JP4561960B2 - スピーカ用振動板 - Google Patents

Description

本発明は音響機器にかかるスピーカ用振動板、詳しくは高音域周波数における振動板の振動モードに軸対象モードが発生することを防止し、高域側でのピークディップを減少させ、低域から高域にわたって周波数特性の平滑化を図り、音質を良好としたスピーカ用振動板に関する。

スピーカ用振動板は低域から高域にわたって滑らかな周波数特性を有することが要求される。

しかしながら、振動板本体の主材料が例えばパルプのような単一材料からなる場合、高域周波数での振動モードが軸対象モードになることが良く知られており、この場合、高域側において大きなピークディップが生じてしまい音質が良好でない。

図１４に上記したような従来の振動板を用いたスピーカの、周波数６ｋＨｚで駆動した振動板のレーザードップラー測定による振動モードを示す。また、図１５に同じ従来の振動板の周波数特性を示す。従来の振動板では高音域において明らかな軸対象の振動モードが生じ、顕著なピークディップが発生する。

上記の問題を解決するために、例えば特開昭５０−３７４２７に示されるように、９０度の間隔で４列に渦巻き状に配列した多数の制動穴を設け、内部損失の高い制動コンパウンドをこれら制動穴に充填することによって振動板の振動特性に不連続性を与え、定在波の発生を防止し、分割振動の発生を防止し、音質を良好にするようにしたものがある。
特開昭５０−３７４２７号公報

しかしながら、この先行例では、振動板に多数の制動穴を設けなければならないため、製造が煩雑であり、かつ多数の制動穴によって振動板の剛性も低下して好ましくない。
また、多数の制動穴に制動コンパウンドを均一に充填する作業を要し、この点からも製造が煩雑である、という欠点がある。

この発明はこの様な課題を解決するために提案されたもので、その目的とするところは、周波数特性に顕著なピークディップが発生する高音域において軸対象共振モードの振動を防止し、ピークディップを低減し、周波数特性を全域に亘って滑らかにしたスピーカ用振動板を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明では、振動板本体１２に、その中央の開口部１１の外周部から前記振動板本体１２の外周内側に向かって周方向にほぼ等間隔で直線状または曲線状に延びるスリット１４、１４ａを２以上形成し、かつこのスリット１４、１４ａに前記振動板本体１２とは異なると共に前記振動板本体１２の主材料よりヤング率が小および／もしくは内部損失が大である材質からなる充填材１５を充填し、かつこの充填材１５は紫外線および／もしくは可視光線により硬化可能な樹脂または熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。

請求項２の発明は、振動板本体１２に、その中央の開口部１１の外周部から前記振動板本体１２の外周内側に向かって周方向にほぼ等間隔で直線状または曲線状に延びるスリット１４、１４ａを２以上形成し、かつこのスリット１４、１４ａに前記振動板本体１２とは異なると共に前記振動板本体１２の主材料よりヤング率が小および／もしくは内部損失が大である材質からなる充填材１５を充填し、この充填材１５は多孔質体または発泡体からなることを特徴とする。

振動板本体１２に、その中央部から外周に向って延びる直線状または曲線状のスリット１４，１４ａを複数形成し、振動板本体１２を分割して共振箇所を分散させたため、高域周波数における振動板の振動モードに軸対象モードが発生せず、高域周波数において大きなピークディップが減少し、周波数特性が滑らかになる。したがって、低域から高域にわたって滑らかな周波数特性が得られ、音質が良好となる。

スリット１４，１４ａを直線状または曲線状としたため、多数の制動穴を形成する従来例に比べ形成が容易で、かつ充填材１５も充填しやすく、全体として製造が容易である。

また、スリット１４，１４ａへの充填材１５としては振動板本体１２の主材料に比べヤング率が小さいおよび／または内部損失が大きい材料を用いたため、軸対象モードの共振を吸収、分散させることができ、音質が良好となる。

また、充填材１５として、発泡体または多孔質ゴムのような多孔質体を用いれば、これらは空気層を有しているので、内部損失が大きく、軸対象モードの共振を吸収、分散させることができ、音質を良好とすることができる。

以下にこの発明を望ましい実施例について添付図面に基いて説明する。

図１はこの発明に係る第１の実施例におけるスピーカ用振動板を用いたスピーカの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿うスピーカの縦断面図を示す。

図１及び２において、例えば直径１３ｃｍの円形でコーン型とした振動板１０は、ヤング率を３．７ＧＰａ、内部損失を０．０３のパルプ抄紙にてなる紙製の振動板である。コーン形状をなす振動板本体１２の中央部にはいわゆる首部となる円形の開口部１１が形成され、外周部にはエッジ１３が設けられている。
なお、この例では振動板本体１２は主材料が紙製であるが、適宜の強化材を混入したものであっても良い。

振動板本体１２には周方向にほぼ等間隔で例えば７本の直線状のスリット１４が放射方向に形成されている。

スリット１４は開口部１１の外周部から振動板本体１２の外周内側に向って延び、この例においてスリット１４は幅１ｍｍ，長さ４０ｍｍに設定されている。このスリット幅，長さは振動板本体１２の口径の増減に応じ適宜変更される。

これらスリット１４内には充填材１５として、例えば硬化後２５℃におけるヤング率が１３ＭＰａ、内部損失が１．２で紫外線照射によって硬化する樹脂を充填し、硬化させて振動板１０を構成している。

この実施例では、スリット１４は単純な直線状であるため、形成が容易で、かつ充填材１５の充填も容易である。

スピーカの組立てにあたっては、開口部１１の背面側に円筒状のボイスコイルボビン２０の一端部を接着する。このボイスコイルボビン２０の他端部外周にはボイスコイル２１が巻回してあり、例えば内磁型の磁気回路３０を構成するヨーク３１のほぼ円筒状の外周壁の内面と、中央に配置したセンタープレートの外周面との間の磁気ギャップに治具を介して配設される。ボイスコイルボビン２０の外周端はダンパー２２の内周端が接着され、ダンパー２２の外周端はフレーム４０の内端部側に接着され、ボイスコイルボビン２０は振動可能に保持される。フレーム４０の外端部側には振動板１０のエッジ１３の外周端が接着される。また、開口部１１の前面側にはドーム状のダストキャップ１６が設けられるなどしてスピーカが構成される。

図３に実施例１の振動板の６ｋＨｚにおける振動をレーザードップラー方式で測定した振動モードを、また、図４にこの振動板の周波数特性を示す。この実施例１では高音域における振動において軸対象モードの発生が押さえられて共振個所が分散し、顕著なピークディップが減少して周波数特性が滑らかとなる。これは、振動板の振動面部をスリット１４でいくつかの部分に分割すると共に振動板の構成材よりヤング率が小さく、内部損失が大きい、低弾性の充填材１５によって軸対象モードの共振を吸収、分散させるためである。

実施例１で用いたものと同じ構成のスピーカにおいて、振動板１０の振動板本体１２に１０本の直線放射状のスリット１４を幅１ｍｍ，長さ４０ｍｍで形成し、振動板本体１２の円周方向の分割数を１０に変え、実施例１と同じ紫外線硬化型樹脂を充填材としてスリット１４に充填した。この実施例２における振動板の６ｋＨｚでの振動モードを図５に、また、この振動板の周波数特性図を図６に示す。これらの図から判るように、直線放射状スリットを１０本に増やしても実施例１とほぼ同じ効果が得られた。

図７は本発明の実施例３を示す。この実施例ではスリット１４ａを渦巻き状のような曲線状にしたことに特徴を有している。スリット１４ａの数はこの例では８本としているが、必要に応じ増減しても良いことは勿論である。このスリット１４ａにも上述の実施例と同様、充填材１５が充填される。この実施例３における振動板の６ｋＨｚでの振動モードを図８に、周波数特性図を図９に示す。これらの図から判るように、スリットを曲線状にしても実施例１とほぼ同じ効果が得られた。

実施例３に用いた８本の曲線状のスリット１４ａと同様の曲線状スリットを１０本、振動板本体１２に形成し、紫外線硬化型樹脂を充填材１５としてこれらスリットに充填した。この実施例４における振動板６ｋＨｚでの振動モードを図１０に、周波数特性図を図１１に示す。図１０及び１１に見られるように、この場合において、実施例１とほぼ同じ効果が得られる。なお、樹脂としては可視光線により硬化するものを用いても良い。

振動板材料とスリットの形状、数及び寸法は実施例１と同様であるが、スリット１４に充填する充填材１５として、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）が主成分で２５℃におけるヤング率が４．１ＭＰａ、内部損失が０．０６である多孔質ゴムからなる多孔質体を用いて振動板１０を作製し、他は同様としたスピーカを構成した。このスピーカの周波数特性図を図１２に示す。図から明らかなように、高音域においても顕著なピークディップが発生せず、全般に滑らかな特性となり、この充填材１５によっても実施例１とほぼ同じ効果が得られた。なお、曲線状のスリット１４ａにもこの充填材１５を用いても良いことは勿論である。

振動板材料とスリット１４の形状、数及び寸法は実施例１と同様にするが、スリット１４に充填する充填材１５として、振動板構成材よりヤング率が小さく、内部損失が大きい熱可塑性樹脂を使用し、この樹脂を加熱下で少なくとも何れか一方の振動板面にフィルム状に塗布して覆うと共に、スリット１４にも充填し振動板１０を作製し、他は同様にしてスピーカを構成した。このスピーカの周波数特性図を図１３に示す。この場合も、従来例の図１５に比べ高音域でのピークディップが低減し、音質を改善することができた。なお、この例では振動板の表面に樹脂を塗布するため、振動板の強度が向上するとともに、防水性を持たせることができる。樹脂を塗布する場合、好ましくは全面に塗布するが、部分的であっても良い。また、この実施例は曲線状のスリット１４ａを有するタイプにも適用しても良いことは勿論である。

上記の各実施例において、振動板の振動板本体を分割するスリットの数を７から１０を例として記載したが、これらの数のスリットに限定されることなく、望ましくは５本から１２本の範囲であれば良い。すなわち、５本より少ないと共振の分散が不足して充分な効果が得られず、１２本以上であると振動板の剛性が低下して音圧が低下してしまうためである。

各実施例では、また、スリットならびに充填材１５は振動板１０の振動板本体１２に設けるものとしてのみ記載したが、ダストキャップにも適用可能である。

また、振動板１０の形状としてはコーン型についての実施例に述べたが、別段コーン型のみに限定されることなく、ドーム型や平面状の振動板にも同様に適用することができる。

なお、振動板１０の振動面部のスリットによる分割をほぼ等間隔にする旨記載したが、必ずしも厳密に等間隔とする必要はなく、或る程度不均等な間隔はこの発明の目的達成を妨げない。

また、スリットに充填する充填材１５として実施例５に多孔質ゴムの使用を例示したが、発泡体でも良い。これら発泡体や多孔質体は内部に微細な空気層を有するため、内部損失が大きく、共振を吸収、分散させることができ好適である。

本発明で用いられる充填材１５としては、振動板本体１２の主材料よりヤング率が小さいおよび／または内部損失が大きいものが用いられる。

なお、振動板本体１２の材質としてパルプを主材料として作製した例について説明したが、その他としてアルミニウムやマグネシウム等を用いた金属振動板やプラスチック製の振動板を用いても良い。

この発明に係る振動板を用いたスピーカの第１実施例の平面図 図１のスピーカの構成を示す縦断面図 図１のスピーカの振動モードを示す図 図１のスピーカの周波数特性図 この発明の第２実施例の振動モード図 第２実施例の周波数特性図 この発明に係る振動板を用いたスピーカの第３実施例の平面図 第３実施例の振動モード図 第３実施例の周波数特性図 この発明に係る振動板を用いたスピーカの第４実施例の振動モード図 第４実施例の周波数特性図 この発明に係る振動板を用いたスピーカの第５実施例の周波数特性図 この発明に係る振動板を用いたスピーカの第６実施例の周波数特性図 従来の振動板を用いたスピーカの振動モード図 図１４のスピーカの周波数特性図

符号の説明

１０ 振動板
１１ 開口部
１２ 振動板本体
１３ エッジ
１４，１４ａ スリット
１５ 充填材
１６ ダストキャップ
２０ ボイスコイルボビン
２１ ボイスコイル
２２ ダンパー
３０ 磁気回路
３１ ヨーク
３２ センタープレート
４０ フレーム

Claims (2)

1. 振動板本体（１２）に、その中央の開口部（１１）の外周部から前記振動板本体（１２）の外周内側に向かって周方向にほぼ等間隔で直線状または曲線状に延びるスリット（１４、１４ａ）を２以上形成し、かつこのスリット（１４、１４ａ）に前記振動板本体（１２）とは異なると共に前記振動板本体（１２）の主材料よりヤング率が小および／もしくは内部損失が大である材質からなる充填材（１５）を充填し、かつこの充填材（１５）は紫外線および／もしくは可視光線により硬化可能な樹脂または熱可塑性樹脂からなることを特徴とするスピーカ用振動板。
2. 振動板本体（１２）に、その中央の開口部（１１）の外周部から前記振動板本体（１２）の外周内側に向かって周方向にほぼ等間隔で直線状または曲線状に延びるスリット（１４、１４ａ）を２以上形成し、かつこのスリット（１４、１４ａ）に前記振動板本体（１２）とは異なると共に前記振動板本体（１２）の主材料よりヤング率が小および／もしくは内部損失が大である材質からなる充填材（１５）を充填し、この充填材（１５）は多孔質体または発泡体からなることを特徴とするスピーカ用振動板。

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