JPH02504691A - スピーカダイナミックヘッド - Google Patents
スピーカダイナミックヘッドInfo
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- JPH02504691A JPH02504691A JP50693788A JP50693788A JPH02504691A JP H02504691 A JPH02504691 A JP H02504691A JP 50693788 A JP50693788 A JP 50693788A JP 50693788 A JP50693788 A JP 50693788A JP H02504691 A JPH02504691 A JP H02504691A
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- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
スピーカダイナミックヘッド
〔発明の分野〕
本発明はダイナミック型電気音響変換器に関し、ハニカム構造を有する平面型多
層振動板を備えるスピーカのダイナミックヘッドの設計に有用である。
良く知られるようにスピーカで広い周波数範囲を再現するためには、その放射部
品(振動板)は十分高い曲げ剛性を有せねばならない。もっとも適当な方法の一
つは、重量を目立フて増加させること無しに振動板の高い曲げ剛性を得られるよ
うにハニカム間隔材の多層構造を使うことであり、これによりスピーカの広い動
作周波数域で十分満足した応答性が保証される。
スピーカのダイナミックヘッドの設計において、2つの平面覆いの間に固着され
たハニカム間隔材を合わせた円形振動板が使われる。この間隔材は平行な方向に
延びた複数の曲げられたリボンで形成された6角形の穴より構成され、その側面
は振動板覆いに垂直になっている。リボンはそれぞれの側面で、隣接するリボン
の側面との接触部分に固定される平行部分を有するように曲げられる。
振動板の平らな外形により、励振部品の縁をゼロシフト線(節線)の近傍に配置
することが可能になり、それゆえ再現される周波数域の高い周波数部分が広がる
。
もしハニカム間隔材の穴の形が正六角形に近いものなら、そのような間隔材は弾
性異方性を示す。いいかえると固着部分に平行な平面における曲げ剛性は直交面
におけるよりも大きくなる。これはそれぞれの穴で固着されたリボン部分で形成
される2つの面の存在に起因する。結果として逆相振動の部分を分離する円形振
動板の軸対称振動の第1モードの節線は、楕円形に近似した細長い形を有する。
さらに正六角形の穴にする製造上の離しさも考慮して、その楕円は歪んだ形にな
る。これはその縁が周辺に沿う振動板の後側に固定された励振部品による振動板
の効果的励振をさまたげ、波形振幅の歪みの増大及びダイナミックヘッドの動作
範囲の減少になり、これらは特に高い周波数域で顕著になる。他の点では楕円に
沿う縁を有する励振部品の製造は非常に難しい技術的問題がある。
従来技術で知られるスピーカダイナミックヘッド構造(JP。
A、 57−14639)は、ケースと2つの覆いの間に固定されたハニカム間
隔材を合わせた平面型振動板で構成される。ハニカム間隔材は前述のように複数
の曲がったリボンで作られる。振動板は弾力性のあるサスペンション手段でケー
スに固定される。励振部品の一方の端は磁気システムのすき間に配置されたボイ
スコイルのボビンにつながれ、もう一方の端は周辺に沿った縁を有し振動板の後
側に固定されている。この構造ではハニカム間隔材はその穴が正六角形とは異な
る形を有するように配列される。たとえばリボンの固着部分に対して垂直な方向
における寸法をそれと直角な方向におけるより小さくすることである。その場合
固着部分に平行な平面とそれに垂直な平面におけるハニカム間隔材の曲げ剛性は
実質的に等しく、それゆえ節線は周辺部に近づき、これにより縁が周辺に沿った
励振部品による振動板のより効果的励振ができ、再現できる周波数域の高い周波
数部分を広げることになる。
しかし残念なことにそのような正六角形と異なる穴形ではハニカム間隔材の重量
が増加し、スピーカの応答性が悪くなる。更にハニカム間隔材のずれ応力場は一
様でなく、振動板の共振動作中にせん断歪を覆いに伝えることになる。これは間
隔材から振動板を引きはがすことになリスビー力のヘッド動作が故障する原因に
なる。
更に既知のスピーカダイナミックヘッド構造(GB、 A、 2074812)
は2つの覆いの間に固着されたハニカム間隔材で、六角形の穴でできているもの
を結合した円形平面型振動板で作られる。
これらの穴は上記の覆いに垂直な側面を有する曲った複数のリボンで形成されて
いる。ハニカム間隔材を構成するこれらのリボンは、振動板の半径に沿って扇を
広げたように配列されたこと以外は上記の部品と同様の方法で固着され、その固
着部分が放射面になる。この配列では固着部分で形成され隣接面にあたるハニカ
ム間隔材の穴の間隔は、振動板の周辺から中心に向う方向で減少する。このハニ
カム間隔材は前述(JP、 A、 57−14639)に比べてより良い弾性の
対称性を示し、これはその曲げ剛性がすべての放射方向で同じためである。
それゆえそのような間隔材を合わせた振動板の節線は周辺部の形に近似した形を
しており、これにより周辺部に沿った縁を有し振動板の後に取り付けられた励振
部品の手段によるこの振動板のより効果的励振を保証する。このようなハニカム
間隔材を有するスピーカヘッドの再現可能周波数域の高周波数部分は広がる。し
かしこれまで述べたような形状の穴を有するハニカム間隔材の重量は、リボンの
間の空間が減少し、特に振動板の中心部において減少するため増加し、これによ
リスピー力の応答性が低下する。更にそのようなハニカム間隔材の製造は重大な
技術上の問題を伴うためそのような振動板を有するスピーカは限られた応用分野
で利用される。
更に既知のスピーカダイナミックヘッド(IIs、 A、 4472604)は
ケースとそのケースに固定された弾性サスペンションに周辺が取り付けられた円
形平面型振動板を有し、この振動板は2つの覆の間に配列され、側面がその覆い
に垂直な曲がったリボンで形成された六角形の穴で形成されたハニカム間隔材が
結合されている。各リボンはその側面が隣接するリボンの側面の接触部分に固着
される平行部分を有するように曲げられる。スピーカダイナミックヘッドは更に
ケースに取り付けられた磁気システムの動作間隔に位置するボイスコイルと、2
つのパーツより成る励振部品を有する。励振部品の1つのパーツは、一つの端が
ボイスコイルのボビンに固定され、もう一方の端は軸対称振動の第1モードの節
線帯で振動板の後に固定されている。そして励振部品のもう1つのパーツは、円
錐部分の内側に取り付けられ、1方の端がボイスコイルのボビンに取り付けられ
もう一方の端は振動板の後側に取り付られた中空の円筒の様な形をしている。
このような2つの励振部品は振動板の剛性を高めることができ、これにより周波
数域を再現するスピーカヘッドの高周波部分を広げられる。
しかしこのような複合励磁部品を用いることは動的システムの重量を実質的に増
加させることになり、スピーカヘッドの応答性を低下させることになる。
本発明の主たる目的は、ハニカム間隔材を結合した円形平面振動板を有するスピ
ーカダイナミックヘッドを提供することで、そのヘッドは多少の重量増加も無し
にその弾性特性の対称性を改良するように作られ、・これによりスピーカヘッド
の再現できる周波数域の高周波部分を広げるようにする。
この主目的の観点から、ケースと、このケースに固定された弾性サスペンション
に周辺が取り付けられた円形平面型振動板で、2つの覆いの間に取り付けられ、
側面がこの覆いに垂直で六角形の穴を有するハニカム構造を形成するために隣接
リボンの側面との接触部分に固着される平行部分を有する曲げられたリボンで形
成されるハニカム間隔材を結合したものと、ケースに取り付けられた磁気システ
ムの動作間隔中に配置されたボイスコイルのボビンに固定された端と、もう一方
の端が周辺に沿った縁を有し振動板の後で取り付けられる端を有する励振部品と
を有するスピーカダイナミックヘッドにおいて本発明では、薄い壁状のひだの形
で形成され、−緒に固着されるハニカム間隔材のリボンの接触部分に平行な振動
板の直径に対して対称に振動板の表面に配置され、直径に対して垂直な方向に振
動板の中心を通って延びるリブを更に備える振動板にする。
このような配列で、−緒に固着されるリボンの部分に垂直な平面におけるハニカ
ム振動板の曲げ剛性は大きくなり、これらの部分に平行な平面での値に近ずく。
その結果振動板の弾性特性の対称性が高められ、そして振動板の軸対称共振の第
1モードの節線は周辺部に近くなり、これにより励振部品による振動板のより効
果的励振が可能になる。それゆえスピーカヘッドの再現できる周波数域の高周波
部分が広げられる。
リブは薄い壁状のひだの形で作られるため、振動板重量舎は極小量の増加であり
、スピーカヘッドの応答性はこのようなリブの存在に影響されない。
このようなリブは振動板の製造を簡単にするため、たとえばスタンピングにより
、覆いと一体に作ることが可能である。
本発明の他の実施例では上述の問題は、ケースと、このケースに固定された弾性
サスペンションに周辺が取り付けられた円形平面型振動板で、2つの覆いの間に
取り付けられ、側面がその覆いに垂直で六角形の穴を有するハニカム構造を形成
するために隣接するリボンの側面との接触部分に固定される平行部分を有する曲
げられたリボンで形成されるハニカム間隔材を結合したものと、ケースに固定さ
れた磁気システムの動作間隔中に取り付けられたボイスコイルのボビンに固定さ
れた端と、もう一方が周辺に沿った縁を有し振動板の後で取り付けられる励振部
品とを備えるスピーカダイナミックヘッドにおいて本発明では、薄い壁状のひだ
の形で作られ、振動板の直径のうちで一方は一緒に固着されるリボンの接触部分
に平行でありもう一方はこの部分に垂直である直径に対して対称になるように振
動板の表面の中央部の外側に配置され、−緒に固着される接触部分に垂直な直径
と45°の角度でこの直径の異なる側に延びる2つの直径で決められるセクター
内にあり、各リブのある同一セクター内における振動板の半径の1つに平行であ
る複数のリブを更に有する振動板とすることでも解決される。
この場合振動板の弾性特性の対称性が改善され、節線は更に周辺部に近すき、こ
れによりスピーカヘッドの再現できる周波数域の高周波部分は1本のリブを用い
た実施例に比べて更に改善される。
いくつかのリブを使う構造ではその長さを振動板半径の0.5から0.7にする
と良い。
リブの高さは振動板の厚さの1.5から2.5倍が望ましい。
更にリブの幅はその高さの0.1から0.2以内が望ましい。
本発明は付属の図面と一緒に以下の実施例の詳細な説明により一層良く理解され
るであろう。図において、第1図は本発明のスピーカダイナミックヘッドで1つ
のリブを有するものの断面図、
第2図は第1図のスピーカの振動板の上面図、第3図は第2図の■−■の線に沿
った断面の拡大図、第4図は本発明のスピーカ振動板でいくつかのリブを有する
ものの上面図、
第5図は第4図の■−■の線に沿った断面の拡大図、第6図はいくつかの放射状
リブを有するスピーカ振動板の上面図、そして
第7図は放射状リブを有する振動板を備えるスピーカヘッドの振幅−周波数特性
とリブが無い類似のヘッドの特性を説明する図である。
スピーカダイナミックヘッド(第1図)はケース1と円形平面型振動板2を有し
、この振動板はその周辺部の回りが、外縁がケース1に固定されるリングの形を
した弾性サスペンション3に取り付けられる。振動板2はたとえば2つの円形で
平らな覆い5の間にのり付けして取り付けたハニカム間隔材4を結合する。ハニ
カム間隔材4は曲がったリボン7によって形成される六角形の穴6(第2図)で
構成され、そのリボンの側面は覆い5 (第3図)に垂直でこのハニカム間隔材
4 (第2図)の穴60面を形成する。リボン7は覆い5と同様にアルミニウム
箔又は薄いシート材から製造できる。それぞれのリボン7(第2図)の側面には
、2つの平行な面で互いに違いに配列され、向き合い同じ面になる2つの隣接す
るリボン7の接触する平行部分に固着される部分7aと、リボン7の固着される
部分7aを結びこの部分に対し異なる方向に曲がった他の部分7bがある。各穴
6には一緒に固着された隣接するリボンの部分7aで形成される一組の対向する
面とこれらのリボンの曲がった部分7bで形成される2組の対向する面がある。
ケース1 (第1図)の外側の表面で振動板2の反対側に磁気システムが取り付
けられており、この磁気システムはフランジ9と10の間に止められた環状マグ
ネット8と円柱コア11を有する。フランジ10はケース1の外側表面に取り付
けられている。コア11の一方の端はフランジ9に留められ環状マグネット8の
穴の中に入っている。マグネット8のフランジ9と10の内側表面とコア11の
外側表面の間には、ボイスコイル13を支持する円柱状ボビン12が位置する磁
気システムの動作間隔がある。このボビン12の外側表面には心出しワッシャ1
4が取り付けられ、このワッシャの外縁はケース1の内側の表面に取り付けられ
ている。ダイナミックヘッドは更に円錐形の励振部品15を有している。この部
品15の一方(広がる方)の端の縁は周辺部に沿い、振動板の逆相共振の部分を
分離する節線に近接するように振動板の外側に取り付けられ、この部品15のも
う一方(狭くなる方)の端の縁はボイスコイル13のボビン12に留められてい
る。
本発明の一つの実施例では、振動板2の表面にリブ16 (第1図、第2図)が
あり、このリブは一緒に固着されるリボン。
70部分7aに平行な振動板の直径17に対して対称に配置され、直径17に垂
直な直径18に沿って振動板2の中心を通っている。このリブ16は3角形の断
面(第3図)の薄い壁状のひだの形に作られ、断面が台形や長方形のリブも適当
に使用できる。リブ16はこのような振動板の製造を簡単にするためたとえばス
タンピング等により振動板の覆い5と一体に作られる。一方リブが振動板の中心
部を通るということはスピーカの再現できる周波数域の高周波部分を広げる量に
制限が生じる。
第4図から第6図で説明されるもう一つの実施例では、振動板表面に複数のリブ
がある。たとえば第4図は4つのリブ19が、−緒に固着されるリボン7(第2
図)の部分7aに平行な直径17とこの直径17に垂直な直径1B(第4図)に
対し対称に中心部の外側に配置された振動板2を示している。リブ19はり11
6(第2図と第3図)と同様に断面が3角形の薄い壁状のひだの形に作られるが
、たとえば貼り付け(第5図)によって振動板2の覆い5に取り付けられた部材
として作られる。前述のように、リブ19は断面が台形又は長方形で良い。
第2図の構造の場合より実行するのは難しくなるがリブ19は覆い5と一体に作
ることも可能である。
リブ19(第4図)は、直径18とこれに対し45°で直径18の両側に延びる
直径20と21で決まるセクターに配置される。各リブ19はリブと同じセクタ
ーにある振動板2の半径の一つと平行で、これらの半径は第4図において破線で
示される。
第6図に示すように振動板2には、間隔材のリボンの固着部分に平行な直径17
とこの直径に垂直な直径18に対して対称に、中心部の外側に配置された6個の
リブ22がある。リブ22を振動板2に取り付けして製造するのは第4図と第5
図のリブで説明したのと同じである。これらのリブは上述のように位置した直径
18.20と21で決まるセクターに近似しており、4つの両端のリブは放射方
向に延び、2つの中央のリブは直径18に沿っている。
又は2つのリブを第6図の直径18に沿った中央のリブ22のように配置しても
良い。
本発明のスピーカダイナミックヘッドの動作は次の通りである。ボイスコイル1
3(第1図)は音声周波数の交流電気信号を供給され、これによりマグネット8
の磁場にあるこのコイルが共振動作され、励振部品15を媒介して振動板2に伝
えられる。低周波数では振動板2は全体が共振し、周波数が上がるにしたがって
、振動板は表面において節線で分けられる逆相共振部分を生じる曲げ変形を受け
ることになる。
ハニカム間隔材の製造形体も考店して、リブ無しで作られた振動板2は前述のよ
うに弾性の異方性があり、すなわちハニカム間隔材を形成するリボン7(第2図
)の固着される部分7aに平行な平面における曲げ剛性は、−緒に固着されるそ
の部分に垂直な平面での曲げ剛性より大きい。このため節線の輪郭は歪んだ楕円
の形になり、周辺部と沿う励振部品15の縁と一致せず、本質的に振動板2の励
振効果を損じることになる。
上記の条件に対比して、振動板20表面に備わったリブ16の使用は第2図でも
言及したように、リブ16が振動板2の曲げ剛性をその近傍で上げるように働く
ため、曲げ剛性の低い直径17の方向における振動板20弾性対称性を改善する
。その結果軸対称共振の第1モードの逆相共振の部分を分離する節線は周辺部に
近くなり、これにより部品15の縁が節線とより一致するようになるため部品1
5による振動板2の励振効率が上がる。よってスピーカヘッドの周波数域は更に
高周波に延びることになる。
低い曲げ剛性領域である直径18.20と21によって囲まれるセクターに配置
される数個のリブ19(第4図)又はリブ22(第6図)により、間隔材を構成
するリボンの固着部分に垂直な平面における振動板2の曲げ剛性が更に増加し、
したがって振動板20弾性対称性を増すことが可能になる。そして節線は周辺に
更に近すき、縁が周辺に沿う励振部品15による振動板2のより一層の効果的励
振になり、よって再現できるスピーカヘッド周波数域の高周波部分への延長がで
きる。
数個のリブを用いる場合、その数は前述のスピーカ応答性を保証できるという観
点から、振動板2の全体重量の許容できる増加をもとに決められる。リブは2つ
の実施例でも述べたが、薄い壁状のひだの形に作られるためその存在は振動板2
の重量全体に極小量の増加をもたらすだけであり、その感度には実際上影響しな
い。
実験の結果明らかになったことであるが、数個のリブの近傍における振動板2の
満足できる剛性、すなわち弾性対称性は、直径17と18に対して対称に、直径
18とこの直径18に対し45°傾いた直径20と21で決まるセクター内に配
置され、リブ(第4図)のあるセクター内の振動板の直径の1つに平行か又は放
射方向(第5図)に延びたリブがある場合のみ得られる。
複数個のリブを用いる場合、その長さは軸対称共振の第1モードの節線が通る領
域をこれらのリブが覆うように選ばれ、これにより前述の振動板の剛性が振動板
2の中心を占めることなく重量も増加することなく得られる。これは高周波数で
は効果的共振を示すのは振動板の主として中央部であり、結果的に重量の増加は
高周波域でのスピーカの応答性を変えることになるためである。
発明者が実験的にわかったことでは、リブの長さは振動板の半径の0.5から0
.7の範囲にするのが望ましく、短かいリブは振動板の剛性を十分には増加でき
ず、長いリブは振動板の中央部における過度の重量増加となる。
リブの高さは望ましくは必要な振動板の剛性が得られるようにする。しかし一方
高さの上限は音の歪みを生じるような安定性低下が起きないようにすることが望
ましい。実験的には最適な高さは振動板の厚さの1.5から2.5倍の範囲に限
られた。同様の理由でベースでのリブの幅は高さの0.1から0.2の範囲が望
ましい最適値であった。
第7図は本発明に従って製作された放射状の堅いリブを有するスピーカヘッドの
振幅−周波数特性を示す図である。曲線23は4つの放射状の堅いリブを有する
スピーカヘッドの振幅−周波数応答を示し、曲線24は2つのリブだけを用いた
場合を表わす。ここには更に参考曲線として、類似しているが硬いリブのないス
ピーカヘッドの振幅−周波数応答も示されている(曲線25)。曲線を比較して
2つの放射状の硬いリブを有する振動板を使用したスピーカヘッドは、リブの無
い振動板を有するヘッドに比べて、高周波部分に延びた周波数域を示しており、
4つのリブを使用した場合はこの周波数域が更に高周波まで延びるようになって
いる。
本発明は高品質マルチバンド音響網の低中周波数スピーカヘッドに有用で、それ
と同時にポータプルラジオ装置用広帯域スピーカヘッドとしても使用できる。
国際調査報告
Claims (5)
- 1.ケース(1)と、 該ケース(1)に固定された弾性サスペンション(3)に周辺が取り付けられた 円形平面型振動板(2)で、2つの覆い(5)の間に取り付けられ、側面が該覆 い(5)に垂直で六角形の穴(6)を有するハニカム構造を形成するために隣接 するリボン(7)の側面との接触部分(7a)に固着される平行部分(7a)を 有する曲げられたリボン(7)で形成されるハニカム間隔材(4)を結合したも のと、ケース(1)に取り付けられた磁気システムの動作間隔中に配置されたボ イスコイル(13)のポビン(12)に固定された端と、もう一方が周辺に沿う 縁を有し振動板(2)の後で取り付けられる端を有する励振部品(15)とを具 備するスピーカダイナミックヘッドにおいて、 薄い壁状のひだの形で形成され、一緒に固着されるハニカム間隔材(4)のリボ ン(7)の該接触部分(7a)に平行な該振動板の直径(17)に対して対称に 振動板(2)の表面に配置され、該直径(17)に対して垂直な方向に該振動板 の中心を通って延びるリブ(16)を具備する振動板(2)であることを特徴と するスピーカダイナミックヘッド。
- 2.ケース(1)と、 該ケース(1)に固定された弾性サスペンション(3)に周辺が取り付けられた 円形平面型振動板(2)で、2つの覆い(5)の間に取り付けられ、側面が該覆 い(5)に垂直で六角形の穴(6)を有するハニカム構造を形成するように隣接 するリボン(7)の側面との接触部分(7a)に固着される平行部分(7a)を 有する曲げられたリボン(7)で形成されるハニカム間隔材(4)を結合したも のと、ケース(1)に固定された磁気システムの動作間隔中に配置されたボイス コイル(13)のボビン(12)に固定された端と、もう一方が周辺に沿った縁 を有し振動板(2)の後で取り付けられる端を有する励振部品(15)とを具備 するスピーカダイナミックヘッドにおいて、 薄い壁状のひだの形で形成され、振動板(2)の直径(17,18)に対して対 称に中央部の外側の表面に配置され、該直径の一方は一緒に取り付けられるリボ ン(7)の該接触部分(7a)に平行でもう一方はこの部分(7a)に垂直であ り、一緒に固着される該部分(7a)に垂直な直径(18)と45°の角度でそ の異なる側に延びる2つの直径(20,21)の1つで決まるセクター内に配置 され、各リブ(19)はそれぞれのリブ(19)のある同一のセクター内におけ る振動板(2)の半径(20,21)の1つに平行である複数のリブ(19)を 具備する振動板(2)であることを特徴とするスピーカダイナミックヘッド。
- 3.該リブ(19)のそれぞれの長さは振動板(2)の半径の0.5から0.7 の範囲であることを特徴とする請求項の2に記載のスピーカダイナミックヘッド 。
- 4.該リブのそれぞれの高さは振動板(2)の厚さの1.5倍から2.5倍の範 囲であることを特徴とする請求項の1,2及び3のいずれかに記載のスピーカダ イナミックヘッド。
- 5.ベースにおける該リブのそれぞれの幅はリブの高さの0.1から0.2の範 囲であることを特徴とする請求項の1,2,3又は4のいずれかに記載のスピー カダイナミックヘッド。
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1990
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GB2234136B (en) | 1992-06-24 |
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