JP2003125475A - フラットスピーカー - Google Patents
フラットスピーカーInfo
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- JP2003125475A JP2003125475A JP2001317706A JP2001317706A JP2003125475A JP 2003125475 A JP2003125475 A JP 2003125475A JP 2001317706 A JP2001317706 A JP 2001317706A JP 2001317706 A JP2001317706 A JP 2001317706A JP 2003125475 A JP2003125475 A JP 2003125475A
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Abstract
る。 【解決手段】 全体を符号100で示すスクリーンスピ
ーカーは、振動板となるハニカムパネル150の一方の
面にスクリーンフィルム110が装着され、ハニカムパ
ネル150の他方の面にエキサイター131b,132
b,133bが取り付けられた構造を有する。ハニカム
パネル150を構成するハニカムコアは、オーバースト
レッチコア材165,166で連結した構造を有し、こ
の部分の曲げ剛性は低い。したがって、平板スピーカー
131,132,133により3チャンネルのフラット
スピーカーを得ることができる。
Description
ーに関する。
振動板に励振器(エキサイター)を装着して振動させ、
音を放射するフラットスピーカーがあった。
基本的な例で、(a)は表面を表し、(b)は裏面のエ
キサイター装着状況を示している。(c)は断面図であ
る。1枚のパネルを1つの振動系とするモノーラル音響
用のフラットスピーカー10は、振動板11とエキサイ
ター12で構成される振動系を持っている。フレーム1
3が振動板11とエキサイター12を支持している。
振動形態を改善するために、1枚の振動板に複数個のエ
キサイター12が装着されている例があるが、これらの
エキサイターは同じ電気駆動源で励振されるので、パネ
ルに同じ位相の振動を与えるのみで、1枚のパネルから
2チャンネル以上の音響を放射することはできなかっ
た。したがって、ステレオ効果を出すためには、2組の
フラットスピーカーを設置する必要があった。
であることを利用して、表面を映像スクリーンとして大
型のスクリーンスピーカーとした例がある。最近の映画
の音響は、ステレオ音響から進んで、3チャンネル音響
となっているので、独立した3個のスピーカーが必要と
なる。
用いた投影システムの概要を示す説明図である。全体符
号1で示すスクリーン投影システムは、プロジェクタ1
0とスクリーンスピーカー20を有し、プロジェクタ1
0からの映像はスクリーンスピーカー20の表面に投影
される。
面を示した概要説明図で、スクリーンスピーカー20
は、映像が投影される1枚のスクリーンフィルム22を
有し、スクリーンフィルム22の裏面には音響用のフラ
ットスピーカーユニット30が装着される。
2とフラットスピーカーの構造の詳細を示し、スクリー
ンフィルム22の裏面に3個のスピーカー31、32、
33が装着される。左チャンネル用のスピーカー31
は、スクリーンフィルム22の裏面に接着される振動板
31aと、振動板31aに取付けられるエキサイター3
1bを有する。センターチャンネル用のスピーカー32
は、振動板32aとエキサイター32bを有し、右チャ
ンネル用のスピーカー33は、振動板33aとエキサイ
ター33bを有する。このスクリーンフィルム22は、
スプリング40を介して周囲を基台50に展張されて投
影面を形成する。さらに、スクリーンスピーカーに高音
質が要求されると、それぞれのチャンネルに高音域専用
の小型スピーカーが設置されるので、複雑な構成となっ
ている。
のフラットスピーカーは、1枚のパネルから複数チャン
ネルの音が放射できなかったため、システムの構成が複
雑で、全体の重量が大きく、コストも高かった。本発明
は、軽量で簡素な構造の多チャンネルのフラットスピー
カーを提供して、設置場所の狭い一般家庭、店舗、航空
機、車両内などに設置可能とすることである。
するための基本的な手段として、フラットスピーカーの
振動板全体を1枚のサンドイッチパネルで構成し、パネ
ルの曲げ剛性に方向性を持たせる、あるいは、局部的に
異なる曲げ剛性を分布させて分割振動を容易にし、パネ
ルを複数個のエキサイターで励振して、多チャンネルの
スピーカー機能を持たせた。
は適正な分布を持たせるための手段としては、サンドイ
ッチパネルの表面材に方向性を持つ材料を使うこと、お
よび、芯材として剪断弾性率に方向性を持つ材料、ある
いは、剪断弾性率の異なる芯材を局部的に配置する構造
としたが、詳細はそれぞれの発明の実施の形態で述べ
る。
とコア(芯)材で構成されるパネルを一般的にサンドイ
ッチパネルと称している。軽量で曲げ剛性が高い特徴を
持っているので、フラットスピーカーの振動板パネルに
適している。表面材として、金属の薄いシートの他、炭
素繊維、ガラス繊維等の高弾性繊維を樹脂で固めたシー
トが用いられ、コアとして、蜂の巣状のハニカムコアや
発泡樹脂材料が用いられる。
状コアを用いたハニカムパネル80を示している。コア
81の両面に表面材82および裏面材83が接着され
る。
げる力(または曲げモーメント)を受けた場合の曲げ変
形図で、表面材82は引張力を、裏面材83は圧縮力を
受ける。そして、コア材81は剪断力を受ける。表面材
82および裏面材83の引張/圧縮弾性率が低いと、同
じ曲げモーメントを受けてもパネルの曲がりは大きくな
る。同時に、コア材81の剪断弾性率が低いと剪断変形
が大きくなって、曲がりが大きくなる。
法には、表面材82および裏面材83の引張/圧縮弾性
率を変える方法と、コア材81の剪断弾性率を変える2
方法があることとなる。本発明では、この2方法を使っ
てパネルの曲げ剛性を変化させて、パネルの分割振動形
態を調整した。それぞれの具体的な方法を各実施の形態
に示す。
図17は、ハニカムコア200の製造工程を示してい
る。ハニカムコアの素材201は、軸線Xで示す縦方向
の寸法が軸線Yで示す横方向の寸法に比べて大きくでき
ている。この素材201を軸線Y方向に矢印S1で示す
ストレッチをしていくと、図(b)で示すハーフストレ
ッチコア材202が形成される。このハーフストレッチ
コア材202の軸線Xで示す縦方向の剪断弾性率は、軸
線Yで示す横方向の剪断弾性率の約10倍の値を持って
いる。ストレッチを続けると図(c)で示す正六角形セ
ルの標準ストレッチコア材203が形成される。この標
準ストレッチコア材203の縦方向の剪断弾性率は、横
方向の剪断弾性率の約2倍の値を持っている。さらにス
トレッチを続けると図(e)で示す長方形セルのオーバ
ーストレッチコア材205が形成される。このオーバー
ストレッチコア材205の縦方向の剪断弾性率は、横方
向の剪断弾性率の1/10以下の値に逆転する。
参照して説明する。 [実施例1]図1は、本発明のフラットスピーカーを映
像スクリーンに応用したスクリーンスピーカーの構造を
示す説明図である。図1(a)は表面を、図1(b)は
裏面を示し、図2は断面図を示している。
カーは、振動板となるハニカムパネル150の一方の面
にスクリーンフィルム110が接着され、ハニカムパネ
ル150の他方の面にエキサイター131b、132
b、133bが取り付けられた構造を有する。
ニカムコア160の構造を示す。ハニカムコア160
は、3個の標準ストレッチコア材161、162、16
3を2個のオーバーストレッチコア材165、166で
連結した構造を有する。図3のハニカムコア材160の
連結材165、166は、オーバーストレッチコア材の
ストレッチ方向を、ハニカムコア160のX方向に合わ
せて用いられている。したがって、図3のハニカムコア
材160はコアの連結部165、166において、軸Y
を含む平面の剪断弾性率は標準ストレッチコア材16
1、162、163の部分に比べて1/10以下程度と
極めて低い。
0の表裏面に平織り繊維を樹脂で固めた表層材料を接着
すると、連結部165、166における剪断剛性の低い
ハニカムパネル150を得る。この連結部165、16
6の剪断剛性を低くした構造によって、連結されている
各標準ストレッチコアの部分がほぼ独立して振動するこ
とができる。特に指向性の強い高音域での振動板の振幅
は1/100ミリメートル以下なので、相互干渉は少な
い。
に、各標準ストレッチコアを持つ振動板131a、13
2a、133aに、エキサイター131b、132b、
133bを取り付けることによって、3個の平板スピー
カー131、132、133で、独立した振動系を持つ
3チャンネルのスピーカーシステムを構成することがで
きる。このようにしてできた、スクリーンスピーカー1
00は、振動板131a、132a、133aが連結部
165、166で滑らかに結合されているので、映像の
歪みを排除することができ、パネルは四辺を引張る必要
がないので大型フレームは不要となった。
65、166の材料を、オーバーストレッチコア材から
コルゲートコア材に替えて目的を達成した例である。結
合部材300は、矩形波状に整形した材料310で作ら
れていて、軸Y方向の剪断弾性率はゼロに近い。表裏面
に平織り繊維を樹脂で固めた表層材料を接着すると、連
結部165、166における剪断剛性の極めて低いハニ
カムパネル150を得ることができる。
ッチコアを用いた例である。フラットパネルスピーカー
の振動板400の表面材料420、裏面材料430とし
て、共に一般的な平織り繊維を樹脂で固めた材料を用い
ている。表/裏面材料の縦横の引張/圧縮弾性率は等し
い。振動板400のコア材410として、ハーフストレ
ッチしたハニカムコアを用いているが、前記の通り、ハ
ーフストレッチコアの剪断弾性率は、縦方向の値と横方
向の値が約10倍も異なり、縦横の弾性率が等しい一般
的な表面材料を接着してパネルを構成した場合、パネル
の曲げ剛性値に方向性を与えることとなる。結果とし
て、軸X方向(縦方向)の曲げ剛性が高く、軸Y方向
(横方向)の曲げ剛性が低くなっている。
ットスピーカーに適用した説明図である。横方向に距離
を離して適切な位置に左チャンネル用エキサイター45
1bと右チャンネル用エキサイター452bを装着す
る。エキサイター支持フレームの表示を省略してある。
パネルの横方向の曲げ剛性が低いので、左右の分割振動
が容易となり、特に指向性が強い高音域の周波数では振
幅が1/100ミリメートル以下なので、左右の干渉が
少ない。振幅の大きい低音域では、左右の干渉が多くな
るが、低い周波数の音の指向性は弱いので、2チャンネ
ルのステレオ音響を試したところ、満足できるセパレー
ションを得た。
が、縦方向の値と横方向の値が異なる材料を、振動板5
00の表面材520および裏面材530として、標準ス
トレッチコア510の両面に接着してパネルを構成した
例である。フラットスピーカーの構成および効果は、実
施例2と同じである。
て、標準ストレッチコア600に、縦横の弾性率が等し
い一般的な表面材料620、630を接着したパネルの
中央の一部分の裏面材を切り取って、その部分の曲げ剛
性を低下させて左右の分割振動を容易にした例である。
エキサイター支持フレームの表示を省略してある。1枚
の振動板600であっても、高音域において左右別々の
振動板630、640として振動するので、ステレオ音
響を放射することができる。この構造は、小型で小出力
のフラットスピーカーの振動板に適している。
局部的に低下させ、高音域の振動に自由度を与え、高音
域性能と左右のセパレーションを改善した多チャンネル
スピーカー700を示した説明図である。図9(a)
は、スピーカー振動板710の全体図、図9(b)は、
エキサイター770を装着した部分720の拡大断面図
である。エキサイター支持フレームの表示を省略してあ
る。
形態?3と同じくハーフストレッチコア730の両面
に、縦横の弾性率が等しい一般的な表面材料740、7
50を接着している。そして、左右の適切な位置で、コ
ア720を円錐形状に切削除去加工して、局部的に曲げ
剛性を低くした部分760にエキサイター770を装着
した構造を有している。高音域においては、それぞれの
エキサイターは、振動板710の局部的な部分720の
みを振動させ、振動板となる部分の質量が小さいので、
優れた高音特性が得られる。
この部分720から左右別々に放射された音がステレオ
感を与える。振幅が大きく、位相の影響が少ない低音域
では、エキサイターが振動板710全体を振動させるの
で、豊富な低音域の再生が可能となる。
ーを装着して、ステレオスピーカーとした例を示してい
るが、一枚のパネルに1個のエキサイターを装着する
と、高音域を改善したモノーラルスピーカーとなる。
2に高音域用振動板811を組み込んだユニット810
を別部品として装着した多チャンネルスピーカー800
の説明図である。図10(a)は、スピーカー800の
全体図、図10(b)は、ユニット810部分の拡大断
面図である。エキサイター支持フレームの表示を省略し
てある。実施例5では、コア720を円錐形状に切削除
去加工して振動板の曲げ剛性を局部的に低下させている
が、この実施例6では、当該部分850を円形に切断削
除し、代わりに適切な曲げ剛性値を持った高音域専用の
振動板811を別部品として配し、エキサイター812
は、振幅の小さい高音域においては高音域用の専用振動
板811のみに振動を与えて指向性の強い高音を放射す
る。振幅の大きい低音域では、高音域専用振動板811
の周囲が、ねじ830を介してパネル振動板820全体
に振動を伝えるので、面積の大きい振動板820の全体
を振動させて、豊富な低音を放射する。
と板厚を変えて変化させ、スピーカーの周波数特性を計
測して決定した。この方法によって、振動板810を軽
量なサンドイッチ材料に限定せず、ある程度は重量の重
い安価な材料を選定しても、多チャンネルスピーカーと
して機能することとなる。
ターを装着して、ステレオスピーカーとした例を示して
いるが、一枚のパネルに1個のエキサイターを装着する
と、高音域を改善したモノーラルスピーカーを得ること
ができる。
ピーカーから2〜3チャンネルのステレオ音響を放射す
るスピーカーシステムを構成することができた。
裏面図。
斜視図。
た斜視図。
を用いた例を示す斜視図。
面図。
パネルの斜視図。
を変化させた例を示す斜視図。
す説明図。
して装着した例を示す説明図。
す説明図。
置を示す説明図。
図。
説明図。
Claims (4)
- 【請求項1】 1枚の平面状のパネルにより構成される
振動板と、振動板に取り付けられる励振器を備えるフラ
ットスピーカーであって、 パネルは、横方向の曲げ剛性が縦方向の曲げ剛性に比べ
て低い曲げ剛性を与えるとことにより横方向の分割振動
が容易となるように形成され、パネルに取り付けられる
複数個の励振器により多チャンネルの音響を放射するフ
ラットスピーカー。 - 【請求項2】 1枚の平面状のパネルにより構成される
振動板と、振動板に取り付けられる励振器を備えるフラ
ットスピーカーであって、 パネルは異なる曲げ剛性を分布させることにより分割振
動が容易となるように形成され、パネルに取り付けられ
る複数個の励振器により多チャンネルの音響を放射する
フラットスピーカー。 - 【請求項3】 1枚の平面状のパネルにより構成される
振動板と、振動板に取り付けられる励振器を備えるフラ
ットスピーカーであって、 パネルは、励振器で駆動される部分の曲げ剛性が局部的
に低くなるように形成され、高音域において局部的な分
割振動を発生するフラットスピーカー。 - 【請求項4】 1枚の平面状のパネルにより構成される
振動板と、振動板に取り付けられる励振器を備えるフラ
ットスピーカーであって、 パネルに開口部を形成し、開口部に励振器を取り付けた
高音域用振動板を連結した、フラットスピーカー。
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