JP4031977B2 - 平面型スピーカー及びそれを用いたスピーカーシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面型スピーカー、より詳細には、振動板の表面が平面である平面型スピーカー及びそれを用いたスピーカーシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカーの振動板は一般にコーン形状を呈しているが、振動板が平板である平面型スピーカーもある。平面型スピーカーとしては、例えば、実公昭５７−１２６３４号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来の平面型スピーカーは、図７及び図８に示すように、振動板３１は方形の平板で、その裏面に、ボイスコイル３２を巻回した巻枠３３が固定されている。振動板３１は、その全周を囲繞する断面半円状のエッジ（可撓性膜片）３４を介して、フレーム３５に支持されている。このエッジ３４の四隅部には、振動板３１の自由な動きを確保するために、切り欠き孔３６が形成されている。
【０００４】
上記従来の平面型スピーカーの場合は、このようにエッジ３４の四隅に切り欠き孔３６を設けて振動板３１の動きを助けようとしているが、切り欠き孔３６から空気が漏れるために、振動板３１に捩れが生じ、位相ずれ現象が起こって音の忠実な再生に支障を来たす結果となっていた。
【０００５】
また、ボイスコイル３２は円筒状であるが、一般的な円筒状ボイスコイルの場合は、それだけでは単に巻線の直流抵抗と僅かなインダクタンスを含むだけで、周波数特性としてもそれ程大きな変化はないが、これが磁気ギャップ中に挿入され、振動板等が固定されると一変する。それは、コイルに電流が流れると、電磁力が働らいてコイルが動作し、その動きに伴って逆起電力が発生してインピーダンスが上昇するからである。
【０００６】
そのインピーダンス特性は、最初に非常にシャープな山の形が現われ（最低共振周波数（Ｈｚ）ｆｏ）、その後は単調に上昇していくものとなる。従来は、このようなインピーダンス特性をフラットにするために、補正回路を組み込んでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の平面型スピーカーの場合には、種々の問題があったので、本発明はそのような問題のない平面型スピーカー、及び、それを用いたスピーカーシステムを提供することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、動作時に振動板に捩れが生ずることなく、忠実な音の再生が可能な平面型スピーカー、及び、それを組み込んだスピーカーシステムを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、極めて軽量且つ堅固で、内部の空気保持量が多くて内部損失が多いという、平面型スピーカーの振動板に要求される総ての要件を満たす振動板を備えた平面型スピーカーを提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、インダクタンスが発生しにくく、補正回路を用いることなくインピーダンス特性をフラットにすることができる平面型スピーカーを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、以下に述べる本発明の好ましい実施形態についての詳細な説明を参照することにより明らかになる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る平面型スピーカーは、前記振動板を囲繞して支持する四角形状のエッジは、断面半円状の内側エッジと外側エッジとを、開放側を対向させて前記振動板を挟持させたものであり、前記エッジのうち外側エッジにのみその各コーナーに対称的に切り欠き孔が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記振動板の裏面に設置されるボイスコイルの一部を磁界から解放する構成とする。
【００１２】
また、前記振動板及び前記エッジを四角形とし、前記切り欠き孔を前記エッジの各コーナーに設け、前記振動板の裏面に設置されるボイスコイルは、四角形に巻回する。そのボイスコイルは、前記振動板の裏面に、互いに平行で、前記振動板に対して直角に固定された一対のコイル巻板に沿って四角形に巻回する。この場合、前記ボイスコイルの対向する２辺が磁界から解放されるようにする。
【００１３】
また、上記課題を解決するための本発明に係る平面型スピーカーにおいては、前記振動板は、板状に発泡成形した成形物の表裏に木工ボンドを塗布して固化して形成される。好ましくは、前記振動板は、発泡ポリスチレン製とし、約４ｍｍの厚さに発泡成形する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に依拠して説明する。図１は本発明に係る平面型スピーカー１を２つ用いたスピーカーシステムを示すもので、エンクロージャー６は、左右側面の奥行きが異なる断面台形状を呈していて、前面が傾斜している。
【００１５】
一般のエンクロージャーは断面が正方形又は長方形であるが、その場合、スピーカーの振動で、エンクロージャー内に閉じ込められた空気が膨張したり圧縮したりして所謂バネ作用を起こす。密閉型のエンクロージャーの場合、このバネ作用（背圧）による定在波の影響で、特に低域レスポンスが大きく左右される。エンクロージャーの容積を大きくすれば、このバネ作用の影響を弱めることができるが、エンクロージャーの容積を大きくするにも限度があり、また、コンパクト化の要請から大きくできない場合も多い。
【００１６】
横断面が、前面を傾斜させた台形状であるエンクロージャー６の場合は、スピーカーの振動に伴う背圧が、背板に当たった後に、直接スピーカーに戻ることなく逃げるので（図２参照）、上記バネ作用による定在波の影響を受けるおそれが少ないこととなる。
【００１７】
平面型スピーカー１は、四角形の振動板２と、振動板２を、その全周を囲んで支持するエッジ３と、エッジ３の外周縁を全周に亘って固定する、通例アルミ材製のフレーム４とから成り、スピーカー取付板５を介してエンクロージャー６の前面に取り付けられる。
【００１８】
振動板２は平板であって、その果たす役割から、その物理的要件として、極度に軽量であること、十分に堅固であること、及び、内部に空気が貯溜されていること（内部損失が多いことを意味する。）が要求される。
【００１９】
上記要件を満たすため、振動板２は、好適には、発泡ポリスチレン製とする。その場合振動板２は、発泡ポリスチレンビーズを容器中で加熱して予備発泡させ、エージング処理後、金型に移し、水蒸気を加えて加熱して板状に発泡成形する方法で製造する。板厚は、４ｍｍ程度とすることが好ましい。板材の裏面には、例えば水性木工ボンドを塗布、乾燥させて固化し、板材の表面側には、和紙等の化粧材を定着して水性木工ボンド等を塗布、乾燥させて固化することにより、全体的に堅固な構成とする。
【００２０】
この方法で製造した振動板２は、全体に亘って発泡材の粒子サイズが整うため、全体的に軽量であるだけでなく、どの部分も平均した質量となり、且つ、内部に均等に空気を保持したものとなる。この空気保持率は、現在使用されている他の如何なる振動板よりも高く、内部損失が多いものとなる。従って、振動板２が駆動されたときに、それ自身が有している素材の欠点（共振）を、その保持する内部空気で以て打ち消しながら動作することができる。
【００２１】
振動板２をフレーム４に支持させるためのエッジ３は、内側エッジ３ａと外側エッジ３ｂとが対をなして構成される。内側エッジ３ａと外側エッジ３ｂは、従来の平面型スピーカーのエッジと同様資材製（例えば、ヒートプレスしたポリウレタン製）で、同様に断面半円状に成形され、外側エッジ３ｂには切り欠き孔７が、通例４個対称的に形成される。エッジ３は、その内外両エッジ３ａ、３ｂの平坦な両側端縁を、振動板２の端縁及びフレーム４の端縁に、それらを挟むように固定することによって取り付けられる（図４参照）。
【００２２】
振動板２の裏面の左右にコイル巻板８、９を、互いに平行にし、且つ、振動板２に対して直角にして取り付ける。コイル巻板８、９は耐熱樹脂製の薄板で、例えば、その一部を振動板２内に埋入させ、同種又は別種の耐熱樹脂製支持層１０でその付け根部を補強して、振動板２に確固と固定する（図４参照）。
【００２３】
コイル巻板８、９には、磁気回路を形成するためのボイスコイル１１が巻装される。ボイスコイル１１は、コイル巻板８、９の外側面及び内側面に沿わせ（外巻き１１ａ、内巻き１１ｂ）、コイル巻板８、９端部を２辺とする長方形状に巻き上げる（図５及び図６参照）。言うまでもないが、その場合外巻き１１ａと内巻き１１ｂは、連続する巻線で、同一方向に巻き上げられる。
【００２４】
１２はフレーム４の裏面に固定されるアングルで、その内面に、永久磁石１３を挟み込んだヨーク１４がコイル巻板８、９に沿って一対固定される。永久磁石１３は、振動板２に対し直角となるように配置し、また、ヨーク１４の先端部のギャップにボイスコイル１１が収まるような位置関係とする。
【００２５】
上述したように振動板２は、内外一対のエッジ３で支持されるため、過度の動きが抑えられ、また、外側エッジ３ｂに切り欠き孔７が形成されるため、過度の制動が抑えられ、以て適度な振動が得られ、音の忠実な再生が可能となる。そのため、ボイスコイル１１は、ヨーク１４の先端部ギャップ内に作られる磁界内に収まる、高能率の、所謂ショートボイスコイルとすることができる。
【００２６】
図から明らかなように、ヨーク１４は上下において不連続なものとなり、ボイスコイル１１の縦部分のみにおいて磁気回路が形成される。このように、上下位置において磁場が遮断されるため、その部分にインダクタンスが発生しない。その結果、インピーダンス補正回路を用いることなく、インピーダンス特性を理想的なフラットにすることが可能となる。
【００２７】
図示し、上に説明した振動板２及びエッジ３は四角形であり、それが最も好ましいが、これらを円形、楕円形、六角形等とすることも可能である。その場合ボイスコイル１１は、振動板２と相似形に巻回する事が好ましい。例えば、振動板２が円形の場合、ボイスコイル１１は、一対の円弧状のコイル巻板に沿って円形に巻回されることになる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る平面型スピーカーは上記のような構成であって、その振動板は内側エッジと切り欠き孔を設けた外側エッジの二重エッジによって支持されるため、動作時に捩れにくく、以て、位相ずれを抑えつつ駆動電流をより正確な空気エネルギーに変換し、音の忠実な再生を実現することができる。
【００２９】
また、ボイスコイルの一部を磁界中から外すようにしたため、インダクタンスが発生しにくく、インピーダンス補正回路を用いることなくインピーダンス特性をフラットにすることが可能となった。
【００３０】
また、振動板を、発泡ポリスチレン等により発泡成形するため、軽量且つ均質で、空気保持率が高いものとなり、以て、共振を内部保持空気で打消しながら動作することが可能となり、その結果、周波数特性が改善される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る平面型スピーカーを組み込んだスピーカーシステムの形状例を示す図である。
【図２】図１に示すスピーカーシステムのエンクロージャーの断面形状を示す図である。
【図３】本発明に係る平面型スピーカーの正面図である。
【図４】本発明に係る平面型スピーカーの横断面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明に係る平面型スピーカーにおけるボイスコイルの構成を示す図である。
【図７】従来の平面型スピーカーの正面図である。
【図８】従来の平面型スピーカーの縦断面図である。
【符号の説明】
１ 平面型スピーカー
２ 振動板
３ エッジ
３ａ 内側エッジ
３ｂ 外側エッジ
４ フレーム
５ スピーカー取付板
６ エンクロージャー
７ 切り欠き孔
８ コイル巻板
９ コイル巻板
１０ 耐熱樹脂
１１ ボイスコイル
１２ アングル
１３ 永久磁石
１４ ヨーク

Claims (8)

1. 振動板が四角形状の平面板であるスピーカーであって、前記振動板を囲繞して支持する四角形状のエッジは、断面半円状の内側エッジと外側エッジとを、開放側を対向させて前記振動板を挟持させたものとし、前記エッジのうち外側エッジにはその各コーナーに対称的に切り欠き孔を形成して前記振動板の過度の制動を抑止させることとし、前記内側エッジには前記切り欠き孔を設けないことにより前記振動板の過度の振動を抑止させると共に、前記切り欠き孔からの空気漏れを防止させるようにしたことを特徴とする平面型スピーカー。
2. 前記振動板の裏面に設置されるボイスコイルは、前記振動板の裏面に、互いに平行で、前記振動板に対して直角に固定された一対のコイル巻板に沿って四角形に巻回されたものであり、前記ボイスコイルの一組の対向する２辺が磁界から開放されている請求項１に記載の平面型スピーカー。
3. 前記ボイスコイルが、前記コイル巻板の内側面側と外側面側とに巻装される請求項２に記載の平面型スピーカー。
4. 前記振動板が、板状に発泡成形した成形物の表裏に木工ボンドを塗布して固化したものである請求項１に記載の平面型スピーカー。
5. 前記振動板が、発泡ポリスチレン製である請求項４に記載の平面型スピーカー。
6. 前記振動板が、約４ｍｍの厚さに発泡成形されたものである請求項４に記載の平面型スピーカー。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の平面型スピーカーを組み込んだことを特徴とするスピーカーシステム。
8. エンクロージャーの前面が傾斜している請求項７に記載のスピーカーシステム。

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