：立体声扬声器系统62)

作为立体声声音的再现用，通过将第2实施方式的扬声器系统61的一对设为组，能够形成立体声扬声器系统。另外，也可以在一个外壳具备一对扬声器而形成立体声扬声器系统。图9是作为一例而示出第3实施方式涉及的立体声扬声器系统62的主视图。立体声扬声器系统62具备作为音响箱的外壳62a以及安装于外壳62a的左右一对扬声器51a。各个扬声器51a具有与第1实施方式的高音扬声器51或同轴扬声器53相同的结构。并且，对于各个扬声器51a，以扩散器9的一个挖空部e在立体声扬声器系统62的使用姿势下位于上方(用箭头表示)的方式决定相对于外壳62a的安装姿势。在第3实施方式涉及的立体声扬声器系统62中，收听者能够感觉到由于高音域的声压向上方变高而产生的具有立体性扩展的立体声声场。

(第4实施方式：车载用立体声扬声器系统51bs)

根据挖空部e的形成位置调整了指向特性的扬声器组即立体声扬声器系统作为车载用也是有用的。参照图10、图11对此进行说明。图10是表示汽车的驾驶席附近的示意俯视图。图11是说明第4实施方式涉及的车载用立体声扬声器系统51bs的图。

第4实施方式涉及的车载用立体声扬声器系统51bs构成为左用扬声器51bl和右用扬声器51br的组。另外，左用扬声器51bl和右用扬声器51br分别具有与第1实施方式涉及的高音扬声器51相同的结构。左扬声器51bl和右扬声器51br可以是分别与低音扬声器组合的分离扬声器系统。扬声器51bl和扬声器51br仅扩散器9的挖空部e的周向位置不同，除此之外具有相同的结构。位于车室内的驾驶员d能够得到挖空部e所产生的指向性扩大的效果的扬声器51bl、51br的设置方式的一例如下所述。当然，设置方式并不限定于下述例子。当将驾驶员的体轴(与车辆的上下轴平行)设为a轴、将与a轴垂直且通过驾驶员d的耳朵的高度的轴设为b轴、将与b轴垂直的轴设为c轴时，为了在车室内使扬声器51bl或51br的挖空部e朝向驾驶者d的耳朵，将扬声器51bl、51br的发声轴线设为c轴。例如，在将扬声器51bl或扬声器51br铅垂向上地配置于车辆的仪表板的情况下，发声方向与a轴平行。此处，如果将与a轴垂直的b轴设为车辆的前后方向，则与b轴垂直的c轴作为车辆的上下轴与发声轴线一致。在该关系中，通过使扬声器51bl或51br的挖空部e朝向驾驶员d的耳朵，能够获得指向性扩大的效果。如上所述，由于挖空部e的效果在挖空部e的方向的立体角扩展指向性，即使在扬声器51bl或51br的高度相对于驾驶员d的耳朵的高度不同的情况下，也能够得到音像的扩展感。如图10、11所示，在车辆中，向上安装于相对于驾驶员d的左侧的被安装部件(在该例子中为仪表板db左侧)上的左用扬声器51bl被调整成，输出音，在与朝向驾驶员d的左耳de1的角度θl对应的角度θla设置挖空部e，在角度θla方向上增强高频区域的声压。另一方面，向上安装于相对于驾驶员d的右侧的被安装部件(在该例子中为仪表板db右侧)上的右用扬声器51br被调整成，在与朝向成为收听者的驾驶员d的右耳de2的角度θr对应的角度θra设置挖空部e，在角度θra的方向上增强高音的声压。在右舵车的情况下，角度θl、θla比角度θr、θra小。在左舵车的情况下，角度θl、θla比角度θr、θra大。

并且，左用扬声器51bl在从上面观察时，在相对于设置姿势的后方沿着逆时针方向偏移角度θla的位置设置挖空部e。另外，右用扬声器51br在从上面观察时，在相对于设置姿势的后方沿着顺时针方向偏移角度θra的位置设置挖空部e。由此，从左右扬声器51bl、51br以分别瞄准驾驶者d的左耳de1、右耳de2的方式输出通过挖空部e主要调整了高音域的输出声压的声音。因此，不论驾驶员d坐在偏靠左右的位置，都能够听取在左右高音域平衡良好的立体音像的声音。在扩散器9与朝向用户的挖空部e不同地例如在如第1实施方式那样具有3个挖空部e的情况下，具有通过来自其他挖空部e的放出音而使输出音感到深度感的效果。

车辆中的扬声器51bl、51br的被安装部件除了仪表板db以外，例如还有门、车窗的支柱、顶棚等。

以上详述的各实施方式并不限定于上述结构，也可以是在不脱离本发明的主旨的范围内进行了变形的变形例。

多个挖空部e也可以分别独立地设定挖空高度h、挖空宽度w以及挖空形状。对此，将代表例示于图12(a)～12(c)。

图12(a)是将多个挖空部e各自的形状形成为三角状的例子。记载了挖空高度h分别以高度ha相等的例子，但当然也可以不同。另外，挖空部e的变形形状并不限定于三角状，例如也可以是正弦波状。在正弦波状的情况下，周向上的声压特性平滑地推移，距成为发声轴的轴线cl91相等的径向距离的周向的声压特性的变化在听觉上变得平滑。另外，也可以使挖空部e的形状为矩形，在该情况下，能够使周向的声压特性急剧地变化。

图12(b)表示连续地形成多个挖空部e的例子。在该例子中，挖空高度h为0(零)的部分在图中不是线状而是点状。当然，也可以局部地成为线状。图12(c)表示多个挖空部e各自的挖空高度h、挖空宽度w以及挖空形状全部不同的例子。当然，也可以不是全部而是仅一部分不同。图12(a)～12(c)中例示的形状等可以自由地组合。

另外，也可以将成为扩散器9的上端的前端部9d(参照图3等)设为不形成为平坦形状而具有向后方挖空的挖空部。即使在前端部9d设置挖空部，也能够在一定程度上调整来自振动板6的输出音与来自中心盖7的输出音的干涉程度，在高音扬声器91的输出音的声压频率特性中，能够抑制成为发声轴的轴线cl51上的波峰、波谷。

通过使扩散器9的基部9b为上述伞状而在与圆板状的前端部9d之间具有角部并在与圆弧状的中心盖7之间设置空间，能够使中心盖7的输出音具有扩散效果并能够减小对中心盖7的振动施加的压力。由于不对振动施加压力，不抑制振动，因此来自中央盖7的输出音的声压不被抑制而从中央孔9a向前方放出，从而能够提高输出声压。根据高音扬声器91的输出音质，基部9b的形状并不限定于覆盖中心盖7的外周缘侧的伞状，例如也可以形成为相同直径的筒状或向前方扩径的锥状。

连结扩散器基座8和扩散器9的支承臂10的根数以及周向位置并不限定于上述的120°间距的3根，也可以根据使用环境、设定的声场等规格进行设定。将高音扬声器91的振动板6的锥形状设为圆形锥形状进行了说明，但并不限定于圆形。也可以是椭圆状。另外，扩散器9并不限定于搭载在高音域用的高音扬声器，即使搭载在中音扬声器、低音扬声器等扬声器或全频扬声器，也能够获得抑制前室效应以及调整输出音的指向特性的效果。

作为振动板6，对锥状(包括牵牛花花瓣状等)的振动板进行了说明，但并不限定于此。作为振动体67，只要具有环状谷部qa而产生前室效应，就能够发挥扩散器9的效果，因此能够应用。

产业上的可利用性

根据本发明涉及的扬声器、扬声器系统、立体声扬声器系统以及车载用立体声扬声器系统，能够抑制前室效应而良好地进行指向特性调整。