JP3092691U

JP3092691U - 平板式スピーカーとその放射パネル

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Publication number: JP3092691U
Application number: JP2002005740U
Authority: JP
Inventors: 金大仁
Original assignee: 金大仁
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2008-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ボイスコイル・ユニットと磁石ユニットとの
間に弾性支材がない平板式スピーカーを提供して放射パ
ネルの剛性増加の欠点を防止する。【解決手段】従来技術の放射パネル材料の代りに、単
軸方向繊維強化ポリマー積層板を用いて方形複合材平板
を製作し、有効に放射パネルの最適振動形状および振動
量を起し、放射パネルの拡声効果を大幅に向上させ、同
時に有効振動モードの判定方法を用いて帯体複合材平板
式スピーカーの設計パラメーターを有利に決めるもので
ある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は平板式スピーカーに関するものであり、より詳しくは平面状放射パネルに激振を与えて撓み振動を起す方形平板式スピーカーに関するものである。

【０００２】

【従来技術】

従来のスピーカーは主として円柱状電磁変換器を用いて円錐形振動膜を動かして音声の拡大を行っている。従来のスピーカーの応用範囲は狭くないが、それには音ボックスの機能を借りて音声を拡大する必要があり、このため大型となり、重量も大きく、加えて音響の死角などの欠点がある。

【０００３】近年科学技術の進歩に伴い、多くの音響付きの電子機器と通信製品、例えばノート型パソコン、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）などにおいては、音声と映像を一体にする傾向があり、軽くて薄い方向へ発展している。したがって、平板式スピーカーは逐次伝統的なスピーカーの肩代わりになる傾向がある。

【０００４】図１と図２とはそれぞれ従来技術の平板式スピーカーの例を示すものである。平板式スピーカーの構造には、弾性支材１２を具えた電磁変換器１０、放射パネル２０、放射パネルと変換器を支えるのに用いるフレーム３０と放射パネル２０をフレーム３０上に取付ける柔軟性懸垂ユニット５０などが含まれる。

【０００５】放射パネルを激振させて撓み振動を起し拡声を行う変換器には主に図３、４に示すような２種類の形式がある。弾性支材１２の働きは、ボイスコイル・ユニット１７０のコイル１７２を磁石１８２上方の頂板１８１とパーミアンスユニット１８３からなる磁場隙間１８４中に位置させて、かつ変換器に必要な減衰を提供することにある。一般に従来の方形平板スピーカーでは弾性支材を持つ電磁変換器を平板の中央に配置しているが、その理由は弾性支材が放射パネルの剛性を高めるので平板を激振させて音声を拡大し、得た声圧スペクトル分布に比較的高い初期反応振動数ｆ₀を持たせることにある。

【０００６】しかし声圧スペクトルに著しい高低起伏の変化がある場合には、入力パワーが増大すると声圧反応とパワーの非線型性がより鮮明になる欠点がある。それ故に声圧スペクトル分布をより緩やかにすることがアメリカ特許第４，４２６，５５６号に提案されている。そこでは２個の変換器を用いて方形平板を激振させており、これによって比較的緩やかな声圧スペクトル分布を得られる。しかし激振させる位置があまりにも平板の両短辺に寄り過ぎた故に、振動量が減り拡声の効果に影響を及ぼすという欠点がある。

【０００７】さらに従来の平面スピーカー中の放射パネルのほとんどが金属、紙、ポリマーまたは編布などの材料によって作られている。これらの材料は重い上に剛性が不足または減衰性が悪いなどの欠点があり、放射パネルの製作材料として理想的な材料ではない。

【０００８】有効振動モードパラメーター判定法（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ）は、平板式スピーカーを設計するひとつの方法であり、この方法は振動モード解析（ｍｏｄａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ）、レイリー第１声圧積分式（Ｒａｙｌｅｉｇｈ’ｓｆｉｒｓｔｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｖｅｌｉｎｔｅｇｒａｌ）と最適化方法（ｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｌｅｖｅｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ）などの方法に基づくものである。

【０００９】これらの方法によって方形複合材料の平板式スピーカーの設計パラメーター、例えば平板厚と複合層の角度、激振の位置、懸垂ユニットの支持位置と弾性などを有利に決めることができる。

【００１０】レイリー第１声圧積分式に基づくと、周囲が剛性板で囲まれた平板式スピーカーが激振を受けて音声を発した際には、平板中心点からｒ離れた場所の声圧は次式より求めることができる。

【００１１】

【数１】

【００１２】式中のＰ（ｒ，ｔ）は板面からｒ離れた場所におけるの瞬時声圧、ｒは計測点と板面上の参考座標原点間の距離、Ｒは計測点と板面上の振動点間の距離、ｒ_s は振動点と座標原点間の距離、ρ₀は空気密度、ｔは時間、ｓは板の面積、ωは平板の振動数、Ｖ_n（ｒ_s，ｔ）は平板上振動点の正面方向速度、ｉ＝√−１などを表す。さらに声圧の感度を次の様に定義される。

【００１３】

【数２】

【００１４】式中のＬ_pは声圧の感度、Ｐ_rmsは声圧の二乗の平方根、Ｐ_refは参考圧力常数などを表す。異なる振動数の声圧感度を解析すると放射パネルの声圧感度スペクトルを得ることができ、人の耳で聞く事のできる振動数範囲内で比較的均等な声圧感度分布を得ることは眞の音声を伝える平面スピーカーを設計するのに必要な条件である。

【００１５】数１から明らかなように、１個の固定計測点に対し、瞬時声圧の大きさは板が激振を受けた時の振動数ωと板の振動速度Ｖ_nなどと密接な関係がある。もし特定の振動数範囲内で比較的均等な声圧感度スペクトル分布を得るには、必ず平板表面が異なる激振振動数下で適合した速度分布にする必要がある。ここで基準座標Ｘ−Ｙの原点を平板の中心に置き、かつ水平軸Ｘと垂直軸Ｙをそれぞれ平板の長辺と短辺に平行にする。

【００１６】数１の積分項中から明らかな様に、速度Ｖ_nの正負の符号は最後に得られる声圧値に影響する。平板表面上の速度が参考座標に対して逆対称分布となるとき、すなわち平板の振動波形が逆対称の場合、平板上の各点に生じる声圧は相互に干渉または相殺し、この故に計測された声圧値が著しく低減する。平板表面の速度分布はその振動モードと関係があるので、放射パネルを設計する際には、拡声振動モードを妨げるモードを判定する必要がある。また適切な調整を行って、拡声の振動モードを有効に被激振されるようにする。

【００１７】数１中の速度項の平板表面上の分布は、理論的方法に基づいて有限要素法（ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ）とモード解析法（ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ）などで求めることができる。モード解析より板の横方向の変位応答が求められ各モードの横方向の変位応答の総和は以下のように表すことができる。

【００１８】

【数３】

【００１９】式中のＤは変位、ｎは考慮する固有振動モード数、θ_i、Ａ_iとΦ_iはそれぞれ第ｉ番目の固有振動モードの位相角、振幅と振動波形を表す。数３をＤについて微分すると速度が得られる。

【００２０】

【数４】

【００２１】数４から明らかなように、平板上の速度分布は振動モードの相関パラメーター θ_i、Ａ_iとΦ_iなどと緊密な関係がある。他方振動理論から明らかなうに、任意の１個のモード振幅は激振力の大きさと、その作用位置、当該モードの固有振動数と激振力の振動数の比、平板の撓み剛性、減衰値および支持方式などの要素と関係があり、激振力の振動数がモードの固有振動数と同じ場合、共振現象が発生し、この時のモード振幅が最大値になる。

【００２２】もし激振点がちょうど当該共振モードの振動波形の最大変位の点上に位置した場合には、モードの振幅が倍増され、この振動数の声圧感度が急に上昇する。他方、もし激振点が当該共振モード振動波形の節線（ｎｏｄｅｌｉｎｅ）上に位置した場合、共振モード振動波形は逆に激振されなくなり、平板の速度が減少され、これが故に当該激振振動数の声圧値に著しく影響を及ぼす。

【００２３】しかし数４から明らかなように、もしその他のモード振幅がこの振動数下の速度に対しある一定の程度の寄与があれば、この振動数は必要な声圧を発生させることができる。以上から明らかなように激振に適合する振動モードは、平板の音声拡大効果に重要な影響を及ぼす。減衰の大きさもまたモード振幅性に影響し適合する減衰値は音声の拡大に寄与し、放射パネルの材料としては材料とその減衰の比の値が１００分の１０以下のものにするのが望ましい。

【００２４】平板の曲げ剛性は、弾性係数と密度の比、長さと厚さの比および支持方式などの影響を受ける。平板の曲げ剛性は平板のモード振幅と反比例になるが、平板の固有振動数は板の曲げ剛性と正比例する。すなわち剛性が大きい程それによって生じる振動数も高くなる。数４中には、モードの固有振動数が直接式にはないが、上記したように固有振動数と激振振動数の比に影響し、またこれによってモードの振幅の大きさに影響するので、このことから固有振動数も速度と密接な関係があることが分かる。

【００２５】一般的にいえば、平板の固有振動数は各音階レベルの振動数範囲内で皆妥当な分布になり、これによって異なる振動数の激振を受けた際、当該振動数付近の固有振動数も拡声の変位効果に寄与できるようになる。こうすれば激振点の位置がある１個の振動モードの節線上にあっても、この原因で声圧に急激な変化を生じさせることはない。

【００２６】平板縁上の弾性帯体は、減衰を持バネにシミュレートすることができ、その減衰値、弾性と支持位置などが平板の振動モードに直接影響し、特に異なった支持点の選択によって、平板のモード振動波形を変化させることができる。上記したように、一部のモード振動波形、例えば逆対称波形は、放射パネルの均一な分布の声圧感度スペクトル生成を妨げる、しかしもし平板周辺の縁に妥当な支持方式と支持点位置を選べば、上記したような好ましくないモード波形の発生を回避することができる。

【００２７】数４中の位相角は、例えば減衰、固有振動数と激振振動数などのパラメーターと関係があり、平板と懸垂ユニットの減衰を既知の場合、平板の剛性を変えてその位相角を調整することができる。

【００２８】近年最適化方法は、すでに工程設計に広範囲に応用されており、この最適化設計方法を用いると迅速でかつ有効に設計パラメーターを選択して所定の目標に到達させることができる。したがって最適化方法も帯体複合材料の積層複合放射パネルの設計に用いることができる。

【００２９】既定の長さ幅帯体の複合材料積層複合放射パネルを設計する際、その設計過程を２段階に分けて行われる。第１段階の設計目標は、放射パネルが既知の支持条件下と設計振動数の範囲内で、最大の拡声効果を得ることにある。すなわち声圧スペクトル範囲内に最大のエネルギーを含ませるようにし、この時選択する設計パラメーターは、複合材料の繊維と垂直繊維方向の弾性係数と密度の比、層板の複合層角度と層数および変換器の放射パネル上での激振位置などである。

【００３０】第２段階の設計目標は、特定振動数の範囲内の声圧感度をより均等に分布させることである。その目標関数εは、次のように表現できる。

【００３１】

【数５】

【００３２】式中のＰ_iは激振振動数ω_i時の声圧を表し、Ｐ￣は平均声圧を表す。すなわち

【００３３】

【数６】

【００３４】この時の設計上の問題はεを最小にし、そして設計変数は方形を吊る弾性と支持位置である。上記したような各段階の設計目標は最適化方法、例えば遺伝アルゴリズム（ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、または確率的最適化手法（ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｇｌｏｂａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）で求めることができる。

【００３５】以上総括すると、長さと幅とが既知の複合材放射パネルを設計する場合、平板の振動モードパラメーターはその拡声効果と密接な関係があり、設計時有効な振動モードを判定する必要がある。モードパラメーターについて適切な調整を行って拡声のモード振動波形の妨げを防ぐことができる。

【００３６】

【考案の解決すべき課題】

この考案の目的は平板式スピーカーとその放射パネルを提供することにある。

【００３７】この考案の他の目的は、ボイスコイル・ユニットと磁石ユニットとの間に弾性支材がない平板式スピーカーを提供するもので、これを用いて放射パネルの剛性増加の欠点を防ぐことにある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】

従来技術の放射パネル材料の代わりに、単軸方向繊維強化ポリマー積層板を用いて方形複合材平板を製作し、有効に放射パネルの最適振動形状および振動量を起し、放射パネルの拡声効果を大幅に向上させると同時に、有効振動モードの判定方法を用いて帯体複合材平板式スピーカーの設計パラメーター、例えば平板厚と複合層角度、激振位置、弾性懸垂ユニットの支持位置と弾性などを有利に決めるものである。

【００３９】この考案はまた放射パネル提供するもので、該放射パネルは実質的に１対の長辺ｂと１対の短辺ａの帯体積層複合板を有し、積層複合板の上下面が単軸繊維強化のポリマー積層板で、中間が軽量材質で形成されている。放射パネルは激振させて撓み振動を起すのに用いられる。

【００４０】電磁変換器には１個のボイスコイル・ユニットと１個の磁石ユニットが含まれ、ボイスコイル・ユニットが積層複合板の下板面の第１の特定位置に添着され、かつボイスコイル・ユニットと磁石ユニットとの間には弾性支材が無い。積層複合板と当該磁石ユニットはフレームにより固定され、かつソフトな材質で作られる。積層複合板の下板面周辺の縁とフレームとの間に添着されているフレームなどを包含している。

【００４１】考案はまた放射パネルを提供するもので、それは実質的には、１対の長辺ｂと１対の短辺ａの帯体積層複合板を有しており、積層複合板の上下面板が単軸繊維強化のポリマー積層板であり、中間が軽量材質で製作された中間層である。

【００４２】

【実施例】

単軸繊維強化ポリマー層は軽量で、繊維方向の剛性が大きくかつ減衰性が良いなどの長所がある。したがってそれを複合材料の放射パネルに製作する際、その層の複合方式の設計を最適に行えば拡声の振動モードを有利に生じさせ、より良い感度とより良い均等な声圧スペクトル分布を得ることができる。

【００４３】平板の振動モード特性に最も寄与する設計上のパラメーターは平板上の激振点の位置、平板の長さと厚さの比、材料の繊維方向の弾性係数と密度の比、積層板板の複合層角度と懸垂ユニット中の弾性方形体の弾性とその支持位置などである。適正な設計パラメーターを選択すれば有効に振動モードを激振させることができ、これによって声圧感度の急激な変化を防ぎ、ある特定振動数の範囲内で比較的均等な声圧感度スペクトル分布を平板上に生じさせることができる。

【００４４】したがって設計パラメーターを決定する過程において、上述の有効振動モード特性の判定法を用いて平板の振動モードおよび生じる声圧感度スペクトルなどの解析をする必要がある。これによって有利な拡声モード特性を判定する。

【００４５】図５〜７にこの考案の方形平板式スピーカー１００の構造を示す、スピーカー１００の構造には複合材料の積層複合板１４０（すなわち放射パネル）、筒状ボイスコイル・ユニット１７０、磁石ユニット１８０、中空フレーム１６０および弾性懸垂ユニット１５０などが含まれる。

【００４６】複合材料の積層複合板１４０の長さ、幅はそれぞれｂとａで表し、そのｂとａの比は１．３より大にし、かつ複合材料の積層複合板１４０は主として２個のポリマー層１４１と１個の中間層１４２によって上下対称に積層複合方式で添着されている。筒状ボイスコイル・ユニット１７０は、複合材料の積層複合板１４０底面の特定位置上に添着され、複合材料の積層複合板１４０を激振するのに用いる。

【００４７】磁石ユニット１８０は筒状になっており、かつその頂部には環状磁場の隙間がある。中空フレーム１６０は方形で、複合材料の積層複合板１４０と磁石ユニット１８０を固定するのに用いる。弾性懸垂ユニット１５０は複合材料の積層複合板１４０周辺上の特定位置と方形中空フレームの４辺の間に添着される。

【００４８】図８に示すごとく、カップ状磁石ユニット１８０の構造にはカップ状本体１８３０とカップ口周辺外から水平リング端１８３１に突出したパーミアンスユニット１８３、円柱状の永久磁石１８２と円形頂板１８１などが含まれる。

【００４９】頂板１８１は磁石頂部の後に重なって同心円状にカップ状のパーミアンスユニット内に配置され、磁石と頂板の直径はパーミアンスユニットの内径より小さい。組立後の頂板の高さとパーミアンスユニットのカップ口は同じ高さになり、この故に頂板とパーミアンスユニットとの間に磁力均等分布の磁場隙間１８４が形成される。

【００５０】図９に示すごとく、中空方形フレーム１６０は２個の長辺と２個の短辺からなる方形フレームであり、その中の長辺と短辺の比とフレーム四辺で囲まれた面積は、実質上それぞれ放射パネルの長さと幅の比と面積に近い（図３〜８参照）。フレーム１６０各辺の断面はＬ形を呈し、Ｌ形中の平らな部分は懸垂ユニット１５０を支えるのに用いられる。その外にフレームの両長辺の放射パネル上のボイスコイル・ユニット位置に相当する所にそれぞれ１個のフレーム平面と垂直の円弧状凸耳１６２がある。両円弧状凸耳１６２の間は１個の帽状パーミアンスユニット１８３のリング端１８３１の直径に相当する円を形成する。

【００５１】パーミアンスユニット１８３を凸耳１６２間に嵌め込んだ際、磁石ユニット１８０はボイスコイル・ユニット１７０と互いに係合することができ、同時にコイル１７２を磁場隙間１８４中に位置させることによって弾性支材を持たない電磁変換器に構成することができる。パーミアンスユニットの外凸環状板と弧状凸耳との間に接着剤１９０（図７）を塗布すれば磁石ユニット１８０とフレーム１６０を一体にすることができ、これによってこの考案の方形平板式スピーカーの組立が完成する。

【００５２】音声コイルに電気が通ると環状磁場の隙間に上下運動が起こって複合材料積層複合板を激振させ、この時変換器は放射パネルを激振させる。振動変形に必要な減衰は放射パネル構造と弾性懸垂ユニットによって起こされ、最適設計の積層板を経て激振後有利な拡声振動モード変形を生じ、特定振動数の範囲内で最適な声圧感度曲線を生じる。

【００５３】図１０は複合材料積層複合板１４０の分解状態を表す。２個の同じ方形繊維強化ポリマー層１４１と１個の中間層１４２を上下対称に積層複合状に組合せ、ポリマー層１４１はｎ層の繊維と長辺からなる複合層角度をそれぞれθ₁、θ₂、．．．、θ_nの単軸方向繊維強化積層板１４３とする。この積層板は、例えばカーボンファイバー、コフラファイバー、グラスファイバー、ボロンファイバーなどの任意１種の繊維と剛性エポキシ樹脂、多元エステル、フェノリックアルデヒドなどの任意の１種のポリマー樹脂からなるものである。

【００５４】上述の有効振動モード判定法を応用すればこの考案の帯体複合材料の平板スピーカーのパラメーターを設計して、スピーカーに最適な声圧スペクトル曲線を生じさせることができる。放射パネルは上下対称に添着してできた板なので、繊維と平行な平板長辺を複合層角度０°とし、平板と直角になる角度を複合層角度９０°と定義する。

【００５５】最適な複合方式を［θ₁／θ₂／Λ／θ_n／ｔ_c］_sで表す。ここでθ_nは第ｎ層の繊維角度、２ｎは積層板の総数、ｔ_cは中間層の半分の厚さ、ｓは平板の重合が中心を軸に上下対称であることを示しでいる。これによって各積層板の厚さは０．２ｍｍ以下、中間層の厚さは５ｍｍ以下になる。中間層の厚さがゼロの場合は、放射パネル全体が積層板で複合された板となる。

【００５６】積層板の総数２ｎは８以下、複合層の角度は０度、９０度、４５度および４５度のうちの任意の１個の角度または上述角度の組合せにすることができる。積層板の繊維方向の最適弾性係数（Ｇｐａ）と質量密度（ｇ／ｃｍ³）の比は８０〜３８０（Ｇｐａ／ｇ／ｃｍ³）の間、垂直繊維方向の最適弾性係数（Ｇｐａ）と質量密度（ｇ／ｃｍ³）の比は３〜８０（Ｇｐａ／ｇ／ｃｍ³）の間であるのが望ましい。

【００５７】中間層は蜂巣構造、ＰＵ発泡材、ＰＶ発泡材、紙材と編布でない材料中の任意の１種を用いることができる。その厚さは５ｍｍ以下とし、最適弾性係数（Ｇｐａ）と質量密度（ｇ／ｃｍ³）との比は１．０〜２０（Ｇｐａ／ｇ／ｃｍ³）の間にあるのが望ましい。

【００５８】図１１および１２にボイスコイル・ユニット１７０と弾性懸垂ユニット１５０の構造およびそれらの積層複合板１４０上の位置を表す。ボイスコイル・ユニット１７０は筒状フィルム１７１と筒状フィルムの外表面に配置された可動コイル１７２からなり、弾性懸垂ユニット１５０は数本の弾性の比較的小さい弾性支持用の帯体１５１と数本の弾性の比較的大きい弾性支持用の帯体１５２とからなる。弾性帯体の構造は表面に接着剤が塗付されたゴム敷板、発泡綿体または弧形断面の薄セル板などにすることができる。

【００５９】有効振動モード判定法の解析と設計結果に基づき、弾性の比較的小さい帯体１５１の最適弾性値は０．１〜１０ｃｍ²／Ｎの間、弾性の比較的大きい帯体１５２の最適弾性値は１０〜１００ｃｍ²／Ｎの間に入るのが望ましい。放射パネル上のボイスコイル・ユニットの位置は中心点から放射パネル１個の長辺までの距離ｙと１個の短辺までの距離ｘで表すことができる。有効振動モード判定法で得られた最適のｘ値は、（２／７）ｂ〜（１／２）ｂ、最適のｙ値は（１／４）ａ〜（３／４）ａになる。

【００６０】弾性懸垂ユニット中の弾性帯体１５１と１５２は接着剤を用いて放射パネルの周辺の縁の特定位置に添着し、放射パネルの両短辺に対称に弾性の小さい帯体１５１を添着し、かつ帯体の長さは（３／４）ａ〜ａにし、放射パネルの両長辺上は同時に相互対称に２種の弾性および異なる長さの帯体を用いて添着する。

【００６１】同様に放射パネルに定位されたボイスコイル・ユニットの短辺を基準線とし、放射パネルの長辺と基準線の距離を３区間に分け、その中の第１区間は０〜（２／７）ｂとしてこの区間に弾性の比較的小さい帯体１５１を添着し、その長さは（２／７）ｂ以下とし、第２区間（２／７）ｂ〜（４／７）ｂ、この区間に弾性の比較的大きい帯体１５２を添着し、その長さは（２／７）ｂ以下とする。第３区間は（４／７）ｂ〜ｂ、この区間に弾性の比較的小さい帯体１５１を添着し、その長さは（３／７）ｂとする。

【００６２】

【考案の効果】

この考案の単軸方向繊維強化のポリマー複合材料で製造した放射パネルは、有効振動モード判定法で決定された最適設計パラメーターに合わせて製作した平板式スピーカーであり、有効に放射パネルの最適振動波形と振動数を激振させ、かつ放射パネルの拡声効果を大きく向上させることができる。

【００６３】またこの考案の平板式スピーカー中の、ボイスコイル・ユニット、磁石ユニットの間には弾性支材が無く、したがって従来技術における弾性支材の使用に起因する放射パネルの欠点を克服することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の平板式スピーカーの平面図である。

【図２】同じく断面図である。

【図３】変換器の一例の断面図である。

【図４】変換器の他の例の断面図である。

【図５】この考案の平板式スピーカーの正面図である。

【図６】図５中線Ａ−Ａに沿ってとった断面図である。

【図７】図５中線Ｂ−Ｂに沿ってとった断面図である。

【図８】この考案に応用した平板式スピーカー中の磁石
ユニットの断面図である。

【図９】この考案に応用した平板式スピーカー中のフレ
ームの斜視図である。

【図１０】この考案に応用した平板式スピーカー中の複
合材積層板の分解斜視図である。

【図１１】この考案に応用した平板式スピーカー中の弾
性懸垂ユニットの配置を示す図である。

【図１２】この考案に応用した平板式スピーカー中の弾
性懸垂ユニットの配置を示す図である。

【符号の説明】

１０：電磁変換器１２：弾性支材２０：放射パネル５０：懸垂ユニット１００：方形スピーカー１４０：積層複合板１４１：繊維強化ポリマー層１４２：中間層１４３：単軸方向繊維強化積層板１５０：弾性懸垂ユニット１５１・１５２：帯体１６０：フレーム１６２：凸耳１７０：ボイスコイル・ユニット１７２：可動コイル１８０：磁石ユニット１８１：頂板１８２：永久磁石１８３：パーミアンスユニット

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】実質的に１対の長辺（ｂ）と１対の短辺
（ａ）とによって画定される方形帯体積層複合板を有し
ており、該積層複合板の上下面板が単軸方向繊維補強ポ
リマー積層板であり、中間が軽量材質で製作された中間
層である放射パネルであり、該放射パネルは激振により
撓み振動を起すものであり、変換器にはボイスコイル・
ユニットと磁石ユニットが含まれ、該ボイスコイル・ユ
ニットが積層複合板の下板面の第１の所定位置に添着さ
れており、該ボイスコイル・ユニットと磁石ユニットと
の間には弾性支材が無く、積層複合板と当該磁石ユニッ
トを固定するのにはフレームが用いられており、軟質材
料からなりかつ積層複合板の下板面周辺の縁とフレーム
との間に柔軟性懸垂ユニットが添着されていることを特
徴とする平板式スピーカー。
【請求項２】積層複合板の長辺と短辺の比ｂ／ａを少
なくとも１．３であり、繊維補強のポリマー積層板が１
〜４層であり、各層の厚さは０．２ｍｍ以下であり、各
層の繊維と積層複合板の長辺との間の角度は０、９０お
よび４５度のいずれかであり、各層の繊維方向の弾性係
数と密度との比が８０〜３８０Ｇｐａ／（ｇ／ｃｍ³）
であり、各層の垂直繊維方向の最適弾性係数と質量密度
との比が３〜８０Ｇｐａ／（ｇ／ｃｍ³）であることを
特徴とする請求項１に記載の平板式スピーカー。
【請求項３】各繊維補強のポリマー層がグラスファイ
バー補強のポリマー樹脂材料、カーボンファイバー補強
ポリマー樹脂材料、コフラファイバー補強のポリマー樹
脂材料、またはボロンファイバー補強ポリマー樹脂材料
などから形成されており、ポリマー樹脂がエポキシ樹
脂、フェノリックアルデヒドまたは多元エステルであ
り、中間層の厚さが５ｍｍ以下であり、中間層の弾性係
数と密度比が１．０〜２０Ｇｐａ／（ｇ／ｃｍ³）であ
り、中間層は紙綿板、ＰＵ発泡板、ＰＶ発泡板または蜂
巣板から形成されており、ボイスコイル・ユニットが筒
状薄膜とその外表面に巻かれたコイルからなることを特
徴とする請求項１に記載の平板式スピーカー。
【請求項４】第１の特定位置が当該帯体積層複合板の
１個の頂点を基準点とし、ボイスコイル・ユニットの中
心点と短辺との距離が（２／７）ｂ〜（１／２）ｂであ
り、長辺との距離が（１／４）ａ〜（３／４）ａであ
り、フレームが２個の相対短辺と２個の相対長辺を含む
帯体中空構造であり、フレームの各辺の断面は実質的に
Ｌ形であり、Ｌ形断面の水平側が弾性懸垂ユニットを支
持するために用いられ、Ｌ形断面の垂直側で囲まれた中
空面積が実質上方形積層複合板の面積に相当し、弾性懸
垂ユニットが複数個の第１の弾性の第１の帯体と複数個
の第２の弾性の第２の帯体を有しており、これらの帯体
はそれぞれ当該Ｌ形断面の水平側の第２の特定位置に位
置し、第１の弾性が０．１〜１０ｃｍ²／Ｎであり第２
弾性が１０〜１００ｃｍ²／Ｎであり、第２の特定位置
は方形積層複合板の１個の頂点を基準点とし、フレーム
両短辺のＬ形断面の水平側の位置に対称にそれぞれ１個
の長さ（３／４）ａ〜ａの第１の帯体が添着されてお
り、フレーム両長辺のＬ形断面の水平側において、それ
ぞれ短辺との距離が０〜（２／７）ｂの位置に、対称に
それぞれ１個の長さが（２／７）ｂ以下の第１の帯体が
添着されており、短辺との距離が（２／７）ｂ〜（４／
７）ｂの位置に、対称にそれぞれ１個の長さが（２／
７）ｂ以下の第２の帯体が添着されており、短辺との距
離が（４／７）ｂ〜ｂの位置に、対称にそれぞれ１本の
長さが(３／７)ｂ以下の第１の帯体が添着されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の平板式スピーカー。
【請求項５】磁石ユニットが１個の円形頂板と円柱状
の磁石と１個のキャップ状パーミアンスユニットを有し
ており、円柱状磁石の頂面が同心状に頂板の下側に連結
されており、パーミアンスユニットが１個のカップ状本
体とカップ口から水平方向に突出した１個の環状帽辺を
有しており、頂板と磁石がパーミアンスユニットのカッ
プ状の本体内に配置され、磁石の底面がカップ状の本体
内のカップ底と互いに連結されており、頂板の高さがパ
ーミアンスユニット頂部カップ口周辺の縁と実質的に同
じであり、これによって頂板とパーミアンスユニットカ
ップ口との間に磁力が均一に分布した環状隙間が形成さ
れ、フレームが２個の相対短辺と２個の相対長辺を含む
帯体中空構造であり、フレーム各辺の断面が実質上Ｌ形
であり、Ｌ形断面の水平側が弾性懸垂ユニットを支える
のに用いられ、Ｌ形断面の垂直側で囲まれた中空面積が
実質上方形積層複合板の面積に相当し、ボイスコイル・
ユニットに対応する位置にフレームの両相対長辺にそれ
ぞれ１個の磁石ユニットの環状帽辺の弧度と同じ弧形を
持つ凸耳が設けられていることを特徴とする請求項１に
記載の平板式スピーカー。
【請求項６】実質的に１対の長辺（ｂ）と１対の短辺
ａの方形体積層複合板を具有し、積層複合板の上下板が
単軸方向繊維強化のポリマー積層板であり、中間が軽量
材質で製作された中間層であることを特徴とする放射パ
ネル。