JPH0494298A - リボン型スピーカ - Google Patents

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】 （産業上の利用分野゛） 本発明は、リボン型スピーカに係り、特にその振動板の
特性向上を図ったリボン型スーカに関する。

（従来の技術） オーディオシステム等に備えられているスピーカは、ア
ンプからの電気信号（電気エネルギ）を音響信号（音響
エネルギ）に変換するひとつの電気変換器といえる。

スピーカを動作原理により大別すると、動電型、静電型
、圧電型、放電型、電磁型等に分けられ、現在は音の良
さ等の諸条件を兼ね備えた動電型（ダイナミック型）が
主流を占めている。

ここで、動電型スピーカの一般的な動作原理は、磁界の
中に置かれたホイスコイルに音声電流が供給されると、
自ら発生するｔ磁力によりボイスコイルが振動する。そ
して、この振動がコーン紙に伝えられると、それから音
波が輻射される。

ところで２　たとえば第３図に示すような動電型に含ま
九るリボン型スピーカは、上述したホイスコイル及びコ
ーン紙という構成はとらず、次のような構成とされてい
る。つまり、鉄製のコーク１゜１間に磁石２が挟持され
、各ヨーク１によって形成されるギャップ３内には、リ
ボン状の振動板４が上下方向に引張された状態で配され
ている。

ここで、振動板４は、導電性の高い材料により構成され
ており、振動膜及びボイスコイルの役目を果たしている
。つまり、たとえば！４図に示すように、磁界中に置か
れた振動板４に音声電流（交流）が供給されると５　フ
レミンクの左手の法則に従って、磁界及び電流に対し直
角の方向（親指の方向）に力が働く。これにより　振動
Ｆｉ４がその方向に振動するため、振動板４からの音波
がその方向に直接輻射される。

このように、リボン型スピーカは、振動板４の全面に電
磁力が作用し、この電磁力によって振動板４全体が振動
するため、音の変換動産が極めて高い。また、上記のボ
イスコイルでは、その構成上、分割振動の発生により電
磁力による制動のムラが生じていたが、リボン型スピー
カにおける振動板４てはその全面が電磁力の作用によっ
て駆動される構成であるため、制動効率も極めて高い７
したがって、リボン型スピーカは、周波数特性、過度特
性、高調波歪特性等に優れ、音質が極めて良いという特
徴を有している。

その反面、振動板４が磁気キャップ３内に配されている
ため、低音の音域を広げようとして振動板４の幅を広く
すると、これにともない磁気ギャップ３を広くする必要
がある。このため、磁気ギャップ３内の磁束密度が低下
し、でしまい、能率が低下してし７まうという欠点を有
し、て（Ｘる。

ここで、振動板４を構成する材料の比重をρ［。

比抵抗をに−とすると、リボン型スピーカの能あは６　
ｃ　ｚ、Ｉ−Ｋ；　に反比例する。このため、その能率
を高くするには、比重及び比抵抗の共に小さ（Ｘキオ料
が要求される。つまり、比重の小さ０材料を用いること
により、振動板４の質量が軽くなるため、小さな電磁力
で大きな振動が得られる。また、比抵抗の小さな材料に
よって振動板４を構成した場合には、その断面積及び質
量を増やすことなく、振動板４の電気抵抗を低くするこ
とかできるため、音声電流のジュール熱による損失が軽
減する。

このような要求を満たす材料として、従来はｐ＝Ｆ口が
４．　４　Ｘ　１０−’Ｋｇ　／ｍ’　Ｊ　ｉ２・ｍの
アルミニウム又はρｐｆ玉下が３．８Ｘ１０Ｋｇ／ｍ３
１／］丁・ｍのへリリウム等の金属やアルミニウムをコ
ーティングし、たプラスチックフィルム等か用いられて
いる。

（発明が解決しようとする詳砺） ところで、上述し・たアルミニウムやベリリウムは、銅
（ρｐＪπｃ’　＝　Ｌ　Ｌ　　７虫位省略）・銀（、
ＯＲ、ｒ”Ｋ”；Ｆ　＝　３０．　１　）等ニＦ　ヘア
：　ｐ　；　Ｊ　Ｋ　Ｒの値が小さく、特にベリリウム
にあっては現存する金属の中で最も小さい値を有してい
る。

しかし、アルミニウムやベリリウムを用いたりホン型ス
ピーカの能率は、高音用のもので１〜数％程度に留まっ
ており、低音を再生することができるものはもとより、
中音域に使えるスピーカを実現するは難しい。

また、蒸着又はスパッタリングによるアルミニウムコー
ティングのプラスチックフィルムを用いた場合は、振動
板４の質量を小さくすることはできる。しかし、その電
気抵抗が高くなってしまうため、非導電性のプラスチッ
クフィルムを組合せた分だけ結合的にρ；　ｔｙの値が
大きくなってしまう、このため、原理的には、金属を用
いた場合よりもさらに能塞が下がることになる。

しまたかで・て、Ｉ！実的には、能記・性能其に劣る場
合が多く、金属コーティングのプラスチックフィルムは
現在ではほとんど使われなくなっている、本発明は、こ
のような事情に対処し、て成されたもので、変換効率及
び性能を向上させることができるリボン型スピーカを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、ボイスコイルを
兼ねた働きを有する振動板を備えたリボン型スピーカに
おいて、前記振動板は、分極が零又は小さい有機薄膜上
に分極の大きな有機Ｎ膜が積層され、且つこ九ら有機薄
膜層が仕事関数の異なる金属薄膜で挟持され、こ九ら仕
事関数の異なる金属膜の間が電気的に結合された構造と
されていることを特徴とする。

（作　　　用） 本発明のリボン型スピーカでは、振動板を、仕事関数の
異なる金属薄膜間に性質の異なる二層の有機薄膜を挟持
し、且つ金属薄膜間を短絡した構造とした。

これにより、金属薄膜間に挟持された性質の異なる有機
薄膜間には、電子のカスで満たされたポテンシャルの深
い井戸が形成さ九る。

したがって、振動板自体を極めて薄くした場合であって
も、電気抵抗の低減効果を得ることができる。

この結果、振動板の両端の抵抗が零に近づき、またその
質量が非常に軽いものとなる。

（実　施　例） 以下１本発明の実施例の詳細を図面に基づいて荘明する
。

第１図及び第２図は、未発明のリボン型スピーカの一実
施倒を示すものである、 これらの図に示すように、リボン型スーカには、音声電
流を供給する電極５，６が備えられている。各電極５，
６は、それぞれ二分割された生電極５ａ、５ｂ及び６ａ
、６ｂからなり、またそれぞれには雌ネジ部５ｃ、６ｃ
が形成されている。

そして、各電極５，６は、ネジ７によって締結され、ま
た後述する振動板９を多少引張した状態に保持している
。

ここで、各電極５．６は、銅等の比抵抗のホざいもので
構成され、音声電流の流れる経路に当たる部分は、断面
積を大きくして電極部の電気抵抗を極力下げるような構
成とされている。

振動板９は、ベース９ａ、アルミニウム薄膜９ｂ、アラ
キンＷＩＬ　Ｂ　（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔ
ｔ　）ｇ９ｃ、Ｃ＋＝　・ＴＣＮＱ−ＬＢ膜９ｄ及び金
薄膜９ｅによって１１筬されている。

ベース９ａは、ポリイミド又はポリエステル等のプラス
チックフィルム、あるいはベリリウムやアルミニウム等
の金属膜からなる。

ここで、ベース９ａの厚さは、機械強度が許す範囲で極
力薄くすることが望ましく、数μｍ以下とした場合には
、スピーカの能率及び性能の向上が図れる。なお、ベー
ス９ａを上記の金薄膜とした場合には、アルミニウム薄
ｇ９ｂはベース９ａと共用される。

アルミニウム薄膜９ｂは、ベース９ａ上に蒸着又はスパ
ッタリング等によって形成されたアルミニウムからなる
。ここで、アルミニウム：４ｇ９ｂと次に述べるアラキ
ン酸ＬＢ膜９Ｃとの境界には、自然に酸化された厚さ３
０オームストロングのＡ１．−４’、）３膜が存在して
いる。また、アルミニウム薄膜９ｂの厚さは、５００オ
一ムストロング前後が好ましく、厚くしすぎると振動板
９の質量が増加してしまい、薄過ぎると後述する低電気
抵抗の実現が不可能となる。

アラキンｔ３ＥＬＢｇ９ｃは、アルミニウム薄膜９ｂ上
にＬＢ法（Ｌａｎｚｍｕｉｒ−ＢｌｏｄＨｅｔｔ法）に
よって形成されている。ここで、その厚さは８０〜１４
０オームストロングが好ましい。つまり、アラキン酢Ｌ
Ｂ膜９ｃの厚さがその値より極端にずれた場合、上記同
様に低電気抵抗の実現が不可能となるためである。

Ｃｐｓ・ＴＣＮＱ−ＬＢ膜９ｄは、アラキン酸ＬＢ膜９
ｃ上にＬＢ法で形成されている。ここで、その厚さは、
１００〜１８０オームストロングが好ましい。つまり、
アラキンｌ！！ｆＬＢ膜９Ｃと同様に、その値より極端
に外れると低電気抵抗が得られないためである。

金薄膜９ｅは、Ｃ１０・ＴＣＮＱ−ＬＢ膜９ｄ上に蒸着
又はスパッタリング等の方法によって形成されている。

ここで、その厚さは、５０〜１００オームストロングが
好ましい。つまり、金薄膜９ピの厚さをその値より極端
に薄くすると、上記同様に低電気抵抗の実現が不可能と
なるためである。

アルミニウム薄膜９ｂと金Ｎ膜９ｅとの間には。

これらを電気的に短終させるためのアルミニウム又は金
等の金属からなる金属膜９ｆが設けられている。

なお、アルミニウム薄膜９ｂ及び金薄膜９ｅの組合せに
間しては、これらアルミニウム及び金に限らず、仕事関
数の異なる金属の組合せであればよい。つまり、たとえ
ばアルミニウムの代わりにマグネシウム、金の代わりに
銀をそれぞれ用いた場合であっても、上貫己同様に低電
気抵抗の効果を得ることができる。

また、アラキン酸ＬＢ膜９Ｃ及びＣＩ　５・ＴＣＮＱ−
ＬＢ膜９ｄの組合せに関しても、これに限らず、分極の
小さな有機薄膜と分極の大きな有機薄膜との組合せであ
れば、低電気抵抗の効果はほぼ同じになる。更に、製法
に関してもＬＢ法に限ることはなく、単分子層を積み重
ねられる方法であれば何でもよい。

そして、このような構成の振動板９では、アラキン１ｌ
ｌＬＢＪｌｌＥ９ｃはＹ型のＬＢ膜であるため、分極は
小さくなる。これに対し、ＣＩ　５・ＴＣＮＱ・ＬＢ膜
９ｄは、Ｚ型のＬＢ膜であると推定されるため、非常に
大きな分極を有する。

したがって、振動板９の構造は、アルミニウム薄膜／非
分極ＬＢ膜／分極ＬＢ膜／金屡膜と近似と見なすことが
できるため、アラキン酸ＬＢ膜９ＣとＣｐｓ　・ＴＣＮ
Ｑ−ＬＢ膜９ｄとの間には、電子のガスで満たされたポ
テンシャルの深い井戸が形成される。

その結果として、電気抵抗が低減されるため、非常に大
きな導電性を示すことになる（参考文献、τａｒｏ　Ｈ
ｉｎｏ　ｒＵｌｔｒａｌｏｗ　Ｒｅ５ｉｓｔｉｖｉｔｖ
　ｉｎ　Ｌａｎｇｍｕｌｒ−Ｂｌｏｄｅｔ、ｔ　　ｆ（
ｅｔ、ｅｒｏｆｉｌｍｓＪ、　　ＪＪＡＰ　　Ｖｏｌ、
２９　　Ｎｏ、３　１９９０’ｌ　　、このような効果
により、振動板９の比抵抗は、１０−１＜　Ω・ｃｍ息
下となり、振動板９の両端の抵抗はほぼ零となる。ちな
みに、金属の比抵抗は、１０づΩ・ｃｍ程度である。

このように、本実施例では、振動板を、性質の異なる二
層の有機薄膜を仕事関数の異なる金属薄膜で挟み、この
金属薄膜間を短終した構成とした。

したがって、金属Ｎ膜間に挟持された性質の異なる有機
薄膜間には、電子のガスで満たされたポテンシャルの深
い井戸が形成されるので、振動板自体を極めて薄くした
場合であっても、電気抵抗の低減効果を得ることができ
る７ この結果、振動板の両端の抵抗を零に近けることができ
、また振動板自体を極めて薄くすることができ、更には
質量を非常に軽くすることができるため、リボン型スピ
ーカの能座を理論限界の４９％に近づけることが可能と
なる、 また、振動板の幅を広げ低音まで再生することができる
スピーカを製作することも可能となる。

更に、従来と同じ能率を得るのに小さな磁気回路で済む
ため、コストダウンや小型化を図ることもできる。更に
また、振動板の質量が極めて小さく、空気の負荷による
制動が良（効くため、過度特性の良い音の再生及び高側
波歪等の軽減を図ることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のリボン型スピーカによれ
ば、ｍ動板の両端の抵抗を零に近づけ、またその質量を
非常に軽いものとし、極めて小さな値のρρｆ下Ｔを得
るようにしたので、リボ゛ン゛状の振動板を用いたスピ
ーカにおける変換効率及び性能を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

寥１図は本発明のリボン型スピーカの一実施例を示す５
１２図のａ−ａｌ！断面図、第２図はその要部の側面図
、第３図は従来のリボン型スピーカの要部を示す斜視図
、９４図はその動作原理を示す図である。 ５．６−電％、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ−半電極５９・
・・振動板、９ａ・・・ベース、９ｂ・・・アルミニウ
ム薄膜、９ｃ・・・アラキン酸ＬＢ膜、９ｄ・・・Ｃ１
５・ＴＣＮＱ−ＬＢｇ、９ｅ−金薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイスコイルを兼ねた働きを有する振動板を備え
   たリボン型スピーカにおいて、 前記振動板は、分極が零又は小さい有機薄膜上に分極の
   大きな有機薄膜が積層され、且つこれら有機薄膜層が仕
   事関数の異なる金属薄膜で挟持され、これら仕事関数の
   異なる金属膜の間が電気的に結合された構造とされてい
   ることを特徴とするリボン型スピーカ。