JP3099805U - Panel speaker with composite laminate - Google Patents

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Abstract

 【課題】比較的広い周波数範囲内で比較的均一に分布した音圧感度が発生することを特徴とした複合物積層板のパネル形スピーカを提供すること。
 【解決手段】拡声用複合物積層板40と、パネル上に高効能及び低効能の二つの拡声領域が区画されており、高効能拡声領域30には拡声用複合物積層板40を駆動して、これに可撓振動を行わせる複数枚の激震器50とを備えてなるパネル形スピーカ。
 【選択図】 図1
A panel-type speaker made of a composite laminate characterized in that sound pressure sensitivities relatively uniformly distributed in a relatively wide frequency range are generated.
A loudspeaker composite laminate and a high-efficiency loudspeaker are divided into a high-efficiency loudspeaker area in a high-efficiency loudspeaker area. , A panel-type speaker comprising a plurality of vibrators 50 for performing flexible vibration.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

 本考案は特定の周波数範囲において効果的な振動変形を生ずることにより、高効率な拡声機能を得ることができるパネル形スピーカに関する。 (4) The present invention relates to a panel-type speaker capable of obtaining a high-efficiency loudspeaker function by generating effective vibration deformation in a specific frequency range.

背景技術及び考案が解決しようとする課題Issues to be solved by the background art and the invention

 伝統のスピーカは主に円錐形フィルムをスピーカの発声機構としている。この円錐形フィルムは比較的小さな一端に電磁コイル式激振器が接続され、円錐形フィルムは激震器の駆動により前後に振動し、空気を推して拡声の目的を達成する。一般に、この種のスピーカはそのスピーカ前方の音波が後方からリバース音波の干渉を受けるのを防止する音声ボックスが必要であるが、音声ボックスはスピーカを重くさせるばかりでなく、音声伝達の死角を生ずる。 Traditional loudspeakers mainly use a conical film as the loudspeaker utterance mechanism. The conical film has a relatively small end connected to an electromagnetic coil type vibrator, and the conical film vibrates back and forth by driving the vibrator to push the air to achieve the purpose of sound enhancement. Generally, this type of speaker requires an audio box to prevent sound waves in front of the speaker from being interfered by reverse sound waves from behind, but the sound box not only makes the speaker heavy, but also causes blind spots in sound transmission. .

 伝統のスピーカが上記の欠点を有しているために、パネル形スピーカの発展が深く嘱目され、近年この分野の考案が少なからず出現している。例えば、Wattersは同期周波数の概念、すなわち、同期周波数により空気中の音速と平板上での可撓波伝播の速度とが同一であるのを利用して軽量で付勢力の高い長形拡声用サンドイッチ板を設計し、これにより可撓波を伝達でき、特定の周波数範囲内において高方向性の音声が発声できるようにしている。また、Heronは激震拡声板の自然振動モードの方法を利用してパネル形スピーカを設計したが、この設計にあたり、拡声板としてビーハイブサンドイッチ板を使用し、当該サンドイッチ板の一角に板部材を激震して可撓振動を発生させる激震器を配設し、これにより周波数が拡声板基本自然周波数及び周期周波数よりも高い音声を出力して、拡声効率を向上させるようにしている。しかしながら、これら方法により設けられた平板は頗る大きな剛性を有しているために大型な重い激震器を用いて該拡声板を駆動しなければならず、電力消費が大きいという観点から着目すれば、その効率は伝統のスピーカよりも低いと言える。また、他に該拡声板の発声が属する周波数範囲は一般用途としては狭く、公開演説用のらっぱとしか適用できない。Azimaらは同様に激震拡声板の自然振動モードの方法を利用してパネル形スピーカを設計したが、この設計に用いた激震器はパネルの特定位置に配設され、そして可能な限り板の前20 ̄25個自然モードの節線(nodal line)と重り合わないようにして板の大部分のモードを激震し、空気を駆動して拡声の目的を達成するようにしている。この種の拡声板を激震する方式は比較的広い音声周波数を得ることができたが、そのファクシミリ効果が理想的でない。なぜならば平板にあっては、50Hz−20kHzの間に数千個の自然周波数及びモードが存在する可能性があり、前の20個あまりのモードのみに基づいて激震器の位置を決定すると中高周波範囲内におけるある自然モードが過度に激震されて音圧が突然増加、又は、他のある自然モードの節線及び激震位置が重り合って音圧が突然下降する事態を招くことから、該方法に基づいて設計されたパネル形スピーカは高低の起伏した音圧感度の周波数スペクトルを発生してそのファクシミリ効果に影響を及ぼしている。他方、該設計は激震位置を前の20個あまりのモードの節線から離間させてこれらモードをいずれも激発させているが、反対称のモードにあっては前方への運動と後方への運動との領域は反対の位相を有しており、これら領域により発生した音圧が相互に干渉して、厳重に音圧感度の大きさに影響を及ぼしている。要するに、現在汎用されているパネル形スピーカには多くの改善すべき欠点が存在している。 Because traditional loudspeakers have the above-mentioned drawbacks, the development of panel-type loudspeakers has been deeply sought, and in recent years, many ideas in this field have appeared. For example, Waters uses a concept of a synchronization frequency, that is, a light-weight, highly-energized, long-range loudspeaker using the same frequency of sound in the air and the speed of propagation of a flexible wave on a flat plate due to the synchronization frequency. The board has been designed so that flexible waves can be transmitted and high directional speech can be produced within a specific frequency range. Also, Heron designed the panel-type speaker using the method of the natural vibration mode of the tremor loudspeaker, but in this design, a beehive sandwich plate was used as the loudspeaker, and the plate member was violently shaken at one corner of the sandwich plate. A vibrator for generating flexible vibration is provided, thereby outputting a sound whose frequency is higher than the basic natural frequency and the periodic frequency of the loudspeaker, thereby improving the loudspeaker efficiency. However, since the flat plate provided by these methods has extremely high rigidity, the loudspeaker plate must be driven by using a large and heavy seismic shaker. Its efficiency is lower than traditional speakers. Also, the frequency range to which the utterance of the loudspeaker belongs is narrow for general use, and can only be used for public speech. Azima et al. Also designed a panel-type speaker using the method of the natural vibration mode of the seismic loudspeaker, but the seismic device used in this design was placed at a specific position on the panel, and as far as possible in front of the plate. Most modes of the board are violently shaken so as not to overlap the nodal line of the 20-25 natural modes, and the air is driven to achieve the purpose of loudspeaking. This type of vibrating loudspeaker can obtain a relatively wide voice frequency, but its facsimile effect is not ideal. Because on a flat plate, there may be thousands of natural frequencies and modes between 50Hz and 20kHz, and determining the position of a seismic device based on only the previous 20 Since the sound pressure suddenly increases due to excessive seismic force in a certain natural mode within the range, or a sudden drop in sound pressure due to the overlap of the nodal line and the seismic position of another natural mode. The panel-type speaker designed based on it generates a frequency spectrum of high and low undulating sound pressure sensitivity, which affects its facsimile effect. On the other hand, the design causes the seismic position to be farther away from the nodal line of the previous 20 or so modes, and all of these modes are exploded, but in the antisymmetric mode, the forward and backward motions The regions have opposite phases, and the sound pressures generated by these regions interfere with each other and severely affect the magnitude of the sound pressure sensitivity. In short, there are many drawbacks to be improved in the currently widely used panel type speakers.

 上記パネル形スピーカが面している困難と限制とを克服するため、本考案者は比較的広い周波数範囲内で比較的均一に分布した音圧感度が発生することを特徴とした複合物積層板のパネル形スピーカを設計した。 In order to overcome the difficulties and limitations faced by the above panel-type speakers, the present inventor has developed a composite laminate characterized in that relatively uniformly distributed sound pressure sensitivity is generated within a relatively wide frequency range. We designed a panel-type speaker.

 本考案のパネル形スピーカは、拡声用複合物積層板と、パネル上に高性能及び低効能の二つの拡声領域が区画されてあり、高性能拡声領域には該複合物積層板を駆動してこれに可撓振動を行わさせる複数枚の激震器とを備えている。 この複合物積層板の周辺には別に、剛度がそれぞれ異なり拡声用複合物積層板の振動モードと音圧感度周波数スペクトルの分布とを調整する複数本の付勢ストリップが形成されている。付勢ストリップの更なる作用は複層板の周辺上に滞留している高周波数定在波を抑制してノイズの発生を減少することである。拡声用複合積層の周囲は、別に、拡声板をフレーム又は固定物上に吊すための軟質吊し系統と接続している。このパネル形スピーカの拡声効率及び音声品質は、例えば複合物積層板の積層方式、複合物のモジュールと重量密度との比、付勢ストリップの剛度、及び激震器の高性能拡声領域での位置等のパラメータと関連する。従って、複合物積層板のパネル形スピーカを設計するにあたり、スピーカが必要とする音声周波数範囲内において適正な音圧感度の大きさ及び分布を発生させる、適正なパラメータを選択する必要がある。 The panel-type speaker of the present invention has a composite laminate for loudspeakers and two high-performance and low-efficiency loudspeaker regions on the panel, and the composite loudspeaker is driven in the high-performance loudspeaker region. This is provided with a plurality of vibrators for performing flexible vibration. A plurality of biasing strips having different stiffness and adjusting the vibration mode and the distribution of the sound pressure sensitivity frequency spectrum of the loudspeaker composite laminate are separately formed around the composite laminate. A further effect of the biasing strip is to reduce the generation of noise by suppressing the high frequency standing waves that are stagnating around the perimeter of the laminate. The periphery of the loudspeaker composite laminate is separately connected to a soft suspension system for suspending the loudspeaker board on a frame or fixed object. The loudspeaking efficiency and sound quality of this panel type speaker are determined by, for example, the lamination method of the composite laminate, the ratio of the composite module to the weight density, the stiffness of the biasing strip, and the position of the vibrator in the high-performance loudspeaker area. Related to the parameter. Therefore, when designing a panel-type speaker of a composite laminate, it is necessary to select appropriate parameters that generate an appropriate magnitude and distribution of sound pressure sensitivity within the audio frequency range required by the speaker.

1. 設計方法とプログラム
平板を発生源とするのは、可撓振動を発生させることにより板面と接触する空気を駆動し、発生した音圧の大きさを声学の方法及び関連する方程式を用いて求めることに所以する。無限に延びる平板又はサイズが有限的であり周囲が密封された平板について言えば、平板振動の空間のいずれか一点に対して発生する音圧はレイリー第1積分式(Ray leigh’s first integral) により求められ、板のシフト応答で表せば、当該点の瞬時音圧は下記式(1)で表される。
1. The design method and the use of the program flat plate as the source is to generate air by contacting the plate surface by generating a flexible vibration, and to determine the magnitude of the generated sound pressure using a vocal method and related equations. That's why. For an infinitely extending flat plate or a flat plate whose size is finite and whose periphery is sealed, the sound pressure generated at any one point in the space of the flat plate vibration is Rayleigh's first integral. And the instantaneous sound pressure at the point is expressed by the following equation (1).

Figure 0003099805
(1)
 式中P(r,t)は板面からr離れた個所の瞬時音圧、rは計測点と板面上の参考座標原点との距離、Rは計測点と板面上の一振動点との間の距離、rsは振動点と座標原点との間の距離、ρoは空気密度、tは時間、Sは板の面積、ωは平板の振動周波数、D(rs)は振動点の側方向シフト応答、i=√−1である。上式におけるD(rs)は有限素子方法により平板の動態応答を分析して求められる。なお、モード分析から板の側方向シフト応答は各モードの側方向シフト応答の総和であることが確認され、下記式(2)で表される。
Figure 0003099805
(1)
In the formula, P (r, t) is the instantaneous sound pressure at a point r away from the plate surface, r is the distance between the measurement point and the reference coordinate origin on the plate surface, and R is the measurement point and one vibration point on the plate surface. , Rs is the distance between the vibration point and the coordinate origin, ρo is the air density, t is time, S is the area of the plate, ω is the vibration frequency of the plate, and D (rs) is the side direction of the vibration point. Shift response, i = √−1. D (rs) in the above equation is obtained by analyzing the dynamic response of the flat plate by the finite element method. It is confirmed from the mode analysis that the lateral shift response of the plate is the sum of the lateral shift responses of the respective modes, and is expressed by the following equation (2).

Figure 0003099805
(2)
 式中、nは考慮される自然モードの個数、Ai及びφiはそれぞれ第一個の自然モードの振幅及び振動型である。式(1)及び(2)から、固定計測点は瞬時音圧の大きさと板の振動周波数と板の自然モードパラメータとに関連していることが分かる。また、板の面積が限られていれば、式(1)から瞬時音圧も板と関連して、面積の大きい方の板が比較的大きな音圧を生ずることが分かる。ここに定義された音圧の感度は次の式で表される。
Figure 0003099805
(2)
Where n is the number of natural modes considered, Ai and φi are the amplitude and vibration type of the first natural mode, respectively. From equations (1) and (2), it can be seen that the fixed measurement point is related to the magnitude of the instantaneous sound pressure, the vibration frequency of the plate and the natural mode parameters of the plate. Also, if the area of the plate is limited, Equation (1) shows that the instantaneous sound pressure also relates to the plate, and the plate with the larger area generates a relatively large sound pressure. The sensitivity of the sound pressure defined here is expressed by the following equation.

Figure 0003099805
(3)
 式中、Lpは音圧感度、Prmsは音圧、平方の根平均自乗値、Prefは参考圧力定数である。同様に式(1)及び(3)から、音圧感度は平板の振動周波数、自然モードパラメータ及び板の面積に関連することが分かる。異なる振動周波数で分析された音圧感度は拡声板の音圧感度周波数スペクトルを得ることが可能であり、そして比較的広い範囲内で比較的均一な音圧感度分布を得ることは高描写力を有するパネル形スピーカの設計に不可欠な条件である。また、拡声板の面積が変化しない場合、その音圧感度周波数スペクトルの分布を影響するものは板の振動周波数及び自然モードパラメータである。なお、板の振動周波数とその自然周波数が同一である場合は共振現象を起し、該周波数の自然モードの振幅が大きくなるので、この周波数の音圧感度が明白に向上される。従って、板の設計は発生した音圧感度が特定の周波数範囲内であまり大きな変化がないように、その自然振動周波数の分布を考慮しなければならない。 拡声板に用いられる複合物の性質及びその積層方式はいずれも直接平板の自然周波数、振幅、振動型等のモードのパラメータに影響を及ぼすので拡声板の音圧感度周波数スペクトル分布に影響する。一般に、材質が軽量で付勢力の高い平板は比較的好適な拡声効果を生ずる。激震器の板上の高効能拡声領域に配置された位置は直接各自然モードの振幅に影響を及ぼし、そのために拡声板で発生した音圧感度スペクトルの分布状況に影響を及ぼすことから、激震器の配置地点は音圧感度を増加する必要があるばかりでなく、音圧感度を特定の周波数範囲にて比較的均一に分布させるようにしなければならない。他方、反対のシフト位相角を有する自然モード振動型については、前後方への運動により生じる音圧は位相が反対であるために相互干渉してしまい、厳重に振動周波数の音圧感度を低下させる。このような音圧の干渉現象は通常中、低周波数範囲内において比較的明白に現れる。拡声板の周囲に剛度のそれぞれ異なる付勢ストリップを付加形成すると、好適な付熱ストリップの剛度分布を選択する事により拡声板の自然モード振動型を調整することができ、これにより異なる位相角の音圧間の干渉を減少させ、その音圧感度を増加させる。
Figure 0003099805
(3)
In the equation, Lp is sound pressure sensitivity, Prms is sound pressure, root mean square value of square, and Pref is a reference pressure constant. Similarly, from equations (1) and (3), it can be seen that the sound pressure sensitivity is related to the vibration frequency of the flat plate, the natural mode parameter, and the area of the plate. The sound pressure sensitivity analyzed at different vibration frequencies makes it possible to obtain the sound pressure sensitivity frequency spectrum of the loudspeaker, and to obtain a relatively uniform sound pressure sensitivity distribution within a relatively wide range requires high definition. This is an indispensable condition for the design of a panel-type speaker. When the area of the loudspeaker does not change, the distribution of the sound pressure sensitivity frequency spectrum is affected by the vibration frequency and the natural mode parameter of the loudspeaker. When the vibration frequency of the plate is the same as its natural frequency, a resonance phenomenon occurs, and the amplitude of the natural mode of the frequency increases, so that the sound pressure sensitivity at this frequency is clearly improved. Therefore, the design of the board must take into account its natural vibration frequency distribution so that the generated sound pressure sensitivity does not change significantly within a specific frequency range. The properties of the composite used for the loudspeaker and the lamination method directly affect the parameters of the mode such as the natural frequency, amplitude, and vibration type of the flat plate, and thus affect the sound pressure sensitivity frequency spectrum distribution of the loudspeaker. In general, a flat plate made of a lightweight material and having a high urging force produces a relatively favorable sound enhancement effect. Positions located in the high-efficiency loudspeaker area on the plate of the tremor directly affect the amplitude of each natural mode, which in turn affects the distribution of the sound pressure sensitivity spectrum generated by the loudspeaker. In addition to the need to increase the sound pressure sensitivity, the location must be such that the sound pressure sensitivity is relatively uniformly distributed in a specific frequency range. On the other hand, in the case of the natural mode vibration type having the opposite shift phase angle, the sound pressures generated by the forward and backward movements interfere with each other because the phases are opposite, and severely reduce the sound pressure sensitivity of the vibration frequency. . Such sound pressure interference phenomena usually appear relatively clearly in the low frequency range. By additionally forming energizing strips having different stiffnesses around the loudspeaker plate, it is possible to adjust the natural mode vibration type of the loudspeaker plate by selecting a suitable stiffness distribution of the heating strip, thereby providing different phase angles. It reduces interference between sound pressures and increases their sound pressure sensitivity.

 このように、拡声板の音圧感度周波数スペクトルの分布に影響する設計パラメータは拡声用複合物積層板の材料性質、積層板の積層方式、激震器の激震位置及び付勢ストリップ剛度等である。本考案の拡声板は繊維で補強した高分子複合材料により製造され、各層の繊維角度は平板の参考座標により定められる。0°層は繊維方向が参考軸と一致していることを表し、90°層は繊維方向が参考軸と互いに垂直することを表わす。複合物層の材料性質は弾性モジュールと密度との比であるE1/ρ及びE2/ρで表される。その中、E1及びE2はそれぞれ繊維方向及び繊維方向に垂直のヤング係数、ρは材料の密度である。 設計 Thus, design parameters that affect the distribution of the sound pressure sensitivity frequency spectrum of the loudspeaker are the material properties of the loudspeaker composite laminate, the lamination method of the laminate, the location of the severe vibration of the vibrator, and the stiffness of the biasing strip. The loudspeaker of the present invention is made of a fiber-reinforced polymer composite material, and the fiber angle of each layer is determined by the reference coordinates of the flat plate. The 0 ° layer indicates that the fiber direction coincides with the reference axis, and the 90 ° layer indicates that the fiber direction is perpendicular to the reference axis. The material properties of the composite layer are represented by the ratio of elastic module to density, E1 / ρ and E2 / ρ. Among them, E1 and E2 are Young's moduli perpendicular to the fiber direction and the fiber direction, respectively, and ρ is the density of the material.

 上記弾性モジュールと密度との比は平板の自然モードパラメータ、音圧感度の大きさ及び分布に対していずれも重大な影響を及ぼす。一般に、比較的小さい弾性モジュールと密度との比を有した複合物積層板は主に、比較的低周波数(50Hz〜500Hz)の音圧を生ずる。これに対し、比較的大きな弾性モジュールと密度との比を有する複合物積層板は中・高周波数数の範囲内(500Hz〜20KHz)で好適な音圧感度を生ずる。そして、これら一系列の音圧感度の分析から、聴覚周波数範囲50Hzから20KHz内にて好適な高圧感度周波数スペクトルを生じる場合、複合物の弾性モジュールと密度との比は下記(4)式の範囲内に限定されるのが好適であることが分る。 比 The ratio of the elastic module to the density has a significant effect on the natural mode parameters of the flat plate, the magnitude and distribution of the sound pressure sensitivity. In general, composite laminates having a relatively small elastic module-to-density ratio primarily produce sound pressure at relatively low frequencies (50 Hz to 500 Hz). In contrast, composite laminates having a relatively large elastic module-to-density ratio produce suitable sound pressure sensitivity in the mid-high frequency range (500 Hz to 20 KHz). Then, from the analysis of the sound pressure sensitivity of these one series, when a suitable high pressure sensitivity frequency spectrum is generated within the auditory frequency range of 50 Hz to 20 KHz, the ratio between the elastic module and the density of the composite is in the range of the following equation (4). It is understood that it is preferable to be limited to within.

Figure 0003099805
(4)
 本考案の拡声用複合物積層板は例えば矩形とすることができ、その長さa、幅b、厚さhにおいて、bの値はa/4とaとの間にある。複合物積層板の積層方式は自然モードパラメータ例えば自然周波数、振幅及び振動型に対して重大な影響を及ぼすので、直接複合物積層板の拡声効果に影響する。積層方式において考慮されるパラメータは積層数と各層の繊維角度であり、一系列な拡声板音圧感度周波数スペクトルの分析から、最適な積層方式は例えば[0°/90°/0°/・・・]sの直交性積層方式及び例えば[θ°/−θ°/θ°/・・・]sの対角交錯積層方式等であり、括弧外の下標示”s”は対称積層を表示し、θは0°と 90°との間に介在する角度である。なお、積層の層数は拡声板のサイズにより決定され、一般に、長さaが30cmよりも小さいか又は等しい場合、層数は1ないし3層、そして長さaが30cmよりも大きく50cmよりも小さい場合、層数は4層、長さaが50cmよりも大きいか又は等しい場合、層数は5層以上である。通常、長さaが50cmよりも大きい場合は拡声板をサンドイッチ方式に製造するのが好ましく、そのサンドイッチ式拡声板の層間の挟み材は材質が軽量の発泡材又はビーハイブ式心材を用いて製造することができる。
Figure 0003099805
(4)
The sound-emitting composite laminate of the present invention may be, for example, rectangular, and the value of b is between a / 4 and a in length a, width b, and thickness h. The lamination scheme of the composite laminate has a significant effect on the natural mode parameters such as natural frequency, amplitude and vibration type, and thus directly affects the loudspeaker effect of the composite laminate. The parameters considered in the lamination method are the number of layers and the fiber angle of each layer. From an analysis of a series of sound pressure sensitivity frequency spectra of a loudspeaker, the optimum lamination method is, for example, [0 ° / 90 ° / 0 ° /. .] S orthogonal lamination system and, for example, [θ ° / −θ ° / θ ° /...] S diagonal cross lamination system, etc. , Θ are angles between 0 ° and 90 °. Note that the number of layers in the stack is determined by the size of the loudspeaker. Generally, when the length a is less than or equal to 30 cm, the number of layers is one to three, and the length a is greater than 30 cm and greater than 50 cm. If small, the number of layers is four, and if length a is greater than or equal to 50 cm, the number of layers is five or more. Usually, when the length a is larger than 50 cm, it is preferable to manufacture the loudspeaker in a sandwich system, and the sandwiching material between layers of the sandwich loudspeaker is manufactured using a lightweight foam material or a beehive-type core material. be able to.

 拡声板の周辺に付加された付勢ストリップは平板と一体に成形され、又は、粘着剤により平板のエッジに貼付けることができる。付勢ストリップの断面は矩形をなすがその断面積を変えることにより付勢ストリップの剛度を調整することができる。この矩形の拡声板については、4本の剛度の異なる付勢ストリップを用いて拡声板の振動モードパラメータを調整することができ、この上激震器のセット位置を工夫すれば、拡声板を特定の周波数範囲内で好適な音圧感度スペクトルを発生させることができる。音圧感度の分析にあたり、分析の収斂性を加速するために、付勢ストリップの剛度について上限値が設定され、付勢ストリップの断面積及びヤング係数を制御することによりこの制限が達成される。一般に、付勢ストリップの厚さは平板の厚さの3倍よりも小さく、幅は平板の幅の十分の1よりも小さく、ヤング係数は平板における繊維方向のヤング係数値よりも小さく、又は等しくなるように設定しなければならない。そして音圧感度周波数スペクトル分析において、平板のある辺上の付勢ストリップの剛度がゼロの場合、該辺は付勢されていないこととなる。 The biasing strip added around the perimeter of the loudspeaker can be formed integrally with the flat plate, or can be attached to the edge of the flat plate with an adhesive. The cross section of the biasing strip is rectangular, but the stiffness of the biasing strip can be adjusted by changing its cross-sectional area. With respect to this rectangular loudspeaker, the vibration mode parameters of the loudspeaker can be adjusted using four biasing strips having different stiffnesses. A suitable sound pressure sensitivity spectrum can be generated within the frequency range. In analyzing the sound pressure sensitivity, an upper limit is set on the stiffness of the biasing strip to accelerate the convergence of the analysis, and this limit is achieved by controlling the cross-sectional area and Young's modulus of the biasing strip. Generally, the thickness of the biasing strip is less than three times the thickness of the plate, the width is less than one tenth of the width of the plate, and the Young's modulus is less than or equal to the fiber direction Young's modulus value of the plate. Must be set to In the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis, when the stiffness of the biasing strip on a certain side of the flat plate is zero, the side is not biased.

 拡声板を駆動して音圧を発生させる激振動器は同じく粘着方式により拡声板の表面に貼付けられた、電磁コイル式及び圧電式の2種類に分けられる。激震器の拡声板上における位置は該板の各自然モードの振幅及び板の音圧感度に対していずれも重要な影響を及ぼすので、異なる位置点で拡声板を激震すると異なった音圧感度が発生する。通常、拡声板の表面は高効能及び低効能の両拡声領域に区画され、これら両領域の拡声板上における位置は音圧感度周波数スペクトルの分析により決定される。分析過程において、拡声板周囲の付勢ストリップの剛度をゼロとし、一個の激震点のみ考慮して、板中心点を通る両対角線や水平、及び垂直線上でそれぞれいくらかの特定点を選択して激震点とし、これら特定点から得られた高圧感度スペクトルを分析すると共に、内差法により高効能拡声領域の大きさ及び位置を決定する。長さ、幅がそれぞれa及びbの矩形板について言えば、該高効能拡声領域も矩形領域であると共に、板の中間に位置する。この領域の長さ、幅はそれぞれa/4及びb/4である。通常、高効能拡声領域内において拡声板を激震して得られる平均音圧感度は抵効能拡声領域内において得られるものよりも少なくとも10dB高い。激震器の高効能拡声領域内にセットされる位置は、拡声板が特定周波数範囲内にてより均一に分布した音圧感度を生ずるために、板周囲の付勢ストリップの剛度分布に応じて決定しなければならない。一般に、激震器の高効能拡声領域における位置及び付勢ストリップの剛度は、畳替法による相違の激震器位置及び付勢ストリップ剛度の組合により生じた音圧感度周波数スペクトルを分析することにより決定される。 激 The vibrator that drives the loudspeaker to generate sound pressure can be divided into two types: an electromagnetic coil type and a piezoelectric type, which are similarly adhered to the surface of the loudspeaker by an adhesive method. Since the location of the tremor on the loudspeaker has a significant effect on the amplitude of each natural mode of the loudspeaker and the sound pressure sensitivity of the loudspeaker, different sonic sensitivity of the loudspeaker at different positions will cause different sound pressure sensitivities. appear. Usually, the surface of the loudspeaker is divided into both high- and low-efficiency loudspeaker regions, and the positions of these regions on the loudspeaker are determined by analyzing the sound pressure sensitivity frequency spectrum. In the analysis process, the stiffness of the biasing strip around the loudspeaker board was set to zero, and only one tremor point was considered, and several specific points were selected on both diagonal lines, horizontal and vertical lines passing through the center point of the loudspeaker. The high-pressure sensitivity spectra obtained from these specific points are analyzed, and the size and position of the high-efficiency loudspeaker region are determined by the internal difference method. Speaking of a rectangular plate having a length and a width of a and b, respectively, the high-efficiency loudspeaker region is also a rectangular region and is located in the middle of the plate. The length and width of this area are a / 4 and b / 4, respectively. Typically, the average sound pressure sensitivity obtained by trembling the loudspeaker in the high-efficiency loudspeaker region is at least 10 dB higher than that obtained in the low-efficiency loudspeaker region. The position set in the high-efficiency loudspeaker area of the tremor is determined according to the stiffness distribution of the biasing strip around the loudspeaker, in order to produce a more evenly distributed sound pressure sensitivity within a specific frequency range. Must. In general, the location of the shaker in the high-efficiency loudspeaker region and the stiffness of the biasing strip are determined by analyzing the sound pressure sensitivity frequency spectrum produced by the combination of the different shaker locations and the biasing strip stiffness due to the permutation method. You.

 このように、高効率の複合物積層板パネル形スピーカを設計するには、適当に用いられる複合物の弾性モジュールと重量密度との比、複合物積層板の積層方式(層数及び各層の繊維角度を含む)、板周囲の付勢ストリップ剛度、及び所定個数の激震器の高効能拡声領域における位置等の設計パラメータを選択しなければならない。最適化方法が既に広く応用され、効果的に多くの工程上の問題が解決されているので、これら最適化方法を応用して本考案の複合物積層板パネル形スピーカを設計すれば、効果的に上記の設計パラメータを得ることができる。他の簡便な設計方法として、2段階式に複合物積層板パネル形スピーカを設計する方法が採用されている。すなわち、第一の段階では先ず付勢ストリップのない複合物積層板を設計し、板上の高効能拡声領域において積層を激震して発生する音圧光度周波数スペクトルを分析することにより適当な複合物及び積層板の積層方式(積層数及び繊維角度)を選択する。そして、第2の段階において、畳替法又は最適化方法により板周囲の付勢ストリップの剛度及び所定個数の激震器の高効能拡声領域における位置を設計する。 As described above, in order to design a high-efficiency composite laminate panel type loudspeaker, the ratio of the elastic module of the composite to the weight density appropriately used, the lamination method of the composite laminate (the number of layers and the fiber of each layer) are considered. Design parameters must be selected, including the angle (including angle), the stiffness of the biasing strip around the plate, and the location of a given number of seismic shakers in the high-efficiency loudspeaker area. Since the optimization method has already been widely applied and many process problems have been effectively solved, it is effective to design the composite laminate panel type speaker of the present invention by applying these optimization methods. The above-mentioned design parameters can be obtained. As another simple design method, a method of designing a composite laminate panel type speaker in a two-stage system has been adopted. That is, in the first stage, a composite laminate without an energizing strip is first designed, and an appropriate composite is analyzed by analyzing the sound pressure photometric frequency spectrum generated by vibrating the laminate in the high-efficiency loudspeaker region on the plate. And the lamination method (the number of laminations and the fiber angle) of the laminate. Then, in the second stage, the stiffness of the biasing strip around the plate and the position of a predetermined number of vibrators in the high-efficiency loudspeaker area are designed by a folding method or an optimization method.

 図1は本考案の複合物積層板パネル形スピーカを示す見取図である。図中、6は複合物積層板パネル形スピーカであり、長さがa、幅がb、厚さがhとそれぞれ示す中に、bがaより小さく、かつa/4より大きいか又は等しい矩形複合物拡声板7を含む。複合物拡声板7は複合物積層板40と、一組の付勢ストリップ60と、少なくとも一枚の激震器50とにより組成されている。その周辺にはなお、容易に変形しないフレーム10の傍に固定された軟性吊し系統20が接続されている。吊し系統20は高ダンプの含発泡ゴムストリップ、波状の含軟質ゴム綿布ストリップ又はくもの巣状のプラスチックストリップにより作製され、拡声板7を吊す他に、拡声板7の傍で発生したノイズを除去する機能を具備している。拡声板を含む複合物積層板40及びその裏側の周辺に形成された付勢ストリップ60の構造と特性は図3で詳細に説明する。なお、拡声板上には高効能拡声領域30が区画され、その長さと幅はそれぞれa/4及びb/4であり、かつ拡声板の中央地区に位置している。拡声板上の激震器50は高効能拡声領域内に固定され、複合物積層板を駆動してこれに振動を生じさせ発生させる。激震器50の高効能拡声領域における位置は本考案により提案された音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。一個の激震器のみで複合物積層板を駆動する場合は、該板の長さaは40cmよりも小さく又は等しくしなければならない。激震器50は2本の電線56により電流増幅器に接続され、電流増幅器の増幅倍数を制御することにより激震器のスラストの大きさを調整できるので、スピーカにおいて発生した音圧の高低を制御することができる。 FIG. 1 is a sketch showing the composite laminated panel type speaker of the present invention. In the figure, reference numeral 6 denotes a composite laminated panel type speaker, in which a length is a, a width is b, and a thickness is h, and b is smaller than a and larger than or equal to a / 4. A composite loudspeaker 7 is included. The composite loudspeaker 7 is composed of a composite laminate 40, a set of biasing strips 60, and at least one shaker 50. Around the periphery is still connected a flexible suspension system 20 fixed beside the frame 10 which does not deform easily. The suspension system 20 is made of a high-dumped foamed rubber strip, a wavy soft rubber-cotton cloth strip or a spider web-shaped plastic strip. In addition to suspending the loudspeaker 7, noise generated near the loudspeaker 7 is also reduced. It has a function to remove. The structure and characteristics of the composite laminate 40 including the loudspeaker and the biasing strip 60 formed around the back side thereof will be described in detail with reference to FIG. A high-efficiency loudspeaker area 30 is defined on the loudspeaker, its length and width are a / 4 and b / 4, respectively, and it is located in the central area of the loudspeaker. A tremor 50 on the loudspeaker is fixed in the high-efficiency loudspeaker area and drives the composite laminate to produce and generate vibration. The position of the vibrator 50 in the high-efficiency loudspeaker region is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method proposed by the present invention. If the composite laminate is driven by only one shaker, the length a of the plate must be less than or equal to 40 cm. The vibrator 50 is connected to the current amplifier by two electric wires 56, and the magnitude of the thrust of the vibrator can be adjusted by controlling the amplification multiple of the current amplifier, so that the level of the sound pressure generated in the speaker can be controlled. Can be.

 図2(a)及び図2(b)はそれぞれ拡声板7を吊すための弾性吊し系統20を示す図である。その中、図2(a)は図1の断面図で、拡声板7の右側に発泡ゴムストリップ20aを用いて造られた吊し系統と、左側に波状の含軟質ゴム綿布20bを用いて造られた吊し系統が配設されている。各吊し系統はいずれも矩形フレーム10の周辺に固定されている。一方、図2(b)は図1の下隅角部の拡大図で、拡声板7のエッジとくもの巣状プラスチック吊し系統20cとが互いに接続され、この吊し系統の他端が矩形フレーム10の周辺に固定されている。 FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing an elastic suspension system 20 for suspending the loudspeaker plate 7, respectively. 2 (a) is a cross-sectional view of FIG. 1, in which the right side of the loudspeaker plate 7 is formed using a suspension system formed by using a foamed rubber strip 20a, and the left side is formed by using a wavy soft rubber-cotton cloth 20b. Suspended suspension system is provided. Each suspension system is fixed around the rectangular frame 10. On the other hand, FIG. 2B is an enlarged view of the lower corner portion of FIG. 1, in which the edge of the loudspeaker 7 and the web-like plastic suspension system 20c are connected to each other, and the other end of this suspension system is a rectangular frame 10 It is fixed around.

 図3(a)及び図3(b)はそれぞれ図1におけるスピーカ6の長さ方向及び幅方向の断面側視図である。図2には拡声板7、吊し系統20及びフレーム10が示されている。その中、拡声板7は3層の複合物積層板40と一組の付勢ストリップ60とにより組成され、複合物積層板の積層数及び付勢ストリップの剛度は拡声板のサイズに応じて決定される。複合物積層板の材質は方程式(4)の制限を受け、複合物層ごとの厚さは0.1mmないし0.2mm、積層数は板のサイズにより決定される。ここに、複合物積層板の長さをa、積層数をNとすれば、積層数は次の式により選択される。
a≦30cmの場合、N≦3;
aが30cmと50cmとの間に介在する場合N=4:
a≧50cmの場合、N≧5 (5)
大面積の拡声板については、a≧50cmの場合、最適な作製方法は複合物のサンドイッチ平板を用いて拡声板を設計し、複合物積層板をパネルとし、挟み層に発泡材又はビーハイブ構造が使用される。複合物拡声積層板の積層方式は、繊維角度がそれぞれ0°及び90°の複合物層を用いて対称的に積層してなり、例えば[0°/90°/0°/・・・]sの積層方式がある。括弧の右下角に標示される”s”は積層板が対称積層であることを示す。他に採用される積層方式は繊維角度θが及び−θの複合物層を交錯的に、例えば[θ/−θ/θ/・・・]sの方式に積層してなる。式中θは0°より大きく、90°よりも小さい角度(0°<θ<90°)を示す。付勢ストリップ60は複合物積層盤40のエッジに固定され、各付勢ストリップはそれぞれ異なる剛度を有している。付勢ストリップの剛度を変えれば複合物積層板40の自然モードパラメータを変えることができるので、付勢ストリップの複合物積層板の振動型を変えることができると共に、板面が反対の移相角領域を有しているために発生する音圧の干渉を減少することができ、これにより、比較的均一に分布した音圧感度周波数スペクトルを得ると共に拡声板のファクシミリ効果を向上することができる。付勢ストリップの特色は断面が矩形である他、厚さは積層板の厚さの3倍よりも小であるべく、幅は積層板の十分の一よりも小さく、ヤング係数は使用された複合物のE1値に等しく、又はよりも小さくなるようにしなければならない。図3(b)は図1のB−B断面側視図であり、複合積層板40のエッジに大きさがそれぞれ異なる付勢ストリップが付加形成されている。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional side views in the length direction and the width direction of the speaker 6 in FIG. 1, respectively. FIG. 2 shows the loudspeaker board 7, the suspension system 20, and the frame 10. The loudspeaker 7 is composed of a three-layer composite laminate 40 and a pair of biasing strips 60, and the number of composite laminates and the stiffness of the biasing strip are determined according to the size of the loudspeaker. Is done. The material of the composite laminate is limited by Equation (4), the thickness of each composite layer is 0.1 mm to 0.2 mm, and the number of layers is determined by the size of the plate. Here, assuming that the length of the composite laminate is a and the number of layers is N, the number of layers is selected by the following equation.
When a ≦ 30 cm, N ≦ 3;
When a intervenes between 30 cm and 50 cm, N = 4:
When a ≧ 50 cm, N ≧ 5 (5)
For a large area loudspeaker, if a ≧ 50 cm, the optimal manufacturing method is to design a loudspeaker using a composite sandwich flat plate, use a composite laminate as a panel, and use a foam or beehive structure for the sandwich layer. used. The lamination method of the composite loudspeaker laminate is such that the fiber angles are symmetrically laminated using composite layers having 0 ° and 90 °, respectively, for example, [0 ° / 90 ° / 0 ° / ...] s There is a lamination method. The "s" marked in the lower right corner of the parentheses indicates that the laminate is a symmetric laminate. Another lamination method adopted is to alternately laminate composite layers having a fiber angle θ and −θ, for example, a method of [θ / −θ / θ /. In the formula, θ indicates an angle larger than 0 ° and smaller than 90 ° (0 ° <θ <90 °). The biasing strips 60 are secured to the edges of the composite laminate 40, and each biasing strip has a different stiffness. By changing the stiffness of the biasing strip, the natural mode parameters of the composite laminate 40 can be changed, so that the vibration type of the composite laminate of the biasing strip can be changed, and the plate surface has the opposite phase shift angle. The interference of sound pressure generated due to the presence of the region can be reduced, thereby obtaining a sound pressure sensitivity frequency spectrum relatively uniformly distributed and improving the facsimile effect of the loudspeaker. The features of the biasing strip are rectangular in cross section, the thickness is less than three times the thickness of the laminate, the width is less than one tenth of the laminate, and the Young's modulus is It must be equal to or less than the E1 value of the object. FIG. 3B is a cross-sectional side view taken along the line BB of FIG. 1, and biasing strips having different sizes are additionally formed on the edges of the composite laminate 40.

 図4(a)及び図4(b)はそれぞれ電流の流れ方向が異なる電磁コイル式激震器50を示す図である。図において、各激震器50はそれぞれ永久磁石58と、2個のそれぞれ永久磁石58の両極に連接した導磁石54と、コイルウィンデイング51とにより組成される。両導磁石54の端末は南北両極を形成し、この両極の間に水平方向の磁界を生ずる。コイルウィンデイング51は円柱形のコイル52とコイルの頂部に配置されたエンドカバー53とを備えてなり、このエンドカバー53は激震器50を複合物積層板40に粘着させて軟質サポート55と接続することにより同心円状にコイル52を導磁石の南北両極間に配置させるものである。したがって、電流がコイルを流れると、コイルに両導磁石54の間で上下方向への運動を行わさせる。図4(a)において、電流が激震器の左側の接続点Uを流れると上から下へとコイルに流れ入り、しかる後、右側の接続点dを通過して激震器から流れ出る。このような電流方向の流れ方向により激震器のコイル52に上への運動を行わさせると共に、上へのスラストを発生させる。また、図4(b)において、激震器内の電流の流れ方向は丁度図4(a)の流れ方向と反対であり、電流はコイルの底部から頂部へ流れる。したがって、コイルに下への運動を行わさせ、下へのスラストを発生させる。 FIGS. 4 (a) and 4 (b) are diagrams showing electromagnetic coil type vibrators 50 having different current flow directions. In the figure, each vibrator 50 is composed of a permanent magnet 58, a conductive magnet 54 connected to both poles of two permanent magnets 58, and a coil winding 51. The ends of the magnets 54 form the north and south poles and produce a horizontal magnetic field between the two poles. The coil winding 51 includes a cylindrical coil 52 and an end cover 53 disposed on the top of the coil. The end cover 53 connects the vibrator 50 to the composite laminate 40 and connects to the soft support 55. By doing so, the coil 52 is concentrically arranged between the north and south poles of the conductive magnet. Therefore, when an electric current flows through the coil, it causes the coil to move vertically between the two conductive magnets 54. In FIG. 4 (a), when current flows through the connection point U on the left side of the shaker, it flows into the coil from top to bottom, and then flows out of the shaker through the connection point d on the right side. Such a flow direction in the current direction causes the coil 52 of the vibrator to move upward and generate an upward thrust. Also, in FIG. 4 (b), the flow direction of the current in the vibrator is just opposite to the flow direction in FIG. 4 (a), and the current flows from the bottom to the top of the coil. Accordingly, the coil is caused to perform a downward movement, thereby generating a downward thrust.

 図5は4個の激震器50を拡声板7の高効能拡声領域30内に配置した状態を示す図である。図において、各2個の激震器を1組として分け、組と組との間は並列方式で接続し、各1組における2個の激震器間は直列方式で接続する。各一個の激震器の抵抗をRとすると、オーム法則により全体の激震器回路系統の抵抗もRとなる。激震器はいずれも高功能拡声領域の対角線上に配置され、各対角線上にはそれぞれ中心点の両側に位置した2個の激震器があり、各激震器と中心点との距離は本考案で提案した音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。この場合、4個の激震器を採用すれば、板の長さaは、100cmより小さくするのが好適である。 FIG. 5 is a view showing a state in which four intense vibrators 50 are arranged in the high-efficiency loudspeaker area 30 of the loudspeaker board 7. In the figure, each of the two vibrators is divided into one set, the sets are connected in a parallel manner, and the two vibrators in each set are connected in a series manner. Assuming that the resistance of each one of the earthquake shakers is R, the resistance of the entire earthquake shaker circuit system also becomes R according to Ohm's law. The seismic devices are all located on the diagonal of the high-efficiency loudspeaker area, and on each diagonal there are two seismic devices located on both sides of the center point. The distance between each seismic device and the center point is determined by the present invention. Determined by the proposed sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method. In this case, if four intense vibrators are employed, it is preferable that the length a of the plate is smaller than 100 cm.

 図6は他の実地例である4個の激震器50を拡声板7の高効能拡声領域30内に配置した状態を示す図である。図において4個の激震器50の中、3個の激震器における電流の流れ方向は図4(a)に示されるように同一方向に働く行為を有し、残り一個の激震器における電流の流れ方向は図4(b)に示されるように該3個の電流の流れ方向と反対である。4個の激震器を両組に分け、各組ごとに2個の激震器が有り、組と組との間は並列方式で接続され、そして組ごとにおける2個の激震器は直列方式で接続されている。4個の激震器はそれぞれ高効能拡声領域30内の両対角線上に配置され、各対角線ごとに2個の激震器を有すると共に、それぞれ中央点の両側に位置している。各激震器と高効能拡声領域中央点との距離は本考案で提案した音圧感度周波数スペクトル法により決定される。その中、反対方向の運動行為を有する一個の減震器は過度に激震された周波数の振幅を消滅、又は拡声板7の振動型を調整して板面における反対の位相角音圧間の干渉を減少するための主動式ダンパとして働くものである。 FIG. 6 is a view showing another practical example in which four intense vibrators 50 are arranged in the high-efficiency loudspeaker area 30 of the loudspeaker board 7. As shown in FIG. 4A, the current flow direction in the three vibrators has the action of acting in the same direction as shown in FIG. The directions are opposite to the three current flow directions as shown in FIG. Divide the four tremors into two sets, there are two tremors in each set, the connection between sets is connected in parallel, and the two tremors in each set are connected in series Have been. The four intensifiers are respectively arranged on both diagonal lines in the high-efficiency loudspeaker area 30, have two intensifiers for each diagonal line, and are respectively located on both sides of the central point. The distance between each intensifier and the center of the high-efficiency loudspeaker region is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum method proposed in the present invention. Among them, one attenuator having the opposing motion acts to eliminate the amplitude of the excessively shaken frequency or adjust the vibration type of the loudspeaker 7 to interfere with the opposite phase angle sound pressure on the plate surface. It acts as a main damper to reduce the power.

 図7は他の実地例である8個の激震器50を拡声板7の高効能拡声領域30内に配置した状態を示す図である。図において、激震器50はいずれも高効能拡声領域30の中央点を通過する特定ライン(2本の対角線、1本の水平線及び1本の垂直線を含む)上に配置されている。すなわち、各特定ラインの中央点の両側にそれぞれ1個の激震器が配置されている。激震器と高効能拡声領域における中央点との距離は本考案で提案された音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。中でも、激震器を配置する好適なパターンとして、中央点を円心とし半径をb/6ないしb/4とした円において、激震器がこの円と特定ラインとの交点に配置される。円の最適な半径は本考案で提案した音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。また、8個の激震器を2組に分け、各組ごとに4個の激震器があり、組と組との間は並列方式で接続され、そして各組における激震器は直列方式で接続される。各激震器の抵抗をRとすれば、オーム法則により激震器回路系統の抵抗は2Rとなる。8個の激震器を使用する場合、拡声板7の長さaは100cmと200cmとの間に設定されるのが好適である。 FIG. 7 is a view showing another practical example in which eight vibrators 50 are arranged in the high-efficiency loudspeaker area 30 of the loudspeaker board 7. In the figure, the vibrators 50 are all arranged on specific lines (including two diagonals, one horizontal line, and one vertical line) passing through the center point of the high-efficiency loudspeaker area 30. That is, one strong shaker is arranged on each side of the center point of each specific line. The distance between the strong shaker and the center point in the high-efficiency loudspeaker region is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method proposed in the present invention. Above all, as a preferable pattern for arranging the tremors, in a circle having a center at the center of a circle and a radius of b / 6 to b / 4, the tremors are arranged at the intersection of the circle and a specific line. The optimal radius of the circle is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method proposed in the present invention. Also, the eight seismic shakers are divided into two sets, each set has four seismic shakers, the sets are connected in parallel with each other, and the seismic shakers in each set are connected in series. You. Assuming that the resistance of each vibrator is R, the resistance of the vibrator circuit system is 2R according to Ohm's law. When using eight intense vibrators, the length a of the loudspeaker 7 is preferably set between 100 cm and 200 cm.

 図8はまた他の実地例である8個の激震器50を拡声板7の高効能拡声領域30内に配置した状態を示す図である。その中、7個の激震器は図4(a)に示すように同一の電流の流れ方向を有しているために激震器の稼動行為が同一であるが、第8個の激震器における電流の流れ方向は図4(b)に示すように他の7個の激震器と反対なので、反対方向の稼動行為を有する。この反対方向の稼動行為を有する減震器は過度に激震された周波数の振幅を消滅、又は拡声板7の振動型を調整して板面における反対の位相角音圧間の干渉を減少するための主動式ダンパとして働くものである。8個の激震器50はそれぞれ高効能拡声領域30の中央点を通過する特定ライン(2本の対角線、1本の水平線及び1本の垂直線を含む)上に配置されている。すなわち、各特定ラインの中央点の両側にそれぞれ1個の激震器が配置されている。激震器と高効能拡声領域における中央点との距離は本考案で提案された音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。中でも、激震器を配置する好適なパターンとして、中央点を円心とし半径b/6ないしb/4とした円において、7個の同一稼動行為を有する激震器がこの円と特定ラインとの交点に配置される。そして他の反対方向の稼動行為を有する1個の激震器は残りの無荷重交点近傍に配置される。該激震器と中央点との距離及び該円の最適半径は音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。また、8個の激震器を2組に分け、各組ごとに4個の激震器があり、組と組との間は並列方式で接続され、そして各組における激震器は直列方式で接続されている。したがって、各激震器の抵抗をRとすれば、激震器回路系統の抵抗は2Rとなる。 FIG. 8 is a view showing another practical example in which eight vibrators 50 are arranged in the high-efficiency loudspeaker area 30 of the loudspeaker board 7. Among them, the seven seismic devices have the same current flow direction as shown in FIG. 4 (a), so that the operation of the seismic devices is the same. As shown in FIG. 4 (b), the flow direction is opposite to that of the other seven seismic shakers, and therefore has an operation in the opposite direction. The anti-vibration device having the opposite operation acts to eliminate the amplitude of the excessively shaken frequency or adjust the vibration type of the loudspeaker plate 7 to reduce the interference between the opposite phase angle sound pressures on the plate surface. It works as a propulsion damper. Each of the eight intensifiers 50 is disposed on a specific line (including two diagonals, one horizontal line, and one vertical line) passing through the center point of the high-efficiency loudspeaker area 30. That is, one strong shaker is arranged on each side of the center point of each specific line. The distance between the strong shaker and the center point in the high-efficiency loudspeaker region is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method proposed in the present invention. Above all, as a preferable pattern for arranging the tremors, in a circle having a center at the center of a circle and a radius of b / 6 to b / 4, seven tremors having the same operation act at the intersection of the circle and a specific line. Placed in And one seismic shaker with the other opposing action is located near the remaining unloaded intersection. The distance between the shaker and the center point and the optimum radius of the circle are determined by sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis. Also, the eight seismic shakers are divided into two sets, each set has four seismic shakers, the sets are connected in parallel with each other, and the seismic shakers in each set are connected in series. ing. Therefore, if the resistance of each vibrator is R, the resistance of the vibrator circuit system is 2R.

 図9はまた他の実地例である16個の激震器50を拡声板7の高効能拡声領域30内に配置した状態を示す図である。図において、各激震器はそれぞれ高効能拡声領域30の中央点を通過する特定ライン上に配置されている。これら特定ラインは2組に分けられ、第1組の特定ラインは両対角線、一水平線、一垂直線を含み、そして第2の組の特定ラインは他の4本の特定ラインにより組成され、当該各ラインは第1の組において隣り合う両夾角線の平分線である。各特定ラインにおける中央点の両側にはそれぞれ1個の激震器が配置され、激震器と中央点との距離は本考案で提案した音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。中でも激震器を配置する好適なパターンとして、中央点を円心とし半径をそれぞれb/4及びb/8とした2個の同心円において、大円は第一の組のラインと8点に交わり、一方小円は第2の組のラインと8点に交わる。16個の激震器は8個ずつ2組に分けられ、両組の激震器はそれぞれ大小両円の交点上に配置されている。そして、組と組との間は並列方式で接続され、各組における激震器は直列方式で接続されている。したがって、各激震器の抵抗をRとすれば、全体の激震器回路系統の抵抗もRとなる。また、各激震器は図4(a)に示すようにいずれも同一の電流の流れ方向を有しているので各激震器の稼動行為は同一である。なお、16個の激震器を板面上に取付る場合、拡声板7の長さaは100cmよりも大きく設定するのが好適である。 FIG. 9 is a view showing another practical example in which sixteen vibrators 50 are arranged in the high-efficiency loudspeaker area 30 of the loudspeaker board 7. In the figure, each seismic device is arranged on a specific line passing through the center point of the high-efficiency loudspeaker area 30. These specific lines are divided into two sets, the first set of specific lines includes a diagonal, one horizontal line, and one vertical line, and the second set of specific lines is composed of four other specific lines. Each line is a straight line of both included angles that are adjacent in the first set. One strong shaker is disposed on each side of the center point in each specific line, and the distance between the strong shaker and the center point is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method proposed in the present invention. Among them, as a preferable pattern for arranging the seismic tremors, in two concentric circles having a center at the center and radii of b / 4 and b / 8, the great circle intersects the first set of lines with eight points, Meanwhile, the small circle intersects the second set of lines at eight points. The 16 tremors are divided into two sets of eight, and both sets are located at the intersection of both large and small circles. The pairs are connected in parallel with each other, and the seismic devices in each pair are connected in series. Accordingly, if the resistance of each seismic device is R, the resistance of the entire seismic device circuit system is also R. Further, as shown in FIG. 4 (a), all the vibrators have the same current flow direction, so that the operation of each vibrator is the same. In addition, when 16 seismic shakers are mounted on the board surface, it is preferable that the length a of the loudspeaker board 7 is set to be larger than 100 cm.

 図10はまた他の実施例である16個の激震器50を拡声板7の高効能拡声領域30内に配置した状態を示す図である。図において、16個の激震器の中、15個の激震器50は図4(a)に示すように同一の電流の流れ方向を有しているので、これら激震器の稼動行為はいずれも同一であるが、第16個の激震器における電流の流れ方向は図4(b)に示すように他の15個の激震器と反対なので反対方向の稼動行為を有する。この反対方向の稼動行為を有する減震器は過度に激震された周波数振幅を消滅、又は拡声板7の振動型を調整して板面における反対の位相角音圧間の干渉を減少するための主動式ダンパとして働くものである。16個の激震器は8個ずつ2組に分けられ、組と組との間は並列方式で接続され、そして各組における激震器は直列方式で接続されている。したがって、各激震器の抵抗をRとすれば全体の激震器回路系統の抵抗もRとなる。各激震器はそれぞれ高効能拡声領域30の中央点を通過する特定ライン上に配置されている。これら特定ラインは2組に分けられ、第一の組の特定ラインは両対角線、一水平線及び一垂直線を含み、そして第2の組の特定ラインは他の4本の特定ラインにより組成され、当該各ラインは第1の組において隣り合う両夾角線の平分線である。各特定ラインにおける中央点の両側にはそれぞれ1個の激震器が配置され、激震器と中央点との距離は本考案で提案した音圧感度周波数スペクトル分析法により決定される。中でも激震器を配置する好適なパターンとして、中央点を円心とし、半径をそれぞれb/4及びb/8とした2個の同心円において、大円は第1の組のラインと8点に交わり、一方小円は第2の組のラインと別の8点に交わる。該両組において同一の稼動行為を有する激震器は大円と小円との交点上に配置され、そして反対方向の稼動行為を有する激震器は大円と1本の対角線との交点付近に配置されている。該激震器と中央点との距離は高圧光度周波数スペクトル分析法により決定される。その他2個又はより多くの反対方向の稼動行為を有する激震器を利用して主動式ダンパとする取付パターンは上記の方法に基づいて決定することができる。 FIG. 10 is a view showing a state in which 16 intense vibrators 50 of another embodiment are arranged in the high-efficiency loudspeaker area 30 of the loudspeaker board 7. In the figure, out of the 16 seismic devices, fifteen seismic devices 50 have the same current flow direction as shown in FIG. 4 (a). However, as shown in FIG. 4B, the direction of current flow in the sixteenth seismic shaker is opposite to that of the other fifteenth seismic shakers, so that it has an operation in the opposite direction. The anti-vibration device having the opposite operation acts to eliminate the excessively shaken frequency amplitude or adjust the vibration type of the loudspeaker plate 7 to reduce the interference between the opposite phase angle sound pressures on the plate surface. It works as a driven damper. The 16 seismic shakers are divided into two sets of eight each, the sets being connected in parallel, and the shakers in each set being connected in series. Therefore, if the resistance of each seismic device is R, the resistance of the entire seismic device circuit system is also R. Each vibrator is arranged on a specific line passing through the center point of the high-efficiency loudspeaker area 30. These specific lines are divided into two sets, the first set of specific lines includes bi-diagonal lines, one horizontal line and one vertical line, and the second set of specific lines is composed of four other specific lines, Each of the lines is a straight line of both included angles that are adjacent in the first set. One strong shaker is disposed on each side of the center point in each specific line, and the distance between the strong shaker and the center point is determined by the sound pressure sensitivity frequency spectrum analysis method proposed in the present invention. Among them, as a preferred pattern for arranging the seismic devices, in two concentric circles with the center point as the center of the circle and the radii of b / 4 and b / 8, the great circle intersects the first set of lines with eight points. While the small circle intersects the second set of lines with another eight points. In both sets, the seismic tremor having the same operation is arranged at the intersection of the great circle and the small circle, and the seismic tremor having the operation in the opposite direction is arranged near the intersection of the great circle and one diagonal line. Have been. The distance between the shaker and the center point is determined by high pressure luminous frequency spectrum analysis. The mounting pattern of the main damper using the seismic shaker having two or more opposing operating actions can be determined based on the above method.

図1は本考案の複合物積層板パネル形スピーカを示す見取図である。FIG. 1 is a schematic view showing a composite laminated panel type speaker of the present invention. 図2(a)はパネル形スピーカにおける左右両側の吊し系統がそれぞれ発泡ゴムストリップと波状の含軟質ゴム綿布とを用いて作成された図1の断面図である。図2(b)は拡声板を吊るすための系統がくもの巣状軟質プラチック体である図1の局部拡大図である。FIG. 2A is a cross-sectional view of FIG. 1 in which the suspension systems on both the left and right sides of the panel-type speaker are respectively formed using a foamed rubber strip and a wavy soft rubber-cotton cloth. FIG. 2B is a partially enlarged view of FIG. 1, which is a flexible spider-like plastic body for hanging a loudspeaker. 図3(a)は図1におけるA−A断面図である。図3(b)は図1におけるB−B断面図である。FIG. 3A is a sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 3B is a sectional view taken along line BB in FIG. 図4(a)は電流がコイルの頂部から底部へ流れてコイルを上へ移動させると共に上へのスラストが発生する、電磁コイル式激震器を示す図である。図4(b)は電流がコイルの底部から頂部へ流れてコイルを下へ移動させると共に下へのスラストが発生する、電磁コイル式激震器を示す図である。FIG. 4 (a) is a diagram illustrating an electromagnetic coil type vibrator in which a current flows from the top to the bottom of the coil to move the coil upward and generate an upward thrust. FIG. 4 (b) is a diagram showing an electromagnetic coil type vibrator in which a current flows from the bottom to the top of the coil to move the coil downward and generate a thrust downward. 図5は4個の電磁コイル式激震器を拡声板の高効能拡声領域内に配置した状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state in which four electromagnetic coil type vibrators are arranged in a high-efficiency loudspeaker area of a loudspeaker board. 図6は他の実施例である4個の電磁コイル式激震器を拡声板の高効能拡声領域に配置した状態を示す図である。FIG. 6 is a view showing a state in which four electromagnetic coil type vibrators according to another embodiment are arranged in a high-efficiency loudspeaker area of a loudspeaker. 図7はまた他の実施例である8個の電磁コイル式激震器を拡声板の高効能拡声領域に配置した状態を示す図である。FIG. 7 is a view showing a state in which eight electromagnetic coil type vibrators according to another embodiment are arranged in a high-efficiency loudspeaker area of a loudspeaker. 図8はまた他の実施例である8個の激震器を拡声板の高効能拡声領域内に配置した状態を示す図である。FIG. 8 is a view showing a state where eight intense vibrators according to another embodiment are arranged in a high-efficiency loudspeaker area of a loudspeaker board. 図9はまた他の実施例である16個の激震器を拡声板の高効能拡声領域内に配置した状態を示す図である。FIG. 9 is a view showing a state in which 16 intense vibrators according to another embodiment are arranged in a high-efficiency loudspeaker area of a loudspeaker. 図10はまた他の実施例である16個の激震器を拡声板の高効能拡声領域内に配置した状態を示す図である。FIG. 10 is a view showing a state in which sixteen vibrators according to another embodiment are arranged in a high-efficiency loudspeaker area of a loudspeaker board.

符号の説明Explanation of reference numerals

6・・・スピーカ
7・・・拡声板
10・・・矩形フレーム
20・・・くもの巣状プラスチック吊し系統
30・・・高効能拡声領域
40・・・複合物積層板
50・・・激震器
56・・・電線
60・・・付勢ストリップ
Reference Signs List 6 Speaker 7 Speaker board 10 Rectangular frame 20 Spider-like plastic suspension system 30 High-efficiency speaker area 40 Composite laminate 50 Strong vibration Device 56: electric wire 60: urging strip

Claims (5)

可撓振動の発生により拡声するパネル形スピーカであって、
 長さがa幅がbで周辺付近に付勢ストリップが付加形成された矩形複合物積層板と、
 前記複合物積層板上に固定され、この複合物積層板を激震してこれに可撓振動を発生させる少なくとも1個の激震器と、
 前記複合物積層板の表面に位置し、前記激震器により前記複合物積層板を激発してこれに比較的高い音圧感度を発生させる高効能拡声領域と、を備えてなるパネル形スピーカ。
A panel-type speaker that raises its voice due to the occurrence of flexible vibration,
A rectangular composite laminate having a length a, a width b, and an additional biasing strip formed around the periphery;
At least one vibrator fixed on said composite laminate and vibrating said composite laminate to generate a flexible vibration thereto;
A panel-type speaker, comprising: a high-efficiency loudspeaker area located on a surface of the composite laminate and violently blasting the composite laminate by the vibrator to generate relatively high sound pressure sensitivity.
前記パネルスピーカにおける複合物積層板は幅bが長さaよりも小さく又は等しくかつb がa/4よりも大きくなるように設定された矩形板であり、
 前記複合物積層板は特定数かつ直交性材質を具備した複合物層により組成され、その中各複合物層の厚さは0.1〜0.2mmの間に介し、そのヤング係数と密度との比は繊維方向では80と80GPa/(g/cm3)との間に介し、基材方向では3と10GPa/(g/cm3)との間にあり、
 前記直交性材質を有する複合材料層は炭素繊維補強エポキシ樹脂、ガラス繊維補強エポキシ樹脂又は硼素繊維補強エポキシ等の材料により作製されてなる、請求項2記載のスピーカ。
The composite laminate in the panel speaker is a rectangular plate set so that width b is smaller than or equal to length a and b is larger than a / 4,
The composite laminate is composed of a composite layer having a specific number and orthogonal materials, wherein the thickness of each composite layer is between 0.1 and 0.2 mm, and its Young's modulus and density are Is between 80 and 80 GPa / (g / cm 3 ) in the fiber direction, between 3 and 10 GPa / (g / cm 3 ) in the substrate direction,
3. The speaker according to claim 2, wherein the composite material layer having the orthogonal material is made of a material such as a carbon fiber reinforced epoxy resin, a glass fiber reinforced epoxy resin, or a boron fiber reinforced epoxy.
前記パネル拡声器に用いられる前記複合物積層板は積層板の中心平面を対称面とする2種の積層方式、すなわち、繊維角度が0°及び90°の複合物層を対称方式で積層してなる積層方式と、繊維角度がθ(0°<θ<90°)及び−θの複合物層を対称方式で積層してなる積層方式とを有しており、
 前記複合物積層板の含有する積層数は板の長さaに応じて決定され、aが30cm以内であれば積層数は3層以下であり、aが30cm〜50cmの間であれば層数は4層であり、aが50cmよりも大であれば層数は少なくとも5層である、請求項1記載のスピーカ。
The composite laminate used for the panel loudspeaker is obtained by laminating two kinds of composite layers having a center plane of the laminate as a plane of symmetry, that is, a composite layer having a fiber angle of 0 ° and 90 ° in a symmetrical manner. And a lamination method in which composite layers having a fiber angle of θ (0 ° <θ <90 °) and −θ are laminated in a symmetric manner.
The number of laminations contained in the composite laminate plate is determined according to the length a of the plate. If a is within 30 cm, the number of laminations is 3 or less, and if a is between 30 cm and 50 cm, the number of layers is The speaker according to claim 1, wherein the number of layers is four, and if a is greater than 50 cm, the number of layers is at least five.
前記パネル形スピーカにおいて、前記矩形複合物積層板の周辺には4本の剛度の異なる付勢ストリップが付加形成されてあり、その中該各付勢ストリップの厚さは該複合物積層板の厚さの3倍よりも小さく、その幅は該複合物積層板の幅の十分の一よりも小さく、そして該各付勢ストリップのヤング係数は該複合物の繊維方向におけるヤング係数よりも小さく又は等しく設定され、
 前記パネル形スピーカにおける前記付勢ストリップは、前記複合物積層板エッジ上に滞留している定在波を抑制しかつ該複合物積層板の自然振動モードを調整する機能を具備しており、これにより好適な付勢ストリップ剛度を選択してノイズの発生を低下させ、該複合物積層板に拡声に寄与される振動型を発生させることにより、該積層表面の不同移動方向の領域より発生した音圧の干渉が低下する、請求項1記載のスピーカ。
In the panel-type speaker, four biasing strips having different rigidities are additionally formed around the rectangular composite laminate, and the thickness of each biasing strip is the thickness of the composite laminate. Less than three times the width of the composite laminate, the width being less than one-tenth of the width of the composite laminate, and the Young's modulus of each biasing strip being less than or equal to the Young's modulus in the fiber direction of the composite. Is set,
The biasing strip in the panel type speaker has a function of suppressing a standing wave staying on the composite laminate edge and adjusting a natural vibration mode of the composite laminate, By selecting a more suitable biasing strip stiffness to reduce the generation of noise and generating a vibration type that contributes to the sound increase in the composite laminate, the sound generated from the region of the laminate surface in the non-uniform movement direction. The loudspeaker of claim 1, wherein pressure interference is reduced.
前記複合物積層板を激震するための激震器は電磁コイル式又は圧電式激震器である、請求項1記載のスピーカ。 The speaker according to claim 1, wherein the vibrator for vibrating the composite laminate is an electromagnetic coil type or a piezoelectric vibrator.
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